JP6446325B2 - 電源供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、電圧変換回路を備え、電圧の異なる複数の電源からの電力を電気負荷に供給する電源供給装置に関するものである。

電圧の異なる複数の電源と、これら電源の電力を電気負荷に供給する電源供給装置を備えた電気自動車やハイブリッド自動車が提案されている（たとえば特許文献１〜５）。

特許文献１〜４の電源供給装置は、電装品などの電気負荷に対して、直流の低電圧電源の電力を供給する。また、電源供給装置は、直流の高電圧電源の高電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ（直流−直流変換器）などの電圧変換回路により低電圧に変換して、電気負荷や低電圧電源に電力を供給する。低電圧電源から電気負荷までの電力供給経路の途中に、高電圧電源からの電力供給経路が接続されている。低電圧電源と高電圧電源の間には、電圧変換回路とスイッチが直列に接続されている。電源供給装置は、車両側のＥＣＵ（電子制御装置）などの上位装置から、車両の状態を示す信号などを受信して、電圧変換回路とスイッチの動作を制御し、電力の供給状態を切り替える。

特許文献１では、停車中にＤＣ−ＤＣコンバータに過電流が流れた場合に、電気負荷への電力供給が停止される。特許文献４では、電気負荷の要求電力に対して低電圧電源の給電能力が不足しているか否かが判断され、その結果に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータの電力供給や電気負荷の作動が制御される。

特許文献２および３では、通常は、スイッチがオンされて、高電圧電源と低電圧電源の電力が電気負荷に供給される。然るに、低電圧電源とスイッチの間に、大電流が流れるスタータ（セルモータ）が接続されているため、アイドリングストップ後に、エンジンを再始動するためにスタータを駆動すると、電気負荷への供給電圧が低下して、電気負荷が正常に動作しなくなることがある。これを防止するため、スタータの駆動に先立って、上位装置からスタータが駆動されることを示す信号を受信した場合に、スイッチをオンからオフに切り替えて、スタータおよび低電圧電源を高電圧電源および電気負荷から電気的に切り離す。

一方、特許文献５には、ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御部が、メイン制御部との間に通信異常が生じて、メイン制御部からＤＣ−ＤＣコンバータの始動要求や停止要求を受信できなくなった場合に、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧などに基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータを始動または停止させる技術が開示されている。

特開２０１３−３４３２８号公報 特開２０１１−１５５７９１号公報 特開２００４−２２２４７５号公報 特開２００８−２８９３０３号公報 特開２００８−１１６３９号公報

特許文献２および３のような回路構成において、たとえば、上位装置との間で通信異常が発生して、スタータが駆動されることを示す信号を受信できなくなった場合、スタータの駆動に先立って、スイッチをオンからオフに切り替えることができなくなる。このため、スタータの駆動時に、スイッチがオンされたままとなり、スタータに大電流が流れることで、電気負荷への供給電圧が低下し、電気負荷の駆動が停止されることがある。

本発明の課題は、上位装置との間で通信異常が発生した場合でも、電力供給対象の各電気負荷を駆動することができる電源供給装置を提供することである。

本発明による電源供給装置は、一端が第１電源に接続され、他端が第１電気負荷に接続された第１電力供給経路と、一端が第１電源とは電圧が異なる第２電源に接続され、他端が第１電力供給経路の途中にある接続点に接続された第２電力供給経路と、第２電力供給経路に設けられ、第２電源の電圧の大きさを変換する電圧変換回路と、第１電力供給経路の、上記接続点より第１電源側に設けられ、第１電源から接続点までの電路を、オン状態で閉路させてオフ状態で開路させるスイッチと、上位装置と通信を行うための通信部と、電圧変換回路およびスイッチの動作を制御する制御部とを備える。制御部は、電圧変換回路の動作中に、スイッチをオンし、この状態でさらに、第１電源とスイッチとの間の電路に接続された第２電気負荷が駆動されることを示す信号を、通信部により受信した場合に、スイッチをオフする。そして、本発明ではさらに、通信部の通信異常を検出する異常検出部が設けられ、制御部は、異常検出部により通信部の通信異常を検出した場合に、電圧変換回路の状態にかかわらず、スイッチをオフ状態にする。

