JP2008114678A - 車両用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の初期起動時や車両非使用状態時における故障の誤認識の可能性を低減する高信頼性の車両用電源装置を提供することを目的とする。
【解決手段】主電源１１と、主電源１１に接続され、主電源１１の電力を蓄える蓄電装置１３と、蓄電装置１３に接続されたアクセサリ負荷１５からなり、蓄電装置１３は、主電源１１の電圧（Ｖｂ）がしきい値以下になった場合、蓄電装置１３に内蔵した蓄電部３１からアクセサリ負荷１５へ電力供給を許可する車両用電源装置において、車両非使用状態時、および車両非使用状態時から最初に車両起動状態になる時に、蓄電装置１３は蓄電部３１からアクセサリ負荷１５への電力供給を禁止するようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、主電源の電圧低下時に蓄電部から電力を供給する補助電源機能を有する車両用電源装置に関するものである。

近年、環境保護の観点から自動車（以下、車両という）のアイドリング時の排ガス低減と燃料消費抑制のために、アイドリングストップ機能を有する車両が開発されている。このアイドリングストップ車は、アイドリングストップが終了しエンジンを再始動する際にスタータを動作させるが、これによりスタータに大電流が流れるので一時的にバッテリ電圧が低下する。その結果、オーディオやカーナビゲーション等の負荷への電力が一旦途切れるため、音楽が中断したり、カーナビゲーションの目的地設定等が消去され再設定が必要になるという問題があった。

これに対し、一時的なバッテリの電圧低下時に負荷に十分な電力を供給するための補助電源としての車両用電源装置が、例えば特許文献１に提案されている。図６はこのような車両用電源装置のブロック回路図である。電源供給回路１０１には、補助電力を蓄えるために電気二重層キャパシタからなる補助電源部１０３が設けられている。この補助電源部１０３には充電回路１０５が接続されている。また、補助電源部１０３の電力を出力する安定化回路１０７も接続されている。充電回路１０５の入力側には、その電圧を検出するための検出回路１０９が接続されている。また、この検出回路１０９の検出電圧に応じて補助電源部１０３から電力を供給するか否かを切り替える電源切替部１１１が接続されている。

このような電源供給回路１０１の入力側、すなわち充電回路１０５の入力には第１スイッチ１１３を介してバッテリからなる主電源部１１５が接続されている。また、第１スイッチ１１３と電源供給回路１０１の間には第２スイッチ１１７の一端が接続され、その他端はエンジン１１９に内蔵されたスタータに接続されている。第１スイッチ１１３と第２スイッチ１１７はキー装着部１２１によりオンオフ制御される。なお、キー装着部１２１にはロックモード、アクセサリモード、オンモード、およびスタートモードの４つのモードがある。ロックモードの場合は第１スイッチ１１３と第２スイッチ１１７の両方がオフになる。アクセサリモードとオンモードの場合は第１スイッチ１１３がオンに、第２スイッチ１１７がオフになる。スタートモードの場合は第１スイッチ１１３と第２スイッチ１１７の両方がオンになる。また、電源供給回路１０１の出力側、すなわち電源切替部１１１の出力にはオーディオやカーナビゲーション等の車載装置１２３が接続されている。

次に、車両用電源装置の動作について説明する。まず、キー装着部１２１にキーが差し込まれ、アクセサリモードになると、第１スイッチ１１３がオンになる。その結果、主電源部１１５の電力が充電回路１０５、検出回路１０９、および電源切替部１１１に供給される。これにより、充電回路１０５は補助電源部１０３を充電するとともに、電源切替部１１１は図６に示すように主電源部１１５側を選択しているので、車載装置１２３には主電源部１１５の電力が供給され、オーディオやカーナビゲーション等が動作する。

この状態で、エンジンを始動するためにキー装着部１２１のキーをスタートモードにすると、第２スイッチ１１７もオンになる。その結果、主電源部１１５の電力がエンジン１１９に内蔵されたスタータに供給されるので、エンジンが始動する。この時、スタータには大電流が流れるので、それに伴い主電源部１１５の電圧は大きく低下する。この変化を検出回路１０９が検出し、所定の基準値より低くなったことを検出すると、電源切替部１１１を補助電源部１０３側に切り替える。これにより、スタータ動作中は補助電源部１０３から車載装置１２３に電力が供給されるので、車載装置１２３は動作し続けることができる。

