JP5622054B2 - 車載電源システム - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される車載電源システムに関する。

従来、操舵アシストモータのアシストトルクによって車両の操舵をアシストする操舵補助装置が知られている。操舵補助装置は、操舵アシストモータ、直流電源から供給される電力を変換して操舵アシストモータに出力する電力変換器、及び電力変換器の駆動を制御する駆動制御部を含み、電力変換器および駆動制御部に対し、共通の電源が使用される。
ここで、一般に駆動制御部の駆動に必要な電圧は共通の電源電圧より低い。そのため、直流電源と駆動制御部との間に降圧部を設け、電源電圧を降圧部で降圧して駆動制御部に供給している。このような降圧部は、具体的には、スイッチング電源を用いたＤＣＤＣコンバータとして実現される。例えば特許文献１には、２チャンネルの出力電圧がそれぞれ別の負荷に出力されるスイッチング電源装置が開示されている。

特開２００７−３１８９２０号公報

近年、操舵補助装置の信頼性向上の要求に対応し、複数の電力変換器を備え、仮に一部の電力変換器が故障した場合でも、他の正常な電力変換器によって操舵アシストモータの継続駆動を担保する「多重化」又は「冗長化」が行われている。しかしながら、降圧部が１つしかない場合には、その降圧部を構成する素子の温度上昇等によって降圧部の動作が停止すると、駆動制御部へ電力を供給することができなくなり、電力変換器の駆動が停止する。したがって、電力変換器を多重化、冗長化したにも拘わらず、操舵アシストモータを駆動することができない状況が発生する。

そこで、特許文献１の技術において２チャンネルの出力電圧を同一の負荷に出力する構成を想定し、この構成を、「同一の負荷」を駆動制御部とする降圧部に適用することが考えられる。これにより、見かけ上、降圧部の多重化が可能となる。
しかし、降圧部の主な異常原因は素子の温度上昇であるところ、耐熱性能が同等の２つの降圧部を同じ放熱環境で同じ時間動作させた場合、一方の降圧部が限界温度を超えたときには、他方の降圧部も同程度に温度上昇している蓋然性が高い。すなわち、一方の降圧部が異常となり動作が停止すると、他方の降圧部もほぼ同時期に異常となるため、バックアップの役割を果たさない。その結果、いずれの降圧部も駆動制御部へ電力を供給することができなくなり、電力変換器の駆動が停止することとなる。すると、運転者は、操舵時に操舵アシストモータの操舵アシスト力が得られなくなり、利便性の低下を招く。

また、降圧部の温度上昇が限界温度に達せず動作停止にまで至らない場合であっても、動作初期に比べて限界温度近くまで温度上昇する結果、スイッチング動作に伴う損失が増大するおそれがある。すなわち、２つの降圧部がいずれも温度上昇すると、効率の悪い状態で動作するため、エネルギーを浪費するという問題がある。

本発明は上述の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、操舵アシストモータの駆動に係る電力を供給する車載電源システムにおいて、降圧部の温度上昇による故障を防止し効率を向上する車載電源システムを提供することである。

本発明は、１つの直流電源、操舵電力変換器、操舵駆動制御部を備える車載電源システムにおいて、複数の降圧部および降圧部制御手段を備えることを特徴としている。
操舵電力変換器は、直流電源から供給される電力を変換し、車両の操舵をアシストする操舵アシストモータに出力する。
操舵駆動制御部は、直流電源から電力を供給され、操舵電力変換器の駆動を制御する。
複数の降圧部は、直流電源と操舵駆動制御部との間に互いに並列に接続され、動作したとき、直流電源の電源電圧を、その電源電圧より低い電圧に降圧した降圧電力を出力する。
降圧部制御手段は、降圧部の温度を考慮して、複数の降圧部のうち少なくとも１つの降圧部が動作するように各降圧部の動作又は非動作を決定する。

本発明の構成では、「操舵駆動制御部」という同一の負荷に対して降圧部を複数備えるため、仮に１つの降圧部が異常となった場合でも、降圧部制御手段が他の正常な降圧部を動作させることにより、操舵電力変換器および操舵アシストモータの駆動を継続することができる。しかも、降圧部制御手段は、少なくとも１つの降圧部が動作するように、言い換えれば、「全ての降圧部が同時期に動作停止することを回避する」ように各降圧部の動作又は非動作を決定する。

