(57)【要約】【課題】エネルギーを補給するときなどにも、搭載されている他の装置に電力を供給できる電源制御装置を提供する。【解決手段】供給する電力を蓄える主蓄電手段と、主蓄電手段から供給される電力を蓄える補助蓄電手段と、主蓄電手段から供給される電力を消費して動作する動作手段と、主蓄電手段から負荷へ電力を供給する回路の開閉状態を制御する開閉素子と、主蓄電手段の交換が開始されたか否かを判断する判断手段と、判断手段によって主蓄電手段の交換が開始されたと判断されたとき、開閉素子を閉状態にする制御手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給する電力を蓄える主蓄電手段と、
前記主蓄電手段から供給される電力を蓄える補助蓄電手段と、
前記主蓄電手段から供給される電力を消費して動作する動作手段と、
前記主蓄電手段から前記負荷へ電力を供給する回路の開閉状態を制御する開閉素子と、
主蓄電手段の交換が開始されたか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記主蓄電手段の交換が開始されたと判断されたとき、前記開閉素子を閉状態にする制御手段とを備える、電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源制御装置に関し、より特定的には、自動車などの移動体に搭載される電源制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの移動体には、従来、カーオーディオ、或いはカーテレビなどの搭乗者に放送情報を提供する情報提供装置が搭載されている。このような情報提供装置の一例として、例えば、特許文献１に記載のオーディオ装置（以下、従来技術と称する）が挙げられる。
【０００３】
従来技術では、カーナビゲーションシステムを用いて自動車がガソリンスタンドに位置すると判断したとき、給油をするために電源が切られた状態（イグニッションスイッチ、及びアクセサリースイッチが共にオフの状態）となり、放送情報の視聴が一時中断されることを予測する。放送情報の視聴が一時中断されることを予測すると、従来技術では、ガソリンスタンドに自動車が位置している場合には、一時中断して視聴が不可能な放送情報を記憶する。そして、従来技術では、自動車が走行を再開したときなど、放送情報の再生が可能になったときに記憶した放送情報から再生を開始する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７６３７０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、上記従来技術では、以下に述べる課題を有する。すなわち、上記従来技術では、自動車に給油するとき、すなわち、エネルギーを補給するときなどに、搭載されている情報提供装置に電力を供給できない場合が生じ、搭乗者に不自由を強いる場合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、エネルギーを補給するときなどにも、搭載されている他の装置に電力を供給できる電源制御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】
上記目的を達成するために、本発明は、供給する電力を蓄える主蓄電手段と、主蓄電手段から供給される電力を蓄える補助蓄電手段と、主蓄電手段から供給される電力を消費して動作する動作手段と、主蓄電手段から負荷へ電力を供給する回路の開閉状態を制御する開閉素子と、主蓄電手段の交換が開始されたか否かを判断する判断手段と、判断手段によって主蓄電手段の交換が開始されたと判断されたとき、開閉素子を閉状態にする制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エネルギーを補給するときなどにも、搭載されている他の装置に電力を供給できる電源制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る電源制御装置の概略構成を示すブロック図
