JP2014107910A - 電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電源システムに係り、必要なときに一方のバッテリから他方のバッテリへ電力供給を行って他方のバッテリを充電することで、一方のバッテリのバッテリ上がりを抑制しつつ、他方のバッテリを電圧不足に陥った状態から動作させることにある。
【解決手段】電源システムは、低圧バッテリと、高圧バッテリと、両バッテリの間の電圧変換を行う電圧変換器と、電圧変換器を駆動制御する制御装置と、低圧バッテリの出力電圧から制御装置を動作させるのに適した電圧を生成し、低圧バッテリを電源として制御装置に電力供給を行う第１の電源と、高圧バッテリの出力電圧から制御装置を動作させるのに適した電圧を生成し、高圧バッテリを電源として制御装置に電力供給を行う第２の電源と、を備える。制御装置は、外部送信器からの起動信号を受信する受信器と、受信器に起動信号が受信された場合に電圧変換器を駆動制御する受信時制御手段と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源システムに係り、特に、低圧バッテリと、高圧バッテリと、低圧バッテリと高圧バッテリとの間の電圧変換を行う電圧変換器と、電圧変換器を駆動制御する制御装置と、を備える電源システムに関する。

従来、低圧バッテリと、高圧バッテリと、低圧バッテリと高圧バッテリとの間の電圧変換を行うＤＣ−ＤＣコンバータと、ＤＣ−ＤＣコンバータを駆動制御する制御装置と、を備える電源システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この電源システムにおいては、制御装置が低圧バッテリの電圧を監視する。そして、その低圧バッテリの電圧が所定値以下に低下したことが検知されると、ＤＣ−ＤＣコンバータが起動され、高圧バッテリからの電力供給により低圧バッテリが充電される。

また、この電源システムでは、ＤＣ−ＤＣコンバータを駆動制御する制御装置が監視対象の低圧バッテリを電源として動作する。この点、ＤＣ−ＤＣコンバータを適切に動作させて低圧バッテリの充電を実現するうえでは、低圧バッテリに電圧低下を伴うバッテリ上がりが生ずるのを確実に防止することが必要であるので、かかる電源システムでは、低圧バッテリがバッテリ上がりを起こす前にその低圧バッテリの充電が実施される。

特開２０１１−０６２０１８号公報

しかし、上記した電源システムを搭載する車両などが長期間に亘って放置されると、高圧バッテリを用いた低圧バッテリの充電が繰り返し実行される事態が生じ、その結果として、低圧バッテリに電力供給する高圧バッテリがバッテリ上がりを起こすおそれがある。すなわち、上記した電源システムでは、低圧バッテリが充電直後に使用されないことがあるにもかかわらずそのバッテリ上がりを起こす直前に常にその充電が実行されるので、低圧バッテリが無駄に充電される機会が多く、高圧バッテリがバッテリ上がりを起こし易くなる。このため、上記した電源システムでは、最終的に、低圧バッテリ及び高圧バッテリの双方がバッテリ上がりを起こしてしまう。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、必要なときに一方のバッテリから他方のバッテリへ電力供給を行って他方のバッテリを充電することで、一方のバッテリのバッテリ上がりを抑制しつつ、他方のバッテリを電圧不足に陥った状態から復帰させて動作させることが可能な電源システムを提供することを目的とする。

上記の目的は、低圧バッテリと、高圧バッテリと、前記低圧バッテリと前記高圧バッテリとの間の電圧変換を行う電圧変換器と、前記低圧バッテリを電源として電圧生成を行う第１の電源と、前記高圧バッテリを電源として電圧生成を行う第２の電源と、前記第１の電源及び前記第２の電源から選択的に電力供給されることにより動作し、前記電圧変換器を駆動制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、外部送信器から無線又は有線で送信される所定の起動信号を受信する受信器と、前記受信器に前記所定の起動信号が受信された場合に前記電圧変換器を駆動制御する受信時制御手段と、を有する電源システムにより達成される。

本発明によれば、必要なときに一方のバッテリから他方のバッテリへ電力供給を行って他方のバッテリを充電することで、一方のバッテリのバッテリ上がりを抑制しつつ、他方のバッテリを電圧不足に陥った状態から動作させることができる。

本発明の第１実施例である電源システムの構成図である。 本発明の第１実施例である電源システムにおいて実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。 本発明の第２実施例である電源システムの構成図である。 本発明の第２実施例である電源システムにおいて実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。

以下、図面を用いて、本発明に係る電源システムの具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施例である電源システム１０の構成図を示す。本実施例の電源システム１０は、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＶ）などの車両に搭載される電源システムであって、車載電気部品や車載電子機器での電源授受を行うためのシステムである。

電源システム１０は、比較的低い電圧を出力する低圧バッテリ１２と、比較的高い電圧を出力する高圧バッテリ１４と、を備えている。低圧バッテリ１２は、車両の補機類などに電力供給を行う補機バッテリであって、例えば１２ボルト程度の電圧を補機類などへ出力する。また、高圧バッテリ１４は、動力モータなどに電力供給を行うバッテリであって、例えば３００ボルト程度の電圧を動力モータなどへ出力する。低圧バッテリ１２及び高圧バッテリ１４は、車両のイグニションオン時、車両エンジンの回転に伴うオルタネータの発電により充電されることが可能である。

電源システム１０は、また、低圧バッテリ１２と高圧バッテリ１４との間に介在されるＤＣ−ＤＣコンバータユニット１６を備えている。ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１６は、低圧バッテリ１２と高圧バッテリ１４との間で直流電圧変換を行うＤＣ−ＤＣコンバータ１８を有している。ＤＣ−ＤＣコンバータ１８は、スイッチング素子や変圧器，コンデンサ，ダイオードなどからなり、入力側と出力側とが互いに絶縁された絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータである。

