JP2010041895A - 車両の電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大電流を必要とするエンジンの始動について、原則として、副電源から電力を供給することにより、主電源の寿命を長くする。
【解決手段】車両の電源装置は、複数の車載電気負荷Ｒに電力を供給する主電源１０と、主電源１０を補助して電動パワーステアリング制御回路４０に電力を供給する副電源５０とを備えている。電動パワーステアリング制御回路４０は、イグニッションスイッチ１４がオフ状態からオン状態へ切換えられたとき、副電源５０の電圧がエンジンを始動させるために最低限必要な電圧を有しているか否かを判定する。副電源５０の電力を用いてエンジンを始動できる場合は、副電源５０からセルモータ２４に電力を供給し、エンジンを始動させる。他方、副電源５０がエンジンを始動できない場合には、主電源１０からセルモータ２４に電力を供給し、エンジンを始動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の電源装置に係り、特に、主電源と副電源とを備えた車両の電源装置に関する。

従来から、エンジンを駆動するための車両の電源装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。この車両の電源装置は、エンジンを始動させるためのセルモータに電力を供給する主電源と、エンジンの点火装置に電力を供給する副電源とを備えている。また、この車両の電源装置は、主電源と副電源の間にダイオードを備えていて、このダイオードが副電源から主電源に電流が流れ込むことを禁止するため、主電源の電力がセルモータを駆動させるために大量に消費されても、副電源の電圧は下降しないようにしている。
特開平１−２４４１６７号公報

ところで、一般的に車両に備えられた主電源は、コストや信頼性の面から、鉛蓄電池を用いている。しかしながら、鉛蓄電池は大電流を必要とするような急速な充放電に対して劣化し易く、寿命を短くする要因となる。上記した特許文献１に記載されている電源装置においても、エンジン始動のたびに主電源からセルモータに約４００Ａ相当の大電流を供給するため、主電源は劣化し易く、寿命が短くなってしまう。

本発明は、上記課題に対処するためになされたものであり、大電流を必要とするエンジン始動に関し、原則として副電源から電力を供給することにより、主電源の寿命を長くする電源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の特徴は、複数の車載電気負荷に電力を供給する主電源と、前記主電源から供給される電力により充電される副電源と、エンジンの作動を制御するエンジン制御手段とを備えた車両の電源装置において、前記副電源の電圧を検出する副電源電圧検出手段と、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切換えられたとき、前記副電源電圧検出手段により検出された副電源の電圧が所定の第１基準電圧よりも大きいことを条件に、エンジンを始動させるための電力を前記副電源から前記エンジン制御手段に供給し、前記副電源電圧検出手段により検出された副電源の電圧が前記第１基準電圧以下であることを条件に、エンジンを始動させるための電力を前記主電源から前記エンジン制御手段に供給する始動電源制御手段とを設けたことにある。

この場合、主電源は、エンジンへの電力供給だけでなく、例えば、照明装置であるヘッドライト等の複数の車載電気負荷への電力供給を共通して行う。副電源は、例えば、主電源とは別に特定の車載電気負荷（例えば、電動パワーステアリング装置）への電力供給を行うために設けられたものである。なお、副電源は、一つの装置にのみ限定して電力を供給するものである必要はなく、複数の装置に電力を供給可能であってもよい。また、エンジンの始動のためだけに設けてもよい。なお、第１基準電圧は、副電源がエンジンを始動させるために必要な電圧を有しているか否かを判断するための基準値である。また、前記主電源は例えば鉛蓄電池であり、前記副電源は例えばキャパシタ型であるとよい。この副電源としてのキャパシタ型の電源は、大電流の充放電に対して劣化し難いものである。

上記のように構成した本発明の特徴においては、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切換えられたとき、副電源の電圧が所定の第１基準電圧よりも大きければ、副電源からの電力によりエンジンを始動させる。また、副電源の電圧が所定の第１基準電圧以下であれば、主電源からの電力によりエンジンを始動させる。すなわち、副電源の電圧が第１基準電圧よりも大きければ、エンジンを始動するための電力が常に副電源から供給されることになる。これにより、大電流を必要とするエンジンの始動を主電源に負担させることが少なくなり、主電源の寿命を長くするこができる。

また、本発明の他の特徴は、さらに、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切換えられたとき、前記副電源電圧検出手段により検出された副電源の電圧が所定の第２基準電圧以下であることを条件に、前記主電源から前記副電源に充電する充電制御手段
を設けたことにある。この場合、第２基準電圧は、副電源がエンジンを始動させるために必要な電圧を有するか否かを判断するための基準値である。したがって、第１基準電圧と第２基準電圧は、それぞれ同じ値に設定されていてもよいし、若干異なる値に設定されていてもよい。

上記のように構成した本発明の特徴においては、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切換えられたとき、副電源の電圧が所定の第２基準電圧以下であれば、主電源から副電源に充電される。このため、イグニッションスイッチがオフ状態に切換えられたときに、エンジンを始動させるために十分な量の電力が副電源に確保されていなくても、主電源から副電源に充電されるため、エンジンを次回に始動する際には、副電源でエンジンを始動することができる。

また、本発明の他の特徴は、さらに、前記主電源の電圧を検出する主電源電圧検出手段を設け、前記充電制御手段は、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切換えられたとき、前記主電源電圧検出手段により検出された主電源の電圧が所定の第３基準電圧よりも大きいことを条件に、前記エンジン制御手段に停止信号を出力してエンジンの作動を停止させて、前記主電源から前記副電源に充電し、前記主電源電圧検出手段により検出された主電源の電圧が前記第３基準電圧以下であることを条件に、前記主電源から前記副電源に充電して、前記副電源電圧検出手段により検出された副電源の電圧が所定の第４基準電圧となった後に、前記エンジン制御手段に停止信号を出力してエンジンの作動を停止させるようにしたことにある。この場合、前記第３基準電圧は、例えば副電源がエンジンを始動させるために十分な電圧を主電源が副電源に充電できる値とすればよい。また、前記第４基準電圧は、例えば第１基準電圧および第２基準電圧と同様に、副電源がエンジンを始動させるために必要な電圧を有するか否かを判断するための基準値である。したがって、第４基準電圧は、第１基準電圧および第２基準電圧と同じ値に設定されていてもよいし、若干異なる値に設定されていてもよい。

上記のように構成した本発明の他の特徴においては、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切換えられたとき、主電源の電圧が所定の第３基準電圧よりも大きければ、エンジンを停止させて、エンジンの停止中に主電源から副電源に充電される。したがって、この場合には、イグニッションスイッチがオフ状態に切換られると、エンジンはすぐに停止するため、乗員に違和感を与えることがない。また、エンジンが停止しても、主電源の残存電力が多く、エンジンの停止中に主電源から副電源に充電されるため、次回のエンジン始動のために必要な電力を副電源に確保しておくことができる。また、主電源の電圧が所定の第３基準電圧以下であるときには、主電源から副電源に充電され、その後、副電源の電圧が所定の第４基準電圧となったときにエンジンが停止する。このため、主電源の電圧が第３基準電圧以下であるときは、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切換えられても、エンジンは停止せず、エンジンの駆動中に主電源から副電源に充電されるため、主電源の残存電力が少なくてもエンジンを始動させるために必要な電力が副電源に充電される。

また、本発明の他の特徴は、さらに、前記車載電気負荷に電力を供給するために前記主電源から放電される電流を検出する放電電流検出手段を設け、前記充電制御手段は、前記エンジンの作動を停止させて前記主電源から前記副電源に充電する際に、前記放電電流検出により検出された放電電流が大きくなるに従って、前記主電源から前記副電源への充電速度を速くする充電速度制御手段を含むことにある。

ヘッドライトを含む照明装置のような車載電気負荷の作動を停止させることなく、イグニッションスイッチをオフしてしまうと、主電源から前記車載電気負荷に電力が供給され、エンジンの停止状態では主電源の電力が急速に消費される場合がある。このような場合、本発明の他の特徴においては、イグニッションスイッチのオフ後にエンジンの作動を停止させて主電源から副電源に充電する際、放電電流検出手段により検出された放電電流が大きくなるに従って主電源から副電源への充電速度が速められる。これにより、イグニッションスイッチのオフ後に電力が消費される場合でも、副電源の電力が確保され、副電源による次回のエンジン始動が確保される。また、急速放電による放電電流が小さいときには、充電速度が遅くなるので、急速放電による主電源の劣化も防止できる。

