WO2023170741A1 - 車両用バックアップ装置 - Google Patents

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WO2023170741A1
WO2023170741A1 PCT/JP2022/009717 JP2022009717W WO2023170741A1 WO 2023170741 A1 WO2023170741 A1 WO 2023170741A1 JP 2022009717 W JP2022009717 W JP 2022009717W WO 2023170741 A1 WO2023170741 A1 WO 2023170741A1
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WO
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power
capacitor
battery
load
unit
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Application number
PCT/JP2022/009717
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English (en)
French (fr)
Inventor
悠 武谷
佑樹 杉沢
Original Assignee
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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Publication date
Application filed by 株式会社オートネットワーク技術研究所, 住友電装株式会社, 住友電気工業株式会社 filed Critical 株式会社オートネットワーク技術研究所
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicle backup device.
  • Patent Document 1 discloses an on-vehicle power supply device that supplies power from a secondary battery mounted on a vehicle to on-vehicle equipment.
  • This in-vehicle power supply device supplies power from a secondary battery different from the above-mentioned secondary battery to some of the in-vehicle devices when the voltage supplied to the in-vehicle devices falls below a set value.
  • the structure is such that it is supplied with
  • the present disclosure was completed based on the above circumstances, and provides a backup device for a vehicle that can easily supply sufficient power to a load when the power supply from the power supply unit fails.
  • the purpose is to provide.
  • the vehicle backup device of the present disclosure includes: In a vehicle power supply system including a power supply unit that supplies power to a load, a vehicle backup device that performs a backup operation when power supply from the power supply unit fails, a charging/discharging unit that charges and discharges a backup power source that includes a battery and a capacitor and is a different power source from the power source unit; a control unit that controls the charging and discharging unit; Equipped with The control unit causes the charging/discharging unit to perform the backup operation so as to supply the load with power based on the battery and the capacitor when the failure state occurs.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a vehicle power supply system including a vehicle backup device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating the flow of control performed by the vehicle backup device of the first embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a charging operation of a backup power source in the vehicle power supply system of the first embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a backup operation in the vehicle power supply system of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating a vehicle power supply system according to a second embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating the flow of control performed by the vehicle backup device of the second embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a vehicle power supply system including a vehicle backup device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating the flow of control performed by the vehicle backup device of the first embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a charging operation
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an operation of supplying electric power from a capacitor to a load in the vehicle power supply system according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an operation of supplying electric power from a battery and a capacitor to a load in the vehicle power supply system according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram schematically illustrating a vehicle power supply system according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating the flow of control performed by the vehicle backup device of the third embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an operation of supplying electric power from a battery to a load in the vehicle power supply system according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating an operation of supplying electric power from a battery and a capacitor to a load in the vehicle power supply system according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an operation of supplying electric power from a battery to a capacitor and a load in the vehicle power supply system according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a timing chart of operations performed in the vehicle power supply system of the third embodiment.
  • FIG. 15 is a block diagram schematically illustrating a vehicle power supply system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating the flow of control performed by the vehicle backup device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating an operation of supplying electric power from a battery to a load in the vehicle power supply system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating an operation of supplying electric power from a battery and a capacitor to each load in the vehicle power supply system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating an operation of supplying electric power from a battery to a capacitor and a load in the vehicle power supply system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 20 is a block diagram schematically illustrating a vehicle power supply system according to the fifth embodiment.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram illustrating an operation of supplying electric power from a power supply unit to a battery, a capacitor, and a load in the vehicle power supply system according to the fifth embodiment.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram illustrating an operation of supplying electric power from a battery and a capacitor to a load in the vehicle power supply system according to the fifth embodiment.
  • FIG. 23 is a block diagram schematically illustrating a vehicle power supply system according to the sixth embodiment.
  • FIG. 24 is a block diagram schematically illustrating the capacitor side charging/discharging section of FIG. 23.
  • FIG. 25 is an explanatory diagram illustrating the selection state of the first selection type by the selection section of FIG. 23.
  • FIG. 26 is an explanatory diagram illustrating the selection state of the second selection type by the selection section of FIG. 23.
  • FIG. 27 is an explanatory diagram showing a temporal change in the output voltage of the capacitor selected by the selection unit in the vehicle power supply system of the sixth embodiment.
  • Vehicle backup device In a vehicle power supply system including a power supply unit that supplies power to a load, a vehicle backup device that performs a backup operation when power supply from the power supply unit fails, a charging/discharging unit that charges and discharges a backup power source that includes a battery and a capacitor and is a different power source from the power source unit; a control unit that controls the charging and discharging unit; Equipped with The control unit causes the charging/discharging unit to perform the backup operation so as to supply the load with power based on the battery and the capacitor when the failure state occurs.
  • the vehicle backup device described in [1] above performs a backup operation to supply power from the battery and capacitor to the load when the power supply from the power supply section fails in the vehicle power supply system. be able to. Therefore, compared to a configuration in which only a battery is used as a backup power source, it becomes possible to supply power based on a capacitor, making it easier to supply sufficient power to the load.
  • control unit controls the control unit to supply both power from the battery and power from the capacitor to the load when the failure state occurs.
  • the charging/discharging section can be caused to perform a backup operation.
  • the vehicle backup device of the present disclosure may include a temperature detection unit that detects the temperature of the battery.
  • the control unit is configured to supply power from the capacitor to the load when the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or lower than a threshold temperature in the case of the failure state, and to supply power from the battery to the load.
  • causing the charging/discharging unit to perform the backup operation so as to stop the supply, and supplying both the power from the battery and the power from the capacitor to the load when the detected temperature exceeds the threshold temperature.
  • the charging/discharging unit may be caused to perform the backup operation.
  • the vehicle backup device of the present disclosure includes: a power path serving as a path for supplying power from the power source to the load; a conductive path provided between the power path and the battery;
  • the device may include a current detection unit that detects a current flowing through the conductive path.
  • the control unit supplies power from the battery to the load and supplies power from the capacitor to the load when the current value detected by the current detection unit is equal to or less than a threshold current in the failure state.
  • the charging/discharging section is caused to perform the backup operation so as to stop power supply to the load, and when the current value detected by the current detecting section exceeds the threshold current, the power from the battery and the capacitor are
  • the charging/discharging unit may be caused to perform the backup operation so as to supply all of the electric power to the load.
  • control unit controls the power from the capacitor when the predetermined specific load enters the operating state in the case of the failure state.
  • the charging/discharging unit may be caused to perform the backup operation so as to supply the battery to the load.
  • the vehicle backup device of the present disclosure includes: a power path serving as a path for supplying power from the power supply unit to the load; a conductive path provided between the power path and the battery;
  • the device may include a current detection unit that detects a flowing current, and a switch that is provided on the conductive path, makes the conductive path conductive when it is in an on state, and cuts off the conductive path when it is in an off state.
  • the control section may switch the switch from the on state to the off state when the value of the current detected by the current detection section exceeds a predetermined value in the case of the failure state.
  • the conductive path is cut off and the battery is stopped from being charged. Can be stopped.
  • the conductive path can be cut off to stop discharging the battery.
  • the vehicle backup device of the present disclosure may include a power path serving as a path for supplying power from the power supply unit to the load.
  • the charging/discharging unit may include a first DC/DC converter provided between the power path and the battery, and a second DC/DC converter provided between the power path and the capacitor.
  • the charging voltage or discharging voltage of the battery can be controlled to a desired level by the operation of the first DC/DC converter. Further, by operating the first DC/DC converter, it is possible to cut off the connection between the battery and the power path, and stop charging or discharging the battery.
  • the charging voltage or discharging voltage of the capacitor can be controlled to a desired level. Further, by operating the second DC/DC converter, it is possible to cut off the connection between the capacitor and the power path and stop charging or discharging the capacitor.
  • the vehicle backup device of the present disclosure may include a power path that supplies power from the power supply section to the load, and a conductive path provided between the power path and the battery.
  • the charging/discharging section may include a DC/DC converter provided between the power path and the capacitor.
  • the battery may be connected to the power path via the conductive path.
  • the charging voltage or discharging voltage of the capacitor can be controlled to a desired level by the operation of the DC-DC converter. Furthermore, by operating the DC/DC converter, it is possible to cut off the connection between the capacitor and the power path, thereby stopping charging or discharging of the capacitor. On the other hand, since the battery is connected to the power path via the conductive path, the configuration can be simplified compared to a configuration in which a DC/DC converter is provided between the battery and the power path.
  • the backup power source may include a plurality of the capacitors.
  • the charging/discharging unit may include a selection unit that selects the capacitor that supplies power to the load from among the plurality of capacitors.
  • the control section may control the selection section.
  • the selection unit has a first selection type for selecting a predetermined number of the capacitors, and a configuration in which a number larger than the first selection type is connected in series.
  • a second selection type of selecting a plurality of the capacitors may be selected.
  • the control unit causes the backup operation to be performed based on the power from the capacitor selected by the selection unit in the first selection type, and then performs the backup operation based on the power from the capacitor selected in the second selection type by the selection unit.
  • the backup operation may be performed based on the power from the plurality of capacitors to increase the output voltage output from the backup power source.
  • control unit may operate the charging/discharging unit to charge the capacitor based on power from the battery.
  • control unit may control the power supply based on the power from the battery during a period when the supply of power from the capacitor to the predetermined specific load is stopped.
  • the charging/discharging unit may be operated to charge a capacitor.
  • the vehicle backup device of the present disclosure may include a voltage detection section that detects the output voltage of the capacitor.
  • the control unit may operate the charging/discharging unit to charge the capacitor based on the power from the battery when the voltage detected by the voltage detection unit becomes equal to or lower than a threshold voltage.
  • the capacitor is activated based on the power from the battery. It can be charged. Therefore, a decrease in the amount of charge of the capacitor can be efficiently suppressed.
  • the vehicle power supply system 100 shown in FIG. 1 includes a power supply section 20, a load 30, a backup power supply 40, and a vehicle backup device 10.
  • the power supply section 20 functions as a main power source that continuously supplies power when the vehicle in which the vehicle power supply system 100 is mounted starts.
  • the power supply unit 20 is a DC power supply that generates a DC voltage.
  • the power supply section 20 is configured by a battery such as a lead battery, for example.
  • a terminal on the high potential side of the power supply section 20 is electrically connected to the power path 22, and a terminal on the low potential side of the power supply section 20 is electrically connected to the ground.
  • the power supply section 20 applies a predetermined voltage to the power path 22 . Note that in this specification, a voltage is a voltage with respect to ground, unless otherwise specified.
  • the power supply section 20 is electrically connected to a load 30 via a power path 22. Power from the power supply section 20 is supplied to the load 30 via the power path 22.
  • the power path 22 is provided with a voltage detection section 24 . Specifically, the voltage detection unit 24 is provided closer to the load 30 than the connection point P in the power line 22 . Connection point P is a connection point between power path 22 and conductive path 43A, which will be described later.
  • the voltage detection unit 24 detects the voltage of the power path 22.
  • a fuse 26 having a function of cutting off conduction of the power path 22 is provided closer to the power supply unit 20 than the connection point P in the power path 22 .
  • the power path 22 may be provided with a relay (not shown) or the like.
  • the load 30 is an on-vehicle electrical device.
  • the load 30 is a load to which power supply is desired in an abnormal state (failure state) in which power supply from the power supply section 20 is stopped.
  • the load 30 may be, for example, an actuator such as a motor.
  • the load 30 may be an ECU or actuator in an electric parking brake system, an ECU or an actuator in a shift-by-wire control system, or the like.
  • the load 30 may be an in-vehicle electrical device other than these.
  • the backup power supply 40 is a power supply (auxiliary power supply) different from the power supply unit 20.
  • Backup power supply 40 includes a battery 41 and a capacitor 42.
  • the battery 41 is a DC power source that outputs DC voltage, and is, for example, a lithium ion battery.
  • the capacitor 42 is a DC power supply that outputs a DC voltage, and is, for example, an electric double layer capacitor.
  • the battery 41 is electrically connected to the power path 22 via a conductive path 43, and is charged and discharged via the conductive path 43.
  • the conductive path 43 is provided between the power path 22 and the battery 41.
  • the conductive path 43 is provided with a DCDC converter 13, which will be described later.
  • the conductive path 43 includes a conductive path 43A and a conductive path 43B.
  • the conductive path 43A is electrically connected to the power path 22 and the DCDC converter 13.
  • the conductive path 43A is at the same potential as the power path 22.
  • the high potential side terminal of the battery 41 is electrically connected to the conductive path 43B and has the same potential as the conductive path 43B.
  • a terminal on the low potential side of the battery 41 is electrically connected to the ground and has the same potential as the ground.
  • the charging voltage (output voltage) of the battery 41 is the voltage applied to the conductive path 43B.
  • the capacitor 42 is electrically connected to the power path 22 via a conductive path 44, and is charged and discharged via the conductive path 44.
  • Conductive path 44 is provided between power path 22 and capacitor 42 .
  • the conductive path 44 is provided with a DCDC converter 14, which will be described later.
  • the conductive path 44 includes a conductive path 44A and a conductive path 44B.
  • the conductive path 44A is electrically connected to the power path 22 and the DCDC converter 14.
  • the conductive path 44A is at the same potential as the power path 22.
  • the high potential side electrode of the capacitor 42 is electrically connected to the conductive path 44B and has the same potential as the conductive path 44B.
  • the low potential side electrode of the capacitor 42 is electrically connected to the ground and has the same potential as the ground.
  • the charging voltage (output voltage) of the capacitor 42 is the voltage applied to the conductive path 43B.
  • the vehicle backup device 10 performs a backup operation when the power supply from the power supply section 20 goes into a failure state.
  • the vehicle backup device 10 includes a control section 11 and a charging/discharging section 12.
  • the charging/discharging unit 12 charges and discharges the backup power source 40.
  • the charge/discharge unit 12 includes a DCDC converter 13 and a DCDC converter 14.
  • the DCDC converter 13 corresponds to the "first DCDC converter” of the present disclosure.
  • the DCDC converter 14 corresponds to the "second DCDC converter” of the present disclosure.
  • DCDC converter 13 functions as a voltage conversion circuit.
  • the DCDC converter 13 performs charging and discharging operations for the battery 41.
  • As a charging operation the DCDC converter 13 performs a voltage conversion operation of increasing or decreasing the voltage applied to the conductive path 43A and applying the voltage to the conductive path 43B.
  • As a discharging operation the DCDC converter 13 performs a voltage conversion operation in which the voltage applied to the conductive path 43B is boosted or stepped down and applied to the conductive path 43A.
  • the DCDC converter 14 functions as a voltage conversion circuit.
  • the DCDC converter 14 performs charging and discharging operations on the capacitor 42.
  • As a charging operation the DCDC converter 14 performs a voltage conversion operation of increasing or decreasing the voltage applied to the conductive path 44A and applying the voltage to the conductive path 44B.
