JP7596769B2 - 電源制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、電源制御装置に関するものである。

特許文献１に開示される車両電源装置は、スイッチユニットをスイッチ制御部で制御することによって、複数のバッテリユニットを充電器によって充電したり、一部のバッテリユニットをバックアップとし、他のバッテリユニットからモータに電力を供給したりすることができる。

特開２０２０－１５０７６３号公報 特開２０１７－２２５３５０号公報 特開２０１６－８２８６８号公報

例えば、複数の電気負荷に対して電力のバックアップを行う構成であり、複数の電気負荷の中に電力消費量が定まらない電気負荷が含まれるような場合、電力消費量が定まらない電気負荷の電力消費量の大きさによっては、この電気負荷以外の電気負荷が必要とする電力まで消費するような事態が懸念される。

本開示は上述した事情に基づいてなされたものであり、複数の電気負荷に対して電力を良好に供給することができる電源制御装置を提供することを目的とする。

本開示の電源制御装置は、
複数の蓄電部を備えた電源部からの放電を制御する電源制御装置であって、
前記複数の蓄電部の接続の状態を切り替える切替部と、
前記切替部を制御する制御部と、
を有し、
前記切替部は、充電電流が前記複数の蓄電部の全体に供給され得る第１接続状態と、前記複数の蓄電部を複数の蓄電部領域に分割した第２接続状態とに切り替わり、
前記切替部が前記第２接続状態のときに、各前記蓄電部領域から各々の対象負荷に対してそれぞれ電力が供給される。

本開示の電源制御装置は、複数の電気負荷に対して電力を良好に供給することができる。

図１は、実施形態１の電源制御装置を備えた車載用電源システムを概略的に例示するブロック図であって、切替部が第１接続状態に切り替えられた状態を示す。 図２は、実施形態１の電源制御装置を備えた車載用電源システムを概略的に例示するブロック図であって、切替部が第２接続状態に切り替えられた状態を示す。 図３は、実施形態１の制御部で実行される切替制御の流れを例示するフローチャートである。 図４は、実施形態２の電源制御装置を備えた車載用電源システムを概略的に例示するブロック図であって、切替部が第１接続状態に切り替えられた状態を示す。 図５は、実施形態２の電源制御装置を備えた車載用電源システムを概略的に例示するブロック図であって、切替部が第２接続状態に切り替えられた状態を示す。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

〔１〕電源制御装置は、複数の蓄電部を備えた電源部からの放電を制御する電源制御装置であって、複数の蓄電部の接続の状態を切り替える切替部と、切替部を制御する制御部と、を有している。切替部は、充電電流が複数の蓄電部の全体に供給され得る第１接続状態と、複数の蓄電部を複数の蓄電部領域に分割した第２接続状態とに切り替わる。切替部が第２接続状態のときに、各複数の蓄電部領域から各々の対象負荷に対してそれぞれ電力が供給される。

上記〔１〕の電源制御装置は、複数の対象負荷のうち、一部の対象負荷を切り離すことが好ましい事情がある場合、一部の対象負荷を切り離しつつ、一部の対象負荷と、一部の対象負荷を除いた対象負荷の各々に個別に蓄電部からの電力を供給することができる。

〔２〕上記〔１〕の電源制御装置は、充電回路を備え、制御部は、充電回路から電源部に充電電流が供給される場合に切替部を第１接続状態に切り替え、電源部から放電する場合に切替部を第２接続状態に切り替えてもよい。

上記〔２〕の電源制御装置は、切替部を第１接続状態にすることによって一部の対象負荷と、一部の対象負荷を除いた対象負荷の各々に個別に電力を供給する蓄電部領域を一括して充電することができる。

〔３〕上記〔１〕又は〔２〕の電源制御装置は、電圧変換部を備えている。制御部は、所定の放電条件が成立した場合に、切替部を第２接続状態に切り替えた状態で電圧変換部を動作させる。放電条件の成立に応じて第２接続状態で電圧変換部が動作する場合、分割された複数の蓄電部領域のいずれか一の蓄電部領域からの電力に基づき電圧変換部によって電圧変換された上で一の対象負荷に電力が供給される。また、いずれか他の蓄電部領域と他の対象負荷との間が電圧変換部を介さずに導通して他の対象負荷に電力が供給されてもよい。

上記〔３〕の電源制御装置は、電圧変換部によって電圧変換された電力が供給されることが好ましい対象負荷に電圧変換部によって電圧変換された電力を供給できる。そして、電圧変換部を介さずに電力が供給されることが好ましい対象負荷に電圧変換部を介さずに電力を供給することができる。

〔４〕上記〔３〕の電源制御装置の切替部は、第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ、及び第４スイッチを有している。第１スイッチは、主電源部と、電源部及び複数の対象負荷と、を接続状態と非接続状態とに切り替える。第２スイッチは、各蓄電部領域同士を接続状態と非接続状態とに切り替える。第３スイッチは、いずれか他の蓄電部領域と、他の対象負荷と、を接続状態と非接続状態とに切り替える。第４スイッチは、他の対象負荷と、主電源部と、を接続状態と非接続状態とに切り替える。切替部を第１接続状態から第２接続状態に切り替える際、制御部は、第１制御、第２制御、及び第３制御をこの順に実行する。第１制御は、第１スイッチによって主電源部と、電源部及び複数の対象負荷と、を接続状態から非接続状態に切り替える。第２制御は、第２スイッチによって各蓄電部領域同士を接続状態から非接続状態に切り替える。第３制御は、第４スイッチによって他の対象負荷と、主電源部と、を接続状態から非接続状態に切り替える。次に、第３スイッチによっていずれか他の蓄電部領域と、他の対象負荷と、を非接続状態から接続状態に切り替える第４制御、又は電圧変換部を放電動作させる放電制御のいずれかを実行してもよい。