その後、エンジン１１９の始動が完了し、キーをオンモードにすることで第２スイッチ１１７がオフになる。その結果、主電源部１１５の電圧は所定の基準値より高くなるので、この変化を検出回路１０９が検出し、電源切替部１１１を主電源部１１５側に切り替える。これにより、車載装置１２３には主電源部１１５から電力が供給される。

次に、アイドリングストップ状態になった場合について説明する。アイドリングストップ状態では、エンジン１１９が停止するものの主電源部１１５の電圧は所定の基準値より高いので、電源切替部１１１は主電源部１１５側を選択し続ける。その結果、車載装置１２３には主電源部１１５の電力が供給される。

この状態でアイドリングストップ状態が終了し、エンジン１１９を再始動すると、エンジン１１９に内蔵されたスタータが動作するので、主電源部１１５の電圧が所定の基準値より低くなる。これにより、前記したように電源切替部１１１が補助電源部１０３側を選択し、補助電源部１０３の電力が車載装置１２３に供給される。その結果、アイドリングストップ終了後のスタータ動作時においても車載装置１２３を動作させ続けることができる。

以上のような動作により、車載装置１２３にはスタータ動作時も安定した電力が供給され続け、音楽の中断や設定の消去等が回避できる。
特開２００２−６４９４６号公報

上記の車両用電源装置によると、確かにスタータ動作による主電源部１１５の電圧低下時にも車載装置１２３を駆動させ続けられるのであるが、スタータ動作時に常に補助電源部１０３の電力を車載装置１２３に供給し続けると、次のような問題があった。前記従来の構成では、キー装着部１２１のキーをスタートモードにすることで車両非使用状態時から最初に車両起動状態になる時（初期起動時）にも車載装置１２３が動作し続けるが、例えばキーをアクセサリモードにしてからすぐにスタートモードにすると、補助電源部１０３への充電が十分に行われず、車載装置１２３の動作を継続することができない場合がある。すなわち、補助電源部１０３の充電状態によって車載装置１２３が動作したり動作しなかったりすることになるので、運転者に電源系や車載装置１２３等が故障していると誤認識される可能性があるという課題があった。

また、従来の構成ではキーをロックモードにして車両の使用を終了した時（車両非使用状態時）にも、第１スイッチ１１３がオフになることにより検出回路１０９が主電源部１１５の電圧低下を認識して補助電源部１０３から車載装置１２３に電力を供給し続ける動作が想定される。しかし、このように動作すると運転者にとってキーをロックモードにしたにもかかわらず車載装置１２３が動作し続けることになるので、前記したように電源系や車載装置１２３等が故障していると誤認識される可能性があるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、車両の初期起動時や車両非使用状態時における故障の誤認識の可能性を低減する高信頼性の車両用電源装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の車両用電源装置は、主電源と、前記主電源に接続され、前記主電源の電力を蓄える蓄電装置と、前記蓄電装置に接続された負荷からなり、前記蓄電装置は、前記主電源の電圧（Ｖｂ）がしきい値以下になった場合、前記蓄電装置に内蔵した蓄電部から前記負荷へ電力供給を許可する車両用電源装置において、車両非使用状態時、および前記車両非使用状態時から最初に車両起動状態になる時に、前記蓄電装置は前記蓄電部から前記負荷への電力供給を禁止するようにした。