  • As a discharging operation the DCDC converter 14 performs a voltage conversion operation of boosting or lowering the voltage applied to the conductive path 44B and applying the voltage to the conductive path 44A.
  • the control unit 11 is an information processing device having an information processing function, an arithmetic function, a control function, and the like.
  • the control unit 11 is mainly composed of, for example, a microcomputer, and includes an arithmetic unit such as a CPU (Central Processing Unit), a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory), an A/D converter, etc. have.
  • the control section 11 has a function of controlling the charging/discharging section 12.
  • the control unit 11 causes the charging/discharging unit 12 to perform an operation of supplying power from the power supply unit 20 to the load 30, battery 41, and capacitor 42.
  • the control unit 11 causes the charging/discharging unit 12 to perform a backup operation so as to supply the load 30 with electric power based on the battery 41 and the capacitor 42 .
  • the control unit 11 operates the charging/discharging unit 12 to charge the capacitor 42 based on the power from the battery 41.
  • the charging voltage (output voltage) of the battery 41 and the capacitor 42 is maintained below the standby voltage when the vehicle in which the vehicle power supply system 100 is mounted is in a stopped state, in which the start switch is in the OFF state. be done. Then, the vehicle backup device 10 charges the battery 41 and the capacitor 42 so that the charging voltage of the battery 41 and the capacitor 42 is equal to or higher than the target voltage, which is higher than the standby voltage, in response to the start switch of the vehicle being turned on. When the starting switch of the vehicle is in the on state, the charging voltages of the battery 41 and the capacitor 42 are maintained at the target voltages, provided that there is no failure of power supply from the power supply unit 20. When the starting switch of the vehicle is switched from the on state to the off state, the vehicle backup device 10 discharges the battery 41 and the capacitor 42 until the charging voltage of the battery 41 and the capacitor 42 becomes equal to or lower than the standby voltage.
  • FIG. 2 shows an example of backup control performed by the vehicle backup device 10 (specifically, the control unit 11).
  • the control unit 11 starts the backup control shown in FIG. 2 when a predetermined starting condition is satisfied.
  • the condition for starting the backup control in FIG. 2 may be, for example, that the starting switch of the vehicle in which the vehicle power supply system 100 is installed is switched from the off state to the on state, or may be other conditions. .
  • a starting signal indicating that the starting switch has been switched to the ON state is sent to an external device (for example, an external ECU (Electronic Control)). unit)) to the control unit 11.
  • an external device for example, an external ECU (Electronic Control)
  • the control unit 11 When the control unit 11 starts the backup control shown in FIG. 2, the control unit 11 puts the backup power supply 40 into a standby state in step S11. For example, as shown in FIG. 3, the power of the power supply section 20 is supplied to the load 30, and the power of the power supply section 20 is also supplied to the battery 41 and the capacitor .
  • the control unit 11 performs charging so that the charging voltage of the battery 41 and the capacitor 42 is equal to or higher than a target voltage that is higher than the standby voltage.
  • the control unit 11 maintains the charging voltage of the battery 41 and the capacitor 42 at the target voltage.
  • the control unit 11 determines whether the power supply from the power supply unit 20 is in a failure state in step S12.
  • the case where the power supply from the power supply unit 20 is in a failure state is, for example, the case where the voltage of the power path 22 that supplies power from the power supply unit 20 becomes equal to or lower than the threshold voltage.
  • the threshold voltage is, for example, a fixed value lower than the output voltage of the power supply unit 20 when fully charged. However, the threshold voltage may be changeable.
  • the control unit 11 determines whether the output voltage of the power supply unit 20 is decreasing.
  • the control unit 11 determines whether the voltage of the power path 22 is less than a threshold value, based on the voltage detected by the voltage detection unit 24, for example.
  • This threshold value is a value significantly smaller than the output voltage applied to the power path 22 when the power supply section 20 is normal, and a value larger than zero.
  • the control section 11 cuts off the path on the power supply section 20 side from the connection point P in the power path 22.
  • the fuse 26 is turned off, or a separately provided switch such as a relay is turned off.
  • a ground fault or disconnection occurs in the power line 22, resulting in an abnormal state in which power supply from the power supply section 20 to the load 30 is interrupted, and the voltage of the power line 22 becomes approximately 0V.
  • the control unit 11 performs a backup operation of supplying power to the load 30 based on the power from the battery 41 and the capacitor 42.
  • step S13 As shown in FIG. Let the supply take place.
  • the control unit 11 causes the charging/discharging unit 12 to perform a backup operation of supplying power from the backup power source 40 to the power path 22 .
  • the control unit 11 causes the charging/discharging unit 12 to perform a backup operation so as to supply the load 30 with power based on the battery 41 and the capacitor.
  • the control unit 11 causes the charging/discharging unit 12 to perform a backup operation so as to supply both the power from the battery 41 and the power from the capacitor 42 to the load 30.
  • the control unit 11 applies a voltage obtained by boosting or stepping down the output voltage of the battery 41 by the DCDC converter 13 to the conductive path 43A (power path 22).
  • the control unit 11 applies a voltage obtained by boosting or stepping down the output voltage of the capacitor 42 by the DCDC converter 14 to the conductive path 44A (power path 22).
  • the control unit 11 determines whether the vehicle in which the vehicle power supply system 100 is mounted is in a stopped state.
  • the control unit 11 determines whether the starting switch of the vehicle in which the vehicle power supply system 100 is mounted has been switched from the on state to the off state. For example, when the starting switch of the vehicle changes from the on state to the off state, a starting signal indicating that the starting switch has been switched to the off state is sent from an external device (for example, an external ECU (Electronic Control Unit)) to the control unit 11. It is designed to be given to When the control unit 11 receives such a starting signal, it determines that the vehicle is in a stopped state.
  • an external device for example, an external ECU (Electronic Control Unit)
  • the control unit 11 repeatedly performs the process of step S14 until it determines that the vehicle is in a stopped state (not in a started state). If the control unit 11 determines in step S14 that the vehicle is in a stopped state (Yes in step S14), it ends the backup control of FIG. 2.
  • a backup operation can be performed to supply power from the battery 41 and the capacitor 42 to the load 30 when the power supply from the power supply unit 20 fails. can. Therefore, compared to a configuration in which only the battery 41 is used as the backup power source 40, power can also be supplied based on the capacitor 42, making it easier to supply sufficient power to the load 30. Moreover, the battery 41 with a relatively large charging capacity and the capacitor 42 with a relatively large output voltage can be used together, and the backup power source 40 can have a large capacity and high output.
  • the charging voltage or discharging voltage of the battery 41 can be controlled to a desired level. Further, by operating the DCDC converter 13, it is possible to cut off the connection between the battery 41 and the power path 22, and stop charging or discharging the battery 41. By operating the DCDC converter 14, the charging voltage or discharging voltage of the capacitor 42 can be controlled to a desired level. Furthermore, by operating the DCDC converter 14, the connection between the capacitor 42 and the power path 22 can be cut off, and charging or discharging of the capacitor 42 can be stopped.
  • the vehicle power supply system 200 of the second embodiment differs from the first embodiment in that the power source that supplies power to the load 30 is switched based on the temperature of the battery 41 during backup operation, and is the same in other respects. Note that the same components as those in Embodiment 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the vehicle power supply system 200 includes a vehicle backup device 210, as shown in FIG.
  • the vehicle backup device 210 includes a control section 11, a charging/discharging section 12, and a temperature detecting section 215.
  • the temperature detection unit 215 is configured as a temperature sensor such as a thermistor, for example. Temperature detection section 215 detects the temperature of battery 41.
  • the temperature of the battery 41 is, for example, the surface temperature of the battery 41, the temperature near the surface of the battery 41, the internal temperature of the battery 41, etc.
  • the detected temperature detected by the temperature detection section 215 is input to the control section 11 as a signal (detection signal) that specifies the detected temperature.
  • the control unit 11 supplies power from the capacitor 42 to the load 30 when the temperature detected by the temperature detection unit 215 is equal to or lower than the threshold temperature when the power supply from the power supply unit 20 is in a failure state, Moreover, the charging/discharging unit 12 is caused to perform a backup operation so as to stop supplying power from the battery 41 to the load 30 . On the other hand, the control unit 11 causes the charging/discharging unit 12 to perform a backup operation so that the power from the battery 41 and the power from the capacitor 42 are both supplied to the load 30 when the temperature detected by the temperature detection unit 215 exceeds the threshold temperature. have it done.
  • FIG. 6 shows an example of backup control performed by the vehicle backup device 210 (specifically, the control unit 11).
  • the backup control performed by the vehicle backup device 210 (specifically, the control unit 11) of the second embodiment differs from the first embodiment in steps S21 to S23.
  • the control unit 11 performs the same processing as steps S11 and S12 after the conditions for starting backup control are satisfied. If the control unit 11 determines in step S12 that the power supply from the power supply unit 20 is in a failure state, the control unit 11 determines that the temperature of the battery 41 (the temperature detected by the temperature detection unit 215) is equal to or lower than the threshold temperature in the subsequent step S21. Decide whether or not.
  • the threshold temperature is, for example, a fixed value (eg, 0° C.) lower than normal temperature (eg, 25° C.). However, the threshold temperature may be changeable.
  • step S22 When the control unit 11 determines that the temperature of the battery 41 is below the threshold temperature (Yes in step S21), as shown in FIG. 7, power is supplied from the capacitor 42 to the load 30 (step S22). Specifically, the control unit 11 causes the charging/discharging unit 12 to perform a backup operation so as to supply power from the capacitor 42 to the load 30 and stop supplying power from the battery 41 to the load 30. The control unit 11 stops the operation of the DCDC converter 13, and applies a voltage obtained by boosting or stepping down the output voltage of the capacitor 42 by the DCDC converter 14 to the conductive path 44A (power path 22).
  • control unit 11 determines that the temperature of the battery 41 is not below the threshold temperature (exceeds the threshold temperature) (No in step S21), as shown in FIG. 30 (step S23). Specifically, the control unit 11 causes the charging/discharging unit 12 to perform a backup operation so as to supply both the power from the battery 41 and the power from the capacitor 42 to the load 30.
  • the control unit 11 applies a voltage obtained by boosting or stepping down the output voltage of the battery 41 by the DCDC converter 13 to the conductive path 43A (power path 22).
  • the control unit 11 applies a voltage obtained by boosting or stepping down the output voltage of the capacitor 42 by the DCDC converter 14 to the conductive path 44A (power path 22).
  • step S14 the control unit 11 performs the same process as step S14 of the first embodiment in step S14.
  • the control unit 11 determines that the vehicle is not in a stopped state (in a starting state) (No in step S14)
  • the control unit 11 determines in step S14 that the vehicle is in the stopped state (not in the activated state) (Yes in step S14) (Yes in step S14)
  • the vehicle power supply system 300 of the third embodiment differs from the first embodiment in that the power source that supplies power to the load is switched based on the magnitude of the current flowing from the battery 41 to the power path 22 during backup operation, and in other points. So it's common. Note that the same components as those in Embodiment 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the vehicle power supply system 300 includes a load 32 in addition to a load 30, as shown in FIG.
  • Loads 30 and 32 are electrically connected to power path 22.
  • the load 30 is, for example, an ECU or various sensors mounted on a vehicle.
  • the load 32 is, for example, an electric parking brake system.
  • the load 32 is a load to which power is desired to be supplied when the power supply from the power supply section 20 is in an abnormal state (failure state). For example, the load 32 consumes more power per unit time than the load 30.
  • Load 32 is connected to power path 22 via conductive path 45 .
  • the conductive path 45 is provided with a switch 28 made of, for example, a MOSFET.
  • the switch 28 switches the energization state of the conductive path 45 between an on state and an off state under the control of the control unit 11 and the like.
  • the load 32 is in an inoperative state when the switch 28 is off, and is in an operating state when the switch 28 is on.
  • the vehicle power supply system 300 includes a vehicle backup device 310, as shown in FIG.
  • the vehicle backup device 310 includes a control section 11, a DC/DC converter 14, and a current detection section 316.
  • the DCDC converter 14 corresponds to an example of a "charging/discharging unit" of the present disclosure.
  • the vehicle backup device 310 differs from the first embodiment in that it does not include the DCDC converter 13.
  • the current detection section 316 is provided in the conductive path 43.
  • the current detection unit 316 detects the current value of the output current of the battery 41 flowing through the conductive path 43.
  • the current detection section 316 is configured as a current detection circuit using, for example, a current transformer, a shunt resistor, or the like.
  • the control unit 11 supplies power from the battery 41 to the load 30 and supplies power from the capacitor 42 to the load 30 when the current value detected by the current detection unit 316 is equal to or less than a threshold current.
  • the DC/DC converter 14 performs a backup operation to stop power supply to the battery 41 and the capacitor 42.
  • the DC/DC converter 14 is caused to perform a backup operation so as to supply the loads 30 and 32 with the same voltage.
  • FIG. 10 shows an example of backup control performed by the vehicle backup device 310 (specifically, the control unit 11).
  • the backup control performed by the vehicle backup device 310 (specifically, the control unit 11) of the third embodiment is different from the first embodiment in steps S31 to S35.
  • the control unit 11 performs the same processing as steps S11 and S12 after the conditions for starting backup control are satisfied.
  • the control unit 11 determines in step S12 that the power supply from the power supply unit 20 is in a failure state
  • the control unit 11 controls to supply power based on the battery 41 to the load 30 as shown in FIG. Perform backup operation.
  • the control unit 11 when the power supply from the power supply unit 20 is in a failure state, the control unit 11 shuts off the path on the power supply unit 20 side from the connection point P in the power path 22. do. Thereby, the output voltage of the battery 41 is applied to the conductive path 43A (power path 22).
  • State 1 in FIG. 14 is a state in which the control unit 11 is performing the process of step S31.
  • the control unit 11 determines whether the current value (detected value of the current detection unit 316) of the current flowing from the battery 41 to the power path 22 is less than or equal to the threshold current (step S32).
  • the threshold current is, for example, a fixed value larger than the current value required for the load 32 to operate. However, the threshold current may be changeable. When the current value of the current flowing from the battery 41 to the power path 22 is less than or equal to the threshold current, it is assumed that the load 32 is not in an operating state (switch 28 is in an off state).
  • step S32 determines that the current value of the current flowing from the battery 41 to the power path 22 is equal to or less than the threshold current (Yes in step S32).
  • the charging/discharging unit 12 is caused to perform a backup operation so as to supply both the electric power from the battery 41 and the electric power from the capacitor 42 to the loads 30 and 32 (step S33). Specifically, while supplying power from the battery 41 to the loads 30 and 32, the control unit 11 boosts or steps down the output voltage of the capacitor 42 by the DCDC converter 14 to the conductive path 44A (power path 22). Apply it.
