(57)【要約】【課題】車両上で電力を供給するシステム全体の重量や体積の増大を抑制すると共に、電源の負荷である様々な機器に対して十分な電力を供給することを可能とする。【解決手段】メイン電源部１４とその出力に接続され各々が蓄電部を内蔵した複数のサブ電源ユニット２０とを含む電源システムを制御するための車両用電源管理装置であって、前記複数のサブ電源ユニットの間で相互に電力を供給するためのサブユニット間電力供給線４２と、前記複数のサブ電源ユニットについて、不足電力の発生を監視するサブユニット監視部３０と、前記サブユニット監視部が検出した前記各サブ電源ユニット内の不足電力の状況に応じて、前記複数のサブ電源ユニットの間で電力の融通を指示する電力融通管理部３０とを備える。デューティ制御により電力逼迫時は優先度の低い負荷の電力消費を削減し余裕を作る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機および蓄電部の少なくとも一方を含むメイン電源部と、前記メイン電源部の出力に接続され各々が蓄電部を内蔵した複数のサブ電源ユニットとを含む電源システムを制御するための車両用電源管理装置であって、
前記複数のサブ電源ユニットの間で相互に電力を供給するためのサブユニット間電力供給線と、
前記複数のサブ電源ユニットの各々について、余剰電力および不足電力の少なくとも一方の発生を監視するサブユニット監視部と、
前記サブユニット監視部が検出した前記各サブ電源ユニット内の余剰電力又は不足電力の状況に応じて、前記複数のサブ電源ユニットの間で電力の融通を指示する電力融通管理部と、
を備えることを特徴とする車両用電源管理装置。
【請求項２】
前記サブ電源ユニット内で、負荷に対する通電のデューティを制御する第１のデューティ制御部、を更に備え、
前記サブユニット監視部は、不足電力が発生したサブ電源ユニットについて、優先度の低い負荷への電力供給がある場合に、前記第１のデューティ制御部を制御して前記負荷に対する電力供給を抑制し、不足電力を低減する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電源管理装置。
【請求項３】
前記各サブ電源ユニットは、他のサブ電源ユニットに対する電力供給の通電デューティを制御する第２のデューティ制御部、を更に備え、
前記複数のサブ電源ユニットに含まれる第１のサブ電源ユニットから第２のサブ電源ユニットへの電力融通を前記電力融通管理部が指示した場合に、前記第１のサブ電源ユニットに含まれる前記第２のデューティ制御部は、前記第２のサブ電源ユニットに供給する電力を通電デューティの制御により調整する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電源管理装置。
【請求項４】
前記複数のサブ電源ユニットに含まれる第１のサブ電源ユニットから第２のサブ電源ユニットへの電力融通を前記電力融通管理部が指示した場合に、前記第１のサブ電源ユニットにおいて、前記第１のデューティ制御部の制御により必要電力を低減した後も不足電力の発生が見込まれる場合には、前記第１のサブ電源ユニットから第２のサブ電源ユニットへの電力融通を停止すると共に、電力融通停止を前記電力融通管理部に通知する電力融通停止制御部、
を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の車両用電源管理装置。
【請求項５】
前記各サブ電源ユニットは、少なくともユニット内で発生する余剰又は不足の電力量を表す情報を前記サブユニット監視部に通知するユニット内電力情報管理部、
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源管理装置。
【請求項６】
前記ユニット内電力情報管理部は、当ユニット内で必要とする電力および当ユニットが他のユニットに供給する電力との和と、当ユニット内の蓄電部の残量に応じた電力および当ユニットに外部から供給される電力の和とを比較することにより、当ユニット内で発生する余剰又は不足の電力量を把握する、
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用電源管理装置。
【請求項７】
発電機および蓄電部の少なくとも一方を含むメイン電源部と、
前記メイン電源部の出力に接続され各々が蓄電部を内蔵した複数のサブ電源ユニットと、
前記複数のサブ電源ユニットの間で相互に電力を供給するためのサブユニット間電力供給線と、
前記複数のサブ電源ユニットの各々について、余剰電力および不足電力の少なくとも一方の発生を監視するサブユニット監視部と、
前記サブユニット監視部が検出した前記各サブ電源ユニット内の余剰電力又は不足電力の状況に応じて、前記複数のサブ電源ユニットの間で電力の融通を指示する電力融通管理部と、
を備えることを特徴とする車両用電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、車両上の電源を管理するために用いられる車両用電源管理装置および車両用電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動車などの車両は、電源として発電機の一種であるオルタネータや蓄電池を搭載している。車両上には電力を必要とする様々な電子機器や電気機器が搭載されているので、車両上に搭載された各機器と前記電源との間は、電線の束であるワイヤハーネスを介して電気的に接続される。