本発明によれば、車両非使用状態時、および前記車両非使用状態時から最初に車両起動状態になる時に、蓄電装置は蓄電部から負荷への電力供給を行わないので、キーをスタートモードにした時やロックモードにした時には車載電源１２３の電源が切れる。その結果、アイドリングストップ車であっても車載電源１２３は一般的な車両と同等の起動、終了動作を行うことになるので、車両使用時における運転者の故障誤認識の可能性を低減する高信頼性の車両用電源装置を実現できるという効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における車両用電源装置のブロック回路図である。図２は、本発明の実施の形態における車両用電源装置の車両非使用状態時から最初に車両起動状態になる時の車両側制御回路、および蓄電装置の制御回路の動作を示すフローチャートである。図３は、本発明の実施の形態における車両用電源装置のアクセサリ電源系の異常検出動作を示すフローチャートである。図４は、本発明の実施の形態における車両用電源装置の負荷への断線検出動作を示すフローチャートである。図５は、本発明の実施の形態における車両用電源装置の車両使用状態時から車両非使用状態になる時の車両側制御回路、および蓄電装置の制御回路の動作を示すフローチャートである。なお、図１において、太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。

図１において、バッテリからなる主電源１１には、主電源１１の電力を蓄える蓄電装置１３が接続され、蓄電装置１３の出力にはオーディオ、ナビゲーション、オーディオビジュアルナビゲーション等のアクセサリからなる負荷（以下、アクセサリ負荷１５という）が接続されている。ここで、主電源１１にはエンジン（図示せず）の駆動により電力を生成する発電機１７が接続されており、これにより主電源１１の充電が行われる。

また、主電源１１には、その電力供給先をキー操作により選択する車両電源スイッチ１９が接続されている。これにより、主電源１１の電力が車両内の負荷に供給される。この車両電源スイッチ１９は、従来と同様にロックモード、アクセサリモード、オンモード、およびスタートモードの４つのモードを有している。従って、車両電源スイッチ１９はこれらのモードに対応してアクセサリ出力端子１９１、オン出力端子１９２、およびスタート出力端子１９３のいずれか、または複数を選択して電力を出力する。その詳細は次の通りである。

ロックモードは車両電源スイッチ１９の出力を全てオフにするモードである。これにより、蓄電装置１３、および全ての負荷への電力供給を断つ。アクセサリモードは車両電源スイッチ１９の出力端子の内、アクセサリ出力端子１９１にのみ電力を供給するモードである。従って、アクセサリ出力端子１９１には前記したように蓄電装置１３を介してアクセサリ負荷１５が接続されている。オンモードは車両電源スイッチ１９の出力端子の内、アクセサリ出力端子１９１とオン出力端子１９２へ電力を供給するモードである。従って、オンモードにすることで、アクセサリ負荷１５、およびオン出力端子１９２に接続された全ての負荷（以下、オン負荷２１という）と蓄電装置１３に電力が供給される。スタートモードは車両電源スイッチ１９の出力端子の内、オン出力端子１９２とスタート出力端子１９３へ電力を供給するモードである。従って、スタートモードにすることで、オン負荷２１、蓄電装置１３、およびエンジンを始動するスタータ２３に電力が供給される。この際、アクセサリ出力端子１９１はオフになるので、アクセサリ負荷１５への電力供給は停止する。従って、ロックモードからアクセサリモードになると、アクセサリ出力端子１９１はオンになるが、最初の車両起動状態時、すなわちスタータ２３の駆動のために運転者が車両電源スイッチ１９をスタートモードにした時には、スタータ２３に優先的に主電源１１の電力を供給するために、アクセサリ出力端子１９１がオフになるスイッチ構成としている。

また、スタータ２３は車両電源スイッチ１９のスタートモード以外にスタータスイッチ２５によっても駆動できるように構成されている。このスタータスイッチ２５は、アイドリングストップ状態が終了し、エンジンを再始動する時に使用され、そのオンオフ制御は車両側制御回路２７によって行われる。

車両側制御回路２７はマイクロコンピュータからなり、様々な車両制御を司るが、ここでは本実施の形態に必要な機能に限って説明する。すなわち、上記したスタータスイッチ２５のオンオフを示すスタータ信号ＳＴｏｎを発する以外に、アクセサリ出力端子１９１から出力されるアクセサリ電源系の電圧（以下、アクセサリ電圧Ｖａｃという）を検出するためのアクセサリ電圧検出回路２９が接続されている。これにより、車両側制御回路２７はアクセサリ電圧Ｖａｃを取り込んでいる。さらに、オン出力端子１９２から出力される電圧（以下、オン電圧Ｖｏｎという）を検出するためのオン電圧検出回路３０が接続されている。これにより、車両側制御回路２７はオン電圧Ｖｏｎも取り込んでいる。また、車両側制御回路２７は蓄電装置１３と入力信号ｉｎ、および出力信号ｏｕｔにより様々なデータの入出力を行っている。

