(57)【要約】【課題】本発明は、突入電流等によるグランド電位の上昇に影響を受けず、バッテリ電源の昇圧を確実に行うことができ、エンジン停止時から再始動する際に確実に電気負荷に電力を供給することができる車両用電源装置を提供することを目的とする。【解決手段】停止したエンジン７０を再始動するときに、前記エンジンのスタータ８０に電力を供給するバッテリ１０と、  前記スタータの作動時に、前記バッテリの電圧を昇圧し、第１の電気負荷４５へ電力を供給する昇圧コンバータ３０と、  前記バッテリに接続され、電源スイッチ２６がオンとされたときに、突入電流が流れる第２の電気負荷２５の作動を遅延させる作動遅延制御を行う作動遅延制御手段６０とを有し、  該作動遅延制御手段は、前記昇圧コンバータが動作中のときに、前記作動遅延制御を実行することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
停止したエンジンを再始動するときに、前記エンジンのスタータに電力を供給するバッテリと、
前記スタータの作動時に、前記バッテリの電圧を昇圧し、第１の電気負荷へ電力を供給する昇圧コンバータと、
前記バッテリに接続され、電源スイッチがオンとされたときに、突入電流が流れる第２の電気負荷の作動を遅延させる作動遅延制御を行う作動遅延制御手段とを有し、
該作動遅延制御手段は、前記昇圧コンバータが動作中のときに、前記作動遅延制御を実行することを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記作動遅延制御手段は、前記スタータが動作中のときに、前記作動遅延制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記昇圧コンバータに昇圧指令信号を送って前記昇圧コンバータを作動させる昇圧制御手段を更に有し、
前記作動遅延制御手段は、前記昇圧制御手段からの状態通知信号に基づき、前記作動遅延制御を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記第１の電気負荷は、記憶手段を有し、供給される前記電力の電圧が所定値以下になると、前記記憶手段の記憶内容がリセットされる電気負荷を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記第２の電気負荷は、ヘッドランプを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用電源装置。
【請求項６】
予め設定されたエンジン停止条件の成立時にエンジンを停止し、かつ、予め設定されたエンジン再始動条件の成立時に前記スタータを作動させるアイドリングストップ車両に搭載されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項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、車両用電源装置に関し、特に、昇圧コンバータを有する車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バッテリを電源とし、かつ間欠的に動作する昇圧コンバータによってバッテリ電圧を昇圧する構成を備えたアイドルストップ車両等の車両用電源装置において、電気負荷の電源電圧を供給する電源ラインには、昇圧コンバータの非動作時にはバッテリの出力電圧が供給され、かつ、昇圧コンバータの動作時には、目標電圧に従って昇圧された電圧が供給され、昇圧コンバータは、ＥＣＵの指示に従って、スタータユニットの動作期間に合わせて間欠的に動作し、昇圧コンバータの動作前後での出力電圧変動を抑制するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２３７１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、例えば昇圧コンバータの動作中に、ヘッドランプのような突入電流が大きい電気負荷がユーザに突然オンとされたような状態は想定しておらず、そのような場合には、突入電流の影響により、グランド電位の浮き（上昇）が発生してしまい、ＥＣＵから昇圧コンバータへの指示電圧が昇圧コンバータ側で誤って認識され、必要な昇圧が実行されない場合があるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、突入電流等によるグランド電位の上昇に影響を受けず、バッテリ電源の昇圧を確実に行うことができ、エンジン停止時から再始動する際に確実に電気負荷に電力を供給することができる車両用電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、停止したエンジンを再始動するときに、前記エンジンのスタータに電力を供給するバッテリと、
