JP5405555B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、直流電源の電圧を昇圧して負荷に供給する電源装置に関する。

自動車に搭載される各種の機器や回路に直流電圧を供給するための電源装置として、従来から種々のものが知られている。例えば、後記の特許文献１〜４には、ＤＣ−ＤＣコンバータを備えた電源装置が記載されている。ＤＣ−ＤＣコンバータは、スイッチング素子、コイル、コンデンサなどから構成される昇圧回路を有しており、直流電源の電圧を高速でスイッチングすることにより、昇圧された直流電圧を出力する。

自動車には、信号待ちの時などにエンジンを自動的に一時停止し、発進時にエンジンを自動的に再始動する、いわゆるアイドリングストップ機能を備えたものがある。このような自動車においては、エンジンの再始動時にスタータモータに大電流が流れるため、バッテリ電圧が大きく低下して、機器や回路がリセットされるなど正常に動作しない状態が発生する。そこで、この電圧の低下を補償するために、バッテリ電圧を昇圧する必要がある。

特許文献１〜３の電源装置では、バッテリと負荷との間にＤＣ−ＤＣコンバータを設けるとともに、このＤＣ−ＤＣコンバータに対してバイパス経路を構成するバイパスリレーを設けている。そして、通常走行時は、バッテリからバイパスリレーを介して負荷へ直流電圧を供給し、エンジン再始動時には、バッテリからＤＣ−ＤＣコンバータを介して、昇圧された直流電圧を負荷へ供給する。これにより、エンジン再始動時の電源電圧の低下が補償され、負荷である機器や回路を正常に動作させることができる。

特許文献４の電源装置は、電気自動車に搭載されるものであり、モータの高速回転時に、モータで発生する逆起電力によるバッテリ電圧の低下を補償するために、バッテリとインバータとの間にＤＣ−ＤＣコンバータを設けている。また、このＤＣ−ＤＣコンバータに対してバイパス経路を構成するバイパスリレーを設けている。そして、フィードバック手段からの指令に基づいて、バッテリの直流電圧をバイパスリレーを介して負荷へ供給するか、ＤＣ−ＤＣコンバータを介して負荷へ供給するかを切り替える。

図９は、ＤＣ−ＤＣコンバータを備えた従来の電源装置の一例を示している。電源装置２００は、バッテリ１と負荷２との間に設けられ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３とバイパスリレー２０とから構成される。負荷２は、例えば車両の電動パワーステアリング装置である。ＤＣ−ＤＣコンバータ３は、メインリレー１０、昇圧回路１１、入力インタフェース１２、ＣＰＵ１３、およびトランジスタＱを備えている。メインリレー１０は、コイルＸａと接点Ｙａとを有している。バイパスリレー２０は、コイルＸｂと接点Ｙｂとを有している。ＣＰＵ１３には、入力インタフェース１２を介して、イグニッションスイッチＳＷからのイグニッション信号と、昇圧要求信号発生部４からの昇圧要求信号が入力される。昇圧要求信号発生部４は、例えばアイドリングストップ用のＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）である。

車両の走行中は、イグニッションスイッチＳＷがＯＮ（閉じた状態）となって、ＣＰＵ１３にＨ（High）レベルのイグニッション信号が入力されている。この信号を受けて、ＣＰＵ１３はトランジスタＱをＯＮさせる。このため、バイパスリレー２０のコイルＸｂに通電が行われ、バイパスリレー２０の接点ＹｂはＯＮとなる。したがって、バッテリ１からバイパスリレー２０の接点Ｙｂを介して、負荷２に直流電圧が供給される。一方、ＣＰＵ１３には、昇圧要求信号発生部４から昇圧要求信号が入力されないので、ＣＰＵ１３はメインリレー１０を駆動せず、メインリレー１０の接点ＹａはＯＦＦ（開いた状態）となっている。また、ＣＰＵ１３は昇圧回路１１も駆動しないので、ＤＣ−ＤＣコンバータ３は昇圧動作を行わない。

