特許 7295665 車両用電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-13

(45)【発行日】2023-06-21

(54)【発明の名称】車両用電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/34 20060101AFI20230614BHJP

   B60R 16/03 20060101ALI20230614BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20230614BHJP

【ＦＩ】

H02J7/34 B

B60R16/03 A

B60R16/03 S

H02J1/00 304E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019046201

(22)【出願日】2019-03-13

(65)【公開番号】P2020150681

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-02-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100147913

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 義敬

(74)【代理人】

【識別番号】100165423

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 雅久

(74)【代理人】

【識別番号】100091605

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 敬

(74)【代理人】

【識別番号】100197284

【弁理士】

【氏名又は名称】下茂 力

(72)【発明者】

【氏名】小湊 祐樹

【審査官】赤穂 嘉紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－０３８９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２３７５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８８７７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４－７／３６

Ｂ６０Ｒ １６／００－１７／０２

Ｈ０２Ｊ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アイドリングストップ機能を有する車両において、通常電源から車両搭載負荷に供給される電力を変換する装置であり、
前記通常電源から出力される電力の電圧を変換する第１昇圧回路と、
前記通常電源および前記車両搭載負荷と接続された蓄電部と、
前記通常電源と前記蓄電部との間に介装された第２昇圧回路と、
前記蓄電部と前記車両搭載負荷との間に介装された降圧回路と、
前記第１昇圧回路、前記第２昇圧回路および前記降圧回路を制御する制御装置と、を具備し、
前記制御装置は、
アイドリングストップ状態から前記通常電源の電圧が降下するまでの間に、前記第２昇圧回路を経由して、前記蓄電部を充電し、
前記通常電源の電圧が降下する直前、または、前記通常電源の電圧の降下が開始された時に、前記車両搭載負荷への電圧供給源を、前記通常電源から前記蓄電部に切り替え、
前記通常電源の電圧が、予め規定された閾値電圧まで達するように、前記降圧回路を制御して、前記車両搭載負荷に電力を供給し、
前記閾値電圧は、前記蓄電部から前記降圧回路への電力の供給が終了した後に、前記通常電源の電圧が最低電圧を下回らないように設定されることを特徴とする車両用電源装置。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記アイドリングストップ状態からエンジン運転状態に遷移する際に、
前記通常電源から前記第１昇圧回路を経由して電力を前記車両搭載負荷に供給すると共に、前記通常電源から前記第２昇圧回路を経由して電力を前記蓄電部に供給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】

前記蓄電部は、前記アイドリングストップ状態が終了するまでの間は、放電状態が維持されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電源装置。

【請求項4】

前記蓄電部は、キャパシタであることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか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、アイドリングストップ機能を有する車両に備えられる車両用電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンを備える車両に於いては、近年、アイドリングストップ機能を備えたものが登場してきている。従来の車両では停止時にもエンジンが運転されているアイドリングを行っていたが、アイドリングストップ機能では、燃料の節約や排出ガスの削減などのため、不必要なアイドリングを停車時に止める。

【0003】

アイドリングストップ時から車両を発進させる際には、エンジンを再起動させる。エンジンの当該再起動に際し、バッテリ等の主電源に加えて、キャパシタ等から電力を供給する発明が特許文献１ないし特許文献３に記載されている。

【0004】

更に、特許文献４には、エンジンが起動する際に、キャパシタからスタータに電圧を供給する発明が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－５７１７９公報

【文献】特開２０１５－２１７９１９公報

【文献】特開２００５－１１２２５０公報

【文献】特表２０１３－０２７３３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記した特許文献１ないし特許文献４に記載された発明では、キャパシタを充電する好適なタイミングに関する検討が必ずしも充分に成されていなかった。具体的には、例えば、特許文献４に記載された発明では、当初よりキャパシタを充電しておき、エンジンが起動する際に、キャパシタからスタータに電力を供給している。よって、キャパシタが時間の経過と共に放電してしまい、エンジンを起動する際に、キャパシタの電圧が充分に確保されていない恐れがあった。また、キャパシタの充放電を繰り返すと、キャパシタの充電性能が早期に劣化してしまう恐れがあった。更に、これらの問題を解決する方法として、大容量のキャパシタを補助電源として採用することが考えられるが、キャパシタの大容量化に伴い、装置の大型化やコスト高の課題が発生する恐れがあった。

