車両用電源装置
【課題】車載電源の電圧が変化する場合であっても、目標の電力に近い電力を電気負荷へ供給することが可能な車両用電源装置を提供する。
【解決手段】車載バッテリの電圧をサンプリング周期：Ｔｓでサンプリングして検出した電圧値のうち、ＰＷＭ周期：Ｔｐ内のサンプリング個数に相当する“（Ｎ）”個（（Ｎ）＝Ｔｐ／Ｔｓ＝６）の連続する電圧値の中で、制御パルスのオン期間内のサンプリング個数に相当する“（Ｌ）”個（（Ｌ）＝（Ｎ）×（デューティ比）＝４）の電圧値を、その値が小さい方から選択し、選択した電圧値：Ｖｓ１，Ｖｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ６に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
【解決手段】車載バッテリの電圧をサンプリング周期：Ｔｓでサンプリングして検出した電圧値のうち、ＰＷＭ周期：Ｔｐ内のサンプリング個数に相当する“（Ｎ）”個（（Ｎ）＝Ｔｐ／Ｔｓ＝６）の連続する電圧値の中で、制御パルスのオン期間内のサンプリング個数に相当する“（Ｌ）”個（（Ｌ）＝（Ｎ）×（デューティ比）＝４）の電圧値を、その値が小さい方から選択し、選択した電圧値：Ｖｓ１，Ｖｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ６に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載電源からＰＷＭ制御された電力を各電気負荷へ供給する車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用電源装置では、パワーウインドウ、ＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）、エアコンディショナ、デフォッガ、シートヒータ等、多くの電気負荷へ電力を供給している。各電気負荷の駆動に必要とされる電圧は多かれ少なかれ異なることが多く、これら駆動電圧が異なる電気負荷へ電力を供給する電源装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、車載電源の電圧値を電圧センサで検出し、検出した電圧値に基づいて、負荷制御部が電気負荷に縦続接続された半導体スイッチをＰＷＭ制御することにより、電気負荷へ供給する実効電力を制御する技術が開示されている。
【０００４】
図４は、従来のＰＷＭ制御の例を模式的に示すタイミングチャートである。図中横軸は時間を示し、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）の縦軸は、夫々車載電源の電圧，電気負荷への負荷電流，電気負荷の性能を示す。また、Ｖｓ１，Ｖｓ２，Ｖｓ３は、夫々制御周期：Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３において車載電源の電圧をサンプリングして検出した電圧値を表す。制御周期：Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４におけるＰＷＭ制御のデューティ比は、夫々１つ前の制御周期における検出電圧値であるＶｓ１、Ｖｓ２、Ｖｓ３に対する目標電圧の比の自乗値に基づいて決定される。これにより、検出した電圧を引き続き電気負荷へ印加した場合に、電気負荷へ供給する電力が目標の電力（即ち電気負荷の定格電力）となるようにＰＷＭ制御される。
【特許文献１】特開２００６−３０４５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＰＷＭ制御によって車載電源から電気負荷への電力の供給がオン／オフされた場合、図４（ａ）に示すように車載電源の電圧が前記オン／オフに伴って変化する。このため、前記電圧センサが検出する電圧値も変化し、図４（ｂ）に示す負荷電流をオンさせるデューティ比が、目標の電力を供給するためのデューティ比より小さくなることがある。例えば、電圧センサが検出した電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を算出する制御部１と、半導体スイッチをオン／オフさせる制御部２とが通信手段等で接続されていない場合、制御部１では制御部２によるＰＷＭ制御のオン／オフ期間を直接的に把握することができない。
【０００６】
この場合、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ＰＷＭ制御のオフ期間に検出した比較的高い電圧値に基づいて算出したデューティ比は、電気負荷へ電力が供給されているオン期間に検出した比較的低い電圧値に基づいて算出した（例えば制御周期：Ｔ１の）デューティ比より小さくなるため、電気負荷へ供給する電力が目標の電力より小さくなるという問題があった。このとき、例えばヒータの温度のような電気負荷の性能は、目標の電力を供給された場合と比較して、図４（ｃ）の実線及び一点鎖線（実線の平均値）に示すように低下する。また、ディーティ比が小さくなることによってオフ期間が相対的に長くなり、車載電源の電圧がオフ期間に検出される確率が高まるため、決定されるデューティ比が更に小さくなる虞がある。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車載電源の電圧が変化する場合であっても、目標の電力に近い電力を電気負荷へ供給することが可能な車両用電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る車両用電源装置は、車載電源から電気負荷へ供給する電力をＰＷＭ制御するＰＷＭ手段と、前記車載電源の電圧値を所定周期で時系列的にサンプリングして検出する検出手段とを備え、該検出手段が検出した電圧値に基づいて前記ＰＷＭ制御のデューティ比を決定する車両用電源装置において、前記ＰＷＭ手段は、前記電圧値のうち、連続するＪ個（Ｊは２以上の自然数）の電圧値の中で値が小さい方から選択したＫ個（ＫはＪ以下の自然数）の電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあることを特徴とする。
【０００９】
この車両用電源装置では、所定周期でサンプリングして検出した車載電源の電圧値のうち、連続するＪ個の中で値が小さいＫ個（Ｊ≧Ｋ≧１）の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、車載電源の電圧が高いときに検出した電圧値に基づいて決定したデューティ比よりも大きいデューティ比が決定されるため、車載電源の電圧が低いときに電気負荷へ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制する。
【００１０】
第２発明に係る車両用電源装置は、前記サンプリング周期は、前記ＰＷＭ制御の制御周期より短く定めてあり、前記サンプリング周期に対する前記制御周期の比Ｒを算出する手段を備え、前記ＰＷＭ手段は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、連続するＮ個（ＮはＲとの差が１より小さい２以上の自然数）の電圧値の中で値が小さい方から選択したＭ個（ＭはＮ以下の自然数）の電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあることを特徴とする。
