JP2013128381A

JP2013128381A - 車両用電源装置

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Publication number: JP2013128381A
Application number: JP2011277551A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sato; 泰弘佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-19
Also published as: JP5699927B2

Abstract

【課題】車両に搭載された電気機器の電源として機能するキャパシタの交換頻度を抑制する。
【解決手段】車両用電源装置において、キャパシタは、液圧アクチュエータなどのバックアップ電源として機能する。充電制御回路は、キャパシタの充電を制御する。充電制御回路は、イグニッションスイッチがオンの間、シフトポジションがＰレンジのときは主電源装置からキャパシタの充電を禁止する。充電制御回路は、キャパシタの雰囲気温度が所定温度より高いと判定した場合、シフトポジションがＰレンジでない場合であってもキャパシタの充電を禁止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用電源装置に関し、特に、車両に搭載された電気部品の電源として機能するキャパシタを備えた車両用電源装置に関する。

車両には通常多くの電気機器が搭載されており、この電気機器に電力を安定して供給する必要性がますます高まっている。このため、主電源装置に異常が見られたときも安定して電気機器に電力を供給するため、キャパシタを補助電源として車両に搭載する場合がある。ここで、車両動作開始時にキャパシタを充電し、車両動作終了時にキャパシタを放電させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−３２２９８７号公報

キャパシタは、例えば高温環境におかれた時には性能劣化を生じやすいことが知られている。このため、上述の特許文献に記載される技術のように車両動作開始後に常時同様に充電すると性能劣化を早める可能性があり、キャパシタの交換頻度を高める必要が生じるおそれがある。

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両に搭載された電気機器の電源として機能するキャパシタの交換頻度を抑制することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用電源装置は、車両に搭載された電気機器の電源として機能するキャパシタと、前記キャパシタの充電を制御する充電制御部と、を備える。前記充電制御部は、車両が走行可能な走行準備状態において、車両が停車状態であることを示す停車状態信号を取得した場合に、前記停車状態信号を取得していない場合に比べて前記キャパシタの充電を制限する。この態様によれば、停車状態のようにキャパシタによる電源供給の必要性が低いときに充電を制限することができる。このため、充電によるキャパシタの性能劣化を抑制することができ、キャパシタの交換頻度を抑制できる。

前記充電制御部は、車両が走行可能な走行準備状態において、車両が停車状態であることを示す停車状態信号を取得した場合に、前記停車状態信号を取得していない場合に比べて前記キャパシタを充電するときの充電電圧を制限してもよい。この態様によれば、例えば充電電圧を通常よりも低電圧に抑えることにより、充電を完全に回避する場合に比べて車両走行開始時における満充電までの時間を短縮しつつ、キャパシタの充電による性能劣化を抑制することができる。

前記充電制御部は、前記キャパシタの雰囲気温度を検出する温度センサの検出結果を取得し、前記キャパシタの雰囲気温度が所定温度より高いと判定した場合、前記キャパシタの充電を制限してもよい。この態様によれば、キャパシタが性能劣化しやすい高温環境下での充電を制限できる。このため、これによってもキャパシタの充電による性能劣化を抑制することができる。

本発明によれば、車両に搭載された電気機器の電源として機能するキャパシタの交換頻度を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係るブレーキ制御装置を示す系統図である。ブレーキ制御装置およびその周辺の電気的構成を表す図である。第１の実施形態に係るキャパシタの充電制御の実行手順を詳細に示すフローチャートである。第２の実施形態に係るキャパシタの充電制御の実行手順を詳細に示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るブレーキ制御装置を示す系統図である。ブレーキ制御装置１０は、車両用の電子制御式ブレーキシステム（ＥＣＢ）を構成しており、車両に設けられた４つの車輪に付与される制動力を制御する。ブレーキ制御装置１０は、例えば、走行駆動源として電動モータと内燃機関とを備えるハイブリッド車両に搭載される。このようなハイブリッド車両においては、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに回生することによって車両を制動する回生制動と、ブレーキ制御装置１０による液圧制動とのそれぞれを車両の制動に用いることができる。本実施の形態に係るブレーキ制御装置１０が搭載される車両は、これらの回生制動と液圧制動とを併用して所望の制動力を発生させるブレーキ回生協調制御を実行することができる。