【0007】

本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、車両搭載負荷に電力を供給する蓄電部が小型化された車両用電源装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の車両用電源装置は、アイドリングストップ機能を有する車両において、通常電源から車両搭載負荷に供給される電力を変換する装置であり、前記通常電源から出力される電力の電圧を変換する第１昇圧回路と、前記通常電源および前記車両搭載負荷と接続された蓄電部と、前記通常電源と前記蓄電部との間に介装された第２昇圧回路と、前記蓄電部と前記車両搭載負荷との間に介装された降圧回路と、前記第１昇圧回路、前記第２昇圧回路および前記降圧回路を制御する制御装置と、を具備し、前記制御装置は、アイドリングストップ状態から前記通常電源の電圧が降下するまでの間に、前記第２昇圧回路を経由して、前記蓄電部を充電し、前記通常電源の電圧が降下する直前、または、前記通常電源の電圧の降下が開始された時に、前記車両搭載負荷への電圧供給源を、前記通常電源から前記蓄電部に切り替え、前記通常電源の電圧が、予め規定された閾値電圧まで達するように、前記降圧回路を制御して、前記車両搭載負荷に電力を供給し、前記閾値電圧は、前記蓄電部から前記降圧回路への電力の供給が終了した後に、前記通常電源の電圧が最低電圧を下回らないように設定されることを特徴とする。

【0010】

また、本発明の車両用電源装置では、前記制御装置は、前記アイドリングストップ状態からエンジン運転状態に遷移する際に、前記通常電源から前記第１昇圧回路を経由して電力を前記車両搭載負荷に供給すると共に、前記通常電源から前記第２昇圧回路を経由して電力を前記蓄電部に供給することを特徴とする。

【0011】

また、本発明の車両用電源装置では、前記蓄電部は、前記アイドリングストップ状態が終了するまでの間は、放電状態が維持されることを特徴とする。

【0012】

また、本発明の車両用電源装置では、前記蓄電部は、キャパシタであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明の車両用電源装置は、アイドリングストップ機能を有する車両において、通常電源から車両搭載負荷に供給される電力を変換する装置であり、前記通常電源から出力される電力の電圧を変換する第１昇圧回路と、前記通常電源および前記車両搭載負荷と接続された蓄電部と、前記通常電源と前記蓄電部との間に介装された第２昇圧回路と、前記蓄電部と前記車両搭載負荷との間に介装された降圧回路と、前記第１昇圧回路、前記第２昇圧回路および前記降圧回路を制御する制御装置と、を具備し、前記制御装置は、アイドリングストップ状態から前記通常電源の電圧が降下するまでの間に、前記第２昇圧回路を経由して、前記蓄電部を充電し、前記通常電源の電圧が降下する直前、または、前記通常電源の電圧の降下が開始された時に、前記車両搭載負荷への電圧供給源を、前記通常電源から前記蓄電部に切り替え、前記通常電源の電圧が、予め規定された閾値電圧まで達するように、前記降圧回路を制御して、前記車両搭載負荷に電力を供給し、前記閾値電圧は、前記蓄電部から前記降圧回路への電力の供給が終了した後に、前記通常電源の電圧が最低電圧を下回らないように設定されることを特徴とする。これにより、本発明の車両用電源装置によれば、蓄電部から車両搭載負荷に電力を供給することで、通常電源の電圧が降下した後の第１昇圧回路の動作を安定化できる。更に、アイドリングストップ状態から通常電源の電圧が降下するまでの間に、前記蓄電部を充電するので、キャパシタの小型化および長寿命化を実現できる。更に、本発明の車両用電源装置によれば、蓄電部から車両搭載負荷に電力を供給することで、通常電源の電圧が降下した後の第１昇圧回路の動作を安定化できる。更に、アイドリングストップ状態から通常電源の電圧が降下するまでの間に、前記蓄電部を充電するので、キャパシタの小型化および長寿命化を実現できる。更に、本発明の車両用電源装置によれば、第１昇圧回路を動作するために充分な最低電圧を得ることができ、カーナビゲーション等の車両搭載負荷が不用意にリセットされてしまうこと等を抑止できる。