また、本発明の他の特徴は、さらに、前記車載電気負荷に電力を供給するために前記主電源から放電される電流を検出する放電電流検出手段を設け、前記充電制御手段は、前記エンジンの作動を停止させて前記主電源から前記副電源に充電する際に、前記副電源電圧検出手段により検出された副電源の電圧、前記主電源電圧検出手段により検出された主電源の電圧、および前記放電電流検出手段により検出された放電電流に基づいて、前記主電源の電圧が放電により低下してエンジンを始動できなくなる電圧に少なくとも達する前までに、前記副電源が前記主電源によりエンジンを始動させるために必要な電圧まで徐々に充電されるようにする充電速度制御手段を含むことにある。ここで、徐々に充電されるとは、主電源の負荷を低減できるように充電速度を遅くして副電源が充電されることをいう。例えば、主電源から副電源への充電電流が所定の電流以下になるように充電電流を設定することもできるし、主電源と副電源のいずれか一方がエンジンを始動できるだけの電圧を確保している間に、副電源の充電を完了するという条件を満たす可能な限り小さな電流に充電電流を設定することもできる。

上記のように構成した本発明の他の特徴においても、エンジンの作動を停止させて主電源から副電源に充電する際には、主電源の電圧が放電により低下してエンジンを始動できなくなる電圧に少なくとも達する前までに、副電源がエンジンを始動させるために必要な電圧まで主電源により徐々に充電される。したがって、前記のように、イグニッションスイッチのオフ後に、エンジンが停止した状態でヘッドライトを含む照明装置のような車載電気負荷に電力が供給され、主電源の電力が急速に消費される場合でも、主電源と副電源のいずれか一方がエンジンを始動できるだけの電圧を常に確保できる。また、主電源から副電源に充電する充電速度を可能な限り遅くできるので、主電源の劣化も防止できる。

ａ．第１実施形態
以下に、本発明の第１実施形態に係る車両の電源装置を図面に基づいて説明する。図１は、この第１実施形態による車両の電源装置を含む車両用制御装置の全体構成を概略的に示している。この車両用制御装置は、各種車載電気負荷に電力を供給する主電源１０と、エンジンを駆動制御するエンジン制御回路２０と、ステアリング機構３０に備えられた電動モータＭを駆動制御する電動パワーステアリング制御回路４０とを備えている。なお、電動パワーステアリング制御回路４０には、同制御回路４０で駆動電力を必要としたときに、主電源１０を補助する副電源５０が設けられている。

主電源１０は、定格出力電圧１２Ｖの一般的な車載バッテリであり、エンジンの回転により発電する定格出力電圧１４Ｖのオルタネータ１２に並列に接続されている。主電源１０およびオルタネータ１２により、１４Ｖ系の車載電源を構成している。なお、第１実施形態の主電源１０は、鉛蓄電池を採用している。

主電源１０は、、エンジン制御回路２０および電動パワーステアリング制御回路４０だけでなく、他の車載電気負荷Ｒ（例えば、照明装置であるヘッドライト等）への電力供給も共通して行う。主電源１０の電源端子（＋端子）には、主電源供給ライン１０１が接続され、接地端子（−端子）には接地ライン１０２が接続される。主電源供給ライン１０１と接地ライン１０２との間には、電圧センサ１３が設けられている。電圧センサ１３は、主電源１０の出力電圧（主電源供給ライン１０１と接地ライン１０２との間の電圧）を検出し、その検出値Ｅｂを表す検出信号を電動パワーステアリング制御回路４０に出力する。なお、図１に破線で示す電流センサ６２は、第2実施形態に関係するもので、第１実施形態では主電源供給ライン１０１には介装されていない。

主電源供給ライン１０１は、制御系電源ライン１０３と駆動系電源ライン１０４とに分岐する。制御系電源ライン１０３には、イグニッションスイッチ１４が介装されている。制御系電源ライン１０３は、イグニッションスイッチ１４の制御系側（主電源１０が備えられる電源系と反対側）にてエンジン制御回路２０および電動パワーステアリング制御回路４０の端子ＩＧに接続されている。

駆動系電源ライン１０４には、電源リレー１５が介装されている。この電源リレー１５は、電動パワーステアリング制御回路４０からリレーコイルへの通電によりオン状態に切換えられ、電動モータＭへの電力供給回路を構成するものである。また、駆動系電源ライン１０４は、制御系側でエンジン制御回路２０および電動パワーステアリング制御回路４０の電源入力端子Ｅ＋に接続されている。

エンジン制御回路２０は、図２に示すように、昇圧回路２１、駆動回路２２およびエンジン制御ユニット２３を備えている。昇圧回路２１は、電源入力端子Ｅ＋（駆動系電源ライン１０４）および接地端子Ｅ−（接地ライン１０２）に接続され、主電源１０および副電源５０から入力された電圧を高めて駆動回路２２に出力する。駆動回路２２は、エンジン制御ユニット２３のエンジン制御部２３ａからの制御信号に応じて駆動電流をセルモータ２４およびエンジン点火装置２５に流して、セルモータ２４およびエンジン点火装置２５の駆動を制御する。なお、このエンジン制御回路２０は周知であるとともに、その具体的作動内容は本発明に直接関係しないので、具体的な作動説明については省略する。

昇圧回路２１と電源入力端子Ｅ＋の間の駆動系電源ライン１０４には、主電源１０から昇圧回路２１への電力の供給をオン・オフするスイッチ回路２６ａが介装されている。このスイッチ回路２６ａと昇圧回路２１の間の駆動系電源ライン１０４には副電源供給ライン１０５が接続され、この副電源供給ライン１０５には、副電源５０から昇圧回路２１への電力の供給をオン・オフするスイッチ回路２６ｂが介装されている。これらのスイッチ回路２６ａ，２６ｂは、電動パワーステアリング制御ユニット４３から出力される電源切換え信号ＳＷによりオン・オフ動作が制御される。なお、電源切換え信号ＳＷは、スイッチ回路２６ｂには直接供給されるが、スイッチ回路２６ａにはインバータ２６ｃを介して供給される。

エンジン制御ユニット２３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｆなどからなるマイクロコンピュータによって構成される。エンジン制御ユニット２３のエンジン制御部２３ａには、アクセルポジションセンサ２７、スロットルポジションセンサ２８およびエンジン回転数センサ２９が接続されている。アクセルポジションセンサ２７は、アクセルペダルの踏み込み量Ａｐを検出して、踏み込み量Ａｐを表す検出信号を出力する。スロットルポジションセンサ２８は、スロットルバルブの開度φを検出して、開度φを表す検出信号を出力する。エンジン回転数センサ２９は、エンジン回転数Ｎｅを検出して、エンジン回転数Ｎｅを表す検出信号を出力する。エンジン制御部２３ａは、各センサ２７，２８，２９から入力された検出信号に応じて、エンジンの回転を制御する制御信号を駆動回路２２に出力する。なお、このエンジン制御ユニット２３は、電動パワーステアリング制御ユニット４３と相互に信号の授受ができるように構成される。

ステアリング機構３０は、回動操作により左右前輪ＦＷＬ、ＦＷＲを転舵する操舵ハンドル３１を備え、同ハンドル３１には操舵軸３２の上端が固定されている。操舵軸３２の下端部はステアリングギヤボックス３３内にてラックバー３４に噛合している。ラックバー３４はステアリングギヤボックス３３内に軸方向に変位可能に支持されるとともに、両端にてタイロッド３５Ｌ、３５Ｒおよびナックルアーム（図示省略）を介して左右前輪ＦＷＬ、ＦＷＲを転舵可能に連結している。

電動モータＭは、ラックバー３４に組みつけられている。同電動モータＭの回転軸は、ボールねじ機構３６を介してラックバー３４に動力伝達可能に接続されていて、その回転により左右前輪ＦＷＬ、ＦＷＲに転舵力を付与して操舵操作をアシストする。ボールねじ機構３６は、減速機および回転−直線変換器として機能し、電動モータＭの回転を減速するとともに直線運動に変換してラックバー３４に伝達する。

また、ステアリング機構３０は、操舵トルクセンサ３７、舵角センサ３８および車速センサ３９を備えている。操舵トルクセンサ３７は、操舵軸３２に組み付けられていて、操舵ハンドル３１の回動操作によって操舵軸３２に作用する操舵トルクＴｘを検出して、操舵トルクＴｘを表す検出信号を出力する。舵角センサ３８は、電動モータＭに組み込まれていて、電動モータＭの回転子の回転角度位置により操舵角θｘを検出して、操舵角θｘを表す検出信号を出力する。なお、操舵トルクＴｘおよび操舵角θｘは、操舵ハンドル３１の左回転方向への操舵時における値を正とし、右回転方向への操舵時における値を負とする。車速センサ３９は、左右前輪ＦＷＬ，ＦＷＲを含む４輪の各車輪速を検出する車輪速センサにより車速Ｖｘを検出し、車速Ｖｘを表す検出信号を出力する。

