(57)【要約】【課題】電動車両の電力制御を簡便にし、電力を効率よく使用する。【解決手段】電動車両は、高電圧バッテリ１３の電圧を所定の低電圧に変換するのに、複数の変換手段を備える。電源ECU１６を動作させる電力は、低電力向けの起動用低電圧電源回路３１を用いて所定の低電圧に変換され、電源ECU１６に供給される。また、ECU１８は、高電力向けのDCDCコンバータ１４を介して、所定の低電圧に変換され、ECU１８に供給される。このようにして、電動車両の電源として高電圧のみのバッテリを採用し、且つ、電力を無駄に消費しないことが可能となる。本発明は、電動車両に適用可能である。【選択図】図２
2010220279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部により起動されて、起動後、第１電圧で駆動する電動車両の動力源となるバッテリの出力を、前記第１電圧から第２電圧に変換する第１の変換手段と、
前記第２電圧で駆動し、前記第１の変換手段の起動を制御する第１の制御手段と、
前記バッテリの出力を、前記第１電圧から前記第２電圧に変換して、前記第１の制御手段に供給する第２の変換手段と
を備える電源制御装置。
【請求項２】
前記第１の制御手段は、外部により起動され、起動後、前記第１の変換手段の起動を制御し、
前記第１の制御手段の起動を制御する第２の制御手段
をさらに備える請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項３】
充電機能を有し、前記第２の制御手段に電力を供給する電力供給手段をさらに備え、
前記第２の変換手段は、さらに、前記第２電圧に変換後の前記バッテリの出力を前記電力供給手段に供給することで、前記第２の変換手段を充電する
請求項２に記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記第２の変換手段の定格出力電力は、前記第１の変換手段の定格出力電力よりも小さい
請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項５】
外部により起動されて、起動後、第１電圧で駆動する電動車両の動力源となるバッテリの出力を、前記第１電圧から第２電圧に変換する変換手段と、
前記第２電圧で駆動し、前記第１の変換手段の起動を制御する制御手段と
を備える電源制御装置が、
前記バッテリの出力を、前記第１電圧から前記第２電圧に変換して、前記第１の制御手段に供給する
ステップを含む電源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源制御装置及び方法に関し、特に、電動車両の電力制御を簡便にし、電力を効率よく使用する電源制御装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車は、ガソリンエンジンを主動力としており、エンジンの始動等のみ電力により駆動されていた。このため、これらの駆動には低電圧で動作する電子部品（以下、低電圧部品と称する）が用いられており、低電圧部品の電源として低電圧バッテリが搭載されていた。
【０００３】
これに対して、近年、電気自動車（Electric Vehicle：以下、EVと称する）等、高電圧バッテリに蓄えられた電力を動力源とする電動車両も普及しつつある。
【０００４】
電動車両は、高電圧バッテリを電源とする電源系統の電力制御と、低電圧バッテリを電源とする電源系統の電力制御とがそれぞれ必要である。このため、電力制御が複雑である。
【０００５】
そこで、近年、電動車両における電力制御の簡便化が要求されている。この要求に応えるべく、例えば特許文献１には、低電圧バッテリを有しない電動車両用電力制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１７０６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されている電動車両用電力制御装置では、高電圧バッテリの電力を無駄に消費してしまい、電力を効率よく使用しているとは言い難い。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電動車両の電力制御を簡便にし、電力を効率よく使用することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面の電源制御装置は、外部より起動されて、起動後、第１電圧で駆動する電動車両の動力源となるバッテリの出力を、前記第１電圧から第２電圧に変換する第１の変換手段と、前記第２電圧で駆動し、前記第１の変換手段の起動を制御する第１の制御手段と、前記バッテリの出力を、前記第１電圧から前記第２電圧に変換して、前記第１の制御手段に供給する第２の変換手段とを備える。