ＤＣ−ＤＣコンバータ１８は、スイッチング素子のオン／オフによる変圧器及びコンデンサのエネルギの充放電現象を利用して、高圧バッテリ１４の出力電圧を降圧して低圧バッテリ１２に印加する降圧変換を行うと共に、低圧バッテリ１２の出力電圧を昇圧して高圧バッテリ１４に印加する昇圧変換を行う双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。ＤＣ−ＤＣコンバータ１８は、高圧バッテリ１４を電源としてその出力電圧を降圧してその高圧バッテリ１４から低圧バッテリ１２へ電力供給を行うと共に、低圧バッテリ１２を電源としてその出力電圧を昇圧してその低圧バッテリ１２から高圧バッテリ１４へ電力供給を行う。

ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１６は、また、制御ＩＣ２０と、２つの内部電源２２，２４と、を有している。制御ＩＣ２０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８のスイッチング素子を駆動制御する制御回路である。制御ＩＣ２０は、内部電源２２及び内部電源２４から選択的に電力供給されることにより動作することが可能である。

内部電源２２は、低圧バッテリ１２と制御ＩＣ２０との間に介在された、入力側と出力側とが互いに絶縁されていない非絶縁型の電源ＩＣ（ボルテージレギュレータ）である。内部電源２２には、低圧バッテリ１２の出力電圧を分圧抵抗２６，２８で分圧して得られる電圧が入力される。内部電源２２は、低圧バッテリ１２側からの入力電圧から制御ＩＣ２０の動作電圧に適した電圧（例えば、５ボルト程度）を生成する。

内部電源２２には、また、ダイオード３０を介して制御ＩＣ２０の電源端子３２が接続されている。ダイオード３０は、アノードが内部電源２２に接続されかつカソードが電源端子３２に接続されるように設けられている。内部電源２２で生成された電圧は、ダイオード３０を介して制御ＩＣ２０の電源端子３２に印加され得る。制御ＩＣ２０は、電源端子３２に印加される内部電源２２からの電圧で低圧バッテリ１２からその内部電源２２を介して供給される電力により動作することが可能である。

また、内部電源２４は、高圧バッテリ１４と制御ＩＣ２０との間に介在された、入力側と出力側とが互いに絶縁されている絶縁側の電源ＩＣ（ボルテージレギュレータ）である。内部電源２４には、高圧バッテリ１４の出力電圧を分圧抵抗３６，３８で分圧して得られる電圧が入力される。内部電源２４は、高圧バッテリ１４側からの入力電圧から制御ＩＣ２０の動作電圧に適した電圧（例えば、５ボルト程度）を生成する。

内部電源２４には、また、ダイオード４０を介して上記の制御ＩＣ２０の電源端子３２が接続されている。ダイオード４０は、アノードが内部電源２４に接続されかつカソードが電源端子３２に接続されるように設けられている。内部電源２４で生成された電圧は、ダイオード４０を介して制御ＩＣ２０の電源端子３２に印加され得る。制御ＩＣ２０は、電源端子３２に印加される内部電源２４からの電圧で高圧バッテリ１４からその内部電源２４を介して供給される電力により動作することが可能である。

制御ＩＣ２０は、内部電源２２の出力電圧（具体的には、ダイオード３０のアノードに生ずる電圧）を監視する機能（監視−ａ）を有していると共に、内部電源２４の出力電圧（具体的には、ダイオード４０のアノードに生ずる電圧）を監視する機能（監視−ｂ）を有している。制御ＩＣ２０による監視−ａ及び監視−ｂはそれぞれ、内部電源２２，２４の出力電圧が所定の正常範囲（例えば、５ボルト±０．５ボルト）にあるか否かの判別を行うものである。

制御ＩＣ２０は、内部電源２２及び２４の少なくとも何れか一方から所定の正常範囲の電圧が印加されていれば、動作することは可能であり、上記の監視や判別を行うことが可能である。制御ＩＣ２０は、上記の如く動作可能な状況において、監視−ａの結果又は監視−ｂの結果に基づいて、何れか一方の内部電源２２，２４の出力電圧が所定の正常範囲よりも低下したと判別した場合は、その出力電圧が低下した内部電源２２，２４に対応する低圧バッテリ１２又は高圧バッテリ１４を特定すると共に、その特定した電圧不足に陥った低圧バッテリ１２又は高圧バッテリ１４を他方のバッテリ１４，１２からの電力供給により充電するようにＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動して、そのＤＣ−ＤＣコンバータ１８のスイッチング素子を駆動制御する。

低圧バッテリ１２には、マイクロコンピュータを主体に構成された電子制御ユニット（ＥＣＵ−ａ）が接続されている。ＥＣＵ−ａは、ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１６外に設けられた、低圧バッテリ１２を電源として比較的低い電圧で動作する低圧動作機器である。ＥＣＵ−ａは、通信線４２を介して制御ＩＣ２０に接続されている。ＥＣＵ−ａは、例えば車両のイグニションがオンされたことや自ＥＣＵの起動などに起因してＤＣ−ＤＣコンバータ１８が高圧バッテリ１４の出力電圧を降圧して出力すべき電圧を指示することなどを示すＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動すべき信号を、通信線４２を介して制御ＩＣ２０に送信する。尚、低圧バッテリ１２に接続する低圧動作機器は、１つだけ存在してもよいが、複数存在してもよい。この場合、低圧動作機器は、ＥＣＵ−ａに限定されるものではなく、ランプやリレー，スイッチなどであってもよい。

