特許 6358304 車両用電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6358304

(24)【登録日】2018年6月29日

(45)【発行日】2018年7月18日

(54)【発明の名称】車両用電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/34 20060101AFI20180709BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20180709BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20180709BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20180709BHJP

   B60L 3/00 20060101ALI20180709BHJP

   B60L 11/18 20060101ALI20180709BHJP

   H02M 3/155 20060101ALI20180709BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/34 B

   H02J7/00 P

   H02J7/00 H

   H01M10/44 P

   H01M10/48 P

   B60L3/00 S

   B60L11/18 A

   B60L3/00 J

   H02M3/155 U

   H02M3/155 W

【請求項の数】9

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-193343(P2016-193343)

(22)【出願日】2016年9月30日

(65)【公開番号】特開2018-57215(P2018-57215A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2017年11月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】特許業務法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】滕 皓

【審査官】 古河 雅輝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１３２４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５０６７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ １／００− ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００−１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００−１５／４２

Ｂ６０Ｒ １６／００−１７／０２

Ｈ０１Ｍ １０／４２−１０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００− ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４−１１／００

Ｈ０２Ｍ ３／００− ３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電源部からの電力経路となる入力側の導電路に電気的に接続された第１導電路と、
前記入力側の導電路に電気的に接続されるとともに前記第１導電路とは異なる経路として分岐し、出力側の導電路に電気的に接続された第２導電路と、
前記第２導電路及び前記出力側の導電路に電気的に接続された第３導電路と、
前記第１導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧し、第２電源部に接続された第２電源部側の導電路に対して出力電圧を印加する充電動作を少なくとも行う第１電圧変換部と、
前記第３導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して前記第２電源部側の導電路に対して出力電圧を印加する充電動作と、前記第２電源部側の導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して前記第３導電路に対して出力電圧を印加する放電動作とを少なくとも行う第２電圧変換部と、
前記第１電圧変換部に充電動作を行わせるとともに前記第２電圧変換部に充電動作を行わせる急速充電制御と、前記第１電圧変換部に充電動作を行わせるとともに前記第２電圧変換部に放電動作を行わせる充放電制御とを少なくとも行う制御部と、
を有する車両用電源装置。

【請求項2】

前記制御部は、当該電源装置が搭載された車両を走行可能状態に切り替える始動スイッチがオン状態になった場合に前記急速充電制御を行い、前記始動スイッチがオン状態になった後、所定条件が成立した場合に前記充放電制御を行う請求項１に記載の車両用電源装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記始動スイッチがオン状態になった後、当該電源装置が搭載された車両において少なくともシフト操作が行われた場合に前記充放電制御を行う請求項２に記載の車両用電源装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記始動スイッチがオン状態になった後、少なくとも一定時間が経過した場合に前記充放電制御を行う請求項２又は請求項３に記載の車両用電源装置。

【請求項5】

前記第３導電路に介在するとともに一端側が前記第２電圧変換部に電気的に接続され他端側が前記出力側の導電路に電気的に接続されオン状態とオフ状態とに切り替わるスイッチ部と、前記スイッチ部と並列に設けられるとともに前記第２電圧変換部にアノードが電気的に接続され前記出力側の導電路にカソードが電気的に接続されるダイオードとを備えた切替部を有し、
前記制御部は、前記スイッチ部をオン状態としつつ前記急速充電制御を行い、前記スイッチ部をオフ状態としつつ前記充放電制御を行う請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用電源装置。

【請求項6】

少なくとも前記入力側の導電路の電圧又は電流の異常を検出する異常検出部を備え、
前記制御部は、前記急速充電制御又は前記充放電制御が行われているときに前記異常検出部によって異常が検出された場合、前記第１電圧変換部の動作を停止させるとともに前記第２電圧変換部に放電動作を行わせる一方側放電制御を少なくとも行う請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用電源装置。

【請求項7】

前記入力側の導電路と前記第３導電路との間で電流が流れることを許容するオン状態と遮断するオフ状態とに切り替わる第２切替部を有し、
前記制御部は、前記急速充電制御及び前記充放電制御を実行するときに前記第２切替部をオン状態とし、前記一方側放電制御を実行するとき前記第２切替部をオフ状態とする請求項６に記載の車両用電源装置。

