JP2014098354A - 充放電制御回路、車両用電源装置及び故障判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電源回路の故障の有無をより正確に判定する。
【解決手段】充放電制御回路は、キャパシタとスタータが接続される第１端子と、充放電可能なバッテリと発電部が接続される第２端子とを有し、キャパシタ及びバッテリの充放電を制御する。充放電制御回路は、電源回路と、充電モードになった時に電源回路を充電状態に切り替えて、第１端子に流れるキャパシタ電流が目標電流になるように又はキャパシタ電圧が目標電圧になるように電源回路を制御する制御部と、を備える。制御部は、充電モードになった後、キャパシタ電流が目標電流未満である条件（Ａ）と、キャパシタ電圧が目標電圧未満である条件（Ｂ）とが、規定時間の間満たされた場合に、充電状態の故障が生じていると判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャパシタ及びバッテリの充放電を制御する充放電制御回路、車両用電源装置及び故障判定方法に関する。

自動車等の車両において、交差点等で走行を停止した時にエンジンのアイドル運転を停止させるアイドルストップ機能を搭載したものがある。

このようなアイドルストップ機能を実現するシステムの一例として、エネルギー回収形のアイドルストップシステムがある。このシステムは、電気二重層キャパシタなどのキャパシタと、バッテリと、キャパシタ及びバッテリの充放電を制御する充放電制御回路とを備えた車両用電源装置を備える。

このシステムでは、充放電制御回路は、車両の走行中やブレーキが踏まれた時などに発電機で発生する電力などを用いてキャパシタを充電する。そして、アイドルストップ中に、運転者がアクセルを踏んだ場合などの所定の再始動条件が成立した場合、バッテリの電力ではなくキャパシタの電力を用いてスタータを動作させ、これによりエンジンを再始動させる。このようなシステムでは、エンジンの再始動時にバッテリの電圧が低下することがないため、バッテリと電装品負荷との間に昇圧回路を設ける必要がない。

このアイドルストップシステムに類似した装置として、特許文献１に記載のものも知られている。

特開２０１１−１９０７３５号公報

しかしながら、上記従来のアイドルストップシステムにおいて、充放電制御回路内の電源回路が故障した場合には、キャパシタを充電できない。従って、この場合にアイドルストップを行ってしまうと、その後再始動条件が成立してもキャパシタからスタータに電力を供給できないため、エンジンを再始動できない。そのため、電源回路が故障している場合には、例えば、アイドルストップが行われないように制御する必要がある。

そこで、本発明は、電源回路の故障の有無をより正確に判定できる充放電制御回路、車両用電源装置および故障判定方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る充放電制御回路は、
キャパシタとスタータが接続される第１端子と、充放電可能なバッテリと発電部が接続される第２端子とを有し、前記キャパシタ及び前記バッテリの充放電を制御する充放電制御回路であって、
前記スタータは、前記第１端子から供給された電力を用いてエンジンを始動し、
前記発電部は、前記エンジンの回転により発電して、発電された電力に応じた直流電力を前記第２端子に出力し、
前記第１端子のキャパシタ電圧を昇圧又は降圧して前記第２端子に出力する放電状態と、前記第２端子のバッテリ電圧を昇圧又は降圧して前記第１端子に出力する充電状態と、を切り替え可能な電源回路と、
充電モードになった時、前記電源回路を前記充電状態に切り替えて、前記第１端子に流れるキャパシタ電流が目標電流になるように又は前記キャパシタ電圧が目標電圧になるように前記電源回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記充電モードになった後、前記キャパシタ電流が前記目標電流未満である条件（Ａ）と、前記キャパシタ電圧が前記目標電圧未満である条件（Ｂ）とが、規定時間の間満たされた場合に、前記充電状態の故障が生じていると判定する
ことを特徴とする。

また、前記充放電制御回路において、
前記制御部は、
放電モードになった時、前記電源回路を前記放電状態に切り替えて、前記第２端子に流れるバッテリ電流が前記目標電流になるように又は前記バッテリ電圧が前記目標電圧になるように前記電源回路を制御し、
前記放電モードになった後、前記バッテリ電流が前記目標電流未満である条件（Ｃ）と、前記バッテリ電圧が前記目標電圧未満である条件（Ｄ）とが、前記規定時間の間満たされた場合に、前記放電状態の故障が生じていると判定してもよい。

