特許 7560808 車載用制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-25

(45)【発行日】2024-10-03

(54)【発明の名称】車載用制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240926BHJP

   B60L 58/20 20190101ALI20240926BHJP

   B60L 53/20 20190101ALI20240926BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20240926BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 P

H02J7/00 Y

H02J7/00 302C

H02J7/00 302B

B60L58/20

B60L53/20

B60L3/00 S

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024501104

(86)(22)【出願日】2023-03-24

(86)【国際出願番号】 JP2023011700

【審査請求日】2024-01-10

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藪田 宗克

(72)【発明者】

【氏名】平塚 涼大

(72)【発明者】

【氏名】島本 一翔

【審査官】辻丸 詔

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２２／００９９８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２４０５９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｌ ５８／２０

Ｂ６０Ｌ ５３／２０

Ｂ６０Ｌ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高圧バッテリと、高圧負荷と、低圧負荷と、を備える車載システムに用いられる車載用制御装置であって、
前記高圧バッテリと前記高圧負荷との間に設けられるリレーと、
前記リレーと前記低圧負荷との間に設けられる第１電圧変換部と、
前記リレー及び前記第１電圧変換部に対して並列に設けられる第２電圧変換部と、
前記リレー、前記第１電圧変換部、及び前記第２電圧変換部を制御する制御部と、を備え、
前記第１電圧変換部は、前記高圧バッテリ側から前記リレーを介して入力される電圧を前記高圧バッテリからの出力電圧よりも低い低電圧に変換して前記低圧負荷側に出力する第１変換動作を行い、
前記第２電圧変換部は、前記高圧バッテリ側から入力される電圧を前記低電圧に変換して前記低圧負荷側に出力する第２変換動作を行い、
前記制御部は、少なくとも車両の駐車中において前記リレーをオフ状態に制御しつつ前記第１電圧変換部の動作を停止させて前記第２電圧変換部に前記第２変換動作を行わせる、車載用制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、少なくとも前記車両の走行中において前記リレーをオン状態に制御しつつ前記第１電圧変換部に前記第１変換動作を行わせる、請求項１に記載の車載用制御装置。

【請求項3】

前記車載システムは、低圧バッテリを備え、
前記低圧バッテリは、前記低圧負荷に電力供給可能とされ、
前記制御部は、前記第２電圧変換部から前記低圧負荷への電力供給が、前記低圧バッテリからの前記低圧負荷への電力供給よりも優先されるように前記第２電圧変換部の出力電圧を調整する、請求項１又は請求項２に記載の車載用制御装置。

【請求項4】

前記第２電圧変換部の給電効率が最大となるときの出力電流は、前記第１電圧変換部の給電効率が最大となるときの出力電流よりも小さい、請求項２に記載の車載用制御装置。

【請求項5】

前記第１電圧変換部は、電圧を変換する第１トランスを有し、
前記第２電圧変換部は、電圧を変換する第２トランスを有し、
前記第２トランスの外形は、前記第１トランスの外形よりも小さい、請求項４
に記載の車載用制御装置。

【請求項6】

前記リレーは、第１リレーであり、
更に、前記高圧バッテリと前記第２電圧変換部との間に設けられる第２リレーと、
前記高圧バッテリを収容するバッテリケースと、を備え、
前記制御部は、前記第２リレーを制御し、
前記第２リレー及び前記第２電圧変換部は、前記第１リレー及び前記第１電圧変換部に対して並列に設けられ、
前記第１リレー及び前記第２リレーは、前記バッテリケース内に設けられている、請求項２又は請求項４に記載の車載用制御装置。

【請求項7】

更に、前記高圧バッテリを収容するバッテリケースを備え、
前記リレー及び前記第２電圧変換部は、前記バッテリケース内に設けられている、請求項２又は請求項４に記載の車載用制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車載用制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、昇降圧コンバータ（電圧変換部）を介して、リチウムイオンバッテリから鉛バッテリや電気負荷群に対して電力を供給する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１５９７８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１における電気負荷群には、駐車状態において作動する電気負荷が含まれている。特許文献１のものは、リチウムイオンバッテリから鉛バッテリに給電したり、鉛バッテリから駐車状態において作動する電気負荷に対して給電したりする構成である。このような構成の場合、駐車状態のときまで、鉛バッテリの充放電が繰り返されることになり、鉛バッテリの劣化が進みやすくなる懸念がある。更に、昇降圧コンバータとリチウムイオンバッテリとの間にシステムメインリレー（リレー）を設けた構成の場合には、システムメインリレーも鉛バッテリと同様に劣化が進み易くなる懸念がある。