次に、蓄電装置１３の詳細構成について説明する。

蓄電装置１３にはアイドリングストップ後にアクセサリ負荷１５へ供給する電力を蓄えるための蓄電部３１が内蔵されている。ここで、蓄電部３１は急速充放電が可能な電気二重層キャパシタを用いた。

蓄電部３１には主電源１１の電力が充電されるが、そのために主電源１１と蓄電部３１の間に充電回路３３が接続されている。一方、蓄電部３１の電力のアクセサリ負荷１５への放電は、放電スイッチ３５によって行われる。

アクセサリ負荷１５は主電源１１から直接供給される電圧Ｖａｂと、アクセサリ電源系から供給される電圧Ｖａａの２系統がそれぞれ逆流防止用のダイオード３７を介して接続されているので、放電スイッチ３５の出力も２系統に分け、逆流防止用のダイオード３９を介してそれぞれアクセサリ負荷１５に接続されている。

また、蓄電装置１３には上記電圧Ｖａａ、Ｖａｂ、および主電源１１の電圧Ｖｂのいずれかを切り替えて検出するための電圧検出回路４１が接続されている。電圧検出回路４１は、どの電圧を検出するか選択するための電圧選択信号ＳＬＶを受信すると、それに応じた電圧を検出して電圧信号Ｖｉｎを送信する。

電圧選択信号ＳＬＶや電圧信号Ｖｉｎは制御回路４３と交信される。制御回路４３はマイクロコンピュータからなり、電圧検出回路４１との交信以外にも、車両側制御回路２７との交信や充電回路３３、および放電スイッチ３５の制御を行う。なお、充電回路３３の充電制御は制御信号ｃｏｎｔで、放電スイッチ３５のオンオフ制御は放電スイッチ信号ＶＯＦで、それぞれ行われる。また、充電回路３３は蓄電部３１の電圧Ｖｃを検出し、制御回路４３に送信する機能を有している。

電圧検出回路４１と制御回路４３の駆動電力はレギュレータ４５から供給される。レギュレータ４５は入力された電圧を一定電圧（例えばＤＣ５Ｖ）に変換して出力するもので、レギュレータ４５に入力される電力は主電源１１、または蓄電部３１から供給されるように構成している。すなわち、通常は主電源１１の電力が車両電源スイッチ１９のオンモードの出力から逆流防止用のダイオード４７を介してレギュレータ４５に入力されているが、アイドリングストップ後の主電源１１の電圧低下時には蓄電部３１の電力がダイオード４７を介してレギュレータ４５に入力される。このような構成により、電圧検出回路４１と制御回路４３はアイドリングストップ後のスタータ２３の駆動時にも継続して動作することができる。

次に、このような車両用電源装置の動作について説明する。

まず、アイドリングストップ後のスタータ２３の駆動時における車両用電源装置の動作は従来と同様である。すなわち、蓄電装置１３は主電源１１の電圧Ｖｂを電圧検出回路４１にて監視し続け、スタータ２３の駆動により電圧Ｖｂがしきい値（例えばアクセサリ負荷１５の駆動可能な下限電圧である１０．５Ｖ）以下に低下したことを検出すると、蓄電部３１からアクセサリ負荷１５へ電力供給を許可する動作を行う。具体的には、制御回路４３は放電スイッチ３５をオンにするための放電スイッチ信号ＶＯＦを放電スイッチ３５に送信する。これにより、放電スイッチ３５がオンになり、蓄電部３１から放電スイッチ３５、およびダイオード３９を介してアクセサリ負荷１５に電力が供給される。その結果、スタータ２３が駆動していてもアクセサリ負荷１５は動作し続けることができる。この際に、主電源１１の電圧Ｖｂは例えば６Ｖ程度まで下がるので、ダイオード３７のアノード側電圧も低下する。そのため、放電スイッチ３５がオンになり蓄電部３１から電力が供給されても、ダイオード３７がオフになるので蓄電部３１から主電源１１へは電流が逆流しない。

