(57)【要約】【課題】同程度の電圧で動作する２つの電源を含む構成にも対応可能な車両用電源装置を提供すること。【解決手段】本発明の実施例に係るマルチポート電源供給ユニット１００は、発電装置２０が接続される入出力ポートＰ１と、蓄電装置２３が接続される入出力ポートＰ２と、一定電圧が出力される入出力ポートＰ３と、発電装置２０が発電中の場合に、発電装置２０から第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２を介して入出力ポートＰ２に電力を供給し、且つ、発電装置２０から第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３を介して入出力ポートＰ３に電力を供給する状態と、発電装置２０が停止中の場合に、蓄電装置２３から入出力ポートＰ１に電力を供給し、且つ、蓄電装置２３から第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３を介して入出力ポートＰ３に電力を供給する状態とを切り換える状態切換部１２とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置が接続される第１入出力ポートと、
蓄電装置が接続される第２入出力ポートと、
一定電圧が出力される第３入出力ポートと、
前記発電装置が発電中の場合に、前記発電装置から第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第２入出力ポートに電力を供給し、且つ、前記発電装置から第２ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第３入出力ポートに電力を供給する状態と、前記発電装置が停止中の場合に、前記蓄電装置から前記第１入出力ポートに電力を供給し、且つ、前記蓄電装置から前記第２ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第３入出力ポートに電力を供給する状態とを切り換える状態切換部と、
を備える車両用電源装置。
【請求項２】
前記状態切換部は、前記発電装置が発電中の場合に、前記発電装置から前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第２入出力ポートに電力を供給し、且つ、前記発電装置から第２ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第３入出力ポートに電力を供給する状態と、前記発電装置が停止中の場合に、前記蓄電装置から前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第１入出力ポートに電力を供給し、且つ、前記蓄電装置から前記第２ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第３入出力ポートに電力を供給する状態とを切り換える、
請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記第２ＤＣ−ＤＣコンバータは、単方向降圧ＤＣ−ＤＣコンバータである、
請求項１又は２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記発電装置の発電電圧は、前記蓄電装置の電圧より高い、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記状態切換部は、前記発電装置が発電中の場合に、前記発電装置から前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第２入出力ポートに電力を供給し、且つ、前記発電装置から第２ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第３入出力ポートに電力を供給する状態と、前記発電装置が停止中の場合に、前記蓄電装置から前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介さずに前記第１入出力ポートに電力を供給し、且つ、前記蓄電装置から前記第２ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第３入出力ポートに電力を供給する状態とを切り換える、
請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項６】
前記第２ＤＣ−ＤＣコンバータは、単方向昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータである、
請求項１又は５に記載の車両用電源装置。
【請求項７】
駆動源によって駆動される発電装置が接続される第１入出力ポートと、
前記発電装置が出力する電圧と同程度の電圧で動作する蓄電装置が接続される第２入出力ポートと、
前記駆動源が動作中の場合に第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第１入出力ポートと前記第２入出力ポートとを接続する状態と、前記駆動源が停止中の場合に前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介さずに前記第１入出力ポートと前記第２入出力ポートとを接続する状態とを切り換える状態切換部と、
を備える車両用電源装置。
【請求項８】
前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータは、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである、
請求項７に記載の車両用電源装置。
【請求項９】
前記状態切換部は、前記発電装置が発電中の場合に、前記発電装置から前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第２入出力ポートに電力を供給する状態と、前記発電装置が停止中の場合に、前記蓄電装置から前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第１入出力ポートに電力を供給する状態とを切り換える、
請求項７又は８に記載の車両用電源装置。
【請求項１０】
前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータは、双方向昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータである、
請求項７乃至９の何れか一項に記載の車両用電源装置。
【請求項１１】
一定電圧が出力される第３入出力ポートを備え、
前記状態切換部は、前記駆動源が動作中の場合に、前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第１入出力ポートと前記第２入出力ポートとを接続し、且つ、第２ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第１入出力ポート又は前記第２入出力ポートと前記第３入出力ポートとを接続する状態と、前記駆動源が停止中の場合に、前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣ−ＤＣコンバータを介さずに前記第２入出力ポートと前記第１入出力ポート及び前記第３入出力ポートとを直接接続する状態とを切り換える、
請求項７に記載の車両用電源装置。
【請求項１２】
前記発電装置の発電電圧が所定電圧以上の場合に、前記発電装置が発電中であると判定する、
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータを含む車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高圧系電源と低圧系電源とを備える車両用二電源システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この車両用二電源システムは、エンジンの回転出力を利用して発電する低圧系電源としての発電機と、低圧系電源よりも高い電圧を供給する高圧系電源としてのバッテリとをＤＣ−ＤＣコンバータを介して接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０７９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の車両用二電源システムは、互いに有意に異なる電圧値で動作する４２Ｖ系の高圧系電源と１４Ｖ系の低圧系電源とを含む構成のみに対応し、同程度の電圧で動作する２つの電源を含む構成には対応できない。
【０００６】
