JP2018191440A - 車両用電源制御装置、車両用電源装置、及び車両用電源制御装置の制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】バックアップ電源として使用可能な蓄電部の充放電を制御することができ、蓄電部の一部をより迅速に充電し得る構成を提供する。【解決手段】車両用電源制御装置２では、スイッチ制御部１４が第１スイッチ部３１及び第２スイッチ部３２を制御する。スイッチ制御部１４は、充電制御部１２が充電制御を開始した後、第１スイッチ部３１をオン状態とし第２スイッチ部３２をオフ状態とする第１制御を先に行い、第１制御の後、第１スイッチ部３１をオフ状態とし第２スイッチ部３２をオン状態とする第２制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用電源制御装置、車両用電源装置、及び車両用電源制御装置の制御回路に関するものである。

車両用の電源システムは、主電源としてバッテリを用いる構成が一般的であるが、主電源の失陥が生じると負荷への電力供給が途絶えてしまい、電気的な動作（例えば各種電子制御など）が不能になってしまう。このような問題を解消し得る構成として、補助電源を搭載した構成が知られており、例えば、特許文献１の技術では、メインバッテリーと並列にバックアップバッテリが設けられ、メインバッテリーや給電系統が故障したときには、バックアップバッテリから非常給電を行うようになっている。

特開２００４−２８２８４４号公報

ところで、主電源として機能する電源部とは別でバックアップ電源として機能する蓄電部を設ける場合、蓄電部に必要な容量はバックアップ対象となる負荷によって異なり、バックアップ動作時に必要な電力量が大きいほど、蓄電部の容量を大きくしなければならない。しかし、蓄電部の容量を大きくするほど、充電時間がより長くなってしまうという問題がある。

例えば、強制放電や自己放電などによって蓄電部の充電電圧が低下した場合、蓄電部を再充電して充電電圧を目標電圧まで高める必要があるが、蓄電部の容量が大きいほど、目標電圧に達するまでの充電時間が長くなってしまい、その充電期間中にバックアップ動作すべき事態が発生する可能性が高くなってしまう。

本発明は、本発明は上述した事情に基づいてなされたものであり、バックアップ電源として使用可能な蓄電部の充放電を制御することができ、蓄電部の一部をより迅速に充電し得る構成を提供することを目的とするものである。

本発明の第１の例である車両用電源制御装置は、
電源部から第１導電路を介して供給される電力に基づき第２導電路を介して第１蓄電部及び第２蓄電部を充電する動作と、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部を放電させる動作と、を行う車両用電源制御装置であって、
前記第１導電路を介して供給される電力に基づき、前記第２導電路に向けて充電電流を供給する充電回路部と、
前記第２導電路と前記第１蓄電部との間に介在し、前記第２導電路側から前記第１蓄電部側への通電を許容するオン状態と、前記第１蓄電部側から前記第２導電路側への通電を遮断するオフ状態と、に切り替わる第１スイッチ部と、
前記第２導電路と前記第２蓄電部との間に介在し、前記第２導電路側から前記第２蓄電部側への通電を許容するオン状態と、前記第２導電路側から前記第２蓄電部側への通電を遮断するオフ状態と、に切り替わる第２スイッチ部と、
前記第２導電路に向けて充電電流を供給する充電動作を前記充電回路部に行わせる充電制御と、前記充電回路部に前記充電動作を停止させる充電停止制御と、を切り替える充電制御部と、
前記充電制御部が前記充電制御を開始した後、前記第１スイッチ部をオン状態とし前記第２スイッチ部をオフ状態とする第１制御を先に行い、前記第１制御の後、前記第１スイッチ部をオフ状態とし前記第２スイッチ部をオン状態とする第２制御を行うスイッチ制御部と、
前記充電回路部又は前記充電回路部とは異なる回路部によって構成され、少なくとも前記第１蓄電部から供給される電力に基づく放電動作を行う放電回路部と、
前記放電回路部に前記放電動作を行わせる放電制御と、前記放電動作を停止させる放電停止制御と、を行う放電制御部と、
を有する。

本発明の第２の例である車両用電源装置は、上記車両用電源制御装置と、第１蓄電部と、第２蓄電部と、を含む。

本発明の第３の例である車両用電源制御装置の制御回路は、
電源部から第１導電路を介して供給される電力に基づき、第２導電路に向けて充電電流を供給する充電回路部と、
前記第２導電路と第１蓄電部との間に介在し、前記第２導電路側から前記第１蓄電部側への通電を許容するオン状態と、前記第１蓄電部側から前記第２導電路側への通電を遮断するオフ状態と、に切り替わる第１スイッチ部と、
前記第２導電路と第２蓄電部との間に介在し、前記第２導電路側から前記第２蓄電部側への通電を許容するオン状態と、前記第２導電路側から前記第２蓄電部側への通電を遮断するオフ状態と、に切り替わる第２スイッチ部と、
前記充電回路部又は前記充電回路部とは異なる回路部によって構成され、少なくとも前記第１蓄電部から供給される電力に基づく放電動作を行う放電回路部と、
を有する車両用電源制御装置に設けられ、
前記第２導電路に向けて充電電流を供給する充電動作を前記充電回路部に行わせる充電制御と、前記充電回路部に前記充電動作を停止させる充電停止制御と、を切り替える充電制御部と、
前記充電制御部が前記充電制御を開始した後、前記第１スイッチ部をオン状態とし前記第２スイッチ部をオフ状態とする第１制御を先に行い、前記第１制御の後、前記第１スイッチ部をオフ状態とし前記第２スイッチ部をオン状態とする第２制御を行うスイッチ制御部と、
前記放電回路部に前記放電動作を行わせる放電制御と、前記放電動作を停止させる放電停止制御と、を行う放電制御部と、
を有する。

本発明の第１の例である車両用電源制御装置では、スイッチ制御部が第１スイッチ部及び第２スイッチ部の制御を行う。スイッチ制御部は、充電制御部が充電制御を開始した後、第１スイッチ部をオン状態とし第２スイッチ部をオフ状態とする第１制御を先に行う。このように充電制御中に第１スイッチ部をオン状態とし第２スイッチ部をオフ状態とすることで、充電回路部から第２導電路に供給される充電電流は、第２蓄電部に流れ込まずに第１蓄電部に流れ込むことになる。よって、第１蓄電部及び第２蓄電部の両方を一括して充電する方法と比較して第１蓄電部をより迅速に充電でき、第１蓄電部の充電電圧を迅速に高めることができる。従って、充電制御中の早い時期に蓄電部からの放電が必要な状況（例えば、電源部からの電力供給が途絶えた状況など）となった場合であっても、第１蓄電部の充電電圧が迅速に高められていれば、第１蓄電部によって可能な範囲でバックアップ動作を行うことができる。
更に、第１制御の後、第２制御（第１スイッチ部をオフ状態とし第２スイッチ部をオン状態とする制御）を行うようになっており、この第２制御中には、充電回路部から第２導電路に供給される充電電流が第２蓄電部に流れ込むことになる。つまり、第１蓄電部の充電電圧を迅速に高めた後には、時間差で第２蓄電部の充電電圧も高めることができ、放電可能な電力量がより大きく確保された状態に移行させることができる。

本発明の第２の例である車両用電源装置は、第１の例である車両用電源制御装置と同様の効果を生じさせる。

本発明の第３の例である車両用電源制御装置の制御回路は、第１の例である車両用電源制御装置と同様の効果を生じさせる。

図１は、実施例１の車両用電源制御装置を備えた車両用電源システムを概略的に示す回路図である。 図２は、実施例１の車両用電源制御装置の制御回路で実現される各機能を概念的に示すブロック図である。 図３は、実施例１の車両用電源制御装置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４は、図１で示す車両用電源システムにおいて時間ｔ１から充電制御が開始される場合の第１蓄電部及び第２蓄電部の各充電電圧の変化と、第１スイッチ部を構成する各スイッチ素子及び第２スイッチ部の各状態との関係を経時的に示すタイミングチャートである。 図５は、実施例２の車両用電源制御装置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６は、実施例３の車両用電源制御装置を備えた車両用電源システムを概略的に示す回路図である。 図７は、実施例３の車両用電源制御装置の制御回路で実現される各機能を概念的に示すブロック図である。

ここで、発明の望ましい例を示す。

上述した車両用電源制御装置、車両用電源装置、及び車両用電源制御装置の制御回路のいずれにおいても、スイッチ制御部は、充電制御部が充電制御を開始した後、第１蓄電部の充電電圧値が所定の第１目標電圧値を超えた場合に第１制御から第２制御に切り替えるように動作してもよい。