ブレーキペダル１２は、運転者による踏み込み操作に応じて作動液を送り出すマスタシリンダ１４に接続されている。ブレーキペダル１２には、その踏み込みストロークを検出するためのストロークセンサ４６が設けられている。

マスタシリンダ１４の第１出力ポート１４ａには、運転者によるブレーキペダル１２の踏力に応じたペダルストロークを創出するストロークシミュレータ２４が接続されている。マスタシリンダ１４とストロークシミュレータ２４とを接続する流路の中途には、シミュレータカット弁２３が設けられている。シミュレータカット弁２３は、通常時通電することにより開弁し、異常時等非通電時に閉弁する常閉型の電磁開閉弁である。また、マスタシリンダ１４には、作動液を貯留するためのリザーバタンク２６が接続されている。

マスタシリンダ１４の第１出力ポート１４ａには、右前輪用のブレーキ液圧制御管１６が接続されている。ブレーキ液圧制御管１６は、図示されない右前輪に対して制動力を付与する右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲに接続されている。また、マスタシリンダ１４の第２出力ポート１４ｂには、左前輪用のブレーキ液圧制御管１８が接続されている。ブレーキ液圧制御管１８は、図示されない左前輪に対して制動力を付与する左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬに接続されている。

右前輪用のブレーキ液圧制御管１６の中途には、右電磁開閉弁２２ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ液圧制御管１８の中途には、左電磁開閉弁２２ＦＬが設けられている。これらの右電磁開閉弁２２ＦＲおよび左電磁開閉弁２２ＦＬは、何れも、非通電時に開状態にあり、通電時に閉状態に切り換えられる常開型電磁弁である。なお、以下では適宜、右電磁開閉弁２２ＦＲ、左電磁開閉弁２２ＦＬを総称して、「電磁開閉弁２２」という。

また、右前輪用のブレーキ液圧制御管１６の中途には、右前輪側のマスタシリンダ圧を検出する右マスタ圧力センサ４８ＦＲが設けられており、左前輪用のブレーキ液圧制御管１８の途中には、左前輪側のマスタシリンダ圧を計測する左マスタ圧力センサ４８ＦＬが設けられている。ブレーキ制御装置１０では、運転者によってブレーキペダル１２が踏み込まれた際、ストロークセンサ４６によりその踏み込み操作量が検出されるが、これらの右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬによって検出されるマスタシリンダ圧からもブレーキペダル１２の踏み込み操作力（踏力）を求めることができる。このように、ストロークセンサ４６の故障を想定して、マスタシリンダ圧を２つの圧力センサ４８ＦＲおよび４８ＦＬによって監視することは、フェイルセーフの観点からみて好ましい。なお、以下では適宜、右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬを総称して、「マスタシリンダ圧センサ４８」という。

一方、リザーバタンク２６には、液圧給排管２８の一端が接続されており、この液圧給排管２８の他端には、モータ３２により駆動されるオイルポンプ３４の吸込口が接続されている。オイルポンプ３４の吐出口は、高圧管３０に接続されており、この高圧管３０には、液圧源の蓄圧部としてのアキュムレータ５０とリリーフバルブ５３とが接続されている。本実施の形態では、オイルポンプ３４として、モータ３２によってそれぞれ往復移動させられる２体以上のピストン（図示せず）を備えた往復動ポンプが採用される。また、アキュムレータ５０としては、作動液の圧力エネルギを窒素等の封入ガスの圧力エネルギに変換して蓄えるものが採用される。

