電圧印加装置及び電圧印加方法
【課題】効率的に複数の負荷に電圧を印加することができる部品コストが低い小型の電圧印加装置、及び、該電圧印加装置による電圧印加方法の提供。
【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、接続端子１２又は１３から入力された電圧を複数の電圧に変換することが可能であり、変換して得た一の出力電圧を複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃに印加する。制御部１５は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中から、電圧印加中の一又は複数の負荷を特定し、特定した一又は複数の負荷夫々に対応する一又は複数の最低電圧を記憶部１６から読み出す。制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を、読み出した一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧に制御する。
【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、接続端子１２又は１３から入力された電圧を複数の電圧に変換することが可能であり、変換して得た一の出力電圧を複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃに印加する。制御部１５は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中から、電圧印加中の一又は複数の負荷を特定し、特定した一又は複数の負荷夫々に対応する一又は複数の最低電圧を記憶部１６から読み出す。制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を、読み出した一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧に制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好適に車両に搭載され、入力される電圧を変換して得た出力電圧を複数の負荷に印加する電圧印加装置、及び、該電圧印加装置による電圧印加方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両において、発電機はエンジンと連動して電圧を発生させて整流し、整流した電圧をバッテリに印加することによってバッテリを充電している。従って、エンジンの動作に使用する燃料は車両の走行、及び、バッテリの充電に使用されている。
【０００３】
近年、車両の燃費の向上、及び、燃料の消費によって車両から排出されて地球温暖化につながる二酸化炭素の削減が求められている。このため、バッテリの電力を効率的に使用してバッテリの充電に使用する燃料を削減する必要がある。
【０００４】
特許文献１には、バッテリの電力を効率的に使用することができる電源装置が開示されている。特許文献１に記載されている電源装置において、運転者が車両を減速する場合に、発電機は車両の運動エネルギーを電力に変換することによって車両を減速させ、変換した電力を車両に搭載された複数の負荷に供給する。これにより、熱として消費していた運動エネルギーが電力として使用され、バッテリの電力消費が効率的になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６３３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両には、ヘッドライト、スタータ、ワイパー及びラジオ等の多種多様な複数の負荷が搭載されている。車両に搭載された複数の負荷夫々が作動するために必要な最低電圧は互いに異なっている。
【０００７】
しかしながら、従来の車両では、複数の負荷全てが作動できる十分に高い電圧をバッテリ又は発電機から直接に複数の負荷に印加するため、負荷によって余剰電力が発生する。発生した余剰電力は熱として排出されるため、従来の車両にはバッテリの電力が無駄に消費される問題がある。この問題を解決するためには、複数の負荷に効率的に電圧を印加する必要がある。
【０００８】
複数の負荷に効率的に電圧を印加する電圧印加装置として、バッテリの出力電圧を複数の電圧に変換可能であり、複数の負荷夫々に接続する複数のＤＣ／ＤＣコンバータを備える電圧印加装置が考えられる。この電圧印加装置では、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ夫々が、接続する負荷に応じた電圧にバッテリの出力電圧を変換し、変換した出力電圧を、接続される負荷に印加する。これにより、複数の負荷には電圧が効率的に印加される。
【０００９】
しかしながら、このような電圧印加装置は、負荷の数と同数のＤＣ／ＤＣコンバータを備えなければならないので、部品コストが非常に高く、電圧印加装置が大型になる。このため、複数の負荷夫々にＤＣ／ＤＣコンバータを接続する電圧印加装置を製造することは非現実的である。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、効率的に複数の負荷に電圧を印加することができる部品コストが低い小型の電圧印加装置、及び、該電圧印加装置による電圧印加方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電圧印加装置は、入力される電圧を複数の電圧に変換可能であり、変換して得た一の出力電圧を複数の負荷に印加する電圧印加装置において、前記複数の負荷の中から、電圧印加中の一又は複数の負荷を特定する特定手段と、前記複数の負荷夫々が作動するために必要な複数の最低電圧を該複数の負荷夫々に対応付けて記憶している記憶手段と、前記特定手段が特定した一又は複数の負荷夫々に対応する一又は複数の最低電圧を前記記憶手段から読み出す読出手段と、前記出力電圧を、該読出手段が読み出した一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧に制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る電圧印加装置は、前記入力される電圧を発生させるべく設けられた発電機が作動しているか否かを判定する判定手段と、該判定手段が作動していると判定した場合に前記制御手段による制御を停止する停止手段とを更に備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る電圧印加装置は、電圧印加中の負荷を示す負荷情報を通信線を介して受信する受信手段を更に備え、前記特定手段は、該受信手段が受信した負荷情報に基づいて電圧印加中の一又は複数の負荷を特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る電圧印加装置は、前記複数の負荷夫々に印加される電圧を各別に検出する検出手段を更に備え、前記特定手段は、該検出手段が電圧を検出した一又は複数の負荷を電圧印加中の一又は複数の負荷として特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る電圧印加方法は、入力される電圧を複数の電圧に変換可能であり、変換して得た一の出力電圧を複数の負荷に印加する電圧印加装置による電圧印加方法において、前記複数の負荷の中から、電圧印加中の一又は複数の負荷を特定するステップと、前記出力電圧を、該ステップで特定した一又は複数の負荷夫々が作動するために必要な一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧に制御するステップとを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法にあっては、複数の負荷の中から、電圧印加中の一又は複数の負荷を特定し、複数の負荷に印加する出力電圧を、特定した一又は複数の負荷夫々が作動するために必要な一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧に制御する。
【００１７】
電圧印加中の一又は複数の負荷に、該一又は複数の負荷夫々が作動するために必要な一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧を一の出力電圧として印加するため、電圧を入力する電源、例えばバッテリの電力が効率的に使用される。これにより、電圧を入力する電源において、充放電量を低減できるため、寿命を延長し、容量を低減することができる。
また、入力される電圧を複数の負荷夫々に対応して変換する必要がなく、電圧を変換する装置は１つでよいため、部品コストが低く、車両に占める空間が小さい。
【００１８】
本発明に係る電圧印加装置にあっては、判定手段は、入力される電圧を発生させるべく設けられた発電機が作動しているか否かを判定する。停止手段は、判定手段が作動していると判定した場合、制御手段による制御を停止する。
【００１９】
発電機が作動して制御手段による制御が停止した場合、発電機が発生させた電圧が、変換されずに出力電圧として、複数の負荷に印加される。発電機が作動している場合、電圧を入力する発電機以外の電源、例えばバッテリが電力を消費することはない。
【００２０】
加えて、通常、車両では、発電機が発生させる電圧は、電圧を入力する他の電源よりも高い。このため、発電機が発生させる高い電圧が複数の負荷に印加される。
【００２１】
本発明に係る電圧印加装置にあっては、受信手段が通信線を介して、電圧印加中の負荷を示す負荷情報を受信し、特定手段は、受信手段が受信した負荷情報に基づいて電圧印加中の一又は複数の負荷を特定する。
【００２２】
本発明に係る電圧印加装置にあっては、検出手段は、複数の負荷夫々に印加される電圧を各別に検出し、特定手段は、電圧を検出した一又は複数の負荷を、電圧印加中の一又は複数の負荷として特定する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、効率的に複数の負荷に電圧を印加することができ、かつ、電圧を入力する電源において、充放電量を低減でき、寿命を延長し、容量を低減することができる部品コストが低い小型の電圧印加装置、及び、該電圧印加装置による電圧印加方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。
【図２】制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。
【図３】制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。
【図４】複数の負荷に印加される出力電圧を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】電圧印加装置によるバッテリからの消費電力の削減効果を示す図表である。
【図６】本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態における制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態における制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態１の要部構成を示すブロック図である。この電圧印加装置１は、車両に好適に搭載され、４つの接続端子１０，１１，１２，１３を備えている。
【００２６】
接続端子１０は、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々の一方の端子に接続されている。複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々の他方の端子は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃに接続されている。複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々は負荷制御装置２２によってオン／オフされる。
接続端子１１は、通信線２３を介して複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々に接続されている。
【００２７】
接続端子１２は、バッテリ２４の正極端子、並びに、発電機２５及びスタータ２６の一方の端子に接続されている。発電機２５及びスタータ２６の間にエンジン２７が接続されている。バッテリ２４の負極端子、並びに発電機２５及びスタータ２６の他方の端子は接地されている。
接続端子１３は予備の蓄電部２８の一方の端子が接続されている。蓄電部２８の他方の端子は接地されている。また、電圧印加装置１及び複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々は接地されている。
【００２８】
電圧印加装置１は、接続端子１２にてバッテリ２４又は発電機２５の出力電圧を、接続端子１３にて蓄電部２８の出力電圧を受け入れる。電圧印加装置１は、受け入れた出力電圧を複数の電圧に変換することが可能であり、変換して得た一の出力電圧を、接続端子１０を介して複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する。
【００２９】