【００１０】
本発明の一側面の電源制御装置においては、外部より起動されて、起動後、第１電圧で駆動する電動車両の動力源となるバッテリの出力が、前記第１電圧から第２電圧に変換され、前記第２電圧で駆動される前記第１の変換手段の起動が制御され、前記バッテリの出力が、前記第１電圧から前記第２電圧に変換される。
【００１１】
従って、低電圧バッテリを有しない電動車両を構成することができる。
【００１２】
この第１の変換手段は、例えば、RCC（Ringing Choke Convertor）回路、DC（Direct Current）DCコンバータなどにより構成される。この第１の制御手段は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、ECU（Electronic Control Unit）などにより構成される。この第２の変換手段は、例えば、DCDCコンバータにより構成される。
【００１３】
この電源制御装置には、前記第１の制御手段は、外部より起動され、起動後、前記第１の変換手段の起動を制御し、前記第１の制御手段の起動を制御する第２の制御手段をさらに備えることができる。
【００１４】
これにより、第１の制御手段を確実に起動させることができる。
【００１５】
この第２の制御手段は、例えばCPU、ECUなどにより構成される。
【００１６】
この電源制御装置は、充電機能を有し、前記第２の制御手段に電力を供給する電力供給手段をさらに備え、前記第２の変換手段は、さらに、前記第２電圧に変換後の前記バッテリの出力を前記電力供給手段に供給することで、前記第２の変換手段を充電することができる。
【００１７】
これにより、第２の制御手段に電力を供給することができる。
【００１８】
この電源制御装置は、前記第２の変換手段の定格出力電力は、前記第１の変換手段の定格出力電力よりも小さい。
【００１９】
これにより、バッテリの出力を無駄にすることなく利用することができる。
【００２０】
本発明の一側面の電源制御方法は、外部により起動されて、起動後、第１電圧で駆動する電動車両の動力源となるバッテリの出力を、前記第１電圧から第２電圧に変換する変換手段と、前記第２電圧で駆動し、前記第１の変換手段の起動を制御する第１の制御手段とを備える電源制御装置が、前記バッテリの出力を、前記第１電圧から前記第２電圧に変換して、前記第１の制御手段に供給する。
【００２１】
本発明の一側面の電源制御方法においては、前記バッテリの出力が、前記第１電圧から前記第２電圧に変換され、前記第１の制御手段に供給される。
【００２２】
従って、低電圧バッテリを有しない電動車両を構成することができる。
【００２３】
この第１の変換手段は、例えば、RCC回路、DCDCコンバータなどにより構成される。この第１の制御手段は、例えば、CPU、ECUなどにより構成される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の一側面によれば、電動車両の電力制御を簡便にし、電力を効率よく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の電源制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明が適用される電源制御装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図３】起動用低電圧電源回路３１の一例としてのRCC回路について説明するための図である。
【図４】電動車両起動時における電源制御装置のタイミングチャートの一例である。
【図５】電動車両停止時における電源制御装置のタイミングチャートの一例である。
【図６】従来の電源制御装置の電源系統図である。
【図７】本発明が適用される電源制御装置の電源系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明が適用される電源制御装置の実施の形態について説明する。説明は以下の順序で行う。
１、本発明の概要
２、本発明の実施の形態
【００２７】
＜１、本発明の概要＞
［背景技術］の欄で説明したように、従来の一般的な電動車両は、高電圧バッテリと低電圧バッテリが必要であった。このため、高電圧バッテリを電源とする電源系統の電力制御と、低電圧バッテリを電源とする電源系統の電力のそれぞれが必要であり、電力制御が複雑であった。そこで、例えば低電圧バッテリを不要とすることで電力制御を簡便化した電動車両用電力制御装置が、特許文献１に開示されている。しかしながら、特許文献１に記載の電動車両用電力制御装置では、高電圧バッテリの利用効率が悪くなってしまう。
