JP2014234000A

JP2014234000A - 車両電源装置

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Publication number: JP2014234000A
Application number: JP2013114941A
Authority: JP
Inventors: 博一谷内; Hiroichi Yanai
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2014-12-15
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: JP6205851B2

Abstract

【課題】ＡＣＣ電源およびＩＧ電源の２つの電源系統を分離しながらエンジン再始動時の機器のリセットを防止すること。【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、ＡＣＣ電源およびＩＧ電源が供給される入力部４２と、２つの昇圧回路４０２１，４０２２と、４つのリレー４０４１〜４０４４と、制御回路４０６とが、単一の筐体内に設けられている。制御回路４０６は、車両の走行状態に基づいて第１リレー４０４１および第２リレー４０４２をオンオフするとともに、入力部４２への入力に基づいて第３リレー４０４３および第４リレー４０４４をオンオフする。２つの昇圧回路４０２１，４０２２で昇圧された電流は、それぞれＡＣＣ電源の供給を受けて起動する第１電装機器３０Ａと、ＩＧ電源の供給を受けて起動する第２電装機器３０Ｂとに供給される。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載された車載電装機器に電力を供給する車両電源装置に関する。

従来、車両のエンジン始動時には、セルモータに大量の電流が流れるため、バッテリの出力電圧が急激に低下することが知られている。この時、バッテリに接続しているＥＣＵ（ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）等の車載電装機器に十分な電力が供給されず、リセットによる再始動や制御の遅れが発生する。これにより、たとえば車載電装機器がカーナビゲーション装置やカーオーディオ装置の場合には、画面の再始動や音切れ等が発生し、ユーザに煩わしさを感じさせる原因となっている。

特に、アイドリングストップ機能を有する車両（以下、アイドリングストップ車という）では、走行中もエンジンの停止および再始動が繰り返されるので、上記のような車載機器のリセットが頻繁に生じる。このため、アイドリングストップ車では、ＤＣ／ＤＣコンバータ、キャパシタ、電池などによって構成される電源補助装置を用いて、エンジン再始動時の車載電装機器のリセット防止を図っている（たとえば、下記特許文献１参照）。

ここで、通常のガソリン車では、カーオーディオ装置やカーナビゲーション装置などのエンターテイメント系電装機器を代表とする電装機器は、作業機会が多いと予想されるため、車両制御に関わる電装機器と電源系を分離して、作業時におけるトラブルを回避するようにしている。すなわち、エンターテイメント系電装機器はアクセサリ電源（ＡＣＣ電源）、車両制御用電装機器はイグニション電源（ＩＧ電源）がそれぞれ供給される。
このような電源構成は、アイドリングストップ車でも踏襲されるため、電源補助装置もＡＣＣ電源およびＩＧ電源の２系統を分離できるように構成する必要がある。

図５は、従来技術にかかる電源補助装置の構成の一例を示す説明図である。図５Ａは、２個の電源補助装置を備え、それぞれの電源系統に対して電源補助装置を１つずつ設けるように構成されている。また、図５Ｂは、１個の電源補助装置内に２つの昇圧回路を設け、２つの電源系統を分離できるように構成されている。

より詳細には、図５Ａでは、バッテリ５２０とエンターテイメント系電装機器５３０Ａとの間に電源補助装置である第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５４０Ａが、バッテリ５２０と車両制御用電装機器５３０Ｂとの間に第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５４０Ｂが、それぞれ設けられている。エンターテイメント系電装機器５３０Ａには、常時電源（＋Ｂ）とＡＣＣ電源が供給される。また、車両制御用電装機器５３０Ｂには、常時電源（＋Ｂ）とＩＧ電源が供給される。

各ＤＣ／ＤＣコンバータ５４０Ａ，５４０Ｂは、昇圧回路５４０２、リレー５４０４Ａ，５４０４Ｂ、制御回路５４０６によって構成されている。また、各ＤＣ／ＤＣコンバータ５４０Ａ，５４０Ｂの制御回路５４０６には、車両ＥＣＵ５５０が接続されている。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５４０Ａの制御回路５４０６はＡＣＣ電源が入力されると、リレー５４０４Ｂをオンしてエンターテイメント系電装機器５３０ＡへＡＣＣ電源の供給を開始し、エンターテイメント系電装機器５３０Ａを起動させる。また、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ５４０Ｂの制御回路５４０６はＩＧ電源が入力されると、リレー５４０４Ｂをオンして車両制御用電装機器５３０ＢへＩＧ電源の供給を開始し、車両制御用電装機器５３０Ｂを起動させる。