このように構成されていれば、充電制御の開始後、第１蓄電部の充電電圧値を所定の第１目標電圧値まで迅速に高めた上で、第１蓄電部の放電を停止させながら第２蓄電部の充電を行うことができる。従って、第２蓄電部の充電中に放電が必要な状況（例えば、電源部からの電力供給が途絶えた状況など）が生じても、高い充電電圧に保たれた第１蓄電部によって良好にバックアップ動作を行うことができる。

上述した車両用電源制御装置、車両用電源装置、及び車両用電源制御装置の制御回路のいずれにおいても、スイッチ制御部は、第１制御から第２制御に切り替えた後、第２蓄電部の充電電圧値が所定の第２目標電圧値を超えた場合に、第１スイッチ部及び第２スイッチ部をいずれもオン状態とするように動作してもよい。

この構成では、第１蓄電部の充電電圧値を第１目標電圧値まで迅速に高めた後、第１蓄電部の充電電圧値を高い状態で維持しながら第２蓄電部の充電電圧値を第２目標電圧値まで高めることができる。そして、第２蓄電部の充電電圧値が第２目標電圧値を超えた場合には、第１スイッチ部及び第２スイッチ部をいずれもオン状態とするため、第２蓄電部の充電電圧値が第２目標電圧値を超えた後に放電が必要な状況が生じても、十分に充電された両蓄電部（第１蓄電部及び第２蓄電部）によるバックアップ動作が可能となる。

上述した車両用電源制御装置、車両用電源装置、及び車両用電源制御装置の制御回路のいずれにおいても、充電制御部は、第２蓄電部の充電電圧値が第２目標電圧値を超えた場合に充電制御から充電停止制御に切り替え、充電停止制御に切り替えた後に、第１蓄電部及び第２蓄電部の少なくともいずれかの充電電圧値が第２目標電圧値よりも低い所定の第３目標電圧値以下になる再低下状態に変化した場合に充電停止制御から充電制御に切り替えるように動作してもよい。スイッチ制御部は、再低下状態に変化することに応じて充電制御部が充電制御に切り替えた場合、第１制御を先に行い、第１制御の後に第２制御を行うように動作してもよい。

この構成では、第１蓄電部及び第２蓄電部の充電が一旦完了して充電停止制御に切り替えた後、第１蓄電部及び第２蓄電部の少なくともいずれかの充電電圧値がある程度低下した場合に再充電を行うことができる。この再充電の際にも、第１蓄電部を優先して充電を迅速に行い、第１蓄電部を早期に適正状態に戻すことができるため、第１蓄電部については早期により大きな出力電圧を供給し得るようになる。そして、時間差で第２蓄電部の再充電を行うことで、第２蓄電部も充電電圧を高め、放電可能な電力量がより大きく確保された状態に戻すことができる。

上述した車両用電源制御装置、車両用電源装置、及び車両用電源制御装置の制御回路のいずれにおいても、充電制御部は、第２蓄電部の充電電圧値が第２目標電圧値を超えた場合に充電制御から充電停止制御に切り替え、充電停止制御に切り替えた後に、第１蓄電部及び第２蓄電部の少なくともいずれかの充電電圧値が第２目標電圧値よりも低い所定の第３目標電圧値以下になる再低下状態に変化した場合に充電停止制御から充電制御に切り替えるように動作してもよい。スイッチ制御部は、再低下状態に変化することに応じて充電制御部が充電制御に切り替えた場合の充電期間に、第１スイッチ部及び第２スイッチ部の状態を、第２導電路側から第１蓄電部及び第２蓄電部のそれぞれへの通電が許容される状態とするように動作してもよい。

この構成では、第１蓄電部及び第２蓄電部の充電が一旦完了して充電停止制御に切り替えた後、第１蓄電部及び第２蓄電部の少なくともいずれかの充電電圧値がある程度低下した場合に再充電を行うことができる。再充電の際には、両蓄電部を一括して充電することで両蓄電部の充電電圧を同時に高めることができる。

上述した車両用電源制御装置、車両用電源装置、及び車両用電源制御装置の制御回路のいずれにおいても、放電回路部は、充電回路部とは異なる回路部として構成され、第１スイッチ部と第１蓄電部との間に電気的に接続された導電路を介して、第１蓄電部からの電力に基づく放電電流を充電回路部とは異なる経路から供給する構成であってもよい。

この構成では、充電回路部とは別で放電回路部が構成されているため、充電回路部が充電動作を行っている最中にバックアップ動作すべき事態が生じた場合に、充電回路部の動作に大きく依存することなく放電回路部をより早く動作させ、充電電圧が優先的に高められる第１蓄電部を迅速に放電させることができる。

上述した車両用電源制御装置、車両用電源装置、及び車両用電源制御装置の制御回路のいずれにおいても、第１負荷に対して電力が供給される経路である第３導電路と、第２負荷に対して電力が供給される経路であり、第１導電路に電気的に接続された第４導電路と、アノードが第１導電路及び第４導電路に電気的に接続され、カソードが第３導電路に電気的に接続されたダイオードと、を有していてもよい。放電回路部は、第１蓄電部からの電力に基づく放電電流を第３導電路に供給する構成であってもよい。

この構成によれば、放電回路部からの放電電流を第２負荷よりも第１負荷に優先的に供給することができる。従って、第１蓄電部によって供給し得る電力量のより多くを第１負荷に費やすことができ、バックアップ動作すべき事態が発生した場合に第１負荷をより迅速且つより十分にバックアップすべき構成において特に有利になる。

上述した車両用電源制御装置、車両用電源装置、及び車両用電源制御装置の制御回路のいずれにおいても、放電回路部は、充電回路部によって構成され、放電制御部は、充電制御部によって構成され、充電制御部は、充電制御を行っているときに所定の放電条件が成立した場合、放電制御を行う構成であってもよい。

この構成では、充電回路部を放電回路部として兼用することができ、回路構成の簡素化を図ることができる。

上述した車両用電源制御装置、車両用電源装置、及び車両用電源制御装置の制御回路のいずれにおいても、第１負荷に対して電力が供給される経路である第３導電路と、第２負荷に対して電力が供給される経路であり、第１導電路に電気的に接続された第４導電路と、第４導電路に設けられ、放電回路部側から第２負荷側への通電を遮断するオフ状態と、許容するオン状態とに切り替わる切替スイッチ部と、切替スイッチ部のオンオフを切り替える切替部と、を有していてもよい。

このように構成すれば、充電回路部を放電回路部として兼用して回路構成の簡素化を図りつつ、充電回路部を放電回路部として動作させる際に第２負荷に対する放電を許容するようなモードと、第２負荷に対する放電を禁止するようなモードとを切り替えることができる。

＜実施例１＞
次に、本発明を具体化した一例である実施例１について図面を参照しつつ説明する。
（車両用電源システムの基本構成）
図１で例示する車両用電源システム１００（以下、電源システム１００ともいう）は、実施例１に係る車両用電源制御装置２（以下、電源制御装置２ともいう）を備えた車両用の電源システムとして構成されている。車両用電源装置１は、電源制御装置２と第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２を備えてなる車両用の電源装置である。制御回路１０は、「車両用電源制御装置の制御回路」の一例に相当し、電源制御装置２の制御を司る制御回路として構成されている。なお、図１では、ヒューズなどの保護用部品は省略して示している。

電源システム１００は、電力供給対象である第１負荷１０１及び第２負荷１０２へ電力を供給するための主電源となる電源部９０と、少なくとも電源部９０からの電力供給が途絶えたときに電力供給源となる蓄電部８０と、少なくとも電源部９０からの電力供給が途絶えたときに蓄電部８０からの放電を迅速に行う機能を備えた電源制御装置２と、を有しており、電源部９０又は蓄電部８０を電力供給源として負荷（第１負荷１０１及び第２負荷１０２）に電力を供給するシステムとして構成されている。

電源システム１００は、電源部９０からの電力供給が正常状態のときに電源部９０の出力電圧に基づく電圧を第１導電路７１に印加し、電源部９０から第１導電路７１を介して第１負荷１０１及び第２負荷１０２に電力を供給する構成をなす。本構成において「電源部９０からの電力供給が正常状態のとき」とは、電源部９０からの電力供給に基づいて第１導電路７１に印加される電圧値（第１導電路７１の電位）が所定の閾値以下の場合である。