また、前記充放電制御回路において、
前記発電部は、前記第２端子の前記バッテリ電圧が発電目標電圧になるように、前記直流電力を前記第２端子に出力し、
前記制御部は、
前記充電モードになり、且つ、前記バッテリ電圧が前記発電目標電圧以上の場合には、前記キャパシタ電流が前記目標電流になるように又は前記キャパシタ電圧が前記目標電圧になるように前記電源回路を制御し、一方、前記充電モードになり、且つ、前記バッテリ電圧が前記発電目標電圧未満の場合には、前記キャパシタ電流が前記目標電流未満になるように前記電源回路を制御し、
前記充電モードになった後、前記条件（Ａ）、（Ｂ）と、前記バッテリ電圧が前記発電目標電圧以上である条件（Ｅ）とが、前記規定時間の間満たされた場合に、前記充電状態の故障が生じていると判定してもよい。

また、前記充放電制御回路において、
前記制御部は、
前記充電モードになった後、前記条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｅ）と、前記バッテリ電圧が前記キャパシタ電圧に所定の規定電圧を加算した値以上である条件（Ｆ）とが、前記規定時間の間満たされた場合に、前記充電状態の降圧の故障が生じていると判定し、
前記充電モードになった後、前記条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｅ）と、前記バッテリ電圧が前記キャパシタ電圧から前記規定電圧を減算した値以下である条件（Ｇ）とが、前記規定時間の間満たされた場合に、前記充電状態の昇圧の故障が生じていると判定してもよい。

また、前記充放電制御回路において、
前記制御部は、
前記放電モードになった後、前記条件（Ｃ）、（Ｄ）と、前記キャパシタ電圧が前記バッテリ電圧に前記規定電圧を加算した値以上である条件（Ｈ）とが、前記規定時間の間満たされた場合に、前記放電状態の降圧の故障が生じていると判定し、
前記放電モードになった後、前記条件（Ｃ）、（Ｄ）と、前記キャパシタ電圧が前記バッテリ電圧から前記規定電圧を減算した値以下である条件（Ｉ）とが、前記規定時間の間満たされた場合に、前記放電状態の昇圧の故障が生じていると判定してもよい。

本発明の一態様に係る車両用電源装置は、
キャパシタと、
充放電可能なバッテリと、
前記キャパシタが接続された第１端子と、前記バッテリが接続された第２端子とを有し、前記キャパシタ及び前記バッテリの充放電を制御する充放電制御回路と、
前記第１端子から供給された電力を用いてエンジンを始動するスタータと、
前記エンジンの回転により発電して、発電された電力に応じた直流電力を前記第２端子に出力する発電部と、を備え、
前記充放電制御回路は、
前記第１端子のキャパシタ電圧を昇圧又は降圧して前記第２端子に出力する放電状態と、前記第２端子のバッテリ電圧を昇圧又は降圧して前記第１端子に出力する充電状態と、を切り替え可能な電源回路と、
充電モードになった時、前記電源回路を前記充電状態に切り替えて、前記第１端子に流れるキャパシタ電流が目標電流になるように又は前記キャパシタ電圧が目標電圧になるように前記電源回路を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記充電モードになった後、前記キャパシタ電流が前記目標電流未満である条件（Ａ）と、前記キャパシタ電圧が前記目標電圧未満である条件（Ｂ）とが、規定時間の間満たされた場合に、前記充電状態の故障が生じていると判定する
ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る故障判定方法は、
キャパシタとスタータが接続される第１端子と、充放電可能なバッテリと発電部が接続される第２端子とを有し、前記キャパシタ及び前記バッテリの充放電を制御する充放電制御回路であって、
前記スタータは、前記第１端子から供給された電力を用いてエンジンを始動し、
前記発電部は、前記エンジンの回転により発電して、発電された電力に応じた直流電力を前記第２端子に出力し、
前記第１端子のキャパシタ電圧を昇圧又は降圧して前記第２端子に出力する放電状態と、前記第２端子のバッテリ電圧を昇圧又は降圧して前記第１端子に出力する充電状態と、を切り替え可能な電源回路と、
充電モードになった時、前記電源回路を前記充電状態に切り替えて、前記第１端子に流れるキャパシタ電流が目標電流になるように又は前記キャパシタ電圧が目標電圧になるように前記電源回路を制御する制御部と、を備える充放電制御回路における故障判定方法において、
前記充電モードになった後、前記キャパシタ電流が前記目標電流未満である条件（Ａ）と、前記キャパシタ電圧が前記目標電圧未満である条件（Ｂ）とが、規定時間の間満たされた場合に、前記充電状態の故障が生じていると判定する
ことを特徴とする。

