(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載されたエンジンの始動装置に接続され、該始動装置へ電力を供給する低圧電源と、前記低圧電源に直流−直流変換器を介して接続され、該直流−直流変換器を通じて該低圧電源を充電する高圧電源と、を備え、前記始動装置、前記低圧電源、前記直流−直流変換器、及び前記高圧電源がその順で直列接続される電源装置の制御方法であって、
前記低圧電源からの電力供給による前記始動装置の始動の前において、車両ドアロックの解除を検知するドアロック解除検知ステップと、
前記ドアロック解除検知ステップにおいて車両ドアロックの解除が検知された時点で、前記高圧電源の電圧を前記直流−直流変換器を用いて降圧して前記低圧電源の充電を開始する低圧電源充電ステップと、
乗員によりイグニションスイッチがスタータＯＮ状態に操作された場合に、前記始動装置を始動すべく前記低圧電源から該始動装置へ電力供給を行うエンジン始動ステップと、
を備えることを特徴とする電源装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の電源装置の制御方法において、
前記エンジン始動ステップは、前記低圧電源充電ステップにおける前記低圧電源の充電がエンジンを始動可能な容量にまで行われた後に、前記始動装置を始動すべく前記低圧電源から該始動装置へ電力供給を行うことを特徴とする電源装置の制御方法。
【請求項３】
移動体に搭載されたエンジンの始動装置に接続され、該始動装置へ電力を供給する低圧電源と、前記低圧電源に直流−直流変換器を介して接続され、該直流−直流変換器を通じて該低圧電源を充電する高圧電源と、を備え、前記始動装置、前記低圧電源、前記直流−直流変換器、及び前記高圧電源がその順で直列接続される電源装置の制御装置であって、
前記低圧電源からの電力供給による前記始動装置の始動の前において、車両ドアロックの解除を検知するドアロック解除検知手段と、
前記ドアロック解除検知手段により車両ドアロックの解除が検知された時点で、前記高圧電源の電圧を前記直流−直流変換器を用いて降圧して前記低圧電源の充電を開始する低圧電源充電制御手段と、
乗員によりイグニションスイッチがスタータＯＮ状態に操作された場合に、前記始動装置を始動すべく前記低圧電源から該始動装置へ電力供給を行うエンジン始動制御手段と、
を備えることを特徴とする電源装置の制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の電源装置の制御装置において、
前記エンジン始動制御手段は、前記低圧電源充電ステップにおける前記低圧電源の充電がエンジンを始動可能な容量にまで行われた後に、前記始動装置を始動すべく前記低圧電源から該始動装置へ電力供給を行うことを特徴とする電源装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置の制御方法及び制御装置に係り、特に、高圧電源と低圧電源との２つの電源を備え、低圧電源から所定のシステムへ電力を供給する電源装置の制御方法及び制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平５−３３６６７０号公報に開示される如く、直流−直流変換器（以下、ＤＣ／ＤＣコンバータと称す）を介して接続された２つのバッテリを備える車両用電源装置が知られている。この電源装置において、一方のバッテリは、ＤＣ／ＤＣコンバータを通じて他方のバッテリを充電することができる。従って、上記従来の電源装置によれば、一のバッテリの蓄電量が低下した場合にも、別のバッテリによる充電によりその一のバッテリの蓄電量を回復させることが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電源装置が例えば車載エンジンの始動装置に電力を供給するシステムにおいて、車載エンジンの始動性を確保するためには、エンジン始動時に電源装置の蓄える蓄電量が多い方が好ましい。しかしながら、上記従来の電源装置において、エンジン始動時における一方のバッテリを用いた他方のバッテリの充電は、車両のイグニションスイッチ（以下、ＩＧスイッチと称す）が、始動装置を始動させるためのスタータＯＮ状態になった後に行われる。このため、上記従来の電源装置では、バッテリの蓄電量が少ない状態でＩＧスイッチがスタータＯＮ状態となる可能性があり、その際直ちに始動装置を始動させることができないおそれがある。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、電力を供給するシステムの始動性の向上を図ることが可能な電源装置の制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、移動体に搭載されたエンジンの始動装置に接続され、該始動装置へ電力を供給する低圧電源と、前記低圧電源に直流−直流変換器を介して接続され、該直流−直流変換器を通じて該低圧電源を充電する高圧電源と、を備え、前記始動装置、前記低圧電源、前記直流−直流変換器、及び前記高圧電源がその順で直列接続される電源装置の制御方法であって、