上記〔４〕の電源制御装置は、第１制御、第２制御、及び第３制御をこの順に実行する。そして、この後に第４制御、又は放電制御のいずれかを実行することによって、各構成要素にかかる負担を抑えつつ第１接続状態から第２接続状態に円滑に切り替えることができる。

〔５〕上記〔１〕から〔４〕のいずれか一つの電源制御装置において、第１接続状態のとき、切替部は、複数の蓄電部が直列に接続された状態を維持する。第２接続状態のとき、切替部は、直列に接続された複数の蓄電部を複数の蓄電部領域に分割してもよい。

上記〔５〕の電源制御装置は、複数の蓄電部が直列に接続されている。このため、蓄電部の数を増減することによって、出力する電圧を所望の大きさになるように容易に変更することができる。

〔６〕上記〔１〕から〔４〕のいずれか一つの電源制御装置において、第１接続状態のとき、切替部は、複数の蓄電部が並列に接続された状態を維持する。第２接続状態のとき、切替部は、並列に接続された複数の蓄電部を複数の蓄電部領域に分割してもよい。

上記〔６〕の電源制御装置は、複数の蓄電部が並列に接続されている。このため、蓄電部を直列した場合に比べ、より長時間、電源部から出力する電圧を所定の大きさに維持し易い。

＜実施形態１＞
以下、本開示を具体化した実施形態１について説明する。

図１、図２で示す車載用電源システム１００（以下、電源システム１００ともいう）は、第１導電路８１を介して主電源部９４からの電力を電圧変換部１０に供給して電源部９１を充電したり、第１導電路８１を介して主電源部９４からの電力を複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃに供給したり、電源部９１から印加された電圧を電圧変換部１０において変換し、第１導電路８１を介して変換した電圧を複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃに供給したりし得るシステムとして構成されている。

複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃは、車両に搭載される車載用電気機器であり、第１導電路８１に電気的に接続され、第１導電路８１を介して供給される電力によって動作し得る。複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃの種類や数は限定されない。対象負荷９８Ａ，９８Ｂは、一の対象負荷の一例である。対象負荷９８Ａ，９８Ｂの消費電力は、使用状況によって大きく変化することなく、概ね安定した大きさを保つ。対象負荷９８Ｃは、他の対象負荷の一例である。対象負荷９８Ｃの消費電力は、使用状況に応じて大きさが変化する特性を有しており、定まらない。

本開示において、「電気的に接続される」とは、接続対象の両方の電位が等しくなるように互いに導通した状態（電流を流せる状態）で接続される構成であることが望ましい。ただし、この構成に限定されない。例えば、「電気的に接続される」とは、両接続対象の間に電気部品が介在しつつ両接続対象が導通し得る状態で接続された構成であってもよい。

〔電源システムの概要〕
電源システム１００は、主として、主電源部９４、第１導電路８１、電源部９１、バイパス導電路７２、電源制御装置１等を備える。

主電源部９４は、複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃや電源部９１へ電力を供給するための主電源となる部分であり、例えば、鉛バッテリ等の車載バッテリとして構成されている。主電源部９４は、高電位側の端子が第１導電路８１に電気的に接続され、低電位側の端子がグラウンド電位（０Ｖ）に保たれる基準導電路Ｇに電気的に接続されており、第１導電路８１に対して所定の出力電圧を印加する。

第１導電路８１には、主電源部９４、電源制御装置１の電圧変換部１０、複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃ等が電気的に接続されている。

電源部９１は、複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄが直列に接続された構成をなす。各蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄは、例えば、鉛バッテリ、電気二重層コンデンサ、リチウムイオン電池等の車載用蓄電手段によって構成されており、電圧変換部１０に電気的に接続されている。電源部９１の最も高電位側の端子９１Ａは、電圧変換部１０に電気的に接続されている。電源部９１の最も低電位側の端子９１Ｂは、例えばグラウンド電位（０Ｖ）に保たれる基準導電路Ｇに電気的に接続されている。図１、図２の例では、４つの蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄが直列に接続された形で電源部９１が構成されている。電源部９１と第１導電路８１との間には、電圧変換部１０が介在している。

バイパス導電路７２は、電源部９１における蓄電部間の第１位置Ｐ１から第１導電路８１のうちの対象負荷９８Ｃに電気的に接続する第１導電路８１へ電力を供給する経路である。具体的には、バイパス導電路７２の一端は、第１位置Ｐ１に電気的に接続されている。バイパス導電路７２の他端は、対象負荷９８Ｃに電気的に接続する第１導電路８１に電気的に接続されている。第１位置Ｐ１は、第１位置Ｐ１よりも高電位側に位置する蓄電部９２Ｂの低電位側端子と、第１位置Ｐ１よりも低電位側に位置する蓄電部９２Ｃの高電位側端子とを電気的に接続する位置である。

電源制御装置１は、主として、切替部３０、制御部２０、電圧変換部１０等を備えている。切替部３０は、第１スイッチ３１、第２スイッチ３２、第３スイッチ３３、及び第４スイッチ３４を有している。第１スイッチ３１、第２スイッチ３２、第３スイッチ３３、及び第４スイッチ３４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタなどの半導体スイッチや機械式リレーを１又は複数個用いて構成されるスイッチである。

