JP6572447B2 - 車載用電源装置およびそれを搭載した車両 - Google Patents

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Description

本発明は、車載用電源装置およびそれを搭載した車両に関する。
図８はアイドリングストップ機能を有する車両に搭載された従来の車載用電源装置５００の回路ブロック図である。蓄電池１の正電極側は電源回路２の入力端子２ａにヒューズ３を介して接続され、電源回路２の出力端子２ｂは負荷４に接続されている。電源回路２では、昇圧コンバータ５と通電補助ダイオード６とスイッチ７とが並列に配置されて入力端子２ａと出力端子２ｂとに接続されている。なお、通電補助ダイオード６のアノードは電源回路２の入力端子２ａに接続され、通電補助ダイオード６のカソードは電源回路２の出力端子２ｂに接続されている。
電源回路２の昇圧コンバータ５は、車両がアイドリングストップ状態から再始動する際に、蓄電池１の電圧を昇圧させることで安定して車両を再始動できるようにしている。スイッチ７は昇圧コンバータ５が昇圧動作するときにのみ開放状態となる。この動作については、車両に備えられた制御装置８が昇圧コンバータ５とスイッチ７とを制御している。また、電源回路２の通電補助ダイオード６は、昇圧コンバータ５が昇圧動作しているときに昇圧された電圧を入力端子２ａに供給しないようにするため、かつ、スイッチ７が何らかの原因により破損した状態でスイッチ７が開放状態に放置されても、蓄電池１が電力を負荷４へ供給されるようにするために設けられている。
つまり、通電補助ダイオード６もしくはスイッチ７のいずれか一方が正常な状態であれば、蓄電池１の電力を負荷４へ供給できる。
仮に、通電補助ダイオード６およびスイッチ７の双方が開放状態となった場合には、蓄電池１から昇圧コンバータ５へと電力が連続して供給されることとなり、これにより昇圧コンバータ５が破損する可能性が生じる。これを防ぐため、制御装置８からの指示に応じてスイッチ７が開閉動作しているかどうかを、制御装置８が電源回路２の出力端子２ｂの電圧を検出することによって常に監視している。
この監視の方法としては、まず、スイッチ７が閉じたことが確認されている状態での電源回路２の出力端子２ｂの電圧を制御装置８が予め検知し、そして記憶する。
そして、スイッチ７が制御装置８の指示に応じて閉じることが出来ない状態で蓄電池１から通電補助ダイオード６を介して電源回路２の出力端子２ｂへ電力を供給する場合、通電補助ダイオード６による電圧降下が生じる。このため、通電補助ダイオード６を経由して出力される出力端子２ｂにおける電圧は、先に記憶した電圧の値に比較して低くなる。制御装置８は、この電圧値の差を用いてスイッチ７の状態を監視する。
そして、制御装置８がスイッチ７に異常が生じたと判定した場合には、この状況を直ちに制御装置８が外部に発信し、昇圧コンバータ５が破損に至る事態を回避するような対策がとられている。
上述の装置に類似の制御装置は、例えば特許文献１に開示されている。
特開２００４−３２７７８３号公報
車載用電源装置は、入力端子から供給された電圧を昇圧する昇圧動作を行う昇圧コンバータ部と、入力端子と出力端子との間で昇圧コンバータ部と並列に接続された通電補助ダイオードと、入力端子と出力端子との間で昇圧コンバータ部と通電補助ダイオードと並列に接続されたスイッチ素子とを有する電源回路部と制御部とを備える。電源回路部は所定値よりも低い状態で所定時間が経過すると動作状態から非動作状態のスリープ状態へと切り替えられ、制御部は、電源回路部がスリープ状態であるときに、スイッチ素子が開放されるようにスイッチ素子に指示し、入力端子の電圧を昇圧期間において昇圧する昇圧動作を行うように昇圧コンバータ部に指示する。制御部は、昇圧期間が経過した後に昇圧動作を停止するように昇圧コンバータ部に指示する。その後、制御部は、スイッチ素子が閉じるようにスイッチ素子に指示する。その後、制御部は、出力端子で検出した電圧によってスイッチ素子の状態を判定する。
この車載用電源装置は、スイッチ素子が正常に動作しているかどうかを安定に高確度で判定することができる。
図１は実施の形態１における車載用電源装置の回路ブロック図である。 図２は実施の形態１における車載用電源装置を搭載した車両の概要図である。 図３Ａは実施の形態１における車載用電源装置の出力電圧を示す図である。 図３Ｂは実施の形態１における車載用電源装置の出力電圧を示す図である。 図４は実施の形態２における車載用電源装置の回路ブロック図である。 図５Ａは実施の形態２における車載用電源装置の出力電圧を示す図である。 図５Ｂは実施の形態２における車載用電源装置の出力電圧を示す図である。 図５Ｃは実施の形態２における車載用電源装置の出力電圧を示す図である。 図６は実施の形態２における車載用電源装置の出力電圧を示す図である。 図７Ａは実施の形態２における車載用電源装置の出力電圧を示す図である。 図７Ｂは実施の形態２における車載用電源装置の出力電圧を示す図である。 図８は従来の車載用電源装置の回路ブロック図である。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１における車載用電源装置１０の回路ブロック図である。図２は車載用電源装置１０を搭載した車両９の概要図である。車両９はアイドリングストップ機能を有する。車載用電源装置１０は、入力端子１２と、電源回路部１６と、電源回路部１６を介して入力端子１２に接続された出力端子１７と、制御部１８と、始動信号受信部１８ｓとを備える。制御部１８は、出力端子１７の電圧を検出するとともに昇圧コンバータ部１３およびスイッチ素子１５を制御する。さらに制御部１８は始動信号受信部１８ｓに接続されている。電源回路部１６は、互いに並列接続された昇圧コンバータ部１３と通電補助ダイオード１４とスイッチ素子１５とを有する。出力端子１７には負荷１９が接続されている。昇圧コンバータ部１３は入力端子１２に接続された入力端１３ｅと、出力端子１７に接続された出力端１３ｆとを有し、入力端１３ｅすなわち入力端子１２に入力された入力電圧Ｖｉを昇圧し、昇圧された電圧である出力電圧Ｖｏを出力端１３ｆすなわち出力端子１７から出力する。
図３Ａと図３Ｂは車載用電源装置１０の動作における出力電圧Ｖｏを示す。図３Ａと図３Ｂにおいて、縦軸は出力電圧Ｖｏを示し、横軸は時間を示す。電源回路部１６は、第１判定動作Ｍ１１１と第２判定動作Ｍ１１２と第３判定動作Ｍ１１３とを有する。第１判定動作Ｍ１１１では、制御部１８が始動信号受信部１８ｓを介して始動信号Ｓ１８を受信したことに応じて、制御部１８はスイッチ素子１５を開放するようにスイッチ素子１５に指示する。これに加えて、入力端子１２の電圧Ｖｉが電圧Ｖ１へと昇圧コンバータ部１３が昇圧期間に昇圧する昇圧動作を行う。第２判定動作Ｍ１１２では、制御部１８は昇圧期間Ｐ１０１が経過した後に昇圧コンバータ部１３が昇圧動作を停止し、さらに所定期間Ｐ１１１経過後にスイッチ素子１５を閉じて接続するようにスイッチ素子１５に指示する。第３判定動作Ｍ１１３では、第２判定動作Ｍ１１２の終了後に制御部１８が出力端子１７で検出した電圧Ｖｏに応じてスイッチ素子１５の状態を判定する。
以上の構成および動作により、スイッチ素子１５は、制御部１８の指示に対応した動作が可能な正常状態であるか、あるいは制御部１８の指示に対応した動作が不可能な異常状態であるのかが判定される。そしてこの判定は、制御部１８が始動信号Ｓ１８を受信したことに応じて実施される。ここで始動信号Ｓ１８は、車両９から発せられる信号である。そして、スイッチ素子１５の状態に対する判定は、出力端子１７から負荷１９へ供給する電流Ｉｏが小さなときに行われる。
そして、昇圧後の昇圧コンバータ部１３から放電される放電電圧とスイッチ素子１５が閉じて接続されたことによって出力端子１７に現れる入力端子１２からの入力電圧Ｖｉの何れかが出力端子１７で電圧Ｖｏとして制御部１８によって検出される。ここで、スイッチ素子１５が異常なときに昇圧コンバータ部１３が出力端子１７を通じて出力し続ける上記の放電電圧と、スイッチ素子１５が正常なときに出力端子１７を通じて得られる入力電圧Ｖｉと同等の電圧との差は大きい。
つまり、出力端子１７や負荷１９に流れる電流Ｉｏが十分に小さな状態であることによって、検出された電圧Ｖｏの値はスイッチ素子１５の状態に応じて大きく変わる。そして、制御部１８は検出した電圧Ｖｏにもとづいてスイッチ素子１５が正常であるか異常であるかを判定する。したがって、スイッチ素子１５が正常に動作しているかどうかの判定についての精度は容易に向上する。
以下、車載用電源装置１０およびそれを搭載した車両９の構成と動作について詳しく説明する。アイドリングストップ機能を有する車両９は、車体９ａと、車載用電源装置１０と、蓄電池１１と、負荷１９とを備える。車体９ａには、車載用電源装置１０と蓄電池１１と負荷１９が配置されている。蓄電池１１と負荷１９は車載用電源装置１０の入力端子１２と出力端子１７にそれぞれ接続されている。車載用電源装置１０は、車両９が信号待ちなどで停車中にエンジン２０がアイドリングストップ状態からスタータ２０ａによりエンジン２０が再始動するときに、以下の基本の動作を行う。例えば、アイドリングストップ状態において運転者がブレーキペダル２１に対する操作状態を変化させると、車載用電源装置１０は車載用電源装置１０が起動するための信号を受信する。そして、車載用電源装置１０が起動して昇圧コンバータ部１３が昇圧のための動作をすることによって、スタータ２０ａが回転してエンジン２０を再始動させるときにおいても負荷１９には必要な電圧が供給される。この結果、負荷１９は安定して動作を継続する。車両９は、車体９ａに取り付けられたドア９ｂと、ドア９ｂに設けられたドアロック装置２４とをさらに備える。ドアロック装置２４はドア９ｂをロックし、ドア９ｂのロック解除を行うすなわちドア９ｂのロックを解除することができる。
車載用電源装置１０内の電源回路部１６では、車両９が信号待ちなどで停車中にエンジン２０がアイドリングストップ状態であるとき、制御部１８はスイッチ素子１５を閉じ、かつ、昇圧コンバータ部１３を動作させない。この状態では、蓄電池１１が入力端子１２およびスイッチ素子１５を通じて負荷１９へ電力を供給している。
これに対してエンジン２０がアイドリングストップ状態から、再始動状態へと移るとき、制御部１８はスイッチ素子１５を開放し、かつ、昇圧コンバータ部１３を起動して動作させる。この状態では、昇圧コンバータ部１３が負荷１９へ電力を所定期間だけ供給する。
そして、エンジン２０が動作継続状態となると、昇圧コンバータ部１３は所定期間の上記の動作を終えて負荷１９への電力の供給を終え、かつ、スイッチ素子１５が閉じられる。これによって、蓄電池１１が入力端子１２およびスイッチ素子１５を通じて負荷１９へ電力を供給する。エンジン２０が動作している間は基本的にこの状態が継続する。昇圧コンバータ部１３は昇圧用コイル１３ａ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１３ｂ、整流ダイオード１３ｃ、平滑コンデンサ１３ｄによって構成されていて、昇圧コンバータ部１３の最も出力端子１７側すなわち出力端１３ｆに平滑コンデンサ１３ｄが配置されている。
車載用電源装置１０は電源回路部１６のスイッチ素子１５が仮に破損などにより動作できない状態となっても、昇圧コンバータ部１３が起動できない場合はあるものの、スイッチ素子１５に並列接続された通電補助ダイオード１４が、蓄電池１１から負荷１９への電力の供給を継続することができる。通電補助ダイオード１４のアノードは車載用電源装置１０の入力端子１２に接続され、カソードは車載用電源装置１０の出力端子１７に接続されている。
