WO2023062808A1 - 車載用制御装置 - Google Patents

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WO2023062808A1
WO2023062808A1 PCT/JP2021/038194 JP2021038194W WO2023062808A1 WO 2023062808 A1 WO2023062808 A1 WO 2023062808A1 JP 2021038194 W JP2021038194 W JP 2021038194W WO 2023062808 A1 WO2023062808 A1 WO 2023062808A1
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unit
power
voltage
path
discharging
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PCT/JP2021/038194
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English (en)
French (fr)
Inventor
一翔 島本
Original Assignee
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to an in-vehicle control device.
  • Patent Document 1 discloses a power supply device with a backup function. This power supply supplies power to the load circuit using power provided from the AC-DC conversion power supply when the power supply unit (AC power supply) is in operation, and supplies power to the load circuit when the power supply unit (AC power supply) is stopped. In this case, the power stored in the power storage unit (battery) is used to supply power to the load circuit.
  • Patent Document 1 the use of the power storage unit (battery) is limited to when the power supply unit (AC power supply) is stopped.
  • the present disclosure provides a technology capable of expanding the range of use of a power storage unit provided separately from a power supply unit.
  • the in-vehicle control device of the present disclosure includes a power supply unit, a power storage unit different from the power supply unit, a power path that is a route for supplying power from the power supply unit to a load, a charging unit that performs a charging operation to supply a current to the power storage unit, and a discharging unit that performs a discharging operation to flow a current to the load side based on the power supplied from the power storage unit.
  • an in-vehicle control device for controlling the charging operation by the charging unit and the discharging operation by the discharging unit, Having a control unit that controls the charging unit and the discharging unit, The control unit causes the discharging unit to perform the discharging operation when the voltage of the power path is equal to or less than a threshold voltage, and causes the charging unit to perform the charging operation when the voltage of the power storage unit is equal to or less than a predetermined value. let it happen
  • FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the in-vehicle system of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram conceptually showing an in-vehicle system in a state where electric power is supplied from a power supply unit to a load and a power storage unit.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram conceptually showing an in-vehicle system in a state of performing a discharging operation while supplying power from a power supply to a load.
  • FIG. 4 is a timing chart showing the state of the in-vehicle system when the power supply from the power supply unit to the load changes from a state in which the power is sufficient to a state in which power is insufficient.
  • FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the in-vehicle system of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram conceptually showing an in-vehicle system in a state where electric power is supplied from a power supply unit to a load and a power storage unit.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram conceptually showing the in-vehicle system in a state of performing a discharging operation.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram conceptually showing an in-vehicle system in which a discharging operation and a charging operation are performed in parallel.
  • FIG. 7 is a timing chart showing the state of the in-vehicle system when transitioning from a state in which the power supply is supplying power to a state in which the power supply based on the power supply is stopped.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram conceptually showing the in-vehicle system in a state of performing a discharging operation while the power supply from the power supply is stopped.
  • An in-vehicle control device includes a power supply unit, a power storage unit different from the power supply unit, a power path that supplies power from the power supply unit to a load, and power supplied from the power supply unit.
  • An in-vehicle system comprising: a charging unit that performs a charging operation of supplying current to the power storage unit based on electric power; and a discharging unit that performs a discharging operation of supplying current to the load side based on the power supplied from the power storage unit.
  • An in-vehicle control device used for controlling the charging operation by the charging unit and the discharging operation by the discharging unit Having a control unit that controls the charging unit and the discharging unit, The control unit causes the discharging unit to perform the discharging operation when the voltage of the power path is equal to or less than a threshold voltage, and causes the charging unit to perform the charging operation when the voltage of the power storage unit is equal to or less than a predetermined value. let it happen
  • the vehicle-mounted control device causes the discharging section to perform a discharging operation when the voltage of the power line is equal to or lower than the threshold voltage even if the power supply from the power line is not stopped. . Therefore, the in-vehicle control device can prevent shortage of electric power supplied to the load by using the power storage unit.
  • the vehicle-mounted control device causes the charging section to perform charging operation when the voltage of the power storage section is equal to or less than a predetermined value. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which, when the power supply from the power supply unit 10 stops, the load cannot perform the operation corresponding to the stop.
  • the control unit may cause the discharging operation by the discharging unit and the charging operation by the charging unit to be performed in parallel when a predetermined condition is satisfied.
  • the in-vehicle control device performs the discharging operation and the charging operation in parallel when a predetermined condition is satisfied, so that when the power supply from the power supply is stopped, the load performs an operation corresponding to the time when the power supply is stopped. It is possible to more reliably suppress the occurrence of a situation in which it becomes impossible to do so.
  • control unit causes the electric power supplied by the charging unit toward the storage unit to be greater than or equal to the electric power supplied by the discharging unit by discharging. You may make it control so that it may become.
  • the in-vehicle control device can prevent the voltage of the storage unit from dropping any further by supplying power to the storage unit that is greater than the power supplied by the discharging unit through discharge. It is possible to more reliably suppress the occurrence of a situation in which the load cannot perform the operation corresponding to the stop when the power supply from the power supply is stopped.
  • the predetermined value may be a value equal to or lower than the threshold voltage.
  • the in-vehicle control device can cause the charging unit to perform a charging operation when the voltage of the power storage unit is equal to or lower than a predetermined value set to a value equal to or lower than the threshold voltage.
  • the control unit may perform a predetermined process when the voltage of the power path is equal to or lower than a second threshold voltage that is lower than the threshold voltage.
  • the in-vehicle control device can perform a predetermined process when the voltage of the power line is equal to or lower than the second threshold voltage, which is lower than the threshold voltage. Therefore, the in-vehicle control device can perform predetermined processing when, for example, the power supply from the power supply is stopped.
  • control unit may cause the charging unit to stop the charging operation while causing the discharging unit to perform the discharging operation.
  • the vehicle-mounted control device can cause the charging section to stop the charging operation while causing the discharging section to perform the discharging operation. Therefore, power based on the power storage unit can be supplied to the load while avoiding short-circuiting of the power storage unit to the power path via the charging unit.
  • the discharge section has an output conduction path, which is a path for supplying a discharge current to the load side, and a voltage conversion operation of converting an input voltage based on the storage section and applying an output voltage to the output conduction path. and a voltage conversion circuit that performs Further, there may be provided a cutoff section capable of cutting off power supply from the output conductive path to the path on the load side.
  • the control unit may cause the voltage conversion circuit to perform the voltage conversion operation even when the voltage of the power path exceeds the threshold voltage.
  • the cutoff unit may be configured to allow current to flow from the output conductive path to the load side path when the voltage of the power path becomes equal to or lower than the threshold voltage.
  • the on-vehicle control device causes the voltage conversion circuit to perform voltage conversion even when the voltage of the power path exceeds the threshold voltage, so that when the voltage of the power path becomes equal to or lower than the threshold voltage, A desired discharge current can flow to the load side.
  • the control unit stops the discharging operation when the voltage of the power path exceeds the threshold voltage, and starts the discharging operation when the voltage of the power path becomes equal to or lower than the threshold voltage. You may let
  • the in-vehicle control device can suppress power consumption by stopping the discharge operation when the voltage of the power line exceeds the threshold voltage.
  • a switch made of an FET may be provided in the power path.
  • a discharge path may be provided between the connection between the switch and the load and the discharge section.
  • the discharge section may perform the discharge operation so as to cause current to flow through the discharge path.
  • the switch may block the flow of current from the load side to the power supply unit side through itself when in the off state, and allow it when in the on state.
  • the vehicle-mounted control device can prevent the current flowing from the discharge section to the discharge path from flowing to the power supply section.
