(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行用のモータを駆動するために設けられ第１電圧を出力可能な走行用バッテリと、
前記第１電圧を降圧して第２電圧とする機能、及び前記第１電圧を降圧して前記第１電圧と前記第２電圧との間の中間電圧とする機能を有したＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２電圧にて駆動する一般負荷とを接続する一般負荷用経路と、
前記一般負荷用経路から分岐して、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記中間電圧にて駆動するヒータとを接続するヒータ用経路と、
前記一般負荷用経路のうち前記ヒータ用経路の分岐点よりも下流側に設けられ導通状態と遮断状態とで切替可能な第１スイッチ手段と、
前記ヒータ用経路上に設けられ導通状態と遮断状態とで切替可能な第２スイッチ手段と、
前記一般負荷用経路のうち前記第１スイッチ手段よりも下流側に接続され、前記第２電圧を出力可能な２次バッテリである補機用バッテリと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ並びに前記第１及び第２スイッチ手段を制御可能な制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ヒータ及び前記一般負荷の双方を駆動させる場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して前記第２電圧を出力させると共に前記第１スイッチ手段を導通状態とし且つ前記第２スイッチ手段を導通状態とする第１制御と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して前記中間電圧を出力させると共に前記第１スイッチ手段を遮断状態とし且つ前記第２スイッチ手段を導通状態のまま保持する第２制御とを、交互に繰り返す制御を実行する
ことを特徴とする配電システム。
【請求項２】
前記第１制御の期間は前記第２制御の期間よりも短い
ことを特徴とする請求項１に記載の配電システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ヒータへの前記中間電圧の供給を停止する場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が前記第２電圧であるタイミングで前記第２スイッチ手段をターンオフして遮断状態とする
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の配電システム。
【請求項４】
前記ヒータは複数であって、
前記ヒータ用経路は複数に分岐してそれぞれが複数のヒータの１つに接続される複数の分岐経路を有し、
前記第２スイッチ手段は、前記複数の分岐経路のそれぞれに設けられ、
前記制御手段は、前記複数のヒータのうちの１つ以上及び前記一般負荷の双方を駆動させているときに、前記複数のヒータのうち前記１つ以上を除く他のヒータを更に駆動させる場合、前記第１制御中において前記他のヒータを駆動させるための第２スイッチ手段をターンオンして導通状態とする
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配電システム。
【請求項５】
車両走行用のモータを駆動するために設けられ第１電圧を出力可能な走行用バッテリと、前記第１電圧を降圧して第２電圧とする機能、及び前記第１電圧を降圧して前記第１電圧と前記第２電圧との間の中間電圧とする機能を有したＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２電圧にて駆動する一般負荷とを接続する一般負荷用経路と、前記一般負荷用経路から分岐して、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記中間電圧にて駆動するヒータとを接続するヒータ用経路と、前記一般負荷用経路のうち前記ヒータ用経路の分岐点よりも下流側に設けられ導通状態と遮断状態とで切替可能な第１スイッチ手段と、前記ヒータ用経路上に設けられ導通状態と遮断状態とで切替可能な第２スイッチ手段と、前記一般負荷用経路のうち前記第１スイッチ手段よりも下流側に接続され、前記第２電圧を出力可能な２次バッテリである補機用バッテリとを備える配電システムの制御方法であって、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ並びに前記第１及び第２スイッチ手段を制御する制御工程と、を有し、
前記制御工程では、前記ヒータ及び前記一般負荷の双方を駆動させる場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して前記第２電圧を出力させると共に前記第１スイッチ手段を導通状態とし且つ前記第２スイッチ手段を導通状態とする第１制御と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して前記中間電圧を出力させると共に前記第１スイッチ手段を遮断状態とし且つ前記第２スイッチ手段を導通状態のまま保持する第２制御とを、交互に繰り返す制御を実行する