車載用電源装置１０の制御部１８はスイッチ素子１５が仮に破損などによって動作できない状態となったときに、車載用電源装置１０の外部へスイッチ素子１５が動作できない状態にあることを示す信号を発信する。この機能によって、車載用電源装置１０の制御部１８は車載用電源装置１０の外部へスイッチ素子１５に関する補修点検を要求する。そして、車載用電源装置１０の制御部１８はスイッチ素子１５が正常に動作できる状態であるか、あるいは正常に動作できない状態であるかを、以下の手順によって判定する。
なお、車載用電源装置１０の制御部１８が行うスイッチ素子１５の状態の判定は、車両９における様々な状況で行われて構わない。実施の形態１では一例として運転者が車両９の車両起動スイッチである操作スイッチ２２をＯＮからＯＦＦへと切り替えた後に制御部１８が行うスイッチ素子１５の状態を判定する動作を説明する。
以下で、車両起動スイッチは、エンジンスイッチやアクセサリースイッチ、およびイグニションスイッチを含む。そして、操作スイッチ２２に対する操作が、何れに対するどのような操作に相当するのかが必要なときは、その都度説明する。エンジンスイッチは、エンジン９が駆動中はＯＮであり、エンジン９が駆動停止時はＯＦＦである。アイドリングストップ状態はエンジン９が仮停止している状態であり、エンジンスイッチはＯＮである。また、アクセサリースイッチは、カーオーディオなどが使用可能な状態はＯＮであり、車両９の起動が完全に停止して放置状態ではＯＦＦである。
なお、以下の説明で、車両起動スイッチがＯＮであるのは、エンジンスイッチやアクセサリースイッチ、およびイグニションスイッチの何れかがＯＮのときである。そして、車両起動スイッチがＯＦＦであるのは、エンジンスイッチやアクセサリースイッチ、およびイグニションスイッチのすべてがＯＦＦのときである。
ここで、制御部１８がスイッチ素子１５に対して行う判定は、運転者が車両９のエンジンスイッチやアクセサリースイッチである操作スイッチ２２をＯＮからＯＦＦへと切り替えた後に行われるとよい。
先にも述べたように、車載用電源装置１０の電源回路部１６は制御部１８を用いた第１判定動作Ｍ１１１と、第２判定動作Ｍ１１２と、第３判定動作Ｍ１１３とを有する。図３Ａと図３Ｂは第１判定動作Ｍ１１１と第２判定動作Ｍ１１２と第３判定動作Ｍ１１３とでの出力電圧Ｖｏを示している。ここで制御部１８は、スイッチ素子１５に対しての開閉に関する指示や、昇圧コンバータ部１３の昇圧動作に関する指示、およびここで検出した電圧Ｖｏの値に基づいた演算、演算結果データの格納、さらに、これらをもとにしてスイッチ素子１５の状態判定や、判定結果に関する信号の発信などを行う。
図３Ａと図３Ｂにおいて、時点ｔ０以前はエンジン２０が既に起動している状態などの車両９が燃料で定常的に回転している。そして、時点ｔ０で運転者が車両９のエンジンスイッチである操作スイッチ２２をＯＮからＯＦＦへと切り替えることにより、エンジン２０を停止させる。操作スイッチ２２がＯＮからＯＦＦへと切り替えられることによって、エンジンＯＦＦ信号Ｓ１８が車両９から始動信号受信部１８ｓを介して制御部１８へ発信される。これにより、時点ｔ０から時点ｔ１で第１判定動作Ｍ１１１が始まるまでに、負荷１９での電力消費は非常に小さくなる。
そして、時点ｔ１で第１判定動作Ｍ１１１が始まり、制御部１８はスイッチ素子１５を開放するようにスイッチ素子１５に指示する。これに加えて、時点ｔ１で制御部１８は昇圧コンバータ部１３が蓄電池１１の電圧Ｖｉを電圧Ｖ１へと昇圧する昇圧動作を行うように昇圧コンバータ部１３に指示する。ここでは、例えば、入力端子１２へ入力電圧Ｖｉとして印加される蓄電池１１の出力電圧の１２Ｖが時点ｔ１から時点ｔ２までの昇圧期間Ｐ１０１において電圧Ｖ１の１４．５Ｖへと昇圧される。ここでの昇圧期間Ｐ１０１は任意に設定されてよい。また時点ｔ０から時点ｔ１までの期間についても任意に設定されてよく、時点ｔ０と時点ｔ１とは同じであってもよい。
またここで、第１判定動作Ｍ１１１での昇圧期間Ｐ１０１では１２Ｖの入力電圧Ｖｉが１４．５Ｖの電圧Ｖ１へと昇圧される。この一方で、操作スイッチ２２がＯＮでのエンジン２０がアイドリングストップ状態から再始動へ切り替わる際の昇圧動作は、１２Ｖの入力電圧Ｖｉが維持されて出力電圧Ｖｏとして出力端子１７から出力される。このように、昇圧動作では入力電圧Ｖｉが状況によって互いに異なる複数の値の出力電圧Ｖｏに昇圧されてもよい。
つぎに、時点ｔ２で第２判定動作Ｍ１１２が始まる。第２判定動作Ｍ１１２では、制御部１８は昇圧期間Ｐ１０１が終了した時点ｔ２に昇圧コンバータ部１３による昇圧動作を停止させる。さらに、昇圧コンバータ部１３が停止した時点ｔ２から所定期間Ｐ１１１経過した時点ｔ３に、制御部１８はスイッチ素子１５を開放状態から接続状態へと切り替えるようにスイッチ素子１５に指示する。
そのつぎに、第３判定動作Ｍ１１３では、制御部１８がスイッチ素子１５を開放状態から接続状態へと切り替えるように指示した時点ｔ３から所定期間Ｐ１１２経過した時点ｔ４に、制御部１８は出力端子１７における出力電圧Ｖｏの値である電圧Ｖｔ４を検出する。電圧Ｖｔ４によって、制御部１８はスイッチ素子１５の状態を判定する。
第２判定動作Ｍ１１２が行われる時点ｔ２から時点ｔ３に至る期間Ｐ１１１では、平滑コンデンサ１３ｄからの放電電圧と、通電補助ダイオード１４を介しての蓄電池１１の電圧のいずれか高い方の電圧が出力端子１７に供給される。期間Ｐ１１１では、スイッチ素子１５は開放状態であり、かつ、昇圧コンバータ部１３は時点ｔ２で既に停止しており昇圧動作を行っていないので、出力端子１７の電圧Ｖｏは時点ｔ２から時点ｔ３に至る時間の経過に伴い減衰する。ここではさらに時点ｔ２後の時点ｔ３で、制御部１８はスイッチ素子１５を開放状態から接続状態へと切り替えるようにスイッチ素子１５に指示する。
そして、時点ｔ３まで開放状態であったスイッチ素子１５が制御部１８からの指示に対応した動作が可能な正常な状態であれば、スイッチ素子１５が閉じて接続状態となることによって図３Ｂに示すように、出力端子１７の電圧Ｖｏは時点ｔ３に大きく変化する。つまり、昇圧コンバータ部１３の出力端１３ｆの電位より低い蓄電池１１の電圧Ｖｉにスイッチ素子１５を介して接続されるので、出力端子１７の電圧Ｖｏは時点ｔ３で電圧Ｖｉに急低下する。
そして、出力端子１７の電圧Ｖｏは蓄電池１１の出力電圧である１２Ｖの電圧Ｖｉとなるので、時点ｔ４で所定の判定値である判定値Ｖｔｈ１０１よりも低くなる。したがって、時点ｔ４で出力端子１７の電圧Ｖｏが判定値Ｖｔｈ１０１よりも低いとき、制御部１８はスイッチ素子１５が正常であると判断する。
この一方で、時点ｔ３まで開放状態であったスイッチ素子１５が制御部１８からの指示に対応した動作が不可能な異常な状態であれば、スイッチ素子１５は開放状態を時点ｔ３後に継続することによって図３Ａに示すように、出力端子１７の電圧Ｖｏは継続して漸減する。つまり、第２判定動作Ｍ１１２での時点ｔ２から時点ｔ３の期間Ｐ２１１と同様に、出力端子１７には、平滑コンデンサ１３ｄからの放電電圧と、通電補助ダイオード１４を介しての蓄電池１１の電圧とのいずれか高い方の電圧が時点ｔ３後も供給され続ける。そして、出力端子１７の電圧Ｖｏは時点ｔ４で所定の判定値である判定値Ｖｔｈ１０１以上となる。したがって、時点ｔ４で出力端子１７の電圧Ｖｏが判定値Ｖｔｈ１０１以上であるとき、制御部１８はスイッチ素子１５が異常であると判断する。厳密には、スイッチ素子１５は閉じるための指示へ対応した動作が不可能な開放状態であると、制御部１８は判断する。そして制御部１８がスイッチ素子１５は異常であると判断したとき、制御部１８がスイッチ素子１５は異常であるとの判定結果を警告信号として車載用電源装置１０の外部に設けられた車両９内の警告装置２３へと発信する。
ここで、時点ｔ２から時点ｔ４にかけての平滑コンデンサ１３ｄからの放電は、操作スイッチ２２がＯＮからＯＦＦへと切り替えられた後に行われる。よって、出力端子１７に接続された負荷１９は小さく、負荷１９へ供給する電流Ｉｏは非常に小さい。したがって、特にスイッチ素子１５が制御部１８からの指示に対応した動作が不可能な異常な状態では、時点ｔ４における出力電圧Ｖｔ４は、昇圧期間Ｐ１０１における電圧Ｖ１である１４．５Ｖに比較して小さいものの、判定値Ｖｔｈ１０１に比較して十分に大きな値となる。
このため、スイッチ素子１５の状態に応じて出力される電圧Ｖｏの値が大きく変わる。したがって、上記のようにスイッチ素子１５の異常時において、制御部１８は時点ｔ４における出力端子１７の電圧Ｖｔ４と判定値Ｖｔｈ１０１との比較を容易に行うことができる。つまり、スイッチ素子１５が正常に動作しているかどうかの制御部１８による判定の精度は容易に向上する。
スイッチ素子１５の異常時のｔ４での出力電圧Ｖｏの値と、スイッチ素子１５の正常時のｔ４での出力電圧Ｖｏの値とは大きく異なるので、判定値である判定値Ｖｔｈ１０１の設定可能な範囲も大きくなる。したがって、スイッチ素子１５の正常時においても、制御部１８は時点ｔ４における出力端子１７の電圧Ｖｔ４と判定値Ｖｔｈ１０１との比較を容易に行うことができる。
上記の動作では、制御部１８は判定値Ｖｔｈ１０１と出力端子１７の電圧Ｖｏとを比較する。そして比較の結果に応じて制御部１８はスイッチ素子１５の状態を判断している。しかし、制御部１８での判断は上記の判断に限るものではない。
上述のように、制御部１８は、第１判定動作Ｍ１１１と第２判定動作Ｍ１１２と第３判定動作Ｍ１１３を行うように構成されている。第１判定動作では、制御部１８は、スイッチ素子１５が開放されるようにスイッチ素子１５に指示し、入力端子１２の電圧Ｖｉを昇圧期間Ｐ１０１において昇圧する昇圧動作を行うように昇圧コンバータ部１３に指示する。第２判定動作Ｍ１１２において、制御部１８は、昇圧期間Ｐ１０１が経過した時点ｔ２に上記昇圧動作を停止するように昇圧コンバータ部１３に指示し、時点ｔ２から所定期間Ｐ１１１が経過した時点ｔ３にスイッチ素子１５が閉じるようにスイッチ素子１５に指示する。第３判定動作Ｍ１１３において、制御部１８は、第２判定動作Ｍ１１２が終了した後に、出力端子１７で検出した電圧Ｖｏによってスイッチ素子１５の状態を判定する。
制御部１８は、第３判定動作Ｍ１１３でスイッチ素子１５が異常であると判定した場合に、第３判定動作Ｍ１１３での判定結果を記憶してもよい。そして制御部１８は、上記判定結果を記憶した後で車両９が再始動するために操作スイッチ２２が切り替えられたときに警告装置２３に警告信号を発信するように構成されていてもよい。このとき、操作スイッチ２２は車両９を起動させる車両起動スイッチであってよい。
ここで、車載用電源装置１０がスイッチ素子１５に対して行う判定は、運転者が車両９のアクセサリースイッチである操作スイッチ２２をＯＮからＯＦＦへと切り替えた後に第１判定動作Ｍ１１１が始められることによって行われてもよい。
アクセサリースイッチである操作スイッチ２２がＯＮからＯＦＦへと切り替えられたときは、エンジンスイッチがＯＮからＯＦＦへと切り替えられたときに比較して、負荷１９へ供給する電流Ｉｏは更に小さくなる。つまり、アクセサリースイッチである操作スイッチ２２がＯＮからＯＦＦへと切り替えられたことで、カーオーディオなどの負荷１９も存在しないこととなる。つまり、時点ｔ２以降の放電による出力電圧Ｖｏは非常に緩慢に減衰する曲線を描く。したがって、第３判定動作Ｍ１１３においてスイッチ素子１５が異常であった場合には、電圧Ｖｔ４は高い電圧を維持する。
