JP2015080372A - 車両用電源装置および車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】電圧変換部の電力供給容量を大きくすることなく、一方の電圧変換部が故障した場合であっても優先度の高い電気負荷群の正常な作動を維持することができる車両用電源装置を提供すること。
【解決手段】車両用電源装置３０は、電源１３から入力される電力を電圧変換して出力する第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２を備え、制御回路４０は、第２電圧変換部３２の非故障時に切換部６０を第１切換状態に切り換え、第２電圧変換部３２の故障時に切換部６０を第２切換状態に切り換える。また、第１バイパスリレー３３、第２バイパスリレー３４を備え、制御回路４０は、第１電圧変換部３１の故障時は第１バイパスリレー３３をバイパス状態に切換え、第２電圧変換部３２の故障時は第２バイパスリレー３４をバイパス状態に切換える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される車両用電源装置および車両制御システムに関し、特に、電源から入力される電力を電圧変換して電気負荷群に供給する車両用電源装置およびこの車両用電源装置を含む車両制御システムに関する。

従来、電源から入力される電力を電圧変換して照明や補機類等の電気負荷群に出力する車両用電源装置が車両に搭載されている。この車両用電源装置は、例えば、スタータの駆動時に電源の電圧が規定電圧以下に低下した場合に、低下した電圧を規定電圧に昇圧して、電気負荷群の正常な作動を維持するようになっている。

この種の車両用電源装置としては、複数の電圧変換部からこれらに対応する各電気負荷に電力を供給するとともに、複数の電圧変換部の何れかが故障した場合には、故障した電圧変換部に対応する電気負荷に対して故障していない電圧変換部から電力が供給されるように回路を切り換えるようにしたものが知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のものによれば、故障した電圧変換部が供給していた分の電力を、故障していない電圧変換部がバックアップすることにより、一部の電圧変換部の故障時でも全ての電気負荷の作動が維持される。

特開２００４−２２２４０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたものは、一部の電圧変換部の故障に備えて各電圧変換部を電力供給容量の大きいものにする必要があるという問題があった。電圧変換部の電力供給容量を大きくする場合、コスト増加、装置の大型化および重量増加、等の不都合を招くおそれがある。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、電圧変換部の電力供給容量を大きくすることなく、一方の電圧変換部が故障した場合であっても優先度の高い電気負荷群の正常な作動を維持することのできる車両用電源装置および車両制御システムを提供することを目的とするものである。

本発明の第１の態様は、電源から入力される電力を電圧変換して電気負荷群に供給する車両用電源装置であって、前記電気負荷群は、優先度の低い第１電気負荷群と、優先度の高い第２電気負荷群とからなり、前記電源から入力される電力を電圧変換する第１電圧変換部と、前記電源から入力される電力を電圧変換する第２電圧変換部と、前記第１電圧変換部により電圧変換された電力を前記第１電気負荷群に供給するとともに前記第２電圧変換部により電圧変換された電力を前記第２電気負荷群に供給する第１切換状態と、前記第１電圧変換部により電圧変換された電力を前記第２電気負荷群に供給するとともに前記第２電圧変換部により電圧変換された電力を前記第１電気負荷群に供給する第２切換状態とに切換可能な切換部と、前記第２電圧変換部の非故障時に前記切換部を前記第１切換状態に切り換え、前記第２電圧変換部の故障時に前記切換部を前記第２切換状態に切り換える制御部と、を含んで構成されている。

本発明の第２の態様は、前記第１電圧変換部の入力側と出力側とを接続して前記第１電圧変換部を迂回する第１迂回路を形成するバイパス状態と、前記第１迂回路を形成しない非バイパス状態とに切換可能な第１バイパス切換部と、前記第２電圧変換部の入力側と出力側とを接続して前記第２電圧変換部を迂回する第２迂回路を形成するバイパス状態と、前記第２迂回路を形成しない非バイパス状態とに切換可能な第２バイパス切換部と、を備え、前記制御部は、前記第１電圧変換部の故障時は前記第１バイパス切換部を前記バイパス状態に切換え、前記第２電圧変換部の故障時は前記第２バイパス切換部を前記バイパス状態に切換えることが好ましい。

本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様に記載の車両用電源装置と、所定の停止条件の成立時に内燃機関を停止させるととともに所定の再始動条件の成立時に始動装置を駆動して前記内燃機関を再始動させるアイドルストップ制御を実行する内燃機関の制御装置と、を含む車両制御システムであって、前記始動装置は、前記電源から供給される電力により駆動され、前記車両用電源装置の制御部は、前記第１電圧変換部の故障時に第１故障情報を前記内燃機関の制御装置に送信するとともに、前記第２電圧変換部の故障時に第２故障情報を前記内燃機関の制御装置に送信し、前記内燃機関の制御装置は、前記第１故障情報および前記第２故障情報の両方を受信した場合に前記アイドルストップ制御の実行を禁止するアイドルストップ禁止部を備えることが好ましい。