上述の点に鑑み、本発明は、同程度の電圧で動作する２つの電源を含む構成にも対応可能な車両用電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係る車両用電源装置は、発電装置が接続される第１入出力ポートと、蓄電装置が接続される第２入出力ポートと、一定電圧が出力される第３入出力ポートと、前記発電装置が発電中の場合に、前記発電装置から第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第２入出力ポートに電力を供給し、且つ、前記発電装置から第２ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第３入出力ポートに電力を供給する状態と、前記発電装置が停止中の場合に、前記蓄電装置から前記第１入出力ポートに電力を供給し、且つ、前記蓄電装置から前記第２ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記第３入出力ポートに電力を供給する状態とを切り換える状態切換部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
上述の手段により、本発明は、同程度の電圧で動作する２つの電源を含む構成にも対応可能な車両用電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係るマルチポート電源供給ユニットの構成例を示す機能ブロック図である。
【図２】図１のマルチポート電源供給ユニットを含む電源システムの概略回路図である。
【図３】図２におけるＤＣ−ＤＣコンバータの構成例を示す概略回路図である。
【図４】第１状態切換処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例に係るマルチポート電源供給ユニットの別の構成例を示す機能ブロック図である。
【図６】図５のマルチポート電源供給ユニットを含む電源システムの概略回路図である。
【図７】図６におけるＤＣ−ＤＣコンバータの構成例を示す概略回路図である。
【図８】第２状態切換処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施例に係るマルチポート電源供給ユニットのさらに別の構成例を示す機能ブロック図である。
【図１０】図９のマルチポート電源供給ユニットを含む電源システムの概略回路図である。
【図１１】図１０におけるＤＣ−ＤＣコンバータの構成例を示す概略回路図である。
【図１２】第３状態切換処理の流れ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】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【００１１】
図１は、本発明の実施例に係る車両用電源装置としてのマルチポート電源供給ユニット１００の構成例を示す機能ブロック図である。また、図２は、図１のマルチポート電源供給ユニット１００を含む電源システムの構成例を示す概略回路図である。
【００１２】
マルチポート電源供給ユニット１００は、エンジン、電動モータ等を駆動源とする車両に搭載される車載装置である。本実施例では、マルチポート電源供給ユニット１００は、制御装置１、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３、第１スイッチ４、第２スイッチ５、及び第３スイッチ６を主な構成要素として含む。また、マルチポート電源供給ユニット１００は、３つの入出力ポートＰ１、Ｐ２、及びＰ３を有する。本実施例では、入出力ポートＰ１には、発電装置２０及び第１電気負荷２１が接続され、入出力ポートＰ２には、始動装置２２及び蓄電装置２３が接続され、入出力ポートＰ３には、第２電気負荷２４が接続される。
【００１３】
発電装置２０は、エンジン、電動モータ等の駆動源によって駆動される発電装置である。本実施例では、発電装置２０は、エンジンによって駆動されるオルタネータであり、２４Ｖ系の電圧を出力する。また、発電装置２０は、一般的な車載電装品の電圧系である１２Ｖ系以上の他の電圧系の電圧を出力してもよい。なお、第１電気負荷２１を流れる電流は、発電装置２０の出力電圧が高いほど低くなる。そのため、第１電気負荷２１に関連するワイヤハーネスは、発電装置２０の出力電圧が高いほど細いものが使用され得る。
【００１４】
また、発電装置２０は、駆動源が動作中であっても、第１電気負荷２１の動作状態、蓄電装置２３の充電状態（ＳＯＣ）等によっては停止される場合がある。発電が不要となる場合が存在するためである。なお、発電装置２０は、駆動源が停止中であれば停止される。
【００１５】
第１電気負荷２１は、発電装置２０の出力電圧で動作可能な電気負荷であり、例えば、１２Ｖ系の電圧で動作させるには消費電流が大きくなりすぎてしまう電気負荷を含む。本実施例では、第１電気負荷２１は、２４Ｖ系の電圧で動作可能な電気負荷であり、例えば、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）を含む。
【００１６】
始動装置２２は、車両の駆動源を始動させる装置である。本実施例では、始動装置２２は、エンジンを始動させるためのスタータモータである。
【００１７】
蓄電装置２３は、充放電が可能な車載装置である。本実施例では、蓄電装置２３は、発電装置２０が発電した電力を充電可能で、且つ、第１電気負荷２１、始動装置２２、及び第２電気負荷２４に電力を供給可能な１２Ｖ系の補器用バッテリである。
【００１８】
第２電気負荷２４は、一定電圧で動作する電気負荷である。本実施例では、第２電気負荷２４は、１２Ｖの電圧で動作する電気負荷であり、電圧変動の影響を受け易い照明系、表示系の電気負荷を含む。
【００１９】
制御装置１は、マルチポート電源供給ユニット１００の動作を制御する装置である。本実施例では、制御装置１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタフェース等を備えたコンピュータである。そして、制御装置１は、発電状態判定部１０、駆動源状態判定部１１、状態切換部１２等の各種機能要素に対応するプログラムをＲＯＭ又はＲＡＭから読み出して、各種機能要素に対応する処理をＣＰＵに実行させる。具体的には、制御装置１は、電圧センサ７、始動スイッチ８等の出力を受けて、各種機能要素に対応する演算を実行し、その演算結果に基づいて第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３、第１スイッチ４、第２スイッチ５、第３スイッチ６等を制御する。
【００２０】
第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、入力電力から所望の出力電力を生成する装置である。本実施例では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、入出力ポートＰ１と入出力ポートＰ２とを接続する電力線上に配置される。また、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、入出力ポートＰ１の入力電圧から入出力ポートＰ２の出力電圧を生成する場合に降圧装置として機能し、入出力ポートＰ２の入力電圧から入出力ポートＰ１の出力電圧を生成する場合に昇圧装置として機能する双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。具体的には、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、入出力ポートＰ１の入力電圧である発電装置２０における２４Ｖ系の出力電圧を１２Ｖ系の電圧に降圧して入出力ポートＰ２の出力電圧とする。また、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、入出力ポートＰ２の入力電圧である蓄電装置２３における１２Ｖ系の電圧を２４Ｖに昇圧して入出力ポートＰ１の出力電圧とする。なお、図２の右下向きの双方向矢印は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２における上述の特性を表す。
【００２１】
また、発電装置２０の出力電圧が１２Ｖ系の電圧の場合には、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２として双方向昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータが採用される。すなわち、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、入出力ポートＰ１の入力電圧から入出力ポートＰ２の出力電圧を生成する場合に昇降圧装置として機能し、入出力ポートＰ２の入力電圧から入出力ポートＰ１の出力電圧を生成する場合にも昇降圧装置として機能する。
【００２２】