車両が停止してアイドリングストップ状態となった後、エンジンが再始動すると、ＣＰＵ１３に、昇圧要求信号発生部４からＬ（Low）レベルの昇圧要求信号が入力される。この信号を受けて、ＣＰＵ１３はトランジスタＱをＯＦＦにするとともに、メインリレー１０のコイルＸａに通電を行い、更に昇圧回路１１を駆動する。トランジスタＱがＯＦＦとなることで、バイパスリレー２０のコイルＸｂに通電が行われなくなるため、バイパスリレー２０の接点ＹｂはＯＦＦとなる。一方、メインリレー１０のコイルＸａに通電が行われる結果、メインリレー１０の接点ＹａはＯＮとなる。したがって、バッテリ１から接点Ｙａおよび昇圧回路１１を介して、負荷２に昇圧された直流電圧が供給される。

ところで、リレーの接点には、常開型の接点と常閉型の接点とがある。常開型の接点は、コイルに通電されないときは開いていて、コイルに通電されると閉じる接点である。常閉型の接点は、これとは逆に、コイルに通電されないときは閉じていて、コイルに通電されると開く接点である。図９の電源装置２００においては、バイパスリレー２０の接点Ｙｂは、常開型の接点となっている。この理由は、一般に、常開型の接点のほうが常閉型の接点に比べて大きな電流を流せることから、負荷２が大電流を必要とする電動パワーステアリング装置である場合は、常開型の接点が適しているからである。

しかるに、バイパスリレー２０の接点Ｙｂを常開型の接点とした場合は、車両の走行中にＣＰＵ１３やトランジスタＱが故障して、トランジスタＱがＯＦＦ状態になると、バイパスリレー２０のコイルＸｂへの通電が断たれ、接点Ｙｂが開いてしまう。このため、バッテリ１から負荷２に電圧が供給されなくなり、負荷２が電動パワーステアリング装置の場合は、必要な操舵補助力が得られなくなるという問題がある。

特開２００５−１１２２５０号公報 特開２０１０−１８３７５５号公報 特開２０１１−１６２０６５号公報 特開２００５−１６０２８４号公報

本発明の課題は、回路に故障が発生した場合でも、電源から負荷に継続して電圧を供給することが可能な電源装置を提供することにある。

本発明に係る電源装置は、直流電源と負荷との間に設けられ、直流電源の電圧を昇圧して負荷へ供給する昇圧回路と、直流電源と負荷との間に設けられ、昇圧回路に対してバイパス経路を構成するバイパス素子と、昇圧回路の動作を制御する制御部と、バイパス素子を第１駆動経路で駆動する第１スイッチング素子と、バイパス素子を第２駆動経路で駆動する第２スイッチング素子とを備えている。そして、外部から入力される第１信号に基づいて、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子がＯＮして、第１駆動経路および第２駆動経路によりバイパス素子を駆動するとともに、制御部が昇圧回路を非動作状態とすることにより、直流電源からバイパス素子を介して負荷へ電圧を供給する。また、外部から入力される第２信号に基づいて、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子がＯＦＦして、第１駆動経路および第２駆動経路によるバイパス素子の駆動を停止するとともに、制御部が昇圧回路を動作状態とすることにより、直流電源から昇圧回路を介して負荷へ電圧を供給する。

このような構成によると、バイパス素子が第１スイッチング素子および第２スイッチング素子による２系統の駆動経路で駆動される。このため、バイパス素子が動作状態にあるときに回路が故障して、スイッチング素子の一方がＯＦＦとなった場合でも、他方のスイッチング素子による駆動経路が確保される。これにより、バイパス素子を動作状態に維持して、直流電源から負荷への電圧供給を継続することができる。

本発明において、バイパス素子を、コイルと接点とを有するバイパスリレーで構成し、第１スイッチング素子を、バイパスリレーのコイルと直列に接続された第１トランジスタで構成し、第２スイッチング素子を、第１トランジスタと並列に接続された第２トランジスタで構成してもよい。