前記スタータの作動時に、前記バッテリの電圧を昇圧し、第１の電気負荷へ電力を供給する昇圧コンバータと、
前記バッテリに接続され、電源スイッチがオンとされたときに、突入電流が流れる第２の電気負荷の作動を遅延させる作動遅延制御を行う作動遅延制御手段とを有し、
該作動遅延制御手段は、前記昇圧コンバータが動作中のときに、前記作動遅延制御を実行することを特徴とする。
【０００６】
これにより、突入電流が大きい電気負荷を作動させるタイミングを、昇圧コンバータの昇圧動作とずらすことができ、必要な昇圧を確実に行い、電気負荷に電力を供給することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明に係る車両用電源装置において、
前記作動遅延制御手段は、前記スタータが動作中のときに、前記作動遅延制御を実行することを特徴とする。
【０００８】
これにより、一時的にバッテリ電圧が大きく下がるスタータ作動時に突入電流の大きい電気負荷の電源投入がなされたときにも、昇圧動作中のときにはその作動タイミングをずらし、必要な昇圧を確実に行うことができる。
【０００９】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係る車両用電源装置において、
前記昇圧コンバータに昇圧指令信号を送って前記昇圧コンバータを作動させる昇圧制御手段を更に有し、
前記作動遅延制御手段は、前記昇圧制御手段からの状態通知信号に基づき、前記作動遅延制御を実行することを特徴とする。
【００１０】
これにより、昇圧の制御を行っている昇圧制御手段からの信号に基づいて作動遅延制御を実行することができ、より確実に昇圧動作と突入電流の大きい電気負荷の作動タイミングをずらすことができる。
【００１１】
第４の発明は、第１〜３のいずれか一つの発明に係る車両用電源装置において、
前記第１の電気負荷は、記憶手段を有し、供給される前記電力の電圧が所定値以下になると、前記記憶手段の記憶内容がリセットされる電気負荷を含むことを特徴とする。
【００１２】
これにより、記憶内容がリセットされる電気負荷への電力供給を確実に行うことができる。
【００１３】
第５の発明は、第１〜４のいずれか一の発明に係る車両用電源装置において、
前記第２の電気負荷は、ヘッドランプを含むことを特徴とする。
【００１４】
これにより、突入電流の大きい負荷であるヘッドランプについて、突入電流対策を確実に行うことができる。
【００１５】
第６の発明は、第１〜５のいずれか一つの発明に係る車両用電源装置において、
予め設定されたエンジン停止条件の成立時にエンジンを停止し、かつ、予め設定されたエンジン再始動条件の成立時に前記スタータを作動させるアイドリングストップ車両に搭載されたことを特徴とする。
【００１６】
これにより、アイドリングストップ車両に最適な車両用電源装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、車両のエンジンが停止後に再始動する際、電源の昇圧を確実に行うことができ、電圧不足による電気機器のリセットを消滅させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１９】
図１は、本発明を適用した実施例に係る車両用電源装置の主要構成を示した機能ブロック図である。図１において、本実施例に係る車両用電源装置は、バッテリ１０と、昇圧コンバータ（ＢＢＣ、Back-up  Boost  Converter）３０と、作動遅延制御手段６０とを備える。また、必要に応じて、昇圧制御手段５０を備えてもよい。作動遅延制御手段６０は、例えばボデー系ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit、電子制御ユニット）６５の一部として構成されてもよく、同様に昇圧制御手段５０は、制御ＥＣＵ５５の一部として構成されてもよい。
【００２０】