第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、入力電力から所望の出力電力を生成する装置である。本実施例では、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、入出力ポートＰ１と入出力ポートＰ３とを接続する電力線上に配置される。また、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、入出力ポートＰ１の入力電圧から入出力ポートＰ３の出力電圧を生成する場合に降圧装置として機能する単方向降圧ＤＣ−ＤＣコンバータである。具体的には、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、入出力ポートＰ１の入力電圧である発電装置２０における２４Ｖ系の出力電圧を１２Ｖの一定電圧に降圧して入出力ポートＰ３の出力電圧とする。なお、図２の右下向きの単方向矢印は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３における上述の特性を表す。また、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、単方向昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータであってもよい。１２Ｖ系の電圧を１２Ｖの一定電圧に昇圧或いは降圧して出力できるようにするためである。
【００２３】
図３は、図２における第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３の構成例を示す概略回路図である。なお、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、同じ構成要素で構成され得るため、以下では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２を代表として説明する。
【００２４】
図３に示すように、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、チョッパ型のＤＣ−ＤＣコンバータであり、ダイオード及びＭＯＳＦＥＴを含むスイッチング素子３０−１、３０−２とコイル３１とで構成される。スイッチング素子３０−１のドレイン端子は、入出力ポートＰ１側の接点Ｃ１に接続され、スイッチング素子３０−２のソース端子は、接地点に接続される。また、コイル３１の一端は、スイッチング素子３０−１のソース端子及びスイッチング素子３０−２のドレイン端子に接続され、コイル３１の他端は、入出力ポートＰ２側の接点Ｃ２に接続される。
【００２５】
第１スイッチ４、第２スイッチ５、及び第３スイッチ６は、電気回路の導通／遮断を切り換える装置である。本実施例では、第１スイッチ４、第２スイッチ５、及び第３スイッチ６は、導通状態と遮断状態とを切換可能な有接点リレー又は無接点リレーで構成される。
【００２６】
第１スイッチ４は、入出力ポートＰ１と第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３とを接続する電力線上に配置される。第２スイッチ５は、第１スイッチ４及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３を接続する電力線と入出力ポートＰ２とを接続する電力線上に配置される。第３スイッチ６は、入出力ポートＰ２と入出力ポートＰ３とを接続する電力線上に配置される。
【００２７】
電圧センサ７は、マルチポート電源供給ユニット１００の動作に必要な電圧を検出する装置である。本実施例では、電圧センサ７は、入出力ポートＰ１の電圧を検出するために取り付けられ、入出力ポートＰ１の電圧を所定周期で繰り返し検出し、検出した電圧値を制御装置１に対して出力する。
【００２８】
始動スイッチ８は、駆動源の始動を開始させるためのスイッチである。本実施例では、始動スイッチ８は、エンジンを始動或いは停止させるためのイグニッションスイッチである。始動スイッチ８は、操作者がイグニッションスイッチをオンした場合にオン信号を制御装置１に対して出力し、操作者がイグニッションスイッチをオフした場合にオフ信号を制御装置１に対して出力する。また、始動スイッチ８は、アイドリングストップ機能等によりイグニッションスイッチが自動的にオン或いはオフされた場合にも、対応するオン信号又はオフ信号を制御装置１に対して出力する。
【００２９】
発電状態判定部１０は、発電装置２０による発電の状態を判定するための機能要素である。本実施例では、発電状態判定部１０は、電圧センサ７が出力する入出力ポートＰ１の電圧値を取得し、取得した電圧値に基づいて発電装置２０が発電中である否かを判定する。具体的には、発電状態判定部１０は、取得した電圧値が所定値以上であれば発電装置２０が発電中であると判定し、取得した電圧値が所定値未満であれば発電装置２０が停止中であると判定する。
【００３０】
なお、発電状態判定部１０は、発電装置２０が出力する信号を受信して発電装置２０が発電中であるか否かを判定してもよく、発電装置２０に対して発電の開始を指示する他の装置から信号を受信して発電装置２０が発電中であるか否かを判定してもよい。
【００３１】
駆動源状態判定部１１は、駆動源の状態を判定するための機能要素である。本実施例では、駆動源状態判定部１１は、始動スイッチ８が出力する信号を取得し、取得した信号に基づいてエンジンが動作中であるか否かを判定する。具体的には、駆動源状態判定部１１は、オン信号を取得した後オフ信号を取得するまではエンジンが動作中であると判定し、オフ信号を取得した後オン信号を取得するまではエンジンが停止中であると判定する。
【００３２】
なお、駆動源状態判定部１１は、始動スイッチ８以外の他の装置が出力する信号に基づいてエンジンが動作中であるか否かを判定してもよい。
【００３３】
状態切換部１２は、マルチポート電源供給ユニット１００の動作状態を切り換える機能要素である。本実施例では、状態切換部１２は、発電状態判定部１０の判定結果、及び、駆動源状態判定部１１の判定結果の少なくとも一方に基づいてマルチポート電源供給ユニット１００の動作状態を切り換える。
【００３４】
具体的には、状態切換部１２は、エンジンが動作中であり且つ発電装置２０が発電中であると判断した場合、マルチポート電源供給ユニット１００の動作状態を発電電力利用状態に切り換える。なお、発電電力利用状態は、発電装置２０から入出力ポートＰ１及び第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２を介して入出力ポートＰ２に電力を供給し、且つ、発電装置２０から入出力ポートＰ２及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３を介して入出力ポートＰ３に電力を供給する状態である。
【００３５】
この場合、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３を稼働状態にし、第１スイッチ４を導通状態にし、第２スイッチ５及び第３スイッチ６を遮断状態にする。また、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、発電装置２０が出力する２４Ｖ系の電圧を降圧して所定の範囲を有する１２Ｖ系の電圧（例えば１２Ｖ〜１６Ｖである。）を生成し、生成した１２Ｖ系の電圧を蓄電装置２３に供給する。蓄電装置２３の温度、ＳＯＣ等に応じた最適な充電電圧で蓄電装置２３を充電できるようにするためである。以下では、この第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２の動作を「第１発電電圧降圧動作」と称する。また、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、発電装置２０が出力する２４Ｖ系の電圧を降圧して１２Ｖの一定電圧を生成し、生成した１２Ｖの一定電圧を第２電気負荷２４に供給する。以下では、この第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作を「第２発電電圧降圧動作」と称する。
【００３６】
また、状態切換部１２は、エンジンが動作中であり且つ発電装置２０が停止中であると判断した場合、マルチポート電源供給ユニット１００の動作状態を動作時蓄電電力利用状態に切り換える。なお、動作時蓄電電力利用状態は、蓄電装置２３から入出力ポートＰ２及び第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２を介して入出力ポートＰ１に電力を供給し、且つ、蓄電装置２３から入出力ポートＰ２及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３を介して入出力ポートＰ３に電力を供給する状態である。