【０００３】
車両用の電源に関する従来技術として、特許文献１に開示された技術が知られている。特許文献１においては、複数の独立した電子ユニットに対して、それぞれ独立した分散電源から電力を供給することを提案している。また、各々の分散電源には、ニッケル水素電池等の蓄電池を内蔵する。
【０００４】
また、特許文献１においては、オルタネータから各分散電源に対して充電を行う場合の制御に関し、消費電力、負荷の作動時間、負荷の作動頻度を含む電力消費状況や、分散電源の残容量、残容量の時間変化、温度を含む電源使用状況を把握して必要充電電力を算出する。更に、地域や季節を考慮して充電の優先順位を決定することも開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３７２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の自動車は、電源の電力を必要とする様々な機器を搭載しており、消費する電力も機器の増加に伴って増える傾向にある。従って、車両上の主電源であるオルタネータやメインバッテリーの容量を増やすことが望まれる。
【０００７】
更に、主電源と各機器とを接続するワイヤハーネスに大きな電流を流すことができるように、太い電線でワイヤハーネスを構成することも求められる。特に、主電源を設置した場所（一般的にはエンジンルーム）から距離の離れた場所（例えばトランクルーム）に配置された機器に対して大きな電力を供給する場合には、ワイヤハーネスにおける電圧降下が増えないように、十分に太い電線を使用せざるを得ない。
【０００８】
従って、主電源が大型化し、全体の重量が増加し、ワイヤハーネスの配置のために確保すべき空間も増大する。このような事態に対処するため、特許文献１に開示されているように、車両上に複数の電源を分散配置し、主電源から各分散電源に充電電力を供給することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、主電源を小型化するために、主電源の電力供給能力の余裕分を小さく見積もると、主電源の供給能力を超える電力を一部の機器（負荷）が必要とする場合が生じ得る。他方、主電源以外に分散配置したサブ電源を大型化すれば、主電源の能力に余裕がない時でも、大きな電力を必要とする機器に対してサブ電源から十分な電力を供給可能になる。しかし、サブ電源が大型化するため、システム全体の重量や体積が増大し、コストも上昇すると考えられる。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両上で電力を供給するシステム全体の重量や体積の増大を抑制すると共に、電源の負荷である様々な機器に対して十分な電力を供給することが可能な車両用電源管理装置および車両用電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明に係る車両用電源管理装置は、下記（１）〜（６）を特徴としている。
（１）  発電機および蓄電部の少なくとも一方を含むメイン電源部と、前記メイン電源部の出力に接続され各々が蓄電部を内蔵した複数のサブ電源ユニットとを含む電源システムを制御するための車両用電源管理装置であって、
前記複数のサブ電源ユニットの間で相互に電力を供給するためのサブユニット間電力供給線と、
前記複数のサブ電源ユニットの各々について、余剰電力および不足電力の少なくとも一方の発生を監視するサブユニット監視部と、
前記サブユニット監視部が検出した前記各サブ電源ユニット内の余剰電力又は不足電力の状況に応じて、前記複数のサブ電源ユニットの間で電力の融通を指示する電力融通管理部と、
を備えること。
（２）  上記（１）に記載の車両用電源管理装置であって、
前記サブ電源ユニット内で、負荷に対する通電のデューティを制御する第１のデューティ制御部、を更に備え、
前記サブユニット監視部は、不足電力が発生したサブ電源ユニットについて、優先度の低い負荷への電力供給がある場合に、前記第１のデューティ制御部を制御して前記負荷に対する電力供給を抑制し、不足電力を低減すること。
（３）  上記（１）に記載の車両用電源管理装置であって、
前記各サブ電源ユニットは、他のサブ電源ユニットに対する電力供給の通電デューティを制御する第２のデューティ制御部、を更に備え、
前記複数のサブ電源ユニットに含まれる第１のサブ電源ユニットから第２のサブ電源ユニットへの電力融通を前記電力融通管理部が指示した場合に、前記第１のサブ電源ユニットに含まれる前記第２のデューティ制御部は、前記第２のサブ電源ユニットに供給する電力を通電デューティの制御により調整すること。
（４）  上記（２）に記載の車両用電源管理装置であって、
前記複数のサブ電源ユニットに含まれる第１のサブ電源ユニットから第２のサブ電源ユニットへの電力融通を前記電力融通管理部が指示した場合に、前記第１のサブ電源ユニットにおいて、前記第１のデューティ制御部の制御により必要電力を低減した後も不足電力の発生が見込まれる場合には、前記第１のサブ電源ユニットから第２のサブ電源ユニットへの電力融通を停止すると共に、電力融通停止を前記電力融通管理部に通知する電力融通停止制御部、