上記によると、上位装置との間で通信異常が発生して、第２電気負荷が駆動されることを示す信号を上位装置から受信できなくなっても、異常検出部により通信異常が検出されて、スイッチがオフする。このため、第２電源からの電力が第２電気負荷や第１電源に供給されなくなる。そして、その後の第２電気負荷の駆動時に、第２電源の電力が電圧変換回路を経由して第１電気負荷に供給され、第１電源の電力が第２電気負荷に供給される。よって、第２電気負荷に大電流が流れても、第１電気負荷への供給電圧が低下せず、電力供給対象の第１電気負荷と第２電気負荷を両方とも安定に駆動することができる。

また、本発明では、上記電源供給装置において、第１電源は、直流低電圧電源であり、第２電源は、直流低電圧電源より電圧が高い直流高電圧電源であり、電圧変換回路は、直流高電圧電源の直流高電圧を直流低電圧に変換してもよい。

また、本発明では、上記電源供給装置において、制御部は、電圧変換回路の動作中に、異常検出部により通信部の通信異常を検出した場合に、スイッチをオンからオフに切り替え、かつ電圧変換回路の動作を継続させてもよい。

また、本発明では、上記電源供給装置において、制御部は、電圧変換回路の停止中に、異常検出部により通信部の通信異常を検出した場合に、スイッチをオフし、かつ電圧変換回路を動作させてもよい。

また、本発明では、上記電源供給装置において、異常検出部は、通信部と上位装置との通信が途絶えた場合に、通信部の通信異常が生じたと判断してもよい。

さらに、本発明では、上記電源供給装置において、電圧変換回路が動作中でかつスイッチがオン状態にある場合に、第１電源の電圧が所定値まで低下していないときは、第１電源と第２電源からの電力が第１電気負荷に供給され、第１電源の電圧が所定値まで低下しているときは、第２電源からの電力が第１電気負荷と第１電源とに供給されて、第１電源が充電されてもよい。

本発明によれば、上位装置との間で通信異常が発生した場合でも、電力供給対象の各電気負荷を駆動することができる電源供給装置を提供することが可能となる。

本発明の実施形態による電源供給装置の回路構成を示した図である。 通常時に低電圧バッテリの電圧が低下していない場合の、図１の回路の動作を示した図である。 通常時に低電圧バッテリの電圧が低下した場合の、図１の回路の動作を示した図である。 アイドリングストップ後のエンジン再始動時の、図１の回路の動作を示した図である。 通信異常時の、図１の回路の動作を示した図である。 通信正常時の、図１の回路の動作の一例を示したタイムチャートである。 通信異常時の、図１の回路の動作の一例を示したタイムチャートである。 図１の電源供給装置の動作の一例を示したフローチャートである。 他の実施形態による電源供給装置の動作の一例を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

まず、本発明の実施形態による電源供給装置１００と、その周辺部の回路構成を、図１を参照しながら説明する。

図１に示す各部は、電気自動車またはハイブリッド自動車などの車両に搭載されている。電源供給装置１００と高電圧バッテリ２０とは、バッテリパック２００内に設けられている。低電圧バッテリ１０、スタータ（セルモータ）１１、オルタネータ３１、ＡＣＣ（アクセサリ）リレースイッチ１２、ＩＧ（イグニション）リレースイッチ１３、上位ＥＣＵ（電子制御装置）１６、電装品１８、充電装置１９、およびヒューズ２１〜２７は、バッテリパック２００外に設けられている。

低電圧バッテリ１０は、直流低電圧電源であり、たとえば１２Ｖの鉛バッテリから成る。低電圧バッテリ１０の電力は、スタータ１１、リレースイッチ１２、１３、および電装品１８に供給される。低電圧バッテリ１０は、本発明の「第１電源」の一例である。

スタータ１１は、図示しない車両のエンジンを始動するために駆動される。スタータ１１には、駆動時に大電流が流れる。車両には、アイドリングストップ制御システムが組み込まれている。電装品１８は、たとえば、オーディオ、メータ、エアコンパネル、ＡＢＳ（Antilock Brake System）、およびトランスミッションなどの電気装置から成る。このうち、殆どの電気装置は、低電圧（たとえば１２Ｖ）で駆動する。電装品１８は、本発明の「第１電気負荷」の一例である。スタータ１１は、本発明の「第２電気負荷」の一例である。

オルタネータ３１は、エンジンの動作中に発電する。オルタネータ３１で発電された電力は、低電圧バッテリ１０などに供給される。これにより、低電圧バッテリ１０が充電される。