【図２】本発明に係る第１の制御部の処理の流れを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電源制御装置１の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る電源制御装置１は、蓄電池１０１と、第１のスイッチ１０２と、昇圧コンバータ１０３と、インバータ１０４と、モータ１０５と、監視部１０６と、第１の制御部１０７と、第２の制御部１０８と、補助蓄電池１０９と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０と、第２のスイッチ１１１と、特定負荷１１２とを備える。尚、本実施形態の説明では、電源制御装置１が車両などの移動体（以下、説明の便宜のため、自車両と称する）に搭載されるものとして説明をする。また、本実施形態における自車両とは、駆動力の源として前述のモータ１０５（電動機）を備えており、内燃機関は備えていないものとする。
【００１１】
蓄電池１０１は、自車両の駆動力の源となるモータ１０５、及び自車両に搭載されている車載機器などに供給する電力を蓄える所謂バッテリーである。蓄電池１０１に蓄えられた電力は、直流電力として供給される。
【００１２】
第１のスイッチ１０２は、典型的には、リレースイッチであって、蓄電池１０１から後述する昇圧コンバータ１０３へ直流電力を供給する回路の開閉状態を、後述する第１の制御部１０７から与えられる制御信号に応じて制御する。
【００１３】
昇圧コンバータ１０３は、主にリアクタンス、及びスイッチング素子で構成される。昇圧コンバータ１０３は、第１のスイッチ１０２を介して蓄電池１０１から供給される直流電力の電圧を、後述するインバータ１０４を介してモータ１０５に供給されるときに所望の電圧となるように、後述する第２の制御部１０８から与えられる制御信号に応じてスイッチング素子を制御することにより、上昇させて昇圧させる。
【００１４】
インバータ１０４は、後述するモータ１０５が有する相に対応するスイッチング素子で主に構成されている。インバータ１０４は、後述する第２の制御部１０８から与えられる制御信号に応じて、これらのスイッチング素子の開閉状態を制御する。これにより、インバータ１０４は、昇圧コンバータ１０３によって昇圧させられた直流電力の電圧、或いは電流を、モータ１０５が所望のトルク、或いは回転数で回転できるような電流、或いは電圧を有する交流電力へ変換でき、変換した交流電力をモータ１０５が有する相にそれぞれ供給できる。
【００１５】
モータ１０５は、典型的には、交流誘導電動機であって、インバータ１０４からそれぞれの相に供給される交流電力の電圧、或いは電流に応じた回転数、或いはトルクで回転子を回転させて自車両を走行させるための駆動力を発生させる。
【００１６】
監視部１０６は、蓄電池１０１の状態を逐次監視する。例えば、蓄電池１０１は、複数のセルを、所望の電圧が得られるように直列に接続して構成されている。そして、本実施形態に係る監視部１０６は、例えば、直列に接続されたセルを予め定められた数ずつ纏めたグループ毎に得られる電圧が、予め定められた電圧の範囲から外れている期間を通じて蓄電池１０１が故障していると判断し、故障していることを示す故障信号を第１の制御部１０７へ出力するなどの処理をする。また、監視部１０６は、蓄電池１０１から供給される直流電力の電圧も逐次監視し、当該電圧を示す電圧信号を第１の制御部１０７へ逐次出力する。
【００１７】
第１の制御部１０７は、典型的には、自車両に搭載されており、電力の供給を受けて動作する車載機器を統括して制御するシステムを実現する機能を少なくとも含むＥＣＵ（Electric Control Unit）である。第１の制御部１０７は、後述する補助蓄電池１０９に直接接続されており、補助蓄電池１０９から常に電力の供給を受ける。第１の制御部１０７は、運転者の操作に応じて、自車両の状態を、レディオン状態、アクセサリースイッチオンの状態、及びレディオフ状態などにする。また、本実施形態に係る第１の制御部１０７は、例えば、運転者がシフトポジションをＤレンジに移動させたときなどに、モータ１０５の回転子を回転させるのに必要なトルク、或いは回転数を計算して、計算したトルク、或いは回転数を第２の制御部１０８に通知するなどの処理もする。そして、本実施形態に係る第１の制御部１０７は、蓄電池１０１の交換が開始されたと判断したときに、第１のスイッチ１０２、及び第２のスイッチ１１１をそれぞれ制御する。蓄電池１０１の交換が開始されたと判断したときにおける、第１の制御部１０７によってなされる制御処理については、後述する。