【0016】

また、本発明の車両用電源装置では、前記制御装置は、前記アイドリングストップ状態からエンジン運転状態に遷移する際に、前記通常電源から前記第１昇圧回路を経由して電力を前記車両搭載負荷に供給すると共に、前記通常電源から前記第２昇圧回路を経由して電力を前記蓄電部に供給することを特徴とする。これにより、本発明の車両用電源装置によれば、車両搭載負荷に電圧が安定した電力を供給できると共に、蓄電部を充電することかできる。

【0017】

また、本発明の車両用電源装置では、前記蓄電部は、前記アイドリングストップ状態が終了するまでの間は、放電状態が維持されることを特徴とする。これにより、本発明の車両用電源装置によれば、電圧降下の直前まで蓄電部の放電状態が維持されることで、蓄電部の寿命を延長することができる。

【0018】

また、本発明の車両用電源装置では、前記蓄電部は、キャパシタであることを特徴とする。これにより、本発明の車両用電源装置によれば、電圧降下の直前まで蓄電部の放電状態が維持されることで、蓄電部の寿命を延長することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置を示す図であり、（Ａ）は車両用電源装置が組み込まれた車両の接続構成を示すブロック図であり、（Ｂ）は車両用電源装置を示す回路図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置を示す図であり、（Ａ）は車両用電源装置を示す回路図であり、（Ｂ）はエンジンの再起動時の期間Ａに於ける電源電圧の変化を示すタイミングチャートである。

【図3】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置を示す図であり、（Ａ）は車両用電源装置を示す回路図であり、（Ｂ）はエンジンの再起動時の期間Ｂに於ける電源電圧の変化を示すタイミングチャートである。

【図4】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置を示す図であり、（Ａ）は車両用電源装置を示す回路図であり、（Ｂ）はエンジンの再起動時の期間Ｃに於ける電源電圧の変化を示すタイミングチャートである。

【図5】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置を示す図であり、（Ａ）は車両用電源装置を示す回路図であり、（Ｂ）はエンジンの再起動時の期間Ｄに於ける電源電圧の変化を示すタイミングチャートである。

【図6】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置を示す図であり、（Ａ）は車両用電源装置を示す回路図であり、（Ｂ）はエンジンの再起動時の期間Ｅに於ける電源電圧の変化を示すタイミングチャートである。

【図7】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置の効果を示す図であり、（Ａ）は本実施形態の車両用電源装置に於ける電源電圧の変化を示すタイミングチャートであり、（Ｂ）および（Ｃ）は比較例のタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態に係る車両用電源装置１１を図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。

【0022】

図１を参照して、車両用電源装置１１の構成を説明する。図１（Ａ）は車両用電源装置１１を含む車両１０の概略構成を示すブロック図であり、図１（Ｂ）は車両用電源装置１１の構成を詳細に示す回路図である。

【0023】

図１（Ａ）を参照して、車両１０は、通常電源１２と、車両用電源装置１１と、車両搭載負荷１３と、を備えている。車両１０は、ここでは図示しないエンジンを駆動源として走行する車両であり、アイドリングストップ機能を備えている。アイドリングストップ機能とは、燃料の節約や排出ガスの削減などのため、交差点等で車両１０が停車する際に、不必要なアイドリングを止める機能である。

【0024】

通常電源１２は、車両搭載負荷１３に電力を供給する。通常電源１２の具体例としては、例えば、１２Ｖの直流電力を発生する充電可能な鉛蓄電池やリチウムイオンバッテリである。

【0025】

車両搭載負荷１３は、車両１０に搭載される負荷であり、例えば、エンジンを起動させるスタータ、カーナビゲーション装置、オーディオ装置、メータ装置、ＥＣＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、電動ステアリング、シートヒータ、デフロスタ用ヒータ、ヘッドライト等の照明装置、ワイパ、空調装置、カメラ、センサ、ディスプレイ、衝突被害軽減ブレーキに代表される先進安全システム等である。

【0026】

車両用電源装置１１は、車両用電源装置１１から車両搭載負荷１３に供給される電力を変換する。

【0027】

図１（Ｂ）を参照して、車両用電源装置１１の回路構成を説明する。車両用電源装置１１の内部には、通常電源１２と車両搭載負荷１３とを直接的に結ぶ径路として、第１径路１７１および第２径路１７２を有している。第１径路１７１と第２径路１７２とは第３接点２３３を介して接続している。

【0028】

また、車両用電源装置１１は、電圧変換回路として、第１昇圧回路１４１、第２昇圧回路１４２および降圧回路１４３を有している。これらの電圧変換器としては、ＤＣ－ＤＣコンバータが採用される。

