JP2018170821A - 車載用電源システムの制御装置及び車載用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも電源部の失陥時に蓄電部によって電力供給を行う車載用電源システムに適用することができ、蓄電部が劣化状態である判定された後に蓄電部の使用が継続されても蓄電部から必要な電力が供給されやすい制御装置を実現する。【解決手段】制御装置２は、蓄電部９２の充電電圧が充電目標電圧に達するように充電回路３Ａに充電動作を行わせる制御部１１と、蓄電部９２が所定の劣化状態であるか否かを判定する劣化判定部１３と、劣化判定部１３が劣化状態であると判定した場合に、外部に対して劣化信号を送信する送信部１２とを有する。制御部１１は、劣化判定部１３によって蓄電部９２が劣化状態でないと判定される場合に充電目標電圧を第１目標電圧Ｖｆに設定し、蓄電部９２が劣化状態であると判定される場合に充電目標電圧を第１目標電圧Ｖｆよりも大きい第２目標電圧Ｖｇに設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、車載用電源システムの制御装置及び車載用電源装置に関するものである。

近年では、シフトバイワイヤ制御システムや電動パーキングブレーキシステムなどの電子制御システムを搭載した車両が増えつつある。この種の車両では、主電源の失陥が生じて電力供給が途絶えてしまうと、電子制御システムを動作させることができなくなる懸念があるため、何らかの方法でバックアップ動作を行うことが求められる。特に、このようなバックアップ動作のニーズは、電子制御システムの重要度が増すにつれて更に高まりつつある。

特開２００８−２３５１５５号公報

ところで、この種のバックアップシステムでは、バックアップ電源となる蓄電部の劣化が進むと、バックアップ動作が要求される時（例えば、電源失陥時）に蓄電部から十分な電力を供給することができなくなる虞がある。そこで、特許文献１の技術では、蓄電部の内部抵抗及び容量を測定し、劣化状態かどうかの状態確認を行うようにしている。しかし、特許文献１の技術では、劣化状態と判定したとしても、適切な対応（ユニットの交換など）が迅速になされない場合には、バックアップ動作が保証されないまま使用され続けることになってしまう。

本発明は上記した事情に基づいてなされたものであり、少なくとも電源部の失陥時に蓄電部によって電力供給を行う車載用電源システムに適用することができ、蓄電部が劣化状態であると判定された後に蓄電部の使用が継続されても蓄電部から必要な電力が供給されやすい制御装置を実現することを目的とする。

本発明の第１態様の制御装置は、
車載用の電源部と、少なくとも前記電源部から負荷への電力供給が途絶えた時に前記負荷への電力供給を行う車載用の蓄電部とを備えた車載用電源システムの制御装置であって、
前記蓄電部を充電する充電回路と、
前記蓄電部の充電電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出される充電電圧に基づき、前記蓄電部の充電電圧が充電目標電圧に達するように前記充電回路に充電動作を行わせる制御部と、
前記蓄電部が所定の劣化状態であるか否かを判定する劣化判定部と、
前記劣化判定部が前記劣化状態であると判定した場合に、外部に対して劣化信号を送信する送信部と、
を有し、
前記制御部は、前記劣化判定部によって前記蓄電部が前記劣化状態でないと判定される場合に前記充電目標電圧を第１目標電圧に設定し、前記蓄電部が前記劣化状態であると判定される場合に前記充電目標電圧を前記第１目標電圧よりも大きい第２目標電圧に設定する。

本発明の第２態様の車載用電源装置は、上記制御装置と、蓄電部とを含む。

第１態様の制御装置は、劣化判定部によって蓄電部が劣化状態であるか否かを判定することができる。そして、蓄電部が劣化状態であると判定された場合には、送信部によって外部に劣化信号を送信し、蓄電部が劣化状態であることを報知することができる。更に、蓄電部が劣化状態であると判定された場合には、制御部が、充電目標電圧を劣化状態でないときの第１目標電圧よりも大きい第２目標電圧に設定して充電動作を行うため、蓄電部の充電電圧を引き上げることができる。従って、蓄電部が劣化状態であると判定された後に蓄電部の使用が継続されても、蓄電部によってバックアップ用の必要電力が供給されやすくなる。

第２態様の車載用電源装置は、第１態様の制御装置と同様の効果を奏する。

実施例１の車載用電源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る。 実施例１の車載用電源装置の制御回路で実行される各機能の関係及び関連構成を概念的に示すブロック図である。 実施例１の車載用電源装置の制御回路で実行される充電制御の流れを例示するフローチャートである。 図３の充電制御中の劣化判定の流れを例示するフローチャートである。 実施例１の車載用電源装置で実行される劣化判定制御時の充電電圧、充電電流、蓄電部（キャパシタ）温度の変化を例示するグラフである。 温度と内部抵抗値の変化率とを対応付けて定めた第１情報を概念的に示すグラフである。 温度と容量の変化率とを対応付けて定めた第２情報を概念的に示すグラフである。 容量と内部抵抗の限界値とを対応付けて定めた第３情報を概念的に示すグラフである。