このように上記の第１の態様によれば、第２電圧変換部の非故障時は、切換部が第１切換状態に切り換わるので、優先度の高い第２電気負荷群には、第２電圧変換部により電圧変換された電力が供給される。また、第２電圧変換部の故障時には、切換部が第２切換状態に切り換わるので、優先度の高い第２電気負荷群には、第１電圧変換部により電圧変換された電力が供給される。このため、第１電圧変換部または第２電圧変換部の一方が故障した場合であっても、第２電気負荷群には電圧変換された電力が供給されるので、第２電気負荷群の正常な作動が維持される。また、第２電圧変換部の故障時は、故障していない第１電圧変換部から優先度の低い第１電気負荷群に対して電力を供給しないので、第２電圧変換部の故障時に備えて第１電圧変換部の電力供給容量を大きくする必要がない。したがって、電圧変換部の電力供給容量を大きくすることなく、一方の電圧変換部が故障した場合であっても優先度の高い電気負荷群の正常な作動を維持することができる。

また、上記の第２の態様によれば、第１電圧変換部または第２電圧変換部の一方が故障した場合であっても、故障した電圧変換部に迂回路を形成するので、迂回路を通って電圧変換されずに供給される電力によって第１電気負荷群の作動を継続させることができる。

また、上記の第３の態様によれば、第１電圧変換部または第２電圧変換部の少なくとも一方が正常であるときはアイドルストップ制御の実行が許可されるため、燃費が悪化するのを防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用電源装置を搭載した車両の要部を示す構成図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る車両用電源装置の作動時の状態を示すロック図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る車両用電源装置の非作動時の状態を示すロック図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る車両用電源装置の第１電圧変換部が故障している場合の作動時の状態を示すブロック図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る車両用電源装置の第２電圧変換部が故障している場合の作動時の状態を示すブロック図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。 図７は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作を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形態について詳細に説明する。図１〜図７は本発明の一実施形態に係る車両用電源装置を示す図である。
まず、構成について説明する。図１において、車両１０は、電源１３と、車両用電源装置３０と、第１電気負荷群１１と、第２電気負荷群１２と、エンジン２４と、スタータ１６と、ＥＣＵ２０と、アクセルペダルセンサ２６と、車速センサ２７と、ブレーキペダルセンサ２８と、を含んで構成されている。これらのうち、車両用電源装置３０とＥＣＵ２０は車両制御システム７０を構成している。

エンジン２４は、ガソリン、アルコール、天然ガス等を燃料として運転される火花点火エンジン、または軽油を燃料として運転されるディーゼルエンジン等の内燃機関として構成されている。
スタータ１６は、エンジン２４を始動するための始動装置であり、電源１３から給電される電力により駆動するようになっている。スタータ１６は、モータおよびモータにより回転されるピニオンギヤを備えており、このピニオンギヤがエンジン２４のフライホイールまたはドライブプレートの外周のリングギヤに噛合してエンジン２４をクランキングするようになっている。

車速センサ２７は、車両１０の速度、すなわち車速を検出し、検出した車速信号をＥＣＵ２０に出力するようになっている。この車速センサ２７は、例えば、変速機の出力軸の回転数に基づいて車速を検出するようになっている。
アクセルペダルセンサ２６は、アクセルペダルの踏み込み量および踏み込み速度を検出し、検出したアクセルペダル信号をＥＣＵ２０に出力するようになっている。
ブレーキペダルセンサ２８は、ブレーキペダルの踏み込みまたは解放を検出し、検出したブレーキペダル信号をＥＣＵ２０に出力するようになっている。

ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、入力ポート、および出力ポート等を備えたマイクロコンピュータによって構成されている。ＥＣＵ２０において、ＣＰＵは、ＲＡＭの一部の格納領域を作業領域として利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムおよびマップにしたがって演算を行うようになっている。ＥＣＵ２０は、本発明における内燃機関の制御装置を構成している。