ことを特徴とする配電システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電システム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、４２Ｖのバッテリ電圧を有する高電圧用バッテリと、１２Ｖのバッテリ電圧を有する低電圧用バッテリとを備え、所要電力が２５０Ｗ以上の電装品には高電圧用バッテリからの電力を供給し、所要電力が２５０Ｗ未満の電装品には低電圧用バッテリからの電力を供給する配電システムが提案されている。この配電システムでは、高電圧用バッテリ側の電線等の細径化を図ることができる（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２００２−１０９９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ＥＶ車両などのように、車両の走行にモータを用いる車両においては、搭載されるバッテリは、走行用のバッテリと補機用のバッテリとの２つ、ＤＣＤＣコンバータは１つであることが好ましい。しかし、走行用バッテリは、例えば２００Ｖ〜４００Ｖ程度となっているため、特許文献１に記載の配電システムのように、補機用に２つのバッテリを備えるものである場合には、走行用バッテリも含めて、少なくとも３つのバッテリと２つのＤＣＤＣコンバータとが必要となってしまう。すなわち、２００Ｖ〜４００Ｖのバッテリ電圧を有する走行用（高電圧用）バッテリと、１２Ｖのバッテリ電圧を有する低電圧用バッテリと、４２Ｖのバッテリ電圧を有する中電圧用バッテリ（走行用バッテリよりも電圧が低く中電圧用バッテリと称する）との少なくとも３つのバッテリと、１２Ｖと４８Ｖを作るための２つのＤＣＤＣコンバータが必要となってしまう。また、４２Ｖの負荷が限定できる場合は４２Ｖバッテリを削除できるが、その場合でも１２Ｖのバッテリもしくは２００Ｖ〜４００Ｖのバッテリ電圧を有する走行用（高電圧用）バッテリから専用のＤＣＤＣコンバータを使って４２Ｖを供給する必要があり、２００Ｖ〜４００Ｖのバッテリ電圧を有する走行用（高電圧用）バッテリから１２Ｖのバッテリに供給するためのＤＣＤＣコンバータとは別にＤＣＤＣコンバータが必要となり、２個のバッテリに２個のＤＣＤＣコンバータが必要となり、価格が上昇してしまう。
【０００５】
ここで、本件発明者は、１２Ｖ等の低圧にて駆動する補機と、２４Ｖ等の中圧にて駆動するヒータとを車両に搭載することを検討しており、このような場合にも補機用に２つのバッテリ（例えば１２Ｖ用と２４Ｖ用）を要してしまうことから、走行用バッテリを含めて少なくとも３つのバッテリもしくは２つのバッテリと２つのＤＣＤＣコンバータが必要となってしまう。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ヒータ等の中圧駆動負荷搭載時において、車両に搭載されるバッテリは２個、ＤＣＤＣコンバータは１個で、ヒータ及びヒータよりも低い電圧で駆動する補機の双方について適切に駆動させることができる配電システム及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る配電システムは、車両走行用のモータを駆動するために設けられ第１電圧を出力可能な走行用バッテリと、前記第１電圧を降圧して第２電圧とする機能、及び前記第１電圧を降圧して前記第１電圧と前記第２電圧との間の中間電圧とする機能を有したＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２電圧にて駆動する一般負荷とを接続する一般負荷用経路と、前記一般負荷用経路から分岐して、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記中間電圧にて駆動するヒータとを接続するヒータ用経路と、前記一般負荷用経路のうち前記ヒータ用経路の分岐点よりも下流側に設けられ導通状態と遮断状態とで切替可能な第１スイッチ手段と、前記ヒータ用経路上に設けられ導通状態と遮断状態とで切替可能な第２スイッチ手段と、前記一般負荷用経路のうち前記第１スイッチ手段よりも下流側に接続され、前記第２電圧を出力可能な２次バッテリである補機用バッテリと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ並びに前記第１及び第２スイッチ手段を制御可能な制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ヒータ及び前記一般負荷の双方を駆動させる場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して前記第２電圧を出力させると共に前記第１スイッチ手段を導通状態とし且つ前記第２スイッチ手段を導通状態とする第