  • the program of the present disclosure is A program to be executed by a computer of an in-vehicle control device used in an in-vehicle system
  • the in-vehicle system comprises: a power supply unit; a power storage unit different from the power supply unit; a charging unit that performs a charging operation to supply a current to the power storage unit, and a discharging unit that performs a discharging operation to flow a current to the load side based on the power supplied from the power storage unit; causing the discharge unit to perform the discharge operation when the voltage of the power path is equal to or lower than a threshold voltage; and causing the charging unit to perform the charging operation when the voltage of the storage unit is equal to or less than a predetermined value.
  • the vehicle control method of the present disclosure includes: A control method executed by a computer of an in-vehicle control device used in an in-vehicle system,
  • the in-vehicle system comprises: a power supply unit; a power storage unit different from the power supply unit; a charging unit that performs a charging operation to supply a current to the power storage unit, and a discharging unit that performs a discharging operation to flow a current to the load side based on the power supplied from the power storage unit; causing the discharge unit to perform the discharge operation when the voltage of the power path is equal to or lower than a threshold voltage; and causing the charging unit to perform the charging operation when the voltage of the storage unit is equal to or less than a predetermined value.
  • the in-vehicle system 100 shown in FIG. 1 includes a power supply unit 10, a load 11, and a power line 80.
  • the power supply unit 10 functions as a main power supply that supplies power to multiple types of loads.
  • the power supply unit 10 is configured as a known in-vehicle battery such as a lead battery.
  • the load 11 is a load that, for example, when the power supply based on the power supply unit 10 stops, performs an operation corresponding to the stop based on the power supplied from the power storage unit 13 to be described later.
  • the "operation corresponding to the time of stopping" is, for example, an operation necessary for the vehicle to stop safely.
  • the load 11 is, for example, a shift-by-wire control system, an electronically controlled brake system, or the like.
  • the power path 80 is a path through which power is supplied from the power supply unit 10 to the load 11 .
  • the in-vehicle system 100 has a first switch 12 .
  • the first switch 12 is configured as, for example, an FET (Field Effect Transistor).
  • the first switch 12 corresponds to an example of a "switch”.
  • the first switch 12 blocks the flow of current from the load 11 side to the power supply unit 10 side through itself when it is in the off state, and permits it when it is in the on state.
  • the first switch 12 is provided on the power line 80 .
  • the power path 80 has a first power path 81 closer to the power supply unit 10 than the first switch 12 and a second power path 82 closer to the load 11 than the first switch 12 .
  • the second power path 82 corresponds to an example of "a connection between a switch and a load".
  • the in-vehicle system 100 includes a power storage unit 13 and a conductive path 83.
  • the power storage unit 13 is configured by a known power storage means such as an electric double layer capacitor (EDLC), for example.
  • EDLC electric double layer capacitor
  • the power storage unit 13 functions as a backup power supply that supplies power to the load 11 when the power supply from the power supply unit 10 is insufficient.
  • Power storage unit 13 is electrically connected to conductive path 83 .
  • the voltage of power storage unit 13 is applied to conductive path 83 .
  • electrically connected includes a configuration of being electrically connected via a switching element.
  • the in-vehicle system 100 includes a charging section 20 and a discharging section 30.
  • Charging unit 20 is provided between first power path 81 and power storage unit 13 , and performs a charging operation of supplying current to power storage unit 13 based on power supplied from power supply unit 10 .
  • the charging section 20 has a second switch 21 and a resistance section 22 .
  • the second switch 21 is configured as, for example, an FET (Field Effect Transistor).
  • the resistance section 22 is configured as a resistor, for example.
  • the second switch 21 and the resistor section 22 are connected in series with each other.
  • the second switch 21 is arranged closer to the power source section 10 than the resistor section 22 is.
  • One end of the second switch 21 is electrically connected to the first power path 81 .
  • resistance portion 22 is electrically connected to power storage portion 13 via conductive path 83 .
  • the other end of the second switch 21 is electrically connected to the other end of the resistor section 22 .
  • the charging unit 20 performs the charging operation when the second switch 21 is turned on, and stops the charging operation when the second switch 21 is turned off.
  • the discharging unit 30 is provided between the power storage unit 13 and the second power path 82 and performs a discharging operation to flow current to the load 11 side based on the power supplied from the power storage unit 13 .
  • the discharge section 30 has an output conductive path 31 and a voltage conversion circuit 32 .
  • the output conducting path 31 is a path for supplying discharge current to the load 11 side.
  • One end of the output conductive path 31 is electrically connected to the second power path 82 via a discharge path 84 which will be described later.
  • One end of the voltage conversion circuit 32 is electrically connected to the power storage unit 13 via the conductive path 83 , and the other end of the voltage conversion circuit 32 is electrically connected to the other end of the output conductive path 31 . .
  • the voltage conversion circuit 32 performs a voltage conversion operation of converting the input voltage based on the power storage unit 13 and applying the output voltage to the output conducting path 31 .
  • the voltage conversion circuit 32 is, for example, a DCDC converter (for example, a boost type DCDC converter), boosts the input voltage based on the power storage unit 13 , and applies the output voltage to the output conductive path 31 .
  • the discharge unit 30 performs a discharge operation when the voltage conversion circuit 32 performs a voltage conversion operation, and stops the discharge operation when the voltage conversion circuit 32 stops the voltage conversion operation.
  • the in-vehicle system 100 includes a discharge path 84 and a cutoff section 14 .
  • the discharge path 84 is provided between the second power path 82 and the discharge section 30 .
  • the cutoff portion 14 is provided in the discharge path 84 .
  • the cutoff unit 14 is configured as, for example, a switching element, more specifically, an FET (Field Effect Transistor).
  • the cutoff unit 14 can cut off the flow of current from the output conductive path 31 to the path on the side of the load 11 (for example, the second power path 82).
  • the breaker 14 has a cutoff state (off state in the present embodiment) that cuts off the flow of current from the output conductive path 31 to a path (for example, the second power line 82) on the side of the load 11 via itself, and a tolerable state that allows it. state (on state in this embodiment).
  • the cutoff unit 14 is in the cutoff state when the voltage of the power line 80 exceeds the first threshold voltage Vth1, and switches to the allowable state when the voltage of the power line 80 becomes equal to or lower than the first threshold voltage Vth1.
  • the first threshold voltage Vth1 is a value equal to or higher than the voltage required for the operation of the load 11, and a value greater than 0V.
  • the first threshold voltage Vth1 corresponds to an example of "threshold voltage".
  • the in-vehicle system 100 has a first voltage detection section 51 , a second voltage detection section 52 and a third voltage detection section 53 .
  • the first voltage detection section 51, the second voltage detection section 52, and the third voltage detection section 53 are each configured as a known voltage detection circuit.
  • the first voltage detection unit 51 detects the voltage of the power path 80 (more specifically, the first power path 81) and outputs a signal capable of specifying the detected value.
  • the second voltage detection unit 52 detects the voltage of the conductive path 83, that is, the voltage of the power storage unit 13, and outputs a signal capable of specifying the detected value.
  • the third voltage detector 53 detects the voltage of the output conducting path 31 and outputs a signal that can identify the detected value.
  • the in-vehicle system 100 includes an in-vehicle controller 60 .
  • the in-vehicle controller 60 is used in the in-vehicle system 100 and controls the charging operation by the charging unit 20 and the discharging operation by the discharging unit 30 .
  • the in-vehicle control device 60 has a control section 61 .
  • the control unit 61 is configured as, for example, an MCU (Micro Controller Unit). Signals output from the first voltage detection unit 51 , the second voltage detection unit 52 , and the third voltage detection unit 53 are input to the control unit 61 . Based on these signals, the control unit 61 adjusts the voltage of the power path 80 (more specifically, the first power path 81), the voltage of the storage unit 13, and the voltage of the output conduction path 31 (that is, the output voltage of the discharge unit 30). ).