また、高圧バッテリ１４には、マイクロコンピュータを主体に構成された電子制御ユニット（ＥＣＵ−ｂ）が接続されている。ＥＣＵ−ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１６外に設けられた、高圧バッテリ１４を電源として比較的高い電圧で動作する高圧動作機器である。ＥＣＵ−ｂは、通信線４４を介して制御ＩＣ２０に接続されている。ＥＣＵ−ｂは、例えば車両のイグニションがオンされたことや自ＥＣＵの起動などに起因してＤＣ−ＤＣコンバータ１８が低圧バッテリ１２の出力電圧を昇圧して出力すべき電圧を指示することなどを示すＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動すべき信号を、通信線４４を介して制御ＩＣ２０に送信する。尚、高圧バッテリ１４に接続する高圧動作機器は、１つだけ存在してもよいが、複数存在してもよい。この場合、高圧動作機器は、ＥＣＵ−ｂに限定されるものではなく、動力モータなどであってもよい。

制御ＩＣ２０は、ＥＣＵ−ａから通信線４２を介して送信されるＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動すべき信号を受信することができ、かかる起動信号を受信した場合は、その起動信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１８のスイッチング素子を駆動制御する。また、ＥＣＵ−ｂから通信線４４を介して送信されるＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動すべき信号を受信することができ、かかる起動信号を受信した場合は、その起動信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１８のスイッチング素子を駆動制御する。

本実施例のシステムは、車両に搭載される電源システム１０とは別に、その電源システム１０を搭載する車両の使用者に携帯される携帯機５０を備えている。携帯機５０は、対応する車両に対して使用されるワイヤレスキーなどである。携帯機５０は、携帯用電源５２と、携帯用制御ＩＣ５４と、発信器５６と、を有している。携帯用電源５２は、電源システム１０の低圧バッテリ１２及び高圧バッテリ１４とは別電源であるボタン電池などである。携帯機５０の携帯用制御ＩＣ５４及び発信器５６はそれぞれ、携帯用電源５２からの電力供給により動作することが可能である。

携帯機５０の携帯用制御ＩＣ５４は、例えば車両使用者により行われるボタン操作に従って或いは車両側からのリクエスト信号に応答して、車両のドアロックを解除するためのドアロック解除信号や車両のドアをロックするためのドアロック信号，車両のエンジンを始動させるためのエンジン始動信号などを発信器５６から送信させるための処理を実行する。携帯用制御ＩＣ５４には、発信器５６が接続されている。発信器５６は、携帯用制御ＩＣ５４からの信号送信指示に従って上記のドアロック解除信号などを送信アンテナ５８から無線送信する。尚、発信器５６の送信範囲は、所定の範囲（例えば、２メートルや１０メートルなど）に設定される。

また、電源システム１０のＤＣ−ＤＣコンバータユニット１６は、制御ＩＣ２０に接続する受信器６０を有している。受信器６０は、内部電源２２，２４から電力供給されることにより動作することが可能である。受信器６０は、携帯機５０の発信器５６から無線送信される信号を受信アンテナ６２で受信することが可能であり、携帯機５０からの信号を受信した場合にその信号を制御ＩＣ２０に供給する。制御ＩＣ２０は、受信器６０から後述の所定信号を受信したことを示す信号が供給された場合に、上記した監視−ａの結果又は監視−ｂの結果に基づく処理を行う。

次に、図２を参照して、本実施例の電源システム１０におけるＤＣ−ＤＣコンバータ１８の動作について説明する。図２は、本実施例の電源システム１０においてＤＣ−ＤＣコンバータユニット１６の制御ＩＣ２０が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。

本実施例の電源システム１０において、ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１６の制御ＩＣ２０は、低圧バッテリ１２側の内部電源２２及び高圧バッテリ１４側の内部電源２４から電力供給されることにより動作することが可能である。制御ＩＣ２０は、通常（具体的には、例えばイグニションオン時）は、低圧バッテリ１２に接続するＥＣＵ−ａから通信線４２を介して送信されるＤＣ−ＤＣコンバータ１８の起動信号に従って降圧変換を行い、或いは、高圧バッテリ１４に接続するＥＣＵ−ｂから通信線４４を介して送信されるＤＣ−ＤＣコンバータ１８の起動信号に従って昇圧変換を行うように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８のスイッチング素子を駆動制御する（通常時制御）。

一方、制御ＩＣ２０及び受信器６０は、低圧バッテリ１２側の内部電源２２又は高圧バッテリ１４側の内部電源２４から電力供給されることにより動作することが可能であるが、特にイグニションオフ時などにおいて何れか一方のバッテリ１２，１４が電圧低下を起こしてバッテリ上がりを起こしているときは、その出力電圧低下を起こしたバッテリ１２，１４とは別の、出力電圧が正常状態にある他方のバッテリ１４，１２側の内部電源２４，２２から電力供給されることにより動作することが可能である。

受信器６０は、内部電源２２，２４から電力供給される状況において、携帯機５０から無線送信される信号を受信アンテナ６２で受信することが可能であり、携帯機５０からの信号を受信した場合にその信号を制御ＩＣ２０に供給する。制御ＩＣ２０は、内部電源２２，２４から電力供給される状況で、受信器６０から信号が供給されると、その信号が車両のドアロックを解除するためのドアロック解除信号であるか否かを判別する（ステップ１００）。