第１スイッチ３１は、第１導電路８１における主電源部９４と、電圧変換部１０及び複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃと、の間に設けられている。第１スイッチ３１は、第１導電路８１に介在している。第１スイッチ３１は、オン状態のときに主電源部９４と、電圧変換部１０、電圧変換部１０に電気的に接続される電源部９１、及び複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃとの間の導通を許容する。第１スイッチ３１は、オフ状態のときに主電源部９４と、電圧変換部１０、電圧変換部１０に電気的に接続される電源部９１、及び複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃとの間の導通を遮断する。つまり、第１スイッチ３１は、主電源部９４と、電圧変換部１０、電圧変換部１０に電気的に接続される電源部９１、及び複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃと、の導通を許容する接続状態と導通を遮断する非接続状態とに切り替える。

第２スイッチ３２は、複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄのうち、蓄電部領域Ｒ１である蓄電部９２Ａ，９２Ｂと、蓄電部領域Ｒ２である蓄電部９２Ｃ，９２Ｄとの間に設けられている。蓄電部領域Ｒ１は、いずれか一の蓄電部領域の一例である。蓄電部領域Ｒ２は、いずれか他の蓄電部領域の一例である。第２スイッチ３２は、蓄電部９２Ｂの低電位側の端子と蓄電部９２Ｃの高電位側の端子との間に介在している。

第２スイッチ３２は、オン状態のときに導通状態となって双方向の通電を許容し、オフ状態のときに非導通状態となって双方向の通電を禁止する。つまり、切替部３０の第２スイッチ３２は、複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄの接続の状態を切り替える。第２スイッチ３２は、電源部９１において複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄと直列に接続されると共に蓄電部間に配置されている。

第２スイッチ３２は、オン状態のときに自身よりも低電位側に配置された蓄電部９２Ｃ，９２Ｄ（蓄電部領域Ｒ２）と自身よりも高電位側に配置された蓄電部９２Ａ，９２Ｂ（蓄電部領域Ｒ１）との間の蓄電部間経路を導通状態に切り替える。第２スイッチ３２は、オフ状態のときにこの蓄電部間経路を非導通状態に切り替えると共に、蓄電部９２Ｂの低電位側の端子をグラウンド電位（０Ｖ）に保たれる基準導電路Ｇに電気的に接続する構成をなす（図２参照。）。具体的には、電源部９１おいて低電位側に位置する蓄電部９２Ｃ，９２Ｄのうちの高電位側に配置された蓄電部９２Ｃと、蓄電部９２Ａ，９２Ｂのうちの低電位側に配置された蓄電部９２Ｂとの間に第２スイッチ３２は設けられている。第２スイッチ３２がオン状態のときには蓄電部９２Ｃと蓄電部９２Ｂとの間の導通が許容され、この間で電流が流れ得る。第２スイッチ３２がオフ状態のときには蓄電部９２Ｃと蓄電部９２Ｂとの間の導通が遮断され、この間で電流が流れなくなる。つまり、第２スイッチ３２は、蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２同士の導通を許容する接続状態と導通を遮断する非接続状態とに切り替える。

第３スイッチ３３は、バイパス導電路７２に設けられている。第３スイッチ３３は、バイパス導電路７２に介在している。第３スイッチ３３がオン状態のときには第１位置Ｐ１と対象負荷９８Ｃとの間が導通し、第１位置Ｐ１側から対象負荷９８Ｃに電気的に接続する第１導電路８１側への電力供給を許容する。第３スイッチ３３がオフ状態のときには第１位置Ｐ１と対象負荷９８Ｃとの間の導通が遮断され、第１位置Ｐ１側から対象負荷９８Ｃに電気的に接続する第１導電路８１側への電力供給を遮断する。つまり、第３スイッチ３３は、蓄電部領域Ｒ２と、対象負荷９８Ｃと、の導通を許容する接続状態と導通を遮断する非接続状態とに切り替える。

第４スイッチ３４は、第１導電路８１における複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃのうちの一部の対象負荷９８Ｃと主電源部９４との間に設けられている。第４スイッチ３４は、第１導電路８１に介在している。第４スイッチ３４がオン状態のときには複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂと共に対象負荷９８Ｃと主電源部９４との間の導通を許容する。第４スイッチ３４がオフ状態のときには対象負荷９８Ｃと主電源部９４との間の導通を遮断する。つまり、第４スイッチ３４は、対象負荷９８Ｃと、主電源部９４と、の導通を許容する接続状態と導通を遮断する非接続状態とに切り替える。

制御部２０は、切替部３０における各スイッチ（第１スイッチ３１、第２スイッチ３２、第３スイッチ３３、第４スイッチ３４）の制御を行い得る車載用の電子制御装置であり、ＣＰＵ等の情報処理装置、記憶装置、ＡＤ変換器など、様々な装置を備えてなる。制御部２０は、例えば、電圧検知部８５によって第１導電路８１の電圧値が入力されるようになっている。これにより制御部２０は、第１導電路８１の電圧値を把握し得る構成をなす。なお、制御部２０は、単一の電子制御装置によって構成されていてもよく、複数の電子制御装置によって構成されていてもよい。制御部２０における制御については後述する。

電圧変換部１０は、第１導電路８１と電源部９１との間に介在して設けられている。電圧変換部１０は、第１導電路８１に印加された電圧を昇圧して電源部９１に印加する昇圧動作、及び電源部９１から印加された電圧を降圧して第１導電路８１に印加し得る回路である。電圧変換部１０は、例えば、半導体スイッチング素子及びインダクタなどを備えてなる双方向のＤＣＤＣコンバータとして構成することができる。具体的には、電圧変換部１０は、同期整流方式の非絶縁型ＤＣＤＣコンバータやダイオード方式の非絶縁型ＤＣＤＣコンバータなどを好適に用いることができる。

