(57)【要約】【課題】本発明は、車載負荷に電源として備えられた蓄電装置の蓄電量の不足を防止することができる、車両用電源装置の提供を目的とする。【解決手段】蓄電装置１１を電源として備える車載負荷１２と、蓄電装置２１を電源として備える車載負荷２２と、車載負荷２１，２２及び蓄電装置１１，２１の給電をし得るオルタネータ６０及びバッテリ６１と、蓄電装置１１と２１との間に設けられたＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０と、蓄電装置１１と２１との間で充放電がなされるように、蓄電装置１１及び／又は蓄電装置１２の蓄電状態に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０の電圧変換を制御する電源マネージャ５０と、を有する、車両用電源装置。【選択図】図１
2008230405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車載負荷と、
前記車載負荷のそれぞれに備えられた蓄電装置と、
前記車載負荷及び前記蓄電装置の給電をし得る給電装置と、
前記蓄電装置間に設けられた直流／直流電圧変換器と、
前記蓄電装置間で充放電がなされるように、前記蓄電装置のうち少なくとも一つの蓄電装置の蓄電状態に基づいて前記直流／直流電圧変換器の電圧変換を制御する制御装置と、を有する、車両用電源装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記蓄電装置のうち所定の蓄電低下状態の検出がされた又は該検出が予測された蓄電装置が該蓄電装置と異なる他の蓄電装置によって充電されるように前記直流／直流電圧変換器の電圧変換を制御する、請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記所定の蓄電低下状態の検出の予測は、前記車載負荷の作動に伴う電力需要を推定することによって行われる、請求項２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記給電装置から前記車載負荷及び前記蓄電装置への給電方向と逆方向の電流の流通を遮断する遮断手段を備える、請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記蓄電装置は、電気二重層キャパシタである、請求項１に記載の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載の電気負荷に給電する車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブレーキへの電力供給を行うためのバッテリと、このバッテリの異常時にブレーキへの電力供給を行うためのキャパシタユニットとを有する、車両用電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両用電源装置は、バッテリから出力される電圧が基準値未満になると、キャパシタユニットからの放電が可能となるとともに、バッテリからの電力供給が停止するものである。
【特許文献１】特開２００５−１４７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、大電力を消費する電気負荷（大電力消費負荷）には、それ以外の電気負荷において電圧低下等の給電不良を起こさないようにするため、補助電源として蓄電装置が備えられることがある。したがって、この蓄電装置の蓄電量が不足している状態で大電力消費負荷が電力を消費すると、それ以外の電気負荷において給電不良が起こるおそれがあるため、大電力消費負荷が電力を消費する状況では、その蓄電装置には必要な蓄電量をできるだけ蓄えておく必要がある。
【０００４】
この点、上述の従来技術では、給電対象として上述のような大電力消費負荷が存在すると、補助電源であるキャパシタユニットへの充電は主電源に相当するバッテリのみしかないため、大電力消費負荷の電力の消費具合によっては、キャパシタユニットの放電に対してバッテリからの充電が追いつかず、キャパシタユニットの蓄電量が不足するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、車載負荷に電源として備えられた蓄電装置の蓄電量の不足を防止することができる、車両用電源装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、第１の発明に係る車両用電源装置は、
複数の車載負荷と、
前記車載負荷のそれぞれに備えられた蓄電装置と、
前記車載負荷及び前記蓄電装置の給電をし得る給電装置と、
前記蓄電装置間に設けられた直流／直流電圧変換器と、
前記蓄電装置間で充放電がなされるように、前記蓄電装置のうち少なくとも一つの蓄電装置の蓄電状態に基づいて前記直流／直流電圧変換器の電圧変換を制御する制御装置と、を有することを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明に係る車両用電源装置であって、
前記制御装置は、前記蓄電装置のうち所定の蓄電低下状態の検出がされた又は該検出が予測された蓄電装置が該蓄電装置と異なる他の蓄電装置によって充電されるように前記直流／直流電圧変換器の電圧変換を制御することを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明に係る車両用電源装置であって、