  • State 2 in FIG. 14 is a state in which the control unit 11 is performing the process of step S33.
  • the control unit 11 determines whether the specific load is in a stopped state (step S34).
  • the specific load is a load predetermined by the control unit 11, and is, for example, the load 32.
  • the control unit 11 determines whether the current value (detected value of the current detection unit 316) of the current flowing from the battery 41 to the power path 22 is less than or equal to the threshold current. For example, if the current value of the current flowing from the battery 41 to the power path 22 is less than or equal to the threshold current, it is determined that the load 32 is not in an operating state (switch 28 is in an off state).
  • control unit 11 determines that the specific load (load 32) is not in a stopped state (in an operating state) (No in step S34), it performs the process in step S32 again.
  • the control unit 11 determines that the specific load (load 32) is in an inactive state (Yes in step S34), it causes the battery 41 to supply power to the capacitor 42, as shown in FIG. (Step S35).
  • the control unit 11 turns off the switch 28 and operates the DCDC converter 14 to charge the capacitor 42 based on the power from the battery 41.
  • the control unit 11 applies a voltage obtained by boosting or stepping down the output voltage of the battery 41 by the DCDC converter 14 to the conductive path 44B.
  • control unit 11 causes the capacitor 42 to be charged based on the power from the battery 41 during a period when the supply of power from the capacitor 42 to a predetermined specific load (load 32) is stopped.
  • the DCDC converter 14 is operated.
  • State 3 in FIG. 14 is a state in which the control unit 11 is performing the process of step S35. After step S35, the control unit 11 performs the process of step S14.
  • step S14 the control unit 11 performs the same process as step S14 in the first embodiment.
  • the control unit 11 determines that the vehicle is not in a stopped state (in a starting state) (No in step S14)
  • the control unit 11 determines in step S14 that the vehicle is in the stopped state (not in the activated state) (Yes in step S14)
  • the current value of the current supplied from the battery 41 is equal to or less than the threshold current, and the current is not excessively supplied from the battery 41 to the load 30. If it is assumed that there is no power, the battery 41 can supply power to the load 30. For example, when the load 32 is in a stopped state, excessive current is not supplied from the battery 41 to the load 30. On the other hand, when it is assumed that the current value of the current supplied from the battery 41 exceeds the threshold current and excessive current is supplied from the battery 41 to the load 30, power is not supplied from the capacitor 42 to the load 30. can be started. Thereby, over-discharge of the battery 41 can be suppressed. For example, when the load 32 is in an operating state, excessive current is supplied from the battery 41 to the load 30.
  • the control unit 11 operates the charging/discharging unit 12 to charge the capacitor 42 based on the power from the battery 41. Therefore, it becomes easier to ensure the amount of charge in the capacitor 42.
  • the amount of charge of the capacitor 42 decreases, so by charging the capacitor 42 based on the power from the battery 41, the capacitor It becomes easier to secure the amount of charge of 42.
  • Embodiment 4 The vehicle power supply system 400 of Embodiment 4 differs from Embodiment 3 in that a specific load switches the power source that supplies power to the load based on the operating state during backup operation, and is common in other respects. Note that the same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the vehicle power supply system 400 includes a load 32 in addition to the load 30, similarly to the third embodiment.
  • the load 32 is configured to transmit an operation start signal to the control section 11 when starting the operation, and to transmit an operation stop signal to the control section 11 when the operation is stopped.
  • the vehicle power supply system 400 includes a vehicle backup device 410.
  • the vehicle backup device 410 includes a control section 11 , a DC/DC converter 14 , and a voltage detection section 417 .
  • the DCDC converter 14 corresponds to an example of a "charging/discharging unit" of the present disclosure.
  • the vehicle backup device 410 differs from the third embodiment in that it does not include the current detection section 316.
  • the voltage detection section 417 is provided on the conductive path 44B.
  • the voltage detection unit 417 detects the voltage value of the output voltage of the capacitor 42 flowing through the conductive path 44B.
  • the voltage detection unit 417 is configured as a voltage detection circuit, and detects the voltage applied to the conductive path 44B.
  • the control unit 11 supplies power from the capacitor 42 to a specific load when a predetermined specific load enters an operating state when the power supply from the power supply unit 20 is in a failure state.
  • the DCDC converter 14 is caused to perform a backup operation as shown in FIG.
  • FIG. 16 shows an example of backup control performed by the vehicle backup device 410 (specifically, the control unit 11).
  • the backup control performed by the vehicle backup device 410 (specifically, the control unit 11) of the fourth embodiment is different from the third embodiment in steps S41 and S42.
  • control unit 11 performs the same processing as steps S11, S12, and S31 after the conditions for starting backup control are satisfied.
  • step S31 the control unit 11 performs a backup operation to supply power from the battery 41 to the load 30, as shown in FIG. 17.
  • the control unit 11 determines whether the specific load is in an operating state (step S41).
  • the specific load is a load predetermined by the control unit 11, and is, for example, the load 32.
  • the case where the load 32 is in the operating state is the case where the operation stop signal is not acquired after the operation start signal is acquired from the load 32.
  • the control unit 11 determines that the specific load is in the operating state (Yes in step S41), it performs the process in step S14 similarly to the third embodiment.
  • step S41 when the control unit 11 determines that the specific load is not in an operating state (in a stopped state) (No in step S41), as shown in FIG.
  • the charging/discharging unit 12 is caused to perform a backup operation so as to supply both the electric power and the electric power from the capacitor 42 to the loads 30 and 32 (step S33).
  • the control unit 11 determines whether the output voltage of the capacitor 42 is equal to or lower than the second threshold voltage (step S42).
  • the second threshold voltage corresponds to an example of the "threshold voltage" of the present disclosure.
  • the second threshold voltage is, for example, a fixed value lower than the output voltage of the capacitor 42 when it is fully charged. However, the second threshold voltage may be changeable.
  • the control unit 11 determines whether the voltage value detected by the voltage detection unit 417 is equal to or lower than the second threshold voltage.
  • control unit 11 determines that the output voltage of the capacitor 42 is not less than or equal to the second threshold voltage (exceeds the second threshold voltage) (No in step S42), it performs the process of step S41 again.
  • the control unit 11 determines that the output voltage of the capacitor 42 is equal to or lower than the second threshold voltage (Yes in step S42), as in step S35 of the third embodiment, as shown in FIG.
  • the capacitor 42 is charged with the power from the capacitor 41 (step S35). After step S35, the control unit 11 performs the process of step S14.
  • step S14 the control unit 11 performs the same process as step S14 in the first embodiment.
  • the control unit 11 determines that the vehicle is not in a stopped state (in a starting state) (No in step S14)
  • the control unit 11 determines in step S14 that the vehicle is in the stopped state (not in the activated state) (Yes in step S14)
  • the power from the battery 41 is reduced.
  • the capacitor 42 can be charged based on. Therefore, a decrease in the amount of charge of the capacitor 42 can be efficiently suppressed.
  • the vehicle power supply system 500 of the fifth embodiment differs from the first embodiment in that it has a configuration that prevents overcharging and overdischarging of the battery 41, but is common in other respects. Note that the same components as those in Embodiment 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the vehicle power supply system 500 includes a vehicle backup device 510, as shown in FIG.
  • the vehicle backup device 510 includes a control section 11, a charge/discharge section 12, and a current detection section 316.
  • the charge/discharge unit 12 includes a DCDC converter 14 and a switch 517.
  • the current detection section 316 is provided in the conductive path 543.
  • the current detection unit 316 detects the current value of the output current of the battery 41 flowing through the conductive path 543.
  • the current detection section 316 is configured as a current detection circuit using, for example, a current transformer, a shunt resistor, or the like.
  • the conductive path 543 is electrically connected to the conductive path 44A.
  • a switch 517 is provided between the current detection section 316 and the battery 41.
  • the switch 517 is composed of, for example, a MOSFET.
  • the switch 517 switches the energization state of the conductive path 543 between an on state and an off state under the control of the control unit 11 and the like.
  • the control unit 11 when starting backup control, the control unit 11 puts the backup power supply 40 into a standby state. For example, as shown in FIG. 21, the power of the power supply section 20 is supplied to the load 30, and the power of the power supply section 20 is also supplied to the battery 41 and the capacitor . At this time, the control unit 11 turns on the switch 517. The control unit 11 performs charging so that the charging voltage of the battery 41 and the capacitor 42 is equal to or higher than a target voltage that is higher than the standby voltage. The control unit 11 switches the switch 517 from the on state to the off state when the value of the current detected by the current detection unit 316 exceeds the first predetermined value when charging the battery 41.
  • the first predetermined value corresponds to an example of the "predetermined value" of the present disclosure.
  • the first predetermined value is a value set in advance by the control unit 11. Thereby, when the value of the current detected by the current detection unit 316 exceeds the first predetermined value and overcharging of the battery 41 is assumed, the conductive path 543 is cut off and charging of the battery 41 is stopped. be able to.
  • the control unit 11 determines that the power supply from the power supply unit 20 is in a failure state after setting the backup power supply 40 to the standby state, the control unit 11 switches the power source from the connection point P2 in the power path 22.
  • the path on the part 20 side is cut off.
  • the fuse 26 is turned off, or a separately provided switch such as a relay is turned off.
  • a backup operation is performed to supply power based on the backup power source 40 to the load 30.
  • the control unit 11 turns on the switch 517.
  • the control unit 11 switches the switch 517 from the on state to the off state when the value of the current detected by the current detection unit 316 exceeds the second predetermined value when the battery 41 is discharged.
  • the second predetermined value corresponds to an example of the "predetermined value" of the present disclosure.
  • the second predetermined value is a value set in advance by the control unit 11. Thereby, when the value of the current detected by the current detection unit 316 exceeds the second predetermined value and over-discharge of the battery 41 is assumed, the conductive path 543 is cut off and the discharging of the battery 41 is stopped. be able to.
  • the charging voltage or discharging voltage of the capacitor 42 can be controlled to a desired level by the operation of the DCDC converter 14. Furthermore, by operating the DCDC converter 14, the connection between the capacitor 42 and the power path 22 can be cut off, and charging or discharging of the capacitor 42 can be stopped. On the other hand, since the battery 41 is connected to the power path 22 via the conductive path 543, the configuration can be simplified compared to a configuration in which a DC-DC converter is provided between the battery 41 and the power path 22. .
  • the vehicle power supply system 600 of the sixth embodiment differs from the fifth embodiment in that it has a configuration that can supply power from a plurality of capacitors 42 to the load 30, but is common in other respects. Note that the same components as in the fifth embodiment are given the same reference numerals, and detailed explanations will be omitted.
  • the vehicle power supply system 600 includes a plurality of capacitors 42 and a vehicle backup device 610, as shown in FIG.
  • Backup power supply 40 includes a battery 41 and a plurality of capacitors 42.
  • the plurality of capacitors 42 are connected in series.
  • One electrode of the capacitor 42 on the high potential side (power supply unit 20 side) among the plurality of capacitors 42 is electrically connected to the conductive path 44 via a switch 654 described later.
  • One electrode of the capacitor 42 on the low potential side (the side opposite to the power supply section 20 side) among the plurality of capacitors 42 is electrically connected to the ground.
  • the vehicle backup device 610 includes a control section 11, a current detection section 316, and a charge/discharge section 12.
  • the charging/discharging section 12 includes a switch 517 and a capacitor side charging/discharging section 650.
  • the configurations of the current detection unit 316 and the switch 517, and the configuration of the conductive path 543 are the same as in the fifth embodiment.
  • the capacitor-side charging/discharging section 650 is controlled by the control section 11.
  • the capacitor-side charging/discharging section 650 performs charging based on the power from at least one of the power supply section 20 and the battery 41 so that the charging voltage of each capacitor 42 becomes equal.
  • the capacitor-side charging/discharging section 650 includes a selection section 651 and a charging circuit 652, as shown in FIG.
  • the charging circuit 652 includes a plurality of monitor circuits 652A and a constant current circuit 652B.
  • the plurality of monitor circuits 652A correspond to each of the plurality of capacitors 42.
  • Monitor circuit 652A is connected in parallel to capacitor 42.
  • the monitor circuit 652A is a circuit that detects the charging voltage of the capacitor 42.
  • the constant current circuit 652B is a circuit that supplies a constant current to charge each capacitor 42.
  • the charging circuit 652 supplies the constant current generated by the constant current circuit 652B to each capacitor 42 based on the detection result (charging voltage value) of each monitor circuit 652A, so that the charging voltage of each capacitor 42 is equalized. Charge the battery so that it is.
  • the selection unit 651 functions to select the capacitor 42 that supplies power to the load 30 from among the plurality of capacitors 42.
  • the selection unit 651 includes a switch 653 and a plurality of switches 654, as shown in FIG.
  • the switches 653 and 654 are configured by, for example, MOSFETs.
  • the switch 653 is provided in the conductive path between the conductive path 44 and the high potential side terminal of the charging circuit 652.
  • the switch 653 is switched from an off state to an on state under the control of the control unit 11 when the capacitor 42 is charged.
  • a low potential side terminal of charging circuit 652 is electrically connected to ground.
  • Each switch 654 is provided between the conductive path 44 and the high potential side electrode of each capacitor 42.
  • the switch 654 is switched from an off state to an on state under the control of the control unit 11 when the capacitor 42 is discharged.
  • the control unit 11 when starting backup control, puts the backup power supply 40 into a standby state. For example, the power of the power supply section 20 is supplied to the load 30, and the power of the power supply section 20 is also supplied to the battery 41 and the charging circuit 652.
  • the control unit 11 performs charging so that the charging voltage of the battery 41 and the plurality of capacitors 42 is equal to or higher than a target voltage that is higher than the standby voltage. At this time, the control unit 11 turns on the switch 517 and the switch 653, and turns off each switch 654.
  • the control unit 11 controls the conductive path 543 by the same control as in the fifth embodiment when the value of the current detected by the current detection unit 316 exceeds the first predetermined value and overcharging of the battery 41 is assumed. The battery 41 is cut off and charging of the battery 41 is stopped.
  • the charging circuit 652 supplies a constant current generated by the constant current circuit 652B to each capacitor 42 using power from the power supply unit 20 based on the detection result (charging voltage value) of each monitor circuit 652A. Charging is performed so that the charging voltage of each capacitor 42 becomes equal.
  • the control unit 11 determines that the power supply from the power supply unit 20 is in a failure state after setting the backup power supply 40 to the standby state, the control unit 11 supplies power based on the backup power supply 40 to the load 30. Perform backup operation to supply. At this time, the control unit 11 turns on the switch 517.
  • the value of the current detected by the current detection section 316 exceeds the second predetermined value during discharging of the battery 41, and over-discharge of the battery 41 is assumed, The conductive path 543 is cut off to stop discharging the battery 41.