制御ＩＣ２０は、上記ステップ１００において受信器６０からの信号がドアロック解除信号でないと判別した場合は、該ステップ１００の処理を繰り返し実行する。一方、受信器６０からの信号がドアロック解除信号であると判別した場合は、次に、低圧バッテリ１２側の内部電源２２の出力電圧を監視する監視−ａを実行し、その監視−ａに基づく内部電源２２の出力電圧が所定の正常範囲（例えば、５ボルト±０．５ボルト）にあるか否かの判別を行う（ステップ１０２）。

制御ＩＣ２０は、上記ステップ１０２において内部電源２２の出力電圧が所定の正常範囲に無く、その正常範囲以下であると判別した場合は、低圧バッテリ１２がバッテリ上がりを起こしていると判断して、高圧バッテリ１４の出力電圧を降圧して低圧バッテリ１２に印加する降圧変換を行うことで、出力電圧が低下した内部電源２２に対応する電力不足に陥った低圧バッテリ１２を充電するようにＤＣ−ＤＣコンバータ１８のスイッチング素子を駆動制御する（ステップ１０４）。

かかるＤＣ−ＤＣコンバータ１８の駆動制御が行われると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８が高圧バッテリ１４から低圧バッテリ１２への降圧変換を行いつつ、高圧バッテリ１４から低圧バッテリ１２への電力供給を行うことで、低圧バッテリ１２が充電される。この低圧バッテリ１２の充電は、内部電源２２の出力電圧が所定の正常範囲にあると判別されるまで継続される。

また、制御ＩＣ２０は、上記ステップ１０２において低圧バッテリ１２側の内部電源２２の出力電圧が所定の正常範囲にあると判別した場合は、次に、高圧バッテリ１４側の内部電源２４の出力電圧を監視する監視−ｂを実行し、その監視−ｂに基づく内部電源２４の出力電圧が所定の正常範囲（例えば、５ボルト±０．５ボルト）にあるか否かの判別を行う（ステップ１０６）。

制御ＩＣ２０は、上記ステップ１０６において内部電源２４の出力電圧が所定の正常範囲に無く、その正常範囲以下であると判別した場合は、高圧バッテリ１４がバッテリ上がりを起こしていると判断して、低圧バッテリ１２の出力電圧を昇圧して高圧バッテリ１４に印加する昇圧変換を行うことで、出力電圧が低下した内部電源２４に対応する電力不足に陥った高圧バッテリ１４を充電するようにＤＣ−ＤＣコンバータ１８のスイッチング素子を駆動制御する（ステップ１０８）。

かかるＤＣ−ＤＣコンバータ１８の駆動制御が行われると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８が低圧バッテリ１２から高圧バッテリ１４への昇圧変換を行いつつ、低圧バッテリ１２から高圧バッテリ１４への電力供給を行うことで、高圧バッテリ１４が充電される。この高圧バッテリ１４の充電は、内部電源２４の出力電圧が所定の正常範囲にあると判別されるまで継続される。

制御ＩＣ２０は、上記ステップ１０６において高圧バッテリ１４側の内部電源２４の出力電圧が所定の正常範囲にあると判別した場合は、以後、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８に対して上記した通常時制御を実行させ、具体的には、低圧バッテリ１２に接続するＥＣＵ−ａから通信線４２を介して送信されるＤＣ−ＤＣコンバータ１８の起動信号に従って降圧変換を実行させ、或いは、高圧バッテリ１４に接続するＥＣＵ−ｂから通信線４４を介して送信されるＤＣ−ＤＣコンバータ１８の起動信号に従って昇圧変換を実行させる（ステップ１１０）。

このように、本実施例の電源システム１０においては、通常（具体的には、例えばイグニションオン時）は、低圧バッテリ１２に接続するＥＣＵ−ａ又は高圧バッテリ１４に接続するＥＣＵ−ｂからの起動信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動することで、電圧不足に陥る低圧バッテリ１２又は高圧バッテリ１４を他方のバッテリ１４，１２からの電力供給により充電させることができる。

また、外部の携帯機５０から送信されるドアロック解除信号が受信された際に低圧バッテリ１２側の内部電源２２又は高圧バッテリ１４側の内部電源２４の出力電圧が所定の正常範囲以下に低下している場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動することで、その出力電圧が低下している側の低圧バッテリ１２又は高圧バッテリ１４を他方のバッテリ１４，１２からの電力供給により充電させることができる。

車載の電源システム１０に外部の携帯機５０から送信されるドアロック解除信号が受信されるタイミングは、車両がイグニションオフ状態にあって、車両使用者が携帯機５０を携帯して乗車して車両を起動／運転させる意思を持ったときである。この点、本実施例においては、車両のイグニションオフ時に低圧バッテリ１２及び高圧バッテリ１４の何れか一方が電圧低下してバッテリ上がりを起こしたときでも、直ちに、その電圧低下したバッテリ１２，１４が監視により特定されるものではなく、また、その電圧低下したバッテリ１２，１４が他方の出力電圧が正常状態にあるバッテリ１４，１２からの電力供給により充電されるものではなく、具体的には、車両使用者が携帯機５０を携帯して乗車して車両を起動／運転させる意思を持った時点で、その電圧低下したバッテリ１２，１４が監視により特定されて、他方の出力電圧が正常状態にあるバッテリ１４，１２からの電力供給により充電される。