本発明によれば、充電モードになった後、キャパシタ電流が目標電流未満である条件（Ａ）と、キャパシタ電圧が目標電圧未満である条件（Ｂ）とが、規定時間の間満たされた場合に、充電状態の故障が生じていると判定する。故障が生じていない正常な場合には、充電モードになった後、キャパシタ電流が目標電流になるように又はキャパシタ電圧が目標電圧になるように制御されるので、両方の条件（Ａ）、（Ｂ）が規定時間の間満たされることはない。従って、電源回路の故障の有無をより正確に判定できる。

その上、既存の回路に特別な回路を追加することなく、制御部による演算によって、簡単な構成で電源回路の故障の有無を判定できる。

本発明の第１の実施形態に係る車両用電源装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る故障判定条件を示す図である。

以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両用電源装置１００の構成を示すブロック図である。この車両用電源装置１００は、自動車等の車両に搭載されるエネルギー回収形のアイドルストップシステムに用いられる。

図１に示すように、車両用電源装置１００は、充放電制御回路１０と、キャパシタＣと、充放電可能なバッテリＢと、スタータ２０と、発電部（ＡＣＧ）３０と、を備える。

充放電制御回路１０は、キャパシタＣとスタータ２０の一端が接続される第１端子Ｔ１と、バッテリＢと発電部３０と電装品負荷３００の一端が接続される第２端子Ｔ２とを有し、キャパシタＣ及びバッテリＢの充放電を制御する。

キャパシタＣは、例えば、電気二重層キャパシタであり、エンジン２００を始動可能な容量を有している。キャパシタＣは、バッテリＢと比較して、充電と放電の反応が早く、また大電流での充放電が行える。即ち、キャパシタＣは、バッテリＢよりも充電が早い。
バッテリＢは、例えば、鉛バッテリなどの二次電池である。

スタータ２０は、電動モータを含み、充放電制御回路１０の第１端子Ｔ１から供給された電力を用いてエンジン２００を始動する。アイドルストップ中に、運転者がアクセルを踏んだ場合などの所定の再始動条件が成立した場合、スタータ２０は、キャパシタＣの電力を用いてエンジン２００を再始動させる。

発電部３０は、車両の走行中やブレーキが踏まれた時などにエンジン２００の回転により発電して、発電された交流電力に応じた直流電力を充放電制御回路１０の第２端子Ｔ２に出力する。具体的には、発電部３０は、発電された交流電力を直流電力に変換してから出力する。

また、発電部３０は、第２端子Ｔ２のバッテリ電圧Ｖｂが発電目標電圧Ｖｔになるように、直流電力を第２端子Ｔ２に出力する。

電装品負荷３００は、例えば、車両に設けられたオーディオ装置やナビゲーション装置などの各種負荷である。

キャパシタＣ、スタータ２０、バッテリＢ、発電部３０及び電装品負荷３００のそれぞれの他端は、接地されている。

充放電制御回路１０について、より詳細に説明する。充放電制御回路１０は、双方向昇降圧電源（電源回路）１１と、検出部１２と、制御部１３と、を有する。

双方向昇降圧電源１１は、第１端子Ｔ１のキャパシタ電圧Ｖｃを昇圧又は降圧して第２端子Ｔ２に出力する放電状態と、第２端子Ｔ２のバッテリ電圧Ｖｂを昇圧又は降圧して第１端子Ｔ１に出力する充電状態と、を切り替え可能である。双方向昇降圧電源１１は、例えば、４つのトランジスタとインダクタを含むＨブリッジ回路を有し、このＨブリッジ回路によって双方向の昇降圧を行う。

検出部１２は、第１端子Ｔ１に流れるキャパシタ電流Ｉｃと、第１端子Ｔ１のキャパシタ電圧Ｖｃと、第２端子Ｔ２に流れるバッテリ電流Ｉｂと、第２端子Ｔ２のバッテリ電圧Ｖｂとを検出する。

制御部１３は、ＣＰＵなどのデジタル回路で構成され、外部からの信号に基づいて双方向昇降圧電源１１を制御する。外部からの信号は、例えば、車両に設けられたＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）及び各種センサ等（図示せず）から供給される。以下に、制御部１３による制御について詳細に説明する。