電源部９０は、車両に搭載される車両用電源部であり、例えば、鉛バッテリ等の公知のバッテリとして構成されている。電源部９０は、高電位側の端子が配線部９１に電気的に接続され、低電位側の端子がグラウンドに電気的に接続され、配線部９１に対して所定の出力電圧（＋Ｂ電圧）を印加する。図１の例では、配線部９１及び第１導電路７１の電位が、電源部９０における高電位側の端子の電位に保たれるようになっている。

第１負荷１０１、第２負荷１０２は、車両に搭載される公知の車両用電気部品として構成されている。図１の例では、電源装置１の外部に設けられた配線部９３が電源装置１の端子Ｐ３に電気的に接続されており、配線部９３に第１負荷１０１が電気的に接続されている。また、電源装置１の外部に設けられた配線部９４が電源装置１の端子Ｐ４に電気的に接続されており、配線部９４に第２負荷１０２が電気的に接続されている。

第１負荷１０１は、電源部９０又は蓄電部８０から第３導電路７３及び配線部９３を介して電力供給を受け得る負荷であり、負荷の種類や個数は限定されない。電源システム１００では、第２電圧変換部２２の放電動作中に第２電圧変換部２２からの放電電流が第１負荷１０１に供給され得る。第２負荷１０２は、電源部９０又は蓄電部８０から第４導電路７４を介して電力供給を受け得る負荷であり、負荷の種類や個数は限定されない。本構成では、例えば第２負荷１０２が第１負荷１０１とは異なる種類の負荷となっている。電源システム１００では、第２電圧変換部２２の放電動作中に第２電圧変換部２２からの放電電流が第２負荷１０２に供給されない構成となっている。なお、第３導電路７３には、第３導電路７３を導通状態と非導通状態に切り替えるスイッチ部７６が設けられ、第４導電路７４には、第４導電路７４を導通状態と非導通状態に切り替えるスイッチ部７７が設けられている。スイッチ部７６、７７の各々のオンオフ状態は、制御回路１０によって制御されるようになっており、通常時やバックアップ動作時には、特に理由がない限り、スイッチ部７６、７７の各々がオン状態で維持されるようになっている。なお、スイッチ部７６、７７は、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチなどであってもよく、機械式のリレーであってもよい。或いは、スイッチ部７６、７７を省略し、これらの部分を常時導通状態としてもよい。

電源装置１は、電源部９０の異常時にバックアップ動作を行い得るバックアップ装置として構成されており、主に、蓄電部８０及び電源制御装置２によって構成されている。

蓄電部８０は、第１蓄電部８１と第２蓄電部８２に分けられている。第１蓄電部８１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。第１蓄電部８１は、高電位側の端子がスイッチ素子３１Ｂのソース及び第２電圧変換部２２の入力路(導電路２４)に電気的に接続されている。第２蓄電部８２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。第２蓄電部８２は、高電位側の端子が第２スイッチ部３２のソースに電気的に接続されている。

第１蓄電部８１と第２蓄電部８２との関係は、第２蓄電部８２のほうが第１蓄電部８１よりも容量が大きくてもよい。この場合、第１蓄電部８１の充電電圧をより迅速に高めやすくなる。逆に、第２蓄電部８２のほうが第１蓄電部８１よりも容量が小さくてもよい。この場合、第１蓄電部８１の充電を優先的に行い得る構成を実現しつつ、第１蓄電部８１の容量を大きく確保しやすくなる。なお、第１蓄電部８１と第２蓄電部８２とが同程度の容量であってもよい。

電源制御装置２は、電源部９０から第１導電路７１を介して供給される電力に基づき第２導電路７２を介して蓄電部８０（第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２）を充電する動作を行い得る。更に、電源制御装置２は、蓄電部８０（第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２）を放電させる動作を行い得る。電源制御装置２は、充電回路部の一例に相当する第１電圧変換部２１と、放電回路部の一例に相当する第２電圧変換部２２と、スイッチ回路部３０と、制御回路１０とを有する。

第１電圧変換部２１は、スイッチング方式の非絶縁型ＤＣＤＣコンバータなどの公知の充電回路として構成されており、制御回路１０によって制御され、電源部９０から第１導電路７１を介して供給される電力に基づき、第２導電路７２に向けて充電電流を供給するように動作し得る。以下の説明では、第１電圧変換部２１が双方向型の昇降圧ＤＣＤＣコンバータとして構成される例を挙げて説明する。第１電圧変換部２１は、制御回路１０から第１電圧変換部２１に対して充電指示信号が与えられているときには、第１導電路７１に印加された電圧を入力電圧としてこの入力電圧を昇圧する電圧変換動作を行い、その昇圧した電圧を出力電圧として第２導電路７２に印加する。制御回路１０から第１電圧変換部２１に対して放電指示信号が与えられているときには、第２導電路７２に印加された電圧を入力電圧としてこの入力電圧を降圧する電圧変換動作を行い、その降圧した電圧を出力電圧として第１導電路７１に印加する。制御回路１０から第１電圧変換部２１に対して停止信号が与えられているときには、第１電圧変換部２１は充電動作（上述の昇圧動作）も放電動作（上述の降圧動作）も行わず、このときには、第１導電路７１と第２導電路７２とを非導通状態とする。

第２電圧変換部２２は、第１電圧変換部２１（充電回路部）とは異なる回路部によって構成され、第１蓄電部８１から供給される電力に基づく放電動作を行い得る。第２電圧変換部２２は、スイッチング方式の非絶縁型降圧ＤＣＤＣコンバータなどの公知の放電回路として構成されており、制御回路１０によって制御される。第２電圧変換部２２は、制御回路１０から放電指示信号が与えられているときには、入力路（導電路２４）に印加された電圧（第１蓄電部８１の出力電圧）を入力電圧としてこの入力電圧を所望の電圧に降圧する電圧変換動作を行い、その降圧した電圧を出力電圧として第３導電路７３に印加する。制御回路１０から第２電圧変換部２２に対して停止信号が与えられているときには、第２電圧変換部２２は放電動作（上述の降圧動作）を行わず、このときには、第１蓄電部８１と第３導電路７３とを非導通状態とする。

スイッチ回路部３０は、第１スイッチ部３１と第２スイッチ部３２とを備える。第１スイッチ部３１は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されたスイッチ素子３１Ａ，３１Ｂを備え、第２導電路７２と第１蓄電部８１の間にスイッチ素子３１Ａ，３１Ｂが直列に接続されている。スイッチ素子３１Ａは、ソースが第２導電路７２に電気的に接続され、ドレインがスイッチ素子３１Ｂのドレインに電気的に接続されている。スイッチ素子３１Ｂのソースは、第１蓄電部８１の高電位側の端子及び入力路（導電路２４）に電気的に接続されている。スイッチ素子３１Ａ，３１Ｂのボディダイオードは逆向きとなっている。第１スイッチ部３１は、第２導電路７２と第１蓄電部８１との間に介在し、スイッチ素子３１Ａ，３１Ｂのうち少なくともスイッチ素子３１Ｂがオン状態のときに第２導電路７２側から第１蓄電部８１側への通電を許容する。なお、少なくともスイッチ素子３１Ｂがオン状態であるときが第１スイッチ部３１のオン状態の一例に相当する。また、スイッチ素子３１Ａ，３１Ｂのうち少なくともスイッチ素子３１Ａがオフ状態のときに第１蓄電部８１側から第２導電路７２側への通電を遮断する。なお、少なくともスイッチ素子３１Ａがオフ状態であるときが第１スイッチ部３１のオフ状態の一例に相当する。

第２スイッチ部３２は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されたスイッチ素子からなる。第２スイッチ部３２は、ドレインが第２導電路７２に電気的に接続され、ソースが第２蓄電部８２に電気的に接続されている。第２スイッチ部３２は、第２導電路７２と第２蓄電部８２との間に介在し、オン状態のときに第２導電路７２側から第２蓄電部８２側への通電を許容し、オフ状態のときに第２導電路７２側から第２蓄電部８２側への通電を遮断する。

ダイオード７８は、アノードが第１導電路７１及び第４導電路７４に電気的に接続され、カソードが第３導電路７３に電気的に接続されている。図１の構成では、第１導電路７１側から第３導電路７３側には電流が流れ得る構成となっており、第３導電路７３側から第１導電路７１側には電流が流れない構成となっている。