電動パワーステアリング制御回路４０は、図３に示すように、昇圧回路４１、駆動回路４２、副電源５０および電動パワーステアリング制御ユニット４３を備えている。昇圧回路４１は、電源入力端子Ｅ＋（駆動系電源ライン１０４）および接地端子Ｅ−（接地ライン１０２）に接続され、主電源１０および副電源５０から入力された電圧を高めて駆動回路４２に出力する。駆動回路４２は、ＭＯＳＦＥＴからなる６個のスイッチ回路により３層インバータ回路を有し、電動パワーステアリング制御ユニット４３からの制御信号に応じて駆動電流をステアリング機構３０に備えられた電動モータＭに流して、電動モータＭの回転を制御する。

副電源５０は、主電源１０から供給される電流により充電され、駆動回路４２で電力を必要としたときに、主電源１０を補助して駆動回路４２に電力を供給する蓄電装置である。この副電源５０は、電源入力端子Ｅ＋（駆動系電源ライン１０４）と接地端子Ｅ−（接地ライン１０２）を接続する充放電ライン１０６に介装されていて、主電源１０と並列に配置されている。したがって、副電源５０は、主電源１０に相当する電圧を維持できるように複数の蓄電セルを直列に接続して構成される。なお、第1実施形態の副電源５０は、キャパシタ（電気二重層コンデンサ）を採用したキャパシタ型である。

充放電ライン１０６には、副電源５０の他に、抵抗４４が介装されている。充放電ライン１０６上の副電源５０と抵抗４４の間にある接続点Ｐには、エンジン制御ユニット２３に副電源５０の電力を供給する副電源供給ライン１０５が接続される。副電源５０の両端子間には、電圧センサ４５が接続されている。電圧センサ４５は、副電源５０の出力電圧（接続点Ｐと接地ライン１０２との間の電圧）を検出し、その検出値Ｅｃを表す信号を電動パワーステアリング制御ユニット４３の電源制御部４３ａに出力する。なお、図３に破線で示す後述する充放電用スイッチ回路６１は、第２実施形態に関係するもので、第１実施形態では充放電ライン１０６には介装されていない。

電動パワーステアリング制御ユニット４３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｆなどからなるマイクロコンピュータによって構成され、その機能から、電源制御部４３ａとアシスト制御部４３ｂとに分けられる。

電源制御部４３ａには、主電源１０と副電源５０の出力電圧をそれぞれ検出する電圧センサ１３，４５が接続されており、電圧センサ１３，４５からの検出信号が入力される。電源制御部４３ａは、これらの検出信号に基づいて、エンジン制御回路２０内のスイッチ回路２６ａ，２６ｂに電源切換え信号ＳＷを出力し、両スイッチ回路２６ａ，２６ｂのオン・オフ動作を制御する。これにより、イグニッションスイッチ１４がオン状態とされて、エンジンを始動させるためにセルモータ２４に供給する電力の電源を主電源１０にするか、副電源５０にするかを切換えることができる。なお、副電源５０から昇圧回路２１および駆動回路２２に電力を供給する場合を除き、電源切換え信号ＳＷはローレベルであり、スイッチ回路２６ａにはインバータ２６ｃを介してハイレベルの電源切換え信号ＳＷ（オン信号）が供給されており、またスイッチ回路２６ｂにはローレベルの電源切換え信号ＳＷ（オフ信号）が供給されている。したがって、電源制御部４３ａがハイレベルの電源切換え信号ＳＷを出力する以外の通常の状態では、スイッチ回路２６ｂはオフ状態に保たれているとともに、スイッチ回路２６ａはオン状態に保たれている。また、電源制御部４３ａは、電源リレー１５のリレーコイルへの通電・非通電も制御する。

アシスト制御部４３ｂには、操舵トルクセンサ３７、舵角センサ３８および車速センサ３９が接続され、操舵トルクＴｘ、操舵角θｘおよび車速Ｖｘを表す検出信号が入力される。アシスト制御部４３ｂは、これらのセンサ信号に基づいて、駆動回路４２にＰＷＭ制御信号を出力して電動モータＭを駆動制御し、運転者の操舵操作をアシストする。なお、このアシスト制御部４３ｂは周知であるとともに、その具体的作動内容は本発明に直接関係しないので、具体的な作動説明については省略する。

次に、上記のように構成した第１実施形態に係る車両用制御装置の動作について説明する。イグニッションスイッチ１４がオフ状態からオン状態に切換えられると、電動パワーステアリング制御ユニット４３内の電源制御部４３ａは、イグニッションスイッチ１４を介した電圧信号の入力に応答して、マイクロコンピュータのＲＯＭ内に記憶されている図４のイグニッションオンプログラム（ＩＧオン）の実行を開始する。なお、同プログラムは、エンジンの始動のための電力の供給を主電源１０で行うか、副電源５０で行うかを決定する制御プログラムである。

前記イグニッションオンプログラムの実行が開始されると、電源制御部４３ａは、ステップＳ１１にて電源リレー１５のリレーコイルに通電してリレースイッチをオン状態に切換える。これにより、主電源１０の電源電圧は、駆動系電源ライン１０４を介してエンジン制御回路２０および電動パワーステアリング制御回路４０に供給され始める。前記ステップＳ１１の処理後、電源制御部４３ａは、ステップＳ１２にて電圧センサ４５から副電源５０の電圧Ｅｃを表す検出信号を入力し、ステップＳ１３にて前記入力した電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0よりも大きいか否かを判定する。ここで、副電源基準電圧Ｅc0は、副電源５０がエンジンを始動させるために必要な最小限の電力を、副電源５０の端子電圧で示す基準値である。

副電源５０の電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0よりも大きい場合は、電源制御部４３ａは、ステップＳ１３にて「Ｙｅｓ」と判定して、プログラムをステップＳ１４に進める。ステップＳ１４においては、電源制御部４３ａは、スイッチ回路２６ａ，２６ｂに向けてハイレベルの電源切換え信号ＳＷを所定時間だけ出力し、所定時間経過後に前記電源切換え信号ＳＷをローレベルに切換える。なお、この所定時間は、セルモータ２４の駆動によりエンジンを始動させるために必要な予め決められた時間である。これにより、スイッチ回路２６ｂは所定時間だけオン状態に切換えられる。一方、スイッチ回路２６ａに関しては、電源切換え信号ＳＷがインバータ２６ｃにより前記所定時間だけローレベルに変更されるため、スイッチ回路２６ａは前記スイッチ回路２６ｂとは逆に所定時間だけオフ状態となる。これにより、イグニッションスイッチ１４のオン状態への切換えから所定時間だけ、昇圧回路２１および駆動回路２２には副電源５０のみからの電力が供給される状態となる。

ステップＳ１４の処理後、電源制御部４３ａは、図４のイグニッションスイッチオンプログラムの実行を終了する。一方、エンジン制御部２３ａは、前記イグニッションスイッチ１４を介した電圧信号の入力に応答して、図示しないエンジン制御プログラムを実行して、副電源５０から電力の供給を受けてセルモータ２４を駆動するとともにエンジン点火装置２５を制御して、エンジンを始動させる。その後、エンジン制御部２３ａは、セルモータ２４の作動を停止して、エンジン点火装置２５の作動を制御し続けて、イグニッションスイッチ１４のオフ後のエンジン停止指示があるまでエンジンを作動させ続ける。なお、前記所定時間の経過後には、主電源１０からの電力が昇圧回路２１、駆動回路２２およびエンジン制御ユニット２３に供給され続ける。

また、副電源５０の電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0以下である場合は、電源制御部４３ａは、前記ステップＳ１３にて「Ｎｏ」と判定して、図４のイグニッションスイッチオンプログラムの実行を終了する。この場合、スイッチ回路２６ａがオン状態に保たれ続けるとともに、スイッチ回路２６ｂはオフ状態に保たれ続けるために、エンジン制御回路２０の昇圧回路２１、駆動回路２２およびエンジン制御ユニット２３には、主電源１０から電力が供給され続ける。この場合も、エンジン制御部２３ａの図示しないエンジン制御プログラムの実行により、エンジンは始動されるとともに、エンジン停止指示があるまでエンジンは作動し続ける。