【００１８】
第２の制御部１０８は、第１の制御部１０７によって計算されたトルク、或いは回転数の通知を受けたとき、通知されたトルク、或いは回転数でモータ１０５の回転子が回転するように、昇圧コンバータ１０３、及びインバータ１０４の内部に備えられているスイッチング素子の開閉状態をそれぞれ制御する。さらに、第２の制御部１０８は、後述するＤＣ／ＤＣコンバータ１１０が、第１のスイッチ１０２を介して蓄電池１０１から供給される直流電力の電圧を、後述する補助蓄電池１０９、及び特定負荷１１２の定格として予め定められた電圧へ変換できるように、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０の内部に備えられているスイッチング素子の開閉状態をそれぞれ制御する。また、第２の制御部１０８も第１の制御部１０７と同様に、補助蓄電池１０９に直接接続されており、補助蓄電池１０９から常に電力の供給を受ける。
【００１９】
補助蓄電池１０９は、典型的には、自車両に搭載されている車載機器に供給される電力を蓄える所謂バッテリーである。補助蓄電池１０９は、後述するようにＤＣ／ＤＣコンバータ１１０によって電圧が変換された直流電力を蓄える。
【００２０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、主にスイッチング素子、及びリアクタンスで構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、第１のスイッチ１０２を介して蓄電池１０１から供給される直流電力の電圧を、補助蓄電池１０９、及び後述する特定負荷１１２の定格として予め定められている電圧に変換する。
【００２１】
第２のスイッチ１１１は、典型的には、リレースイッチであって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０によって上述したように電圧が変換された直流電力、及び補助蓄電池１０９に蓄えられた直流電力を後述する特定負荷１１２に供給する回路の開閉状態を、第１の制御部１０７から与えられる制御信号に応じて制御する。
【００２２】
特定負荷１１２は、典型的には、自車両に搭載されるカーオーディオ、カーテレビ、及びカーエアコンなどの車載装置であって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０によって上述したように電圧が変換された直流電力、及び補助蓄電池１０９に蓄えられた直流電力を消費する負荷である。尚、本実施形態では、自車両に搭載される車載装置の中から任意の車載装置を特定負荷１１２として予め定めることができるものとする。
【００２３】
以上が、本実施形態に係る電源制御装置１の概略構成の説明である。次に、本実施形態に係る第１の制御部１０７の制御処理についてより詳細に説明する。
【００２４】
本実施形態に係る第１の制御部１０７は、自車両の運転者による所定の操作に応じて、自車両の状態を、レディオフ状態、アクセサリースイッチオンの状態、及びレディオン状態の間で切り替える。例えば、第１の制御部１０７は、自車両の状態がレディオフ状態であるときにおいて、運転者がシフトポジションをＰポジションにし、且つ自車両のブレーキを踏み込んだ状態でスタータースイッチ（図示せず）を予め定められた時間よりも長い時間だけ押下する操作（以下、長押しと称する）をしたときに、自車両のシステムの初期化処理などをしてレディオン状態にする起動処理をする。また、第１の制御部１０７は、自車両の状態がレディオン状態であるときにおいて、運転者がスタータースイッチを予め定められた時間よりも短い時間だけ押下する操作（以下、短押しと称する）をしたときに、自車両の状態をレディオフ状態にする処理をする。また、第１の制御部１０７は、自車両の状態がレディオフ状態であるときにおいて、運転者がスタータースイッチを短押ししたときに、自車両の状態をアクセサリースイッチオンの状態にする。そして、第１の制御部１０７は、自車両の状態がアクセサリースイッチオンの状態であるときにおいて、運転者がさらにスタータースイッチを短押ししたときに、自車両の状態をレディオン状態にする。