［充電状態の制御］
制御部１３は、充電モードになった時、即ち、外部から充電指示が入力された場合又は外部からの信号に基づいて充電すべきと自ら判断した場合に、双方向昇降圧電源１１を充電状態に切り替えて、キャパシタＣの充電を開始するように双方向昇降圧電源１１を制御する。

ここで、発電部３０で発電された交流電力が十分に高ければ、発電部３０は、バッテリ電流Ｉｂを供給した上で、バッテリ電圧Ｖｂを発電目標電圧Ｖｔに制御できる。発電目標電圧Ｖｔは、外部から直接、発電部３０及び制御部１３に供給されてもよく、外部からの信号に基づいて制御部１３が設定して、発電部３０に供給してもよい。

そこで、制御部１３は、充電モードになり、且つ、バッテリ電圧Ｖｂが発電目標電圧Ｖｔ以上の場合には、キャパシタ電流Ｉｃが目標電流Ｉｉになるように又はキャパシタ電圧Ｖｃが目標電圧Ｖｉになるように双方向昇降圧電源１１を制御する。目標電流Ｉｉおよび目標電圧Ｖｉは、外部から制御部１３に直接入力されてもよく、外部からの信号に基づいて制御部１３が設定してもよい。

この場合、発電部３０からバッテリ電流Ｉｂとキャパシタ電流Ｉｃを供給できるので、バッテリＢからはバッテリ電流Ｉｂとキャパシタ電流Ｉｃを供給しない。

一方、エンジン２００の回転数が低いなどの理由によって発電部３０で発電された交流電力が不十分であれば、発電部３０が双方向昇降圧電源１１等にバッテリ電流Ｉｂを供給することで、バッテリ電圧Ｖｂは発電目標電圧Ｖｔより低くなる。

そこで、制御部１３は、充電モードになり、且つ、バッテリ電圧Ｖｂが発電目標電圧Ｖｔ未満の場合には、発電部３０で発電された交流電力が不十分であると判断して、キャパシタ電流Ｉｃが目標電流Ｉｉ未満になるように双方向昇降圧電源１１を制御する。

このようにキャパシタ電流Ｉｃが目標電流Ｉｉ未満になるように制御することにより、発電部３０からバッテリ電流Ｉｂとキャパシタ電流Ｉｃを供給するようにして、バッテリＢからバッテリ電流Ｉｂとキャパシタ電流Ｉｃを供給しないようにできる。これにより、発電部３０で発電された交流電力が不十分な場合に、充電に時間を要するバッテリＢの電力を用いてキャパシタＣを充電しないようにできる。

またこの時、制御部１３は、バッテリ電圧Ｖｂがキャパシタ電圧Ｖｃより高い場合には、最初に降圧動作を行うように双方向昇降圧電源１１を制御し、バッテリ電圧Ｖｂがキャパシタ電圧Ｖｃより低い場合には、最初に昇圧動作を行うように双方向昇降圧電源１１を制御する。

［放電状態の制御］
制御部１３は、放電モードになった時、即ち、外部から放電指示が入力された場合又は外部からの信号に基づいて放電すべきと自ら判断した場合に、双方向昇降圧電源１１を放電状態に切り替えて、キャパシタＣの放電を開始して、第２端子Ｔ２に流れるバッテリ電流Ｉｂが目標電流Ｉｉになるように又はバッテリ電圧Ｖｂが目標電圧Ｖｉになるように双方向昇降圧電源１１を制御する。

この時、制御部１３は、キャパシタ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖｂより高い場合には、最初に降圧動作を行うように双方向昇降圧電源１１を制御し、キャパシタ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖｂより低い場合には、最初に昇圧動作を行うように双方向昇降圧電源１１を制御する。

なお、制御部１３は、外部からの各種信号に応じてキャパシタＣ及びバッテリＢの充放電に関する他の制御も行うが、本実施形態における双方向昇降圧電源１１の故障の有無の判定とは直接的に関連しないため、説明は省略する。

加えて、制御部１３は、双方向昇降圧電源１１の故障の有無を判定する。双方向昇降圧電源１１の故障としては様々な形態があるが、例えば、双方向昇降圧電源１１のＨブリッジ回路に含まれるトランジスタの故障などがある。

［充電状態における故障判定］
まず充電状態における故障判定について、図２を参照して説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る故障判定条件を示す図である。