また、電動パワーステアリング制御回路４０のアシスト制御部４３ｂは、電源制御部４３ａおよびエンジン制御部２３ａと同様に、前記イグニッションスイッチ１４を介した電圧信号の入力に応答して、図示しないアシスト制御プログラムの実行を開始する。このアシスト制御プログラムにおいては、操舵トルクセンサ３７、舵角センサ３８および車速センサ３９によって検出された操舵トルクＴｘ、操舵角θｘおよび車速Ｖｘを表す検出信号を入力して、電動モータＭを駆動制御する。このアシスト制御プログラムは、イグニッションスイッチ１４がオフ状態に切換えられるまで繰り返し実行され、運転者の操舵操作をアシストする。

次に、イグニッションスイッチ１４がオフ状態に切換えられたときの電源制御処理について説明する。イグニッションスイッチ１４がオン状態からオフ状態に切換えられると、電源制御部４３ａは、イグニッションスイッチ１４を介した電圧信号の入力の変化に応答して、マイクロコンピュータのＲＯＭ内に記憶されている図５のイグニッションオフプログラム（ＩＧオフ）の実行を開始する。なお、このイグニッションオフプログラムは、イグニッションスイッチ１４がオフ状態に切換えられたときに副電源５０の充電を行うか否かを決定する制御プログラムである。

イグニッションスイッチ１４がオフ状態に切換えられて上記プログラムが実行されると、電源制御部４３ａは、ステップＳ２１にて、電圧センサ４５により検出された副電源５０の電圧Ｅｃと、電圧センサ１３により検出された主電源１０の電圧Ｅｂとを入力する。そして、電源制御部４３ａは、ステップＳ２２にて、副電源５０の電圧Ｅｃが前述した副電源基準電圧Ｅc0よりも大きいか否かを判定する。

副電源５０の電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0以下である場合は、ステップＳ２２にて「Ｎｏ」と判定して、プログラムをステップＳ２３に進める。ステップＳ２３においては、電源制御部４３ａは主電源１０の電圧Ｅｂが主電源基準電圧Ｅb0よりも大きいか否かを判定する。主電源基準電圧Ｅb0は、主電源１０から副電源５０を充電して、副電源５０の電圧Ｅｃを副電源基準電圧Ｅc0まで充電するために必要な主電源１０における最小限の残存電力を、主電源１０の端子電圧で示す基準値である。

主電源１０の電圧Ｅｂが主電源基準電圧Ｅb0以下である場合は、電源制御部４３ａは、ステップＳ２３にて「Ｎｏ」と判定して、プログラムをステップＳ２４に進める。ステップＳ２４においては副電源５０の電圧Ｅｃを入力し、次のステップＳ２５にて副電源５０の電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ２５にて「Ｎｏ」と判定されると、プログラムはステップＳ２４に戻る。したがって、副電源５０の電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0よりも大きくなるまで、ステップＳ２４，Ｓ２５からなる循環処理が繰り返し実行され続ける。この場合は、エンジン制御ユニット２３は、電動パワーステアリング制御回路４０からエンジンの停止信号が供給されるまでエンジンを作動させ続ける。したがって、イグニッションスイッチ１４がオフ状態にされてもエンジンは作動状態にあるため、オルタネータ１２が発電しており、主電源１０に副電源５０を副電源基準電圧Ｅc0まで充電するだけの十分な電圧が確保されてなくても、オルタネータ１２の発電により主電源１０から副電源５０に充電電流が流れ副電源５０は充電される。

副電源５０の電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0よりも大きくなり、ステップＳ２５にて「Ｙｅｓ」と判定されると、電源制御部４３ａが、ステップＳ２６にて、エンジンの作動を停止させるためにエンジン停止信号をエンジン制御ユニット２３内のエンジン制御部２３ａに出力する。これにより、エンジン制御部２３ａは、図示しないエンジン停止制御プログラムを実行し、エンジンの作動を停止させる。

ステップＳ２６の処理後、電源制御部４３ａは、ステップＳ２７にて、電源リレー１５のリレーコイルへの通電を停止する。これにより、電源リレー１５のリレースイッチはオフ状態に切換えられ、主電源１０からエンジン制御回路２０および電動パワーステアリング制御回路４０への電力供給が停止する。この場合、主電源１０から副電源５０への充電も同時に終了する。

前述のように、ステップＳ２３で「Ｎｏ」と判定された場合は、エンジンを停止せずに副電源５０を充電した。しかし、ステップＳ２３で「Ｙｅｓ」と判定された場合は、エンジンを停止してから副電源５０を充電する。すなわち、主電源１０の電圧Ｅｂが主電源基準電圧Ｅb0よりも大きい場合、オルタネータ１２の発電を停止させても主電源１０に蓄えられた電力により、主電源１０から副電源５０を、副電源５０の電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0になるまで充電できる。このため、ステップＳ２３にて、「Ｙｅｓ」すなわち主電源１０の電圧Ｅｂが主電源基準電圧Ｅb0よりも大きいと判定されて、電源制御部４３ａは、ステップＳ２８にてエンジン停止信号をエンジン制御部２３ａに出力する。これにより、前述した場合と同様に、エンジン制御部２３ａはエンジンを停止させる。

ステップＳ２８の処理後、電源制御部４３ａは、副電源５０の電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0よりも大きくなるまで、前記ステップＳ２４，Ｓ２５と同様なステップＳ２９，Ｓ３０からなる循環処理を繰り返し実行し続ける。この循環処理中に副電源５０が充電されて、副電源５０の電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0よりも大きくなると、電源制御部４３ａは、ステップＳ３０にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述したステップＳ２７の処理により、電源リレー１５をオフ状態に切換える。

また、ステップＳ２２にて「Ｎｏ」と判定された場合は、主電源１０から副電源５０を充電した。しかし、副電源５０にエンジンを始動するための十分な電圧が確保されている場合には、副電源５０を充電する必要はない。したがって、副電源５０の電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0よりも大きければ、電源制御部４３ａは、ステップＳ２２にて「Ｙｅｓ」と判定して、前記ステップＳ２６，Ｓ２８と同様なステップＳ３１の処理により、エンジンを停止させる。そして、電源制御部４３ａは、ステップＳ２７にて前述したように電源リレー１５をオフ状態に切換える。したがって、この場合には、副電源５０は主電源１０によって充電されない。

以上説明したように、第１実施形態では、イグニッションスイッチ１４がオン状態に切換えられたとき、副電源５０の電力供給によりエンジンを始動させることができる場合は、副電源５０によりエンジンを始動する（ステップＳ１３，Ｓ１４）。副電源５０によりエンジンを始動させることができない場合のみ、主電源１０からの電力供給によりエンジンを始動する（ステップＳ１３）。したがって、原則として、エンジンの始動のために必要な電力は副電源５０から供給される。この結果、第１実施形態では、主電源１０が大電流を放電する機会を減らし、主電源１０の寿命を延ばすことができる。

また、第1実施形態では、イグニッションスイッチ１４がオフ状態に切換えられたとき、副電源５０にエンジンを始動するために必要な電力が不足している場合には、エンジンを次回に始動するために必要な電力を予め副電源５０に充電する（ステップＳ２２，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２９，Ｓ３０）。したがって、第１実施形態では、イグニッションスイッチ１４がオン状態に切換えられたときは、基本的に副電源５０でエンジンを始動することができるようになっている。

さらに、第１実施形態では、イグニッションスイッチ１４がオフ状態に切換えられ後に副電源５０を充電する場合、主電源１０に副電源５０を充電するだけの電力がないときには、エンジンを停止せずに、副電源５０を充電する（ステップＳ２３〜Ｓ２６）。この場合は、主電源１０に副電源５０を副電源基準電圧Ｅc0まで充電するだけの十分な電力が確保されてなくても、オルタネータ１２の発電により主電源１０から副電源５０に充電電流が流れて、副電源５０を充電することができる。

他方、主電源１０に副電源５０を充電するだけの電力がある場合は、イグニッションスイッチ１４がオフ状態に切換えられた後すぐにエンジンを停止して、主電源１０のみによって副電源５０を充電する（ステップＳ２３，Ｓ２８〜Ｓ３０）。したがって、この場合は、イグニッションスイッチ１４がオフ状態に切換えられた後すぐにエンジンを停止することができるため、乗員に違和感を与えずに、イグニッションスイッチ１４のオフ状態中に副電源５０を充電することができる。