更に、図１において、本実施例に係る車両用電源装置の関連構成要素として、オーディオ装置、ナビゲーション装置等の記憶手段４６を有する第１の電気負荷と、エンジンを始動させるスタータ８０と、ヘッドランプ等の電源投入時に突入電流が発生する第２の電気負荷２５と、第２の電気負荷２５をユーザが電源投入してオンとするための電源スイッチ２６とを備えてよい。
【００２１】
また、図１において、スタータ８０及び第２の電気負荷２５は、バッテリ１０と電源ライン２０により接続されている。また、第１の電気負荷４５は、昇圧コンバータ３０と、昇圧電源ライン４０により接続されており、昇圧コンバータ３０は、電源ライン２０によりバッテリ１０と接続されている。
【００２２】
以下、個々の構成要素について説明を行うが、本実施例に係る車両用電源装置は、アイドリングステップシステムを搭載したアイドリングストップ車両に好適に適用可能である。アイドリングストップ車両は、車両が信号待ち等で停車しており、エンジンを停止する所定のエンジン停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させる機能を搭載している。また、逆に、エンジンを停止した後、エンジンを再始動させるための所定のエンジン再始動条件が成立した場合には、スタータ８０を起動させ、エンジンを自動的に再始動させる機能を有する。以下、本実施例に係る車両用電源装置を、このようなアイドリングストップ車両に適用した例について説明する。
【００２３】
バッテリ１０は、車載電気負荷に電力を供給するための電源である。バッテリ１０は、車両用のバッテリが適用されてよく、例えば、鉛バッテリ等の二次電池が適用されてよい。
【００２４】
電源ライン２０は、バッテリ１０が出力する電力を供給するための電力供給ラインである。電源ライン２０から供給される電力は、バッテリ１０から直接的に出力される電力が供給されることになる。
【００２５】
スタータ８０は、エンジン（図示せず）を始動させるための手段であり、電動モータを含む。上述のように、アイドリングストップ車両においては、車両が信号待ち等で所定のエンジン停止条件を満たした場合にはエンジンを停止させるので、再始動の際には、エンジンを再度始動させる必要がある。エンジンの再始動は、速やかに優先的に行われる必要があるので、エンジンを再始動させるスタータ８０への電力供給は、電源ライン２０を介してバッテリ１０から直接的に行われている。
【００２６】
昇圧コンバータ３０は、バッテリ１０からの出力電圧が低下した場合に、電圧を昇圧して電力供給するための電圧補償手段である。例えば、供給電圧が一瞬でも低下してしまうと、動作に悪影響を与えるおそれがある電気負荷に対しては、昇圧コンバータ３０を用いて、常に電圧が所定値以上で電力供給がなされるようにする。従って、昇圧コンバータ３０は、電源ライン２０の電圧値が所定値以下のときに作動し、昇圧電源ライン４０から昇圧した電力を供給する。上述のように、エンジンがアイドリングストップにより一旦停止し、再始動するときには、バッテリ１０からスタータ８０に電力供給がなされるが、このときは大電流が流れ、バッテリ１０には大きな負担がかかるため、バッテリ１０の出力電圧が一瞬低下してしまう。このとき、所定電圧以上で電力が供給されないと問題が起こる電気負荷については、昇圧コンバータ３０を接続し、電圧の補償を行うようにする。
【００２７】
第１の電気負荷４５は、オーディオ装置、ナビゲーション装置等の、記憶手段４６を有し、電圧が所定値以下に低下してしまうと、記憶手段４６の内容がリセットするおそれのある電気負荷を含んだ電気負荷である。このような電気負荷では、供給される電圧が所定値以下に低下してしまうと、記憶手段４６に記憶された内容がリセットされてしまうので、アイドリングストップでエンジンが停止し、再始動する際にリセットが起こらないようにする必要がある。本実施例に係る車両用電源装置においては、上述の昇圧コンバータ３０から昇圧電源ライン４０を介して昇圧電力を供給することにより、かかるリセットを防止している。
【００２８】
昇圧制御手段５０は、昇圧コンバータ３０に昇圧指令を行う制御手段である。例えば、バッテリ１０の電源ライン２０の出力電圧を検出し、出力電圧が所定値以下になったら、昇圧コンバータ３０に昇圧動作を行うように昇圧指令信号を出力し、昇圧コンバータ３０の動作を制御する。また、昇圧制御手段５０は、昇圧コンバータ３０に昇圧指令を行うだけでなく、昇圧の停止も制御してよい。