また、図５Ｂでは、バッテリ５２０とエンターテイメント系電装機器５３０Ａおよび車両制御用電装機器５３０Ｂとの間に１つのＤＣ／ＤＣコンバータ５４０が設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ５４０は、第１昇圧回路５４０２Ａ、第２昇圧回路５４０２Ｂ、リレー５４０４Ａ，５４０４Ｂ，５４０４Ｃ、制御回路５４０６によって構成されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４０の制御回路５４０６には、車両ＥＣＵ５５０が接続されている。制御回路５４０６にはＩＧ電源の入力端子が設けられ、ＩＧ電源の供給が開始されると、リレー５４０４Ｃをオンして車両制御用電装機器５３０ＢへのＩＧ電源の供給を開始し、車両制御用電装機器５３０Ｂを起動させる。一方、ＡＣＣ電源の供給経路はＤＣ／ＤＣコンバータ５４０の外側に配置され、昇圧がおこなわれずにエンターテイメント系電装機器５３０Ａに供給される。

特開２０１１−１６２０６５号公報

図５Ａに示したように、ＤＣ／ＤＣコンバータを２つ設けてＡＣＣ電源およびＩＧ電源の２つの電源系統を分離する構成では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２つ分の回路素子やハーネス、ブラケットなどの部品が必要となり、コストが増大するという問題点がある。また、２つのＤＣ／ＤＣコンバータを設置するので、設置スペースが増大してしまうという問題点がある。

また、図５Ｂに示したような構成では、ＡＣＣ電源の配線をＤＣ／ＤＣコンバータの外側に配置する、すなわちＡＣＣ電源からの電流は昇圧されないので、ＡＣＣ電源を用いて稼働するエンターテイメント系電装機器は、エンジンの始動時にリセットが生じるという懸念がある。つまり、アイドリングストップからのエンジン再始動時においてもリセットが生じてしまう懸念があった。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ＡＣＣ電源およびＩＧ電源の２つの電源系統を分離しながらエンジン再始動時の電装機器のリセットを防止し、かつコストや設置スペースを増大させることのない車両電源装置を提供することを目的とする。

上述した問題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる車両電源装置は、車両に搭載されたエンジン始動用モータに電力を供給して作動させるとともに、前記エンジン始動用モータ以外の車載電装機器群に電力を供給するバッテリと、前記バッテリから前記車載電装機器群へと供給される電流を昇圧する電力補助装置と、を備える車両電源装置であって、前記車載電装機器群は、前記バッテリからアクセサリ電源の供給を受けて起動する第１電装機器と、前記バッテリからイグニション電源の供給を受けて起動する第２電装機器とであり、前記電力補助装置は、前記車両のイグニション操作部の操作に連動して前記アクセサリ電源および前記イグニション電源が供給される入力部と、前記バッテリの常時電源を用いて前記第１電装機器に供給する電流を昇圧する第１昇圧回路と、前記バッテリの前記常時電源を用いて前記第２電装機器に供給する電流を昇圧する第２昇圧回路と、前記バッテリと前記第１電装機器とに対して前記第１昇圧回路と並列に接続され、前記第１昇圧回路を経由して前記第１電装機器に電流を供給する第１昇圧経路と、前記第１昇圧回路を経由せずに前記第１電装機器に電流を供給する第１非昇圧経路とを切り替える第１リレーと、前記バッテリと前記第２電装機器とに対して前記第２昇圧回路と並列に接続され、前記第２昇圧回路を経由して前記第２電装機器に電流を供給する第２昇圧経路と、前記第２昇圧回路を経由せずに前記第２電装機器に電流を供給する第２非昇圧経路とを切り替える第２リレーと、前記第１昇圧回路と前記第１電装機器のアクセサリ電源用端子との間に設けられた第３リレーと、前記第２昇圧回路と前記第２電装機器のイグニション電源用端子とのとの間に設けられた第４リレーと、前記車両の走行状態に基づいて前記第１リレーおよび前記第２リレーをオンオフするとともに、前記入力部への入力に基づいて前記第３リレーおよび前記第４リレーをオンオフする制御回路と、を備える、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかる車両電源装置は、前記制御回路は、前記エンジン始動用モータの稼働時は前記第１リレーおよび前記第２リレーをオフするとともに、前記アクセサリ電源の供給が開始されると前記第３リレーをオンにして前記第１昇圧回路で昇圧された前記電流を前記アクセサリ電源用端子に供給して前記第１電装機器を起動させ、前記イグニション電源が供給されると前記第４リレーをオンにして前記第２昇圧回路で昇圧された前記電流を前記イグニション電源用端子に供給して前記第２電装機器を起動させる、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる車両電源装置は、前記車両はアイドリングストップ機能を有し、前記制御回路は、前記エンジン始動用モータの稼働時は前記第１リレーおよび前記第２リレーをオフ、前記第３リレーおよび前記第４リレーをオンにして前記第１昇圧経路および前記第２昇圧経路を介して前記第１電装機器および前記第２電装機器に電力を供給し、前記エンジン始動用モータの稼働時以外は前記第１リレー、前記第２リレー、前記第３リレーおよび前記第４リレーをオンにして前記第１非昇圧経路および前記第２非昇圧経路を介して前記第１電装機器および前記第２電装機器に電力を供給する、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかる車両電源装置は、前記制御回路は、前記入力部に前記アクセサリ電源または前記イグニション電源の供給が開始されたことを検知して前記電源補助装置を起動させる、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかる車両電源装置は、前記第１電装機器は、エンターテイメント系電装機器であり、前記第２電装機器は、前記車両の制御用電装機器である、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、単一の筐体内に２つの昇圧回路および４つのリレーを設け、車両の走行状態に基づいて第１リレーおよび第２リレーをオンオフするとともに、アクセサリ電源およびイグニション電源の入力状態に基づいて第３リレーおよび第４リレーをオンオフすることにより、第１電装機器および第２電装機器に電力を供給する。これにより、アクセサリ電源およびイグニション電源の２つの電源系統を分離しながらエンジン再始動時の電装機器のリセットを防止することができる。また、電源補助装置を電源系統ごとに２つ設ける場合と比較して、コストや設置スペースを低減させることができる。
請求項２の発明によれば、アクセサリ電源の供給が開始されると第３リレーをオンにして第１昇圧回路で昇圧された電力をアクセサリ電源用端子に供給して第１電装機器を起動させ、イグニション電源が供給されると第４リレーをオンにして第２昇圧回路で昇圧された電力をイグニション電源用端子に供給して第２電装機器を起動させる。これにより、イグニション操作部への操作に連動して第１電装機器および第２電装機器が起動されることになり、ユーザに違和感を覚えさせることなく電装機器を起動させることができる。
請求項３の発明によれば、車両の走行中は非昇圧経路を介して第１電装機器および第２電装機器に電力を供給し、車両のアイドリングストップ後のエンジン再始動中は昇圧経路を介して第１電装機器および第２電装機器に電力を供給する。これにより、エンジン再始動時のバッテリの出力電圧低下による電装機器のリセットを防止することができる。
請求項４の発明によれば、アクセサリ電源またはイグニション電源の供給が開始されたことを検知して電源補助装置を起動させるので、アクセサリ電源またはイグニション電源のいずれか一方のみを起動のトリガーとする場合と比較して、車両レイアウトの自由度を向上させることができる。
請求項５の発明によれば、第１電装機器はエンターテイメント系電装機器であり、第２電装機器は車両の制御用電装機器であるので、作業機会が多いと予想されるエンターテイメント系電装機器と、配線や設定等を誤って変更するのを避けるべき車両制御に関わる電装との電源系統を分離することができる。