高電圧バッテリ２０は、直流高電圧電源であり、たとえば１００Ｖのリチウムイオンバッテリから成る。高電圧バッテリ２０の電圧は、低電圧バッテリ１０の電圧より高い。高電圧バッテリ２０の電力は、図示しない車両の走行モータや電装品１８や低電圧バッテリ１０に供給される。高電圧バッテリ２０は、本発明の「第２電源」の一例である。充電装置１９は、高電圧バッテリ２０の充放電を行う。

電源供給装置１００には、第１電力供給経路１、第２電力供給経路２、ＤＣ−ＤＣコンバータ３、電源切り替えスイッチ４、制御部７、ＡＣＣ用スイッチ１４、ＩＧ用スイッチ１５、および電流検出回路３２が備わっている。図１で電源供給装置１００を示す破線上の白丸は、電源供給装置１００に設けられた接続端子を示している（後述の図２〜図５も同様）。

第１電力供給経路１は、一端がヒューズ２１、２２を介して低電圧バッテリ１０に接続され、他端がヒューズ２３を介して電装品１８に接続されている。低電圧バッテリ１０の電力は、第１電力供給経路１を通って電装品１８に供給される。

第２電力供給経路２は、一端が高電圧バッテリ２０に接続され、他端が第１電力供給経路１の途中にある接続点８に接続されている。第２電力供給経路２には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３と電流検出回路３２が設けられている。

ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、高電圧バッテリ２０の直流高電圧を直流低電圧に変換する。高電圧バッテリ２０の電力は、第２電力供給経路２とＤＣ−ＤＣコンバータ３と第１電力供給経路１とを通って、電装品１８と低電圧バッテリ１０にそれぞれ供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、本発明の「電圧変換回路」の一例である。電流検出回路３２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３から出力される電流を検出する。

第１電力供給経路１の、接続点８より低電圧バッテリ１０側には、電源切り替えスイッチ４が設けられている。

電源切り替えスイッチ４は、たとえばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）から成る。電源切り替えスイッチ４は、第１電力供給経路１の低電圧バッテリ１０から接続点８までの電路を、オン状態で閉路させて、オフ状態で開路させる。電源切り替えスイッチ４は、本発明の「スイッチ」の一例である。

電源切り替えスイッチ４と並列に接続されたダイオード４ｄは、たとえば、電源切り替えスイッチ４を構成するＦＥＴの寄生ダイオードから成る。ダイオード４ｄのアノードは低電圧バッテリ１０と接続され、カソードは接続点８を経由してＤＣ−ＤＣコンバータ３および電装品１８と接続されている。ダイオード４ｄは、低電圧バッテリ１０から接続点８へ向かって電流を流す。

電源切り替えスイッチ４と低電圧バッテリ１０との間の電路には、リレースイッチ１２、１３とスタータ１１とが接続されている。

制御部７は、ＣＰＵとメモリから成り、ＤＣ−ＤＣコンバータ３と電源切り替えスイッチ４の動作を制御する。制御部７には、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信部６と異常検出部９が設けられている。

ＣＡＮ通信部６は、上位ＥＣＵ１６と通信線１７を介してＣＡＮ通信を行うためのものである。制御部７はＣＡＮ通信部６により、上位ＥＣＵ１６から送信された車両の状態を示す信号やＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作指示などを受信する。また、制御部７はＣＡＮ通信部６により、上位ＥＣＵ１６に対して種々の信号を送信する。たとえば、制御部７はＣＡＮ通信部６により、電流検出回路３２により検出された電流値を上位ＥＣＵ１６へ送信する。ＣＡＮ通信部６は、本発明の「通信部」の一例である。上位ＥＣＵ１６は、本発明の「上位装置」の一例である。

異常検出部９は、上位ＥＣＵ１６に対するＣＡＮ通信部６の通信異常を検出する。詳しくは、たとえば、通信線１７の断線やＣＡＮ通信部６の故障などにより、ＣＡＮ通信部６と上位ＥＣＵ１６との通信が途絶えた場合に、異常検出部９はＣＡＮ通信部６の通信異常が生じたと判断する。

また、制御部７には、ＡＣＣリレースイッチ１２やＩＧリレースイッチ１３のオン・オフ信号が入力される。ＡＣＣリレースイッチ１２とＩＧリレースイッチ１３は、図示しないエンジン始動停止操作キーの操作に応じてオン・オフされる。ＡＣＣ用スイッチ１４は、ＡＣＣリレースイッチ１２のオン・オフ状態に応じた信号を電装品１８に出力する。ＩＧ用スイッチ１５は、ＩＧリレースイッチ１３のオン・オフ状態に応じた信号を電装品１８に出力する。