ここで、本発明の望ましい例を示す。但し、本発明は以下の例に限定されない。
制御装置は、蓄電部の温度を検出する温度検出部と、蓄電部の内部抵抗値を検出する内部抵抗値検出部と、蓄電部の容量を検出する容量検出部と、を有していてもよい。劣化判定部は、温度検出部で検出された温度と、内部抵抗値検出部で検出された内部抵抗値と、容量検出部で検出された蓄電部の容量とに基づいて蓄電部が劣化状態であるか否かを判定してもよい。
このようにすれば、蓄電部の劣化判定を行う上で、蓄電部の温度、蓄電部の内部抵抗値、蓄電部の容量を反映することができ、温度、内部抵抗値、容量に基づく正確性の高い判定が可能となる。

劣化判定部は、温度検出部で検出された温度と、内部抵抗値検出部で検出された内部抵抗値と、温度と内部抵抗値の変化率とを対応付けて定めた第１情報と、に基づいて内部抵抗値検出部で検出された内部抵抗値を規定温度のときの値に変換した第１変換値を検出し、温度検出部で検出された温度と、容量検出部で検出された容量と、温度と容量の変化率とを対応付けて定めた第２情報とに基づき、容量検出部で検出された容量を規定温度のときの値に変換した第２変換値を検出し、第２変換値と、容量と内部抵抗の限界値とを対応付けて定めた第３情報とに基づき、第２変換値が容量であるときに第３情報で定まる内部抵抗の限界値を特定し、第１変換値が内部抵抗の限界値よりも大きい場合に劣化と判定するように機能してもよい。

このようにすれば、劣化判定時の温度を考慮した正確な劣化判定を行うことができる。更に、温度を考慮した劣化判定を行うにあたり、各温度に対応した劣化判定式を多数用意しておく必要がないため、データ量を抑えることができる。

制御装置は、蓄電部から負荷に放電電流を流す放電動作と、放電電流を遮断する遮断動作とを行う放電回路を有していてもよい。制御部は、電源部からの電力供給が低下又は遮断された異常状態である場合に放電回路に放電動作を行わせるように機能してもよい。

この制御装置は、電源部が所定の失陥状態である場合に放電回路に放電動作を行わせ、蓄電部をバックアップ電源として用いることができる。そして、劣化判定部によって劣化状態と判定された後に蓄電部が継続して使用され、電源部からの電力供給が低下又は遮断された異常状態となったときに蓄電部をバックアップ電源として用いた場合には、充電電圧の引き上げの効果によって必要電力が供給されやすくなる。

＜実施例１＞
図１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、主電源部として機能する車載用の電源部９１（以下、電源部９１ともいう）と、バックアップ電源として機能する車載用の蓄電部９２（以下、蓄電部９２ともいう）と、車載用電源システムの制御装置２（以下、制御装置２ともいう）とを備えており、負荷９４に電力を供給し得るシステムとして構成されている。なお、図１では、電力供給対象として負荷９４を例示しているが、負荷９４としては、シフトバイワイヤ制御システム、電子制御ブレーキシステムなど、様々な電気部品が該当し、その種類や数は限定されない。

電源部９１は、車両に搭載される電源部であり且つ様々な対象へ電力を供給するための主電源として機能する。電源部９１は、例えば、鉛バッテリ等の公知の車載バッテリとして構成されている。電源部９１は、高電位側の端子が配線部８１に電気的に接続され、配線部８１に対して所定の出力電圧を印加する。なお、図１では、ヒューズやイグニッションスイッチなどは省略して示している。

蓄電部９２は、例えば、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）等の公知の蓄電手段によって構成されている。蓄電部９２は導電路９を介して充電回路３Ａ及び放電回路３Ｂに電気的に接続されており、充電回路３Ａによって充電がなされ、放電回路３Ｂによって放電がなされる。蓄電部９２は、導電路９に対して充電度合いに応じた出力電圧を印加する。この蓄電部９２は、バックアップ電源として機能し、少なくとも電源部９１からの電力供給が途絶えたときに電力供給源となる。本構成では、この蓄電部９２と後述する制御装置２によって車載用電源装置１（以下、電源装置１ともいう）が構成されている。