実施の形態１にかかる車両電源装置１０の構成を示す説明図である。制御回路４０６の機能的構成を示すブロック図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の起動ロジックを示す説明図である。車両電源装置１０の各構成部の状態を示すタイムチャートである。従来技術にかかる電源補助装置の構成の一例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる車両電源装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる車両電源装置１０の構成を示す説明図である。車両電源装置１０は、バッテリ２０から車載電装機器群３０へと電源を供給する装置であり、本実施の形態ではアイドリングストップ車（以下、単に「車両」という）に搭載されている。

バッテリ２０は、車両に搭載された１２Ｖバッテリである。より詳細には、バッテリ２０は、車両に搭載されたエンジン始動用モータ（セルモータ）５０に電力を供給して作動させるとともに、セルモータ（エンジン始動用モータ）５０以外の車載電装機器群３０に電力を供給する。
バッテリ２０には、ヒューズボックス２２が接続されており、ヒューズボックス２２からは、常時電源（＋Ｂ）、アクセサリ電源（ＡＣＣ電源）、イグニション電源（ＩＧ電源）などが取り出し可能である。ＡＣＣ電源およびＩＧ電源は、イグニション操作部５４の操作状況に基づいてスイッチ５６Ａ，５６Ｂをオンオフすることによって供給の有無が切り替えられる。

セルモータ５０はエンジン始動用のモータであり、ＥＣＵ６０の制御によって回転し、エンジン（図示なし）の初期的な回転を発生させ、その回転をもとに、エンジンが燃焼による自力での回転を開始する。より詳細には、ＥＣＵ６０がスイッチ５２の開閉を制御することにより、セルモータ５０への電力供給がオンオフされ、セルモータ５０が回転および停止する。