本実施形態では、ＥＣＵ２０の入力ポートには、アクセルペダルセンサ２６、車速センサ２７、ブレーキペダルセンサ２８が接続され、アクセルペダルセンサ２６からのアクセルペダル信号、車速センサ２７からの車速信号、ブレーキペダルセンサ２８からのブレーキペダル信号が入力されるようになっている。更に、ＥＣＵ２０の入力ポートには、車両用電源装置３０が接続され、車両用電源装置３０からの後述する故障情報が入力されるようになっている。
また、ＥＣＵ２０の出力ポートには、スタータ１６および車両用電源装置３０が接続され、スタータ１６への駆動信号と、車両用電源装置３０への後述する再始動情報が出力されるようになっている。

ＥＣＵ２０は、アクセルペダルセンサ２６からのアクセルペダル信号と、ブレーキペダルセンサ２８からのブレーキペダル信号と、車速センサ２７からの車速信号とを含む信号に基づいて、所定の停止条件の成立時にエンジン２４を停止するとともに所定の再始動条件の成立時にエンジン２４を始動する、いわゆるアイドルストップ制御を実行するようになっている。
ここで、所定の停止条件とは、本実施形態では、車速が所定速度以下であること、アクセルペダルが解放されていること、ブレーキペダルが踏み込まれていること、の全てが成立していることである。ＥＣＵ２０は、停止条件の成立に応じて、エンジン２４への燃料噴射および混合気への点火を停止させることにより、エンジン２４を停止させるようになっている。
また、所定の再始動条件とは、車速が所定速度以上であること、アクセルペダルが踏み込まれていること、ブレーキペダルが解放されていること、の何れかが成立していることである。ＥＣＵ２０は、再始動条件の成立に応じて、スタータ１６を駆動信号により駆動させてエンジン２４をクランキングし、燃料を噴射させ、混合気への点火を開始させることにより、エンジン２４を始動させるようになっている。また、ＥＣＵ２０は、再始動条件の成立に応じて、車両用電源装置３０に再始動情報を送信するようになっている。

また、ＥＣＵ２０は、車両用電源装置３０から後述する第１故障情報および第２故障情報の両方を受信している場合に、アイドルストップ制御の実行を禁止するようになっている。アイドルストップ制御の実行の禁止（または許可）は、例えば、禁止フラグ（または許可フラグ）を設定することにより行われる。このようにＥＣＵ２０は、アイドルストップ禁止部２２を構成している。

電源１３は、鉛蓄電池等の２次電池であり、規定電圧（例えば１２．６ボルト）を発生するようになっている。
第１電気負荷群１１は、オーディオ系または照明系等、電力供給における優先度の低い電気負荷である。この第１電気負荷群１１は、例えば、ラジオ受信機、テレビ受像機、ナビゲーション装置、室内ランプ等であり、換言すると、車両１０が走行する上で重要度の低い電気負荷である。
第２電気負荷群１２は、ブレーキ系、トランスミッション系等、電力供給における優先度の高い電気負荷である。この第２電気負荷群１２は、例えば、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）装置の制御回路とソレノイドバルブ、および自動変速機の制御回路とソレノイドバルブ等であり、換言すると車両１０が走行する上で重要度の高い電気負荷である。

車両用電源装置３０は、電源１３から入力された電力を電圧変換して第１電気負荷群１１および第２電気負荷群１２に供給するようになっている。具体的には、車両用電源装置３０は、電源１３からの入力電圧が規定電圧より低下した場合に電圧を昇圧し、第１電気負荷群１１および第２電気負荷群１２への供給電圧を規定電圧に維持するようになっている。ここで、電源１３からの入力電圧が規定電圧より低下する場合とは、例えば、アイドルストップ制御によるエンジン２４の再始動時に、スタータ１６が駆動される場合である。

次に、図２〜図５を参照して車両用電源装置３０について詳述する。ここで、図２は、車両用電源装置３０の作動時の状態を示し、図３は、車両用電源装置３０の非作動時の状態を示している。また、図４は、第１電圧変換部３１が故障している場合の車両用電源装置３０の作動時の状態を示し、図５は、第２電圧変換部３２が故障している場合の車両用電源装置３０の作動時の状態を示している。

図２〜図５に示すように、車両用電源装置３０は、入力端子４１と、第１電圧変換部３１と、第２電圧変換部３２と、切換部６０と、第１出力端子４２と、第２出力端子４３と、制御回路４０と、を備えている。また、車両用電源装置３０は、第１入力ライン４４と、第２入力ライン４９と、第１接続ライン４６と、第２接続ライン５１と、第１出力ライン４７と、第２出力ライン５２と、第１反転ライン４８と、第２反転ライン５３と、第１バイパスリレー３３と、第２バイパスリレー３４と、を備えている。