電源システム１００は、電源部９１からの電力供給が低下していない正常のときに電源部９１の出力電圧が電力線となる配線部８１に印加され、電源部９１から配線部８１を介して様々な電気部品に電力が供給される。本構成において「電源部９１からの電力供給が低下していない正常状態のとき」とは、電源部９１の出力電圧が所定値を超えるときであり、具体的には、制御回路１０が検出する配線部８１の電圧が所定値を超えるときである。逆に、「電源部９１からの電力供給が低下又は遮断された異常状態のとき」とは、電源部９１の出力電圧が所定値以下のときであり、具体的には、制御回路１０が検出する配線部８１の電圧が所定値以下のときである。

制御装置２は、充電回路３Ａ及び放電回路３Ｂを備えた充放電回路３、制御回路１０、電流検出部２２、電圧検出部２４、温度検出部２６などを備える。

充電回路３Ａは、電源部９１からの電力供給に基づいて蓄電部９２を充電する充電動作を行う回路であり、例えば、ＤＣＤＣコンバータ等の公知の充電回路として構成され、制御回路１０によって制御される構成をなす。制御回路１０は、充電回路３Ａに対し、蓄電部９２の充電を指示する充電指示信号、又は蓄電部９２の充電停止を指示する充電停止信号を与えるように充電制御を行う。制御回路１０は、例えば所定の充電開始時（例えばイグニッションスイッチがオン状態になった時）に充電回路３Ａに充電動作を開始させ、蓄電部９２の出力電圧（充電電圧）が設定された充電目標電圧（第１目標電圧Ｖｆ又は第２目標電圧Ｖｇ）に達するまで充電回路３Ａに対して充電指示信号を与える。充電回路３Ａは、制御回路１０から充電指示信号が与えられているときに、配線部８１を介して入力される電源電圧を昇圧又は降圧する電圧変換動作を行い、その変換した電圧を蓄電部９２に接続された導電路９に印加する。制御回路１０から充電回路３Ａに対して充電停止信号が与えられているときには、充電回路３Ａは充電動作を行わず、このときには、配線部８１と蓄電部９２とを非導通状態とする。

放電回路３Ｂは、例えばＤＣＤＣコンバータ等の公知の放電回路として構成され、制御回路１０によって制御される構成をなす。放電回路３Ｂには、制御回路１０によって、蓄電部９２の放電を指示する放電指示信号、又は蓄電部９２の放電停止を指示する放電停止信号が与えられ、蓄電部９２から負荷９４に放電電流を流す放電動作と、放電電流を遮断する遮断動作とを行う。放電回路３Ｂは、制御回路１０から放電指示信号が与えられている場合、蓄電部９２の出力電圧が印加される導電路９の電圧を入力電圧として昇圧動作又は降圧動作を行い、出力側の導電路８に対して設定された目標電圧を印加するように放電動作（具体的には、導電路８に対し制御回路１０で指示される目標電圧を印加する放電動作）を行う。放電回路３Ｂは、制御回路１０から放電停止信号が与えられている場合、このような放電動作を停止させ、導電路８と蓄電部９２との間を非導通状態とするように遮断動作を行う。放電回路３Ｂに接続された出力側の導電路８は、負荷９４に電気的に接続された導電路（配線部８１）に接続されているため、放電回路３Ｂが放電動作を行っているときには放電回路３Ｂから出力される出力電流（放電電流）が負荷９４に供給されうる。

電流検出部２２は、公知の電流検出回路として構成されており、導電路９を流れる電流を示す検出値を生成する。具体的には、例えば、導電路９に介在する抵抗と、この抵抗の両端電圧を増幅する増幅器とによって構成され、抵抗の両端電圧を増幅した信号を、導電路９を流れる電流を示すアナログ電圧値として制御回路１０に与える。

電圧検出部２４は、蓄電部９２の充電電圧（蓄電部９２によって導電路９に印加される出力電圧）を検出する回路であり、公知の電圧検出回路によって構成されている。電圧検出部２４は、例えば、公知の分圧回路によって構成されており、導電路９に印加された電圧を所定の分圧比で分圧し、分圧した電圧を制御回路１０に入力する。電圧検出部２４から制御回路１０に入力される検出値は導電路９に印加される電圧を特定しうる値（蓄電部９２の出力電圧を特定しうる値）であり、制御回路１０は、電圧検出部２４から入力された値によって導電路９に印加される電圧を把握する。なお、電圧検出部２４の構成はこの例に限定されず、例えば、導電路９の電圧をそのまま制御回路１０に入力する回路であってもよい。