【0029】

第１径路１７１は通常電源１２と第１昇圧回路１４１とを接続している。第１径路１７１には、通常電源１２の側から、第１接点２３１、第２スイッチ２９２および第３接点２３３が介装されている。本実施形態に於いて、第２スイッチ２９２等の各種スイッチとしては、電界効果型トランジスタまたはバイポーラ型トランジスタ等の半導体スイッチ、または、リレー等の機械式スイッチを採用することができる。

【0030】

第２径路１７２は、第１径路１７１の第３接点２３３と、車両搭載負荷１３とを接続しており、第３接点２３３の側から、第１スイッチ２９１および第２接点２３２が介装されている。

【0031】

第１径路１７１の第１接点２３１からは第４径路１７４が分岐しており、第４径路１７４の他端は第２昇圧回路１４２に接続している。第４径路１７４には第３スイッチ２９３が介装されている。

【0032】

第２昇圧回路１４２からは第７径路１７７が伸びており、第７径路１７７の端部は接地されている。第７径路１７７には、第２昇圧回路１４２の側から、ダイオード１８、抵抗１９、第５接点２３５およびキャパシタ１５が介装されている。

【0033】

第２径路１７２の第２接点２３２と、降圧回路１４３との間には第５径路１７５が形成されている。第５径路１７５に介装された第４接点２３４には第３径路１７３が接続している。第３径路１７３の他端は、第１昇圧回路１４１に接続している。

【0034】

降圧回路１４３と、第７径路１７７の第５接点２３５との間には第６径路１７６が形成されている。第６径路１７６には第４スイッチ２９４が介装されている。

【0035】

制御装置１６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなり、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とも称される。制御装置１６は、通常電源１２の電圧等に基づいて、上記した各スイッチの導通状態、第１昇圧回路１４１、第２昇圧回路１４２および降圧回路１４３の動作、等を制御している。

【0036】

次に図２から図６を参照して、上記した車両用電源装置１１の動作を説明する。ここでは、車両用電源装置１１は、アイドリングストップ機能を有する車両１０が、アイドリングストップ状態からエンジン再起動に遷移する再起動動作に於いて、車両搭載負荷１３に印加される電圧を一定以上に補償している。これにより、車両搭載負荷１３は安定的に動作することができる。

【0037】

車両１０のこのような動作は、期間Ａないし期間Ｅを含んでおり、各期間を以下に説明する。

【0038】

図２を参照して、再起動動作の最初の期間である期間Ａを説明する。図２（Ａ）は期間Ａに於ける車両用電源装置１１の動作を示す回路図であり、図２（Ｂ）は期間Ａに於ける通常電源１２の電圧値を示すタイミングチャートである。期間Ａは、例えば、乗員がブレーキペダルを踏み、車両１０が交差点等で停車し、アイドリングストップ機能によりエンジンが停止している期間である。図２（Ａ）では、車両用電源装置１１における電流の流れを一点鎖線で示しており、係る事項は後述する各図でも同様である。

【0039】

図２（Ａ）を参照して、期間Ａでは、制御装置１６は、車両搭載負荷１３に電力を供給する。期間Ａでは、制御装置１６から発せられるＩＳＳ（Ｉｄｌｉｎｇ Ｓｔｏｐ Ｓｙｓｔｅｍ）信号はＬｏｗ状態となっている。また、制御装置１６は、第１スイッチ２９１を導通状態とし、第２スイッチ２９２を導通状態とし、第３スイッチ２９３を遮断状態とし、第４スイッチ２９４を遮断状態とする。

【0040】

車両用電源装置１１を上記の状態とすることで、第１昇圧回路１４１等を経由せずに、通常電源１２から車両搭載負荷１３に電力が直接的に供給される。具体的には、第１径路１７１、第１接点２３１、第２スイッチ２９２、第３接点２３３、第２径路１７２、第１スイッチ２９１、第２接点２３２を経由して、通常電源１２からの電力が車両搭載負荷１３に供給される。