【請求項8】

前記第１電圧変換部は、前記第１導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して前記第２電源部側の導電路に出力する充電動作と、前記第２電源部側の導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して前記第１導電路に出力する放電動作とを行い、
前記制御部は、前記第１電圧変換部に放電動作を行わせつつ前記第２電圧変換部に放電動作を行わせる急速放電制御を少なくとも行う請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の車両用電源装置。

【請求項9】

前記第２電源部の出力電圧を検出する電圧検出部を有し、
前記制御部は、少なくとも前記電圧検出部によって検出される前記第２電源部の出力電圧が一定値以下である場合に前記急速放電制御を行う請求項８に記載の車両用電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用電源装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

車両用の電源装置の分野では、主電源の失陥等が発生した場合に補助電源から電力供給を行うことで負荷への電力供給を維持するようなバックアップシステムが知られている。例えば、特許文献１で開示される電源システムは、主電源とバックアップ負荷とが電源装置を介して電気的に接続される構成をなす。バックアップ負荷は、主電源の電圧が低下したり失陥したりする異常が発生しても動作し続ける必要がある負荷であり、このシステムでは、主電源が異常状態になっても、電源装置からバックアップ負荷に対し継続して電力が供給されるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−１７６１９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、この種の電源装置では、適切な時期に補助電源を充電する必要がある。例えば、イグニッションスイッチがオン状態に切り替わった直後に補助電源の出力電圧が低レベルになっているような場合、イグニッションスイッチがオン状態に切り替わった後、補助電源の出力電圧がバックアップ動作可能な適正レベルになるまで充電する必要がある。しかし、補助電源の充電中に放電動作を停止させるような既存の技術では、充電中に主電源の失陥異常等が生じると、異常を検知してから補助電源による電力供給（バックアップ動作）を開始するまでの間、電力供給が途絶えてしまうという問題がある。そして、この問題は、補助電源の充電時間が長くなるほど生じやすくなる。

【0005】

本発明は、上述した事情に基づいてなされたものであり、第１電源部からの電力によって第２電源部を充電する場合に、充電時間をより短くし得る急速充電動作と、充電中に第１電源部の電力供給が遮断されても遮断前後で放電状態を維持し得る充放電動作とを行い得る車両用の電源装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の車両用電源装置は、
入力側の導電路から分岐する第１導電路と、
前記入力側の導電路から前記第１導電路とは異なる経路として分岐し、出力側の導電路に電気的に接続された第２導電路と、
前記第２導電路及び前記出力側の導電路に電気的に接続された第３導電路と、
前記第１導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧し、第２電源部に接続された第２電源部側の導電路に対して出力電圧を印加する充電動作を少なくとも行う第１電圧変換部と、
前記第３導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して前記第２電源部側の導電路に対して出力電圧を印加する充電動作と、前記第２電源部側の導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して前記第３導電路に対して出力電圧を印加する放電動作とを少なくとも行う第２電圧変換部と、
前記第１電圧変換部に充電動作を行わせるとともに前記第２電圧変換部に充電動作を行わせる急速充電制御と、前記第１電圧変換部に充電動作を行わせるとともに前記第２電圧変換部に放電動作を行わせる充放電制御とを少なくとも行う制御部と、
を有する。

【発明の効果】

【0007】

上記車両用電源装置は、制御部が急速充電制御を行う場合には、第１電圧変換部及び第２電圧変換部のいずれにも充電動作を行わせることができる。このような急速充電制御によって第２電源部の充電時間をより短くすることができるため、第２電源部の充電電圧を早期に適正レベルまで高めやすくなるとともに、電力供給が途絶えるタイミングが急速充電制御中に到来してしまうような事態は生じにくくなる。

【0008】

また、制御部が充放電制御を行う場合には、第１電圧変換部に充電動作を行わせ、第２電圧変換部に放電動作を行わせることができる。つまり、充放電制御中には、第１電圧変換部によって第２電源部の充電動作を行いつつ、第２電圧変換部によって第２電源部の放電動作を継続することができるため、仮に、充放電制御による充電中に第１電源部からの電力供給が遮断されても、その遮断前後で第２電源部の放電状態が継続的に維持される。

