WO2024024087A1 - 車載用のバックアップ制御装置 - Google Patents

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WO2024024087A1
WO2024024087A1 PCT/JP2022/029302 JP2022029302W WO2024024087A1 WO 2024024087 A1 WO2024024087 A1 WO 2024024087A1 JP 2022029302 W JP2022029302 W JP 2022029302W WO 2024024087 A1 WO2024024087 A1 WO 2024024087A1
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WO
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conductive path
power
power storage
storage unit
control
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PCT/JP2022/029302
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English (en)
French (fr)
Inventor
一輝 増田
剛史 長谷川
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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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering

Definitions

  • the present disclosure relates to an on-vehicle backup control device.
  • Patent Document 1 discloses a power storage device that supplies power from a power storage unit to a load when the voltage of the main power source decreases.
  • the control circuit of this power storage device controls the charging circuit to charge the power storage unit when the main power supply is normal. Then, this control circuit turns on a switch placed between the power storage unit and the load when the main power supply voltage drops (for example, when starting the engine after idling stop ends) to supply power to the load.
  • Patent Document 1 describes that this power storage device can also be applied to a power backup system when a main power supply abnormality occurs.
  • the power storage device of Patent Document 1 is configured to supply power from one power storage unit to a load to be backed up.
  • the present disclosure provides power backup using a second power storage unit for a first load and a second load while simultaneously using an operation using a first power storage unit and an operation using a second power storage unit to back up power for a common load. It is an object of the present invention to give priority to the backup operation of the second load.
  • An in-vehicle backup control device which is one of the aspects of the present disclosure, includes: It is used in an on-vehicle power supply system that includes a power supply unit and a power storage unit, and is applied to the load based on the power from the power storage unit when the power supply from the power supply unit to the load is cut off or reduced in a predetermined external state.
  • An in-vehicle backup control device that performs a backup operation that outputs electric power, a first supply circuit capable of outputting power based on a first power storage unit, which is one of the power storage units, to a common load via a first conductive path; a second supply circuit capable of outputting power from a second power storage unit, which is one of the power storage units, to the common load via a second conductive path; a control unit that causes the first supply circuit and the second supply circuit to perform the backup operation in the external state; has The second supply circuit supplies power based on the second power storage unit to one or more first loads and one or more second loads, In the external state, the control unit supplies power based on the second power storage unit to the first load rather than a second backup operation in which power based on the second power storage unit is supplied to the second load. Predetermined priority control is performed to give priority to the first backup operation.
  • the technology according to the present disclosure uses the second power storage unit for the first load and the second load while simultaneously using the operation of using the first power storage unit and the operation of using the second power storage unit to back up power for the common load. It is possible to give priority to the backup operation of the second load in power backup.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating an on-vehicle power supply system including an on-vehicle backup control device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a portion of the block diagram of FIG. 1 in more detail.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating the flow of control performed by the in-vehicle backup control device of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a subroutine related to power supply control for the third load in the flowchart of FIG.
  • FIG. 5 is a subroutine regarding the fourth load in the flowchart of FIG. 3 and power supply control for the fourth load.
  • FIG. 4 is a subroutine related to power supply control for the third load in the flowchart of FIG.
  • FIG. 5 is a subroutine regarding the fourth load in the flowchart of FIG. 3 and power supply control for the fourth load.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example in which the actual open-circuit voltage of the second power storage unit falls below the cut-off voltage before the specified time elapses in the vehicle-mounted backup control device of FIG. 1.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example in which a prescribed time elapses before the actual open-circuit voltage of the second power storage unit falls below the cut-off voltage in the vehicle-mounted backup control device of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a block diagram schematically illustrating an on-vehicle power supply system including an on-vehicle backup control device according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram schematically illustrating an on-vehicle power supply system including an on-vehicle backup control device according to a third embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram schematically illustrating an in-vehicle power supply system including an in-vehicle backup control device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram schematically illustrating an on-vehicle power supply system including an on-vehicle backup control device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a part of the block diagram of FIG. 11 in more detail.
  • An in-vehicle backup control device that performs a backup operation of outputting power to the load by a first supply circuit capable of outputting power based on a first power storage unit, which is one of the power storage units, to a common load via a first conductive path; a second supply circuit capable of outputting power from a second power storage unit, which is one of the power storage units, to the common load via a second conductive path; a control unit that causes the first supply circuit and the second supply circuit to perform the backup operation in the external state; has The second supply circuit supplies power based on the second power storage unit to one or more first loads and one or more second loads, In the external state, the control unit supplies power based on the second power storage unit to the first load rather than a second backup operation in which power based on the second power storage unit is supplied to the second load.
  • An in-vehicle backup control device that performs predetermined priority control that prioritizes a first backup operation.
  • the in-vehicle backup control device in [1] above can perform a backup operation using the power storage unit in a predetermined external state in which the supply of power from the power supply unit is cut off or reduced.
  • power can be supplied from the first power storage unit and the second power storage unit to a predetermined common load. Therefore, during the backup operation, the backup control device can perform both the operation of supplying power from the first power storage unit and the operation of supplying power from the second power storage unit to the common load.
  • the first backup operation (the operation of supplying power based on the second power storage unit to the second load) is prioritized over the second backup operation (the operation of supplying power based on the second power storage unit to the second load). (operation supplying one load) can be prioritized.
  • the in-vehicle backup control device described in [1] has the following features.
  • the third conductive path is a path for outputting power to the common load and is a path to which power is supplied from the first conductive path and the second conductive path.
  • the first supply circuit is provided in the first conductive path, and enables electricity to flow from the first power storage section side to the third conductive path side when in the on state, and when the first power storage section is in the off state.
  • a first switching element is provided to cut off current flow from the third conductive path side to the third conductive path side.
  • the second supply circuit is provided in the second conductive path, and enables electricity to flow from the second power storage unit side to the third conductive path side when in the on state, and when the second power storage unit is in the off state.
  • a second switching element is provided to cut off current flow from the third conductive path side to the third conductive path side.
  • the control section includes a first control section that controls the first supply circuit, and a second control section that controls the second supply circuit. The first control section and the second control section are capable of communicating with each other. During the second backup operation, the first control section turns off the first switching element, and the second control section turns on the second switching element and adjusts the voltage based on the second power storage section.
  • the first control section turns on the first switching element
  • the second control section turns on the first switching element.
  • the second switching element is turned off, and a voltage based on the first power storage unit is applied to the third conductive path via the first conductive path.
  • the on/off states of the first switching element and the second switching element can be switched, respectively, by control of the first control unit and the second control unit that can communicate with each other. Therefore, the first switching element and the second switching element can be selectively turned on. Thereby, it is possible to favorably switch between the first backup operation and the second backup operation at a desired timing.
  • a third conductive path is a path for outputting power to the common load and is a path to which power is supplied from the second conductive path, and a third conductive path is provided between the first conductive path and the third conductive path.
  • a diode having an anode electrically connected to the first conductive path side and a cathode electrically connected to the third conductive path side.
  • the first supply circuit includes a first conversion section that steps up or steps down an input voltage based on the power from the first power storage section and applies an output voltage to the first conductive path.
  • the second supply circuit includes a second conversion section that steps up or steps down an input voltage based on the power from the second power storage section and applies an output voltage to the second conductive path.
  • the control unit is configured such that, during the priority control, the power based on the second power storage unit is supplied to the third conductive path via the second conductive path, and the power based on the first power storage unit is supplied to the diode.
  • the output from the first converter to the first conductive path and the output from the second converter to the second conductive path are controlled so as to be cut off.
  • power based on the second power storage unit can be supplied to the third conductive path via the second conductive path. While the output voltage is applied to the first conductive path by the first converter, the power based on the first power storage unit is cut off by the diode, so that the power consumption of the first power storage unit is suppressed and the common load is supplied to the common load. It can be in a backup ready state.
  • the power based on the first power storage unit is switched through the diode. can be immediately supplied to the third conductive path. Therefore, when switching the power source, it is possible to prevent the power supply to the common load from being interrupted.
  • the in-vehicle backup control device described in [3] has the following features. It has a first voltage detection section that detects the voltage of the first conductive path, and a second voltage detection section that detects the voltage of the third conductive path.
  • the control unit controls the first conversion unit such that the voltage based on the first power storage unit is applied to the first conductive path during the priority control, and the voltage based on the second power storage unit is applied to the first conductive path.
  • the second converter is controlled so that the voltage is applied to the third conductive path, and the voltage of the third conductive path is changed to The first converter and the second converter are controlled to maintain a voltage that blocks current from flowing from the conductive path into the third conductive path.
  • the first conversion unit and the second conversion unit are activated based on the voltage detection results by the first voltage detection unit and the second voltage detection unit. can be controlled. Therefore, the voltage applied to the first conductive path based on the power of the first power storage unit and the voltage applied to the second conductive path based on the power of the second power storage unit can be directly controlled.
  • the in-vehicle backup control device described in [3] has the following features. It has a current detection section that detects the current in the first conductive path.
  • the control unit controls the first conversion unit such that the voltage based on the first power storage unit is applied to the first conductive path during the priority control, and the voltage based on the second power storage unit is applied to the first conductive path.
  • the second converting section is controlled so that the current is applied to the third conductive path, and the current flowing from the first conductive path toward the diode approaches zero or less based on the detection result by the current detecting section.
  • the first converter and the second converter are controlled.
  • the control unit controls the first conversion unit such that the voltage based on the first power storage unit is applied to the first conductive path during priority control, and the voltage based on the second power storage unit is applied to the third conductive path. Since the second converter is controlled so that the second conductive path is controlled, the voltage applied to the first conductive path and the voltage applied to the second conductive path can be controlled to have a desired relationship.
  • the in-vehicle backup control device described in [3] has the following features.
  • the control section includes a first control section that controls the first supply circuit, and a second control section that controls the second supply circuit.
  • the first control section and the second control section are capable of communicating with each other.
  • the first control unit controls the first conversion unit so that the voltage based on the first power storage unit is applied to the first conductive path, and the voltage based on the second power storage unit
  • the second control unit controls the second conversion unit so that the voltage is applied to the third conductive path, and the voltage of the third conductive path is changed so that a current flows from the first conductive path to the third conductive path.
  • the first control section and the second control section control the first conversion section and the second conversion section so as to maintain the voltage at a voltage that cuts off the voltage.
  • the in-vehicle backup control device has the following features.
  • the priority control includes restriction control that stops supplying power from the second power storage unit to the second load when the second power storage unit enters a predetermined state.
  • the control unit performs the restriction control according to the predetermined state until the cumulative operation time of the first load based on the first backup operation reaches a specified time.
  • the second power storage unit when the second power storage unit enters a predetermined state, the supply of power from the second power storage unit to the second load is stopped (limiting control is not performed). (because the second load is in a predetermined state), power consumption by the second load after the predetermined state is reached can be suppressed. Therefore, until the cumulative operating time of the first load based on the first backup operation reaches a specified time, the power of the second power storage unit for operating the first load is controlled by limiting according to a predetermined state. can be ensured.
  • the in-vehicle backup control device described in [7] has the following features.
  • the predetermined state is a state in which the open-circuit voltage of the second power storage unit has reached a cut-off voltage or lower set by a predetermined determination method.
  • the in-vehicle backup control device of [8] above it is possible to determine whether or not the second power storage unit is in a predetermined state according to the magnitude of the open circuit voltage of the second power storage unit. It is possible to detect the power storage state of the battery with higher accuracy.
  • the on-vehicle backup control device described in [1] to [8] has the following features.
  • the common load is the second load.
  • the common load can perform power backup through a backup operation using power supply based on the first power storage unit. Therefore, the common load can be backed up by power supply based on the first power storage unit, and can be given a low priority in backup by power supply based on the first power storage unit.
  • the in-vehicle power supply system 100 shown in FIG. 1 includes a power supply section 90, loads 91, 92, 93, 94, and 95, and an in-vehicle backup control device 1.
  • the vehicle-mounted backup control device 1 is also referred to as a backup control device 1.
  • the power supply unit 90 functions as a main power supply that continuously supplies power when the vehicle equipped with the on-vehicle power supply system 100 is started.
  • the power supply unit 90 is a DC power supply that generates a DC voltage.
  • the power supply section 90 is configured by a battery such as a lead battery, for example.
  • a high potential side terminal of the power supply section 90 is electrically connected to the power path 80, and a low potential side terminal of the power supply section 90 is electrically connected to ground.
  • the power supply section 90 applies a predetermined voltage to the power path 80. Note that in this specification, a voltage is a voltage with respect to ground, unless otherwise specified.
  • the power supply section 90 is electrically connected to loads 91, 92, 93, 94, and 95 via a power path 80. Power from the power supply section 90 is supplied to loads 91, 92, 93, 94, and 95 via the power path 80.
  • the power path 80 includes a power path 81A that is a conductive path directly connected to the power supply section 90, a power path 81B that is connected to the load 91, and a conductive path that is connected to the load 92.
  • the power path 80 is provided with a relay, a fuse, etc. (not shown), and these elements have a function of cutting off conduction of the power path 80.
  • the loads 91, 92, 93, 94, and 95 are on-vehicle electrical devices.
  • the loads 91, 92, 93, 94, and 95 are loads to which power supply is desired in a predetermined external state (failure state) in which power supply from the power supply unit 90 is stopped.
  • the loads 91, 92, 93, 94, and 95 may be actuators such as motors, for example.
  • it may be an ECU or actuator in an electric parking brake system, an ECU or actuator in a shift-by-wire control system, or the like.
  • it may be an in-vehicle electrical device other than these.
  • the load 93 corresponds to an example of a "predetermined common load" of the present disclosure.
  • the load 93 can be supplied with power from the first power storage unit 71 via the first supply circuit 31 described later, and can be supplied with power from the second power storage unit 72 through the second supply circuit 32 described later.
  • the backup control device 1 includes a supply circuit 30, a first control section 41, a second control section 42, a first detection section 51, a second detection section 52, a first power storage section 71, and a second power storage section 72.
  • the supply circuit 30 includes a first supply circuit 31 and a second supply circuit 32.
  • the first supply circuit 31 and the second supply circuit 32 may be arranged on the same board or may be arranged on separate boards.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 correspond to an example of a “control unit” in the present disclosure.
  • the first power storage unit 71 and the second power storage unit 72 correspond to an example of the “power storage unit” of the present disclosure.
  • the backup control device 1 controls the first power storage unit 71 and the second power storage unit 72 in a predetermined external state in which the supply of power from the power supply unit 90 to the loads 91, 92, 93, 94, and 95 is cut off or reduced.
  • This device is capable of performing a backup operation of supplying power to loads 91, 92, 93, 94, and 95 based on electric power.
  • the backup control device 1 includes a first power storage unit (base side unit) 101 and a second power storage unit (extension side unit) 102.
  • the first power storage unit 101 includes a first power storage section 71, a first control section 41 (described later), a first supply circuit 31, and a first detection section 51.
  • the second power storage unit 102 includes a second power storage section 72, a second control section 42 (described later), a second supply circuit 32, and a second detection section 52.
  • the first power storage unit 71 and the second power storage unit 72 function as auxiliary power sources.
  • the first power storage unit 71 and the second power storage unit 72 are DC power supplies that output DC voltage, and are, for example, electric double layer capacitors.
  • the first power storage unit 71 is electrically connected to a first supply circuit 31 (described later) via a conductive path 15, and is charged and discharged via the first supply circuit 31.
  • the charging voltage (output voltage) of first power storage unit 71 is the voltage applied to conductive path 15 .
  • the high potential side terminal of the first power storage unit 71 is electrically connected to the conductive path 15 and has the same potential as the conductive path 15 .