前記所定の蓄電低下状態の検出の予測は、前記車載負荷の作動に伴う電力需要を推定することによって行われることを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第１の発明に係る車両用電源装置であって、
前記給電装置から前記車載負荷及び前記蓄電装置への給電方向と逆方向の電流の流通を遮断する遮断手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第１の発明に係る車両用電源装置であって、
前記蓄電装置は、電気二重層キャパシタであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車載負荷に電源として備えられた蓄電装置の蓄電量の不足を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の具体的な実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の第１実施形態である車両用電源装置１００の構成図を示す。車両用電源装置１００を備える車両は、複数の電気負荷を搭載しており、図１の場合、それらの電気負荷は電気負荷１２，２２，６２として例示されている。電気負荷１２，２２は、電気負荷６２に比べ所定期間に（例えば、５０ｍｓの短期間に）大きな電力量を消費する電気負荷である。ここでは、電気負荷１２，２２を短期大電力負荷と呼び、電気負荷６２を通常負荷と呼ぶものとする。
【００１４】
図２は、短期大電力負荷の起動とともに流れる電流の変化を示した一例である。短期大電力負荷（特に、インダクタを有するモータ等の電気負荷）にはその過渡特性に従って定常時の電流値より大きい突入電流が起動とともに流れる。図２に示されるように、短期大電力負荷に流れる電流値は、起動後に一時的に大きなピーク電流値Ｉに到達後に定常電流まで低下する。ＴＡは、起動時からピーク電流値Ｉに到達後にピーク電流値Ｉの半分の電流値に低減するまでの時間である。
【００１５】
短期大電力負荷を備えるシステムの具体例として、例えば、電動パワーステアリング装置や電動ブレーキ装置が挙げられる。例えば、図１において、１を電動パワーステアリング装置とし、２を電動ブレーキ装置とする。
【００１６】
電動パワーステアリング装置１（以下、「電動パワステ１」という）は、操舵状態に応じてモータにより操舵力を発生させてドライバーのステアリング操作を支援する。電動パワステ１は、短期大電力負荷１２に相当する操舵力調整用モータと不図示の操舵力調整用コンピュータ（電動パワステＥＣＵ）とを備える。操舵力調整用モータは、例えば、ステアリング機構のラックのストロークを調整するモータである。電動パワステＥＣＵは、例えば、トルクセンサや操舵角センサなどからのセンサ信号に基づいて操舵力調整用モータの起動が必要と判断した場合、操舵力調整用モータの起動要求発生フラグを立てて、操舵力調整用モータを駆動する駆動信号を出力する。その駆動信号に従って操舵力調整用モータは動作する。操舵力調整用モータの動作によって、ドライバーのステアリング操作がアシストされ得る。
【００１７】
電動ブレーキ装置２（以下、「電動ブレーキ２」という）は、車両の挙動の安定性などの向上のため、横方向の加速度、ヨーレート、舵角などの車両の状態に応じて、車両の左右の制動力を自動的に調整する。電動ブレーキ２は、短期大電力負荷２２に相当する制動力調整用モータ（ＶＳＣモータ）と不図示の制動力調整用コンピュータ（ＶＳＣ−ＥＣＵ）とを備える。ＶＳＣモータは、制動力を調整するための油圧を調整するポンプを駆動するモータである。ＶＳＣ−ＥＣＵは、例えば、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、舵角センサなどからのセンサ信号に基づいてＶＳＣモータの起動が必要と判断した場合、ＶＳＣモータの起動要求発生フラグを立てて、ＶＳＣモータを駆動する駆動信号を出力する。その駆動信号に従ってＶＳＣモータは動作する。ＶＳＣモータの動作によって、制動力が調整され得る結果、車両の挙動の安定化を可能にする。また、電動ブレーキ２として、エンジンの吸気による負圧ではなく電動油圧ポンプによってドライバーの制動操作力をアシストする倍力装置（ハイドロブースタ）が挙げられる。この場合、その電動油圧ポンプを駆動するモータが短期大電力負荷２２に相当する。
【００１８】
電動パワステ１等の短期大電力負荷を備えるシステム毎に、短期大電力負荷に給電可能な蓄電装置が備えられている。蓄電装置１１は短期大電力負荷１２に給電可能なように接続され、蓄電装置２１は短期大電力負荷２２に給電可能なように接続される。例えば、蓄電装置１１は短期大電力負荷１２に並列接続され、蓄電装置２１は短期大電力負荷２２に並列接続される。短期大電力負荷が短期的に必要となる大電流大電力をまかなうため、後述の主電源である給電装置（オルタネータ６０やバッテリ６１）とは別に、補助電源として蓄電装置（補助蓄電装置）が各システムに備えられている。したがって、これらの各補助蓄電装置は、その補助蓄電装置に対応する短期大電力負荷の作動に備えて、一定値以上の蓄電状態を保っておく必要がある。ここでは、蓄電装置１１，２１が補助蓄電装置に相当する。蓄電装置１１，２１の具体例として、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛電池、又はこれらのいずれかの組み合わせが挙げられる。補助電源として用いられる蓄電装置１１等は、システム毎に備えられるため、リチウムイオン電池等に比べて小型で搭載上有利な電気二重層キャパシタが特に好適である。電極の表面積を拡げて薄い絶縁物を挟み込むことにより容量を拡大可能な電気二重層キャパシタの利点を利用し、例えば車両の各ドアの内装部に搭載されるとよい。