このように、スイッチ素子１５の状態に応じて出力される電圧Ｖｏの値が大きく変わる。したがって、上記のようにスイッチ素子１５が異常時において、制御部１８は時点ｔ４での出力端子１７の電圧Ｖｔ４と判定値Ｖｔｈ１０１との比較を容易に行うことができる。つまり、スイッチ素子１５が正常に動作しているかどうかの制御部１８による判定の精度は容易に向上する。
スイッチ素子１５が異常時の時点ｔ４での出力電圧Ｖｔ４の値と、スイッチ素子１５が正常時の時点ｔ４での出力電圧Ｖｔ４の値とは大きく異なるので、判定値Ｖｔｈ１０１の設定可能な範囲も大きくなる。したがって、スイッチ素子１５が正常時においても、制御部１８は時点ｔ４における出力端子１７の電圧Ｖｔ４と判定値Ｖｔｈ１０１との比較を容易に行うことができる。
ここでは、ある値が判定値Ｖｔｈ１０１として決定され、この判定値と出力端子１７の電圧Ｖｏとが比較される。そして比較の結果に応じて制御部１８はスイッチ素子１５の状態を判断している。しかし、制御部１８での判断は上記の判断に限るものではない。
さらに、第１判定動作Ｍ１１３では、制御部１８がスリープ状態で電源始動信号Ｓ１８を受信したことに応じて、制御部１８はスイッチ素子１５を開放するようにスイッチ素子１５に指示する。つまり、制御部１８がスリープ状態で電源始動信号Ｓ１８を受信したことに応じて、第１判定動作Ｍ１１３が行われる。これに加えて、入力端子１２の電圧Ｖｉを電圧Ｖ１へ昇圧コンバータ部１３が昇圧期間Ｐ１０１に昇圧する昇圧動作を行う。第２判定動作Ｍ１１２では、制御部１８は、昇圧期間Ｐ１０１が経過した後に昇圧コンバータ部１３が昇圧動作を停止させ、さらに所定期間Ｐ１１１経過後にスイッチ素子１５が短絡するようにスイッチ素子１５に指示する。第３判定動作Ｍ１１３では、第２判定動作Ｍ１１２の終了後に制御部１８が出力端子１７で検出した電圧Ｖｏに応じてスイッチ素子１５の状態を判定する。
以上の構成および動作により、スイッチ素子１５は、制御部１８の指示に対応した動作が可能な正常状態であるか、あるいは制御部１８の指示に対応した動作が不可能な異常状態であるのかが判定される。そしてこの判定は、制御部１８がスリープ状態において電源始動信号Ｓ１８を受信したことに応じて行われる。車載用電源装置１０および制御部１８がスリープ状態で、負荷１９が無負荷に近くごく小さなとき、電源回路部１６の外部から制御部１８が電源始動信号Ｓ１８を受信する。つまり、スイッチ素子１５の状態に対する判定は、出力端子１７から負荷１９へ供給する電流Ｉｏが極めて小さな状態で行われる。
そして、昇圧後の昇圧コンバータ部１３から放電される放電電圧と、スイッチ素子１５が閉じて接続されたことによって出力端子１７に現れる入力端子１２からの入力電圧Ｖｉとの何れかが、出力端子１７における出力電圧Ｖｏとして制御部１８によって検出される。ここで、スイッチ素子１５が異常なときに昇圧コンバータ部１３が出力端子１７を通じて出力し続ける上記の放電電圧と、スイッチ素子１５が正常なときに出力端子１７を通じて得られる入力電圧Ｖｉと同等の電圧との差は大きい。
つまり、出力端子１７や負荷１９に流れる電流Ｉｏが極めて小さな状態であることによって、検出した電圧Ｖｏの値はスイッチ素子１５の状態に応じて大きく変わる。そして、制御部１８は検出した電圧Ｖｏにもとづいてスイッチ素子１５が正常であるか異常であるかを判定する。したがって、スイッチ素子１５が正常に動作しているかどうかの判定についての精度は容易に向上する。
車載用電源装置１０の制御部１８はスイッチ素子１５が仮に破損などによって動作できない状態となったときに、車載用電源装置１０の外部へスイッチ素子１５が動作できない状態にあることを示す信号を発信する。この機能によって、車載用電源装置１０の制御部１８は車載用電源装置１０の外部へスイッチ素子１５に関する補修点検を要求する。そして、車載用電源装置１０はスイッチ素子１５が正常に動作できる状態であるか、あるいは正常に動作できない状態であるかを、以下の手順によって判定する。
まずここで、車載用電源装置１０がスイッチ素子１５に対して行う判定と、ドア９ｂに設けられたドアロック装置２４と、車両９および車載用電源装置１０の電源回路部１６のスリープ状態に関する簡単な説明を行う。
車載用電源装置１０が行うスイッチ素子１５の状態の判定は、車両起動スイッチである操作スイッチ２２がＯＦＦ状態であり、かつ、搭乗者が車両９のドアロック装置２４のドア９ｂのロック解除をドアロック装置２４に命令した後に行われる。例えば、スイッチ素子１５の状態の判定は、車両９が放置状態でその機能を停止しているときに、リモコン装置２５からドアロック装置２４のロック解除をドアロック装置２４に命令した後に行われる。
車両９が以前に起動状態であったときから放置状態へと移ったときには、エンジンスイッチやアクセサリースイッチをはじめとして操作スイッチ２２は全てがＯＮからＯＦＦとなる。操作スイッチ２２がＯＦＦとなり、車両９が放置状態であるときには、車両９や車載用電源装置１０で大きな電流が消費されることはほとんど無い。そして、車両起動スイッチである操作スイッチ２２がＯＦＦとなって、１０分後、３０分後、１時間後、あるいは２時間後などの所定の時間後に、車両９や車載用電源装置１０の制御部１８がスリープ状態へと切り替えられ、負荷１９のみならず制御系統でも電流の消費が低減されている。
スリープ状態では、例えば制御部１８のクロック信号の周波数が、車両９が通常動作している場合などに比較して低く設定され、車両９が放置されているときの制御部１８での電流の消費を小さくするとよい。
この状態で搭乗者が車両９のドアロック装置２４の解除を命令したことにより、ドアロック装置２４、あるいは車両９全体を制御する制御機能から制御部１８へと、電源始動信号Ｓ１８が発信される。
先にも述べたように、車載用電源装置１０の電源回路部１６は制御部１８を用いた第１判定動作Ｍ１１１と、第２判定動作Ｍ１１２と、第３判定動作Ｍ１１３とを有する。図３Ａと図３Ｂは第１判定動作Ｍ１１１と、第２判定動作Ｍ１１２と、第３判定動作Ｍ１１３とでの出力電圧Ｖｏを示している。制御部１８は、スイッチ素子１５に対しての開閉に関する指示や、昇圧コンバータ部１３の昇圧動作に関する指示、電圧の検出およびこの値に基づいた演算、演算結果データの格納、さらに、これらをもとにしてスイッチ素子１５の状態判定などを行う。
図３Ａと図３Ｂにおいて、時点ｔ０以前は車両９が放置されている。そして、時点ｔ０で搭乗者が車両９のリモコン装置２５からドアロック装置２４の解除をドアロック装置２４に命令する。ドアロック装置２４がロック状態からロック解除へと切り替えられることによって、あるいは、リモコン装置２５からのドアロック装置２４の解除命令によって、電源始動信号Ｓ１８が車両９から始動信号受信部１８ｓを介して制御部１８へ発信される。ここで、時点ｔ０から時点ｔ１で第１判定動作Ｍ１１１が始まるまでの間は、車両９は放置された状態なので、負荷１９での電力消費は極めて小さい。
そして、時点ｔ１で第１判定動作Ｍ１１１が始まり、第２判定動作Ｍ１１２、第３判定動作Ｍ１１３が続いて行われる。
また、ドアロック装置２４はドア９ｂに設けられている。しかしながら、ドアロック装置２４はドア９ｂに設けることに限らず、車両９のトランクなどにも適用してもよい。
制御部１８は、第３判定動作Ｍ１１３でスイッチ素子１５が異常であると判定した場合に、第３判定動作Ｍ１１３での判定結果を記憶してもよい。そして制御部１８は、上記判定結果を記憶した後で、車両９が再始動するために操作スイッチ２２が切り替えられたときに警告装置２３に警告信号を発信するように構成されていてもよい。このとき、操作スイッチ２２は車両９を起動させる車両起動スイッチであってよい。
上述のように、制御部１８は、電源回路部１６がスリープ状態であるときに始動信号Ｓ１８を受信したことに応じて第１判定動作Ｍ１１１を行う。
また、制御部１８は、車両９が起動してから停止するまでにそれぞれ対応する複数のドライビングサイクルのそれぞれにおいて第１判定動作Ｍ１１１から第３判定動作Ｍ１１３までを行う。この場合に、制御部１８は複数のドライビングサイクルのそれぞれにおいてスイッチ素子１５が異常であると判定した場合に、警告装置２３に警告信号を発信してもよい。
以上の説明では、制御部１８は、開放状態のスイッチ素子１５が接続状態へと切り替わることができない、異常を判定する。一方、仮に接続状態のスイッチ素子１５が開放状態へと切り替わることができない場合は、昇圧コンバータ部１３での昇圧動作が何れの時点においても不可能となる。したがって、制御部１８が昇圧コンバータ部１３に対して昇圧すべく指示をしているにもかかわらず、出力端子１７の電圧が電圧Ｖ１や、あるいは所定の判定値まで上昇しないときには、制御部１８はスイッチ素子１５が接続状態となったままの異常状態であると判断すればよい。
制御部１８は、例えば第１判定動作Ｍ１１１において昇圧コンバータ部１３の昇圧動作に対する判定を行ってもよい。
ここで、昇圧期間Ｐ１０１における電圧Ｖｔ１は制御部１８が出力端子１７で検出する。そして、制御部１８は電圧Ｖｔ１と昇圧判定値である所定の判定値Ｖｔｈ１０２とを比較し、昇圧コンバータ部１３の昇圧動作が正常であるか否かの判定を行う。ここでは、電圧Ｖｔ１が判定値Ｖｔｈ１０２以上である場合に、昇圧コンバータ部１３が正常に昇圧動作を行っていると判定する。
電圧Ｖｔ１が判定値Ｖｔｈ１０２よりも低い場合は、昇圧コンバータ部１３は異常であると制御部１８が判定する。そして、制御部１８が昇圧コンバータ部１３あるいは電源回路部１６が異常であるとの判定結果を警告信号として車載用電源装置１０の外部に設けられた車両９内の警告装置２３へ発信する。あるいは、昇圧コンバータ部１３が正常であるか否かに関して、制御部１８が記憶してもよい。
これにより、昇圧コンバータ部１３の昇圧動作が正常であるか否かを制御部１８が判定できるとともに、時点ｔ２で平滑コンデンサ１３ｄから放電される電圧の値も正確であるか否かを制御部１８が判定できる。このため、第３判定動作Ｍ１１３で時点ｔ４における出力電圧Ｖｏと判定値Ｖｔｈ１０１との比較、およびその結果に対する制御部１８の判定は高い確度で安定する。
制御部１８が出力端子１７で電圧Ｖｔ１を検出するのは、時点ｔ１から時点ｔ２までであればいつでもよいが、時点ｔ２で制御部１８が電圧Ｖｔ１を検出することで、先に述べた時点ｔ２で平滑コンデンサ１３ｄから放電される電圧の値は正確であるか否かを制御部１８がさらに正確に判定できる。したがって、時点ｔ４における出力電圧Ｖｏに基づく制御部１８の判定は、さらに高い確度で安定する。
（実施の形態２）
図４において、図１に示す実施の形態１における車載用電源装置１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。車載用電源装置１０ａは実施の形態１における車載用電源装置１０と同様に、図２に示す車両９に搭載される。車載用電源装置１０ａは実施の形態１における車載用電源装置１０の制御部１８の代わりに出力端子１７の出力電圧Ｖｏを検出するとともに昇圧コンバータ部１３およびスイッチ素子１５を制御する制御部１８ａを含む。
図５Ａから図５Ｃは車載用電源装置１０ａの出力電圧Ｖｏを示す。図５Ａから図５Ｃにおいて、縦軸は出力電圧Ｖｏを示し、横軸は時間を示す。電源回路部１６は、制御部１８ａを用いた第１判定モードＭ１と制御部１８ａを用いた第２判定モードＭ２とを有する。第１判定モードＭ１では制御部１８ａは出力端子１７における負荷１９の状態を判定する。第１判定モードＭ１の後で行われる第２判定モードＭ２では、制御部１８ａは第１判定モードＭ１の判定結果に応じてスイッチ素子１５の状態を判定する。