  • the low potential side terminal of the first power storage unit 71 is electrically connected to the ground and has the same potential as the ground.
  • the second power storage unit 72 is electrically connected to a second supply circuit 32 (described later) via a conductive path 25, and is charged and discharged via the second supply circuit 32.
  • the charging voltage (output voltage) of second power storage unit 72 is the voltage applied to conductive path 25 .
  • the high potential side terminal of second power storage unit 72 is electrically connected to conductive path 25 and has the same potential as conductive path 25 .
  • the low potential side terminal of the second power storage unit 72 is electrically connected to the ground and has the same potential as the ground.
  • the charging voltage (output voltage) of the first power storage unit 71 and the second power storage unit 72 is the standby voltage in a stopped state in which the start switch of the vehicle in which the vehicle-mounted power supply system 100 is installed is in the OFF state. Retained below. Then, the backup control device 1 charges the first power storage unit 71 and the second power storage unit 72 so that the charging voltage 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 switched to the on state. I do. When the starting switch of the vehicle is in the on state, the charging voltage of the first power storage unit 71 and the second power storage unit 72 is maintained at the target voltage if no failure condition has occurred.
  • the backup control device 1 When the starting switch of the vehicle is switched from the on state to the off state, the backup control device 1 operates the first power storage unit 71 and the second power storage unit 72 until the charging voltage of the first power storage unit 71 and the second power storage unit 72 becomes equal to or lower than the standby voltage. The second power storage unit 72 is discharged.
  • the first supply circuit 31 functions to supply power from the first power storage unit 71 to the loads 91 and 92 and the second supply circuit 32.
  • the second supply circuit 32 functions to supply power to loads 94, 95.
  • the first supply circuit 31 outputs electric power based on the first power storage unit 71 to the second supply circuit 32.
  • the first supply circuit 31 operates under the control of a first control section 41, which will be described later.
  • the first supply circuit 31 is arranged between the conductive path 14 and the conductive paths 11, 12, and 13.
  • the first supply circuit 31 includes, for example, a voltage conversion circuit such as a DC/DC converter.
  • the voltage conversion circuit performs a charging operation and a discharging operation for the first power storage unit 71.
  • As a charging operation the voltage conversion circuit performs a voltage conversion operation of increasing or decreasing the voltage applied to the conductive path 14 and applying the voltage to the conductive path 15.
  • As a discharge operation the voltage conversion circuit performs a voltage conversion operation in which the voltage applied to the conductive path 15 is stepped up or down and applied to the conductive path 11 and the like.
  • the second supply circuit 32 switches between a state of supplying power to the load 93 based on the input from the first supply circuit 31 and a state of supplying power to the load 93 based on the second power storage unit 72.
  • the second supply circuit 32 operates under the control of a second control section 42, which will be described later.
  • the second supply circuit 32 is arranged between the conductive path 24 and the conductive paths 21, 22, and 23.
  • the second supply circuit 32 includes, for example, a voltage conversion circuit such as a DC/DC converter.
  • the voltage conversion circuit performs a charging operation and a discharging operation for the second power storage unit 72.
  • the voltage conversion circuit performs a voltage conversion operation in which the voltage applied to the conductive path 24 is boosted or stepped down and applied to the conductive path 25 as a charging operation.
  • the voltage conversion circuit When supplying power based on the second power storage unit 72 to the load 93, the voltage conversion circuit performs a voltage conversion operation in which the voltage applied to the conductive path 25 is boosted or stepped down and applied to the conductive path 21 etc. as a discharging operation. I do.
  • the first control unit 41 controls the operation of supplying power from the first power storage unit 71 to the load 91, the load 92, and the second supply circuit 32.
  • the first control unit 41 is an information processing device having an information processing function, an arithmetic function, a control function, and the like.
  • the first control unit 41 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), and A/D conversion. It has utensils etc.
  • the first control section 41 has a function of controlling the first supply circuit 31.
  • the second control unit 42 controls the operation of supplying power from the second power storage unit 72 to the loads 93, 94, and 95.
  • the second control unit 42 is an information processing device having an information processing function, an arithmetic function, a control function, and the like.
  • the second control unit 42 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), and A/D conversion. It has utensils etc.
  • the second control section 42 has a function of controlling the second supply circuit 32.
  • the first detection section 51 is configured as, for example, a voltage detection circuit.
  • the first detection unit 51 detects the voltage of the conductive path 14 .
  • the conductive path 14 is electrically connected to the power path 80 and has the same potential as the power path 80 . Therefore, the first detection unit 51 can detect the voltage of the power path 80.
  • the conductive path 11 is a conductive path between the first supply circuit 31 and the load 91.
  • the conductive path 12 is a conductive path between the first supply circuit 31 and the load 92.
  • the conductive path 13 is a conductive path between the first supply circuit 31 and the second supply circuit 32.
  • the second detection section 52 is configured as, for example, a voltage detection circuit.
  • the second detection unit 52 detects the voltage of the conductive path 24.
  • the conductive path 24 is electrically connected to the power path 80 and has the same potential as the power path 80 . Therefore, the second detection unit 52 can detect the voltage of the power path 80.
  • the conductive path 21 is a conductive path between the second supply circuit 32 and the load 93.
  • Conductive path 22 is a conductive path between second supply circuit 32 and load 94 .
  • the conductive path 23 is a conductive path between the second supply circuit 32 and the load 95.
  • FIG. 2 shows an example of a detailed configuration of the backup control device 1.
  • the first supply circuit 31 can output power based on the first power storage unit 71 to the load 93 via the first conductive path 111.
  • the first conductive path 111 is a conductive path between the diode 111A and the switching element 33.
  • the anode of the diode 111A is electrically connected to the power path 80.
  • a cathode of the diode 111A is electrically connected to one end of the first conductive path 111.
  • the other end of the first conductive path 111 is electrically connected to the source of the switching element 33.
  • the first supply circuit 31 includes a first conversion section 31A, a switching element 31B, and a first drive section 31C.
  • the first converter 31A is configured as, for example, a DCDC converter.
  • the first converter 31A is electrically connected to the first conductive path 111.
  • the first conversion unit 31A performs a charging operation and a discharging operation for the first power storage unit 71 based on the control of the first control unit 41.
  • the first conversion unit 31A performs a voltage conversion operation of increasing or decreasing the output voltage from the first power storage unit 71 and applying it to the first conductive path 111 as a charging operation.
  • the first converting section 31A boosts or steps down the input voltage based on the power from the first power storage section 71 as a discharging operation, and applies the output voltage to the first conductive path 111.
  • the switching element 31B is configured as, for example, an N-channel MOSFET.
  • the drain of the switching element 31B is electrically connected to the conductive portion 111C.
  • the conductive section 111C is a conductive path that constitutes a portion of the first conductive path 111 on the power supply section 90 side.
  • the source of switching element 31B is electrically connected to conductive portion 111D.
  • the conductive portion 111D is a conductive path that constitutes a portion of the first conductive path 111 on the third conductive path 113 side.
  • the first drive section 31C is a drive circuit that drives the switching element 31B.
  • the first drive section 31C outputs a control signal to the gate of the switching element 31B.
  • the second supply circuit 32 can output power based on the second power storage unit 72 to the load 93 via the second conductive path 112.
  • the second conductive path 112 is a conductive path between the diode 112A and the switching element 33.
  • the anode of diode 112A is electrically connected to power path 80.
  • a cathode of the diode 112A is electrically connected to the second conductive path 112.
  • the second supply circuit 32 supplies power based on the second power storage unit 72 to one or more loads (for example, loads 94 and 95) and one or more loads (for example, load 93).
  • loads 94 and 95 correspond to the "first load” of the present disclosure.
  • load 93 corresponds to the "second load” of the present disclosure.
  • the second supply circuit 32 includes a second conversion section 32A, a switching element 32B, a switching element 32C, and a second drive section 32D.
  • the second converter 32A is configured as, for example, a DCDC converter.
  • the second converter 32A is electrically connected to the second conductive path 112.
  • the second conversion unit 32A performs a charging operation and a discharging operation for the second power storage unit 72 based on the control of the second control unit 42.
  • the second conversion unit 32A performs a voltage conversion operation in which the output voltage of the second power storage unit 72 is boosted or stepped down and applied to the second conductive path 112 as a charging operation.
  • the second converting section 32A boosts or steps down the input voltage based on the power from the second power storage section 72, and applies the output voltage to the second conductive path 112.
  • the switching element 32B is configured as, for example, an N-channel MOSFET.
  • the drain of the switching element 32B is electrically connected to the conductive part 112C.
  • the conductive section 112C is a conductive path that constitutes a portion of the second conductive path 112 on the power supply section 90 side.
  • the source of switching element 32B is electrically connected to conductive portion 112D.
  • the conductive portion 112D is a conductive path that constitutes a portion of the second conductive path 112 on the third conductive path 113 side.
  • the switching element 32C is configured as, for example, an N-channel MOSFET.
  • the source of the switching element 32C is electrically connected to the conductive part 112D.
  • the drain of the switching element 32C is electrically connected to a third conductive path 113, which will be described later.
  • the second drive section 32D is a drive circuit that drives the switching element 32B.
  • the second drive section 32D outputs a control signal to the gate of the switching element 32B.
  • the backup control device 1 (more specifically, the second power storage unit 102) further includes a switching element 33, a first voltage detection section 34, and a second voltage detection section 35.
  • the switching element 33 is configured as, for example, an N-channel MOSFET.
  • a source of the switching element 33 is electrically connected to the first conductive path 111.
  • a drain of the switching element 33 is electrically connected to the third conductive path 113.
  • the diode 33A is a body diode (parasitic diode) of the switching element 33.
  • the diode 33A is provided between the first conductive path 111 and the third conductive path 113.
  • the anode of the diode 33A is electrically connected to the first conductive path 111 side.
  • the cathode of the diode 33A is electrically connected to the third conductive path 113 side.
  • the diode 33A (more specifically, the switching element 33) may be mounted on the board on which the first supply circuit 31 is provided, or may be mounted on the board on which the second supply circuit 32 is provided, It may be provided outside the substrate on which the supply circuit 31 is provided and the substrate on which the second supply circuit 32 is provided.
  • the third conductive path 113 is a path that outputs power to the load 93.
  • the third conductive path 113 is a path to which power is supplied from the first conductive path 111 and the second conductive path 112.
  • the third conductive path 113 is electrically connected to the load 93.
  • the first voltage detection section 34 is configured as, for example, a voltage detection circuit.
  • the first voltage detection section 34 detects the voltage of the first conductive path 111 (more specifically, the conductive section 111D).
  • the first voltage detection section 34 can detect a value based on the output voltage from the first conversion section 31A.
  • the second voltage detection section 35 is configured as, for example, a voltage detection circuit.
  • the second voltage detection section 35 detects the voltage of the third conductive path 113.
  • the second voltage detection section 35 can detect a value based on the output voltage from the first conversion section 31A or a value based on the output voltage from the second conversion section 32A.
  • FIG. 3 shows an example of backup control performed by the backup control device 1 (specifically, the first control section 41 and the second control section 42).
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 start the backup control shown in FIG. 2 when a predetermined start 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 in-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 first control section 41 and the second control section 42.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 start the backup control shown in FIG. 2 when receiving such a start signal.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 When starting the backup control of FIG. 2, the first control unit 41 and the second control unit 42 set the charging voltage of the first power storage unit 71 and the second power storage unit 72 to a target voltage or higher, which is higher than the standby voltage, in step S11. Charge the battery as shown. The first control unit 41 and the second control unit 42 maintain the charging voltage of the first power storage unit 71 and the second power storage unit 72 at the target voltage.
  • a backup standby state is entered from the start of backup control until a predetermined lowering state of the output voltage of the power supply section 90, which will be described later, is detected (before it is determined Yes in step S12).
  • the first control section 41 and the second control section 42 control the output voltage of the second conversion section 32A to be higher than the output voltage of the first conversion section 31A.
  • the switching element 31B is turned on under the control of the first control section 41. Under the control of the second control unit 42, the switching element 32B is turned on, the switching element 32C is turned off, and the switching element 33 is turned off.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 determine whether the output voltage of the power supply unit 90 (main power supply) is decreasing (in a predetermined decreasing state) in step S12.
  • the first control unit 41 determines whether the voltage of the conductive path 14 is less than a threshold value (in a predetermined decreased state) based on the voltage detected by the first detection unit 51, for example.
  • This threshold value is a value significantly smaller than the output voltage applied to the power path 80 when the power supply section 90 is normal, and a value larger than zero.
  • the second control unit 42 may determine whether the voltage of the conductive path 24 is less than a threshold value (in a predetermined decreased state) based on the voltage detected by the second detection unit 52.
  • step S12 determines in step S12 that the voltage of the conductive path 14 is less than the threshold value (Yes in step S12)
  • the process proceeds to step S13.
  • a case where the voltage of the conductive path 14 is less than the threshold value that is, a case where the voltage of the power path 80 is less than the threshold value corresponds to an example of a "predetermined external state.”
  • the first control unit 41 determines in step S12 that the voltage of the conductive path 14 is equal to or higher than the threshold value (No in step S12)
  • the first control unit 41 performs the process of step S11 again.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 control the plurality of loads 91, 92, 93, A backup operation is performed to supply power to 94 and 95.
  • the second control unit 42 performs the processes from step S13 onwards for the loads 93, 94, and 95. Note that, below, a description of the backup operation for the loads 91 and 92 by the first control unit 41 will be omitted, and an example in which the second control unit 42 supplies power to the loads 93, 94, and 95 will be described.
  • step S12 If the second control unit 42 determines in step S12 that the voltage of the conductive path 14 is less than the threshold (Yes in step S12), it starts feeding power to the loads 93, 94, and 95 in step S13.
  • the second control unit 42 causes the second supply circuit 32 to perform an operation of supplying power to the conductive paths 21, 22, and 23.
  • step S13 When the backup operation (step S13) is started, the switching element 31B is maintained in the on state. This makes it possible to conduct electricity from the first converter 31A to the anode of the diode 33B. Switching element 32B is maintained in the on state. This makes it possible to conduct electricity from the second conversion section 32A to the third conductive path 113 side. Furthermore, the switching element 32C is maintained in an off state, and the switching element 33 is maintained in an off state.
  • the second control unit 42 performs power supply control to the load 93 in subsequent step S14.
  • the second control unit 42 first determines whether the open circuit voltage (OCV) of the second power storage unit 72 is equal to or lower than the cutoff voltage (step S21).
  • the open circuit voltage Vocv of the second power storage unit 72 can be calculated using, for example, the following relational expression (1).
  • Vocv Vccv-I ⁇ R
  • Vccv is a closed circuit voltage and is an output voltage output from the second power storage unit 72.
  • I is a current flowing through second power storage unit 72.
  • R is an internal resistance.
  • the cutoff voltage is a voltage threshold set using a predetermined determination method.
  • the cutoff voltage may be determined using an arithmetic expression that uses the cumulative operation time t as a variable and sets the cutoff voltage to be lower as t becomes larger.
  • the cutoff voltage may be determined by an arithmetic expression for setting the cutoff voltage based on the power consumption of the loads 94 and 95 from the start of the backup operation.
  • the cutoff voltage (load 93 cutoff voltage) may be determined as a voltage corresponding to the operating energy of the loads 94 and 95 (the energy that allows the loads 94 and 95 to operate for the remaining time). Further, the cutoff voltage may be determined as a fixed value.
  • the second control unit 42 determines in step S21 that the open circuit voltage of the second power storage unit 72 is not below the cutoff voltage (greater than the cutoff voltage) (No in step S21), the second control unit 42 controls the supply by the second supply circuit 32. conduct.