電圧印加装置１は、接続端子１１にて複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の負荷を示す負荷情報を受信する。また、電圧印加装置１は接続端子１２及び１３の各電圧を検出する。電圧印加装置１は、受信した負荷情報、並びに、検出した接続端子１２及び１３の電圧に基づいて、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を制御する。また、電圧印加装置１は、検出した接続端子１２及び１３の各電圧に基づいて、発電機２５が発生させた電圧を蓄電部２８に印加する。
【００３０】
電圧印加装置１は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ全てが電圧印加中でない場合、接続端子１２から受け入れたバッテリ２４又は発電機２５の出力電圧を、そのまま接続端子１０から出力する。バッテリ２４又は発電機２５の出力電圧は複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃのいずれもが作動可能な電圧である。このため、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ全てがオフである状態から一又は複数のスイッチがオンになった場合、オンになった一又は複数のスイッチ夫々に接続されている一又は複数の負荷は確実に作動する。
【００３１】
複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々は、半導体スイッチ又はリレー接点等であり、負荷制御装置２２によってオン／オフを制御される。
複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々は、車両に搭載されるヘッドライト、ワイパー又はラジオ等の負荷である。負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々が作動するために必要な最低電圧は互いに異なり、例えば１０Ｖ、１１Ｖ及び１２Ｖである。複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々は、電圧印加装置１から電圧を印加されている場合、自身を示す負荷情報を電圧印加装置１に送信する。
【００３２】
負荷制御装置２２は、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々のオン／オフを指示するオンオフ情報を受け付け、受け付けたオンオフ情報の指示に従って、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々をオン／オフする。複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々がオンになった場合、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、電圧印加装置１から出力電圧を印加されて作動する。
【００３３】
通信線２３は、例えば、ツイストペア線であり、負荷情報を複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々から電圧印加装置１に伝送する。また、通信線２３は車両の速度を示す車速情報を電圧印加装置１に伝送する。
【００３４】
バッテリ２４は、発電機２５が作動している場合、発電機２５が発生させる電圧によって充電され、発電機２５が作動していない場合、接続端子１２に電圧を印加する。
【００３５】
発電機２５は、エンジン２７が作動している場合に、エンジン２７に連動して電圧を発生させ、発生させた電圧を接続端子１２、及び、バッテリ２４の正極端子夫々に印加する。また、発電機２５は、運転者が車両を減速させる場合、車両の運動エネルギーを電力に変換することによって車両を減速させ、変換した電力に係る電圧を接続端子１２に印加する。
【００３６】
スタータ２６は、エンジン２７を始動するためのモータであり、エンジン２７が始動した後に停止する。
エンジン２７は、スタータ２６によって始動し、発電機２５を駆動する。
【００３７】
蓄電部２８は、例えば、複数の電気二重層キャパシタを直列に接続することによって構成される。蓄電部２８は、車両が減速している場合に発電機２５が発生させる電圧を、電圧印加装置１を介して受け入れて電力を蓄える。蓄電部２８は、車両が減速していない場合、蓄えている電力に係る電圧を、電圧印加装置１を介して負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々に印加する。
【００３８】
電圧印加装置１は、４つの接続端子１０，１１，１２，１３の他に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、制御部１５、記憶部１６、検出部１７及び受信部１８を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、３つの接続端子１０，１２，１３夫々に接続されている。制御部１５は、記憶部１６、検出部１７及び受信部１８夫々にバス１９を介して接続されている。受信部１８は接続端子１１に接続されている。
【００３９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は制御部１５の指示に従って動作する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、接続端子１２を介してバッテリ２４若しくは発電機２５から受け入れた電圧、又は、接続端子１３を介して蓄電部２８から受け入れた電圧を複数の電圧に変換することが可能である。
【００４０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、変換して得た一の出力電圧を、接続端子１０を介して複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が印加する出力電圧は制御部１５によって制御される。更に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、接続端子１２を介して発電機２５が発生させた電圧を受け入れ、受け入れた電圧を蓄電部２８に印加し、蓄電部２８を充電する。
【００４１】
制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が変換して得た出力電圧の出力先を制御する。ここで、出力先は接続端子１０又は１３である。また、制御部１５は、検出部１７から通知される検出結果に応じて、電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧の制御を停止する。更に、制御部１５は検出部１７の動作を制御している。制御部１５が実行する動作については後述する。
【００４２】
記憶部１６は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々が作動するために必要な最低電圧を、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々に対応付けて記憶している。制御部１５は、記憶部１６から複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々の最低電圧を読み出す。
【００４３】
検出部１７は、接続端子１２，１３夫々に接続されており、制御部１５の指示に従って、接続端子１２及び１３夫々の電圧を検出し、検出した結果を制御部１５に通知する。
【００４４】
制御部１５は、接続端子１２の電圧に基づいて発電機２５が発電しているか否かを判定する。
【００４５】
通常、発電機２５が発生させる電圧は、バッテリ２４が出力する電圧よりも高い。このため、発電機２５が作動しているか否かを判定する閾値として、バッテリ２４が出力する電圧よりも高く、発電機２５が発生させる電圧よりも低い電圧を設定する。バッテリ２４が出力する電圧、及び、発電機２５が発生させる電圧夫々が１２Ｖ及び１４Ｖである場合、閾値は例えば１３．５Ｖに設定される。
制御部１５は、接続端子１２の電圧が閾値よりも高いか否かによって、発電機２５が作動しているか否かを判定する。
【００４６】
また、制御部１５は、接続端子１３の電圧に基づいて、蓄電部２８が電力を蓄えているか否か、及び、満充電であるか否かを判定する。制御部１５は、接続端子１３において所定電圧を超える電圧を検出した場合に蓄電部２８が電力を蓄えていると判定し、接続端子１３の電圧が満充電を示す満充電電圧である場合に蓄電部２８が満充電であると判定する。
【００４７】
受信部１８は、通信線２３を介して接続端子１１から、車両の走行速度を示す車速情報及び負荷情報を受信し、受信した車速情報及び負荷情報を制御部１５に出力する。負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々は、電圧印加装置１から出力電圧を印加されている場合、所定時間間隔で自身を示す負荷情報を受信部１８に送信する。車速情報も所定時間間隔で受信部１８に送信される。
【００４８】
なお、電圧印加装置１は、電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１４が１つであるため、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々に複数のＤＣ／ＤＣコンバータを接続する電圧印加装置と比較して、部品コストが低く、小型であり、車両に占める空間は小さい。
【００４９】
次に、制御部１５が実行する動作の手順を説明する。図２及び図３は制御部１５が実行する動作の手順を示すフローチャートである。
初めに、制御部１５は、検出部１７に接続端子１２の電圧を検出させ、検出部１７が検出した接続端子１２の電圧が閾値を超えるか否かによって、発電機２５が作動しているか否かを判定する（Ｓ１）。
【００５０】
制御部１５は、接続端子１２の電圧が閾値を超えておらず、発電機２５が作動していないと判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）、受信部１８が受信した負荷情報によって、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の負荷を特定する（Ｓ２）。
【００５１】
制御部１５は、ステップＳ２で特定した結果に基づいて、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の負荷が有るか否かを判定する（Ｓ３）。
【００５２】
制御部１５は、電圧印加中の負荷が無いと判定した場合（Ｓ３：ＮＯ）、ステップ１の動作を繰り返す。制御部１５は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の負荷が無い場合、接続端子１２から受け入れたバッテリ２４の出力電圧を、そのまま接続端子１０から出力する。
【００５３】
バッテリ２４の出力電圧は複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃのいずれもが作動可能な電圧である。これにより、負荷制御装置２２が複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの中の一又は複数のスイッチをオンにした場合に、オンになったスイッチに接続している負荷が確実に作動する。
【００５４】
制御部１５は、電圧印加中の負荷が有ると判定した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、電圧印加中の一又は複数の負荷夫々に対応する最低電圧を記憶部１６から読み出し、電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を、読み出した最低電圧の中から最も高い電圧に決定する（Ｓ４）。
【００５５】
次に、制御部１５は、検出部１７に接続端子１３の電圧を検出させ、検出部１７が接続端子１３で検出した電圧が所定電圧を超えているか否かによって、蓄電部２８に電力が蓄えられているか否かを判定する（Ｓ５）。制御部１５は、電圧が所定電圧を超えている場合に電力が蓄えられていると判定し、電圧が所定電圧を超えていない場合に電力が蓄えられていないと判定する。
【００５６】
制御部１５は、蓄電部２８に電力が蓄えられていると判定した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、接続端子１３から入力された蓄電部２８の出力電圧を変換させて、接続端子１０から電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する一の出力電圧をステップＳ４で決定した出力電圧に制御する（Ｓ６）。
【００５７】
制御部１５は、蓄電部２８に電力が蓄えられていないと判定した場合（Ｓ５：ＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、接続端子１２から入力されたバッテリ２４の出力電圧を変換させて、接続端子１０から電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する一の出力電圧をステップＳ４で決定した出力電圧に制御する（Ｓ７）。
【００５８】
制御部１５は、蓄電部２８が電力を蓄えている場合に、蓄電部２８の電力を優先して使用するため、バッテリ２４が消費する電力を削減することができる。
【００５９】
制御部１５は、接続端子１２の電圧が閾値を超えており、発電機２５が作動していると判定した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０から電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧の制御を停止する（Ｓ８）（図３参照）。この場合、制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、接続端子１２から受け入れた発電機２５の出力電圧を、変換せずに、接続端子１０から電圧印加中の一又は複数の負荷に出力させる。