そもそも、素子が温度上昇した場合には、完全に故障する前に動作を停止し冷却させることで機能が回復する。言い換えれば、温度上昇したのみで「未故障」の状態は、根本的な故障ではない「一時的に使用が制限される状態」と考えることができる。
この点に着眼し、降圧部制御手段は、全ての降圧部が同時期に限界温度まで温度上昇することがないように各降圧部の動作又は非動作を決定する。例えば各降圧部を「動作グループ」と「非動作グループ」とに選別し、動作グループの動作中に非動作グループを冷却させて機能を回復させる。そして、冷却した降圧部を順次交替で動作させることで、降圧部全体として、継続的に動作させることができる。

これにより、全ての降圧部が同時期に動作不能な状態となる状況を回避し、操舵補助装置の操舵駆動制御部を継続的に駆動することができる。したがって、運転者は操舵時に確実に操舵アシストトルクが得られ、操舵補助装置の信頼性が向上する。
また、降圧部が動作不能とまではならない場合でも、冷却により良好な状態に回復した降圧部を交替で動作させることで、温度上昇による損失低減を抑制し、降圧部の効率を向上させることができる。

本発明の第１実施形態による車載電源システムの模式図である。 本発明の第１実施形態による車載電源システムの降圧部制御手段のブロック図である。 本発明の第１実施形態による車載電源システムにおける降圧部制御のメインフローチャートである。 本発明の第１実施形態による車載電源システムにおける降圧部制御の冷却グループのサブフローチャートである。 本発明の第１実施形態による車載電源システムにおける降圧部制御のタイミングチャートの一例である。 本発明の第２実施形態による車載電源システムにおける降圧部制御のメインフローチャートである。 本発明の第２実施形態による車載電源システムにおける降圧部制御の冷却グループのサブフローチャートである。 本発明の第２実施形態による車載電源システムにおける降圧部制御のタイミングチャートの一例である。 本発明の第３実施形態による車載電源システムの降圧部制御手段のブロック図である。 本発明の第３、第４実施形態による車載電源システムにおける降圧部制御のメインフローチャートである。 本発明の第３実施形態による車載電源システムにおける降圧部制御のサブフローチャートである。 本発明の第３実施形態による車載電源システムにおける降圧部制御のタイミングチャートの一例である。 本発明の第４実施形態による車載電源システムの降圧部制御手段のブロック図である。 本発明の第４実施形態による車載電源システムにおける多重降圧部制御のサブフローチャートである。 本発明の第４実施形態による車載電源システムにおける多重降圧部制御のタイミングチャートの一例である。 本発明の第５実施形態による車載電源システムの模式図である。 本発明の第６実施形態による車載電源システムの模式図である。 本発明のその他の実施形態による車載電源システムの模式図である。

以下、本発明による車載電源システムの実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の車載電源システムについて、図１〜図５を参照して説明する。
本実施形態の車載電源システムは、電気自動車またはハイブリッド自動車に搭載され、車両を走行させる主機や、主機以外の車両機能を担保する補機に電力を供給するシステムである。特に本実施形態では、運転者による操舵を補助する操舵補助装置が補機として用いられる。

図１に示すように、車載電源システム１１は、「直流電源」としての主電池２０、主機３０を構成する主機駆動制御部３１および主機電力変換器３２、操舵補助装置４０を構成する操舵駆動制御部４１および操舵電力変換器４２、降圧部５１、５２、５３および降圧部制御手段６１１等を備えている。
主機電力変換器３２および操舵電力変換器４２は、主電池２０に対して並列に接続されており、いずれも主電池２０から電力を供給される。主電池２０は、高電位電極２１と低電位電極２２との電位差が例えば２８８Ｖのバッテリである。

主機電力変換器３２は、主機駆動制御部３１によって制御され、主電池２０から供給される電力を変換して、車両を走行させる主モータ３３に出力する。ここで、主機駆動制御部３１への電力供給経路については特定しない。つまり、主機駆動制御部３１は、電力を主電池２０から供給されてもよく、他の電源から供給されてもよい。