【００３７】
この場合、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３を稼働状態にし、第２スイッチ５を導通状態にし、第１スイッチ４及び第３スイッチ６を遮断状態にする。また、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、蓄電装置２３が出力する１２Ｖ系の電圧を昇圧して２４Ｖの電圧を生成し、生成した２４Ｖの電圧を第１電気負荷２１に供給する。以下では、この第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２の動作を「蓄電電圧昇圧動作」と称する。また、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、蓄電装置２３が出力する１２Ｖ系の電圧を降圧して１２Ｖの一定電圧を生成し、生成した１２Ｖの一定電圧を第２電気負荷２４に供給する。以下では、この第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３の動作を「蓄電電圧降圧動作」と称する。なお、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、蓄電装置２３が出力する１２Ｖ系の電圧を昇圧或いは降圧して１２Ｖの一定電圧を生成し、生成した１２Ｖの一定電圧を第２電気負荷２４に供給してもよい。この場合、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３には、単方向昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータが採用される。
【００３８】
また、状態切換部１２は、エンジンが停止中と判断した場合に、マルチポート電源供給ユニット１００の動作状態を停止時蓄電電力利用状態に切り換える。なお、停止時蓄電電力利用状態は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３を介さずに入出力ポートＰ２と入出力ポートＰ１及び入出力ポートＰ３とを直接接続する状態である。
【００３９】
この場合、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３を停止状態（オフ）にし、第１スイッチ４、第２スイッチ５、及び第３スイッチ６を導通状態にする。そして、蓄電装置２３は、１２Ｖ系の電圧を第１電気負荷２１及び第２電気負荷２４に供給する。
【００４０】
ここで、図４を参照しながら、状態切換部１２がマルチポート電源供給ユニット１００の動作状態を切り換える処理（以下、「第１状態切換処理」とする。）について説明する。なお、図４は、第１状態切換処理の流れを示すフローチャートである。制御装置１は、所定周期で繰り返しこの第１状態切換処理を実行する。
【００４１】
最初に、制御装置１の駆動源状態判定部１１は、始動スイッチ８の出力に基づいてエンジンが動作中であるか否かを判定する（ステップＳ１）。
【００４２】
エンジンが動作中であると判定した場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、制御装置１は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３を起動する。そして、制御装置１の発電状態判定部１０は、発電装置２０が発電中であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００４３】
具体的には、発電状態判定部１０は、電圧センサ７が出力する入出力ポートＰ１における電圧値が所定値以上の場合に発電装置２０が発電中であると判定する。
【００４４】
発電装置２０が発電中であると判定した場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、制御装置１の状態切換部１２は、マルチポート電源供給ユニット１００の動作状態を発電電力利用状態に切り換える。
【００４５】
具体的には、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２に第１発電電圧降圧動作を実行させ、且つ、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３に第２発電電圧降圧動作を実行させる。また、状態切換部１２は、第２スイッチ５を導通状態にし、第１スイッチ４及び第３スイッチ６を遮断状態にする。
【００４６】
これにより、マルチポート電源供給ユニット１００は、第１電気負荷２１及び第２電気負荷２４に悪影響を与えることなく、発電装置２０の２４Ｖ系の出力電圧を第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２で降圧して生成される最適な充電電圧（例えば１２Ｖ〜１６Ｖである。）で蓄電装置２３を充電できる。その結果、蓄電装置２３の長寿命化を図ることができる。
【００４７】
また、発電装置２０が停止中であると判定した場合（ステップＳ２のＮＯ）、制御装置１の状態切換部１２は、マルチポート電源供給ユニット１００の動作状態を動作時蓄電電力利用状態に切り換える。
【００４８】
具体的には、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２に蓄電電圧昇圧動作を実行させ、且つ、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３に蓄電電圧降圧動作を実行させる。また、状態切換部１２は、第２スイッチ５を導通状態にし、第１スイッチ４及び第３スイッチ６を遮断状態にする。
【００４９】
これにより、マルチポート電源供給ユニット１００は、入出力ポートＰ１と第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３とを切り離し、且つ、入出力ポートＰ２と第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３とを接続する。その結果、マルチポート電源供給ユニット１００は、蓄電装置２３の１２Ｖ系の電圧を第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２で昇圧して生成される２４Ｖ系の電圧を第１電気負荷２１に供給し、且つ、蓄電装置２３の１２Ｖ系の電圧を第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３で降圧して生成される１２Ｖの一定電圧を第２電気負荷２４に供給できる。また、マルチポート電源供給ユニット１００は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３の双方を介して入出力ポートＰ２と入出力ポートＰ３とを接続するという無駄なループを排除できる。すなわち、蓄電装置２３における１２Ｖ系の電圧を第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２で２４Ｖに昇圧し、さらに、その昇圧した２４Ｖの電圧を第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３で１２Ｖに降圧するという無駄な電圧変換を排除できる。
【００５０】
また、エンジンが停止中であると判定した場合（ステップＳ１のＮＯ）、制御装置１の状態切換部１２は、マルチポート電源供給ユニット１００の動作状態を停止時蓄電電力利用状態に切り換える。
【００５１】
具体的には、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３を停止状態（オフ）にし、第１スイッチ４、第２スイッチ５、及び第３スイッチ６を導通状態にする。
【００５２】
これにより、マルチポート電源供給ユニット１００は、エンジンが停止した場合であっても、蓄電装置２３の電力を第１電気負荷２１及び第２電気負荷２４に供給できる。
【００５３】
以上の構成により、マルチポート電源供給ユニット１００は、１２Ｖ系の電圧以上の電圧を出力する発電装置２０と１２Ｖ系の電圧で動作する蓄電装置２３とを切換可能に各種電気負荷に接続して各種電気負荷に安定的に電力を供給できる。
【００５４】
また、マルチポート電源供給ユニット１００は、大電流が流れるオルタネータを高電圧化して発電装置２０として入出力ポートＰ１に接続させるようにする。同様に、マルチポート電源供給ユニット１００は、大電流が流れるＥＰＳ等を高電圧化して第１電気負荷２１として入出力ポートＰ１に接続させるようにする。その結果、マルチポート電源供給ユニット１００は、発電装置２０及び第１電気負荷２１を流れる電流を低減させ、それらを繋ぐワイヤハーネスを細線化できる。
【００５５】