制御部１３は、充電モードになった後、キャパシタ電流Ｉｃが目標電流Ｉｉ未満である条件（Ａ）と、キャパシタ電圧Ｖｃが目標電圧Ｖｉ未満である条件（Ｂ）と、バッテリ電圧Ｖｂが発電目標電圧Ｖｔ以上である条件（Ｅ）と、バッテリ電圧Ｖｂがキャパシタ電圧Ｖｃに所定の規定電圧を加算した値以上である条件（Ｆ）とが、規定時間の間満たされた場合に、双方向昇降圧電源１１において充電状態の降圧の故障が生じていると判定する。

また、制御部１３は、充電モードになった後、上記条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｅ）と、バッテリ電圧Ｖｂがキャパシタ電圧Ｖｃから規定電圧を減算した値以下である条件（Ｇ）とが、規定時間の間満たされた場合に、双方向昇降圧電源１１において充電状態の昇圧の故障が生じていると判定する。

ここで、バッテリ電圧Ｖｂが発電目標電圧Ｖｔ以上であって（条件（Ｅ））、双方向昇降圧電源１１に故障が生じていない場合には、充電モードになった後、キャパシタ電流Ｉｃが目標電流Ｉｉになるように又はキャパシタ電圧Ｖｃが目標電圧Ｖｉになるように制御されるので、両方の条件（Ａ）、（Ｂ）が規定時間の間満たされることはない。

一方、バッテリ電圧Ｖｂが発電目標電圧Ｖｔ未満であって（つまり条件（Ｅ）を満たさない）、双方向昇降圧電源１１に故障が生じていない場合には、充電モードになった後、前述のように制御部１３はキャパシタ電流Ｉｃを目標電流Ｉｉ未満にするため、条件（Ａ）、（Ｂ）を満たすことがある。しかし、この場合、条件（Ｅ）は満たさないため、故障が生じていると誤判定しないようにできる。

また、条件（Ｆ）が満たされた場合には、故障が生じておらず正常であれば、双方向昇降圧電源１１は最初に降圧動作を行うため、条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｅ）、（Ｆ）が満たされた場合に降圧の故障が生じていると判定できる。

一方、条件（Ｇ）が満たされた場合には、故障が生じておらず正常であれば、双方向昇降圧電源１１は昇圧動作を行うため、条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｅ）、（Ｇ）が満たされた場合に昇圧の故障が生じていると判定できる。

従って、双方向昇降圧電源１１の故障の有無をより正確に判定できる。
また、充電状態において降圧の故障と昇圧の故障の何れが生じているか判定できるので、双方向昇降圧電源１１の故障部分、例えば、Ｈブリッジ回路を構成しているトランジスタのうちの故障したトランジスタを特定できる。

［放電状態における故障判定］
次に、放電状態における故障判定について、図２を参照して説明する。
制御部１３は、放電モードになった後、バッテリ電流Ｉｂが目標電流Ｉｉ未満である条件（Ｃ）と、バッテリ電圧Ｖｂが目標電圧Ｖｉ未満である条件（Ｄ）と、キャパシタ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖｂに規定電圧を加算した値以上である条件（Ｈ）とが、規定時間の間満たされた場合に、放電状態の降圧の故障が生じていると判定する。

制御部１３は、放電モードになった後、上記条件（Ｃ）、（Ｄ）と、キャパシタ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖｂから規定電圧を減算した値以下である条件（Ｉ）とが、規定時間の間満たされた場合に、放電状態の昇圧の故障が生じていると判定する。

故障が生じていない正常な場合には、放電モードになった後、バッテリ電流Ｉｂが目標電流Ｉｉになるように又はバッテリ電圧Ｖｂが目標電圧Ｖｉになるように制御されるので、両方の条件（Ｃ）、（Ｄ）が規定時間の間満たされることはない。

また、条件（Ｈ）が満たされた場合には、故障が生じておらず正常であれば、双方向昇降圧電源１１は最初に降圧動作を行うため、条件（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｈ）が満たされた場合に降圧の故障が生じていると判定できる。

一方、条件（Ｉ）が満たされた場合には、故障が生じておらず正常であれば、双方向昇降圧電源１１は最初に昇圧動作を行うため、条件（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｉ）が満たされた場合に昇圧の故障が生じていると判定できる。

従って、双方向昇降圧電源１１の放電状態の故障の有無をより正確に判定できる。
また、放電状態において降圧の故障と昇圧の故障の何れが生じているか判定できるので、双方向昇降圧電源１１の故障部分、例えば、Ｈブリッジ回路を構成しているトランジスタのうちの故障したトランジスタを特定できる。