を更に備えること。
（５）  上記（１）に記載の車両用電源管理装置であって、
前記各サブ電源ユニットは、少なくともユニット内で発生する余剰又は不足の電力量を表す情報を前記サブユニット監視部に通知するユニット内電力情報管理部、
を更に備えること。
（６）  上記（５）に記載の車両用電源管理装置であって、
前記ユニット内電力情報管理部は、当ユニット内で必要とする電力および当ユニットが他のユニットに供給する電力との和と、当ユニット内の蓄電部の残量に応じた電力および当ユニットに外部から供給される電力の和とを比較することにより、当ユニット内で発生する余剰又は不足の電力量を把握すること。
【００１２】
上記（１）の構成の車両用電源管理装置によれば、余剰電力や不足電力の発生に対して、複数のサブ電源ユニットの間で電力の融通を自動的に行うことができる。例えば、１つのサブ電源ユニットの負荷が、当ユニットの供給能力を超える電力を必要とする場合に、メイン電源部だけでなく、余剰電力のある他のサブ電源ユニットからも電力供給を受けることができる。そのため、メイン電源部および各サブ電源ユニットの各々の電力供給能力を減らすことが可能であり、システム全体の小型化や重量の低減が可能になる。
上記（２）の構成の車両用電源管理装置によれば、優先度の低い負荷に対して電力供給している場合には、その負荷の消費電力を自動的に低減することができる。従って、不足電力を低減したり、新たな余剰電力を生成することもできる。
上記（３）の構成の車両用電源管理装置によれば、サブ電源ユニット間で融通する電力について、供給する電力を制限することが可能であり、融通によって他のサブ電源ユニット側で過剰に電力が消費されるのを防止することができる。
上記（４）の構成の車両用電源管理装置によれば、余裕のないサブ電源ユニットに更なる電力不足の発生が生じないように、電力融通を停止することができる。電力融通管理部は、余裕のないサブ電源ユニット以外の他のサブ電源ユニットを用いて電力融通を行うことができるので、システム全体として電力不足が発生しないように管理することができる。
上記（５）の構成の車両用電源管理装置によれば、前記サブユニット監視部は、各サブ電源ユニットの余剰電力量および不足電力量を把握できる。これらの余剰電力量および不足電力量に基づいて、複数のサブ電源ユニット間で電力を融通し、電力不足が発生するのを防止できる。
上記（６）の構成の車両用電源管理装置によれば、メイン電源部から供給される電力や、複数のサブ電源ユニット間で融通する電力の影響をも考慮して、正しい余剰又は不足の電力量を把握することができる。
【００１３】
前述した目的を達成するために、本発明に係る車両用電源システムは、下記（７）を特徴としている。
（７）  発電機および蓄電部の少なくとも一方を含むメイン電源部と、
前記メイン電源部の出力に接続され各々が蓄電部を内蔵した複数のサブ電源ユニットと、
前記複数のサブ電源ユニットの間で相互に電力を供給するためのサブユニット間電力供給線と、
前記複数のサブ電源ユニットの各々について、余剰電力および不足電力の少なくとも一方の発生を監視するサブユニット監視部と、
前記サブユニット監視部が検出した前記各サブ電源ユニット内の余剰電力又は不足電力の状況に応じて、前記複数のサブ電源ユニットの間で電力の融通を指示する電力融通管理部と、
を備えること。
【００１４】
上記（７）の構成の車両用電源システムによれば、余剰電力や不足電力の発生に対して、複数のサブ電源ユニットの間で電力の融通を自動的に行うことができる。例えば、１つのサブ電源ユニットの負荷が、当ユニットの供給能力を超える電力を必要とする場合に、メイン電源部だけでなく、余剰電力のある他のサブ電源ユニットからも電力供給を受けることができる。そのため、メイン電源部および各サブ電源ユニットの各々の電力供給能力を減らすことが可能であり、システム全体の小型化や重量の低減が可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の車両用電源管理装置および車両用電源システムによれば、車両上で電力を供給するシステム全体の重量や体積の増大を抑制すると共に、電源の負荷である様々な機器に対して十分な電力を供給することが可能になる。
【００１６】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態の車両用電源システムの主要な構成要素の配置および結線状態の概要を示す平面図である。
【図２】図２は、実施形態の車両用電源システムの主要な構成要素を示すブロック図である。
【図３】図３は、図２に示したパワーコントロールパックの内部構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、パワーマネジメントユニットの主要な動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、パワーコントロールパックの平常時の動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、パワーコントロールパックの電力逼迫時の動作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】