１制御と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して前記中間電圧を出力させると共に前記第１スイッチ手段を遮断状態とし且つ前記第２スイッチ手段を導通状態のまま保持する第２制御とを、交互に繰り返す制御を実行することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る配電システムの制御方法は、車両走行用のモータを駆動するために設けられ第１電圧を出力可能な走行用バッテリと、前記第１電圧を降圧して第２電圧とする機能、及び前記第１電圧を降圧して前記第１電圧と前記第２電圧との間の中間電圧とする機能を有したＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２電圧にて駆動する一般負荷とを接続する一般負荷用経路と、前記一般負荷用経路から分岐して、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記中間電圧にて駆動するヒータとを接続するヒータ用経路と、前記一般負荷用経路のうち前記ヒータ用経路の分岐点よりも下流側に設けられ導通状態と遮断状態とで切替可能な第１スイッチ手段と、前記ヒータ用経路上に設けられ導通状態と遮断状態とで切替可能な第２スイッチ手段と、前記一般負荷用経路のうち前記第１スイッチ手段よりも下流側に接続され、前記第２電圧を出力可能な２次バッテリである補機用バッテリとを備える配電システムの制御方法であって、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ並びに前記第１及び第２スイッチ手段を制御する制御工程と、を有し、前記制御工程では、前記ヒータ及び前記一般負荷の双方を駆動させる場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して前記第２電圧を出力させると共に前記第１スイッチ手段を導通状態とし且つ前記第２スイッチ手段を導通状態とする第１制御と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して前記中間電圧を出力させると共に前記第１スイッチ手段を遮断状態とし且つ前記第２スイッチ手段を導通状態のまま保持する第２制御とを、交互に繰り返す制御を実行することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る配電システムによれば、ヒータ及び一般負荷の双方を駆動させる場合、第２制御において、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して中間電圧を出力させると共に第１スイッチ手段を遮断状態とし且つ第２スイッチ手段を導通状態とする。このため、中間電圧がヒータに供給されてヒータを中間電圧にて駆動させることができる。この際、第１スイッチ手段よりも下流側に補機用バッテリが接続されていることから、一般負荷を補機用バッテリからの第２電圧によって駆動させることができる。
【００１０】
また、第１制御においては、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して第２電圧を出力させると共に第１スイッチ手段及び第２スイッチ手段を導通状態とする。このため、一般負荷側の経路である一般負荷用経路に対して第２電圧が供給されることとなり、一般負荷を駆動させることができる。この際、ヒータに対しては中間電圧が供給されず第２電圧が供給されるが、ヒータは中間電圧が供給されていないタイミングにおいて急激に温度が低下することはない。
【００１１】
そして、上記の第１制御と第２制御とを交互に繰り返すことにより、ヒータを加熱しながら一般負荷を駆動させることができる。従って、ヒータの搭載時において、車両に搭載されるバッテリ数を減らし、ヒータ及びヒータよりも低い電圧で駆動する補機の双方について適切に駆動させることができる。
【００１２】
また、本発明に係る配電システムにおいて、前記第１制御の期間は前記第２制御の期間よりも短いことが好ましい。
【００１３】
この配電システムによれば、第１制御の期間が第２制御の期間よりも短いため、第１制御の期間が長くなってヒータが昇温し難く降温し易くなってしまうことを防止して、ヒータを適正に動作させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る配電システムにおいて、前記制御手段は、前記ヒータへの前記中間電圧の供給を停止する場合、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が前記第２電圧であるタイミングで前記第２スイッチ手段をターンオフして遮断状態とすることが好ましい。
【００１５】
この配電システムによれば、ヒータへの中間電圧の供給を停止する場合、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が第２電圧であるタイミングで第２スイッチ手段をターンオフして遮断状態とする。このため、アーク対策等で高価なスイッチ手段を用いる必要が無くなる。
