(57)【要約】【課題】車両用電源供給装置において発生する電力損失を低減可能な技術を提供する。【解決手段】電源供給装置１２は、出力電流値に対する変換効率特性が互いに異なる複数の降圧回路２３ａ，２３ｂを備え、制御部２８が、電源供給装置１２の出力電流値に応じてＥＣＵ１３と導通状態とする降圧回路を切り換える。具体的には、複数の降圧回路２３ａ，２３ｂのうち、その時点での出力電流値において変換効率が最大となるものを選択してＥＣＵ１３と導通状態とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリから供給される電力を降圧回路によって所定電圧レベルまで降圧して電気負荷に供給する車両用電源供給装置であって、
出力電流値に対する変換効率特性が互いに異なる複数の降圧回路と、
前記複数の降圧回路のそれぞれと前記電気負荷との間を、導通状態あるいは非導通状態に切り換える切換手段と、
前記複数の降圧回路のうちのいずれかを選択し、選択した降圧回路と前記電気負荷との間を導通状態にし、他の降圧回路と前記電気負荷との間を非導通状態にするように前記切換手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段が、
前記電気負荷と導通状態の降圧回路の出力電流値を特定し、前記複数の降圧回路のうち、前記出力電流値において変換効率が最大となる降圧回路を、前記電気負荷と導通状態にすべき降圧回路として選択する車両用電源供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用電源供給装置であって、
前記複数の降圧回路に、
スイッチング方式の降圧回路とリニア方式の降圧回路とが含まれる車両用電源供給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用電源供給装置であって、
前記制御手段が、
前記電気負荷と導通状態にされている降圧回路における異常発生の有無を監視し、
異常が検出された場合に、当該異常が検出された降圧回路と前記電気負荷との間を非導通状態にするとともに、他の降圧回路のうちのいずれかと前記電気負荷との間を導通状態にするように前記切換手段を制御し、以降、前記複数の降圧回路のうち前記異常が検出された降圧回路を除いた残りの降圧回路のうち、前記出力電流値において変換効率が最大となる降圧回路を、前記電気負荷と導通状態にすべき降圧回路として選択する車両用電源供給装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の車両用電源供給装置であって、
前記電気負荷が複数のＥＣＵである車両用電源供給装置。
【請求項５】
車両に搭載されるバッテリと、
前記車両に搭載される電気負荷と、
前記バッテリから供給される電力を降圧回路によって所定電圧レベルまで降圧して前記電気負荷に供給する車両用電源供給装置と、
を備え、
前記車両用電源供給装置が、請求項１から４のいずれかに記載の車両用電源供給装置である車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バッテリから供給される電力を所定電圧レベルまで降圧して電気負荷に供給する車両用電源供給装置、および、車両用電源供給装置を搭載した車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動車等の車両においては、バッテリに蓄電された電力を利用して車両に搭載された各種の電気負荷（各種のＥＣＵ（電子制御ユニット）やアクチュエータ等の車載機器）を作動させているところ、バッテリに蓄電される電力には限りがあるので、これをできるだけ効率的に利用することが好ましい。効率的な電力利用を実現するための技術は従来から各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６１０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリから供給される電力が、車載機器が必要とする電圧よりも高圧の場合、電源供給装置においてバッテリから供給される電力を降圧してから車載機器に供給することになる。バッテリの電力消費の無駄をなくすためには、この電源供給装置においていかに高い変換効率で電力を降圧できるかが重要な課題の１つとなってくる。
【０００５】
この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、車両用電源供給装置において発生する電力損失を低減可能な技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、バッテリから供給される電力を降圧回路によって所定電圧レベルまで降圧して電気負荷に供給する車両用電源供給装置であって、出力電流値に対する変換効率特性が互いに異なる複数の降圧回路と、前記複数の降圧回路のそれぞれと前記電気負荷との間を、導通状態あるいは非導通状態に切り換える切換手段と、前記複数の降圧回路のうちのいずれかを選択し、選択した降圧回路と前記電気負荷との間を導通状態にし、他の降圧回路と前記電気負荷との間を非導通状態にするように前記切換手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段が、前記電気負荷と導通状態の降圧回路の出力電流値を特定し、前記複数の降圧回路のうち、前記出力電流値において変換効率が最大となる降圧回路を、前記電気負荷と導通状態にすべき降圧回路として選択する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用電源供給装置であって、前記複数の降圧回路に、スイッチング方式の降圧回路とリニア方式の降圧回路とが含まれる。