温度検出部２６は、サーミスタなどの公知の温度センサによって構成され、蓄電部９２の温度を検出するように機能する。温度検出部２６は、この温度検出部２６が配置された位置の温度を示す電圧値を制御回路１０に入力する構成をなす。温度検出部２６は、例えば蓄電部９２の表面部に接触する形で固定されており、蓄電部９２の表面部の温度（外面温度）を示す値を検出値として出力する。なお、蓄電部９２が基板に実装される場合、温度検出部２６は、蓄電部９２が実装される基板において蓄電部９２の近傍に実装すればよい。また、温度検出部２６は、蓄電部９２の近傍に配置されていればよく、蓄電部９２に接触していなくてもよい。

制御回路１０は、例えばマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ又はＲＡＭ等のメモリ、ＡＤ変換器等を有している。制御回路１０は、電源部９１からの電力供給が途絶えた場合でも、蓄電部９２からの電力によって動作することが可能となっている。

制御回路１０には、配線部８１の電圧（即ち、電源部９１の出力電圧値）を示す値が入力され、制御回路１０は配線部８１の電圧を継続的に監視し得る構成となっている。制御回路１０が電源部９１の出力電圧を検出する構成は、図１のように配線部８１と制御回路１０とを導電路によって電気的に接続し、配線部８１の電圧を直接的に制御回路１０に入力する構成であってもよく、配線部８１の電圧を分圧回路等によって分圧した電圧を制御回路１０に入力する構成であってもよい。

次に、図２等を参照し、制御回路１０が実行する各機能を説明する。図２には、制御回路１０が実行する各機能を概念的に示しており、制御回路１０は、少なくとも、充電回路３Ａ及び放電回路３Ｂに充電動作又は放電動作を行わせる制御部１１としての機能と、蓄電部が所定の劣化状態であるか否かを判定する劣化判定部１３としての機能と、劣化判定部１３が劣化状態であると判定した場合に、外部に対して劣化信号を送信する送信部１２としての機能と、蓄電部９２の内部抵抗値を検出する内部抵抗値検出部１５としての機能と、蓄電部９２の容量を検出する容量検出部１６としての機能とを有する。これら制御部１１、送信部１２、劣化判定部１３、内部抵抗値検出部１５、容量検出部１６としての各機能は、情報処理装置によるソフトウェア処理によって実現されてもよく、ハードウェア回路によって実現されてもよい。また、制御部１１、送信部１２、劣化判定部１３、内部抵抗値検出部１５、容量検出部１６としての各機能は、複数の機能が共通の装置によって実現されてもよく、それぞれ個別の装置によって実現されてもよい。

次に、制御装置２における蓄電部９２の充電電圧（出力電圧）の調整方法について説明する。

図１で示す制御回路１０には、図示しない外部装置から車両の動力源を始動させる始動スイッチ（具体的には、イグニッションスイッチ）がオン状態であることを示すイグニッションオン信号（以下、ＩＧオン信号ともいう）又はイグニッションスイッチがオフ状態であることを示すイグニッションオン信号（以下、ＩＧオフ信号ともいう）が入力されるようになっている。制御回路１０は、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切り替わった場合、蓄電部９２の充電電圧（出力電圧）をオフ動作時の目標電圧値Ｖoffまで低下させる放電制御を行う。このオフ動作時の目標電圧値Ｖoffは、イグニッションスイッチがオン状態である時に設定される目標電圧値（第１目標電圧Ｖｆ及び第２目標電圧Ｖｇ）よりも低い値である。

例えば、あるタイミングでイグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切り替わった場合、その直後から制御回路１０が放電制御を行い、充電回路３Ａの充電動作を停止させた状態で放電回路３Ｂに放電指示を与え、放電回路３Ｂに放電動作を行わせる。そして、蓄電部９２の充電電圧がオフ動作時の目標電圧値Ｖoffに達するまで放電動作を継続する。蓄電部９２の充電電圧がオフ動作時の目標電圧値Ｖoff以下に達した場合、充電回路３Ａの充電動作及び放電回路３Ｂの放電動作をいずれも停止させた状態とする。

このように充電回路３Ａの充電動作及び放電回路３Ｂの放電動作をいずれも停止させた後、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わった場合、即ち、制御回路１０に入力される信号がＩＧオフ信号からＩＧオン信号に切り替わった場合には、制御回路１０は、蓄電部９２の充電制御を開始する。

制御回路１０は、蓄電部９２の充電制御を、例えば図３のような流れで行う。制御回路１０は、充電制御を開始した場合、ステップＳ１の処理を行い、蓄電部９２の充電を開始する。具体的には、制御部１１が充電回路３Ａに対する充電指示信号の出力を開始し、充電回路３Ａに継続的な充電動作を開始させる。制御回路１０は、ステップＳ１で充電動作を開始した後、ステップＳ２において、劣化判定を行う。