【0005】

本開示は上述した事情に基づいてなされたものであり、少なくともリレーの劣化が過剰に進むことを抑えることができる車載用制御装置の提供を目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の車載用制御装置は、
高圧バッテリと、高圧負荷と、低圧負荷と、を備える車載システムに用いられる車載用制御装置であって、
前記高圧バッテリと前記高圧負荷との間に設けられるリレーと、
前記リレーと前記低圧負荷との間に設けられる第１電圧変換部と、
前記リレー及び前記第１電圧変換部に対して並列に設けられる第２電圧変換部と、
前記リレー、前記第１電圧変換部、及び前記第２電圧変換部を制御する制御部と、を備え、
前記第１電圧変換部は、前記高圧バッテリ側から前記リレーを介して入力される電圧を前記高圧バッテリからの出力電圧よりも低い低電圧に変換して前記低圧負荷側に出力する第１変換動作を行い、
前記第２電圧変換部は、前記高圧バッテリ側から入力される電圧を前記低電圧に変換して前記低圧負荷側に出力する第２変換動作を行い、
前記制御部は、車両の走行中において前記リレーをオン状態に制御しつつ前記第１電圧変換部に前記第１変換動作を行わせ、前記車両の駐車中において前記第２電圧変換部に前記第２変換動作を行わせる。

【発明の効果】

【0007】

この構成によれば、リレーの劣化が過剰に進むことを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態１の車載用制御装置を備えた車載システムを例示するブロック図である。

【図2】図２は、実施形態１の第１電圧変換部及び第２電圧変換部の構成の一例を示す回路図である。

【図3】図３は、第１電圧変換部及び第２電圧変換部の各々の出力電流に対する給電効率の一例を示すグラフである。

【図4】図４は、実施形態１における制御部の制御の一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、実施形態２の車載用制御装置を備えた車載システムを例示するブロック図である。

【図6】図６は、実施形態２における制御部の制御の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［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。

【0010】

（１）高圧バッテリと、高圧負荷と、低圧負荷と、を備える車載システムに用いられる車載用制御装置であって、
前記高圧バッテリと前記高圧負荷との間に設けられるリレーと、
前記リレーと前記低圧負荷との間に設けられる第１電圧変換部と、
前記リレー及び前記第１電圧変換部に対して並列に設けられる第２電圧変換部と、
前記リレー、前記第１電圧変換部、及び前記第２電圧変換部を制御する制御部と、を備え、
前記第１電圧変換部は、前記高圧バッテリ側から前記リレーを介して入力される電圧を前記高圧バッテリからの出力電圧よりも低い低電圧に変換して前記低圧負荷側に出力する第１変換動作を行い、
前記第２電圧変換部は、前記高圧バッテリ側から入力される電圧を前記低電圧に変換して前記低圧負荷側に出力する第２変換動作を行い、
前記制御部は、車両の走行中において前記リレーをオン状態に制御しつつ前記第１電圧変換部に前記第１変換動作を行わせ、前記車両の駐車中において前記第２電圧変換部に前記第２変換動作を行わせる、車載用制御装置。

【0011】

（１）の車載用制御装置は、車両の駐車中の状態において第２電圧変換部を使用することにより、高圧バッテリと高圧負荷との間に設けられるリレーの使用を避けることが可能になる。したがって、当該リレーの劣化を抑制できるため、当該リレーの使用期間を延ばすことができる。

【0012】

（２）前記第２電圧変換部の給電効率が最大となるときの出力電流は、前記第１電圧変換部の給電効率が最大となるときの出力電流よりも小さい、（１）に記載の車載用制御装置。

【0013】

低圧負荷の使用電力は、車両の走行中に比べ駐車中には小さくなることが想定される。このため、（２）の車載用制御装置は、第２電圧変換部の給電効率が最大となるときの出力電流を、第１電圧変換部の給電効率が最大となるときの出力電流よりも小さくする構成とすることで、車両の走行中と駐車中との各々の低圧負荷の動作状態に適した電力供給を行いやすい。

【0014】

（３）前記第１電圧変換部は、電圧を変換する第１トランスを有し、
前記第２電圧変換部は、電圧を変換する第２トランスを有し、
前記第２トランスの外形は、前記第１トランスの外形よりも小さい、（２）に記載の車載用制御装置。