【0041】

尚、期間Ａに於いては、キャパシタ１５は充電されておらず、電荷が蓄積されていない状態を保っている。

【0042】

図２（Ｂ）を参照して、期間Ａでは、通常電源１２の電圧は、例えば１２Ｖ程度で安定している。

【0043】

図３を参照して、期間Ｂを説明する。図３（Ａ）は期間Ｂに於ける車両用電源装置１１の動作を示す回路図であり、図３（Ｂ）は期間Ｂに於ける通常電源１２の電圧値を示すタイミングチャートである。期間Ｂでは、アイドリングストップ状態からエンジンを再起動させる際に、車両搭載負荷１３に供給される電圧が低下することを抑止するために、第１昇圧回路１４１で昇圧した電力を車両搭載負荷１３に供給している。また、期間Ｂでは、制御装置１６が、エンジン起動の準備を行うための電気信号を、車両用電源装置１１の各構成部位に伝送する。更に、期間Ｂでは、後の期間で第２昇圧回路１４２の動作を安定化させるべく、キャパシタ１５を充電している。

【0044】

図３（Ａ）を参照して、期間Ｂでは、制御装置１６から発せられるＩＳＳ信号はＨｉｇｈ状態となっている。また、制御装置１６は、第１スイッチ２９１を遮断状態とし、第２スイッチ２９２を導通状態とし、第３スイッチ２９３を導通状態とし、第４スイッチ２９４を遮断状態とする。

【0045】

車両用電源装置１１を上記の状態とすることで、通常電源１２からの電力は、車両搭載負荷１３およびキャパシタ１５の両方に供給される。通常電源１２から車両搭載負荷１３へ電力が供給される径路は、第１径路１７１、第１接点２３１、第２スイッチ２９２、第３接点２３３、第１昇圧回路１４１、第３径路１７３、第４接点２３４、第５径路１７５、第２接点２３２および第２径路１７２である。また、通常電源１２からキャパシタ１５に電力が供給される径路は、第１径路１７１、第１接点２３１、第４径路１７４、第３スイッチ２９３、第２昇圧回路１４２、第７径路１７７、ダイオード１８、抵抗１９および第５接点２３５である。

【0046】

キャパシタ１５は、期間Ｂに於いて通常電源１２から電力が供給されることで、所定の電圧まで充電される。

【0047】

ここでは、第２昇圧回路１４２が昇圧した電力をキャパシタ１５に供給している。第２昇圧回路１４２は、通常電源１２から供給される電力の電圧を、例えば、１２Ｖから２４Ｖに昇圧する。よって、小さな容量のキャパシタ１５を採用することができ、更にキャパシタ１５の充電に要する時間を短縮できる。

【0048】

図３（Ｂ）に示すように、期間Ｂは、例えば、アイドリングストップ機能によりエンジンが停止している期間に於いて、乗員がブレーキペダルから足を離してからエンジンが再起動するまでの期間である。期間Ｂでは、通常電源１２の電圧降下は未だ発生していない。ここで、期間Ａと期間Ｂとの境界は、例えば、制御装置１６がアイドリングストップ機能を終了させるタイミングである。

【0049】

図４を参照して、期間Ｃを説明する。図４（Ａ）は期間Ｃに於ける車両用電源装置１１の動作を示す回路図であり、図４（Ｂ）は期間Ｃに於ける通常電源１２の電圧値を示すタイミングチャートである。期間Ｃは、エンジンが再起動する瞬間を含み、キャパシタ１５から車両搭載負荷１３に電力が供給される。即ち、制御装置１６は、車両搭載負荷１３の電圧供給源を、通常電源１２からキャパシタ１５に切り替える。

【0050】

図４（Ａ）を参照して、制御装置１６は、第１スイッチ２９１を遮断状態とし、第２スイッチ２９２を遮断状態とし、第３スイッチ２９３を遮断状態とし、第４スイッチ２９４を導通状態とする。

【0051】

車両用電源装置１１を上記の状態とすることで、第７径路１７７、第５接点２３５、第６径路１７６、第４スイッチ２９４、降圧回路１４３、第５径路１７５、第４接点２３４、第２接点２３２および第２径路１７２を経て、キャパシタ１５から電力が車両搭載負荷１３に供給される。また、降圧回路１４３は、キャパシタ１５から供給される電力の電圧を、例えば２４Ｖから１２Ｖに変換する。

【0052】

図４（Ｂ）を参照して、期間Ｃは、例えば、アイドリングストップ機能によりエンジンが停止している状態から、セルモータを運転することでエンジンを再起動させる瞬間およびその直後の間の期間である。ここで、期間Ｂから期間Ｃへの変遷、即ち、電圧供給源の通常電源１２からキャパシタ１５への切替は、通常電源１２の電圧降下が発生する直前または当該電圧降下が発生した直後である。