次に、電源供給装置１００の動作を、図２〜図５を参照しながら説明する。

ＡＣＣリレースイッチ１２とＩＧリレースイッチ１３がオン状態で、かつ車両が走行中である通常時は、制御部７が、図２および図３に示すように、電源切り替えスイッチ４をオンして、第１電力供給経路１を閉路させる。また、制御部７は、上位ＥＣＵ１６からの指示により、高電圧バッテリ２０の直流高電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ３により直流低電圧に変換する。

このとき、低電圧バッテリ１０の電圧が所定値まで低下していない場合は、図２の丸数字１の矢印のように、低電圧バッテリ１０から電流が、ヒューズ２１、２２、電源切り替えスイッチ４、接続点８、およびヒューズ２３を通って、電装品１８に流れる。また、図２の丸数字２の矢印のように、高電圧バッテリ２０から電流が、ＤＣ−ＤＣコンバータ３、接続点８、およびヒューズ２３を通って、電装品１８に流れる。つまり、低電圧バッテリ１０と高電圧バッテリ２０の電力が、第１電力供給経路１と第２電力供給経路２を通って電装品１８に供給される。これにより、電装品１８が安定に駆動可能となる。

一方、低電圧バッテリ１０の電圧が所定値まで低下した場合は、図３の丸数字３の矢印のように、高電圧バッテリ２０から電流が、ＤＣ−ＤＣコンバータ３を通って接続点８へ流れる。そして、電流は接続点８で分岐して、ヒューズ２３を通って電装品１８に流れるとともに、電源切り替えスイッチ４とヒューズ２１、２２を通って低電圧バッテリ１０に流れる。つまり、高電圧バッテリ２０の電力が、第２電力供給経路２と第１電力供給経路１を通って電装品１８と低電圧バッテリ１０に供給される。これにより、電装品１８が安定して駆動可能となり、かつ低電圧バッテリ１０が充電される。なお、上記の低電圧バッテリ１０の電圧の所定値は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力電圧より低い値である。

図２または図３の状態において、車両のアイドリングストップ後に、エンジンを再始動するために、スタータ１１が駆動されると、スタータ１１に大電流が流れる。すると、第１電力供給経路１と第２電力供給経路２の電圧が瞬間的に低下するので、電装品１８への供給電圧が低下して、電装品１８が正常に動作しなくなることがある。これを防止するため、スタータ１１の駆動に先立って、図４の丸数字４の矢印のように、上位ＥＣＵ１６から送信されたスタータ１１が駆動されることを示す信号を、ＣＡＮ通信部６により受信した場合に、制御部７は、電源切り替えスイッチ４をオフする。

これにより、第１電力供給経路１における、低電圧バッテリ１０と接続点８との間の電路が電源切り替えスイッチ４で切断されて、高電圧バッテリ２０からの電流がスタータ１１や低電圧バッテリ１０に流れなくなる。この状態で、図４の丸数字５の矢印のように、低電圧バッテリ１０から電流が、ヒューズ２１を通ってスタータ１１に流れて、スタータ１１が駆動される。また、図４の丸数字２の矢印のように、高電圧バッテリ２０から電流が、ＤＣ−ＤＣコンバータ３、接続点８、およびヒューズ２３を通って電装品１８に流れて、電装品１８の駆動が継続される。

その後、エンジンが駆動されて、スタータ１１が停止すると、制御部７は、図２および図３に示した通常の電力供給状態に戻すために、電源切り替えスイッチ４をオフからオンに切り替える。

一方、図２および図３の状態において、上位ＥＣＵ１６との間で通信異常が生じると、異常検出部９がＣＡＮ通信部６の通信異常を検出して、制御部７が、図５に示すように、電源切り替えスイッチ４をオフ状態に固定する。これにより、高電圧バッテリ２０からの電流がスタータ１１や低電圧バッテリ１０に流れなくなる。このため、その後エンジンを再始動するためにスタータ１１が駆動される際に、図５の丸数字５の矢印のように、低電圧バッテリ１０から電流が、ヒューズ２１を通ってスタータ１１に流れて、スタータ１１が駆動する。また、図５の丸数字２の矢印のように、高電圧バッテリ２０から電流が、ＤＣ−ＤＣコンバータ３、接続点８、およびヒューズ２３を通って電装品１８に流れて、電装品１８の駆動が継続される。