【００６０】
これにより、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷夫々に、作動するために必要な最低電圧以上の出力電圧を印加することができる。
【００６１】
車両に搭載される負荷には、印加される出力電圧によって機能が向上する負荷がある。例えば、ヘッドライトは、最低電圧よりも高い電圧を印加された場合、車両の前方をより明るく照らすことができ、機能が向上する。
【００６２】
従って、発電機２５が電圧を発生させて、バッテリ２４の電力が消費されない場合、発電機２５の高い電圧を電圧印加中の一又は複数の負荷に印加することによって負荷の機能を向上させることができる。
【００６３】
なお、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々は、作動するために必要な最低電圧以上の電圧、即ち、バッテリ２４又は発電機２５の出力電圧が印加された場合であっても正常に動作するように構成されている。
【００６４】
次に、制御部１５は、受信部１８が受信した車速情報に基づいて、車両が減速しているか否かを判定する（Ｓ９）。
制御部１５は、車両が減速していると判定した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、検出部１７に接続端子１３の電圧を検出させ、検出部１７が接続端子１３で検出した電圧が満充電電圧であるか否かによって、蓄電部２８が満充電であるか否かを判定する（Ｓ１０）。
【００６５】
制御部１５は、接続端子１３で検出した電圧が満充電電圧である場合に蓄電部２８が満充電であると判定し、接続端子１３で検出した電圧が満充電電圧ではない場合に蓄電部２８が満充電でないと判定する。
【００６６】
制御部１５は、蓄電部２８が満充電ではないと判定した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、接続端子１２を介して入力された発電機２５の出力電圧を接続端子１０，１３夫々から出力させる（Ｓ１１）。
【００６７】
これにより、発電機２５の出力電圧が、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの中で、負荷制御装置２２がオンにしている一又は複数のスイッチ夫々に接続された一又は複数の負荷に印加される。
【００６８】
更に、蓄電部２８にも発電機２５の出力電圧が印加される。このため、車両の減速時に発電機２５が運動エネルギーから変換した電力が、バッテリ２４に供給されると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介して蓄電部２８にも蓄えられる。
【００６９】
制御部１５は、車両が減速していないと判定した場合（Ｓ９：ＮＯ）、又は、蓄電部２８が満充電であると判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、接続端子１２から入力された発電機２５の出力電圧を接続端子１０から出力させる（Ｓ１２）。
【００７０】
発電機２５の出力電圧を接続端子１０から出力させることによって、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの中で、負荷制御装置２２がオンしている一又は複数のスイッチ夫々に接続された一又は複数の負荷に発電機２５の出力電圧が印加される。
【００７１】
制御部１５は、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ１１及びＳ１２のいずれかを実行した後、動作を終了する。制御部１５は、図２及び図３に示す動作の手順を所定時間間隔で繰り返し実行する。
【００７２】
なお、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々は、接続端子１０から出力される最も低い電圧が印加された場合であっても、負荷情報を受信部１８に送信可能に構成されている。
【００７３】
これにより、作動するために必要な最低電圧が、接続端子１０から出力されている電圧よりも高い負荷に電圧が新たに印加された場合であっても、接続端子１０からの出力電圧は、新たに電圧が印加された負荷の最低電圧に制御される。
【００７４】
次に、接続端子１０から複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃに印加される出力電圧を説明する。図４は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃに印加される出力電圧を説明するためのタイミングチャートである。
【００７５】
ここでは、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々が作動するために必要な最低電圧を１０Ｖ、１１Ｖ及び１２Ｖとし、バッテリ２４が出力する電圧、及び、発電機２５が発生させる電圧夫々を１２Ｖ及び１４Ｖとしている。
【００７６】
図４には、発電機２５が発生させる電圧の時間波形、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々のオンオフ状態を示す時間波形、並びに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０から出力する電圧の時間波形が示されている。負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々において、電圧が印加されている状態をオン状態とし、電圧が印加されていない状態をオフ状態とする。
【００７７】
制御部１５は、発電機２５が電圧１４Ｖを発生させている間、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々のオン／オフ状態に関係なく、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、電圧印加中の一又は複数の負荷へ、出力電圧１４Ｖを印加させる。
【００７８】
発電機２５が電圧１４Ｖを発生させていない間、制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、電圧印加中の一又は複数の負荷へ、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々のオン／オフ状態に応じた出力電圧を印加させる。
【００７９】
複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの全てが、負荷制御装置２２によってオフ状態であり、電圧が印加されていない場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は接続端子１０から電圧を出力しない。
【００８０】
ただし、図４に示していないが、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ全てがオフ状態である場合に、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃのいずれかがオン状態になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は接続端子１２から受け入れたバッテリ２４の出力電圧、即ち、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃいずれもが作動可能な電圧を接続端子１０から出力する。その後、図４に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０から出力する電圧が制御部１５によって制御される。
【００８１】
負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃのいずれかがオン状態である場合、オン状態にある負荷が作動するために必要な最低電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、オン状態にある負荷に印加する。
【００８２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、負荷２１ａのみがオン状態である場合には１０Ｖを負荷２１ａに、負荷２１ｂのみがオン状態である場合には１１Ｖを負荷２１ｂに、負荷２１ｃのみがオン状態である場合には１２Ｖを負荷２１ｃに印加する。
【００８３】
複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃにおいて、２つの負荷がオン状態である場合、制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、オン状態に２つの負荷夫々が作動するために必要な最低電圧の中の最も高い最低電圧をオン状態の２つの負荷に印加させる。
【００８４】
負荷２１ａ，２１ｂがオン状態である場合には、負荷２１ｂが作動するために必要な最低電圧１１Ｖが負荷２１ａ，２１ｂに印加される。
負荷２１ａ，２１ｃがオン状態である場合、又は、負荷２１ｂ，２１ｃがオン状態である場合、負荷２１ｃが作動するために必要な最低電圧１２Ｖが、負荷２１ａ，２１ｃ、又は、負荷２１ｂ，２１ｃに印加される。
【００８５】
負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ全てがオン状態である場合には、制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、３つの負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの負荷夫々が作動するために必要な最低電圧の最も高い最低電圧が負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃに印加される。ここで、３つの負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの負荷夫々が作動するために必要な最低電圧の最も高い最低電圧は、負荷２１ｃが作動するために必要な最低電圧１２Ｖである。
【００８６】
図５は、電圧印加装置１によるバッテリ２４からの消費電力の削減効果を示す図表である。ここで、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃが作動するために必要な最低電圧を１０Ｖ、１１Ｖ及び１２Ｖとし、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々が最低電圧で作動した場合に消費する電力は２０Ｗ、１１Ｗ及び４８Ｗとしている。
【００８７】
図５では、発電機２５が発電していない場合におけるバッテリ２４の電力からの消費削減効果を示している。発電機２５が発電している場合におけるバッテリ２４からの消費電力の削減効果は、従来技術の削減効果と同じである。
【００８８】
図５では、電圧印加中の負荷を、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々の欄に白丸を記しており、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ全てに出力電圧が印加されていないパターンを除く７つのパターン夫々をＮｏ．１〜７として示している。また、従来技術として、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中でオン状態にある一又は複数の負荷に一律にバッテリ２４から電圧１２Ｖを印加した場合に、オン状態にある一又は複数の負荷が消費する合計電力がパターンごとに示されている。
【００８９】
更に、本発明を適用した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４がオン状態にある一又は複数の負荷に印加する出力電圧と、オン状態にある一又は複数の負荷が消費する合計電力とをパターンごとに示している。従来技術及び本発明を適用した場合に消費する合計電力の差をパターンごとに示している。
【００９０】
図５に示すように、各パターンにおいて、本発明を適用した場合の合計電力は、従来技術を適用した場合の合計電力以下である。図５の合計電力の差に示すように、作動するために必要な最低電圧が最も高い１２Ｖである負荷２１ｃがオン状態でない場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は接続端子１０からバッテリ２４の出力電圧１２Ｖ未満の電圧を出力する。これにより、バッテリ２４からの消費電力が削減されていることがわかる。
【００９１】
実施の形態１にあっては、電圧印加装置１は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷に、一又は複数の負荷における複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧を出力するため、バッテリ２４からの電力が効率的に使用される。
【００９２】
このため、発電機２５がバッテリ２４を充電するために発生させる電力が減少し、発電機２５によって消費される燃料が削減され、燃費が向上する。
更に、バッテリ２４からの電力を効率的に使用することによって、バッテリ２４及び蓄電部２８の充放電量を低減することができるので、バッテリ２４及び蓄電部２８において、寿命が延長され、容量を低減することができる。