また、マルチポート電源供給ユニット１００は、一定電圧の供給を必要とするランプ類等の電気負荷を第２電気負荷２４として入出力ポートＰ３に接続できるようにする。その結果、例えばランプ類の明滅を低減させることができる。
【００５６】
次に、図５〜８を参照しながら、本発明の別の実施例に係るマルチポート電源供給ユニット１００Ａについて説明する。図５は、マルチポート電源供給ユニット１００Ａの構成例を示す機能ブロック図である。また、図６は、図５のマルチポート電源供給ユニット１００Ａを含む電源システムの構成例を示す概略回路図である。
【００５７】
マルチポート電源供給ユニット１００Ａは、エンジン、電動モータ等を駆動源とする車両に搭載される車載装置である。本実施例では、マルチポート電源供給ユニット１００Ａは、制御装置１、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａ、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａ、第１スイッチ４Ａ、及び第２スイッチ５Ａを主な構成要素として含む。また、マルチポート電源供給ユニット１００Ａは、３つの入出力ポートＰ１、Ｐ２、及びＰ３を有する。本実施例では、入出力ポートＰ１には、発電装置２０Ａ、第１電気負荷２１Ａ、及び第３電気負荷２５Ａが接続され、入出力ポートＰ２には、始動装置２２及び蓄電装置２３が接続され、入出力ポートＰ３には、第２電気負荷２４が接続される。
【００５８】
制御装置１、電圧センサ７、始動スイッチ８、始動装置２２、蓄電装置２３、及び第２電気負荷２４の構成は、マルチポート電源供給ユニット１００における構成と同じである。そのため、その説明を省略する。
【００５９】
発電装置２０Ａは、エンジン、電動モータ等の駆動源によって駆動される発電装置である。本実施例では、発電装置２０Ａは、エンジンによって駆動されるオルタネータであり、１２Ｖ系の電圧を出力する。
【００６０】
また、発電装置２０Ａは、駆動源が動作中であっても、第１電気負荷２１Ａの動作状態、第３電気負荷２５Ａの動作状態、蓄電装置２３の充電状態（ＳＯＣ）等によっては停止される場合がある。発電が不要となる場合が存在するためである。なお、発電装置２０Ａは、駆動源が停止中であれば停止される。
【００６１】
第１電気負荷２１Ａは、発電装置２０Ａの出力電圧で動作可能な電気負荷である。本実施例では、第１電気負荷２１Ａは、１２Ｖで動作可能な電気負荷であり、例えば、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）を含む。
【００６２】
第３電気負荷２５Ａは、第１電気負荷２１Ａと同様、発電装置２０Ａの出力電圧で動作可能な電気負荷である。本実施例では、第３電気負荷２５Ａは、１２Ｖで動作可能な電気負荷であり、例えば、多少の電圧変動を許容できる電気負荷、又は、始動装置２２の起動時における蓄電装置２３の電圧の落ち込みを許容できる電気負荷を含む。
【００６３】
第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａは、入力電力から所望の出力電力を生成する装置である。本実施例では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａは、入出力ポートＰ１と入出力ポートＰ２とを接続する電力線上に配置される。そして、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａは、入出力ポートＰ１の入力電圧から入出力ポートＰ２の出力電圧を生成する場合に昇降圧装置として機能する単方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。具体的には、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａは、入出力ポートＰ１の入力電圧である発電装置２０における１２Ｖ系の出力電圧を、所定の範囲を有する１２Ｖ系の電圧（例えば１２Ｖ〜１６Ｖである。）に昇圧或いは降圧して入出力ポートＰ２の出力電圧とする。なお、図６の右上向きの単方向矢印及び右下向きの単方向矢印は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａにおける上述の特性を表す。
【００６４】
第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａは、入力電力から所望の出力電力を生成する装置である。本実施例では、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａは、入出力ポートＰ１と入出力ポートＰ３とを接続する電力線上に配置される。また、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａは、入出力ポートＰ１の入力電圧から入出力ポートＰ３の出力電圧を生成する場合に昇降圧装置として機能する単方向昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータである。具体的には、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａは、入出力ポートＰ１の入力電圧である発電装置２０Ａにおける１２Ｖ系の出力電圧を１２Ｖの一定電圧に昇圧或いは降圧して入出力ポートＰ３の出力電圧とする。なお、図６の右上向きの単方向矢印及び右下向きの単方向矢印は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａにおける上述の特性を表す。
【００６５】
図７は、図６における第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａ及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａの構成例を示す概略回路図である。なお、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａ及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａは、同じ構成要素で構成され得るため、以下では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａを代表として説明する。
【００６６】
図７に示すように、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａは、チョッパ型のＤＣ−ＤＣコンバータであり、ダイオード及びＭＯＳＦＥＴを含むスイッチング素子３０Ａとコイル３１Ａとダイオード３２Ａとで構成される。スイッチング素子３０Ａのドレイン端子は、入出力ポートＰ１側の接点Ｃ１Ａに接続され、スイッチング素子３０Ａのソース端子は、コイル３１Ａを介して接地点に接続される。また、ダイオード３２Ａのカソード端子は、スイッチング素子３０Ａのソース端子とコイル３１Ａとの間に接続され、ダイオード３２Ａのアノード端子は、入出力ポートＰ２側の接点Ｃ２Ａに接続される。
【００６７】
第１スイッチ４Ａ及び第２スイッチ５Ａは、電気回路の導通／遮断を切り換える装置である。本実施例では、第１スイッチ４Ａ及び第２スイッチ５Ａは、導通状態と遮断状態とを切換可能な有接点リレー又は無接点リレーで構成される。
【００６８】
第１スイッチ４Ａは、入出力ポートＰ１と入出力ポートＰ２とを接続する電力線上に配置される。第２スイッチ５Ａは、入出力ポートＰ２と入出力ポートＰ３とを接続する電力線上に配置される。
【００６９】
本実施例では、制御装置１の状態切換部１２は、発電状態判定部１０の判定結果、及び、駆動源状態判定部１１の判定結果の少なくとも一方に基づいてマルチポート電源供給ユニット１００Ａの動作状態を切り換える。
【００７０】
具体的には、状態切換部１２は、エンジンが動作中であり且つ発電装置２０Ａが発電中であると判断した場合、マルチポート電源供給ユニット１００Ａの動作状態を発電電力利用状態に切り換える。なお、発電電力利用状態は、発電装置２０Ａから入出力ポートＰ１及び第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａを介して入出力ポートＰ２に電力を供給し、且つ、発電装置２０Ａから入出力ポートＰ１及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａを介して入出力ポートＰ３に電力を供給する状態である。
【００７１】