【００１６】
また、本発明に係る配電システムにおいて、前記ヒータは複数であって、前記ヒータ用経路は複数に分岐してそれぞれが複数のヒータの１つに接続される複数の分岐経路を有し、前記第２スイッチ手段は、前記複数の分岐経路のそれぞれに設けられ、前記制御手段は、前記複数のヒータのうちの１つ以上及び前記一般負荷の双方を駆動させているときに、前記複数のヒータのうち前記１つ以上を除く他のヒータを更に駆動させる場合、前記第１制御中において前記他のヒータを駆動させるための第２スイッチ手段をターンオンして導通状態とすることが好ましい。
【００１７】
この配電システムによれば、他のヒータを駆動させる場合、第１制御中において他のヒータを駆動させるための第２スイッチ手段をターンオンして導通状態とする。このため、アーク対策等で高価なスイッチ手段を用いる必要が無くなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ヒータの搭載時において、車両に搭載されるバッテリ数を２個、ＤＣＤＣコンバータ１個で、ヒータ及びヒータよりも低い電圧で駆動する補機の双方について適切に駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る配電システムの回路構成図である。
【図２】図１に示した配電システムの状態遷移図である。
【図３】図１に示した配電システムのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る配電システム１の回路構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る配電システム１は、高圧電源（走行用バッテリ）１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、一般負荷経路Ｌ１と、ヒータ用経路Ｌ２と、第１スイッチ部（第１スイッチ手段）４０と、第２スイッチ部（第２スイッチ手段）５０と、補機バッテリ（補機用バッテリ）６０と、電源制御器（制御手段）７０とを備えている。
【００２２】
高圧電源１０は、第１電圧（例えば２００〜４００Ｖ電圧）を出力可能なバッテリであり、走行用モータなどの第１電圧で駆動する負荷に対して第１電圧を出力する走行用バッテリである。また、高圧電源１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０に接続されている。
【００２３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、第１電圧を降圧して第２電圧（例えば１２Ｖ〜１５Ｖ電圧）とする機能を有するものである。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、第１電圧を降圧して第１電圧と第２電圧との間の中間電圧（例えば２４Ｖ）とする機能も有するものである。
【００２４】
一般負荷経路Ｌ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と第２電圧で駆動する一般負荷とを接続する接続ラインである。また、ヒータ用経路Ｌ２は、一般負荷経路Ｌ１から分岐して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と中間電圧にて駆動する例えば電熱線式のヒータＨとを接続する接続ラインである。ここで、本実施形態ではヒータＨは複数（２つ）である。このヒータ用経路Ｌ２は、複数（２つ）に分岐してそれぞれが複数のヒータＨの１つに接続される複数（２つ）の分岐経路Ｌ２１，Ｌ２２を有している。
【００２５】
第１スイッチ部４０は、一般負荷経路Ｌ１のうちヒータ用経路Ｌ２の分岐点Ｂよりも下流側（一般負荷側であって、高圧電源１０とは反対側）に設けられ導通状態と遮断状態とで切替可能なスイッチ手段である。本実施形態において第１スイッチ部４０には例えばＮ型のＭＯＳＦＥＴが採用されているが、特にこれに限られるものではなく、機械式リレーや他の半導体リレーが採用されてもよい。
【００２６】
なお、第１スイッチ部４０並びに分岐点Ｂの周辺部である一般負荷経路Ｌ１及びヒータ用経路Ｌ２の一部は、系統別分配器３０を構成している。
【００２７】
第２スイッチ部５０は、ヒータ用経路Ｌ２上に設けられ導通状態と遮断状態とで切替可能なスイッチ手段である。詳細に第２スイッチ部５０は複数（２つ）であって、それぞれが分岐経路Ｌ２１，Ｌ２２上に設けられている。すなわち、スイッチ部５１が第１分岐経路Ｌ２１上に設けられ、スイッチ部５２が第２分岐経路Ｌ２２上に設けられている。また、双方のスイッチ部５１，５２には、それぞれ機械式リレーが採用されているが、特にこれに限られるものではなく、半導体リレーが採用されてもよい。
【００２８】
補機バッテリ６０は、一般負荷経路Ｌ１のうち第１スイッチ部４０よりも下流側に接続され、第２電圧を出力可能なバッテリである。この補機バッテリ６０は、充電可能な二次電池によって構成されている。
【００２９】