【００１８】
本発明の車両用電源管理装置および車両用電源システムに関する具体的な実施の形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００１９】
＜システム全体の構成例＞
本実施形態における車両用電源システムの主要な構成要素の配置および結線状態の概要を図１に示す。図１においては、車両１０を上方から見下ろした状態における各構成要素の位置関係を表している。
【００２０】
図１に示すように、車両１０にはエンジンルーム１０ａ、車室部１０ｂ、ラゲージ部１０ｃ、および複数のドア部１０ｄが存在している。エンジンルーム１０ａの中には、エンジン（Ｅ／Ｇ）１１、オルタネータ１２、メインバッテリー（ＢＡＴＴ）１３、および電源ボックス（Ｒ／Ｂ）１４が配置されている。
【００２１】
オルタネータ１２は、エンジン１１の出力と機械的に連結されており、エンジン１１の駆動力により発電する発電機である。メインバッテリー１３は、蓄電池であり、一般的な自動車に備わっている車上バッテリーと同様に、オルタネータ１２が発生する電力により充電され、必要に応じて車両の各部に電力を供給する。
【００２２】
電源ボックス１４は、オルタネータ１２の出力電圧を調整するレギュレータ、各出力系統の通電のオンオフを制御する複数のリレーなどを内蔵している。メインバッテリー１３は電源ボックス１４を介してオルタネータ１２の出力と接続されており、必要に応じて充電される。また、電源ボックス１４には車室部１０ｂに配置されている接続ボックス１５と接続されている。接続ボックス１５内には多数のヒューズが内蔵されている。
【００２３】
つまり、図１に示したオルタネータ１２、メインバッテリー１３、電源ボックス１４等の構成要素が、車両１０におけるメイン電源部を構成する。図１に示した車両用電源システムにおいては、前記メイン電源部の他に、複数のサブ電源ユニットが備わっている。すなわち、パワーコントロールパック（ＰＣＰ）２０（Ａ）、２０（Ｂ）、２０（Ｃ）、および２０（Ｄ）がサブ電源ユニットとして備わっている。更にこれらのサブ電源ユニットを統括制御するために、パワーマネジメントユニット（ＰＭＵ）３０が備わっている。各パワーコントロールパック２０（Ａ）〜２０（Ｄ）の入力は、電源ボックス１４の出力と接続されている。
【００２４】
更に、各パワーコントロールパック２０（Ａ）〜２０（Ｄ）は、ユニット間電力供給線４２を介して互いに接続されている。また、各パワーコントロールパック２０（Ａ）〜２０（Ｄ）と、パワーマネジメントユニット３０との間は、それぞれ通信線４３（Ａ）、４３（Ｂ）、４３（Ｃ）、および４３（Ｄ）を介して互いに接続されている。
【００２５】
パワーコントロールパック２０（Ａ）は、インストルメントパネル（略してインパネ）の近傍に配置されており、その近傍に存在する様々な電気機器や電子機器に対して電力を供給するために利用される。例えば、インストルメントパネルの近傍に存在するメータユニット、ルームランプ、オーディオ装置、エアコン、ナビゲーション装置、ワイパー装置などの機器に対してそれぞれパワーコントロールパック２０（Ａ）から電力を供給することができる。
【００２６】
パワーコントロールパック２０（Ｂ）は、車室部１０ｂのフロアに配置されており、その近傍に存在する様々な電気機器や電子機器に対して電力を供給するために利用される。例えば、車室内に存在するパワーシート装置、シートヒータ装置、シガーライター装置などの機器に対してそれぞれパワーコントロールパック２０（Ｂ）から電力を供給することができる。
【００２７】
パワーコントロールパック２０（Ｃ）は、ドア部１０ｄに配置されており、その近傍に存在する様々な電気機器や電子機器に対して電力を供給するために利用される。例えば、ドア部１０ｄの近傍に配置されるドアロック装置、パワーウインドウ装置、ドアミラー装置などの機器に対してそれぞれパワーコントロールパック２０（Ｃ）から電力を供給することができる。
【００２８】
パワーコントロールパック２０（Ｄ）は、ラゲージ部１０ｃに配置されており、その近傍に存在する様々な電気機器や電子機器に対して電力を供給するために利用される。例えば、ラゲージ部１０ｃの近傍にある燃料ポンプ、リアウインド用熱線装置、リアワイパー装置などの機器に対してそれぞれパワーコントロールパック２０（Ｄ）から電力を供給することができる。
【００２９】
＜主要な構成の説明＞
図１に示した車両用電源システムの主要な構成要素の構成の概要を図２に示す。
図２に示すように、パワーコントロールパック２０（Ａ）、２０（Ｂ）、・・・の各々は、蓄電池２１および電力制御部２２を内蔵している。蓄電池２１は、例えばニッケル水素電池、あるいはリチウムイオン電池のように、繰り返し充電して使用することができる。使用する蓄電池２１の電力容量については、当パワーコントロールパック２０の出力に負荷として接続される各機器に十分な電力を供給できるように予め決定される。
【００３０】
蓄電池２１を充電するために必要な直流電力、および当パワーコントロールパック２０に接続された各負荷に供給するために必要な直流電力の一部分が、電源ボックス１４の出力から電力供給線４１を介してパワーコントロールパック２０に入力される。
【００３１】