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の車両用電源供給装置であって、前記制御手段が、前記電気負荷と導通状態にされている降圧回路における異常発生の有無を監視し、異常が検出された場合に、当該異常が検出された降圧回路と前記電気負荷との間を非導通状態にするとともに、他の降圧回路のうちのいずれかと前記電気負荷との間を導通状態にするように前記切換手段を制御し、以降、前記複数の降圧回路のうち前記異常が検出された降圧回路を除いた残りの降圧回路のうち、前記出力電流値において変換効率が最大となる降圧回路を、前記電気負荷と導通状態にすべき降圧回路として選択する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の車両用電源供給装置であって、前記電気負荷が複数のＥＣＵである。
【００１０】
請求項５の発明は、車両に搭載されるバッテリと、前記車両に搭載される電気負荷と、前記バッテリから供給される電力を降圧回路によって所定電圧レベルまで降圧して前記電気負荷に供給する車両用電源供給装置と、を備え、前記車両用電源供給装置が、請求項１から４のいずれかに記載の車両用電源供給装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜５の発明によると、出力電流値に対する変換効率特性が互いに異なる複数の降圧回路を備え、当該複数の降圧回路のうち、電気負荷と導通状態の降圧回路の出力電流値において変換効率が最大となる降圧回路を、電気負荷と導通状態にすべき降圧回路として選択する。したがって、電気負荷の消費電流量が変化しても常に高い変換効率を維持することが可能となり、車両用電源供給装置において発生する電力損失を低減することができる。
【００１２】
特に、請求項２の発明によると、複数の降圧回路に、スイッチング方式の降圧回路とリニア方式の降圧回路とが含まれる。スイッチング方式の降圧回路は、平均的な変換効率は比較的高いものの、出力電流値に応じて変換効率が変化するため一部の電流値領域において変換効率が低くなってしまう。一方、リニア方式の降圧回路は、平均的な変換効率は比較的低いものの、出力電流値に関係なく安定した変換効率を実現する。したがって、これら２つの方式の降圧回路を切り換える構成によると、スイッチング方式の降圧回路において変換効率が低くなる電流値領域ではリニア方式の降圧回路に切り換えられることになるので、電気負荷の消費電流量が変動しても高い変換効率を維持することができる。
【００１３】
特に、請求項３の発明によると、電気負荷と導通状態にされている降圧回路に異常が検出された場合に、当該異常が検出された降圧回路と電気負荷との間を非導通状態にするとともに、他の降圧回路のうちのいずれかと電気負荷との間を導通状態にするように切換手段を制御し、以降、複数の降圧回路のうち異常が検出された降圧回路を除いた残りの降圧回路のうち、出力電流値において変換効率が最大となる降圧回路を、電気負荷と導通状態にすべき降圧回路として選択する。この構成によると、複数の降圧回路によりフェールセーフ機能が実現される。
【００１４】
特に、請求項４の発明によると、車両用電源供給装置が、複数のＥＣＵに電力を供給する。すなわち、複数のＥＣＵについて共通化された電源供給装置において、複数のＥＣＵの総消費電流量にかかわらず常に高い変換効率を維持することが可能となるので、電力損失の低減を効果的に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】車両用制御装置の外観を示す図である。
【図２】車両用制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】スイッチング方式の降圧回路の、出力電流値に対する変換効率特性の例を模式的に示す図である。
【図４】リニア方式の降圧回路の、出力電流値に対する変換効率特性の例を模式的に示す図である。
【図５】第１降圧回路と第２降圧回路との出力電流値に対する変換効率特性の例を模式的に示す図である。
【図６】制御部が行う切り換え制御処理の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〈１．車両用制御装置〉
この発明の実施の形態に係る車両用制御装置１について図１および図２を参照しながら説明する。図１は、車両用制御装置１の外観を示す図である。図２は、車両用制御装置１の構成を示すブロック図である。
【００１７】
車両用制御装置１は、電源となるバッテリ１１と、バッテリ１１からの電力供給を受けて動作する複数のＥＣＵ１３とを備える。バッテリ１１は、典型的には、鉛蓄電池であり、車両のエンジンによって回転させられるオルタネータ（図示省略）によって充電されるとともに、車両に搭載されるＥＣＵ１３等の電気負荷へ電力を供給する。なお、バッテリ１１の起電力は制限されないが、以下の説明では、バッテリ１１の起電力は１２Ｖであるとする。