以上の構成および動作により、第２判定モードＭ２でスイッチ素子１５が正常な状態であるか、あるいは異常な状態であるのかを制御部１８ａが判定する際に、最初に第１判定モードＭ１において負荷１９の状態を制御部１８ａが判定する。その後に第２判定モードＭ２においてスイッチ素子１５の状態を制御部１８ａが判定する。
つまり、第２判定モードＭ２で判定が行われてもよい状況にあるのか否かについて、第１判定モードＭ１で車載用電源装置１０に接続された負荷１９に対する電力の供給状態を制御部１８ａが第２判定モードＭ２を行う前に予め判定する。その後、スイッチ素子１５が正常に動作しているか否かを制御部１８ａが第２判定モードＭ２で判定する。これにより、スイッチ素子１５の状態についての第２判定モードＭ２における判定は高い確度で安定して行うことができる。
第１判定モードＭ１は、制御部１８が始動信号Ｓ１８ａを受信したことに応じて始められる。制御部１８は実施の形態１において説明したように、操作スイッチ２２が切り替えられた場合や、ドアロック解除命令がリモコン装置２５から発せられたときなどに、始動信号Ｓ１８ａを受信する。
以下、車載用電源装置１０ａおよびそれを搭載した車両９の構成と動作について詳しく説明する。アイドリングストップ機能を有する車両９は、車体９ａと、車載用電源装置１０と、蓄電池１１と、負荷１９とを備える。車体９ａには、車載用電源装置１０ａと蓄電池１１と負荷１９が配置されている。蓄電池１１と負荷１９は車載用電源装置１０ａの入力端子１２と出力端子１７にそれぞれ接続されている。車載用電源装置１０ａは、車両９が信号待ちなどで停車中にエンジン２０がアイドリングストップ状態からスタータ２０ａによりエンジン２０が再始動するときに、以下の基本の動作を行う。例えば、アイドリングストップ状態において運転者がブレーキペダル２１に対する操作状態を変化させると、車載用電源装置１０ａは車載用電源装置１０ａが起動するための信号を受信する。そして、車載用電源装置１０ａが起動して昇圧コンバータ部１３が昇圧のための動作をすることによって、スタータ２０ａが回転してエンジン２０を再始動させるときにおいても負荷１９には必要な電圧が供給される。この結果、負荷１９は安定して動作を継続する。車両９は、車体９ａに取り付けられたドア９ｂと、ドア９ｂに設けられたドアロック装置２４とをさらに備える。ドアロック装置２４はドア９ｂをロックし、ドア９ｂのロック解除を行うすなわちドア９ｂのロックを解除することができる。
車載用電源装置１０ａ内の電源回路部１６では、車両９が信号待ちなどで停車中にエンジン２０がアイドリングストップ状態であるとき、制御部１８ａはスイッチ素子１５を閉じ、かつ、昇圧コンバータ部１３を動作させない。この状態では、蓄電池１１が入力端子１２およびスイッチ素子１５を通じて負荷１９へ電力を供給している。
これに対してエンジン２０がアイドリングストップ状態から、再始動状態へと移るとき、制御部１８ａはスイッチ素子１５を開放し、かつ、昇圧コンバータ部１３を起動して動作させる。この状態では、昇圧コンバータ部１３が負荷１９へ電力を所定期間だけ供給する。
そして、エンジン２０が動作継続状態となると、昇圧コンバータ部１３は所定期間の上記の動作を終えて負荷１９への電力の供給を終え、かつ、スイッチ素子１５が閉じられる。これによって、蓄電池１１が入力端子１２およびスイッチ素子１５を通じて負荷１９へ電力を供給する。エンジン２０が動作している間は基本的にこの状態が継続する。昇圧コンバータ部１３は昇圧用コイル１３ａ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１３ｂ、整流ダイオード１３ｃ、平滑コンデンサ１３ｄによって構成されていて、昇圧コンバータ部１３の最も出力端子１７側すなわち出力端１３ｆに平滑コンデンサ１３ｄが配置されている。
車載用電源装置１０ａは電源回路部１６のスイッチ素子１５が仮に破損などにより動作できない状態となっても、昇圧コンバータ部１３が起動できない場合はあるものの、スイッチ素子１５に並列接続された通電補助ダイオード１４が、蓄電池１１から負荷１９への電力の供給を継続することができる。通電補助ダイオード１４のアノードは車載用電源装置１０ａの入力端子１２に接続され、カソードは車載用電源装置１０ａの出力端子１７に接続されている。
車載用電源装置１０ａの制御部１８ａは、スイッチ素子１５が仮に破損などによって動作できない状態となったときに車載用電源装置１０ａの外部へスイッチ素子１５が動作できないことを示す信号を発信する。この機能によって、車載用電源装置１０ａは車載用電源装置１０ａの外部へスイッチ素子１５に関する補修点検を要求する。そして、車載用電源装置１０ａの制御部１８ａはスイッチ素子１５の状態すなわちスイッチ素子１５が正常に動作できるか否かを以下の手順によって判定する。
なお、車載用電源装置１０ａの制御部１８ａが行うスイッチ素子１５の状態の判定は、車両９における様々な状況で行われて構わない。実施の形態２では一例として運転者が車両９の車両起動スイッチである操作スイッチ２２をＯＮからＯＦＦへと切り替えた後に制御部１８ａが行うスイッチ素子１５の状態を判定する動作を説明する。ここで、操作スイッチ２２は、車両９に搭載されたアクセサリースイッチあるいはエンジンスイッチであってもよい。言い換えれば、操作スイッチ２２などが切り替えられることによって、制御部１８ａが、始動信号Ｓ１８ａを受信したことに応じて第１判定モードＭ１を行う。
図５Ａから図５Ｃに示すように、車載用電源装置１０ａの電源回路部１６は制御部１８ａを用いた第１判定モードＭ１と第２判定モードＭ２とを有する。制御部１８ａは、操作スイッチ２２がＯＮからＯＦＦへと切り替えられたことに応じて第１判定モードＭ１を行う。図５Ａから図５Ｃにおいて、操作スイッチ２２は時点ｔ０にＯＮからＯＦＦへと切り替えられる。制御部１８ａは、スイッチ素子１５に対してスイッチ素子１５の開閉の指示や、電圧の検出および検出した電圧の値に基づいた演算、演算の結果のデータの格納、さらに、これらをもとにしてスイッチ素子１５の状態の判定などを行う。そして、制御部１８ａは、スイッチ素子１５に対して異常であると判定したときには、警告装置へ警告信号を発信してもよい。
先ず、第１判定モードＭ１では出力端子１７における負荷１９の状態を制御部１８ａが判定する。つまり、制御部１８ａは出力端子１７における第１判定モードＭ１での出力電圧Ｖｏの値を検出する。第１判定モードＭ１は第１判定動作Ｍ１１と第２判定動作Ｍ１２とを有する。すなわち第１判定モードＭ１において電源回路部１６および制御部１８ａは、第１判定動作Ｍ１１と第２判定動作Ｍ１２とを行う。
最初に第１判定動作Ｍ１１では、制御部１８ａはスイッチ素子１５を開放状態とするようにスイッチ素子１５に指示する。さらに制御部１８ａは、入力端子１２に入力されている蓄電池１１の電圧である入力電圧Ｖｉを昇圧コンバータ部１３によって昇圧する昇圧動作を時点ｔ１に始まる昇圧期間Ｐ１に行うように昇圧コンバータ部１３に指示する。図３Ａに示す動作では時点ｔ０、ｔ１の間には所定の初期休止期間Ｈｐが設けられているが、初期休止期間Ｈｐがゼロすなわち時点ｔ０、ｔ１は同時であってもよい。例えば、昇圧コンバータ部１３は、蓄電池１１の出力電圧であり、入力端子１２における入力電圧Ｖｉである１２Ｖを昇圧期間Ｐ１において所定の電圧Ｖ１の１４．５Ｖへ昇圧する。この昇圧動作は、車両起動スイッチである操作スイッチ２２がＯＮとなっている車両９の通常動作中に、エンジン２０がアイドリングストップ状態から再始動へ切り替わるときに行われる昇圧動作と同じであってよい。ここでは一例として、蓄電池１１の電圧（入力電圧Ｖｉ）は１２Ｖであり、昇圧期間Ｐ１の電圧Ｖ１は１４．５Ｖとして示しているが、車載用電源装置１０の動作ではこれらの電圧値に限ったものではない。
あるいは、第１判定動作Ｍ１１における昇圧期間Ｐ１では１２Ｖの入力電圧Ｖｉが１４．５の電圧Ｖ１へと昇圧される。この一方で、操作スイッチ２２がＯＮとなっている車両９の通常動作中に、アイドリングストップ状態から再始動へ切り替わる際の昇圧動作は、１２Ｖの入力電圧Ｖｉが維持されて出力電圧Ｖｏとして出力端子１７から出力される。このように、昇圧動作では状況によって入力電圧Ｖｉが互いに異なる複数の値の出力電圧Ｖｏに昇圧されてもよい。
次に第２判定動作Ｍ１２では、制御部１８ａは昇圧期間Ｐ１が経過した時点ｔ２に昇圧コンバータ部１３による昇圧動作を停止させる。このとき、制御部１８ａはスイッチ素子１５を開放状態に維持するようにスイッチ素子１５に指示している。さらに制御部１８は昇圧コンバータ部１３の昇圧動作が時点ｔ２に停止してから所定期間Ｐ１１経過した時点ｔ３に出力端子１７における電圧Ｖｔ３を検出する。時点ｔ２から時点ｔ３に至る所定期間Ｐ１１では、平滑コンデンサ１３ｄから放電された電圧と、通電補助ダイオード１４を介して蓄電池１１の電圧である入力電圧Ｖｉとのうちの高い方の電圧が出力端子１７から出力される。
これによって、制御部１８ａはまず出力端子１７に流れる電流Ｉｏ、すなわち負荷１９における電流Ｉｏの消費状況である電力消費の状態を判定する。出力端子１７には、平滑コンデンサ１３ｄからの放電電圧と、通電補助ダイオード１４を介しての蓄電池１１の電圧とが供給される。スイッチ素子１５は開放状態であり、かつ、昇圧コンバータ部１３の昇圧動作は時点ｔ２で既に停止しているので、出力端子１７の電圧Ｖｏは時点ｔ２から時点ｔ３に至る時間の経過に伴い減衰する。この減衰の速度は負荷１９の状態によって異なる。例えば負荷１９が大きな電流を消費するときは図３Ｃに示すように、出力電圧Ｖｏは急峻に減衰する。したがって、昇圧コンバータ部１３の昇圧動作が停止してから所定期間Ｐ１１の経過した時点ｔ３に出力端子１７で検出される電圧Ｖｔ３は低い値となる。
制御部１８ａは、出力端子１７で検出された電圧Ｖｔ３と判定値Ｖｔｈ１とを比較する。図５Ａと図５Ｂに示すように時点ｔ３における出力電圧Ｖｏの電圧Ｖｔ３が判定値Ｖｔｈ１以上である場合は、制御部１８ａは第１判定モードＭ１の後に第２判定モードＭ２を行う。
次に、第２判定モードＭ２ではスイッチ素子１５の状態を制御部１８ａが判定する。ここでも、制御部１８ａは出力端子１７における出力電圧Ｖｏの値を検出する。しかしながら、先に述べた第１判定モードＭ１における第１判定動作Ｍ１１および第２判定動作Ｍ１２とは異なる動作で制御部１８ａは出力端子１７における出力電圧Ｖｏの値を検出する。第２判定モードＭ２は第３判定動作Ｍ２１と第４判定動作Ｍ２２と第５判定動作Ｍ２３とを有する。電源回路部１６および制御部１８は、第３判定動作Ｍ２１と第４判定動作Ｍ２２と第５判定動作Ｍ２３とに対応して動作する。
第１判定モードＭ１の第２判定動作Ｍ１２において制御部１８ａが出力電圧Ｖｏの時点ｔ３での電圧Ｖｔ３が判定値Ｖｔｈ１以上であると判定した場合に、制御部１８ａは第２判定モードＭ２において第３判定動作Ｍ２１と第４判定動作Ｍ２２と第５判定動作Ｍ２３とを行う。
第３判定動作Ｍ２１では、制御部１８ａはスイッチ素子１５を開放状態のままで継続して維持するようにスイッチ素子１５に時点ｔ３で指示する。そして制御部１８ａは再度、昇圧コンバータ部１３が蓄電池１１の電圧を電圧Ｖ１へと昇圧する昇圧動作を行うように昇圧コンバータ部１３に時点ｔ３に指示する。第３判定動作Ｍ２１は第２判定動作Ｍ１２から時点ｔ３で連続して行われる。ここでも第１判定動作Ｍ１１での昇圧動作と同様に、入力端子１２へ入力電圧Ｖｉとして印加される蓄電池１１の出力電圧が昇圧期間Ｐ２において電圧Ｖ１へと昇圧される。この第３判定動作Ｍ２１での昇圧期間Ｐ２と、第１判定動作Ｍ１１での昇圧期間Ｐ１とは同じ長さであっても異なる長さであっても構わない。図５Ａから図５Ｃにおいては、昇圧期間Ｐ２での昇圧幅は、みかけのうえで電圧Ｖｔ３から電圧Ｖ１までであるが、電源回路部１６の昇圧コンバータ部１３は入力電圧Ｖｉから電圧Ｖ１へ昇圧する昇圧動作を行う。