  • the second control unit 42 controls the second supply circuit 32 to output power based on the second power storage unit 72 to the load 93 via the second conductive path 112.
  • the first control section 41 and the second control section 42 adjust the voltage of the third conductive path 113 from the first conductive path 111 based on the voltage detection results by the first voltage detection section 34 and the second voltage detection section 35.
  • the first converter 31A and the second converter 32A are controlled to maintain a voltage that blocks current from flowing into the third conductive path 113.
  • the voltage at the cathode of the diode 33A (voltage at the third conductive path 113) is controlled to a value greater than the voltage at the anode (voltage at the first conductive path 111) of the diode 33A.
  • the switching element 31B maintains the on state.
  • the switching element 32B maintains the on operation.
  • the switching element 32C is turned on.
  • the switching element 33 maintains the off operation.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 determine in step S21 that the open circuit voltage of the second power storage unit 72 is equal to or lower than the cutoff voltage (Yes in step S21), the first control unit 41 and the second control unit 42 control the second supply circuit 32.
  • the supply control by the first supply circuit 31 is stopped, and the supply control by the first supply circuit 31 is performed.
  • the first control unit 41 stops supplying the power based on the second power storage unit 72 to the load 93.
  • the second control unit 42 controls the second supply circuit 32 to output power based on the second power storage unit 72 to the load 93 via the second conductive path 112. Specifically, the switching element 31B maintains the on operation.
  • the switching element 32B Under the control of the second control unit 42, the switching element 32B is turned off, the switching element 32C is turned off, and the switching element 33 is turned on.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 perform step S15 in FIG. 3 after the processing in steps S21 and S22.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 perform power supply control to the loads 94 and 95 in the subsequent step S15.
  • the second control unit 42 first determines whether or not the prescribed time for the loads 94 and 95 has elapsed (step S31).
  • the prescribed time is, for example, a time set in advance for continuously operating the loads 94 and 95.
  • the prescribed time is set, for example, based on the power consumption of one operation of the loads 94 and 95, the scheduled number of operations, and the like.
  • the term "operating the loads 94, 95 continuously within the specified time” includes the continuous operation of the loads 94, 95 and the intermittently operating the loads 94, 95.
  • the specified time is the period from the start of the backup operation until the operating energy of the loads 94 and 95 (the energy that allows the loads 94 and 95 to operate for the remaining time) falls below a predetermined lower limit voltage. It's time.
  • step S31 If the first control unit 41 and the second control unit 42 determine in step S31 that the prescribed time for the loads 94 and 95 has elapsed, they stop power supply to the loads 94 and 95 in the subsequent step S32. After that, the first control section 41 and the second control section 42 perform step S16 shown in FIG. 3. On the other hand, when the first control section 41 and the second control section 42 determine in step S31 that the prescribed time for the loads 94 and 95 has not elapsed, they perform step S16 shown in FIG. 3.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 perform predetermined priority control to give priority to the first backup operation over the second backup operation in the external state through the processing in steps S14 and S15.
  • the first backup operation is an operation in which power based on the second power storage unit 72 is supplied to the loads 94 and 95.
  • the second backup operation is an operation in which power based on the second power storage unit 72 is supplied to the load 93.
  • the priority control includes restriction control (step S23) that stops supplying power from the second power storage unit 72 to the load 93 when the second power storage unit 72 enters a predetermined state.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 operate according to a predetermined state until the cumulative operation time of the loads 94 and 95 based on the first backup operation reaches the specified time (until Yes in step S31). Limit control (step S23) is performed.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 control the power based on the second power storage unit 72 to be supplied to the third conductive path 113 via the second conductive path 112 and the first power storage unit 71 at the time of priority control.
  • the output to the first conductive path 111 by the first converter 31A and the output to the second conductive path 112 by the second converter 32A are controlled so that the power based on the diode 33A is cut off by the diode 33A.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 control the first conversion unit 31A so that the voltage based on the first power storage unit 71 is applied to the first conductive path 111 during priority control.
  • the first control section 41 and the second control section 42 adjust the voltage of the third conductive path 113 from the first conductive path 111 to
  • the first converter 31A and the second converter 32A are controlled to maintain a voltage that blocks current from flowing into the third conductive path 113.
  • the voltage at the cathode of the diode 33A (voltage at the third conductive path 113) is controlled to a value greater than the voltage at the anode (voltage at the first conductive path 111) of the diode 33A.
  • power is selectively supplied to load 93 only from second power storage unit 72 .
  • the power based on the first power storage unit 71 is Power can be immediately supplied to the third conductive path 113 via the diode 33A. Therefore, when switching the power source, it is possible to prevent the power supply to the load 93 from being interrupted.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 determine whether or not the vehicle on which the in-vehicle power supply system 100 is mounted is in a stopped state in the subsequent step S16. judge.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 determine whether the starting switch of the vehicle in which the in-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 a 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 first control unit. 41 and the second control section 42.
  • an external device for example, an external ECU (Electronic Control Unit)
  • the first control section 41 and the second control section 42 determine that the vehicle is in a stopped state.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 determine in step S16 that the vehicle is not in a stopped state (in a starting state) (No in step S16)
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 determine that the vehicle is in a stopped state in step S16 (Yes in step S16)
  • the backup control device 1 can perform a backup operation using the first power storage unit 71 and the second power storage unit 72 in an external state where the supply of power from the power supply unit 90 is cut off or reduced.
  • power can be supplied from the first power storage unit 71 and the second power storage unit 72 to a predetermined common load (load 93). Therefore, during the backup operation, the backup control device 1 can perform both the operation of supplying power from the first power storage unit 71 and the operation of supplying power from the second power storage unit 72 to the common load.
  • the first backup operation (the operation of supplying power based on the second power storage unit 72 to the load 93) is prioritized over the second backup operation (the operation of supplying power based on the second power storage unit 72 to the load 93).
  • the operation of supplying electric power from the second power storage unit 72 to the loads 94 and 95) can be prioritized.
  • the backup control device 1 when the second power storage unit 72 enters the predetermined state, the supply of power to the load based on the second power storage unit 72 is stopped (restriction control is performed). The power consumption by the loads 94 and 95 after this can be suppressed. Therefore, until the cumulative operating time of the loads 94, 95 based on the first backup operation reaches the specified time, the second power storage unit for operating the loads 94, 95 performs restriction control according to a predetermined state. 72 electric power can be secured.
  • the backup control device 1 can determine whether or not the second power storage unit 72 is in a predetermined state according to the magnitude of the open circuit voltage of the second power storage unit 72, the power storage state of the second power storage unit 72 can be determined. can be detected with higher accuracy.
  • the backup control device 1 during priority control by the first control unit 41 and the second control unit 42, power based on the second power storage unit 72 is supplied to the third conductive path 113 via the second conductive path 112. Can be done. Since the power based on the first power storage section 71 is cut off by the diode 33A while the output voltage is applied to the first conductive path 111 by the first conversion section 31A, the power consumption of the first power storage section 71 is suppressed. This can be used to prepare for backup to the common load (load 93).
  • the power based on the first power storage unit 71 is Power can be immediately supplied to the third conductive path 113 via the diode 33A. Therefore, when switching the power source, it is possible to prevent the power supply to the common load (load 93) from being interrupted.
  • the first conversion section 31A and the first conversion section 31A and the 2 converter 32A can be controlled. Therefore, the voltage applied to the first conductive path 111 based on the power of the first power storage unit 71 and the voltage applied to the second conductive path 112 based on the power of the second power storage unit 72 are directly controlled. be able to.
  • the priority of the backup operation to the common load (load 93) can be lowered in the backup operation by power supply based on the second power storage unit 72.
  • the common load (load 93) can back up the power by a backup operation based on the power supply based on the first power storage unit 71. Therefore, the common load (load 93) can be backed up by the power supply based on the first power storage unit 71, and can be given a low priority when backed up by the power supply based on the first power storage unit 71.
  • the in-vehicle power supply system 200 of the second embodiment differs from the first embodiment in that a current detection section 234 is provided instead of the first voltage detection section 34 and the second voltage detection section 35, and is common in other points. . Note that the same components as in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed explanations will be omitted.
  • the second power storage unit 102 includes a current detection section 234.
  • the current detection section 234 is configured as a current detection circuit.
  • the current detection section 234 detects the current of the first conductive path 111 (more specifically, the conductive section 111D).
  • the backup control of the backup control device 1 is the same as that of the first embodiment, and the specific control contents shown below are different from the first embodiment.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 control the first conversion unit 31A so that the voltage based on the first power storage unit 71 is applied to the first conductive path 111
  • the second conversion unit 32A is controlled so that the voltage based on the power storage unit 72 is applied to the third conductive path 113.
  • the control section further controls the first conversion section 31A and the second conversion section so that the current flowing from the first conductive path 111 toward the diode 33A approaches zero or less based on the detection result by the current detection section 234. 32A.
  • the voltage at the cathode of the diode 33A (voltage at the third conductive path 113) is controlled to a value greater than the voltage at the anode (voltage at the first conductive path 111) of the diode 33A.
  • power is selectively supplied to load 93 only from second power storage unit 72 .
  • the backup control device 1 it is possible to directly detect whether or not current flows from the first conductive path 111 to the second conductive path 112.
  • the first control unit 41 and the second control unit 42 control the first conversion unit 31A so that the voltage based on the first power storage unit 71 is applied to the first conductive path 111
  • the second conversion unit 32A so that the voltage based on the power storage unit 72 is applied to the third conductive path 113
  • the voltage applied to the first conductive path 111 and the voltage applied to the second conductive path 112 are controlled. It is possible to control the desired relationship.
  • the first converter 31A and the second converter 32A By controlling the first converter 31A and the second converter 32A so that the current flowing from the first conductive path 111 toward the diode 33A approaches 0 or less, the current flowing from the first conductive path 111 toward the diode 33A increases. Even if the current flows from the first conductive path 111 to the third conductive path 113, it is possible to suppress the increase and maintain a state in which the current flows from the first conductive path 111 to the third conductive path 113. When switching power sources, interruption of power supply to the common load (load 93) can be prevented.
  • the in-vehicle power supply system 300 of the third embodiment differs from the first embodiment in that the first control section 41 and the second control section 42 can communicate with each other, and is common in other respects. Note that the same components as in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed explanations will be omitted.
  • the backup control device 1 includes a first control section 41 and a second control section 42.
  • the first control section 41 and the second control section 42 can communicate with each other.
  • the communication method between the first control unit 41 and the second control unit 42 is not limited, and may be CAN (Control Area Network) communication, LIN (Local Interconnect Network) communication, or the like.
  • the backup control of the backup control device 1 is the same as that in the first embodiment (FIGS. 3 to 5), and mainly the control contents (priority control) that are different from the first embodiment will be explained below.
  • the first control section 41 and the second control section 42 control the output voltage of the second conversion section 32A to be higher than the output voltage of the first conversion section 31A. controlled by.
  • the switching element 31B is turned on under the control of the first control section 41.
  • the switching element 32B is turned on, the switching element 32C is turned off, and the switching element 33 is turned off.
  • step S13 In the backup control of the backup control device 1 (FIGS. 3 to 5), when the backup operation (step S13) is started, the switching element 31B is maintained in the on state. Switching element 32B is maintained in the on state. Furthermore, the switching element 32C is maintained in an off state, and the switching element 33 is maintained in an off state.
  • the first control unit 41 controls the first conversion unit 31A so that the voltage based on the first power storage unit 71 is applied to the first conductive path 111, and the voltage based on the second power storage unit 72 is applied to the first conductive path 111.
  • the second control unit 42 controls the second conversion unit 32A so that the voltage is applied to the third conductive path 113. Further, the first control unit 41 and the second control unit 42 control the first control unit 41 and the second control unit 42 so as to maintain the voltage of the third conductive path 113 at a voltage that blocks current from flowing from the first conductive path 111 to the third conductive path 113.
  • the converter 31A and the second converter 32A are controlled.
  • the voltage at the cathode of the diode 33A (voltage at the third conductive path 113) is controlled to a value greater than the voltage at the anode (voltage at the first conductive path 111) of the diode 33A.
  • the switching element 31B and the switching element 32B maintain the on operation.
  • the switching element 32C is turned on.
  • the switching element 33 maintains an off operation. Thereby, power is selectively supplied to load 93 only from second power storage unit 72 . In this manner, mutual communication between the first control section 41 and the second control section 42 makes it possible to maintain a state where current is blocked from flowing from the first conductive path 111 to the third conductive path 113.
  • step S21 If it is determined that the open-circuit voltage of the second power storage unit 72 is equal to or lower than the cut-off voltage (Yes in step S21), the supply control by the second supply circuit 32 is stopped, and the supply control by the first supply circuit 31 is performed. Specifically, the switching element 31B maintains the on operation. Under the control of the second control unit 42, the switching element 32B is turned off, the switching element 32C is turned off, and the switching element 33 is turned on. When switching power sources, interruption of power supply to the common load (load 93) can be prevented.
  • the in-vehicle power supply system of the fourth embodiment has the same configuration as the in-vehicle power supply system of the third embodiment, and differs from the third embodiment in some points of backup control of the backup control device 1, and in other points. So it's common. Note that the same components as in the third embodiment are given the same reference numerals, and detailed explanations will be omitted.
  • the first control section 41 and the second control section 42 can communicate with each other, similar to the third embodiment.
  • the first control section 41 and the second control section 42 control the output voltage of the second conversion section 32A to be higher than the output voltage of the first conversion section 31A. controlled by.
  • the switching element 31B is turned on under the control of the first control section 41.
  • the switching element 32B is turned on, the switching element 32C is turned off, and the switching element 33 is turned off.
  • a backup operation (step S13) is started, and the switching element 31B is turned off under the control of the first control section 41. As a result, electricity is cut off from the first converter 31A to the anode of the diode 33B. Switching element 32B is maintained in the on state. This makes it possible to conduct electricity from the second conversion section 32A to the third conductive path 113 side. Furthermore, the switching element 32C is maintained in the on state, and the switching element 33 is maintained in the off state. In this way, by selectively turning on the switching element 32B, the backup control device 1 applies the voltage based on the second power storage unit 72 to the third conductive path 113 via the second conductive path 112 ( Step S22).
  • the first control unit 41 turns on the switching element 31B through mutual communication between the first control unit 41 and the second control unit 42. let This makes it possible to conduct electricity from the first converter 31A to the anode of the diode 33B.
  • the switching element 32B maintains an on operation.
  • the switching element 32C is turned off.
  • the switching element 33 maintains an off operation.
  • the larger of the voltage applied to the switching element 32C and the voltage applied to the switching element 32C is applied to the third conductive path 113. While the power source is transferred from the second power storage unit 72 to the first power storage unit 71, a current flows through the third conductive path 113 via the diode 33B or the body diode of the switching element 32C.
  • the switching element 31B is turned on under the control of the first control unit 41. This makes it possible to conduct electricity from the first converter 31A to the anode of the diode 33B. Under the control of the second control section 42, the switching element 32B is turned off. Thereby, power supply from the second converting section 32A to the third conductive path 113 side is interrupted. Under the control of the second control section 42, the switching element 33 is turned on. Thereby, electricity can be supplied from the first converter 31A to the third conductive path 113.
  • backup control device 1 applies the voltage based on first power storage unit 71 to third conductive path 113 via first conductive path 111.
  • interruption of power supply to the common load (load 93) can be prevented.
  • the in-vehicle power supply system 400 of the fifth embodiment differs from the fourth embodiment in that a switching element 433 is provided instead of the switching element 33, and is common in other respects. Note that the same components as those in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the backup control device 1 (more specifically, the first power storage unit 101) has a switching element 433.
  • the switching element 433 is provided between the first conductive path 111 and the third conductive path 113.