【００９３】
なお、電圧印加装置１は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃから負荷情報を受信する代わりに、例えば、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃをオン／オフする負荷制御装置２２に通信線で接続され、負荷制御装置２２から負荷情報を受信しても良い。この場合、負荷制御装置２２は、電圧印加中の負荷として、オンにしたスイッチに接続されている負荷を示す負荷情報を電圧印加装置１に送信する。
【００９４】
（実施の形態２）
図６及び図７は、本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態２における制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。実施の形態２の構成については、実施の形態１の構成（図１参照）と同様であるため、説明を省略する。
【００９５】
実施の形態２において、実施の形態１と異なる点は、制御部１５が実行する動作の手順である。実施の形態２における制御部１５は、発電機２５が電圧を発生させていない場合に、記憶部１６が複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々に対応付けて記憶している最低電圧の中で、最低電圧が高い負荷から順に電圧印加中であるか否かを判定する。
【００９６】
そして、制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、電圧印加中であると最初に判定した負荷の最低電圧を、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷へ印加させる。
【００９７】
実施の形態２におけるステップＳ２１、Ｓ２８〜Ｓ３５夫々は、実施の形態１におけるステップＳ１、Ｓ５〜Ｓ１２（図２及び図３参照）夫々と同じであるため説明を省略する。
ここで、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃにおいて、作動するために必要な最低電圧は、負荷２１ｃが最も高く、負荷２１ｃ，２１ｂ，２１ａの順に低くなるものとする。
【００９８】
制御部１５は、発電機２５が作動していないと判定した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、受信部１８が受信した負荷情報によって、記憶部１６が記憶している最低電圧の中で最も高い最低電圧に対応する負荷２１ｃが電圧印加中であるか否かを判定する（Ｓ２２）。
【００９９】
制御部１５は、負荷２１ｃが電圧印加中であると判定した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、即ち、負荷２１ｃを電圧印加中の負荷であると特定した場合、負荷２１ｃを含む電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を、負荷２１ｃに対応する最低電圧に決定する（Ｓ２３）。
【０１００】
負荷２１ｃが作動するために必要な最低電圧は、負荷２１ａ，２１ｂ夫々が作動するために必要な最低電圧よりも高い。このため、負荷２１ｃがＤＣ／ＤＣコンバータ１４によって出力電圧を印加されている場合、負荷２１ａ，２１ｂ夫々が電圧印加中であるか否かに関係なく、制御部１５は電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を決定することができる。
【０１０１】
制御部１５は、負荷２１ｃが電圧印加中でないと判定した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、作動するために必要な最低電圧が負荷２１ｃの次に高い負荷２１ｂが電圧印加中であるか否かを判定する（Ｓ２４）。
【０１０２】
制御部１５は、負荷２１ｂが電圧印加中であると判定した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、即ち、負荷２１ｂが電圧印加中の負荷であると特定した場合、負荷２１ｂを含む電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を、負荷２１ｂに対応する最低電圧に決定する（Ｓ２５）。
【０１０３】
負荷２１ｂが作動するために必要な最低電圧は、負荷２１ａが作動するために必要な最低電圧よりも高い。このため、負荷２１ｂがＤＣ／ＤＣコンバータ１４によって印加されている場合、負荷２１ａが電圧印加中であるか否かに関係なく、制御部１５は電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を決定することができる。
【０１０４】
制御部１５は、負荷２１ｂが電圧印加中でないと判定した場合（Ｓ２４：ＮＯ）、作動するために必要な最低電圧が負荷２１ｂの次に高い負荷２１ａが電圧印加中であるか否かを判定する（Ｓ２６）。
【０１０５】
制御部１５は、負荷２１ａが電圧印加中であると判定した場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、即ち、負荷２１ａが電圧印加中の負荷であると特定した場合、負荷２１ａに印加する出力電圧を、負荷２１ａに対応する最低電圧に決定する（Ｓ２７）。
【０１０６】
制御部１５は、負荷２１ａが電圧印加中でないと判定した場合（Ｓ２６：ＮＯ）、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の負荷は無いため、ステップＳ２１の動作を実行する。
制御部１５は、ステップＳ２３、Ｓ２５又はＳ２７を実行した後、ステップＳ２８の動作を実行する。
【０１０７】
なお、制御部１５は、ステップＳ２９（又はステップＳ３０）において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、接続端子１３（又は接続端子１２）から入力された蓄電部２８（又はバッテリ２４）の出力電圧を変換させて、接続端子１０から電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する一の出力電圧をステップＳ２３、Ｓ２５又はＳ２７で決定した出力電圧に制御する。
【０１０８】
（実施の形態３）
図８は、本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態３の要部構成を示すブロック図である。実施の形態３において、実施の形態１の構成部分（図１参照）と同様の構成部分については同様の符号を付して説明を省略する。
【０１０９】
実施の形態３において、実施の形態１と異なる点は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中から電圧印加中の一又は複数の負荷を特定する方法である。
【０１１０】
実施の形態３における電圧印加装置３は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０を介して電圧を印加する端子に各別に接続しており、各端子に印加される電圧を検出し、所定電圧を超える電圧を検出した一又は複数の負荷を、電圧印加中の一又は負荷として特定する。
【０１１１】
電圧印加装置３は、実施の形態１における電圧印加装置１と比較して、検出部１７及び受信部１８の代わりに検出部３１及び受信部３２を備えている。
【０１１２】
検出部３１は、検出部１７と同様に、制御部１５にバス１９によって接続されており、接続端子１２及び１３夫々の電圧を検出し、検出した結果を制御部１５に通知する。
【０１１３】
検出部３１は、更に、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０を介して電圧を印加する端子に各別に接続しており、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々に印加する電圧を検出する。検出部３１は検出した結果を制御部１５に通知する。
【０１１４】
受信部３２は、受信部１８と異なり、負荷情報を受信せずに車速情報を外部から受信し、受信した車速情報を制御部１５に通知する。
【０１１５】
実施の形態３における制御部１５は、実施の形態１又は２における制御部１５が実行した動作を実行する。
【０１１６】
実施の形態３における制御部１５は、図２に示すステップＳ２を実行する場合、検出部３１が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０を介して電圧を印加する複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々の端子において、所定電圧を超える電圧を検出したか否かによって、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の負荷を特定する。
【０１１７】
制御部１５は、検出部３１が所定電圧を超える電圧を検出した場合に負荷が電圧印加中であると判定し、検出部３１が所定電圧を超える電圧を検出しなかった場合に負荷が電圧印加中でないと判定する。
【０１１８】
制御部１５は、図６に示すステップＳ２２、Ｓ２４又はＳ２６を実行する場合も、同様に、検出部３１が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０を介して電圧を印加する複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々の端子において、所定電圧を超える電圧を検出したか否かによって、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々が電圧印加中であるか否かを判定する。
【０１１９】
以上の実施の形態１、２又は３において、作動するために必要な最低電圧は、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々について異なっていなくてもよい。例えば、負荷２１ａが作動するために必要な最低電圧が１１Ｖであり、負荷２１ｂ，２１ｃ夫々が作動するために必要な最低電圧が１２Ｖであってもよい。
【０１２０】
この場合、実施の形態２においては、制御部１５は、最初に、最低電圧が最も高い負荷２１ｂ，２１ｃのいずれかが電圧印加中であるかを判定する。制御部１５は、負荷２１ｂ，２１ｃのいずれかが電圧印加中である場合、電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を、負荷２１ｂ，２１ｃに対応する最低電圧に決定すればよい。制御部１５は、負荷２１ｂ，２１ｃのいずれも電圧印加中でない場合、負荷２１ａが電圧印加中であるか否かを判定する。
【０１２１】
また、実施の形態１、２又は３において、発電機２５が発生させる電圧、及び、バッテリ２４が出力する電圧夫々は１２Ｖ及び１４Ｖに限定されない。更に、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々が作動するために必要な電圧は１０Ｖ、１１Ｖ及び１２Ｖに限定されない。
【０１２２】
また、電圧印加装置１又は３は発電機２５に接続されず、バッテリ２４及び／又は蓄電部２８が電圧印加装置１又は３に電圧を印加してもよい。更に、電圧印加装置１又は３に電圧を入力する電源は、バッテリ２４、発電機２５又は蓄電部２８に限定されない。
【０１２３】
電圧印加装置１又は３が接続する負荷の数は、３つに限定されず、２又は４以上であってもよい。また、電圧印加装置１は蓄電部２８に接続されていなくてもよい。
【０１２４】
開示された実施の形態１、２及び３は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２５】
１ 電圧印加装置
１４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５ 制御部（特定手段、読出手段、制御手段、判定手段、停止手段）
１６ 記憶部（記憶手段）
１７ 検出部（検出手段）
１８ 受信部（受信手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好適に車両に搭載され、入力される電圧を変換して得た出力電圧を複数の負荷に印加する電圧印加装置、及び、該電圧印加装置による電圧印加方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両において、発電機はエンジンと連動して電圧を発生させて整流し、整流した電圧をバッテリに印加することによってバッテリを充電している。従って、エンジンの動作に使用する燃料は車両の走行、及び、バッテリの充電に使用されている。
【０００３】
近年、車両の燃費の向上、及び、燃料の消費によって車両から排出されて地球温暖化につながる二酸化炭素の削減が求められている。このため、バッテリの電力を効率的に使用してバッテリの充電に使用する燃料を削減する必要がある。
【０００４】
特許文献１には、バッテリの電力を効率的に使用することができる電源装置が開示されている。特許文献１に記載されている電源装置において、運転者が車両を減速する場合に、発電機は車両の運動エネルギーを電力に変換することによって車両を減速させ、変換した電力を車両に搭載された複数の負荷に供給する。これにより、熱として消費していた運動エネルギーが電力として使用され、バッテリの電力消費が効率的になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６３３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両には、ヘッドライト、スタータ、ワイパー及びラジオ等の多種多様な複数の負荷が搭載されている。車両に搭載された複数の負荷夫々が作動するために必要な最低電圧は互いに異なっている。