【００２８】
このため、本発明人は、電動車両の電力制御を簡便にし、電力を効率よく使用することが可能な手法を発明した。
【００２９】
以下、本発明の手法の理解を容易なものとすべく、本発明の手法の説明の前に、従来の技術について詳細に説明する。
【００３０】
図１は、従来の電源制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００３１】
従来の電源制御装置には、充電器１１、BMU（Battery Management Unit）１２、及び高電圧バッテリ１３が設けられている。また、従来の電源制御装置には、DC（Direct Current）DCコンバータ１４、低電圧バッテリ１５、及び電源ECU（Electronic Control Unit）１６が設けられている。また、従来の電源制御装置には、J/B（Junction Box）１７、及びECU１８−１乃至１８−N（Nは１以上の整数）が設けられている。
【００３２】
このように、従来の電源制御装置は、高電圧バッテリ１３と、低電圧バッテリ１５の両方を搭載していた。このため、高電圧バッテリ１３を電源とする第１の電源系統と、低電圧バッテリ１５を電源とする第２の電源系統の２系統の電力制御が、従来の電源制御装置では必要であった。その結果、従来の電源制御装置では、電力制御が煩雑なものとなっていた。具体的には、従来の電源制御装置は、第１の電源系統の制御として、高電圧バッテリ１３の充放電の制御や、高電圧バッテリ１３の電流、電圧、温度の管理等の制御を行う必要があった。さらに、従来の電源制御装置は、第２の電源系統の制御として、低電圧バッテリ１５の充放電の制御や、低電圧バッテリ１５の電流、電圧、温度の管理等制御を行う必要があった。換言すると、従来の電源制御装置は、第１の電源系統、第２の電源系統の制御をそれぞれ独立して行わなければならなかった。このため、従来の電源制御装置では、電力の制御が複雑であった。
【００３３】
また、従来の電源制御装置は、低電圧バッテリ１５として、通常、鉛蓄電池を採用している。鉛蓄電池は、電池容量の残量（以下、残容量と称する）を正確に検知することが困難である。このため、従来の電源制御装置は、低電圧バッテリ１５の残容量と、高電圧バッテリ１３の残容量との合計の残容量（以下、バッテリの残容量と称する）を把握することが困難であった。その結果、従来の電源制御装置は、例えば、バッテリの残容量が少ない場合は、優先順位の低い低電圧部品への電力の供給をカットするといった制御をすることが困難であった。
【００３４】
さらに、鉛蓄電池においては、その主要な材料である鉛が、環境に対して悪影響を及ぼすことが一般に認識されつつあった。
【００３５】
このように、図１の従来の電源制御装置は、高電圧バッテリ１３を電源とする第１の電源系統と低電圧バッテリ１５を電源とする第２の電源系統といった２系統の電源系統を備えている。そのうちの第２の電源系統があるため、電力の制御が複雑になることに加えて、鉛蓄電池を有するがゆえの様々な影響があった。
【００３６】
このため、特許文献１には、低電圧バッテリ１５を搭載しない電動車両用電力制御装置、即ち、高電圧バッテリ１３のみを搭載した電動車両用電力制御装置が開示されている。これにより、電源系統は、高圧バッテリを電源とする１系統になるため、電力制御の簡便化自体は可能となる。また、低電圧バッテリ１５としての鉛蓄電池を搭載しない電動車両であれば、残容量の把握の困難さを解決し、環境への悪影響等も低減することができる。
【００３７】
具体的に、特許文献１に記載の発明を、図１の例の従来の電源制御装置の構成で説明すると、以下のようになる。
【００３８】
低電圧バッテリ１５から電力の供給を受ける電源ECU１６やECU１８−１乃至１８−Nは、同一の低電圧（例えば、12V）で制御される。
【００３９】
なお、以下、ECU１８−１乃至１８−Nを個々に区別する必要がない場合、ECU１８と称する。
【００４０】
DCDCコンバータ１４は、高電圧バッテリ１３の出力電圧を、電動車両の動力用の高電圧から、低電圧バッテリ１５の出力電圧と同一の電圧（例えば、12V）に変換する。電源ECU１６、ECU１８は、DCDCコンバータ１４により供給された変換後の電圧により、動作する。換言すると、低電圧バッテリ１５からの電力を、DCDCコンバータ１４で低電圧に変換された電力で代替することで、低電圧バッテリ１５を不要とすることが可能である。
【００４１】
しかしながら、上述のように、単純にDCDCコンバータ１４を低電圧バッテリ１５の代替手段として用いると、電力を効率が悪くなる場合があった。
【００４２】
例えば、ECU１８は、高い電力（例えば、数KW以上）を必要とする。これに対して、電源ECU１６は、低い電力（例えば、１００W以下）しか必要としない。