【0053】

期間Ｃにおいて発生する電圧降下を説明する。第１昇圧回路１４１で昇圧する場合、入力時に低い電圧で規定の電力を要するため、入力電流量が大きくなる。具体的には、第１昇圧回路１４１に入力する入力電力が６Ｖ×２０Ａ＝１２０Ｗの場合、第１昇圧回路１４１から出力される出力電力は１２Ｖ×１０Ａ＝１２０Ｗとなる。よって、入力電流値が大きくなることで配線抵抗による電圧降下も大きくなり、入力電圧が落ち込む現象が発生する。また、エンジン再起動を行うセルモータ等のスタータにより電力が消費されることも、電圧降下の要因の一つである。

【0054】

電圧降下が発生すると、次の期間である期間Ｄに於いて、第１昇圧回路１４１の性能を発揮できない恐れがある。第１昇圧回路１４１が充分に性能を発揮できなければ、例えば、車両搭載負荷１３の一例であるカーナビゲーションシステムに充分な電圧を印加することができず、カーナビゲーションシステムの設定が不用意にリセットされてしまう恐れがある。

【0055】

電圧降下から車両搭載負荷１３を保護するために、一般的には、第１昇圧回路１４１で、昇圧した電力を車両搭載負荷１３に供給しているが、上記した配線抵抗により、第１昇圧回路１４１の性能を充分に発揮することは難しい。

【0056】

そこで、本実施形態では、電圧降下が発生する期間Ｃに於いて、キャパシタ１５から、車両搭載負荷１３に電力を供給している。このようにすることで、通常電源１２の電圧を、後述する閾値電圧まで回復させ、第１昇圧回路１４１の昇圧機能を充分に発揮することができる。また、キャパシタ１５から第１昇圧回路１４１に電力が供給されるのは、通常電源１２の電圧が急激に低下する電圧降下が発生する期間のみである。よって、サイズが小さいキャパシタ１５を採用することができ、キャパシタ１５を採用することに伴う高コスト化および大型化を抑制できる。係る事項は、図７を参照して後述する。

【0057】

図５を参照して、期間Ｄを説明する。図５（Ａ）は期間Ｄに於ける車両用電源装置１１の動作を示す回路図であり、図５（Ｂ）は期間Ｄに於ける通常電源１２の電圧値を示すタイミングチャートである。期間Ｄは、アイドリングストップ期間の後に、エンジンが運転されている期間に於いて、第１昇圧回路１４１により通常電源１２の電圧が補償されている期間である。

【0058】

図５（Ａ）を参照して、期間Ｄに於いて、制御装置１６は、第１スイッチ２９１を遮断状態とし、第２スイッチ２９２を導通状態とし、第３スイッチ２９３を遮断状態とし、第４スイッチ２９４を遮断状態とする。

【0059】

車両用電源装置１１を上記の状態とすることで、通常電源１２から出力される電力は、第１昇圧回路１４１で昇圧した後に、車両搭載負荷１３に供給される。具体的には、第１径路１７１、第１接点２３１、第２スイッチ２９２、第３接点２３３、第１昇圧回路１４１、第３径路１７３、第４接点２３４、第５径路１７５、第２接点２３２および第２径路１７２の径路で、通常電源１２から車両搭載負荷１３に電力が供給される。一方、キャパシタ１５には電力は供給されない。

【0060】

図５（Ｂ）に示すように、本実施形態では、上記した期間Ｃでキャパシタ１５から第１昇圧回路１４１に電力を供給することで、通常電源１２の電圧を閾値電圧まで回復させている。よって、期間Ｄに於いて、配線抵抗等に起因して電圧ドロップが発生したとしても、通常電源１２の電圧が最低電圧を下回ることを防止し、第１昇圧回路１４１の昇圧性能を充分に発揮することができる。

【0061】

図６を参照して、期間Ｅを説明する。図６（Ａ）は期間Ｅに於ける車両用電源装置１１の動作を示す回路図であり、図６（Ｂ）は期間Ｅに於ける通常電源１２の電圧値を示すタイミングチャートである。ここで、期間Ｅは、例えば、アイドリングストップ機能が終了した後に、エンジンの駆動力で車両１０が走行する期間である。