  • the capacitor-side charging/discharging section 650 performs a discharging operation as follows. First, as shown in FIG. 25, a plurality of capacitors 42 arranged from the low potential side (ground side) are referred to as capacitor C1, . . . capacitor Cn-1, and capacitor Cn. n is a natural number. The capacitors 42 on the low potential side (ground side) are numbered Cn so that n increases by 1. Similarly, the plurality of switches 654 arranged from the low potential side (ground side) are referred to as switch S1, . . . switch Sn-1, and switch Sn. n is a natural number. The switches 654 on the low potential side (ground side) are numbered Sn so that n increases by 1.
  • the selection unit 651 selects a first selection type in which a predetermined number of capacitors 42 are selected, and a second selection type in which a plurality of capacitors 42 connected in series are selected in a larger number than the first selection type. , make a selection.
  • the first selection type is the selection pattern shown in FIG. 25, in which capacitor C1, capacitor C2, . . . capacitor Cn-1 are selected.
  • capacitor C1, capacitor C2, . . . capacitor Cn-1 are connected in series.
  • the first selection type is selected by turning off the switches S1, . . . , Sn, and turning on the switch Sn-1.
  • the second selection type is a selection pattern shown in FIG. 26, in which capacitor C1, capacitor C2, . .
  • the first selection type is a selection that extracts some of the plurality of capacitors 42 selected in the second selection type. When each capacitor 42 is fully charged, the output voltage output from the capacitor 42 selected when the first selection type is selected is the same as the output voltage output from the capacitor 42 selected when the second selection type is selected. less than the voltage.
  • the control unit 11 After performing a backup operation based on the power from the capacitor 42 selected by the selection unit 651 in the first selection type, the control unit 11 performs backup operation based on the power from the capacitor 42 selected by the selection unit 651 in the second selection type.
  • a backup operation is performed based on the power from 42 to increase the output voltage output from the backup power supply 40.
  • the capacitor 42 is selected with the first selection type, and in the period T2, the capacitor 42 is selected with the second selection type.
  • the output voltage from the selected capacitor 42 has decreased, but the capacitor 42 is selected in the second selection type at a time t1 before falling below the reference voltage. Therefore, at time t1, the output voltage from the selected capacitor 42 increases, and it is possible to output an output voltage higher than the reference voltage for a longer time.
  • the capacitor 42 may be selected using three or more selection types. For example, even if you sequentially select a selection type that selects capacitor C1, a selection type that selects capacitors C1 and C2, a selection type that selects capacitors C1, C2, and C3, and... a selection type that selects capacitors C1 to Cn, good.
  • the switch 517 may be turned off to control not to supply power from the battery 41 to the load 30. Thereby, when power is supplied from the capacitor 42, the potential of the power path 22 can be prevented from being dependent on the output voltage of the battery 41.
  • the capacitor 42 that supplies power to the load 30 can be selected from among the plurality of capacitors 42 to supply a desired amount of power to the load 30.
  • Embodiments 1 to 4 include a configuration for suppressing overcharging and overdischarging of the battery 41 in Embodiment 5 (when the value of the current detected by the current detection unit 316 exceeds the first predetermined value when charging and discharging the battery 41)
  • a configuration in which the switch 517 is switched from an on state to an off state may be applied.
  • the configuration may be such that the DCDC converter 13 is not provided on the high potential side of the battery 41 in the conductive path 43.
  • Embodiment 3 control for operating the charging/discharging unit 12 to charge the capacitor 42 based on the power from the battery 41
  • Embodiments 1, 2, 4 to 6, good Even if the charging control in Embodiment 3 (control for operating the charging/discharging unit 12 to charge the capacitor 42 based on the power from the battery 41) is applied to the backup control in Embodiments 1, 2, 4 to 6, good.
  • the charging control of the battery 41 of the fourth embodiment (control of charging the capacitor 42 based on the power from the battery 41 when the voltage value of the output voltage of the capacitor 42 becomes equal to or lower than the threshold voltage) ) may be applied.
  • the charging control of the battery 41 of the third embodiment (control of charging the capacitor 42 based on the power from the battery 41 during a period when power supply to a specific load is stopped) is applied. You may.
  • control may be performed to supply power to the load 30 only from the battery 41 (for example, switching control of the backup power source 40 in the second embodiment).
  • the switch 517 when power is supplied from the capacitor 42 to the load 30, the switch 517 may be turned off to control not to supply power from the battery 41 to the load 30. Thereby, when power is supplied from the capacitor 42, the potential of the power path 22 can be prevented from being dependent on the output voltage of the battery 41.
  • Vehicle power supply system 215 temperature detection section 316...current detection section 417...voltage detection section 517...switch 543...conducting path 650...capacitor side charging/discharging section 651...selection section 652...charging circuit 652A...monitor circuit 652B...constant current circuit 653,654...Switch

Abstract

電源部からの電力供給が失陥状態となった場合に、負荷に十分な電力を供給し易い車両用バックアップ装置を提供する。　車両用バックアップ装置（１０）は、負荷（３０）に電力を供給する電源部（２０）を備えた車両用電源システム（１００）において、電源部（２０）からの電力供給が失陥状態となった場合にバックアップ動作を行う。バッテリ（４１）とキャパシタ（４２）とを含み且つ電源部（２０）とは異なる電源であるバックアップ電源（４０）の充電及び放電を行う充放電部（１２）と、充放電部（１２）を制御する制御部（１１）と、を備えている。制御部（１１）は、失陥状態となった場合に、バッテリ（４１）及びキャパシタ（４２）に基づく電力を負荷（３０）に供給するようにバックアップ動作を充放電部（１２）に行わせる。

Description

車両用バックアップ装置
　本開示は、車両用バックアップ装置に関する。
　特許文献１には、車両に搭載された二次電池から車載機器へ電力を供給する車載電源装置が開示されている。この車載電源装置は、車載機器へ供給される電圧が設定値以下になった場合に、上記二次電池とは異なる二次電池の電力を複数の車載機器のうちの一部の車載機器に対して供給する構成となっている。
特開２０１３－２８２９５号公報
　従来の車載電源装置では、バックアップ電源として二次電池のみを用いる構成であるため、車載機器である負荷に供給する電力の大きさが限られていた。そこで、バックアップ動作時に、負荷に十分な電力を供給し易い構成が求められている。
　本開示は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電源部からの電力供給が失陥状態となった場合に、負荷に十分な電力を供給し易い車両用バックアップ装置を提供することを目的とする。
　本開示の車両用バックアップ装置は、
　負荷に電力を供給する電源部を備えた車両用電源システムにおいて、前記電源部からの電力供給が失陥状態となった場合にバックアップ動作を行う車両用バックアップ装置であって、
　バッテリとキャパシタとを含み且つ前記電源部とは異なる電源であるバックアップ電源の充電及び放電を行う充放電部と、
　前記充放電部を制御する制御部と、
を備え、
　前記制御部は、前記失陥状態となった場合に、前記バッテリ及び前記キャパシタに基づく電力を前記負荷に供給するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせる。
　本開示によれば、電源部からの電力供給が失陥状態となった場合に、負荷に十分な電力を供給し易くなる。