【０００７】
しかしながら、従来の車両では、複数の負荷全てが作動できる十分に高い電圧をバッテリ又は発電機から直接に複数の負荷に印加するため、負荷によって余剰電力が発生する。発生した余剰電力は熱として排出されるため、従来の車両にはバッテリの電力が無駄に消費される問題がある。この問題を解決するためには、複数の負荷に効率的に電圧を印加する必要がある。
【０００８】
複数の負荷に効率的に電圧を印加する電圧印加装置として、バッテリの出力電圧を複数の電圧に変換可能であり、複数の負荷夫々に接続する複数のＤＣ／ＤＣコンバータを備える電圧印加装置が考えられる。この電圧印加装置では、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ夫々が、接続する負荷に応じた電圧にバッテリの出力電圧を変換し、変換した出力電圧を、接続される負荷に印加する。これにより、複数の負荷には電圧が効率的に印加される。
【０００９】
しかしながら、このような電圧印加装置は、負荷の数と同数のＤＣ／ＤＣコンバータを備えなければならないので、部品コストが非常に高く、電圧印加装置が大型になる。このため、複数の負荷夫々にＤＣ／ＤＣコンバータを接続する電圧印加装置を製造することは非現実的である。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、効率的に複数の負荷に電圧を印加することができる部品コストが低い小型の電圧印加装置、及び、該電圧印加装置による電圧印加方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電圧印加装置は、入力される電圧を複数の電圧に変換可能であり、変換して得た一の出力電圧を複数の負荷に印加する電圧印加装置において、前記複数の負荷の中から、電圧印加中の一又は複数の負荷を特定する特定手段と、前記複数の負荷夫々が作動するために必要な複数の最低電圧を該複数の負荷夫々に対応付けて記憶している記憶手段と、前記特定手段が特定した一又は複数の負荷夫々に対応する一又は複数の最低電圧を前記記憶手段から読み出す読出手段と、前記出力電圧を、該読出手段が読み出した一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧に制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る電圧印加装置は、前記入力される電圧を発生させるべく設けられた発電機が作動しているか否かを判定する判定手段と、該判定手段が作動していると判定した場合に前記制御手段による制御を停止する停止手段とを更に備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る電圧印加装置は、電圧印加中の負荷を示す負荷情報を通信線を介して受信する受信手段を更に備え、前記特定手段は、該受信手段が受信した負荷情報に基づいて電圧印加中の一又は複数の負荷を特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る電圧印加装置は、前記複数の負荷夫々に印加される電圧を各別に検出する検出手段を更に備え、前記特定手段は、該検出手段が電圧を検出した一又は複数の負荷を電圧印加中の一又は複数の負荷として特定するように構成してあることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る電圧印加方法は、入力される電圧を複数の電圧に変換可能であり、変換して得た一の出力電圧を複数の負荷に印加する電圧印加装置による電圧印加方法において、前記複数の負荷の中から、電圧印加中の一又は複数の負荷を特定するステップと、前記出力電圧を、該ステップで特定した一又は複数の負荷夫々が作動するために必要な一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧に制御するステップとを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法にあっては、複数の負荷の中から、電圧印加中の一又は複数の負荷を特定し、複数の負荷に印加する出力電圧を、特定した一又は複数の負荷夫々が作動するために必要な一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧に制御する。
【００１７】
電圧印加中の一又は複数の負荷に、該一又は複数の負荷夫々が作動するために必要な一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧を一の出力電圧として印加するため、電圧を入力する電源、例えばバッテリの電力が効率的に使用される。これにより、電圧を入力する電源において、充放電量を低減できるため、寿命を延長し、容量を低減することができる。
また、入力される電圧を複数の負荷夫々に対応して変換する必要がなく、電圧を変換する装置は１つでよいため、部品コストが低く、車両に占める空間が小さい。
【００１８】
本発明に係る電圧印加装置にあっては、判定手段は、入力される電圧を発生させるべく設けられた発電機が作動しているか否かを判定する。停止手段は、判定手段が作動していると判定した場合、制御手段による制御を停止する。
【００１９】
発電機が作動して制御手段による制御が停止した場合、発電機が発生させた電圧が、変換されずに出力電圧として、複数の負荷に印加される。発電機が作動している場合、電圧を入力する発電機以外の電源、例えばバッテリが電力を消費することはない。
【００２０】
加えて、通常、車両では、発電機が発生させる電圧は、電圧を入力する他の電源よりも高い。このため、発電機が発生させる高い電圧が複数の負荷に印加される。
【００２１】
本発明に係る電圧印加装置にあっては、受信手段が通信線を介して、電圧印加中の負荷を示す負荷情報を受信し、特定手段は、受信手段が受信した負荷情報に基づいて電圧印加中の一又は複数の負荷を特定する。
【００２２】
本発明に係る電圧印加装置にあっては、検出手段は、複数の負荷夫々に印加される電圧を各別に検出し、特定手段は、電圧を検出した一又は複数の負荷を、電圧印加中の一又は複数の負荷として特定する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、効率的に複数の負荷に電圧を印加することができ、かつ、電圧を入力する電源において、充放電量を低減でき、寿命を延長し、容量を低減することができる部品コストが低い小型の電圧印加装置、及び、該電圧印加装置による電圧印加方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。
【図２】制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。
【図３】制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。
【図４】複数の負荷に印加される出力電圧を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】電圧印加装置によるバッテリからの消費電力の削減効果を示す図表である。
【図６】本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態における制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態における制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態１の要部構成を示すブロック図である。この電圧印加装置１は、車両に好適に搭載され、４つの接続端子１０，１１，１２，１３を備えている。
【００２６】
接続端子１０は、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々の一方の端子に接続されている。複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々の他方の端子は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃに接続されている。複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々は負荷制御装置２２によってオン／オフされる。
接続端子１１は、通信線２３を介して複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々に接続されている。
【００２７】
接続端子１２は、バッテリ２４の正極端子、並びに、発電機２５及びスタータ２６の一方の端子に接続されている。発電機２５及びスタータ２６の間にエンジン２７が接続されている。バッテリ２４の負極端子、並びに発電機２５及びスタータ２６の他方の端子は接地されている。
接続端子１３は予備の蓄電部２８の一方の端子が接続されている。蓄電部２８の他方の端子は接地されている。また、電圧印加装置１及び複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々は接地されている。
【００２８】
電圧印加装置１は、接続端子１２にてバッテリ２４又は発電機２５の出力電圧を、接続端子１３にて蓄電部２８の出力電圧を受け入れる。電圧印加装置１は、受け入れた出力電圧を複数の電圧に変換することが可能であり、変換して得た一の出力電圧を、接続端子１０を介して複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する。
【００２９】
電圧印加装置１は、接続端子１１にて複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の負荷を示す負荷情報を受信する。また、電圧印加装置１は接続端子１２及び１３の各電圧を検出する。電圧印加装置１は、受信した負荷情報、並びに、検出した接続端子１２及び１３の電圧に基づいて、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を制御する。また、電圧印加装置１は、検出した接続端子１２及び１３の各電圧に基づいて、発電機２５が発生させた電圧を蓄電部２８に印加する。
【００３０】
電圧印加装置１は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ全てが電圧印加中でない場合、接続端子１２から受け入れたバッテリ２４又は発電機２５の出力電圧を、そのまま接続端子１０から出力する。バッテリ２４又は発電機２５の出力電圧は複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃのいずれもが作動可能な電圧である。このため、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ全てがオフである状態から一又は複数のスイッチがオンになった場合、オンになった一又は複数のスイッチ夫々に接続されている一又は複数の負荷は確実に作動する。
【００３１】
複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々は、半導体スイッチ又はリレー接点等であり、負荷制御装置２２によってオン／オフを制御される。
複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々は、車両に搭載されるヘッドライト、ワイパー又はラジオ等の負荷である。負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々が作動するために必要な最低電圧は互いに異なり、例えば１０Ｖ、１１Ｖ及び１２Ｖである。複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々は、電圧印加装置１から電圧を印加されている場合、自身を示す負荷情報を電圧印加装置１に送信する。
【００３２】
負荷制御装置２２は、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々のオン／オフを指示するオンオフ情報を受け付け、受け付けたオンオフ情報の指示に従って、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々をオン／オフする。複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ夫々がオンになった場合、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、電圧印加装置１から出力電圧を印加されて作動する。
【００３３】
通信線２３は、例えば、ツイストペア線であり、負荷情報を複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々から電圧印加装置１に伝送する。また、通信線２３は車両の速度を示す車速情報を電圧印加装置１に伝送する。
【００３４】
バッテリ２４は、発電機２５が作動している場合、発電機２５が発生させる電圧によって充電され、発電機２５が作動していない場合、接続端子１２に電圧を印加する。
【００３５】
発電機２５は、エンジン２７が作動している場合に、エンジン２７に連動して電圧を発生させ、発生させた電圧を接続端子１２、及び、バッテリ２４の正極端子夫々に印加する。また、発電機２５は、運転者が車両を減速させる場合、車両の運動エネルギーを電力に変換することによって車両を減速させ、変換した電力に係る電圧を接続端子１２に印加する。