次に第４判定動作Ｍ２２では、制御部１８ａは時点ｔ３から昇圧期間Ｐ２が経過した時点ｔ４に昇圧コンバータ部１３による昇圧動作を停止させる。さらに制御部１８ａは、昇圧コンバータ部１３が停止した時点ｔ４から所定期間Ｐ２１経過した時点ｔ５に、スイッチ素子１５を開放状態から接続状態へと切り替えるようにスイッチ素子１５に指示する。
その次に第５判定動作Ｍ２３では、制御部１８ａはスイッチ素子１５を開放状態から接続状態へと切り替えるように指示した時点ｔ５から第３所定期間Ｐ２２後に、制御部１８ａは出力端子１７における出力電圧Ｖｏである電圧Ｖｔ６を時点ｔ６に検出する。そして、制御部１８ａは電圧Ｖｔ６と判定値Ｖｔｈ２とを比較し、その結果によってスイッチ素子１５の状態を判定する。
第４判定動作Ｍ２２を行う時点ｔ４から時点ｔ５に至る期間Ｐ２１では、平滑コンデンサ１３ｄからの電圧と、通電補助ダイオード１４を介しての蓄電池１１の電圧Ｖｉのうちの何れか高い方の電圧が出力端子１７に供給される。期間Ｐ２１ではスイッチ素子１５は開放状態であり、かつ、昇圧コンバータ部１３は時点ｔ４で既に停止しているので、出力端子１７の電圧Ｖｏは時点ｔ４から時点ｔ５に至る時間の経過に伴い減衰する。
この後、制御部１８ａはスイッチ素子１５を開放状態から接続状態へと切り替えるように時点ｔ５でスイッチ素子１５に指示する。
そして、ここまで開放状態であったスイッチ素子１５が制御部１８ａからの指示に対応可能な正常な状態であれば、スイッチ素子１５が閉じることによって図３Ｂに示すように、時点ｔ５で出力端子１７の電圧Ｖｏは大きく変化する。つまり、昇圧コンバータ部１３の出力端１３ｆは、電位がより低い蓄電池１１が接続された入力端子１２に接続されるので、時点ｔ５で出力端子１７の出力電圧Ｖｏは急低下し、入力電圧Ｖｉとほぼ同じとなる。したがって、出力電圧Ｖｏの時点ｔ６での電圧Ｖｔ６は判定値Ｖｔｈ２よりも低くなる。したがって、第５判定動作Ｍ２３における時点ｔ６で出力端子１７の電圧Ｖｏが判定値である判定値Ｖｔｈ２よりも低い場合に、制御部１８ａはスイッチ素子１５が正常であると判断する。
この一方で、時点ｔ５まで開放状態であったスイッチ素子１５が制御部１８ａからの指示に対応不可能な異常な状態であれば、スイッチ素子１５は開放状態を継続することによって図５Ａに示すように、出力端子１７の電圧Ｖｏは継続して漸減する。つまり、第２判定動作Ｍ１２での時点ｔ２から時点ｔ３までの期間Ｐ１１と同様に、平滑コンデンサ１３ｄからの放電電圧と、通電補助ダイオード１４を介しての蓄電池１１の電圧Ｖｉの何れかの高い方の電圧が時点ｔ５以降にも出力端子１７に供給され続ける。このため、出力端子１７の電圧Ｖｔ６は判定値Ｖｔｈ２以上となる。したがって、第５判定動作Ｍ２３における時点ｔ６で出力端子１７の電圧Ｖｏが判定値Ｖｔｈ２以上であるとき、制御部１８ａはスイッチ素子１５が異常であると判断する。厳密には、時点ｔ６で出力端子１７の電圧Ｖｏが判定値Ｖｔｈ２以上であるとき、スイッチ素子１５が閉じて接続状態となるための指示への対応が不可能なオープン状態であると、制御部１８ａは判断する。
図５Ｃに示すように電圧Ｖｔ３が判定値Ｖｔｈ１よりも低い場合は、制御部１８ａは第２判定モードＭ２を行わずに第１判定モードＭ１でスイッチ素子１５に対する判定を終了する。そして、制御部１８ａはスイッチ素子１５の状態に対する判定結果を判定不可能と決定する。
図５Ｃに示すように電圧Ｖｔ３が判定値Ｖｔｈ１よりも低い場合は、出力端子１７には大きな電流を消費する負荷１９が接続されている。したがって、制御部１８ａの指示に応じてスイッチ素子１５が正常に開閉可能であっても、あるいは、スイッチ素子１５が異常であり、スイッチ素子１５は時点ｔ２以降にも開放を継続しても、時点ｔ６における出力端子１７の出力電圧Ｖｏの電圧Ｖｔ６が判定値Ｖｔｈ２より低くなる場合がある。
したがって、この状態で仮に第２判定モードＭ２が第１判定モードＭ１の後に行われても、出力端子１７の電圧Ｖｏと判定値Ｖｔｈ２とは正しく比較されないおそれが生じる。したがって、図５Ｃに示すように、第１判定モードＭ１において電圧Ｖｔ３が判定値Ｖｔｈ１よりも低い場合は、制御部１８ａは第２判定モードＭ２を行わずに第１判定モードＭ１でスイッチ素子１５に対する判定を終了し、スイッチ素子１５の状態に対する判定結果を判定不可能と決定する。例えば、操作スイッチ２２がＯＮからＯＦＦへと切り替えられた後に、運転者が車両９内に留まってカーオーディオなどの負荷１９の一部であるアクセサリーを継続して使用した場合などが、負荷１９に流れる消費電流である電流Ｉｏが大きいことに起因してスイッチ素子１５の状態に対する判定が不可能となる状態の一例である。
図８に示す従来の車載用電源装置５００では、蓄電池１からの電力がスイッチ７を介して出力端子２ｂへ供給される場合と、蓄電池１からの電力が通電補助ダイオード６を介して出力端子２ｂへ供給される場合とで、出力端子２ｂにおける電圧値は大きな差が発生しない。したがって、これらの電圧値の比較に基づいてはスイッチ７の異常を安定に高確度で判定できない場合がある。
実施の形態２における車載用電源装置１０ａでは、上記のように、スイッチ素子１５が正常な状態かあるいは異常な状態であるのかについて制御部１８ａが判定するにあたり、第２判定モードＭ２で判定が行われてもよい状況にあるのか否かについて第１判定モードＭ１で判定が行われる。そのうえで、スイッチ素子１５が正常に動作しているかどうかについて、第２判定モードＭ２での判断が行われる。これにより、第２判定モードＭ２における判定は、スイッチ素子１５が正常あるいは異常の何れの状態であっても、判定値Ｖｔｈ２と出力端子１７の電圧Ｖｏとは離れた値になり易い。この結果、制御部１８ａにおける判定は高い確度で安定する。
ここで、さらにスイッチ素子１５の状態に対する判定が安定するように、入力端子１２における蓄電池１１からの入力電圧Ｖｉが所定の下限度値から、下限度値より高い所定の上限度値までの所定範囲外の値となったと制御部１８ａが検知したときには、制御部１８ａは第１判定モードＭ１および第２判定モードＭ２を行わない。例えば、入力電圧Ｖｉが上限度値よりも高い場合、スイッチ素子１５が開放状態を継続しても時点ｔ４以降の電圧降下が小さくなる。またあるいは、スイッチ素子１５が時点ｔ５で閉じた後の電圧降下が小さくなる。したがって、図５Ａに示す判定値Ｖｔｈ２と出力電圧Ｖｔ６との比較に基づく判定が困難となる恐れが生じる。また、入力電圧Ｖｉが下限度値よりも低い場合、昇圧コンバータ部１３が、昇圧後の電圧Ｖ１まで入力電圧Ｖｉを昇圧することができなくなる恐れが生じる。したがって、入力端子１２における蓄電池１１からの入力電圧Ｖｉは所定範囲内であることが望ましい。
これまでで説明した判定では、第１判定モードＭ１から第２判定モードへＭ２と進み、第２判定モードＭ２でスイッチ素子１５に関する状態が異常であると判定した場合、判定は確定することになる。そして、確定した判定結果が車載用電源装置１０ａの制御部１８ａから車載用電源装置１０ａの外部に設けられた車両９内の警告装置２３へと発信される。ここで、第１判定モードＭ１および第２判定モードＭ２における判定は一度でなく、それぞれの判定が複数回行われても構わない。
また、制御部１８ａが判定結果を車載用電源装置１０ａの外部に設けられた車両９内の警告装置２３へと発信するタイミングは、例えば、次回の車両９の始動時である操作スイッチ２２がＯＦＦからＯＮへと切り替えられたときでもよい。つまり、制御部１８ａが判定結果をスイッチ素子１５に対する処置が実施されるまでの間で記憶する。そして、車両９における次回の始動時に操作スイッチ２２がＯＦＦからＯＮへと切り替えられたときに、制御部１８ａが車両９の起動を検知したうえで、制御部１８ａが判定結果を警告装置２３へと発信すればよい。ここで操作スイッチ２２は、車両起動スイッチでよい。
また、実施の形態１と同様に制御部１８ａは、電源回路部１６がスリープ状態であるときに、始動信号Ｓ１８ａを受信したことに応じて第１判定モードＭ１が行われてもよい。
また、さらに実施の形態１と同様に、ドアロック装置２４がロック状態からロック解除へと切り替えられることによって、あるいは、リモコン装置２５からのドアロック装置２４の解除命令によって、電源始動信号Ｓ１８ａが制御部１８ａへ発信される。そして、第１判定モードＭ１が行われてもよい。
図６は実施の形態２における車載用電源装置１０ａの動作における出力電圧Ｖｏを示す。図６において、縦軸は出力電圧Ｖｏを示し、横軸は時間を示す。図６に示すように、操作スイッチ２２がＯＦＦされてから所定の休止期間が設けられたうえで、第１判定モードＭ１と第２判定モードＭ２とからそれぞれなる判定期間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が繰り返し行われても構わない。
例えば、まず制御部１８ａからの指示によって１回目の判定期間Ｄ１が始められる。１回目の判定期間Ｄ１における１回目の第１判定モードＭ１では、大きな電流を消費する負荷１９が車載用電源装置１０ａに接続されていて電圧Ｖｔ３が判定値Ｖｔｈ１よりも低くなっている。したがって、スイッチ素子１５に対しての判定は不可であると制御部１８ａは判定する。しかし、この時点で１回目の判定期間Ｄ１は終了されずに、制御部１８ａは第２判定モードＭ２を行う。そして、１回目の第２判定モードＭ２の結果には関係なく、制御部１８ａは、１回目の判定期間Ｄ１では判定不可であったことを記憶する。そして、１回目の休止期間Ｈ１を経過した時点で、２回目の判定期間Ｄ２が始められる。
そして、２回目の判定期間Ｄ２における２回目の第１判定モードＭ１では、大きな電流を消費する負荷１９が車載用電源装置１０ａに接続されなく、電圧Ｖｔ３が判定値Ｖｔｈ１よりも高くなっている。したがって、スイッチ素子１５に対しての判定は可能であると制御部１８ａは判定する。そして、制御部１８ａは２回目の第２判定モードＭ２を行い、スイッチ素子１５の状態についての判定を行う。この判定に応じて、制御部１８ａは２回目の判定期間Ｄ２での判定結果を記憶する。そして、２回目の休止期間Ｈ２を経過した時点で、３回目の判定期間Ｄ３が始められる。
図６では、３回の判定期間Ｄ１〜Ｄ３と３回の休止期間Ｈ１〜Ｈ３とは交互に繰り返されているが、判定期間と休止期間の回数に関しては適宜設定される。また、休止期間Ｈ１〜Ｈ３の長さもまた適宜設定される。ここで、上記のように１回目の判定期間Ｄ１では判定不可となり、２回目以降での判定期間Ｄ２、Ｄ３では判定可能となる場合、制御部１８ａは１回目の判定期間Ｄ１は無効とし、かつ、２回目の判定期間Ｄ２は有効とし、２回目以降の有効となった判定期間Ｄ２、Ｄ３の判定結果に基づいてスイッチ素子１５に対しての判定を行っても構わない。
またあるいは、上記のように複数の判定期間の結果に基づき、制御部１８ａに記憶された判定結果が所定の判定回数において基準回数よりも多くスイッチ素子１５は異常であると判定していた場合に、制御部１８ａはスイッチ素子１５が異常であると最終的に判定を行ってもよい。この場合、制御部１８ａに記憶された判定結果が所定の判定回数において基準回数以下の回数だけスイッチ素子１５は異常であると判定していた場合に、制御部１８ａはスイッチ素子１５が異常ではないすなわち正常であると最終的に判定する。そして、異常がある場合は、車載用電源装置１０ａは車両９内に設けられた車両９全体を制御する車両制御機能部、あるいは、警告装置２３へと警告信号を発信してもよい。