入力端子４１は、電源１３からの電力が入力されるとともに、第１入力ライン４４および第２入力ライン４９をそれぞれ介して第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２が並列に接続されている。
第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２は、それぞれスイッチング素子を備えた昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータとして構成されており、電源１３から入力された電力を電圧変換して出力するようになっている。
本実施形態では、第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２は、エンジン２４の再始動の際にスタータ１６が駆動され、電源１３から入力される電圧が規定電圧より所定値以上低下した場合、例えば１０ボルトまで低下した場合に、低下した電圧を規定電圧まで昇圧して出力するようになっている。

第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２の出力側には、第１接続ライン４６および第２接続ライン５１をそれぞれ介して切換部６０が接続されている。
第１電圧変換部３１の入力側と出力側の間には、第１電圧変換部３１の迂回路を形成する第１バイパスライン４５が設けられており、この第１バイパスライン４５には、第１バイパスリレー３３が設けられている。
また、第２電圧変換部３２の入力側と出力側の間には、第２電圧変換部３２の迂回路を形成する第２バイパスライン５０が設けられており、この第２バイパスライン５０には、第２バイパスリレー３４が設けられている。
この第１バイパスリレー３３および第２バイパスリレー３４は、１極単投型の電磁リレーとしてそれぞれ構成されており、図２に示すオフ位置（開位置）と、図３に示すオン位置（閉位置）との間で切換可能に構成されている。第１バイパスリレー３３、第２バイパスリレー３４は、本発明における第１バイパス切換部、第２バイパス切換部をそれぞれ構成している。

第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２は、図３に示すように、第１バイパスリレー３３および第２バイパスリレー３４がオン位置のときは、その入力側と出力側とが接続されて迂回路が形成されるバイパス状態となる。また、第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２は、図２に示すように、第１バイパスリレー３３および第２バイパスリレー３４がオフ位置のときは、迂回路が形成されない非バイパス状態となる。第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２が図３のバイパス状態のときは、電源１３から入力端子４１に入力された電流が第１バイパスライン４５および第２バイパスライン５０を通過するため、第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２による電圧変換は行われない。第１バイパスリレー３３により第１電圧変換部３１を迂回する迂回路は本発明における第１迂回路を構成し、第２バイパスリレー３４により第２電圧変換部３２を迂回する迂回路は本発明における第２迂回路を構成している。
また、切換部６０の後段には、第１出力端子４２および第２出力端子４３が設けられており、これら第１出力端子４２および第２出力端子４３には、第１電気負荷群１１および第２電気負荷群１２がそれぞれ接続されている。

切換部６０は、図２〜図４に示す第１切換状態と、図５に示す第２切換状態との間で切換可能に構成されている。切換部６０が第１切換状態のとき、切換部６０の内部では、第１電圧変換部３１の出力を第１出力端子４２を介して第１電気負荷群１１に供給するとともに、第２電圧変換部３２の出力を第２出力端子４３を介して第２電気負荷群１２に供給するように回路が形成されるようになっている。また、切換部６０が第２切換状態のとき、切換部６０の内部では、第１電圧変換部３１の出力を第２出力端子４３を介して第２電気負荷群１２に供給するとともに、第２電圧変換部３２の出力を第１出力端子４２を介して第１電気負荷群１１に供給するように回路が形成されるようになっている。

具体的には、切換部６０は、第１切換リレー３５と、第２切換リレー３９と、第１出力ライン４７と、第２出力ライン５２と、第１反転ライン４８と、第２反転ライン５３とを備えており、第１切換リレー３５および第２切換リレー３９のオン位置（閉位置）とオフ位置（開位置）の組み合わせにより、第１切換状態と第２切換状態とに切り換えられるようになっている。
第１切換リレー３５は、２極双投型の電磁リレーとして構成されており、互いに連動して開閉する第１切換部３６と第２切換部３７とを備えている。
第１切換部３６の入力側には第１接続ライン４６が接続されるとともに、第１切換部３６の出力側には第１出力ライン４７と第１反転ライン４８とが接続されている。

また、第２切換部３７の入力側には第２接続ライン５１と第１反転ライン４８とが接続されるとともに、第２切換部３７の出力側には第２出力ライン５２が接続されている。また、第２接続ライン５１と第１出力ライン４７との間には第２反転ライン５３が設けられている。

この第１切換リレー３５は、図２〜図４に示すオフ位置と、図５に示すオン位置との間で切換可能に構成されている。第１切換リレー３５は、図２〜図４に示すオフ位置のときは、第１切換部３６により第１接続ライン４６を第１出力ライン４７に接続するとともに第２切換部３７により第２接続ライン５１を第２出力ライン５２に接続するようになっている。また、第１切換リレー３５は、図５に示すオン位置のときは、第１接続ライン４６を第１反転ライン４８に接続するとともにこの第１反転ライン４８を第２出力ライン５２に接続するようになっている。