この場合、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａ及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａを稼働状態にし、第１スイッチ４Ａ及び第２スイッチ５Ａを遮断状態にする。また、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａは、発電装置２０Ａが出力する１２Ｖ系の電圧を昇圧或いは降圧して所定の範囲を有する１２Ｖ系の電圧（例えば１２Ｖ〜１６Ｖである。）を生成し、生成した１２Ｖ系の電圧を蓄電装置２３に供給する。蓄電装置２３の温度、ＳＯＣ等に応じた最適な充電電圧で蓄電装置２３を充電できるようにするためである。以下では、この第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａの動作を「第１発電電圧昇降圧動作」と称する。また、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａは、発電装置２０Ａが出力する１２Ｖ系の電圧を昇圧或いは降圧して１２Ｖの一定電圧を生成し、生成した１２Ｖの一定電圧を第２電気負荷２４に供給する。以下では、この第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａの動作を「第２発電電圧昇降圧動作」と称する。
【００７２】
また、状態切換部１２は、エンジンが動作中であり且つ発電装置２０Ａが停止中であると判断した場合、マルチポート電源供給ユニット１００Ａの動作状態を動作時蓄電電力利用状態に切り換える。なお、動作時蓄電電力利用状態は、蓄電装置２３から入出力ポートＰ２及び第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａを介して入出力ポートＰ１に電力を供給し、且つ、蓄電装置２３から入出力ポートＰ２及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａを介して入出力ポートＰ３に電力を供給する状態である。
【００７３】
この場合、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａ及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａを稼働状態にし、第１スイッチ４Ａを導通状態にし、第２スイッチ５Ａを遮断状態にする。また、蓄電装置２３は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａを介さずに、１２Ｖ系の電圧を第１電気負荷２１Ａ及び第３電気負荷２５Ａに供給する。また、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａは、蓄電装置２３が出力する１２Ｖ系の電圧を昇圧或いは降圧して１２Ｖの一定電圧を生成し、生成した１２Ｖの一定電圧を第２電気負荷２４に供給する。以下では、この第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａの動作を「蓄電電圧昇降圧動作」と称する。
【００７４】
また、状態切換部１２は、エンジンが停止中と判断した場合に、マルチポート電源供給ユニット１００Ａの動作状態を停止時蓄電電力利用状態に切り換える。なお、停止時蓄電電力利用状態は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａ及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａを介さずに入出力ポートＰ２と入出力ポートＰ１及び入出力ポートＰ３とを直接接続する状態である。
【００７５】
この場合、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａ及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａを停止状態（オフ）にし、第１スイッチ４Ａ及び第２スイッチ５Ａを導通状態にする。また、蓄電装置２３は、１２Ｖ系の電圧を第１電気負荷２１Ａ、第２電気負荷２４、及び第３電気負荷２５Ａに供給する。
【００７６】
ここで、図８を参照しながら、状態切換部１２がマルチポート電源供給ユニット１００Ａの動作状態を切り換える処理（以下、「第２状態切換処理」とする。）について説明する。なお、図８は、第２状態切換処理の流れを示すフローチャートである。制御装置１は、所定周期で繰り返しこの第２状態切換処理を実行する。
【００７７】
最初に、制御装置１の駆動源状態判定部１１は、始動スイッチ８の出力に基づいてエンジンが動作中であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００７８】
エンジンが動作中であると判定した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、制御装置１は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａ及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａを起動する。そして、制御装置１の発電状態判定部１０は、発電装置２０Ａが発電中であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００７９】
具体的には、発電状態判定部１０は、電圧センサ７が出力する入出力ポートＰ１における電圧値が所定値以上の場合に発電装置２０Ａが発電中であると判定する。
【００８０】
発電装置２０Ａが発電中であると判定した場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、制御装置１の状態切換部１２は、マルチポート電源供給ユニット１００Ａの動作状態を発電電力利用状態に切り換える。
【００８１】
具体的には、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａに第１発電電圧昇降圧動作を実行させ、且つ、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａに第２発電電圧昇降圧動作を実行させる。また、状態切換部１２は、第１スイッチ４Ａ及び第２スイッチ５Ａを遮断状態にする。
【００８２】
これにより、マルチポート電源供給ユニット１００Ａは、第１電気負荷２１Ａ、第２電気負荷２４、及び第３電気負荷２５Ａに悪影響を与えることなく、発電装置２０Ａの１２Ｖ系の出力電圧を第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａで昇圧或いは降圧して生成される最適な充電電圧（例えば１２Ｖ〜１６Ｖである。）で蓄電装置２３を充電できる。その結果、蓄電装置２３の長寿命化を図ることができる。
【００８３】
また、発電装置２０Ａが停止中であると判定した場合（ステップＳ１２のＮＯ）、制御装置１の状態切換部１２は、マルチポート電源供給ユニット１００Ａの動作状態を動作時蓄電電力利用状態に切り換える。
【００８４】
具体的には、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａを停止状態（オフ）にし、且つ、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａに蓄電電圧昇降圧動作を実行させる。また、状態切換部１２は、第１スイッチ４Ａを導通状態にし、第２スイッチ５Ａを遮断状態にする。
【００８５】
これにより、マルチポート電源供給ユニット１００Ａは、入出力ポートＰ１と入出力ポートＰ２とを直接接続する。その結果、マルチポート電源供給ユニット１００Ａは、蓄電装置２３の１２Ｖ系の電圧を第１電気負荷２１Ａ及び第２電気負荷２５Ａに供給し、且つ、蓄電装置２３の１２Ｖ系の電圧を第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａで昇圧或いは降圧して生成される１２Ｖの一定電圧を第２電気負荷２４に供給できる。また、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａは、動作時蓄電電力利用状態では停止状態となるため、発電電力利用状態で第１発電電圧昇降圧動作を実行可能であればよく、小型化、簡略化等の最適化が行われ得る。また、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａは、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａを介さずに入出力ポートＰ２に直接接続されるので、１２Ｖ系の電圧を昇圧或いは降圧できる構成であればよく、小型化、簡略化等の最適化が行われ得る。
【００８６】
また、エンジンが停止中であると判定した場合（ステップＳ１１のＮＯ）、制御装置１の状態切換部１２は、マルチポート電源供給ユニット１００Ａの動作状態を停止時蓄電電力利用状態に切り換える。