上述した規定時間と規定電圧は、制御部１３内の記憶部（図示せず）に予め記憶されている。規定時間は、ノイズの影響による誤判定が生じないように予め設定されている。規定電圧は、昇圧と降圧を確実に判定できるように予め設定されている。

このように、本実施形態によれば、双方向昇降圧電源１１の故障の有無をより正確に判定できる。
その上、既存の回路に特別な回路を追加することなく、制御部１３による演算によって、簡単な構成で双方向昇降圧電源１１の故障の有無を判定できる。例えば、制御部１３の制御プログラムを変更するだけで本実施形態の故障判定を実現できる。

よって、ＥＣＵは、この判定結果を用いて、双方向昇降圧電源１１が故障している場合には、例えばアイドルストップが行われないように車両の各部を制御することができる。これにより、アイドルストップ後にエンジン２００を再始動できないという状態を回避することができる。

なお、以上で説明した条件の一部を除外して故障判定を行ってもよい。
例えば、充電状態における故障判定については、条件（Ｆ）、（Ｇ）を除外して、制御部１３は、充電モードになった後、条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｅ）が規定時間の間満たされた場合に、充電状態の故障が生じていると判定してもよい。この場合、昇圧と降圧の何れが故障しているかは判定できないことになる。

また、発電部３０は、バッテリ電圧Ｖｂが発電目標電圧Ｖｔになるように直流電力を出力しなくてもよく、この場合には条件（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）を除外して、制御部１３は、充電モードになった後、条件（Ａ）、（Ｂ）が規定時間の間満たされた場合に、充電状態の故障が生じていると判定してもよい。

放電状態における故障判定については、条件（Ｈ）、（Ｉ）を除外して、制御部１３は、放電モードになった後、条件（Ｃ）、（Ｄ）が規定時間の間満たされた場合に、放電状態の故障が生じていると判定してもよい。この場合、昇圧と降圧の何れが故障しているかは判定できないことになる。

（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態に加え、キャパシタＣのオープン故障の有無を判定するようにしている。

即ち、本実施形態では、以下に説明するように制御部１３の機能が第１の実施形態と異なる。他の構成は、図１の第１の実施形態と同一であるため、同一の構成要素に同一の符号を付し、図示及び説明を省略する。

制御部１３は、双方向昇降圧電源１１の故障の有無に加え、キャパシタＣのオープン故障の有無を判定する。キャパシタＣのオープン故障が生じている場合、キャパシタＣと第１端子Ｔ１との間、及び／又は、キャパシタＣと接地との間が、電気的に開放されている。

具体的には、制御部１３は、
（Ａ１）目標電圧Ｖｉから、充電モードになる直前のキャパシタ電圧Ｖｃを減算した判定電圧が、第１の規定電圧以上であり、
（Ｂ１）キャパシタＣの充電開始からオープン判定用規定時間経過し、
（Ｃ１）キャパシタ電流Ｉｃが規定電流以下であり、且つ、
（Ｄ１）バッテリ電圧Ｖｂが第２の規定電圧以上である場合、即ち４つの条件（Ａ１）〜（Ｄ１）が満たされた場合に、キャパシタＣのオープン故障が生じていると判定する。

これらオープン判定用規定時間、規定電流、第１の規定電圧および第２の規定電圧は、以下に説明するようにして予め設定され、制御部１３内の記憶部（図示せず）に予め記憶されている。

キャパシタＣがオープン故障しておらず、且つ、充電モードになる直前にキャパシタＣが十分に充電されている場合には、判定電圧（＝Ｖｉ−Ｖｃ）が第１の規定電圧未満になるよう、第１の規定電圧は設定されている。これにより、充電モードになった時点でキャパシタＣが既に十分に充電されている場合に、キャパシタ電流Ｉｃが小さいことにより条件（Ｂ１），（Ｃ１）を満たしても、条件（Ａ１）を満たさないため、オープン故障を誤判定しないようにできる。

一方、キャパシタＣがオープン故障していれば、キャパシタＣから第１端子Ｔ１に電圧が供給されないため、充電モードになる直前のキャパシタ電圧Ｖｃ（即ち、検出部１２が検出する第１端子Ｔ１の電圧）は、ほぼ０Ｖになっている。そのため、判定電圧（＝Ｖｉ−Ｖｃ）は目標電圧Ｖｉとほぼ等しくなり、条件（Ａ１）を満たすことになる。従って、他の条件（Ｂ１）〜（Ｄ１）も満たせば、前述のように、キャパシタＣのオープン故障が生じていると正しく判定できる。