【００１１】
この車両用電源装置では、ＰＷＭ制御の制御周期内のサンプリング個数に相当するＮ個の電圧値の中で、値が小さいＭ個（Ｎ≧Ｍ≧１）の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、ＰＷＭ制御に伴って車載電源の電圧が周期的に変化する場合に、前記電圧が高く変化した期間に検出した電圧値に基づいて決定したデューティ比よりも大きいデューティ比が決定されるため、車載電源の電圧がＰＷＮ制御の制御周期の中で低く変化した期間に電気負荷へ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制する。
【００１２】
第３発明に係る車両用電源装置は、前記連続するＮ個の電圧値は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、最新のＮ個の電圧値であることを特徴とする。
【００１３】
この車両用電源装置では、ＰＷＭ制御の制御周期内のサンプリング個数に相当するＮ個の最新の電圧値の中で、値が小さいＭ個（Ｎ≧Ｍ≧１）の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、例えば、車載電源の電圧がＰＷＭ制御の制御周期より大きい周期で変化する場合であっても、直前に検出した電圧値に基づいて後続する制御周期のデューティ比が決定されるため、車載電源の電圧変化に良好に追従して安定した電力を供給する。
【００１４】
第４発明に係る車両用電源装置は、決定されたデューティ比を記憶する手段と、該手段が記憶したデューティ比及びＲの積Ｐを算出する手段とを備え、前記ＰＷＭ手段は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、連続するＮ個の電圧値の中で値が小さい方から選択したＬ個（ＬはＰとの差が１より小さいＮ以下の自然数）の電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあることを特徴とする。
【００１５】
この車両用電源装置では、ＰＷＭ制御の制御周期内のサンプリング個数に相当するＮ個の電圧値の中で、制御パルスのオン期間内のサンプリング個数に相当するＬ個（Ｎ≧Ｌ≧１）の電圧値を、その値が小さい方から選択し、選択した電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、制御パルスがオンして電気負荷へ電力が供給されることにより電圧が低下した期間に、必然的に電圧値を検出することとなり、検出した電圧値に基づいてデューティ比が決定される。従って、電気負荷へ電力を供給して車載電源の電圧が低下する期間に電気負荷へ供給する電力が、目標の電力となるように制御する。
【００１６】
第５発明に係る車両用電源装置は、前記ＰＷＭ手段は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、連続するＪ個の電圧値の中で最も値が小さい電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあることを特徴とする。
【００１７】
この車両用電源装置では、所定周期でサンプリングして検出した車載電源の電圧値のうち、連続するＪ個の中で最も値が小さい１個の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、例えば、サンプリングして検出した電圧値にノイズ成分が多いため、検出した電圧値が積分されて制御手段に取り込まれるような場合、車載電源の電圧が最も低いときに近い電圧値を検出し、検出した電圧値に基づいてデューティ比を決定する。従って、車載電源の電圧が最も低いときに電気負荷へ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、連続するＪ個の電圧値の中で、値が小さいＫ個（Ｊ≧Ｋ≧１）の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、車載電源の電圧が高いときに検出した電圧値に基づいて決定したデューティ比よりも大きいデューティ比が決定されるため、車載電源の電圧が低いときに電気負荷へ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制する。従って、車載電源の電圧が変化する場合であっても、目標の電力に近い電力を電気負荷へ供給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は、本発明の実施の形態に係る車両用電源装置の概略構成を示すブロック図である。図中１はエンジンに連動して発電するオルタネータ（車載発電機、交流発電機）であり、オルタネータ１には、オルタネータ１の界磁電流を調整して、オルタネータ１が発電及び整流した電圧を定電圧制御及び昇降圧制御するレギュレータ２が付設されている。
【００２０】
車両用電源装置は、複数のヒューズＦ０，Ｆ１，Ｆ２等を有し、オルタネータ１が発電した電力は、ヒューズＦ０を通じて、入出力電流値が電流検出器３によって検出される車載バッテリ４に与えられる。電流検出器３の出力端子は、車載バッテリ４の入出力電圧値を検出する電圧入力部５７を有する充放電制御ＥＣＵ５の電流入力部５６に接続されている。車載バッテリ４の出力電圧は、図示しないトルク検出器が検出したハンドルの操作力に応じてＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）のモータ７を駆動するＥＰＳ駆動回路８にヒューズＦ１を通じて印加され、その他の電気負荷へも図示しないヒューズを通じて印加される。
【００２１】
車両用電源装置は、また、ヒューズＦ２を通じて車載バッテリ４の出力電圧をヒータ（加熱器）Ｈａに印加するためのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）６１と、該ＦＥＴ６１をＰＷＭ制御の制御パルスで駆動するＰＷＭ出力部６２とを有する。ＰＷＭ出力部６２には、ヒータＨａのスイッチＳＷ１のオン／オフ信号と、充放電制御ＥＣＵ５が有する通信部５８が出力するデューティ比とが与えられる。
【００２２】
充放電制御ＥＣＵ５の中枢はＣＰＵ５１であり、ＣＰＵ５１は、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ５２、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ５３、及び時間を計時するためのタイマ５４と互いにバス接続されている。ＣＰＵ５１には、更に、車両速度を入力する車速入力部５５と、上述した電流入力部５６及び電圧入力部５７と、ＰＷＭ出力部６２へデューティ比等の信号を与えるための通信部５８とがバス接続されている。
【００２３】