制御回路１０は、ステップＳ２の劣化判定を、例えば図４のような流れで行う。制御回路１０では、ステップＳ２の劣化判定の開始後、まず、ステップＳ２１において、内部抵抗値検出部１５が現在（ステップＳ２１の実行時点）の蓄電部９２の内部抵抗値Ｒｂを検出する。具体的には、図５のように、充電開始前と充電開始直後での電圧変化量（Ｖｂ−Ｖａ）と、充電開始後に発生する充電電流Ｉａとに基づき、Ｒｂ＝（Ｖｂ−Ｖａ）／Ｉａの式により内部抵抗値Ｒｂを求める。

ステップＳ２１の後、劣化判定部１３は、ステップＳ２２の処理を行い、温度検出部２６で検出された温度Ｔａと、内部抵抗値検出部１５で検出された内部抵抗値Ｒｂと、温度と内部抵抗値の変化率とを対応付けて定めた第１情報とに基づいて内部抵抗値検出部１５で検出された内部抵抗値Ｒｂを規定温度のときの値に変換した第１変換値Ｒｃを検出する。図６のように、各温度のときの内部抵抗変化率を対応付けて定めた第１情報がテーブルデータや演算式などとして制御回路１０内のメモリ（図示略）に予め記憶されており、劣化判定部１３は、ステップＳ２１又はステップＳ２２の実行時点での温度検出部２６による検出温度Ｔａと、図６のような第１情報とに基づきＴａのときの変化率Ａを特定する。そして、この変化率Ａと、ステップＳ２１で検出した内部抵抗値Ｒｂと、予め定められた規定温度のときの内部抵抗値Ｒａとに基づき、Ｒｃ＝（Ｒｂ×（１００−Ａ）／１００）／Ｒａの式により、内部抵抗値Ｒｂを規定温度のときの値に変換した第１変換値Ｒｃを検出する。なお、本構成では、規定温度（基準値）を例えば２０℃としている。また、制御回路１０では、規定温度のときの内部抵抗値Ｒａが予め図示しないメモリ等に記憶されている。

図４で示すステップＳ２２の後、劣化判定部１３は、ステップＳ２３にて現在の容量Ｃｂの検出を行う。劣化判定部１３は、まず、ステップＳ２３の開始時間ｔｃ（図５参照）での温度検出部２６による検出温度Ｔｂを確認する。更に、時間ｔｃから時間ｔｄ（時間ｔｃから一定時間が経過した時間）までの平均電流Ｉｂを算出する。例えば、時間ｔｃから時間ｔｄまで所定の短時間毎にｎ回充電電流を検出し、そのｎ回の充電電流の積算値をｎで除した値を平均電流Ｉｂとする。そして、平均電流Ｉｂと、時間ｔｃ、ｔｄの間の経過時間（ｔｄ−ｔｃ）と、時間ｔｃでの充電電圧Ｖｃと、時間ｔｄでの充電電圧Ｖｄとに基づき、現在（ステップＳ２３の実行時点）の蓄電部９２の容量Ｃｂを、Ｃｂ＝（Ｉｂ×（ｔｄ−ｔｃ））／（Ｖｄ−Ｖｃ）により検出する。また、劣化判定部１３は、時間ｔｄでの温度検出部２６による検出温度Ｔｃを確認し、温度Ｔｂ、Ｔｃの平均値Ｔｄを、Ｔｄ＝（Ｔｂ＋Ｔｃ）／２によって求める。

ステップＳ２３の後、劣化判定部１３は、ステップＳ２４の処理を行い、温度検出部２６で検出された温度（具体的には、平均値Ｔｄ）と、容量検出部１６で検出された容量Ｃｂと、温度と容量の変化率とを対応付けて定めた第２情報とに基づき、容量検出部１６で検出された容量Ｃｂを規定温度のときの値に変換した第２変換値Ｃｃを検出する。図７のように、各温度のときの容量変化率を対応付けて定めた第２情報がテーブルデータや演算式などとして制御回路１０内のメモリ（図示略）に予め記憶されており、劣化判定部１３は、ステップＳ２３の実行時点での温度検出部２６による検出温度（具体的には、平均値Ｔｄ）と、図６のような第２情報とに基づきＴｄのときの変化率Ｂを特定する。そして、この変化率Ｂと、ステップＳ２３で検出した容量Ｃｂと、予め定められた規定温度のときの容量Ｃａとに基づき、Ｃｃ＝（Ｃｂ×（１００−Ｂ）／１００）／Ｃａの式により、容量Ｃｂを規定温度のときの値に変換した第２変換値Ｃｃを検出する。なお、制御回路１０では、規定温度のときの容量Ｃａが予め図示しないメモリ等に記憶されている。なお、この例では、平均値Ｔｄと容量Ｃｂに基づいて図７で示す第２情報により第２変換値Ｃｃを求めたが、温度Ｔｂと容量Ｃｂに基づいて求めてもよく、温度Ｔｃと容量Ｃｂに基づいて求めてもよい。