【００２５】
そして、本実施形態に係る第１の制御部１０７は、上述したように自車両の状態を制御する処理と並行して、以下で説明するように、自車両に搭載されている車載機器に供給される電力を制御する。
【００２６】
本実施形態に係る電源制御装置１では、蓄電池１０１が装着されており、当該蓄電池１０１から電力が供給されているときには、特定負荷１１２を含む全ての車載機器に、当該蓄電池１０１から、前述の昇圧コンバータ１０３、或いはＤＣ／ＤＣコンバータ１１０などを介することによって供給先の車載機器の定格に一致するように電圧、或いは電流を変換した電力が供給される。そして、本実施形態に係る電源制御装置１では、蓄電池１０１に蓄積されている電力が何らかの理由でなくなったり、故障するなどして交換を必要とする場合が生じる。
【００２７】
しかしながら、蓄電池１０１を交換するときには電力が供給されなくなるため、自車両の搭乗者は、蓄電池１０１を交換している期間を通じて、予め定められた特定負荷１１２を使用することができなくなる。ここで、例えば、特定負荷１１２として、カーオーディオが予め定められている場合には、自車両の搭乗者は、蓄電池１０１を交換している期間を通じてカーオーディオを視聴できなくなる。また、例えば、特定負荷１１２として、カーテレビが予め定められている場合には、自車両の搭乗者は、蓄電池１０１を交換している期間を通じてカーテレビを視聴できなくなる。
【００２８】
そこで、本実施形態に係る第１の制御部１０７は、蓄電池１０１の交換が開始されたと判断したとき、第１のスイッチ１０２に対して回路を開状態にする制御信号を与えると共に、第２のスイッチ１１１に対して回路を閉状態にする制御信号を与える。第１のスイッチ１０２を開状態にすると共に、第２のスイッチ１１１を閉状態にすると、図１から明らかなように、蓄電池１０１からＤＣ／ＤＣコンバータ１１０を介して特定負荷１１２に供給される電力が遮断され、補助蓄電池１０９から特定負荷１１２に対して電力が供給される。したがって、本実施形態に係る電源制御装置１によれば、自車両の搭乗者は、蓄電池１０１を交換している期間においても、カーオーディオ、或いはカーテレビなど、特定負荷１１２として予め定められている車載装置を使用することができる。
【００２９】
尚、例えば、自車両の状態がアクセサリースイッチオンの状態、或いはレディオン状態などであるときには、蓄電池１０１、及び補助蓄電池１０９のそれぞれから特定負荷１１２を含む全ての車載機器に電力を供給するために、第２のスイッチ１１１が既に閉状態となっている場合がある。したがって、自車両の状態がアクセサリースイッチオンの状態、或いはレディオン状態などであるときに、蓄電池１０１の交換が開始されたと判断したときには、第１の制御部１０７は、第１のスイッチ１０２には上述したように回路を開状態にする制御信号を与えると共に、第２のスイッチ１１１に対しては、閉状態にする制御信号を与えない、或いは継続して閉状態にする制御信号を与えるなどの処理をする。
【００３０】
そして、本実施形態に係る第１の制御部１０７は、蓄電池１０１の交換が完了したと判断したとき、閉状態にする制御信号を第１のスイッチ１０２に与え、自車両に搭載されている特定負荷１１２を含む、全ての車載機器に対して、交換された蓄電池１０１から電力が供給されるようにする。
【００３１】
また、本実施形態に係る第１の制御部１０７は、自車両の状態がアクセサリースイッチオンの状態で開始された蓄電池１０１の交換が完了したと判断したときには、再び、アクセサリースイッチオンの状態に自車両の状態を戻す。また、本実施形態に係る第１の制御部１０７は、自車両の状態がレディオン状態で開始された蓄電池１０１の交換が完了したと判断したときには、自車両の状態をレディオン状態ではなく、アクセサリースイッチオンの状態にする。
【００３２】