また、キャパシタＣがオープン故障しておらず、且つ、バッテリ電圧Ｖｂが第２の規定電圧以上である場合には、キャパシタＣの充電開始からオープン判定用規定時間後にキャパシタ電流Ｉｃが規定電流を超えるよう、オープン判定用規定時間、規定電流および第２の規定電圧は設定されている。これにより、この場合、充電モードになる直前にキャパシタＣが十分に充電されておらず条件（Ａ１）を満たしていても、条件（Ｂ１），（Ｃ１）を満たさないため、オープン故障を誤判定しないようにできる。

つまり、制御部１３は、キャパシタの充電開始からオープン判定用規定時間後にキャパシタ電流Ｉｃが規定電流を超えた場合に、キャパシタＣのオープン故障が生じていると判定しない。

さらに、バッテリ電圧Ｖｂが第２の規定電圧未満でありキャパシタＣを十分に充電できない場合に、条件（Ｄ１）を満たさないため、オープン故障を誤判定しないようにできる。つまり、条件（Ａ１）を満たしていると共に、キャパシタＣがオープン故障しておらず、単にバッテリ電圧Ｖｂが第２の規定電圧未満であるために条件（Ｂ１），（Ｃ１）も満たしてしまっている場合であっても、オープン故障を誤判定しない。

このように、本実施形態によれば、キャパシタＣのオープン故障の有無をより正確に判定できる。

なお、キャパシタＣがオープン故障しておらず、双方向昇降圧電源１１が故障した場合にも、上記条件（Ａ１）〜（Ｄ１）を満たすことがある。この場合、制御部１３は、キャパシタＣのオープン故障と双方向昇降圧電源１１の故障とが両方生じていると判定し得るが、双方向昇降圧電源１１の故障についての判定結果のみを出力するように構成されてもよい。これにより、双方向昇降圧電源１１の故障とキャパシタＣのオープン故障の何れが生じているか特定できる。

以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。

１０ 充放電制御回路
１１ 双方向昇降圧電源（電源回路）
１２ 検出部
１３ 制御部
Ｃ キャパシタ
Ｂ バッテリ
２０ スタータ
３０ 発電部
１００ 車両用電源装置

Claims (7)