ステップＳ２４の後、劣化判定部１３は、ステップＳ２５の処理を行い、ステップＳ２４で得られた第２変換値Ｃｃと、容量と内部抵抗の限界値とを対応付けて定めた第３情報とに基づき、第２変換値Ｃｃが容量であるときに第３情報で定まる内部抵抗の限界値Ｒｄを特定する。図８のように、各容量のときの内部抵抗の限界値Ｒｄを対応付けて定めた第３情報がテーブルデータや演算式などとして制御回路１０内のメモリ（図示略）に予め記憶されており、劣化判定部１３は、ステップＳ２４で得られた第２変換値Ｃｃと図８のような第３情報とに基づき容量Ｃｃのときの限界値Ｒｄを特定する。

ステップＳ２５の後、劣化判定部１３は、ステップＳ２６の処理を行い、ステップＳ２５で得られた限界値ＲｄとステップＳ２２で得られた第１変換値Ｒｃとを比較し、第１変換値ＲｃがステップＳ２５で得られた内部抵抗の限界値Ｒｄよりも大きい場合に劣化状態であると判定し（ステップＳ２７）、そうでない場合には劣化状態でないと判定する（ステップＳ２８）。

制御回路１０では、このような流れで図３のステップＳ２の劣化判定を行った後、この劣化判定で蓄電部９２が劣化状態でないと判定される場合、制御部１１が、ステップＳ４にて充電目標電圧を第１目標電圧Ｖｆに設定する。一方、制御回路１０は、ステップＳ２の劣化判定で蓄電部９２が劣化状態であると判定される場合には、ステップＳ５にて送信部１２が外部に対して所定の劣化信号を送信する。劣化信号の送信先は特に限定されず、例えば、外部のＥＣＵなどが挙げられる。外部のＥＣＵは、制御回路１０から劣化信号を取得した場合、ユーザに対する蓄電部９２が異常である旨の所定報知（所定ランプの表示や音声報知など）を行うことが望ましい。そして、制御部１１は、ステップＳ５の後のステップＳ６にて、充電目標電圧を第２目標電圧Ｖｇに設定する。第２目標電圧Ｖｇは、例えば、第１目標電圧Ｖｆよりも一定値Ｘだけ大きい値である。このように制御部１１は、劣化判定部１３によって蓄電部９２が劣化状態でないと判定される場合に充電目標電圧を第１目標電圧Ｖｆに設定し、蓄電部９２が劣化状態であると判定される場合に充電目標電圧を第１目標電圧Ｖｆよりも大きい第２目標電圧Ｖｇに設定する。

そして、制御部１１は、電圧検出部２４で検出される充電電圧（蓄電部９２の出力電圧）に基づき、蓄電部９２の充電電圧が充電目標電圧に達するように充電回路３Ａに充電動作を行わせる。具体的には、制御部１１は、ステップＳ４又はステップＳ６の後、電圧検出部２４で検出される充電電圧がステップＳ４又はステップＳ６で設定された充電目標電圧に到達したか否かを判定し、到達していない場合には、Ｎｏに進んで充電を継続し、到達した場合には、Ｙｅｓに進んで充電を終了する（ステップＳ８）。

次に、電源部９１からの電力供給が低下又は遮断した場合について説明する。
図１で示す電源システム１００は、電源部９１からの電力供給が正常のときに電源部９１の出力電圧が電力線となる配線部８１に印加され、電源部９１から配線部８１を介して様々な電気部品に電力が供給される。ここでいう「電源部９１からの電力供給が正常のとき」とは、電源部９１によって配線部８１に印加される出力電圧が所定値を超えるときである。制御回路１０（具体的には制御部１１）には、図示しない電圧検出回路により、配線部８１に印加される電圧を示す値Ｖ１（例えば、配線部８１の電圧値そのもの、或いは配線部８１の電圧を分圧した値など）が入力されるようになっており、制御回路１０は、この電圧検出回路から入力される検出値Ｖ１（配線部８１に印加される電圧を示す値）が閾値未満であるか否かを判定することで、配線部８１の電圧が所定値未満であるか否かを判定している。なお、所定値は、電源部９１の満充電時の出力電圧よりも小さく０よりも大きい値であり、例えば０Ｖよりもやや大きい値に設定される。