充放電制御ＥＣＵ５のＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に予め格納されている制御プログラムに従って、入出力、演算等の処理を実行する。より具体的には、ＣＰＵ５１は、車速入力部５５へ与えられる車両の速度値に基づいて、アイドリング、加速走行、定常走行、及び減速走行の各車両状態を判定し、判定した車両状態に応じた発電モードで発電が行われるように、オルタネータ１及びレギュレータ２を制御する充電制御を行う。発電モードは、加速走行のようにエンジンの負荷が大きいときは、発電電圧を上昇させるように設定されている。これにより、エンジンの負荷を軽減し、車両の燃費向上を図っている。
【００２４】
ＣＰＵ５１は、また、電圧入力部５７が検出した車載バッテリ４の電圧値に基づいて、ヒータＨａへ供給する電力のＰＷＭ制御に係るデューティ比を決定し、決定したデューティ比を、通信部５８を介してＰＷＭ出力部６２に与えることにより、ヒータＨａに対する放電制御も行う。
ＰＷＭ出力部６２は、ヒータＨａのスイッチＳＷ１のオンを検出した場合、通信部５８から順次与えられるデューティ比に基づいてＰＷＭ制御のオン時間を算出し、ＦＥＴ６１のゲートをオン／オフさせる。これにより、車載バッテリ４からＦＥＴ６１を介してヒータＨａへ供給される電力がＰＷＭ制御されるようになっている。
【００２５】
図２は、ヒータＨａへの負荷電流及び車載バッテリ４の電圧と、該電圧をサンプリングして検出した電圧値Ｖｓ１〜Ｖｓ６とを模式的に示す説明図である。図中横軸は時間を示し、図２（ａ）及び図２（ｂ）の縦軸は、夫々電流及び電圧を示す。
【００２６】
図２（ａ）は、ＰＷＭ出力部６２がＦＥＴ６１を制御パルスでオン／オフさせたときのヒータＨａへの負荷電流を表す。図中ＰＷＭ周期：Ｔｐは制御周期であり、各ＰＷＭ周期：Ｔｐは制御パルスのオン期間とオフ期間とで構成される。本実施の形態では、ＰＷＭ周期：Ｔｐの値を一定値としている。制御パルスのオン期間の長さは、ＰＷＭ周期：Ｔｐと、通信部５８からＰＷＭ出力部６２に与えられるデューティ比との積として、ＰＷＭ出力部６２が算出する。
【００２７】
図２（ｂ）は、ヒータＨａの負荷電流のオン／オフに伴って変化する車載バッテリ４の電圧を表す。車載バッテリ４からヒータＨａへ供給する電流をオフ／オンさせた場合、車載バッテリ４が有する内部抵抗と車載バッテリ４からヒータＨａに至る配線が有する抵抗とによって生じる電圧降下のために、車載バッテリ４の電圧が高／低変化する。ＣＰＵ５１は、各ＰＷＭ周期：Ｔｐに相当する期間内に、電圧検出部５７が検出した車載バッテリ４の電圧値をサンプリング周期：Ｔｓでサンプリングして取り込み、取り込んだ電圧値を、ＲＡＭ５３に記憶領域を確保した配列の要素として順次書き込む。ＣＰＵ５１は、配列への書き込みを終える都度、該配列の内容を直ちに読み出し、読み出した内容に基づいて即座にＰＷＭ制御のデューティ比を算出する。算出されたデューティ比は、通信部５８を介してＰＷＭ出力部６２に与えられ、
【００２８】
図２に例示した場合にあっては、ＰＷＭ周期：Ｔｐをサンプリング周期：Ｔｓで除した商が６であるため、ＣＰＵ５１は、ＰＷＭ周期：Ｔｐに相当する期間内に前記電圧値を６回取り込む。この場合、ＣＰＵ５１には、ＰＷＭ出力部６２が実際にＰＷＭ制御を行っている期間が通知されないため、ＣＰＵ５１が計時するＰＷＭ周期：Ｔｐと、ＰＷＭ出力部６２がＰＷＭ制御するＰＷＭ周期：Ｔｐとは、夫々図２（ｂ）及び（ａ）に示すように位相がずれたものとなる。
また、図２の場合、デューティ比が約０．６８であるため、車載バッテリ４の電圧値が低下している間にＣＰＵ５１が前記電圧値を取り込む回数は、概ね４回（６×０．６８を整数化した値）となっている。
【００２９】
図３は、デューティ比を決定してＰＷＭ出力部６２へ通知するＣＰＵ５１の処理手順を示すフローチャートである。以下の処理は、ＲＯＭ５２に予め格納されている制御プログラムに従ってＰＷＭ周期：Ｔｐ毎に実行される。
尚、“Ｔｐ”及び“Ｔｓ”は既知の常数であり、「Ｎ」、「Ｌ」、「Ｊ」、「Ｋ」、及び「目標電圧値」はＲＡＭ５３に記憶される変数である。そして、“（変数）”は「変数」の内容を示すものとする。これらの変数のうち、「目標電圧値」は別途設定される値であり、定数としてＲＯＭ５２に記憶するようにしてもよい。また、「Ｖ（１）〜Ｖ（Ｎ）」は、ＲＡＭ５３に記憶領域を確保した要素数：“（Ｎ）”の配列であり、「Ｖｓ」はＣＰＵ５１のレジスタに記憶される一時的な変数である。
【００３０】
ＣＰＵ５１は、“ＰＷＭ周期：Ｔｐ”を“サンプリング周期：Ｔｓ”で除した値を「Ｎ」に代入（記憶）し（ステップＳ１１）、“（Ｎ）”と“（デューティ比）”との積を「Ｌ」に代入する（ステップＳ１２）。そして、ＣＰＵ５１は、“（Ｎ）”を四捨五入した値を「Ｎ」に代入し（ステップＳ１３）、“（Ｌ）”を四捨五入した値を「Ｌ」に代入する（ステップＳ１４）。これらの処理により、「Ｎ」にはＰＷＭ周期：Ｔｐ内でのサンプリング回数が、「Ｌ」には制御パルスのオン期間と長さが等しい期間内でのサンプリング個数が夫々記憶される。本実施の形態では、「Ｎ」及び「Ｌ」の内容は、夫々６及び４となる。
尚、上述した処理での四捨五入はこれに限定するものではなく、例えば、切り上げ又は切り捨てを行って整数化するようにしてもよい。
【００３１】
その後、ＣＰＵ５１は、ＰＷＭ周期：Ｔｐ内で均等にサンプリングするために“Ｔｓ”の１／２の時間だけ待機する（ステップＳ１５）。
尚、待機する時間はこれに限定されるものではなく、例えば上述した処理で切り上げを行ったような場合は、待機を省略してもよい。
そして、ＣＰＵ５１は、「Ｊ」及び「Ｋ」の夫々に、初期値“（Ｎ）”及び“１”を代入する（ステップＳ１６）。
【００３２】
次いで、ＣＰＵ５１は、電圧入力部５７を介して車載バッテリ４の電圧値：Ｖｓを取り込み（ステップＳ１７）、“（Ｖｓ）”を「Ｖ（Ｋ）」に代入する（ステップＳ１８）と共に、「Ｊ」に“（Ｊ）−１”を代入して（ステップＳ１９）「Ｊ」をデクリメントする。そして、ＣＰＵ５１は、“（Ｊ）”が“０”になったか否かを判定する（ステップＳ２０）。
【００３３】
“０”になっていないと判定した場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、サンプリング周期：Ｔｓだけ待機して（ステップＳ２１）次のサンプリングまで休止する。そして、ＣＰＵ５１は、「Ｋ」に“（Ｋ）＋１”を代入して（ステップＳ２２）「Ｋ」をインクリメントし、処理をステップＳ１７に戻す。
このように、ステップＳ１７からステップＳ２２までの処理を繰り返すことにより、車載バッテリ４の電圧値をサンプリング周期：Ｔｓ間隔で“（Ｎ）”回取り込んで配列「Ｖ（１）〜Ｖ（Ｎ）」に順次代入する。
【００３４】
ステップＳ２０で“（Ｊ）”が“０”になったと判定した場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、「Ｖ（１）〜Ｖ（Ｎ）」を昇順にソートする（ステップＳ２３）。この場合のソートは、例えば公知のバブルソート、クイックソート等のアルゴリズムを適用する。
その後、ＣＰＵ５１は、「Ｖ（１）〜Ｖ（Ｌ）」の内容の平均値：Ａｖを算出し（ステップＳ２４）、“（目標電圧値）／Ａｖ”の自乗値を「デューティ比」に代入する（ステップＳ２５）。そして、ＣＰＵ５１は、通信部５８を介して“（デューティ比）”をＰＷＭ出力部６２へ通知し（ステップＳ２６）、処理を終了する。
【００３５】