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等の演算装置、ＲＯＭ又はＲＡＭ等のメモリ、ＡＤ変換器等を有している。図１、図２のように、制御回路１０には、例えば、位置Ｐａ、位置Ｐｂ１、位置Ｐｂ２の電圧値（電位）を示す検出値が入力される。位置Ｐａの電圧値Ｖａ（電位）は第１導電路７１の電圧値であり、位置Ｐｂ１の電圧値Ｖｂ１（電位）は第１蓄電部８１の充電電圧値であり、位置Ｐｂ２の電圧値Ｖｂ２（電位）は第２蓄電部８２の充電電圧値である。制御回路１０は、これらの値を継続的に監視し得る構成となっている。なお、制御回路１０が、位置Ｐａ、位置Ｐｂ１、位置Ｐｂ２の電圧値（電位）を検出するための回路構成は、位置Ｐａ、Ｐｂ１、Ｐｂ２の電圧値を直接制御回路１０に入力する構成であってもよく、各位置の電圧を分圧回路によって分圧した分圧値を制御回路１０に入力してもよい。

制御回路１０は、充電制御部１２としての機能を有し、この充電制御部１２は、第１電圧変換部２１による充電動作を制御する。また、制御回路１０は、放電制御部１６としての機能を有し、この放電制御部１６は、第２電圧変換部２２による放電動作を制御する。更に、制御回路１０は、スイッチ制御部１４としての機能を有し、このスイッチ制御部１４は、スイッチ回路部３０を構成する各スイッチ部のオンオフを制御し得る。充電制御部１２、スイッチ制御部１４、放電制御部１６は、それぞれが別々の回路で構成されていてもよく、いずれか複数の制御部又は全ての制御部が共通の回路によって実現されてもよい。以下の説明では、制御回路１０を構成する単一のマイクロコンピュータが、充電制御部１２、スイッチ制御部１４、放電制御部１６の機能を全て実現する例を代表例として説明する。

充電制御部１２は、第２導電路７２に向けて充電電流を供給する充電動作を第１電圧変換部２１（充電回路部）に行わせる充電制御と、第１電圧変換部２１（充電回路部）に充電動作を停止させる充電停止制御と、を切り替えるように動作する。図１、図２では、充電制御部１２から第１電圧変換部２１に与えられる制御信号をＳａ１としている。

スイッチ制御部１４は、充電制御部１２が充電制御を開始した後、第１スイッチ部３１をオン状態とし第２スイッチ部３２をオフ状態とする第１制御を先に行い、第１制御の後、第１スイッチ部３１をオフ状態とし第２スイッチ部３２をオン状態とする第２制御を行うように動作する。図１、図２では、スイッチ制御部１４からスイッチ素子３１Ａ，３１Ｂ、第２スイッチ部３２のそれぞれに与えられる各制御信号をＳｂ１，Ｓｂ２，Ｓｂ３としている。

放電制御部１６は、第２電圧変換部２２（放電回路部）に放電動作を行わせる放電制御と、放電動作を停止させる放電停止制御とを切り替えるように動作する。図１、図２では、放電制御部１６から第２電圧変換部２２に与えられる制御信号をＳｃ１としている。

（電源制御装置の基本動作）
次に、電源制御装置２の基本動作について説明する。
まず、電源部９０からの電力供給が正常状態である場合の基本動作を説明する。
車両用電源システム１００が搭載された車両では、当該車両内において始動スイッチ（具体的にはイグニッションスイッチ）をオフさせる所定のオフ操作がなされると、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り、エンジンが停止する。制御回路１０には、イグニッションスイッチの状態を示す信号が入力されるようになっており、イグニッションスイッチがオン状態のとき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ＩＧオン信号が入力され、イグニッションスイッチがオフ状態のときに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ＩＧオフ信号が入力される。

制御回路１０は、入力される信号がＩＧオン信号からＩＧオフ信号に切り替わった場合、第１スイッチ部３１、第２スイッチ部３２をいずれもオン状態とし、第１電圧変換部２１に放電動作を行わせる。このような放電動作を、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｐｂ１及び第２蓄電部８２の充電電圧値Ｐｂ２がオフ動作時の目標電圧Ｖｔ２となるまで行う。なお、ここでは、イグニッションスイッチがオフ状態のときにオフ動作時の目標電圧Ｖｔ２となるまで放電させる一例を示したが、第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２をオフ動作時の目標電圧Ｖｔ２まで放電させ得る方法であれば回路構成や方法は限定されない。

一方、車両用電源システム１００が搭載された車両内において始動スイッチ（具体的にはイグニッションスイッチ）をオンさせる所定のオン操作（図示しないイグニッションスイッチをオフ状態からオン状態に切り替えるためのオン操作）がなされると、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り、エンジンが始動する。制御回路１０は、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、図３で示す充電制御を行う。なお、図４では、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タイミングが時間Ｔ１である。

制御回路１０は、図３で示す充電制御の開始後、ステップＳ１において個別フラグが「Ｔｒｕｅ」であるか否かを判定する。個別フラグは、第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２を個別に充電するか否かを特定するためのフラグであり。個別フラグが「Ｔｒｕｅ」の場合には第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２を個別に充電するモードとなり、個別フラグが「Ｆａｌｓｅ」の場合には第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２を一括して充電するモードとなる。なお、始動スイッチ（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直後の個別フラグの初期値は、「Ｔｒｕｅ」となる。

制御回路１０は、ステップＳ１において個別フラグが「Ｔｒｕｅ」であると判定した場合、ステップＳ２において、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１が第１目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）よりも大きいか否かを判定する。制御回路１０は、ステップＳ２において第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１が目標電圧値Ｖｔ１以下であると判定した場合、ステップＳ３において第２スイッチ部３２をオフ状態とし、ステップＳ４において、第１スイッチ部３１をオン状態（具体的には、スイッチ素子３１Ａ，３１Ｂをいずれもオン状態）とする。このようにスイッチ素子３１Ａ，３１Ｂをオン状態とし、第２スイッチ部３２をオフ状態とする第１制御を維持したまま、ステップＳ５において充電制御を行い、第１電圧変換部２１に充電動作を行わせる。このようにすることで、第１電圧変換部２１からの充電電流は第１蓄電部８１のみに供給され、第２蓄電部８２には供給されなくなり、図４のように、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１のみが上昇する。なお、制御回路１０は、ステップＳ５において充電制御を行う場合、既に第１電圧変換部２１に対する充電制御が継続していれば実行中の充電制御を維持し、充電制御が実行されていなければ第１電圧変換部２１に対する充電制御を開始する。制御回路１０は、ステップＳ５の後、処理をステップＳ１に戻し、ステップＳ１以降の処理を行う。なお、制御回路１０は、第１制御の実行中においてステップＳ１に処理を戻した場合、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１が第１目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）以下である間は、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５の処理を繰り返すことになる。

制御回路１０は、ステップＳ２において、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１が第１目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）よりも大きいと判定した場合、ステップＳ６において、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）よりも大きいか否かを判定する。制御回路１０は、ステップＳ６において、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が目標電圧値Ｖｔ１以下であると判定した場合、ステップＳ７において第１スイッチ部３１をオフ状態（具体的には、スイッチ素子３１Ａ，３１Ｂをいずれもオフ状態）とし、ステップＳ８において、第２スイッチ部３２をオン状態とする。なお、図４では、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１が第１目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）よりも大きくなったタイミングが時間ｔ２である。このようにスイッチ素子３１Ａ，３１Ｂをオフ状態とし、第２スイッチ部３２をオン状態とする第２制御を維持したまま、ステップＳ５において充電制御を行い、第１電圧変換部２１に充電動作を行わせる。このようにすることで、第１電圧変換部２１からの充電電流は第２蓄電部８２のみに供給され、第１蓄電部８１には供給されず、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１は維持されたまま、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が上昇する。なお、このような動作が行われる期間（時間ｔ２から時間ｔ３までの期間）は、第１蓄電部８１から第２導電路７２側への放電はなされなくなる。制御回路１０は、ステップＳ５の後、処理をステップＳ１に戻し、ステップＳ１以降の処理を行う。なお、制御回路１０は、第２制御の実行中にステップＳ１に処理を戻した場合、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）以下である間は、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ５の処理を繰り返すことになる。

制御回路１０は、ステップＳ６において、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）よりも大きいと判定した場合、ステップＳ９において第１スイッチ部３１をオン状態（具体的には、スイッチ素子３１Ａ，３１Ｂをいずれもオン状態）とし、ステップＳ１０において、第２スイッチ部３２をオン状態とする。なお、図４では、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）よりも大きくなったタイミングが時間ｔ３である。