ここで、バッテリ２０がセルモータ５０に電力を供給する際、すなわち車両のエンジンを始動する際には、バッテリ２０からセルモータ５０に対して瞬間的に大量の電力が供給されて、バッテリ２０の出力電圧が大幅に低下する。このため、セルモータ５０以外の他の車載電装機器群３０に対する電力供給量が不足し、車載電装機器群３０のリセットや動作遅れ等が発生することになる。車両電源装置１０が搭載された車両はアイドリングストップ車であるため、走行中もエンジンの再始動（セルモータ５０の稼働）が頻繁におこなわれる。
そこで、本実施の形態では、車載電装機器群３０である第１電装機器３０Ａおよび第２電装機器を、電力補助装置であるＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介してバッテリ２０と接続し、エンジン始動時にリセット等が生じないようにしている。

車載電装機器群３０は、車両に搭載された車載電装装置である。車載電装機器群３０は、主にカーオーディオ装置やカーナビゲーション装置などのエンターテイメント系電装機器である第１電装機器３０Ａと、車両の制御系電装機器である第２電装機器３０Ｂとに分けられる。第２電装機器３０Ｂは、車両の自動制動制御機能であるＡＢＳやＡＳＣ、ＣＶＴなどに関する処理をおこなうマイコンや自動制動制御時に動作するアクチュエータ装置など、自動制動制御機能の動作に必要な電装機器を含む。なお、第１電装機器３０Ａおよび第２電装機器３０Ｂに分類される電装機器は上記の分類に限らず、ＡＣＣ電源が供給される電装機器を第１電装機器３０Ａ、ＩＧ電源が供給される電装機器を第２電装機器３０Ｂとすればよい。

第１電装機器３０Ａには、常時電源（＋Ｂ）およびＡＣＣ電源が供給される。すなわち、第１電装機器３０Ａには、常時電源（＋Ｂ）が入力される＋Ｂ端子３０２とＡＣＣ電源が入力されるＡＣＣ端子３０４とが設けられている。また、第２電装機器３０Ｂには、常時電源（＋Ｂ）およびＩＧ電源が供給される。すなわち、第２電装機器３０Ｂには、常時電源（＋Ｂ）が入力される＋Ｂ端子３０６とＩＧ電源が入力されるＩＧ端子３０８とが設けられている。

各電装機器において、常時電源（＋Ｂ）は電装機器の非稼働中も常時供給され、タイマーやメモリの保持等に用いられる。また、常時電源（＋Ｂ）は電装機器の稼働中には主電源として用いられる。一方、ＡＣＣ電源およびＩＧ電源は、各電装機器３０の起動用に用いられる。そして、第１電装機器３０Ａ、第２電装機器３０Ｂは、それぞれＡＣＣ電源、ＩＧ電源の入力により起動され、ＡＣＣ電源、ＩＧ電源がオフされると作動が停止される。なお、第１電装機器３０Ａおよび第２電装機器３０Ｂに、車両内のすべての電装機器が含まれている必要はなく、エンジン再始動時にリセット等が生じることが許容できる電装機器はＤＣ／ＤＣコンバータ４０に接続しなくてもよい。

電力補助装置であるＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、バッテリ２０と電装機器群３０との間に設けられ、バッテリ２０から電装機器群３０へと供給される電流を昇圧する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、第１昇圧回路４０２１と、第２昇圧回路４０２２と、バッテリ２０と第１電装機器３０Ａとに対して第１昇圧回路４０２１と並列に接続された第１リレー４０４１と、バッテリ２０と第２電装機器３０Ｂとに対して第２昇圧回路４０２２と並列に接続された第２リレー４０４２と、第１昇圧回路４０２１と第１電装機器３０Ａとの間に設けられた第３リレー４０４３と、第２昇圧回路４０２２と第２電装機器３０Ｂとの間に設けられた第４リレー４０４４と、制御回路４０６と、を備える。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０には、車両のイグニション操作部（図示なし）の操作に連動してＡＣＣ電源およびＩＧ電源が供給される入力部４２が設けられている。これらＤＣ／ＤＣコンバータ４０の各構成部は単一の筐体（図示なし）に収容されている。

各昇圧回路４０２１，４０２２は、たとえば周知の昇圧回路であり、コイル、ダイオード、トランジスタ、コンデンサからなり、入力された電流を所望の目標電圧（昇圧電圧）へと昇圧する。昇圧電圧は、通常、第１電装機器３０Ａと第２電装機器３０Ｂを正常に作動させるために必要な作動電圧（または、第１電装機器３０Ａと第２電装機器３０Ｂのリセット電圧）以上、ここでは、バッテリ２０のバッテリ電圧（例えば、本実施の形態では１２Ｖ）とする。

第１昇圧回路４０２１より第１電装機器３０Ａ側の配線（第１昇圧回路４０２１で昇圧された電力の流路）は２つに分岐されており（配線３１１，３１２）、一方の配線３１１が第１電装機器３０Ａの＋Ｂ端子３０２に、他方の配線３１２が第１電装機器３０ＡのＡＣＣ端子３０４に、それぞれ接続される。このうちＡＣＣ端子３０４に接続される配線３１２上には、後述する第３リレー４０４３が設けられている。