各パワーコントロールパック２０の内部では、蓄電池２１に対する充電の制御や、電力出力端子２７ａ〜２７ｅの各々に接続される各機器に供給する電力の制御を実施する。また、複数のパワーコントロールパック２０同士の間がユニット間電力供給線４２で互いに接続されているので、これらの間で電力の分配を行うこともできる。すなわち、必要な電力の不足が発生したパワーコントロールパック２０に対して、供給能力に余裕のある他のパワーコントロールパック２０から余剰電力を供給することができる。以降、電力の不足が発生したパワーコントロールパック２０に対して他のパワーコントロールパック２０から余剰電力を供給することを、「融通」と称することがある。複数のパワーコントロールパック２０の間で電力の融通を行う場合にも、融通する電力の量を自動的に制御する。
【００３２】
パワーマネジメントユニット３０は、システム全体の管理および制御を実施する。すなわち、パワーマネジメントユニット３０内の電力消費状況処理部３１が、通信線４３を介したデータ通信により、複数のパワーコントロールパック２０の各々の状況を表す情報を収集し、電力消費状況、蓄電池２１の残量、必要電力の不足の有無、余剰電力の有無などを把握する。
【００３３】
パワーマネジメントユニット３０内の電力消費制御部３２は、電力消費状況処理部３１が把握した状況に応じて、各々のパワーコントロールパック２０に各種制御のための指示を与える。例えば、優先順位の低い負荷に対する電力供給を削減するための指示を与えたり、特定のパワーコントロールパック２０に対して他のパワーコントロールパック２０から電力を融通するように指示を与える。
【００３４】
＜パワーコントロールパックの詳細な構成＞
図２に示したパワーコントロールパック２０の内部構成を図３に示す。なお、図３には１つのパワーコントロールパック２０だけを示してあるが、全てのパワーコントロールパック２０の各々が図３と同様の構成を有している。
【００３５】
図３に示すように、電力制御部２２の内部には、複数のデューティ制御部２６ａ〜２６ｆが備わっている。デューティ制御部２６ａ〜２６ｆの各々は、トランジスタなどのスイッチング素子を内蔵しており、通電のオンオフを短い周期で繰り返すことができる。また、通電のオンオフデューティを調整することにより、負荷に供給する電力を制限することができる。
【００３６】
デューティ制御部２６ａは、蓄電池２１の出力から電力出力端子２７ａに接続される負荷に供給する電力を調整することができる。同様に、デューティ制御部２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、および２６ｅは、それぞれ電力出力端子２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、および２７ｅに接続される負荷に供給する電力を調整することができる。また、デューティ制御部２６ｆは、他のパワーコントロールパック２０に融通する電力を調整することができる。
【００３７】
図３に示すように、蓄電池２１の入力には充電制御部２３が接続してある。充電制御部２３はトランジスタなどのスイッチング素子を内蔵しており、通電のオンオフを短い周期で繰り返すことができる。また、通電のオンオフデューティを調整することにより、蓄電池２１に供給する充電電力を制限することができる。
【００３８】
なお、本実施形態ではパワーコントロールパック２０内の蓄電池２１の充電を制御するためにパワーコントロールパック２０内にデューティ制御機能を有する充電制御部２３を配置しているが、電源ボックス１４の出力側に充電制御部２３を配置しても良い。
【００３９】
各パワーコントロールパック２０は、図３に示すようにマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）２４を内蔵している。このマイクロコンピュータ２４は、予め用意したプログラムを実行することにより、パワーコントロールパック２０に必要とされる処理を実行する。すなわち、充電制御部２３の通電デューティを制御して蓄電池２１の充電量を調整したり、電力制御部２２の出力端子毎にデューティを制御して電力消費量を調整したり、ＰＣＰ間での電力の融通を制御することができる。
【００４０】
また、マイクロコンピュータ２４の通信ポートは、通信部２５および通信線４３を介してパワーマネジメントユニット３０と接続されている。従って、マイクロコンピュータ２４は、パワーマネジメントユニット３０との間で情報を交換したり、命令や要求を送受信することができる。なお、図示しないが、パワーマネジメントユニット３０も、電力消費状況処理部３１および電力消費制御部３２の機能に相当する処理を実行するマイクロコンピュータおよび通信部を内蔵している。
【００４１】
各パワーコントロールパック２０とパワーマネジメントユニット３０とを接続する通信線４３については、例えば、車両における一般的な通信規格であるＣＡＮ（Controller Area Network）を利用することが想定される。
【００４２】
＜制御動作の説明＞
＜パワーマネジメントユニット（ＰＭＵ）の動作＞
パワーマネジメントユニットの主要な動作を図４に示す。すなわち、パワーマネジメントユニット３０に内蔵されているマイクロコンピュータが図４に示す処理を実行する。
【００４３】