アキュムレータ５０は、通常、オイルポンプ３４によって所定液圧範囲（例えば１４〜２１ＭＰａ程度）にまで昇圧された作動液を蓄える。また、リリーフバルブ５３の弁出口は、液圧給排管２８に接続されており、アキュムレータ５０における作動液の圧力が異常に高まって例えば２５ＭＰａ程度になると、リリーフバルブ５３が開弁し、高圧の作動液は液圧給排管２８へと戻される。さらに、高圧管３０には、アキュムレータ５０の出口圧力、すなわち、アキュムレータ５０における作動液の圧力を検出するアキュムレータ圧センサ５１（「液圧検出部」として機能する）が設けられている。

そして、高圧管３０は、増圧弁４０ＦＲ，４０ＦＬ，４０ＲＲ，４０ＲＬを介して右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ、左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬ、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲ、左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬに接続されている。以下、適宜、ホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬを総称して「ホイールシリンダ２０」といい、増圧弁４０ＦＲ〜４０ＲＬを総称して「増圧弁４０」という。増圧弁４０は、何れも、非通電時は閉じた状態にあり、必要に応じてホイールシリンダ２０の増圧に利用される常閉型の電磁弁（リニア弁）である。なお、図示しない車両の各車輪に対しては、ディスクブレーキユニットが設けられており、各ディスクブレーキユニットは、ホイールシリンダ２０の作用によってブレーキパッドをディスクに押し付けることで制動力を発生する。

また、右前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲと左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＬとは、それぞれ減圧弁４２ＦＲまたは４２ＦＬを介して液圧給排管２８に接続されている。減圧弁４２ＦＲおよび４２ＦＬは、必要に応じてホイールシリンダ２０ＦＲ，２０ＦＬの減圧に利用される常閉型の電磁弁（リニア弁）である。一方、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲと左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬとは、常開型の電磁弁である減圧弁４２ＲＲまたは４２ＲＬを介して液圧給排管２８に接続されている。以下、適宜、減圧弁４２ＦＲ〜４２ＲＬを総称して「減圧弁４２」という。

右前輪用、左前輪用、右後輪用および左後輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ〜２０ＲＬ付近には、それぞれ対応するホイールシリンダ２０に作用する作動液の圧力であるホイールシリンダ圧を検出するホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ、４４ＦＬ、４４ＲＲおよび４４ＲＬが設けられている。以下、適宜、ホイールシリンダ圧センサ４４ＦＲ〜４４ＲＬを総称して「ホイールシリンダ圧センサ４４」という。

上述の電磁開閉弁２２、増圧弁４０、減圧弁４２、モータ３２等は、ブレーキ制御装置１０の液圧アクチュエータ８０を構成する。そして、かかる液圧アクチュエータ８０は、ブレーキＥＣＵ２００によって制御される。

ブレーキＥＣＵ２００は、ホイールシリンダ２０におけるホイールシリンダ圧を制御する制御手段として機能する。ブレーキＥＣＵ２００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、エンジン停止時にも記憶内容を保持できるバックアップＲＡＭ等の不揮発性メモリ、入出力インターフェース、各種センサ等から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して取り込むためのＡ／Ｄコンバータ等を備える。

ブレーキＥＣＵ２００には、液圧アクチュエータ８０を構成する電磁開閉弁２２、シミュレータカット弁２３、増圧弁４０、減圧弁４２、モータ３２等が電気的に接続されている。また、ブレーキＥＣＵ２００は、上位のハイブリッドＥＣＵ（図示せず）などと通信可能である。

また、ブレーキＥＣＵ２００には、制御に用いるための信号を出力する各種センサ・スイッチ類が電気的に接続されている。すなわち、ブレーキＥＣＵ２００には、ホイールシリンダ圧センサ４４から、ホイールシリンダ２０におけるホイールシリンダ圧を示す信号が入力され、ストロークセンサ４６からブレーキペダル１２のペダルストロークを示す信号が入力され、マスタシリンダ圧センサ４８からマスタシリンダ圧を示す信号が入力され、アキュムレータ圧センサ５１からアキュムレータ圧を示す信号が入力される。