前記低圧電源からの電力供給による前記始動装置の始動の前において、車両ドアロックの解除を検知するドアロック解除検知ステップと、
前記ドアロック解除検知ステップにおいて車両ドアロックの解除が検知された時点で、前記高圧電源の電圧を前記直流−直流変換器を用いて降圧して前記低圧電源の充電を開始する低圧電源充電ステップと、
乗員によりイグニションスイッチがスタータＯＮ状態に操作された場合に、前記始動装置を始動すべく前記低圧電源から該始動装置へ電力供給を行うエンジン始動ステップと、
を備えることを特徴とする電源装置の制御方法により達成される。
【０００６】
また、移動体に搭載されたエンジンの始動装置に接続され、該始動装置へ電力を供給する低圧電源と、前記低圧電源に直流−直流変換器を介して接続され、該直流−直流変換器を通じて該低圧電源を充電する高圧電源と、を備え、前記始動装置、前記低圧電源、前記直流−直流変換器、及び前記高圧電源がその順で直列接続される電源装置の制御装置であって、
前記低圧電源からの電力供給による前記始動装置の始動の前において、車両ドアロックの解除を検知するドアロック解除検知手段と、
前記ドアロック解除検知手段により車両ドアロックの解除が検知された時点で、前記高圧電源の電圧を前記直流−直流変換器を用いて降圧して前記低圧電源の充電を開始する低圧電源充電制御手段と、
乗員によりイグニションスイッチがスタータＯＮ状態に操作された場合に、前記始動装置を始動すべく前記低圧電源から該始動装置へ電力供給を行うエンジン始動制御手段と、
を備えることを特徴とする電源装置の制御装置によっても達成される。
【０００７】
これら態様の発明において、高圧電源を用いた低圧電源の充電は、低圧電源から電力が供給されるシステムの起動前に行われる。この場合、低圧電源が充電される状態が比較的長期間継続するので、システム起動時に低圧電源の蓄電量が少ない事態の発生が極力回避され、システムの始動性の向上が図られる。
【０００８】
ところで、電源装置が移動体に搭載されたエンジンの始動装置に電力を供給するシステムにおいては、エンジンを始動すべく始動装置が始動する際に低圧電源の蓄電量が多くなっていることが好ましい。
【００１０】
また、低圧電源の充電は、エンジンの始動装置が始動する前に長期間確保されることが望ましい。
【００１２】
ところで、高圧電源を用いた低圧電源の充電は、その間に介装される直流−直流変換器のオン・オフに応じて切り替えることができる。
【００１３】
尚、上記した電源装置の制御方法において、前記エンジン始動ステップは、前記低圧電源充電ステップにおける前記低圧電源の充電がエンジンを始動可能な容量にまで行われた後に、前記始動装置を始動すべく前記低圧電源から該始動装置へ電力供給を行うこととしてもよい。
また、上記した電源装置の制御装置において、前記エンジン始動制御手段は、前記低圧電源充電ステップにおける前記低圧電源の充電がエンジンを始動可能な容量にまで行われた後に、前記始動装置を始動すべく前記低圧電源から該始動装置へ電力供給を行うこととしてもよい。
これらの態様の発明においては、乗員の操作によりエンジンが始動される際、乗員に不快感を与えることなく、スムースにエンジンを始動させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例である電源装置の制御装置を搭載するシステムの構成図を示す。本実施例のシステムは、車両の動力装置として機能するエンジン１０及びモータ・ジェネレータ（以下、Ｍ／Ｇと称す）１２を備えている。エンジン１０の出力軸およびＭ／Ｇ１２の出力軸は、それぞれ、遊星歯車機構１４を介して、車輪に連結するクランクシャフト１６に連結されている。車両は、エンジン１０の出力とＭ／Ｇ１２の出力とを適宜組み合わせて動力を発生する。
【００１５】
エンジン１０には、該エンジン１０を始動させるスタータ１８が取付けられている。スタータ１８には、第１バッテリ２０が接続されている。スタータ１８は、車両のイグニションスイッチがスタータオンになることにより第１バッテリ２０を電源にして駆動し、エンジン１０を始動させる。すなわち、第１バッテリ２０は、電源としてエンジン１０のスタータ１８に電力を供給する機能を有している。第１バッテリ２０は、直列に接続された複数のバッテリセルから構成されており、例えば１２Ｖ程度の低出力電圧を有するニッケル水素バッテリである。
【００１６】
また、Ｍ／Ｇ１２には、インバータ２２を介して第２バッテリ２４が接続されている。インバータ２２は、モータ駆動用パワートランジスタを内蔵しており、モータ駆動用パワートランジスタのスイッチング動作に応じて第２バッテリ２４の直流電力をＭ／Ｇ１２の交流電力に変換する。Ｍ／Ｇ１２は、第２バッテリ２４を電源にして駆動し、所定のトルクを発生する。すなわち、第２バッテリ２４は、電源としてＭ／Ｇ１２に電力を供給する機能を有している。第２バッテリ２４は、直列に接続された複数のバッテリセルから構成されており、例えば上記した第１バッテリ２０の出力電圧よりも高い３６Ｖ程度の高出力電圧を有するニッケル水素バッテリである。