以上のように、本実施の形態によれば、サンプリング周期：Ｔｓでサンプリングして検出した車載バッテリの電圧値のうち、連続する“（Ｎ）”個の中で値が小さい“（Ｌ）”個（（Ｎ）≧（Ｌ）≧１）の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、車載バッテリの電圧が高いときに検出した電圧値に基づいて決定したデューティ比よりも大きいデューティ比が決定されるため、車載バッテリの電圧が低いときにヒータへ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制する。従って、車載バッテリの電圧が変化する場合であっても、目標の電力に近い電力をヒータへ供給することが可能な車両用電源装置を提供することが可能となる。
【００３６】
また、ＰＷＭ周期：Ｔｐ内のサンプリング個数に相当する“（Ｎ）”個の電圧値の中で、値が小さい“（Ｌ）”個の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
従って、車載バッテリの電圧がＰＷＭ制御の制御周期の中で低く変化した期間にヒータへ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制することが可能となる。
【００３７】
更にまた、検出した最新の“（Ｎ）”個の電圧値の中で、値が小さい“（Ｌ）”個の電圧値に基づき、最小の時間遅れでＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
従って、車載バッテリの電圧変化に良好に追従して安定した電力を供給することが可能となる。
【００３８】
更にまた、ＰＷＭ周期：Ｔｐ内のサンプリング個数に相当する“（Ｎ）”個の電圧値の中で、制御パルスのオン期間内のサンプリング個数に相当する“（Ｌ）”個の電圧値を、その値が小さい方から選択し、選択した電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
従って、ヒータへ電力を供給して車載バッテリの電圧が低下する期間にヒータへ供給する電力が、目標の電力となるように制御することが可能となる。
【００３９】
尚、本実施の形態にあっては、ＰＷＭ周期：Ｔｐ内のサンプリング個数に相当する“（Ｎ）”個の電圧値の中で、値が小さいものから選択した電圧値に基づいてデューティ比を決定しているが、これに限定されるものではなく、任意の期間内にサンプリングして検出した電圧値の中で、値が小さい電圧値を選択するようにしてもよい。
この場合にも、車載バッテリの電圧が変化するときに、目標の電力に近い電力をヒータへ供給することが可能となる。
【００４０】
また、ＰＷＭ周期：Ｔｐ内のサンプリング個数に相当する“（Ｎ）”個の電圧値の中で、制御パルスのオン期間内のサンプリング個数に相当する“（Ｌ）”個の電圧値を、その値が小さい方から選択し、選択した電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定しているが、これに限定されるものではなく、“（Ｌ）”個とは異なる個数の電圧値を、その値が小さい方から選択するようにしてもよい。
この場合にも、車載バッテリの電圧がＰＷＭ制御の制御周期の中で低く変化した期間にヒータへ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制することが可能となる。
【００４１】
また、検出した複数の電圧値の平均値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定しているが、これに限定されるものではなく、例えば、平均値を算出する対象となる複数の電圧値のうち、最小の電圧値に基づいてデューティ比を決定するようにしてもよい。
これにより、例えば、検出した電圧値が積分されてＣＰＵに取り込まれるような場合、車載バッテリの電圧が最も低いときに近い電圧値を検出し、検出した電圧値に基づいてデューティ比を決定するため、車載バッテリの電圧が最も低いときにヒータへ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】ヒータへの負荷電流及び車載バッテリの電圧と、該電圧をサンプリングして検出した電圧値とを模式的に示す説明図である。
【図３】デューティ比を決定してＰＷＭ出力部へ通知するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】従来のＰＷＭ制御の例を模式的に示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
４ 車載バッテリ（車載電源）
５ 充放電制御ＥＣＵ
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ（決定されたデューティ比を記憶する手段）
５４ タイマ
５７ 電圧入力部（検出手段）
６１ ＦＥＴ
６２ ＰＷＭ出力部（ＰＷＭ手段）
８ ＥＰＳ駆動回路
Ｈａ ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載電源からＰＷＭ制御された電力を各電気負荷へ供給する車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用電源装置では、パワーウインドウ、ＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）、エアコンディショナ、デフォッガ、シートヒータ等、多くの電気負荷へ電力を供給している。各電気負荷の駆動に必要とされる電圧は多かれ少なかれ異なることが多く、これら駆動電圧が異なる電気負荷へ電力を供給する電源装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、車載電源の電圧値を電圧センサで検出し、検出した電圧値に基づいて、負荷制御部が電気負荷に縦続接続された半導体スイッチをＰＷＭ制御することにより、電気負荷へ供給する実効電力を制御する技術が開示されている。
【０００４】
図４は、従来のＰＷＭ制御の例を模式的に示すタイミングチャートである。図中横軸は時間を示し、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）の縦軸は、夫々車載電源の電圧，電気負荷への負荷電流，電気負荷の性能を示す。また、Ｖｓ１，Ｖｓ２，Ｖｓ３は、夫々制御周期：Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３において車載電源の電圧をサンプリングして検出した電圧値を表す。制御周期：Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４におけるＰＷＭ制御のデューティ比は、夫々１つ前の制御周期における検出電圧値であるＶｓ１、Ｖｓ２、Ｖｓ３に対する目標電圧の比の自乗値に基づいて決定される。これにより、検出した電圧を引き続き電気負荷へ印加した場合に、電気負荷へ供給する電力が目標の電力（即ち電気負荷の定格電力）となるようにＰＷＭ制御される。