さらに、図示しないが、ブレーキＥＣＵ２００には、各車輪ごとに設置された車輪速センサから各車輪の車輪速度を示す信号が入力され、ヨーレートセンサからヨーレートを示す信号が入力され、Ｇセンサから車両の加速度を示す信号が入力され、舵角センサからステアリングホイールの操舵角を示す信号が入力されたりしている。

このように構成されるブレーキ制御装置１０では、ブレーキ回生協調制御を実行することができる。ブレーキ制御装置１０は制動要求を受けて制動を開始する。制動要求は、例えば運転者がブレーキペダル１２を操作した場合など、車両に制動力を付与すべきときに生起される。制動要求を受けてブレーキＥＣＵ２００は要求制動力を演算し、要求制動力から回生による制動力を減じることによりブレーキ制御装置１０により発生させるべき制動力である要求液圧制動力を算出する。ここで、回生による制動力の情報は、上位のハイブリッドＥＣＵ（図示せず）からブレーキＥＣＵ２００に供給される。ブレーキＥＣＵ２００は、算出した要求液圧制動力に基づいて各ホイールシリンダ２０の目標液圧を算出する。ブレーキＥＣＵ２００は、ホイールシリンダ圧が目標液圧となるように、フィードバック制御則により増圧弁４０や減圧弁４２に供給する制御電流の値を決定する。

その結果、ブレーキ制御装置１０においては、作動液がアキュムレータ５０から各増圧弁４０を介して各ホイールシリンダ２０に供給され、車輪に制動力が付与される。また、各ホイールシリンダ２０から作動液が減圧弁４２を介して必要に応じて排出され、車輪に付与される制動力が調整される。本実施の形態においては、アキュムレータ５０、増圧弁４０、減圧弁４２等を含んで、ブレーキペダル１２の操作から独立してホイールシリンダ２０の液圧を制御し得るホイールシリンダ圧制御系統が構成されている。ホイールシリンダ圧制御系統により、いわゆるブレーキバイワイヤ方式の制動力制御が行われる。

一方、このとき電磁開閉弁２２ＦＲおよび２２ＦＬは閉状態とされ、シミュレータカット弁２３は開状態とされる。よって、運転者によるブレーキペダル１２の踏込によりマスタシリンダ１４から送出された作動液は、シミュレータカット弁２３を通ってストロークシミュレータ２４に流入する。

また、アキュムレータ圧が予め設定された設定範囲の下限値以下であるときには、ブレーキＥＣＵ２００によりモータ３２に電流が供給され、オイルポンプ３４が駆動されてアキュムレータ圧が昇圧される。この昇圧によってアキュムレータ圧がその設定範囲に入りその上限値に達すると、モータ３２への給電が停止される。

図２は、ブレーキ制御装置およびその周辺の電気的構成を表す図である。ブレーキＥＣＵ２００には、適切な制動制御を実現するために車輪速センサ１０２、ヨーレートセンサ１０４、Ｇセンサ１０６、舵角センサ１０８、電圧検出センサ１０９、ストロークセンサ４６、マスタシリンダ圧センサ４８、ホイールシリンダ圧センサ４４、アキュムレータ圧センサ５１等が接続され、それぞれの出力信号が入力される。また、ブレーキＥＣＵ２００には、所定の通信ラインを介してハイブリッドＥＣＵ１００が接続されている。ブレーキＥＣＵ２００は、そのハイブリッドＥＣＵ１００から回生制動力等の情報を取得し、上述のように各ホイールシリンダ２０の目標液圧を算出する。そして、各ホイールシリンダ圧が目標液圧となるように、液圧アクチュエータ８０の増圧弁４０、減圧弁４２、電磁開閉弁２２、モータ３２等に制御電流を供給する。

ブレーキＥＣＵ２００には、また、電源装置１１０が接続されている。電源装置１１０は、主電源装置１１２と補助電源装置１１４とを含む。主電源装置１１２は、ブレーキ制御装置専用ではなく、エンジン制御装置など他の車載装置にも電力を供給可能な共通の電源装置として設けられている。一方、補助電源装置１１４は、ブレーキ制御装置専用の電源装置として設けられたものである。