電源制御器７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、並びに、第１及び第２スイッチ部４０，５０を制御可能な制御部である。この電源制御器７０は、例えば第１ヒータＨ１をオン又はオフする旨の入力信号Ｈ１ＳＷを入力すると共に、第２ヒータＨ２をオン又はオフする旨の入力信号Ｈ２ＳＷを入力する。また、電源制御器７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０が第１電圧を入力して、第２電圧に降圧するか、中間電圧に降圧するかを指示する制御信号ＯＵＴを出力するものである。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、この制御信号ＯＵＴにて指示される電圧となるように降圧動作を行う。
【００３０】
加えて、電源制御器７０は、第１スイッチ部４０をオンオフする制御信号Ｖ＿ＮＳＷを出力するものである。第１スイッチ部４０は、この制御信号Ｖ＿ＮＳＷに基づいて導通状態と遮断状態とが切り替えられることとなる。第１スイッチ部４０が導通状態となると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と一般負荷とが導通状態となり、第１スイッチ部４０が遮断状態となると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と一般負荷とが遮断状態となる。なお、図１に示す例において、第１スイッチ部４０はＭＯＳＦＥＴであるため、制御信号Ｖ＿ＮＳＷはＭＯＳＦＥＴのゲート電極に入力される信号である。
【００３１】
さらに、電源制御器７０は、第２スイッチ部５０（５１，５２）をオンオフする制御信号Ｈ１ＣＮＴ，Ｈ２ＣＮＴを出力するものでもある。第２スイッチ部５０（５１，５２）は、これら制御信号Ｈ１ＣＮＴ，Ｈ２ＣＮＴに基づいて導通状態と遮断状態とが切り替えられることとなる。第２スイッチ部５０（５１，５２）が導通状態となると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０とヒータＨとが導通状態となり、第２スイッチ部５０（５１，５２）が遮断状態となると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０とヒータＨとが遮断状態となる。なお、図１に示す例において、第２スイッチ部５０（５１，５２）は機械式リレーであるため、制御信号Ｈ１ＣＮＴ，Ｈ２ＣＮＴは機械式リレーを構成するコイルに供給される電力信号となる。
【００３２】
このような配電システム１においては、第１及び第２ヒータＨ１，Ｈ２をオン又はオフする旨の入力信号Ｈ１ＳＷ，Ｈ２ＳＷの入力状態に応じて、３つ状態を遷移するようになっている。
【００３３】
図２は、図１に示した配電システムの状態遷移図である。なお、図２の状態遷移図においてＤＣ／ＤＣコンバータ２０から分岐点Ｂまでの区間における電圧値をＶＯＵＴとし、補機バッテリ６０と一般負荷経路Ｌ１との接続点よりも下流側の電圧値をＶ＿Ｎとし、分岐点Ｂから第２スイッチ部５０までの区間における電圧値をＶ＿Ｈと示している。
【００３４】
図２に示すように、第１状態ＳＴ１は全ヒータＨ１，Ｈ２がオフの状態であり、第２状態ＳＴ２は少なくとも一方のヒータＨ１，Ｈ２がオンの状態であり、後述する第１制御を実行する状態である。第３状態ＳＴ３は少なくとも一方のヒータＨ１，Ｈ２がオンの状態であり、後述する第２制御を実行する状態である。なお、第１〜第３状態ＳＴ１〜ＳＴ３の全てにおいて、多数存在する一般負荷の少なくとも１つは駆動されるものとする。
【００３５】
まず、第１状態ＳＴ１において電源制御器７０は、制御信号ＯＵＴによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０が第２電圧に降圧するように制御する。また、電源制御器７０は、第１スイッチ部４０を導通状態とする旨の制御信号Ｖ＿ＮＳＷを送信する。このとき、電源制御器７０は、スイッチ部５１，５２については導通状態とすることなく、オフする旨の制御信号Ｈ１ＣＮＴ，Ｈ２ＣＮＴを送信する。
【００３６】
このような第１状態ＳＴ１においては、電圧値ＶＯＵＴ＝電圧値Ｖ＿Ｎ＝電圧値Ｖ＿Ｈ＝第２電圧となる。
【００３７】
このような第１状態ＳＴ１から、電源制御器７０が第１ヒータＨ１をオンする旨の入力信号Ｈ１ＳＷ、又は、第２ヒータＨ２をオンする旨の入力信号Ｈ２ＳＷを入力した場合、配電システム１は第２状態ＳＴ２に移行する（符号ＳＷ１参照）。
【００３８】
第２状態ＳＴ２において電源制御器７０は、第１制御を実行する。すなわち、電源制御器７０は、制御信号ＯＵＴによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０が入力電圧を第２電圧に降圧するように制御する。また、電源制御器７０は、第１スイッチ部４０を導通状態とする旨の制御信号Ｖ＿ＮＳＷを送信する。このとき、電源制御器７０は、該当する第２スイッチ部５０（５１，５２）を導通状態とする旨の制御信号Ｈ１ＣＮＴ，Ｈ２ＣＮＴについても送信する。なお、電源制御器７０は、該当しない第２スイッチ部５０（５１，５２）については遮断状態とする旨の制御信号Ｈ１ＣＮＴ，Ｈ２ＣＮＴを送信する。