本発明において、第２信号に基づいて動作するメインリレーを更に設けてもよい。この場合、昇圧回路と直列にメインリレーの接点が接続され、昇圧回路およびメインリレーの接点に対して、バイパスリレーの接点が並列に接続される。

本発明において、第１スイッチング素子が、第１信号および第２信号に基づいて制御部が出力する制御信号によりＯＮ・ＯＦＦし、第２スイッチング素子が、制御部を介さずに、第１信号および第２信号によりＯＮ・ＯＦＦするようにしてもよい。

本発明において、第１信号は、車両のイグニッションスイッチの操作に基づいて生成されるイグニッション信号であり、第２信号は、車両がアイドリングストップ状態となった後、エンジンが再始動する際に生成される昇圧要求信号であってもよい。

本発明によれば、回路に故障が発生した場合でも、電源から負荷に継続して電圧を供給することが可能な電源装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る電源装置の回路図である。 電源装置が状態＃１にあるときの回路図である。 電源装置が状態＃２にあるときの回路図である。 電源装置が状態＃３にあるときの回路図である。 電源装置が状態＃４にあるときの回路図である。 電源装置が状態＃５にあるときの回路図である。 電源装置の動作を示したタイムチャートである。 ＣＰＵの制御ロジックを示した表である。 従来の電源装置の回路図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分または対応部分には同一符号を付してある。

最初に、本発明の実施形態に係る電源装置の構成を、図１を参照しながら説明する。電源装置１００は、バッテリ１と負荷２との間に設けられ、バイパスリレー２０とＤＣ−ＤＣコンバータ３０とから構成される。本実施形態では、バッテリ１は、自動車に搭載される直流電源であり、負荷２は、電気モータにより操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置である。

バイパスリレー２０は、常開型のリレーであって、コイルＸｂおよび接点Ｙｂを有している。コイルＸｂの一端はバッテリ１の正極に接続され、他端はＤＣ−ＤＣコンバータ３０に接続されている。接点Ｙｂの一端はバッテリ１の正極に接続され、他端は負荷２に接続されている。バッテリ１の負極は接地されている。

ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、メインリレー１０、昇圧回路１１、入力インタフェース１２、ＣＰＵ１３、トランジスタＱ１（第１トランジスタ）、およびトランジスタＱ２（第２トランジスタ）を備えている。

昇圧回路１１は、ＯＮ・ＯＦＦ動作を行うスイッチング素子Ｕ、昇圧用のコイルＬ、整流用のダイオードＤ１、および平滑用のコンデンサＣから構成される公知の回路である。スイッチング素子Ｕは、例えばＭＯＳ−ＦＥＴからなり、ＣＰＵ１３から出力される制御信号によりスイッチング動作を行う。スイッチング素子ＵのＯＮ・ＯＦＦによりコイルＬで発生した高電圧は、ダイオードＤ１で整流され、コンデンサＣで平滑されて、昇圧された直流電圧として負荷２へ供給される。

メインリレー１０は、常開型のリレーであって、コイルＸａと接点Ｙａとを有している。コイルＸａの一端はバッテリ１の正極に接続され、他端はＣＰＵ１３に接続されている。接点Ｙａの一端はバッテリ１の正極に接続され、他端は昇圧回路１１のコイルＬの一端に接続されている。コイルＬの他端は、ダイオードＤ１を介して、負荷２に接続されている。

したがって、図１においては、バッテリ１と負荷２との間に、昇圧回路１１とメインリレー１０の接点Ｙａとが直列に接続され、昇圧回路１１とメインリレー１０の接点Ｙａに対して、バイパスリレー２０の接点Ｙｂが並列に接続された構成となっている。

バッテリ１とＤＣ−ＤＣコンバータ３０との間には、イグニッションスイッチＳＷが設けられている。イグニッションスイッチＳＷの一端は、バッテリ１の正極に接続されている。イグニッションスイッチＳＷの他端は、ダイオードＤ２を介して入力インタフェース１２に接続されているとともに、ダイオードＤ４および抵抗Ｒ３、Ｒ４を介してトランジスタＱ２のベースに接続されている。