操舵電力変換器４２は、操舵駆動制御部４１によって制御され、主電池２０から供給される電力を変換して、車両の操舵をアシストする操舵アシストモータ４３に出力する。例えば、操舵電力変換器４２は三相インバータで構成され、操舵アシストモータ４３は三相ブラシレスモータで構成される。操舵アシストモータ４３の出力トルクは、減速ギア等を介して図示しないステアリングシャフトに伝達される。
操舵電力変換器４２は、さらに複数系統が多重化されたものを含む。複数の電力変換器が用いられることで、仮に一部の電力変換器が故障した場合でも、残りの正常な電力変換器を用いて操舵アシストモータ４３の駆動を継続することができる。

操舵駆動制御部４１には、複数の降圧部によって主電池２０の電源電圧を降圧した、例えば数Ｖの降圧電力が供給される。本実施形態では、３つの降圧部５１、５２、５３が互いに並列に接続されている。
降圧部５１、５２、５３は、具体的には、ＤＣＤＣコンバータで構成されるスイッチング電源であり、主電池２０から電力が供給される電力線５７に降圧部毎の個別のコネクタ５４によって接続されている。また、降圧部５１、５２、５３の負荷側すなわち操舵駆動制御部４１側に、逆流を防止するためのダイオード５６が接続されている。

一般に操舵駆動制御部４１の動作に必要な電圧は、操舵電力変換器４２を駆動するための電圧よりも低い。したがって、電源電圧をそのまま操舵駆動制御部４１に供給するのではなく、降圧電力を供給することで、操舵駆動制御部４１を構成する素子の耐圧仕様を下げることができる。一方、操舵電力変換器４２については、電源電圧をそのまま供給することで、降圧に伴う電力損失を最小限に抑制することができる。

また、操舵駆動制御部４１に降圧電力を供給する降圧部を複数並列に設けることで、言い換えれば、降圧部を「多重化」又は「冗長化」することで、仮に一部の降圧部が故障した場合でも、残りの正常な降圧部により操舵駆動制御部４１への電力供給を継続することができる。

しかしながら、耐熱性能が同等の降圧部を単純に複数並べただけでは、同じ放熱環境で同じ時間動作させた場合、複数の降圧部が同じように温度上昇する結果、全ての降圧部がほぼ同時期に異常となるおそれがある。すると、操舵駆動制御部４１への電力供給ができなくなり、操舵アシストモータ４３の駆動が停止することとなる。そのため、運転者が操舵時に操舵アシストトルクが得られないという状況が発生し、利便性が低下する。
そこで、本実施形態では、複数の降圧部５１、５２、５３のうち少なくとも１つの降圧部が動作するように、降圧部５１、５２、５３の動作又は非動作を決定する降圧部制御手段６１１を備えることを特徴とする。

次に、降圧部制御手段６１１について、図２〜図５を参照して説明する。
図２のブロック図に示すように、第１実施形態の降圧部制御手段６１１は、異常検出手段６２、異常判定手段６３、選別手段６４および温度判定手段６５を含む。
異常検出手段６２は、降圧部５１、５２、５３の異常を検出する。降圧部の異常には、「温度上昇による異常」と、降圧部を構成するスイッチング素子の断線又は短絡等の「故障による異常」とがある。

「温度上昇による異常」とは、スイッチング素子等の動作による発熱が所定の限界温度に達したことをいい、そのまま動作し続けると素子の誤動作や破損を起こす蓋然性が高い状態をいう。しかし、限界温度に達した時点ですぐに動作を停止して冷却すれば、正常な状態に回復する可能性が高い。言い換えれば、素子が完全に破損するのではなく、冷却により機能を回復し得る範囲の温度を「限界温度」として設定しておくことで、「温度上昇による異常」は、根本的な故障ではない「一時的に使用が制限される状態」として扱うことができる。

一方、「故障による異常」とは、素子が破損して恒久的に機能を喪失した状態をいう。故障の原因には、温度上昇が限界温度を超えた後も使用し続けた場合、サージ電圧等の過電圧が素子に印加された場合、振動、衝撃等の外力による場合等が考えられる。
異常判定手段６３は、異常検出手段６２によって異常が検出された降圧部が、温度上昇による異常か、或いは故障による異常かを判定する。