例えば、電圧変換部１０を同期整流方式の非絶縁型ＤＣＤＣコンバータとして構成する場合、電圧変換部１０は、制御部２０によって制御され得る。制御部２０は、電圧変換部１０に対して昇圧動作用の制御信号（ＰＷＭ信号）を与え、第１導電路８１に印加された電圧を昇圧して所望の目標電圧を電源部９１に印加するように制御信号（ＰＷＭ信号）のフィードバック制御がなされる。制御信号（ＰＷＭ信号）のデューティはフィードバック演算によって調整される。こうして、電源部９１は充電される。つまり、電圧変換部１０は、電源部９１を充電する充電回路１２として機能する。また、制御部２０は、電圧変換部１０に対して降圧動作用の制御信号（ＰＷＭ信号）を与え、電源部９１から印加された電圧を降圧して所望の目標電圧を第１導電路８１に印加するように制御信号（ＰＷＭ信号）のフィードバック制御がなされる。

〔制御部による制御〕
次に、制御部２０による制御を説明する。
制御部２０は、所定の開始条件の成立に応じて図３の制御を実行する。具体的には、例えば、電源制御装置１が搭載された車両が始動状態となった場合（例えば、イグニッションスイッチ等の始動スイッチがオフ状態からオン状態に切り替わった場合）に図３で示す制御を実行する。

制御部２０は、図３の制御を開始した場合、まず、ステップＳ１の処理を行い、第３スイッチ３３をオフ状態に切り替え、第２スイッチ３２をオン状態に切り替える。第３スイッチ３３がオフ状態に切り替わることによって、第１位置Ｐ１側から対象負荷９８Ｃに電気的に接続する第１導電路８１側への電力供給は遮断される。そして、第２スイッチ３２がオン状態に切り替わることによって、自身よりも低電位側に配置された低電位側の蓄電部９２Ｃ，９２Ｄと自身よりも高電位側に配置された高電位側の蓄電部９２Ａ，９２Ｂとの間の蓄電部間経路が導通状態に切り替えられる。こうして、これら蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄは、直列に接続される。このとき、蓄電部９２Ｂの低電位側の端子は、グラウンド電位（０Ｖ）に保たれる基準導電路Ｇに電気的に接続されていない状態である。

次に、ステップＳ２に移行すると、制御部２０は、第１スイッチ３１、及び第４スイッチ３４をオン状態に切り替える。第１スイッチ３１がオン状態に切り替えられることによって、主電源部９４と、電圧変換部１０及び複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃとの間の導通が許容される。第４スイッチ３４がオン状態に切り替えられることによって、複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂと共に対象負荷９８Ｃと主電源部９４との間の導通が許容される。そして、制御部２０は、電圧変換部１０に対して昇圧動作用の制御信号（ＰＷＭ信号）を与え、第１導電路８１に印加された電圧を昇圧して所望の目標電圧を電源部９１に印加するように制御信号を電圧変換部１０に出力し、電圧変換部１０を充電回路１２として動作させる。こうして、切替部３０は、電圧変換部１０を介して供給された主電源部９４からの充電電流が複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄの全体に供給され得る第１接続状態に切り替わる（図１参照。）。ここで、充電電流が複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄの全体に供給され得るとは、充電電流が、最も高電位に位置する端子９１Ａから蓄電部９２Ａに流れ込み、最も低電位に位置する端子９１Ｂから基準導電路Ｇに流れ得る状態を意味する。このとき、電圧変換部１０は充電回路１２として動作する。つまり、制御部２０は、充電回路１２から電源部９１に充電電流が供給される場合に切替部３０を第１接続状態に切り替えている。第１接続状態のとき、切替部３０は、複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄが直列に接続された状態を維持する。

次に、ステップＳ３に移行すると、制御部２０は、主電源部９４が失陥しているか否かを判定する。例えば、制御部２０は、電圧検知部８５によって検知した第１導電路８１の電圧値に基づいて、主電源部９４が失陥しているか否かを判定する。ステップＳ３において、主電源部９４が失陥していないと判別（ステップＳ３におけるＮｏ）すると、図３における処理を終了する。

ステップＳ３において、制御部２０は、主電源部９４が失陥していると判別（ステップＳ３におけるＹｅｓ）すると、切替部３０を第１接続状態から第２接続状態に切り替えるべく、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４に移行すると、制御部２０は、第１制御を実行する。具体的には、制御部２０は、第１スイッチ３１をオン状態からオフ状態に切り替える。第１スイッチ３１がオフ状態に切り替えられると、主電源部９４と、電圧変換部１０、電圧変換部１０に電気的に接続される電源部９１、及び複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃとの間の導通が遮断される。つまり、第１制御は、第１スイッチ３１をオフ状態に切り替えることによって主電源部９４と、電圧変換部１０、電圧変換部１０に電気的に接続される電源部９１、及び複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃと、を接続状態から非接続状態に切り替える。こうして、主電源部９４と、電圧変換部１０、電圧変換部１０に電気的に接続される電源部９１、及び複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃとが切り離される。

次に、ステップＳ５に移行すると、制御部２０は、第２制御を実行する。具体的には、制御部２０は、第２スイッチ３２をオン状態からオフ状態に切り替える。第２スイッチ３２がオフ状態に切り替えられると、直列に接続された状態の蓄電部９２Ａ，９２Ｂと、蓄電部９２Ｃ，９２Ｄとが２つの蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２に分割される。これと共に、蓄電部９２Ｂの低電位側の端子がグラウンド電位（０Ｖ）に保たれる基準導電路Ｇに電気的に接続される。つまり、第２制御は、第２スイッチ３２をオフ状態に切り替えることによって各蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２同士を接続状態から非接続状態に切り替える。