  • MCU Micro Controller Unit
  • the control unit 61 controls the first switch 12, the cutoff unit 14, the charging unit 20, and the discharging unit 30.
  • the control unit 61 can adjust the power supplied from the power supply unit 10 side to the power storage unit 13 side, for example, by duty-controlling the second switch 21 of the charging unit 20 .
  • the control unit 61 causes the voltage conversion circuit 32 to perform a voltage conversion operation, for example, so that the voltage applied to the output conductive path 31 becomes the first threshold voltage Vth1.
  • Control unit 61 causes discharge unit 30 to perform a discharge operation when the voltage of power path 80 (more specifically, first power path 81) is equal to or lower than first threshold voltage Vth1, and the voltage of power storage unit 13 reaches a predetermined level.
  • the charging unit 20 is caused to perform the charging operation.
  • the predetermined value Vth3 is a value greater than 0V and less than the first threshold voltage Vth1.
  • the control unit 61 causes the discharging operation by the discharging unit 30 and the charging operation by the charging unit 20 to be performed in parallel when a predetermined condition is satisfied.
  • the control unit 61 causes the voltage conversion circuit 32 to perform the voltage conversion operation even when the voltage of the power path 80 (more specifically, the first power path 81) exceeds the first threshold voltage Vth1.
  • the predetermined condition is that the voltage of power storage unit 13 has become equal to or less than predetermined value Vth3.
  • Control unit 61 performs control so that the power supplied from charging unit 20 to power storage unit 13 is greater than or equal to the power supplied by discharging unit 30 by discharging during a period in which the discharging operation and the charging operation are performed in parallel. do.
  • a specific control method is not limited.
  • the control unit 61 calculates the power per unit time supplied by the discharging unit 30 by discharging, and sets the power per unit time supplied by the charging unit 20 to the power storage unit 13 to be equal to or greater than the calculated value.
  • the charging unit 20 may be caused to perform the charging operation.
  • the “power per unit time supplied by the discharge section 30 through discharge” may be calculated based on the voltage of the output conducting path 31 and the current flowing through the output conducting path 31, for example.
  • Power per unit time supplied from charging unit 20 to power storage unit 13 is calculated based on, for example, the voltage of the path between charging unit 20 and conduction path 83 and the current flowing through the path. may As another example, control unit 61 may cause charging unit 20 to perform the charging operation so that the voltage of power storage unit 13 becomes equal to or higher than the voltage of power storage unit 13 when the predetermined condition is satisfied.
  • the control unit 61 performs a predetermined process when the voltage of the power line 80 is equal to or lower than the second threshold voltage Vth2, which is lower than the first threshold voltage Vth1.
  • the second threshold voltage Vth2 is a value higher than 0V.
  • the control unit 61 causes the charging unit 20 to stop the charging operation while causing the discharging unit 30 to perform the discharging operation.
  • the control unit 61 causes the voltage conversion circuit 32 to perform the voltage conversion operation even when the voltage of the power line 80 exceeds the first threshold voltage Vth1.
  • the control unit 61 brings the cutoff unit 14 into the cutoff state and causes the voltage conversion circuit 32 to perform the voltage conversion operation.
  • the control unit 61 switches the cutoff unit 14 to the allowable state while causing the voltage conversion circuit 32 to perform the voltage conversion operation. Accordingly, the in-vehicle control device 60 can immediately flow a desired discharge current from the interrupter 14 to the load 11 side when the voltage of the power line 80 becomes equal to or lower than the first threshold voltage Vth1.
  • the control unit 61 turns on the first switch 12 and causes the charging unit 20 to perform the charging operation, as shown in FIG. That is, the controller 61 turns on the first switch 12 and the second switch 21 . Accordingly, power is supplied to the load 11 and the power storage unit 13 based on the power supplied from the power supply unit 10 .
  • the start condition by the charging unit 20 may be, for example, that the start switch of the vehicle in which the in-vehicle system 100 is mounted is turned on.
  • the starting switch is, for example, an ignition switch.
  • the fact that the start switch has been switched to the ON state is, for example, configured such that an ON/OFF signal capable of specifying the ON/OFF state of the start switch is input to the control unit 61, and the control unit 61 determines based on this ON/OFF signal.
  • the control unit 61 stops the charging operation by the charging unit 20 and causes the discharging unit 30 to perform the discharging operation, as shown in FIG. That is, the control unit 61 turns off the second switch 21 and causes the voltage conversion circuit 32 to perform the voltage conversion operation. Thereby, the first threshold voltage Vth1 is applied to the output conductive path 31 . However, the current flow from the discharge section 30 side to the load 11 side is blocked by the blocking section 14 .
  • the charge completion condition is, for example, that the voltage of the power storage unit 13 reaches the charge completion voltage.
  • the charge completion voltage is a value equal to or higher than the predetermined value Vth3.
  • FIG. 4 shows a timing chart showing the state of the in-vehicle system 100 when transitioning from the state shown in FIG.
  • the state is as shown in FIG. That is, the voltage of power path 80 is maintained at a value higher than first threshold voltage Vth1.
  • the first switch 12 is on.
  • the discharge section 30 is performing a discharge operation.
  • the voltage of the output conducting path 31 is maintained at the first threshold voltage Vth1.
  • the blocking section 14 is in a blocking state.
  • the voltage of power storage unit 13 is higher than predetermined value Vth3.
  • Charging unit 20 has stopped the charging operation.
  • the voltage of the load 11 is higher than the first threshold voltage Vth1.
  • the voltage of the power line 80 begins to drop due to simultaneous operation of multiple loads. Then, at timing t2, the voltage of the power path 80 becomes equal to or lower than the first threshold voltage Vth1. Therefore, as shown in FIG. 5, the control unit 61 switches the first switch 12 to the off state and switches the cutoff unit 14 to the allowable state. As a result, the breaker 14 causes current to flow from the output conducting path 31 to the path on the side of the load 11 (for example, the second power path 82). As a result, power based on power storage unit 13 is supplied to load 11 .
  • control unit 61 causes charging unit 20 to start the charging operation, as shown in FIG.
  • Control unit 61 controls so that the power supplied from charging unit 20 to power storage unit 13 becomes the power supplied by discharging unit 30 by discharging. As a result, the voltage of power storage unit 13 is maintained at first threshold voltage Vth1.
  • FIG. 7 also shows a timing chart showing the state of the in-vehicle system 100 when transitioning from the state shown in FIG. 3 to the state in which the power supply from the power supply unit 10 is stopped. At timing t10 in FIG. 7, the state shown in FIG. 3 is established.
  • the voltage of the power line 80 begins to drop due to simultaneous operation of multiple loads. Then, at timing t12, the voltage of the power path 80 becomes equal to or lower than the first threshold voltage Vth1. Therefore, as shown in FIG. 5, the control unit 61 switches the first switch 12 to the off state and switches the cutoff unit 14 to the allowable state. As a result, the breaker 14 causes current to flow from the output conducting path 31 to the path on the side of the load 11 (for example, the second power path 82). As a result, power based on power storage unit 13 is supplied to load 11 .
  • control unit 61 causes charging unit 20 to start the charging operation, as shown in FIG.
  • Control unit 61 controls so that the power supplied from charging unit 20 to power storage unit 13 becomes the power supplied by discharging unit 30 by discharging. As a result, the voltage of power storage unit 13 is maintained at first threshold voltage Vth1.
  • control unit 61 performs predetermined processing. In other words, control unit 61 causes charging unit 20 to stop the charging operation, as shown in FIG. Thereby, the current flowing from power storage unit 13 can be prevented from flowing to power supply unit 10 via charging unit 20 .