【００１９】
また、短期大電力負荷以外の通常負荷６２に相当する通常負荷の具体例として、例えば、エアコン、ヘッドライト、リヤデフォッガ、リヤワイパー、ミラーヒータ、シートヒータ、オーディオ、ランプ、シガーソケット、各種ＥＣＵ、などが挙げられる。
【００２０】
通常負荷６２や短期大電力負荷１２，２２に給電可能であり、蓄電装置１１，２１に給電可能な（充電可能な）、給電装置として、オルタネータ６０やバッテリ６１が挙げられる。オルタネータ６０やバッテリ６１は、電源ライン（ハーネス）７０を介して通常負荷６２に電力を供給可能であるとともに、電源ライン７０，７１及びダイオード６３を介して短期大電力負荷１２，２２及び蓄電装置１１，１２に電力を供給可能である。バッテリ６１の具体例として、鉛電池、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ、又はこれらのいずれかの組み合わせなどが挙げられる。
【００２１】
また、バッテリ６１には、ダイオード６３のアノード側の電源ライン７０を介して、運動エネルギーを電気エネルギーに変換することにより発電を行うオルタネータ６０が接続されていてもよい。オルタネータ６０は、車両を走行させるためのエンジンの出力によって発電を行う。オルタネータ６０が発電した電力は、通常負荷６２、短期大電力負荷１２，２２に供給されたり、バッテリ６１や蓄電装置１１，２１に充電されたりする。なお、オルタネータ６０が停止している状態では、バッテリ６１から各電気負荷に電力を供給し得る。例えば、エンジンが停止してオルタネータ６０の不作動状態である駐車状態で必要とされる電力は、バッテリ６１から供給することができる。
【００２２】
また、オルタネータ６０やバッテリ６１等の給電装置から短期大電力負荷１２，２２及び蓄電装置１１，２１への給電方向と逆方向の電流の流通を遮断する手段として、ダイオード６３が備えられている。ダイオード６３によって、通常負荷６２と短期大電力負荷１２，２２及び蓄電装置１１，２１とが分離されている。すなわち、オルタネータ６０やバッテリ６１等の給電装置及び通常負荷６２はダイオード６３のアノード側に接続され、短期大電力負荷１２，２２及び蓄電装置１１，２１はダイオード６３のカソード側に接続される。このようにダイオード６３を接続することによって、蓄電装置１１，２１の放電電流が、電気負荷６２やバッテリ６１に流れることを防止することができる。
【００２３】
また、ダイオード６３のアノード側において、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２と蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２との間には、その入出力電流の方向を双方向に変換可能な直流／直流電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）１０，２０が備えられる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０は、バッテリ６１及び通常負荷６２の電圧仕様、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２の電圧仕様、蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２の電圧仕様などに合わせて、昇圧変換、降圧変換、同圧変換のいずれかの変換動作をするものであればよい。例えば、バッテリ６１及び通常負荷６２が４２Ｖ系の電圧仕様で、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２並びに蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２も４２Ｖ系の電圧仕様であれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０は４２Ｖ同士を同圧変換するものであればよい。また、例えば、バッテリ６１及び通常負荷６２が４２Ｖ系の電圧仕様で、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２が４２Ｖ系の電圧仕様で、蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２が１４Ｖ系の電圧仕様であれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０は４２Ｖ同士を同圧変換するものでよく、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は４２Ｖと１４Ｖとを昇降圧変換するものであればよい。
【００２４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０，２０は、その内部にあるトランスやスイッチングレギュレータやシリーズレギュレータ等の電圧変換手段によって、その要求される電圧変換に応じて、ダイオード６３のカソード側に接続される電源ライン７１の電圧を昇降圧変換して短期大電力負荷及び補助蓄電装置側に出力し、短期大電力負荷及び補助蓄電装置側の電圧を昇降圧変換して電源ライン７１側に出力する。
【００２５】