ｂ．第２実施形態
次に、第２実施形態に係る車両の電源装置について説明する。この第２実施形態に係る車両の電源装置においては、主電源１０が副電源５０を充電する際の主電源１０から副電源５０に供給される充電電流を好適な大きさとするために、充放電用スイッチ回路６１および電流センサ６２を新たに設けたもので、他の構成については、第１実施形態と同一である。したがって、ここでは、その新たに追加した構成についてのみ説明し、他の共通する構成については図面に同一符号を付して説明を省略する。

充放電用スイッチ回路６１は、図３に破線で示すように、充放電ライン１０６に介装されている。この充放電用スイッチ回路６１は、そのオン・オフ動作が電動パワーステアリング制御ユニット４３の電源制御部４３ａによって制御される。具体的には、ハイレベルの充放電制御信号が供給されるときにのみオンする。電流センサ６２は、図１に破線で示すように、主電源供給ライン１０１における車載電気負荷Ｒよりも主電源供給ライン１０１側の位置に介装されている。この電流センサ６２は、主電源１０から出力される全ての電流を検出して、検出した電流を表す検出信号を電動パワーステアリング制御ユニット４３の電源制御部４３ａに供給する。しかし、実際には、この検出電流値が利用されるのは、後述するように、エンジンおよびステアリング機構３０内の電動モータＭの作動制御が停止された後であるので、実質的には、他の車載電気負荷Ｒ（例えば、ヘッドライト）に流れる電流量を検出する。したがって、この電流センサ６２を、主電源１０から車載電気負荷Ｒに供給される電流のみを検出するように、主電源供給ライン１０１から分岐した車載電気負荷Ｒ側の電源ラインに介装させるようにしてもよい。

電源制御部４３ａは、エンジンを停止させて主電源１０から副電源５０を充電するとき、電圧センサ１３，４５および電流センサ６２によって検出された各検出信号に応じてデューティ比の変化するパルス列信号を充放電用スイッチ回路６１に出力する。これにより、主電源１０から副電源５０に供給される電流の大きさが変更され、主電源１０から副電源５０への充電速度が変更制御される。

以下、第２実施形態の作動を説明するが、この第２実施形態も上記第１実施形態とほぼ同様に動作するので、上記第１実施形態と同じ動作については説明を省略し、上記第１実施形態と異なる動作についてのみ説明する。この第２実施形態においては、イグニッションスイッチ１４がオフ状態からオン状態に切換えられたとき、上述した図４のイグニッションオンプログラムに代えて、図６のイグニッションオンプログラム（ＩＧオン）を実行する。この図６のイグニッションオンプログラムもマイクロコンピュータのＲＯＭ内に記憶されたもので、上記図４のイグニッションオフプログラムのステップＳ１１，Ｓ１２の間に、ステップＳ４０の処理を追加したものである。ステップＳ４０においては、電源制御部４３ａは、ハイレベルの充放電制御用信号を副電源５０の充放電用スイッチ回路６１に供給して、充放電用スイッチ回路６１をオン状態に切換える。これは、充放電用スイッチ回路６１を挿入したために、通常時には充放電用スイッチ回路６１をオン状態に設定しておいて、副電源５０への電力の供給および副電源５０からの電力の出力を許容するためである。このイグニッションオンプログラムの他の処理に関しては、上記第１実施形態と同じである。

また、イグニッションスイッチ１４がオン状態からオフ状態に切換えられたとき、電動パワーステアリング制御回路４０の電源制御部４３ａは、上述した図５のイグニッションオフプログラムに代えて、図７のイグニッションオフプログラム（ＩＧオフ）を実行する。この図７のイグニッションオフプログラムもマイクロコンピュータのＲＯＭ内に記憶されたもので、上記図５のイグニッションオフプログラムのステップＳ２８，Ｓ２９間に、ステップＳ４１〜Ｓ４３の処理を追加したものである。

ステップＳ４１においては、電源制御部４３ａは、ローレベルの充放電制御用信号を副電源５０の充放電用スイッチ回路６１に供給して、充放電用スイッチ回路６１をオフ状態に切換える。これは、副電源５０を主電源１０から一旦切り離して、後述する充放電用スイッチ回路６１のオン・オフ制御に対処するためである。次に、電源制御部４３ａは、ステップＳ４２の充電電流探索ルーチンを実行する。

この充電電流探索ルーチンは、エンジンを停止して、主電源１０から副電源５０を充電する際、充電電流の大きさを決定するためのものである。主電源１０の劣化を防止するためには、小電流で長い時間をかけて副電源を充電するほうが望ましい。しかしながら、主電源１０は、エンジンを停止している場合であっても、車載電気負荷Ｒ（例えば、ヘッドライト等の照明装置）に大電流を供給していることがあり、この場合、主電源１０の電圧Ｅｂは急速に低下する。したがって、長い時間をかけて小電流で副電源５０を充電すると、副電源５０に電力が十分に充電される前に、主電源１０の電圧Ｅｂが低下して、主電源１０および副電源５０のいずれの電源を用いてもエンジンを始動できなくなる場合がある。そこで、この充電電流探索ルーチンでは、主電源１０の電圧Ｅｂがエンジンを始動できなくなる前に副電源５０の充電が完了できる条件の電流を充電電流とし、さらに、この条件の下でできる限り小さく設定できる充電電流を探索する。

充電電流探索ルーチンは、図８に詳細に示されており、電源制御部４３ａは、まず、ステップＳ５１にて、電流センサ６２によって検出された主電源１０の放電電流Ｉｒ、電圧センサ１３によって検出された主電源１０の電圧Ｅｂ、および電圧センサ４５によって検出された副電源５０の電圧Ｅｃを入力する。そして、入力した放電電流Ｉｒ、主電源１０の電圧Ｅｂおよび副電源５０の電圧Ｅｃをそれぞれ初期放電電流Ｉr1、初期主電源電圧Ｅb1および初期副電源電圧Ｅc1として設定する。なお、この状態では、ステップＳ２８の処理によってエンジンは停止しているとともに、アシスト制御部４３ｂによるステアリング機構３０内の電動モータＭの制御も停止しているので、エンジン制御回路２０および電動パワーステアリング制御回路４０による電力消費は無く又は極めて僅かであり、実質的には、前記放電電流Ｉｒは他の車載電気負荷Ｒに供給される電流である。この電流としては、ヘッドライトなどの消灯忘れに起因した電流が主な電流である。

前記ステップＳ５１の処理後、電源制御部４３ａは、ステップＳ５２にて、主電源１０から副電源５０に流される充電電流Ｉｃを所定の初期値Ｉc１に設定する。この場合、初期値は、標準的な大きさの充電電流を表す予め決められた値である（例えば、図９の充電電流Ｉｃの大きさ「中」）に設定する。なお、この初期値Ｉc1に設定された充電電流Ｉｃは、後述する充電電流の探索のために仮に設定されるものである。

ここで、図９のグラフについて説明しておく。図９のグラフは、初期副電源電圧Ｅc1と充電電流Ｉｃを種々に変更した場合における、副電源５０の電圧Ｅｃの変化（見方を変えれば、副電源５０が副電源基準電圧Ｅc0に充電されるまでの上昇時間ｔｃ）と、初期副電源電圧Ｅc1および充電電流Ｉｃとの関係を示している。代表的な３種類の実線で示すように、初期副電源電圧Ｅc1が大きくなるに従って、すなわち初期副電源電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0に近づくに従って、上昇時間ｔｃは短くなる。なお、実線は、充電電流Ｉｃの大きさが中程度の場合である。また、初期副電源電圧Ｅc1が同じであっても、初期副電源電圧Ｅc1が中程度である場合に限って一点鎖線、実線および破線で示すように、充電電流Ｉｃが大きくなるに従って上昇時間ｔｃは短くなる。なお、図示しないが、初期副電源電圧Ｅc1が前記中程度の初期副電源電圧Ｅc1より大きくなっても、小さくなっても、初期副電源電圧Ｅc1が中程度である場合と同様に、充電電流Ｉｃが大きくなるに従って上昇時間ｔｃは短くなる。

前記ステップＳ５２の処理後、電源制御部４３ａは、ステップＳ５３にて、副電源５０を充電電流Ｉｃで充電した場合に、副電源５０の電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0に上昇するまでの上昇時間ｔｃを計算する。この上昇時間ｔｃの計算においては、電動パワーステアリング制御ユニット４３を構成するマイクロコンピュータ内のＲＯＭに設けた第１時間テーブルが参照されるとともに、線形補間法が利用される。第１時間テーブルは、図１０に示すように、初期副電源電圧Ｅｃが順次増加する電圧値Ｅ１，Ｅ２・・・Ｅｎである各場合に対して、順次増加する電流値Ｉ1，Ｉ2・・・Ｉmの充電電流Ｉｃで副電源５０をそれぞれ充電した場合における上昇時間ｔｃを記憶したものである。電流値Ｉ1，Ｉ2・・・Ｉmおよび電圧値Ｅ１，Ｅ２・・・Ｅｎはそれぞれ離散値であり、上昇時間ｔｃは実験により予め定められた値である。なお、ｍ、ｎは、「１」より大きな正の整数である。