【0009】

そして、このように「充電中に第１電源部の電力供給が途絶える問題」に関して有利な２つの制御を使い分けることができるため、上記問題に対して対策しつつ、第２電源部を充電する上での自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１の車両用電源装置を備えた車両用の電源システムを概略的に例示する回路図である。

【図2】実施例１の車両用電源装置においてＩＧオン後に実行される充電制御の流れを例示するフローチャートである。

【図3】実施例１の車両用電源装置における急速充電制御中の動作状態を説明する説明図である。

【図4】実施例１の車両用電源装置における充放電制御中の動作状態を説明する説明図である。

【図5】実施例１の車両用電源装置における一方側放電制御中の動作状態を説明する説明図である。

【図6】実施例１の車両用電源装置における急速放電制御中の動作状態を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

発明の望ましい形態を以下に例示する。
制御部は、当該電源装置が搭載された車両を走行可能状態に切り替える始動スイッチがオン状態になった場合に急速充電制御を行い、始動スイッチがオン状態になった後、所定条件が成立した場合に充放電制御を行うように機能してもよい。

【0012】

この車両用電源装置は、始動スイッチがオン状態になった時点で第２電源部の出力電圧が相対的に低いレベルであったとしても、始動スイッチがオン状態になった後に急速に充電を行うことができるため、出力電圧をより迅速に上昇させることができる。つまり、始動スイッチがオン状態になった後、第２電源部を低レベル状態からより早期に回復させることができる。そして、急速充電制御の開始後、所定条件が成立した場合には、急速充電制御を早期に終了させて第１電源部の電力遮断に強い充放電制御（電力遮断が生じても、その時点で放電が維持される制御）に切り替えることができる。

【0013】

制御部は、始動スイッチがオン状態になった後、当該電源装置が搭載された車両において少なくともシフト操作が行われた場合に充放電制御を行うように機能してもよい。

【0014】

この車両用電源装置は、シフト操作が行われる前に急速充電制御を行うことができるため、車両が走行する前に第２電源部の出力電圧を迅速に上昇させ、第２電源部を低レベル状態からより早期に回復させることができる。そして、少なくともシフト操作が行われた後は、充放電制御に切り替えることができる。つまり、車両が走行状態になる可能性が生じた後には、第１電源部の電力遮断に強い制御（電力遮断が生じても、その時点で放電が維持される制御）に切り替えることで、走行時に電力が完全に途絶えること防ぐことができる。

【0015】

制御部は、始動スイッチがオン状態になった後、少なくとも一定時間が経過した場合に充放電制御を行うように機能してもよい。

【0016】

この車両用電源装置は、始動スイッチがオン状態になった後、一定時間が経過する前の初期段階では、急速充電制御を行うことができるため、第２電源部の出力電圧を迅速に上昇させ、第２電源部を低レベル状態からより早期に回復させることができる。そして、少なくとも一定時間が経過した後は、第１電源部の電力遮断に強い充放電制御（電力遮断が生じても、その時点で放電が維持される制御）に切り替えることができる。

【0017】

車両用電源装置は、第３導電路に介在するとともに一端側が第２電圧変換部に電気的に接続され他端側が出力側の導電路に電気的に接続されオン状態とオフ状態とに切り替わるスイッチ部と、スイッチ部と並列に設けられるとともに第２電圧変換部にアノードが電気的に接続され出力側の導電路にカソードが電気的に接続されるダイオードとを備えた切替部を有していてもよい。制御部は、スイッチ部をオン状態としつつ急速充電制御を行い、スイッチ部をオフ状態としつつ充放電制御を行うように機能してもよい。

【0018】

この車両用電源装置は、急速充電制御を行うときには、切替部のスイッチ部をオン状態とすることで、入力側の導電路から第２導電路及び第３導電路を介して第２電圧変換部に電流が流れ込むことを許容することができる。一方、充放電制御を行うときには、スイッチ部をオフ状態とすることで入力側の導電路から第２導電路及び第３導電路を介して第２電圧変換部に電流が流れ込むことを遮断しつつ、スイッチ部と並列に設けられたダイオードの存在により、第２電圧変換部から出力される電流を出力側の導電路に向けて流すことができる。