  • the above description relates to the effects of the in-vehicle control device 60 . Even if the power supply from the power supply unit 10 does not stop, the power supplied to the load 11 may be insufficient. As the cause thereof, for example, deterioration of the power supply unit 10 and operation of a plurality of loads 11 at the same time are assumed. In preparation for such a situation, the in-vehicle control device 60 causes the discharge unit 30 to perform a discharging operation when the voltage of the power path 80 is equal to or lower than the first threshold voltage Vth1 even if the power supply from the power path 80 is not stopped. I am trying to make it work. Therefore, in-vehicle control device 60 can use power storage unit 13 to prevent a shortage of power supplied to load 11 .
  • in-vehicle control device 60 causes charging unit 20 to perform the charging operation when the voltage of power storage unit 13 is equal to or lower than predetermined value Vth3. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which the load 11 cannot perform the operation corresponding to the stoppage when the power supply from the power supply unit 10 is stopped.
  • the in-vehicle control device 60 causes the discharge operation and the charge operation to be performed in parallel when a predetermined condition is satisfied, so that when the power supply from the power supply unit 10 stops, the operation corresponding to the stoppage is performed. 11 can be prevented from occurring more reliably.
  • the in-vehicle control device 60 can prevent the voltage of the power storage unit 13 from dropping any further by supplying power to the power storage unit 13 that is greater than the power supplied by the discharging unit 30 by discharging. As a result, it is possible to more reliably suppress the occurrence of a situation in which the load 11 cannot perform the operation corresponding to the stop when the power supply from the power supply unit 10 stops.
  • the in-vehicle control device 60 can cause the charging section 20 to perform the charging operation when the voltage of the power storage section 13 is equal to or lower than a predetermined value Vth3 set to a value equal to or lower than the first threshold voltage Vth1.
  • the in-vehicle control device 60 causes the discharge unit 30 to perform the discharge operation, and causes the charging unit 20 to Charging operation can be stopped. Therefore, power based on power storage unit 13 can be supplied to load 11 while power storage unit 13 is prevented from being short-circuited to power path 80 via charging unit 20 .
  • the in-vehicle control device 60 causes the voltage conversion circuit 32 to perform the voltage conversion operation even when the voltage of the power path 80 exceeds the first threshold voltage Vth1, thereby reducing the voltage of the power path 80 to the first threshold voltage Vth1.
  • a desired discharge current can be flowed to the load 11 side immediately when the threshold voltage becomes equal to or less than the threshold voltage Vth1.
  • the in-vehicle control device 60 can prevent the current flowing from the discharge section 30 to the discharge path 84 from flowing to the power supply section 10 side by turning off the first switch 12 made up of an FET.
  • the predetermined value is smaller than the first threshold voltage in the above embodiment, it may be the same value as the first threshold voltage or may be larger than the first threshold voltage.
  • the predetermined condition is "that the voltage of the power storage unit has become equal to or less than a predetermined value", but it may be another condition.
  • the predetermined condition may be "that the voltage of the power path has become equal to or lower than the first threshold voltage”.
  • control unit is configured to cause the charging unit to stop the charging operation while causing the discharging unit to perform the discharging operation in the predetermined process, but may be configured differently.
  • control unit may output a notification signal to the outside in a predetermined process. According to this configuration, the user of the vehicle or the like can be notified that the voltage of the electric power has become equal to or lower than the second threshold by the external device that has received the notification signal.