このように、判定期間が複数回繰り返して実施されることで、第１判定期間Ｄ１では操作スイッチ２２がＯＦＦとなった直後などで、車載用電子機器などが継続して使用されている場合の第１判定モードＭ１における判定不可が生じても、後の判定期間Ｄ２、Ｄ３によってスイッチ素子１５の状態は正しく判定される。
さらに、第１判定期間Ｄ１で制御部１８ａや昇圧コンバータ部１３に外部からノイズが侵入する事態が生じても、判定期間が複数回繰り返して実施されることで、これらのノイズが継続して発生しない限りはノイズに起因する誤判定を抑制した、スイッチ素子１５の状態についての正確な最終判断が得られる。
また、上記の１回目の判定期間Ｄ１では１回目の第１判定モードＭ１の結果からスイッチ素子１５に対して第２判定モードＭ２での判定は不可であると制御部１８ａが判定した後、１回目の第２判定モードＭ２が行われている。しかしながら、第１判定モードでの結果が判定不可であった場合は、制御部１８ａは１回目の判定期間Ｄ１では判定不可であったことを制御部１８ａが記憶したうえで、制御部１８ａは第２判定モードＭ２を行わずに１回目の休止期間Ｈ１へと移るように電源回路部１６に指示しても構わない。
またさらに、休止期間Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３における制御部１８ａは判定期間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３における制御部１８ａよりも低消費電力で動作するとよい。つまり、休止期間Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３における制御部１８ａは低消費電力で動作するとよい。ここまでで説明したように、判定期間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３において制御部１８ａはスイッチ素子１５やＦＥＴ１３ｂに対する制御、出力端子１７の電圧Ｖｏの検知、および判定に関する演算等を行うために多くの電力が必要となる。これに対して休止期間Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３において制御部１８ａは、次の判定期間までの時間のカウントや演算結果の記憶等を行うが、必要とする電力は少ない。
そのため、たとえば制御部１８ａに用いるマイクロコントローラのクロック周波数は、判定期間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３よりも休止期間Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の方が低くなるように設定すればよい。これにより、休止期間Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３におけるマイクロコンピュータの動作頻度が低下するので、休止期間Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３において消費電力を省電力化することができる。特に、秒単位で動作する判定期間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に比較して休止期間Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３は５分から１０分程度と長い期間が適用されるので、マイクロコンピュータの動作のために消費される電力は上記の設定によって大幅に低減される。
上記の説明では、車両９の操作スイッチ２２がＯＦＦとなった時点から、判定期間と休止期間とが繰り返し行われている。ここでさらに、複数の判定期間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が、複数のドライビングサイクルにわたって、あるいは複数回の操作スイッチ２２にわたる車両９の起動時に、その都度繰り返し設けられても構わない。図７Ａと図７Ｂは実施の形態２における車載用電源装置１０の動作における出力電圧Ｖｏを示す。図７Ａと図７Ｂにおいて、縦軸は出力電圧Ｖｏを示し、横軸は時間を示す。図７Ａと図７Ｂに示す動作では、所定の休止期間Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３が設けられたうえで第１判定モードＭ１と第２判定モードＭ２とからそれぞれなる判定期間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が繰り返し行われて得られた今回の判定結果、および、以前に遡って操作スイッチ２２がＯＦＦとされた際に得られた前回の判定結果が、今回の判定に用いられてもよい。
まず、先に説明した際と同様に、個別のタイミングで操作スイッチ２２がＯＦＦとなった時点では判定期間と休止期間とが繰り返される。そして、個々の判定期間における判定結果が制御部１８ａへ格納される。図７Ｂに示す今回の操作スイッチ２２がＯＦＦとなってから得た判定結果に加え、図７Ａに示す前回に操作スイッチ２２がＯＦＦとなってから得た判定結果が、今回のスイッチ素子１５に対する判定に用いられる。そして、先に説明した最終判定が今回と前回との双方において操作スイッチ２２がＯＦＦとなってから得たスイッチ素子１５に対する判定が異常であったとき、車載用電源装置１０ａは車両９内の警告装置２３へと警告信号を発信してもよい。
つまり、判定期間における判定が複数回繰り返して実施され、かつ、この結果に前回に操作スイッチ２２がＯＦＦとなったときの判定期間における判定結果が加えられてスイッチ素子１５の状態が判定される。これによって、第１判定期間Ｄ１では操作スイッチ２２がＯＦＦとなった直後などで、車載用電子機器などが継続して使用されている場合の第１判定モードＭ１における判定不可が生じても、後の判定期間Ｄ２、Ｄ３によってスイッチ素子１５の状態は正しく判定される。さらに、異なった環境や、あるいは異なった蓄電池１１の状態においても同様の異常が制御部１８ａによって検出された結果として、スイッチ素子１５に対する異常判定が決定されるので、これらの判定は非常に信頼性が高い。
以上の説明では、制御部１８ａはスイッチ素子１５が開放状態となったままでのスイッチ素子１５の異常を判定する。一方、仮にスイッチ素子１５が接続状態となったままの異常を判定する場合は、昇圧コンバータ部１３での昇圧動作が何れの時点においても不可能となる。したがって、制御部１８ａが昇圧コンバータ部１３に対して昇圧すべく指示をしているにもかかわらず、出力端子１７の電圧が電圧Ｖ１と異なる高い電圧Ｖ２まで上昇しないとき、あるいは所定の判定値まで上昇しないときには、制御部１８ａはスイッチ素子１５が接続状態となったままの異常状態であると判断すればよい。
本実施の形態では、車載用電源装置１０ａにおける制御部１８ａは独立した単一の機能部分として示されている。しかしながら、車両９の全体を制御する車両制御機能部のうちの一部の機能部分が制御部１８ａとして車載用電源装置１０ａを制御してもよい。
また、車載用電源装置１０ａがスイッチ素子１５に関する異常を車載用電源装置１０ａの外部に発信する場合、制御部１８ａを含んだ車両９全体を制御する車両制御機能部のうちの制御部１８ａとは異なる他の機能部分へ、異常に関する信号が発信されてもよい。
さらに、車載用電源装置１０ａは説明における便宜上、制御部１８ａと電源回路部１６とを分割して説明しているが、制御部１８ａと電源回路部１６とは分割されなくても構わない。
上述のように、制御部１８ａは、負荷１９の電力消費の状態を判定する第１判定モードＭ１を行い、第１判定モードＭ１における判定結果に応じてスイッチ素子１５の状態を判定する第２判定モードＭ２を行うように構成されている。
制御部１８ａは第１判定モードＭ１において第１判定動作Ｍ１１と第２判定動作Ｍ１２を行うように構成されていてもよい。制御部１８ａは第２判定モードＭ２において第３判定動作Ｍ２１と第４判定動作Ｍ２２と第５判定動作Ｍ２３を行うように構成されていてもよい。第１判定動作Ｍ１１では、制御部１８ａは、スイッチ素子１５が開放されるようにスイッチ素子１５に指示し、入力端子１２の入力電圧Ｖｉを入力電圧Ｖｉよりも高い電圧Ｖ１に第１昇圧期間Ｐ１において昇圧する第１昇圧動作を行うように昇圧コンバータ部１３に指示する。第２判定動作Ｍ１２では、制御部１８ａは、第１昇圧期間Ｐ１が経過した時点ｔ２に上記昇圧動作を停止するように昇圧コンバータ部１３に指示し、時点ｔ２から所定期間Ｐ１１が経過した時点ｔ３に出力端子１７で検出した電圧Ｖｏによって負荷１９の電力消費の状態を判定する。第３判定動作Ｍ２１では、制御部１８ａは、スイッチ素子１５が継続して開放するようにスイッチ素子１５に指示して、入力電圧Ｖｉを所定の電圧Ｖ１に第２昇圧期間Ｐ２において昇圧する第２昇圧動作を行うように昇圧コンバータ部１３に指示する。第４判定動作Ｍ２２では、制御部１８ａは、昇圧期間Ｐ２が経過した時点ｔ４に上記昇圧動作を停止するように昇圧コンバータ部１３に指示し、時点ｔ４から所定期間Ｐ２１が経過した時点ｔ５にスイッチ素子１５が閉じられるようにスイッチ素子１５に指示する。第５判定動作Ｍ２３では、制御部１８ａは、時点ｔ５の後に、出力端子１７で検出した電圧Ｖｏによってスイッチ素子１５の状態を判定する。
制御部１８ａは、第２判定動作Ｍ１２において出力端子１７で検出した電圧Ｖｏが所定の判定値Ｖｔｈ１よりも低いと判定した場合には第２判定モードＭ２を行わず、第２判定動作Ｍ１２において出力端子１７で検出した電圧Ｖｏが所定の判定値Ｖｔｈ１以上と判定した場合には第２判定モードＭ２を行うように構成されていてもよい。
制御部１８ａは、第５判定動作Ｍ２３において出力端子１７で検出した電圧Ｖｏが所定の判定値Ｖｔｈ２よりも高いと判定した場合に、スイッチ素子１５が異常であると判定し、第５判定動作Ｍ２３において電圧Ｖｏが所定の判定値Ｖｔｈ２以下と判定した場合に、スイッチ素子１５が正常であると判定するように構成されていてもよい。
制御部１８ａは、複数の判定期間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のそれぞれにおいて第１判定モードＭ１と第２判定モードＭ２とを行ってもよい。この場合、制御部１８ａは、複数の判定期間Ｄ１〜Ｄ３において所定の頻度以上で第２判定モードＭ２においてスイッチ素子１５が異常であると判定した場合に、スイッチ素子１５が異常であると最終的に判定するように構成されてもよい。
複数の判定期間Ｄ１〜Ｄ３の間には休止期間Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３が設けられていてもよい。休止期間Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３では、制御部１８ａは複数の判定期間Ｄ１〜Ｄ３より低い電力で動作してもよい。
制御部１８ａは、操作スイッチ２２が切り替えられたことや、ドアロック装置２４が解除されたことに応じて負荷１９の電力消費の状態を判定する第１判定モードＭ１を行い、第１判定モードＭ１における判定結果に応じてスイッチ素子１５の状態を判定する第２判定モードＭ２を行い、第２判定モードＭ２でスイッチ素子１５が異常であると判定した場合に警告装置２３に警告信号を発信するように構成されていてもよい。