【００１８】
また、車両用制御装置１は、バッテリ１１から供給される電力を、降圧回路（第１降圧回路２３ａ、もしくは、第２降圧回路２３ｂ）によって所定電圧レベル（具体的には、被供給物であるＥＣＵ１３が必要とする電圧レベルであり、以下の説明では、例えば５Ｖであるとする）まで降圧して、複数のＥＣＵ１３に供給する電源供給装置（車両用電源供給装置）１２を備える。
【００１９】
電源供給装置１２は、降圧回路（第１降圧回路２３ａ、もしくは、第２降圧回路２３ｂ）により降圧された電力を、分岐回路２５を介して複数（図１の例では５個）のＥＣＵ１３にそれぞれ供給する。つまり、この実施の形態に係る車両用制御装置１においては、ＥＣＵ１３に対して電力を供給する電源供給装置が、複数のＥＣＵ１３について共通化されており、バッテリ１１からの電力は１個の電源供給装置１２を介して複数のＥＣＵ１３に供給されることになる。
【００２０】
共通化される複数のＥＣＵ１３の組み合わせは原則としてどのようなものであってもよいが、例えば、標準仕様で搭載されるＥＣＵ（エンジンコントロールＥＣＵ、ボデーＥＣＵ（ルームランプ、ドア開閉、ウインドウ開閉等を制御するＥＣＵ）、エアコンＥＣＵ等）同士で組み合わせることが好ましい。標準ＥＣＵ同士の組み合わせとすると、どのグレードの車両においても必ず搭載されるので無駄がないからである。
【００２１】
また、別の組み合わせ方として、搭載位置が近く、同じ部位で使用されるハーネス（インパネハーネス等）に接続されているＥＣＵ同士を組み合わることも好ましい。この構成によると、無駄に電線長が伸びることがない。例えば、サスペンションコントロールＥＣＵ、パワーマネジメントＥＣＵ、ドライビングサポートＥＣＵ、という３種類のＥＣＵが近い位置に搭載される車両の場合、これらのＥＣＵ同士を組み合わせれば、電線長が伸びることなく構成の簡素化が実現される。
【００２２】
〈２．電源供給装置〉
電源供給装置１２の構成について、引き続き図２を参照しながら具体的に説明する。
【００２３】
電源供給装置１２は、一端がバッテリ１１と接続され、他端が複数（図２の例では２又）に分岐した分岐回路２１を備えている。
【００２４】
分岐回路２１の複数の分岐先２１１ａ，２１１ｂの一方（第１回路２１１ａ）には第１降圧回路２３ａが、他方（第２回路２１１ｂ）には第２降圧回路２３ｂが、それぞれ接続されている。各降圧回路２３ａ，２３ｂには、入力電圧としてバッテリ１１の電圧が入力される。なお、バッテリ１１と各降圧回路２３ａ，２３ｂとの間には、降圧回路２３ａ，２３ｂが静電気により破損されることを防止するための機能部である入力保護回路２２が直列に接続されている。
【００２５】
各降圧回路２３ａ，２３ｂは、バッテリ１１から供給される１２Ｖの電力を、ＥＣＵ１３が必要とする電圧レベルである５Ｖまで降圧する。降圧回路２３ａ，２３ｂについては後により詳細に説明する。
【００２６】
各降圧回路２３ａ，２３ｂは、切換回路２４を介して、複数に分岐した分岐回路２５と接続されている。分岐回路２５の複数の分岐先２５１のそれぞれには、ＥＣＵ１３が接続されており、各分岐先２５１は、複数のＥＣＵ１３のいずれかにバッテリ１１からの電力を供給する供給ラインとして機能する。
【００２７】
各供給ライン２５１には、スイッチ回路２６および電流検出回路２７が設けられている。スイッチ回路２６は、例えばリレースイッチにより構成され、後述する制御部２８からの指示に応じてＥＣＵ１３への電圧のオン／オフを切り換える。電流検出回路２７は、例えば、ＥＣＵ１３に直列に接続されたシャント抵抗により構成され、後述する制御部２８は、このシャント抵抗の電圧降下量を検出することによってＥＣＵ１３の消費電流量を測定している。スイッチ回路２６および電流検出回路２７は、インテリジェント・パワー・スイッチ（ＩＰＳ）により構成されてもよい。
【００２８】
切換回路２４は、複数の降圧回路２３ａ，２３ｂのそれぞれと分岐回路２５との間（すなわち、複数の降圧回路２３ａ，２３ｂのそれぞれと複数のＥＣＵ１３との間）を、導通状態あるいは非導通状態に切り換える。切換回路２４が、例えば、第１降圧回路２３ａと分岐回路２５との間を導通状態とし、第２降圧回路２３ｂと分岐回路２５との間を非導通状態とすると、バッテリ１１から出力された１２Ｖの電力は、第１降圧回路２３ａにより５Ｖまで降圧されて、分岐回路２５を通じて複数のＥＣＵ１３に供給されることになる。一方、切換回路２４が、第２降圧回路２３ｂと分岐回路２５との間を導通状態とし、第１降圧回路２３ａと分岐回路２５との間を非導通状態とすると、バッテリ１１から出力された１２Ｖの電力は、第２降圧回路２３ｂにより５Ｖまで降圧されて、分岐回路２５を通じて複数のＥＣＵ１３に供給されることになる。
【００２９】