前記第１テーブルの参照においては、図１１に示すように、前記初期値Ｉc1に設定された充電電流Ｉｃに直近の両側の電流値Ｉj，Ｉj+1を示す両直線と、前記入力した初期副電源電圧Ｅｃに直近の両側の電圧値Ｅｋ，Ｅk+1を示す両直線との各交点に相当する４つの上昇時間ｔｃ(j,k)，ｔｃ(j+1,k)，ｔｃ(j,k+1)，ｔｃ(j+1,k+1)を第１時間テーブルから読み出す。なお、ｊは１ないしｍのいずれかの整数であり、ｋは１ないしｎのいずれかの整数である。そして、これらの上昇時間ｔｃ(j,k)，ｔｃ(j+1,k)，ｔｃ(j,k+1) ，ｔｃ(j+1,k+1)、前記電流値Ｉj，Ｉj+1、前記電圧値Ｅｋ，Ｅk+1、前記充電電流Ｉｃおよび前記初期副電源電圧Ｅｃを用いて、線形補間により上昇時間ｔｃを計算する。

例えば、上昇時間ｔｃ(j,k)，ｔｃ(j+1,k)を電流値Ｉj，Ｉj+1および充電電流Ｉｃを用いて線形補間した上昇時間をｔｃ1とすると、上昇時間ｔc1は下記数１により計算される。

また、上昇時間ｔｃ(j,k+1)，ｔｃ(j+1,k+1)を電流値Ｉj，Ｉj+1および充電電流Ｉｃを用いて線形補間した上昇時間をｔc2とすると、上昇時間ｔc2は下記数２により計算される。

そして、前記計算した上昇時間ｔc1,ｔc2を電圧値Ｅｋ，Ｅk+1および初期副電源電圧Ｅｃを用いて線形補間した上昇時間をｔｃとすると、上昇時間ｔｃは下記数３により計算される。

これにより、上昇時間ｔｃが計算される。なお、この上昇時間ｔｃの計算において、線形補間以外の２次関数、３次間数、指数関数などの他の関数による補間演算を採用してもよい。

前記ステップＳ５３の処理後、電源制御部４３ａは、ステップＳ５４にて、主電源１０の電力を放電電流Ｉｂ（＝Ｉｒ＋Ｉｃ）で放電した場合に、主電源１０の電圧Ｅｂが主電源基準電圧Ｅb0まで下降する下降時間ｔｂを計算する。この下降時間ｔｂの計算においては、電動パワーステアリング制御ユニット４３を構成するマイクロコンピュータ内のＲＯＭに設けた第２時間テーブルが参照されるとともに、線形補間法が利用される。

ここで、初期主電源電圧Ｅb1と充電電流Ｉｃを種々に変更した場合における、主電源１０の電圧Ｅｂの変化（見方を変えれば、主電源１０の電圧Ｅｂが主電源基準電圧Ｅb0に放電されるまでの下降時間ｔｂ）と、初期主電源電圧Ｅb1および放電電流Ｉｂとの関係を説明すると、図１２はこの関係をグラフにより示している。ここで、放電電流Ｉｂは、前記入力した他の車載電気負荷Ｒに対する放電電流Ｉｒと副電源５０への充電電流Ｉｃの和Ｉｒ＋Ｉｃである。代表的な３種類の実線で示すように、初期主電源電圧Ｅb1が大きくなるに従って、すなわち初期主電源電圧Ｅｂが主電源基準電圧Ｅb0から離れるに従って、下降時間ｔｂは長くなる。なお、実線は、放電電流Ｉｂ（＝Ｉｒ＋Ｉｃ）の大きさが中程度の場合である。また、初期主電源電圧Ｅb1が同じであっても、初期主電源電圧Ｅｂが中程度である場合に限って一点鎖線、実線および破線で示すように、放電電流Ｉｂ（＝Ｉｒ＋Ｉｃ）が前記中程度の初期主電源電圧Ｅb1より大きくなるに従って下降時間ｔｂは短くなる。なお、図示しないが、初期主電源電圧Ｅb1が前記中程度の初期主電源電圧Ｅb1より大きくなっても、小さくなっても、初期主電源電圧Ｅb1が中程度である場合に限り示すように、放電電流Ｉｂが大きくなるに従って下降時間ｔｂは短くなる。

また、第２時間テーブルは、図１３に示すように、初期主電源電圧Ｅｂが順次増加する電圧値Ｅ１，Ｅ２・・・Ｅｎである各場合に対して、順次増加する電流値Ｉ1，Ｉ2・・・Ｉnの放電電流Ｉｂで主電源１０からそれぞれ放電した場合における下降時間ｔｂを記憶したものである。電流値Ｉ1，Ｉ2・・・Ｉmおよび電圧値Ｅ１，Ｅ２・・・Ｅｎはそれぞれ離散値であり、下降時間ｔｂは実験により予め定められた値である。なお、ｍ，ｎは、「１」より大きな正の整数である。

前記第２テーブルの参照においては、前述した図１１に括弧書きで示すように、前記放電電流Ｉｂ（すなわち、前記初期値Ｉc1に設定された充電電流Ｉｃと前記入力した放電電流Ｉｒとの和Ｉｒ＋Ｉｃ）に直近の両側の電流値Ｉj，Ｉj+1を示す両直線と、前記入力した初期主電源電圧Ｅｂに直近の両側の電圧値Ｅk，Ｅk+1を示す両直線との交点に相当する４つの下降時間ｔｂ(j,k)，ｔｂ(j+1,k)，ｔｂ(j,k+1)，ｔｂ(j+1,k+1)を第２時間テーブルから読み出す。この場合も、ｊは１ないしｍのいずれかの整数であり、ｋは１ないしｎのいずれかの整数である。そして、これらの下降時間ｔｂ(j,k)，ｔｂ(j+1,k)，ｔｂ(j,k+1) ，ｔｂ(j+1,k+1)、前記電流値Ｉj，Ｉj+1、前記電圧値Ｅk，Ｅk+1、前記放電電流Ｉｂおよび前記初期主電源電圧Ｅｂを用いて、線形補間により下降時間ｔｂを計算する。

例えば、下降時間ｔｂ(j,k)，ｔｂ(j+1,k)を電流値Ｉj，Ｉj+1および放電電流Ｉｂを用いて線形補間した下降時間をｔb1とすると、下降時間ｔb1は下記数４により計算される。

また、下降時間ｔｂ(j,k+1)，ｔｂ(j+1,k+1)を電流値Ｉj，Ｉj+1および放電電流Ｉｂを用いて線形補間した下降時間をｔb2とすると、下降時間ｔb2は下記数５により計算される。

そして、前記計算した下降時間ｔb1,ｔb2を電圧値Ｅk，Ｅk+1および初期主電源電圧Ｅｂを用いて線形補間した下降時間をｔｂとすると、下降時間ｔｂは下記数６により計算される。

これにより、下降時間ｔｂが計算される。なお、この下降時間ｔｂの計算においても、線形補間以外の２次関数、３次間数、指数関数などの他の関数による補間演算を採用してもよい。

前記ステップＳ５４の処理後、電源制御部４３ａは、ステップＳ５５にて、主電源１０の電圧の下降時間ｔｂと副電源５０の電圧の上昇時間ｔｃの時間差である絶対値|ｔｂ−ｔｃ|が、所定時間Δｔ以下であるか否かを判定する。所定時間Δｔは、主電源１０の電圧の下降時間ｔｂと副電源５０の電圧の上昇時間ｔｃがほぼ同じ時間とみなせる程度の微小な値である。絶対値|ｔｂ−ｔｃ|が所定時間Δｔ以下である場合は、電源制御部４３ａは、ステップＳ５５にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ５６にて現在設定されている充電電流Ｉｃを目標充電電流Ｉｃ＊として設定する。