【００４３】
なお、DCDCコンバータ１４の定格出力電力は、その負荷に応じて様々な種類が存在する。定格出力電力の高いDCDCコンバータ１４を、低い電力しか必要としない回路に適用すると、高電圧から低電圧への電圧の変換効率が悪くなってしまう。
【００４４】
具体的には例えば、高い電力（例えば、数KW以上）を必要とする回路に対して電源を供給するために、DCDCコンバータ１４の定格出力電力は、その高い電力以上となる。よって、このような高い定格出力電力を有するDCDCコンバータ１４を、低い電力しか必要としない回路用の電源、即ち、電源ECU１６用の電源として用いた場合には、その変換効率が悪くなってしまう。具体的には、DCDCコンバータ１４の変換効率は、高い電力を必要とする回路の電源として用いられた場合には、９０％程度であるのに対し、低い電力しか必要としない回路の電源として用いられた場合には５０％程度まで低下してしまう。その結果、高電圧バッテリ１３の電力が無駄に消費されてしまうことになる。
【００４５】
さらに、図１の例の従来の電源制御装置の構成から明らかなように、低電圧バッテリ１５が、電源ECU１６に対して電力を供給していた。しかしながら、図１の例の従来の電源制御装置に対して特許文献１に記載の発明をそのまま適用した場合、電源ECU１６に電力を供給することができなくなってしまう。
【００４６】
そこで、本発明人は、高電圧のバッテリの電圧を低電圧に変換する複数の変換部備え、低電力向けの変換部と、高電力向けの変換部を組み合わせることで電源制御装置を構成するという手法を発明した。
【００４７】
本発明の電源制御装置は、定格出力電力の低い変換部と、定格出力電力の低い変換部を制御する制御部と、定格出力電力の高い変換部を備える。これにより、本発明の電源制御装置は、高電圧バッテリに蓄えられた電力を無駄に消費することなく、低電圧バッテリを不要とすることが可能になる。
【００４８】
＜２、本発明の実施の形態＞
図２は、本発明が適用される電源制御装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【００４９】
図２の例の電源制御装置には、図１の例と比較して、さらに起動用低電圧電源回路３１、電源起動制御回路３２、IG（Ignition)信号出力部３３が設けられている。またさらに、図２の例の電源制御装置には、スイッチ３４,３５、コンデンサ３６、及びCAN(Controller Area Network)バス３７が設けられている。またさらに、図２の例の電源制御装置には、DCDCコンバータ１４−１,１４−２が設けられている。
【００５０】
以下、適宜図１の例の電源制御装置の構成と比較して説明する。
【００５１】
充電器１１、BMU１２、DCDCコンバータ１４−１,１４−２、電源ECU１６、起動用低電圧電源回路３１、及びIG信号出力部３３は、CANバス３７を介して相互に接続されている。
【００５２】
充電器１１は、図示せぬ外部電源から入力された交流電流の電力を、直流電流の電力に変換する。充電器１１は、変換した直流電流の電力を、高電圧バッテリ１３に供給する。これにより、高電圧バッテリ１３は充電される。
【００５３】
BMU１２は、CANバス３７を介して充電器１１から高電圧バッテリ１３への充電を制御する。また、BMU１２は、高電圧バッテリ１３の管理を行う。具体的には例えば、BMU１２は、高電圧バッテリ１３の状態（例えば電圧、電流、温度等）を監視し、監視結果を示す情報を、充電器１１に供給する。またさらに、BMU１２は、高電圧バッテリ１３の残容量を、CANバス３７を介して電源ECU１６に伝送する。
【００５４】
高電圧バッテリ１３に蓄えられている電力は、図示せぬインバータに供給され、直流電流から交流電流に変換される。そして、その交流電流の電力が図示せぬモータに供給され、モータが駆動することにより、電動車両が走行する。また、高電圧バッテリ１３に蓄えられている電力は、図１の例においてはDCDCコンバータ１４に、図２の例においてはDCDCコンバータ１４−１,１４−２、及び起動用低電圧電源回路３１に供給される。
【００５５】
図１の例のDCDCコンバータ１４と、図２の例のDCDCコンバータ１４−１,１４−２のそれぞれとを以下に比較する。
【００５６】
図１の例のDCDCコンバータ１４は、高電圧バッテリ１３、低電圧バッテリ１５、及びJ/B１７と相互に接続されている。
【００５７】
図１の例のDCDCコンバータ１４は、高電圧バッテリ１３から供給される電力の電圧を、所定の電圧に変換して、低電圧バッテリ１５に供給する。これにより、低電圧バッテリ１５に充電が行われる。また、DCDCコンバータ１４は、J/B１７を介して高電圧バッテリ１３から供給される電圧を、所定の電圧に変換して、ECU１８−１乃至１８−N（以下、特に区別する必要がない場合、単にECU１８と称する）に電力を供給する。