制御部２８は、各供給ライン２５１に設けられたスイッチ回路２６を制御する。具体的には、ＣＡＮ／ＩＦ回路２９を介してＣＡＮから制御信号を取得し、当該取得した制御信号に基づいて各供給ライン２５１に設けられたスイッチ回路２６を独立に制御する。制御信号とは、具体的には、ＩＧ信号（イグニッションキーがＩＧ−ＯＮ（イグニッション・オン）の位置まで回されたときに発される信号）、あるいは、ＡＣＣ信号（イグニッションキーがＡＣＣ（アクセサリー）の位置まで回されたときに発される信号）等である。ＥＣＵ１３の種類ごとに、どの制御信号を受けた場合に電力供給を開始するかが個別に規定されている。例えば、ＣＡＮからＩＧ信号が取得された場合、制御部２８は、エンジンコントロールＥＣＵと接続されたスイッチ回路２６のリレースイッチをＯＮにする。これにより、エンジンコントロールＥＣＵに対する電力供給が開始されることになる。
【００３０】
また、制御部２８は、切換回路２４を制御することによって、複数の降圧回路２３ａ，２３ｂのうち、複数のＥＣＵ１３と導通状態にする降圧回路を切り換える。具体的には、複数の降圧回路２３ａ，２３ｂのうちのいずれかを選択し、選択した降圧回路と分岐回路２５との間（すなわち、選択した降圧回路と複数のＥＣＵ１３との間）を導通状態にし、他の降圧回路と分岐回路２５との間との間を非導通状態にするように切換回路２４を制御する。この制御態様については、後にさらに詳細に説明する。
【００３１】
〈３．降圧回路〉
電源供給装置１２が備える複数の降圧回路２３ａ，２３ｂについて説明する。
【００３２】
一般的な降圧回路として、スイッチング素子を用いて、そのオン時間とオフ時間とを制御することによって出力電圧を調整するスイッチング方式の降圧回路（所謂「スイッチング・レギュレータ」）や、電源と電気負荷との間に直列に設けられた電圧調整用のスイッチング素子を用いて、スイッチング素子のオン抵抗を利用して入力電圧を消費することで出力電圧を調整するリニア方式の降圧回路（所謂「リニア・レギュレータ」）が知られている。
【００３３】
ところで、降圧回路の出力電流値に対する変換効率特性は、降圧回路の回路構成によって様々に異なってくる。図３、図４には、各種の降圧回路の出力電流値に対する変換効率の変化が模式的に示されている。図３（ａ）および図３（ｂ）には、スイッチング方式の降圧回路の変換効率特性が模式的に示されている。また、図４には、リニア方式の降圧回路の変換効率特性が模式的に示されている。
【００３４】
スイッチング方式の降圧回路は、出力電流値に応じて変換効率が変化する。ただし、同じスイッチング方式であっても使用デバイス等が異なれば、変換効率特性も異なってくる。例えば図３（ａ）に例示されるスイッチング方式の降圧回路の場合、幅広い電流値領域において比較的高い変換効率を実現するものの、電流値が小さい領域（０Ａ〜２０ｍＡ付近）において変換効率が急激に低下している。一方、図３（ｂ）に例示されるスイッチング方式の降圧回路の場合、電流値が小さい領域において変換効率はやはり低下するものの、図３（ａ）に例示される降圧回路に比べて低下の度合いが緩やかである。
【００３５】
一方、リニア方式の降圧回路は、出力電流値に関係なく安定した変換効率を実現する。例えば図４に例示されるリニア方式の降圧回路の場合、出力電流値に関係なく一定（約４１．６％）の変換効率値を実現する。
【００３６】
この実施の形態に係る電源供給装置１２は、上述したとおり、２個の降圧回路２３ａ，２３ｂを備える。これらの降圧回路２３ａ，２３ｂは、出力電流値に対する変換効率特性が互いに異なる降圧回路である。どのような変換効率特性の降圧回路を組み合わせるかは任意である。例えば、図３（ａ）に例示される変換効率特性を示すスイッチング方式の降圧回路と、図４に例示される変換効率特性を示すリニア方式の降圧回路とを組み合わせても良い。また、図３（ｂ）に例示される変換効率特性を示すスイッチング方式の降圧回路と、図４に例示される変換効率特性を示すリニア方式の降圧回路とを組み合わせても良い。また、図３（ａ）に例示される変換効率特性を示すスイッチング方式の降圧回路と、図３（ｂ）に例示される変換効率特性を示すスイッチング方式の降圧回路とを組み合わせても良い。
【００３７】
〈４．降圧回路の切り換え制御〉
〈４−１．制御態様〉
上述したとおり、制御部２８は、切換回路２４を制御することによって、複数の降圧回路２３ａ，２３ｂのうち、分岐回路２５と導通状態にする降圧回路を切り換える。この制御態様について具体的に説明する。
【００３８】
以下に説明するように、制御部２８は、電源供給装置１２と接続された複数のＥＣＵ１３のそれぞれが消費している電流量の総和（総消費電流量）に基づく降圧回路の切り換え制御と、異常検知に基づく降圧回路の切り換え制御との２種類の制御態様を併用しながら、切換回路２４を制御している。
【００３９】
〈ａ．総消費電流量に基づく降圧回路の切り換え制御〉
制御部２８は、各電流検出回路２７のシャント抵抗の電圧降下量を検出することによって、各ＥＣＵ１３の消費電流量（すなわち、各ＥＣＵ１３への出力電流量）を常時測定しており、得られた測定値に基づいて切換回路２４を制御する。
【００４０】
この制御態様についてより具体的に説明する。制御部２８は、まず、各供給ライン２５１に設けられた電流検出回路２７から得られた測定値を総和する。ここで得られる値は、電源供給装置１２から電力の供給を受けている複数のＥＣＵ１３の総消費電流量、すなわち、現在、分岐回路２５と導通状態にある降圧回路（第１降圧回路２３ａ、もしくは、第２降圧回路２３ｂ）から出力されている電流量となっている。制御部２８は、得られた値を「出力電流値Ｐ」として取得する。ただし、制御部２８は、定期的、もしくは、不定期に、出力電流値Ｐの値を取得しているものとする。