制御部１８ａは、車両９が起動してから停止するまでにそれぞれ対応する複数のドライビングサイクルのそれぞれにおいて第１の判定モードＭ１と第２の判定モードＭ２とを行う。この場合、制御部１８ａは、複数のドライビングサイクルのそれぞれにおいて第２判定モードＭ２においてスイッチ素子１５が異常であると判定した場合に、警告装置２３に警告信号を発信してもよい。
車載用電源装置１０ａは、負荷１９の状態が検知されたうえでスイッチ素子１５の状況が判定されるので、スイッチ素子１５が正常に動作しているかどうかは容易に、かつ正確に判定される。
さらに、図５Ａ、図５Ｂの第２判定モードＭ２において、制御部１８ａは昇圧コンバータ部１３の昇圧動作に対する判定を行ってもよい。
ここで、昇圧期間Ｐ２における電圧Ｖｔ２は制御部１８ａが出力端子１７で検出する。そして、制御部１８ａは電圧Ｖｔ２と昇圧判定値である所定の判定値Ｖｔｈ１０２とを比較し、昇圧コンバータ部１３の昇圧動作が正常であるか否かの判定を行う。ここでは、電圧Ｖｔ２が判定値Ｖｔｈ１０２以上である場合に、昇圧コンバータ部１３が正常に昇圧動作を行っていると判定する。
電圧Ｖｔ１が判定値Ｖｔｈ１０２よりも低い場合は、昇圧コンバータ部１３は異常であると制御部１８ａが判定する。そして、制御部１８ａが昇圧コンバータ部１３あるいは電源回路部１６が異常であるとの判定結果を警告信号として車載用電源装置１０ａの外部に設けられた車両９内の警告装置２３へ発信する。あるいは、昇圧コンバータ部１３が正常であるか否かに関して、制御部１８ａが記憶してもよい。
これにより、昇圧コンバータ部１３の昇圧動作が正常であるか否かを制御部１８ａが判定できるとともに、時点ｔ４で平滑コンデンサ１３ｄから放電される電圧の値も正確であるか否かを制御部１８ａが判定できる。このため、時点ｔ６における出力電圧Ｖｏと判定値Ｖｔｈ２との比較、およびその結果に対する制御部１８ａの判定は高い確度で安定する。
なお、制御部１８は昇圧コンバータ部１３の昇圧動作に対する判定を、図５Ａ、図５Ｂに示す第２判定モードＭ２の昇圧期間Ｐ２の代わりに第１判定モードＭ１の昇圧期間Ｐ１で行ってもよい。また、制御部１８は昇圧コンバータ部１３の昇圧動作に対する判定を、図５Ａ、図５Ｂに示す第１判定モードＭ１の昇圧期間Ｐ１と第２判定モードＭ２の昇圧期間Ｐ２の双方で行ってもよい。
制御部１８がａ出力端子１７で電圧Ｖｔ１を検出するのは、時点ｔ３から時点ｔ４までであればいつでもよいが、時点ｔ４で制御部１８ａが電圧Ｖｔ１を検出することで、先に述べた時点ｔ４で平滑コンデンサ１３ｄから放電される電圧の値は正確であるか否かを制御部１８ａがさらに正確に判定できる。したがって、時点ｔ６における出力電圧Ｖｏに基づく制御部１８ａの判定は、さらに高い確度で安定する。
また、図５Ａと図５Ｂに示すように制御部１８ａは出力端子１７の電圧Ｖｏを時点ｔ０から時点ｔ１の間に検出して初期電圧の電圧Ｖｔ０を得て、電圧Ｖｏを時点ｔ６で検出して放電電圧の電圧Ｖｔ６を得る。さらに制御部１８ａは、電圧Ｖｔ６と電圧Ｖｔ０との差である電位差Ｖｄｔ６を演算によって求める。そして、電位差Ｖｄｔ６が所定の判定電位差Ｖｄｔｈよりも大きいか、あるいは小さいかによってスイッチ素子１５の状態が判定されてもよい。ここでは、電位差Ｖｄｔ６が判定電位差Ｖｄｔｈ以上の場合、スイッチ素子１５は制御部１８ａの指示に対応した動作不可となった異常な状態と判定される。そして、電位差Ｖｄｔ６が判定電位差Ｖｄｔｈよりも小さい場合や、あるいは電位差Ｖｄｔ６がほとんど存在しない場合、スイッチ素子１５は制御部１８ａの指示に対応して、開放状態から接続状態へと切り替える動作が可能な、正常な状態であると判定される。また、先に説明した実施の形態１においても、上記と同様に初期電圧と放電電圧との電位差を得て、この電位差と判定電位差との比較によってスイッチ素子１５が正常かあるいは異常であるかを制御部１８が判定してもよい。
ここでは先にも述べたように、上記判定の過程において、制御部１８ａは昇圧コンバータ部１３が正常に動作しているかどうかを併せて判定できる。よって、スイッチ素子１５だけでなく、昇圧コンバータ部１３を含めた電源回路部１６全体の状態を容易に短時間で別の回路や動作を付加することなく判定することができる。
先にも述べたように、時点ｔ１から時点ｔ２にかけて実施される第１判定動作Ｍ１１や第２判定動作Ｍ２１において制御部１８ａが昇圧コンバータ部１３へ昇圧動作を行うよう指示するときの昇圧後の目標値は電圧Ｖ１である。また、エンジン２０がアイドリングストップから再始動するときに昇圧コンバータ部１３が昇圧する目標の電圧値は再始動電圧である。電圧Ｖ１は再始動電圧より高くてもよい。また、上記の再始動電圧は、アイドリングストップ時の負荷１９の状態によって変化してもよい。したがって、時点ｔ０の電圧Ｖｔ０と再始動電圧との差は小さい場合がある。そこで、先に述べた電圧Ｖ１および判定値である判定値Ｖｔｈ２は、電圧Ｖｔ０や再始動電圧よりも十分に大きな値とすることが好ましい。これにより、第１判定動作Ｍ１１や第２判定動作Ｍ２１における昇圧コンバータ部１３の動作が正常か否かに対する判定の精度が向上する。
ここで、さらにスイッチ素子１５の状態に対する判定が安定するように、入力端子１２における蓄電池１１からの入力電圧Ｖｉが、下限度値と、下限度値より高い上限度値までの所定範囲外の値となったと制御部１８ａが検知したときには、制御部１８ａは第１判定モードＭ１と第２判定モードＭ２とのいずれも行わないように指示する。例えば、入力電圧Ｖｉが上限度値よりも高い場合、スイッチ素子１５が開放状態を継続しても時点ｔ４以降の電圧降下幅が小さくなる。またあるいは、スイッチ素子１５が時点ｔ５で閉じた後の電圧降下幅が小さくなる。したがって、図５Ａに示す判定値Ｖｔｈ２と出力電圧Ｖｔ６とが接近し、これらの比較に基づく判定が困難となる恐れが生じる。また、入力電圧Ｖｉが下限度値よりも低い場合、昇圧コンバータ部１３が、目的となる昇圧後の電圧Ｖ１まで入力電圧Ｖｉを昇圧することができなくなる恐れが生じる。したがって、入力端子１２における蓄電池１１からの入力電圧Ｖｉは所定範囲内であることが望ましい。
本発明の車載用電源装置は、電源回路部の動作を容易に短時間で判定することができ、各種車両において有用である。
９ 車両
９ａ 車体
９ｂ ドア
１０，１０ａ 車載用電源装置
１１ 蓄電池
１２ 入力端子
１３ 昇圧コンバータ部
１４ 通電補助ダイオード
１５ スイッチ素子
１６ 電源回路部
１７ 出力端子
１８，１８ａ 制御部
１８ｓ 始動信号受信部
１９ 負荷
２０ エンジン
２１ ブレーキペダル
２２ 操作スイッチ
２３ 警告装置
２４ ドアロック装置
２５ リモコン装置

Claims (21)

  1. 入力端子と、
    負荷が接続されるように構成された出力端子と、
    前記入力端子と前記出力端子との間に接続されて、前記入力端子から供給された電圧を昇圧する昇圧動作を行い、前記昇圧された電圧を前記出力端子から出力するよう構成された昇圧コンバータ部と、前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と並列に接続された通電補助ダイオードと、前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と通電補助ダイオードと並列に接続されたスイッチ素子と、を有する電源回路部と、
    前記出力端子の電圧を検出するとともに前記昇圧コンバータ部と前記スイッチ素子を制御する制御部と、
    前記制御部に接続された始動信号受信部と、を備え、
    前記電源回路部は、前記電源回路部で消費される電力が所定値よりも低い状態で所定時間が経過すると動作状態から非動作状態のスリープ状態へと切り替えられ、
    前記制御部は、前記電源回路部が前記スリープ状態であるときに前記始動信号受信部で始動信号を受信したことに応じて、前記スイッチ素子が開放されるように前記スイッチ素子に指示し、前記入力端子の電圧を昇圧期間において昇圧する昇圧動作を行うように前記昇圧コンバータ部に指示する第１判定動作を行い、
    前記昇圧期間が経過した第１の時点に前記昇圧動作を停止するように前記昇圧コンバータ部に指示し、前記第１の時点から所定期間が経過した第２の時点に前記スイッチ素子が閉じるように前記スイッチ素子に指示する第２判定動作を行い、
    前記第２判定動作が終了した後に、前記出力端子で検出した電圧によって前記スイッチ素子の状態を判定する第３判定動作を行う、
    ように構成されている、車載用電源装置。
  2. 入力端子と、
    負荷が接続されるように構成された出力端子と、
    前記入力端子と前記出力端子との間に接続されて、前記入力端子から供給された電圧を昇圧する昇圧動作を行い、前記昇圧された電圧を前記出力端子から出力するよう構成された昇圧コンバータ部と、前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と並列
    に接続された通電補助ダイオードと、前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と通電補助ダイオードと並列に接続されたスイッチ素子と、を有する電源回路部と、
    前記出力端子の電圧を検出するとともに前記昇圧コンバータ部と前記スイッチ素子を制御する制御部と、
    前記制御部に接続された始動信号受信部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記始動信号受信部で始動信号を受信したことに応じて、前記スイッチ素子が開放されるように前記スイッチ素子に指示し、前記入力端子の電圧を所定の電圧へ昇圧期間において昇圧する昇圧動作を行うように前記昇圧コンバータ部に指示し、前記昇圧期間において前記出力端子で検出された電圧が前記所定の電圧よりも低いと判定した場合に前記昇圧コンバータ部が異常であると判定し、前記昇圧期間において前記出力端子で検出された電圧が前記所定の電圧以上であると判定した場合に前記昇圧コンバータ部が正常であると判定する、第１判定動作を行い、
    前記昇圧期間が経過した第１の時点に前記昇圧動作を停止するように前記昇圧コンバータ部に指示し、前記第１の時点から所定期間が経過した第２の時点に前記スイッチ素子が閉じるように前記スイッチ素子に指示する第２判定動作を行い、
    前記第２判定動作が終了した後に、前記出力端子で検出した電圧によって前記スイッチ素子の状態を判定する第３判定動作を行う、
    ように構成されている、車載用電源装置。
  3. 前記制御部は、
    前記第３判定動作において、前記出力端子で検出した前記電圧が所定の判定値以上であると判定した場合に前記スイッチ素子が異常であると判定し、
    前記第３判定動作において、前記出力端子で検出した前記電圧が前記所定の判定値より低いと判定した場合に前記スイッチ素子が正常であると判定する、
    ように構成されている、請求項２に記載の車載用電源装置。
  4. 車体と、
    前記車体に設けられた蓄電池と、
    前記車体に設けられた操作スイッチと、
    前記車体に設けられた警告装置と、
    前記車体に設けられた負荷と、
    前記蓄電池に接続された入力端子と、
    前記負荷が接続された出力端子と、
    前記入力端子と前記出力端子との間に接続されて、前記入力端子から供給された電圧を昇圧する昇圧動作を行い、前記昇圧された電圧を前記出力端子から出力するよう構成された昇圧コンバータ部と、
    前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と並列に接続された通電補助ダイオードと、