次に、ステップＳ６に移行すると、制御部２０は、第３制御を実行する。具体的には、制御部２０は、第４スイッチ３４をオン状態からオフ状態に切り替える。第４スイッチ３４がオフ状態に切り替えられると、対象負荷９８Ｃと主電源部９４との間の導通が遮断される。つまり、第３制御は、第４スイッチ３４をオフ状態に切り替えることによって対象負荷９８Ｃと、主電源部９４と、を接続状態から非接続状態に切り替える。こうして、対象負荷９８Ｃと、主電源部９４とが切り離される。

次に、ステップＳ７に移行すると、制御部２０は、第４制御を実行する。具体的には、制御部２０は、第３スイッチ３３をオン状態に切り替える。第３スイッチ３３がオン状態に切り替えられると、第１位置Ｐ１側から第１導電路８１のうちの対象負荷９８Ｃに電気的に接続する第１導電路８１側への電力供給が許容される。つまり、第４制御は、第３スイッチ３３をオン状態に切り替えることによって蓄電部領域Ｒ２と、対象負荷９８Ｃとを非接続状態から接続状態に切り替える。こうして、切替部３０は、複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄを複数の蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２に分割した第２接続状態に切り替わる（図２参照。）。第２接続状態のとき、切替部３０は、直列に接続された複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄを複数の蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２に分割する。このとき、蓄電部領域Ｒ２から対象負荷９８Ｃに対して電力の供給が開始される。

次に、ステップＳ８に移行すると、制御部２０は、放電制御を実行する。具体的には、制御部２０は、充電回路１２として動作していた電圧変換部１０に対して電源部９１の蓄電部領域Ｒ１から対象負荷９８Ａ，９８Ｂに電力を供給する放電動作させる。つまり、制御部２０は、所定の放電条件（すなわち、主電源部９４の失陥）が成立した場合に、切替部３０を第２接続状態に切り替えた状態で電圧変換部１０を放電動作させる。電圧変換部１０の放電動作が開始すると、電源部９１の蓄電部領域Ｒ１から印加された電圧は電圧変換部１０において降圧され所望の目標電圧を第１導電路８１に印加する。なお、蓄電部領域Ｒ１の高電位側の端子と低電位側の端子との電位差が対象負荷９８Ａ，９８Ｂを動作させるために必要な電圧よりも小さい場合、制御部２０は、電圧変換部１０において昇圧して所望の目標電圧を第１導電路８１に印加させてもよい。

こうして、蓄電部領域Ｒ１から対象負荷９８Ａ，９８Ｂに対して電力の供給が開始される。つまり、制御部２０は、電源部９１の蓄電部領域Ｒ１から放電して対象負荷９８Ａ，９８Ｂに対して電力を供給する場合に切替部３０を第２接続状態に切り替えている。こうして、電源部９１から対象負荷９８Ｃを除いた対象負荷９８Ａ，９８Ｂに対して電力を供給し、図３に示す処理を終了する。電源制御装置１は、切替部３０が第２接続状態のときに、各蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２から対象負荷９８Ａ，９８Ｂ、及び対象負荷９８Ｃの各々に対してそれぞれ電力が供給される。切替部３０が第２接続状態に切り替わることによって、対象負荷９８Ｃの消費電力の大きさの変化が対象負荷９８Ａ，９８Ｂに供給する電力の大きさに影響を及ぼすことを防止することができる。

つまり、放電条件の成立に応じて第２接続状態で電圧変換部１０が放電動作する場合、分割された複数の蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２のうちの一の蓄電部領域Ｒ１からの電力に基づき電圧変換部１０によって電圧変換された上で対象負荷９８Ａ，９８Ｂに電力が供給される。そして、蓄電部領域Ｒ２と対象負荷９８Ｃとの間が電圧変換部１０を介さずに導通して対象負荷９８Ｃに電力が供給されるのである。

次に、本構成の効果を例示する。

電源制御装置１は、複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄを備えた電源部９１からの放電を制御する。電源制御装置１は、複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄの接続の状態を切り替える切替部３０と、切替部３０を制御する制御部２０と、を有している。切替部３０は、充電電流が複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄの全体に供給され得る第１接続状態と、複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄを複数の蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２に分割した第２接続状態とに切り替わる。切替部３０が第２接続状態のときに、各蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２から各々の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃに対してそれぞれ電力が供給される。

この構成によれば、複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃのうち、一部の対象負荷９８Ｃを切り離すことが好ましい事情がある場合、一部の対象負荷９８Ｃを切り離す。これと共に、一部の対象負荷９８Ｃと、一部の対象負荷９８Ｃを除いた対象負荷９８Ａ，９８Ｂの各々に個別に蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２からの電力を供給することができる。

電源制御装置１は、充電回路１２を備え、制御部２０は、充電回路１２から電源部９１に充電電流が供給される場合に切替部３０を第１接続状態に切り替え、電源部９１から放電する場合に切替部３０を第２接続状態に切り替える。この構成によれば、電源制御装置１は、切替部３０を第１接続状態にすることによって対象負荷９８Ｃと、対象負荷９８Ｃを除いた対象負荷９８Ａ，９８Ｂの各々に個別に電力を供給する蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２を一括して充電することができる。

電源制御装置１は、電圧変換部１０を備えている。制御部２０は、所定の放電条件が成立した場合に、切替部３０を第２接続状態に切り替えた状態で電圧変換部１０を動作させる。放電条件の成立に応じて第２接続状態で電圧変換部１０が動作する場合、分割された複数の蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２のいずれか一の蓄電部領域Ｒ１からの電力に基づき電圧変換部１０によって電圧変換された上で一の対象負荷９８Ａ，９８Ｂに電力が供給される。また、蓄電部領域Ｒ２と対象負荷９８Ｃとの間が電圧変換部１０を介さずに導通して対象負荷９８Ｃに電力が供給される。