また、車両用電源装置１００は、蓄電装置１１，１２の蓄電状態を管理する電源マネージャ５０を備える。電源マネージャ５０は、蓄電装置１１と蓄電装置１２との間の充放電の制御を可能にするため、蓄電装置１１及び／又は蓄電装置２１の蓄電状態に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０の電圧変換を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）である。電源マネージャ５０は、制御プログラムや制御データを記憶するＲＯＭ、制御プログラムの処理データを一時的に記憶するＲＡＭ、制御プログラムを処理するＣＰＵ、外部と情報をやり取りするための入出力インターフェースなどの複数の回路要素によって構成されたものである。電源マネージャ５０は、蓄電装置１１等の補助蓄電装置の蓄電状態を監視する。
【００２６】
電源マネージャ５０は、補助蓄電装置の電圧を検出する電圧センサを用いて補助蓄電装置の電圧値を検出する。また、電源マネージャ５０は、例えば、補助蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサや補助蓄電装置の電圧を検出する電圧センサを用いて補助蓄電装置の電流値や電圧値を検出することによって、補助蓄電装置の充電状態を検出してもよい。より具体的には、電源マネージャ５０は、補助蓄電装置の電流値や電圧値を検出することによって、補助蓄電装置の容量がどれだけ残っているのかを示す「充電率（ＳＯＣ：State  of  Charge）」を算出する。充電率は、満充電容量に対する残容量を示すものである。電源マネージャ５０は、例えば、補助蓄電装置の充放電電流の積算（積分）などにより充電率（残容量）を算出する。電気量（補助蓄電装置の容量）の時間的変化の割合が、電流に相当するからである。残容量は補助蓄電装置の満充電時の容量から補助蓄電装置から放電された放電量を引いた値に相当することから、電源マネージャ５０は、補助蓄電装置の充放電電流をモニターしその履歴をメモリに記録することによって、充電率（残容量）を算出することが可能になる。なお、満充電時の初期容量は、所定のメモリに記憶されてよい。
【００２７】
また、電源マネージャ５０は、放電初期時の補助蓄電装置の電圧の極小値を測定することによって充電率を推定してもよい。放電初期時の電圧の落ち込みにより生ずる極小値と充電率は相関があることが知られているため、電源マネージャ５０は、その相関関係（例えば、マップデータ）に基づいて充電率を推定することができる。
【００２８】
また、電源マネージャ５０は、放電初期時の補助蓄電装置の内部抵抗を測定することによって充電率及び満充電容量を算出してもよい。内部抵抗は、初期放電電流と初期放電電圧によって算出される。内部抵抗と充電率、ならびに、内部抵抗と満充電容量は、相関があることが知られている。電源マネージャ５０は、補助蓄電装置の内部抵抗に対する充電率の算出マップを参照して、補助蓄電装置の内部抵抗に対応する充電率を算出する。電源マネージャ５０は、補助蓄電装置の内部抵抗に対する満充電容量の算出マップを参照して、補助蓄電装置の内部抵抗に対応する満充電容量を算出する。
【００２９】
電源マネージャ５０は、蓄電装置１１が所定の充電状態を満たしていない場合には（例えば、蓄電装置１１の電圧が所定電圧未満の場合には、又は蓄電装置１１の充電率が所定値未満の場合には）、電源ライン７１側を（すなわち、蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２側を）入力とし蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２側を出力とする電圧変換方向となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ１０を制御するとともに、電源ライン７１側を（すなわち、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２側を）出力とし蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２側を入力とする電圧変換方向となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ２０を制御する。したがって、蓄電装置１１について所定の蓄電低下状態が検出された場合にＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０の電圧変換方向を上述のように制御することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０における入出力電流の方向が適切に切り替えられ、オルタネータ６０等の給電装置による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電が可能になるだけでなく、蓄電装置２１による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電が可能になる。
【００３０】