制御回路１０は、ステップＳ１０の後、ステップＳ１１において個別フラグを「Ｔｒｕｅ」から「Ｆａｌｓｅ」に切り替え、ステップＳ１５において第１電圧変換部２１の充電動作を停止させる。

以上のように、制御回路１０（具体的にはスイッチ制御部１４）は、充電制御部１２が充電制御を開始した後、第１スイッチ部３１をオン状態とし第２スイッチ部３２をオフ状態とする第１制御を先に行い、第１制御の後、第１スイッチ部３１をオフ状態とし第２スイッチ部３２をオン状態とする第２制御を行うように動作する。制御回路１０のスイッチ制御部１４は、充電制御部１２が充電制御を開始した後、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１が第１目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えた場合（即ち、ステップＳ２でＹｅｓとなる場合）に第１制御から第２制御に切り替えるように動作し、第１制御から第２制御に切り替えた後、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えた場合(即ち、ステップＳ６でＹｅｓとなる場合)に、第１スイッチ部３１及び第２スイッチ部３２をいずれもオン状態とするように動作する。

更に、本構成では、上述した第２制御の後、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えることで充電制御から充電停止制御に切り替えられた場合、自然放電などにより、第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２の少なくともいずれかの充電電圧値が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）よりも低い所定の第３目標電圧値Ｖｔ３以下になる「再低下状態」に変化した場合には、制御回路１０は、第１電圧変換部２１に対する制御を充電停止制御から充電制御に切り替える。具体的には、ステップＳ６でＹｅｓとなり、ステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１５の処理を行って充電動作を停止した後、始動スイッチ（イグニッションスイッチ）がオフ状態に切り替わる前に第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２の少なくともいずれかの充電電圧値が第３目標電圧値Ｖｔ３以下になった場合、このような条件が成立したことを開始トリガとして、再び、図３の充電制御を開始するようになっている。この場合、ステップＳ１１において個別フラグが「Ｆａｌｓｅ」に切り替えられたままとなっており、この状態でステップＳ１の判定がなされるため、制御回路１０は、ステップＳ１において個別フラグが「Ｔｒｕｅ」ないと判定することになる。

制御回路１０は、ステップＳ１において個別フラグが「Ｔｒｕｅ」ないと判定した場合、ステップＳ１２において第１スイッチ部３１をオン状態（具体的には、スイッチ素子３１Ａ，３１Ｂをいずれもオン状態）とし、ステップＳ１３において、第２スイッチ部３２をオン状態とする。このように制御回路１０（具体的にはスイッチ制御部１４）は、「再低下状態」に変化することに応じて充電制御部１２が充電制御に切り替えた場合の充電期間に、第１スイッチ部３１及び第２スイッチ部３２の状態を、第２導電路７２側から第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２のそれぞれへの通電が許容される状態とする。これにより、第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２を一括して充電することが可能となる。

制御回路１０は、ステップＳ１３の後、ステップＳ１４において第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１又は第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２のいずれかが目標電圧値Ｖｔ１以下であるか否かを判定し、いずれかが目標電圧値Ｖｔ１以下あればステップＳ５において充電制御を行い、第１電圧変換部２１に充電動作を行わせ、ステップＳ１に処理を戻す。制御回路１０は、このように個別フラグ「Ｆａｌｓｅ」での再充電制御の実行中にステップＳ１に処理を戻す場合、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１及び第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が目標電圧値Ｖｔ１を超えるまでは、ステップＳ１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ５の処理を繰り返すことになり、一括充電を継続的に行う。制御回路１０は、ステップＳ１４において第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１及び第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２の両方が目標電圧値Ｖｔ１を超えていると判定した場合、ステップＳ１５において第１電圧変換部２１の充電動作を停止させる。

（電源制御装置のバックアップ動作）
次に、電源制御装置２によるバックアップ動作について説明する。
本構成では、制御回路１０は、少なくとも始動スイッチ（イグニッションスイッチ）がオン状態に切り替わってからオフ状態に切り替わるまでの期間（イグニッションスイッチのオン期間）、電源部９０の出力電圧を監視する。具体的には、第１導電路７１の所定位置Ｐａの電圧値（電位）Ｖａが制御回路１０に入力されるようになっており、制御回路１０は、位置Ｐａの電圧値（電位）Ｖａが所定閾値Ｖｔｈを超えているか否かを継続的に判定している。なお、位置Ｐａの電圧値（電位）Ｖａが所定閾値Ｖｔｈを超えている状態が正常状態（電源部９０からの電力供給が正常である状態）であり、位置Ｐａの電圧値（電位）Ｖａが所定閾値Ｖｔｈ以下の状態が異常状態（電源部９０からの電力供給が異常である状態）である。

始動スイッチ（イグニッションスイッチ）がオン状態に切り替わった後、再びオフ状態に切り替わる前に位置Ｐａの電圧値（電位）Ｖａが所定閾値Ｖｔｈ以下になった場合、制御回路１０は、バックアップ動作を行う。但し、異常発生時の状態に応じてバックアップ動作を異ならせている。

制御回路１０は、始動スイッチ（イグニッションスイッチ）がオン状態に切り替わった後、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超える前に上記異常状態（Ｖａ≦Ｖｔｈの状態）が発生した場合、第２電圧変換部２２（放電回路部）に放電動作を行わせるように放電制御を行う。この場合、異常状態が発生してから速やかに第１電圧変換部２１の動作を停止させる。また、第２電圧変換部２２の放電動作中は第１スイッチ部３１をオフ状態（具体的には、スイッチ素子３１Ａ，３１Ｂをオフ状態）とする。例えば、図４で示す時間ｔ２から時間Ｔ３の間に上記放電制御を行った場合、第１蓄電部８１の充電電圧が第２電圧変換部２２への入力電圧となり、第２電圧変換部２２はこの入力電圧を降圧して第３導電路７３に出力するように放電動作を行う。

第２電圧変換部２２（放電回路部）は、第１電圧変換部２１（充電回路部）とは異なる回路部として構成され、第１スイッチ部３１と第１蓄電部８１との間に電気的に接続された導電路２４を介して、第１蓄電部８１からの電力に基づく放電電流を第１電圧変換部２１（充電回路部）とは異なる経路から供給する構成となっている。図１のように、第２電圧変換部２２の出力側には第１負荷１０１に対して電力を供給する経路である第３導電路７３が設けられており、第３導電路７３と第４導電路７４（第２負荷１０２に対して電力が供給される経路であり、第１導電路７１に電気的に接続された導電路）との間にはダイオード７８が設けられている。ダイオード７８のアノードは第１導電路７１及び第４導電路７４に電気的に接続され、カソードは第３導電路７３に電気的に接続されている。第２電圧変換部２２（放電回路部）は、第１蓄電部８１からの電力に基づく放電電流を第３導電路７３に供給する構成であるため、第２電圧変換部２２からの放電電流は、第２負荷１０２に供給することなく第１負荷１０１に選択的に供給することができる。このように、第１負荷１０１に対して早期に且つ優先的に電力供給するようにバックアップ動作を行うことができ、第２負荷１０２に対して放電電流を流さない分、第１負荷１０１側に費やす電力量を大きく確保することができる。

制御回路１０は、始動スイッチ（イグニッションスイッチ）がオン状態に切り替わった後、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えた後に上記異常状態（Ｖａ≦Ｖｔｈの状態）が発生した場合、第１スイッチ部３１及び第２スイッチ部３２をいずれもオン状態で維持したまま、第１電圧変換部２１に放電動作を行わせる。具体的には、制御回路１０は、第２導電路７２に印加された電圧を入力電圧とし、この入力電圧を降圧して第１導電路７１側に印加するように第１電圧変換部２１に降圧動作を行わせる。これにより、第１電圧変換部２１から第１導電路７１側に供給される放電電流は、第３導電路７３にも第４導電路にも流れることになり、第１負荷１０１、第２負荷１０２のいずれに対しても電力供給を行うことができる。