昇圧要求信号発生部４は、本実施形態ではアイドリングストップ用のＥＣＵである。この昇圧要求信号発生部４には、図示しないブレーキスイッチや車速センサなどから、ブレーキ信号や車速信号が入力される。昇圧要求信号発生部４に備わる出力トランジスタＱ３は、それらの信号に応じてＯＮ・ＯＦＦ動作を行う。昇圧要求信号発生部４の出力は、ダイオードＤ３を介して入力インタフェース１２に与えられるとともに、ダイオードＤ５および抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ２のベースに与えられる。

入力インタフェース１２は、ＣＰＵ１３の入力側に設けられており、イグニッションスイッチＳＷから入力されるイグニッション信号（第１信号）、および昇圧要求信号発生部４から入力される昇圧要求信号（第２信号）をＣＰＵ１３へ与える。ＣＰＵ１３は、これらの信号に基づいて、メインリレー１０、昇圧回路１１、およびトランジスタＱ１を制御する。

トランジスタＱ１のコレクタはバイパスリレー２０のコイルＸｂに接続されており、エミッタは接地されている。すなわち、トランジスタＱ１は、バイパスリレー２０のコイルＸｂと直列に接続されている。トランジスタＱ１のベースは、抵抗Ｒ１を介してＣＰＵ１３に接続されている。トランジスタＱ１のベース・エミッタ間には、抵抗Ｒ２が接続されている。

トランジスタＱ２のコレクタは、バイパスリレー２０のコイルＸｂに接続されているとともに、トランジスタＱ１のコレクタに接続されている。トランジスタＱ２のエミッタは接地されている。すなわち、トランジスタＱ２は、トランジスタＱ１と並列に接続されている。トランジスタＱ２のベース・エミッタ間には、抵抗Ｒ５が接続されている。

以上において、バイパスリレー２０は本発明における「バイパス素子」の一例であり、ＣＰＵ１３は本発明における「制御部」の一例であり、トランジスタＱ１は本発明における「第１スイッチング素子」の一例であり、トランジスタＱ２は本発明における「第２スイッチング素子」の一例である。また、バッテリ１、コイルＸｂ、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタにより、本発明における「第１駆動経路」が構成され、バッテリ１、コイルＸｂ、トランジスタＱ２のコレクタ・エミッタにより、本発明における「第２駆動経路」が構成される。

次に、上述した構成からなる電源装置１００の動作につき、図２〜図６を参照しながら説明する。

車両が停止しているときは、電源装置１００は図２に示した状態＃１にある。すなわち、イグニッションスイッチＳＷはＯＦＦであり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０にイグニッション信号は入力されない。また、昇圧要求信号発生部４の出力トランジスタＱ３もＯＦＦであるので、昇圧要求信号発生部４の出力はオープン状態となっている。このため、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に昇圧要求信号は入力されない。

この状態下では、ＣＰＵ１３は、メインリレー１０、昇圧回路１１、およびトランジスタＱ１のいずれも駆動しない。このため、メインリレー１０の接点ＹａはＯＦＦであり、昇圧回路１１は非昇圧状態であり、トランジスタＱ１はＯＦＦである。また、イグニッション信号と昇圧要求信号がないため、トランジスタＱ２もＯＦＦである。したがって、バイパスリレー２０のコイルＸｂに通電は行われないので、バイパスリレー２０の接点ＹｂはＯＦＦとなっている。その結果、バッテリ１から負荷２への電圧供給は行われない。

車両が走行中のときは、電源装置１００は図３に示した状態＃２にある。すなわち、イグニッションスイッチＳＷがＯＮとなって、バッテリ１からイグニッションスイッチＳＷを介して、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０にＨレベルのイグニッション信号が入力される。このイグニッション信号は、ダイオードＤ２および入力インタフェース１２を介して、ＣＰＵ１３へ与えられるとともに、ダイオードＤ４および抵抗Ｒ３、Ｒ４を介して、トランジスタＱ２のベースに与えられる。一方、昇圧要求信号発生部４の出力トランジスタＱ３はＯＦＦであるので、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に昇圧要求信号は入力されない。