【００８７】
具体的には、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ａ及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａを停止状態（オフ）にし、第１スイッチ４Ａ及び第２スイッチ５Ａを導通状態にする。
【００８８】
これにより、マルチポート電源供給ユニット１００Ａは、エンジンが停止した場合であっても、蓄電装置２３の電力を第１電気負荷２１Ａ、第２電気負荷２４、及び第３電気負荷２５Ａに供給できる。
【００８９】
以上の構成により、マルチポート電源供給ユニット１００Ａは、１２Ｖ系の電圧を出力する発電装置２０Ａと１２Ｖ系の電圧で動作する蓄電装置２３とを切換可能に各種電気負荷に接続して各種電気負荷に安定的に電力を供給できる。
【００９０】
また、マルチポート電源供給ユニット１００Ａは、電圧変動を許容できる電気負荷と、一定電圧の供給を必要とする電気負荷とを別々に制御できる。すなわち、マルチポート電源供給ユニット１００Ａは、電圧変動を許容できる第３電気負荷２５Ａを入出力ポートＰ１に接続させ、一定電圧が必要な第２電気負荷を入出力ポートＰ３に接続させるようにする。この場合、マルチポート電源供給ユニット１００Ａは、例えば、電圧変動を許容できるものの大電流を消費する電気負荷を第３電気負荷２５Ａとして入出力ポートＰ１に接続させ、大電流を消費しない電気負荷のみを第２電気負荷２４として入出力ポートＰ３に接続させることができる。その結果、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａは、大電流を消費しない電気負荷のみで構成される第２電気負荷２４に１２Ｖの一定電圧を供給できればよく、小型化、簡略化等の最適化が行われ得る。
【００９１】
また、マルチポート電源供給ユニット１００Ａは、一定電圧の供給を必要とするランプ類等の電気負荷を第２電気負荷２４として入出力ポートＰ３に接続できるようにする。その結果、例えばランプ類の明滅を低減させることができる。
【００９２】
次に、図９〜１２を参照しながら、本発明のさらに別の実施例に係るマルチポート電源供給ユニット１００Ｂについて説明する。図９は、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂの構成例を示す機能ブロック図である。また、図１０は、図９のマルチポート電源供給ユニット１００Ｂを含む電源システムの構成例を示す概略回路図である。
【００９３】
マルチポート電源供給ユニット１００Ｂは、エンジン、電動モータ等を駆動源とする車両に搭載される車載装置である。本実施例では、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂは、制御装置１、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂ、及び第１スイッチ４Ｂを主な構成要素として含む。また、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂは、２つの入出力ポートＰ１及びＰ２を有する。本実施例では、入出力ポートＰ１には、発電装置２０Ｂ、第１電気負荷２１Ｂが接続され、入出力ポートＰ２には、始動装置２２及び蓄電装置２３が接続される。
【００９４】
制御装置１、電圧センサ７、始動スイッチ８、始動装置２２、及び蓄電装置２３の構成は、マルチポート電源供給ユニット１００における構成と同じである。そのため、その説明を省略する。
【００９５】
発電装置２０Ｂは、エンジン、電動モータ等の駆動源によって駆動される発電装置である。本実施例では、発電装置２０Ｂは、エンジンによって駆動されるオルタネータであり、１２Ｖ系の電圧を出力する。
【００９６】
また、発電装置２０Ｂは、駆動源が動作中であっても、第１電気負荷２１Ｂの動作状態、蓄電装置２３の充電状態（ＳＯＣ）等によっては停止される場合がある。発電が不要となる場合が存在するためである。なお、発電装置２０Ｂは、駆動源が停止中であれば停止される。
【００９７】
第１電気負荷２１Ｂは、発電装置２０Ｂの出力電圧で動作可能な電気負荷である。本実施例では、第１電気負荷２１Ｂは、１２Ｖで動作可能な電気負荷であり、例えば、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）を含む。
【００９８】
第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂは、入力電力から所望の出力電力を生成する装置である。本実施例では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂは、入出力ポートＰ１と入出力ポートＰ２とを接続する電力線上に配置される。また、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂは、入出力ポートＰ１の入力電圧から入出力ポートＰ２の出力電圧を生成する場合に昇降圧装置として機能し、入出力ポートＰ２の入力電圧から入出力ポートＰ１の出力電圧を生成する場合にも昇降圧装置として機能する双方向昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータである。具体的には、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂは、入出力ポートＰ１の入力電圧である発電装置２０Ｂにおける１２Ｖ系の電圧を所定の範囲を有する１２Ｖ系の電圧（例えば１２Ｖ〜１６Ｖである。）に昇圧或いは降圧して入出力ポートＰ２の出力電圧とする。また、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂは、入出力ポートＰ２の入力電圧である蓄電装置２３における１２Ｖ系の電圧を１２Ｖに昇圧或いは降圧して入出力ポートＰ１の出力電圧とする。なお、図１０の右上向きの双方向矢印及び右下向きの双方向矢印は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂにおける上述の特性を表す。
【００９９】
図１１は、図１０における第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂの構成例を示す概略回路図である。図１１に示すように、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂは、チョッパ型のＤＣ−ＤＣコンバータであり、ダイオード及びＭＯＳＦＥＴを含むスイッチング素子３０−１Ｂ〜３０−４Ｂとコイル３１Ｂとで構成される。スイッチング素子３０−１Ｂのドレイン端子は、入出力ポートＰ１側の接点Ｃ１Ｂに接続され、スイッチング素子３０−２Ｂのソース端子は、接地点に接続される。また、スイッチング素子３０−３Ｂのソース端子は、接地点に接続され、スイッチング素子３０−４Ｂのドレイン端子は、入出力ポートＰ２側の接点Ｃ２Ｂに接続される。また、コイル３１Ｂの一端は、スイッチング素子３０−１Ｂのソース端子及びスイッチング素子３０−２Ｂのドレイン端子に接続され、コイル３１Ｂの他端は、スイッチング素子３０−３Ｂのドレイン端子及びスイッチング素子３０−４Ｂのソース端子に接続される。
【０１００】
第１スイッチ４Ｂは、電気回路の導通／遮断を切り換える装置である。本実施例では、第１スイッチ４Ｂは、導通状態と遮断状態とを切換可能な有接点リレー又は無接点リレーで構成される。
【０１０１】
第１スイッチ４Ｂは、入出力ポートＰ１と入出力ポートＰ２とを接続する電力線上に、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂをバイパス可能に配置される。
【０１０２】
本実施例では、制御装置１の状態切換部１２は、発電状態判定部１０の判定結果、及び、駆動源状態判定部１１の判定結果の少なくとも一方に基づいてマルチポート電源供給ユニット１００Ｂの動作状態を切り換える。
【０１０３】
具体的には、状態切換部１２は、エンジンが動作中であり且つ発電装置２０Ｂが発電中であると判断した場合、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂの動作状態を発電電力利用状態に切り換える。なお、発電電力利用状態は、発電装置２０Ｂから入出力ポートＰ１及び第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂを介して入出力ポートＰ２に電力を供給する状態である。
【０１０４】