【0015】

（３）の車載用制御装置は、第２電圧変換部の給電効率が最大となるときの出力電流が、第１電圧変換部の給電効率が最大となるときの出力電流よりも小さい構成なので、第２電圧変換部を第１電圧変換部よりも小型化することが可能である。

【0016】

（４）前記車載システムは、低圧バッテリを備え、
前記低圧バッテリは、前記低圧負荷に電力供給可能とされ、
前記制御部は、前記第２電圧変換部から前記低圧負荷への電力供給が、前記低圧バッテリからの前記低圧負荷への電力供給よりも優先されるように前記第２電圧変換部の出力電圧を調整する、（１）又は（２）に記載の車載用制御装置。

【0017】

（４）の車載用制御装置は、低圧バッテリの充放電の回数を抑えることができ、低圧バッテリの劣化を遅らせることができる。

【0018】

（５）前記リレーは、第１リレーであり、
更に、前記高圧バッテリと前記第２電圧変換部との間に設けられる第２リレーと、
前記高圧バッテリを収容するバッテリケースと、を備え、
前記制御部は、前記第２リレーを制御し、
前記第２リレー及び前記第２電圧変換部は、前記第１リレー及び前記第１電圧変換部に対して並列に設けられ、
前記第１リレー及び前記第２リレーは、前記バッテリケース内に設けられている、（１）又は（２）に記載の車載用制御装置。

【0019】

（５）の車載用制御装置は、第１リレー及び第２リレーによって、バッテリケースの内側と外側との間を確実に遮断することが可能となり、高圧バッテリの出力電圧がバッテリケース外に露出することを防ぎやすい。

【0020】

（６）更に、前記高圧バッテリを収容するバッテリケースを備え、
前記リレー及び前記第２電圧変換部は、前記バッテリケース内に設けられている、（１）又は（２）に記載の車載用制御装置。

【0021】

（６）の車載用制御装置は、バッテリケース内に高圧バッテリ、リレー、及び第２電圧変換部を設けることによって、高圧バッテリから出力される出力電圧、及び第２電圧変換部によって変換された低電圧、の二つの異なる電圧を出力する電源ユニットを構築することができる。

【0022】

＜実施形態１＞
以下、本開示を具体化した実施形態１について説明する。
図１に示す車載システム１００は、車両に搭載される電源システムである。車載システム１００は、高圧用の高圧バッテリ１０と、高圧バッテリ１０を収容するバッテリケース３０と、高圧負荷１２と、低圧バッテリ１１と、低圧負荷１３と、を備える。高圧負荷１２は、高圧バッテリ１０から供給される電力によって動作する。低圧バッテリ１１は、高圧バッテリ１０の出力電圧よりも低い電圧を出力する。本開示の車載用制御装置１は、車載システム１００に用いられる。車載用制御装置１は、リレーである第１リレー２０、リレーである第２リレー２４、第１電圧変換部２１、第２電圧変換部２２、及び制御部２３を有している。

【0023】

［車載システムの構成］
高圧バッテリ１０は、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の単電池を複数直列に組み合わせて構成される組電池であり、例えば４００Ｖ程度の出力電圧を出力する。高圧バッテリ１０は、バッテリケース３０に収容されている。バッテリケース３０は、高圧バッテリ１０の全体を覆うように構成されている。バッテリケース３０には、第１端子３０Ａと、第２端子３０Ｂと、が設けられている。高圧バッテリ１０の高電圧側の端子には、第１導電路１６が電気的に接続されている。

【0024】

本開示において、「電気的に接続される」とは、接続対象の両方の電位が等しくなるように互いに導通した状態（電流を流せる状態）で接続される構成であることが望ましい。ただし、この構成に限定されない。例えば、「電気的に接続される」とは、両接続対象の間に電気部品が介在しつつ両接続対象が導通し得る状態で接続された構成であってもよい。

【0025】

高圧負荷１２は、後述する第１リレー２０を介して高圧バッテリ１０の出力電圧がそのまま印加される。高圧負荷１２には、例えば、車両の車輪を駆動するモータ等が相当する。よって、高圧負荷１２は、車両が走行中に動作する負荷である。ここで、車両の走行中の概念には、車両の走行中において一次的に停車した状態も含まれる。高圧負荷１２は、第１リレー２０に対して第２導電路１７を介して電気的に接続されている。

【0026】

低圧バッテリ１１は、例えば、鉛蓄電池や、高圧バッテリ１０と同種の単電池を用い高圧バッテリ１０に比べ直列に組み合わせる個数を少なくした構成等を用いることができる。低圧バッテリ１１は、例えば、１２Ｖ程度の出力電圧を出力することができる。低圧バッテリ１１は、高圧バッテリ１０と別体の構成となっている。低圧バッテリ１１は、後述する第１電圧変換部２１に対して第３導電路１８を介して電気的に接続されている。