第２切換リレー３９は、１極単投型の電磁リレーとして構成されており、第２反転ライン５３に設けられている。この第２切換リレー３９は、図２〜図４に示すオフ位置（開位置）と、図５に示すオン位置（閉位置）との間で切換可能に構成されている。第２切換リレー３９は、図２〜図４に示すオフ位置のときは、第２接続ライン５１と第１出力ライン４７とを遮断し、図５に示すオン位置のときは、第２接続ライン５１と第１出力ライン４７とを接続するようになっている。
したがって、第１切換リレー３５と第２切換リレー３９とがともにオフ位置のときに、切換部６０は第１切換状態となり、第１切換リレー３５と第２切換リレー３９とがともにオン位置のときに、切換部６０は第２切換状態となる。

制御回路４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、入力ポート、および出力ポート等を備えたマイクロコンピュータによって構成されている。制御回路４０において、ＣＰＵは、ＲＡＭの一部の格納領域を作業領域として利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムおよびマップにしたがって演算を行うようになっている。制御回路４０は、本発明における制御部を構成している。

本実施形態では、制御回路４０の入力ポートおよび出力ポートにはＥＣＵ２０が接続されており、ＥＣＵ２０からの再始動情報が入力ポートに入力されるとともに、第１電圧変換部３１と第２電圧変換部３２のそれぞれの故障情報が出力ポートからＥＣＵ２０に出力されるようになっている。ここで、故障情報には、第１電圧変換部３１の故障を示す第１故障情報と、第２電圧変換部３２の故障を示す第２故障情報とがある。制御回路４０は、第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２が故障しているか否かを常時監視し、第１電圧変換部３１が故障しているときは第１故障情報を出力し、第２電圧変換部３２が故障しているときは第２故障情報を出力するようになっている。第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２が故障しているか否かは、例えば、第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２の後段に電流計を設け、この電流計の検出値に基づいて判定することができる。

また、制御回路４０の出力ポートには、第１バイパスリレー３３、第２バイパスリレー３４、第１切換リレー３５、第２切換リレー３９が接続されており、これらの各リレー内の電磁石に通電することにより各リレーをオフ位置（開位置）からオン位置（閉位置）に切換えるようになっている。
なお、車両用電源装置３０のケース５４は金属からなるとともに接地ライン５５により接地されている。これにより、第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２で発生した高周波ノイズがケース５４により遮蔽され、高周波ノイズがケース５４の外部に漏洩することが防止されている。

次に、以上のように構成された車両用電源装置３０の制御回路４０によるリレー切換動作について、図６のフローチャートを参照して説明する。
先ず、制御回路４０は、エンジン２４の再始動時であるか否かを判定する（ステップＳ１）。ここでは、ＥＣＵ３０からの再始動情報を受け取った場合に、制御回路４０は、エンジン２４の再始動時であると判定している。

ステップＳ１でエンジン２４の再始動時ではないと判定した場合、制御回路４０は、第１バイパスリレー３３をオンにし（ステップＳ５）、第２バイパスリレー３４をオンにし（ステップＳ６）、第１切換リレー３５をオフにし（ステップＳ７）、第２切換リレー３９をオフにし（ステップＳ８）、このフローチャートを終了する。すなわち、制御回路４０は、エンジン２４の再始動時ではないと判定したとき、図３に示すように、第１バイパスリレー３３および第２バイパスリレー３４をともにオンにするとともに、切換部６０を第１切換状態にする。
これにより、電源１３から車両用電源装置３０に入力された電力は、第１バイパスライン４５を通り、第１電圧変換部３１で電圧変換されることなく第１出力端子４２を介して第１電気負荷群１１に供給される。また、電源１３から車両用電源装置３０に入力された電力は、第２バイパスライン５０を通り、第２電圧変換部３２で電圧変換されることなく第２出力端子４３を介して第２電気負荷群１２に供給される。