選別手段６４は、異常検出手段６２の検出結果、及び異常判定手段６３の判定結果に基づいて、各降圧部５１、５２、５３を「動作グループＧａ」と「非動作グループＧｎ」とに選別する。特に第１実施形態では、「非動作グループＧｎ」をさらに「冷却グループＧｃ」、「故障グループＧｆ」、「待機グループＧｗ」の３つのグループに選別する。すなわち、降圧部について４つのグループ属性が定義される。

「動作グループＧａ」は、正常かつ動作中の降圧部のグループである。
「冷却グループＧｃ」は、温度上昇による異常が検出されたため動作を停止し、正常な状態へ回復させるために冷却中の降圧部のグループである。
「故障グループＧｆ」は、機能を喪失し二度と動作しない降圧部のグループである。
「待機グループＧｗ」は、正常であって動作していない降圧部のグループである。
なお、以下の説明ではグループの符号の記載を省略する。

温度判定手段６５は、異常判定手段６３によって温度上昇による異常であると判定され動作を停止した降圧部、すなわち「冷却グループ」の降圧部の温度を経時的に検出し、動作が許容される「許容閾値温度」以下に降温しているか否かを判定する。
選別手段６４は、温度判定手段６５の判定結果に基づき、「許容閾値温度」以下に降温した降圧部のグループ属性を「冷却グループ」から「待機グループ」に変更する。

続いて、図３、図４のフローチャートを参照して、本発明の第１実施形態による降圧部制御を説明する。降圧部制御は、複数の降圧部のうち少なくとも１つの降圧部が動作するように各降圧部の動作又は非動作を決定する制御である。特に第１実施形態では、動作可能な降圧部を１つずつ選んで交替で動作させる。
なお、以下のフローチャートの説明で記号Ｓは「ステップ」を表す。また簡単のため、「イグニション」を「ＩＧ」と表し、「グループ」を「Ｇ」と表す。

図３のメインフローチャートに示すように、降圧部制御は、イグニションスイッチがオンすることでスタートする。選別手段６４は、イグニションオン後、待機グループの降圧部を１つ選択して動作させ（Ｓ１０１）、動作した降圧部のグループ属性を動作グループに変更する（Ｓ１０２）。以下、グループ属性の変更処理は、いずれも選別手段６４によって実行される。

以後、イグニションオフされない（Ｓ１０３：ＮＯ）間、Ｓ１１１による異常検出の判断が繰り返される。Ｓ１１１では、異常検出手段６２が動作中の降圧部に異常を検出したか否か判断する。動作中の降圧部に異常が検出された場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、待機グループの降圧部を１つ選択して動作させ（Ｓ１１２）、動作した降圧部のグループ属性を動作グループに変更する（Ｓ１１３）。そして、異常が検出された降圧部の動作を停止する（Ｓ１１４）。これにより、動作する降圧部の交替が完了する。

続いてＳ１１５では、動作を停止した降圧部についてグループ属性を決める。つまり、異常判定手段６３によって、動作を停止した降圧部が温度上昇による異常であると判定された場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）には、停止した降圧部のグループ属性を動作グループから冷却グループに変更する（Ｓ１１６）。一方、動作を停止した降圧部が温度上昇による異常ではないと判定された場合（Ｓ１１５：ＮＯ）には、停止した降圧部のグループ属性を動作グループから故障グループに変更する（Ｓ１１７）。

Ｓ１１６で冷却グループに変更された降圧部については、その後、温度判定手段６５によって、経時的に温度が検出される。そして、図４のサブフローチャートに示すように、温度が許容閾値温度以下となると（Ｓ１２１：ＹＥＳ）、その降圧部のグループ属性を冷却グループから待機グループに変更する（Ｓ１２２）。すなわち、温度上昇による一時的な異常が解消され、正常な降圧部として再び動作可能なものとして認定される。

図３に戻り、イグニションスイッチがオフされる（Ｓ１０３：ＹＥＳ）と、全ての降圧部の動作が停止し、操舵補助装置４０全体が停止する。このとき、故障グループ以外の降圧部、すなわち動作グループ、冷却グループ、待機グループの降圧部のグループ属性を、いずれも待機グループに変更して（Ｓ１０４）降圧部制御を終了する。これにより、次のイグニションオン時には、故障グループ以外の降圧部はいずれも正常なものとして取り扱われる。