【0027】

低圧負荷１３は、第１低圧負荷１３Ａ、及び第２低圧負荷１３Ｂを有している。第１低圧負荷１３Ａは、例えば、車両の走行中のみに動作する負荷である。第１低圧負荷１３Ａには、例えば、走行中に動作して車両を運転する際の運転支援をするセンサ等が相当する。第２低圧負荷１３Ｂは、車両の走行中のみならず、車両が駐車中にも動作する負荷である。第２低圧負荷１３Ｂには、例えば、エアコンのコンプレッサや、ダッシュボードに配置されるディスプレイや、室内灯等が相当する。低圧負荷１３は、第３導電路１８に電気的に接続されている。低圧負荷１３には、低圧バッテリ１１から電力が供給可能である。また、低圧負荷１３には、後述する第１リレー２０、及び第１電圧変換部２１を介して高圧バッテリ１０から電力が供給可能である。

【0028】

［車載用制御装置の構成］
第１リレー２０は、所謂、システムメインリレー（ＳＭＲ）である。第１リレー２０は、後述する制御部２３によってその動作が制御される構成とされている。第１リレー２０は、制御部２３によって、オン状態と、オフ状態とに切り替えられる。第１リレー２０がオン状態のときには、第１リレー２０を介して第１導電路１６と第２導電路１７とが導通する。これにより、第１導電路１６を介して印加された高圧バッテリ１０の電圧は、そのまま第２導電路１７に付与される。第１リレー２０がオフ状態のときには、第１導電路１６と第２導電路１７とが遮断される。このとき、第１導電路１６を介して印加された高圧バッテリ１０の電圧は、第２導電路１７に付与されない。第１リレー２０は、バッテリケース３０内に設けられている。第２導電路１７には、高圧負荷１２が電気的に接続されている。

【0029】

第２リレー２４は、所謂、システムサブリレー（ＳＳＲ）である。第２リレー２４は、制御部２３によってその動作が制御される構成とされている。第２リレー２４は、制御部２３によって、オン状態と、オフ状態とに切り替えられる。第２リレー２４がオン状態のときには、第２リレー２４を介して第１導電路１６と第４導電路１９とが導通する。これにより、第１導電路１６を介して印加された高圧バッテリ１０の電圧は、そのまま第４導電路１９に付与される。第２リレー２４がオフ状態のときには、第１導電路１６と第４導電路１９とが遮断される。これにより、第１導電路１６を介して印加された高圧バッテリ１０の電圧は、第４導電路１９に付与されない。第２リレー２４は、バッテリケース３０内に設けられている。

【0030】

第１電圧変換部２１は、図２に示すように、電圧を変換する機能を有する第１トランス２１Ａを有し、降圧が可能な公知の絶縁型降圧ＤＣＤＣコンバータである。第１電圧変換部２１は、二つのスイッチ素子２１Ｂをハーフブリッジ接続した構成を有する。スイッチ素子２１Ｂには、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチが用いられる。第１電圧変換部２１は、所謂、ＬＬＣ共振型のＤＣＤＣコンバータである。

【0031】

第１電圧変換部２１は、第２導電路１７に付与された高圧バッテリ１０の電圧を高圧バッテリ１０の出力電圧よりも低い低電圧に変換して第３導電路１８に低電圧を印加するように降圧動作を行う。第１電圧変換部２１と第１リレー２０とは、電気的に直列に接続されている。第１電圧変換部２１は、バッテリケース３０外に設けられている。このため、第２導電路１７は、バッテリケース３０からバッテリケース３０外に引き出された構成とされている。バッテリケース３０の第１端子３０Ａは、第２導電路１７に設けられている。つまり、第１リレー２０は、第１端子３０Ａと、高圧バッテリ１０との間に設けられている。

【0032】

第１電圧変換部２１から第３導電路１８に印加された電圧は、低圧バッテリ１１の満充電時の充電電圧よりも僅かに高い電圧である。本構成では、第１電圧変換部２１によって行われる降圧動作（高圧バッテリ１０側から第１リレー２０を介して入力される電圧を高圧バッテリ１０の出力電圧よりも低い低電圧に変換して低圧負荷１３側に低電圧を印加する動作）が第１変換動作の一例に相当する。第１リレー２０は、高圧バッテリ１０と高圧負荷１２との間に設けられている。