図１は、実施形態１の車両用バックアップ装置を含む車両用電源システムを概略的に例示するブロック図である。 図２は、実施形態１の車両用バックアップ装置で行われる制御の流れを例示するフローチャートである。 図３は、実施形態１の車両用電源システムで、バックアップ電源の充電動作を説明する説明図である。 図４は、実施形態１の車両用電源システムで、バックアップ動作を説明する説明図である。 図５は、実施形態２の車両用電源システムを概略的に例示するブロック図である。 図６は、実施形態２の車両用バックアップ装置で行われる制御の流れを例示するフローチャートである。 図７は、実施形態２の車両用電源システムで、キャパシタから電力を負荷に供給する動作を説明する説明図である。 図８は、実施形態２の車両用電源システムで、バッテリ及びキャパシタから電力を負荷に供給する動作を説明する説明図である。 図９は、実施形態３の車両用電源システムを概略的に例示するブロック図である。 図１０は、実施形態３の車両用バックアップ装置で行われる制御の流れを例示するフローチャートである。 図１１は、実施形態３の車両用電源システムで、バッテリから電力を負荷に供給する動作を説明する説明図である。 図１２は、実施形態３の車両用電源システムで、バッテリ及びキャパシタから電力を負荷に供給する動作を説明する説明図である。 図１３は、実施形態３の車両用電源システムで、バッテリから電力をキャパシタ及び負荷に供給する動作を説明する説明図である。 図１４は、実施形態３の車両用電源システムで行われる動作のタイミングチャートである。 図１５は、実施形態４の車両用電源システムを概略的に例示するブロック図である。 図１６は、実施形態４の車両用バックアップ装置で行われる制御の流れを例示するフローチャートである。 図１７は、実施形態４の車両用電源システムで、バッテリから電力を負荷に供給する動作を説明する説明図である。 図１８は、実施形態４の車両用電源システムで、バッテリ及びキャパシタから電力を各負荷に供給する動作を説明する説明図である。 図１９は、実施形態４の車両用電源システムで、バッテリから電力をキャパシタ及び負荷に供給する動作を説明する説明図である。 図２０は、実施形態５の車両用電源システムを概略的に例示するブロック図である。 図２１は、実施形態５の車両用電源システムで、電源部から電力をバッテリ、キャパシタ、及び負荷に供給する動作を説明する説明図である。 図２２は、実施形態５の車両用電源システムで、バッテリ、及びキャパシタから電力を負荷に供給する動作を説明する説明図である。 図２３は、実施形態６の車両用電源システムを概略的に例示するブロック図である。 図２４は、図２３のキャパシタ側充放電部を概略的に例示するブロック図である。 図２５は、図２３の選択部による第１の選択種類の選択状態を説明する説明図である。 図２６は、図２３の選択部による第２の選択種類の選択状態を説明する説明図である。 図２７は、実施形態６の車両用電源システムにおいて、選択部によって選択されたキャパシタの出力電圧の時間変化を示す説明図である。
　以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。なお、以下で示す〔１〕から〔１３〕の特徴は、矛盾しない態様でどのように組み合わせてもよい。
　〔１〕車両用バックアップ装置は、
　負荷に電力を供給する電源部を備えた車両用電源システムにおいて、前記電源部からの電力供給が失陥状態となった場合にバックアップ動作を行う車両用バックアップ装置であって、
　バッテリとキャパシタとを含み且つ前記電源部とは異なる電源であるバックアップ電源の充電及び放電を行う充放電部と、
　前記充放電部を制御する制御部と、
を備え、
　前記制御部は、前記失陥状態となった場合に、前記バッテリ及び前記キャパシタに基づく電力を前記負荷に供給するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせる。
　上記〔１〕の車両用バックアップ装置では、車両用電源システムにおいて、電源部からの電力供給が失陥状態となった場合に、バッテリ及びキャパシタに基づく電力を負荷に供給するようにバックアップ動作を行うことができる。そのため、バッテリのみをバックアップ電源に用いる構成に比べて、キャパシタに基づく電力の供給も可能となり、負荷に十分な電力を供給し易くなる。
　〔２〕本開示の車両用バックアップ装置おいて、前記制御部は、前記失陥状態となった場合に、前記バッテリからの電力及び前記キャパシタからの電力をいずれも前記負荷に供給するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせ得る。
　上記〔２〕の車両用バックアップ装置では、電源部からの電力供給が失陥状態となった場合に、バッテリ及びキャパシタの両方からの電力を負荷に供給することができる。そのため、バックアップ動作時に、負荷に十分な電力を供給し易くなる。
　〔３〕本開示の車両用バックアップ装置は、前記バッテリの温度を検出する温度検出部を備え得る。前記制御部は、前記失陥状態となった場合において、前記温度検出部の検出温度が閾値温度以下である場合に前記キャパシタからの電力を前記負荷に供給し且つ前記バッテリから前記負荷への電力供給を停止するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせ、前記検出温度が前記閾値温度を超える場合に前記バッテリからの電力及び前記キャパシタからの電力をいずれも前記負荷に供給するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせ得る。
　上記〔３〕の車両用バックアップ装置において、バッテリの温度が閾値温度以下となり、バッテリの内部抵抗が大きくなることが想定されるような場合に、バッテリから効率的に電力を供給できなくなる。このような場合に、内部抵抗を小さく維持できるキャパシタから電力を供給することで、効率的に電力を供給できる。一方で、バッテリの温度が閾値温度を超えて、バッテリの内部抵抗が小さくなるような場合には、キャパシタに加えバッテリからも電力を供給させることで、負荷に十分な電力を供給し易くなる。
　〔４〕本開示の車両用バックアップ装置は、前記電源部から前記負荷に電力を供給する経路となる電力路と、前記電力路と前記バッテリとの間に設けられる導電路と、前記バッテリから前記導電路に流れる電流を検出する電流検出部と、を備え得る。前記制御部は、前記失陥状態となった場合において、前記電流検出部によって検出される電流値が閾値電流以下である場合に、前記バッテリからの電力を前記負荷に供給し且つ前記キャパシタから前記負荷への電力供給を停止するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせ、前記電流検出部によって検出される電流値が前記閾値電流を超える場合に、前記バッテリからの電力及び前記キャパシタからの電力をいずれも前記負荷に供給するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせ得る。
　上記〔４〕の車両用バックアップ装置では、失陥状態となった場合において、バッテリから供給される電流の電流値が閾値電流以下であり、バッテリから負荷へ過剰に電流が供給されていないことが想定される場合に、バッテリから負荷に電力を供給させることができる。一方で、バッテリから供給される電流の電流値が閾値電流を超えて、バッテリから負荷へ過剰に電流が供給されることが想定される場合に、キャパシタから負荷への電力供給を開始させることができる。これにより、バッテリの過放電を抑制できる。
　〔５〕本開示の車両用バックアップ装置において、前記制御部は、前記失陥状態となった場合において、予め定められた特定の前記負荷が動作状態になった場合に、前記キャパシタからの電力を前記負荷に供給するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせ得る。
　上記〔５〕の車両用バックアップ装置では、特定の負荷が動作状態になったことに基づいて、キャパシタからの電力供給を開始することができる。そのため、特別な制御を行うことなく、キャパシタを含む電源から特定の負荷に十分な電力を供給させ易くなる。
　〔６〕本開示の車両用バックアップ装置は、前記電源部から前記負荷に電力を供給する経路となる電力路と、前記電力路と前記バッテリとの間に設けられる導電路と、前記導電路を流れる電流を検出する電流検出部と、前記導電路に設けられ、オン状態のときに前記導電路を導通させ、オフ状態のときに前記導電路を遮断するスイッチと、を備え得る。前記制御部は、前記失陥状態となった場合において、前記電流検出部によって検出される電流の値が所定値を超える場合に、前記スイッチを前記オン状態から前記オフ状態に切り替え得る。
　上記〔６〕の車両用バックアップ装置では、電流検出部によって検出される電流の値が所定値を超えて、バッテリの過充電が想定される場合に、導電路を遮断して、バッテリの充電を停止することができる。電流検出部によって検出される電流の値が所定値を超えて、バッテリの過放電が想定される場合に、導電路を遮断して、バッテリの放電を停止することができる。
　〔７〕本開示の車両用バックアップ装置は、前記電源部から前記負荷に電力を供給する経路となる電力路を備え得る。前記充放電部は、前記電力路と前記バッテリとの間に設けられる第１のＤＣＤＣコンバータと、前記電力路と前記キャパシタとの間に設けられる第２のＤＣＤＣコンバータと、を有し得る。
　上記〔７〕の車両用バックアップ装置では、第１のＤＣＤＣコンバータの動作によって、バッテリの充電電圧又は放電電圧を所望の大きさに制御することができる。また、第１のＤＣＤＣコンバータの動作によって、バッテリと電力路との間を遮断して、バッテリの充電又は放電を停止させることができる。第２のＤＣＤＣコンバータの動作によって、キャパシタの充電電圧又は放電電圧を所望の大きさに制御することができる。また、第２のＤＣＤＣコンバータの動作によって、キャパシタと電力路との間を遮断して、キャパシタの充電又は放電を停止させることができる。
　〔８〕本開示の車両用バックアップ装置は、前記電源部から前記負荷に電力を供給する電力路と、前記電力路と前記バッテリとの間に設けられる導電路と、を備え得る。前記充放電部は、前記電力路と前記キャパシタとの間に設けられるＤＣＤＣコンバータを有し得る。前記バッテリは、前記導電路を介して前記電力路に接続され得る。
　上記〔８〕の車両用バックアップ装置では、ＤＣＤＣコンバータの動作によって、キャパシタの充電電圧又は放電電圧を所望の大きさに制御することができる。また、ＤＣＤＣコンバータの動作によって、キャパシタと電力路との間を遮断して、キャパシタの充電又は放電を停止させることができる。一方で、バッテリが電力路に導電路を介して接続される構成のため、バッテリと電力路との間にＤＣＤＣコンバータを設ける構成に比べて、構成を簡略化することができる。
　〔９〕本開示の車両用バックアップ装置において、前記バックアップ電源は、複数の前記キャパシタを備え得る。前記充放電部は、複数の前記キャパシタのうち前記負荷に電力を供給する前記キャパシタを選択する選択部を有し得る。前記制御部は、前記選択部を制御し得る。
　上記〔９〕の車両用バックアップ装置では、複数のキャパシタの中から負荷に電力を供給させるキャパシタを選択して、所望の大きさの電力を負荷に供給することができる。
　〔１０〕本開示の車両用バックアップ装置において、前記選択部は、所定の数の前記キャパシタを選択する第１の選択種類と、前記第１の選択種類よりも多い数で直列接続される構成の複数の前記キャパシタを選択する第２の選択種類と、で選択を行い得る。前記制御部は、前記選択部によって前記第１の選択種類で選択された前記キャパシタからの電力に基づいて前記バックアップ動作を行わせた後、前記選択部によって前記第２の選択種類で選択された複数の前記キャパシタからの電力に基づいて前記バックアップ動作を行わせて前記バックアップ電源から出力される出力電圧を大きくし得る。
　上記〔１０〕の車両用バックアップ装置では、第１の選択種類で選択されたキャパシタからの電力供給で出力電圧が低下した場合でも、第２の選択種類で選択された複数のキャパシタから電力供給を行うことで、選択したキャパシタの出力電圧の低下を抑制しつつ電力供給を行える。
　〔１１〕本開示の車両用バックアップ装置において、前記制御部は、前記バッテリからの電力に基づいて前記キャパシタを充電させるように前記充放電部を動作させ得る。
　上記〔１１〕の車両用バックアップ装置では、キャパシタの充電量を確保し易くなる。
　〔１２〕本開示の車両用バックアップ装置において、前記制御部は、前記キャパシタから予め定められた特定の前記負荷への電力の供給が停止している期間に、前記バッテリからの電力に基づいて前記キャパシタを充電させるように前記充放電部を動作させ得る。
　上記〔１２〕の車両用バックアップ装置では、キャパシタから負荷へ電力を供給した場合、キャパシタの充電量が低下するため、バッテリからの電力に基づいてキャパシタを充電させることで、キャパシタの充電量を確保し易くなる。
　〔１３〕本開示の車両用バックアップ装置において、前記キャパシタの出力電圧を検出する電圧検出部を備え得る。前記制御部は、前記電圧検出部によって検出された電圧が閾値電圧以下になった場合に、前記バッテリからの電力に基づいて前記キャパシタを充電させるように前記充放電部を動作させ得る。
　上記〔１３〕の車両用バックアップ装置では、電圧検出部によって検出された電圧が閾値電圧以下になり、キャパシタの充電量が低下したことが想定される場合に、バッテリからの電力に基づいてキャパシタを充電させることができる。そのため、キャパシタの充電量の低下を効率的に抑制することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　＜実施形態１＞
〔車両用電源システムの構成〕
　図１に示される車両用電源システム１００は、電源部２０、負荷３０、バックアップ電源４０、及び車両用バックアップ装置１０を備えている。
　電源部２０は、車両用電源システム１００が搭載された車両が始動した場合に継続的に電力を供給する主電源として機能する。電源部２０は、直流電圧を生じさせる直流電源である。電源部２０は、例えば鉛バッテリなどのバッテリによって構成される。電源部２０の高電位側の端子は、電力路２２に電気的に接続され、電源部２０の低電位側の端子はグランドに電気的に接続されている。電源部２０は、電力路２２に対して所定電圧を印加する。なお、本明細書において、電圧とは、特に限定がない限り、グランドを基準とする電圧である。
　電源部２０は、電力路２２を介して負荷３０に電気的に接続されている。電源部２０からの電力は、電力路２２を介して負荷３０に供給される。電力路２２には、電圧検出部２４が設けられている。具体的には、電圧検出部２４は、電力路２２における接続点Ｐよりも負荷３０側に設けられている。接続点Ｐは、電力路２２と、後述する導電路４３Ａとの接続点である。電圧検出部２４は、電力路２２の電圧を検出する。電力路２２における接続点Ｐよりも電源部２０側には、電力路２２の導通を遮断する機能を有するヒューズ２６が設けられている。なお、電力路２２には、図示していないリレーなどが設けられていてもよい。
　負荷３０は、車載用の電気機器である。負荷３０は、電源部２０からの電力供給が停止した異常状態（失陥状態）のときに電力供給が望まれる負荷である。負荷３０は、例えばモータなどのアクチュエータであってもよい。あるいは、負荷３０は、電動パーキングブレーキシステムにおけるＥＣＵやアクチュエータ、シフトバイワイヤ制御システムにおけるＥＣＵやアクチュエータなどであってもよい。あるいは、負荷３０は、これら以外の車載用の電気機器であってもよい。
　バックアップ電源４０は、電源部２０とは異なる電源（補助電源）である。バックアップ電源４０は、バッテリ４１、及びキャパシタ４２を含んでいる。バッテリ４１は、直流電圧を出力する直流電源であり、例えばリチウムイオンバッテリである。キャパシタ４２は、直流電圧を出力する直流電源であり、例えば電気二重層キャパシタである。
　バッテリ４１は、導電路４３を介して電力路２２に電気的に接続されており、導電路４３を介して充電及び放電がなされる。導電路４３は、電力路２２とバッテリ４１との間に設けられている。導電路４３には、後述するＤＣＤＣコンバータ１３が設けられている。導電路４３は、導電路４３Ａ、及び導電路４３Ｂを有している。導電路４３Ａは、電力路２２とＤＣＤＣコンバータ１３とに電気的に接続されている。導電路４３Ａは、電力路２２と同電位である。バッテリ４１の高電位側の端子は、導電路４３Ｂに電気的に接続されて、導電路４３Ｂと同電位とされる。バッテリ４１の低電位側の端子は、グランドに電気的に接続されて、グランドと同電位とされる。バッテリ４１の充電電圧（出力電圧）は、導電路４３Ｂに印加される電圧である。
　キャパシタ４２は、導電路４４を介して電力路２２に電気的に接続されており、導電路４４を介して充電及び放電がなされる。導電路４４は、電力路２２とキャパシタ４２との間に設けられている。導電路４４には、後述するＤＣＤＣコンバータ１４が設けられている。導電路４４は、導電路４４Ａ、及び導電路４４Ｂを有している。導電路４４Ａは、電力路２２とＤＣＤＣコンバータ１４とに電気的に接続されている。導電路４４Ａは、電力路２２と同電位である。キャパシタ４２の高電位側の電極は、導電路４４Ｂに電気的に接続されて、導電路４４Ｂと同電位とされる。キャパシタ４２の低電位側の電極は、グランドに電気的に接続されて、グランドと同電位とされる。キャパシタ４２の充電電圧（出力電圧）は、導電路４３Ｂに印加される電圧である。
　車両用バックアップ装置１０は、電源部２０からの電力供給が失陥状態となった場合にバックアップ動作を行う。車両用バックアップ装置１０は、制御部１１、及び充放電部１２を有している。