この場合、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂを稼働状態にし、第１スイッチ４Ｂを遮断状態にする。また、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂは、発電装置２０Ｂが出力する１２Ｖ系の電圧を昇圧或いは降圧して所定の範囲を有する１２Ｖ系の電圧（例えば１２Ｖ〜１６Ｖである。）を生成し、生成した１２Ｖ系の電圧を蓄電装置２３に供給する。蓄電装置２３の温度、ＳＯＣ等に応じた最適な充電電圧で蓄電装置２３を充電できるようにするためである。以下では、この第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂの動作を「発電電圧昇降圧動作」と称する。
【０１０５】
また、状態切換部１２は、エンジンが動作中であり且つ発電装置２０Ｂが停止中であると判断した場合、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂの動作状態を動作時蓄電電力利用状態に切り換える。なお、動作時蓄電電力利用状態は、蓄電装置２３から入出力ポートＰ２及び第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂを介して入出力ポートＰ１に電力を供給する状態である。
【０１０６】
この場合、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂを稼働状態にし、第１スイッチ４Ｂを遮断状態にする。また、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂは、蓄電装置２３が出力する１２Ｖ系の電圧を昇圧或いは降圧して１２Ｖの電圧を生成し、生成した１２Ｖの電圧を第１電気負荷２１Ｂに供給する。以下では、この第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂの動作を「蓄電電圧昇降圧動作」と称する。
【０１０７】
また、状態切換部１２は、エンジンが停止中と判断した場合に、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂの動作状態を停止時蓄電電力利用状態に切り換える。なお、停止時蓄電電力利用状態は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂを介さずに入出力ポートＰ１と入出力ポートＰ２とを直接接続する状態である。
【０１０８】
この場合、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂを停止状態（オフ）にし、第１スイッチ４Ｂを導通状態にする。また、蓄電装置２３は、１２Ｖ系の電圧を第１電気負荷２１Ｂに供給する。
【０１０９】
ここで、図１２を参照しながら、状態切換部１２がマルチポート電源供給ユニット１００Ｂの動作状態を切り換える処理（以下、「第３状態切換処理」とする。）について説明する。なお、図１２は、第３状態切換処理の流れを示すフローチャートである。制御装置１は、所定周期で繰り返しこの第２状態切換処理を実行する。
【０１１０】
最初に、制御装置１の駆動源状態判定部１１は、始動スイッチ８の出力に基づいてエンジンが動作中であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【０１１１】
エンジンが動作中であると判定した場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）、制御装置１は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂを起動する。そして、制御装置１の発電状態判定部１０は、発電装置２０Ｂが発電中であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【０１１２】
具体的には、発電状態判定部１０は、電圧センサ７が出力する入出力ポートＰ１における電圧値が所定値以上の場合に発電装置２０Ｂが発電中であると判定する。
【０１１３】
発電装置２０Ｂが発電中であると判定した場合（ステップＳ２２のＹＥＳ）、制御装置１の状態切換部１２は、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂの動作状態を発電電力利用状態に切り換える。
【０１１４】
具体的には、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂに発電電圧昇降圧動作を実行させる。また、状態切換部１２は、第１スイッチ４Ｂを遮断状態にする。
【０１１５】
これにより、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂは、第１電気負荷２１Ｂに悪影響を与えることなく、発電装置２０Ｂの１２Ｖ系の電圧を第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂで昇圧或いは降圧して生成される最適な充電電圧（例えば１２Ｖ〜１６Ｖである。）で蓄電装置２３を充電できる。その結果、蓄電装置２３の長寿命化を図ることができる。
【０１１６】
発電装置２０Ｂが停止中であると判定した場合（ステップＳ２２のＮＯ）、制御装置１の状態切換部１２は、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂの動作状態を動作時蓄電電力利用状態に切り換える。
【０１１７】
具体的には、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂに蓄電電圧昇降圧動作を実行させる。また、状態切換部１２は、第１スイッチ４Ｂを遮断状態にする。
【０１１８】
これにより、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂは、蓄電装置２３の１２Ｖ系の電圧を第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂで昇圧或いは降圧して生成される１２Ｖの一定電圧を第１電気負荷２１Ｂに供給できる。その結果、例えばランプ類の明滅を低減させることができる。
【０１１９】
また、エンジンが停止中であると判定した場合（ステップＳ２１のＮＯ）、制御装置１の状態切換部１２は、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂの動作状態を停止時蓄電電力利用状態に切り換える。
【０１２０】
具体的には、状態切換部１２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２Ｂを停止状態（オフ）にし、第１スイッチ４Ｂを導通状態にする。
【０１２１】
これにより、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂは、エンジンが停止した場合であっても、蓄電装置２３の電力を第１電気負荷２１Ｂに供給できる。
【０１２２】
以上の構成により、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂは、１２Ｖ系の電圧を出力する発電装置２０Ｂと１２Ｖ系の電圧で動作する蓄電装置２３とを切換可能に各種電気負荷に接続して各種電気負荷に安定的に電力を供給できる。
【０１２３】
また、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂは、１つの双方向昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータを用いて、マルチポート電源供給ユニット１００、１００Ａと同様の効果を実現できる。特に、マルチポート電源供給ユニット１００Ｂは、マルチポート電源供給ユニットに接続される電気負荷に占める、一定電圧の供給を必要とするランプ類等の電気負荷の割合が高い場合に有用となる。電圧変動を許容できる電気負荷と一定電圧の供給を必要とする電気負荷とを別々に制御することで得られる効果が小さいためであり、また、双方向昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータの機能を余すところ無く利用できるためである。
【０１２４】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【０１２５】
１・・・制御装置  ２、２Ａ、２Ｂ・・・第１ＤＣ−ＤＣコンバータ  ３、３Ａ・・・第２ＤＣ−ＤＣコンバータ  ４、４Ａ、４Ｂ、５、５Ａ、６・・・スイッチ  ７・・・電圧センサ  ８・・・始動スイッチ  １０・・・発電状態判定部  １１・・・駆動源状態判定部  １２・・・状態切換部  １００、１００Ａ、１００Ｂ・・・マルチポート電源供給ユニット
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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