【００３９】
詳細に説明すると、第１ヒータＨ１をオンする旨の入力信号Ｈ１ＳＷを入力した場合、電源制御器７０は、該当する第２スイッチ部５１を導通状態とする制御信号Ｈ１ＣＮＴを送信する。一方、第２ヒータＨ２をオンする旨の入力信号Ｈ２ＳＷを入力した場合、電源制御器７０は、該当する第２スイッチ部５２を導通状態とする制御信号Ｈ２ＣＮＴを送信する。また、オンする旨の入力信号Ｈ１ＳＷ，Ｈ２ＳＷを入力しないヒータＨ１，Ｈ２に対応するスイッチ部５１，５２については遮断状態とされる。
【００４０】
このような第２状態ＳＴ２においては、第１状態ＳＴ１と同様に、電圧値ＶＯＵＴ＝電圧値Ｖ＿Ｎ＝電圧値Ｖ＿Ｈ＝第２電圧となる。さらに、第２状態ＳＴ２は、第１期間（具体的には１００ｍｓ）だけ維持される。そして、第１期間経過後に配電システム１は第３状態ＳＴ３に移行する（符号ＳＷ２参照）。
【００４１】
第３状態ＳＴ３において電源制御器７０は、第２制御を実行する。すなわち、電源制御器７０は、制御信号ＯＵＴによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０が中間電圧に降圧するように制御する。また、電源制御器７０は、第１スイッチ部４０を遮断状態とする旨の制御信号Ｖ＿ＮＳＷを送信する。さらに、電源制御器７０は、第２状態ＳＴ２と同様に、該当するスイッチ部５１，５２については導通状態を保持する旨の制御信号Ｈ１ＣＮＴ，Ｈ２ＣＮＴを送信する。なお、電源制御器７０は、該当しないスイッチ部５１，５２については遮断状態を保持する旨の制御信号Ｈ１ＣＮＴ，Ｈ２ＣＮＴを送信する。
【００４２】
このような第３状態ＳＴ３においては、電圧値ＶＯＵＴ＝電圧値Ｖ＿Ｈ＝中間電圧となる。さらに、第３状態ＳＴ３は、第２期間（具体的には４００ｍｓ）だけ維持される。そして、第２期間経過後に配電システム１は再度第２状態ＳＴ２に移行する（符号ＳＷ３参照）。
【００４３】
ここで、ヒータＨ１，Ｈ２を適正に駆動するためには、第１期間が第２期間よりも短いことが好ましい。第２期間が短すぎると、ヒータＨ１，Ｈ２が昇温し難く且つ降温し易くなってしまうからである。
【００４４】
さらに、図２からも明らかなように、電源制御器７０は、双方のヒータＨ１，Ｈ２をオフする旨の入力信号Ｈ１ＳＷ，Ｈ２ＳＷを入力した場合、第１状態ＳＴ１に移行する（符号ＳＷ４参照）。一方、双方のヒータＨ１，Ｈ２をオフする旨の入力信号Ｈ１ＳＷ，Ｈ２ＳＷを入力しない場合には、第１状態ＳＴ１に移行することなく、配電システム１は、第２状態ＳＴ２と第３状態ＳＴ３と繰り返し移行し続けることとなる（符号ＳＷ２，ＳＷ３参照）。すなわち、電源制御器７０は、第１制御と第２制御とを繰り返す制御を実行することとなる。
【００４５】
次に、本実施形態に係る配電システム１の動作をタイミングチャートに沿って説明する。図３は、図１に示した配電システムのタイミングチャートである。なお、図３においては、複数のヒータＨのうち第１ヒータＨ１（複数のヒータのうち１つ以上の一例）及び一般負荷の双方を駆動させているときに、第２ヒータＨ２（複数のヒータのうち上記１つ以上を除く他のヒータの一例）を駆動させる場合についても説明する。
【００４６】
まず、時刻０において、電源制御器７０に対して、第１及び第２ヒータＨ１，Ｈ２の双方をオフする旨の入力信号Ｈ１ＳＷ，Ｈ２ＳＷが入力されているとする。この場合、配電システム１は第１状態ＳＴ１となっており、電源制御器７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を第２電圧とする。また、第１スイッチ部４０を導通状態とし、第２スイッチ部５１，５２の双方を遮断状態として第１及び第２ヒータＨ１，Ｈ２の双方をオフする。
【００４７】
その後、時刻ｔ１において、第１ヒータＨ１をオンする旨の入力信号Ｈ１ＳＷが入力されたとする。この場合、配電システム１は第２状態ＳＴ２に遷移し、電源制御器７０は、第２スイッチ部５１を導通状態とする。これにより、第１ヒータＨ１がオンする。この場合において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧は第２電圧で維持され、且つ、第１スイッチ部４０も導通状態で維持される。また、第２スイッチ部５２についても遮断状態で維持される。なお、第１スイッチ部４０が導通状態であることから、一般負荷に第２電圧が供給されると共に補機バッテリ６０は充電されることとなる。
【００４８】
次いで、時刻ｔ１から第１期間経過した時刻ｔ２において、配電システム１は第３状態ＳＴ３に遷移する。これにより、電源制御器７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御して出力電圧を中間電圧とし、第１スイッチ部４０を遮断状態とする。また、電源制御器７０は、第２スイッチ部５１を導通状態のまま保持する。なお、電源制御器７０は、第２スイッチ部５２についても遮断状態のまま保持する。これにより、第１ヒータＨ１に対して中間電圧を供給し、一般負荷に対しては補機バッテリ６０からの電圧を供給することとなる。