第１実施形態の制御方法によるタイミングチャートの例を図５に基づいて説明する。タイミングチャート中、「ＯＮ」は降圧部が動作中であることを、「ＯＦＦ」は降圧部が停止中であることを示す。
イグニションオン時、第１降圧部５１が選択され、動作を開始する。また、第２降圧部５２および第３降圧部５３は待機グループに属している。
時期Ｐ１Ａで、第１降圧部５１に異常が検出され動作を停止する。それと同時に、待機グループの第２降圧部５２が動作グループに移り動作を開始する。また、第１降圧部５１は、温度上昇による異常と判定され、冷却グループに移る。

時期Ｐ１Ｂで、第２降圧部５２に異常が検出され動作を停止する。それと同時に、待機グループの第３降圧部５３が動作グループに移り動作を開始する。また、第２降圧部５２は、「温度上昇による異常ではなく、素子の断線又は短絡等の故障による異常である」と判定され、故障グループに移る。したがって、第２降圧部５２は二度と動作しない。
また、時期Ｐ１Ｂから時期Ｐ１Ｃまでの間に、第１降圧部５１は、温度が許容閾値温度以下となり、冷却グループから待機グループに移る。

時期Ｐ１Ｃで、第３降圧部５３に異常が検出され動作を停止する。それと同時に、待機グループの第１降圧部５１が動作グループに移り動作を開始する。また、第３降圧部５３は、温度上昇による異常と判定され、冷却グループに移る。
また、時期Ｐ１Ｃから時期Ｐ１Ｄまでの間に、第３降圧部５３は、温度が許容閾値温度以下となり、冷却グループから待機グループに移る。

時期Ｐ１Ｄで、第１降圧部５１に異常が検出され動作を停止する。それと同時に、待機グループの第３降圧部５３が動作グループに移り動作を開始する。また、第１降圧部５１は、温度上昇による異常と判定され、冷却グループに移る。
この後、同様に、第１降圧部５１と第３降圧部５３が交替で動作する。

このように第１実施形態の降圧部制御によれば、故障グループ以外の正常な降圧部を１つずつ異常が検出されるまで動作させ、異常が検出されたら動作を停止させると同時に、待機グループの降圧部の１つを交替で動作させる。また、温度上昇による異常と判定された降圧部は、動作を停止し冷却することで機能を回復させる。

これにより、全ての降圧部５１、５２、５３が同時期に動作不能な状態となる状況を回避し、操舵補助装置４０の操舵駆動制御部４１を継続的に駆動することができる。したがって、運転者は操舵時に確実に操舵アシストトルクが得られ、操舵補助装置４０の信頼性が向上する。
また、降圧部５１、５２、５３が動作不能とまではならない場合でも、冷却により良好な状態に回復した降圧部を交替で動作させることで、温度上昇による損失低減を抑制し、降圧部５１、５２、５３の効率を向上させることができる。

（第２実施形態）
以下、本発明の第２〜第４実施形態の車載電源システムについて説明する。これらの実施形態は、第１実施形態に対し、降圧部制御手段の構成、又は実行する降圧部制御方法が異なる。以下の実施形態の説明において、前述の実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態の降圧部制御手段について、図６〜図８を参照して説明する。
第２実施形態の降圧部制御手段６１２の構成は、図２に示す第１実施形態の降圧部制御手段６１１の構成をほぼ援用する。ただし、降圧部についてのグループ属性は、「動作グループ」、「冷却グループ」、「故障グループ」の３通りであり、第１実施形態で定義された「待機グループ」は第２実施形態には存在しない。つまり、第２実施形態の「非動作グループ」は、「冷却グループ」または「故障グループ」のいずれかである。
第２実施形態の降圧部制御は、「故障していない降圧部について、冷却中でない限り、待機させることなく全て動作させる」ことを特徴とする。

図６のメインフローチャートに示すように、降圧部制御手段６１２は、イグニションオン後、前回までの降圧部制御において故障グループに移された降圧部以外の全ての降圧部を動作させる（Ｓ２０１）。
以後、イグニションオフされない（Ｓ２０３：ＮＯ）間、Ｓ２１１による異常検出の判断が繰り返される。Ｓ２１１では、異常検出手段６２が動作中の降圧部に異常を検出したか否か判断する。動作中の降圧部に異常が検出された場合（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、異常が検出された降圧部の動作を停止する（Ｓ２１４）。