図１で示す制御回路１０（具体的には制御部１１）は、イグニッションスイッチ（始動スイッチ）がオン状態に切り替わった後、電源部９１からの出力電圧が印加される配線部８１の電圧を継続的に監視する。そして、制御部１１は、配線部８１の電圧が所定値未満であるか否かの判定を繰り返し、所定値未満であると判定した場合、充電回路３Ａを停止状態で維持しつつ放電回路３Ｂに放電動作を行わせる。本構成では、配線部８１の電圧が所定値未満である状態が、「電源部９１からの電力供給が低下又は遮断された異常状態」の一例に相当する。このように、制御部１１は、「電源部９１からの電力供給が低下又は遮断された異常状態」である場合に放電回路３Ｂに放電動作を行わせるように機能する。

ここで、本構成の効果を例示する。
図１で示す電源装置１及び制御装置２は、劣化判定部１３によって蓄電部９２が劣化状態であるか否かを判定することができる。そして、蓄電部９２が劣化状態であると判定された場合には、送信部１２によって外部に劣化信号を送信し、蓄電部９２が劣化状態であることを報知することができる。更に、蓄電部９２が劣化状態であると判定された場合には、制御部１１が、充電目標電圧を劣化状態でないときの第１目標電圧Ｖｆよりも大きい第２目標電圧Ｖｇに設定して充電動作を行うため、蓄電部９２の充電電圧を引き上げることができる。従って、蓄電部９２が劣化状態であると判定された後に蓄電部９２の使用が継続されても、蓄電部９２によってバックアップ用の必要電力が供給されやすくなる。

制御装置２は、蓄電部９２の温度を検出する温度検出部２６と、蓄電部９２の内部抵抗値を検出する内部抵抗値検出部１５と、蓄電部９２の容量を検出する容量検出部１６と、を有する。劣化判定部１３は、温度検出部２６で検出された温度と、内部抵抗値検出部１５で検出された内部抵抗値と、温度と内部抵抗値の変化率とを対応付けて定めた第１情報と、に基づいて、内部抵抗値検出部１５で検出された内部抵抗値を規定温度のときの値に変換した第１変換値を検出する。更に、温度検出部２６で検出された温度と、容量検出部１６で検出された容量と、温度と容量の変化率とを対応付けて定めた第２情報とに基づき、容量検出部１６で検出された容量を規定温度のときの値に変換した第２変換値を検出する。更には、第２変換値と、容量と内部抵抗の限界値とを対応付けて定めた第３情報とに基づき、第２変換値が容量であるときに第３情報で定まる内部抵抗の限界値を特定する。そして、第１変換値が内部抵抗の限界値よりも大きい場合に劣化と判定する。

このようにすれば、劣化判定時の温度を考慮した正確な劣化判定を行うことができる。更に、温度を考慮した劣化判定を行うにあたり、各温度に対応した劣化判定式を多数用意しておく必要がないため、データ量を抑えることができる。

制御装置２は、蓄電部９２から負荷９４に放電電流を流す放電動作と、放電電流を遮断する遮断動作とを行う放電回路３Ｂを有する。制御部１１は、電源部９１が所定の失陥状態である場合に放電回路３Ｂに放電動作を行わせるように機能する。

この制御装置２は、電源部９１が所定の失陥状態である場合に放電回路３Ｂに放電動作を行わせ、蓄電部９２をバックアップ電源として用いることができる。そして、劣化判定部１３によって劣化状態と判定された後に蓄電部９２が継続して使用され、電源部９１が所定の失陥状態となったときに蓄電部９２をバックアップ電源として用いた場合には、充電電圧の引き上げの効果によって必要電力が供給されやすくなる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上述した又は後述する実施例は、矛盾しない範囲で組み合わせてもよい。

上述した実施例では、主電源部としての電源部９１に鉛バッテリ用いているが、この構成に限定されず、上述した実施例又は上述した実施例を変更したいずれの例においても、鉛バッテリ以外の公知の他の蓄電池を用いてもよい。電源部９１を構成する電源手段の数は１つに限定されず、複数の電源手段によって構成されていてもよい。

上述した実施例では、蓄電部９２に電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）を用いているが、この構成に限定されず、上述した実施例又は上述した実施例を変更したいずれの例においても、蓄電部９２にリチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ、ニッケル水素充電池などの他の蓄電手段を用いてもよい。また、蓄電部９２を構成する蓄電手段の数は１つに限定されず、複数の蓄電手段によって構成されていてもよい。