同様に、電源マネージャ５０は、蓄電装置２１が所定の充電状態を満たしていない場合には（例えば、蓄電装置２１の電圧が所定電圧未満の場合には、又は蓄電装置２１の充電率が所定値未満の場合には）、電源ライン７１側を（すなわち、蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２側を）出力とし蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２側を入力とする電圧変換方向となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ１０を制御するとともに、電源ライン７１側を（すなわち、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２側を）入力とし蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２側を出力とする電圧変換方向となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ２０を制御してもよい。つまり、蓄電装置２１について所定の蓄電低下状態が検出された場合にＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０の電圧変換方向を上述のように制御することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０における入出力電流の方向が適切に切り替えられ、オルタネータ６０等の給電装置による蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２に対する給電が可能になるだけでなく、蓄電装置１１による蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２に対する給電が可能になる。
【００３１】
また、電源マネージャ５０は、蓄電装置１１が所定の充電状態を満たしていなく蓄電装置２１も所定の充電状態を満たしていない場合には、短期大電力負荷に付与された優先度に応じて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０の電圧変換方向を制御してよい。例えば、電源マネージャ５０は、優先度が低く設定された短期大電力負荷に備えられた補助蓄電装置から優先度が高く設定された短期大電力負荷及び補助蓄電装置に給電されるようにＤＣ−ＤＣコンバータ１０及び２０の電圧変換方向を制御する。これによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０における入出力電流の方向が適切に切り替えられ、優先度に応じた補助蓄電装置間の充放電が可能となる。
【００３２】
このようにＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０の電圧変換方向を制御することによって、オルタネータ６０等の給電装置による給電だけではなく、他の補助蓄電装置による給電も可能となるので、蓄電装置１１と２１の蓄電状態が不足することを防止することができる。また、バッテリ６１と補助蓄電装置との間にＤＣ−ＤＣコンバータが設けられているので、たとえ蓄電装置１１，２１の蓄電量が零であっても、ＤＣ−ＤＣコンバータによって電流の変化速度を調整することによって、バッテリ６１からの突入電流を防ぐことができる。
【実施例２】
【００３３】
図３は、本発明の第２実施形態である車両用電源装置２００の構成図を示す。第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の機能や構成については、第１の実施形態と同一の符号を付して、説明を省略又は簡略する。
【００３４】
車両用電源装置２００は、オルタネータ６０とバッテリ６１等の給電装置側を入力とし短期大電力負荷及び補助蓄電装置側を出力とする方向に少なくとも電流の流通が可能な直流／直流電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）３０を備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の電圧変換は、後述の電源マネージャ５１によって制御されてもよいし、不図示の他の電子制御装置によって制御されてもよい。
【００３５】
また、車両用電源装置２００は、短期大電力負荷１２及び蓄電装置１１と短期大電力負荷２２及び蓄電装置１２との間に双方向の電流の流通が可能な直流／直流電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）４０を備える。
【００３６】
また、電源マネージャ５１は、蓄電装置１１と蓄電装置１２との間の充放電の制御を可能にするため、蓄電装置１１及び／又は蓄電装置２１の蓄電状態に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧変換を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）である。電源マネージャ５１は、蓄電装置１１等の補助蓄電装置の蓄電状態を監視する。
【００３７】
電源マネージャ５１は、蓄電装置１１が所定の充電状態を満たしていない場合には（例えば、蓄電装置１１の電圧が所定電圧未満の場合には、又は蓄電装置１１の充電率が所定値未満の場合には）、電源ライン７２側を（すなわち、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２側を）出力とし電源ライン７３側を（すなわち、蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２側を）入力とする電圧変換方向となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ４０を制御する。したがって、蓄電装置１１について所定の蓄電低下状態が検出された場合にＤＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧変換方向を上述のように制御することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０における入出力電流の方向が適切に切り替えられ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０と４０とを介してオルタネータ６０等の給電装置による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電が可能になるだけでなく、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０を介して蓄電装置２１による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電が可能になる。