この状態下では、イグニッションスイッチＳＷからのイグニッション信号により、トランジスタＱ２がまずＯＮとなる。また、ＣＰＵ１３は、イグニッション信号の入力から、ＣＰＵ１３において信号入力が確定するまでの時間（以下「入力確定時間」という。）だけ遅れて、トランジスタＱ１のベースに、抵抗Ｒ１を介してＨレベルの制御信号を出力する。このため、トランジスタＱ１は、トランジスタＱ２より僅かに遅れてＯＮとなる。一方、ＣＰＵ１３は、メインリレー１０および昇圧回路１１は駆動しないので、メインリレー１０の接点ＹａはＯＦＦであり、昇圧回路１１は非昇圧状態である。

したがって、トランジスタＱ１、Ｑ２のＯＮにより、バッテリ１からバイパスリレー２０のコイルＸｂに通電が行われるので、バイパスリレー２０の接点ＹｂがＯＮとなる。この結果、図３に太矢印で示したように、バッテリ１からバイパスリレー２０の接点Ｙｂを介して負荷２へ至る電流経路が形成され、バッテリ１の電圧が、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を経由せずに直接負荷２へ供給される。

また、車両が信号待ちなどでアイドリングストップ状態となった場合も、アイドリングストップが解除されるまでは、図３の状態＃２が維持される。

車両がアイドリングストップ状態となった後、アイドリングストップが解除されてエンジンが再始動すると、電源装置１００は、一時的に図４の状態＃３となった後、図５の状態＃４に遷移する。まず、図４について説明する。アイドリングストップ後にエンジンが再始動すると、昇圧要求信号発生部４の出力トランジスタＱ３がＯＮとなり、昇圧要求信号発生部４からＬ（Low）レベルの昇圧要求信号が出力される。この昇圧要求信号は、ダイオードＤ３および入力インタフェース１２を介して、ＣＰＵ１３へ与えられるとともに、ダイオードＤ５および抵抗Ｒ４を介して、トランジスタＱ２のベースに与えられる。一方、イグニッションスイッチＳＷは、引き続きＯＮとなっている。

トランジスタＱ２は、昇圧要求信号によってベースが低電位となるので、即時にＯＦＦになる。一方、ＣＰＵ１３は、昇圧要求信号に応答して、入力確定時間よりも若干長い時間だけ遅れてトランジスタＱ１のベースにＬレベルの制御信号を出力し、トランジスタＱ１をＯＦＦにする。したがって、トランジスタＱ１は即時にＯＦＦとはならない。このため、バイパスリレー２０のコイルＸｂに通電が継続され、接点ＹｂがＯＮの状態で、図４の太矢印で示す電流経路が維持される。

また、ＣＰＵ１３は、昇圧要求信号に応答して、入力確定時間だけ遅れてメインリレー１０を駆動する。その結果、バッテリ１からメインリレー１０のコイルＸａに通電が行われ、接点ＹａがＯＮとなる。なお、この時点では、ＣＰＵ１３は昇圧回路１１を駆動しないので、昇圧回路１１は非昇圧状態を維持している。

上記のように、図４の状態＃３では、一時的に、バイパスリレー２０の接点Ｙｂと、メインリレー１０の接点Ｙａとが共にＯＮとなる。その結果、バッテリ１から接点Ｙｂを介して負荷２へ至る電流経路（実線矢印）と、バッテリ１から接点Ｙａ、コイルＬおよびダイオードＤ１を介して負荷２へ至る電流経路（破線矢印）とが形成される。