以下、本構成の効果を例示する。
図１等で示す車両用電源制御装置２では、スイッチ制御部１４が第１スイッチ部３１及び第２スイッチ部３２の制御を行うようになっている。スイッチ制御部１４は、充電制御部１２が充電制御を開始した後、第１スイッチ部３１をオン状態とし第２スイッチ部３２をオフ状態とする第１制御を先に行う。このように充電制御中に第１スイッチ部３１をオン状態とし第２スイッチ部３２をオフ状態とすることで、第１電圧変換部２１（充電回路部）から第２導電路７２に供給される充電電流は、第２蓄電部８２に流れ込まずに第１蓄電部８１に流れ込むことになる。よって、第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２の両方を一括して充電する方法と比較して第１蓄電部８１をより迅速に充電でき、第１蓄電部８１の充電電圧を迅速に高めることができる。従って、充電制御中の早い時期に蓄電部８０からの放電が必要な状況（例えば、電源部９０からの電力供給が途絶えた状況など）となった場合であっても、第１蓄電部８１の充電電圧が迅速に高められていれば、第１蓄電部８１によって可能な範囲でバックアップ動作を行うことができる。

更に、第１制御の後、第２制御（第１スイッチ部３１をオフ状態とし第２スイッチ部３２をオン状態とする制御）を行うようになっており、この第２制御中には、第１電圧変換部２１（充電回路部）から第２導電路７２に供給される充電電流が第２蓄電部８２に流れ込むことになる。つまり、第１蓄電部８１の充電電圧を迅速に高めた後には、時間差で第２蓄電部８２の充電電圧も高めることができ、放電可能な電力量がより大きく確保された状態に移行させることができる。

スイッチ制御部１４は、充電制御部１２が充電制御を開始した後、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１が所定の第１目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えた場合に第１制御から第２制御に切り替えるように動作する。このように構成されていれば、充電制御の開始後、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１を所定の第１目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）まで迅速に高めた上で、第１蓄電部８１の放電を停止させながら第２蓄電部８２の充電を行うことができる。従って、第２蓄電部８２の充電中に放電が必要な状況（例えば、電源部９０からの電力供給が途絶えた状況など）が生じても、高い充電電圧に保たれた第１蓄電部８１によって良好にバックアップ動作を行うことができる。

スイッチ制御部１４は、第１制御から第２制御に切り替えた後、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が所定の第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えた場合に、第１スイッチ部３１及び第２スイッチ部３２をいずれもオン状態とするように動作する。この構成では、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１を第１目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）まで迅速に高めた後、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１を高い状態で維持しながら第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２を第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）まで高めることができる。そして、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えた場合には、第１スイッチ部３１及び第２スイッチ部３２をいずれもオン状態とするため、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えた後に放電が必要な状況が生じても、十分に充電された両蓄電部（第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２）によるバックアップ動作が可能となる。

充電制御部１２は、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えた場合に充電制御から充電停止制御に切り替え、充電停止制御に切り替えた後に、第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２の少なくともいずれかの充電電圧値が第２目標電圧値よりも低い所定の第３目標電圧値Ｖｔ３以下になる再低下状態に変化した場合に充電停止制御から充電制御に切り替えるように動作する。スイッチ制御部１４は、再低下状態に変化することに応じて充電制御部１２が充電制御に切り替えた場合の充電期間に、第１スイッチ部３１及び第２スイッチ部３２の状態を、第２導電路７２側から第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２のそれぞれへの通電が許容される状態とするように動作する。この構成では、第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２の充電が一旦完了して充電停止制御に切り替えた後、第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２の少なくともいずれかの充電電圧値がある程度低下した場合に再充電を行うことができる。再充電の際には、両蓄電部を一括して充電することで両蓄電部の充電電圧を同時に高めることができる。

第２電圧変換部２２（放電回路部）は、第１電圧変換部２１（充電回路部）とは異なる回路部として構成され、第１スイッチ部３１と第１蓄電部８１との間に電気的に接続された導電路２４を介して、第１蓄電部８１からの電力に基づく放電電流を第１電圧変換部２１（充電回路部）とは異なる経路から供給する構成となっている。この構成では、第１電圧変換部２１（充電回路部）とは別で第２電圧変換部２２（放電回路部）が構成されているため、第１電圧変換部２１（充電回路部）が充電動作を行っている最中にバックアップ動作すべき事態が生じた場合に、第１電圧変換部２１（充電回路部）の動作に大きく依存することなく第２電圧変換部２２（放電回路部）をより早く動作させ、充電電圧が優先的に高められる第１蓄電部８１を迅速に放電させることができる。

電源制御装置２は、第１負荷１０１に対して電力が供給される経路である第３導電路７３と、第２負荷１０２に対して電力が供給される経路であり、第１導電路７１に電気的に接続された第４導電路７４と、アノードが第１導電路７１及び第４導電路７４に電気的に接続され、カソードが第３導電路７３に電気的に接続されたダイオード７８と、を有する。第２電圧変換部２２（放電回路部）は、第１蓄電部８１からの電力に基づく放電電流を第３導電路７３に供給する構成となっている。この構成によれば、第２電圧変換部２２（放電回路部）からの放電電流を第２負荷１０２よりも第１負荷１０１に優先的に供給することができる。従って、第１蓄電部８１によって供給し得る電力量のより多くを第１負荷１０１に費やすことができ、バックアップ動作すべき事態が発生した場合に第１負荷１０１をより迅速且つより十分にバックアップすべき構成において特に有利になる。

＜実施例２＞
次に、図５等を参照して実施例２について説明する。
実施例２の車両用電源制御装置及び車両用電源装置の各々は、ステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１１の後にステップＳ１５で充電動作を停止させた後、「再低下状態」となった場合の再充電の方法のみが実施例１の車両用電源制御装置２及び車両用電源装置１の各々と異なり、それ以外は実施例１と同一である。なお、実施例２では、図３の充電制御を図５の充電制御に変更しており、図５は、図３の充電制御からステップＳ１、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４が省略された点のみが図３と異なる。なお、実施例２の車両用電源制御装置及び車両用電源装置は、充電制御以外は実施例１と同一であり、例えば、ハードウェア構成は図１と同一である。

この例でも、第２制御の後、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えることで充電制御から充電停止制御に切り替えられた場合において、自然放電などにより、第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２の少なくともいずれかの充電電圧値が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）よりも低い所定の第３目標電圧値Ｖｔ３以下になる「再低下状態」に変化した場合には、制御回路１０は、第１電圧変換部２１に対する制御を充電停止制御から充電制御に切り替える。具体的には、ステップＳ６でＹｅｓとなり、ステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１５の処理を行って充電動作を停止した後、始動スイッチ（イグニッションスイッチ）がオフ状態に切り替わる前に第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２の少なくともいずれかの充電電圧値が第３目標電圧値Ｖｔ３以下になった場合、再び図５の充電制御を実行する。

スイッチ制御部１４は、この場合（即ち、上記「再低下状態」に変化することに応じて充電制御部１２が充電制御に切り替え、図５の充電制御が開始される場合）も始動スイッチ（イグニッションスイッチ）がオン状態に切り替わった直後と同様の充電制御を行い、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１が第１目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えるまで、即ち、ステップＳ２でＹｅｓとなるまでは第１制御を先に行い、第１蓄電部８１の充電電圧値Ｖｂ１が第１目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えた場合、即ち、ステップＳ２でＹｅｓとなった場合には第１制御から第２制御に切り替え、その後、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えるまでは第２制御を行うように動作する。そして、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えた場合、即ち、ステップＳ６でＹｅｓとなった場合には、ステップＳ９、Ｓ１０において第１スイッチ部３１、第２スイッチ部３２をいずれもオン状態とし、その後、ステップＳ１５において充電動作を停止させる。

この構成でも、第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２の充電が一旦完了して充電停止制御に切り替えた後、第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２の少なくともいずれかの充電電圧値がある程度低下した場合に再充電を行うことができる。そして、再充電の際にも、第１蓄電部８１を優先して充電を迅速に行い、第１蓄電部８１を早期に適正状態に戻すことができるため、第１蓄電部８１については早期により大きな出力電圧を供給し得るようになる。そして、時間差で第２蓄電部８２の再充電を行うことで、第２蓄電部８２も充電電圧を高め、放電可能な電力量がより大きく確保された状態に戻すことができる。

＜実施例３＞
次に、図６、図７等を参照して実施例３について説明する。
実施例３に係る車両用電源制御装置３０２が設けられた車両用電源システム３００のハードウェア構成は、第２電圧変換部２２を省略した点が図１等で示す車両用電源システム１００のハードウェア構成と異なる。なお、図６で示す車両用電源システム３００において、図１等で示す車両用電源システム１００と同様の構成、機能の部分については車両用電源システム１００の該当部分と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。また、実施例３に係る車両用電源制御装置３０２が実行する充電制御は、実施例１の車両用電源制御装置２が実行する充電制御（図３）と同一である。また、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えることで充電制御から充電停止制御に切り替えられた後、「再低下状態」に変化した場合の再充電については、実施例１のように行ってもよく、実施例２のように行ってもよい。