【００４１】
続いて、制御部２８は、複数の降圧回路２３ａ，２３ｂのうち、取得された出力電流値Ｐにおいて変換効率が最大となる降圧回路を、分岐回路２５と導通状態にすべき降圧回路（最適降圧回路）として選択する。そして、最適降圧回路として選択された降圧回路と分岐回路２５との間を導通状態にし、他の降圧回路と分岐回路２５との間を非導通状態にするように切換回路２４を制御する。
【００４２】
〈制御例１〉
例えば、第１降圧回路２３ａが図３（ａ）に例示される変換効率特性を示すスイッチング方式の降圧回路であり、第２降圧回路２３ｂが図４に例示される変換効率特性を示すリニア方式の降圧回路であるとする。
【００４３】
この場合、図５に示すように、第１降圧回路２３ａの変換効率は、出力電流値がゼロのときはゼロであって、出力電流値が増加するにつれて徐々に増加していく。一方、第２降圧回路２３ｂの変換効率は、出力電流値に関係なく常に一定の値となっている。したがって、出力電流値Ｐが小さい場合には、第２降圧回路２３ｂの方が第１降圧回路２３ａよりも高い変換効率を実現し、ある値（以下「逆転電流値Ｑ」という）よりも出力電流値Ｐが大きくなると、逆に、第１降圧回路２３ａの方が第２降圧回路２３ｂよりも高い変換効率を実現する。図５の例では、逆転電流値Ｑは、２０ｍＡ付近に現れている。
【００４４】
制御部２８は、各降圧回路２３ａ，２３ｂの変換効率特性に基づいて算出される逆転電流値Ｑの値を予め記憶しており、出力電流値Ｐが、逆転電流値Ｑに基づいて規定される第１閾値よりも大きい場合には、第１降圧回路２３ａを最適降圧回路として選択する。したがってこの場合、制御部２８は、第２降圧回路２３ｂと分岐回路２５とを非導通状態とし、第１降圧回路２３ａと分岐回路２５とを導通状態とするように切換回路２４を制御する。ただし、第１閾値は、逆転電流値Ｑよりもわずかに大きい値（例えば、逆転電流値Ｑ＋２ｍＡ程度の値）である。
【００４５】
また、制御部２８は、出力電流値Ｐが、逆転電流値Ｑに基づいて規定される第２閾値よりも小さい場合には、第２降圧回路２３ｂを最適降圧回路として選択する。したがってこの場合、制御部２８は、第１降圧回路２３ａと分岐回路２５とを非導通状態とし、第２降圧回路２３ｂと分岐回路２５とを導通状態とするように切換回路２４を制御する。ただし、第２閾値は、逆転電流値Ｑよりもわずかに小さい値（例えば、逆転電流値Ｑ−２ｍＡ程度の値）である。
【００４６】
〈制御例２〉
また例えば、第１降圧回路２３ａが図３（ａ）に例示される変換効率特性を示すスイッチング方式の降圧回路であり、第２降圧回路２３ｂが図３（ｂ）に例示される変換効率特性を示すスイッチング方式の降圧回路であるとする。
【００４７】
この場合、第１降圧回路２３ａの変換効率は、電流値が小さい領域（０Ａ〜２０ｍＡ付近）において急激に低下する。一方、第２降圧回路２３ｂの変換効率は、当該領域においてやはり低下するものの、第１降圧回路２３ａに比べて低下の度合いが緩やかである。したがって、出力電流値Ｐが小さい場合には、第２降圧回路２３ｂの方が第１降圧回路２３ａよりも高い変換効率を実現し、ある値よりも出力電流値Ｐが大きくなると、逆に、第１降圧回路２３ａの方が第２降圧回路２３ｂよりも高い変換効率を実現する。図３（ａ）および図３（ｂ）を参照すると、出力電流値Ｐが例えば０．５Ａの時、第１降圧回路２３ａの変換効率は約９０％となり、第２降圧回路２３ｂの変換効率は約８７％となることがわかる。また、出力電流値Ｐが０．０１Ａの時、第１降圧回路２３ａの変換効率は約３０％となり、第２降圧回路２３ｂの変換効率は約７２％となることがわかる。したがって、逆転電流値は、０．０１Ａ〜０．５Ａの間に現れることがわかる。
【００４８】
制御部２８は、各降圧回路２３ａ，２３ｂの変換効率特性に基づいて算出される逆転電流値の値を予め記憶しており、出力電流値Ｐが、逆転電流値に基づいて規定される第１閾値よりも大きい場合（例えば、出力電流値Ｐが０．５Ａの場合）には、第１降圧回路２３ａを最適降圧回路として選択する。したがってこの場合、制御部２８は、第２降圧回路２３ｂと分岐回路２５とを非導通状態とし、第１降圧回路２３ａと分岐回路２５とを導通状態とするように切換回路２４を制御する。ただし、ここでも、第１閾値は、逆転電流値よりもわずかに大きい値（例えば、逆転電流値＋２ｍＡ程度の値）である。
【００４９】
また、制御部２８は、出力電流値Ｐが、逆転電流値に基づいて規定される第２閾値よりも小さい場合（例えば、出力電流値Ｐが０．０１Ａの場合）には、第２降圧回路２３ｂを最適降圧回路として選択する。したがってこの場合、制御部２８は、第１降圧回路２３ａと分岐回路２５とを非導通状態とし、第２降圧回路２３ｂと分岐回路２５とを導通状態とするように切換回路２４を制御する。ただし、ここでも、第２閾値は、逆転電流値よりもわずかに小さい値（例えば、逆転電流値−２ｍＡ程度の値）である。
【００５０】
〈ｂ．異常検知に基づく降圧回路の切り換え制御〉