【００２９】
昇圧制御手段５０は、制御ＥＣＵ５５の一部として組み込まれて構成されてよい。昇圧制御手段５０は、制御のための演算処理を行うので、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）、所定の電子回路、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）等の演算処理手段として構成される。制御ＥＣＵ５５では、エンジンの再始動の制御等も行ってよく、昇圧制御手段５０も、これらの制御の一部として組み込まれてもよい。
【００３０】
第２の電気負荷２５は、電源スイッチをオンとして電源を投入することにより、大きな突入電流が発生する電気負荷である。例えば、ヘッドランプは、電源投入直後は、フィラメントがまだ冷たいために抵抗が小さく、定常状態よりも大きく電流が流れるため、第２の電気負荷２５に含まれる。また、第２の電気負荷２５は、電動機やトランスを使った巻き線機器や、大容量の平滑コンデンサ等を有する機器等の大きな突入電流を発生させる車載電気負荷を種々含んでよい。
【００３１】
ヘッドランプ等の第２の電気負荷２５は、電源スイッチ２６を有し、電源スイッチ２６は、ユーザの操作により電源のオン、オフがなされる。よって、ヘッドランプ等の第２の電気負荷２５は、車両の状態に関わらず、ユーザにより任意のタイミングで電源投入がなされる。従って、昇圧コンバータ３０が昇圧を行っているときや、スタータ８０が動作しているときに第２の電気負荷の電源スイッチがオンとされると、第２の電気負荷２５に大きな突入電流が流れるため、グランド浮きが発生し、昇圧コンバータ３０の昇圧動作に影響を及ぼす。本実施例に係る車両用電源装置においては、このようなタイミングで第２の電気負荷がオンとされたときに、昇圧コンバータ３０の動作に影響を与えない制御を行うが、この点については後述する。
【００３２】
第２の電気負荷２５は、バッテリ１０に直接的に接続されてよい。第１の電気負荷４５と異なり、記憶手段４５等を備えていなければ、特に昇圧コンバータ３０の電力供給対象とする必要も無いので、他の通常の電気負荷と同様に、バッテリ１０に直接接続してよい。
【００３３】
作動遅延制御手段６０は、第２の電気負荷２５の電源スイッチがユーザによりオンとされて電源投入されても、第２の電気負荷２６の作動タイミングを遅延させる制御手段である。上述のように、昇圧コンバータ３０が昇圧を行っているときに、ヘッドランプ等を含む第２の電気負荷２５が電源投入されると、大きな突入電流が流れるため、グランド浮きによりグランド電位が上昇し、昇圧指令信号を正しく認識できず、昇圧動作に悪影響を及ぼす。作動遅延制御手段６０は、昇圧コンバータ３０が昇圧を行っているときに第２の電気負荷２５の電源投入がなされたときには、その作動を遅延させ、昇圧コンバータ３０の昇圧動作が終了するまで第２の電気負荷２５を作動させないようにする手段である。
【００３４】
図２は、昇圧コンバータ３０の動作中に、第２の電気負荷２５であるヘッドランプが電源投入された場合の実験データを示した図である。図２において、最も下段の特性は、ヘッドランプがオンとなったときの負荷に流れる電流を示している。また、最も上段の特性は、昇圧制御手段５０から昇圧コンバータ３０に送信された昇圧指令信号の電圧を示している。そして、中段の特性は、昇圧コンバータ３０の入力電圧（電源ライン２０の電圧）と出力電圧（昇圧電源ライン４０の電圧）を示している。
【００３５】
図２の左側に示されるように、時刻ｔ０〜ｔ１において、ヘッドランプがオフの状態では、昇圧指令信号及び昇圧コンバータ出力電圧も一定値を示している。
【００３６】
図２において、下段の特性が示すように、時刻ｔ１で第２の電気負荷２５であるヘッドランプが電源投入されると、５０〔Ａ／ｄｉｖ〕の突入電流が流れ、電源投入時に大きな突入電流が流れていることが分かる。
【００３７】
次に、図２の最上段の特性が示すように、ヘッドランプの電源投入により、時刻ｔ１〜ｔ３で昇圧コンバータ３０のグランド電位のフローティングが発生し、昇圧制御手段５０から昇圧コンバータ３０に送られる昇圧指令信号に波形変動が発生してしまう。つまり、昇圧指令信号の電圧レベルが低下してしまう。
【００３８】