実施例３に係る車両用電源制御装置３０２及び車両用電源装置３０１の各々は、放電動作が実施例１の車両用電源制御装置２及び車両用電源装置１の各々と異なる。この車両用電源制御装置３０２でも、始動スイッチ（イグニッションスイッチ）がオン状態に切り替わった後、始動スイッチがオフ状態に切り替わる前に位置Ｐａの電圧値（電位）Ｖａが所定閾値Ｖｔｈ以下になった場合に、制御回路１０がバックアップ動作を行う。

制御回路１０は、始動スイッチ（イグニッションスイッチ）がオン状態に切り替わった後、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超える前、即ち、図３の充電制御においてステップＳ６でＹｅｓとなる前に上記異常状態（Ｖａ≦Ｖｔｈの状態）が発生した場合、第１電圧変換部２１を放電回路部として機能させ、放電動作を行わせるように放電制御を行う。この例では、図６のように、第１電圧変換部２１が充電回路部及び放電回路部として機能する。

図７のように、充電制御部１２は放電制御部としても機能し、図３で示す充電制御を行っているときに所定の放電条件が成立した場合（例えば、上述したようにＶａ≦Ｖｔｈとなる異常状態が発生した場合）に放電制御を行う。

図６の構成でも、第３導電路７３は、第１負荷１０１に対して電力を供給するための経路となっており、第４導電路７４は、第２負荷１０２に対して電力を供給するための経路となっている。そして、第３導電路７３及び第４導電路７４のいずれも、第１導電路７１に電気的に接続されている。切替スイッチ部３７６、３７７の各々は、図１のスイッチ部７６、７７の各々と同様の構成をなす。切替スイッチ部３７６は、オフ状態のときに第１電圧変換部２１（放電回路部）側から第１負荷１０１側への通電を遮断し、オン状態のときに第１電圧変換部２１（放電回路部）側から第１負荷１０１側への通電を許容するように構成されている。切替スイッチ部３７７は、オフ状態のときに第１電圧変換部２１（放電回路部）側から第２負荷１０２側への通電を遮断し、オン状態のときに第１電圧変換部２１（放電回路部）側から第２負荷１０２側への通電を許容するように構成されている。

例えば、図４で示す時間ｔ２から時間ｔ３の間に上述の異常状態（Ｖａ≦Ｖｔｈとなる状態）が発生し、放電制御を開始する場合、図６、図７で示す制御回路１０（具体的には、スイッチ制御部１４）は、第１スイッチ部３１をオン状態（具体的には、スイッチ素子３１Ａ，３１Ｂをオン状態）とし、第２スイッチ部３２をオフ状態とする。これにより、第１蓄電部８１の充電電圧と同程度の電圧が第２導電路７２に印加され、これが第１電圧変換部２１への入力電圧となる。そして、充電制御部１２（放電制御部）は、第１電圧変換部２１（放電回路部）に放電動作を行わせ、第１電圧変換部２１は、第２導電路７２に印加された入力電圧を降圧して第１導電路７１に出力するように放電動作を行う。

なお、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超える前に上記異常状態（Ｖａ≦Ｖｔｈの状態）が発生することに応じて第１電圧変換部２１の放電動作を行う場合、図７のように、制御回路１０の一部が切替部３１８として機能し、切替スイッチ部３７６をオン状態とし、切替スイッチ部３７７をオフ状態とする。このような制御により、第３導電路７３が導通状態となり、第４導電路７４が非導通状態となるため、第１電圧変換部２１からの放電電流は第３導電路７３を介して第１負荷１０１に供給され、第４導電路７４側には供給されなくなる。よって、第１蓄電部８１に基づく放電電流を第１負荷１０１に対して優先的に供給することができる。

制御回路１０は、始動スイッチ（イグニッションスイッチ）がオン状態に切り替わった後において、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えた後、即ち、図３の充電制御においてステップＳ６でＹｅｓとなった後に上記異常状態（Ｖａ≦Ｖｔｈの状態）が発生した場合、この場合も、第１電圧変換部２１を放電回路部として機能させ、放電動作を行わせるように放電制御を行う。

例えば、図４で示す時間ｔ３の後に上述の異常状態（Ｖａ≦Ｖｔｈとなる状態）が発生し、放電制御を開始する場合、図６、図７で示す制御回路１０（具体的には、スイッチ制御部１４）は、第１スイッチ部３１をオン状態（具体的には、スイッチ素子３１Ａ，３１Ｂをオン状態）とし、第２スイッチ部３２をオン状態とする。これにより、第１蓄電部８１及び第２蓄電部８２の充電電圧と同程度の電圧が第２導電路７２に印加され、これが第１電圧変換部２１への入力電圧となる。そして、充電制御部１２（放電制御部）は、第１電圧変換部２１（放電回路部）に放電動作を行わせ、第１電圧変換部２１は、第２導電路７２に印加された入力電圧を降圧して第１導電路７１に出力するように放電動作を行う。

なお、第２蓄電部８２の充電電圧値Ｖｂ２が第２目標電圧値（目標電圧値Ｖｔ１）を超えた後に上記異常状態（Ｖａ≦Ｖｔｈの状態）が発生することに応じて第１電圧変換部２１の放電動作を行う場合、切替部３１８は、切替スイッチ部３７６をオン状態とし、切替スイッチ部３７７もオン状態とする。このような制御により、第３導電路７３が導通状態となり、第４導電路７４も導通状態となるため、第１電圧変換部２１からの放電電流は第３導電路７３を介して第１負荷１０１に供給され、第４導電路７４を介して第２負荷１０２にも供給される。よって、第１負荷１０１及び第２負荷１０２のいずれに対してもバックアップ用の電力を供給することができる。

以上のような構成によれば、第１電圧変換部２１（充電回路部）を放電回路部として兼用することができ、回路構成の簡素化を図ることができる。更に、このように簡素化を図りつつ、第１電圧変換部２１（充電回路部）を放電回路部として動作させる際に第２負荷１０２に対する放電を許容するようなモードと、第２負荷１０２に対する放電を禁止するようなモードとを切り替えることができ、必要に応じて適切に使い分けることができるようになる。

＜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、上述した実施例や後述する実施例の特徴は矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。

第１スイッチ部は、スイッチ素子３１Ａ，３１Ｂの構成に限定されず、２つのＭＯＳＦＥＴでなくてもよい。第２スイッチ部も、第２スイッチ部３２のようなＭＯＳＦＥＴでなくてもよい。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、第１スイッチ部、第２スイッチ部は、機械式リレーなどであってもよく、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴなどの他の半導体スイッチ素子であってもよい。

上述した実施例では、電源部９０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、鉛バッテリに代えて又は鉛バッテリと併用して電源部９０に他の電源手段（公知の他の蓄電手段や発電手段など）を用いてもよい。電源部９０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８０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８０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。

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、第１蓄電部８１や第２蓄電部８２を電気二重層キャパシタで構成する場合、その数は限定されず、単一の電気二重層キャパシタであってもよく、複数の電気二重層キャパシタを直列又は並列に設けてもよい。

上述した実施例では、車両用電源システム１００が搭載される車両として、いわゆるガソリン車やハイブリッド車を想定し、始動スイッチとしてイグニッションスイッチを例示したが、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、車両が電気自動車として構成される場合には、上述した始動スイッチをＥＶシステムを始動するスイッチに置き換え、上述した実施例を同様に適用することができる。

上述した実施例では、第１蓄電部８１を優先的に充電した後、第２蓄電部８２を優先的に充電する例を示したが、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、蓄電部は３以上に分割し、各蓄電部の充電電圧を順番に上昇させてもよい。例えば、充電開始条件の成立後、第１蓄電部を優先的に充電した後、その次に第２蓄電部を優先的に充電し、最後に第３蓄電部を優先的に充電するような構成であってもよい。

上述した実施例では、第１目標電圧値と第２目標電圧値が同じ値であったが、 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、第１目標電圧値と第２目標電圧値とを異ならせてもよい。

上述した実施例では、第２電圧変換部としてスイッチング方式の非絶縁型降圧ＤＣＤＣコンバータを例示したが、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、第１蓄電部８１からの入力電圧を放電し得る回路であればよく、例えば、公知の様々なＬＤＯ（Low Drop-Out）レギュレータなどを好適に用いることができる。