【0033】

第２電圧変換部２２は、第１電圧変換部２１と同様の構成を有している。第２電圧変換部２２は、図２に示すように、電圧を変換する機能を有する第２トランス２２Ａを有し、降圧が可能な公知の絶縁型降圧ＤＣＤＣコンバータである。第２トランス２２Ａの外形は、第１トランス２１Ａよりも小さい。第２電圧変換部２２は、二つのスイッチ素子２２Ｂをハーフブリッジ接続した構成を有する。スイッチ素子２２Ｂには、ＭＯＳＦＥＴの半導体スイッチ等が用いられる。第２電圧変換部２２は、所謂、ＬＬＣ共振型のＤＣＤＣコンバータである。

【0034】

第２電圧変換部２２は、第４導電路１９に印加された高圧バッテリ１０の電圧を高圧バッテリ１０の出力電圧よりも低い低電圧に変換して第３導電路１８に低電圧を印加するように降圧動作を行う。第２電圧変換部２２と第２リレー２４とは、電気的に直列に接続されている。第２電圧変換部２２は、バッテリケース３０外に設けられている。このため、第４導電路１９は、バッテリケース３０からバッテリケース３０外に引き出された構成とされている。バッテリケース３０の第２端子３０Ｂは、第４導電路１９に設けられている。つまり、第２リレー２４は、第２端子３０Ｂと、高圧バッテリ１０との間に設けられている。第２リレー２４及び第２電圧変換部２２は、第１リレー２０及び第１電圧変換部２１に対して並列に設けられている。

【0035】

制御部２３は、第２電圧変換部２２から低圧負荷１３への電力供給が低圧バッテリ１１からの低圧負荷１３への電力供給よりも優先されるように第２電圧変換部２２の出力電圧を調整する。具体的には、制御部２３によって、第２電圧変換部２２の出力電圧は、低圧バッテリ１１の満充電時の充電電圧よりも僅かに高い電圧で第３導電路１８に印加される。本構成では、第２電圧変換部２２によって行われる降圧動作（高圧バッテリ１０側から入力される電圧を高圧バッテリ１０の出力電圧よりも低い低電圧に変換して低圧負荷１３側に低電圧を印加する動作）が第２変換動作の一例に相当する。第２リレー２４は、高圧バッテリ１０と第２電圧変換部２２との間に設けられている。第１リレー２０、及び第２リレー２４がオフ状態のときには、第２導電路１７、及び第４導電路１９には高圧バッテリ１０の電圧は印加されない。よって、第１リレー２０、及び第２リレー２４をオフ状態にすることによって、高圧バッテリ１０の電圧がバッテリケース３０の外側に露出することを防止できる。

【0036】

図３に示すように、第２電圧変換部２２の給電効率（図３における点線のグラフ）が最大となるときの出力電流Ｐ２は、第１電圧変換部２１の給電効率（図３における実線のグラフ）が最大となるときの出力電流Ｐ１よりも小さく設定されている。ここで、給電効率とは、電圧変換部から出力される電力に対する負荷が受け取る電力の割合である。つまり、第２電圧変換部２２は、第１電圧変換部２１に比べ、消費電力が小さい負荷に対して効率よく電力を供給することができる。これに対して、第１電圧変換部２１は、第２電圧変換部２２に比べ、消費電力が大きい負荷に対して効率よく電力を供給することができる。

【0037】

制御部２３は、例えば、マイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等を具備している。制御部２３は、例えば、外部ＥＣＵ（図示せず）から、車両が走行中であることを示す信号（始動スイッチがオンを示す信号）、又は車両が駐車中であることを示す信号（始動スイッチがオフを示す信号）が入力される構成とされている。また、制御部２３には、外部ＥＣＵから、第２低圧負荷１３Ｂへの電力供給を要求する信号が入力される構成とされている。制御部２３は、この信号に基づいて第１電圧変換部２１及び第２電圧変換部２２の内のいずれかを動作させる機能を有している。制御部２３は、車両が走行中であることを示す信号（始動スイッチがオンを示す信号）、又は車両が駐車中であることを示す信号（始動スイッチがオフを示す信号）に基づいて、第１リレー２０及び第２リレー２４の各々を個別にオン状態と、オフ状態とに切り替える制御を行い得る。

【0038】

また、制御部２３は、高圧バッテリ１０の各単位電池の電圧値や電流値を取得し、これらの値に基づいて高圧バッテリ１０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を検出し得る構成とされている。制御部２３が高圧バッテリ１０のＳＯＣを検出する方法は、公知の様々な方法を採用し得る。