【００３６】
スタータ２６は、エンジン２７を始動するためのモータであり、エンジン２７が始動した後に停止する。
エンジン２７は、スタータ２６によって始動し、発電機２５を駆動する。
【００３７】
蓄電部２８は、例えば、複数の電気二重層キャパシタを直列に接続することによって構成される。蓄電部２８は、車両が減速している場合に発電機２５が発生させる電圧を、電圧印加装置１を介して受け入れて電力を蓄える。蓄電部２８は、車両が減速していない場合、蓄えている電力に係る電圧を、電圧印加装置１を介して負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々に印加する。
【００３８】
電圧印加装置１は、４つの接続端子１０，１１，１２，１３の他に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、制御部１５、記憶部１６、検出部１７及び受信部１８を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、３つの接続端子１０，１２，１３夫々に接続されている。制御部１５は、記憶部１６、検出部１７及び受信部１８夫々にバス１９を介して接続されている。受信部１８は接続端子１１に接続されている。
【００３９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は制御部１５の指示に従って動作する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、接続端子１２を介してバッテリ２４若しくは発電機２５から受け入れた電圧、又は、接続端子１３を介して蓄電部２８から受け入れた電圧を複数の電圧に変換することが可能である。
【００４０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、変換して得た一の出力電圧を、接続端子１０を介して複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が印加する出力電圧は制御部１５によって制御される。更に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、接続端子１２を介して発電機２５が発生させた電圧を受け入れ、受け入れた電圧を蓄電部２８に印加し、蓄電部２８を充電する。
【００４１】
制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が変換して得た出力電圧の出力先を制御する。ここで、出力先は接続端子１０又は１３である。また、制御部１５は、検出部１７から通知される検出結果に応じて、電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧の制御を停止する。更に、制御部１５は検出部１７の動作を制御している。制御部１５が実行する動作については後述する。
【００４２】
記憶部１６は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々が作動するために必要な最低電圧を、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々に対応付けて記憶している。制御部１５は、記憶部１６から複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々の最低電圧を読み出す。
【００４３】
検出部１７は、接続端子１２，１３夫々に接続されており、制御部１５の指示に従って、接続端子１２及び１３夫々の電圧を検出し、検出した結果を制御部１５に通知する。
【００４４】
制御部１５は、接続端子１２の電圧に基づいて発電機２５が発電しているか否かを判定する。
【００４５】
通常、発電機２５が発生させる電圧は、バッテリ２４が出力する電圧よりも高い。このため、発電機２５が作動しているか否かを判定する閾値として、バッテリ２４が出力する電圧よりも高く、発電機２５が発生させる電圧よりも低い電圧を設定する。バッテリ２４が出力する電圧、及び、発電機２５が発生させる電圧夫々が１２Ｖ及び１４Ｖである場合、閾値は例えば１３．５Ｖに設定される。
制御部１５は、接続端子１２の電圧が閾値よりも高いか否かによって、発電機２５が作動しているか否かを判定する。
【００４６】
また、制御部１５は、接続端子１３の電圧に基づいて、蓄電部２８が電力を蓄えているか否か、及び、満充電であるか否かを判定する。制御部１５は、接続端子１３において所定電圧を超える電圧を検出した場合に蓄電部２８が電力を蓄えていると判定し、接続端子１３の電圧が満充電を示す満充電電圧である場合に蓄電部２８が満充電であると判定する。
【００４７】
受信部１８は、通信線２３を介して接続端子１１から、車両の走行速度を示す車速情報及び負荷情報を受信し、受信した車速情報及び負荷情報を制御部１５に出力する。負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々は、電圧印加装置１から出力電圧を印加されている場合、所定時間間隔で自身を示す負荷情報を受信部１８に送信する。車速情報も所定時間間隔で受信部１８に送信される。
【００４８】
なお、電圧印加装置１は、電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１４が１つであるため、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々に複数のＤＣ／ＤＣコンバータを接続する電圧印加装置と比較して、部品コストが低く、小型であり、車両に占める空間は小さい。
【００４９】
次に、制御部１５が実行する動作の手順を説明する。図２及び図３は制御部１５が実行する動作の手順を示すフローチャートである。
初めに、制御部１５は、検出部１７に接続端子１２の電圧を検出させ、検出部１７が検出した接続端子１２の電圧が閾値を超えるか否かによって、発電機２５が作動しているか否かを判定する（Ｓ１）。
【００５０】
制御部１５は、接続端子１２の電圧が閾値を超えておらず、発電機２５が作動していないと判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）、受信部１８が受信した負荷情報によって、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の負荷を特定する（Ｓ２）。
【００５１】
制御部１５は、ステップＳ２で特定した結果に基づいて、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の負荷が有るか否かを判定する（Ｓ３）。
【００５２】
制御部１５は、電圧印加中の負荷が無いと判定した場合（Ｓ３：ＮＯ）、ステップ１の動作を繰り返す。制御部１５は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の負荷が無い場合、接続端子１２から受け入れたバッテリ２４の出力電圧を、そのまま接続端子１０から出力する。
【００５３】
バッテリ２４の出力電圧は複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃのいずれもが作動可能な電圧である。これにより、負荷制御装置２２が複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの中の一又は複数のスイッチをオンにした場合に、オンになったスイッチに接続している負荷が確実に作動する。
【００５４】
制御部１５は、電圧印加中の負荷が有ると判定した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、電圧印加中の一又は複数の負荷夫々に対応する最低電圧を記憶部１６から読み出し、電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を、読み出した最低電圧の中から最も高い電圧に決定する（Ｓ４）。
【００５５】
次に、制御部１５は、検出部１７に接続端子１３の電圧を検出させ、検出部１７が接続端子１３で検出した電圧が所定電圧を超えているか否かによって、蓄電部２８に電力が蓄えられているか否かを判定する（Ｓ５）。制御部１５は、電圧が所定電圧を超えている場合に電力が蓄えられていると判定し、電圧が所定電圧を超えていない場合に電力が蓄えられていないと判定する。
【００５６】
制御部１５は、蓄電部２８に電力が蓄えられていると判定した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、接続端子１３から入力された蓄電部２８の出力電圧を変換させて、接続端子１０から電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する一の出力電圧をステップＳ４で決定した出力電圧に制御する（Ｓ６）。
【００５７】
制御部１５は、蓄電部２８に電力が蓄えられていないと判定した場合（Ｓ５：ＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、接続端子１２から入力されたバッテリ２４の出力電圧を変換させて、接続端子１０から電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する一の出力電圧をステップＳ４で決定した出力電圧に制御する（Ｓ７）。
【００５８】
制御部１５は、蓄電部２８が電力を蓄えている場合に、蓄電部２８の電力を優先して使用するため、バッテリ２４が消費する電力を削減することができる。
【００５９】
制御部１５は、接続端子１２の電圧が閾値を超えており、発電機２５が作動していると判定した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０から電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧の制御を停止する（Ｓ８）（図３参照）。この場合、制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、接続端子１２から受け入れた発電機２５の出力電圧を、変換せずに、接続端子１０から電圧印加中の一又は複数の負荷に出力させる。
【００６０】
これにより、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷夫々に、作動するために必要な最低電圧以上の出力電圧を印加することができる。
【００６１】
車両に搭載される負荷には、印加される出力電圧によって機能が向上する負荷がある。例えば、ヘッドライトは、最低電圧よりも高い電圧を印加された場合、車両の前方をより明るく照らすことができ、機能が向上する。
【００６２】
従って、発電機２５が電圧を発生させて、バッテリ２４の電力が消費されない場合、発電機２５の高い電圧を電圧印加中の一又は複数の負荷に印加することによって負荷の機能を向上させることができる。
【００６３】
なお、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々は、作動するために必要な最低電圧以上の電圧、即ち、バッテリ２４又は発電機２５の出力電圧が印加された場合であっても正常に動作するように構成されている。
【００６４】
次に、制御部１５は、受信部１８が受信した車速情報に基づいて、車両が減速しているか否かを判定する（Ｓ９）。
制御部１５は、車両が減速していると判定した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、検出部１７に接続端子１３の電圧を検出させ、検出部１７が接続端子１３で検出した電圧が満充電電圧であるか否かによって、蓄電部２８が満充電であるか否かを判定する（Ｓ１０）。
【００６５】
制御部１５は、接続端子１３で検出した電圧が満充電電圧である場合に蓄電部２８が満充電であると判定し、接続端子１３で検出した電圧が満充電電圧ではない場合に蓄電部２８が満充電でないと判定する。
【００６６】
制御部１５は、蓄電部２８が満充電ではないと判定した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、接続端子１２を介して入力された発電機２５の出力電圧を接続端子１０，１３夫々から出力させる（Ｓ１１）。
【００６７】
これにより、発電機２５の出力電圧が、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの中で、負荷制御装置２２がオンにしている一又は複数のスイッチ夫々に接続された一又は複数の負荷に印加される。
【００６８】
更に、蓄電部２８にも発電機２５の出力電圧が印加される。このため、車両の減速時に発電機２５が運動エネルギーから変換した電力が、バッテリ２４に供給されると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介して蓄電部２８にも蓄えられる。
【００６９】
制御部１５は、車両が減速していないと判定した場合（Ｓ９：ＮＯ）、又は、蓄電部２８が満充電であると判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、接続端子１２から入力された発電機２５の出力電圧を接続端子１０から出力させる（Ｓ１２）。
【００７０】
発電機２５の出力電圧を接続端子１０から出力させることによって、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの中で、負荷制御装置２２がオンしている一又は複数のスイッチ夫々に接続された一又は複数の負荷に発電機２５の出力電圧が印加される。