  • the cutoff unit is a switching element, but any element that can cut off the power supply from the output conductive path to the path on the load side when the voltage of the power path exceeds the first threshold voltage can be used.
  • the blocker may be a diode. The anode of the diode is electrically connected to the path on the discharge section side, and the cathode is electrically connected to the path on the second power path side.
  • the first switch in the above embodiment may be replaced with another element as long as it is an element capable of interrupting the flow of current from the load side to the power supply side.
  • the first switch may be replaced with a diode.
  • the anode of the diode is electrically connected to the first power path and the cathode is electrically connected to the second power path.
  • the control unit in the above embodiment is configured to cause the voltage conversion circuit to perform voltage conversion operation even when the voltage of the power path exceeds the first threshold voltage, but may be configured differently.
  • the control section causes the discharge section (eg, voltage conversion circuit) to stop the discharge operation (eg, voltage conversion operation), and the voltage of the power path is reduced to the first threshold voltage.
  • the discharge section for example, the voltage conversion circuit
  • the discharge section may be caused to start the discharge operation (voltage conversion operation).
  • the charging section in the above embodiment has a configuration including the second switch and the resistance section, it may have a different configuration.
  • the charging section may be a voltage conversion circuit (for example, a DCDC converter).
  • the discharge section of the above embodiment has a voltage conversion circuit, it may have a different configuration.
  • the discharge section may be a switching element.

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Abstract

車載用制御装置（６０）は、電源部（１０）と、電源部（１０）とは異なる蓄電部（１３）と、電源部（１０）から負荷（１１）へ電力を供給する経路である電力路（８０）と、電源部（１０）から供給される電力に基づいて蓄電部（１３）に電流を供給する充電動作を行う充電部（２０）と、蓄電部（１３）から供給される電力に基づいて負荷（１１）側に電流を流す放電動作を行う放電部（３０）と、を備える車載システム（１００）に用いられる。車載用制御装置（６０）は、充電部（２０）及び放電部（３０）を制御する制御部（６１）を有する。制御部（６１）は、電力路（８０）の電圧が閾値電圧（Ｖｔｈ１）以下である場合に放電部（３０）に放電動作を行わせ、蓄電部（１３）の電圧が所定値（Ｖｔｈ３）以下である場合に充電部（２０）に充電動作を行わせる。

Description

車載用制御装置
　本開示は、車載用制御装置に関する。
　特許文献１には、バックアップ機能を有する電源装置が開示されている。この電源装置は、電源部（交流電源）が動作中であれば、ＡＣ－ＤＣ変換電源から提供された電力を用いて負荷回路に電力を供給し、電源部（交流電源）が停止中である場合に、蓄電部（バッテリ）に蓄積された電力を用いて負荷回路に電力を供給する。
特開２０１１－２４２８８号公報
　特許文献１では、蓄電部（バッテリ）の利用が電源部（交流電源）の停止中に限られている。
　本開示は、電源部とは別に設けられた蓄電部の利用範囲を広げることが可能な技術を提供する。
　本開示の車載用制御装置は、電源部と、前記電源部とは異なる蓄電部と、前記電源部から負荷へ電力を供給する経路である電力路と、前記電源部から供給される電力に基づいて前記蓄電部に電流を供給する充電動作を行う充電部と、前記蓄電部から供給される電力に基づいて前記負荷側に電流を流す放電動作を行う放電部と、を備える車載システムに用いられ、前記充電部による前記充電動作及び前記放電部による前記放電動作を制御する車載用制御装置であって、
　前記充電部及び前記放電部を制御する制御部を有し、
　前記制御部は、前記電力路の電圧が閾値電圧以下である場合に前記放電部に前記放電動作を行わせ、前記蓄電部の電圧が所定値以下である場合に前記充電部に前記充電動作を行わせる。
　本開示によれば、電源部とは別に設けられた蓄電部の利用範囲を広げることができる。
図１は、第１実施形態の車載システムを概略的に示す構成図である。 図２は、電源部から負荷及び蓄電部に電力を供給する状態の車載システムを概念的に示す説明図である。 図３は、電源部から負荷に電力を供給しつつ、放電動作を行う状態の車載システムを概念的に示す説明図である。 図４は、電源部から負荷への電力供給が十分である状態から不足する状態に遷移するときの車載システムの状態をあらわすタイミングチャートである。 図５は、放電動作を行う状態の車載システムを概念的に示す説明図である。 図６は、放電動作と充電動作とを並行して行う状態の車載システムを概念的に示す説明図である。 図７は、電源部が電力供給している状態から電源部に基づく電力供給が停止する状態に遷移するときの車載システムの状態をあらわすタイミングチャートである。 図８は、電源部からの電力供給が停止した状態において放電動作を行う状態の車載システムを概念的に示す説明図である。
［本開示の実施形態の説明］
　以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。
　〔１〕本開示の車載用制御装置は、電源部と、前記電源部とは異なる蓄電部と、前記電源部から負荷へ電力を供給する経路である電力路と、前記電源部から供給される電力に基づいて前記蓄電部に電流を供給する充電動作を行う充電部と、前記蓄電部から供給される電力に基づいて前記負荷側に電流を流す放電動作を行う放電部と、を備える車載システムに用いられ、前記充電部による前記充電動作及び前記放電部による前記放電動作を制御する車載用制御装置であって、
　前記充電部及び前記放電部を制御する制御部を有し、
　前記制御部は、前記電力路の電圧が閾値電圧以下である場合に前記放電部に前記放電動作を行わせ、前記蓄電部の電圧が所定値以下である場合に前記充電部に前記充電動作を行わせる。
　電源部からの電力供給が停止しなくとも、負荷に対する供給電力が不足する場合が生じ得る。その原因としては、例えば電源部の劣化や複数の負荷が同時に動作することなどが想定される。
　こうした事態に備え、上記車載用制御装置は、電力路からの電力供給が停止されていなくとも、電力路の電圧が閾値電圧以下である場合に、放電部に放電動作を行わせるようにしている。このため、上記車載用制御装置は、蓄電部を利用して、負荷に供給される電力が不足することを抑制することができる。但し、電源部からの電力供給が停止していない状態で蓄電部の電力を消費すると、電源部からの電力供給が停止したときに停止時に対応した動作を負荷に行わせることができなくなるおそれがある。この点、上記車載用制御装置は、蓄電部の電圧が所定値以下である場合に充電部に充電動作を行わせる。このため、電源部１０からの電力供給が停止したときに停止時に対応した動作を負荷に行わせることができなくなるという事態の発生を抑制することができる。
　〔２〕前記制御部は、所定条件が成立した場合に、前記放電部による前記放電動作と前記充電部による前記充電動作とを並行して行わせるようにしてもよい。
　上記車載用制御装置は、所定条件が成立した場合に放電動作と充電動作とを並行して行わせることで、電源部からの電力供給が停止したときに停止時に対応した動作を負荷に行わせることができなくなるという事態の発生をより確実に抑制することができる。
　〔３〕前記制御部は、前記放電動作と前記充電動作とを並行して行わせる期間において、前記充電部が前記蓄電部に向けて供給する電力が、前記放電部が放電によって供給する電力以上となるように制御するようにしてもよい。