【0039】

例えば、制御部２３は、外部ＥＣＵから車両が走行中であることを示す信号（始動スイッチがオンであることを示す信号）が入力されると、第１リレー２０をオン状態に制御しつつ、第１電圧変換部２１に第１変換動作を行わせる。このとき、制御部２３は、第２リレー２４をオフ状態にしつつ、第２電圧変換部２２に第２変換動作をさせない。

【0040】

例えば、制御部２３は、外部ＥＣＵから車両が駐車中であることを示す信号（始動スイッチがオフ状態であることを示す信号）が入力されると、第２リレー２４をオン状態に制御しつつ、第２電圧変換部２２に第２変換動作を行わせる。このとき、制御部２３は、第１リレー２０をオフ状態にしつつ、第１電圧変換部２１に第１変換動作をさせない。こうして、制御部２３は、第１リレー２０、第２リレー２４、第１電圧変換部２１、及び第２電圧変換部２２の動作を制御する。

【0041】

［制御部における制御について］
次に、制御部２３によって実行される制御の一例について、図４等を参照しつつ説明する。

【0042】

外部ＥＣＵから始動スイッチがオン状態であることを示す信号が入力される（ステップＳ１におけるＹｅｓ）と、ステップＳ２に移行し、制御部２３は、第１リレー２０をオン状態に切り替える。始動スイッチがオン状態であることは、第１リレー２０をオンに切り替える指示に相当する。これにより、第１電圧変換部２１には、高圧バッテリ１０の電圧が印加される。そして、ステップＳ３に移行し、制御部２３は、第１電圧変換部２１を動作させる。これにより、第１電圧変換部２１は、低圧バッテリ１１や低圧負荷１３に低電圧を印加する。このとき、制御部２３は、第２リレー２４をオフ状態に切り替えつつ、第２電圧変換部２２を動作させない。そして、図４に示す処理を終了する。こうして、高圧負荷１２及び低圧負荷１３は、車両の走行中に給電される。

【0043】

外部ＥＣＵから始動スイッチがオフ状態であることを示す信号が入力される（ステップＳ１におけるＮｏ）と、ステップＳ４に移行し、制御部２３は、第１リレー２０をオフ状態に切り替える。そして、ステップＳ５に移行し、制御部２３は、第１電圧変換部２１の動作を停止させる。

【0044】

次に、ステップＳ６に移行すると、制御部２３は、第２電圧変換部２２を介した低圧負荷１３への供給が可能且つ必要であるか否かを判定する。具体的には、外部ＥＣＵから第２低圧負荷１３Ｂへの電力供給を要求する信号が入力されているか否かを制御部２３は、判定する。ステップＳ６において、第２電圧変換部２２を介した低圧負荷１３への供給が可能且つ必要である（すなわち、外部ＥＣＵから第２低圧負荷１３Ｂへの電力供給を要求する信号が入力されている）（ステップＳ６におけるＹｅｓ）と制御部２３が判定すると、ステップＳ７に移行し、制御部２３は、第２リレー２４をオン状態に切り替える。そして、ステップＳ８に移行し、制御部２３は、第２電圧変換部２２を動作させ、図４に示す処理を終了する。こうして車両が駐車中に第２低圧負荷１３Ｂは、給電され動作する。

【0045】

ステップＳ６において、第２電圧変換部２２を介した低圧負荷１３への供給が可能且つ必要でない（すなわち、外部ＥＣＵから第２低圧負荷１３Ｂへの電力供給を要求する信号が入力されていない）（ステップＳ６におけるＮｏ）と制御部２３が判定すると、ステップＳ９に移行し、制御部２３は、第２リレー２４をオフ状態に切り替える。そして、ステップＳ１０に移行し、制御部２３は、第２電圧変換部２２の動作を停止させ、図４に示す処理を終了する。このときには、第１リレー２０及び第２リレー２４の両方がオフ状態にされるので、バッテリケース３０の外側に高圧バッテリ１０の電圧が露出しない。そして、第２低圧負荷１３Ｂは、給電されないため動作しない。ステップＳ６におけるＮｏは、バッテリケース３０の外側に高圧バッテリ１０の電圧が露出しないので、車両のメンテナンスを行う場合や、検出した高圧バッテリ１０のＳＯＣが想定外の状態である場合に適している。