【0019】

車両用電源装置は、少なくとも入力側の導電路の電圧又は電流の異常を検出する異常検出部を備えていてもよい。制御部は、急速充電制御又は充放電制御が行われているときに異常検出部によって異常が検出された場合、第１電圧変換部の動作を停止させるとともに第２電圧変換部に放電動作を行わせる一方側放電制御を行うように機能してもよい。

【0020】

この車両用電源装置は、急速充電制御又は充放電制御が行われているときに異常検出部が異常を検出した場合、制御部が一方側放電制御を行う。この一方側放電制御により、第１電圧変換部の動作を停止させて保護を図りつつ、第２電圧変換部に放電動作を行わせて電力供給状態を維持することができる。特に、充放電制御が行われているときに入力側の導電路で異常が発生して一方側放電制御に切り替える場合、異常前後で第２電圧変換部の放電動作を継続することができるため、異常発生直後に電力供給が完全に途絶えるような事態が生じにくくなる。

【0021】

車両用電源装置は、入力側の導電路と第３導電路との間で電流が流れることを許容するオン状態と遮断するオフ状態とに切り替わる第２切替部を有していてもよい。制御部は、急速充電制御及び充放電制御を実行するときに第２切替部をオン状態とし、一方側放電制御を実行するとき第２切替部をオフ状態とするように機能してもよい。

【0022】

この車両用電源装置は、急速充電制御を行う場合には、第２切替部をオン状態（入力側の導電路と第３導電路との間で電流が流れることを許容する状態）とし、入力側の導電路から第２導電路及び第３導電路を介して第２電圧変換部に電流を供給することを可能とすることができる。一方、異常の発生に応じて一方側放電制御を行う場合、第２切替部をオフ状態とすることができるため、異常が生じている入力側の導電路に第２電圧変換部からの放電電流が流れ込んでしまうことを防ぐことができる。

【0023】

第１電圧変換部は、前記第１導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して前記第２電源部側の導電路に出力する充電動作と、前記第２電源部側の導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して前記第１導電路に出力する放電動作とを行うように構成されていてもよい。制御部は、前記第１電圧変換部に放電動作を行わせつつ前記第２電圧変換部に放電動作を行わせる急速放電制御を少なくとも行うように機能してもよい。

【0024】

この車両用電源装置は、必要に応じて第１電圧変換部及び第２電圧変換部のいずれにも放電動作を行わせることができるようになり、第２電源部を放電させる能力を高めたい場合に有利になる。

【0025】

車両用電源装置は、第２電源部の出力電圧を検出する電圧検出部を有していてもよい。制御部は、少なくとも電圧検出部によって検出される第２電源部の出力電圧が一定値以下である場合に急速放電制御を行うように機能してもよい。

【0026】

第２電源部の出力電圧が低下した場合に急速放電制御を行うようにすれば、第２電源部をより低い電圧範囲まで使えるようになる。よって、第２電源部の使用可能な電圧範囲を広げることができる。

【0027】

車両用電源装置は、入力側の導電路から分岐する複数の前記第１導電路を有していてもよい。そして、複数の前記第１電圧変換部が、各々の前記第１導電路と前記第２電源部側の導電路との間に並列に設けられた多相構成をなしていてもよい。

【0028】

この車両用電源装置は、複数の第１電圧変換部が並列に設けられた多相構成をなすため、充電能力を高めることができる。

【0029】

車両用電源装置は、複数の前記第３導電路を有していてもよい。そして、複数の前記第２電圧変換部が、前記第２電源部側の導電路と各々の前記第３導電路との間に並列に設けられた多相構成をなしていてもよい。

【0030】

この車両用電源装置は、複数の第２電圧変換部が並列に設けられた多相構成をなすため、放電能力を高めることができる。また、充放電制御時にいずれかの第２電圧変換部でオープン故障等が生じても、他の第２電圧変換部の放電動作によって電力供給が維持されやすくなる。