主電源装置１１２は、主電源としての高圧バッテリ１１６および補機バッテリ１１８、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０、および図示しない制御回路等を含む。高圧バッテリ１１６は、出力電圧が例えば２８８Ｖのハイブリッド車両用のバッテリであり、通常の走行状態において車輪を駆動する図示しない電動モータに電力を供給する。高圧バッテリ１１６は、車両制動時に図示しないモータジェネレータによって回生された電力を蓄える。一方、補機バッテリ１１８は、出力電圧が例えば１２Ｖのバッテリであり、ブレーキＥＣＵ２００やハイブリッドＥＣＵ１００等の各種制御ユニット、液圧アクチュエータ８０、ヘッドランプ等の各種補機等に必要な起動電流や制御電流を供給する。高圧バッテリ１１６の出力電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０によって例えば１２Ｖに降圧され、補機バッテリ１１８の充電に供される。

補助電源装置１１４は、補助電源としてのキャパシタ１２２、監視回路１２４、切替回路１２６等を含む。補助電源装置１１４は、主電源装置１１２から供給された電気エネルギを蓄え、その電気エネルギをブレーキＥＣＵ２００を経由して液圧アクチュエータ８０に供給可能なものである。キャパシタ１２２は、コンデンサからなる複数のセルを含んで構成され、そのセルごとに充放電状態が制御されるものである。主電源装置１１２から供給された電流は定電流回路等を含む蓄電回路を経てキャパシタ１２２に供給される。なお、このようなキャパシタの構造および蓄電制御等は公知であるため、その詳細な説明については省略する。

監視回路１２４は、補機バッテリ１１８の出力電圧を監視し、その出力電圧が設定値以下となった場合に補機バッテリ１１８または高圧バッテリ１１６の失陥を判定する。切替回路１２６は、監視回路１２４によりそのバッテリの失陥が検出された場合に、補機バッテリ１１８に代えてキャパシタ１２２からブレーキＥＣＵ２００や液圧アクチュエータ８０等に電力が供給されるように切り替える。補機バッテリ１１８の出力電圧は、電圧検出部としての電圧検出センサ１０９によっても検出され、その検出情報がブレーキＥＣＵ２００に入力される。

なお、変形例においては、監視回路１２４および切替回路１２６をブレーキＥＣＵ２００内に実装してもよい。そして、ブレーキＥＣＵ２００が、補機バッテリ１１８の出力電圧を監視し、その電力の供給元を補機バッテリ１１８またはキャパシタ１２２に適宜切り替えるようにしてもよい。また、補機バッテリ１１８の出力電圧を検出する電圧検出センサ１０９を別途設けることなく、補機バッテリ１１８から供給される電圧値をブレーキＥＣＵ２００内にて監視するようにしてもよい。

ブレーキＥＣＵ２００には、イグニッションスイッチ１５０、シフトセンサ１５２、ストロークセンサ４６、温度センサ１５６、およびストップスイッチ１５８が接続されており、これらのスイッチやセンサから検出結果を取得する。イグニッションスイッチ１５０は、オンにされたときにエンジン（図示せず）が始動し、車両が走行可能な走行準備状態となる。なお、例えば、電気自動車などエンジンを始動させなくても車両が走行可能な走行準備状態（Ｒｅａｄｙ状態）にすることができる場合がある。このような場合は、Ｒｅａｄｙ状態にするＲｅａｄｙスイッチがオンにされたときに車両が走行可能な走行準備状態となる。

シフトセンサ１５２は、Ｐ（パーキング）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）、Ｒ（リバース）などのシフトポジションのいずれの位置にシフトレバーが位置しているかを検出する。ストップスイッチ１５８は、ブレーキペダル１２が踏み込み操作されたときにオンにされる。ストップスイッチ１５８の検出結果は、ブレーキランプ（図示せず）の点灯などに主として利用される。