このため、本実施例によれば、車両のイグニションオフ時に、電圧低下したバッテリ１２，１４が無駄に繰り返し充電されることは回避され、出力電圧が正常状態にあるバッテリ１４，１２が無駄に繰り返し放電されることは回避される。従って、本実施例の電源システム１０によれば、車両のイグニションオフ時に低圧バッテリ１２及び高圧バッテリ１４の何れか一方が電圧低下してバッテリ上がりを起こしても、その後、必要なとき（具体的には、携帯機５０から送信されるドアロック解除信号を電源システム１０のＤＣ−ＤＣコンバータユニット１６の有する受信器６０が受信した時点）に正常なバッテリ１４，１２からそのバッテリ上がりを起こしたバッテリ１２，１４へ電力供給を行ってそのバッテリ上がりを起こしたバッテリ１２，１４を充電することで、正常なバッテリ１４，１２のバッテリ上がりを抑制しつつ、バッテリ上がりを起こしたバッテリ１２，１４を電圧不足に陥った状態から復帰させて動作させることが可能となる。

また、本実施例においては、低圧バッテリ１２及び高圧バッテリ１４の何れか一方が電圧低下してバッテリ上がりを起こすことによって、そのバッテリ上がりを起こしたバッテリ１２，１４に接続するＥＣＵ−ａ，ＥＣＵ−ｂが動作することができず（具体的には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動させる起動信号を生成することができず）、そのＥＣＵ−ａ，ＥＣＵ−ｂからの起動信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動させることができなくても、上述の如く出力電圧が正常状態にあるバッテリ１４，１２からの電力供給により制御ＩＣ２０を動作させつつ、ＥＣＵ−ａ，ＥＣＵ−ｂからの起動信号とは独立した携帯機５０からのドアロック解除信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動させることができる。

すなわち、本実施例の電源システム１０においては、何れか一方のバッテリ１２，１４のバッテリ上がりに起因して通常時制御ではＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動できなくなっても、携帯機５０からのドアロック解除信号が受信されて車両使用者が携帯機５０を携帯して乗車して車両を起動／運転させる意思を持った際にＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動させることで、そのバッテリ上がりを起こしたバッテリ１２，１４を充電することができるので、そのバッテリ上がりを起こしていたバッテリ１２，１４に接続するＥＣＵ−ａ，ＥＣＵ−ｂをそのバッテリ１２，１４の充電によって動作させることが可能となる。このため、以後は、各ＥＣＵ−ａ，ＥＣＵ−ｂからＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動させる起動信号を生成させることが可能となり、各ＥＣＵ−ａ，ＥＣＵ−ｂからの起動信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１８を駆動制御する通常時制御を実行させることが可能となる。

更に、本実施例の電源システム１０においては、外部の携帯機５０から送信されるドアロック解除信号が受信された際に低圧バッテリ１２側の内部電源２２及び高圧バッテリ１４側の内部電源２４の出力電圧が共に所定の正常範囲にある場合は、直ちにＤＣ−ＤＣコンバータ１８を起動させることは行わず、以後は、通常の条件に従って具体的には各ＥＣＵ−ａ，ＥＣＵ−ｂからの起動信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１８が起動される。この点、本実施例によれば、携帯機５０からのドアロック解除信号の受信時に低圧バッテリ１２及び高圧バッテリ１４がバッテリ上がりを起こしていないと判断できる場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８を無駄に起動させて昇降圧動作させることは回避されるので、正常なバッテリ１２，１４の電力持ち出しによるバッテリ上がりを確実に防止することができる。

尚、上記の第１実施例においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８が特許請求の範囲に記載した「電圧変換器」及び「昇降圧変換器」に、制御ＩＣ２０及び受信器６０が特許請求の範囲に記載した「制御装置」に、内部電源２２が特許請求の範囲に記載した「第１の電源」に、内部電源２４が特許請求の範囲に記載した「第２の電源」に、制御ＩＣ２０が携帯機５０からのドアロック解除信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１８を駆動制御することが特許請求の範囲に記載した「受信時制御手段」に、制御ＩＣ２０がステップ１０２，１０６の処理を実行することが特許請求の範囲に記載した「電圧監視手段」に、制御ＩＣ２０が図２に示すルーチン中ステップ１０４の処理を実行することが特許請求の範囲に記載した「第１の制御手段」に、制御ＩＣ２０がステップ１０８の処理を実行することが特許請求の範囲に記載した「第２の制御手段」に、制御ＩＣ２０がＥＣＵ−ａ及びＥＣＵ−ｂからの起動信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１８を駆動制御することが特許請求の範囲に記載した「通常時制御手段」に、それぞれ相当している。

図３は、本発明の第２実施例である電源システム１００の構成図を示す。尚、図３において、上記図１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。

電源システム１００は、低圧バッテリ１２と高圧バッテリ１４との間に介在されるＤＣ−ＤＣコンバータユニット１０２を備えている。ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１０２は、低圧バッテリ１２と高圧バッテリ１４との間で直流電圧変換を行うＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を有している。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４は、スイッチング素子や変圧器，コンデンサ，ダイオードなどからなり、入力側と出力側とが互いに絶縁された絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータである。

ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４は、スイッチング素子のオン／オフによる変圧器及びコンデンサのエネルギの充放電現象を利用して、高圧バッテリ１４の出力電圧を降圧して低圧バッテリ１２に印加する降圧変換を行う降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータである。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４は、高圧バッテリ１４を電源としてその出力電圧を降圧してその高圧バッテリ１４から低圧バッテリ１２へ電力供給を行う。

ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１０２は、また、制御ＩＣ１０６を有している。制御ＩＣ１０６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４のスイッチング素子を駆動制御する制御回路である。制御ＩＣ１０６は、内部電源２２及び内部電源２４から選択的に電力供給されることにより動作することが可能である。内部電源２２で生成された電圧は、ダイオード３０を介して制御ＩＣ１０６の電源端子１０８に印加される。また、内部電源２４で生成された電圧は、ダイオード４０を介して制御ＩＣ１０６の電源端子１０８に印加される。