【００５８】
なお、図１の例においては、低電圧バッテリ１５の電圧の低下などにより、J/B１７が動作していない場合、高電圧バッテリ１３からの電力の供給が停止するため、DCDCコンバータ１４は、動作を停止する。即ち、DCDCコンバータ１４を介した高電圧バッテリ１３から低電圧バッテリ１５への電力の供給、及び高電圧バッテリ１３からECU１８への電力の供給は、低電圧バッテリ１５の電力に依存する。
【００５９】
これに対し、図２の例においては、DCDCコンバータ１４は複数設けられている。なお、DCDCコンバータ１４−１,１４−２を特に区別する必要がない場合、単にDCDCコンバータ１４と称する。図２の例のDCDCコンバータ１４−１,１４−２のそれぞれは、高電圧バッテリ１３、J/B１７と相互に接続されている。
【００６０】
図２の例のDCDCコンバータ１４は、J/B１７を介して高電圧バッテリ１３から供給される電力の電圧を、所定の電圧に変換して、ECU１８−１乃至１８−Nに電力を供給する。
【００６１】
DCDCコンバータ１４は、図２の例においても、１つでも構成可能である。しかしながら、上述したように、DCDCコンバータ１４は、必要とされる電力が低い場合、変換効率が低くなるという特性がある。即ち、必要とされる電力が低い場合、高電圧バッテリ１３に蓄えられている電力が、無駄に消費されてしまう。
【００６２】
このため、図２の例の電源制御装置においては、複数のDCDCコンバータ１４を備えることにより、その必要とされる電力に応じて動作させるDCDCコンバータ１４の数を増減させる。
【００６３】
これにより、高電圧バッテリ１３から供給された電力を、効率的に利用することができる。なお、図２の例ではDCDCコンバータ１４は２つとされているが、その数は２つに限るものではない。
【００６４】
図１の例においては、低電圧バッテリ１５は、DCDCコンバータ１４を介して、高電圧バッテリ１３から供給される電力により充電される。低電圧バッテリ１５に蓄えられている電力は、電源ECU１６に供給される。また、低電圧バッテリ１５に蓄えられた電力は、BMU１２に供給される。
【００６５】
それに対し、図２の例の電源制御装置は、低電圧バッテリ１５を設けていない。図２の例の電源制御装置は、起動用低電圧電源回路３１が設けられており、起動用低電圧電源回路３１が、低電圧の電力を電源ECU１６へ供給する。なお、起動用低電圧電源回路３１については、後述する。
【００６６】
電源ECU１６は、図１の例においては、低電圧バッテリ１５の充電を制御する。また、電源ECU１６は、DCDCコンバータ１４、J/B１７の動作を制御する。
【００６７】
これに対し、図２の例においては、電源ECU１６は、BMU１２及びCANバス３７を介して、高電圧バッテリ１３の電圧、電流及び温度等のバッテリの情報を取得する。
【００６８】
また、図２の例においては、電源ECU１６は、起動用低電圧電源回路３１から電力の供給を受けて起動される。電源ECU１６は、スイッチ３５を制御することで、電源起動制御回路３２、コンデンサ３６に電力を供給したり停止したりする。
【００６９】
またさらに、図２の例においては、電源ECU１６は、スイッチ３４を制御することで、起動用低電圧電源回路３１を停止させる。
【００７０】
またさらに、図２の例においては、電源ECU１６は、高電圧バッテリ１３の残容量が所定の残容量以下になった場合、複数のECU１８の優先順位の低いものから、ECU１８への電力の供給を停止する。
【００７１】
J/B１７は、コンダクタ、リレー、電流センサ、漏電センサなどを内蔵する。J/B１７は、電源ECU１６の制御により、供給された電力をECU１８−１乃至１８−Nに分配する制御を行う。また、図１の例においては、J/B１７は、低電圧バッテリ１５の電力により動作し、低電圧バッテリ１５の電圧が所定の電圧以下になった場合、動作を停止する。
【００７２】
ECU１８は、例えば電動パワーステアリング（Electric Power Steering，以下、EPSと称する）や、パワーウインドウ、イモビライザシステムのような、低電圧部品を制御する。ECU１８−１乃至１８−Nは、それぞれが異なる低電圧部品に対する制御を行う。換言すると、ECU１８は、電動車両に搭載されている低電圧部品の数だけ存在する。
【００７３】
起動用低電圧電源回路３１は、DCDCコンバータ１４と同様の機能を有している。即ち、高電圧バッテリ１３から供給される電力の電圧を、所定の電圧に変換する。なお、図１の例においては、低電圧バッテリ１５に蓄えられた電力が、電源ECU１６やECU１８に供給されていた。図２の例においては、起動用低電圧電源回路３１から出力された低電圧の電力が、電源ECU１６に供給される。