温度センサ１５６は、キャパシタ１２２の周辺に配置され、温度センサ１５６周辺の雰囲気温度を検出する。なお、温度センサ１５６は他の個所に配置されていてもよい。ブレーキＥＣＵ２００は、キャパシタ１２２周辺以外の個所に温度センサ１５６が配置されていた場合においても、温度センサ１５６による検出結果がキャパシタ１２２周辺の雰囲気温度と同様とみなせる場合には、温度センサ１５６の検出結果をキャパシタ１２２周辺の雰囲気温度として利用してもよい。

補助電源装置１１４は、充電制御回路１２８を有する。充電制御回路１２８は、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電を制御する。具体的には、充電制御回路１２８は、主電源装置１１２とキャパシタ１２２との導通の遮断および遮断解除を切り替えることで、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電禁止および充電許可を切り替える。なお、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電を制御する充電制御部がブレーキＥＣＵ２００に設けられていてもよい。

充電制御回路１２８は、イグニッションスイッチ１５０による検出結果を、車両が走行可能状態であることを示すＲｅａｄｙ状態にあるか否かを示す信号としてブレーキＥＣＵ２００から取得する。また、充電制御回路１２８は、ストロークセンサ４６による検出結果をブレーキＥＣＵ２００から取得する。充電制御回路１２８は、ストップスイッチ１５８による検出結果をブレーキＥＣＵ２００から取得する。さらに、充電制御回路１２８は、温度センサ１５６による検出結果を、キャパシタ１２２周辺の雰囲気温度を示す信号としてブレーキＥＣＵ２００から取得する。

監視回路１２４は、高圧バッテリ１１６および補機バッテリ１１８だけでなく、キャパシタ１２２に失陥があるか否かも監視する。監視回路１２４は、キャパシタ１２２の出力電圧を監視し、その出力電圧が設定値以下となった場合にキャパシタ１２２に失陥があると判定する。監視回路１２４によるキャパシタ１２２の失陥存否の判定結果は充電制御回路１２８に入力される。

ブレーキ制御装置１０のような電子制御ブレーキは、車両の電源に失陥が生じると、制動力を適切に制御することが困難となるおそれがある。このため、電源に失陥が生じた場合に備え、ブレーキ制御装置１０にはバックアップ電源として補助電源装置１１４が設けられている。この１４４は、長期に亘って正常であることが前提とされる場合があり、このため、補助電源装置１１４は、長期に亘って劣化しないことが求められている。

これに対し、キャパシタ１２２は、長期に亘って正常であることが前提とされるため、イグニッションスイッチ１５０がオフにされたときには、蓄積した電荷をすべて放電する必要がある。また、イグニッションスイッチ１５０をオンにした直後の電源失陥に備え、急速充電が必要となる場合も考えられる。このため、第１の実施形態では、補助電源装置１１４に、電気２重層キャパシタであるキャパシタ１２２を用いている。

一方、補助電源装置１１４に、電気２重層キャパシタであるキャパシタ１２２を用いた場合、高温環境下では劣化しやすいなどの課題が生じる。このため、主電源装置１１２のバックアップ電源としての機能低下を抑制しつつ通常使用範囲内でのキャパシタ１２２の劣化を抑制する、新たな技術の開発が求められていた。

そこで、第１の実施形態では、充電制御回路１２８は、イグニッションスイッチ１５０がオンにされている間に車両が停車状態であることを示す停車状態信号を取得した場合、停車状態信号を取得していない場合に比べてキャパシタ１２２の充電を制限する。これにより、停車状態のようにキャパシタ１２２による電源供給の必要性が低いときに充電を制限することができる。このため、充電による性能劣化を抑制することができる。以下、フローチャートに関連してキャパシタ１２２の充電制御の実行手順について詳細に説明する。

図３は、第１の実施形態に係るキャパシタ１２２の充電制御の実行手順を詳細に示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。