次に、本実施の形態の特徴となる動作について、図２から図５を参照しながら説明する。

まず、車両非使用状態時から最初に車両起動状態になる時の動作について説明する。運転者は車両を使用するために、車両電源スイッチ１９をロックモードからアクセサリモードに切り替える。これにより、車両電源スイッチ１９に内蔵されたアクセサリモードのスイッチ（図示せず）がオンになり、アクセサリ出力端子１９１から蓄電装置１３に設けたダイオード３７を介してアクセサリ負荷１５にアクセサリ電源系の電力が供給され、アクセサリ負荷１５が起動する。

これにより、アクセサリ電圧検出回路２９にアクセサリ電圧Ｖａｃが印加されるので、車両側制御回路２７はアクセサリ電圧検出回路２９の出力、すなわちアクセサリ電圧Ｖａｃが所定値（本実施の形態では前記しきい値と同じ１０．５Ｖとした）であるか否かを比較することにより、車両電源スイッチ１９がアクセサリモードに切り替わったか否かを判断する（ステップ番号Ｓ１）。もし、アクセサリモードに切り替わっていなければ（Ｓ１のＮｏ）再びＳ１に戻りアクセサリモードへの切り替わり判断を続ける。

一方、アクセサリモードに切り替わったと判断すれば（Ｓ１のＹｅｓ）、車両側制御回路２７は車両非使用状態から最初に車両起動状態になったこと（初期起動状態）を検出する。その後、運転者が車両電源スイッチ１９をオンにしたか否かを判断する（Ｓ３）。これは、オン電圧検出回路３０の出力、すなわちオン電圧Ｖｏｎが所定値（上記同様、１０．５Ｖ）であるか否かを比較することにより、車両電源スイッチ１９がオンモードに切り替わったか否かを判断する（Ｓ３）。もし、車両電源スイッチ１９がオンモードでなければ（Ｓ３のＮｏ）、オンモードになるまで再びＳ３に戻る。オンモードになれば（Ｓ３のＹｅｓ）、オン出力端子１９２から電力が供給されるので、ダイオード４７を介してレギュレータ４５が電圧Ｖｃｃを出力する。これにより、電圧検出回路４１や制御回路４３に電力が供給されるので、蓄電装置１３が起動する。その結果、制御回路４３が動作を開始するが、その詳細については後述する。

車両電源スイッチ１９がオンモードになることで、車両側制御回路２７は前記初期起動状態であることを示す信号を出力信号ｏｕｔにより蓄電装置１３の制御回路４３へ送信する（Ｓ５）。

以上の動作により、蓄電装置１３に関連した車両側制御回路２７の初期起動動作が終了する。この動作に連動して蓄電装置１３の制御回路４３は以下の初期起動動作を行う。なお、連動した動作部分は図２中に点線矢印で示す。

まず、図２においてＳ３のＹｅｓで車両電源スイッチ１９がオンモードになると、前記したように蓄電装置１３が起動し、制御回路４３の動作が開始する。その後、Ｓ５で車両側制御回路２７から初期起動信号が送信されてくるので、これを制御回路４３の入力信号ｉｎにより受信する（Ｓ３１）。これにより、制御回路４３は車両非使用状態時から最初に車両起動状態になったことがわかるので、蓄電装置１３が蓄電部３１からアクセサリ負荷１５への電力供給を禁止するように、放電スイッチ３５をオフにする（Ｓ３３）。このようにして、制御回路４３は初期起動動作を終了する。

その後、運転者が車両電源スイッチ１９をスタートモードにしてスタータ２３を駆動しエンジンを始動すると、アクセサリモードのスイッチがオフになり、スタータ２３への電力供給を優先させる。これにより、エンジン回転数がしきい値を超えるとエンジン始動が完了し、アクセサリモードのスイッチはオンに戻る。