　充放電部１２は、バックアップ電源４０の充電及び放電を行う。充放電部１２は、ＤＣＤＣコンバータ１３、及びＤＣＤＣコンバータ１４を具備している。ＤＣＤＣコンバータ１３は、本開示の「第１のＤＣＤＣコンバータ」に相当する。ＤＣＤＣコンバータ１４は、本開示の「第２のＤＣＤＣコンバータ」に相当する。ＤＣＤＣコンバータ１３は、電圧変換回路として機能する。ＤＣＤＣコンバータ１３は、バッテリ４１に対する充電動作及び放電動作を行う。ＤＣＤＣコンバータ１３は、充電動作として、導電路４３Ａに印加された電圧を昇圧又は降圧して導電路４３Ｂに印加する電圧変換動作を行う。ＤＣＤＣコンバータ１３は、放電動作として、導電路４３Ｂに印加された電圧を昇圧又は降圧して導電路４３Ａに印加する電圧変換動作を行う。
　ＤＣＤＣコンバータ１４は、電圧変換回路として機能する。ＤＣＤＣコンバータ１４は、キャパシタ４２に対する充電動作及び放電動作を行う。ＤＣＤＣコンバータ１４は、充電動作として、導電路４４Ａに印加された電圧を昇圧又は降圧して導電路４４Ｂに印加する電圧変換動作を行う。ＤＣＤＣコンバータ１４は、放電動作として、導電路４４Ｂに印加された電圧を昇圧又は降圧して導電路４４Ａに印加する電圧変換動作を行う。
　制御部１１は、情報処理機能、演算機能、制御機能などを有する情報処理装置である。制御部１１は、例えばマイクロコンピュータを主体として構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ、Ａ／Ｄ変換器等を有している。制御部１１は、充放電部１２を制御する機能を有する。
　制御部１１は、電源部２０から負荷３０、バッテリ４１、及びキャパシタ４２に電力を供給する動作を充放電部１２に行わせる。制御部１１は、バッテリ４１及びキャパシタ４２に基づく電力を負荷３０に供給するようにバックアップ動作を充放電部１２に行わせる。制御部１１は、バッテリ４１からの電力に基づいてキャパシタ４２を充電させるように充放電部１２を動作させる。
　車両用バックアップ装置１０では、車両用電源システム１００が搭載される車両の始動スイッチがオフ状態になっている停止状態において、バッテリ４１、及びキャパシタ４２の充電電圧（出力電圧）が待機電圧以下に保持される。そして、車両用バックアップ装置１０は、車両の始動スイッチがオン状態に切り替わることに応じてバッテリ４１、及びキャパシタ４２の充電電圧を上記待機電圧よりも大きい目標電圧以上とするように充電を行う。車両の始動スイッチがオン状態のときには、電源部２０からの電力供給の失陥状態が生じていない場合に、バッテリ４１、及びキャパシタ４２の充電電圧は上記目標電圧で維持される。車両の始動スイッチがオン状態からオフ状態に切り替わった場合には、車両用バックアップ装置１０は、バッテリ４１、及びキャパシタ４２の充電電圧が待機電圧以下となるまでバッテリ４１、及びキャパシタ４２を放電する。
〔車両用バックアップ装置の動作〕
　図２には、車両用バックアップ装置１０（具体的には、制御部１１）が行うバックアップ制御の一例が示されている。制御部１１は、所定の開始条件が成立した場合に、図２のバックアップ制御を開始する。図２のバックアップ制御を開始する条件は、例えば、車両用電源システム１００が搭載された車両の始動スイッチがオフ状態からオン状態に切り替わったことであってもよく、他の条件であってもよい。以下で説明される代表例では、車両の始動スイッチがオフ状態からオン状態になった場合に、始動スイッチがオン状態に切り替わったことを示す始動信号が外部装置（例えば、外部のＥＣＵ（Electronic Control Unit））から制御部１１に与えられるようになっている。制御部１１は、このような始動信号を受けた場合に、図２のバックアップ制御を開始する。
　制御部１１は、図２のバックアップ制御を開始した場合、ステップＳ１１においてバックアップ電源４０をスタンバイ状態とする。例えば、図３に示すように、電源部２０の電力を負荷３０に供給するとともに、バッテリ４１、及びキャパシタ４２にも電源部２０の電力を供給する。制御部１１は、バッテリ４１、及びキャパシタ４２の充電電圧を待機電圧よりも大きい目標電圧以上とするように充電を行う。制御部１１は、バッテリ４１、及びキャパシタ４２の充電電圧を上記目標電圧で維持する。
　制御部１１は、ステップＳ１２において電源部２０からの電力供給が失陥状態か否か判定する。電源部２０からの電力供給が失陥状態となった場合とは、例えば、電源部２０から電力を供給する電力路２２の電圧が閾値電圧以下となった場合である。閾値電圧は、例えば、電源部２０の満充電時の出力電圧よりも低い固定値である。但し、閾値電圧は、変更可能であってもよい。制御部１１は、電源部２０の出力電圧が低下しているか否かを判定する。制御部１１は、例えば電圧検出部２４が検出する電圧に基づき、電力路２２の電圧が閾値未満であるか否かを判定する。この閾値は、電源部２０が正常時に電力路２２に印加する出力電圧よりも大幅に小さい値であり、０よりも大きい値である。制御部１１は、ステップＳ１２において電力路２２の電圧が閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１２でＹｅｓの場合）、処理をステップＳ１３に進める。制御部１１は、ステップＳ１２において電力路２２の電圧が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１２でＮｏの場合）、再びステップＳ１１の処理を行う。
　制御部１１は、例えば、電源部２０からの電力供給が失陥状態となった場合に、電力路２２における接続点Ｐよりも電源部２０側の経路を遮断状態にする。例えば、ヒューズ２６を遮断状態にしたり、別途設けるリレーなどのスイッチを遮断状態にする。これにより、電力路２２に地絡や断線などが生じ、電源部２０からの負荷３０への電力供給が途絶えた異常状態となり、電力路２２の電圧が０Ｖ程度となる。このような場合に、車両用バックアップ装置１０では、制御部１１がバッテリ４１、及びキャパシタ４２からの電力に基づいて負荷３０に電力を供給するバックアップ動作を行う。
　制御部１１は、ステップＳ１２において電力路２２の電圧が閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１２でＹｅｓの場合）、ステップＳ１３において、図４に示すように、バックアップ電源４０から負荷３０に電力供給を行わせる。制御部１１は、充放電部１２に対してバックアップ電源４０から電力路２２に電力を供給するバックアップ動作を行わせる。制御部１１は、バッテリ４１及びキャパシタに基づく電力を負荷３０に供給するようにバックアップ動作を充放電部１２に行わせる。具体的には、制御部１１は、バッテリ４１からの電力及びキャパシタ４２からの電力をいずれも負荷３０に供給するようにバックアップ動作を充放電部１２に行わせる。制御部１１は、バッテリ４１の出力電圧をＤＣＤＣコンバータ１３によって昇圧又は降圧した電圧を導電路４３Ａ（電力路２２）に印加させる。制御部１１は、キャパシタ４２の出力電圧をＤＣＤＣコンバータ１４によって昇圧又は降圧した電圧を導電路４４Ａ（電力路２２）に印加させる。
　制御部１１は、続くステップＳ１４において、車両用電源システム１００が搭載された車両が停止状態か否か判定する。制御部１１は、車両用電源システム１００が搭載された車両の始動スイッチがオン状態からオフ状態に切り替わっているか否か判定する。例えば、車両の始動スイッチがオン状態からオフ状態になった場合に、始動スイッチがオフ状態に切り替わったことを示す始動信号が外部装置（例えば、外部のＥＣＵ（Electronic Control Unit））から制御部１１に与えられるようになっている。制御部１１は、このような始動信号を受けた場合に、車両が停止状態にあると判定する。制御部１１は、車両が停止状態である（起動状態でない）と判定するまでステップＳ１４の処理を繰り返し行う。制御部１１は、ステップＳ１４において車両が停止状態にあると判定した場合（ステップＳ１４でＹｅｓの場合）、図２のバックアップ制御を終了する。
〔実施形態１の効果〕
　実施形態１の車両用電源システム１００において、電源部２０からの電力供給が失陥状態となった場合に、バッテリ４１及びキャパシタ４２に基づく電力を負荷３０に供給するようにバックアップ動作を行うことができる。そのため、バッテリ４１のみをバックアップ電源４０に用いる構成に比べて、キャパシタ４２に基づく電力の供給も可能となり、負荷３０に十分な電力を供給し易くなる。また、充電容量の比較的大きいバッテリ４１と、出力電圧の比較的大きいキャパシタ４２とを併用することができ、大容量且つ高出力のバックアップ電源４０とすることができる。
　電源部２０からの電力供給が失陥状態となった場合に、バッテリ４１及びキャパシタ４２の両方からの電力を負荷３０に供給することができる。そのため、バックアップ動作時に、負荷３０に十分な電力を供給し易くなる。
　ＤＣＤＣコンバータ１３の動作によって、バッテリ４１の充電電圧又は放電電圧を所望の大きさに制御することができる。また、ＤＣＤＣコンバータ１３の動作によって、バッテリ４１と電力路２２との間を遮断して、バッテリ４１の充電又は放電を停止させることができる。ＤＣＤＣコンバータ１４の動作によって、キャパシタ４２の充電電圧又は放電電圧を所望の大きさに制御することができる。また、ＤＣＤＣコンバータ１４の動作によって、キャパシタ４２と電力路２２との間を遮断して、キャパシタ４２の充電又は放電を停止させることができる。
　＜実施形態２＞
　実施形態２の車両用電源システム２００は、バックアップ動作時にバッテリ４１の温度に基づいて負荷３０に電力を供給する電力源を切り替える点で実施形態１と異なり、その他の点では共通する。なお、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
〔車両用電源システムの構成〕
　車両用電源システム２００は、図５に示すように、車両用バックアップ装置２１０を備える。車両用バックアップ装置２１０は、制御部１１、充放電部１２、及び温度検出部２１５を有している。温度検出部２１５は、例えばサーミスタなどの温度センサとして構成されている。温度検出部２１５は、バッテリ４１の温度を検出する。バッテリ４１の温度とは、例えば、バッテリ４１の表面温度や、バッテリ４１の表面近傍の温度、バッテリ４１の内部温度などである。温度検出部２１５によって検出された検出温度は、検出温度を特定する信号（検出信号）として制御部１１に入力される。
　制御部１１は、電源部２０からの電力供給が失陥状態となった場合において、温度検出部２１５の検出温度が閾値温度以下である場合に、キャパシタ４２からの電力を負荷３０に供給し、且つバッテリ４１から負荷３０への電力供給を停止するようにバックアップ動作を充放電部１２に行わせる。一方で、制御部１１は、温度検出部２１５の検出温度が閾値温度を超える場合にバッテリ４１からの電力及びキャパシタ４２からの電力をいずれも負荷３０に供給するようにバックアップ動作を充放電部１２に行わせる。
〔車両用バックアップ装置の動作〕
　図６には、車両用バックアップ装置２１０（具体的には、制御部１１）が行うバックアップ制御の一例が示されている。実施形態２の車両用バックアップ装置２１０（具体的には、制御部１１）が行うバックアップ制御は、ステップＳ２１～Ｓ２３が実施形態１と異なっている。
　制御部１１は、実施形態１と同様に、バックアップ制御を開始する条件の成立後、ステップＳ１１，Ｓ１２と同様の処理を行う。制御部１１は、ステップＳ１２で電源部２０からの電力供給が失陥状態であると判断した場合、続くステップＳ２１で、バッテリ４１の温度（温度検出部２１５の検出温度）が閾値温度以下であるか否か判断する。閾値温度は、例えば、常温（例えば２５℃）よりも低い固定値（例えば０℃）である。但し、閾値温度は、変更可能であってもよい。
　制御部１１は、バッテリ４１の温度が閾値温度以下であると判断する場合（ステップＳ２１でＹｅｓ）、図７に示すように、キャパシタ４２から負荷３０に電力を供給する（ステップＳ２２）。具体的には、制御部１１は、キャパシタ４２からの電力を負荷３０に供給し、且つバッテリ４１から負荷３０への電力供給を停止するようにバックアップ動作を充放電部１２に行わせる。制御部１１は、ＤＣＤＣコンバータ１３の動作を停止させ、キャパシタ４２の出力電圧をＤＣＤＣコンバータ１４によって昇圧又は降圧した電圧を導電路４４Ａ（電力路２２）に印加させる。
　制御部１１は、バッテリ４１の温度が閾値温度以下でない（閾値温度を超えている）と判断する場合（ステップＳ２１でＮｏ）、図８に示すように、バッテリ４１、及びキャパシタ４２の両方から負荷３０に電力を供給する（ステップＳ２３）。具体的には、制御部１１は、バッテリ４１からの電力及びキャパシタ４２からの電力をいずれも負荷３０に供給するようにバックアップ動作を充放電部１２に行わせる。制御部１１は、制御部１１は、バッテリ４１の出力電圧をＤＣＤＣコンバータ１３によって昇圧又は降圧した電圧を導電路４３Ａ（電力路２２）に印加させる。制御部１１は、キャパシタ４２の出力電圧をＤＣＤＣコンバータ１４によって昇圧又は降圧した電圧を導電路４４Ａ（電力路２２）に印加させる。
　制御部１１は、ステップＳ２２，Ｓ２３の後、ステップＳ１４で、実施形態１のステップＳ１４と同様の処理を行う。制御部１１は、車両が停止状態でない（起動状態である）と判定する場合（ステップＳ１４でＮｏの場合）、再びステップＳ２１の処理を行う。一方で、制御部１１は、ステップＳ１４において車両が停止状態にある（起動状態でない）と判定した場合（ステップＳ１４でＹｅｓの場合）、図２のバックアップ制御を終了する。
〔実施形態２の効果〕
　実施形態２の車両用電源システム１００において、バッテリ４１の温度が閾値温度以下となり、バッテリ４１の内部抵抗が大きくなることが想定されるような場合に、バッテリ４１から効率的に電力を供給できなくなる。このような場合に、内部抵抗を小さく維持できるキャパシタ４２から電力を供給することで、効率的に電力を供給できる。これにより、効率的に電力を供給できないバッテリ４１をあえて使用しなくてもよくなる。一方で、バッテリ４１の温度が閾値温度を超えて、バッテリ４１の内部抵抗が小さくなるような場合には、キャパシタ４２に加えバッテリ４１からも電力を供給させることで、負荷に十分な電力を供給し易くなる。
　＜実施形態３＞
　実施形態３の車両用電源システム３００は、バックアップ動作時にバッテリ４１から電力路２２に流れる電流の大きさに基づいて負荷に電力を供給する電力源を切り替える点で実施形態１と異なり、その他の点では共通する。なお、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
〔車両用電源システムの構成〕
　車両用電源システム３００は、図９に示すように、負荷３０に加えて、負荷３２を備えている。負荷３０，３２は、電力路２２に電気的に接続されている。負荷３０は、例えばＥＣＵや車両搭載用の各種センサ等である。負荷３２は、例えば電動パーキングブレーキシステム等である。負荷３２は、電源部２０からの電力供給が停止した異常状態（失陥状態）のときに電力供給が望まれる負荷である。例えば、負荷３２は、負荷３０よりも単位時間当たりの消費電力が大きい。負荷３２は、導電路４５を介して電力路２２に接続されている。導電路４５には、例えばＭＯＳＦＥＴ等によって構成されるスイッチ２８が設けられている。スイッチ２８は、制御部１１等による制御によって、導電路４５の通電状態をオン状態とオフ状態で切り替える。例えば、負荷３２は、スイッチ２８がオフ状態で動作停止状態となり、スイッチ２８がオン状態で動作状態となる。
　車両用電源システム３００は、図９に示すように、車両用バックアップ装置３１０を備える。車両用バックアップ装置３１０は、制御部１１、ＤＣＤＣコンバータ１４、及び電流検出部３１６を有している。ＤＣＤＣコンバータ１４は、本開示の「充放電部」の一例に相当する。車両用バックアップ装置３１０は、実施形態１と異なりＤＣＤＣコンバータ１３を有していない。電流検出部３１６は、導電路４３に設けられている。電流検出部３１６は、導電路４３を流れるバッテリ４１の出力電流の電流値を検出する。電流検出部３１６は、例えばカレントトランスやシャント抵抗等を用いた電流検出回路として構成される。
　制御部１１は、失陥状態となった場合において、電流検出部３１６によって検出される電流値が閾値電流以下である場合に、バッテリ４１からの電力を負荷３０に供給し且つキャパシタ４２から負荷３０への電力供給を停止するようにバックアップ動作をＤＣＤＣコンバータ１４に行わせ、電流検出部３１６によって検出される電流値が閾値電流を超える場合に、バッテリ４１からの電力及びキャパシタ４２からの電力をいずれも負荷３０、３２に供給するようにバックアップ動作をＤＣＤＣコンバータ１４に行わせる。
〔車両用バックアップ装置の動作〕
　図１０には、車両用バックアップ装置３１０（具体的には、制御部１１）が行うバックアップ制御の一例が示されている。実施形態３の車両用バックアップ装置３１０（具体的には、制御部１１）が行うバックアップ制御は、ステップＳ３１～Ｓ３５が実施形態１と異なっている。