制御部２８は、電源供給装置１２に搭載された複数の降圧回路２３ａ，２３ｂのそれぞれが正常に動作しているかを常時監視している。具体的には、各降圧回路２３ａ，２３ｂの出力電圧を常時検出しており、出力電圧が目標出力電圧の＋１０％以上、もしくは、−１０％以下となった場合に、当該降圧回路に異常が発生したと判断する。制御部２８は、各降圧回路２３ａ，２３ｂの異常発生の有無に基づいて、切換回路２４を制御する。
【００５１】
具体的には、分岐回路２５と導通状態にある降圧回路に異常が検出された場合、制御部２８は、異常が検出された降圧回路と分岐回路２５との間を非導通状態にするとともに、他の降圧回路のうちのいずれかと分岐回路２５との間を導通状態にするように切換回路２４を制御する。この実施の形態においては、電源供給装置１２に搭載されている降圧回路２３ａ，２３ｂの個数は２個であるので、一方の降圧回路に異常が検出された場合には、自動的に他方の降圧回路が分岐回路２５と導通状態にされることになる。電源供給装置１２に３以上の降圧回路が搭載されている場合において、いずれかの降圧回路に異常が検出された場合には、電源供給装置１２に搭載されている複数の降圧回路のうち、異常が検出された降圧回路を除く残りの降圧回路のうちのいずれか（具体的には、その時点の出力電流値Ｐにおいて変換効率が最大となる降圧回路）が新たに最適降圧回路として選択され、当該選択された降圧回路が分岐回路２５と導通状態にされることになる。
【００５２】
なお、制御部２８は、異常が検出された降圧回路を、以降、最適降圧回路として選択することを禁止する。すなわち、制御部２８は、以降、複数の降圧回路のうち異常が検出された降圧回路を除いた残りの降圧回路から、最適降圧回路を選択する。具体的には、残りの降圧回路のうち、その時点の出力電流値Ｐにおいて変換効率が最大となる降圧回路を最適降圧回路として選択する。ただし、この実施の形態においては、電源供給装置１２に搭載されている降圧回路２３ａ，２３ｂの個数は２個であるので、いずれかの降圧回路に異常が検出された場合には、以降は、常に他方の降圧回路が分岐回路２５と導通状態とされ続けることになる。すなわち、以降は、総消費電流量に基づく降圧回路の切り換え制御は行われず、総消費電流量にかかわらず異常が発生していない方の降圧回路が常に分岐回路２５と導通状態とされ続けることになる。
【００５３】
〈４−２．処理の流れ〉
制御部２８が行う切り換え制御処理の流れについて、図６を参照しながら説明する。図６は、当該処理の流れを示す図である。なお、以下の説明では、第１降圧回路２３ａが図３（ａ）に例示される変換効率特性を示すスイッチング方式の降圧回路であり、第２降圧回路２３ｂが図４に例示される変換効率特性を示すリニア方式の降圧回路であるとする（図５参照）。
【００５４】
上述したとおり、制御部２８は、各降圧回路２３ａ，２３ｂが正常に動作しているかを常時監視している。ここで、分岐回路２５と導通状態にある降圧回路に異常が検出された場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、制御部２８は、異常が検出された降圧回路と分岐回路２５とを非導通状態にし、他方の降圧回路を分岐回路２５と導通状態にするように切換回路２４を制御する（ステップＳ１２）。例えば、第１降圧回路２３ａに異常が検出された場合、制御部２８は第１降圧回路２３ａを分岐回路２５と非導通状態とし、第２降圧回路２３ｂを分岐回路２５と導通状態とするように切換回路２４を制御する。
【００５５】
なお、降圧回路に異常が検出された場合、制御部２８は、以降、異常が検出された降圧回路を最適降圧回路として選択することを禁止し、複数の降圧回路２３ａ，２３ｂのうち異常が検出された降圧回路を除いた残りの降圧回路から最適降圧回路を選択する。ただし、この実施の形態においては、電源供給装置１２に搭載されている降圧回路２３ａ，２３ｂの個数は２個であるので、一方の降圧回路に異常が検出された場合には、以降は、常に他方の降圧回路が分岐回路２５と導通状態とされ続ける。すなわち、以降は、総消費電流量に基づく降圧回路の切り換え制御（ステップＳ１３〜ステップＳ１７）は行われず、総消費電流量にかかわらず他方の降圧回路が常に分岐回路２５と導通状態とされ続けることになる。
【００５６】
分岐回路２５と導通状態にある降圧回路に異常が検出されなかった場合（ステップＳ１１でＮＯ）、制御部２８は、続いて、総消費電流量に基づく降圧回路の切り換え制御を行う（ステップＳ１３〜ステップＳ１７）。
【００５７】
総消費電流量に基づく降圧回路の切り換え制御は次のように行われる。まず、分岐回路２５と導通状態にある降圧回路が、第１降圧回路２３ａ、第２降圧回路２３ｂのどちらであるかが判断される（ステップＳ１３）。
【００５８】
分岐回路２５と導通状態にある降圧回路が第２降圧回路２３ｂの場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、制御部２８は、出力電流値Ｐが第１閾値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１４）。ただし、上述したとおり、第１閾値は、逆転電流値Ｑよりもわずかに大きい値（例えば、逆転電流値Ｑ＋２ｍＡ程度の値）である。
【００５９】