  • the first conductive path 111 is provided between the diode 111A and the switching element 433.
  • the third conductive path 113 is provided between the switching element 433, the switching element 32C, and the load 93.
  • the switching element 433 is configured as, for example, an N-channel MOSFET.
  • the source of the switching element 433 is electrically connected to one end (the end on the load 93 side) of the first conductive path 111.
  • a drain of the switching element 433 is electrically connected to the third conductive path 113.
  • the diode 433A is a body diode (parasitic diode) of the switching element 433.
  • the diode 433A is provided between the first conductive path 111 and the third conductive path 113.
  • the anode of the diode 433A is electrically connected to the first conductive path 111 side.
  • the cathode of the diode 433A is electrically connected to the third conductive path 113 side.
  • the diode 433A (more specifically, the switching element 433) may be mounted on the board on which the first supply circuit 31 is provided, or may be mounted on the board on which the second supply circuit 32 is provided, It may be provided outside the substrate on which the supply circuit 31 is provided and the substrate on which the second supply circuit 32 is provided.
  • the backup control (FIGS. 3 to 5) of the backup control device 1 is the same as in the third embodiment.
  • the switching element 433 performs on/off operations at the same timing as the switching element 33 of the third embodiment. That is, the switching element 433 turns on at the timing when the switching element 33 of the third embodiment turns on, and turns off at the timing when the switching element 33 of the third embodiment turns off.
  • the in-vehicle power supply system 400 of the fifth embodiment can achieve the same effects as the in-vehicle power supply system of the fourth embodiment.
  • the backup operation (step S13) of the backup control device 1 is started, the voltage at the cathode of the diode 33A (voltage at the third conductive path 113) is changed to the voltage at the anode of the diode 33A (voltage at the first conductive path 111). ) to a larger value.
  • power can be selectively supplied to load 93 only from second power storage unit 72 .
  • the in-vehicle power supply system 500 of the sixth embodiment has a switching section 533, and differs from the first embodiment mainly in that the switching section 533 switches the power supplied to the load 93, but is the same in other respects. . Note that the same components as in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed explanations will be omitted.
  • the supply circuit 530 of the backup control device 1 includes a first supply circuit 31, a second supply circuit 32, and a switching section 533.
  • the first supply circuit 31 functions to supply power to the switching unit 533.
  • the first supply circuit 31 outputs the power based on the first power storage unit 71 to the switching unit 533 via the first conductive path 511.
  • the first conductive path 511 is a conductive path between the first supply circuit 31 and the switching section 533.
  • the second supply circuit 32 functions to supply power to the switching unit 533.
  • Second supply circuit 32 outputs power based on second power storage unit 72 to switching unit 533 via second conductive path 512 .
  • the second conductive path 512 is a conductive path between the second supply circuit 32 and the switching section 533.
  • the conductive path 534 is a conductive path between the switching unit 533 and the load 93.
  • the switching unit 533 switches between a state in which power is supplied to the load 93 based on the output from the first supply circuit 31 and a state in which power is supplied to the load 93 based on the output from the second supply circuit 32.
  • the switching unit 533 includes, for example, a switch.
  • the switching unit 533 operates under the control of the first control unit 41 and the second control unit 42, for example.
  • FIG. 12 shows an example of the detailed configuration of the backup control device 1.
  • This embodiment differs from the first embodiment in that the first control section 41 and the second control section 42 can communicate with each other.
  • the communication method between the first control unit 41 and the second control unit 42 is not limited, and may be CAN (Control Area Network) communication, LIN (Local Interconnect Network) communication, or the like.
  • the switching section 533 includes a diode 535 and a diode 536.
  • the first conductive path 511 is provided between the diode 111A and the diode 535.
  • the second conductive path 512 is provided between the diode 112A and the diode 536.
  • the third conductive path 513 is provided between the diode 535, the diode 536, and the load 93.
  • the anode of the diode 535 is electrically connected to the other end of the first conductive path 511 (the end on the load 93 side).
  • the cathode of the diode 535 is electrically connected to the cathode of the diode 536 and one end of the third conductive path 513 (the end on the power supply section 90 side).
  • the anode of the diode 536 is electrically connected to the other end of the second conductive path 512 (the end on the load 93 side).
  • the load 93 is electrically connected to the other end of the third conductive path 513.
  • the backup control of the backup control device 1 is the same as that in the first embodiment (FIGS. 3 to 5), and mainly the control contents (priority control) that are different from the first embodiment will be explained below.
  • the first control section 41 and the second control section 42 control the output voltage of the second conversion section 32A to be higher than the output voltage of the first conversion section 31A. controlled by.
  • the switching element 31B is turned off under the control of the first control section 41. Under the control of the second control section 42, the switching element 32B is turned off.
  • step S13 In the backup control of the backup control device 1 (FIGS. 3 to 5), when the backup operation (step S13) is started, the switching element 31B is turned on under the control of the first control section 41. The switching element 32B is turned on under the control of the second control section 42.
  • the first control section 41 and the second control section 42 perform control so that the output voltage of the second conversion section 32A is higher than the output voltage of the first conversion section 31A. More specifically, the first converter 31A and the second converter 32A convert the voltage applied to the diode 535 (the voltage of the first conductive path 511) into the voltage applied to the diode 536 (the voltage of the second conductive path 512). voltage). The on state of switching element 31B and switching element 32B is maintained. Thereby, power is selectively supplied to load 93 only from second power storage unit 72 . In this way, mutual communication between the first control section 41 and the second control section 42 makes it possible to maintain a state where current is blocked from flowing from the first conductive path 511 to the third conductive path 513.
  • step S21 If it is determined that the open-circuit voltage of the second power storage unit 72 is equal to or lower than the cut-off voltage (Yes in step S21), the supply control by the second supply circuit 32 is stopped, and the supply control by the first supply circuit 31 is performed. Specifically, the switching element 31B maintains the on operation. Under the control of the second control section 42, the switching element 32B is turned off. When switching power sources, interruption of power supply to the common load (load 93) can be prevented.
  • the diode 33A is configured as a body diode (parasitic diode) of the switching element 33, but it may be configured as a general forward diode. The same applies to the diode 433A of the fourth and fifth embodiments.
  • the predetermined external state is exemplified as a state in which the voltage of the conductive path 14 is less than the threshold value, but other states may be used.
  • the predetermined external state is a state in which there is a request for backup operation from the load (specifically, a state in which at least one of the first control unit 41 and the second control unit 42 has received a signal requesting backup operation from the load). ).
  • the output voltage of the second conversion section 32A is made larger than the output voltage of the first conversion section 31A. Control of either one of the two conversion units 32A may be stopped. “Controlling the first conversion unit and the second conversion unit” in the present disclosure means that the first conversion unit 31A and the second conversion unit are controlled by stopping the control by either the first control unit 41 or the second control unit 42 This also includes stopping the operation of either one of the sections 32A.