【0031】

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１について説明する。
図１で示す車両用電源システム１００は、第１電源部３と、第２電源部５と、車両用電源装置１（以下、電源装置１ともいう）とを備えた構成をなし、負荷に電力を供給し得るシステムとして構成されている。なお、第２電源部５は、電源装置１の一部として構成されていてもよく、電源装置１とは別体として設けられていてもよい。以下の説明では、第２電源部５が電源装置１の一部として構成された例を代表例として説明する。

【0032】

第１電源部３は、例えば、鉛蓄電池等の公知の蓄電手段によって構成され、所定電圧を発生させるとともに、入力側の導電路１４に所定電圧を印加する構成をなす。第１電源部３の高電位側の端子は、第１電源部３からの電力経路となる入力側の導電路１４に電気的に接続され、第１電源部３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。

【0033】

第２電源部５は、例えば、電気二重層キャパシタ等の公知の蓄電手段によって構成されている。第２電源部５は、例えば、複数のキャパシタが直列に接続されたキャパシタ群として構成され、全体において最も低い電位となる端子は電流検出抵抗（抵抗器８２Ａ）を介してグラウンドに接続されている。また、第２電源部５において、最も高い電位となる端子は、第２電源部側の導電路２４に電気的に接続されている。

【0034】

電源装置１は、主として、第１電圧変換部４０、第２電圧変換部５０、制御部６０、第１導電路２１、第２導電路２２、第３導電路２３、第２電源部側の導電路２４、第２電源部５、半導体スイッチ７１，７２，７３、電流検出回路８１，８２，８３などを備え、図示しない基板にこれらが設けられて一体的なユニットとして構成されている。

【0035】

電源装置１は、第１電源部３によって入力側の導電路１４に印加される電圧に基づき、出力側の導電路１６に印加する出力電圧を生成する回路であり、入力側の導電路１４に印加される電圧が一定レベル以上低下した場合には、第２電源部５によって第２電源部側の導電路２４に印加される電圧に基づき、出力側の導電路１６に印加する出力電圧を生成する回路として構成されている。なお、図１では、入力側の導電路１４のうち、電源装置１を構成する基板に設けられた配線を導電路１４Ｂとし、電源装置１の外部に設けられた配線を導電路１４Ａとしている。また、出力側の導電路１６のうち、電源装置１を構成する基板に設けられた配線を導電路１６Ｂとし、電源装置１の外部に設けられた配線を導電路１６Ａとしている。

【0036】

電源装置１には、入力側の導電路１４から分岐する第１導電路２１及び第２導電路２２と、第２導電路２２から分岐する第３導電路２３及び導電路１６Ｂとが設けられている。

【0037】

第１導電路２１は、入力側の導電路１４と第１電圧変換部４０とを接続する導電路であり、第１電圧変換部４０の降圧動作時には入力側の導電路１４の電圧が第１電圧変換部４０の入力電圧となるように、入力側の導電路１４の電圧をスイッチング素子４１のドレインに印加する経路として機能する。また、第１電圧変換部４０の昇圧動作時には、第１電圧変換部４０の出力電圧が第２導電路２２に印加されるように、出力電圧を伝達する経路として機能する。

【0038】

第２導電路２２は、入力側の導電路１４から第１導電路２１とは異なる経路として分岐し、導電路１６Ｂ（出力側の導電路１６の一部）及び第３導電路２３に電気的に接続されている。第２導電路２２は、入力側の導電路１４と、出力側の導電路１６及び第３導電路２３のそれぞれとを接続する導電路として機能する。

【0039】

第３導電路２３は、第２導電路２２及び出力側の導電路１６と第２電圧変換部５０とを接続する導電路であり、第２電圧変換部５０の降圧動作時には第２導電路２２の電圧に基づく入力電圧をスイッチング素子５１のドレインに印加する経路として機能する。また、第２電圧変換部５０の昇圧動作時には、第２電圧変換部５０の出力電圧に基づく電圧が出力側の導電路１６に印加されるように、出力電圧を伝達する経路として機能する。

【0040】

第２電源部側の導電路２４（第４導電路）は、第１電圧変換部４０のインダクタ４３と、第２電圧変換部５０のインダクタ５３と、第２電源部５の高電位側の端子とを接続する導電路であり、第２電源部５の出力電圧（充電電圧）が印加される導電路である。