制御ＩＣ１０６は、電源端子１０８に印加される内部電源２２からの電圧で低圧バッテリ１２からその内部電源２２を介して供給される電力により動作することが可能であると共に、電源端子１０８に印加される内部電源２４からの電圧で高圧バッテリ１４からその内部電源２４を介して供給される電力により動作することが可能である。また、制御ＩＣ１０６は、内部電源２２の出力電圧（具体的には、ダイオード３０のアノードに生ずる電圧）を監視する機能（監視−ａ）を有している。制御ＩＣ１０６による監視−ａは、内部電源２２の出力電圧が所定の正常範囲（例えば、５ボルト±０．５ボルト）にあるか否かの判別を行うものである。

制御ＩＣ１０６は、内部電源２２及び２４の少なくとも何れか一方から所定の正常範囲の電圧が印加されていれば、動作することは可能であり、上記の監視や判別を行うことが可能である。制御ＩＣ１０６は、上記の如く動作可能な状況において、監視−ａの結果に基づいて、内部電源２２の出力電圧が所定の正常範囲よりも低下したと判別した場合は、その出力電圧が低下した内部電源２２に対応する低圧バッテリ１２を他方の高圧バッテリ１４からの電力供給により充電するようにＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を起動して、そのＤＣ−ＤＣコンバータ１０４のスイッチング素子を駆動制御する。

また、制御ＩＣ１０６は、ＥＣＵ−ａから通信線４２を介して送信されるＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を起動すべき信号を受信することができ、かかる起動信号を受信した場合は、その起動信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１０４のスイッチング素子を駆動制御する。

電源システム１００のＤＣ−ＤＣコンバータユニット１０２は、制御ＩＣ１０６に接続する受信器６０を有している。受信器６０は、内部電源２２，２４から電力供給されることにより動作することが可能である。受信器６０は、携帯機５０の発信器５６から無線送信される信号を受信アンテナ６２で受信することが可能であり、携帯機５０からの信号を受信した場合にその信号を制御ＩＣ１０６に供給する。制御ＩＣ１０６は、受信器６０から後述の所定信号を受信したことを示す信号が供給された場合に、上記した監視−ａの結果の結果に基づく処理を行う。

次に、図４を参照して、本実施例の電源システム１００におけるＤＣ−ＤＣコンバータ１０４の動作について説明する。図４は、本実施例の電源システム１００においてＤＣ−ＤＣコンバータユニット１０２の制御ＩＣ１０６が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。

本実施例の電源システム１００において、ＤＣ−ＤＣコンバータユニット１０２の制御ＩＣ１０６は、低圧バッテリ１２側の内部電源２２及び高圧バッテリ１４側の内部電源２４から電力供給されることにより動作することが可能である。制御ＩＣ１０６は、通常（具体的には、例えばイグニションオン時）は、低圧バッテリ１２に接続するＥＣＵ−ａから通信線４２を介して送信されるＤＣ−ＤＣコンバータ１０４の起動信号に従って降圧変換を行うように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４のスイッチング素子を駆動制御する（通常時制御）。

一方、制御ＩＣ１０６及び受信器６０は、低圧バッテリ１２側の内部電源２２又は高圧バッテリ１４側の内部電源２４から電力供給されることにより動作することが可能であるが、特にイグニションオフ時などにおいて低圧バッテリ１２が電圧低下を起こしてバッテリ上がりを起こしているときは、その低圧バッテリ１２とは別の高圧バッテリ１４側の内部電源２４から電力供給されることにより動作することが可能である。

受信器６０は、内部電源２２，２４から電力供給される状況において、携帯機５０から無線送信される信号を受信アンテナ６２で受信することが可能であり、携帯機５０からの信号を受信した場合にその信号を制御ＩＣ１０６に供給する。制御ＩＣ１０６は、内部電源２２，２４から電力供給される状況で、受信器６０から信号が供給されると、その信号が車両のドアロックを解除するためのドアロック解除信号であるか否かを判別する（ステップ２００）。

制御ＩＣ１０６は、上記ステップ２００において受信器６０からの信号がドアロック解除信号でないと判別した場合は、該ステップ２００の処理を繰り返し実行する。一方、受信器６０からの信号がドアロック解除信号であると判別した場合は、次に、低圧バッテリ１２側の内部電源２２の出力電圧を監視する監視−ａを実行し、その監視−ａに基づく内部電源２２の出力電圧が所定の正常範囲（例えば、５ボルト±０．５ボルト）にあるか否かの判別を行う（ステップ２０２）。

制御ＩＣ１０６は、上記ステップ２０２において内部電源２２の出力電圧が所定の正常範囲に無く、その正常範囲以下であると判別した場合は、低圧バッテリ１２がバッテリ上がりを起こしていると判断して、高圧バッテリ１４の出力電圧を降圧して低圧バッテリ１２に印加する降圧変換を行うことで、出力電圧が低下した内部電源２２に対応する電力不足に陥った低圧バッテリ１２を充電するようにＤＣ−ＤＣコンバータ１０４のスイッチング素子を駆動制御する（ステップ２０４）。

かかるＤＣ−ＤＣコンバータ１０４の駆動制御が行われると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４が高圧バッテリ１４から低圧バッテリ１２への降圧変換を行いつつ、高圧バッテリ１４から低圧バッテリ１２への電力供給を行うことで、低圧バッテリ１２が充電される。この低圧バッテリ１２の充電は、内部電源２２の出力電圧が所定の正常範囲にあると判別されるまで継続される。