その後、トランジスタＱ１がＯＦＦになると、電源装置１００は図５の状態＃４となる。この状態では、トランジスタＱ１、Ｑ２が共にＯＦＦであるので、バイパスリレー２０のコイルＸｂに通電が行われなくなり、バイパスリレー２０の接点ＹｂはＯＦＦとなる。また、ＣＰＵ１３は、トランジスタＱ１をＯＦＦにすると同時に、昇圧回路１１のスイッチング素子Ｕを駆動するので、昇圧回路１１が動作して昇圧状態となる。この結果、図５に太矢印で示したように、バッテリ１からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を経由して負荷２へ至る電流経路が形成され、バッテリ１の電圧が昇圧回路１１で昇圧されて、負荷２へ供給される。これにより、エンジン再始動時のバッテリ１の電圧低下が補償される。

エンジンが再始動した後、車両が通常の走行状態になると、電源装置１００は、一時的に図６の状態＃５を経て、図３の状態＃２に遷移する。通常の走行状態になると、昇圧要求信号発生部４の出力トランジスタＱ３がＯＦＦとなり、図６に示すように、昇圧要求信号発生部４から昇圧要求信号が出力されなくなる。一方、イグニッションスイッチＳＷは、引き続きＯＮとなっている。このため、トランジスタＱ１、Ｑ２が共にＯＮとなり、バイパスリレー２０のコイルＸｂに通電が行われる結果、バイパスリレー２０の接点ＹｂがＯＮとなる。また、ＣＰＵ１３は、昇圧要求信号がなくなったことに応答して、メインリレー１０と昇圧回路１１の駆動を停止する。この場合、ＣＰＵ１３は、入力確定時間だけ遅れて昇圧回路１１を非昇圧状態にする。また、ＣＰＵ１３は、入力確定時間よりも若干長い時間だけ遅れて、メインリレー１０のコイルＸａへの通電を停止する。このため、メインリレー１０の接点Ｙａは即時にＯＦＦとはならない。

したがって、図６の状態＃５では、一時的に、バイパスリレー２０の接点Ｙｂと、メインリレー１０の接点Ｙａとが共にＯＮとなる。その結果、バッテリ１から接点Ｙｂを介して負荷２へ至る電流経路（実線矢印）と、バッテリ１から接点Ｙａ、コイルＬおよびダイオードＤ１を介して負荷２へ至る電流経路（破線矢印）とが形成される。

その後、メインリレー１０の接点ＹａがＯＦＦになると、図３の状態＃２となり、バッテリ１の電圧が、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を経由せずに、バイパスリレー２０の接点Ｙｂを介して直接負荷２へ供給される。

そして、車両が停止すると、電源装置１００は図２の状態＃１に遷移し、バイパスリレー２０の接点Ｙｂと、メインリレー１０の接点Ｙａとが共にＯＦＦとなるので、バッテリ１から負荷２への電圧供給が停止する。

このようにして、車両の状態に応じて、電源装置１００は状態＃１〜＃５を遷移する。

図７は、以上説明した電源装置１００の動作をタイムチャートで表したものである。

時刻ｔ１までは車両は停止状態にある。このとき、イグニッションスイッチＳＷからのイグニッション信号は無く、昇圧要求信号発生部４からの昇圧要求信号は無く、昇圧回路１１は非昇圧状態となっている。また、メインリレー１０、トランジスタＱ１およびＱ２はいずれもＯＦＦとなっている（状態＃１；図２）。

時刻ｔ１でイグニッションスイッチＳＷがＯＮになり、車両が走行すると、トランジスタＱ２がイグニッション信号によりＯＮとなり、バイパスリレー２０が駆動されて接点ＹｂがＯＮとなる。その結果、バッテリ１から接点Ｙｂを介して負荷２へ電圧が供給される。

時刻ｔ１から、入力確定時間τ１が経過して時刻ｔ２になると、ＣＰＵ１３から出力される制御信号により、トランジスタＱ１がＯＮとなる。すなわち、トランジスタＱ１、Ｑ２が共にＯＮとなる（状態＃２；図３）。この状態は、車両がアイドリングストップ状態となっても維持される。