この構成によれば、電源制御装置１は、電圧変換部１０によって電圧変換された電力が供給されることが好ましい対象負荷９８Ａ，９８Ｂに電圧変換部１０によって電圧変換された電力を供給できる。そして、電源制御装置１は、電圧変換部１０を介さずに電力が供給されることが好ましい対象負荷９８Ｃに電圧変換部１０を介さずに電力を供給することができる。

電源制御装置１の切替部３０は、第１スイッチ３１、第２スイッチ３２、第３スイッチ３３、及び第４スイッチ３４を有している。第１スイッチ３１は、主電源部９４と、電源部９１及び複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃと、を接続状態と非接続状態とに切り替える。第２スイッチ３２は、各蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２同士を接続状態と非接続状態とに切り替える。第３スイッチ３３は、蓄電部領域Ｒ２と、対象負荷９８Ｃと、を接続状態と非接続状態とに切り替える。第４スイッチ３４は、対象負荷９８Ｃと、主電源部９４と、を接続状態と非接続状態とに切り替える。切替部３０を第１接続状態から第２接続状態に切り替える際、制御部２０は、第１制御、第２制御、及び第３制御をこの順に実行する。第１制御は、第１スイッチ３１によって主電源部９４と、電源部９１及び複数の対象負荷９８Ａ，９８Ｂ，９８Ｃと、を接続状態から非接続状態に切り替える。第２制御は、第２スイッチ３２によって各蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２同士を接続状態から非接続状態に切り替える。第３制御は、第４スイッチ３４によって対象負荷９８Ｃと、主電源部９４と、を接続状態から非接続状態に切り替える。次に、第３スイッチ３３によって蓄電部領域Ｒ２と、対象負荷９８Ｃと、を非接続状態から接続状態に切り替える第４制御を実行する。

この構成によれば、電源制御装置１は、第１制御、第２制御、及び第３制御をこの順に実行する。そして、この後に第４制御を実行することによって、各構成要素にかかる負担を抑えつつ、第１接続状態から第２接続状態に円滑に切り替えることができる。

電源制御装置１において、第１接続状態のとき、切替部３０は、複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄが直列に接続された状態を維持する。第２接続状態のとき、切替部３０は、直列に接続された複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄを複数の蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２に分割する。この構成によれば、電源制御装置１は、複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄが直列に接続されている。このため、蓄電部の数を増減することによって、出力する電圧を所望の大きさになるように容易に変更することができる。

＜実施形態２＞
本開示の実施形態２に係る電源制御装置２を備える車載用電源システム２００を、図３、図４、図５を参照して説明する。実施形態２に係る電源制御装置２は、電源部１９１が並列に接続された構成を有する点、バイパス導電路１７２の一端が電気的に接続される位置、切替部１３０の第２スイッチ１３２が設けられる位置等が実施形態１と異なる。実施形態１と同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

電源部１９１は、蓄電部領域Ｒ１１である直列に接続された蓄電部９２Ａ，９２Ｂと、蓄電部領域Ｒ１２である直列に接続された蓄電部９２Ｃ，９２Ｄと、が並列に接続された構成をなす。蓄電部領域Ｒ１１は、いずれか一の蓄電部領域の一例である。蓄電部領域Ｒ１２は、いずれか他の蓄電部領域の一例である。つまり、複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄは並列に接続されている。蓄電部９２Ａ及び蓄電部９２Ｃの高電位側の端子１９１Ａは、電圧変換部１０に電気的に接続されている。蓄電部９２Ｂ及び蓄電部９２Ｄの低電位側の端子１９１Ｂは、グラウンド電位（０Ｖ）に保たれる基準導電路Ｇに電気的に接続されている。

バイパス導電路１７２の一端は、第１位置Ｐ１１に電気的に接続されている。第１位置Ｐ１１は、蓄電部領域Ｒ１１，Ｒ１２の高電位側の端子（すなわち、蓄電部９２Ａ，９２Ｃの高電位側の端子）と電圧変換部１０とを電気的に接続する位置である。

切替部１３０の第２スイッチ１３２は、電圧変換部１０と蓄電部領域Ｒ１２（蓄電部９２Ｃ，９２Ｄ）との間に設けられている。具体的には、第２スイッチ１３２は、電圧変換部１０と蓄電部９２Ｃの高電位側の端子との間に介在している。電圧変換部１０と蓄電部領域Ｒ１１（蓄電部９２Ａ，９２Ｂ）との間には、第２スイッチ１３２は介在していない。つまり、電圧変換部１０と蓄電部領域Ｒ１１とは、第２スイッチ１３２の状態に関わらず、常に導通状態である。

第２スイッチ１３２は、第２スイッチ３２と同様の構成である。第２スイッチ１３２は、オン状態のときに導通状態となって双方向の通電を許容し、オフ状態のときに非導通状態となって双方向の通電を禁止する構成である。第２スイッチ１３２は、電源部１９１において蓄電部９２Ｃ，９２Ｄに対して直列に接続され、蓄電部９２Ａ，９２Ｂに対して並列に接続される。

第２スイッチ１３２は、オン状態のときに電圧変換部１０と蓄電部９２Ｃ，９２Ｄ（蓄電部領域Ｒ１２）との間の経路を導通状態に切り替える。第２スイッチ１３２は、オフ状態のときにこの経路を非導通状態に切り替える。第２スイッチ１３２がオン状態のときには蓄電部９２Ｃと電圧変換部１０との間が導通し、この間で電流が流れ得る。第２スイッチ１３２がオフ状態のときには蓄電部９２Ｃと電圧変換部１０との間が電気的に遮断され、この間で電流が流れなくなる。