充電制御回路１２８は、監視回路１２４による検出結果に基づいてキャパシタ１２２は正常か否かを判定する（Ｓ１０）。キャパシタ１２２に異常があると判定した場合（Ｓ１０のＮ）、充電制御回路１２８は、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電を禁止する（Ｓ２４）。このとき、車両室内の警告ランプも点灯する。これにより、補助電源装置１１４に失陥が生じたことを運転者に報知することができる。なお、車両室内に設けられたスピーカから音声によって補助電源装置１１４に失陥が生じたことを運転者に報知するなど、他の報知手段により報知してもよい。

キャパシタ１２２が正常と判定した場合（Ｓ１０のＹ）、充電制御回路１２８は、イグニッションスイッチ１５０がオンか否かを判定する（Ｓ１２）。イグニッションスイッチ１５０がオンの場合（Ｓ１２のＹ）、充電制御回路１２８は、シフトセンサ１５２の検出結果に基づいて、シフトポジションがＰレンジか否かを判定する（Ｓ１４）。シフトシフトポジションがＰレンジでない場合（Ｓ１４のＹ）、運転者による走行意志があると考えられるため、充電制御回路１２８は、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電を許可する（Ｓ１６）。

イグニッションスイッチ１５０はオフの場合（Ｓ１２のＮ）、充電制御回路１２８は、車輪速センサ１０２の検出結果に基づいて、車速が車両停止中の判定される所定速度Ｖ１以上か否かを判定する（Ｓ１８）。第１の実施形態では、所定速度Ｖ１は３ｋｍ／ｈに設定されている。なお、所定速度Ｖ１がこの速度に限られないことは勿論である。

イグニッションスイッチ１５０がオフであり、車速も所定速度Ｖ１未満のため車両停止中と考えられる場合（Ｓ１８のＮ）、運転者による走行意志がないと考えられるため、充電制御回路１２８は、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電を禁止する（Ｓ２４）。一方、イグニッションスイッチ１５０がオフであっても、車速が所定速度Ｖ１以上の場合（Ｓ１８のＹ）、ブレーキ制御装置１０による制動力を必要とする場合があるため、充電制御回路１２８は、充電禁止を回避し、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電を許可する（Ｓ１６）。

ここで、運転者によりブレーキペダル１２が踏み込まれている状態で、補助電源装置１１４から電力を供給するバックアップモードが不可になると、ブレーキペダル１２が戻される「ペダル戻り」が発生し、運転者に違和感を与える可能性がある。このため、シフトポジションがＰレンジの場合（Ｓ１４のＮ）、充電制御回路１２８は、車両が停車状態と判定し、ブレーキペダル１２は踏まれているか否かを判定する（Ｓ２０）。ブレーキペダル１２が踏み込まれている場合（Ｓ２０のＹ）、ペダル戻りを回避するため、充電制御回路１２８は、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電を許可する（Ｓ１６）。

ブレーキペダル１２は踏み込まれていない場合（Ｓ２０のＮ）、温度センサ１５６の検出結果に基づいて、充電制御回路１２８は、キャパシタ１２２の環境温度が所定温度Ｔ１以上か否かを判定する（Ｓ２２）。第１の実施形態では、所定温度Ｔ１は、想定雰囲気温度である６５℃に設定されている。なお、所定温度Ｔ１がこの温度に限定されないことは勿論である。

キャパシタ１２２は高温環境下では劣化しやすいため、キャパシタ１２２の環境温度が所定温度Ｔ１以上の場合（Ｓ２２のＹ）、充電制御回路１２８は、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電を禁止する（Ｓ２４）。このように、充電制御回路１２８は、キャパシタ１２２の雰囲気温度が所定温度Ｔ１より高いと判定した場合、ブレーキペダル１２が踏み込まれておらず、ペダル戻りが生じない場合であっても、キャパシタ１２２の充電を禁止する。これにより、高温によるキャパシタ１２２の劣化を抑制できる。キャパシタ１２２の環境温度が所定温度Ｔ１未満の場合（Ｓ２２のＮ）、充電制御回路１２８は、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電を許可する（Ｓ１６）。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係るキャパシタ１２２の充電制御の実行手順を詳細に示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。なお、特に言及しない限り、ブレーキ制御装置１０の構成および動作は第１の実施形態と同様である。以下、図３と同様の処理については、同一のステップ番号を付して説明を省略する。