上述した実施例では、充電回路３ＡがＤＣＤＣコンバータとして構成される例を説明したが、上述した実施例又は上述した実施例を変更したいずれの例においても、この例に限定されず、公知の様々な充電回路を用いることができる。

上述した実施例では、放電回路３ＢがＤＣＤＣコンバータとして構成される例を説明したが、上述した実施例又は上述した実施例を変更したいずれの例においても、この例に限定されず、公知の様々な放電回路を用いることができる。

上述した実施例では、制御部、送信部、劣化判定部、内部抵抗値検出部、容量検出部がいずれも制御回路１０によって実現されたが、上述した実施例又は上述した実施例を変更したいずれの例においても、いずれか１又は複数の機能、若しくはそれぞれの機能が別々の制御回路によって実現されてもよい。

上述した実施例では、劣化判定の一例を示したが、上述した実施例又は上述した実施例を変更したいずれの例においても、劣化判定部は、公知の様々な方法でＳＯＨ（State Of Health）を測定し、このＳＯＨを劣化度として用いてもよい。そして、ＳＯＨが所定値以下のときに劣化状態と判定してもよい。また、上述した実施例では、温度検出部で検出された温度と、内部抵抗値検出部で検出された内部抵抗値と、容量検出部で検出された蓄電部９２の容量とに基づいて蓄電部９２が劣化状態であるか否かを判定する一例を示したが、温度、内部抵抗値、容量に基づいて劣化状態であるか否かを判定する別の方法を用いてもよい。

１…車載用電源装置
２…車載用電源システムの制御装置
３Ａ…充電回路
３Ｂ…放電回路
１０…制御回路
１１…制御部
１２…送信部
１３…劣化判定部
１５…内部抵抗値検出部
１６…容量検出部
２４…電圧検出部
２６…温度検出部
９１…車載用の電源部
９２…蓄電部
９４…負荷

Claims (5)

1. 車載用の電源部と、少なくとも前記電源部から負荷への電力供給が途絶えた時に前記負荷への電力供給を行う車載用の蓄電部とを備えた車載用電源システムの制御装置であって、
   前記蓄電部を充電する充電回路と、
   前記蓄電部の充電電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電圧検出部で検出される充電電圧に基づき、前記蓄電部の充電電圧が充電目標電圧に達するように前記充電回路に充電動作を行わせる制御部と、
   前記蓄電部が所定の劣化状態であるか否かを判定する劣化判定部と、
   前記劣化判定部が前記劣化状態であると判定した場合に、外部に対して劣化信号を送信する送信部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記劣化判定部によって前記蓄電部が前記劣化状態でないと判定される場合に前記充電目標電圧を第１目標電圧に設定し、前記蓄電部が前記劣化状態であると判定される場合に前記充電目標電圧を前記第１目標電圧よりも大きい第２目標電圧に設定する車載用電源システムの制御装置。
2. 前記蓄電部の温度を検出する温度検出部と、
   前記蓄電部の内部抵抗値を検出する内部抵抗値検出部と、
   前記蓄電部の容量を検出する容量検出部と、
   を有し、
   前記劣化判定部は、前記温度検出部で検出された温度と、前記内部抵抗値検出部で検出された内部抵抗値と、前記容量検出部で検出された前記蓄電部の容量とに基づいて前記蓄電部が前記劣化状態であるか否かを判定する請求項１に記載の車載用電源システムの制御装置。
3. 前記劣化判定部は、
   前記温度検出部で検出された温度と、前記内部抵抗値検出部で検出された内部抵抗値と、温度と内部抵抗値の変化率とを対応付けて定めた第１情報と、に基づいて前記内部抵抗値検出部で検出された内部抵抗値を規定温度のときの値に変換した第１変換値を検出し、
   前記温度検出部で検出された温度と、前記容量検出部で検出された容量と、温度と容量の変化率とを対応付けて定めた第２情報とに基づき、前記容量検出部で検出された容量を規定温度のときの値に変換した第２変換値を検出し、
   前記第２変換値と、容量と内部抵抗の限界値とを対応付けて定めた第３情報とに基づき、前記第２変換値が容量であるときに前記第３情報で定まる内部抵抗の限界値を特定し、
   前記第１変換値が前記内部抵抗の限界値よりも大きい場合に劣化と判定する請求項２に記載の車載用電源システムの制御装置。
4. 前記蓄電部から前記負荷に放電電流を流す放電動作と、前記放電電流を遮断する遮断動作とを行う放電回路を有し、
   前記制御部は、前記電源部からの電力供給が低下又は遮断された異常状態である場合に前記放電回路に前記放電動作を行わせる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車載用電源システムの制御装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車載用電源システムの制御装置と、前記蓄電部とを含む車載用電源装置。

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