【００１７】
Ｍ／Ｇ１２は、車両の回生制動時および第２バッテリ２４の容量低下時において車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能を有している。インバータ２２は、また、ジェネレータ用パワートランジスタを内蔵しており、ジェネレータ用パワートランジスタのスイッチング動作に応じてＭ／Ｇ１２の交流電力を第２バッテリ２４の直流電力に変換する。第２バッテリ２４は、インバータ２２がオン状態にある状況下でＭ／Ｇ１２が発電することにより電力の供給を受け、充電される。
【００１８】
第２バッテリ２４には、直流−直流変換器（以下、ＤＣ／ＤＣコンバータと称す）２６を介して上記した第１バッテリ２０が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、パワートランジスタを内蔵しており、パワートランジスタのスイッチング動作に応じて第２バッテリ２４の直流電力を第１バッテリ２０の直流電力に変換する。第２バッテリ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６がオン状態にある場合に第１バッテリ２０に電力を供給し、第１バッテリ２０を充電する。すなわち、第１バッテリ２０は、第２バッテリ２４から電力の供給を受けて充電される。
【００１９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２６には、マイクロコンピュータにより構成された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）３０が接続されている。ＥＣＵ３０は、上記した第１バッテリ２０に接続しており、第１バッテリ２０から電力の供給を受け、第１バッテリ２０を電源にして作動している。ＥＣＵ３０には、イグニションスイッチ（以下、ＩＧスイッチと称す）３２が接続されている。ＩＧスイッチ３２は、車両乗員が操作可能なエンジン１０の始動・停止を制御するためのスイッチであり、ＯＦＦ状態、アクセサリ状態、ＯＮ状態、及びスタータＯＮ状態の各状態に応じた信号を出力する。ＥＣＵ３０は、ＩＧスイッチ３２がスタータＯＮ状態にある場合にスタータ１８に駆動信号を供給し、スタータ１８を始動させる。
【００２０】
ＥＣＵ３０には、また、ドアアンロックスイッチ３４が接続されている。本実施例において、車両のドアロックは、例えば乗員が車両ドアのドア錠にドアキーを差し込むことにより、或いは、乗員が所定の携帯機から所定の操作によりドアアンロック信号を送信させることにより、更に、所定の携帯機を携帯する乗員が車両近傍に近づいた際における携帯機と車両との通信による照合が一致することにより解除される。ドアアンロックスイッチ３４は、車両ドアがロックされている場合にオフ状態に維持され、一方、車両のドアロックが解除されている場合にオン状態となる。ＥＣＵ３０は、ドアアンロックスイッチ３４のオン・オフ状態を検知し、車両ドアロックが解除されたか否かを判別する。
【００２１】
本実施例において、ＥＣＵ３０は、常態でＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオフ状態に維持する。この場合には、第２バッテリ２４の直流電力がＤＣ／ＤＣコンバータ２６により変換されないため、第１バッテリ２０は充電されないこととなる。一方、ＥＣＵ３０は、第１バッテリ２０を充電する必要があると判断する場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６のパワートランジスタに駆動信号を供給し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオン状態にする。この場合には、第２バッテリ２４の直流電力がＤＣ／ＤＣコンバータ２６により変換されるため、第１バッテリ２０は第２バッテリ２４から電力が供給されることで充電されることとなる。
【００２２】
ところで、エンジン１０を始動すべくスタータ１８が駆動される際に、そのスタータ１８に電力を供給する第１バッテリ２０の蓄電量が少なくなっていると、スタータ１８を有効に駆動できず、エンジン１０を適正に始動させることができないおそれがある。従って、エンジン１０の始動性を確保するためには、エンジン始動時において第１バッテリ２０の蓄える蓄電量ができるだけ多い方が好ましい。
【００２３】