続くＳ２１５〜Ｓ２１７での、異常判定手段６３による「動作を停止した降圧部のグループ属性の決定」のフローについては、第１実施形態と同様である。
また、Ｓ２１６で冷却グループに変更された降圧部については、その後、温度判定手段６５によって、経時的に温度が検出される。そして、図７のサブフローチャートに示すように、温度が許容閾値温度以下となると（Ｓ２２１：ＹＥＳ）、その降圧部を動作させる（Ｓ２２２）。すなわち、第１実施形態のように一旦待機グループに移して待機させるのではなく、動作可能となった時点ですぐに動作させる。
さらに、図６でイグニションスイッチがオフされたとき（Ｓ２０３：ＹＥＳ）も、第１実施形態のように待機グループへの変更ステップを経ることなく降圧部制御を終了する。

第２実施形態の制御方法によるタイミングチャートの例を図８に基づいて説明する。
イグニションオン時、３つ全ての降圧部５１、５２、５３が動作を開始する。
時期Ｐ２Ａで、第１降圧部５１に異常が検出され動作を停止する。第１降圧部５１は、温度上昇による異常と判定され、冷却グループに移る。
時期Ｐ２Ｂで、第３降圧部５３に異常が検出され動作を停止する。第３降圧部５３は、「温度上昇による異常ではなく、素子の断線又は短絡等の故障による異常である」と判定され、故障グループに移る。
時期Ｐ２Ｃで、第１降圧部５１は、温度が許容閾値温度以下となったため、冷却グループから動作グループに移り、動作を再開する。

このように第２実施形態の降圧部制御によれば、故障グループ以外の正常な降圧部を全て動作させ、異常が検出された降圧部の動作を停止させる。また、温度上昇による異常と判定された降圧部は、動作を停止し冷却することで機能を回復させる。
これにより、第１実施形態と同様に、操舵補助装置４０の操舵駆動制御部４１を継続的に駆動することができ、操舵補助装置４０の信頼性を向上させることができる。また、降圧部の効率を向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の降圧部制御手段について、図９〜図１２を参照して説明する。
第３実施形態、及び次の第４実施形態の制御方法の概要は、「故障していない全ての降圧部のうち１つの降圧部を交替で停止させ、それ以外の降圧部を動作させる」というものである。すなわち、上述の第１、第２実施形態が「降圧部が異常になるまで動かし続け、異常になった降圧部を停止させる」という事後保全的な思想に基づくのに対し、第３、第４実施形態では、「降圧部が異常になる前に所定時間停止させて温度上昇を抑制する」という予防保全的な思想を基盤としている。
ここで、第３実施形態では、停止させる降圧部の選択方法として、故障していない降圧部のうち温度が一番高い降圧部を停止させる。

具体的には図９に示すように、降圧部制御手段６１３は、異常検出手段６２、温度比較手段６６、計時手段６７および選別手段６４を含む。
また図１０のメインフローチャートに示すように、降圧部制御手段６１３は、イグニションオン後のＳ３０１で、異常検出手段６２によって異常が検出された降圧部を除くｎ個の降圧部を動作させる。以後、イグニションオフされない（Ｓ３０２：ＮＯ）間、１番目からｎ番目までの降圧部のうちｉ番目の降圧部の動作を計時手段６７によってｔ秒停止させ（Ｓ３０３）、ｉ番目以外の降圧部を動作させる（Ｓ３０４）。

ここで、「ｉ番目の降圧部」は、図１１のサブフローチャートによって選択される。すなわち、イグニションオン後、温度比較手段６６は、ループ始端Ｌｓ３１１の「ｊ＝１」からループ終端Ｌｅ３１５の「ｊ＞ｎ」まで、イグニションオフされない（Ｓ３１２：ＮＯ）間、ｊ番目の降圧部の温度を順に測定し（Ｓ３１３、Ｓ３１４）、ｎ個の降圧部の温度を比較して一番温度が高いｋ番目の降圧部を見つける。すると選別手段６４は、ｋ番目の降圧部を「停止させる降圧部」として選択し、ｔ秒停止させる（Ｓ３１６）。