【００７４】
上述したように、DCDCコンバータ１４に接続されるECU１８には、高い電力が必要である。これに対し、起動用低電圧電源回路３１に接続される電源ECU１６には、低い電力しか必要としない。よって、本発明においては、起動用低電圧電源回路３１は、他のDCDCコンバータ１４とは回路構成が異なる。
【００７５】
具体的には、起動用低電圧電源回路３１は、例えば低電力向けのRCC回路を採用している。これに対し、他のDCDCコンバータ１４は、例えばハーフブリッジ方式や、フルブリッジ方式のスイッチング回路等、高電力向けの回路を採用している。なお、起動用低電圧電源回路３１は、所定の電圧に変換する機能さえ有していれば、その構成は特に限定されない。しかしながら、本発明においては、以下の理由により、起動用低電圧電源回路３１は、低電力向けのRCC回路で構成されている。なお、RCC回路の詳細については、図３を参照して後述する。
【００７６】
電源起動制御回路３２は、IG信号出力部３３から出力された信号に応じて、スイッチ３４をON状態にする制御を行う。
【００７７】
IG信号出力部３３は、IG信号を出力する。具体的には、電動車両が起動する場合、IG信号出力部３３は、電源起動制御回路３２に対し、電動車両の起動を通知する信号（以下、IG ON信号と称する）を出力する。また、起動中の電動車両が停止する場合、IG信号出力部３３は、電源ECU１６に対し、電動車両の停止を通知する信号（以下、IG OFF信号と称する）を出力する。
【００７８】
電源起動制御回路３２は、IG信号出力部３３から出力された信号が、IG ON信号であった場合、スイッチ３４をON状態にする制御を行う。
【００７９】
また、電源起動制御回路３２には、起動用低電圧電源回路３１またはコンデンサ３６から電力が供給される。なお、電源起動制御回路３２が停止している状態から起動される場合は、電源起動制御回路３２はコンデンサ３６から供給される電力により起動される。
【００８０】
スイッチ３４は、電動車両が起動される場合には、電源起動制御回路３２によりON状態に制御される。また、スイッチ３４は、電動車両が停止される場合には、電源ECU１６によりOFF状態に制御される。
【００８１】
スイッチ３５は、電源ECU１６によりON状態またはOFF状態に制御される。なお、スイッチ３４，３５の具体的な動作のタイミングについては、図４、５を参照して後述する。
【００８２】
コンデンサ３６には、電源ECU１６の制御により、起動用低電圧電源回路３１から電力が供給される。なお、コンデンサ３６は、その種類については限定されない。コンデンサ３６は、例えば電気二重層コンデンサでもよいし、電解コンデンサでもよい。
【００８３】
以上、図２を参照して、本発明が適用される電源制御装置の一実施の形態の構成例について説明した。
【００８４】
図３は、図２の例の電源制御装置における、起動用低電圧電源回路３１の構成例を示す回路図と、動作例を説明するタイミングチャートを示している。
【００８５】
図３の例では、起動用低電圧電源回路３１は、RCC回路として構成されている。RCC回路は、小規模な回路で構成されるスイッチング電源であり、図３のAに示されるように、抵抗Rg、トランスTf、及びトランジスタTrを含むように構成されている。
【００８６】
以下、図３のBに示されるタイミングチャートを参照して、起動用低電圧電源回路３１の動作例について説明する。
【００８７】
時刻ｔ１において、起動用低電圧電源回路３１に対して入力電圧Vinが印加されると、抵抗Rgを経由して、トランジスタTrにベース電流Ibが流れる。なお、ベース電流Ibは、トランスTfの巻き線比等により決まり、一定の電流となる。
【００８８】
時刻ｔ１以降、トランジスタTrのコレクタ電流I1が徐々に増加し始める。時刻ｔ２において、トランジスタTrのコレクタ電流I1が、トランジスタTrの増幅率により制限される。これにより、トランジスタTrのベース電圧Vbが減少し、トランジスタTrはOFF状態となる。
【００８９】
時刻ｔ２において、トランスTfの逆起電力により、トランスTfの２次側の電流I2が流れる。時刻ｔ3に、トランスTfからのエネルギが放出したとする。この場合、時刻ｔ３において、トランスTfの２次側の電流I2は０となる。
【００９０】
このとき、トランスTfの巻き線中の残留エネルギにより、トランジスタTtのベース電圧Vbがスイングバックして、再度、トランジスタTrを導通させる。すなわち、トランジスタTrは再度ON状態となる。
【００９１】
以降、起動用低電圧電源回路３１は、上述の時刻ｔ１乃至ｔ３の動作を繰り返す。その結果、トランスTｆの２次側の電圧Voutの波形は、図３の最下部のタイミングチャートに示されるようになる。