本実施例において、低電圧の第１バッテリ２０は、上述の如く、高電圧の第２バッテリ２４からＤＣ／ＤＣコンバータ２６を通じて電力の供給を受けて充電される。従って、エンジン始動時における第１バッテリ２０の蓄電量を多くするためには、常時ＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオン状態に起動させることで、第１バッテリ２０を常に充電状態に維持させることが考えられる。しかしながら、かかる手法では、第１バッテリ２０を充電する第２バッテリ２４の蓄電量が著しく低下するおそれがある。
【００２４】
そこで、本実施例のシステムは、上述した点を考慮して、エンジン１０が始動する前の適当な時期に第２バッテリ２４を用いた第１バッテリ２０の充電を開始することとし、第１バッテリ２０の蓄電量を回復させることとしている。以下、図２及び図３を参照して、本実施例の特徴部について説明する。
【００２５】
図２は、本実施例において第２バッテリ２４を用いた第１バッテリ２０の充電の開始時期を説明するためのタイムチャートを示す。尚、図２（Ａ）〜（Ｄ）には、それぞれ、ドアアンロックスイッチ３４、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６、ＩＧスイッチ３２、及び、スタータ１８の駆動有無の各タイムチャートが示されている。
【００２６】
上述の如く、ＥＣＵ３０は、第１バッテリ２０から微小電力の供給を受け、第１バッテリ２０を電源にして作動している。本実施例においては、車両のドアロックが解除されることによりドアアンロックスイッチ３４がオフ状態からオン状態へ変化する（図２に示す時刻ｔ１）と、ＥＣＵ３０は、第１バッテリ２０を充電する必要があると判断し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオフ状態からオン状態へ切り替える（図２（Ａ）及び（Ｂ））。この場合には、第２バッテリ２４の直流電力がＤＣ／ＤＣコンバータ２６により第１バッテリ２０の直流電力に変換され、第１バッテリ２０の充電が開始されることとなる。
【００２７】
そして、その後、乗員が車両に搭乗し、エンジン１０を始動すべくＩＧスイッチ３２をスタータＯＮ状態へ切り替える（図２に示す時刻ｔ２）と、スタータ１８が第１バッテリ２０を電源にして駆動し始め、エンジン１０を始動させる（図２（Ｃ）及び（Ｄ））。
【００２８】
かかる手法によれば、スタータ１８が駆動し始める前、車両のドアロックが解除された場合にＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオフ状態からオン状態に切り替え、スタータ１８の電源として機能する第１バッテリ２０の充電を開始することができる。このため、本実施例のシステムにおいては、第２バッテリ２４の蓄電量の著しい低下を招くことなく、第１バッテリ２０の蓄電量が少ない場合にエンジン始動時にはその蓄電量を増加・回復させることが可能となる。従って、本実施例のシステムによれば、第１バッテリ２０を電源とするスタータ１８がエンジン始動時に確実に駆動することができ、エンジン１０の始動性の向上が図られている。
【００２９】
図３は、上記の機能を実現すべく、本実施例においてＥＣＵ１２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図３に示すルーチンは、所定時間ごとに繰り返し起動されるルーチンである。図３に示すルーチンが起動されると、まずステップ１００の処理が実行される。
【００３０】
ステップ１００では、ドアアンロックスイッチ３４がオフ状態からオン状態に切り替わったか否かが判別される。その結果、否定判定がなされた場合は、以後何ら処理が進められることなく、今回のルーチンは終了される。一方、肯定判定がなされた場合、すなわち、ドアアンロックスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わったと判別された場合には、車両のドアロックが解除されたと判断でき、その後において乗員が車両に搭乗し、車両のエンジン１０を始動させる可能性が高いと判断できる。従って、エンジン１０の始動前に、スタータ１８に電力を供給する第１バッテリ２０の蓄電量を増やしておくことが適切となる。そこで、本ステップ１００において肯定判定がなされた場合は、次にステップ１０２の処理が実行される。
【００３１】
ステップ１０２では、第２バッテリ２４から第１バッテリ２０への電力供給が許容されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオン状態に起動する処理が実行される。本ステップ１０２の処理が実行されると、以後、第２バッテリ２４を用いた第１バッテリ２０の充電が行われることとなる。本ステップ１０２の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００３２】
上記の処理によれば、エンジン１０を始動すべくＩＧスイッチ３２が乗員によりスタータＯＮ状態になる前、すなわち、スタータ１８が駆動し始める前、乗員が車両に搭乗すべく車両のドアロックが解除された場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオン状態とすることができる。この場合には、第２バッテリ２４を用いた第１バッテリ２０の充電が、スタータ１８の始動前（すなわち、エンジン１０の始動前）に開始されるので、第１バッテリ２０が充電される状態が比較的長期間にわたって確保される。