　制御部１１は、実施形態１と同様に、バックアップ制御を開始する条件の成立後、ステップＳ１１，Ｓ１２と同様の処理を行う。制御部１１は、ステップＳ１２で電源部２０からの電力供給が失陥状態であると判断した場合、続くステップＳ３１で、図１１に示すように、バッテリ４１に基づく電力を負荷３０に供給するようにバックアップ動作を行う。例えば、制御部１１は、実施形態１と同様に、電源部２０からの電力供給が失陥状態となった場合に、電力路２２における接続点Ｐよりも電源部２０側の経路を遮断状態にする。これにより、バッテリ４１の出力電圧が導電路４３Ａ（電力路２２）に印加される。図１４の状態１は、制御部１１がステップＳ３１の処理を行っている状態である。
　続いて、制御部１１は、バッテリ４１から電力路２２に流れる電流の電流値（電流検出部３１６の検出値）が閾値電流以下であるか判断する（ステップＳ３２）。閾値電流は、例えば、負荷３２が動作するために必要な電流値よりも大きい固定値である。但し、閾値電流は、変更可能であってもよい。バッテリ４１から電力路２２に流れる電流の電流値が閾値電流以下である場合、負荷３２が動作状態でない（スイッチ２８がオフ状態）ことが想定される。一方で、バッテリ４１から電力路２２に流れる電流の電流値が閾値電流以下でない（閾値電流を超える）場合、負荷３２が動作状態である（スイッチ２８がオン状態）ことが想定される。制御部１１は、バッテリ４１から電力路２２に流れる電流の電流値が閾値電流以下であると判断する場合（ステップＳ３２でＹｅｓ）、実施形態１と同様にステップＳ１４の処理を行う。
　一方で、制御部１１は、バッテリ４１から電力路２２に流れる電流の電流値が閾値電流以下でない（閾値電流を超えている）と判断する場合（ステップＳ３２でＮｏ）、図１２に示すように、バッテリ４１からの電力及びキャパシタ４２からの電力をいずれも負荷３０，３２に供給するようにバックアップ動作を充放電部１２に行わせる（ステップＳ３３）。具体的には、制御部１１は、バッテリ４１に基づく電力を負荷３０，３２に供給しつつ、キャパシタ４２の出力電圧をＤＣＤＣコンバータ１４によって昇圧又は降圧した電圧を導電路４４Ａ（電力路２２）に印加させる。図１４の状態２は、制御部１１がステップＳ３３の処理を行っている状態である。
　続いて、制御部１１は、特定の負荷が動作停止状態であるか否か判断する（ステップＳ３４）。特定の負荷は、制御部１１において予め定められた負荷であり、例えば負荷３２である。制御部１１は、バッテリ４１から電力路２２に流れる電流の電流値（電流検出部３１６の検出値）が閾値電流以下であるか判断する。例えば、バッテリ４１から電力路２２に流れる電流の電流値が閾値電流以下である場合、負荷３２が動作状態でない（スイッチ２８がオフ状態）と判断する。一方で、バッテリ４１から電力路２２に流れる電流の電流値が閾値電流以下でない（閾値電流を超える）場合、負荷３２が動作状態である（スイッチ２８がオン状態）と判断する。
　制御部１１は、特定の負荷（負荷３２）が動作停止状態でない（動作状態である）と判断する場合（ステップＳ３４でＮｏ）、再びステップＳ３２の処理を行う。一方で、制御部１１は、特定の負荷（負荷３２）が動作停止状態であると判断する場合（ステップＳ３４でＹｅｓ）、図１３に示すように、バッテリ４１からキャパシタ４２に電力供給を行わせる（ステップＳ３５）。具体的には、制御部１１は、スイッチ２８をオフ状態にし、バッテリ４１からの電力に基づいてキャパシタ４２を充電させるようにＤＣＤＣコンバータ１４を動作させる。制御部１１は、バッテリ４１の出力電圧をＤＣＤＣコンバータ１４によって昇圧又は降圧した電圧を導電路４４Ｂに印加させる。このように、制御部１１は、キャパシタ４２から予め定められた特定の負荷（負荷３２）への電力の供給が停止している期間に、バッテリ４１からの電力に基づいてキャパシタ４２を充電させるようにＤＣＤＣコンバータ１４を動作させる。図１４の状態３は、制御部１１がステップＳ３５の処理を行っている状態である。制御部１１は、ステップＳ３５の後、ステップＳ１４の処理を行う。
　制御部１１は、ステップＳ１４で、実施形態１のステップＳ１４と同様の処理を行う。制御部１１は、車両が停止状態でない（起動状態である）と判定する場合（ステップＳ１４でＮｏの場合）、再びステップＳ３１の処理を行う。一方で、制御部１１は、ステップＳ１４において車両が停止状態にある（起動状態でない）と判定した場合（ステップＳ１４でＹｅｓの場合）、図１０のバックアップ制御を終了する。
〔実施形態３の効果〕
　実施形態３の車両用電源システム３００は、失陥状態となった場合において、バッテリ４１から供給される電流の電流値が閾値電流以下であり、バッテリ４１から負荷３０へ過剰に電流が供給されていないことが想定される場合に、バッテリ４１から負荷３０に電力を供給させることができる。例えば、負荷３２が停止状態である場合に、バッテリ４１から負荷３０へ過剰に電流が供給されない。一方で、バッテリ４１から供給される電流の電流値が閾値電流を超えて、バッテリ４１から負荷３０へ過剰に電流が供給されることが想定される場合に、キャパシタ４２から負荷３０への電力供給を開始させることができる。これにより、バッテリ４１の過放電を抑制できる。例えば、負荷３２が動作状態である場合に、バッテリ４１から負荷３０へ過剰に電流が供給される。
　制御部１１は、バッテリ４１からの電力に基づいてキャパシタ４２を充電させるように充放電部１２を動作させる。そのため、キャパシタ４２の充電量を確保し易くなる。
　実施形態３の車両用電源システム３００では、キャパシタ４２から負荷３０へ電力を供給した場合、キャパシタ４２の充電量が低下するため、バッテリ４１からの電力に基づいてキャパシタ４２を充電させることで、キャパシタ４２の充電量を確保し易くなる。
　＜実施形態４＞
　実施形態４の車両用電源システム４００は、バックアップ動作時に特定の負荷が動作状態に基づいて負荷に電力を供給する電力源を切り替える点で実施形態３と異なり、その他の点では共通する。なお、実施形態３と同一の構成については同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
〔車両用電源システムの構成〕
　車両用電源システム４００は、図１５に示すように、実施形態３と同様に、負荷３０に加えて、負荷３２を備えている。負荷３２は、動作開始時に制御部１１に動作開始信号を送信し、動作停止時に制御部１１に動作停止信号を送信する構成となっている。
　車両用電源システム４００は、図１５に示すように、車両用バックアップ装置４１０を備える。車両用バックアップ装置４１０は、制御部１１、ＤＣＤＣコンバータ１４、及び電圧検出部４１７を有している。ＤＣＤＣコンバータ１４は、本開示の「充放電部」の一例に相当する。車両用バックアップ装置４１０は、実施形態３と異なり電流検出部３１６を有していない。電圧検出部４１７は、導電路４４Ｂに設けられている。電圧検出部４１７は、導電路４４Ｂを流れるキャパシタ４２の出力電圧の電圧値を検出する。電圧検出部４１７は、電圧検出回路として構成され、導電路４４Ｂに印加される電圧を検出する。
　制御部１１は、電源部２０からの電力供給が失陥状態となった場合において、予め定められた特定の負荷が動作状態になった場合に、キャパシタ４２からの電力を特定の負荷に供給するようにバックアップ動作をＤＣＤＣコンバータ１４に行わせる。
〔車両用バックアップ装置の動作〕
　図１６には、車両用バックアップ装置４１０（具体的には、制御部１１）が行うバックアップ制御の一例が示されている。実施形態４の車両用バックアップ装置４１０（具体的には、制御部１１）が行うバックアップ制御は、ステップＳ４１，Ｓ４２が実施形態３と異なっている。
　制御部１１は、実施形態３と同様に、バックアップ制御を開始する条件の成立後、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ３１と同様の処理を行う。ステップＳ３１では、制御部１１は、図１７に示すように、バッテリ４１に基づく電力を負荷３０に供給するようにバックアップ動作を行う。
　続いて、制御部１１は、特定の負荷が動作状態であるか否か判断する（ステップＳ４１）。特定の負荷は、制御部１１において予め定められた負荷であり、例えば負荷３２である。負荷３２が動作状態である場合とは、負荷３２から動作開始信号を取得した後に動作停止信号を取得していない場合である。制御部１１は、特定の負荷が動作状態であると判断する場合（ステップＳ４１でＹｅｓ）、実施形態３と同様にステップＳ１４の処理を行う。
　一方で、制御部１１は、特定の負荷が動作状態でない（停止状態である）と判断する場合（ステップＳ４１でＮｏ）、図１８に示すように、実施形態３と同様に、バッテリ４１からの電力及びキャパシタ４２からの電力をいずれも負荷３０，３２に供給するようにバックアップ動作を充放電部１２に行わせる（ステップＳ３３）。
　続いて、制御部１１は、キャパシタ４２の出力電圧が第２閾値電圧以下か判断する（ステップＳ４２）。第２閾値電圧は、本開示の「閾値電圧」の一例に相当する。第２閾値電圧は、例えば、キャパシタ４２の満充電時の出力電圧よりも低い固定値である。但し、第２閾値電圧は、変更可能であってもよい。制御部１１は、電圧検出部４１７によって検出される電圧値第２閾値電圧以下か判断する。
　制御部１１は、キャパシタ４２の出力電圧が第２閾値電圧以下ではない（第２閾値電圧を超えている）と判断する場合（ステップＳ４２でＮｏ）、再びステップＳ４１の処理を行う。一方で、制御部１１は、キャパシタ４２の出力電圧が第２閾値電圧以下であると判断する場合（ステップＳ４２でＹｅｓ）、実施形態３のステップＳ３５と同様に、図１９に示すように、バッテリ４１からの電力でキャパシタ４２を充電させる（ステップＳ３５）。制御部１１は、ステップＳ３５の後、ステップＳ１４の処理を行う。
　制御部１１は、ステップＳ１４で、実施形態１のステップＳ１４と同様の処理を行う。制御部１１は、車両が停止状態でない（起動状態である）と判定する場合（ステップＳ１４でＮｏの場合）、再びステップＳ３１の処理を行う。一方で、制御部１１は、ステップＳ１４において車両が停止状態にある（起動状態でない）と判定した場合（ステップＳ１４でＹｅｓの場合）、図１６のバックアップ制御を終了する。
〔実施形態４の効果〕
　実施形態４の車両用電源システム４００では、特定の負荷（負荷３２）が動作状態になったことに基づいて、キャパシタ４２からの電力供給を開始することができる。そのため、特別な制御を行うことなく、キャパシタ４２を含む電源から特定の負荷（負荷３２）に十分な電力を供給させ易くなる。
　実施形態４の車両用電源システム４００では、電圧検出部４１７によって検出された電圧が第２閾値電圧以下になり、キャパシタ４２の充電量が低下したことが想定される場合に、バッテリ４１からの電力に基づいてキャパシタ４２を充電させることができる。そのため、キャパシタ４２の充電量の低下を効率的に抑制することができる。
　＜実施形態５＞
　実施形態５の車両用電源システム５００は、バッテリ４１の過充電および過放電を防ぐ構成である点で実施形態１と異なり、その他の点では共通する。なお、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
〔車両用電源システムの構成〕
　車両用電源システム５００は、図２０に示すように、車両用バックアップ装置５１０を備える。車両用バックアップ装置５１０は、制御部１１、充放電部１２、及び電流検出部３１６を有している。充放電部１２は、ＤＣＤＣコンバータ１４、及びスイッチ５１７を具備している。電流検出部３１６は、導電路５４３に設けられている。電流検出部３１６は、導電路５４３を流れるバッテリ４１の出力電流の電流値を検出する。電流検出部３１６は、例えばカレントトランスやシャント抵抗等を用いた電流検出回路として構成される。導電路５４３は、導電路４４Ａに電気的に接続されている。
　導電路５４３において、電流検出部３１６とバッテリ４１との間には、スイッチ５１７が設けられている。スイッチ５１７は、例えばＭＯＳＦＥＴ等によって構成されている。スイッチ５１７は、制御部１１等による制御によって、導電路５４３の通電状態をオン状態とオフ状態で切り替える。
〔車両用バックアップ装置の動作〕
　制御部１１は、実施形態１と同様に、バックアップ制御を開始した場合、バックアップ電源４０をスタンバイ状態とする。例えば、図２１に示すように、電源部２０の電力を負荷３０に供給するとともに、バッテリ４１、及びキャパシタ４２にも電源部２０の電力を供給する。このとき、制御部１１は、スイッチ５１７をオン状態にする。制御部１１は、バッテリ４１、及びキャパシタ４２の充電電圧を待機電圧よりも大きい目標電圧以上とするように充電を行う。制御部１１は、バッテリ４１の充電時に、電流検出部３１６によって検出される電流の値が第１所定値を超える場合に、スイッチ５１７をオン状態からオフ状態に切り替える。第１所定値は、本開示の「所定値」の一例に相当する。第１所定値は、制御部１１によって予め設定される値である。これにより、電流検出部３１６によって検出される電流の値が第１所定値を超えて、バッテリ４１の過充電が想定される場合に、導電路５４３を遮断して、バッテリ４１の充電を停止することができる。
　制御部１１は、実施形態１と同様に、バックアップ電源４０をスタンバイ状態とした後、電源部２０からの電力供給が失陥状態であると判断した場合、電力路２２における接続点Ｐ２よりも電源部２０側の経路を遮断状態にする。例えば、ヒューズ２６を遮断状態にしたり、別途設けるリレーなどのスイッチを遮断状態にする。そして、図２２に示すように、バックアップ電源４０に基づく電力を負荷３０に供給するようにバックアップ動作を行う。このとき、制御部１１は、スイッチ５１７をオン状態にする。制御部１１は、バッテリ４１の放電時に、電流検出部３１６によって検出される電流の値が第２所定値を超える場合に、スイッチ５１７をオン状態からオフ状態に切り替える。第２所定値は、本開示の「所定値」の一例に相当する。第２所定値は、制御部１１によって予め設定される値である。これにより、電流検出部３１６によって検出される電流の値が第２所定値を超えて、バッテリ４１の過放電が想定される場合に、導電路５４３を遮断して、バッテリ４１の放電を停止することができる。
〔実施形態５の効果〕
　実施形態５の車両用電源システム５００では、電流検出部３１６によって検出される電流の値が第１所定値を超えて、バッテリ４１の過充電が想定される場合に、導電路４３を遮断して、バッテリ４１の充電を停止することができる。電流検出部３１６によって検出される電流の値が第１所定値を超えて、バッテリ４１の過放電が想定される場合に、導電路４３を遮断して、バッテリ４１の放電を停止することができる。
　実施形態５の車両用電源システム５００では、ＤＣＤＣコンバータ１４の動作によって、キャパシタ４２の充電電圧又は放電電圧を所望の大きさに制御することができる。また、ＤＣＤＣコンバータ１４の動作によって、キャパシタ４２と電力路２２との間を遮断して、キャパシタ４２の充電又は放電を停止させることができる。一方で、バッテリ４１が電力路２２に導電路５４３を介して接続される構成のため、バッテリ４１と電力路２２との間にＤＣＤＣコンバータを設ける構成に比べて、構成を簡略化することができる。
　＜実施形態６＞
　実施形態６の車両用電源システム６００は、複数のキャパシタ４２の電力を負荷３０に供給可能な構成である点で実施形態５と異なり、その他の点では共通する。なお、実施形態５と同一の構成については同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
〔車両用電源システムの構成〕
　車両用電源システム６００は、図２３に示すように、複数のキャパシタ４２、及び車両用バックアップ装置６１０を備える。バックアップ電源４０は、バッテリ４１、及び複数のキャパシタ４２を有している。複数のキャパシタ４２は、直列に接続されている。複数のキャパシタ４２のうちの高電位側（電源部２０側）のキャパシタ４２における一方の電極は、導電路４４に後述するスイッチ６５４を介して電気的に接続されている。複数のキャパシタ４２のうちの低電位側（電源部２０側とは反対側）のキャパシタ４２における一方の電極は、グランドに電気的に接続されている。
　車両用バックアップ装置６１０は、制御部１１、電流検出部３１６、及び充放電部１２を有している。充放電部１２は、スイッチ５１７、及びキャパシタ側充放電部６５０を有している。電流検出部３１６、及びスイッチ５１７の構成、導電路５４３の構成は、実施形態５と同じである。キャパシタ側充放電部６５０は、制御部１１によって制御される。キャパシタ側充放電部６５０は、電源部２０及びバッテリ４１の少なくとも一方からの電力に基づいて、各キャパシタ４２の充電電圧が均等になるように充電を行う。キャパシタ側充放電部６５０は、図２４に示すように、選択部６５１、及び充電回路６５２を有している。