【特許文献１】特開２００６−３０４５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＰＷＭ制御によって車載電源から電気負荷への電力の供給がオン／オフされた場合、図４（ａ）に示すように車載電源の電圧が前記オン／オフに伴って変化する。このため、前記電圧センサが検出する電圧値も変化し、図４（ｂ）に示す負荷電流をオンさせるデューティ比が、目標の電力を供給するためのデューティ比より小さくなることがある。例えば、電圧センサが検出した電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を算出する制御部１と、半導体スイッチをオン／オフさせる制御部２とが通信手段等で接続されていない場合、制御部１では制御部２によるＰＷＭ制御のオン／オフ期間を直接的に把握することができない。
【０００６】
この場合、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ＰＷＭ制御のオフ期間に検出した比較的高い電圧値に基づいて算出したデューティ比は、電気負荷へ電力が供給されているオン期間に検出した比較的低い電圧値に基づいて算出した（例えば制御周期：Ｔ１の）デューティ比より小さくなるため、電気負荷へ供給する電力が目標の電力より小さくなるという問題があった。このとき、例えばヒータの温度のような電気負荷の性能は、目標の電力を供給された場合と比較して、図４（ｃ）の実線及び一点鎖線（実線の平均値）に示すように低下する。また、ディーティ比が小さくなることによってオフ期間が相対的に長くなり、車載電源の電圧がオフ期間に検出される確率が高まるため、決定されるデューティ比が更に小さくなる虞がある。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車載電源の電圧が変化する場合であっても、目標の電力に近い電力を電気負荷へ供給することが可能な車両用電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る車両用電源装置は、車載電源から電気負荷へ供給する電力をＰＷＭ制御するＰＷＭ手段と、前記車載電源の電圧値を所定周期で時系列的にサンプリングして検出する検出手段とを備え、該検出手段が検出した電圧値に基づいて前記ＰＷＭ制御のデューティ比を決定する車両用電源装置において、前記ＰＷＭ手段は、前記電圧値のうち、連続するＪ個（Ｊは２以上の自然数）の電圧値の中で値が小さい方から選択したＫ個（ＫはＪ以下の自然数）の電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあることを特徴とする。
【０００９】
この車両用電源装置では、所定周期でサンプリングして検出した車載電源の電圧値のうち、連続するＪ個の中で値が小さいＫ個（Ｊ≧Ｋ≧１）の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、車載電源の電圧が高いときに検出した電圧値に基づいて決定したデューティ比よりも大きいデューティ比が決定されるため、車載電源の電圧が低いときに電気負荷へ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制する。
【００１０】
第２発明に係る車両用電源装置は、前記サンプリング周期は、前記ＰＷＭ制御の制御周期より短く定めてあり、前記サンプリング周期に対する前記制御周期の比Ｒを算出する手段を備え、前記ＰＷＭ手段は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、連続するＮ個（ＮはＲとの差が１より小さい２以上の自然数）の電圧値の中で値が小さい方から選択したＭ個（ＭはＮ以下の自然数）の電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあることを特徴とする。
【００１１】
この車両用電源装置では、ＰＷＭ制御の制御周期内のサンプリング個数に相当するＮ個の電圧値の中で、値が小さいＭ個（Ｎ≧Ｍ≧１）の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、ＰＷＭ制御に伴って車載電源の電圧が周期的に変化する場合に、前記電圧が高く変化した期間に検出した電圧値に基づいて決定したデューティ比よりも大きいデューティ比が決定されるため、車載電源の電圧がＰＷＮ制御の制御周期の中で低く変化した期間に電気負荷へ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制する。
【００１２】
第３発明に係る車両用電源装置は、前記連続するＮ個の電圧値は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、最新のＮ個の電圧値であることを特徴とする。
【００１３】
この車両用電源装置では、ＰＷＭ制御の制御周期内のサンプリング個数に相当するＮ個の最新の電圧値の中で、値が小さいＭ個（Ｎ≧Ｍ≧１）の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、例えば、車載電源の電圧がＰＷＭ制御の制御周期より大きい周期で変化する場合であっても、直前に検出した電圧値に基づいて後続する制御周期のデューティ比が決定されるため、車載電源の電圧変化に良好に追従して安定した電力を供給する。
【００１４】
第４発明に係る車両用電源装置は、決定されたデューティ比を記憶する手段と、該手段が記憶したデューティ比及びＲの積Ｐを算出する手段とを備え、前記ＰＷＭ手段は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、連続するＮ個の電圧値の中で値が小さい方から選択したＬ個（ＬはＰとの差が１より小さいＮ以下の自然数）の電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあることを特徴とする。
【００１５】
この車両用電源装置では、ＰＷＭ制御の制御周期内のサンプリング個数に相当するＮ個の電圧値の中で、制御パルスのオン期間内のサンプリング個数に相当するＬ個（Ｎ≧Ｌ≧１）の電圧値を、その値が小さい方から選択し、選択した電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、制御パルスがオンして電気負荷へ電力が供給されることにより電圧が低下した期間に、必然的に電圧値を検出することとなり、検出した電圧値に基づいてデューティ比が決定される。従って、電気負荷へ電力を供給して車載電源の電圧が低下する期間に電気負荷へ供給する電力が、目標の電力となるように制御する。
【００１６】
第５発明に係る車両用電源装置は、前記ＰＷＭ手段は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、連続するＪ個の電圧値の中で最も値が小さい電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあることを特徴とする。
【００１７】