パワーマネジメントユニット３０（内のマイクロコンピュータ）は、例えば車両のイグニッションスイッチがオンになった後の初期状態において、図４のステップＳ１１から処理を開始する。また、ステップＳ１２以降の処理については、例えば定期的に繰り返し実行する。
【００４４】
ステップＳ１１では、パワーマネジメントユニット３０は、各パワーコントロールパック２０に指示を与えて、事前に定めた状態でシステム全体に電力が配分されるように制御する。各パワーコントロールパック２０内では、充電制御部２３におけるデューティ制御の目標値を指示に従って調整することにより、電源ボックス１４の出力から各々のパワーコントロールパック２０に供給される電力を調整する。また、各々のパワーコントロールパック２０は、パワーマネジメントユニット３０の指示に従って、電力出力端子２７ａ〜２７ｅのそれぞれに接続された負荷に供給する電力が事前に定めた状態になるように、デューティ制御部２６ａ〜２６ｅの各々の制御デューティを調整する。なお、初期状態ではＰＣＰ間の電力融通は行わない。
【００４５】
ステップＳ１２では、パワーマネジメントユニット３０は、各パワーコントロールパック２０の電力消費量に関する状態を監視する。電力消費量の他に、パワーコントロールパック２０内の蓄電池２１の電力容量の残量や、余剰電力の有無に関する情報をパワーマネジメントユニット３０が収集しても良い。また、これらの情報を収集するために、パワーマネジメントユニット３０が定期的にパワーコントロールパック２０に要求を与えるように制御しても良いし、各パワーコントロールパック２０が定期的に情報を送信するように制御しても良い。
【００４６】
ステップＳ１３では、パワーマネジメントユニット３０は、いずれか１つのパワーコントロールパック２０から供給電力を増やすための要求を受信したか否かを識別する。この要求を受信すると次のＳ１４に進む。
【００４７】
ステップＳ１４では、パワーマネジメントユニット３０は、Ｓ１３で受信した要求の発生元以外の全てのパワーコントロールパック２０について、電力消費量の確認が完了し、かつ供給電力に余裕がある状態か否かを識別する。１つ以上のパワーコントロールパック２０に供給電力の余裕がある場合にはＳ１５に進む。供給電力に余裕があるパワーコントロールパック２０が全く存在しない場合はＳ１６に進む。
【００４８】
ステップＳ１５では、パワーマネジメントユニット３０は、供給電力に余裕があることが判明した特定のパワーコントロールパック２０に対して、Ｓ１３で受信した要求の発信元に対する電力供給（融通）を指示する。
【００４９】
例えば、図２に示したパワーコントロールパック２０（Ａ）内で供給可能な電力が不足する状態が発生し、同時にパワーコントロールパック２０（Ｂ）は供給可能な電力に余裕がある場合を想定する。この場合は、パワーコントロールパック２０（Ｂ）が余裕分の電力をユニット間電力供給線４２を介してパワーコントロールパック２０（Ａ）に供給するようにパワーマネジメントユニット３０が指示を与える。
【００５０】
ステップＳ１６では、パワーマネジメントユニット３０は、各パワーコントロールパック２０に対して、優先度の低い負荷に対する電力供給をカットもしくは抑制するように、指示を与える。Ｓ１３の要求の送信元に対してもこの指示を与える。
【００５１】
ステップＳ１７では、パワーマネジメントユニット３０は、電力供給カット後の各パワーコントロールパック２０の電力消費状況を表す情報を取得して、供給電力に余裕のある１つ以上のパワーコントロールパック２０が見つかったか否かを識別する。すなわち、各パワーコントロールパック２０が各負荷へ供給している電力の総和Ｐ１と、蓄電池２１の残量に相当する電力Ｐ２と、蓄電池２１の入力に供給される入力電力Ｐ３とを取得して、（Ｐ１＜Ｐ２＋Ｐ３）の条件を満たすパワーコントロールパック２０が見つかった場合に次のＳ１８に進む。
【００５２】
ステップＳ１８では、パワーマネジメントユニット３０は、Ｓ１３の要求の送信元が依然として供給電力の増加を要求しているか否かを識別する。具体的には、要求元から受信した電力消費状況を表す情報に基づいて識別する。あるいは要求元に確認の命令を送信しても良い。ステップＳ１８の実行後にＳ１５に進むので、供給電力に余裕のある特定のパワーコントロールパック２０は、パワーマネジメントユニット３０の指示に従い、供給電力の増加の要求元のパワーコントロールパック２０に対して電力を供給（融通）する。
【００５３】
＜パワーコントロールパック（ＰＣＰ）の動作＞
＜平常時の動作＞
パワーコントロールパック２０の平常時の動作を図５に示す。すなわち、各々のパワーコントロールパック２０内のマイクロコンピュータ２４がそれぞれ図５に示す処理を実行する。
【００５４】
ステップＳ２１では、マイクロコンピュータ２４は、当パワーコントロールパック２０の内部における電力消費状況を監視して、供給可能な電力の不足が発生しているか否かを識別する。具体的には、電力出力端子２７ａ〜２７ｅに接続されている各負荷に現在供給している電力の総和（必要電力）Ｐ１１と、現在の蓄電池２１の残量に対応する電力Ｐ１２と、蓄電池２１の入力に現在供給されている入力電力Ｐ１３とを把握し、（Ｐ１１＞Ｐ１２＋Ｐ１３）の条件を識別する。
【００５５】