その結果、図２の中段に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２において、昇圧コンバータの入力電圧（下側の特性曲線）は低いにも関わらず、昇圧指令信号の電圧レベルが低いため、昇圧指令は無いものと昇圧コンバータ３０が誤認識し、昇圧を停止してしまう。従って、図２の中段に示すように、時刻ｔ２以降は、昇圧コンバータ３０の入力電圧は低いにも関わらず、約１００〔ｍｓ〕の時点（時刻ｔ２）で昇圧を停止し、昇圧コンバータ３０の出力電圧（上側の特性曲線）は低い状態のままで停止している。
【００３９】
このように、昇圧コンバータ３０が動作しているときに、ヘッドランプ等の突入電流の大きい第２の電気負荷２５が電源投入されると（図２中、（１））、大きな電流により昇圧コンバータ３０のグランド浮きが発生してグランド電位が上昇してしまい、昇圧指令信号を正しく認識できないという事態が生ずる（図２中、（２））。これにより、昇圧コンバータ３０は、昇圧を停止してしまい（図２中、（３））、昇圧すべきときに必要な昇圧がなされず、ナビゲーション等の第１の電気負荷４５がリセットしてしまうおそれがある。
【００４０】
そこで、本実施例に係る車両用電源装置においては、図１において説明したように、作業遅延制御手段６０を設け、昇圧コンバータ３０の昇圧動作中に第２の電気負荷２５の電源が投入された場合には、第２の電気負荷の作動を遅延させる制御を行うこととしている。
【００４１】
図１に戻る。図１において、作動遅延制御手段６０は、図２で説明した現象が生じないように、昇圧コンバータ３０が動作中に、ユーザにより第２の電気負荷の電源スイッチ２６がオンとされたときには、昇圧コンバータ３０の昇圧動作が終了するまで、第２の電気負荷２５が作動しないように作動遅延制御を実行する。従って、作動遅延制御手段６０は、昇圧コンバータ３０が動作中か否かを監視する。昇圧コンバータ３０が動作中か否かの検出は、昇圧コンバータ３０の動作信号から直接検出してもよいし、昇圧制御手段５０から状態通知信号を受けるようにしてもよい。作動遅延制御手段６０は、例えば、昇圧コンバータ３０が動作中であることを検出したら、昇圧コンバータ動作中の信号が出力されている間は、第２の電気負荷２５への電力供給がなされないように、スイッチング手段をオフとするような制御を行ってもよい。
【００４２】
一方、作動制御遅延制御手段６０は、ユーザが第２の電気負荷２５の電源スイッチ２６のオン・オフをモニタするようにしてよい。作動遅延制御手段６０は、昇圧コンバータ３０が動作中のときに、強制的に第２の電気負荷２５の作動遅延制御を実行する簡単なロジックとしてもよいが、第２の電気負荷２５の電源スイッチ２６も併せて監視することにより、誤動作なく作動遅延制御を実行することができる。
【００４３】
作動遅延制御手段６０は、ボデー系ＥＣＵ６５の一部として構成されてよい。ヘッドランプ等の第２の電気負荷２５は、ボデー系ＥＣＵ６５で制御される場合が多いので、作動遅延制御手段６０をボデー系ＥＣＵ６５の一部として組み込んで構成することにより、作動遅延制御を容易に行うことができる。また、ＥＣＵ同士はＣＡＮ（Controller  Area  Network）等の車載ＬＡＮ（Local  Area  Network）で結ばれていることが多いので、制御ＥＣＵ５５内の昇圧制御手段５０からの状態通知信号を、ボデー系ＥＣＵ６５内の作動遅延制御手段６０が容易に受信することができる。
【００４４】
次に、図３を用いて、本実施例に係る車両用電源装置の動作フローについて説明する。図３は、本実施例に係る車両用電源装置の処理フロー図である。
【００４５】
図３において、ステップ１００では、アイドリングストップの再始動がなされる。具体的には、スタータ８０が作動し、アイドリングストップ車両のエンジンが駆動する。このとき、バッテリ１０からスタータ８０に、大きな電流が供給され、バッテリ１０の出力電圧は、一時的に低下する。
【００４６】
ステップ１１０では、作動遅延制御手段６０により、ヘッドランプ等の大きな突入電流が流れる第２の電気負荷２５の作動を遅延させる作動遅延指令が出力される。ユーザにより、ヘッドランプ等の第２の電気負荷の電源スイッチ２６がオンとされても、その作動を開始しないように、作動を遅延する制御がまず実行される。
【００４７】