この車両用電源装置では、所定周期でサンプリングして検出した車載電源の電圧値のうち、連続するＪ個の中で最も値が小さい１個の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、例えば、サンプリングして検出した電圧値にノイズ成分が多いため、検出した電圧値が積分されて制御手段に取り込まれるような場合、車載電源の電圧が最も低いときに近い電圧値を検出し、検出した電圧値に基づいてデューティ比を決定する。従って、車載電源の電圧が最も低いときに電気負荷へ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、連続するＪ個の電圧値の中で、値が小さいＫ個（Ｊ≧Ｋ≧１）の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、車載電源の電圧が高いときに検出した電圧値に基づいて決定したデューティ比よりも大きいデューティ比が決定されるため、車載電源の電圧が低いときに電気負荷へ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制する。従って、車載電源の電圧が変化する場合であっても、目標の電力に近い電力を電気負荷へ供給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は、本発明の実施の形態に係る車両用電源装置の概略構成を示すブロック図である。図中１はエンジンに連動して発電するオルタネータ（車載発電機、交流発電機）であり、オルタネータ１には、オルタネータ１の界磁電流を調整して、オルタネータ１が発電及び整流した電圧を定電圧制御及び昇降圧制御するレギュレータ２が付設されている。
【００２０】
車両用電源装置は、複数のヒューズＦ０，Ｆ１，Ｆ２等を有し、オルタネータ１が発電した電力は、ヒューズＦ０を通じて、入出力電流値が電流検出器３によって検出される車載バッテリ４に与えられる。電流検出器３の出力端子は、車載バッテリ４の入出力電圧値を検出する電圧入力部５７を有する充放電制御ＥＣＵ５の電流入力部５６に接続されている。車載バッテリ４の出力電圧は、図示しないトルク検出器が検出したハンドルの操作力に応じてＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）のモータ７を駆動するＥＰＳ駆動回路８にヒューズＦ１を通じて印加され、その他の電気負荷へも図示しないヒューズを通じて印加される。
【００２１】
車両用電源装置は、また、ヒューズＦ２を通じて車載バッテリ４の出力電圧をヒータ（加熱器）Ｈａに印加するためのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）６１と、該ＦＥＴ６１をＰＷＭ制御の制御パルスで駆動するＰＷＭ出力部６２とを有する。ＰＷＭ出力部６２には、ヒータＨａのスイッチＳＷ１のオン／オフ信号と、充放電制御ＥＣＵ５が有する通信部５８が出力するデューティ比とが与えられる。
【００２２】
充放電制御ＥＣＵ５の中枢はＣＰＵ５１であり、ＣＰＵ５１は、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ５２、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ５３、及び時間を計時するためのタイマ５４と互いにバス接続されている。ＣＰＵ５１には、更に、車両速度を入力する車速入力部５５と、上述した電流入力部５６及び電圧入力部５７と、ＰＷＭ出力部６２へデューティ比等の信号を与えるための通信部５８とがバス接続されている。
【００２３】
充放電制御ＥＣＵ５のＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に予め格納されている制御プログラムに従って、入出力、演算等の処理を実行する。より具体的には、ＣＰＵ５１は、車速入力部５５へ与えられる車両の速度値に基づいて、アイドリング、加速走行、定常走行、及び減速走行の各車両状態を判定し、判定した車両状態に応じた発電モードで発電が行われるように、オルタネータ１及びレギュレータ２を制御する充電制御を行う。発電モードは、加速走行のようにエンジンの負荷が大きいときは、発電電圧を上昇させるように設定されている。これにより、エンジンの負荷を軽減し、車両の燃費向上を図っている。
【００２４】
ＣＰＵ５１は、また、電圧入力部５７が検出した車載バッテリ４の電圧値に基づいて、ヒータＨａへ供給する電力のＰＷＭ制御に係るデューティ比を決定し、決定したデューティ比を、通信部５８を介してＰＷＭ出力部６２に与えることにより、ヒータＨａに対する放電制御も行う。
ＰＷＭ出力部６２は、ヒータＨａのスイッチＳＷ１のオンを検出した場合、通信部５８から順次与えられるデューティ比に基づいてＰＷＭ制御のオン時間を算出し、ＦＥＴ６１のゲートをオン／オフさせる。これにより、車載バッテリ４からＦＥＴ６１を介してヒータＨａへ供給される電力がＰＷＭ制御されるようになっている。
【００２５】
図２は、ヒータＨａへの負荷電流及び車載バッテリ４の電圧と、該電圧をサンプリングして検出した電圧値Ｖｓ１〜Ｖｓ６とを模式的に示す説明図である。図中横軸は時間を示し、図２（ａ）及び図２（ｂ）の縦軸は、夫々電流及び電圧を示す。
【００２６】
図２（ａ）は、ＰＷＭ出力部６２がＦＥＴ６１を制御パルスでオン／オフさせたときのヒータＨａへの負荷電流を表す。図中ＰＷＭ周期：Ｔｐは制御周期であり、各ＰＷＭ周期：Ｔｐは制御パルスのオン期間とオフ期間とで構成される。本実施の形態では、ＰＷＭ周期：Ｔｐの値を一定値としている。制御パルスのオン期間の長さは、ＰＷＭ周期：Ｔｐと、通信部５８からＰＷＭ出力部６２に与えられるデューティ比との積として、ＰＷＭ出力部６２が算出する。
【００２７】
図２（ｂ）は、ヒータＨａの負荷電流のオン／オフに伴って変化する車載バッテリ４の電圧を表す。車載バッテリ４からヒータＨａへ供給する電流をオフ／オンさせた場合、車載バッテリ４が有する内部抵抗と車載バッテリ４からヒータＨａに至る配線が有する抵抗とによって生じる電圧降下のために、車載バッテリ４の電圧が高／低変化する。ＣＰＵ５１は、各ＰＷＭ周期：Ｔｐに相当する期間内に、電圧検出部５７が検出した車載バッテリ４の電圧値をサンプリング周期：Ｔｓでサンプリングして取り込み、取り込んだ電圧値を、ＲＡＭ５３に記憶領域を確保した配列の要素として順次書き込む。ＣＰＵ５１は、配列への書き込みを終える都度、該配列の内容を直ちに読み出し、読み出した内容に基づいて即座にＰＷＭ制御のデューティ比を算出する。算出されたデューティ比は、通信部５８を介してＰＷＭ出力部６２に与えられ、
【００２８】
図２に例示した場合にあっては、ＰＷＭ周期：Ｔｐをサンプリング周期：Ｔｓで除した商が６であるため、ＣＰＵ５１は、ＰＷＭ周期：Ｔｐに相当する期間内に前記電圧値を６回取り込む。この場合、ＣＰＵ５１には、ＰＷＭ出力部６２が実際にＰＷＭ制御を行っている期間が通知されないため、ＣＰＵ５１が計時するＰＷＭ周期：Ｔｐと、ＰＷＭ出力部６２がＰＷＭ制御するＰＷＭ周期：Ｔｐとは、夫々図２（ｂ）及び（ａ）に示すように位相がずれたものとなる。
また、図２の場合、デューティ比が約０．６８であるため、車載バッテリ４の電圧値が低下している間にＣＰＵ５１が前記電圧値を取り込む回数は、概ね４回（６×０．６８を整数化した値）となっている。
【００２９】
図３は、デューティ比を決定してＰＷＭ出力部６２へ通知するＣＰＵ５１の処理手順を示すフローチャートである。以下の処理は、ＲＯＭ５２に予め格納されている制御プログラムに従ってＰＷＭ周期：Ｔｐ毎に実行される。