【００９２】
以上、図２と図３を参照して、本発明が適用される電源制御装置の構成例について説明した。
【００９３】
次に、図４と図５を参照して、図２の構成の電源制御装置の動作例について説明する。
【００９４】
図４は、電動車両起動時における電源制御装置の動作例を説明する図である。
【００９５】
図４においては、上から順に、IG ON信号、スイッチ３４、スイッチ３５、及びDCDCコンバータ１４のそれぞれのタイミングチャートが図示されている。
【００９６】
IG ON信号のタイミングチャートにおいて、ハイレベルは、IG信号がON状態であることを意味している。ローレベルは、IG信号がOFF状態であることを意味している。DCDCコンバータ１４のタイミングチャートにおいて、ハイレベルは、DCDCコンバータ１４が動作していることを意味している。ローレベルは、DCDCコンバータ１４が停止していることを意味している。スイッチ３４のタイミングチャートにおいて、ハイレベルは、スイッチ３４がON状態であることを意味している。ローレベルは、スイッチ３４がOFF状態であることを意味している。スイッチ３５のタイミングチャートにおいて、ハイレベルは、スイッチ３５がON状態であることを意味している。ローレベルは、スイッチ３５がOFF状態であることを意味している。なお、この段落の記載事項は、図５についても同様にあてはまる。
【００９７】
時刻ｔAにおいて、IG信号出力部３３から、電源起動制御回路３２にIG ON信号が入力されるとする。
【００９８】
すると、時刻ｔBにおいて、電源起動制御回路３２はスイッチ３４をON状態にする。これにより、起動用低電圧電源回路３１と高電圧バッテリ１３とが導通するので、高圧バッテリ１３から起動用低電圧電源回３１に対して電力が供給されて、起動用低電圧電源回路３１が起動する。起動用低電圧電源回路３１が起動すると、電源ECU１６に対して起動用低電圧電源回路３１から電力が供給され、電源ECU１６が起動される。
【００９９】
次に、時刻ｔCにおいて、電源ECU１６は、スイッチ３５をON状態する。スイッチ３５がON状態になると、コンデンサ３６の充電が開始される。
【０１００】
次に、時刻ｔDにおいて、電源ECU１６は、ECU１８が必要とする電力に応じて、複数あるDCDCコンバータ１４の一部、または全部を起動する。また、電源ECU１６は、ECU１８が必要とする電力に応じて、DCDCコンバータ１４を停止することもできる。
【０１０１】
このように、電源ECU１６は、複数あるDCDCコンバータ１４を、ECU１８が必要とする電力に応じて、起動したり停止したりすることができる。このため、本発明の電源制御装置は、電力を効率よく使用することができる。
【０１０２】
なお、高電圧バッテリ１３が完全放電して電動車両が停止し、その後高電圧バッテリ１３が充電された場合には、まず、電源起動制御回路３２がコンデンサ３６から供給される電力により起動され、スイッチ３４がON状態にされる。これにより起動用低電圧電源回路３１が起動され、電源ECU１６が起動される。その後、充電器１１は、高電圧バッテリ１３に充電を開始する。
【０１０３】
換言すると、高電圧バッテリ１３が完全放電後に充電が開始された場合は、電源制御装置は、高電圧バッテリ１３への充電よりも、電源制御に関するブロックへの電力の供給を優先する。電源制御に関するブロックとは例えば、電源ECU１６、起動用低電圧電源回路３１、電源起動制御回路３２等がある。
【０１０４】
図５は、電動車両の停止時における電源制御装置の動作例を説明する図である。
【０１０５】
時刻ｔaにおいて、IG信号出力部３３からIG OFF信号が電源ECU１６に出力されたとする。
【０１０６】
すると、時刻ｔbにおいて、電源ECU１６は、起動中のDCDCコンバータ１４を停止させる。
【０１０７】
次に、時刻ｔcにおいて、電源ECU１６は、スイッチ３５をOFF状態にする。これにより、コンデンサ３６の充電が停止される。
【０１０８】
次に、時刻ｔdにおいて、電源ECU１６は、スイッチ３４をOFF状態にする。これにより、起動用低電圧電源回路３１と高電圧バッテリ１３とが導通しないので、高圧バッテリ１３から起動用低電圧電源回３１に対して電力が供給されず、起動用低電圧電源回路３１が停止する。
【０１０９】
次に、図６、７を参照して、本発明の電源供給装置が奏することが可能な効果について、従来の電源供給装置と比較しつつ、説明する。
【０１１０】
図６は、従来の電源制御装置における電源系統図である。
【０１１１】
図１を参照して上述したように、従来の電源制御装置においては、高電圧バッテリ１３を電源とする第１の電源系統と、低電圧バッテリ１５を電源とする第２の電源系統が必要であった。