第３実施形態の制御方法によるタイミングチャートの例を図１２に基づいて説明する。
イグニションオン時、３つ全ての降圧部５１、５２、５３が動作を開始する。
時期Ｐ３Ａで各降圧部の温度を比較し、温度が一番高い第１降圧部５１の動作をｔ秒停止させる。
時期Ｐ３Ｂで各降圧部の温度を比較し、温度が一番高い第２降圧部５２の動作をｔ秒停止させると共に、それまで停止していた第１降圧部５１の動作を再開する。
時期Ｐ３Ｃでは、依然として第２降圧部５２の温度が一番高いため、第２降圧部５２の動作をさらにｔ秒停止させる。
時期Ｐ３Ｄでは、温度が一番高い第１降圧部５１の動作をｔ秒停止させると共に、それまで停止していた第２降圧部５２の動作を再開する。

このように第３実施形態では、イグニションオン後ｔ秒毎に全降圧部の温度を比較し、その時温度が一番高い降圧部を停止させるため、降圧部が限界温度に達して異常になる前に温度上昇を抑制することができる。これにより、上記実施形態と同様に操舵補助装置４０の信頼性を向上させることができる。また、降圧部の効率を向上させることができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態の降圧部制御手段について、図１３〜図１５を参照して説明する。
図１３に示すように、降圧部制御手段６１４は、第３実施形態の温度比較手段６６以外の手段を含む。
第４実施形態は、第３実施形態の図１０のフローチャートを援用する。また、「ｉ番目の降圧部」は、図１４のフローチャートによって選択される。すなわち、イグニションオン後、選別手段６４は、ループ始端Ｌｓ４１１の「ｊ＝１」からループ終端Ｌｅ４１５の「ｊ＞ｎ」まで、イグニションオフされない（Ｓ４１２：ＮＯ）間、ｊ番目の降圧部を順に選択する（Ｓ４１３、Ｓ４１４）。

第４実施形態の制御方法によるタイミングチャートの例を図１５に基づいて説明する。
イグニションオン時、３つ全ての降圧部５１、５２、５３が動作を開始する。
時期Ｐ４Ａでは、１番目の第１降圧部５１の動作をｔ秒停止させる。
時期Ｐ４Ｂでは、２番目の第２降圧部５２の動作をｔ秒停止させると共に、それまで停止していた第１降圧部５１の動作を再開する。
時期Ｐ４Ｃでは、３番目の第３降圧部５３の動作をｔ秒停止させると共に、それまで停止していた第２降圧部５２の動作を再開する。これで、３つの降圧部の停止が一巡する。
時期Ｐ４Ｄでは、再び１番目の第１降圧部５１の動作をｔ秒停止させると共に、それまで停止していた第３降圧部５３の動作を再開する。
このように第４実施形態でも、上記第３実施形態と同様の効果を奏する。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態の車載電源システムについて図１６を参照して説明する。
図１６に示すように、第５実施形態の車載電源システム１５では、操舵駆動制御部４１および操舵電力変換器４２が降圧部５１、５２、５３の後で並列に接続されている。したがって、操舵電力変換器４２には、主電池２０の電源電圧ではなく降圧電圧が供給される。また、複数の降圧部５１、５２、５３は、第１実施形態と同様の降圧部制御手段６１１によって動作が制御される。