制御ＩＣ１０６は、上記ステップ２０２において高圧バッテリ１４側の内部電源２４の出力電圧が所定の正常範囲にあると判別した場合は、以後、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４に対して上記した通常時制御を実行させ、具体的には、低圧バッテリ１２に接続するＥＣＵ−ａから通信線４２を介して送信されるＤＣ−ＤＣコンバータ１０４の起動信号に従って降圧変換を実行させる（ステップ２０６）。

このように、本実施例の電源システム１００においては、通常（具体的には、例えばイグニションオン時）は、低圧バッテリ１２に接続するＥＣＵ−ａからの起動信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を起動することで、電圧不足に陥る低圧バッテリ１２を他方の高電圧バッテリ１４からの電力供給により充電させることができる。また、外部の携帯機５０から送信されるドアロック解除信号が受信された際に低圧バッテリ１２側の内部電源２２の出力電圧が所定の正常範囲以下に低下している場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を起動することで、その出力電圧が低下している低圧バッテリ１２を他方の高圧バッテリ１４からの電力供給により充電させることができる。

車載の電源システム１００に外部の携帯機５０から送信されるドアロック解除信号が受信されるタイミングは、車両がイグニションオフ状態にあって、車両使用者が携帯機５０を携帯して乗車して車両を起動／運転させる意思を持ったときである。この点、本実施例においては、車両のイグニションオフ時に低圧バッテリ１２が電圧低下してバッテリ上がりを起こしたときでも、直ちに、その電圧低下した低圧バッテリ１２が他方の高圧バッテリ１４からの電力供給により充電されるものではなく、具体的には、車両使用者が携帯機５０を携帯して乗車して車両を起動／運転させる意思を持った時点で、その電圧低下した低圧バッテリ１２が他方の高圧バッテリ１４からの電力供給により充電される。

このため、本実施例によれば、車両のイグニションオフ時に、電圧低下した低圧バッテリ１２が無駄に繰り返し充電されることは回避され、出力電圧が正常状態にある高圧バッテリ１４が無駄に繰り返し放電されることは回避される。従って、本実施例の電源システム１００によれば、車両のイグニションオフ時に低圧バッテリ１２が電圧低下してバッテリ上がりを起こしても、その後、必要なとき（具体的には、携帯機５０から送信されるドアロック解除信号を電源システム１００のＤＣ−ＤＣコンバータユニット１０２の有する受信器６０が受信した時点）に高圧バッテリ１４からそのバッテリ上がりを起こした低圧バッテリ１２へ電力供給を行ってその低圧バッテリ１２を充電することで、高圧バッテリ１４のバッテリ上がりを抑制しつつ、バッテリ上がりを起こした低圧バッテリ１２を電圧不足に陥った状態から復帰させて動作させることが可能となる。

また、本実施例においては、低圧バッテリ１２が電圧低下してバッテリ上がりを起こすことによってその低圧バッテリ１２に接続するＥＣＵ−ａが動作することができず（具体的には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を起動させる起動信号を生成することができず）、そのＥＣＵ−ａからの起動信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を起動させることができなくても、上述の如く高圧バッテリ１４からの電力供給により制御ＩＣ１０６を動作させつつ、ＥＣＵ−ａからの起動信号とは独立した携帯機５０からのドアロック解除信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を起動させることができる。

すなわち、本実施例の電源システム１００においては、低圧バッテリ１２のバッテリ上がりに起因して通常時制御ではＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を起動できなくなっても、携帯機５０からのドアロック解除信号が受信されて車両使用者が携帯機５０を携帯して乗車して車両を起動／運転させる意思を持った際にＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を起動させることで、そのバッテリ上がりを起こした低圧バッテリ１２を充電することができるので、そのバッテリ上がりを起こしていた低圧バッテリ１２に接続するＥＣＵ−ａをその低圧バッテリ１２の充電によって動作させることが可能となる。このため、以後は、ＥＣＵ−ａからＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を起動させる起動信号を生成させることが可能となり、ＥＣＵ−ａからの起動信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を駆動制御する通常時制御を実行させることが可能となる。

更に、本実施例の電源システム１００においては、外部の携帯機５０から送信されるドアロック解除信号が受信された際に低圧バッテリ１２側の内部電源２２の出力電圧が所定の正常範囲にある場合は、直ちにＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を起動させることは行わず、以後は、通常の条件に従って具体的にはＥＣＵ−ａからの起動信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１０４が起動される。この点、本実施例によれば、携帯機５０からのドアロック解除信号の受信時に低圧バッテリ１２がバッテリ上がりを起こしていないと判断できる場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を無駄に起動させて降圧動作させることは回避されるので、正常な高圧バッテリ１４の電力持ち出しによるバッテリ上がりを確実に防止することができる。

尚、上記の第２実施例においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４が特許請求の範囲に記載した「電圧変換器」及び「降圧変換器」に、制御ＩＣ１０６及び受信器６０が特許請求の範囲に記載した「制御装置」に、制御ＩＣ１０６が携帯機５０からのドアロック解除信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を駆動制御することが特許請求の範囲に記載した「受信時制御手段」に、制御ＩＣ１０６がステップ２０２の処理を実行することが特許請求の範囲に記載した「電圧監視手段」に、制御ＩＣ１０６が図４に示すルーチン中ステップ２０４の処理を実行することが特許請求の範囲に記載した「第１の制御手段」に、制御ＩＣ１０６がＥＣＵ−ａからの起動信号に従ってＤＣ−ＤＣコンバータ１０４を駆動制御することが特許請求の範囲に記載した「通常時制御手段」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の第１及び第２実施例においては、携帯機５０が送信する車両のドアロックを解除するためのドアロック解除信号を、電源システム１０，１００が受信した際に、内部電源２２，２４の出力電圧を監視する監視−ａ及び／又は監視−ｂを実行し、その監視結果に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ１８を駆動制御するが、本発明はこれに限定されるものではなく、電源システム１０，１００がドアロック解除信号を受信した後に車両使用者が車両ドアのノブに触れた際や車両ドアを開けた際などに上記の監視などを行うものであってもよい。