また、第２昇圧回路４０２２より第２電装機器３０Ｂ側の配線（第２昇圧回路４０２２で昇圧された電力の流路）は２つに分岐されており（配線３２１，３２２）、一方の配線３２１が第２電装機器３０Ｂの＋Ｂ端子３０６に、他方の配線３２２が第２電装機器３０ＢのＩＧ端子３０８に、それぞれ接続される。このうちＩＧ端子３０８に接続される配線３２２上には、後述する第４リレー４０４４が設けられている。

第１リレー４０４１は、バッテリ２０の常時電源（＋Ｂ）と第１電装機器３０Ａとに対して第１昇圧回路４０２１と並列に接続され、第１昇圧回路４０２１を経由せずにバッテリ２０から第１電装機器３０Ａへと電流を供給する第１非昇圧経路と、第１昇圧回路４０２１を経由してバッテリ２０から第１電装機器３０Ａへと電流を供給する第１昇圧経路とを切り替える。

第１リレー４０４１がオンにされると、バッテリ２０から第１電装機器３０Ａへと第１昇圧回路４０２１を経由せずに電流が供給される。すなわち、車両が通常走行中であり、バッテリ２０の出力電圧の低下が生じない間は第１リレー４０４１はオンにされ、そのときのバッテリ２０の出力電圧と同電圧で電流が供給される。一方、第１リレー４０４１がオフにされると、バッテリ２０から第１電装機器３０Ａへと第１昇圧回路４０２１を経由して電流が供給される。すなわち、アイドリングストップ中に車両のエンジンが再始動され、バッテリ２０の出力電圧の低下が生じる間は第１リレー４０４１はオフにされ、一時的に低下したバッテリ２０の出力電圧より高い電圧（バッテリ電圧と同電圧である１２Ｖ）に昇圧された電流が供給される。

第２リレー４０４２は、バッテリ２０の常時電源（＋Ｂ）と第２電装機器３０Ｂとに対して第２昇圧回路４０２２と並列に接続され、第２昇圧回路４０２２を経由せずにバッテリ２０から第２電装機器３０Ｂへと電流を供給する第２非昇圧経路と、第２昇圧回路４０２２を経由してバッテリ２０から第２電装機器３０Ｂへと電流を供給する第２昇圧経路とを切り替える。

第２リレー４０４２がオンにされると、バッテリ２０から第２電装機器３０Ｂへと第２昇圧回路４０２２を経由せずに電流が供給される。すなわち、車両が通常走行中であり、バッテリ２０の出力電圧の低下が生じない間は第２リレー４０４２はオンにされ、バッテリ２０の出力電圧と同電圧で電流が供給される。一方、第２リレー４０４２がオフにされると、バッテリ２０から第２電装機器３０Ｂへと第２昇圧回路４０２２を経由して電流が供給される。すなわち、アイドリングストップ中に車両のエンジンが再始動され、バッテリ２０の出力電圧の低下が生じる間は第２リレー４０４２はオフにされ、一時的に低下したバッテリ２０の出力電圧より高い電圧（バッテリ電圧と同電圧である１２Ｖ）に昇圧された電流が供給される。

第３リレー４０４３は、第１昇圧回路４０２１で昇圧された電流の流路のうち、第１電装機器３０ＡのＡＣＣ端子３０４に接続される配線３１２上に設けられている。第３リレー４０４３がオンにされることにより、第１電装機器３０ＡにＡＣＣ電源が供給される。また、第３リレー４０４３がオフされている間は、第１電装機器３０ＡにＡＣＣ電源が供給されない。

第４リレー４０４４は、第２昇圧回路４０２２で昇圧された電流の流路のうち、第２電装機器３０ＢのＩＧ端子３０８に接続される配線３２２上に設けられている。第４リレー４０４４がオンにされることにより、第２電装機器３０ＢにＩＧ電源が供給される。また、第４リレー４０４４がオフされている間は、第２電装機器３０ＢにＩＧ電源が供給されない。

なお、第１リレー４０４１および第２リレー４０４２がオンにされている間（車両の走行中など）も昇圧回路４０２１，４０２２側には電流が流れている。このため、車両の走行中も常時第３リレー４０４３および第４リレー４０４４をオンにすることによって、第１電装機器３０ＡにＡＣＣ電源が、第２電装機器３０ＢにＩＧ電源が、それぞれ供給される。

制御回路４０６は、各リレー４０４１〜４０４４の接続状態の切り替えなどをおこなう。
図２は、制御回路４０６の機能的構成を示すブロック図である。制御回路４０６は、起動判定部４０６Ａ、スイッチング制御部４０６Ｂ、走行状態取得部４０６Ｃ、リレー制御部４０６Ｄ、電圧測定部４０６Ｅによって構成される。