【0046】

次に、本構成の効果を例示する。
車載用制御装置１は、高圧バッテリ１０と、高圧負荷１２と、低圧負荷１３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１は、第１リレー２０と、第１電圧変換部２１と、第２電圧変換部２２と、制御部２３と、を備えている。第１リレー２０は、高圧バッテリ１０と高圧負荷１２との間に設けられる。第１電圧変換部２１は、第１リレー２０と低圧負荷１３との間に設けられる。第２電圧変換部２２は、第１リレー２０及び第１電圧変換部２１に対して並列に設けられる。制御部２３は、第１リレー２０、第１電圧変換部２１、及び第２電圧変換部２２を制御する。第１電圧変換部２１は、高圧バッテリ１０側から第１リレー２０を介して入力される電圧を高圧バッテリ１０からの出力電圧よりも低い低電圧に変換して低圧負荷１３側に出力する第１変換動作を行う。第２電圧変換部２２は、高圧バッテリ１０側から入力される電圧を低電圧に変換して低圧負荷１３側に出力する第２変換動作を行う。制御部２３は、車両の走行中において第１リレー２０をオン状態に制御しつつ第１電圧変換部２１に第１変換動作を行わせ、車両の駐車中において第２電圧変換部２２に第２変換動作を行わせる。

【0047】

この構成によれば、車両の駐車中の状態において第２電圧変換部２２を使用することにより、高圧バッテリ１０と高圧負荷１２との間に設けられる第１リレー２０の使用を避けることが可能になる。したがって、第１リレー２０の劣化を抑制できるため、第１リレー２０の使用期間を延ばすことができる。

【0048】

第２電圧変換部２２の給電効率が最大となるときの出力電流Ｐ２は、第１電圧変換部２１の給電効率が最大となるときの出力電流Ｐ１よりも小さい。低圧負荷１３の使用電力は、車両の走行中に比べ駐車中には小さくなることが想定される。このため、車載用制御装置１は、第２電圧変換部２２の給電効率が最大となるときの出力電流Ｐ２を、第１電圧変換部２１の給電効率が最大となるときの出力電流Ｐ１よりも小さくする構成とすることで、車両の走行中と駐車中との各々の低圧負荷１３の動作状態に適した電力供給を行いやすい。

【0049】

第１電圧変換部２１は、電圧を変換する第１トランス２１Ａを有し、第２電圧変換部２２は、電圧を変換する第２トランス２２Ａを有し、第２トランス２２Ａの外形は、第１トランス２１Ａの外形よりも小さい。この構成によれば、第２電圧変換部２２の給電効率が最大となるときの出力電流Ｐ２が、第１電圧変換部２１の給電効率が最大となるときの出力電流Ｐ１よりも小さい構成なので、第２電圧変換部２２を第１電圧変換部２１よりも小型化することが可能である。

【0050】

車載システム１００は、低圧バッテリ１１を備える。低圧バッテリ１１は、低圧負荷１３に電力供給可能とされ、制御部２３は、第２電圧変換部２２から低圧負荷１３への電力供給が低圧バッテリ１１からの低圧負荷１３への電力供給よりも優先されるように第２電圧変換部２２の出力電圧を調整する。この構成によれば、低圧バッテリ１１の充放電の回数を抑えることができ、低圧バッテリ１１の劣化を遅らせることができる。

【0051】

更に、高圧バッテリ１０と第２電圧変換部２２との間に設けられる第２リレー２４と、高圧バッテリ１０を収容するバッテリケース３０と、を備え、制御部２３は、第２リレー２４を制御する。第２リレー２４及び第２電圧変換部２２は、第１リレー２０及び第１電圧変換部２１に対して並列に設けられている。第１リレー２０及び第２リレー２４は、バッテリケース３０内に設けられている。この構成によれば、第１リレー２０及び第２リレー２４によって、バッテリケース３０の内側と外側との間を確実に遮断することが可能となり、高圧バッテリ１０の出力電圧がバッテリケース３０外に露出することを防ぎやすい。

【0052】

＜実施形態２＞
図５に示すように、実施形態２の車載用制御装置２は、第２リレーを備えない点、第２電圧変換部２２がバッテリケース３０に設けられている点等が実施形態１とは異なり、その他の点で共通する。実施形態２では、実施形態１と同じ構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。車載システム２００は、車両に搭載される電源システムである。