尚、“Ｔｐ”及び“Ｔｓ”は既知の常数であり、「Ｎ」、「Ｌ」、「Ｊ」、「Ｋ」、及び「目標電圧値」はＲＡＭ５３に記憶される変数である。そして、“（変数）”は「変数」の内容を示すものとする。これらの変数のうち、「目標電圧値」は別途設定される値であり、定数としてＲＯＭ５２に記憶するようにしてもよい。また、「Ｖ（１）〜Ｖ（Ｎ）」は、ＲＡＭ５３に記憶領域を確保した要素数：“（Ｎ）”の配列であり、「Ｖｓ」はＣＰＵ５１のレジスタに記憶される一時的な変数である。
【００３０】
ＣＰＵ５１は、“ＰＷＭ周期：Ｔｐ”を“サンプリング周期：Ｔｓ”で除した値を「Ｎ」に代入（記憶）し（ステップＳ１１）、“（Ｎ）”と“（デューティ比）”との積を「Ｌ」に代入する（ステップＳ１２）。そして、ＣＰＵ５１は、“（Ｎ）”を四捨五入した値を「Ｎ」に代入し（ステップＳ１３）、“（Ｌ）”を四捨五入した値を「Ｌ」に代入する（ステップＳ１４）。これらの処理により、「Ｎ」にはＰＷＭ周期：Ｔｐ内でのサンプリング回数が、「Ｌ」には制御パルスのオン期間と長さが等しい期間内でのサンプリング個数が夫々記憶される。本実施の形態では、「Ｎ」及び「Ｌ」の内容は、夫々６及び４となる。
尚、上述した処理での四捨五入はこれに限定するものではなく、例えば、切り上げ又は切り捨てを行って整数化するようにしてもよい。
【００３１】
その後、ＣＰＵ５１は、ＰＷＭ周期：Ｔｐ内で均等にサンプリングするために“Ｔｓ”の１／２の時間だけ待機する（ステップＳ１５）。
尚、待機する時間はこれに限定されるものではなく、例えば上述した処理で切り上げを行ったような場合は、待機を省略してもよい。
そして、ＣＰＵ５１は、「Ｊ」及び「Ｋ」の夫々に、初期値“（Ｎ）”及び“１”を代入する（ステップＳ１６）。
【００３２】
次いで、ＣＰＵ５１は、電圧入力部５７を介して車載バッテリ４の電圧値：Ｖｓを取り込み（ステップＳ１７）、“（Ｖｓ）”を「Ｖ（Ｋ）」に代入する（ステップＳ１８）と共に、「Ｊ」に“（Ｊ）−１”を代入して（ステップＳ１９）「Ｊ」をデクリメントする。そして、ＣＰＵ５１は、“（Ｊ）”が“０”になったか否かを判定する（ステップＳ２０）。
【００３３】
“０”になっていないと判定した場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、サンプリング周期：Ｔｓだけ待機して（ステップＳ２１）次のサンプリングまで休止する。そして、ＣＰＵ５１は、「Ｋ」に“（Ｋ）＋１”を代入して（ステップＳ２２）「Ｋ」をインクリメントし、処理をステップＳ１７に戻す。
このように、ステップＳ１７からステップＳ２２までの処理を繰り返すことにより、車載バッテリ４の電圧値をサンプリング周期：Ｔｓ間隔で“（Ｎ）”回取り込んで配列「Ｖ（１）〜Ｖ（Ｎ）」に順次代入する。
【００３４】
ステップＳ２０で“（Ｊ）”が“０”になったと判定した場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、「Ｖ（１）〜Ｖ（Ｎ）」を昇順にソートする（ステップＳ２３）。この場合のソートは、例えば公知のバブルソート、クイックソート等のアルゴリズムを適用する。
その後、ＣＰＵ５１は、「Ｖ（１）〜Ｖ（Ｌ）」の内容の平均値：Ａｖを算出し（ステップＳ２４）、“（目標電圧値）／Ａｖ”の自乗値を「デューティ比」に代入する（ステップＳ２５）。そして、ＣＰＵ５１は、通信部５８を介して“（デューティ比）”をＰＷＭ出力部６２へ通知し（ステップＳ２６）、処理を終了する。
【００３５】
以上のように、本実施の形態によれば、サンプリング周期：Ｔｓでサンプリングして検出した車載バッテリの電圧値のうち、連続する“（Ｎ）”個の中で値が小さい“（Ｌ）”個（（Ｎ）≧（Ｌ）≧１）の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
これにより、車載バッテリの電圧が高いときに検出した電圧値に基づいて決定したデューティ比よりも大きいデューティ比が決定されるため、車載バッテリの電圧が低いときにヒータへ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制する。従って、車載バッテリの電圧が変化する場合であっても、目標の電力に近い電力をヒータへ供給することが可能な車両用電源装置を提供することが可能となる。
【００３６】
また、ＰＷＭ周期：Ｔｐ内のサンプリング個数に相当する“（Ｎ）”個の電圧値の中で、値が小さい“（Ｌ）”個の電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
従って、車載バッテリの電圧がＰＷＭ制御の制御周期の中で低く変化した期間にヒータへ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制することが可能となる。
【００３７】
更にまた、検出した最新の“（Ｎ）”個の電圧値の中で、値が小さい“（Ｌ）”個の電圧値に基づき、最小の時間遅れでＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
従って、車載バッテリの電圧変化に良好に追従して安定した電力を供給することが可能となる。
【００３８】
更にまた、ＰＷＭ周期：Ｔｐ内のサンプリング個数に相当する“（Ｎ）”個の電圧値の中で、制御パルスのオン期間内のサンプリング個数に相当する“（Ｌ）”個の電圧値を、その値が小さい方から選択し、選択した電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定する。
従って、ヒータへ電力を供給して車載バッテリの電圧が低下する期間にヒータへ供給する電力が、目標の電力となるように制御することが可能となる。
【００３９】
尚、本実施の形態にあっては、ＰＷＭ周期：Ｔｐ内のサンプリング個数に相当する“（Ｎ）”個の電圧値の中で、値が小さいものから選択した電圧値に基づいてデューティ比を決定しているが、これに限定されるものではなく、任意の期間内にサンプリングして検出した電圧値の中で、値が小さい電圧値を選択するようにしてもよい。
この場合にも、車載バッテリの電圧が変化するときに、目標の電力に近い電力をヒータへ供給することが可能となる。
【００４０】
また、ＰＷＭ周期：Ｔｐ内のサンプリング個数に相当する“（Ｎ）”個の電圧値の中で、制御パルスのオン期間内のサンプリング個数に相当する“（Ｌ）”個の電圧値を、その値が小さい方から選択し、選択した電圧値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定しているが、これに限定されるものではなく、“（Ｌ）”個とは異なる個数の電圧値を、その値が小さい方から選択するようにしてもよい。
この場合にも、車載バッテリの電圧がＰＷＭ制御の制御周期の中で低く変化した期間にヒータへ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制することが可能となる。
【００４１】
また、検出した複数の電圧値の平均値に基づいてＰＷＭ制御のデューティ比を決定しているが、これに限定されるものではなく、例えば、平均値を算出する対象となる複数の電圧値のうち、最小の電圧値に基づいてデューティ比を決定するようにしてもよい。