【0041】

半導体スイッチ７１，７２は、例えばＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されている。半導体スイッチ７１，７２，第２切替部の一例に相当し、入力側の導電路１４と第３導電路２３との間で電流が流れることを許容するオン状態と遮断するオフ状態とに切り替わるように機能する。具体的には、半導体スイッチ７１，７２がいずれもオン状態であれば、入力側の導電路１４と第３導電路２３との間が通電可能となり、半導体スイッチ７１，７２がいずれもオフ状態であれば、入力側の導電路１４と第３導電路２３との間が通電可能となる。半導体スイッチ７１は、入力側の導電路１４の一部をなす導電路１４Ｂに介在し、ドレインが第１電源部３に電気的に接続され、ソースが第１導電路２１及び第２導電路２２に電気的に接続されており、オフ状態のときには、第１導電路２１及び第２導電路２２から第１電源部３側に電流が流れることが遮断される。オン状態のときには、導電路１４Ｂにおける双方向の通電を許容する。半導体スイッチ７２は、第２導電路２２に介在し、ドレインが出力側の導電路１６及び第３導電路２３に電気的に接続され、ソースが第１導電路２１及び第２導電路２２に電気的に接続されており、オフ状態のときには、入力側の導電路１４及び第１導電路２１から出力側の導電路１６及び第３導電路２３に電流が流れることが遮断される。オン状態のときには、第２導電路２２における双方向の通電を許容する。

【0042】

半導体スイッチ７３は、例えばＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されている。半導体スイッチ７３は、切替部の一例に相当し、第３導電路２３の双方向の通電を許容するオン状態と、第３導電路２３において第２電圧変換部５０側に向かう方向の通電を遮断するオフ状態とに切り替わる構成をなす。半導体スイッチ７３において、ボディダイオード７３Ａ（以下、ダイオード７３Ａともいう）を除いた部分がスイッチ部７３Ｂであり、スイッチ部７３Ｂは、第３導電路２３に介在するとともに一端側が第２電圧変換部５０に電気的に接続され他端側が出力側の導電路１６に電気的に接続されオン状態とオフ状態とに切り替わる構成をなす。スイッチ部７３Ｂがオン状態のときには、第３導電路２３において双方向の通電が許容される。ダイオード７３Ａは、スイッチ部７３Ｂと並列に設けられるとともに第２電圧変換部５０にアノードが電気的に接続され出力側の導電路１６にカソードが電気的に接続された構成をなす。

【0043】

第１電圧変換部４０は、同期整流方式の単相型ＤＣＤＣコンバータであり、第１導電路２１と第２電源部側の導電路２４との間に設けられている。第１電圧変換部４０は、第１導電路２１に印加された電圧を入力電圧とし、この入力電圧を降圧して第２電源部５に接続された第２電源部側の導電路２４に出力する機能（充電動作を行う機能）と、第２電源部側の導電路２４に印加された電圧を入力電圧とし、この入力電圧を昇圧して第１導電路２１に出力する機能（放電動作を行う機能）とを有する昇降圧型且つ双方向型のＤＣＤＣコンバータとして機能する。

【0044】

第１電圧変換部４０は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されるハイサイド側のスイッチング素子４１及びローサイド側のスイッチング素子４２と、インダクタ４３と、コンデンサ４４とを備える。スイッチング素子４１及びスイッチング素子４２は、第１導電路２１とグラウンドとの間に直列に接続され、スイッチング素子４１のドレインは第１導電路２１に接続され、第１導電路２１の電圧が印加される。スイッチング素子４１のソースは、ローサイド側のスイッチング素子４２のドレイン及びインダクタ４３の一端が接続されている。スイッチング素子４２のソースは、抵抗器８３Ａを介してグラウンドに接続されている。スイッチング素子４１のゲートには、制御部６０に設けられた駆動回路からのＰＷＭ信号により、駆動信号（オン信号）及び非駆動信号（オフ信号）が入力され、駆動回路からの信号に応じてスイッチング素子４１がオン状態とオフ状態とに切り替わる。同様に、スイッチング素子４２のゲートにも、駆動回路からのＰＷＭ信号により駆動信号（オン信号）及び非駆動信号（オフ信号）が入力され、駆動回路からの信号に応じてスイッチング素子４２がオン状態とオフ状態とに切り替わる。