  • the configuration is disclosed in which the load 93 is electrically connected to the second power storage unit 102, but the load 93 may be configured to be electrically connected to the first power storage unit 101.
  • the first power storage unit 101 is configured to be supplied with power from the second power storage unit 102 and to switch the power source for the load 93 (similar to the second power storage unit 102 of the first to fourth embodiments). composition).
  • the restriction control (step S23) is performed according to a predetermined state until the cumulative operation time reaches the specified time (until Yes in step S31), but the cumulative operation time reaches the specified time. Control may be performed such that power is not supplied to the load 93 until the end.
  • the restriction control (step S23) is performed according to a predetermined state until the operation cumulative time reaches the specified time (until Yes in step S31).
  • Priority control may be performed in which the above-mentioned limiting control is performed until a certain period of time has elapsed since the start of the external condition (or the start of the backup operation), and power is not supplied to the load 93 until a certain period of time has elapsed from the occurrence of the external condition (or the start of the backup operation). Such control may also be performed.
  • the operations of the loads 94 and 95 may not be restricted, and priority control may be performed for the load 93 so as to suppress the total power consumption within a predetermined range.
  • the starting switch may be an ignition switch.
  • it may be a power switch for controlling the EV system.
  • the power supply unit is a lead battery in the above embodiment, it is not limited to a lead battery.
  • the power supply unit may be, for example, another type of battery such as a lithium ion battery, or may be a power supply such as an alternator or a converter.
  • the power storage unit is an electric double layer capacitor, but the power storage unit is not limited to an electric double layer capacitor.
  • the power storage unit may be another type of power storage unit such as a lithium ion capacitor or a lithium ion battery.
  • the backup control device performs a backup operation when the power supply from the power supply unit is interrupted, but the backup control device supplies power from the power storage unit in a predetermined state where the power supply is not completely interrupted.
  • the backup operation may be performed as follows.

Abstract

車載用のバックアップ制御装置(1)は、第1蓄電部(71)に基づく電力を第1導電路(111)を介して負荷(93)に出力可能な第1供給回路(31)と、第2蓄電部(72)に基づく電力を第2導電路(112)を介して負荷(92)に出力可能な第2供給回路(32)と、外部状態のときに第1供給回路(31)及び第2供給回路(32)にバックアップ動作を行わせる第1制御部(41)及び第2制御部(42)と、を有している。第1制御部(41)及び第2制御部(42)は、外部状態のときに、第2蓄電部(72)に基づく電力を負荷(93)に供給する第2バックアップ動作よりも第2蓄電部(72)に基づく電力を負荷(93)に供給する第1バックアップ動作を優先させる所定の優先制御を行う。

Description

車載用のバックアップ制御装置
 本開示は、車載用のバックアップ制御装置に関する。
 特許文献1には、主電源の電圧低下時に、蓄電部から負荷に電力供給する蓄電装置が開示されている。この蓄電装置の制御回路は、主電源の正常時に充電回路を制御して、蓄電部を充電させる。そして、この制御回路は、主電源の電圧が低下するとき(例えば、アイドリングストップ終了後のエンジン起動時)に、蓄電部と負荷の間に配置されるスイッチをオンにして、負荷に電力供給する。また、特許文献1には、この蓄電装置を、主電源異常時の電源バックアップシステムにも適用できることが記載されている。
特開2009-296808号公報
 特許文献1の蓄電装置は、バックアップ対象の負荷に対して1つの蓄電部から電力を供給する構成になっている。しかしながら、このような構成では、バックアップ時の負荷に対する電力源が1つしかなく、電力の供給方法が限られてしまう。
 本開示は、共通負荷に対する電力のバックアップに第1蓄電部を用いる動作と第2蓄電部を用いる動作とを併用しつつ、第1負荷及び第2負荷に対する第2蓄電部を用いた電力のバックアップにおいて第2負荷のバックアップ動作を優先させることができることを目的とする。
 本開示の一つである車載用のバックアップ制御装置は、
 電源部と蓄電部とを備えた車載用電源システムに用いられ、前記電源部から負荷への電力の供給が遮断又は低下した所定の外部状態のときに前記蓄電部からの電力に基づいて負荷に電力を出力するバックアップ動作を行う車載用のバックアップ制御装置であって、
 前記蓄電部の一つである第1蓄電部に基づく電力を、第1導電路を介して共通負荷に出力可能な第1供給回路と、
 前記蓄電部の一つである第2蓄電部に基づく電力を、第2導電路を介して前記共通負荷に出力可能な第2供給回路と、
 前記外部状態のときに前記第1供給回路及び前記第2供給回路に前記バックアップ動作を行わせる制御部と、
を有し、
 前記第2供給回路は、1以上の第1負荷及び1以上の第2負荷に対して前記第2蓄電部に基づく電力を供給し、
 前記制御部は、前記外部状態のときに、前記第2蓄電部に基づく電力を前記第2負荷に供給する第2バックアップ動作よりも前記第2蓄電部に基づく電力を前記第1負荷に供給する第1バックアップ動作を優先させる所定の優先制御を行う。
 本開示に係る技術は、共通負荷に対する電力のバックアップに第1蓄電部を用いる動作と第2蓄電部を用いる動作とを併用しつつ、第1負荷及び第2負荷に対する第2蓄電部を用いた電力のバックアップにおいて第2負荷のバックアップ動作を優先させることができる。
図1は、第1実施形態の車載用のバックアップ制御装置を含む車載用電源システムを概略的に例示するブロック図である。 図2は、図1のブロック図の一部をより詳細に示すブロック図である。 図3は、第1実施形態の車載用のバックアップ制御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4は、図3のフローチャートにおける第3負荷に対する給電制御に関するサブルーチンである。 図5は、図3のフローチャートにおける第4負荷、第4負荷に対する給電制御に関するサブルーチンである。 図6は、図1の車載用のバックアップ制御装置において、規定時間が経過する前に実際の第2蓄電部の開放電圧が遮断電圧を下回る例を説明する説明図である。 図7は、図1の車載用のバックアップ制御装置において、実際の第2蓄電部の開放電圧が遮断電圧を下回る前に規定時間が経過する例を説明する説明図である。 図8は、第2実施形態の車載用のバックアップ制御装置を含む車載用電源システムを概略的に例示するブロック図である。 図9は、第3実施形態の車載用のバックアップ制御装置を含む車載用電源システムを概略的に例示するブロック図である。 図10は、第5実施形態の車載用のバックアップ制御装置を含む車載用電源システムを概略的に例示するブロック図である。 図11は、第6実施形態の車載用のバックアップ制御装置を含む車載用電源システムを概略的に例示するブロック図である。 図12は、図11のブロック図の一部をより詳細に示すブロック図である。
 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、以下で例示される〔1〕~〔9〕の特徴は、矛盾しない範囲でどのように組み合わされてもよい。
 〔1〕電源部と蓄電部とを備えた車載用電源システムに用いられ、前記電源部から負荷への電力の供給が遮断又は低下した所定の外部状態のときに前記蓄電部からの電力に基づいて前記負荷に電力を出力するバックアップ動作を行う車載用のバックアップ制御装置であって、
 前記蓄電部の一つである第1蓄電部に基づく電力を、第1導電路を介して共通負荷に出力可能な第1供給回路と、
 前記蓄電部の一つである第2蓄電部に基づく電力を、第2導電路を介して前記共通負荷に出力可能な第2供給回路と、
 前記外部状態のときに前記第1供給回路及び前記第2供給回路に前記バックアップ動作を行わせる制御部と、
を有し、
 前記第2供給回路は、1以上の第1負荷及び1以上の第2負荷に対して前記第2蓄電部に基づく電力を供給し、
 前記制御部は、前記外部状態のときに、前記第2蓄電部に基づく電力を前記第2負荷に供給する第2バックアップ動作よりも前記第2蓄電部に基づく電力を前記第1負荷に供給する第1バックアップ動作を優先させる所定の優先制御を行う車載用のバックアップ制御装置。
 上記の〔1〕の車載用のバックアップ制御装置は、電源部からの電力の供給が遮断又は低下した所定の外部状態において蓄電部を利用したバックアップ動作を行うことができる。このバックアップ制御装置では、所定の共通負荷に対して第1蓄電部及び第2蓄電部から電力を供給することができる。そのため、バックアップ制御装置は、バックアップ動作時に、共通負荷に対して、第1蓄電部から電力を供給する動作と、第2蓄電部から電力を供給する動作とを併用することができる。その上で、制御部による所定の優先制御によって、第2バックアップ動作(第2蓄電部に基づく電力を第2負荷に供給する動作)よりも第1バックアップ動作(第2蓄電部に基づく電力を第1負荷に供給する動作)を優先させることができる。
 〔2〕〔1〕に記載の車載用のバックアップ制御装置において、以下の特徴を有する。上記共通負荷へ電力を出力する経路であり上記第1導電路及び上記第2導電路から電力が供給される経路である第3導電路を有する。上記第1供給回路は、上記第1導電路に設けられ、オン状態のときに上記第1蓄電部側から上記第3導電路側への通電を可能とし、オフ状態のときに上記第1蓄電部側から上記第3導電路側への通電を遮断する第1スイッチング素子を具備する。上記第2供給回路は、上記第2導電路に設けられ、オン状態のときに上記第2蓄電部側から上記第3導電路側への通電を可能とし、オフ状態のときに上記第2蓄電部側から上記第3導電路側への通電を遮断する第2スイッチング素子を具備する。上記制御部は、上記第1供給回路を制御する第1制御部と、上記第2供給回路を制御する第2制御部と、を具備する。上記第1制御部及び上記第2制御部は、互いに通信可能とされる。上記第2バックアップ動作の際に、上記第1制御部が上記第1スイッチング素子をオフ状態としつつ、上記第2制御部が上記第2スイッチング素子をオン状態として上記第2蓄電部に基づく電圧を上記第2導電路を介して上記第3導電路に印加し、上記第1バックアップ動作の際に、上記第1制御部が上記第1スイッチング素子をオン状態としつつ、上記第2制御部が上記第2スイッチング素子をオフ状態として上記第1蓄電部に基づく電圧を上記第1導電路を介して上記第3導電路に印加する。
 上記の〔2〕の車載用のバックアップ制御装置では、互いに通信可能な第1制御部及び第2制御部の制御によって、それぞれ第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子のオンオフ状態を切り替えることができる。そのため、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子を選択的にオン状態とすることができる。これにより、所望のタイミングで、第1バックアップ動作と第2バックアップ動作とを良好に切り替えることができる。
 〔3〕〔1〕に記載の車載用のバックアップ制御装置において、以下の特徴を有する。上記共通負荷へ電力を出力する経路であり上記第2導電路から電力が供給される経路である第3導電路と、上記第1導電路と上記第3導電路との間に設けられ上記第1導電路側にアノードが電気的に接続され上記第3導電路側にカソードが電気的に接続されるダイオードと、を有する。上記第1供給回路は、上記第1蓄電部からの電力に基づく入力電圧を昇圧又は降圧し、上記第1導電路に出力電圧を印加する第1変換部を具備している。上記第2供給回路は、上記第2蓄電部からの電力に基づく入力電圧を昇圧又は降圧し、上記第2導電路に出力電圧を印加する第2変換部を具備している。上記制御部は、上記優先制御の際に、上記第2蓄電部に基づく電力が上記第2導電路を介して上記第3導電路に供給され且つ上記第1蓄電部に基づく電力が上記ダイオードで遮断されるように、上記第1変換部による上記第1導電路への出力及び上記第2変換部による上記第2導電路への出力を制御する。
 上記の〔3〕の車載用のバックアップ制御装置では、制御部による優先制御の際に、第2蓄電部に基づく電力を第2導電路を介して第3導電路に供給することができる。第1変換部によって第1導電路に出力電圧が印加された状態で、第1蓄電部に基づく電力がダイオードで遮断されるため、第1蓄電部の電力消費を抑えた形で共通負荷へのバックアップの準備状態とすることができる。第2蓄電部に基づく電力を第3導電路に供給する状態から第1蓄電部に基づく電力を第3導電路に供給する状態に切り替える際には、第1蓄電部に基づく電力をダイオードを介して即座に第3導電路に供給することができる。そのため、電力源の切り替えの際には、共通負荷への電力供給が途切れることを防ぐことができる。
 〔4〕〔3〕に記載の車載用のバックアップ制御装置において、以下の特徴を有する。上記第1導電路の電圧を検出する第1電圧検出部と、上記第3導電路の電圧を検出する第2電圧検出部と、を有する。上記制御部は、上記優先制御の際に、上記第1蓄電部に基づく電圧が上記第1導電路に印加されるように上記第1変換部を制御し、上記第2蓄電部に基づく電圧が上記第3導電路に印加されるように上記第2変換部を制御し、上記第1電圧検出部及び第2電圧検出部による電圧検出結果に基づき、上記第3導電路の電圧を上記第1導電路から上記第3導電路に電流が流れ込むことを遮断する電圧で維持するように上記第1変換部及び上記第2変換部を制御する。
 上記の〔4〕の車載用のバックアップ制御装置では、制御部による優先制御の際に、第1電圧検出部及び第2電圧検出部による電圧検出結果に基づき第1変換部及び第2変換部を制御することができる。そのため、第1蓄電部の電力に基づいて第1導電路に印加される電圧、及び第2蓄電部の電力に基づいて第2導電路に印加される電圧を直接的に制御することができる。
 〔5〕〔3〕に記載の車載用のバックアップ制御装置において、以下の特徴を有する。上記第1導電路の電流を検出する電流検出部を有する。上記制御部は、上記優先制御の際に、上記第1蓄電部に基づく電圧が上記第1導電路に印加されるように上記第1変換部を制御し、上記第2蓄電部に基づく電圧が上記第3導電路に印加されるように上記第2変換部を制御し、上記電流検出部による検出結果に基づき、上記第1導電路から上記ダイオード側に向かう電流を0以下に近づけるように上記第1変換部及び上記第2変換部を制御する。
 上記の〔5〕の車載用のバックアップ制御装置では、第1導電路から第2導電路に電流が流れるか否か直接的に検出することができる。制御部は、優先制御の際に、第1蓄電部に基づく電圧が第1導電路に印加されるように第1変換部を制御し、第2蓄電部に基づく電圧が第3導電路に印加されるように第2変換部を制御するため、第1導電路に印加される電圧と第2導電路に印加される電圧を所望の関係に制御することができる。第1導電路からダイオード側に向かう電流を0以下に近づけるように第1変換部及び第2変換部を制御することで、第1導電路からダイオード側に向かう電流が増大しても、その増大を抑え、第1導電路から第3導電路に電流が流れ込むことを遮断する状態を維持することができる。
 〔6〕〔3〕に記載の車載用のバックアップ制御装置において、以下の特徴を有する。上記制御部は、上記第1供給回路を制御する第1制御部と、上記第2供給回路を制御する第2制御部と、を有する。上記第1制御部及び上記第2制御部は、互いに通信可能とされる。上記優先制御の際に、上記第1蓄電部に基づく電圧が上記第1導電路に印加されるように上記第1制御部が上記第1変換部を制御し、上記第2蓄電部に基づく電圧が上記第3導電路に印加されるように上記第2制御部が上記第2変換部を制御し、上記第3導電路の電圧を上記第1導電路から上記第3導電路に電流が流れ込むことを遮断する電圧で維持するように上記第1制御部及び上記第2制御部が上記第1変換部及び上記第2変換部を制御する。
 上記の〔6〕の車載用のバックアップ制御装置では、第1制御部及び第2制御部の相互の通信によって、第1導電路から第3導電路に電流が流れ込むことを遮断する状態を維持することができる。
 〔7〕〔1〕から〔6〕いずれかに記載の車載用のバックアップ制御装置において、以下の特徴を有する。上記優先制御は、上記第2蓄電部が所定状態になった場合に上記第2蓄電部に基づく電力を上記第2負荷に供給することを停止させる制限制御を含む。上記制御部は、上記第1バックアップ動作に基づく上記第1負荷の動作累積時間が規定時間に達するまでの間、上記所定状態に応じて上記制限制御を行う。
 上記の〔7〕の車載用のバックアップ制御装置では、第2蓄電部が所定状態になった場合に第2蓄電部に基づく電力の第2負荷への供給が停止されるため(制限制御が行われるため)、所定状態になった以降の第2負荷による電力消費を抑えることができる。そのため、第1バックアップ動作に基づく第1負荷の動作累積時間が規定時間に達するまでの間、所定状態に応じて制限制御を行うことで、第1負荷を動作させるための第2蓄電部の電力を確保することができる。