　上記車載用制御装置は、放電部が放電によって供給する電力以上の電力を蓄電部に向けて供給することで、蓄電部の電圧がそれ以上低下しないようにすることができ、その結果、電源部からの電力供給が停止したときに停止時に対応した動作を負荷に行わせることができなくなるという事態の発生をより確実に抑制することができる。
　〔４〕前記所定値は、前記閾値電圧以下の値であってもよい。
　上記車載用制御装置は、蓄電部の電圧が閾値電圧以下の値に設定された所定値以下である場合に充電部に充電動作を行わせることができる。
　〔５〕前記制御部は、前記電力路の電圧が前記閾値電圧よりも低い第２閾値電圧以下である場合に所定処理を行ってもよい。
　上記車載用制御装置は、電力路の電圧が閾値電圧よりも更に低い第２閾値電圧以下である場合に、所定処理を行うことができる。このため、上記車載用制御装置は、例えば電源部からの電力供給が停止した場合に、所定処理を行うことができる。
　〔６〕前記制御部は、前記所定処理において、前記放電部に前記放電動作を行わせつつ前記充電部に前記充電動作を停止させてもよい。
　上記車載用制御装置は、電力路の電圧が第２閾値電圧以下である場合に、放電部に放電動作を行わせつつ、充電部に充電動作を停止させることができる。このため、蓄電部が充電部を介して電力路に短絡することを回避しつつ、蓄電部に基づく電力を負荷に供給することができる。
　〔７〕前記放電部は、前記負荷側へ放電電流を供給する経路である出力導電路と、前記蓄電部に基づく入力電圧を変換して前記出力導電路に出力電圧を印加する電圧変換動作を行う電圧変換回路と、を有していてもよい。更に、前記出力導電路から前記負荷側の経路への電力供給を遮断し得る遮断部が設けられていてもよい。前記制御部は、前記電力路の電圧が前記閾値電圧を超えている状態でも、前記電圧変換回路に前記電圧変換動作を行わせてもよい。前記遮断部は、前記電力路の電圧が前記閾値電圧以下になった場合に、前記出力導電路から前記負荷側の経路へ電流を流す構成であってもよい。
　上記車載用制御装置は、電力路の電圧が閾値電圧を超えている状態でも電圧変換回路に電圧変換動作を行わせておくことで、電力路の電圧が閾値電圧以下になった場合に即座に所望の放電電流を負荷側に流すことができる。
　〔８〕前記制御部は、前記電力路の電圧が前記閾値電圧を超えている状態では前記放電動作を停止させ、前記電力路の電圧が前記閾値電圧以下になった場合に前記放電動作を開始させてもよい。
　上記車載用制御装置は、電力路の電圧が閾値電圧を超えている状態では放電動作を停止させることで、消費電力を抑制することができる。
　〔９〕前記電力路には、ＦＥＴからなるスイッチが設けられていてもよい。前記スイッチと前記負荷との間の接続部と前記放電部との間に放電路が設けられていてもよい。前記放電部は、前記放電路に電流を流すように前記放電動作を行ってもよい。前記スイッチは、オフ状態のときに自身を介して前記負荷側から前記電源部側へ電流が流れることを遮断し、オン状態のときに許容してもよい。
　上記車載用制御装置は、ＦＥＴからなるスイッチをオフ状態にすることで、放電部から放電路に流れた電流が電源部側へ流れることを防止することができる。
　〔１０〕本開示のプログラムは、
　車載システムに用いられる車載用制御装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
　前記車載システムは、電源部と、前記電源部とは異なる蓄電部と、前記電源部から負荷へ電力を供給する経路である電力路と、前記電源部から供給される電力に基づいて前記蓄電部に電流を供給する充電動作を行う充電部と、前記蓄電部から供給される電力に基づいて前記負荷側に電流を流す放電動作を行う放電部と、を備えるシステムであり、
　前記電力路の電圧が閾値電圧以下である場合に前記放電部に前記放電動作を行わせるステップと、
　前記蓄電部の電圧が所定値以下である場合に前記充電部に前記充電動作を行わせるステップと、を含む。
　〔１１〕本開示の車両の制御方法は、
　車載システムに用いられる車載用制御装置のコンピュータが実行する制御方法であって、
　前記車載システムは、電源部と、前記電源部とは異なる蓄電部と、前記電源部から負荷へ電力を供給する経路である電力路と、前記電源部から供給される電力に基づいて前記蓄電部に電流を供給する充電動作を行う充電部と、前記蓄電部から供給される電力に基づいて前記負荷側に電流を流す放電動作を行う放電部と、を備えるシステムであり、
　前記電力路の電圧が閾値電圧以下である場合に前記放電部に前記放電動作を行わせるステップと、
　前記蓄電部の電圧が所定値以下である場合に前記充電部に前記充電動作を行わせるステップと、を含む。
　＜第１実施形態＞
　図１に示す車載システム１００は、電源部１０と、負荷１１と、電力路８０と、を備えている。電源部１０は、複数種類の負荷へ電力を供給する主電源として機能する。電源部１０は、例えば鉛バッテリ等の公知の車載バッテリとして構成されている。負荷１１は、例えば電源部１０に基づく電力供給が停止した場合に、後述する蓄電部１３から供給される電力に基づいて停止時に対応した動作を行う負荷である。「停止時に対応した動作」は、例えば、車両が安全に停止するために必要な動作である。負荷１１は、例えばシフトバイワイヤ制御システム、電子制御ブレーキシステムなどである。電力路８０は、電源部１０から負荷１１へ電力を供給する経路である。
　車載システム１００は、第１スイッチ１２を備えている。第１スイッチ１２は、例えばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）として構成されている。第１スイッチ１２は、「スイッチ」の一例に相当する。第１スイッチ１２は、オフ状態のときに自身を介して負荷１１側から電源部１０側へ電流が流れることを遮断し、オン状態のときに許容する。第１スイッチ１２は、電力路８０に設けられている。電力路８０は、第１スイッチ１２よりも電源部１０側の第１電力路８１と、第１スイッチ１２よりも負荷１１側の第２電力路８２と、を有している。第２電力路８２は、「スイッチと負荷との間の接続部」の一例に相当する。
　車載システム１００は、蓄電部１３と、導電路８３と、を備えている。蓄電部１３は、例えば、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）等の公知の蓄電手段によって構成されている。蓄電部１３は、電源部１０に基づく電力供給が不足した場合に負荷１１に向けて電力を供給するバックアップ電源として機能する。蓄電部１３は、導電路８３に電気的に接続されている。導電路８３には、蓄電部１３の電圧が印加される。なお、本明細書において、「電気的に接続されている」には、スイッチング素子を介して電気的に接続される構成も含まれる。
　車載システム１００は、充電部２０と、放電部３０と、を備えている。充電部２０は、第１電力路８１と蓄電部１３との間に設けられ、電源部１０から供給される電力に基づいて蓄電部１３に電流を供給する充電動作を行う。充電部２０は、第２スイッチ２１と、抵抗部２２と、を有している。第２スイッチ２１は、例えばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）として構成されている。抵抗部２２は、例えば抵抗器として構成されている。第２スイッチ２１と抵抗部２２は、互いに直列に接続されている。第２スイッチ２１は、抵抗部２２よりも電源部１０側に配置されている。第２スイッチ２１の一端は、第１電力路８１に電気的に接続されている。抵抗部２２の一端は、導電路８３を介して蓄電部１３に電気的に接続されている。第２スイッチ２１の他端は、抵抗部２２の他端に電気的に接続されている。充電部２０は、第２スイッチ２１がオン状態となることで充電動作を行い、第２スイッチ２１がオフ状態となることで充電動作を停止する。
　放電部３０は、蓄電部１３と第２電力路８２との間に設けられ、蓄電部１３から供給される電力に基づいて負荷１１側に電流を流す放電動作を行う。放電部３０は、出力導電路３１と、電圧変換回路３２と、を有している。出力導電路３１は、負荷１１側へ放電電流を供給する経路である。出力導電路３１の一端は、後述する放電路８４を介して第２電力路８２に電気的に接続されている。電圧変換回路３２の一端は、導電路８３を介して蓄電部１３に電気的に接続されており、電圧変換回路３２の他端は、出力導電路３１の他端に電気的に接続されている。電圧変換回路３２は、蓄電部１３に基づく入力電圧を変換して出力導電路３１に出力電圧を印加する電圧変換動作を行う。電圧変換回路３２は、例えばＤＣＤＣコンバータ（例えば昇圧型のＤＣＤＣコンバータ）であり、蓄電部１３に基づく入力電圧を昇圧して出力導電路３１に出力電圧を印加する。放電部３０は、電圧変換回路３２が電圧変換動作を行うことで放電動作を行い、電圧変換回路３２が電圧変換動作を停止することで放電動作を停止する。
　車載システム１００は、放電路８４と、遮断部１４と、を備えている。放電路８４は、第２電力路８２と放電部３０との間に設けられている。遮断部１４は、放電路８４に設けられている。遮断部１４は、例えばスイッチング素子、より具体的には、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）として構成されている。遮断部１４は、出力導電路３１から負荷１１側の経路（例えば第２電力路８２）への電流の流れを遮断し得る。遮断部１４は、自身を介して出力導電路３１から負荷１１側の経路（例えば第２電力路８２）へ電流が流れることを遮断する遮断状態（本実施形態ではオフ状態）と、許容する許容状態（本実施形態ではオン状態）とに切り替わる。遮断部１４は、電力路８０の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１を超えている状態では遮断状態となり、電力路８０の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下になった場合に許容状態に切り替わる。第１閾値電圧Ｖｔｈ１は、負荷１１の動作に必要な電圧以上の値であり、０Ｖよりも大きい値である。第１閾値電圧Ｖｔｈ１は、「閾値電圧」の一例に相当する。