なお、各負荷に現在供給している電力については、該当する負荷のオンオフ状態と、該当するデューティ制御部（２６ａ〜２６ｅ）のデューティ比とから求めることができる。また、入力電力Ｐ１３については充電制御部２３の現在のデューティ比に基づき求めることができる。（Ｐ１１＞Ｐ１２＋Ｐ１３）の条件を満たす場合は電力不足状態なので次のＳ２２に進み、（Ｐ１１≦Ｐ１２＋Ｐ１３）の場合はＳ２５に進む。
【００５６】
ステップＳ２２では、マイクロコンピュータ２４は、電力出力端子２７ａ〜２７ｅに接続されている各負荷のデューティ比の調整によって必要電力（Ｐ１１）の調整が可能か否かを識別する。可能であればＳ２３に進み、不可能であればＳ２４に進む。
【００５７】
自動車の場合には、例えば、走る、曲がる、止まるなどの運転に直接関係のある要素以外の機器は優先度が高くないので、機能や動作を一時的に制限しても問題が生じない可能性が高い。また、例えば窓の曇りを除去する熱線等の負荷については、通電をオン状態に維持したままデューティ制御により能力を低減することもできる。
【００５８】
従って、ステップＳ２２では、優先度の低い負荷が電力出力端子２７ａ〜２７ｅに接続されており、かつデューティ比を下げるかもしくは一時的に通電を遮断することが可能な負荷が存在する場合には、その制御により消費電力を低減する。これにより、Ｓ２１で検出した電力の不足を自らの制御だけで解消することができる。
【００５９】
ステップＳ２３では、マイクロコンピュータ２４は、現在のパワーコントロールパック２０の状態を表す情報をパワーマネジメントユニット３０に対して送信する。すなわち、最新の各電力Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３の情報、および電力の不足が生じていないことを表す情報を送信する。
【００６０】
ステップＳ２４では、マイクロコンピュータ２４は、当パワーコントロールパック２０に対する電力供給を増やすことを要求する指示をパワーマネジメントユニット３０に対して送信する。また、最新の各電力Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３の情報も必要に応じてパワーマネジメントユニット３０に送信する。その後で、図６に示す動作に遷移する。
【００６１】
ステップＳ２５では、マイクロコンピュータ２４は、現在のパワーコントロールパック２０の状態を表す情報をパワーマネジメントユニット３０に対して送信する。すなわち、最新の各電力Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３の情報、および電力の不足が生じていないことを表す情報を送信する。
【００６２】
＜電力逼迫時の動作＞
パワーコントロールパック２０の電力逼迫時の動作を図６に示す。すなわち、図５に示したステップＳ２４で、いずれか１つのパワーコントロールパック２０がそれ自身に対する電力供給を増やすことをパワーマネジメントユニット３０に要求した場合に、各々のパワーコントロールパック２０内のマイクロコンピュータ２４がそれぞれ図６に示す処理を実行する。
【００６３】
ステップＳ３１では、マイクロコンピュータ２４は、パワーマネジメントユニット３０から他のパワーコントロールパック２０に対して電力を融通（供給）することの実行を意味する指示を受信する。この指示を受信すると次のＳ３２に進む。
【００６４】
ステップＳ３２では、マイクロコンピュータ２４は、当パワーコントロールパック２０の内部における電力消費状況を監視して、供給可能な電力の不足が発生しているか否かを識別する。
【００６５】
具体的には、電力出力端子２７ａ〜２７ｅに接続されている各負荷に現在供給している電力の総和（必要電力）Ｐ１１と、現在の蓄電池２１の残量に対応する電力Ｐ１２と、蓄電池２１の入力に現在供給されている入力電力Ｐ１３とを把握し、（Ｐ１１＞Ｐ１２＋Ｐ１３）の条件を識別する。（Ｐ１１＞Ｐ１２＋Ｐ１３）の条件を満たす場合は電力不足状態なので次のＳ３３に進み、（Ｐ１１≦Ｐ１２＋Ｐ１３）の場合は供給可能な電力に余裕があるのでＳ３６に進む。
【００６６】
ステップＳ３３では、マイクロコンピュータ２４は、それ自身から他のパワーコントロールパック２０に対して電力を融通することができない状態であることを、パワーマネジメントユニット３０に対して通知する。
【００６７】
ステップＳ３４では、マイクロコンピュータ２４は、パワーマネジメントユニット３０からの指示を受信する。この指示は、当パワーコントロールパック２０の配下に接続されている負荷のうち、優先度の低い負荷に対する電力供給を遮断もしくは削減することの実行を意味する。
【００６８】
ステップＳ３４で指示を受信すると、この指示に従ってマイクロコンピュータ２４は、電力制御部２２のデューティを制御し、優先度の低い負荷に対する電力供給を遮断もしくは削減する。なお、既に電力供給を遮断もしくは削減しているか又は優先度の低い負荷が存在しない場合には何もしない。この処理の後で、次のＳ３５に進む。
【００６９】
ステップＳ３５では、マイクロコンピュータ２４は、当パワーコントロールパック２０から他のパワーコントロールパック２０に対して電力を融通（供給）することのパワーマネジメントユニット３０からの指示を再び受信したか否かを識別する。再び指示を受信した場合はＳ３７に進み、指示を受信してなければ平常時の処理（図５に示す処理）に遷移する。
【００７０】