　充電回路６５２は、複数のモニタ回路６５２Ａ、及び定電流回路６５２Ｂを有している。複数のモニタ回路６５２Ａは、複数のキャパシタ４２のそれぞれに対応している。モニタ回路６５２Ａは、キャパシタ４２に並列に接続されている。モニタ回路６５２Ａは、キャパシタ４２の充電電圧を検出する回路である。定電流回路６５２Ｂは、各キャパシタ４２を充電するために定電流を供給する回路である。充電回路６５２は、各モニタ回路６５２Ａの検出結果（充電電圧値）に基づいて、定電流回路６５２Ｂで生成される定電流を各キャパシタ４２に供給することで、各キャパシタ４２の充電電圧が均等になるように充電を行う。
　選択部６５１は、複数のキャパシタ４２のうち負荷３０に電力を供給するキャパシタ４２を選択するように機能する。選択部６５１は、図２４に示すように、スイッチ６５３、及び複数のスイッチ６５４を有している。スイッチ６５３，６５４は、例えばＭＯＳＦＥＴ等によって構成されている。スイッチ６５３は、導電路４４と充電回路６５２の高電位側端子との間の導電路に設けられている。スイッチ６５３は、制御部１１の制御によって、キャパシタ４２の充電時にオフ状態からオン状態に切り替わる。充電回路６５２の低電位側端子は、グランドに電気的に接続されている。各スイッチ６５４は、導電路４４と各キャパシタ４２の高電位側の電極との間に設けられている。スイッチ６５４は、制御部１１の制御によって、キャパシタ４２の放電時にオフ状態からオン状態に切り替わる。
〔車両用バックアップ装置の動作〕
　制御部１１は、実施形態１と同様に、バックアップ制御を開始した場合、バックアップ電源４０をスタンバイ状態とする。例えば、電源部２０の電力を負荷３０に供給するとともに、バッテリ４１、及び充電回路６５２にも電源部２０の電力を供給する。制御部１１は、バッテリ４１、及び複数のキャパシタ４２の充電電圧を待機電圧よりも大きい目標電圧以上とするように充電を行う。このとき、制御部１１は、スイッチ５１７、及びスイッチ６５３をオン状態にし、各スイッチ６５４をオフ状態にする。制御部１１は、実施形態５と同様の制御により、電流検出部３１６によって検出される電流の値が第１所定値を超えて、バッテリ４１の過充電が想定される場合に、導電路５４３を遮断して、バッテリ４１の充電を停止する。
　充電回路６５２は、各モニタ回路６５２Ａの検出結果（充電電圧値）に基づいて、電源部２０からの電力を用いて定電流回路６５２Ｂで生成される定電流を各キャパシタ４２に供給することで、各キャパシタ４２の充電電圧が均等になるように充電を行う。
　制御部１１は、実施形態５と同様に、バックアップ電源４０をスタンバイ状態とした後、電源部２０からの電力供給が失陥状態であると判断した場合、バックアップ電源４０に基づく電力を負荷３０に供給するようにバックアップ動作を行う。このとき、制御部１１は、スイッチ５１７をオン状態にする。制御部１１は、実施形態５と同様に、バッテリ４１の放電時に、電流検出部３１６によって検出される電流の値が第２所定値を超えて、バッテリ４１の過放電が想定される場合に、導電路５４３を遮断して、バッテリ４１の放電を停止する。
　キャパシタ側充放電部６５０は、以下のように放電動作を行う。まず、図２５に示すように、複数のキャパシタ４２を低電位側（グランド側）から並ぶ各キャパシタ４２を、キャパシタＣ１、・・・キャパシタＣｎ－１、キャパシタＣｎと称する。ｎは自然数である。低電位側（グランド側）のキャパシタ４２から順に、ｎが１ずつ大きくなるようにＣｎの符号を付している。同様に、複数のスイッチ６５４を低電位側（グランド側）から並ぶ各スイッチ６５４を、スイッチＳ１、・・・スイッチＳｎ－１、スイッチＳｎと称する。ｎは自然数である。低電位側（グランド側）のスイッチ６５４から順に、ｎが１ずつ大きくなるようにＳｎの符号を付している。
　選択部６５１は、所定の数のキャパシタ４２を選択する第１の選択種類と、第１の選択種類よりも多い数で直列接続される構成の複数のキャパシタ４２を選択する第２の選択種類と、で選択を行う。例えば、第１の選択種類は、図２５に示す選択パターンであり、キャパシタＣ１、キャパシタＣ２、・・・キャパシタＣｎ－１を選択している。第１の選択種類では、キャパシタＣ１、キャパシタＣ２、・・・キャパシタＣｎ－１が直列接続される。第１の選択種類は、スイッチＳ１、・・・スイッチＳｎをオフ状態とし、スイッチＳｎ－１をオン状態とすることで選択される。例えば、第２の選択種類は、図２６に示す選択パターンであり、キャパシタＣ１、キャパシタＣ２、・・・キャパシタＣｎ－１、キャパシタＣｎを選択している。第２の選択種類では、キャパシタＣ１、キャパシタＣ２、・・・キャパシタＣｎ－１、キャパシタＣｎが直列接続される。第２の選択種類は、スイッチＳ１、・・・スイッチＳｎ－１をオフ状態とし、スイッチＳｎをオン状態とすることで選択される。第１の選択種類は、第２の選択種類で選択される複数のキャパシタ４２の一部を抽出する選択である。各キャパシタ４２が満充電である状態において、第１の選択種類の選択時に選択されたキャパシタ４２から出力される出力電圧は、第２の選択種類の選択時に選択されたキャパシタ４２から出力される出力電圧よりも小さい。
　制御部１１は、選択部６５１によって第１の選択種類で選択されたキャパシタ４２からの電力に基づいてバックアップ動作を行わせた後、選択部６５１によって第２の選択種類で選択された複数のキャパシタ４２からの電力に基づいてバックアップ動作を行わせて、バックアップ電源４０から出力される出力電圧を大きくする。例えば、図２７に示すように、期間Ｔ１では、第１の選択種類でキャパシタ４２を選択し、期間Ｔ２では、第２の選択種類でキャパシタ４２を選択している。この場合、期間Ｔ１の終盤で、選択したキャパシタ４２からの出力電圧が低下しているが、基準電圧を下回る前の時間ｔ１で第２の選択種類でキャパシタ４２を選択している。そのため、時間ｔ１で、選択したキャパシタ４２からの出力電圧が大きくなり、より長い時間、基準電圧よりも大きな出力電圧を出力することができる。
　なお、上記の例以外にも、３つ以上の選択種類でキャパシタ４２の選択を行ってもよい。例えば、キャパシタＣ１を選択する選択種類、キャパシタＣ１，Ｃ２を選択する選択種類、キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３を選択する選択種類、・・・キャパシタＣ１～Ｃｎを選択する選択種類を順次選択してもよい。
　なお、キャパシタ４２から電力を負荷３０に供給する際に、スイッチ５１７をオフ状態として、バッテリ４１から電力を負荷３０に供給しない制御を行ってもよい。これにより、キャパシタ４２から電力を供給する際に、電力路２２の電位がバッテリ４１の出力電圧に依存することを防ぐことができる。
〔実施形態６の効果〕
　実施形態６の車両用電源システム６００では、複数のキャパシタ４２の中から負荷３０に電力を供給させるキャパシタ４２を選択して、所望の大きさの電力を負荷３０に供給することができる。
　実施形態６の車両用電源システム６００では、第１の選択種類で選択されたキャパシタ４２からの電力供給で出力電圧が低下した場合でも、第２の選択種類で選択された複数のキャパシタ４２から電力供給を行うことで、選択したキャパシタ４２の出力電圧の低下を抑制しつつ電力供給を行える。
　＜他の実施形態＞
　なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲によって示された範囲内又は請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　実施形態１～４に、実施形態５におけるバッテリ４１の過充電・過放電を抑制する構成（バッテリ４１の充放電時に、電流検出部３１６によって検出される電流の値が第１所定値を超える場合に、スイッチ５１７をオン状態からオフ状態に切り替える構成）を適用してもよい。
　実施形態１、２において、導電路４３におけるバッテリ４１の高電位側に、ＤＣＤＣコンバータ１３を設けない構成であってもよい。
　実施形態１，２，４～６のバックアップ制御で、実施形態３における充電制御（バッテリ４１からの電力に基づいてキャパシタ４２を充電させるように充放電部１２を動作させる制御）を適用してもよい。
　実施形態３のバックアップ制御で、実施形態４のバッテリ４１の充電制御（キャパシタ４２の出力電圧の電圧値が閾値電圧以下になった場合に、バッテリ４１からの電力に基づいてキャパシタ４２を充電させる制御）を適用してもよい。
　実施形態４のバックアップ制御で、実施形態３のバッテリ４１の充電制御（特定の負荷への電力の供給が停止している期間にバッテリ４１からの電力に基づいてキャパシタ４２を充電させる制御）を適用してもよい。
　実施形態５，６で、バッテリ４１のみから電力を負荷３０に供給する制御（例えば、実施形態２のバックアップ電源４０の切り替え制御）を行ってもよい。
　実施形態５で、キャパシタ４２から電力を負荷３０に供給する際に、スイッチ５１７をオフ状態として、バッテリ４１から電力を負荷３０に供給しない制御を行ってもよい。これにより、キャパシタ４２から電力を供給する際に、電力路２２の電位がバッテリ４１の出力電圧に依存することを防ぐことができる。
１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０…車両用バックアップ装置
１１…制御部
１２…充放電部
１３…ＤＣＤＣコンバータ（第１のＤＣＤＣコンバータ）
１４…ＤＣＤＣコンバータ（第２のＤＣＤＣコンバータ、充放電部）
２０…電源部
２２…電力路
２４…電圧検出部
２６…ヒューズ
２８…スイッチ
３０…負荷
３２…負荷（特定の負荷）
４０…バックアップ電源
４１…バッテリ
４２…キャパシタ
４３…導電路
４３Ａ…導電路
４３Ｂ…導電路
４４…導電路
４４Ａ…導電路
４４Ｂ…導電路
４５…導電路
１００，２００，３００，４００，５００，６００…車両用電源システム
２１５…温度検出部
３１６…電流検出部
４１７…電圧検出部
５１７…スイッチ
５４３…導電路
６５０…キャパシタ側充放電部
６５１…選択部
６５２…充電回路
６５２Ａ…モニタ回路
６５２Ｂ…定電流回路
６５３，６５４…スイッチ

Claims (13)

  1. 　負荷に電力を供給する電源部を備えた車両用電源システムにおいて、前記電源部からの電力供給が失陥状態となった場合にバックアップ動作を行う車両用バックアップ装置であって、
    　バッテリとキャパシタとを含み且つ前記電源部とは異なる電源であるバックアップ電源の充電及び放電を行う充放電部と、
    　前記充放電部を制御する制御部と、
    を備え、
    　前記制御部は、前記失陥状態となった場合に、前記バッテリ及び前記キャパシタに基づく電力を前記負荷に供給するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせる
    　車両用バックアップ装置。
  2. 　前記制御部は、前記失陥状態となった場合に、前記バッテリからの電力及び前記キャパシタからの電力をいずれも前記負荷に供給するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせる
    　請求項１に記載の車両用バックアップ装置。
  3. 　前記バッテリの温度を検出する温度検出部を備え、
    　前記制御部は、前記失陥状態となった場合において、前記温度検出部の検出温度が閾値温度以下である場合に前記キャパシタからの電力を前記負荷に供給し且つ前記バッテリから前記負荷への電力供給を停止するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせ、前記検出温度が前記閾値温度を超える場合に前記バッテリからの電力及び前記キャパシタからの電力をいずれも前記負荷に供給するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせる
    　請求項１に記載の車両用バックアップ装置。
  4. 　前記電源部から前記負荷に電力を供給する経路となる電力路と、
    　前記電力路と前記バッテリとの間に設けられる導電路と、
    　前記バッテリから前記導電路に流れる電流を検出する電流検出部と、
    を備え、
    　前記制御部は、前記失陥状態となった場合において、前記電流検出部によって検出される電流値が閾値電流以下である場合に、前記バッテリからの電力を前記負荷に供給し且つ前記キャパシタから前記負荷への電力供給を停止するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせ、前記電流検出部によって検出される電流値が前記閾値電流を超える場合に、前記バッテリからの電力及び前記キャパシタからの電力をいずれも前記負荷に供給するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせる
    　請求項１に記載の車両用バックアップ装置。
  5. 　前記制御部は、前記失陥状態となった場合において、予め定められた特定の前記負荷が動作状態になった場合に、前記キャパシタからの電力を前記負荷に供給するように前記バックアップ動作を前記充放電部に行わせる
    　請求項１に記載の車両用バックアップ装置。
  6. 　前記電源部から前記負荷に電力を供給する経路となる電力路と、
    　前記電力路と前記バッテリとの間に設けられる導電路と、
    　前記導電路を流れる電流を検出する電流検出部と、
    　前記導電路に設けられ、オン状態のときに前記導電路を導通させ、オフ状態のときに前記導電路を遮断するスイッチと、を備え、
    　前記制御部は、前記失陥状態となった場合において、前記電流検出部によって検出される電流の値が所定値を超える場合に、前記スイッチを前記オン状態から前記オフ状態に切り替える
    　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用バックアップ装置。
  7. 　前記電源部から前記負荷に電力を供給する経路となる電力路を備え、
    　前記充放電部は、
    　前記電力路と前記バッテリとの間に設けられる第１のＤＣＤＣコンバータと、
    　前記電力路と前記キャパシタとの間に設けられる第２のＤＣＤＣコンバータと、を有する
    　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用バックアップ装置。
  8. 　前記電源部から前記負荷に電力を供給する電力路と、
    　前記電力路と前記バッテリとの間に設けられる導電路と、を備え、
    　前記充放電部は、前記電力路と前記キャパシタとの間に設けられるＤＣＤＣコンバータを有し、
    　前記バッテリは、前記導電路を介して前記電力路に接続されている
    　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の車両用バックアップ装置。
  9. 　前記バックアップ電源は、複数の前記キャパシタを備え、
    　前記充放電部は、複数の前記キャパシタのうち前記負荷に電力を供給する前記キャパシタを選択する選択部を有し、
    　前記制御部は、前記選択部を制御する
    　請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の車両用バックアップ装置。
  10. 　前記選択部は、所定の数の前記キャパシタを選択する第１の選択種類と、前記第１の選択種類よりも多い数で直列接続される構成の複数の前記キャパシタを選択する第２の選択種類と、で選択を行い、
    　前記制御部は、前記選択部によって前記第１の選択種類で選択された前記キャパシタからの電力に基づいて前記バックアップ動作を行わせた後、前記選択部によって前記第２の選択種類で選択された複数の前記キャパシタからの電力に基づいて前記バックアップ動作を行わせて前記バックアップ電源から出力される出力電圧を大きくする
    　請求項９に記載の車両用バックアップ装置。
  11. 　前記制御部は、前記バッテリからの電力に基づいて前記キャパシタを充電させるように前記充放電部を動作させる
    　請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の車両用バックアップ装置。
  12. 　前記制御部は、前記キャパシタから予め定められた特定の前記負荷への電力の供給が停止している期間に、前記バッテリからの電力に基づいて前記キャパシタを充電させるように前記充放電部を動作させる
    　請求項１１に記載の車両用バックアップ装置。
  13. 　前記キャパシタの出力電圧を検出する電圧検出部を備え、
    　前記制御部は、前記電圧検出部によって検出された電圧が閾値電圧以下になった場合に、前記バッテリからの電力に基づいて前記キャパシタを充電させるように前記充放電部を動作させる
    　請求項１１に記載の車両用バックアップ装置。
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