　車載システム１００は、第１電圧検出部５１と、第２電圧検出部５２と、第３電圧検出部５３と、を有している。第１電圧検出部５１、第２電圧検出部５２及び第３電圧検出部５３は、それぞれ公知の電圧検出回路として構成されている。第１電圧検出部５１は、電力路８０（より具体的には第１電力路８１）の電圧を検出し、検出値を特定可能な信号を出力する。第２電圧検出部５２は、導電路８３の電圧、つまり蓄電部１３の電圧を検出し、検出値を特定可能な信号を出力する。第３電圧検出部５３は、出力導電路３１の電圧を検出し、検出値を特定可能な信号を出力する。
　車載システム１００は、車載用制御装置６０を備えている。車載用制御装置６０は、車載システム１００に用いられ、充電部２０による充電動作及び放電部３０による放電動作を制御する。車載用制御装置６０は、制御部６１を有している。
　制御部６１は、例えばＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ｕｎｉｔ）として構成されている。制御部６１には、第１電圧検出部５１、第２電圧検出部５２及び第３電圧検出部５３から出力された信号が入力される。制御部６１は、これらの信号に基づいて電力路８０（より具体的には第１電力路８１）の電圧、蓄電部１３の電圧、及び出力導電路３１の電圧（つまり放電部３０の出力電圧）を特定する。
　制御部６１は、第１スイッチ１２、遮断部１４、充電部２０、及び放電部３０を制御する。制御部６１は、例えば充電部２０の第２スイッチ２１をデューティ制御することで、電源部１０側から蓄電部１３側に供給される電力を調整し得る。制御部６１は、例えば出力導電路３１に印加される電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１となるように電圧変換回路３２に電圧変換動作を行わせる。
　制御部６１は、電力路８０（より具体的には第１電力路８１）の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下である場合に放電部３０に放電動作を行わせ、蓄電部１３の電圧が所定値Ｖｔｈ３以下である場合に充電部２０に充電動作を行わせる。本実施形態では、所定値Ｖｔｈ３は、０Ｖよりも大きい値であり、第１閾値電圧Ｖｔｈ１よりも小さい値である。
　制御部６１は、所定条件が成立した場合に放電部３０による放電動作と、充電部２０による充電動作とを並行して行わせる。本実施形態では、制御部６１は、電力路８０（より具体的には第１電力路８１）の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１を超えている状態でも、電圧変換回路３２に電圧変換動作を行わせる。つまり、所定条件は、本実施形態では、蓄電部１３の電圧が所定値Ｖｔｈ３以下になったことである。
　制御部６１は、放電動作と充電動作とを並行して行わせる期間において、充電部２０が蓄電部１３に向けて供給する電力が、放電部３０が放電によって供給する電力以上となるように制御する。具体的な制御方法は限定されない。例えば、制御部６１は、放電部３０が放電によって供給する単位時間当たりの電力を算出し、充電部２０が蓄電部１３に向けて供給する単位時間当たりの電力がその算出値以上となるように充電部２０に充電動作を行わせてもよい。「放電部３０が放電によって供給する単位時間当たりの電力」は、例えば出力導電路３１の電圧と、出力導電路３１を流れる電流と、に基づいて算出されてもよい。「充電部２０が蓄電部１３に向けて供給する単位時間当たりの電力」は、例えば充電部２０と導電路８３との間の経路の電圧と、その経路を流れる電流と、に基づいて算出されてもよい。また、別の例として、制御部６１は、蓄電部１３の電圧が、上記所定条件が成立したときの蓄電部１３の電圧以上となるように充電部２０に充電動作を行わせてもよい。
　制御部６１は、電力路８０の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１よりも低い第２閾値電圧Ｖｔｈ２以下である場合に所定処理を行う。第２閾値電圧Ｖｔｈ２は、０Ｖよりも以上の値である。制御部６１は、所定処理において、放電部３０に放電動作を行わせつつ充電部２０に充電動作を停止させる。
　制御部６１は、電力路８０の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１を超えている状態でも、電圧変換回路３２に電圧変換動作を行わせる。制御部６１は、電力路８０の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１を超えている状態では、遮断部１４を遮断状態とし、且つ電圧変換回路３２に電圧変換動作を行わせる。そして、制御部６１は、電力路８０の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下となった場合に、電圧変換回路３２に電圧変換動作を行わせたまま、遮断部１４を許容状態に切り替える。これにより、車載用制御装置６０は、電力路８０の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下となった場合に、所望の放電電流を遮断部１４から負荷１１側に即座に流すことができる。
　次の説明は、車載用制御装置６０の動作に関する。
　制御部６１は、開始条件が成立した場合に、図２に示されるように、第１スイッチ１２をオン状態とし、充電部２０に充電動作を行わせる。つまり、制御部６１は、第１スイッチ１２及び第２スイッチ２１をオン状態とする。これにより、電源部１０から供給される電力に基づいて、負荷１１及び蓄電部１３に電力が供給される。また、充電部２０による開始条件は、例えば、車載システム１００が搭載される車両の始動スイッチがオン状態に切り替わったことであってもよい。始動スイッチは、例えばイグニッションスイッチである。「始動スイッチがオン状態に切り替わったこと」は、例えば、始動スイッチのオンオフ状態を特定可能なオンオフ信号が制御部６１に入力される構成とし、このオンオフ信号に基づいて制御部６１が判定するようにしてもよい。
　制御部６１は、充電完了条件が成立した場合に、図３に示されるように、充電部２０による充電動作を停止させ、放電部３０に放電動作を行わせる。つまり、制御部６１は、第２スイッチ２１をオフ状態とし、電圧変換回路３２に電圧変換動作を行わせる。これにより、出力導電路３１に、第１閾値電圧Ｖｔｈ１が印加される。但し、放電部３０側から負荷１１側への電流の流れは、遮断部１４によって遮断される。充電完了条件は、例えば、蓄電部１３の電圧が充電完了電圧に到達したことである。充電完了電圧は、所定値Ｖｔｈ３以上の値である。
　図４には、図３に示す状態から、電源部１０から負荷１１に供給される電力が不足する状態に遷移するときの車載システム１００の状態をあらわすタイミングチャートが示されている。図４のタイミングｔ０では、図３に示す状態となっている。すなわち、電力路８０の電圧は、第１閾値電圧Ｖｔｈ１よりも高い値に維持されている。第１スイッチ１２は、オン状態となっている。放電部３０は、放電動作を行っている。出力導電路３１の電圧は、第１閾値電圧Ｖｔｈ１に維持されている。遮断部１４は、遮断状態になっている。蓄電部１３の電圧は、所定値Ｖｔｈ３よりも高い値となっている。充電部２０は、充電動作を停止している。負荷１１の電圧は、第１閾値電圧Ｖｔｈ１よりも高い値になっている。
　タイミングｔ１になると、複数の負荷が同時に動作することなどに起因して、電力路８０の電圧が低下し始める。そして、タイミングｔ２になると、電力路８０の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下になる。このため、制御部６１は、図５に示されるように、第１スイッチ１２をオフ状態に切り替え、遮断部１４を許容状態に切り替える。その結果、遮断部１４は、出力導電路３１から負荷１１側の経路（例えば第２電力路８２）へ電流を流す。これにより、蓄電部１３に基づく電力が、負荷１１に供給される。
　蓄電部１３に基づく電力が負荷１１に供給されると、蓄電部１３の電圧が徐々に低下する。そして、タイミングｔ３になると、蓄電部１３の電圧が所定値Ｖｔｈ３以下になる。このため、制御部６１は、図６に示されるように、充電部２０に充電動作を開始させる。制御部６１は、充電部２０が蓄電部１３に向けて供給する電力が、放電部３０が放電によって供給する電力となるように制御する。これにより、蓄電部１３の電圧は、第１閾値電圧Ｖｔｈ１に維持される。
　また、図７には、図３に示す状態から、電源部１０からの電力供給が停止する状態に遷移するときの車載システム１００の状態をあらわすタイミングチャートが示されている。図７のタイミングｔ１０では、図３に示す状態となっている。
　タイミングｔ１１になると、複数の負荷が同時に動作することなどに起因して、電力路８０の電圧が低下し始める。そして、タイミングｔ１２になると、電力路８０の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下になる。このため、制御部６１は、図５に示されるように、第１スイッチ１２をオフ状態に切り替え、遮断部１４を許容状態に切り替える。その結果、遮断部１４は、出力導電路３１から負荷１１側の経路（例えば第２電力路８２）へ電流を流す。これにより、蓄電部１３に基づく電力が、負荷１１に供給される。
　蓄電部１３に基づく電力が負荷１１に供給されると、蓄電部１３の電圧が徐々に低下する。そして、タイミングｔ１３になると、蓄電部１３の電圧が所定値Ｖｔｈ３以下になる。このため、制御部６１は、図６に示されるように、充電部２０に充電動作を開始させる。制御部６１は、充電部２０が蓄電部１３に向けて供給する電力が、放電部３０が放電によって供給する電力となるように制御する。これにより、蓄電部１３の電圧は、第１閾値電圧Ｖｔｈ１に維持される。
　タイミングｔ１４になると、電力路８０の電圧が第２閾値電圧Ｖｔｈ２以下になる。このため、制御部６１は、所定処理を行う。つまり、制御部６１は、図８に示されるように、充電部２０に充電動作を停止させる。これにより、蓄電部１３から流れる電流が、充電部２０を介して電源部１０側に流れることを防止することができる。
　以上の説明は、車載用制御装置６０の効果に関する。