【0062】

図６（Ａ）を参照して、期間Ｅでは、制御装置１６は、第１スイッチ２９１を導通状態とし、第２スイッチ２９２を導通状態とし、第３スイッチ２９３を遮断状態とし、第４スイッチ２９４を遮断状態とする。

【0063】

車両用電源装置１１を上記の状態とすることで、第１昇圧回路１４１等を経由せずに、通常電源１２から車両搭載負荷１３に電力が直接的に供給される。具体的には、第１径路１７１、第１接点２３１、第２スイッチ２９２、第３接点２３３、第２径路１７２、第１スイッチ２９１、第２接点２３２を経由して、通常電源１２からの電力が車両搭載負荷１３に供給される。尚、期間Ｅに於いては、キャパシタ１５は充電されておらず、電荷が蓄積されていない状態を保っている。

【0064】

図６（Ｂ）を参照して、期間Ｅでは、通常電源１２の電圧は、例えば１２Ｖ程度で安定している。

【0065】

図７を参照して、上記した本実施形態により奏される効果を説明する。図７（Ａ）は上記した本実施形態による通常電源１２の電圧値を示すタイミングチャートであり、図７（Ｂ）は期間Ｃにおける昇圧を閾値よりも低くした場合の比較例を示すタイミングチャートであり、図７（Ｃ）は期間Ｃにおける昇圧を閾値よりも高くした場合の比較例を示すタイミングチャートである。

【0066】

図７（Ａ）を参照して、本実施形態では、期間Ｃに於いて、通常電源１２の電圧が閾値電圧に達するまで、キャパシタ１５から車両搭載負荷１３に電力を供給している。ここで、閾値電圧とは、その電圧まで通常電源１２の電圧を回復したら、その後の期間に於いて、通常電源１２の電圧が最低電圧を下回ることがなく、第１昇圧回路１４１の性能を確保することができる電圧の下限であり、例えば、８Ｖないし１０Ｖである。期間Ｃにて通常電源１２の電圧を閾値まで上昇させることで、期間Ｃより後の期間に於いて、通常電源１２の電圧が最低電圧を下回ることを抑止することができる。ここで、最低電圧とは、それ以下の電圧となれば、その時点に於いて第１昇圧回路１４１の性能を確保することができない電圧であり、例えば、６Ｖである。

【0067】

一方、図７（Ｂ）を参照して、期間Ｃにて通常電源１２の電圧が閾値電圧に達しなければ、次の期間に於いて、通常電源１２の電圧が最低電圧を下回り、第１昇圧回路１４１が充分に昇圧することができない恐れがある。

【0068】

また、図７（Ｃ）を参照して、期間Ｃにて通常電源１２の電圧が閾値電圧よりも過大となれば、通常電源１２の電圧を高めるために、ハッチングで示すように大きな容量のキャパシタ１５が必要になり、キャパシタ１５の大型化およびコスト高を招く恐れがある。

【0069】

上記のことから、本実施形態では、期間Ｃに於いて、通常電源１２の電圧が閾値電圧に達するまで、キャパシタ１５から車両搭載負荷１３に電力を供給している。これにより、第１昇圧回路１４１により安定的に昇圧を行うことができ、キャパシタ１５の小型化を達成することができる。

【0070】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。

【0071】

例えば、図１を参照して、キャパシタ１５の小型化等を目的として、第２昇圧回路１４２および降圧回路１４３が配置されているが、第２昇圧回路１４２および降圧回路１４３を省いて車両用電源装置１１を構成することもできる。

【符号の説明】

【0072】

１０ 車両
１１ 車両用電源装置
１２ 通常電源
１３ 車両搭載負荷
１４１ 第１昇圧回路
１４２ 第２昇圧回路
１４３ 降圧回路
１５ キャパシタ
１６ 制御装置
１７１ 第１径路
１７２ 第２径路
１７３ 第３径路
１７４ 第４径路
１７５ 第５径路
１７６ 第６径路
１７７ 第７径路
１８ ダイオード
１９ 抵抗
２３１ 第１接点
２３２ 第２接点
２３３ 第３接点
２３４ 第４接点
２３５ 第５接点
２９１ 第１スイッチ
２９２ 第２スイッチ
２９３ 第３スイッチ
２９４ 第４スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】