時刻ｔ３でアイドリングストップが解除され、エンジンが再始動すると、昇圧要求信号発生部４から昇圧要求信号が出力される。この信号によって、まずトランジスタＱ２がＯＦＦとなり、それから入力確定時間τ２だけ遅れて、時刻ｔ４でメインリレー１０の接点ＹａがＯＮとなる（状態＃３；図４）。

そして、時刻ｔ５になると、トランジスタＱ１がＯＦＦとなり、トランジスタＱ１、Ｑ２が共にＯＦＦとなる結果、バイパスリレー２０の接点ＹｂがＯＦＦとなる。また、昇圧回路１１がＣＰＵ１３により駆動され、昇圧状態となる。これにより、バッテリ１からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を経由して負荷２へ電圧が供給される（状態＃４；図５）。したがって、図７で一点鎖線（Ａ部）で示すように、エンジン再始動により１２〔Ｖ〕以下に低下したバッテリ１の電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０で昇圧され、１２〔Ｖ〕以上の元のレベルまで回復する。

時刻ｔ６で車両が通常の走行状態になると、昇圧要求信号発生部４からの昇圧要求信号がなくなり、まずトランジスタＱ２がＯＮとなる。これにより、バイパスリレー２０が駆動されて接点ＹｂがＯＮとなる。その後、入力確定時間τ３が経過して時刻ｔ７になると、トランジスタＱ１がＯＮとなるとともに、昇圧回路１１が非昇圧状態となる（状態＃５；図６）。

時刻ｔ８になると、メインリレー１０の接点ＹａがＯＦＦとなる。これにより、バッテリ１からバイパスリレー２０の接点Ｙｂを介して、負荷２へ電圧が供給される（状態＃２；図３）。

時刻ｔ９で車両が停止すると、イグニッション信号がなくなるため、まずトランジスタＱ２がＯＦＦになる。そして、入力確定時間τ４が経過して時刻ｔ１０になると、トランジスタＱ１がＯＦＦになる。この結果、トランジスタＱ１、Ｑ２が共にＯＦＦとなるので、バイパスリレー２０の接点ＹｂがＯＦＦとなる（状態＃１；図２）。

図８は、以上説明した動作におけるＣＰＵ１３の制御ロジックを、テーブルにまとめたものである。

上述した実施形態によれば、バイパスリレー２０がトランジスタＱ１による第１駆動経路と、トランジスタＱ２による第２駆動経路の２系統の駆動経路で駆動される。そして、図７からもわかるように、車両が走行状態にあるときは、入力確定時間のごく短い区間（ｔ１〜ｔ２，ｔ６〜ｔ７）を除いて、トランジスタＱ１、Ｑ２が共にＯＮとなっている。このため、トランジスタＱ１、Ｑ２のいずれかが、回路の故障や素子自身の故障によりＯＦＦとなっても、他方のトランジスタによる駆動経路が確保される。これにより、バイパスリレー２０のコイルＸｂへの通電を継続して、接点ＹｂをＯＮ状態に維持し、バッテリ１から負荷２（電動パワーステアリング装置）へ電圧を供給することができる。その結果、運転中に急に操舵補助力が得られなくなるという事態を回避することができる。

また、本実施形態では、トランジスタＱ１は、イグニッション信号および昇圧要求信号に基づいてＣＰＵ１３が出力する制御信号によりＯＮ・ＯＦＦし、トランジスタＱ２は、ＣＰＵ１３を介さずに、イグニッション信号および昇圧要求信号によりＯＮ・ＯＦＦするようになっている。このため、車両走行中にＣＰＵ１３が故障して、トランジスタＱ１がＯＦＦとなっても、トランジスタＱ２はＯＮ状態を維持する。したがって、ＣＰＵ１３の故障の影響を受けずに、バッテリ１から負荷２へ電圧を供給することができる。

本発明では、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。例えば、上記実施形態では、バイパス素子としてバイパスリレー２０を用いたが、リレーに代えて、大電流開閉用の半導体スイッチング素子を用いてもよい。同様に、昇圧回路１１をバッテリ１に対して接断する素子として、メインリレー１０の代わりに、半導体スイッチング素子を用いることも可能である。