〔制御部による制御〕
次に、実施形態２における、制御部２０による制御を説明する。
制御部２０は、実施形態１と同様に、所定の開始条件の成立に応じて図３の制御を実行する。以下、制御部２０による制御の説明において、実施形態１と同じ説明は省略する。

制御部２０は、図３の制御を開始した場合、まず、ステップＳ１の処理を行い、第３スイッチ３３をオフ状態に切り替え、第２スイッチ１３２をオン状態に切り替える。第２スイッチ１３２がオン状態に切り替わることによって、電圧変換部１０と蓄電部９２Ｃとの間の経路が導通状態に切り替えられる。こうして、蓄電部領域Ｒ１１である蓄電部９２Ａ，９２Ｂ、及び蓄電部領域Ｒ１２である蓄電部９２Ｃ，９２Ｄは、並列に接続される。

次に、ステップＳ２に移行すると、制御部２０は、第１スイッチ３１、及び第４スイッチ３４をオン状態に切り替える。このとき、切替部１３０は、図４に示すように、電圧変換部１０を介して供給された主電源部９４からの充電電流が複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄの全体に供給され得る第１接続状態に切り替わる。ここで、充電電流が複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄの全体に供給され得るとは、充電電流が、最も高電位に位置する端子１９１Ａから蓄電部９２Ａ，９２Ｃの各々に流れ込み、最も低電位に位置する端子１９１Ｂから基準導電路Ｇに流れ得る状態を意味する。第１接続状態のとき、切替部３０は、複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂと、９２Ｃ，９２Ｄとが並列に接続された状態を維持する。

次に、ステップＳ３に移行すると、制御部２０は、主電源部９４が失陥しているか否かを判定する。主電源部９４が失陥していないと判別（ステップＳ３におけるＮｏ）すると、図３における処理を終了する。

ステップＳ３において、制御部２０は、主電源部９４が失陥していると判別（ステップＳ３におけるＹｅｓ）すると、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４に移行すると、制御部２０は、第１制御を実行する。

次に、ステップＳ５に移行すると、制御部２０は、第２制御を実行する。具体的には、制御部２０は、第２スイッチ１３２をオフ状態に切り替える。第２スイッチ１３２がオフ状態に切り替えられると、並列に接続された状態の蓄電部９２Ａ，９２Ｂと、蓄電部９２Ｃ，９２Ｄとが２つの蓄電部領域Ｒ１１，Ｒ１２に分割される。

次に、ステップＳ６に移行すると、制御部２０は、第３制御を実行する。

次に、ステップＳ７に移行すると、制御部２０は、第４制御を実行する。第３スイッチ３３がオン状態に切り替えられると、第１位置Ｐ１１側から第１導電路８１のうちの対象負荷９８Ｃに電気的に接続する第１導電路８１側への電力供給が許容される。このとき、切替部１３０は、図５に示すように、第２接続状態に切り替わる。第２接続状態のとき、切替部３０は、並列に接続された複数の蓄電部９２Ａ，９２Ｂと、９２Ｃ，９２Ｄとを複数の蓄電部領域Ｒ１１，Ｒ１２に分割する。

次に、ステップＳ８に移行すると、制御部２０は、放電制御を実行し、図３に示す処理を終了する。

電源制御装置１において、第１接続状態のとき、切替部１３０は、蓄電部９２Ａ，９２Ｂ、及び蓄電部９２Ｃ，９２Ｄが並列に接続された状態を維持する。そして、第２接続状態のとき、切替部１３０は、並列に接続された蓄電部９２Ａ，９２Ｂ、及び蓄電部９２Ｃ，９２Ｄを複数の蓄電部領域Ｒ１１，Ｒ１２に分割する。この構成によれば、電源制御装置２は、蓄電部９２Ａ，９２Ｂ、及び蓄電部９２Ｃ，９２Ｄが並列に接続されている。このため、蓄電部を直列した場合に比べ、より長時間、電源部９１から出力する電圧を所定の大きさに維持し易い。

＜他の実施形態＞
本開示は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本開示の技術的範囲に含まれる。

実施形態１、２では、蓄電部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄの４つを用いる形態を例示している。しかし、蓄電部の数はこれに限らない。

実施形態１では、第２スイッチ３２によって電源部９１を２つの蓄電部領域Ｒ１，Ｒ２に分割する形態を例示し、実施形態２では、第２スイッチ１３２によって電源部１９１を２つの蓄電部領域Ｒ１１，Ｒ１２に分割する形態を例示している。しかし、第２スイッチの数を増やして電源部を３つ以上に分割する構成であってもよい。この場合、第４スイッチの数も増やし、主電源と絶縁する対象負荷の数を増やし、さらに、各対象負荷と各蓄電部領域とを電気的に接続するバイパス導電路を設けて各対象負荷に各蓄電部領域を割り当てる構成が考えられる。

実施形態１、２では、電圧変換部１０が充電回路１２としても動作する形態を例示した。しかし、これに限らず、電圧変換部と充電回路とを個別に設ける構成としてもよい。

実施形態１、２では、主電源部９４の失陥を所定の放電条件として用いている。しかし、これに限らず、主電源部から電力供給させたくないような場合を定めた他の条件を所定の放電条件として用いてもよい。