ステップＳ１でエンジン２４の再始動時であると判定した場合、制御回路４０は、第１電圧変換部３１が故障しているか否かを判定する（ステップＳ２）。このステップＳ２で第１電圧変換部３１が故障していないと判定した場合、制御回路４０は、第２電圧変換部３２が故障しているか否かを判定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４で第２電圧変換部３１が故障していないと判定した場合、制御回路４０は、第１バイパスリレー３３をオフにし（ステップＳ９）、第２バイパスリレー３４をオフにし（ステップＳ１０）、第１切換リレー３５をオフにし（ステップＳ１１）、第２切換リレー３９をオフにし（ステップＳ１２）、このフローチャートを終了する。すなわち、制御回路４０は、エンジン２４の再始動時であって第１電圧変換部３１と第２電圧変換部３２がともに故障していないと判定した場合、図２に示すように、第１バイパスリレー３３および第２バイパスリレー３４をともにオフにするとともに、切換部６０を第１切換状態にする。
これにより、電源１３から車両用電源装置３０に入力された電力は、第１電圧変換部３１で電圧変換されてから第１出力端子４２を介して第１電気負荷群１１に供給される。また、電源１３から車両用電源装置３０に入力された電力は、第２電圧変換部３２で電圧変換されてから第２出力端子４３を介して第２電気負荷群１２に供給される。
このように、第１電圧変換部３１と第２電圧変換部３２がともに故障していない場合、エンジン２４の再始動のためにスタータ１６が駆動されて電源１３の電圧が低下した際に、低下した電圧が第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２により規定電圧まで昇圧される。この結果、規定電圧に昇圧された電力が第１電気負荷群１１および第２電気負荷群１２にそれぞれ供給され、第１電気負荷群１１および第２電気負荷群１２が正常に作動することができる。

ステップＳ４で第２電圧変換部３１が故障していると判定した場合、制御回路４０は、第１バイパスリレー３３をオフにし（ステップＳ１３）、第２バイパスリレー３４をオンにし（ステップＳ１４）、第１切換リレー３５をオンにし（ステップＳ１５）、第２切換リレー３９をオンにし（ステップＳ１６）、このフローチャートを終了する。すなわち、制御回路４０は、エンジン２４の再始動時であって第１電圧変換部３１は故障しておらず第２電圧変換部３２は故障していると判定した場合、図５に示すように、第１バイパスリレー３３をオフにし、第２バイパスリレー３４をオンにし、切換部６０を第２切換状態にする。
これにより、電源１３から車両用電源装置３０に入力された電力は、第１電圧変換部３１で電圧変換されてから第２出力端子４３を介して第２電気負荷群１２に供給される。また、電源１３から車両用電源装置３０に入力された電力は、第２バイパスライン５０を通り、第２電圧変換部３２で電圧変換されることなく第１出力端子４２から第１電気負荷群１１に供給される。
このように、第１電圧変換部３１は故障しておらず第２電圧変換部３２は故障している場合、エンジン２４の再始動のためにスタータ１６が駆動されて電源１３の電圧が低下した際に、低下した電圧が第１電圧変換部３１により規定電圧まで昇圧される。この結果、規定電圧に昇圧された電力が第２電気負荷群１２に供給され、第２電気負荷群１２が正常に作動することができる。また、第１電気負荷群１１を構成する室内ランプ等は、電源１３からの低下した電圧が供給されることで、チラツキ等を伴うものの、作動することができる。

ステップＳ２で第１電圧変換部３１が故障していると判定した場合、制御回路４０は、第２電圧変換部３２が故障しているか否かを判定する（ステップＳ３）。
このステップＳ３で第２電圧変換部３１が故障していないと判定した場合、制御回路４０は、第１バイパスリレー３３をオンにし（ステップＳ１７）、第２バイパスリレー３４をオフにし（ステップＳ１８）、第１切換リレー３５をオフにし（ステップＳ１９）、第２切換リレー３９をオフにし（ステップＳ２０）、このフローチャートを終了する。すなわち、制御回路４０は、エンジン２４の再始動時であって第１電圧変換部３１が故障しており第２電圧変換部３２が故障していない場合、図４に示すように、第１バイパスリレー３３をオンにし、第２バイパスリレー３４をオフにし、切換部６０を第１切換状態にする。
これにより、電源１３から車両用電源装置３０に入力された電力は、第１バイパスライン４５を通り、第１電圧変換部３１で電圧変換されることなく第１出力端子４２を介して第１電気負荷群１１に供給される。また、電源１３から車両用電源装置３０に入力された電力は、第２電圧変換部３２で電圧変換されてから第２出力端子４３を介して第２電気負荷群１２に供給される。
このように、第１電圧変換部３１は故障しており第２電圧変換部３２は故障していない場合、エンジン２４の再始動のためにスタータ１６が駆動されて電源１３の電圧が低下した際に、低下した電圧が第２電圧変換部３２により規定電圧まで昇圧される。この結果、規定電圧に昇圧された電力が第２電気負荷群１２に供給され、第２電気負荷群１２が正常に作動することができる。また、第１電気負荷群１１を構成する室内ランプ等は、電源１３からの低下した電圧が供給されることで、チラツキ等を伴うものの、作動することができる。