1. キャパシタとスタータが接続される第１端子と、充放電可能なバッテリと発電部が接続される第２端子とを有し、前記キャパシタ及び前記バッテリの充放電を制御する充放電制御回路であって、
   前記スタータは、前記第１端子から供給された電力を用いてエンジンを始動し、
   前記発電部は、前記エンジンの回転により発電して、発電された電力に応じた直流電力を前記第２端子に出力し、
   前記第１端子のキャパシタ電圧を昇圧又は降圧して前記第２端子に出力する放電状態と、前記第２端子のバッテリ電圧を昇圧又は降圧して前記第１端子に出力する充電状態と、を切り替え可能な電源回路と、
   充電モードになった時、前記電源回路を前記充電状態に切り替えて、前記第１端子に流れるキャパシタ電流が目標電流になるように又は前記キャパシタ電圧が目標電圧になるように前記電源回路を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記充電モードになった後、前記キャパシタ電流が前記目標電流未満である条件（Ａ）と、前記キャパシタ電圧が前記目標電圧未満である条件（Ｂ）とが、規定時間の間満たされた場合に、前記充電状態の故障が生じていると判定する
   ことを特徴とする充放電制御回路。
2. 前記制御部は、
   放電モードになった時、前記電源回路を前記放電状態に切り替えて、前記第２端子に流れるバッテリ電流が前記目標電流になるように又は前記バッテリ電圧が前記目標電圧になるように前記電源回路を制御し、
   前記放電モードになった後、前記バッテリ電流が前記目標電流未満である条件（Ｃ）と、前記バッテリ電圧が前記目標電圧未満である条件（Ｄ）とが、前記規定時間の間満たされた場合に、前記放電状態の故障が生じていると判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の充放電制御回路。
3. 前記発電部は、前記第２端子の前記バッテリ電圧が発電目標電圧になるように、前記直流電力を前記第２端子に出力し、
   前記制御部は、
   前記充電モードになり、且つ、前記バッテリ電圧が前記発電目標電圧以上の場合には、前記キャパシタ電流が前記目標電流になるように又は前記キャパシタ電圧が前記目標電圧になるように前記電源回路を制御し、一方、前記充電モードになり、且つ、前記バッテリ電圧が前記発電目標電圧未満の場合には、前記キャパシタ電流が前記目標電流未満になるように前記電源回路を制御し、
   前記充電モードになった後、前記条件（Ａ）、（Ｂ）と、前記バッテリ電圧が前記発電目標電圧以上である条件（Ｅ）とが、前記規定時間の間満たされた場合に、前記充電状態の故障が生じていると判定する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の充放電制御回路。
4. 前記制御部は、
   前記充電モードになった後、前記条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｅ）と、前記バッテリ電圧が前記キャパシタ電圧に所定の規定電圧を加算した値以上である条件（Ｆ）とが、前記規定時間の間満たされた場合に、前記充電状態の降圧の故障が生じていると判定し、
   前記充電モードになった後、前記条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｅ）と、前記バッテリ電圧が前記キャパシタ電圧から前記規定電圧を減算した値以下である条件（Ｇ）とが、前記規定時間の間満たされた場合に、前記充電状態の昇圧の故障が生じていると判定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の充放電制御回路。
5. 前記制御部は、
   前記放電モードになった後、前記条件（Ｃ）、（Ｄ）と、前記キャパシタ電圧が前記バッテリ電圧に前記規定電圧を加算した値以上である条件（Ｈ）とが、前記規定時間の間満たされた場合に、前記放電状態の降圧の故障が生じていると判定し、
   前記放電モードになった後、前記条件（Ｃ）、（Ｄ）と、前記キャパシタ電圧が前記バッテリ電圧から前記規定電圧を減算した値以下である条件（Ｉ）とが、前記規定時間の間満たされた場合に、前記放電状態の昇圧の故障が生じていると判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の充放電制御回路。
6. キャパシタと、
   充放電可能なバッテリと、
   前記キャパシタが接続された第１端子と、前記バッテリが接続された第２端子とを有し、前記キャパシタ及び前記バッテリの充放電を制御する充放電制御回路と、
   前記第１端子から供給された電力を用いてエンジンを始動するスタータと、
   前記エンジンの回転により発電して、発電された電力に応じた直流電力を前記第２端子に出力する発電部と、を備え、
   前記充放電制御回路は、
   前記第１端子のキャパシタ電圧を昇圧又は降圧して前記第２端子に出力する放電状態と、前記第２端子のバッテリ電圧を昇圧又は降圧して前記第１端子に出力する充電状態と、を切り替え可能な電源回路と、
   充電モードになった時、前記電源回路を前記充電状態に切り替えて、前記第１端子に流れるキャパシタ電流が目標電流になるように又は前記キャパシタ電圧が目標電圧になるように前記電源回路を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記充電モードになった後、前記キャパシタ電流が前記目標電流未満である条件（Ａ）と、前記キャパシタ電圧が前記目標電圧未満である条件（Ｂ）とが、規定時間の間満たされた場合に、前記充電状態の故障が生じていると判定する
   ことを特徴とする車両用電源装置。
7. キャパシタとスタータが接続される第１端子と、充放電可能なバッテリと発電部が接続される第２端子とを有し、前記キャパシタ及び前記バッテリの充放電を制御する充放電制御回路であって、前記スタータは、前記第１端子から供給された電力を用いてエンジンを始動し、前記発電部は、前記エンジンの回転により発電して、発電された電力に応じた直流電力を前記第２端子に出力し、前記第１端子のキャパシタ電圧を昇圧又は降圧して前記第２端子に出力する放電状態と、前記第２端子のバッテリ電圧を昇圧又は降圧して前記第１端子に出力する充電状態と、を切り替え可能な電源回路と、充電モードになった時、前記電源回路を前記充電状態に切り替えて、前記第１端子に流れるキャパシタ電流が目標電流になるように又は前記キャパシタ電圧が目標電圧になるように前記電源回路を制御する制御部と、を備える充放電制御回路における故障判定方法において、
   前記充電モードになった後、前記キャパシタ電流が前記目標電流未満である条件（Ａ）と、前記キャパシタ電圧が前記目標電圧未満である条件（Ｂ）とが、規定時間の間満たされた場合に、前記充電状態の故障が生じていると判定する
   ことを特徴とする故障判定方法。

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