一方、ステップＳ５５において、「Ｎｏ」すなわち前記絶対値|ｔｂ−ｔｃ|が所定時間Δｔより大きいと判定された場合には、電源制御部４３ａは、ステップＳ５７にて、上昇時間ｔｃが下降時間ｔｂ以下であるか否かを判定する。上昇時間ｔｃが下降時間ｔｂ以下であれば、電源制御部４３ａは、ステップＳ５７にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ５８にて、充電電流Ｉｃから所定値αを減算する。この所定値αは、このステップＳ５８および後述するステップＳ６０の充電電流Ｉｃの減少または増加による充電電流Ｉｃの更新処理が繰り返し行われても、ステップＳ５７の「Ｙｅｓ」および「Ｎｏ」との判定処理が交互に行われることはなく、充電電流Ｉｃの減少または増加中にステップＳ５５にて「Ｙｅｓ」すなわち前記絶対値|ｔｂ−ｔｃ|が|ｔｂ−ｔｃ|≦Δｔの範囲内に必ず収まるように設定された微小な正の値である。前記ステップＳ５８の処理によって充電電流Ｉｃを減少させた結果、図１４(ａ)(ｂ)に示すように、両時間ｔｂ，ｔｃは共に長くなるが、その長くなる度合いは副電源５０の電圧の上昇時間ｔｃの方が大きい。したがって、上昇時間ｔｃが下降時間ｔｂより小さい場合に、充電電流Ｉｃを小さくすることにより副電源５０の電圧の上昇時間ｔｃと主電源１０の電圧の下降時間ｔｂとの差を縮めて最終的に収束させることができる。

ステップＳ５８の処理後、電源制御部４３ａは、ステップＳ５９にて、充電電流Ｉｃが所定の最小電流値Ｉcmin以下であるか否かを判定する。そして、充電電流Ｉｃが所定の最小電流値Ｉcmin以下でなければ、電源制御部４３ａは、ステップＳ５９にて「Ｎｏ」と判定して、プログラムをステップＳ５３に戻して、前述したステップＳ５３，Ｓ５４の処理を実行する。ステップＳ５３，Ｓ５４においては、前記ステップＳ５８の処理によって更新された充電電流Ｉｃを用いて、前記と同様にして副電源５０の電圧の上昇時間ｔｃおよび主電源１０の電圧の下降時間ｔｂを計算する。そして、ステップＳ５５にて、下降時間ｔｂと上昇時間ｔｃの時間差である絶対値|ｔｂ−ｔｃ|が、所定時間Δｔ以下であるか否かを再び判定する。絶対値|ｔｂ−ｔｃ|が、所定時間Δｔ以下でなければ、充電電流Ｉｃが所定の最小電流値Ｉcmin以下にならない限り、ステップＳ５７〜Ｓ５９，Ｓ５３〜Ｓ５５の処理が再び実行される。このようなステップＳ５７〜Ｓ５９，Ｓ５３〜Ｓ５５の繰り返し処理により、充電電流Ｉｃが減少されて、副電源５０の電圧の上昇時間ｔｃと主電源１０の電圧の下降時間ｔｂとの差が縮められる。そして、絶対値|ｔｂ−ｔｃ|が所定時間Δｔ以下となると、電源制御部４３ａは、ステップＳ５５にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述のように、ステップＳ５６にて現在の充電電流Ｉｃを目標充電電流Ｉｃ＊として設定する。

また、前記ステップＳ５３〜Ｓ５５，Ｓ５７〜Ｓ５９の循環処理中に、充電電流Ｉｃが所定の最小電流値Ｉcmin以下になると、電源制御部４３ａは、ステップＳ５９にて「Ｙｅｓ」と判定して、プログラムをステップＳ５６に進める。これは、主電源１０から他の車載電気負荷Ｒへの放電電流Ｉｒが極めて小さい場合、すなわち放電電流Ｉｒが「０」に近い場合には、主電源１０の電圧の下降時間ｔｂが極めて大きくなり、前記前記ステップＳ５３〜Ｓ５５，Ｓ５７〜Ｓ５９の循環処理が長時間実行され続けること、および充電電流Ｉｃが極めて小さくなること（言い換えれば、下降時間ｔｂおよび上昇時間ｔｃが長くなり過ぎること）を回避するためである。したがって、この場合には、充電電流Ｉｃが所定の最小電流値Ｉcmin以下になった時点の充電電流Ｉｃが目標充電電流Ｉｃ＊として設定されることなる。

次に、ステップＳ５７において、「Ｎｏ」すなわち副電源５０の電圧の上昇時間ｔｃが主電源１０の電圧の下降時間ｔｂよりも大きい場合について説明する。この場合、電源制御部４３ａは、ステップＳ６０にて、充電電流Ｉｃに所定値αを加算する。この場合には、図１５に示すように、充電電流Ｉｃが増加されると、両時間ｔｂ，ｔｃは共に短くなるが、その短くなる度合いは副電源の電圧の上昇時間ｔｃの方が大きい。したがって、上昇時間ｔｃが下降時間ｔｂより大きい場合には、充電電流Ｉｃを大きくすることにより副電源５０の電圧の上昇時間ｔｃと主電源１０の電圧の下降時間ｔｂとの差を縮めて最終的に収束させることができる。

ステップＳ６０の処理後、電源制御部４３ａは、プログラムをステップＳ５４に戻して、前述したステップＳ５３，Ｓ５４の処理を実行する。ステップＳ５３，Ｓ５４においては、前記ステップＳ６０の処理によって更新された充電電流Ｉｃを用いて、前記と同様にして副電源５０の電圧の上昇時間ｔｃおよび主電源１０の電圧の下降時間ｔｂを計算する。そして、ステップＳ５５にて、下降時間ｔｂと上昇時間ｔｃの時間差である絶対値|ｔｂ−ｔｃ|が、所定時間Δｔ以下であるか否かを再び判定する。絶対値|ｔｂ−ｔｃ|が、所定時間Δｔ以下でなければ、ステップＳ５７，Ｓ６０，Ｓ５３〜Ｓ５５の処理が再び実行される。このようなステップＳ５７，Ｓ６０，Ｓ５３〜Ｓ５５の繰り返し処理により、充電電流Ｉｃが増加されて、副電源５０の電圧の上昇時間ｔｃと主電源１０の電圧の下降時間ｔｂとの差が縮められる。そして、絶対値|ｔｂ−ｔｃ|が所定時間Δｔ以下となると、電源制御部４３ａは、ステップＳ５５にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述のように、ステップＳ５６にて現在の充電電流Ｉｃを目標充電電流Ｉｃ＊として設定する。

前述のようにして、目標充電電流Ｉｃ＊が設定されると、充電電流探索ルーチンの処理は終了する。そして、電源制御部４３ａは、図７のステップＳ４３にて、目標充電電流Ｉｃ＊に応じたデューティ比のパルス列信号を充放電用スイッチ回路６１に出力して、充放電用スイッチ回路６１をこのパルス列信号によりオン・オフ制御する。この場合、電源制御部４３ａは、電動パワーステアリング制御ユニット４３を構成するマイクロコンピュータ内のＲＯＭに設けたデューティ比テーブルを参照して、目標充電電流Ｉｃ＊に対応したデューティ比を決定する。このデューティ比は、図１６に示すように、目標充電電流Ｉｃ＊にほぼ比例する。これにより、主電源１０から副電源５０に充放電用スイッチ回路６１を介して前記デューティ比に比例した電流すなわち目標充電電流Ｉｃ＊が流れて、副電源５０が充電され始める。前記ステップＳ４３の処理後、電源制御部４３ａは、上記第１実施形態と同様に、副電源５０の電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0よりも大きくなるまでステップＳ２９，Ｓ３０の処理を繰り返し実行する。そして、電圧Ｅｃが副電源基準電圧Ｅc0よりも大きくなると、電源制御部４３ａは、ステップＳ３０にて「Ｙｅｓ」と判定して、上記第１実施形態と同様なステップＳ２７の処理により、電源リレー１５をオフ状態に切換えて、イグニッションオフプログラムの実行を終了する。これにより、主電源１０から副電源５０への充電も終了する。

以上説明したように、本発明の第２実施形態では、エンジンを停止して、主電源１０から副電源５０に充電する際、他の車載電気負荷Ｒに流れる電流を考慮して、初期主電源電圧Ｅb1が主電源基準電圧Ｅb0まで下降する下降時間ｔｂと、初期副電源電圧Ｅc1が副電源基準電圧Ｅc0まで上昇する上昇時間ｔｃとが同程度になるように充電電流を決定する（ステップＳ５３〜Ｓ６０）。このため、第２実施形態では、主電源１０と副電源５０のいずれか一方がエンジンを始動できるだけの電圧を確保している間に、副電源５０の充電を完了することができる。さらに、上記条件を満たした上で選択できる充電電流Ｉｃを可能な限り小さな電流とすることができ、主電源１０の劣化の防止をすることができる。