 〔8〕〔7〕に記載の車載用のバックアップ制御装置において、以下の特徴を有する。上記所定状態は、上記第2蓄電部の開放電圧が予め定められた決定方式で設定された遮断電圧以下に達した状態である。
 上記の〔8〕の車載用のバックアップ制御装置では、第2蓄電部の開放電圧の大きさに応じて第2蓄電部の所定状態であるか否か判断することができるため、第2蓄電部の蓄電状態をより精度良く検出することができる。
 〔9〕〔1〕から〔8〕に記載の車載用のバックアップ制御装置において、以下の特徴を有する。上記共通負荷は、上記第2負荷である。
 上記の〔9〕の車載用のバックアップ制御装置では、第2蓄電部に基づく電力供給によるバックアップ動作において共通負荷へのバックアップ動作の優先度を低くすることができる。その上で、共通負荷は、第1蓄電部に基づく電力供給によるバックアップ動作により電力のバックアップを行うことができる。したがって、共通負荷は、第1蓄電部に基づく電力供給によるバックアップを可能としつつ、第1蓄電部に基づく電力供給によるバックアップでは優先度を低くすることができる。
 <第1実施形態>
〔車載用電源システムの構成〕
 図1に示される車載用電源システム100は、電源部90、負荷91,92,93,94,95、及び車載用のバックアップ制御装置1を備える。車載用のバックアップ制御装置1は、バックアップ制御装置1とも称される。
 電源部90は、車載用電源システム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90は、直流電圧を生じる直流電源である。電源部90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90の高電位側の端子は、電力路80に電気的に接続され、電源部90の低電位側の端子はグラウンドに電気的に接続されている。電源部90は、電力路80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、グラウンドを基準とする電圧である。
 電源部90は、電力路80を介して負荷91,92,93,94,95に電気的に接続されている。電源部90からの電力は、電力路80を介して負荷91,92,93,94,95に供給される。図1の例では、電力路80は、電源部90に直接的に接続される導電路である電力路81Aと、負荷91に接続される電力路81Bと、負荷92に接続される導電路である電力路81Cと、負荷93に接続される導電路である電力路81Dと、負荷94に接続される導電路である電力路81Eと、負荷95に接続される導電路である電力路81Fとを備える。電力路81A,81B,81C,81D,81E,81Fは、互いに電気的に接続されている。電源部90から負荷91,92,93,94,95に電力が供給される状態では、電力路81A,81B,81C,81D,81E,81Fは、同電位とされる。電力路80には、図示されていないリレーやヒューズなどが設けられ、これらの素子は、電力路80の導通を遮断する機能を有する。
 負荷91,92,93,94,95は、車載用の電気機器である。負荷91,92,93,94,95は、電源部90からの電力供給が停止した所定の外部状態(失陥状態)のときに電力供給が望まれる負荷である。負荷91,92,93,94,95は、例えばモータなどのアクチュエータであってもよい。或いは、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。或いは、これら以外の車載用の電気機器であってもよい。
 負荷93は、本開示の「所定の共通負荷」の一例に相当する。負荷93は、後述する第1供給回路31を介して第1蓄電部71から電力供給可能であり、後述する第2供給回路32を介して第2蓄電部72から電力供給可能である。
 バックアップ制御装置1は、供給回路30、第1制御部41、第2制御部42、第1検出部51、第2検出部52、第1蓄電部71、及び第2蓄電部72を有する。供給回路30は、第1供給回路31、及び第2供給回路32を有する。第1供給回路31と第2供給回路32は同一基板に配置されていてもよく、別々の基板に配置されていてもよい。第1制御部41、及び第2制御部42は、本開示の「制御部」の一例に相当する。第1蓄電部71、及び第2蓄電部72は、本開示の「蓄電部」の一例に相当する。バックアップ制御装置1は、電源部90から負荷91,92,93,94,95への電力の供給が遮断又は低下した所定の外部状態のときに第1蓄電部71、及び第2蓄電部72の電力に基づいて負荷91,92,93,94,95に電力を供給するバックアップ動作を行いうる装置である。
 バックアップ制御装置1は、第1蓄電ユニット(ベース側ユニット)101と、第2蓄電ユニット(拡張側ユニット)102と、を有している。第1蓄電ユニット101は、第1蓄電部71、後述する第1制御部41、第1供給回路31、及び第1検出部51を具備している。第2蓄電ユニット102は、第2蓄電部72、後述する第2制御部42、第2供給回路32、及び第2検出部52を具備している。
 第1蓄電部71、及び第2蓄電部72は、補助電源として機能する。第1蓄電部71、及び第2蓄電部72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。第1蓄電部71は、導電路15を介して後述する第1供給回路31に電気的に接続されており、第1供給回路31を介して充電及び放電がなされる。第1蓄電部71の充電電圧(出力電圧)は、導電路15に印加される電圧である。第1蓄電部71の高電位側の端子は、導電路15に電気的に接続されて、導電路15と同電位とされる。第1蓄電部71の低電位側の端子は、グラウンドに電気的に接続されて、グラウンドと同電位とされる。
 第2蓄電部72は、導電路25を介して後述する第2供給回路32に電気的に接続されており、第2供給回路32を介して充電及び放電がなされる。第2蓄電部72の充電電圧(出力電圧)は、導電路25に印加される電圧である。第2蓄電部72の高電位側の端子は、導電路25に電気的に接続されて、導電路25と同電位とされる。第2蓄電部72の低電位側の端子は、グラウンドに電気的に接続されて、グラウンドと同電位とされる。
 バックアップ制御装置1では、車載用電源システム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第1蓄電部71及び第2蓄電部72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、バックアップ制御装置1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第1蓄電部71及び第2蓄電部72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、失陥状態が生じていない場合には、第1蓄電部71及び第2蓄電部72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、バックアップ制御装置1は、第1蓄電部71及び第2蓄電部72の充電電圧が待機電圧以下となるまで第1蓄電部71及び第2蓄電部72を放電する。
 第1供給回路31は、第1蓄電部71から負荷91,92、及び第2供給回路32に電力を供給するように機能する。第2供給回路32は、負荷94,95、に電力を供給するように機能する。
 第1供給回路31は、第1蓄電部71に基づく電力を第2供給回路32に向けて出力する。第1供給回路31は、後述する第1制御部41の制御に基づいて動作する。第1供給回路31は、導電路14と導電路11,12,13との間に配置される。第1供給回路31は、例えばDCDCコンバータ等の電圧変換回路を有している。電圧変換回路は、第1蓄電部71に対する充電動作及び放電動作を行う。電圧変換回路は、充電動作として、導電路14に印加された電圧を昇圧又は降圧して導電路15に印加する電圧変換動作を行う。電圧変換回路は、放電動作として、導電路15に印加された電圧を昇圧又は降圧して導電路11等に印加する電圧変換動作を行う。
 第2供給回路32は、第1供給回路31からの入力に基づく電力を負荷93に供給する状態と、第2蓄電部72に基づく電力を負荷93に供給する状態とに切り替える。第2供給回路32は、後述する第2制御部42の制御に基づいて動作する。第2供給回路32は、導電路24と導電路21,22,23との間に配置される。第2供給回路32は、例えばDCDCコンバータ等の電圧変換回路を有している。電圧変換回路は、第2蓄電部72に対する充電動作及び放電動作を行う。電圧変換回路は、充電動作として、導電路24に印加された電圧を昇圧又は降圧して導電路25に印加する電圧変換動作を行う。電圧変換回路は、第2蓄電部72に基づく電力を負荷93に供給する場合に、放電動作として、導電路25に印加された電圧を昇圧又は降圧して導電路21等に印加する電圧変換動作を行う。
 第1制御部41は、第1蓄電部71から負荷91、負荷92、及び第2供給回路32に電力を供給する動作を制御する。第1制御部41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。第1制御部41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。第1制御部41は、第1供給回路31を制御する機能を有する。
 第2制御部42は、第2蓄電部72から負荷93,94,95に電力を供給する動作を制御する。第2制御部42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。第2制御部42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。第2制御部42は、第2供給回路32を制御する機能を有する。
 第1検出部51は、例えば電圧検出回路として構成されている。第1検出部51は、導電路14の電圧を検出する。導電路14は、電力路80に電気的に接続され、電力路80と同電位とされる導電路である。従って、第1検出部51は、電力路80の電圧を検出し得る。
 導電路11は、第1供給回路31と負荷91の間の導電路である。導電路12は、第1供給回路31と負荷92の間の導電路である。導電路13は、第1供給回路31と第2供給回路32の間の導電路である。
 第2検出部52は、例えば電圧検出回路として構成されている。第2検出部52は、導電路24の電圧を検出する。導電路24は、電力路80に電気的に接続され、電力路80と同電位とされる導電路である。従って、第2検出部52は、電力路80の電圧を検出し得る。
 導電路21は、第2供給回路32と負荷93の間の導電路である。導電路22は、第2供給回路32と負荷94の間の導電路である。導電路23は、第2供給回路32と負荷95の間の導電路である。
〔バックアップ制御装置の詳細構成〕
 図2には、バックアップ制御装置1の詳細構成の一例が示されている。第1供給回路31は、第1蓄電部71に基づく電力を、第1導電路111を介して負荷93に出力可能である。第1導電路111は、ダイオード111Aとスイッチング素子33の間の導電路である。ダイオード111Aのアノードは、電力路80に電気的に接続されている。ダイオード111Aのカソードは、第1導電路111の一端に電気的に接続されている。第1導電路111の他端は、スイッチング素子33のソースに電気的に接続されている。
 第1供給回路31は、第1変換部31A、スイッチング素子31B、及び第1駆動部31Cを有する。第1変換部31Aは、例えばDCDCコンバータとして構成されている。第1変換部31Aは、第1導電路111に電気的に接続されている。第1変換部31Aは、第1制御部41の制御に基づいて、第1蓄電部71に対する充電動作及び放電動作を行う。第1変換部31Aは、充電動作として、第1蓄電部71からの出力電圧を昇圧又は降圧して第1導電路111に印加する電圧変換動作を行う。第1変換部31Aは、放電動作として、第1蓄電部71からの電力に基づく入力電圧を昇圧又は降圧し、第1導電路111に出力電圧を印加する。スイッチング素子31Bは、例えばNチャネル型のMOSFETとして構成されている。スイッチング素子31Bのドレインは、導電部111Cに電気的に接続されている。導電部111Cは、第1導電路111の電源部90側の部分を構成する導電路である。スイッチング素子31Bのソースは、導電部111Dに電気的に接続されている。導電部111Dは、第1導電路111の第3導電路113側の部分を構成する導電路である。第1駆動部31Cは、スイッチング素子31Bを駆動させる駆動回路である。第1駆動部31Cは、スイッチング素子31Bのゲートに制御信号を出力する。
 第2供給回路32は、第2蓄電部72に基づく電力を、第2導電路112を介して負荷93に出力可能である。第2導電路112は、ダイオード112Aとスイッチング素子33の間の導電路である。ダイオード112Aのアノードは、電力路80に電気的に接続されている。ダイオード112Aのカソードは、第2導電路112に電気的に接続されている。
 第2供給回路32は、1以上の負荷(例えば負荷94,95)及び1以上の負荷(例えば負荷93)に対して第2蓄電部72に基づく電力を供給する。負荷94,95は、本開示の「第1負荷」に相当する。負荷93は、本開示の「第2負荷」に相当する。
 第2供給回路32は、第2変換部32A、スイッチング素子32B、スイッチング素子32C、及び第2駆動部32Dを有する。第2変換部32Aは、例えばDCDCコンバータとして構成されている。第2変換部32Aは、第2導電路112に電気的に接続されている。第2変換部32Aは、第2制御部42の制御に基づいて、第2蓄電部72に対する充電動作及び放電動作を行う。第2変換部32Aは、充電動作として、第2蓄電部72の出力電圧を昇圧又は降圧して第2導電路112に印加する電圧変換動作を行う。第2変換部32Aは、放電動作として、第2蓄電部72からの電力に基づく入力電圧を昇圧又は降圧し、第2導電路112に出力電圧を印加する。スイッチング素子32Bは、例えばNチャネル型のMOSFETとして構成されている。スイッチング素子32Bのドレインは、導電部112Cに電気的に接続されている。導電部112Cは、第2導電路112の電源部90側の部分を構成する導電路である。スイッチング素子32Bのソースは、導電部112Dに電気的に接続されている。導電部112Dは、第2導電路112の第3導電路113側の部分を構成する導電路である。スイッチング素子32Cは、例えばNチャネル型のMOSFETとして構成されている。スイッチング素子32Cのソースは、導電部112Dに電気的に接続されている。スイッチング素子32Cのドレインは、後述する第3導電路113に電気的に接続されている。第2駆動部32Dは、スイッチング素子32Bを駆動させる駆動回路である。第2駆動部32Dは、スイッチング素子32Bのゲートに制御信号を出力する。
 バックアップ制御装置1(より具体的には、第2蓄電ユニット102)は、更にスイッチング素子33、第1電圧検出部34、及び第2電圧検出部35を有している。スイッチング素子33は、例えばNチャネル型のMOSFETとして構成されている。スイッチング素子33のソースは、第1導電路111に電気的に接続されている。スイッチング素子33のドレインは、第3導電路113に電気的に接続されている。ダイオード33Aは、スイッチング素子33のボディダイオード(寄生ダイオード)である。ダイオード33Aは、第1導電路111と第3導電路113との間に設けられている。ダイオード33Aのアノードは、第1導電路111側に電気的に接続されている。ダイオード33Aのカソードは、第3導電路113側に電気的に接続されている。ダイオード33A(より具体的にはスイッチング素子33)は、第1供給回路31が設けられる基板に実装されていてもよく、第2供給回路32が設けられる基板に実装されていてもよく、第1供給回路31が設けられる基板及び第2供給回路32が設けられる基板の外部に設けられていてもよい。
 第3導電路113は、負荷93へ電力を出力する経路である。第3導電路113は、第1導電路111及び第2導電路112から電力が供給される経路である。第3導電路113は、負荷93に電気的に接続されている。
 第1電圧検出部34は、例えば電圧検出回路として構成されている。第1電圧検出部34は、第1導電路111(より具体的には導電部111D)の電圧を検出する。第1電圧検出部34は、第1変換部31Aからの出力電圧に基づく値を検出し得る。
 第2電圧検出部35は、例えば電圧検出回路として構成されている。第2電圧検出部35は、第3導電路113の電圧を検出する。第2電圧検出部35は、第1変換部31Aからの出力電圧に基づく値、又は第2変換部32Aからの出力電圧に基づく値を検出し得る。
〔バックアップ制御装置の動作〕
 図3には、バックアップ制御装置1(具体的には、第1制御部41及び第2制御部42)が行うバックアップ制御の一例が示されている。第1制御部41及び第2制御部42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、車載用電源システム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))から第1制御部41及び第2制御部42に与えられるようになっている。第1制御部41及び第2制御部42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。
 第1制御部41及び第2制御部42は、図2のバックアップ制御を開始した場合、ステップS11において第1蓄電部71及び第2蓄電部72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。第1制御部41及び第2制御部42は、第1蓄電部71及び第2蓄電部72の充電電圧を上記目標電圧で維持する。
 バックアップ制御の開始から後述する電源部90の出力電圧の所定の低下状態が検出される前まで(ステップS12でYesと判定される前まで)、バックアップ待機状態となる。バックアップ待機状態では、第1制御部41及び第2制御部42によって、第2変換部32Aの出力電圧が第1変換部31Aの出力電圧よりも大きくなるように制御される。バックアップ待機状態では、第1制御部41の制御によってスイッチング素子31Bがオン動作する。第2制御部42の制御によって、スイッチング素子32Bがオン動作し、スイッチング素子32Cがオフ動作し、スイッチング素子33がオフ動作する。
 第1制御部41及び第2制御部42は、ステップS12において電源部90(主電源)の出力電圧が低下しているか(所定の低下状態か)否かを判定する。第1制御部41は、例えば第1検出部51が検出する電圧に基づき、導電路14の電圧が閾値未満であるか(所定の低下状態か)否かを判定する。この閾値は、電源部90が正常時に電力路80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。なお、第2制御部42が、第2検出部52が検出する電圧に基づき、導電路24の電圧が閾値未満であるか(所定の低下状態か)否かを判定してもよい。第1制御部41は、ステップS12において導電路14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。本代表例では、導電路14の電圧が閾値未満である場合、即ち、電力路80の電圧が閾値未満である場合が「所定の外部状態」の一例に相当する。第1制御部41は、ステップS12において導電路14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。
 例えば、電力路80に地絡や断線などが生じ、電源部90からの導電路14,24への電力供給及び電力路81B,81C,81D,81E,81Fへの電力供給が途絶えた異常状態では、導電路14,24の電圧が0V程度となる。このような場合、バックアップ制御装置1では、第1制御部41及び第2制御部42が第1蓄電部71、及び第2蓄電部72からの電力に基づいて複数の負荷91,92,93,94,95に電力を供給するバックアップ動作を行う。第2制御部42は、負荷93,94,95に対しステップS13以降の処理を行う。なお、以下では、第1制御部41による負荷91,92に対するバックアップ動作に関する説明は省略し、第2制御部42によって負荷93,94,95に電力を供給する例について説明する。