以上のように蓄電装置１３が動作することで、車両非使用状態時から最初に車両起動状態になる時に、蓄電部３１からアクセサリ負荷１５への電力供給を禁止するので、車両電源スイッチ１９をスタートモードにするとアクセサリ負荷１５の電源が切れる。その結果、初期起動時に蓄電部３１の蓄電量によりアクセサリ負荷１５が動作したりしなかったりすることがなくなる。ゆえに、電源系やアクセサリ負荷１５の故障に対する運転者の誤認識の可能性を低減することができ、高信頼性の車両用電源装置が得られる。

なお、アクセサリ電圧検出回路２９は蓄電装置１３内に設けてもよい。この場合、車両電源スイッチ１９がオンモードに切り替わることにより蓄電装置１３に電力が供給されるので、その時に制御回路４３がアクセサリ電圧検出回路２９の出力信号を取り込み、アクセサリ電圧Ｖａｃが所定値（１０．５Ｖ）以上であれば車両非使用状態時から最初に車両起動状態になったと判断する。これにより、放電スイッチ３５を制御する。このような構成とすることにより、電圧検出回路４１にアクセサリ電圧検出回路２９の機能を内蔵できるので、より簡単な構成とすることが可能になる。

次に、車両使用時におけるアクセサリ電源系の異常検出動作について図３を参照しながら説明する。なお、この動作は車両使用時に任意に実行してもよいし、例えばアイドリングストップ終了時等のアクセサリ負荷１５への電力供給源が切り替わる節目に実行するようにしてもよい。ここでは、いずれにも対応できるように図３のフローチャートがサブルーチンであるものとして説明する。

車両側制御回路２７が異常検出動作を開始すると、まずアクセサリ電圧検出回路２９によりアクセサリ電圧Ｖａｃを検出し、オフ状態であるか否かを判断する（Ｓ４５）。ここで、オフ状態の判断はアクセサリ電圧Ｖａｃが所定値以下になったか否かによって判断している。所定値は前記したしきい値と同様に、アクセサリ負荷１５を駆動できる下限電圧（例えば１０．５Ｖ）とした。

もし、アクセサリ電圧Ｖａｃがオフ状態のままであれば（Ｓ４５のＹｅｓ）、既定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ４７）。ここで、既定時間は約１秒とした。もし、既定時間が経過していなければ（Ｓ４７のＮｏ）、再びＳ４５に戻る。既定時間が経過すると（Ｓ４７のＹｅｓ）、アクセサリ電圧Ｖａｃが既定時間以上オフ状態であることになるので、車両電源スイッチ１９のアクセサリ電源系やその周辺配線の異常が想定される。従って、運転者に対してアクセサリ電源系の異常を警告し修理を促すために異常信号を出力する（Ｓ４９）。この動作により、車両用電源装置としての異常を正確に警告できるので高信頼性が得られる。

一方、既定時間以内でアクセサリ電圧Ｖａｃがオフ状態でなければ（Ｓ４５のＮｏ）、アクセサリ電源系は正常であるので、サブルーチンを終了する。

次に、車両使用時における負荷への断線検出動作について図４を参照しながら説明する。なお、この動作は車両使用時に任意に実行してもよいし、例えばアイドリングストップ終了時等のアクセサリ負荷１５への電力供給源が切り替わる節目に実行するようにしてもよい。ここでは、いずれにも対応できるように図４のフローチャートがサブルーチンであるものとして説明する。

蓄電装置１３の制御回路４３が断線検出動作を開始すると、まず電圧検出回路４１を制御してアクセサリ負荷１５に供給されている入力電圧Ｖａａ、Ｖａｂを検出する。この時のアクセサリ負荷１５への電力供給源は主電源１１でも蓄電部３１でもよい。次に、電圧Ｖａａ、Ｖａｂがそれぞれオフ状態であるか否かを判断する（以上、Ｓ５１）。ここで、オフ状態の判断は電圧Ｖａａ、Ｖａｂが所定値以下であるか否かによって判断している。所定値はアクセサリ負荷１５を動作できる下限電圧である９．８Ｖとした。なお、図３のＳ４５における所定値は１０．５Ｖとしていたが、これはアクセサリ電圧Ｖａｃに対する所定値であり、アクセサリ電圧Ｖａｃとアクセサリ負荷１５への入力電圧Ｖａｂの間にはダイオード３７が接続されているので、それによる電圧降下分（０．７Ｖ）を差し引いて、Ｓ５１における所定値を９．８Ｖとした。この所定値は主電源Ｖｂに対するアクセサリ負荷１５への入力電圧Ｖａａにおいても、蓄電部３１の電圧Ｖｃに対するアクセサリ負荷１５への入力電圧Ｖａａ、Ｖａｂにおいても、いずれも同じ９．８Ｖとなる。