次に、電源供給装置１００の動作の一例を、図２〜図８を参照しながら説明する。

ＡＣＣリレースイッチ１２やＩＧリレースイッチ１３がオンされると、制御部７は、図２に示すように、電源切り替えスイッチ４をオンする（図８のステップＳ１）。これにより、低電圧バッテリ１０の電力が電装品１８に供給されて、電装品１８が駆動される。

また、上位ＥＣＵ１６からＣＡＮ通信により、車両の状態を示す信号など（指示も含む）が送信される。ここで送信される信号としては、たとえば、アイドリングストップの終了（または停止）を示す信号、エンジンが駆動状態であることを示す信号、およびＤＣ−ＤＣコンバータ３の停止指示などがある。このとき、上位ＥＣＵ１６との間で通信異常が生じていなければ、制御部７はＣＡＮ通信部６により、上位ＥＣＵ１６から送信された上記信号を受信する（図６参照）。

そして、上位ＥＣＵ１６から送信されたＤＣ−ＤＣ出力の開始指示をＣＡＮ通信部６により受信すると（図６のＴ１）、制御部７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作を開始して（図８のステップＳ２）、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力電圧を目標電圧Ｖａまで上昇させる（図６のＴ２）。これにより、高電圧バッテリ２０の電力がＤＣ−ＤＣコンバータ３を経由して電装品１８に供給される。

そして、制御部７は、スタータ１１が駆動直前にならない間は（図８のステップＳ３：ＮＯ）、電源切り替えスイッチ４のオン状態を維持する（図８のステップＳ４）。これにより、低電圧バッテリ１０の電圧が低下していないときは、図２に示すように、低電圧バッテリ１０と高電圧バッテリ２０の電力が電装品１８に供給される。そして、低電圧バッテリ１０の電圧が低下すると、図３に示すように、高電圧バッテリ２０の電力が電装品１８と低電圧バッテリ１０に供給される。

その後、ＣＡＮ通信部６の通信異常が検出されず（図８のステップＳ６：ＮＯ）、またＡＣＣリレースイッチ１２がオフされることなく（図８のステップＳ７：ＮＯ）、上位ＥＣＵ１６からアイドリングストップの開始を示す信号が送信される。この場合、制御部７はＣＡＮ通信部６により、そのアイドリングストップの開始信号を受信すると（図６のＴ３）、スタータ１１が駆動される直前であると判断する（図８のステップＳ３：ＹＥＳ）。そして、制御部７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力電圧を下げて（図６のＴ４）、電源切り替えスイッチ４をオフに切り替える（図８のステップＳ５、図６のＴ５、図４）。

それから、制御部７は、再びＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力電圧を目標電圧Ｖａまで上昇させる（図６のＴ６）。そして、車両では、エンジンが停止して、アイドリングストップ状態となる。エンジンが停止すると、上位ＥＣＵ１６からエンジンが停止状態であることを示す信号が送信されるので、制御部７はＣＡＮ通信部６により、そのエンジンの停止信号を受信する（図６のＴ７）。エンジンが停止する際、低電圧バッテリ１０の電圧は乱れる（図６のＰ１）。

その後、アイドリングストップが終了して、エンジンを再始動するために、スタータ１１が駆動された場合、図４および図６に示すように、電源切り替えスイッチ４がオフ状態にあり、高電圧バッテリ２０の電力が電装品１８に供給されている。このため、スタータ１１が駆動されても、電装品１８への供給電圧が低下せず、電装品１８が安定に駆動を継続する。スタータ１１が駆動される際、低電圧バッテリ１０の電圧は乱れる（図６のＰ２）。エンジンが駆動すると、スタータ１１は停止する。

アイドリングストップが終了すると、上位ＥＣＵ１６から、アイドリングストップの終了を示す信号が送信される。そして、エンジンが駆動されると、上位ＥＣＵ１６から、エンジンが駆動されたことを示す信号が送信される。この際、ＣＡＮ通信部６の通信異常が生じていなければ（図８のステップＳ６：ＮＯ）、制御部７はＣＡＮ通信部６により、アイドリングストップの終了を示す信号を受信した（図６のＴ８）後、エンジンが駆動されたことを示す信号を受信する（図６のＴ９）。