【００３８】
同様に、電源マネージャ５１は、蓄電装置２１が所定の充電状態を満たしていない場合には（例えば、蓄電装置２１の電圧が所定電圧未満の場合には、又は蓄電装置２１の充電率が所定値未満の場合には）、電源ライン７２側を（すなわち、蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２側を）入力とし電源ライン７３側を（すなわち、蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２側を）出力とする電圧変換方向となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ４０を制御する。したがって、蓄電装置２１について所定の蓄電低下状態が検出された場合にＤＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧変換方向を上述のように制御することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０における入出力電流の方向が適切に切り替えられ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０と４０とを介してオルタネータ６０等の給電装置による蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２に対する給電が可能になるだけでなく、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０を介して蓄電装置１１による蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２に対する給電が可能になる。
【００３９】
また、上述と同様に、電源マネージャ５０は、蓄電装置１１が所定の充電状態を満たしていなく蓄電装置２１も所定の充電状態を満たしていない場合には、短期大電力負荷に付与された優先度に応じて、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧変換方向を制御してよい。これによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０と２０における入出力電流の方向が適切に切り替えられ、優先度に応じた補助蓄電装置間の充放電が可能となる。
【００４０】
このようにＤＣ−ＤＣコンバータ４０の電圧変換方向を制御することによって、オルタネータ６０等の給電装置による給電だけではなく、他の補助蓄電装置による給電も可能となるので、蓄電装置１１と２１の蓄電状態が不足することを防止することができる。また、バッテリ６１と補助蓄電装置との間にＤＣ−ＤＣコンバータが設けられているので、たとえ蓄電装置１１，２１の蓄電量が零であっても、ＤＣ−ＤＣコンバータによって電流の変化速度を調整することによって、バッテリ６１からの突入電流を防ぐことができる。
【実施例３】
【００４１】
図４は、電源マネージャ５０（５１）が短期大電力負荷の作動に伴う電力需要を推定する推定手段を備える場合についての構成図である。電源マネージャ５０（５１）は、短期大電力負荷の作動を予知させる予兆情報に基づいて短期大電力負荷の作動に伴う電力需要を推定し、その推定結果に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０（４０）の電圧変換方向を制御する。このように制御することによって、補助蓄電装置の所定の蓄電低下状態の検出後にＤＣ−ＤＣコンバータの電圧変換方向を制御する場合に比べ、補助蓄電装置間の充放電を早い段階で制御することができ、補助蓄電装置の蓄電量の不足を未然に防ぐことができる。
【００４２】
短期大電力負荷が車両の操舵状態に応じて電力を消費する電気負荷（例えば、上述の操舵力調整用モータ）であれば、電源マネージャ５０（５１）による電力需要の推定は、当該短期大電力負荷の作動の予兆となるドライバーの視線又は顔向き、あるいは道路形状に基づいて行えばよい。
【００４３】
また、短期大電力負荷が車両の制動状態に応じて電力を消費する電気負荷（例えば、上述のＶＳＣモータ）であれば、電源マネージャ５０（５１）による電力需要の推定は、当該短期大電力負荷の作動の予兆となるドライバーの制動操作部への付与負荷、あるいは道路形状に基づいて行えばよい。
【００４４】
短期大電力負荷の作動を予知させる予兆情報を検出する予兆情報検出手段として、例えば、図４に示されるように、視線検出装置８０、ナビゲーション装置８１、ブレーキ操作検出装置８２が挙げられる。
【００４５】