Ｓ５１において、アクセサリ負荷１５への入力電圧Ｖａａ、Ｖａｂがいずれもオフ状態でなければ（Ｓ５１のＮｏ）、アクセサリ負荷１５への入力電圧Ｖａａ、Ｖａｂは正常であるので、そのままサブルーチンを終了する。

一方、オフ状態であれば（Ｓ５１のＹｅｓ）、既定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ５３）。既定時間は図２のＳ５と同じく１秒とした。もし、既定時間が経過していなければ（Ｓ５３のＮｏ）再びＳ５１に戻り、既定時間が経過するまでアクセサリ負荷１５への入力電圧Ｖａａ、Ｖａｂがオフ状態であるか否か判断する。既定時間が経過すると（Ｓ５３のＹｅｓ）、アクセサリ負荷１５へ供給されている入力電圧Ｖａａ、Ｖａｂが既定時間以上オフ状態であることになるので、主電源１１や蓄電部３１からアクセサリ負荷１５までの電力系配線に断線が発生していることがわかる。従って、制御回路４３は車両側制御回路２７に断線信号を出力して（Ｓ５５）サブルーチンを終了する。これを受け、車両側制御回路２７は運転者に断線を警告し、修理を促す。これにより、車両用電源装置として高信頼性が得られる。

次に、車両の使用を終了し、車両使用状態時から車両非使用状態になる時の動作について図５を用いて説明する。なお、図５の動作は、いつ車両の使用を終了するかわからないので、例えば割り込み処理等により定期的に実行している。従って、図５のフローチャートがサブルーチンであるものとして説明する。

図５に示す車両側制御回路２７のサブルーチンが実行されると、まず車両の使用が終了したことを示す終了フラグをクリアする（Ｓ７０）。

次に、車両使用を終了する時、運転者は車両電源スイッチ１９をオンモードからアクセサリモード、またはロックモードに切り替えるので、これにより、車両電源スイッチ１９のオン出力端子１９２がオフになる。従って、車両側制御回路２７はオン電圧検出回路３０の出力がオフ状態になったか否かで、車両電源スイッチ１９がオンモードからアクセサリモード、またはロックモードに切り替わったか否かを判断する（Ｓ７１）。もし、切り替わっていなければ（Ｓ７１のＮｏ）、車両使用状態であるのでそのままサブルーチンを終了する。

一方、切り替わっていれば（Ｓ７１のＹｅｓ）、終了信号を蓄電装置１３の制御回路４３へ送信する（Ｓ７３）。その後、終了フラグをオンにして（Ｓ７５）、サブルーチンを終了する。これにより、図示しないが、車両側制御回路２７のメインルーチンで終了フラグをチェックすることにより車両の使用終了を知ることができる。

以上の動作により、蓄電装置１３に関連した車両側制御回路２７の車両使用の終了判断動作が完了する。この動作に連動して蓄電装置１３の制御回路４３は以下の動作を行う。なお、連動した動作部分は図５中に点線矢印で示す。

図５においてＳ７１のＹｅｓで車両電源スイッチ１９がアクセサリモード、またはロックモードになると、オン出力端子１９２の出力がオフになるので、レギュレータ４５へは蓄電部３１の電力が供給される。従って、蓄電装置１３は引き続き動作することができる。この状態で、Ｓ７３により車両側制御回路２７から終了信号が送信されてくるので、これを制御回路４３の入力信号ｉｎにより受信する（Ｓ８１）。これにより、制御回路４３は車両使用状態から車両非使用状態になったことがわかるので、蓄電装置１３が蓄電部３１からアクセサリ負荷１５への電力供給を禁止するように、放電スイッチ３５をオフにして（Ｓ８３）、サブルーチンを終了する。