起動判定部４０６Ａは、入力部４２に接続されたＡＣＣ電源およびＩＧ電源の供給状態に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を起動させる。後述するリレー制御部４０６Ｄでは、ＡＣＣ電源およびＩＧ電源の供給状態に基づいてリレー４０４３および４０４４のオンオフを制御するが、このような制御をおこなうには、ＡＣＣ電源またはＩＧ電源のいずれかをＤＣ／ＤＣコンバータ４０の起動信号として認識する必要がある。すなわち、第１昇圧回路４０２１または第２昇圧回路４０２２のいずれかを起動側とする必要がある。しかしながら、第１昇圧回路４０２１または第２昇圧回路４０２２のどちらに第１電装機器３０Ａまたは第２電装機器３０Ｂが接続されるかは、車両配線によっても異なるため、設計段階で規定することは困難である。このため、本実施の形態では、図３に示すロジックによってＤＣ／ＤＣコンバータ４０の起動をおこなっている。

図３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の起動ロジックを示す説明図である。図３には、ＡＣＣ電源およびＩＧ電源がＯＲ回路に入力されている。ＯＲ回路の出力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の起動信号である。すなわち、起動判定部４０６Ａは、入力部４２にＡＣＣ電源またはＩＧ電源の供給が開始されたことを検知してＤＣ／ＤＣコンバータ４０を起動させる。

スイッチング制御部４０６Ｂは、トランジスタのスイッチングタイミングを制御して、電流が所望の電圧に昇圧されるようにする。走行状態取得部４０６Ｃは、ＥＣＵ６０などから車両の走行状態（走行速度やアイドリングストップ後のエンジン再始動タイミング等）の情報を取得する。

リレー制御部４０６Ｄは、第１リレー４０４１、第２リレー４０４２、第３リレー４０４３、第４リレー４０４４の接続状態を切り替える。まず、リレー制御部４０６Ｄは、走行状態取得部４０６Ｃによって取得された、車両の走行状態に基づいて第１リレー４０４１および第２リレー４０４２の接続状態を切り替える。すなわち、上述したように、車両が通常走行中であり、バッテリ２０の出力電圧の低下が生じない間は第１リレー４０４１および第２リレー４０４２をオンにして、バッテリ２０の出力電圧と同電圧で電流を供給する。一方、アイドリングストップ中に車両のエンジンが再始動される場合、または停車中にエンジンが始動され走行が開始される場合には、バッテリ２０の出力電圧の低下が生じる間は第１リレー４０４１および第２リレー４０４２をオフにして第１昇圧回路４０２１および第２昇圧回路４０２２側を電流が通るようにして、各昇圧回路で昇圧された電流が供給されるようにする。

また、リレー制御部４０６Ｄは、入力部４２への入力に基づいて第３リレー４０４３および第４リレー４０４４をオンオフする。すなわち、リレー制御部４０６Ｄは、入力部４２に対してＡＣＣ電源の供給が開始されると第３リレー４０４３をオンにして第１昇圧回路４０２１で昇圧された電流をＡＣＣ電源用端子（ＡＣＣ端子３０４）に供給して第１電装機器３０Ａを起動させ、ＩＧ電源が供給されると第４リレー４０４４をオンにして第２昇圧回路４０２２で昇圧された電流をＩＧ電源用端子（ＩＧ端子３０８）に供給して第２電装機器３０Ｂを起動させる。

これにより、第１電装機器３０Ａおよび第２電装機器３０Ｂが直接ＡＣＣ電源やＩＧ電源に接続されていない場合でも、車両のイグニション操作部５４への操作に連動して起動をおこなうことができる。

電圧測定部４０６Ｅは、各昇圧回路４０２１，４０２２の上流に位置する点と各昇圧回路４０２１，４０２２の下流に位置する点ＰＢとの間の電位差（電圧）を測定する。より詳細には、電圧測定部４０６Ｅは、各昇圧回路４０２１，４０２２よりバッテリ２０側の任意の点における第１電位と、各昇圧回路４０２１，４０２２より電装機器３０側の任意の点における第２電位との電位差を測定する。電圧測定部４０６Ｅによって測定された電位差は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０のフィードバック制御等に用いられる。

図４は、車両電源装置１０の各構成部の状態を示すタイムチャートである。図４には、第１リレー４０４１、第２リレー４０４２、第３リレー４０４３、第４リレー４０４４、ＡＣＣ電源、ＩＧ電源、第１電装機器３０Ａおよび第２電装機器３０Ｂのオンオフ状態が示されている。

時刻Ｔ０〜Ｔ１は、車両が停車（エンジン停止、すべての電装機器がオフ）されている状態である。このとき、第１電装機器３０Ａおよび第２電装機器３０Ｂはオフ、ＡＣＣ電源およびＩＧ電源もオフである。第１リレー４０４１および第２リレー４０４２はオンにされ、各電装機器３０のＥＣＵ等に常時電源からバックアップ用電源が供給されている。第３リレー４０４３および第４リレー４０４４はオフである。