【００４９】
次いで、時刻ｔ３において第２ヒータＨ２をオンする旨の入力信号Ｈ２ＳＷが入力されたとする。この場合、電源制御器７０は、第２スイッチ部５２をすぐにターンオンせず、待機時間Ｔｗの経過を待つ。
【００５０】
そして、時刻ｔ２から第２期間経過した時刻ｔ４において、すなわち時刻ｔ３から待機時間Ｔｗが経過した時刻ｔ４において、配電システム１は第２状態ＳＴ２に遷移する。電源制御器７０は、このタイミングで第２スイッチ部５２をターンオンする。すなわち、電源制御器７０は、第１制御中において第２スイッチ部５２をターンオンして導通状態とする。なお、時刻ｔ４においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２電圧となり、第１スイッチ部４０が導通状態とされる。また、第１スイッチ部４０が導通状態であることから、一般負荷に第２電圧が供給されると共に補機バッテリ６０は充電されることとなる。
【００５１】
その後、時刻ｔ４から第１期間経過した時刻ｔ５において、配電システム１は第３状態ＳＴ３に遷移する。これにより、電源制御器７０は、時刻ｔ３と同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御して出力電圧を中間電圧とし、第１スイッチ部４０を遮断状態とする。また、電源制御器７０は、第２スイッチ部５１，５２を導通状態のまま保持する。これにより、第１及び第２ヒータＨ１，Ｈ２に対して中間電圧を供給し、一般負荷に対しては補機バッテリ６０からの電圧を供給することとなる。
【００５２】
次いで、時刻ｔ６において第２ヒータＨ２をオフする旨の入力信号Ｈ２ＳＷが入力されたとする。この場合、電源制御器７０は、第２スイッチ部５２をすぐにターンオフせず、待機時間Ｔｗの経過を待つ。
【００５３】
そして、時刻ｔ５から第２期間経過した時刻ｔ７において、すなわち時刻ｔ６から待機時間Ｔｗが経過した時刻ｔ７において、配電システム１は第２状態ＳＴ２に遷移する。電源制御器７０は、このタイミングで第２スイッチ部５２をターンオフする。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２電圧となっている。すなわち、電源制御器７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２電圧であるタイミングで、第２スイッチ部５２をターンオフして遮断状態とする。なお、時刻ｔ７においては、第１スイッチ部４０が導通状態とされる。また、第１スイッチ部４０が導通状態であることから、一般負荷に第２電圧が供給されると共に補機バッテリ６０は充電されることとなる。
【００５４】
次に、時刻ｔ７から第１期間経過した時刻ｔ８において、配電システム１は第３状態ＳＴ３に遷移する。これにより、電源制御器７０は、時刻ｔ３と同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御して出力電圧を中間電圧とし、第１スイッチ部４０を遮断状態とする。また、電源制御器７０は、第２スイッチ部５１を導通状態のまま保持する。これにより、第１ヒータＨ１に対して中間電圧を供給し、一般負荷に対しては補機バッテリ６０からの電圧を供給することとなる。
【００５５】
次いで、時刻ｔ９において第１ヒータＨ１をオフする旨の入力信号Ｈ１ＳＷが入力されたとする。この場合、電源制御器７０は、第２スイッチ部５１をすぐにターンオフせず、待機時間Ｔｗの経過を待つ。
【００５６】
そして、時刻ｔ８から第２期間経過した時刻ｔ１０において、すなわち時刻ｔ９から待機時間Ｔｗが経過した時刻ｔ１０において、配電システム１は第１状態ＳＴ１に遷移する。電源制御器７０は、このタイミングで第２スイッチ部５１をターンオフする。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２電圧となっている。すなわち、電源制御器７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２電圧となっているタイミングで、第２スイッチ部５１をターンオフして遮断状態とする。なお、時刻ｔ１０においては、第１スイッチ部４０が導通状態とされる。
【００５７】
このようにして、本実施形態に係る配電システム１及びその制御方法によれば、ヒータＨ及び一般負荷の双方を駆動させる場合、第２制御において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御して中間電圧を出力させると共に第１スイッチ部４０を遮断状態とし且つ第２スイッチ部５０を導通状態とする。このため、中間電圧がヒータＨに供給されてヒータＨを中間電圧にて駆動させることができる。この際、第１スイッチ部Ｈよりも下流側に補機バッテリ６０が接続されていることから、一般負荷を補機バッテリ６０からの第２電圧によって駆動させることができる。