【００７１】
制御部１５は、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ１１及びＳ１２のいずれかを実行した後、動作を終了する。制御部１５は、図２及び図３に示す動作の手順を所定時間間隔で繰り返し実行する。
【００７２】
なお、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々は、接続端子１０から出力される最も低い電圧が印加された場合であっても、負荷情報を受信部１８に送信可能に構成されている。
【００７３】
これにより、作動するために必要な最低電圧が、接続端子１０から出力されている電圧よりも高い負荷に電圧が新たに印加された場合であっても、接続端子１０からの出力電圧は、新たに電圧が印加された負荷の最低電圧に制御される。
【００７４】
次に、接続端子１０から複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃに印加される出力電圧を説明する。図４は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃに印加される出力電圧を説明するためのタイミングチャートである。
【００７５】
ここでは、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々が作動するために必要な最低電圧を１０Ｖ、１１Ｖ及び１２Ｖとし、バッテリ２４が出力する電圧、及び、発電機２５が発生させる電圧夫々を１２Ｖ及び１４Ｖとしている。
【００７６】
図４には、発電機２５が発生させる電圧の時間波形、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々のオンオフ状態を示す時間波形、並びに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０から出力する電圧の時間波形が示されている。負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々において、電圧が印加されている状態をオン状態とし、電圧が印加されていない状態をオフ状態とする。
【００７７】
制御部１５は、発電機２５が電圧１４Ｖを発生させている間、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々のオン／オフ状態に関係なく、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、電圧印加中の一又は複数の負荷へ、出力電圧１４Ｖを印加させる。
【００７８】
発電機２５が電圧１４Ｖを発生させていない間、制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、電圧印加中の一又は複数の負荷へ、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々のオン／オフ状態に応じた出力電圧を印加させる。
【００７９】
複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの全てが、負荷制御装置２２によってオフ状態であり、電圧が印加されていない場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は接続端子１０から電圧を出力しない。
【００８０】
ただし、図４に示していないが、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ全てがオフ状態である場合に、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃのいずれかがオン状態になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は接続端子１２から受け入れたバッテリ２４の出力電圧、即ち、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃいずれもが作動可能な電圧を接続端子１０から出力する。その後、図４に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０から出力する電圧が制御部１５によって制御される。
【００８１】
負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃのいずれかがオン状態である場合、オン状態にある負荷が作動するために必要な最低電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、オン状態にある負荷に印加する。
【００８２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、負荷２１ａのみがオン状態である場合には１０Ｖを負荷２１ａに、負荷２１ｂのみがオン状態である場合には１１Ｖを負荷２１ｂに、負荷２１ｃのみがオン状態である場合には１２Ｖを負荷２１ｃに印加する。
【００８３】
複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃにおいて、２つの負荷がオン状態である場合、制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、オン状態に２つの負荷夫々が作動するために必要な最低電圧の中の最も高い最低電圧をオン状態の２つの負荷に印加させる。
【００８４】
負荷２１ａ，２１ｂがオン状態である場合には、負荷２１ｂが作動するために必要な最低電圧１１Ｖが負荷２１ａ，２１ｂに印加される。
負荷２１ａ，２１ｃがオン状態である場合、又は、負荷２１ｂ，２１ｃがオン状態である場合、負荷２１ｃが作動するために必要な最低電圧１２Ｖが、負荷２１ａ，２１ｃ、又は、負荷２１ｂ，２１ｃに印加される。
【００８５】
負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ全てがオン状態である場合には、制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、３つの負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの負荷夫々が作動するために必要な最低電圧の最も高い最低電圧が負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃに印加される。ここで、３つの負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの負荷夫々が作動するために必要な最低電圧の最も高い最低電圧は、負荷２１ｃが作動するために必要な最低電圧１２Ｖである。
【００８６】
図５は、電圧印加装置１によるバッテリ２４からの消費電力の削減効果を示す図表である。ここで、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃが作動するために必要な最低電圧を１０Ｖ、１１Ｖ及び１２Ｖとし、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々が最低電圧で作動した場合に消費する電力は２０Ｗ、１１Ｗ及び４８Ｗとしている。
【００８７】
図５では、発電機２５が発電していない場合におけるバッテリ２４の電力からの消費削減効果を示している。発電機２５が発電している場合におけるバッテリ２４からの消費電力の削減効果は、従来技術の削減効果と同じである。
【００８８】
図５では、電圧印加中の負荷を、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々の欄に白丸を記しており、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ全てに出力電圧が印加されていないパターンを除く７つのパターン夫々をＮｏ．１〜７として示している。また、従来技術として、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中でオン状態にある一又は複数の負荷に一律にバッテリ２４から電圧１２Ｖを印加した場合に、オン状態にある一又は複数の負荷が消費する合計電力がパターンごとに示されている。
【００８９】
更に、本発明を適用した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４がオン状態にある一又は複数の負荷に印加する出力電圧と、オン状態にある一又は複数の負荷が消費する合計電力とをパターンごとに示している。従来技術及び本発明を適用した場合に消費する合計電力の差をパターンごとに示している。
【００９０】
図５に示すように、各パターンにおいて、本発明を適用した場合の合計電力は、従来技術を適用した場合の合計電力以下である。図５の合計電力の差に示すように、作動するために必要な最低電圧が最も高い１２Ｖである負荷２１ｃがオン状態でない場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は接続端子１０からバッテリ２４の出力電圧１２Ｖ未満の電圧を出力する。これにより、バッテリ２４からの消費電力が削減されていることがわかる。
【００９１】
実施の形態１にあっては、電圧印加装置１は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷に、一又は複数の負荷における複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧を出力するため、バッテリ２４からの電力が効率的に使用される。
【００９２】
このため、発電機２５がバッテリ２４を充電するために発生させる電力が減少し、発電機２５によって消費される燃料が削減され、燃費が向上する。
更に、バッテリ２４からの電力を効率的に使用することによって、バッテリ２４及び蓄電部２８の充放電量を低減することができるので、バッテリ２４及び蓄電部２８において、寿命が延長され、容量を低減することができる。
【００９３】
なお、電圧印加装置１は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃから負荷情報を受信する代わりに、例えば、複数のスイッチ２０ａ，２０ｂ，２０ｃをオン／オフする負荷制御装置２２に通信線で接続され、負荷制御装置２２から負荷情報を受信しても良い。この場合、負荷制御装置２２は、電圧印加中の負荷として、オンにしたスイッチに接続されている負荷を示す負荷情報を電圧印加装置１に送信する。
【００９４】
（実施の形態２）
図６及び図７は、本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態２における制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。実施の形態２の構成については、実施の形態１の構成（図１参照）と同様であるため、説明を省略する。
【００９５】
実施の形態２において、実施の形態１と異なる点は、制御部１５が実行する動作の手順である。実施の形態２における制御部１５は、発電機２５が電圧を発生させていない場合に、記憶部１６が複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々に対応付けて記憶している最低電圧の中で、最低電圧が高い負荷から順に電圧印加中であるか否かを判定する。
【００９６】
そして、制御部１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、電圧印加中であると最初に判定した負荷の最低電圧を、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の一又は複数の負荷へ印加させる。
【００９７】
実施の形態２におけるステップＳ２１、Ｓ２８〜Ｓ３５夫々は、実施の形態１におけるステップＳ１、Ｓ５〜Ｓ１２（図２及び図３参照）夫々と同じであるため説明を省略する。
ここで、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃにおいて、作動するために必要な最低電圧は、負荷２１ｃが最も高く、負荷２１ｃ，２１ｂ，２１ａの順に低くなるものとする。
【００９８】
制御部１５は、発電機２５が作動していないと判定した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、受信部１８が受信した負荷情報によって、記憶部１６が記憶している最低電圧の中で最も高い最低電圧に対応する負荷２１ｃが電圧印加中であるか否かを判定する（Ｓ２２）。
【００９９】
制御部１５は、負荷２１ｃが電圧印加中であると判定した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、即ち、負荷２１ｃを電圧印加中の負荷であると特定した場合、負荷２１ｃを含む電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を、負荷２１ｃに対応する最低電圧に決定する（Ｓ２３）。
【０１００】
負荷２１ｃが作動するために必要な最低電圧は、負荷２１ａ，２１ｂ夫々が作動するために必要な最低電圧よりも高い。このため、負荷２１ｃがＤＣ／ＤＣコンバータ１４によって出力電圧を印加されている場合、負荷２１ａ，２１ｂ夫々が電圧印加中であるか否かに関係なく、制御部１５は電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を決定することができる。