時刻Ｔ１は、ＡＣＣ電源の供給が開始された時刻である。これは、ユーザがエンジンの始動を目的としてイグニション操作部５４を操作して、イグニション操作部５４の位置がＡＣＣとなったことを示す。ＡＣＣ電源の供給が開始されたことを受けて（ＡＣＣ電源を起動信号として）ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が起動し、リレー制御部４０６Ｄは第１リレー４０４１および第２リレー４０４２をオフにするとともに、第３リレー４０４３をオンにする。これにより、第３リレー４０４３を経由して第１電装機器３０ＡにＡＣＣ電源が供給され、第１電装機器３０Ａが起動する。

時刻Ｔ２は、ＩＧ電源の供給が開始された時刻である。これは、ユーザがイグニション操作部５４の操作を継続して、イグニション操作部５４の位置がＩＧとなったことを示す。ＩＧ電源の供給が開始されたことを受けて、リレー制御部４０６Ｄは第４リレー４０４４をオンにする。これにより、第４リレー４０４４を経由して第２電装機器３０ＢにＩＧ電源が供給され、第２電装機器３０Ｂが起動する。

時刻Ｔ３は、エンジンの始動が完了した時刻であり、リレー制御部４０６Ｄは第１リレー４０４１および第２リレー４０４２をオンにして、第１非昇圧経路および第２非昇圧経路を用いて第１電装機器３０Ａおよび第２電装機器３０Ｂに電力を供給する。時刻Ｔ３〜Ｔ４は、車両の走行中およびアイドリングストップ中である。

時刻Ｔ４は、アイドリングストップ後のエンジンの再始動が開始された時刻であり、リレー制御部４０６Ｄは第１リレー４０４１および第２リレー４０４２をオフにして、第１昇圧経路および第２昇圧経路を用いて第１電装機器３０Ａおよび第２電装機器３０Ｂに電力を供給する。そして、時刻Ｔ５にエンジンの再始動が完了すると、リレー制御部４０６Ｄは第１リレー４０４１および第２リレー４０４２をオンにして、再度第１非昇圧経路および第２非昇圧経路を用いて第１電装機器３０Ａおよび第２電装機器３０Ｂに電力を供給する。

以上説明したように、実施の形態にかかる車両電源装置１０は、単一の筐体内に２つの昇圧回路４０２１，４０２２および４つのリレー４０４１〜４０４４を設け、車両の走行状態に基づいて第１リレー４０４１および第２リレー４０４２をオンオフするとともに、ＡＣＣ電源およびＩＧ電源の入力状態に基づいて第３リレー４０４３および第４リレー４０４４をオンオフすることにより、第１電装機器３０Ａおよび第２電装機器３０Ｂに電力を供給する。これにより、ＡＣＣ電源およびＩＧ電源の２つの電源系統を分離しながらエンジン再始動時の電装機器のリセットを防止することができる。また、電源補助装置を電源系統ごとに２つ設ける場合と比較して、コストや設置スペースを低減させることができる。

また、車両電源装置１０は、ＡＣＣ電源の供給が開始されると第３リレー４０４３をオンにして第１昇圧回路４０２１で昇圧された電流をＡＣＣ端子３０４に供給して第１電装機器３０Ａを起動させ、ＩＧ電源が供給されると第４リレー４０４４をオンにして第２昇圧回路４０２２で昇圧された電流をＩＧ端子３０８に供給して第２電装機器３０Ｂを起動させる。これにより、イグニション操作部５４への操作に連動して第１電装機器３０Ａおよび第２電装機器３０Ｂが起動されることになり、ユーザに違和感を覚えさせることなく電装機器を起動させることができる。

また、車両電源装置１０は、車両の走行中は非昇圧経路を介して第１電装機器３０Ａおよび第２電装機器３０Ｂに電力を供給し、車両のアイドリングストップ後のエンジン再始動中は昇圧経路を介して第１電装機器３０Ａおよび第２電装機器３０Ｂに電力を供給する。これにより、エンジン再始動時のバッテリ２０の出力電圧低下による電装機器のリセットを防止することができる。

また、車両電源装置１０は、ＡＣＣ電源またはＩＧ電源の供給が開始されたことを検知して電源補助装置であるＤＣ／ＤＣコンバータ４０を起動させるので、ＡＣＣ電源またはＩＧ電源のいずれか一方のみを起動のトリガーとする場合と比較して、車両レイアウトの自由度を向上させることができる。