上述した実施例では、第１蓄電部８１、第２蓄電部８２の目標電圧値Ｖｔが電源部９０の満充電時の出力電圧よりも高い構成を例示したが、第１蓄電部８１、第２蓄電部８２の目標電圧値Ｖｔが電源部９０の満充電時の出力電圧よりも低い構成であってもよい。この場合、第１電圧変換部２１は、第１導電路７１に印加された電圧を降圧して第２導電路７２に印加する降圧動作（充電動作）と、第２導電路７２に印加された電圧を昇圧して第１導電路７１に印加する昇圧動作（放電動作）と、を行い得るように構成すればよい。また、第２電圧変換部２２は、第１蓄電部８１側からの入力電圧を昇圧して第３導電路７３に印加する昇圧動作（放電動作）を行い得るように構成すればよい。

１，３０１…車両用電源装置
２，３０２…車両用電源制御装置
１０…制御回路
１２…充電制御部
１４…スイッチ制御部
１６…放電制御部
２１…第１電圧変換部（充電回路部）
２２…第２電圧変換部（放電回路部）
３１…第１スイッチ部
３２…第２スイッチ部
７１…第１導電路
７２…第２導電路
７３…第３導電路
７４…第４導電路
７８…ダイオード
８１…第１蓄電部
８２…第２蓄電部
９０…電源部
３１８…切替部
３７７…切替スイッチ部

Claims (11)

1. 電源部から第１導電路を介して供給される電力に基づき第２導電路を介して第１蓄電部及び第２蓄電部を充電する動作と、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部を放電させる動作と、を行う車両用電源制御装置であって、
   前記第１導電路を介して供給される電力に基づき、前記第２導電路に向けて充電電流を供給する充電回路部と、
   前記第２導電路と前記第１蓄電部との間に介在し、前記第２導電路側から前記第１蓄電部側への通電を許容するオン状態と、前記第１蓄電部側から前記第２導電路側への通電を遮断するオフ状態と、に切り替わる第１スイッチ部と、
   前記第２導電路と前記第２蓄電部との間に介在し、前記第２導電路側から前記第２蓄電部側への通電を許容するオン状態と、前記第２導電路側から前記第２蓄電部側への通電を遮断するオフ状態と、に切り替わる第２スイッチ部と、
   前記第２導電路に向けて充電電流を供給する充電動作を前記充電回路部に行わせる充電制御と、前記充電回路部に前記充電動作を停止させる充電停止制御と、を切り替える充電制御部と、
   前記充電制御部が前記充電制御を開始した後、前記第１スイッチ部をオン状態とし前記第２スイッチ部をオフ状態とする第１制御を先に行い、前記第１制御の後、前記第１スイッチ部をオフ状態とし前記第２スイッチ部をオン状態とする第２制御を行うスイッチ制御部と、
   前記充電回路部又は前記充電回路部とは異なる回路部によって構成され、少なくとも前記第１蓄電部から供給される電力に基づく放電動作を行う放電回路部と、
   前記放電回路部に前記放電動作を行わせる放電制御と、前記放電動作を停止させる放電停止制御と、を行う放電制御部と、
   を有する車両用電源制御装置。
2. 前記スイッチ制御部は、前記充電制御部が前記充電制御を開始した後、前記第１蓄電部の充電電圧値が所定の第１目標電圧値を超えた場合に前記第１制御から前記第２制御に切り替える請求項１に記載の車両用電源制御装置。
3. 前記スイッチ制御部は、前記第１制御から前記第２制御に切り替えた後、前記第２蓄電部の充電電圧値が所定の第２目標電圧値を超えた場合に、前記第１スイッチ部及び前記第２スイッチ部をいずれもオン状態とする請求項１又は請求項２に記載の車両用電源制御装置。
4. 前記充電制御部は、前記第２蓄電部の充電電圧値が前記第２目標電圧値を超えた場合に前記充電制御から前記充電停止制御に切り替え、前記充電停止制御に切り替えた後に、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の少なくともいずれかの充電電圧値が前記第２目標電圧値よりも低い所定の第３目標電圧値以下になる再低下状態に変化した場合に前記充電停止制御から前記充電制御に切り替え、
   前記スイッチ制御部は、前記再低下状態に変化することに応じて前記充電制御部が前記充電制御に切り替えた場合、前記第１制御を先に行い、前記第１制御の後に前記第２制御を行う請求項３に記載の車両用電源制御装置。
5. 前記充電制御部は、前記第２蓄電部の充電電圧値が前記第２目標電圧値を超えた場合に前記充電制御から前記充電停止制御に切り替え、前記充電停止制御に切り替えた後に、前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部の少なくともいずれかの充電電圧値が前記第２目標電圧値よりも低い所定の第３目標電圧値以下になる再低下状態に変化した場合に前記充電停止制御から前記充電制御に切り替え、
   前記スイッチ制御部は、前記再低下状態に変化することに応じて前記充電制御部が前記充電制御に切り替えた場合の充電期間に、前記第１スイッチ部及び前記第２スイッチ部の状態を、前記第２導電路側から前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部のそれぞれへの通電が許容される状態とする請求項３に記載の車両用電源制御装置。
6. 前記放電回路部は、前記充電回路部とは異なる回路部として構成され、前記第１スイッチ部と前記第１蓄電部との間に電気的に接続された導電路を介して、前記第１蓄電部からの電力に基づく放電電流を前記充電回路部とは異なる経路から供給する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用電源制御装置。
7. 第１負荷に対して電力が供給される経路である第３導電路と、
   第２負荷に対して電力が供給される経路であり、前記第１導電路に電気的に接続された第４導電路と、
   アノードが前記第１導電路及び前記第４導電路に電気的に接続され、カソードが前記第３導電路に電気的に接続されたダイオードと、
   を有し、
   前記放電回路部は、前記第１蓄電部からの電力に基づく放電電流を前記第３導電路に供給する請求項６に記載の車両用電源制御装置。
8. 前記放電回路部は、前記充電回路部によって構成され、
   前記放電制御部は、前記充電制御部によって構成され、
   前記充電制御部は、前記充電制御を行っているときに所定の放電条件が成立した場合、前記放電制御を行う請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用電源制御装置。
9. 第１負荷に対して電力が供給される経路である第３導電路と、
   第２負荷に対して電力が供給される経路であり、前記第１導電路に電気的に接続された第４導電路と、
   前記第４導電路に設けられ、前記放電回路部側から前記第２負荷側への通電を遮断するオフ状態と、許容するオン状態とに切り替わる切替スイッチ部と、
   前記切替スイッチ部のオンオフを切り替える切替部と、
   を有する請求項８に記載の車両用電源制御装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の車両用電源制御装置と、前記第１蓄電部と、前記第２蓄電部と、を含む車両用電源装置。
11. 電源部から第１導電路を介して供給される電力に基づき、第２導電路に向けて充電電流を供給する充電回路部と、
    前記第２導電路と第１蓄電部との間に介在し、前記第２導電路側から前記第１蓄電部側への通電を許容するオン状態と、前記第１蓄電部側から前記第２導電路側への通電を遮断するオフ状態と、に切り替わる第１スイッチ部と、
    前記第２導電路と第２蓄電部との間に介在し、前記第２導電路側から前記第２蓄電部側への通電を許容するオン状態と、前記第２導電路側から前記第２蓄電部側への通電を遮断するオフ状態と、に切り替わる第２スイッチ部と、
    前記充電回路部又は前記充電回路部とは異なる回路部によって構成され、少なくとも前記第１蓄電部から供給される電力に基づく放電動作を行う放電回路部と、
    を有する車両用電源制御装置に設けられ、
    前記第２導電路に向けて充電電流を供給する充電動作を前記充電回路部に行わせる充電制御と、前記充電回路部に前記充電動作を停止させる充電停止制御と、を切り替える充電制御部と、
    前記充電制御部が前記充電制御を開始した後、前記第１スイッチ部をオン状態とし前記第２スイッチ部をオフ状態とする第１制御を先に行い、前記第１制御の後、前記第１スイッチ部をオフ状態とし前記第２スイッチ部をオン状態とする第２制御を行うスイッチ制御部と、
    前記放電回路部に前記放電動作を行わせる放電制御と、前記放電動作を停止させる放電停止制御と、を行う放電制御部と、
    を有する車両用電源制御装置の制御回路。

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