【００３３】
このため、本実施例のシステムによれば、第１バッテリ２０の蓄電量が少なく、第１バッテリ２０がスタータ１８をエンジン１０が始動する程度まで駆動させることができない場合にも、エンジン１０が始動する際にはその蓄電量を増加・回復させることができ、第１バッテリ２０の蓄電量が少ない事態の発生を可能な限り回避することができる。従って、本実施例のシステムにおいては、第１バッテリ２０を電源にしてエンジン１０を始動させるスタータ１８をエンジン始動時に確実に駆動させることが可能となり、これにより、スタータ１８すなわちエンジン１０の始動性の向上が図られている。
【００３４】
尚、上記の実施例においては、第２バッテリ２４が特許請求の範囲に記載された「高圧電源」に、第１バッテリ２０が特許請求の範囲に記載された「低圧電源に、エンジン１０を始動させるスタータ１８が特許請求の範囲に記載された「所定のシステム」に、それぞれ相当していると共に、ＥＣＵ３０が、図３に示すルーチン中のステップ１００，１０２の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載された「電源制御手段」が、ドアアンロックスイッチ３４のオン・オフ状態を検知することにより特許請求の範囲に記載された「乗車検知手段」が、それぞれ実現されている。
【００３５】
ところで、上記の実施例においては、車両のドアロックが解除された際にＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオフ状態からオン状態へ切り替え、第２バッテリ２４を用いた第１バッテリ２０の充電を開始することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＩＧスイッチ３２がスタータＯＮ状態前のＯＮ状態となった際、或いは、車両ドアが乗員の操作によりオープンされた際にＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオン状態へ切り替えることとしてもよい。また、これら複数の状態が所定時間内に実現された場合にＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオン状態へ切り替えることとしてもよい。何れの場合においても、ＩＧスイッチ３２がスタータＯＮ状態となる前に第１バッテリ２０の充電が開始されることで、第１バッテリ２０が蓄電される時間が比較的長期間継続することとなり、エンジン１０のスタータ１８の始動性が向上することとなる。尚、この場合には、ＥＣＵ３０が、ＩＧスイッチ３２のＯＮ状態を検知することにより、或いは、車両ドアが乗員の操作によりオープンされたことを検知することにより、特許請求の範囲に記載された「乗員検知手段」が実現される。
【００３６】
尚、第２バッテリ２４を用いて第１バッテリ２０を充電した後にスタータ１８を駆動する場合には、第１バッテリ２０を十分にエンジン１０の始動可能な容量にまで充電した後にスタータ１８を駆動するように構成することが好ましい。かかる構成においては、スタータ１８の駆動によりエンジン１０を始動させる際、乗員に不快感を与えることなく、スムースにエンジン１０を始動させることが可能となるからである。
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、電源装置から電力が供給されるシステムの始動性の向上を図ることができる。
【００３７】
本発明によれば、電源装置から電力が供給される、移動体に搭載されたエンジン始動装置の始動性の向上を図ることができる。
【００３８】
また、本発明によれば、低圧電源の充電が比較的長期間確保されることで、電源装置から電力が供給されるエンジン始動装置の始動性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である電源装置の制御装置を搭載するシステムの構成図である。
【図２】本実施例において、高圧電源を用いた低圧電源の充電の開始時期を説明するためのタイムチャートを示す図である。
【図３】本実施例において、高圧電源を用いた低圧電源の充電を開始すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１０  エンジン
１８  スタータ
２０  第１バッテリ
２４  第２バッテリ
２６  ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３４  ドアアンロックスイッチ
【図１】
0004258131.tif 000002
【図２】
0004258131.tif 000003
【図３】
0004258131.tif 000004