【００５８】
また、第１制御においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御して第２電圧を出力させると共に第１スイッチ部４０及び第２スイッチ部５０を導通状態とする。このため、一般負荷側の経路である一般負荷用経路Ｌ１に対して第２電圧が供給されることとなり、一般負荷を駆動させることができる。この際、ヒータＨに対しては中間電圧が供給されず第２電圧が供給されるが、ヒータＨは中間電圧が供給されていないタイミングにおいて急激に温度が低下することはない。
【００５９】
そして、上記の第１制御と第２制御とを交互に繰り返すことにより、ヒータＨを加熱しながら一般負荷を駆動させることができる。従って、ヒータＨの搭載時において、車両に搭載されるバッテリ数を減らし、ヒータＨ及びヒータＨよりも低い電圧で駆動する補機（一般負荷）の双方について適切に駆動させることができる。
【００６０】
さらに、補機バッテリ６０が二次電池であり、第１制御時に充電可能な経路上に設けられているため、ヒータＨを加熱しながら一般負荷を駆動させつつも、補機バッテリ６０を充電することができる。
【００６１】
加えて、従来の配電システムにおいてもＤＣ／ＤＣコンバータ２０及び電源制御器７０が用いられることが多く、本実施形態に係る構成をなすためには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０及び電源制御器７０を改良し、系統別分配器３０を追加で設ければよく、増加する構成も少ない。さらには、バッテリが１つ増えることと比較すると、コストやサイズ面でも優れている。
【００６２】
なお、本実施形態において、第２電圧を１２Ｖとし中間電圧を２４Ｖとし、第１期間を１００ｍｓとし第２期間を４００ｍｓとした場合、目標とするヒータ出力を満たすための電流は１２Ｖで駆動した場合の電流に対して５４％の実行電流となり、ヒータ用経路Ｌ２の導体の断面積を２９％に減らしても同じ発熱量となる計算となる。電線の重量はほぼ導体の重さで決まるので、電線重量は１／３以下にでき、導体に用いる金属量も２９％で済むので原材料費の削減につなげることもできる。
【００６３】
また、第１期間が第２期間よりも短いため、第１期間が長くなってヒータＨが昇温し難く降温し易くなってしまうことを防止して、ヒータＨを適正に動作させることができる。
【００６４】
また、ヒータＨへの中間電圧の供給を停止する場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が第２電圧であるタイミングで第２スイッチ部５０をターンオフして遮断状態とする。このため、アーク対策等で高価なスイッチ手段を用いる必要が無くなる。
【００６５】
また、他のヒータＨを駆動させる場合（例えば第１ヒータＨ１の駆動中に第２ヒータＨ２を駆動させる場合）、第１制御中において他のヒータＨ（例えば第２ヒータＨ２）を駆動させるための第２スイッチ部５０（５２）をターンオンして導通状態とする。このため、アーク対策等で高価なスイッチ手段を用いる必要が無くなる。
【００６６】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜他の技術を組み合わせてもよい。
【００６７】
例えば、本実施形態においてはヒータＨの数は２つであるが、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００６８】
また、本実施形態においては電源制御器７０からの信号が直接第１スイッチ部４０及び第２スイッチ部５０に入力され、これらが導通状態及び遮断状態で切り替えられているが、これに限らず、電源制御器７０と第１スイッチ部４０及び第２スイッチ部５０との間に、他の制御部や回路等が介在しており、間接的に第１スイッチ部４０及び第２スイッチ部５０が導通状態及び遮断状態で切り替えられるようになっていてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１        ：配電システム
１０        ：高圧電源（走行用バッテリ）
２０        ：ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０        ：系統別分配器
４０        ：第１スイッチ部（第１スイッチ手段）
５０，５１，５２        ：第２スイッチ部（第２スイッチ手段）
６０        ：補機バッテリ（補機用バッテリ）
７０        ：電源制御器（制御手段）
Ｂ          ：分岐点
Ｈ，Ｈ１，Ｈ２          ：ヒータ
Ｌ１        ：一般負荷経路
Ｌ２        ：ヒータ用経路
Ｌ２１，Ｌ２２      ：分岐経路
ＳＴ１〜ＳＴ３      ：第１〜第３状態
Ｔｗ        ：待機時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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