出力電流値Ｐが第１閾値よりも大きくない場合（ステップＳ１４でＮＯ）、制御部２８は、第２降圧回路２３ｂを最適降圧回路として選択する。したがってこの場合は、降圧回路の切り換えを行わない。出力電流値Ｐが第１閾値より大きくならない状況とは、例えば、電源供給装置１２と接続された複数個のＥＣＵ１３の全てがスリープモードにある場合が考えられる。このような場合は、第２降圧回路２３ｂが分岐回路２５と導通状態とされ、リニア方式の第２降圧回路２３ｂによって高い変換効率でバッテリ１１からの電力が降圧されることになる（図５参照）。
【００６０】
一方、出力電流値Ｐが第１閾値よりも大きい場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、制御部２８は、第１降圧回路２３ａを最適降圧回路として選択し、降圧回路を切り換える（ステップＳ１５）。すなわち、第２降圧回路２３ｂを分岐回路２５と非導通状態とし、第１降圧回路２３ａを分岐回路２５と導通状態とするように切換回路２４を制御する。出力電流値Ｐが第１閾値より大きくなる状況とは、例えば、電源供給装置１２と接続された複数個のＥＣＵ１３のすべてがスリープモードにある状態から、少なくとも１個のＥＣＵ１３が通常モードに遷移した場合が考えられる。このような場合は、第２降圧回路２３ｂに換えて第１降圧回路２３ａが分岐回路２５と導通状態とされ、スイッチング方式の第１降圧回路２３ａによって高い変換効率でバッテリ１１からの電力が降圧されることになる（図５参照）。
【００６１】
なお、例えば、通常モードの中にも、消費電力の異なる複数のモードが存在する場合がある。スリープモードにおいても同様である。したがって、例えば、電源供給装置１２と接続された複数個のＥＣＵ１３のすべてがスリープモードにある状態から、１個のＥＣＵ１３が消費電力の比較的少ない第１の通常モードに遷移した場合に、出力電流値Ｐが逆転電流値Ｑ以上、第１閾値以下となる場合も想定されうる。この場合、制御部２８は、第２降圧回路２３ｂを分岐回路２５と導通状態にしたままとし、降圧回路の切り換えを行わない。つまり、このような場合に限って、出力電流値Ｐにおいて変換効率が最大となる降圧回路が分岐回路２５と導通状態にされないことになる。しかしながら、例えば、消費電力の比較的小さい第１の通常モードにあるＥＣＵ１３が消費電力のより大きい第２の通常モードにさらに遷移して（また例えば、スリープモードにあった他のＥＣＵ１３が第１の通常モードに遷移して）、出力電流値Ｐが第１閾値よりも大きくなると、制御部２８は、降圧回路の切り替えを行って、第１降圧回路２３ａを分岐回路２５と導通状態とする。つまり、出力電流値Ｐにおいて変換効率が最大となる降圧回路が分岐回路２５と導通状態にされることになる。
【００６２】
分岐回路２５と導通状態にある降圧回路が第２降圧回路２３ｂではない場合（ステップＳ１３でＮＯ）、すなわち、分岐回路２５と導通状態にある降圧回路が第１降圧回路２３ａである場合、制御部２８は、出力電流値Ｐが第２閾値よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ１６）。ただし、上述したとおり、第２閾値は、逆転電流値Ｑよりもわずかに小さい値（例えば、逆転電流値Ｑ−２ｍＡ程度の値）である。
【００６３】
出力電流値Ｐが第２閾値よりも小さくない場合（ステップＳ１６でＮＯ）、制御部２８は、第１降圧回路２３ａを最適降圧回路として選択する。したがってこの場合は、降圧回路の切り換えを行わない。出力電流値Ｐが第２閾値より小さくならない状況とは、例えば、電源供給装置１２と接続された複数個のＥＣＵ１３のうちの少なくとも１個のＥＣＵ１３が通常モードにある場合が考えられる。このような場合は、第１降圧回路２３ａが分岐回路２５と導通状態とされ、スイッチング方式の第１降圧回路２３ａによって高い変換効率でバッテリ１１からの電力が降圧されることになる（図５参照）。
【００６４】
一方、出力電流値Ｐが第２閾値よりも小さい場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、制御部２８は、第２降圧回路２３ｂを最適降圧回路として選択し、降圧回路を切り換える（ステップＳ１７）。すなわち、第１降圧回路２３ａを分岐回路２５と非導通状態とし、第２降圧回路２３ｂを分岐回路２５と導通状態とするように切換回路２４を制御する。出力電流値Ｐが第２閾値より小さくなる状況とは、例えば、電源供給装置１２と接続された複数個のＥＣＵ１３の全てがスリープモードに遷移した場合が考えられる。このような場合は、第１降圧回路２３ａに換えて第２降圧回路２３ｂが分岐回路２５と導通状態とされ、リニア方式の第２降圧回路２３ｂによって高い変換効率でバッテリ１１からの電力が降圧されることになる（図５参照）。
【００６５】
なお、上述したように、第１閾値として逆転電流値Ｑよりもわずかに大きい値を、また、第２閾値として逆転電流値Ｑよりもわずかに小さい値を、それぞれ用いる（ヒステリシスを持たせる）ことによって、ノイズの影響を受けることなく安定した切り換え動作を行うことが可能となる。
【００６６】
〈５．効果〉