ステップ１２０では、エンジン始動用のスタータ８０がオフであるか否かと、昇圧コンバータ３０がオフであるか否かが判断される。これらの制御は、制御ＥＣＵ５５で実行されるので、例えば、制御ＥＣＵ５５で判定がなされ、状態通知信号として、制御ＥＣＵ５５からボデー系ＥＣＵ６５内の作動遅延制御手段６０にその結果が送信されてもよい。
【００４８】
なお、ステップ１２０では、昇圧コンバータ３０が動作中であるか否かのみを判定してもよいし、昇圧コンバータ３０が動作中であるか否かに加えて、スタータ８０が動作中であるか否かも判定条件として加えてもよい。スタータ８０が動作中には、大電流が流れてバッテリ１０の電圧が低下し、そのタイミングに連動して昇圧コンバータ３０が動作するが、両者の動作を検出することにより、誤動作の少ないより確実な作動遅延制御を実行することができる。
【００４９】
ステップ１２０において、スタータ８０が動作中又は昇圧コンバータ３０が動作中であったときには、ステップ１１０に戻り、ヘッドランプ等の第２の電気負荷２５の作動を遅延させる作動遅延制御を継続する。昇圧コンバータ３０が動作中又は動作を開始する可能性が高い状態であるので、突入電流による昇圧コンバータ３０のグランド浮きを防止し、誤動作が発生しないようにする。
【００５０】
一方、ステップ１２０において、スタータ８０がオフであり、かつ昇圧コンバータ３０がオフであるときには、ヘッドランプ等の第２の電気負荷２５をオンとしても問題が生じないので、ステップ１３０に進み、ステップ１１０でなされた作動遅延指令を解除し、第２の電気負荷２５が作動してもよい状態とし、その処理を終了する。これにより、昇圧制御手段５０から昇圧コンバータ３０に送信される昇圧指令信号が正しく認識され、昇圧コンバータ３０は、適切な昇圧動作を実行することができる。従って、停止したエンジン再始動時のオーディオ装置やナビゲーション装置等の第１の電気負荷のリセットを確実に防止することができる。
【００５１】
なお、ステップ１２０において、昇圧コンバータ３０が動作中でないことと、スタータ８０が動作中でないことが判定されてから、少し時間を経てから第２の電気負荷２５をオンとするような制御を行ってもよい。
【００５２】
このように、本実施例に係る車両用電源装置によれば、昇圧コンバータ３０の昇圧動作を確実に行わせることができ、アイドリングストップ車両のエンジン再始動時のオーディオ装置やナビゲーション装置のリセットを撲滅することができる。
【００５３】
次に、図４を用いて、本実施例に係る車両用電源装置を、より具体的にアイドリングストップ車両に適用した例について説明する。図４は、本実施例に係る車両用電源装置のより詳細な全体構成図である。なお、図１に対応する構成要素には、同一の参照符号を付する。
【００５４】
図４に係る車両用電源装置は、電源として設けられるバッテリ１０と、電源ライン２０及び昇圧電源ライン４０と、昇圧コンバータ３０と、制御ＥＣＵ５５と、ボデー系ＥＣＵ６５と、電源ライン２０の電圧を検出するための電圧検出回路２１と、昇圧電源ライン４０の電圧を検出するための電圧検出回路４１とを備える。
【００５５】
電圧検出回路２１および４１は、一般的には、昇圧コンバータ３０内に設けられる。電圧検出回路２１は、電源ライン２０の直流電圧である入力電圧Ｖｉを検出して、検出値Ｖｉｄを生成する。同様に電圧検出回路４１は、昇圧電源ライン４０の直流電圧Ｖｏを検出して、検出値Ｖｏｄを生成する。
【００５６】
電源ライン２０へは、バッテリ１０から直流電圧が供給される。電源ライン２０には、ヘッドランプ等の第２の電気負荷２５に加えて、スタータ８０およびオルタネータ９０が更に接続される。スタータ８０は、電磁スイッチ等によってエンジン７０の起動時にのみエンジン７０と歯車によって結合され、エンジン７０の点火後には再びエンジン７０から切離される。したがって、スタータ８０は、エンジン７０の起動時において、短期間に大電流を消費する。
【００５７】
オルタネータ９０は、エンジン７０によって回転される図示しない交流モータを内蔵し、当該交流モータの発電電力をバッテリ１０の充電用の一定電圧に変換して、電源ライン２０へ供給する。すなわち、オルタネータ９０は、エンジン７０の運転中にはバッテリ１０を充電するが、エンジン７０の停止中にはバッテリ１０を充電することはできない。このように、バッテリ１０の出力電圧は、その充放電状況によって、経時的に変化する。
【００５８】