また、車両電源装置１０は、第１電装機器３０Ａはエンターテイメント系電装機器であり、第２電装機器３０Ｂは車両の制御用電装機器であるので、作業機会が多いと予想されるエンターテイメント系電装機器と、配線や設定等を誤って変更するのを避けるべき車両制御に関わる電装との電源系統を分離することができる。

１０……車両電源装置、２０……バッテリ、２２……ヒューズボックス、３０……車載電装機器群、３０Ａ……第１電装機器、３０Ｂ……第２電装機器、４０……ＤＣ／ＤＣコンバータ、４２……入力部、５０……セルモータ、５２……スイッチ、５４……イグニション操作部、５６Ａ，５６Ｂ……スイッチ、３０２，３０６……＋Ｂ端子、３０４……ＡＣＣ端子、３０８……ＩＧ端子、３１１，３１２，３２１，３２２……配線、４０６……制御回路、４０６Ａ……起動判定部、４０６Ｂ……スイッチング制御部、４０６Ｃ……走行状態取得部、４０６Ｄ……リレー制御部、４０６Ｅ……電圧測定部、４０２１……第１昇圧回路、４０２２……第２昇圧回路、４０４１……第１リレー、４０４２……第２リレー、４０４３……第３リレー、４０４４……第４リレー。

Claims

車両に搭載されたエンジン始動用モータに電力を供給して作動させるとともに、前記エンジン始動用モータ以外の車載電装機器群に電力を供給するバッテリと、
前記バッテリから前記車載電装機器群へと供給される電流を昇圧する電力補助装置と、を備える車両電源装置であって、
前記車載電装機器群は、前記バッテリからアクセサリ電源の供給を受けて起動する第１電装機器と、前記バッテリからイグニション電源の供給を受けて起動する第２電装機器とであり、
前記電力補助装置は、
前記車両のイグニション操作部の操作に連動して前記アクセサリ電源および前記イグニション電源が供給される入力部と、
前記バッテリの常時電源を用いて前記第１電装機器に供給する電流を昇圧する第１昇圧回路と、
前記バッテリの前記常時電源を用いて前記第２電装機器に供給する電流を昇圧する第２昇圧回路と、
前記バッテリと前記第１電装機器とに対して前記第１昇圧回路と並列に接続され、前記第１昇圧回路を経由して前記第１電装機器に電流を供給する第１昇圧経路と、前記第１昇圧回路を経由せずに前記第１電装機器に電流を供給する第１非昇圧経路とを切り替える第１リレーと、
前記バッテリと前記第２電装機器とに対して前記第２昇圧回路と並列に接続され、前記第２昇圧回路を経由して前記第２電装機器に電流を供給する第２昇圧経路と、前記第２昇圧回路を経由せずに前記第２電装機器に電流を供給する第２非昇圧経路とを切り替える第２リレーと、
前記第１昇圧回路と前記第１電装機器のアクセサリ電源用端子との間に設けられた第３リレーと、
前記第２昇圧回路と前記第２電装機器のイグニション電源用端子とのとの間に設けられた第４リレーと、
前記車両の走行状態に基づいて前記第１リレーおよび前記第２リレーをオンオフするとともに、前記入力部への入力に基づいて前記第３リレーおよび前記第４リレーをオンオフする制御回路と、を備える、
ことを特徴とする車両電源装置。
前記制御回路は、前記エンジン始動用モータの稼働時は前記第１リレーおよび前記第２リレーをオフするとともに、前記アクセサリ電源の供給が開始されると前記第３リレーをオンにして前記第１昇圧回路で昇圧された前記電流を前記アクセサリ電源用端子に供給して前記第１電装機器を起動させ、前記イグニション電源が供給されると前記第４リレーをオンにして前記第２昇圧回路で昇圧された前記電流を前記イグニション電源用端子に供給して前記第２電装機器を起動させる、
ことを特徴とする請求項１記載の車両電源装置。
前記車両はアイドリングストップ機能を有し、
前記制御回路は、前記エンジン始動用モータの稼働時は前記第１リレーおよび前記第２リレーをオフ、前記第３リレーおよび前記第４リレーをオンにして前記第１昇圧経路および前記第２昇圧経路を介して前記第１電装機器および前記第２電装機器に電力を供給し、前記エンジン始動用モータの稼働時以外は前記第１リレー、前記第２リレー、前記第３リレーおよび前記第４リレーをオンにして前記第１非昇圧経路および前記第２非昇圧経路を介して前記第１電装機器および前記第２電装機器に電力を供給する、
ことを特徴とする請求項１または２記載の車両電源装置。
前記制御回路は、前記入力部に前記アクセサリ電源または前記イグニション電源の供給が開始されたことを検知して前記電源補助装置を起動させる、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の車両電源装置。
前記第１電装機器は、エンターテイメント系電装機器であり、
前記第２電装機器は、前記車両の制御用電装機器である、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の車両電源装置。