また、本実施形態に係る第１の制御部１０７が、蓄電池１０１の交換が開始されたか否かを判断する手法としては、上述したように監視部１０６から通知される故障信号、或いは電圧信号に基づいて判断する手法が一例として挙げられる。例えば、本実施形態に係る第１の制御部１０７が、故障信号に基づいて蓄電池１０１の交換が開始されたか否かを判断する場合には、監視部１０６から出力された故障信号を取得したときに、蓄電池１０１が使用できない状態になったと判断し、故障した蓄電池１０１が必ず交換されるものとして、故障信号を取得したときに蓄電池１０１の交換が開始されたと判断する手法が一例として挙げられる。一方、例えば、第１の制御部１０７が、電圧信号に基づいて蓄電池１０１の交換が開始されたか否かを判断する場合には、監視部１０６から出力された電圧信号によって示される電圧が予め定められた電圧以下、或いは略ゼロとなったときに、蓄電池１０１が取り外されて交換が開始されたと判断する手法が一例として挙げられる。
【００３３】
また、本実施形態に係る第１の制御部１０７が、蓄電池１０１の交換が開始されたか否かを判断する他の手法の一例としては、押下したときに予め定められた交換信号を生成する交換ボタン（図示せず）を設け、当該交換ボタンを用いた手法が挙げられる。例えば、本実施形態に係る第１の制御部１０７が、交換ボタンに基づいて蓄電池１０１の交換が開始されたか否かを判断する場合には、交換ボタンが押下されたときに生成される交換信号を取得したときに、蓄電池１０１の交換が開始されたと判断する手法が一例として挙げられる。
【００３４】
一方、本実施形態に係る第１の制御部１０７が、蓄電池１０１の交換が完了したか否かを判断する手法としては、蓄電池１０１の交換が開始されたか否かを判断する場合と同様に、上述したように監視部１０６から通知される故障信号、或いは電圧信号に基づいて判断する手法が一例として挙げられる。例えば、本実施形態に係る第１の制御部１０７が、故障信号に基づいて蓄電池１０１の交換が完了したか否かを判断する場合には、監視部１０６から出力される故障信号が取得できなくなったときに、蓄電池１０１が使用できる状態になったと判断し、蓄電池１０１の交換が完了したと判断する手法が一例として挙げられる。一方、例えば、第１の制御部１０７が、電圧信号に基づいて蓄電池１０１の交換が完了したか否かを判断する場合には、監視部１０６から逐次出力される電圧信号によって示される電圧が予め定められた電圧を超えたときに、蓄電池１０１が装着されて交換が完了したと判断する手法が一例として挙げられる。
【００３５】
また、本実施形態に係る第１の制御部１０７が、蓄電池１０１の交換が完了したか否かを判断する他の手法の一例としては、前述の交換ボタンを用いた手法が挙げられる。例えば、本実施形態に係る第１の制御部１０７が、交換ボタンに基づいて蓄電池１０１の交換が完了したか否かを判断する場合には、既に交換ボタンが押下され蓄電池１０１の交換が開始されたと判断した後、再び、前述の交換信号を取得したときに、蓄電池１０１の交換が完了したと判断する手法が一例として挙げられる。
【００３６】
以上が、本実施形態に係る第１の制御部１０７の制御処理の詳細な説明である。次に、図２に示すフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る第１の制御部１０７の制御処理の流れを説明する。
【００３７】
ステップＳ１０１において、第１の制御部１０７は、蓄電池１０１の交換が開始されたか否かを上述した手法のいずれかを用いて判断する。第１の制御部１０７は、ステップＳ１０１において、蓄電池１０１の交換が開始されたと判断したとき、ステップＳ１０２へ処理を進める。一方、第１の制御部１０７は、蓄電池１０１の交換が開始されていないと判断したとき、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。
【００３８】
ステップＳ１０２において、第１の制御部１０７は、上述したように、補助蓄電池１０９から特定負荷１１２へ電力が供給されるように、第１のスイッチ１０２、及び第２のスイッチ１１１に制御信号を出力する。ステップＳ１０２の処理を完了すると、第１の制御部１０７は、ステップＳ１０３へ処理を進める。
【００３９】
ステップＳ１０３において、第１の制御部１０７は、蓄電池１０１の交換が完了したか否かを上述した手法のいずれかを用いて判断する。第１の制御部１０７は、ステップＳ１０３において、蓄電池１０１の交換が完了したと判断したとき、図２のフローチャートに示す処理をステップＳ１０１から繰り返す。