昇圧電源ライン４０へは、第１の電気負荷４５の電源電圧である出力電圧Ｖｏが供給される。第１の電気負荷４５は、電源電圧の変動により悪影響を受けやすい電気回路群を総称するものであり、電源電圧の著しい低下に伴ってリセットされて内蔵する記憶手段４６の記憶内容が失われてしまうマイクロコンピュータや、オーディオ装置、ナビゲーション装置等が含まれる。
【００５９】
このため、第１の電気負荷４５の電源電圧Ｖｏは、昇圧コンバータ３０の出力電圧とされ、必要に応じて昇圧コンバータ３０によって昇圧可能な構成とされる。
【００６０】
一方、第２の電気負荷２５は、電源スイッチ２６をオンとして電源投入したときに、定常時よりも相当に大きな突入電流が流れるとともに、供給される電源電圧レベルの変動に対してあまり悪影響を受けない電気回路を総括的に表記するものである。したがって、このような電気負荷２５に対しては、昇圧コンバータ３０による出力電圧Ｖｏではなく、バッテリ１０の出力電圧を直接供給する構成とされる。第２の電気負荷２５は、例えば、ヘッドランプ等が該当する。
【００６１】
第２の電気負荷２５は、基本的には、ユーザが電源スイッチ２６をオン・オフすることにより、その電源投入・非投入が制御される。しかしながら、本実施例に係る車両用電源装置においては、ユーザにより電源スイッチ２６がオンとされても、昇圧コンバータ３０が動作中のときには、その作動を遅延させる作動遅延制御を行うので、電源スイッチ２６の他に、制御可能なスイッチング手段６１が更に設けられる。スイッチング手段６１は、ユーザに操作される電源スイッチ２６と直列に接続され、電源スイッチ２６がオンとなっても、スイッチング手段６１がオフとなっていれば、第２の電気負荷２５には電力が供給されないような構成となっている。スイッチング手段６１は、ボデー系ＥＣＵ６５の作動遅延制御手段６０により制御可能なリレーや、トランジスタ等のスイッチング素子が適用される。
【００６２】
ボデー系ＥＣＵ６５は、ヘッドランプ等のライティングシステムや、電動ミラー等の車両のボデーに関する電気負荷を制御する。本実施例に係る車両用電源装置においては、ボデー系ＥＣＵ６５は、ヘッドランプ等の突入電流の大きい負荷である第２の電気負荷の作動遅延を制御する作動遅延制御手段６０を内蔵する。作動遅延制御手段６０は、例えば制御ＥＣＵ５５から送られてくる状態通知信号により、昇圧コンバータ３０が動作中であることを検出したときには、スイッチング素子６１をオフにし、ユーザにより電源スイッチ２６がオンとされても、第２の電気負荷２５の作動を遅延させる。
【００６３】
また、ボデー系ＥＣＵ６５は、必要に応じて電源スイッチ２６のオン・オフを監視するようにしてもよい。
【００６４】
制御ＥＣＵ５５は、車両全体の走行状況等を統括的に制御するための制御回路を総称的に示している。特に、この実施の形態による車両用電源装置は、アイドリングストップ車両に搭載されることを前提としているので、制御ＥＣＵ５５は、車速やアクセル開度等に代表されるアイドル判断情報に基づき、アイドリングストップに関するエンジンの停止および再起動を制御する機能を備える。
【００６５】
制御ＥＣＵ５５は、アイドル運転中にエンジン７０の停止を指示するための停止指令信号Ｓｓｐ、アイドル運転からの復帰時にスタータ８０の起動を指示する起動指令信号Ｓｓｔ、昇圧コンバータ３０に動作を指示する昇圧指令信号Ｖｃｖ、および昇圧コンバータ３０の動作時における出力電圧Ｖｏの基準値に相当する目標電圧Ｖｒｅｆを生成する。なお、昇圧コンバータ３０への昇圧指令信号Ｖｃｖ及び目標電圧Ｖｒｅｆは、制御ＥＣＵ５５に内蔵された昇圧制御手段５０により生成されてよい。
【００６６】
制御ＥＣＵ５５によって生成された停止指令信号Ｓｓｐおよび起動指令信号Ｓｓｔは、エンジン７０およびスタータ８０へそれぞれ与えられ、起動指令信号Ｓｓｔおよび目標電圧Ｖｒｅｆは、昇圧コンバータ３０へ与えられる。さらに、電圧検出回路２１、４１による、入力電圧Ｖｉの検出値Ｖｉｄおよび出力電圧Ｖｏの検出値Ｖｏｄは、必要に応じて、制御ＥＣＵ５５でサンプリング可能な構成となっている。
【００６７】
制御ＥＣＵ５５は、昇圧コンバータ３０が動作中であるか否か、また必要に応じてスタータ８０が動作中であるか否かの状態通知信号を、ボデー系ＥＣＵ６５に送信する。制御ＥＣＵ５５は、昇圧コンバータ３０に動作を指示する昇圧指令信号Ｖｃｖ及びスタータ８０に起動を指示する起動指令信号Ｓｓｔを生成しているので、これに基づいて、状態通知信号をボデー系ＥＣＵ６５に送信すればよい。
【００６８】