消費電力が定まらない電力負荷において、消費電力が定まっている場合には、第２スイッチ、及び第４スイッチのオン状態と、第３スイッチのオフ状態とを維持し、第１スイッチのみをオフ状態に切り替えてもよい。これによって、全ての対象負荷に対して電圧変換部を介した電源部の電力を供給することができる。この場合、例えば、消費電力が定まらない電力負荷における消費電力の変化を監視し得る構成を制御部に設けることが考えられる。

実施形態１、２では、第３制御の後に第４制御を実行し、その後に放電制御を実行している。しかし、これに限らず、第３制御の後に放電制御を実行し、その後に第４制御を実行してもよい。

１，２…電源制御装置
１０…電圧変換部
１２…充電回路
２０…制御部
３０，１３０…切替部
３１…第１スイッチ
３２，１３２…第２スイッチ
３３…第３スイッチ
３４…第４スイッチ
７２，１７２…バイパス導電路
８１…第１導電路
８５…電圧検知部
９１，１９１…電源部
９１Ａ，９１Ｂ，１９１Ａ，１９１Ｂ…端子
９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄ…蓄電部
９４…主電源部
９８Ａ，９８Ｂ…一の対象負荷（対象負荷）
９８Ｃ…他の対象負荷（対象負荷）
１００，２００…車載用電源システム
Ｇ…基準導電路
Ｐ１，Ｐ１１…第１位置
Ｒ１，Ｒ１１…いずれか一の蓄電部領域（蓄電部領域）
Ｒ２，Ｒ１２…いずれか他の蓄電部領域（蓄電部領域）

Claims (4)

1. 複数の蓄電部を備えた電源部からの放電を制御する電源制御装置であって、
   前記複数の蓄電部の接続の状態を切り替える切替部と、
   前記切替部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記切替部は、充電電流が前記複数の蓄電部の全体に供給され得る第１接続状態と、前記複数の蓄電部を複数の蓄電部領域に分割した第２接続状態とに切り替わり、
   前記切替部が前記第２接続状態のときに、各前記蓄電部領域から各々の対象負荷に対してそれぞれ電力が供給され、
   前記第１接続状態のとき、前記切替部は、前記複数の蓄電部が直列に接続された状態を維持し、
   前記第２接続状態のとき、前記切替部は、直列に接続された前記複数の蓄電部を複数の前記蓄電部領域に分割する電源制御装置。
2. 複数の蓄電部を備えた電源部からの放電を制御する電源制御装置であって、
   前記複数の蓄電部の接続の状態を切り替える切替部と、
   前記切替部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記切替部は、充電電流が前記複数の蓄電部の全体に供給され得る第１接続状態と、前記複数の蓄電部を複数の蓄電部領域に分割した第２接続状態とに切り替わり、
   前記切替部が前記第２接続状態のときに、各前記蓄電部領域から各々の対象負荷に対してそれぞれ電力が供給され、
   電圧変換部を備え、
   前記制御部は、所定の放電条件が成立した場合に、前記切替部を前記第２接続状態に切り替えた状態で前記電圧変換部を動作させ、
   前記放電条件の成立に応じて前記第２接続状態で前記電圧変換部が動作する場合、分割された複数の前記蓄電部領域のいずれか一の前記蓄電部領域からの電力に基づき前記電圧変換部によって電圧変換された上で一の前記対象負荷に電力が供給され、いずれか他の前記蓄電部領域と他の前記対象負荷との間が前記電圧変換部を介さずに導通して他の前記対象負荷に電力が供給され、
   前記切替部は、
   主電源部と、前記電源部及び複数の前記対象負荷と、を接続状態と非接続状態とに切り替える第１スイッチと、
   各前記蓄電部領域同士を接続状態と非接続状態とに切り替える第２スイッチと、
   いずれか他の前記蓄電部領域と、他の前記対象負荷と、を接続状態と非接続状態とに切り替える第３スイッチと、
   他の前記対象負荷と、前記主電源部と、を接続状態と非接続状態とに切り替える第４スイッチと、
   を有しており、
   前記切替部を前記第１接続状態から前記第２接続状態に切り替える際、前記制御部は、
   前記第１スイッチによって前記主電源部と、前記電源部及び複数の前記対象負荷と、を接続状態から非接続状態に切り替える第１制御と、
   前記第２スイッチによって各前記蓄電部領域同士を接続状態から非接続状態に切り替える第２制御と、
   前記第４スイッチによって他の前記対象負荷と、前記主電源部と、を接続状態から非接続状態に切り替える第３制御と、をこの順に実行し、
   次に、前記第３スイッチによっていずれか他の前記蓄電部領域と、他の前記対象負荷と、を非接続状態から接続状態に切り替える第４制御、又は前記電圧変換部を放電動作させる放電制御のいずれかを実行する電源制御装置。
3. 充電回路を備え、
   前記制御部は、前記充電回路から前記電源部に前記充電電流が供給される場合に前記切替部を前記第１接続状態に切り替え、前記電源部から放電する場合に前記切替部を前記第２接続状態に切り替える請求項１又は請求項２に記載の電源制御装置。
4. 電圧変換部を備え、
   前記制御部は、所定の放電条件が成立した場合に、前記切替部を前記第２接続状態に切り替えた状態で前記電圧変換部を動作させ、
   前記放電条件の成立に応じて前記第２接続状態で前記電圧変換部が動作する場合、分割された複数の前記蓄電部領域のいずれか一の前記蓄電部領域からの電力に基づき前記電圧変換部によって電圧変換された上で一の前記対象負荷に電力が供給され、いずれか他の前記蓄電部領域と他の前記対象負荷との間が前記電圧変換部を介さずに導通して他の前記対象負荷に電力が供給される請求項１に記載の電源制御装置。

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