    前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と通電補助ダイオードと並列に接続されたスイッチ素子と、
    を有する電源回路部と、
    前記出力端子の電圧を検出するとともに前記昇圧コンバータ部と前記スイッチ素子を制御する制御部と、
    を含む車載用電源装置と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記操作スイッチが切り替えられたことに応じて、前記スイッチ素子が開放されるように前記スイッチ素子に指示し、前記入力端子の電圧を昇圧期間において昇圧する昇圧動作を
    行うように前記昇圧コンバータ部に指示する第１判定動作を行い、
    前記昇圧期間が経過した後に前記昇圧動作を停止するように前記昇圧コンバータ部に第１の時点に指示し、前記第１の時点から第１の所定期間が経過した第２の時点に前記スイッチ素子が閉じるように前記スイッチ素子に指示する第２判定動作を行い、
    前記第２判定動作が終了した後に、前記出力端子で検出し電圧によって前記スイッチ素子の状態を判定する第３判定動作を行い、
    前記第３判定動作で前記スイッチ素子が異常であると判定した場合に前記警告装置に警告信号を発信する、
    ように構成されている、車両。
  5. 前記操作スイッチはエンジンスイッチであり、
    前記制御部は、前記エンジンスイッチがＯＮからＯＦＦへと切り替えられたことを検知したことに応じて前記第１判定動作を行う、請求項４に記載の車両。
  6. 前記操作スイッチはアクセサリースイッチであり、
    前記制御部は、前記アクセサリースイッチがＯＮからＯＦＦへと切り替えられたことを検知したことに応じて前記第１判定動作を行う、請求項４に記載の車両。
  7. 前記操作スイッチは前記車両を起動させる車両起動スイッチであり、
    前記制御部は、前記第３判定動作で前記スイッチ素子が異常であると判定した場合に、
    前記第３判定動作での判定結果を記憶し、
    前記判定結果を記憶した後で前記車両が始動するために前記操作スイッチが切り替えられたときに前記警告装置に前記警告信号を発信する、
    ように構成されている、請求項４に記載の車両。
  8. 前記車体に設けられたドアと、
    前記ドアに設けられたドアロック装置と、
    をさらに備え、
    前記制御部は、前記操作スイッチがＯＦＦである状態において前記ドアロック装置が前記ドアのロック解除へ切り替えられたことを検知したことに応じて前記第１判定動作を行う、請求項４に記載の車両。
  9. 前記操作スイッチは前記車両を起動させる車両起動スイッチであり、
    前記制御部は、前記第３判定動作で前記スイッチ素子が異常であると判定した場合に、
    前記第３判定動作での判定結果を記憶し、
    前記判定結果を記憶した後で前記車両が始動するために前記操作スイッチが切り替えられたときに前記警告装置に前記警告信号を発信する、
    ように構成されている、請求項８に記載の車両。
  10. 入力端子と、
    負荷が接続されるように構成された出力端子と、
    前記入力端子と前記出力端子との間に接続されて、前記入力端子から供給された電圧を昇圧する昇圧動作を行い、前記昇圧された電圧を前記出力端子から出力するよう構成された昇圧コンバータ部と、
    前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と並列に接続された通電補助ダイオードと、
    前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と前記通電補助ダイオードと並列に接続されたスイッチ素子と、
    を有する電源回路部と、
    前記出力端子の電圧を検出するとともに前記昇圧コンバータ部と前記スイッチ素子を制御
    する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記スイッチ素子が開放されるように前記スイッチ素子に指示し、前記入力端子の入力電圧を前記入力電圧よりも高い所定の電圧に第１昇圧期間において昇圧する第１昇圧動作を行うように前記昇圧コンバータ部に指示する第１判定動作を行い、前記第１昇圧期間が経過した第１の時点に前記第１昇圧動作を停止するように前記昇圧コンバータ部に指示し、前記第１の時点から第１の所定期間が経過した第２の時点に前記出力端子で検出した電圧によって前記負荷の電力消費の状態を判定する第２判定動作を行う、第１判定モードと、前記スイッチ素子が継続して開放するように前記スイッチ素子に指示して、前記入力電圧を前記所定の電圧に第２昇圧期間において昇圧する第２昇圧動作を行うように前記昇圧コンバータ部に指示する第３判定動作を行い、前記第２昇圧期間が経過した第３の時点に前記第２昇圧動作を停止するように前記昇圧コンバータ部に指示し、前記第３の時点から第２の所定期間が経過した第４の時点に前記スイッチ素子が閉じられるように前記スイッチ素子に指示する第４判定動作を行い、前記第４の時点の後に、前記出力端子で検出した電圧によって前記スイッチ素子の状態を判定する第５判定動作を行う、第２判定モードと、を有し、
    前記第１判定モードが行われた後で、前記第１判定モードにおける判定結果に応じて前記第２判定モードが行われるように構成されている、車載用電源装置。
  11. 前記制御部は、
    前記第２判定動作において前記出力端子で検出した前記電圧が所定の判定値よりも低いと判定した場合には前記第２判定モードを行わず、
    前記第２判定動作において前記出力端子で検出した前記電圧が前記所定の判定値以上と判定した場合には前記第２判定モードを行う、
    ように構成されている、請求項１０に記載の車載用電源装置。
  12. 前記制御部は、
    前記第５判定動作において前記出力端子で検出した前記電圧が所定の判定値以上であると判定した場合に、前記スイッチ素子が異常であると判定し、
    前記第５判定動作において前記出力端子で検出した前記電圧が前記所定の判定値より低いと判定した場合に、前記スイッチ素子が正常であると判定する、
    ように構成されている、請求項１０に記載の車載用電源装置。
  13. 前記制御部は、
    前記第１昇圧期間もしくは前記第２昇圧期間において前記出力端子で検出した電圧によって前記昇圧コンバータ部の状態を判定する昇圧判定動作を行うように構成されている、請求項１０に記載の車載用電源装置。
  14. 前記制御部は、
    複数の判定期間のそれぞれにおいて前記第１判定モードと前記第２判定モードとを行い、前記複数の判定期間において所定の頻度以上で前記第２判定モードにおいて前記スイッチ素子が異常であると判定した場合に、前記スイッチ素子が異常であると最終的に判定する、ように構成されている、請求項１０に記載の車載用電源装置。
  15. 前記複数の判定期間の間には休止期間が設けられており、
    前記休止期間では、前記制御部は前記複数の判定期間より低い電力で動作する、請求項１４に記載の車載用電源装置。
  16. 前記制御部は、始動信号を受信したことに応じて前記第１判定モードを行う、請求項１０
    に記載の車載用電源装置。
  17. 前記電源回路部は非動作のスリープ状態を有し、
    前記制御部は、前記電源回路部が前記スリープ状態であるときに始動信号を受信したことに応じて前記第１判定モードを行う、請求項１０に記載の車載用電源装置。
  18. 車体と、
    前記車体に設けられた蓄電池と、
    前記車体に設けられた操作スイッチと、
    前記車体に設けられた警告装置と、
    前記車体に設けられた負荷と、
    前記蓄電池に接続された入力端子と、
    前記負荷に接続された出力端子と、
    前記入力端子と前記出力端子との間に接続されて、前記入力端子から供給された電圧を昇圧する昇圧動作を行い、前記昇圧された電圧を前記出力端子から出力するよう構成された昇圧コンバータ部と、
    前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と並列に接続された通電補助ダイオードと、
    前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と通電補助ダイオードと並列に接続されたスイッチ素子と、
    を有する電源回路部と、
    前記出力端子の電圧を検出するとともに前記昇圧コンバータ部と前記スイッチ素子を制御する制御部と、
    を含む車載用電源装置と、
    を備え、
    前記制御部は、前記操作スイッチが切り替えられたことに応じて、
    前記スイッチ素子が開放されるように前記スイッチ素子に指示し、前記入力端子の入力電圧を前記入力電圧よりも高い所定の電圧に第１昇圧期間において昇圧する第１昇圧動作を行うように前記昇圧コンバータ部に指示する第１判定動作を行い、前記第１昇圧期間が経過した第１の時点に前記第１昇圧動作を停止するように前記昇圧コンバータ部に指示し、前記第１の時点から第１の所定期間が経過した第２の時点に前記出力端子で検出した電圧によって前記負荷の電力消費の状態を判定する第２判定動作を行う、第１判定モードと、前記スイッチ素子が継続して開放するように前記スイッチ素子に指示して、前記入力電圧を前記所定の電圧に第２昇圧期間において昇圧する第２昇圧動作を行うように前記昇圧コンバータ部に指示する第３判定動作を行い、前記第２昇圧期間が経過した第３の時点に前記第２昇圧動作を停止するように前記昇圧コンバータ部に指示し、前記第３の時点から第２の所定期間が経過した第４の時点に前記スイッチ素子が閉じられるように前記スイッチ素子に指示する第４判定動作を行い、前記第４の時点の後に、前記出力端子で検出した電圧によって前記スイッチ素子の状態を判定する第５判定動作を行う、第２判定モードと、を有し、
    前記第１判定モードが行われた後で、前記第１判定モードにおける判定結果に応じて前記第２判定モードが行われるように構成されていて、
    前記第２判定モードで前記スイッチ素子が異常であると判定した場合に前記警告装置に警告信号を発信する、
    ように構成されている、車両。
  19. 前記制御部は、
    前記車両が起動してから停止するまでにそれぞれ対応する複数のドライビングサイクルのそれぞれにおいて前記第１判定モードと前記第２判定モードとを行い、
    前記複数のドライビングサイクルのそれぞれにおいて前記第２判定モードにおいて前記ス
    イッチ素子が異常であると判定した場合に、前記警告装置に前記警告信号を発信する、請求項１８に記載の車両。
  20. 前記車体に設けられたドアと、
    前記ドアに設けられたドアロック装置と、
    をさらに備え、
    前記制御部は、前記操作スイッチがＯＦＦであって前記ドアロック装置が前記ドアのロック解除へ切り替えられたことを検知したことに応じて前記第１判定モードを行う、請求項１８に記載の車両。
  21. 前記制御部は、
    前記車両が起動してから停止するまでにそれぞれ対応する複数のドライビングサイクルのそれぞれにおいて前記第１判定モードと前記第２判定モードとを行い、
    複数の前記ドライビングサイクルのそれぞれにおいて前記第２判定モードにおいて前記スイッチ素子が異常であると判定した場合に、前記制御部が前記警告装置に前記警告信号を発信する、請求項２０に記載の車両。
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