昇圧コンバータ３０は、電源ライン２０および昇圧電源ライン４０の間に直列に接続された平滑リアクトル３１およびダイオード３２と、パワースイッチング素子３３および平滑コンデンサ３４と、コンバータ制御部３５とを含む。
【００６９】
コンバータ制御部３５は、パワースイッチング素子３３のオンおよびオフを制御するためのゲート信号Ｇｇｔを生成するデューティ制御部３６と、デューティ制御部３６からのゲート信号Ｇｇｔに従ってパワースイッチング素子３３をオンまたはオフさせるドライバ３７とを有する。
【００７０】
昇圧コンバータ３０は、いわゆる非絶縁型昇圧チョッパの構成であり、パワースイッチング素子３３の各スイッチング周期Ｔにおけるオン時間Ｔｏｎおよびオフ時間Ｔｏｆｆの比、すなわちデューティ比を設定することにより、入力電圧Ｖｉに対する出力電圧Ｖｏの比すなわち昇圧比Ｖｏ／Ｖｉを制御する。具体的には、下記（１）式で、昇圧コンバータ３０の昇圧比は決定される。
【００７１】
Ｖｏ／Ｖｉ＝１／（１−ｄ） …（１）
ここで、ｄは、ｄ＝Ｔｏｎ・Ｔ＝Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）で示されるデューティ比である。
【００７２】
すなわち、デューティ制御部３６は、電圧検出回路２１、４１による、入力電圧Ｖｉの検出値Ｖｉｄおよび出力電圧Ｖｏの検出値Ｖｏｄと、制御ＥＣＵ５５からの目標電圧Ｖｒｅｆとに基づいて、上記デューティ比ｄを設定し、このデューティ比を満足するようにゲート信号を生成する。
【００７３】
このように、昇圧コンバータ３０は、制御ＥＣＵ５５からの昇圧指令信号Ｖｃｖに応答して間欠的に動作し、動作時において、バッテリ１０の出力電圧に相当する入力電圧Ｖｉを昇圧して、目標電圧Ｖｒｅｆに従った出力電圧Ｖｏを出力する。
【００７４】
すなわち、昇圧電源ライン４０は、昇圧コンバータ３０の非動作時にはバッテリ１０の出力電圧を受ける一方で、昇圧コンバータ３０の動作時には目標電圧Ｖｒｅｆに従った昇圧コンバータ３０からの出力電圧を受ける。
【００７５】
このように、昇圧コンバータ３０は、第１の電気負荷４５への電力供給が途切れないように、昇圧指令信号Ｖｃｖに応じて、目標電圧Ｖｒｅｆを昇圧電源ライン４０に出力する。そして、昇圧コンバータ３０の動作中には、制御ＥＣＵ５５からボデー系ＥＣＵ６５に状態通知信号により昇圧コンバータ３０が動作中であることが通知され、ボデー系ＥＣＵ６５の作動遅延制御手段６０は、第２の電気負荷２５が作動しないように、スイッチング手段６１をオフとする制御を行う。これにより、第２の電気負荷の突入電流により、昇圧指令信号Ｖｃｖを昇圧コンバータ３０が停止状態信号であると誤認識することを防ぐことができ、アイドリングストップ車両のエンジン７０の再始動時の第１の電気負荷４５のリセットを防ぐことができる。
【００７６】
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及び置換を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明を適用した実施例に係る車両用電源装置の主要構成ブロック図である。
【図２】昇圧コンバータ３０の動作中にヘッドランプが電源投入された実験データを示した図である。
【図３】本実施例に係る車両用電源装置の処理フロー図である。
【図４】本実施例に係る車両用電源装置のより詳細な全体構成図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０    バッテリ
２０    電源ライン
２５    第２の電気負荷
２６    電源スイッチ
３０    昇圧コンバータ
３１    平滑リアクトル
３２    ダイオード
３３    パワースイッチング素子
３４    平滑コンデンサ
３５    コンバータ制御部
３６    デューティ制御部
３７    ドライバ
４０    昇圧電源ライン
４５    第１の電気負荷
４６    記憶手段
５０    制御ＥＣＵ
５５    昇圧制御手段
６０    作動遅延制御手段
６５    ボデー系ＥＣＵ
７０    エンジン
８０    スタータ
９０    オルタネータ
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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