第５実施形態では、複数の降圧部５１、５２、５３について、上記実施形態と同様に、温度上昇による故障を防止することで信頼性を向上させることができる。また、素子の効率を向上させることができる。
さらに第５実施形態では、降圧電圧が操舵電力変換器４２に供給されるため、操舵電力変換器４２を構成する素子の耐圧仕様を下げることができる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態の車載電源システムについて図１７を参照して説明する。
図１７に示すように、第６実施形態の車載電源システム１６では、第１実施形態に対し複数の降圧部５１、５２、５３およびダイオード５６がモジュール化され、共通のコネクタ５５によって電力線５７に接続されている。
これにより、降圧部を多重化した場合でも配線の着脱作業を容易にすることができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態の車載電源システムでは、いずれも主電池２０に対し、操舵補助装置４０と並列に主機３０が接続されている。しかし、図１８に示す車載電源システム１７のように、主電池２０に主機３０が接続されていなくてもよい。すなわち、本発明の車載電源システムは、電気自動車やハイブリッド自動車以外の車両に適用されてもよい。
また、車載電源システムには、主電池２０に対し、主機電力変換器３２および操舵電力変換器４２の他、パワーウインドウ、エアコンブロワ、ワイパ等の各種補機用の電力変換器等がさらに並列に接続されてもよい。
また、降圧部の数は、上記実施形態で例示した３つに限らない。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１１、１５、１６、１７・・・車載電源システム、
２０ ・・・主電池（直流電源）、
４１ ・・・操舵駆動制御部、
４２ ・・・操舵電力変換器、
４３ ・・・操舵アシストモータ、
５１、５２、５３ ・・・降圧部、
６１１、６１３、６１４・・・降圧部制御手段。

Claims (10)

1. １つの直流電源（２０）と、
   前記直流電源から供給される電力を変換し、車両の操舵をアシストする操舵アシストモータ（４３）に出力する操舵電力変換器（４２）と、
   前記直流電源から電力を供給され、前記操舵電力変換器の駆動を制御する操舵駆動制御部（４１）と、
   前記直流電源と前記操舵駆動制御部との間に互いに並列に接続され、動作したとき、前記直流電源の電源電圧を、その電源電圧より低い電圧に降圧した降圧電力を出力する複数の降圧部（５１、５２、５３）と、
   前記降圧部の温度を考慮して、複数の前記降圧部のうち少なくとも１つの前記降圧部が動作するように各前記降圧部の動作又は非動作を決定する降圧部制御手段（６１１、６１３、６１４）と、
   を備えることを特徴とする車載電源システム（１１、１５、１６）。
2. 前記降圧部制御手段は、
   非動作と決定した前記降圧部について、温度を検出することにより、又は時間の経過によって再び動作させることを特徴とする請求項１に記載の車載電源システム。
3. 前記直流電源から供給される電力を変換し、車両を走行させる主モータ（３３）に出力する主機電力変換器（３２）と、
   前記主機電力変換器の駆動を制御する主機駆動制御部（３１）と、
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車載電源システム。
4. 前記操舵電力変換器は、前記直流電源の電源電圧の電力が供給されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車載電源システム（１１、１６）。
5. 複数の前記降圧部は、前記直流電源から電力が供給される電力線（５７）に、前記降圧部毎の個別のコネクタ（５４）によって接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の車載電源システム（１１、１５）。
6. 前記降圧部制御手段（６１１、６１２）は、
   前記降圧部の温度上昇による異常を検出し、その検出結果に基づいて、前記複数の降圧部のうち動作させる前記降圧部を変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車載電源システム。
7. 前記降圧部制御手段は、
   前記降圧部の異常を検出する異常検出手段（６２）と、
   前記異常検出手段によって異常が検出された前記降圧部が温度上昇による異常であるか否かを判定する異常判定手段（６３）と、
   前記異常検出手段の検出結果、及び前記異常判定手段の判定結果に基づいて複数の前記降圧部を動作グループと非動作グループとに選別する選別手段（６４）と、
   を含み、
   前記選別手段は、少なくとも１つの前記降圧部を前記動作グループに選別し、
   前記異常検出手段によって異常が検出された前記降圧部のうち、前記異常判定手段によって温度上昇による異常であると判定された前記降圧部の動作を停止することを特徴とする請求項６に記載の車載電源システム。
8. 前記異常判定手段によって温度上昇による異常であると判定され動作が停止した前記降圧部の温度を経時的に検出し、動作が許容される許容閾値温度以下に降温しているか否かを判定する温度判定手段（６５）を備えることを特徴とする請求項７に記載の車載電源システム。
9. 前記選別手段は、前記異常検出手段によって異常が検出された前記降圧部以外の全ての降圧部を前記動作グループに選別することを特徴とする請求項７または８に記載の車載電源システム。
10. 前記降圧部制御手段（６１３、６１４）は、
    前記複数の降圧部を交替で動作させ、前記降圧部の温度が上昇し異常となる前に動作を所定時間停止させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車載電源システム。

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