視線検出装置８０は、車内にあるカメラによって撮影された乗員の撮影画像に基づいて乗員の視線や顔の向きを検出する装置である。ドライバーが車両を操舵する時には視線や顔の向きが操舵する方向に変化しているものである。そこで、ドライバーの視線や顔の向きが正面方向から非正面方向（斜め方向）に変化することを車両が操舵される兆候とみなせば、視線検出装置８０によって当該変化が検出されることで車両が操舵されること（すなわち、電動パワステ１の操舵力調整用モータの電力需要が発生し電動パワステ１の蓄電装置１１が所定の充電状態を満たさなくなること）を事前に推定することができる。
【００４６】
したがって、視線検出装置８０によって当該変化が検出された場合に、蓄電装置２１による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電が可能になるようにＤＣ−ＤＣコンバータの電圧変換方向を上述と同様に制御することによって、蓄電装置１１の蓄電状態が不足することを防止することができる。
【００４７】
ナビゲーション装置８１は、ＧＰＳ装置と地図ＤＢ（データベース）を有している。ＧＰＳ装置は、ＧＰＳ受信機によるＧＰＳ衛星からの受信情報に基づいて、自車の位置を２次元若しくは３次元の座標データによって特定する装置である。一方、地図ＤＢは、高精度の地図情報を記憶している。高精度の地図情報には、直線路、カーブ、分岐路、路面傾斜及びカント等の道路形状や地形に関する情報や、交差点、踏切、駐車場、有料道路の料金所（ＥＴＣレーン）などの施設の存在地点の情報がその地点の座標データとともに含まれている。地図ＤＢ内の地図情報は、車車間通信や路車間通信や所定の管理センターなどの外部との通信を介して、あるいは、ＣＤやＤＶＤなどの媒体を介して、更新可能にしてもよい。したがって、ナビゲーション装置８１は、ＧＰＳ装置により検出された車両位置と地図ＤＢ内の地図情報に基づいて、自車が地図上のどのような地点に位置しているのかを把握することができる。
【００４８】
そこで、車両がカーブを走行している時には、電動パワステ１の操舵力調整用モータや電動ブレーキ２のＶＳＣモータの作動が想定されるため、車両がカーブの手前を走行していることをそれらのモータの電力需要が発生する兆候とみなせば、ナビゲーション装置８１によってカーブの手前での走行が検出されることでそれらのモータの電力需要が発生し電動パワステ１の蓄電装置１１と電動ブレーキ２の蓄電装置２１が所定の充電状態を満たさなくなることを事前に推定することができる。
【００４９】
したがって、ナビゲーション装置８１によってカーブの手前での走行が検出された場合に、蓄電装置２１による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電又は蓄電装置１１による蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２に対する給電が可能になるようにＤＣ−ＤＣコンバータの電圧変換方向を上述と同様に制御することによって、蓄電装置１１、２１の蓄電状態が不足することを防止することができる。
【００５０】
ブレーキ操作検出装置８２は、ドライバーのブレーキ操作を検出するための装置であって、例えば、ドライバーの足とブレーキペダルとの接触を検知可能なタッチセンサやブレーキスイッチ、ドライバーによるブレーキペダルの踏み込み操作の初速を検知可能な速度センサである。そこで、ブレーキペダルをドライバーが踏み込んでいる時には、電動ブレーキ装置２のＶＳＣモータやハイドロブースタの作動が想定されるため、ブレーキペダルの踏み始めをＶＳＣモータやハイドロブースタの電力需要が発生する兆候とみなせば、ブレーキ操作検出装置８２によってブレーキペダルの踏み始めが検出されることでＶＳＣモータやハイドロブースタの電力需要が発生し電動ブレーキ２の蓄電装置２１が所定の充電状態を満たさなくなることを事前に推定することができる。
【００５１】
したがって、ブレーキ操作検出装置８２によってブレーキペダルの踏み始めが検出された場合に、蓄電装置１１による蓄電装置２１及び短期大電力負荷２２に対する給電が可能になるようにＤＣ−ＤＣコンバータの電圧変換方向を上述と同様に制御することによって、蓄電装置２１の蓄電状態が不足することを防止することができる。
【００５２】
また、電源マネージャ５０（５１）は、ナビゲーション装置８１の持つカーブ情報、車速センサ８３による自車速情報、操舵角センサ８４による操舵角速度情報などに基づいて、カーブを走行する際の電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流を推定し、その動作電流の推定結果に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０（４０）の電圧変換方向を制御してもよい。このように制御することによっても、補助蓄電装置の所定の蓄電低下状態の検出後にＤＣ−ＤＣコンバータの電圧変換方向を制御する場合に比べ、補助蓄電装置間の充放電を早い段階で制御することができ、補助蓄電装置の蓄電量の不足を未然に防ぐことができる。
【００５３】
電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流は、操舵角速度ωに応じて変化する。車両が一定速度Ｖで走行している場合、カーブにおける曲率の最大値をＫ０とし、曲率がＫ０になるまでの走行距離をｌとすると、曲率の変化は、
Ｋ＝Ｖ×Ｋ０／ｌ
と表すことができる。また、操舵角θは、ホイールベース長をＬとすると、
θ＝Ｌ×Ｋ＝Ｌ×（Ｖ×Ｋ０／ｌ）
と表すことができる。したがって、操舵角速度ωは、
ω＝ｄＬＫ／ｄｔ＝Ｌ×Ｖ×Ｋ０／ｌ  ［ｒａｄ／ｓ］