ステップＳ３６では、マイクロコンピュータ２４は、それ自身（ＰＣＰ）の電力供給能力に余裕があるので、Ｓ３１で受信した指示に従って電力の融通を実行する。すなわち、余裕分の電力（Ｐ１２＋Ｐ１３−Ｐ１１）をユニット間電力供給線４２に供給する。また、ユニット間電力供給線４２に流出する電力が増えすぎないように、デューティ制御部２６ｆのデューティ比を調整し、供給する電力量を調整する。
【００７１】
ステップＳ３７では、マイクロコンピュータ２４は、当パワーコントロールパック２０の内部における電力消費状況を監視して、供給可能な電力の不足が発生しているか否かを識別する。
【００７２】
具体的には、前述の電力Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３と、ユニット間電力供給線４２に供給している電力Ｐ１４とを把握し、（Ｐ１４＋Ｐ１１＞Ｐ１２＋Ｐ１３）の条件を識別する。（Ｐ１４＋Ｐ１１＞Ｐ１２＋Ｐ１３）の条件を満たす場合は電力不足状態であるので次のＳ３８に進み、（Ｐ１４＋Ｐ１１≦Ｐ１２＋Ｐ１３）の場合は供給可能な電力に余裕があるのでＳ３９に進む。
【００７３】
ステップＳ３８では、マイクロコンピュータ２４は、当パワーコントロールパック２０内における電力不足の状態を解消するために、デューティ制御部２６ｆを制御してユニット間電力供給線４２に対する電力供給を遮断する。また、他のＰＣＰに対する電力供給を遮断したことを意味する情報をパワーマネジメントユニット３０に通知する。
【００７４】
ステップＳ３９では、マイクロコンピュータ２４は、Ｓ３１又はＳ３５で受信したパワーマネジメントユニット３０からの指示に従い、当パワーコントロールパック２０からユニット間電力供給線４２へ電力を供給（融通）する。既に供給している場合にはその動作を継続する。
【００７５】
＜上述のシステムの優位性＞
図１に示した電源システムの場合には、例えばメイン電源部である電源ボックス１４とパワーコントロールパック２０（Ｄ）との距離が大きい。従って、例えば２０（Ｄ）の近傍に配置される熱線などの負荷に対して大きな電流を流す必要がある場合には、電源ボックス１４とパワーコントロールパック２０（Ｄ）との間を接続する電力供給線４１について、電圧降下を減らすために一般的には太く長い電線を使用する必要がある。また、このシステムに接続する負荷の数が増えると、オルタネータ１２やメインバッテリー１３の電源容量を増やす必要があり、体積や重量が増大し、コストも上昇するという問題が発生する。
【００７６】
しかし、図１に示した電源システムの場合には、ユニット間電力供給線４２を介して複数のパワーコントロールパック２０の間で電力の融通を自動的に行うことができる。そのため、例えばパワーコントロールパック２０（Ｄ）が大きな電力を必要とする場合には、距離の近いパワーコントロールパック２０（Ｂ）からユニット間電力供給線４２を経由して電力を融通することもできる。従って、細い電線を電力供給線４１に用いても電圧降下の増大が生じにくく、オルタネータ１２およびメインバッテリー１３の電源容量を減らすことも可能になる。
【００７７】
また、各パワーコントロールパック２０内の蓄電池２１の蓄電容量が小さい場合には、負荷の増大に伴って電力不足が発生しやすくなる。しかし、図１に示した電源システムの場合には、複数のパワーコントロールパック２０の間で電力を融通することができるので、各蓄電池２１の蓄電容量が小さい場合でも、電力不足の発生を自動的に解消することができる。つまり、各パワーコントロールパック２０を小型化することができる。
【００７８】
＜変形の可能性＞
なお、図１に示した電源システムにおいては、システム全体の動作を統括するために独立したパワーマネジメントユニット３０を設けてあるが、これを省略することもできる。例えば、パワーマネジメントユニット３０に相当する機能を複数のパワーコントロールパック２０のいずれかの内部に組み込むこともできるし、複数のパワーコントロールパック２０のそれぞれが自律的な制御により、パワーマネジメントユニット３０と同等の機能を実現することも可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１０  車両
１０ａ  エンジンルーム
１０ｂ  車室部
１０ｃ  ラゲージ部
１０ｄ  ドア部
１１  エンジン
１２  オルタネータ
１３  メインバッテリー
１４  電源ボックス
１５  接続ボックス
２０  パワーコントロールパック
２１  蓄電池
２２  電力制御部
２３  充電制御部
２４  マイクロコンピュータ
２５  通信部
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ  デューティ制御部
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ  電力出力端子
３０  パワーマネジメントユニット
３１  電力消費状況処理部
３２  電力消費制御部
４１  電力供給線
４２  ユニット間電力供給線
４３  通信線
【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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