【０１０１】
制御部１５は、負荷２１ｃが電圧印加中でないと判定した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、作動するために必要な最低電圧が負荷２１ｃの次に高い負荷２１ｂが電圧印加中であるか否かを判定する（Ｓ２４）。
【０１０２】
制御部１５は、負荷２１ｂが電圧印加中であると判定した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、即ち、負荷２１ｂが電圧印加中の負荷であると特定した場合、負荷２１ｂを含む電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を、負荷２１ｂに対応する最低電圧に決定する（Ｓ２５）。
【０１０３】
負荷２１ｂが作動するために必要な最低電圧は、負荷２１ａが作動するために必要な最低電圧よりも高い。このため、負荷２１ｂがＤＣ／ＤＣコンバータ１４によって印加されている場合、負荷２１ａが電圧印加中であるか否かに関係なく、制御部１５は電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を決定することができる。
【０１０４】
制御部１５は、負荷２１ｂが電圧印加中でないと判定した場合（Ｓ２４：ＮＯ）、作動するために必要な最低電圧が負荷２１ｂの次に高い負荷２１ａが電圧印加中であるか否かを判定する（Ｓ２６）。
【０１０５】
制御部１５は、負荷２１ａが電圧印加中であると判定した場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、即ち、負荷２１ａが電圧印加中の負荷であると特定した場合、負荷２１ａに印加する出力電圧を、負荷２１ａに対応する最低電圧に決定する（Ｓ２７）。
【０１０６】
制御部１５は、負荷２１ａが電圧印加中でないと判定した場合（Ｓ２６：ＮＯ）、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の負荷は無いため、ステップＳ２１の動作を実行する。
制御部１５は、ステップＳ２３、Ｓ２５又はＳ２７を実行した後、ステップＳ２８の動作を実行する。
【０１０７】
なお、制御部１５は、ステップＳ２９（又はステップＳ３０）において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、接続端子１３（又は接続端子１２）から入力された蓄電部２８（又はバッテリ２４）の出力電圧を変換させて、接続端子１０から電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する一の出力電圧をステップＳ２３、Ｓ２５又はＳ２７で決定した出力電圧に制御する。
【０１０８】
（実施の形態３）
図８は、本発明に係る電圧印加装置及び電圧印加方法の実施の形態３の要部構成を示すブロック図である。実施の形態３において、実施の形態１の構成部分（図１参照）と同様の構成部分については同様の符号を付して説明を省略する。
【０１０９】
実施の形態３において、実施の形態１と異なる点は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中から電圧印加中の一又は複数の負荷を特定する方法である。
【０１１０】
実施の形態３における電圧印加装置３は、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０を介して電圧を印加する端子に各別に接続しており、各端子に印加される電圧を検出し、所定電圧を超える電圧を検出した一又は複数の負荷を、電圧印加中の一又は負荷として特定する。
【０１１１】
電圧印加装置３は、実施の形態１における電圧印加装置１と比較して、検出部１７及び受信部１８の代わりに検出部３１及び受信部３２を備えている。
【０１１２】
検出部３１は、検出部１７と同様に、制御部１５にバス１９によって接続されており、接続端子１２及び１３夫々の電圧を検出し、検出した結果を制御部１５に通知する。
【０１１３】
検出部３１は、更に、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０を介して電圧を印加する端子に各別に接続しており、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々に印加する電圧を検出する。検出部３１は検出した結果を制御部１５に通知する。
【０１１４】
受信部３２は、受信部１８と異なり、負荷情報を受信せずに車速情報を外部から受信し、受信した車速情報を制御部１５に通知する。
【０１１５】
実施の形態３における制御部１５は、実施の形態１又は２における制御部１５が実行した動作を実行する。
【０１１６】
実施の形態３における制御部１５は、図２に示すステップＳ２を実行する場合、検出部３１が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０を介して電圧を印加する複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々の端子において、所定電圧を超える電圧を検出したか否かによって、複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃの中で電圧印加中の負荷を特定する。
【０１１７】
制御部１５は、検出部３１が所定電圧を超える電圧を検出した場合に負荷が電圧印加中であると判定し、検出部３１が所定電圧を超える電圧を検出しなかった場合に負荷が電圧印加中でないと判定する。
【０１１８】
制御部１５は、図６に示すステップＳ２２、Ｓ２４又はＳ２６を実行する場合も、同様に、検出部３１が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続端子１０を介して電圧を印加する複数の負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々の端子において、所定電圧を超える電圧を検出したか否かによって、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々が電圧印加中であるか否かを判定する。
【０１１９】
以上の実施の形態１、２又は３において、作動するために必要な最低電圧は、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々について異なっていなくてもよい。例えば、負荷２１ａが作動するために必要な最低電圧が１１Ｖであり、負荷２１ｂ，２１ｃ夫々が作動するために必要な最低電圧が１２Ｖであってもよい。
【０１２０】
この場合、実施の形態２においては、制御部１５は、最初に、最低電圧が最も高い負荷２１ｂ，２１ｃのいずれかが電圧印加中であるかを判定する。制御部１５は、負荷２１ｂ，２１ｃのいずれかが電圧印加中である場合、電圧印加中の一又は複数の負荷に印加する出力電圧を、負荷２１ｂ，２１ｃに対応する最低電圧に決定すればよい。制御部１５は、負荷２１ｂ，２１ｃのいずれも電圧印加中でない場合、負荷２１ａが電圧印加中であるか否かを判定する。
【０１２１】
また、実施の形態１、２又は３において、発電機２５が発生させる電圧、及び、バッテリ２４が出力する電圧夫々は１２Ｖ及び１４Ｖに限定されない。更に、負荷２１ａ，２１ｂ，２１ｃ夫々が作動するために必要な電圧は１０Ｖ、１１Ｖ及び１２Ｖに限定されない。
【０１２２】
また、電圧印加装置１又は３は発電機２５に接続されず、バッテリ２４及び／又は蓄電部２８が電圧印加装置１又は３に電圧を印加してもよい。更に、電圧印加装置１又は３に電圧を入力する電源は、バッテリ２４、発電機２５又は蓄電部２８に限定されない。
【０１２３】
電圧印加装置１又は３が接続する負荷の数は、３つに限定されず、２又は４以上であってもよい。また、電圧印加装置１は蓄電部２８に接続されていなくてもよい。
【０１２４】
開示された実施の形態１、２及び３は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２５】
１ 電圧印加装置
１４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５ 制御部（特定手段、読出手段、制御手段、判定手段、停止手段）
１６ 記憶部（記憶手段）
１７ 検出部（検出手段）
１８ 受信部（受信手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される電圧を複数の電圧に変換可能であり、変換して得た一の出力電圧を複数の負荷に印加する電圧印加装置において、
前記複数の負荷の中から、電圧印加中の一又は複数の負荷を特定する特定手段と、
前記複数の負荷夫々が作動するために必要な複数の最低電圧を該複数の負荷夫々に対応付けて記憶している記憶手段と、
前記特定手段が特定した一又は複数の負荷夫々に対応する一又は複数の最低電圧を前記記憶手段から読み出す読出手段と、
前記出力電圧を、該読出手段が読み出した一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧に制御する制御手段と
を備えることを特徴とする電圧印加装置。
【請求項２】
前記入力される電圧を発生させるべく設けられた発電機が作動しているか否かを判定する判定手段と、
該判定手段が作動していると判定した場合に前記制御手段による制御を停止する停止手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電圧印加装置。
【請求項３】
電圧印加中の負荷を示す負荷情報を通信線を介して受信する受信手段
を更に備え、
前記特定手段は、
該受信手段が受信した負荷情報に基づいて電圧印加中の一又は複数の負荷を特定するように構成してあること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電圧印加装置。
【請求項４】
前記複数の負荷夫々に印加される電圧を各別に検出する検出手段を更に備え、
前記特定手段は、
該検出手段が電圧を検出した一又は複数の負荷を電圧印加中の一又は複数の負荷として特定するように構成してあること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電圧印加装置。
【請求項５】
入力される電圧を複数の電圧に変換可能であり、変換して得た一の出力電圧を複数の負荷に印加する電圧印加装置による電圧印加方法において、
前記複数の負荷の中から、電圧印加中の一又は複数の負荷を特定するステップと、
前記出力電圧を、該ステップで特定した一又は複数の負荷夫々が作動するために必要な一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧に制御するステップと
を備えることを特徴とする電圧印加方法。
【請求項１】
入力される電圧を複数の電圧に変換可能であり、変換して得た一の出力電圧を複数の負荷に印加する電圧印加装置において、
前記複数の負荷の中から、電圧印加中の一又は複数の負荷を特定する特定手段と、
前記複数の負荷夫々が作動するために必要な複数の最低電圧を該複数の負荷夫々に対応付けて記憶している記憶手段と、
前記特定手段が特定した一又は複数の負荷夫々に対応する一又は複数の最低電圧を前記記憶手段から読み出す読出手段と、
前記出力電圧を、該読出手段が読み出した一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧に制御する制御手段と
を備えることを特徴とする電圧印加装置。
【請求項２】
前記入力される電圧を発生させるべく設けられた発電機が作動しているか否かを判定する判定手段と、
該判定手段が作動していると判定した場合に前記制御手段による制御を停止する停止手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電圧印加装置。
【請求項３】
電圧印加中の負荷を示す負荷情報を通信線を介して受信する受信手段
を更に備え、
前記特定手段は、
該受信手段が受信した負荷情報に基づいて電圧印加中の一又は複数の負荷を特定するように構成してあること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電圧印加装置。
【請求項４】
前記複数の負荷夫々に印加される電圧を各別に検出する検出手段を更に備え、
前記特定手段は、
該検出手段が電圧を検出した一又は複数の負荷を電圧印加中の一又は複数の負荷として特定するように構成してあること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電圧印加装置。
【請求項５】
入力される電圧を複数の電圧に変換可能であり、変換して得た一の出力電圧を複数の負荷に印加する電圧印加装置による電圧印加方法において、
前記複数の負荷の中から、電圧印加中の一又は複数の負荷を特定するステップと、
前記出力電圧を、該ステップで特定した一又は複数の負荷夫々が作動するために必要な一又は複数の最低電圧の中の最も高い最低電圧に制御するステップと
を備えることを特徴とする電圧印加方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２７０５２（Ｐ２０１３−２７０５２Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５６０３４（Ｐ２０１１−１５６０３４）
【出願日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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