また、上記実施形態では、バイパスリレー２０を駆動するスイッチング素子としてバイポーラ型のトランジスタＱ１、Ｑ２を用いたが、これに代えてＦＥＴを用いてもよい。

また、上記実施形態では、電動パワーステアリング装置に直流電圧を供給する電源装置１００を例に挙げたが、本発明は、これ以外の用途にも適用することができる。

さらに、上記実施形態では、エンジン再始動時のバッテリ電圧の低下を補償する例を挙げたが、特許文献４のように、電気自動車のモータの高速回転時の逆起電力によるバッテリ電圧の低下を補償する場合にも、本発明は適用が可能である。

１ バッテリ（直流電源）
２ 負荷
４ 昇圧要求信号発生部
１０ メインリレー
１１ 昇圧回路
１３ ＣＰＵ（制御部）
２０ バイパスリレー（バイパス素子）
３０ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１００ 電源装置
Ｑ１ トランジスタ（第１スイッチング素子）
Ｑ２ トランジスタ（第２スイッチング素子）
ＳＷ イグニッションスイッチ
Ｘａ メインリレーのコイル
Ｙａ メインリレーの接点
Ｘｂ バイパスリレーのコイル
Ｙｂ バイパスリレーの接点

Claims (5)

1. 直流電源と負荷との間に設けられ、前記直流電源の電圧を昇圧して前記負荷へ供給する昇圧回路と、
   前記直流電源と前記負荷との間に設けられ、前記昇圧回路に対してバイパス経路を構成するバイパス素子と、
   前記昇圧回路の動作を制御する制御部と、
   前記バイパス素子を第１駆動経路で駆動する第１スイッチング素子と、
   前記バイパス素子を第２駆動経路で駆動する第２スイッチング素子と、
   を備え、
   外部から入力される第１信号に基づいて、前記第１スイッチング素子および第２スイッチング素子がＯＮして、前記第１駆動経路および前記第２駆動経路により前記バイパス素子を駆動するとともに、前記制御部が前記昇圧回路を非動作状態とすることにより、前記直流電源から前記バイパス素子を介して前記負荷へ電圧を供給し、
   外部から入力される第２信号に基づいて、前記第１スイッチング素子および第２スイッチング素子がＯＦＦして、前記第１駆動経路および前記第２駆動経路による前記バイパス素子の駆動を停止するとともに、前記制御部が前記昇圧回路を動作状態とすることにより、前記直流電源から前記昇圧回路を介して前記負荷へ電圧を供給することを特徴とする電源装置。
2. 請求項１に記載の電源装置において、
   前記バイパス素子は、コイルと接点とを有するバイパスリレーであり、
   前記第１スイッチング素子は、前記バイパスリレーのコイルと直列に接続された第１トランジスタであり、
   前記第２スイッチング素子は、前記第１トランジスタと並列に接続された第２トランジスタであることを特徴とする電源装置。
3. 請求項２に記載の電源装置において、
   前記第２信号に基づいて動作するメインリレーを更に備え、
   前記昇圧回路と直列に前記メインリレーの接点が接続されており、
   前記昇圧回路および前記メインリレーの接点に対して、前記バイパスリレーの接点が並列に接続されていることを特徴とする電源装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電源装置において、
   前記第１スイッチング素子は、前記第１信号および前記第２信号に基づいて前記制御部が出力する制御信号によりＯＮ・ＯＦＦし、
   前記第２スイッチング素子は、前記制御部を介さずに、前記第１信号および前記第２信号によりＯＮ・ＯＦＦすることを特徴とする電源装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電源装置において、
   前記第１信号は、車両のイグニッションスイッチの操作に基づいて生成されるイグニッション信号であり、
   前記第２信号は、車両がアイドリングストップ状態となった後、エンジンが再始動する際に生成される昇圧要求信号であることを特徴とする電源装置。

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