上記の実施の形態に係る電源供給装置１２は、出力電流値Ｐに対する変換効率特性が互いに異なる複数の降圧回路２３ａ，２３ｂを備え、制御部２８が、複数のＥＣＵ１３の総消費電流量に応じて分岐回路２５と導通状態にする降圧回路を切り換える。具体的には、制御部２８は、分岐回路２５と導通状態とされている降圧回路の出力電流値Ｐを特定して、複数の降圧回路２３ａ，２３ｂのうち、特定された出力電流値Ｐにおいて変換効率が最大となるものを、分岐回路２５と導通状態にするべき降圧回路として選択する。したがって、複数のＥＣＵ１３の総消費電流量が変化しても常に高い変換効率を維持することが可能となり、電源供給装置１２において発生する電力損失を低減することができる。
【００６７】
特に、上記の実施の形態に係る電源供給装置１２が備える複数の降圧回路２３ａ，２３ｂには、互いに異なる方式の降圧回路が含まれるものとすることができる。例えば、第１降圧回路２３ａをスイッチング方式の降圧回路と、第２降圧回路２３ｂをリニア方式の降圧回路と、することができる。スイッチング方式の降圧回路は、平均的な変換効率は比較的高いものの、出力電流値に応じて変換効率が変化するため一部の電流値領域において変換効率が低くなってしまう（図３参照）。一方、リニア方式の降圧回路は、平均的な変換効率は比較的低いものの、出力電流値に関係なく安定した変換効率を実現する（図４参照）。したがって、これら２つの方式の降圧回路を切り換える構成によると、スイッチング方式の降圧回路において変換効率が低くなる出力電流値Ｐの領域（図５の例の場合、０≦Ｐ≦Ｑの電流値領域）においてはリニア方式の降圧回路に切り換えられることになるので、複数のＥＣＵ１３の総消費電流量が変動しても高い変換効率を維持することができる。
【００６８】
また、上記の実施の形態に係る電源供給装置１２によると、分岐回路２５と導通状態にある降圧回路に異常が検出された場合に、制御部２８が、当該異常が検出された降圧回路を分岐回路２５と非導通状態にするとともに、他の降圧回路を分岐回路２５と導通状態にするように切換回路２４を制御し、異常が検出された降圧回路を、以降、最適降圧回路として選択することを禁止する。すなわち、異常が検出された降圧回路は、以降、最適降圧回路として選択されない。この構成によると、複数の降圧回路２３ａ，２３ｂによりフェールセーフ機能が実現される。
【００６９】
また、上記の実施の形態に係る電源供給装置１２は、複数のＥＣＵ１３に電力を供給する構成となっている。すなわち、複数のＥＣＵ１３について共通化された電源供給装置１２において、複数のＥＣＵ１３の総消費電流量にかかわらず常に高い変換効率を維持することが可能となるので、電力損失の低減を効果的に実現できる。
【００７０】
また、複数のＥＣＵ１３に電力を供給する電源供給装置が共通化されている構成によると、電源供給装置が故障すると全てのＥＣＵ１３が停止し、大きな影響が出てしまうところ、上記の実施の形態に係る電源供給装置１２においては、複数の降圧回路２３ａ，２３ｂによりフェールセーフ機能が実現されているため、甚大な被害の発生が未然に防止される。
【００７１】
なお、単にフェールセーフ機能を実現するためだけに複数の降圧回路を搭載した場合、一方の降圧回路が故障しないかぎり他方の降圧回路は使用されないままであるが、上記の実施の形態に係る電源供給装置１２においては、出力電流値Ｐに応じて降圧回路２３ａ，２３ｂを切り換えて使用するので、電源供給装置１２に搭載された全ての降圧回路２３ａ，２３ｂを無駄なく使用することが可能となるとともに、電源供給装置１２において発生する電力損失の低減という効果を得ることもできる。
【００７２】
〈６．変形例〉
上記の実施の形態においては、電源供給装置１２に搭載される降圧回路の個数は２個であるとしたが、３個以上の降圧回路が搭載されても良い。なお、電源供給装置１２に３個以上の降圧回路が搭載されている場合において制御部２８がいずれかの降圧回路に異常を検出した場合、上述したとおり、制御部２８は、以降は、電源供給装置１２に搭載された複数の降圧回路のうち異常が検出された降圧回路を除いた残りの降圧回路から、最適降圧回路を選択する。具体的には、残りの降圧回路のうち、その時点の出力電流値Ｐにおいて変換効率が最大となる降圧回路を最適降圧回路として選択する。すなわち、残りの複数の降圧回路の間で、総消費電流量に基づく降圧回路の切り換え制御を行うことになる。
【００７３】
また、上記の実施の形態においては、電源供給装置１２に複数個のＥＣＵ１３が接続される構成としたが、接続されるＥＣＵ１３の個数は１個であっても良い。また、電源供給装置１２を介してバッテリ１１からの電力供給を受ける電気負荷は、必ずしもＥＣＵ１３でなくともよい。
【００７４】
また、上記の実施の形態においては、複数の降圧回路２３ａ，２３ｂの切り替えを行う際の閾値として、逆転電流値Ｑよりもわずかに大きい値である第１閾値、および、逆転電流値Ｑよりもわずかに小さい値である第２閾値をそれぞれ用いていたが、逆転電流値Ｑの値をそのまま切り替えを行う際の閾値として用いても良い。
【符号の説明】
【００７５】
１  車両用制御装置
１１  バッテリ
１２  電源供給装置
１３  ＥＣＵ
２３ａ  第１降圧回路
２３ｂ  第２降圧回路
２４  切換回路
２６  スイッチ回路
２７  電流検出回路
２８  制御部
【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】
2011162147.tif 000007
【図６】
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