 第2制御部42は、ステップS12において導電路14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、負荷93,94,95に給電を開始する。第2制御部42は、第2供給回路32に対して導電路21,22,23に電力を供給する動作を行わせる。バックアップ動作(ステップS13)が開始されると、スイッチング素子31Bがオン状態に維持される。これにより、第1変換部31Aからダイオード33Bのアノードへの通電が可能となる。スイッチング素子32Bがオン状態に維持される。これにより、第2変換部32Aから第3導電路113側への通電が可能となる。更に、スイッチング素子32Cがオフ状態で維持され、スイッチング素子33がオフ状態で維持される。
 第2制御部42は、続くステップS14において、負荷93に対する給電制御を行う。負荷93に対する給電制御では、図4に示すように、第2制御部42は、まず、第2蓄電部72の開放電圧(OCV)が遮断電圧以下か否か判断する(ステップS21)。第2蓄電部72の開放電圧Vocvは、例えば以下の関係式(1)を用いて算出できる。
   Vocv=Vccv-I×R  (1)
 Vccvは、閉回路電圧であり、第2蓄電部72から出力される出力電圧である。Iは、第2蓄電部72を流れる電流である。Rは、内部抵抗である。
 遮断電圧は、予め定められた決定方式で設定された電圧閾値である。例えば、動作累積時間tを変数とし、tが大きくなるほど遮断電圧を低くするように設定する演算式により遮断電圧を定めてもよい。バックアップ動作開始からの負荷94,95の消費電力量に基づいて、遮断電圧を設定する演算式によって遮断電圧を定めてもよい。図6に示すように、遮断電圧(負荷93遮断電圧)は、負荷94,95の動作用エネルギー(負荷94,95が残り時間動作可能なエネルギー)に相当する電圧として定めてもよい。また、遮断電圧は、固定値として定めてもよい。
 第2制御部42は、ステップS21において、第2蓄電部72の開放電圧が遮断電圧以下でない(遮断電圧より大きい)と判断する場合(ステップS21でNo)、第2供給回路32による供給制御を行う。第2制御部42は、第2供給回路32を制御して、第2蓄電部72に基づく電力を第2導電路112を介して負荷93に出力させる。ここで、第1制御部41及び第2制御部42は、第1電圧検出部34及び第2電圧検出部35による電圧検出結果に基づき、第3導電路113の電圧を第1導電路111から第3導電路113に電流が流れ込むことを遮断する電圧で維持するように第1変換部31A及び第2変換部32Aを制御する。例えば、ダイオード33Aのカソードの電圧(第3導電路113の電圧)を、ダイオード33Aのアノードの電圧(第1導電路111の電圧)より大きい値に制御する。そして、スイッチング素子31Bがオン状態を維持する。スイッチング素子32Bがオン動作を維持する。更に、第2制御部42の制御によって、スイッチング素子32Cがオン動作する。スイッチング素子33がオフ動作を維持する。
 一方で、第1制御部41及び第2制御部42は、ステップS21において、第2蓄電部72の開放電圧が遮断電圧以下であると判断する場合(ステップS21でYes)、第2供給回路32による供給制御を停止させ、第1供給回路31による供給制御を行う。第1制御部41は、第2蓄電部72に基づく電力を負荷93に供給することを停止させる。第2制御部42は、第2供給回路32を制御して、第2蓄電部72に基づく電力を第2導電路112を介して負荷93に出力させる。具体的には、スイッチング素子31Bは、オン動作を維持している。第2制御部42の制御によって、スイッチング素子32Bがオフ動作し、スイッチング素子32Cがオフ動作し、スイッチング素子33がオン動作する。第1制御部41及び第2制御部42は、ステップS21,S22の処理の後、図3のステップS15を行う。
 第1制御部41及び第2制御部42は、続くステップS15で、負荷94,95に対する給電制御を行う。負荷94,95に対する給電制御では、図5に示すように、第2制御部42は、まず、負荷94,95の規定時間が経過したか否か判断する(ステップS31)。規定時間は、例えば、負荷94,95を継続的に動作させるために予め設定される時間である。規定時間は、例えば、負荷94,95の1回の動作の消費電力や、予定動作回数等によって設定される。なお、規定時間内において、負荷94,95を継続的に動作させるとは、負荷94,95が途切れなく動作し続けることや、断続的に動作を行なうことも含まれる。規定時間は、例えば、図7に示すように、バックアップ動作の開始時点から、負荷94,95の動作用エネルギー(負荷94,95が残り時間動作可能なエネルギー)が所定の下限電圧を下回るまでの時間である。
 第1制御部41及び第2制御部42は、ステップS31で、負荷94,95の規定時間が経過したと判断する場合、続くステップS32で、負荷94,95への給電を停止させる。その後、第1制御部41及び第2制御部42は、図3に示すステップS16を行う。一方で、第1制御部41及び第2制御部42は、ステップS31で、負荷94,95の規定時間が経過していないと判断する場合、図3に示すステップS16を行う。
 第1制御部41及び第2制御部42は、上記ステップS14,S15の処理により、外部状態のときに、第2バックアップ動作よりも第1バックアップ動作を優先させる所定の優先制御を行う。第1バックアップ動作は、第2蓄電部72に基づく電力を負荷94,95に供給する動作である。第2バックアップ動作は、第2蓄電部72に基づく電力を負荷93に供給する動作である。優先制御は、第2蓄電部72が所定状態になった場合に第2蓄電部72に基づく電力を負荷93に供給することを停止させる制限制御(ステップS23)を含んでいる。第1制御部41及び第2制御部42は、第1バックアップ動作に基づく負荷94,95の動作累積時間が規定時間に達するまでの間(ステップS31でYesとなるまで)、所定状態に応じて制限制御(ステップS23)を行う。
 第1制御部41及び第2制御部42は、優先制御の際に、第2蓄電部72に基づく電力が第2導電路112を介して第3導電路113に供給され且つ第1蓄電部71に基づく電力がダイオード33Aで遮断されるように、第1変換部31Aによる第1導電路111への出力及び第2変換部32Aによる第2導電路112への出力を制御する。具体的には、第1制御部41及び第2制御部42は、優先制御の際に、第1蓄電部71に基づく電圧が第1導電路111に印加されるように第1変換部31Aを制御し、第2蓄電部72に基づく電圧が第3導電路113に印加されるように第2変換部32Aを制御する。さらに、第1制御部41及び第2制御部42は、第1電圧検出部34及び第2電圧検出部35による電圧検出結果に基づき、第3導電路113の電圧を第1導電路111から第3導電路113に電流が流れ込むことを遮断する電圧で維持するように第1変換部31A及び第2変換部32Aを制御する。例えば、ダイオード33Aのカソードの電圧(第3導電路113の電圧)を、ダイオード33Aのアノードの電圧(第1導電路111の電圧)より大きい値に制御する。これにより、第2蓄電部72のみから選択的に負荷93に電力を供給する。第2蓄電部72に基づく電力を第3導電路113に供給する状態から第1蓄電部71に基づく電力を第3導電路113に供給する状態に切り替える際には、第1蓄電部71に基づく電力をダイオード33Aを介して即座に第3導電路113に供給することができる。そのため、電力源の切り替えの際には、負荷93への電力供給が途切れることを防ぐことができる。
 第1制御部41及び第2制御部42は、負荷94,95に対する給電制御(ステップS15)を行った後、続くステップS16で、車載用電源システム100が搭載された車両が停止状態か否か判定する。第1制御部41及び第2制御部42は、車載用電源システム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))から第1制御部41及び第2制御部42に与えられるようになっている。第1制御部41及び第2制御部42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。第1制御部41及び第2制御部42は、ステップS16において車両が停止状態にない(起動状態である)と判定した場合(ステップS16でNoの場合)、再びステップS14の処理を行う。第1制御部41及び第2制御部42は、ステップS16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S16でYesの場合)、図2のバックアップ制御を終了する。
 次の説明は、本構成の効果の一例に関する。
 バックアップ制御装置1は、電源部90からの電力の供給が遮断又は低下した外部状態において第1蓄電部71及び第2蓄電部72を利用したバックアップ動作を行うことができる。このバックアップ制御装置1では、所定の共通負荷(負荷93)に対して第1蓄電部71及び第2蓄電部72から電力を供給することができる。そのため、バックアップ制御装置1は、バックアップ動作時に、共通負荷に対して、第1蓄電部71から電力を供給する動作と、第2蓄電部72から電力を供給する動作とを併用することができる。その上で、第1制御部41及び第2制御部42による所定の優先制御によって、第2バックアップ動作(第2蓄電部72に基づく電力を負荷93に供給する動作)よりも第1バックアップ動作(第2蓄電部72に基づく電力を負荷94,95に供給する動作)を優先させることができる。
 更に、バックアップ制御装置1では、第2蓄電部72が所定状態になった場合に第2蓄電部72に基づく電力の負荷への供給が停止されるため(制限制御が行われるため)、所定状態になった以降の負荷94,95による電力消費を抑えることができる。そのため、第1バックアップ動作に基づく負荷94,95の動作累積時間が規定時間に達するまでの間、所定状態に応じて制限制御を行うことで、負荷94,95を動作させるための第2蓄電部72の電力を確保することができる。
 更に、バックアップ制御装置1では、第2蓄電部72の開放電圧の大きさに応じて第2蓄電部72の所定状態であるか否か判断することができるため、第2蓄電部72の蓄電状態をより精度良く検出することができる。
 バックアップ制御装置1では、第1制御部41及び第2制御部42による優先制御の際に、第2蓄電部72に基づく電力を第2導電路112を介して第3導電路113に供給することができる。第1変換部31Aによって第1導電路111に出力電圧が印加された状態で、第1蓄電部71に基づく電力がダイオード33Aで遮断されるため、第1蓄電部71の電力消費を抑えた形で共通負荷(負荷93)へのバックアップの準備状態とすることができる。第2蓄電部72に基づく電力を第3導電路113に供給する状態から第1蓄電部71に基づく電力を第3導電路113に供給する状態に切り替える際には、第1蓄電部71に基づく電力をダイオード33Aを介して即座に第3導電路113に供給することができる。そのため、電力源の切り替えの際には、共通負荷(負荷93)への電力供給が途切れることを防ぐことができる。
 バックアップ制御装置1では、第1制御部41及び第2制御部42による優先制御の際に、第1電圧検出部34及び第2電圧検出部35による電圧検出結果に基づき第1変換部31A及び第2変換部32Aを制御することができる。そのため、第1蓄電部71の電力に基づいて第1導電路111に印加される電圧、及び第2蓄電部72の電力に基づいて第2導電路112に印加される電圧を直接的に制御することができる。
 バックアップ制御装置1では、第2蓄電部72に基づく電力供給によるバックアップ動作において共通負荷(負荷93)へのバックアップ動作の優先度を低くすることができる。その上で、共通負荷(負荷93)は、第1蓄電部71に基づく電力供給によるバックアップ動作により電力のバックアップを行うことができる。したがって、共通負荷(負荷93)は、第1蓄電部71に基づく電力供給によるバックアップを可能としつつ、第1蓄電部71に基づく電力供給によるバックアップでは優先度を低くすることができる。
 <第2実施形態>
 第2実施形態の車載用電源システム200は、第1電圧検出部34及び第2電圧検出部35の代わりに電流検出部234を設けた点で第1実施形態と異なり、その他の点では共通する。なお、第1実施形態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。
 車載用電源システム200において、図8に示すように、第2蓄電ユニット102は、電流検出部234を有している。電流検出部234は、電流検出回路として構成されている。電流検出部234は、第1導電路111(より具体的には導電部111D)の電流を検出する。
 バックアップ制御装置1のバックアップ制御は、第1実施形態と同様であり、以下に示す具体的な制御内容が第1実施形態と異なっている。第1制御部41及び第2制御部42は、優先制御の際に、第1蓄電部71に基づく電圧が第1導電路111に印加されるように第1変換部31Aを制御し、第2蓄電部72に基づく電圧が第3導電路113に印加されるように第2変換部32Aを制御する。制御部は、優先制御の際に、更に電流検出部234による検出結果に基づき、第1導電路111からダイオード33A側に向かう電流を0以下に近づけるように第1変換部31A及び第2変換部32Aを制御する。例えば、ダイオード33Aのカソードの電圧(第3導電路113の電圧)を、ダイオード33Aのアノードの電圧(第1導電路111の電圧)より大きい値に制御する。これにより、第2蓄電部72のみから選択的に負荷93に電力を供給する。
 バックアップ制御装置1では、第1導電路111から第2導電路112に電流が流れるか否か直接的に検出することができる。第1制御部41及び第2制御部42は、優先制御の際に、第1蓄電部71に基づく電圧が第1導電路111に印加されるように第1変換部31Aを制御し、第2蓄電部72に基づく電圧が第3導電路113に印加されるように第2変換部32Aを制御するため、第1導電路111に印加される電圧と第2導電路112に印加される電圧を所望の関係に制御することができる。第1導電路111からダイオード33A側に向かう電流を0以下に近づけるように第1変換部31A及び第2変換部32Aを制御することで、第1導電路111からダイオード33A側に向かう電流が増大しても、その増大を抑え、第1導電路111から第3導電路113に電流が流れ込むことを遮断する状態を維持することができる。電力源の切り替えの際には、共通負荷(負荷93)への電力供給が途切れることを防ぐことができる。
 <第3実施形態>
 第3実施形態の車載用電源システム300は、第1制御部41と第2制御部42とが互いに通信可能である点で第1実施形態と異なり、その他の点では共通する。なお、第1実施形態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。
 車載用電源システムにおいて、図9に示すように、バックアップ制御装置1は、第1制御部41、及び第2制御部42を有している。第1制御部41と第2制御部42は、互いに通信可能である。例えば、第1制御部41と第2制御部42の通信は、CAN(Control Area Network)通信、LIN(Local Interconnect Network)通信等、通信方式は限定されない。
 バックアップ制御装置1のバックアップ制御は、第1実施形態(図3~図5)と同様であり、主に第1実施形態と異なる制御内容(優先制御)を以下で説明する。まず、第1実施形態と同様に、バックアップ待機状態では、第1制御部41及び第2制御部42によって、第2変換部32Aの出力電圧が第1変換部31Aの出力電圧よりも大きくなるように制御される。バックアップ待機状態では、第1制御部41の制御によってスイッチング素子31Bがオン動作する。第2制御部42の制御によって、スイッチング素子32Bがオン動作し、スイッチング素子32Cがオフ動作し、スイッチング素子33がオフ動作する。
 バックアップ制御装置1のバックアップ制御(図3~図5)において、バックアップ動作(ステップS13)が開始されると、スイッチング素子31Bがオン状態に維持される。スイッチング素子32Bがオン状態に維持される。更に、スイッチング素子32Cがオフ状態で維持され、スイッチング素子33がオフ状態で維持される。
 優先制御の際に、第1蓄電部71に基づく電圧が第1導電路111に印加されるように第1制御部41が第1変換部31Aを制御し、第2蓄電部72に基づく電圧が第3導電路113に印加されるように第2制御部42が第2変換部32Aを制御する。更に、第3導電路113の電圧を第1導電路111から第3導電路113に電流が流れ込むことを遮断する電圧で維持するように、第1制御部41及び第2制御部42が第1変換部31A及び第2変換部32Aを制御する。例えば、ダイオード33Aのカソードの電圧(第3導電路113の電圧)を、ダイオード33Aのアノードの電圧(第1導電路111の電圧)より大きい値に制御する。そして、スイッチング素子31B及びスイッチング素子32Bは、オン動作を維持している。更に、第2制御部42の制御によって、スイッチング素子32Cがオン動作する。スイッチング素子33は、オフ動作を維持している。これにより、第2蓄電部72のみから選択的に負荷93に電力を供給する。このように、第1制御部41及び第2制御部42の相互の通信によって、第1導電路111から第3導電路113に電流が流れ込むことを遮断する状態を維持することができる。
 第2蓄電部72の開放電圧が遮断電圧以下であると判断する場合(ステップS21でYes)、第2供給回路32による供給制御を停止させ、第1供給回路31による供給制御を行う。具体的には、スイッチング素子31Bは、オン動作を維持している。第2制御部42の制御によって、スイッチング素子32Bがオフ動作し、スイッチング素子32Cがオフ動作し、スイッチング素子33がオン動作する。電力源の切り替えの際には、共通負荷(負荷93)への電力供給が途切れることを防ぐことができる。
 <第4実施形態>
 第4実施形態の車載用電源システムは、第3実施形態の車載用電源システムと同様の構成であり、バックアップ制御装置1のバックアップ制御の一部の点で第3実施形態と異なり、その他の点では共通する。なお、第3実施形態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。
 バックアップ制御装置1において、第3実施形態と同様に、第1制御部41と第2制御部42は、互いに通信可能である。
 バックアップ制御装置1のバックアップ制御(図3~図5)において、主に第3実施形態と異なる制御(優先制御)を以下で説明する。まず、第3実施形態と同様に、バックアップ待機状態では、第1制御部41及び第2制御部42によって、第2変換部32Aの出力電圧が第1変換部31Aの出力電圧よりも大きくなるように制御される。バックアップ待機状態では、第1制御部41の制御によってスイッチング素子31Bがオン動作する。第2制御部42の制御によって、スイッチング素子32Bがオン動作し、スイッチング素子32Cがオフ動作し、スイッチング素子33がオフ動作する。
 バックアップ動作(ステップS13)が開始され、第1制御部41の制御によって、スイッチング素子31Bがオフ動作する。これにより、第1変換部31Aからダイオード33Bのアノードへの通電が遮断される。スイッチング素子32Bがオン状態に維持される。これにより、第2変換部32Aから第3導電路113側への通電が可能となる。更に、スイッチング素子32Cがオン状態に維持され、スイッチング素子33がオフ状態に維持される。このように、スイッチング素子32Bを選択的にオン状態とすることにより、バックアップ制御装置1は、第2蓄電部72に基づく電圧を第2導電路112を介して第3導電路113に印加する(ステップS22)。
 第2蓄電部72の開放電圧が遮断電圧以下となると(ステップS21でYes)、第1制御部41と第2制御部42との相互通信によって、第1制御部41によりスイッチング素子31Bをオン動作させる。これにより、第1変換部31Aからダイオード33Bのアノードへの通電が可能となる。スイッチング素子32Bは、オン動作を維持している。更に、第2制御部42の制御によって、スイッチング素子32Cがオフ動作する。スイッチング素子33は、オフ動作を維持している。スイッチング素子32Cに印加される電圧と、スイッチング素子32Cに印加される電圧のうちの大きい方の電圧が第3導電路113に印加されることになる。電力源を第2蓄電部72から第1蓄電部71に移行している間は、ダイオード33B又はスイッチング素子32Cのボディダイオードを介して第3導電路113に電流が流れることになる。