このような動作とすることにより、車両電源スイッチ１９をアクセサリモードやロックモードにする車両非使用状態時においても、蓄電部３１からアクセサリ負荷１５への電力供給が行われることがない。ゆえに、車両電源スイッチ１９をロックモードにしているにもかかわらずアクセサリ負荷１５が動作し続けることがなくなり、電源系やアクセサリ負荷１５等の故障に対する運転者の誤認識の可能性を低減することができる。

以上の構成、動作により、車両の初期起動時や車両非使用状態時を認識して蓄電装置１３からアクセサリ負荷１５への電力供給を禁止するようにしたので、運転者による故障の誤認識の可能性を低減する高信頼性の車両用電源装置を実現することができる。

なお、本実施の形態では蓄電部３１に用いる蓄電素子を電気二重層キャパシタで構成したが、これは電気化学キャパシタ等の他の蓄電素子を用いてもよい。

本発明にかかる車両用電源装置は運転者による故障の誤認識の可能性を低減でき、高信頼性が得られるので、特にアイドリングストップ車における主電源の電圧低下時に蓄電部から電力を供給する補助電源用の車両用電源装置等として有用である。

本発明の実施の形態における車両用電源装置のブロック回路図 本発明の実施の形態における車両用電源装置の車両非使用状態時から最初に車両起動状態になる時の車両側制御回路、および蓄電装置の制御回路の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態における車両用電源装置のアクセサリ電源系の異常検出動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態における車両用電源装置の負荷への断線検出動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態における車両用電源装置の車両使用状態時から車両非使用状態になる時の車両側制御回路、および蓄電装置の制御回路の動作を示すフローチャート 従来の車両用電源装置のブロック回路図

符号の説明

１１ 主電源
１３ 蓄電装置
１５ アクセサリ負荷
１９ 車両電源スイッチ
２３ スタータ
３１ 蓄電部

Claims (5)

1. 主電源と、
   前記主電源に接続され、前記主電源の電力を蓄える蓄電装置と、
   前記蓄電装置に接続された負荷からなり、
   前記蓄電装置は、前記主電源の電圧（Ｖｂ）がしきい値以下になった場合、前記蓄電装置に内蔵した蓄電部から前記負荷へ電力供給を許可する車両用電源装置において、
   車両非使用状態時、および前記車両非使用状態時から最初に車両起動状態になる時に、前記蓄電装置は前記蓄電部から前記負荷への電力供給を禁止するようにした車両用電源装置。
2. 前記主電源の電力供給先を切り替える車両電源スイッチは、前記蓄電装置、および前記負荷への電力供給を断つロックモードと、前記負荷への電力供給を行うアクセサリモードと、前記蓄電装置、および前記負荷への電力供給を行うオンモードと、前記車両のエンジンを始動するスタータへの電力供給を行うスタートモードを有し、
   前記アクセサリモードのスイッチは、前記車両電源スイッチが前記ロックモードから前記アクセサリモードに切り替わるとオンになり、前記スタートモードに切り替わっている間はオフになる構成を備え、
   前記スイッチを介して前記主電源から供給されるアクセサリ電源系の電圧（Ｖａｃ）を検出し、前記アクセサリ電源系の電圧（Ｖａｃ）が所定値になることで、前記車両非使用状態から最初に前記車両起動状態になったことを検出するようにした請求項１に記載の車両用電源装置。
3. 前記アクセサリ電源系の電圧（Ｖａｃ）が既定時間以上オフ状態であれば異常信号を出力するようにした請求項２に記載の車両用電源装置。
4. 前記車両電源スイッチが前記オンモードから前記アクセサリモード、または前記ロックモードに切り替わることにより、前記蓄電装置から前記負荷への電力供給を禁止するようにした請求項２に記載の車両用電源装置。
5. 前記蓄電装置は、前記負荷への供給電圧が既定時間以上オフ状態であれば断線信号を出力するようにした請求項１に記載の車両用電源装置。

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