この後、ＡＣＣリレースイッチ１２がオフされなければ（図８のステップＳ７：ＮＯ）、制御部７は、スタータ１１が駆動される直前でないと判断する（図８のステップＳ３：ＮＯ）。そして、制御部７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力電圧を下げて（図６のＴ１０）、電源切り替えスイッチ４をオンに切り替える（図８のステップＳ４、図６のＴ１１）。これにより、図２および図３に示すように、通常の電力供給状態に戻される。

その後、ＣＡＮ通信部６の通信異常が検出されることなく（図８のステップＳ６：ＮＯ）、ＡＣＣリレースイッチ１２がオフされると（図８のステップＳ７：ＹＥＳ）、制御部７は、電源切り替えスイッチ４をオフし（図８のステップＳ８）、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作を停止させる（図８のステップＳ１１）。

一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作を開始した（図８のステップＳ２）後、図５および図７に示すように、ＣＡＮ通信部６による上位ＥＣＵ１６との通信が所定時間途絶えたとする。この場合、異常検出部９が、ＣＡＮ通信部６の通信異常を検出する（図８のステップＳ６：ＹＥＳ、図７のＴａ）。

図７では、通信異常状態の例として、アイドリングストップの終了（または停止）を示す信号、エンジンの駆動状態を示す信号、およびＤＣ−ＤＣ出力の開始指示を、上位ＥＣＵ１６から受信できなくなった場合を示している。然るに、このとき上位ＥＣＵ１６から送信される信号は、これらに限定されるものではない。これら以外に、たとえば、車両の走行・停止を示す信号や、車両の加速・減速を示す信号などがある。これら車両の状態を示す信号や指示は、上位ＥＣＵ１６から電源供給装置１００にＣＡＮ通信により所定の周期で送信されている。

異常検出部９がＣＡＮ通信部６の通信異常を検出すると（図８のステップＳ６：ＹＥＳ、図７のＴａ）、制御部７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の出力電圧を下げて（図７のＴｂ）、電源切り替えスイッチ４をオンからオフに切り替える（図８のステップＳ９、図７のＴｃ）。そして、ＡＣＣリレースイッチ１２がオフされることなく（図８のステップＳ１０：ＮＯ）、ＣＡＮ通信部６の通信異常が続く間（図８のステップＳ６：ＹＥＳ）、制御部７は、電源切り替えスイッチ４のオフ状態（図８のステップＳ９）を維持する。またこのとき、制御部７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作状態も維持する。

電源切り替えスイッチ４のオフにより、高電圧バッテリ２０からの電流がスタータ１１や低電圧バッテリ１０に流れなくなる。また、図５の丸数字２の矢印のように、高電圧バッテリ２０の電力がＤＣ−ＤＣコンバータ３を経由して電装品１８に供給され続ける。このため、その後アイドリングストップが終了して、エンジンの再始動のために、スタータ１１が駆動される際に（図７のＴｄ）、スタータ１１に大電流が流れても、高電圧バッテリ２０から電装品１８への供給電圧は低下せず、電装品１８が安定に駆動を継続する。また、スタータ１１も、低電圧バッテリ１０により安定に駆動される。

その後、ＡＣＣリレースイッチ１２がオフされると（図８のステップＳ１０：ＹＥＳ）、制御部７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作を停止させる（図８のステップＳ１１）。

上記実施形態によると、上位ＥＣＵ１６との間で通信異常が発生して、スタータ１１が駆動されることを示す信号を上位ＥＣＵ１６から受信できなくなっても、異常検出部９により通信異常が検出され、電源切り替えスイッチ４がオフする。このため、高電圧バッテリ２０からの電流がスタータ１１や低電圧バッテリ１０に流れなくなる。そして、その後のスタータ１１の駆動時に、高電圧バッテリ２０の電力がＤＣ−ＤＣコンバータ３を経由して電装品１８に供給され、低電圧バッテリ１０の電力がスタータ１１に供給される。よって、スタータ１１に大電流が流れても、電装品１８への供給電圧が低下せず、電力供給対象である電装品１８とスタータ１１を両方とも安定に駆動することができる。

また、上記実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作中に、上位ＥＣＵ１６との間で通信異常が発生しても、異常検出部９により通信異常が検出されると、電源切り替えスイッチ４がオフし、かつＤＣ−ＤＣコンバータ３が動作を継続する。このため、スタータ１１の状態にかかわらず、高電圧バッテリ２０の電力を、ＤＣ−ＤＣコンバータ３を経由して電装品１８に供給し続けて、電装品１８を安定して継続駆動することができる。