と表すことができる。電源マネージャ５０（５１）は、このように演算した操舵角速度ωに基づき、操舵角速度ωと電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流との関係を定めたマップを用いて、電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流を推定する。そして、電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流が所定値以上流れることが推定されれば、電動パワステ１の蓄電装置１１が所定の充電状態を満たさなくなることを事前に推定することができる。
【００５４】
したがって、電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流が所定値以上流れることが推定された場合に、蓄電装置２１による蓄電装置１１及び短期大電力負荷１２に対する給電が可能になるようにＤＣ−ＤＣコンバータの電圧変換方向を上述と同様に制御することによって、蓄電装置１１の蓄電状態が不足することを防止することができる。
【００５５】
以上の通り、上述の実施例によれば、蓄電装置１１，２１の蓄電状態が不足することを防止することができる。また、蓄電装置１１、２１の蓄電状態の不足によるバッテリ６１の電圧低下を抑え、短期大電力負荷を含めバッテリ６１に接続される通常負荷６２（特に、ナビゲーション装置などの最低作動電圧が他の電気負荷に比べ相対的に高い電気負荷）がその電圧低下によって機能不良（例えば、コンピュータのリセットや誤動作、モータ類の出力低下）を起こすことを防ぐことができる。また、バッテリ６１に接続される電気負荷がランプであれば、その明滅を防止することができる。
【００５６】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形、置換及び組合せを加えることができる。
【００５７】
例えば、短期大電力負荷を備えるシステムの具体例として、電動スタビ１と電動ブレーキ２を示したが、当該システムはこれらの装置に限られない。例えば、電動スタビリティコントロール装置（ロール角調整用モータとロール角調整用コンピュータとを備え、車両のロールを抑えるスタビライザを電動で制御し、車両の横方向の加速度に応じて適切なロール角となるように車両の姿勢を制御する装置）、車高制御装置（車高調整用モータと車高調整用コンピュータとを備え、ユーザからの指令や車両の状態に応じて車両の高さを制御する装置）、二次空気供給装置（エアクリーナからの空気を排気ポートに送り込むポンプモータとポンプモータを制御するコンピュータとを備え、エアクリーナからの空気を排気ポートに送り込む装置）、カムバイワイヤ（エンジンカムを動かすカム用モータとカム用モータを制御するコンピュータとを備え、エンジンカムをベルトレスで制御する装置）などが挙げられる。
【００５８】
例えば、図１において、ダイオード６３はＤＣ−ＤＣコンバータに置き換えてもよい。また、図３において、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０をダイオードに置き換えてもよいが、バッテリ６１から蓄電装置１２に突入電流が流れないように、電源マネージャ５１は蓄電装置１２の蓄電状態を一定レベル以上に保つようにＤＣ−ＤＣコンバータ４０を制御する。
【００５９】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０，２０と電源マネージャ５０については、両者を別体構成にしてもよいし一体構成にしてもよい。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０，４０と電源マネージャ５１についても同様である。
【００６０】
また、上記の電力需要の推定を電源マネージャが行ってもよいし、短期大電力負荷を制御するＥＣＵが行ってもよい。各ＥＣＵが自身の制御するモータ等の短期大電力負荷の作動に伴う電力需要を推定すると、電源マネージャが各ＥＣＵから情報を集めて短期大電力負荷の作動に伴う電力需要を推定する場合に比べ、通信遅延も抑制でき、推定精度を向上させることができる。また、電力需要を推定すべき短期大電力負荷が増えるにつれて演算負荷が増加するため、一つのＥＣＵ（電源マネージャ）で全ての推定演算を行う場合よりも各ＥＣＵで分散して推定演算を行う場合のほうが、推定演算の対象負荷の増加に対する拡張性も高い。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態である車両用電源装置１００の構成図を示す。
【図２】短期大電力負荷の起動とともに流れる電流の変化を示した一例である。
【図３】本発明の第２実施形態である車両用電源装置２００の構成図を示す。
【図４】電源マネージャ５０（５１）が短期大電力負荷の作動に伴う電力需要を推定する推定手段を備える場合についての構成図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０，２０，３０，４０  ＤＣ−ＤＣコンバータ
１１，２１  補助蓄電装置
１２，２２  短期大電力負荷
５０，５１  電源マネージャ
６０  オルタネータ
６１  バッテリ
６２  通常負荷
６３  ダイオード
８０  視線検出装置
８１  ナビゲーション装置
８２  ブレーキ操作検出装置
８３  車速センサ
８４  操舵角センサ
１００，２００  車両用電源装置
【図１】
2008230405.tif 000003
【図２】
2008230405.tif 000004
【図３】
2008230405.tif 000005
【図４】
2008230405.tif 000006