なお、上記第２実施形態において、充放電用スイッチ回路６１を目標充電電流Ｉｃ＊に応じたデューティ比のパルス列で充放電用スイッチ回路６１をオン・オフ制御して、副電源５０への充電電流Ｉｃの大きさを変化させて副電源５０への充電時間を変更制御するようにした。しかし、これに代えて、充放電ライン１０６に設けた抵抗４４を可変抵抗に換え、この可変抵抗の抵抗値を目標充電電流Ｉｃ＊に応じて変更することにより、副電源５０に対する充電電流の大きさを変化させて主電源１０から副電源５０への充電時間を変更制御するようにしてもよい。この場合、目標充電電流Ｉｃ＊が大きくなるに従って、可変抵抗を小さくするようにする。

また、上記第２実施形態では、主電源１０の放電電流Ｉｒ、主電源１０の電圧Ｅｂ、および副電源５０の電圧Ｅｃを用いて目標充電電流Ｉｃ＊を決定するようにした。しかし、これに代えて、主電源１０の電圧Ｅｂおよび副電源５０の電圧Ｅｃに関しては変動がないものとして扱い、主電源１０の放電電流Ｉｒすなわちヘッドライトなどの照明装置を含む他の車載電気負荷Ｒによって消費される電力のみを考慮して、目標充電電流Ｉｃ＊を決定して、この決定した目標充電電流Ｉｃ＊に応じて副電源５０への充電時間（充電速度）を変更制御するようにしてもよい。この場合、主電源１０の放電電流Ｉｒが大きくなるに従って、目標充電電流Ｉｃ＊が大きくなるようにして、副電源５０への充電時間が短くなる、すなわち充電速度が速くなるようにするとよい。

以上、本発明の車両の電源装置に係る第１および第２実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。

例えば、上記第１および第２実施形態においては、副電源５０として電動パワーステアリング制御回路４０に備えられたものを採用したが、車両に搭載される電気制御装置であるブレーキ装置、サスペンション装置などに副電源を設けて、この副電源を第１および第２実施形態の副電源５０の代わりに用いてもよい。また、副電源はエンジン制御回路専用に設けたものであってもよい。

また、例えば、上記第１および第２実施形態においては、副電源５０は主電源１０から直接供給される電力により充電されるようにした。しかし、これに代え、主電源１０と副電源５０を接続する電源ラインに昇圧回路を設けて、この昇圧回路によって高められた電力によって副電源５０を充電できるようにしてもよい。この場合、副電源５０は、昇圧回路の昇圧電圧相当の電圧を維持できるように複数の蓄電セルを直列に接続して構成する。

また、例えば、上記第１および第２実施形態においては、主電源１０として、大電流の充放電によって劣化し易い化学電池である鉛蓄電池を採用したが、この主電源１０を大電流で充放電し難い物理電池で構成してもよい。これとは反対に、上記第１および第２実施形態において採用した物理電池であるキャパシタ型の副電源５０を、前記化学電池で構成してもよい。

本発明の第１および第２実施形態に係る車両の電源装置を含む車両制御装置の全体概略図である。 図１に示したエンジン制御回路の構成図である。 図１に示した電動パワーステアリング制御回路の構成図である。 第１実施形態に係り、図３の電源制御部によって実行されるイグニッションオンプログラム（ＩＧオン）を示すフローチャートである。 第１実施形態に係り、図３の電源制御部によって実行されるイグニッションオフプログラム（ＩＧオフ）を示すフローチャートである。 第２実施形態に係り、図３の電源制御部によって実行されるイグニッションオンプログラム（ＩＧオン）を示すフローチャートである。 第２実施形態に係り、図３の電源制御部によって実行されるイグニッションオフプログラム（ＩＧオフ）を示すフローチャートである。 図７の充電電流探索ルーチンを詳細に示すフローチャートである。 副電源の充電特性を表したグラフである。 副電源の電圧の上昇時間を記憶した第１時間テーブルの内容を説明する説明図である。 電圧の上昇時間および下降時間を決定するために用いる線形補間法についての説明図である。 主電源の放電特性を表したグラフである。 主電源の電圧の下降時間を記憶した第２時間テーブルの内容を説明する説明図である。 (ａ)は主電源から副電源に充電する充電電流を小さくした場合における主電源の電圧の下降時間が長くなる状態を説明するための説明図であり、（ｂ）は主電源から副電源に充電する充電電流を小さくした場合における副電源の電圧の上昇時間が長くなる状態を説明するための説明図である。 (ａ)は主電源から副電源に充電する充電電流を大きくした場合における主電源の電圧の下降時間が短くなる状態を説明するための説明図であり、(ｂ)は主電源から副電源に充電する充電電流を大きくした場合における副電源の電圧の上昇時間が短くなる状態を説明するための説明図である。 目標充電電流とデューティ比との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０…主電源、１３…電圧センサ、１４…イグニッションスイッチ、２０…エンジン制御回路、２３…エンジン制御ユニット、２３ａ…エンジン制御部、２６ａ，２６ｂ…スイッチ回路、３０…ステアリング機構、４０…電動パワーステアリング制御回路、４３…電動パワーステアリング制御ユニット、４３ａ…電源制御部、４３ｂ…アシスト制御部、４５…電圧センサ、５０…副電源、６１…充放電用スイッチ回路、６２…電流センサ、Ｒ…車載電気負荷、Ｍ…電動モータ

Claims (6)

1. 複数の車載電気負荷に電力を供給する主電源と、前記主電源から供給される電力により充電される副電源と、エンジンの作動を制御するエンジン制御手段とを備えた車両の電源装置において、
   前記副電源の電圧を検出する副電源電圧検出手段と、
   イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切換えられたとき、前記副電源電圧検出手段により検出された副電源の電圧が所定の第１基準電圧よりも大きいことを条件に、エンジンを始動させるための電力を前記副電源から前記エンジン制御手段に供給し、前記副電源電圧検出手段により検出された副電源の電圧が前記第１基準電圧以下であることを条件に、エンジンを始動させるための電力を前記主電源から前記エンジン制御手段に供給する始動電源制御手段と
   を設けたことを特徴とする車両の電源装置。
2. 請求項１に記載した車両の電源装置において、さらに、
   イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切換えられたとき、前記副電源電圧検出手段により検出された副電源の電圧が所定の第２基準電圧以下であることを条件に、前記主電源から前記副電源に充電する充電制御手段
   を設けたことを特徴とする車両の電源装置。
3. 請求項２に記載した車両の電源装置において、さらに、
   前記主電源の電圧を検出する主電源電圧検出手段を設け、
   前記充電制御手段は、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切換えられたとき、前記主電源電圧検出手段により検出された主電源の電圧が所定の第３基準電圧よりも大きいことを条件に、前記エンジン制御手段に停止信号を出力してエンジンの作動を停止させて、前記主電源から前記副電源に充電し、前記主電源電圧検出手段により検出された主電源の電圧が前記第３基準電圧以下であることを条件に、前記主電源から前記副電源に充電して、前記副電源電圧検出手段により検出された副電源の電圧が所定の第４基準電圧となった後に、前記エンジン制御手段に停止信号を出力してエンジンの作動を停止させることを特徴とする車両の電源装置。
4. 請求項３に記載した車両の電源装置において、さらに、
   前記車載電気負荷に電力を供給するために前記主電源から放電される電流を検出する放電電流検出手段を設け、
   前記充電制御手段は、前記エンジンの作動を停止させて前記主電源から前記副電源に充電する際に、前記放電電流検出により検出された放電電流が大きくなるに従って、前記主電源から前記副電源への充電速度を速くする充電速度制御手段を含むことを特徴とする車両の電源装置。
5. 請求項３に記載した車両の電源装置において、さらに、
   前記車載電気負荷に電力を供給するために前記主電源から放電される電流を検出する放電電流検出手段を設け、
   前記充電制御手段は、前記エンジンの作動を停止させて前記主電源から前記副電源に充電する際に、前記副電源電圧検出手段により検出された副電源の電圧、前記主電源電圧検出手段により検出された主電源の電圧、および前記放電電流検出手段により検出された放電電流に基づいて、前記主電源の電圧が放電により低下してエンジンを始動できなくなる電圧に少なくとも達する前までに、前記副電源が前記主電源によりエンジンを始動させるために必要な電圧まで徐々に充電されるようにする充電速度制御手段を含むことを特徴とする車両の電源装置。
6. 前記主電源は鉛蓄電池であり、前記副電源はキャパシタ型であることを特徴とする請求項１ないし５のうちのいずれか１つに記載した電源装置。

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