【０１１２】
第１の電源系統は、主に、動力用負荷（モータ等）や、低電圧バッテリ１５に対する電源供給用として機能するが、J/B１７の切り替えにより、電源ECU１６やECU１８−１乃至１８−Nに電源を供給するラインとしても機能する。
【０１１３】
第２の電源系統は、J/B１７の切り替えにより、電源ECU１６やECU１８−１乃至１８−Nに電源を供給するラインとして機能する。
【０１１４】
このようにして、従来の電源制御装置においては、高電圧バッテリ１３の電源系統と、低電圧バッテリ１５の電源系統が存在し、それぞれについて電流や電圧、温度等の監視及び制御が必要であった。
【０１１５】
図７は、本発明が適用された電源制御装置における電源系統図である。
【０１１６】
図２を用いて上述したように、本発明が適用された電源制御装置においては、高電圧バッテリ１３から供給される高電圧の電力は、電動車両の主動力として供給される。
【０１１７】
第１の電源系統は、J/B１７の切り替えにより、ECU１８−１乃至１８−Nに電源を供給するラインとして機能する。
【０１１８】
またさらに、第１の電源系統は、起動用低電圧電源回路３１により低電圧に変換され、電源ECU１６に電源を供給するラインとして機能する。
【０１１９】
図６に示された従来の電源制御装置における電源系統図と、図７に示された本発明が適用された電源制御装置における電源系統図を比較すると、次のことが言える。
【０１２０】
従来の電源制御装置は、図６中に太線で示された、第２の電源系統の制御が必要であった。しかしながら、本発明が適用された電源制御装置は、第２の電源系統の制御を必要としない。換言すると、図６中に太線で示された第２の電源系統の制御が、図７中に点線で示された、起動用低電圧電源回路３１の制御だけで可能になる。このため、電源制御装置全体の制御を簡略化することが可能となる。
【０１２１】
本発明が適用された電源制御装置は、低電圧バッテリ１５を必要としない。換言すると、本発明が適用された電源制御装置は、鉛蓄電池を必要としない。よって、電動車両に搭載されたバッテリの正確な残容量を検知することが可能となる。
【０１２２】
また、本発明が適用された電源制御装置は、低電圧バッテリ１５として鉛蓄電池を使用しないため、鉛による環境への悪影響を防止することが可能となる。
【０１２３】
さらに、本発明が適用された電源制御装置は、電源ECU１６に電力を供給するための変換部（例えば、起動用低電圧電源回路３１）と、ECU１８に電力を供給するための変換部（例えば、DCDCコンバータ１４）とを、それぞれが必要とする電力に応じた異なる構成の回路としている。さらに、ECU１８に電力を供給するためのDCDCコンバータ１４を複数設け、必要とされる電力に応じて、DCDCコンバータ１４の動作を制御することで、効率よく高電圧バッテリ１５を使用することが可能となる。
【０１２４】
さらにまた、本発明が適用された電源制御装置は、電動車両停車中にEPSが起動した場合は、電源ECU１６は、CANバス３７を経由して、すべてのDCDCコンバータ１４を起動する。これは、電動車両停車中にステアリングホイールが操作されると、高い電力が必要となるためである。低電圧バッテリ１５がない場合、必要とする電力が大きく変動すると、ECU１８が不安定になり、誤作動する恐れがある。このことから、本発明が適用された電源制御装置においては、電源ECU１６は、必要とする電力の変動を予測する。そしてこの予測に基づいて、電源ECU１６は、複数のDCDCコンバータ１４を制御し、電力に応じた電流を、複数のDCDCコンバータ１４からECU１８へ供給する。これにより、本発明が適用された電源制御装置は、必要とする電力の変動によってECU１８が不安定になることを低減することが可能となる。
【０１２５】
本発明が適用される電源制御装置の実施の形態は、図２の実施の形態に限定されない。
【０１２６】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置や処理部により構成される装置全体を表すものである。
【符号の説明】
【０１２７】
１１  充電器，  １２  BMU，  １３  高電圧バッテリ，  １４  DCDCコンバータ，  １５  低電圧バッテリ，  １６  電源ECU，  １７  J/B，  １８  ECU，  ３１  起動用低電圧電源回路，  ３２  電源起動制御回路，  ３３  IG信号出力部，  ３４，３５  スイッチ，  ３６  コンデンサ，  ３７  CANバス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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