ステップＳ３で第２電圧変換部３２が故障していると判定した場合、制御回路４０は、このフローチャートを終了する。このように、エンジン２４の再始動時であって第１電圧変換部３１と第２電圧変換部３２がともに故障している場合、制御回路４０は、第１バイパスリレー３３、第２バイパスリレー３４、第１切換リレー３５、第２切換リレー３９を初期状態に維持し、切換動作を行わない。これらのリレーの初期状態は、例えば、エンジン２４の再始動時ではない場合と同様に、第１バイパスリレー３３がオン、第２バイパスリレー３４がオン、第１切換リレー３５がオフ、第２切換リレー３９がオフとする。
このように、図６のフローチャートにおいて、制御回路４０は、エンジン２４が再始動される際、第１電圧変換部３１と第２電圧変換部３２の何れかが故障している場合であっても、切換部６０を切り換えることにより、故障していない方の電圧変換部で昇圧された電力を、優先度の高い第２電気負荷群１２に供給するようにしている。

次に、ＥＣＵ２０によるアイドルストップ禁止判定動作について図７のフローチャートを参照して説明する。
先ず、ＥＣＵ２０は、車両用電源装置３０からの故障信号に基づき第１電圧変換部３１が故障しているか否かを判定する（ステップＳ３１）。ここでは、車両用電源装置３０から第１故障信号が入力されている場合に、ＥＣＵ２０は、第１電圧変換部３１が故障していると判定する。ステップＳ３１で第１電圧変換部３１が故障していないと判定した場合、ＥＣＵ２０は、アイドルストップ制御の実行を許可し（ステップＳ３４）、このフローチャートを終了する。

ステップＳ３１で第１電圧変換部３１が故障していると判定した場合、ＥＣＵ２０は、第２電圧変換部３２が故障しているか否かを判定する（ステップＳ３２）。ここでは、車両用電源装置３０から第２故障信号が入力されている場合に、ＥＣＵ２０は、第２電圧変換部３２が故障していると判定する。ステップＳ３２で第２電圧変換部３２が故障していないと判定した場合、ＥＣＵ２０は、アイドルストップ制御の実行を許可し（ステップＳ３４）、このフローチャートを終了する。また、ステップＳ３２で第２電圧変換部３２が故障していると判定した場合、ＥＣＵ２０は、アイドルストップ制御の実行を禁止し（ステップＳ３３）、このフローチャートを終了する。
このように、ＥＣＵ２０は、第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２の両方の故障時にのみアイドルストップ制御の実行を禁止し、それ以外の場合にはアイドルストップの実行を許可している。

以上説明したように、本実施形態の車両用電源装置３０は、電源１３から入力される電力を電圧変換して出力する第１電圧変換部３１および第２電圧変換部３２を備えている。そして、制御回路４０は、第２電圧変換部３２の非故障時に切換部６０を第１切換状態に切り換え、第２電圧変換部３２の故障時に切換部６０を第２切換状態に切り換えるようにしている。
この構成により、第２電圧変換部３２の非故障時は、切換部６０が第１切換状態に切り換わるので、優先度の高い第２電気負荷群１２には、第２電圧変換部３２により電圧変換された電力が供給される。また、第２電圧変換部３２の故障時には、切換部６０が第２切換状態に切り換わるので、優先度の高い第２電気負荷群１２には、第１電圧変換部３１により電圧変換された電力が供給される。このため、第１電圧変換部３１または第２電圧変換部３２の一方が故障した場合であっても、第２電気負荷群１２には電圧変換された電力が供給されるので、第２電気負荷群１２の正常な作動が維持される。
また、第２電圧変換部３２の故障時は、故障していない第１電圧変換部３１から優先度の低い第１電気負荷群１１に対して電力を供給しないので、第２電圧変換部３２の故障時に備えて第１電圧変換部３１の電力供給容量を大きくする必要がない。
したがって、電圧変換部の電力供給容量を大きくすることなく、一方の電圧変換部が故障した場合であっても優先度の高い電気負荷群の正常な作動を維持することができる。