これにより、例えば、検出した電圧値が積分されてＣＰＵに取り込まれるような場合、車載バッテリの電圧が最も低いときに近い電圧値を検出し、検出した電圧値に基づいてデューティ比を決定するため、車載バッテリの電圧が最も低いときにヒータへ供給する電力が、目標の電力より小さくなることを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用電源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】ヒータへの負荷電流及び車載バッテリの電圧と、該電圧をサンプリングして検出した電圧値とを模式的に示す説明図である。
【図３】デューティ比を決定してＰＷＭ出力部へ通知するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】従来のＰＷＭ制御の例を模式的に示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
４ 車載バッテリ（車載電源）
５ 充放電制御ＥＣＵ
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ（決定されたデューティ比を記憶する手段）
５４ タイマ
５７ 電圧入力部（検出手段）
６１ ＦＥＴ
６２ ＰＷＭ出力部（ＰＷＭ手段）
８ ＥＰＳ駆動回路
Ｈａ ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載電源から電気負荷へ供給する電力をＰＷＭ制御するＰＷＭ手段と、前記車載電源の電圧値を所定周期で時系列的にサンプリングして検出する検出手段とを備え、該検出手段が検出した電圧値に基づいて前記ＰＷＭ制御のデューティ比を決定する車両用電源装置において、
前記ＰＷＭ手段は、前記電圧値のうち、連続するＪ個（Ｊは２以上の自然数）の電圧値の中で値が小さい方から選択したＫ個（ＫはＪ以下の自然数）の電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあること
を特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記サンプリング周期は、前記ＰＷＭ制御の制御周期より短く定めてあり、
前記サンプリング周期に対する前記制御周期の比Ｒを算出する手段を備え、
前記ＰＷＭ手段は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、連続するＮ個（ＮはＲとの差が１より小さい２以上の自然数）の電圧値の中で値が小さい方から選択したＭ個（ＭはＮ以下の自然数）の電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあること
を特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記連続するＮ個の電圧値は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、最新のＮ個の電圧値であることを特徴とする請求項２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
決定されたデューティ比を記憶する手段と、
該手段が記憶したデューティ比及びＲの積Ｐを算出する手段とを備え、
前記ＰＷＭ手段は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、連続するＮ個の電圧値の中で値が小さい方から選択したＬ個（ＬはＰとの差が１より小さいＮ以下の自然数）の電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあること
を特徴とする請求項２又は３に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記ＰＷＭ手段は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、連続するＪ個の電圧値の中で最も値が小さい電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の車両用電源装置。
【請求項１】
車載電源から電気負荷へ供給する電力をＰＷＭ制御するＰＷＭ手段と、前記車載電源の電圧値を所定周期で時系列的にサンプリングして検出する検出手段とを備え、該検出手段が検出した電圧値に基づいて前記ＰＷＭ制御のデューティ比を決定する車両用電源装置において、
前記ＰＷＭ手段は、前記電圧値のうち、連続するＪ個（Ｊは２以上の自然数）の電圧値の中で値が小さい方から選択したＫ個（ＫはＪ以下の自然数）の電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあること
を特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記サンプリング周期は、前記ＰＷＭ制御の制御周期より短く定めてあり、
前記サンプリング周期に対する前記制御周期の比Ｒを算出する手段を備え、
前記ＰＷＭ手段は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、連続するＮ個（ＮはＲとの差が１より小さい２以上の自然数）の電圧値の中で値が小さい方から選択したＭ個（ＭはＮ以下の自然数）の電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあること
を特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記連続するＮ個の電圧値は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、最新のＮ個の電圧値であることを特徴とする請求項２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
決定されたデューティ比を記憶する手段と、
該手段が記憶したデューティ比及びＲの積Ｐを算出する手段とを備え、
前記ＰＷＭ手段は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、連続するＮ個の電圧値の中で値が小さい方から選択したＬ個（ＬはＰとの差が１より小さいＮ以下の自然数）の電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあること
を特徴とする請求項２又は３に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記ＰＷＭ手段は、前記検出手段が検出した電圧値のうち、連続するＪ個の電圧値の中で最も値が小さい電圧値に基づいて前記デューティ比を決定するように構成してあることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の車両用電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−９５１００（Ｐ２０１０−９５１００Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６６７１５（Ｐ２００８−２６６７１５）
【出願日】平成２０年１０月１５日（２００８．１０．１５）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１５日（２００８．１０．１５）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]