【００４０】
以上が、本実施形態に係る電源制御装置１の説明である。本実施形態に係る電源制御装置１によれば、蓄電池１０１を交換する、すなわち、エネルギーを補給するときなどにも特定負荷１１２に電力を供給でき、自車両の搭乗者は特定負荷１１２として予め定められた車載装置を使用することができる。
【００４１】
尚、上述で説明した第１の実施形態では、レディオン状態、或いはアクセサリースイッチオンの状態で開始された蓄電池１０１の交換が完了したと第１の制御部１０７が判断したときには、アクセサリースイッチオンの状態に自車両の状態を戻すものとした。しかしながら、他の一実施形態に係る第１の制御部１０７は、レディオン状態、或いはアクセサリースイッチオンの状態で開始された蓄電池１０１の交換が完了したと判断したときに、自車両の状態をレディオフ状態にしてもよい。
【００４２】
また、第１の実施形態に係る電源制御装置１を搭載する自車両のコンビネーションメータ内の表示部には、第１の制御部１０７によって自車両の状態がレディオン状態、及びアクセサリースイッチオンの状態にされたときに、当該第１の制御部１０７、或いはこれらの状態を検知可能な他の構成要素が、これらの状態を表示させてもよい。さらに、第１の実施形態に係る電源制御装置１を搭載する自車両のコンビネーションメータ内の表示部には、第１の制御部１０７によって蓄電池１０１の交換が開始されたと判断されてから、完了したと判断されるまで、電池交換中であることを示す表示を、当該第１の制御部１０７、或いはこれらの判断をできる他の構成要素から当該表示部にさせてもよい。
【００４３】
また、本実施形態に係る電源制御装置１が、前述の交換ボタンを備える場合には、当該交換ボタンが押下され蓄電池１０１の交換が開始されたと判断したときに、蓄電池１０１を自車両から取り出すための開閉口が開くようにしてもよい。さらに、本実施形態に係る電源制御装置１が前述の開閉口を備えている場合には、当該開閉口が閉じられて蓄電池１０１の交換が完了したときに、蓄電池１０１が正常に装着されたか否かを第１の制御部１０７が判断するようにしてもよい。そして、第１の制御部１０７が、蓄電池１０１が正常に装着されたと判断したときには、前述の表示部に正常に交換が完了したことを示す表示をさせてもよい。さらに、第１の制御部１０７が、蓄電池１０１が正常に装着されていないと判断したときには、前述の表示部に正常に交換が完了していないことを示す表示をさせ、アクセサリースイッチオンの状態、或いはレディオン状態で開始した蓄電池１０１の交換が完了していると判断しない状態を維持するようにしてもよい。第１の制御部１０７が、蓄電池１０１が正常に装着されたか否かを判断する手法としては、任意の周知の手法を用いてよい。
【００４４】
また、第１の実施形態に係る電源制御装置１では、特定負荷１１２に直流電力を供給する回路の開閉状態を第２のスイッチ１１１で制御するものとした。しかしながら、他の一実施形態では、特定負荷１１２のそれぞれの内部に電力の供給を受ける、及び電力の供給を遮断することを制御可能なスイッチを設け、これらのスイッチを第１の制御部１０７が、直接、或いは車載ネットワークを介して、第２のスイッチ１１１で開閉状態を上述で説明したように制御するのと同様に制御するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る電源制御装置によれば、エネルギーを補給しているときでも電力を供給でき、例えば、車両などの移動体に搭載される電源制御装置などに有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１    電源制御装置
１０１    蓄電池
１０２    第１のスイッチ
１０３    昇圧コンバータ
１０４    インバータ
１０５    モータ
１０６    監視部
１０７    第１の制御部
１０８    第２の制御部
１０９    補助蓄電池
１１０    ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１１    第２のスイッチ
１１２    特定負荷
【図１】
2011142778.tif 000003
【図２】
2011142778.tif 000004