また、本実施形態の車両用電源装置３０は、第１電圧変換部３１の入力側と出力側とを接続して第１電圧変換部３１の迂回路を形成するバイパス状態と、迂回路を形成しない非バイパス状態とに切換可能な第１バイパスリレー３３と、第２電圧変換部３２の入力側と出力側とを接続して第２電圧変換部３２の迂回路を形成するバイパス状態と、迂回路を形成しない非バイパス状態とに切換可能な第２バイパスリレー３４と、を備えている。そして、制御回路４０は、第１電圧変換部３１の故障時は第１バイパスリレー３３をバイパス状態に切換え、第２電圧変換部３２の故障時は第２バイパスリレー３４をバイパス状態に切換えるようにしている。
この構成により、第１電圧変換部３１または第２電圧変換部３２の一方が故障した場合であっても、故障した電圧変換部に迂回路を形成するので、迂回路を通って電圧変換されずに供給される電力によって第１電気負荷群１１の作動を継続させることができる。

また、本実施形態の車両制御システム７０において、車両用電源装置３０の制御回路４０は、第１電圧変換部３１の故障時に第１故障情報をＥＣＵ２０に送信するとともに、第２電圧変換部３２の故障時に第２故障情報をＥＣＵ２０に送信し、ＥＣＵ２０は、第１故障情報および第２故障情報の両方を受信した場合にアイドルストップ制御の実行を禁止するようにしている。
この構成により、第１電圧変換部３１または第２電圧変換部３２の少なくとも一方が正常であるときはアイドルストップ制御の実行が許可されるため、燃費が悪化するのを防止することができる。

以上、本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
例えば、本実施形態では、図６のステップＳ１において、制御回路４０は、ＥＣＵ３０からの再始動情報を受け取った場合にエンジン２４の再始動時であると判定しているが、これに代えて、スタータ１６のマグネットスイッチに加わる電圧を検出した場合にエンジン２４の再始動時であると判定するようにしてもよい。

１１・・・第１電気負荷群、１２・・・第２電気負荷群、１３・・・電源、１６・・・スタータ（始動装置）、２０・・・ＥＣＵ（内燃機関の制御装置）、２２・・・アイドルストップ禁止部、２４・・・エンジン（内燃機関）、３０・・・車両用電源装置、３１・・・第１電圧変換部、３２・・・第２電圧変換部、３３・・・第１バイパスリレー（第１バイパス切換部）、３４・・・第２バイパスリレー（第２バイパス切換部）、４０・・・制御回路（制御部）、６０・・・切換部

Claims (3)

1. 電源から入力される電力を電圧変換して電気負荷群に供給する車両用電源装置であって、
   前記電気負荷群は、優先度の低い第１電気負荷群と、優先度の高い第２電気負荷群とからなり、
   前記電源から入力される電力を電圧変換する第１電圧変換部と、
   前記電源から入力される電力を電圧変換する第２電圧変換部と、
   前記第１電圧変換部により電圧変換された電力を前記第１電気負荷群に供給するとともに前記第２電圧変換部により電圧変換された電力を前記第２電気負荷群に供給する第１切換状態と、前記第１電圧変換部により電圧変換された電力を前記第２電気負荷群に供給するとともに前記第２電圧変換部により電圧変換された電力を前記第１電気負荷群に供給する第２切換状態とに切換可能な切換部と、
   前記第２電圧変換部の非故障時に前記切換部を前記第１切換状態に切り換え、前記第２電圧変換部の故障時に前記切換部を前記第２切換状態に切り換える制御部と、を備えたことを特徴とする車両用電源装置。
2. 前記第１電圧変換部の入力側と出力側とを接続して前記第１電圧変換部を迂回する第１迂回路を形成するバイパス状態と、前記第１迂回路を形成しない非バイパス状態とに切換可能な第１バイパス切換部と、
   前記第２電圧変換部の入力側と出力側とを接続して前記第２電圧変換部を迂回する第２迂回路を形成するバイパス状態と、前記第２迂回路を形成しない非バイパス状態とに切換可能な第２バイパス切換部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１電圧変換部の故障時は前記第１バイパス切換部を前記バイパス状態に切換え、前記第２電圧変換部の故障時は前記第２バイパス切換部を前記バイパス状態に切換えることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用電源装置と、
   所定の停止条件の成立時に内燃機関を停止させるととともに所定の再始動条件の成立時に始動装置を駆動して前記内燃機関を再始動させるアイドルストップ制御を実行する内燃機関の制御装置と、を含む車両制御システムであって、
   前記始動装置は、前記電源から供給される電力により駆動され、
   前記車両用電源装置の制御部は、
   前記第１電圧変換部の故障時に第１故障情報を前記内燃機関の制御装置に送信するとともに、前記第２電圧変換部の故障時に第２故障情報を前記内燃機関の制御装置に送信し、
   前記内燃機関の制御装置は、
   前記第１故障情報および前記第２故障情報の両方を受信した場合に前記アイドルストップ制御の実行を禁止するアイドルストップ禁止部を備えたことを特徴とする車両制御システム。

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