 電力源を第2蓄電部72から第1蓄電部71に完全に移行する際には(ステップS23)、第1制御部41の制御によってスイッチング素子31Bがオン動作する。これにより、第1変換部31Aからダイオード33Bのアノードへの通電が可能となる。第2制御部42の制御によって、スイッチング素子32Bがオフ動作する。これにより、第2変換部32Aから第3導電路113側への通電が遮断される。第2制御部42の制御によって、スイッチング素子33をオン動作させる。これにより、第1変換部31Aから第3導電路113への通電が可能となる。このように、スイッチング素子31Bを選択的にオン状態とすることにより、バックアップ制御装置1は、第1蓄電部71に基づく電圧を第1導電路111を介して第3導電路113に印加する。電力源の切り替えの際には、共通負荷(負荷93)への電力供給が途切れることを防ぐことができる。
 <第5実施形態>
 第5実施形態の車載用電源システム400は、スイッチング素子33の代わりにスイッチング素子433を設けた点で第4実施形態と異なり、その他の点では共通する。なお、第4実施形態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。
 車載用電源システム400において、図10に示すように、バックアップ制御装置1(より具体的には第1蓄電ユニット101)は、スイッチング素子433を有している。スイッチング素子433は、第1導電路111と第3導電路113との間に設けられている。第1導電路111は、ダイオード111Aとスイッチング素子433との間に設けられている。第3導電路113は、スイッチング素子433とスイッチング素子32Cと負荷93との間に設けられている。
 スイッチング素子433は、例えばNチャネル型のMOSFETとして構成されている。スイッチング素子433のソースは、第1導電路111の一端(負荷93側の端部)に電気的に接続されている。スイッチング素子433のドレインは、第3導電路113に電気的に接続されている。ダイオード433Aは、スイッチング素子433のボディダイオード(寄生ダイオード)である。ダイオード433Aは、第1導電路111と第3導電路113との間に設けられている。ダイオード433Aのアノードは、第1導電路111側に電気的に接続されている。ダイオード433Aのカソードは、第3導電路113側に電気的に接続されている。ダイオード433A(より具体的にはスイッチング素子433)は、第1供給回路31が設けられる基板に実装されていてもよく、第2供給回路32が設けられる基板に実装されていてもよく、第1供給回路31が設けられる基板及び第2供給回路32が設けられる基板の外部に設けられていてもよい。
 バックアップ制御装置1のバックアップ制御(図3~図5)は、第3実施形態と同じである。具体的には、スイッチング素子433は、第3実施形態のスイッチング素子33と同じタイミングでオンオフ動作を行う。すなわち、スイッチング素子433は、第3実施形態のスイッチング素子33がオン動作するタイミングでオン動作し、第3実施形態のスイッチング素子33がオフ動作するタイミングでオフ動作する。
 第5実施形態の車載用電源システム400は、第4実施形態の車載用電源システムと同様の効果を奏することができる。特に、バックアップ制御装置1のバックアップ動作(ステップS13)が開始されると、ダイオード33Aのカソードの電圧(第3導電路113の電圧)を、ダイオード33Aのアノードの電圧(第1導電路111の電圧)より大きい値に制御する。これにより、第2蓄電部72のみから選択的に負荷93に電力を供給できる。
 <第6実施形態>
 第6実施形態の車載用電源システム500は、切替部533を有しており、主に切替部533によって負荷93に供給する電力を切り替える点で第1実施形態と異なり、その他の点では共通する。なお、第1実施形態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。
 車載用電源システム500において、図11に示すように、バックアップ制御装置1の供給回路530は、第1供給回路31、第2供給回路32、及び切替部533を有している。第1供給回路31は、切替部533に電力を供給するように機能する。第1供給回路31は、第1蓄電部71に基づく電力を第1導電路511を介して切替部533に向けて出力する。第1導電路511は、第1供給回路31と切替部533の間の導電路である。
 第2供給回路32は、切替部533に電力を供給するように機能する。第2供給回路32は、第2蓄電部72に基づく電力を第2導電路512を介して切替部533に向けて出力する。第2導電路512は、第2供給回路32と切替部533の間の導電路である。導電路534は、切替部533と負荷93の間の導電路である。
 切替部533は、第1供給回路31からの出力に基づく電力を負荷93に供給する状態と、第2供給回路32からの出力に基づく電力を負荷93に供給する状態とに切り替える。切替部533は、例えばスイッチ等を有している。切替部533は、例えば第1制御部41及び第2制御部42の制御によって動作する。
 図12には、バックアップ制御装置1の詳細構成の一例が示されている。第1制御部41と第2制御部42とが互いに通信可能である点で第1実施形態と異なっている。例えば、第1制御部41と第2制御部42の通信は、CAN(Control Area Network)通信、LIN(Local Interconnect Network)通信等、通信方式は限定されない。切替部533は、ダイオード535、及びダイオード536を有している。第1導電路511は、ダイオード111Aとダイオード535の間に設けられている。第2導電路512は、ダイオード112Aとダイオード536の間に設けられている。第3導電路513は、ダイオード535とダイオード536と負荷93との間に設けられている。
 ダイオード535のアノードは、第1導電路511の他端(負荷93側の端部)に電気的に接続されている。ダイオード535のカソードは、ダイオード536のカソードと第3導電路513の一端(電源部90側の端部)に電気的に接続されている。ダイオード536のアノードは、第2導電路512の他端(負荷93側の端部)に電気的に接続されている。負荷93は、第3導電路513の他端に電気的に接続されている。
 バックアップ制御装置1のバックアップ制御は、第1実施形態(図3~図5)と同様であり、主に第1実施形態と異なる制御内容(優先制御)を以下で説明する。まず、第1実施形態と同様に、バックアップ待機状態では、第1制御部41及び第2制御部42によって、第2変換部32Aの出力電圧が第1変換部31Aの出力電圧よりも大きくなるように制御される。バックアップ待機状態では、第1制御部41の制御によってスイッチング素子31Bがオフ動作する。第2制御部42の制御によって、スイッチング素子32Bがオフ動作する。
 バックアップ制御装置1のバックアップ制御(図3~図5)において、バックアップ動作(ステップS13)が開始されると、第1制御部41の制御によってスイッチング素子31Bがオン動作する。第2制御部42の制御によってスイッチング素子32Bがオン動作する。
 優先制御の際に、第1制御部41及び第2制御部42は、第2変換部32Aの出力電圧が第1変換部31Aの出力電圧よりも大きくなるように制御を行う。より具体的には、第1変換部31A及び第2変換部32Aは、ダイオード535に印加される電圧(第1導電路511の電圧)をダイオード536に印加される電圧(第2導電路512の電圧)より大きい値となるように制御される。スイッチング素子31B及びスイッチング素子32Bのオン状態が維持される。これにより、第2蓄電部72のみから選択的に負荷93に電力を供給する。このように、第1制御部41及び第2制御部42の相互の通信によって、第1導電路511から第3導電路513に電流が流れ込むことを遮断する状態を維持することができる。
 第2蓄電部72の開放電圧が遮断電圧以下であると判断する場合(ステップS21でYes)、第2供給回路32による供給制御を停止させ、第1供給回路31による供給制御を行う。具体的には、スイッチング素子31Bは、オン動作を維持している。第2制御部42の制御によって、スイッチング素子32Bがオフ動作する。電力源の切り替えの際には、共通負荷(負荷93)への電力供給が途切れることを防ぐことができる。
 <他の実施形態>
 本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。更に、上述した実施形態は、次のように変更されてもよい。
 上記第1~第3実施形態では、ダイオード33Aは、スイッチング素子33のボディダイオード(寄生ダイオード)として構成されていたが一般的な順方向ダイオードとして構成されていてもよい。上記第4,第5実施形態のダイオード433Aについても同様である。
 上記実施形態では、バックアップ制御装置1のバックアップ制御において、ステップS12で、所定の外部状態として、導電路14の電圧が閾値未満である状態を例示したが、その他の状態であってもよい。例えば、所定の外部状態は、負荷からバックアップ動作の要求がある状態(具体的には、第1制御部41及び第2制御部42の少なくとも一方が負荷からバックアップ動作を要求する信号を受け取った状態)であってもよい。
 上記実施形態では、バックアップ制御装置1のバックアップ制御(優先制御)の際に、第2変換部32Aの出力電圧を第1変換部31Aの出力電圧よりも大きくしたが、第1変換部31A及び第2変換部32Aのいずれか一方の制御を停止させてもよい。本開示の「第1変換部及び第2変換部を制御する」とは、第1制御部41及び第2制御部42のいずれか一方による制御の停止により、第1変換部31A及び第2変換部32Aのいずれか一方の動作を停止させることも含まれる。
 上記第1~第4実施形態において、負荷93は、第2蓄電ユニット102に電気的に接続される構成を開示したが、第1蓄電ユニット101に電気的に接続される構成であってもよい。この場合、第1蓄電ユニット101は、第2蓄電ユニット102からの電力が供給され、負荷93に対する電力源の切り替えを行う構成(上記第1~第4実施形態の第2蓄電ユニット102と同様の構成)となる。
 上記実施形態では、動作累積時間が規定時間に達するまでの間(ステップS31でYesとなるまで)、所定状態に応じて制限制御(ステップS23)を行ったが、動作累積時間が規定時間に達するまで負荷93へ電力を供給しないような制御を行ってもよい。
 上記実施形態では、動作累積時間が規定時間に達するまでの間(ステップS31でYesとなるまで)、所定状態に応じて制限制御(ステップS23)を行ったが、外部状態の発生(又はバックアップ動作の開始)から一定時間が経過するまで上記制限制御を行うような優先制御を行ってもよく、外部状態の発生(又はバックアップ動作の開始)から一定時間が経過するまで負荷93へ電力を供給しないような制御を行ってもよい。
 上記実施形態では、負荷94,95の動作は制限せず、負荷93については総消費電力を所定範囲内に抑えるように優先制御を行ってもよい。
 上記実施形態では、車両の始動スイッチが説明されるが、始動スイッチはイグニッションスイッチであってもよい。或いは、電気自動車などではEVシステムを指導するためのパワースイッチであってもよい。
 上記実施形態では、電源部が鉛バッテリであるが、鉛バッテリに限られない。電源部は、例えば、リチウムイオンバッテリなどの他種の電池であってもよく、オルタネータ、コンバータなどの電源であってもよい。
 上記実施形態では、蓄電部が電気二重層キャパシタであるが、蓄電部は電気二重層キャパシタに限られない。蓄電部は、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオンバッテリなどの他種の蓄電部であってもよい。
 上記実施形態では、電源部からの電力供給が途絶えた場合にバックアップ制御装置がバックアップ動作を行うが、バックアップ制御装置は、電力供給が完全に途絶えていない所定の状態で蓄電部から電力供給を行うようにバックアップ動作を行ってもよい。
 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。
1: バックアップ制御装置
11,12,13,14,15,21,22,23,24,25: 導電路
30: 供給回路
31: 第1供給回路
31A: 第1変換部
31B: スイッチング素子
31C: 第1駆動部
32: 第2供給回路
32A: 第2変換部
32B: スイッチング素子
32C: スイッチング素子
32D: 第2駆動部
33: スイッチング素子
33A: ダイオード
33B: ダイオード
34: 第1電圧検出部
35: 第2電圧検出部
41: 第1制御部(制御部)
42: 第2制御部(制御部)
51: 第1検出部
52: 第2検出部
71: 第1蓄電部
72: 第2蓄電部
80: 電力路
81A,81B,81C,81D,81E,81F: 電力路
90: 電源部
91,92: 負荷
93: 負荷(共通負荷、第2負荷)
94: 負荷(第1負荷)
95: 負荷(第1負荷)
100: 車載用電源システム
101: 第1蓄電ユニット(ベース側ユニット)
102: 第2蓄電ユニット(拡張側ユニット)
111: 第1導電路
111A: ダイオード
111C: 導電部
111D: 導電部
112: 第2導電路
112A: ダイオード
112C: 導電部
112D: 導電部
113: 第3導電路
200: 車載用電源システム
234: 電流検出部
300: 車載用電源システム
400: 車載用電源システム
433: スイッチング素子
433A: ダイオード
500: 車載用電源システム
511: 第1導電路
512: 第2導電路
513: 第3導電路
530: 供給回路
533: 切替部
534: 導電路
535: ダイオード
536: ダイオード

Claims (9)

  1.  電源部と蓄電部とを備えた車載用電源システムに用いられ、前記電源部から負荷への電力の供給が遮断又は低下した所定の外部状態のときに前記蓄電部からの電力に基づいて前記負荷に電力を出力するバックアップ動作を行う車載用のバックアップ制御装置であって、
     前記蓄電部の一つである第1蓄電部に基づく電力を、第1導電路を介して共通負荷に出力可能な第1供給回路と、
     前記蓄電部の一つである第2蓄電部に基づく電力を、第2導電路を介して前記共通負荷に出力可能な第2供給回路と、
     前記外部状態のときに前記第1供給回路及び前記第2供給回路に前記バックアップ動作を行わせる制御部と、
    を有し、
     前記第2供給回路は、1以上の第1負荷及び1以上の第2負荷に対して前記第2蓄電部に基づく電力を供給し、
     前記制御部は、前記外部状態のときに、前記第2蓄電部に基づく電力を前記第2負荷に供給する第2バックアップ動作よりも前記第2蓄電部に基づく電力を前記第1負荷に供給する第1バックアップ動作を優先させる所定の優先制御を行う車載用のバックアップ制御装置。
  2.  前記共通負荷へ電力を出力する経路であり前記第1導電路及び前記第2導電路から電力が供給される経路である第3導電路を有し、
     前記第1供給回路は、前記第1導電路に設けられ、オン状態のときに前記第1蓄電部側から前記第3導電路側への通電を可能とし、オフ状態のときに前記第1蓄電部側から前記第3導電路側への通電を遮断する第1スイッチング素子を具備し、
     前記第2供給回路は、前記第2導電路に設けられ、オン状態のときに前記第2蓄電部側から前記第3導電路側への通電を可能とし、オフ状態のときに前記第2蓄電部側から前記第3導電路側への通電を遮断する第2スイッチング素子を具備し、
     前記制御部は、前記第1供給回路を制御する第1制御部と、前記第2供給回路を制御する第2制御部と、を具備し、
     前記第1制御部及び前記第2制御部は、互いに通信可能とされ、
     前記第2バックアップ動作の際に、前記第1制御部が前記第1スイッチング素子をオフ状態としつつ、前記第2制御部が前記第2スイッチング素子をオン状態として前記第2蓄電部に基づく電圧を前記第2導電路を介して前記第3導電路に印加し、前記第1バックアップ動作の際に、前記第1制御部が前記第1スイッチング素子をオン状態としつつ、前記第2制御部が前記第2スイッチング素子をオフ状態として前記第1蓄電部に基づく電圧を前記第1導電路を介して前記第3導電路に印加する請求項1に記載の車載用のバックアップ制御装置。
  3.  前記共通負荷へ電力を出力する経路であり前記第2導電路から電力が供給される経路である第3導電路と、
     前記第1導電路と前記第3導電路との間に設けられ前記第1導電路側にアノードが電気的に接続され前記第3導電路側にカソードが電気的に接続されるダイオードと、
     を有し、
     前記第1供給回路は、前記第1蓄電部からの電力に基づく入力電圧を昇圧又は降圧し、前記第1導電路に出力電圧を印加する第1変換部を具備し、
     前記第2供給回路は、前記第2蓄電部からの電力に基づく入力電圧を昇圧又は降圧し、前記第2導電路に出力電圧を印加する第2変換部を具備し、
     前記制御部は、前記優先制御の際に、前記第2蓄電部に基づく電力が前記第2導電路を介して前記第3導電路に供給され且つ前記第1蓄電部に基づく電力が前記ダイオードで遮断されるように、前記第1変換部による前記第1導電路への出力及び前記第2変換部による前記第2導電路への出力を制御する請求項1に記載の車載用のバックアップ制御装置。
  4.  前記第1導電路の電圧を検出する第1電圧検出部と、
     前記第3導電路の電圧を検出する第2電圧検出部と、
     を有し、
     前記制御部は、前記優先制御の際に、前記第1蓄電部に基づく電圧が前記第1導電路に印加されるように前記第1変換部を制御し、前記第2蓄電部に基づく電圧が前記第3導電路に印加されるように前記第2変換部を制御し、前記第1電圧検出部及び前記第2電圧検出部による電圧検出結果に基づき、前記第3導電路の電圧を前記第1導電路から前記第3導電路に電流が流れ込むことを遮断する電圧で維持するように前記第1変換部及び前記第2変換部を制御する請求項3に記載の車載用のバックアップ制御装置。
  5.  前記第1導電路の電流を検出する電流検出部を有し、
     前記制御部は、前記優先制御の際に、前記第1蓄電部に基づく電圧が前記第1導電路に印加されるように前記第1変換部を制御し、前記第2蓄電部に基づく電圧が前記第3導電路に印加されるように前記第2変換部を制御し、前記電流検出部による検出結果に基づき、前記第1導電路から前記ダイオード側に向かう電流を0以下に近づけるように前記第1変換部及び前記第2変換部を制御する請求項3に記載の車載用のバックアップ制御装置。
  6.  前記制御部は、前記第1供給回路を制御する第1制御部と、前記第2供給回路を制御する第2制御部と、を有し、
     前記第1制御部及び前記第2制御部は、互いに通信可能とされ、
     前記優先制御の際に、前記第1蓄電部に基づく電圧が前記第1導電路に印加されるように前記第1制御部が前記第1変換部を制御し、前記第2蓄電部に基づく電圧が前記第3導電路に印加されるように前記第2制御部が前記第2変換部を制御し、前記第3導電路の電圧を前記第1導電路から前記第3導電路に電流が流れ込むことを遮断する電圧で維持するように前記第1制御部及び前記第2制御部が前記第1変換部及び前記第2変換部を制御する請求項3に記載の車載用のバックアップ制御装置。
  7.  前記優先制御は、前記第2蓄電部が所定状態になった場合に前記第2蓄電部に基づく電力を前記第2負荷に供給することを停止させる制限制御を含み、
     前記制御部は、前記第1バックアップ動作に基づく前記第1負荷の動作累積時間が規定時間に達するまでの間、前記所定状態に応じて前記制限制御を行う請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の車載用のバックアップ制御装置。
  8.  前記所定状態は、前記第2蓄電部の開放電圧が予め定められた決定方式で設定された遮断電圧以下に達した状態である請求項7に記載の車載用のバックアップ制御装置。
  9.  前記共通負荷は、前記第2負荷である請求項1又は請求項2に記載の車載用のバックアップ制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015070746A (ja) * 2013-09-30 2015-04-13 三洋電機株式会社 制御装置および蓄電システム
JP2018191440A (ja) * 2017-05-08 2018-11-29 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用電源制御装置、車両用電源装置、及び車両用電源制御装置の制御回路

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