【0053】

第１リレー２０は、第２電圧変換部２２とともにバッテリケース３０内に設けられている。第１電圧変換部２１は、バッテリケース３０外に設けられている。第２電圧変換部２２は、第１導電路１６に印加された高圧バッテリ１０の電圧を高圧バッテリ１０の出力電圧よりも低い低電圧に変換して第３導電路１８に定電圧を印加するように降圧動作を行う。第２電圧変換部２２は、バッテリケース３０に収容されている。このため、第２電圧変換部２２に電気的に接続される第３導電路１８は、バッテリケース３０からバッテリケース３０外に引き出された構成とされている。バッテリケース３０の第２端子３０Ｂは、第３導電路１８に設けられている。第２電圧変換部２２は、第２端子３０Ｂと、高圧バッテリ１０との間に設けられている。第２電圧変換部２２は、第１リレー２０及び第１電圧変換部２１に対して並列に設けられている。

【0054】

［制御部における制御について］
次に、制御部２３によって実行される制御の一例について、図６等を参照しつつ説明する。

【0055】

ステップＳ１からステップＳ５は、実施形態１と同様の処理を実行する。具体的には、外部ＥＣＵから始動スイッチがオフ状態であることを示す信号が入力される（ステップＳ１におけるＮｏ）と、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４に移行すると、制御部２３は、第１リレー２０をオフ状態に切り替え、ステップＳ５に移行し、制御部２３は、第１電圧変換部２１の動作を停止させる。

【0056】

そして、ステップＳ１１移行すると、制御部２３は、第２電圧変換部２２を動作させる。こうして車両が駐車中に第２低圧負荷１３Ｂは、給電され動作する。

【0057】

高圧バッテリ１０を収容するバッテリケース３０を備え、第１リレー２０及び第２電圧変換部２２は、バッテリケース３０内に設けられている。この構成によれば、バッテリケース３０内に高圧バッテリ１０、第１リレー２０、及び第２電圧変換部２２を設けることによって、高圧バッテリ１０から出力される出力電圧、及び第２電圧変換部２２によって変換された低電圧、の二つの異なる電圧を出力する電源ユニットを構築することができる。

【0058】

＜他の実施形態＞
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、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【0059】

実施形態１、２とは異なり、制御部をバッテリボックスに収容してもよい。

【0060】

第２電圧変換部において、第２トランスの外形を小さくすることに加え、水冷や空冷の構成の規模を小さくしたり、基板に設けられた配線パターンの幅を狭くしたり、放熱シンクを小さくしたり、第２電圧変換部を収容する筐体を小さくすることも可能である。

【0061】

実施形態１、２とは異なり、第１電圧変換部及び第２電圧変換部をフルブリッジ接続した構成としてもよい。また、第１電圧変換部及び第２電圧変換部にフォワード方式やフライバック方式を採用してもよい。

【符号の説明】

【0062】

１，２…車載用制御装置
１０…高圧バッテリ
１１…低圧バッテリ
１２…高圧負荷
１３…低圧負荷
１３Ａ…第１低圧負荷
１３Ｂ…第２低圧負荷
１６…第１導電路
１７…第２導電路
１８…第３導電路
１９…第４導電路
２０…第１リレー（リレー）
２１…第１電圧変換部
２１Ａ…第１トランス
２１Ｂ…スイッチ素子
２２…第２電圧変換部
２２Ａ…第２トランス
２２Ｂ…スイッチ素子
２３…制御部
２４…第２リレー
３０…バッテリケース
３０Ａ…第１端子
３０Ｂ…第２端子
１００，２００…車載システム
Ｐ１…第１電圧変換部の給電効率が最大となるときの出力電流
Ｐ２…第２電圧変換部の給電効率が最大となるときの出力電流

【要約】

車載用制御装置（１）は、高圧バッテリ（１０）と高圧負荷（１２）との間の第１リレー（２０）と、第１リレー（２０）と低圧負荷（１３）との間の第１電圧変換部（２１）と、第１リレー（２０）及び第１電圧変換部（２１）に対して並列に設けられる第２電圧変換部（２２）と、制御部（２３）と、を備えている。第１電圧変換部（２１）は、高圧バッテリ（１０）から第１リレー（２０）を介して入力される電圧を高圧バッテリ（１０）の出力電圧よりも低い低電圧に変換して低圧負荷（１３）側に出力する第１変換動作を行う。第２電圧変換部（２２）は、高圧バッテリ（１０）から入力される電圧を低電圧に変換して低圧負荷（１３）側に出力する第２変換動作を行う。制御部（２３）は、車両の走行中に第１リレー（２０）をオン状態に制御しつつ第１電圧変換部（２１）に第１変換動作を行わせ、車両の駐車中に第２電圧変換部（２２）に第２変換動作を行わせる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】