また、上記の第１及び第２実施例においては、電源システム１０，１００がＤＣ−ＤＣコンバータ１８，１０４を駆動制御するうえで必要な起動信号を送信する外部送信器が、車両使用者が携帯する携帯機５０であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、電源システム１０，１００が備えるバッテリ１２，１４とは別の電源で駆動されて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８，１０４を起動する起動信号を送信するものであれば何れであってもよい。

また、上記の第１及び第２実施例においては、上記の外部送信器が、電源システム１０，１００に対して無線でＤＣ−ＤＣコンバータ１８，１０４を起動する起動信号を送信するが、本発明はこれに限定されるものではなく、電源システム１０，１００が備えるバッテリ１２，１４とは別の電源で駆動されるものであれば、電源システム１０，１００に対して有線でＤＣ−ＤＣコンバータ１８，１０４を起動する起動信号を送信するものであってもよい。

尚、これらの場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８，１０４を起動する起動信号の送信は、少なくとも車両使用者が車両を起動／運転させる意思を持ったときに行われるものであればよい。

また、上記の第１及び第２実施例においては、低圧バッテリ１２側の内部電源２２が非絶縁型電源でありかつ高圧バッテリ側の内部電源２４が絶縁型電源であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、内部電源２２，２４は非絶縁型及び絶縁型の何れの型であってもよい。

更に、上記の第１及び第２実施例においては、電源システム１０が車両に搭載されることとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両以外のシステムに適用されることとしてもよい。

１０，１００ 電源システム
１２ 低圧バッテリ
１４ 高圧バッテリ
１６，１０２ ＤＣ−ＤＣコンバータユニット
１８，１０４ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２０，１０６ 制御ＩＣ
２２，２４ 内部電源
５０ 携帯機
５２ 携帯用電源
５４ 携帯用制御ＩＣ
５６ 発信器
６０ 受信器

Claims (8)

1. 低圧バッテリと、
   高圧バッテリと、
   前記低圧バッテリと前記高圧バッテリとの間の電圧変換を行う電圧変換器と、
   前記電圧変換器を駆動制御する制御装置と、
   前記低圧バッテリの出力電圧から前記制御装置を動作させるのに適した電圧を生成し、該低圧バッテリを電源として前記制御装置に電力供給を行う第１の電源と、
   前記高圧バッテリの出力電圧から前記制御装置を動作させるのに適した電圧を生成し、該高圧バッテリを電源として前記制御装置に電力供給を行う第２の電源と、を備え、
   前記制御装置は、外部送信器から送信される所定の起動信号を受信する受信器と、前記受信器に前記所定の起動信号が受信された場合に前記電圧変換器を駆動制御する受信時制御手段と、を有することを特徴とする電源システム。
2. 前記制御装置は、また、前記低圧バッテリ及び／又は前記高圧バッテリの出力電圧を監視する電圧監視手段を有し、
   前記受信時制御手段は、前記受信器に前記所定の起動信号が受信された際の前記電圧監視手段による監視結果に基づいて前記電圧変換器を駆動制御することを特徴とする請求項１記載の電源システム。
3. 前記受信時制御手段は、前記受信器に前記所定の起動信号が受信された際に前記電圧監視手段により監視された前記低圧バッテリの出力電圧が第１の所定値以下に低下している場合に、前記高圧バッテリから前記低圧バッテリへ降圧変換しつつ電力供給を行うように前記電圧変換器を駆動制御する第１の制御手段を有することを特徴とする請求項２記載の電源システム。
4. 前記電圧変換器は、前記高圧バッテリから前記低圧バッテリへの降圧変換を行う降圧変換器であることを特徴とする請求項３記載の電源システム。
5. 前記受信時制御手段は、また、前記受信器に前記所定の起動信号が受信された際に前記電圧監視手段により監視された前記高圧バッテリの出力電圧が第２の所定値以下に低下している場合に、前記低圧バッテリから前記高圧バッテリへ昇圧変換しつつ電力供給を行うように前記電圧変換器を駆動制御する第２の制御手段を有することを特徴とする請求項３記載の電源システム。
6. 前記電圧変換器は、前記高圧バッテリから前記低圧バッテリへの降圧変換及び前記低圧バッテリから前記高圧バッテリへの昇圧変換をそれぞれ行う昇降圧変換器であることを特徴とする請求項５記載の電源システム。
7. 前記制御装置は、また、前記受信時制御手段とは別に、前記低圧バッテリからの電力供給により動作する低圧動作機器からの制御信号及び／又は前記高圧バッテリからの電力供給により動作する高圧動作機器からの制御信号に基づいて、前記電圧変換器を駆動制御する通常時制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項記載の電源システム。
8. 前記外部送信器は、車両使用者の携帯する携帯機であり、
   前記所定の起動信号は、車両のドアロックを解除するための信号であることを特徴とする車両に搭載される請求項１乃至７の何れか一項記載の電源システム。

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