発明者による研究開発の結果、主電源装置１１２からキャパシタ１２２へ充電するときの充電電圧を通常よりも低下させることで、キャパシタ１２２の劣化が抑制できることが判明した。このため、第２の実施形態では、運転者に走行意志がないと考えられる場合、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電電圧を通常よりも低下させる充電制限モードを設けている。

具体的には、シフトポジションがＰレンジの場合（Ｓ１４のＮ）、充電制御回路１２８は、ストップスイッチ１５８がオンか否かを判定する（Ｓ４０）。シフトポジションがＰレンジであってもストップスイッチ１５８がオンの場合（Ｓ４０のＹ）、運転者によりシフトチェンジされる可能性があるため、充電制御回路１２８は、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電を許可する（Ｓ１６）。

一方、発明者による研究開発の結果、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電を禁止した場合に比べ、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電電圧を低下させて充電を制限したときの方が、補助電源装置１１４によって電力供給するバックアップモードへの移行が可能な状態になるまでの時間が大幅に短縮できることが確認された。さらに、車両が走行を開始した直後は車速も低いため、キャパシタ１２２が満充電されていなくても車両を適切に停車させることができる。このため、シフトポジションがＰレンジであり且つストップスイッチ１５８がオフとなっている場合（Ｓ４０のＮ）、イグニッションスイッチ１５０をオンにしたまま運転者が運転席を離れているなど、車両が停車している状態が継続する可能性が高いため、充電制御回路１２８は、主電源装置１１２からキャパシタ１２２への充電を制限する（Ｓ４２）。

このように、充電制御回路１２８は、イグニッションスイッチ１５０がオンとなっている走行準備状態において、シフトポジションがＰレンジにあることを示す信号を取得した場合、車両が停車状態であることを示す停車状態信号を取得したとして、シフトポジションがＰレンジ以外にある場合に比べてキャパシタ１２２を充電するときの充電電圧を制限する。これにより、補助電源装置１１４による電力供給機能の低下を回避しつつ、補助電源装置１１４の充電時間の長期化を回避することができる。

本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。

１０ブレーキ制御装置、１２ブレーキペダル、４６ストロークセンサ、８０液圧アクチュエータ、１０２車輪速センサ、１０９電圧検出センサ、１１０電源装置、１１２主電源装置、１１４補助電源装置、１１６高圧バッテリ、１１８補機バッテリ、１２０ＤＣ／ＤＣコンバータ、１２２キャパシタ、１２４監視回路、１２６切替回路、１２８充電制御回路、１５０イグニッションスイッチ、１５２シフトセンサ、１５４ストロークセンサ、１５６温度センサ、１５８ストップスイッチ、２００ブレーキＥＣＵ。

Claims

車両に搭載された電気機器の電源として機能するキャパシタと、
前記キャパシタの充電を制御する充電制御部と、
を備え、
前記充電制御部は、車両が走行可能な走行準備状態において、車両が停車状態であることを示す停車状態信号を取得した場合に、前記停車状態信号を取得していない場合に比べて前記キャパシタの充電を制限することを特徴とする車両用電源装置。
前記充電制御部は、車両が走行可能な走行準備状態において、車両が停車状態であることを示す停車状態信号を取得した場合に、前記停車状態信号を取得していない場合に比べて前記キャパシタを充電するときの充電電圧を制限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。
前記充電制御部は、前記キャパシタの雰囲気温度を検出する温度センサの検出結果を取得し、前記キャパシタの雰囲気温度が所定温度より高いと判定した場合、前記キャパシタの充電を制限することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用電源装置。