また、上記実施形態では、ＣＡＮ通信部６と上位ＥＣＵ１６とのＣＡＮ通信が途絶えた場合に、異常検出部９がＣＡＮ通信部６の通信異常が生じたと判断する。このため、アイドリングストップの開始信号などのような、スタータ１１が駆動直前であることを判断するための信号を受信できなくなっても、通信異常を検出して、電源切り替えスイッチ４をオフ状態にすることができる。

本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作中、つまり高電圧バッテリ２０の高電圧を低電圧に変換して、電装品１８に電力を供給しているときに、異常検出部９によりＣＡＮ通信部６の通信異常を検出した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の停止中にも、異常検出部９によりＣＡＮ通信部６の通信異常を検出してもよい。この場合の実施形態を、図９に示す。

図９において、ＡＣＣリレースイッチ１２などがオンされると、制御部７は、電源切り替えスイッチ４をオンし（ステップＳ１）、ＣＡＮ通信部６の通信異常が検出されたか否かを確認する（ステップＳ１ａ）。ここで、ＣＡＮ通信部６による上位ＥＣＵ１６との通信が所定時間途絶えた場合は、異常検出部９によりＣＡＮ通信部６の通信異常が検出される（ステップＳ１ａ：ＹＥＳ）。すると、制御部７は、電源切り替えスイッチ４をオフし（ステップＳ１ｂ）、かつ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作を開始させる（ステップＳ１ｃ）。これにより、高電圧バッテリ２０の電力が、ＤＣ−ＤＣコンバータ３を経由して電装品１８に供給され、電装品１８が駆動される。そして、ＡＣＣリレースイッチ１２がオフされなければ（ステップＳ１ｄ：ＮＯ）、制御部７は、再びＣＡＮ通信部６の通信異常が検出されたか否かを確認する（ステップＳ１ａ）。

ステップＳ１ａで、ＣＡＮ通信部６の通信異常が検出されずに（ステップＳ１ａ：ＮＯ）、上位ＥＣＵ１６からのＤＣ−ＤＣ出力の開始指示をＣＡＮ通信部６により受信すると、制御部７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作を開始または継続させる（ステップＳ２ａ）。そして、前述した実施形態と同様に、ステップＳ３以降の処理を実行する。

図９の実施形態によると、ＤＣ−ＤＣコンバータ３の停止中に、上位ＥＣＵ１６との間で通信異常が発生して、ＤＣ−ＤＣ出力の開始指示を上位ＥＣＵ１６から受信できなくなっても、異常検出部９により通信異常が検出されると、電源切り替えスイッチ４がオフし、かつＤＣ−ＤＣコンバータ３が動作する。このため、高電圧バッテリ２０からの電流がスタータ１１や低電圧バッテリ１０に流れなくなる。また、低電圧バッテリ１０の電力がスタータ１１に供給可能となり、高電圧バッテリ２０の電力がＤＣ−ＤＣコンバータ３を経由して電装品１８に供給される。そして、その後のスタータ１１の駆動時に、スタータ１１に大電流が流れても、電装品１８への供給電圧が低下せず、電装品１８とスタータ１１を両方とも安定に駆動することができる。

以上の実施形態では、アイドリングストップの開始を示す信号をＣＡＮ通信部６により受信したときに、スタータ１１が駆動される直前であると判断した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、アイドリングストップによりエンジンが停止したことを示す信号、アイドリングストップの開始信号と終了信号の両方、またはスタータ１１が動作することを示す信号を、ＣＡＮ通信部６により受信したときに、スタータ１１が駆動される直前であると判断してもよい。そして、電源切り替えスイッチ４をオフ状態に切り替えればよい。

また、以上の実施形態では、上位ＥＣＵ１６から信号や指示が所定の周期で送信されていて、該信号などをＣＡＮ通信部６により所定時間受信できなかった場合に、通信が途絶えたため、ＣＡＮ通信部６の通信異常が生じたと判断した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、車両の状態が変化したときなどに、上位ＥＣＵ１６から信号や指示が一時的に送信されてもよい。また、異常検出部９はＣＡＮ通信部６により、上位ＥＣＵ１６に対して問い合わせ信号などを送信した後、上位ＥＣＵ１６からの応答信号を所定時間内に受信できなかった場合に、ＣＡＮ通信部６の通信異常が生じたと判断するようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、低電圧バッテリ１０から電装品１８までの第１電力供給経路１に電源切り替えスイッチ４を設け、高電圧バッテリ２０から接続点８までの第２電力供給経路２にＤＣ−ＤＣコンバータ３を設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、電圧の異なる２つの電源のうち、高電圧の電源から電気負荷までの第１電力供給経路にスイッチを設け、低電圧の電源から第１電力供給経路の接続点までの第２電力供給経路に昇圧機能を有するＤＣ−ＤＣコンバータなどの電圧変換回路を設けてもよい。また、電圧変換回路は、降圧と昇圧の両方の機能を備えたものでもよい。