　電源部１０からの電力供給が停止しなくとも、負荷１１に対する供給電力が不足する場合が生じ得る。その原因としては、例えば電源部１０の劣化や複数の負荷１１が同時に動作することなどが想定される。
　こうした事態に備え、車載用制御装置６０は、電力路８０からの電力供給が停止されていなくとも、電力路８０の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下である場合に、放電部３０に放電動作を行わせるようにしている。このため、車載用制御装置６０は、蓄電部１３を利用して、負荷１１に供給される電力が不足することを抑制することができる。但し、電源部１０からの電力供給が停止していない状態で蓄電部１３の電力を消費すると、電源部１０からの電力供給が停止したときに停止時に対応した動作を負荷１１に行わせることができなくなるおそれがある。この点、車載用制御装置６０は、蓄電部１３の電圧が所定値Ｖｔｈ３以下である場合に充電部２０に充電動作を行わせる。このため、電源部１０からの電力供給が停止したときに停止時に対応した動作を負荷１１に行わせることができなくなるという事態の発生を抑制することができる。
　更に、車載用制御装置６０は、所定条件が成立した場合に放電動作と充電動作とを並行して行わせることで、電源部１０からの電力供給が停止したときに停止時に対応した動作を負荷１１に行わせることができなくなるという事態の発生をより確実に抑制することができる。
　更に、車載用制御装置６０は、放電部３０が放電によって供給する電力以上の電力を蓄電部１３に向けて供給することで、蓄電部１３の電圧がそれ以上低下しないようにすることができ、その結果、電源部１０からの電力供給が停止したときに停止時に対応した動作を負荷１１に行わせることができなくなるという事態の発生をより確実に抑制することができる。
　更に、車載用制御装置６０は、蓄電部１３の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下の値に設定された所定値Ｖｔｈ３以下である場合に充電部２０に充電動作を行わせることができる。
　更に、車載用制御装置６０は、電力路８０の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１よりも更に低い第２閾値電圧Ｖｔｈ２以下である場合に、放電部３０に放電動作を行わせつつ、充電部２０に充電動作を停止させることができる。このため、蓄電部１３が充電部２０を介して電力路８０に短絡することを回避しつつ、蓄電部１３に基づく電力を負荷１１に供給することができる。
　更に、車載用制御装置６０は、電力路８０の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１を超えている状態でも電圧変換回路３２に電圧変換動作を行わせておくことで、電力路８０の電圧が第１閾値電圧Ｖｔｈ１以下になった場合に即座に所望の放電電流を負荷１１側に流すことができる。
　更に、車載用制御装置６０は、ＦＥＴからなる第１スイッチ１２をオフ状態にすることで、放電部３０から放電路８４に流れた電流が電源部１０側へ流れることを防止することができる。
　＜他の実施形態＞
　本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。更に、上述した実施形態は、次のように変更されてもよい。
　上記実施形態では、所定値が第１閾値電圧よりも小さい値であったが、第１閾値電圧と同じ値であってもよいし、第１閾値電圧よりも大きい値であってもよい。
　上記実施形態では、所定条件が、「蓄電部の電圧が所定値以下になったこと」であったが、別の条件であってもよい。例えば、所定条件は、「電力路の電圧が第１閾値電圧以下になったこと」であってもよい。
　上記実施形態では、制御部は、所定処理において、放電部に放電動作を行わせつつ充電部に充電動作を停止させる構成であったが、別の構成であってもよい。例えば、制御部は、所定処理において、外部に報知信号を出力するようにしてもよい。この構成によれば、報知信号を受信した外部装置によって、電力の電圧が第２閾値以下になったことを車両のユーザなどに報知することができる。
　上記実施形態では、遮断部がスイッチング素子であったが、電力路の電圧が第１閾値電圧を超えている状態において出力導電路から負荷側の経路への電力供給を遮断し得る素子であれば、別の構成であってもよい。例えば、遮断部は、ダイオードであってもよい。ダイオードのアノードは、放電部側の経路に電気的に接続され、カソードは、第２電力路側の経路に電気的に接続される。
　上記実施形態の第１スイッチは、負荷側から電源部側への電流の流れを遮断し得る素子であれば別の素子に置き換えてもよい。例えば、第１スイッチは、ダイオードに置き換えてもよい。ダイオードのアノードは、第１電力路に電気的に接続され、カソードは、第２電力路に電気的に接続される。
　上記実施形態の制御部は、電力路の電圧が第１閾値電圧を超えている状態でも、電圧変換回路に電圧変換動作を行わせる構成であったが、別の構成であってもよい。例えば、制御部は、電力路の電圧が第１閾値電圧を超えている状態では、放電部（例えば電圧変換回路）に放電動作（例えば電圧変換動作）を停止させ、電力路の電圧が第１閾値電圧以下となった場合に放電部（例えば電圧変換回路）に放電動作（電圧変換動作）を開始させるようにしてもよい。
　上記実施形態の充電部は、第２スイッチと抵抗部とを有する構成であったが、別の構成であってもよい。例えば、充電部は、電圧変換回路（例えばＤＣＤＣコンバータ）であってもよい。
　上記実施形態の放電部は、電圧変換回路を有する構成であったが、別の構成であってもよい。例えば、放電部は、スイッチング素子であってもよい。
　なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示された範囲内又は特許請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１０…電源部
１１…負荷
１２…第１スイッチ（スイッチ）
１３…蓄電部
１４…遮断部
２０…充電部
２１…第２スイッチ
２２…抵抗部
３０…放電部
３１…出力導電路
３２…電圧変換回路
５１…第１電圧検出部
５２…第２電圧検出部
５３…第３電圧検出部
６０…車載用制御装置
６１…制御部
８０…電力路
８１…第１電力路
８２…第２電力路
８３…導電路
８４…放電路
１００…車載システム
Ｖｔｈ１…第１閾値電圧（閾値電圧）
Ｖｔｈ２…第２閾値電圧
Ｖｔｈ３…所定値

Claims (9)

  1. 　電源部と、前記電源部とは異なる蓄電部と、前記電源部から負荷へ電力を供給する経路である電力路と、前記電源部から供給される電力に基づいて前記蓄電部に電流を供給する充電動作を行う充電部と、前記蓄電部から供給される電力に基づいて前記負荷側に電流を流す放電動作を行う放電部と、を備える車載システムに用いられ、前記充電部による前記充電動作及び前記放電部による前記放電動作を制御する車載用制御装置であって、
    　前記充電部及び前記放電部を制御する制御部を有し、
    　前記制御部は、前記電力路の電圧が閾値電圧以下である場合に前記放電部に前記放電動作を行わせ、前記蓄電部の電圧が所定値以下である場合に前記充電部に前記充電動作を行わせる
    車載用制御装置。
  2. 　前記制御部は、所定条件が成立した場合に、前記放電部による前記放電動作と前記充電部による前記充電動作とを並行して行わせる
    請求項１に記載の車載用制御装置。
  3. 　前記制御部は、前記放電動作と前記充電動作とを並行して行わせる期間において、前記充電部が前記蓄電部に向けて供給する電力が、前記放電部が放電によって供給する電力以上となるように制御する
    請求項２に記載の車載用制御装置。
  4. 　前記所定値は、前記閾値電圧以下の値である
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車載用制御装置。
  5. 　前記制御部は、前記電力路の電圧が前記閾値電圧よりも低い第２閾値電圧以下である場合に所定処理を行う
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車載用制御装置。
  6. 　前記制御部は、前記所定処理において、前記放電部に前記放電動作を行わせつつ前記充電部に前記充電動作を停止させる
    請求項５に記載の車載用制御装置。
  7. 　前記放電部は、前記負荷側へ放電電流を供給する経路である出力導電路と、前記蓄電部に基づく入力電圧を変換して前記出力導電路に出力電圧を印加する電圧変換動作を行う電圧変換回路と、を有し、
    　更に、前記出力導電路から前記負荷側の経路への電力供給を遮断し得る遮断部が設けられ、
    　前記制御部は、前記電力路の電圧が前記閾値電圧を超えている状態でも、前記電圧変換回路に前記電圧変換動作を行わせ、
    　前記遮断部は、前記電力路の電圧が前記閾値電圧以下になった場合に、前記出力導電路から前記負荷側の経路へ電流を流す
    請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の車載用制御装置。
  8. 　前記制御部は、前記電力路の電圧が前記閾値電圧を超えている状態では前記放電動作を停止させ、前記電力路の電圧が前記閾値電圧以下になった場合に前記放電動作を開始させる
    請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の車載用制御装置。
  9. 　前記電力路には、ＦＥＴからなるスイッチが設けられ、
    　前記スイッチと前記負荷との間の接続部と前記放電部との間に放電路が設けられ、
    　前記放電部は、前記放電路に電流を流すように前記放電動作を行い、
    　前記スイッチは、オフ状態のときに自身を介して前記負荷側から前記電源部側へ電流が流れることを遮断し、オン状態のときに許容する
    請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の車載用制御装置。
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