また、以上の実施形態では、ＦＥＴから成る電源切り替えスイッチ４を、本発明のスイッチとして用いた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえばトランジスタやリレーなどをスイッチとして用いてもよい。また、それらと並列に、独立した回路素子としての整流器を接続してもよい。

また、以上の実施形態では、上位ＥＣＵ１６と通信する通信部として、ＣＡＮ通信部６を設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえばＬＩＮ（Local Interconnect Network）などの他の通信方式に従った通信部を電源供給装置に設けてもよい。

さらに、以上の実施形態では、車載用の電源供給装置１００に本発明を適用した例を示したが、本発明はその他の用途の電源供給装置に対しても適用することができる。

１ 第１電力供給経路
２ 第２電力供給経路
３ ＤＣ−ＤＣコンバータ（電圧変換回路）
４ 電源切り替えスイッチ（スイッチ）
６ ＣＡＮ通信部（通信部）
７ 制御部
８ 接続点
９ 異常検出部
１０ 低電圧バッテリ（第１電源）
１１ スタータ（第２電気負荷）
１６ 上位ＥＣＵ（上位装置）
１８ 電装品（第１電気負荷）
２０ 高電圧バッテリ（第２電源）
１００ 電源供給装置

Claims (6)

1. 一端が第１電源に接続され、他端が第１電気負荷に接続された第１電力供給経路と、
   一端が前記第１電源とは電圧が異なる第２電源に接続され、他端が前記第１電力供給経路の途中にある接続点に接続された第２電力供給経路と、
   前記第２電力供給経路に設けられ、前記第２電源の電圧の大きさを変換する電圧変換回路と、
   前記第１電力供給経路の、前記接続点より前記第１電源側に設けられ、前記第１電源から前記接続点までの電路を、オン状態で閉路させてオフ状態で開路させるスイッチと、
   上位装置と通信を行うための通信部と、
   前記電圧変換回路および前記スイッチの動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記電圧変換回路の動作中に、前記スイッチをオンし、この状態でさらに、前記第１電源と前記スイッチとの間の電路に接続された第２電気負荷が駆動されることを示す信号を、前記通信部により受信した場合に、前記スイッチをオフする電源供給装置において、
   前記通信部の通信異常を検出する異常検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記異常検出部により前記通信部の通信異常を検出した場合に、前記電圧変換回路の状態にかかわらず、前記スイッチをオフ状態にする、ことを特徴とする電源供給装置。
2. 請求項１に記載の電源供給装置において、
   前記第１電源は、直流低電圧電源であり、
   前記第２電源は、前記直流低電圧電源より電圧が高い直流高電圧電源であり、
   前記電圧変換回路は、前記直流高電圧電源の直流高電圧を直流低電圧に変換する、ことを特徴とする電源供給装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電源供給装置において、
   前記制御部は、前記電圧変換回路の動作中に、前記異常検出部により前記通信部の通信異常を検出した場合に、前記スイッチをオンからオフに切り替え、かつ前記電圧変換回路の動作を継続させる、ことを特徴とする電源供給装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電源供給装置において、
   前記制御部は、前記電圧変換回路の停止中に、前記異常検出部により前記通信部の通信異常を検出した場合に、前記スイッチをオフし、かつ前記電圧変換回路を動作させる、ことを特徴とする電源供給装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電源供給装置において、
   前記異常検出部は、前記通信部と前記上位装置との通信が途絶えた場合に、前記通信部の通信異常が生じたと判断する、ことを特徴とする電源供給装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電源供給装置において、
   前記電圧変換回路が動作中でかつ前記スイッチがオン状態にある場合に、
   前記第１電源の電圧が所定値まで低下していないときは、前記第１電源と前記第２電源からの電力が前記第１電気負荷に供給され、
   前記第１電源の電圧が所定値まで低下しているときは、前記第２電源からの電力が前記第１電気負荷と前記第１電源とに供給されて、前記第１電源が充電される、ことを特徴とする電源供給装置。

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