【0045】

制御部６０に設けられた駆動回路は、スイッチング素子４１，４２夫々を各制御周期で交互にオンするためのオン信号を、スイッチング素子４１，４２のゲートに印加する。スイッチング素子４１のゲートには、スイッチング素子４２のゲートに与えられるオン信号に対して位相が略反転しており且つ所謂デッドタイムが確保されたオン信号が与えられる。

【0046】

第２電圧変換部５０は、同期整流方式の単相型ＤＣＤＣコンバータであり、第３導電路２３と第２電源部側の導電路２４との間に設けられている。第２電圧変換部５０は、第３導電路２３に印加された電圧を入力電圧とし、この入力電圧を降圧して第２電源部側の導電路２４に出力する機能（充電動作を行う機能）と、第２電源部側の導電路２４に印加された電圧を入力電圧とし、この入力電圧を昇圧して第３導電路２３に出力する機能（放電動作を行う機能）とを有する昇降圧型且つ双方向型のＤＣＤＣコンバータとして機能する。

【0047】

第２電圧変換部５０は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されるハイサイド側のスイッチング素子５１及びローサイド側のスイッチング素子５２と、インダクタ５３と、コンデンサ５４とを備える。スイッチング素子５１及びスイッチング素子５２は、第３導電路２３とグラウンドとの間に直列に接続され、スイッチング素子５１のドレインは第３導電路２３に接続され、第３導電路２３の電圧が印加される。スイッチング素子５１のソースは、ローサイド側のスイッチング素子５２のドレイン及びインダクタ５３の一端が接続されている。スイッチング素子５２のソースは、抵抗器８３Ａを介してグラウンドに接続されている。スイッチング素子５１のゲートには、制御部６０に設けられた駆動回路からのＰＷＭ信号により、駆動信号（オン信号）及び非駆動信号（オフ信号）が入力され、駆動回路からの信号に応じてスイッチング素子５１がオン状態とオフ状態とに切り替わる。同様に、スイッチング素子５２のゲートにも、駆動回路からのＰＷＭ信号により駆動信号（オン信号）及び非駆動信号（オフ信号）が入力され、駆動回路からの信号に応じてスイッチング素子５２がオン状態とオフ状態とに切り替わる。

【0048】

制御部６０に設けられた駆動回路は、スイッチング素子５１，５２夫々を各制御周期で交互にオンするためのオン信号を、スイッチング素子５１，５２のゲートに印加する。スイッチング素子５１のゲートには、スイッチング素子５２のゲートに与えられるオン信号に対して位相が略反転しており且つ所謂デッドタイムが確保されたオン信号が与えられる。

【0049】

制御部６０は、例えばマイクロコンピュータとして構成される制御回路と、制御回路から発せられるＰＷＭ信号に基づいて各スイッチング素子４１，４２，５１，５２に対するＰＷＭ信号を出力する駆動回路とを備える。制御部６０に設けられた制御回路は。様々な演算を行い得るＣＰＵ、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ、アナログの電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器などを備え、ＣＰＵは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器と互いにバス接続されている。

【0050】

電流検出回路８１は、抵抗器８１Ａ及び差動増幅器８１Ｂを有する。抵抗器８１Ａに生じた電圧降下は、差動増幅器８１Ｂで増幅されて出力電流に応じた検出電圧となり、Ａ／Ｄ変換器でデジタル値に変換される。電流検出回路８２は、抵抗器８２Ａ及び差動増幅器８１Ｂを有する。抵抗器８２Ａに生じた電圧降下は、差動増幅器８２Ｂで増幅されて出力電流に応じた検出電圧となり、Ａ／Ｄ変換器でデジタル値に変換される。電流検出回路８３は、抵抗器８３Ａ及び差動増幅器８３Ｂを有する。抵抗器８３Ａに生じた電圧降下は、差動増幅器８１Ｂで増幅されて出力電流に応じた検出電圧となり、Ａ／Ｄ変換器でデジタル値に変換される。

【0051】

制御部６０内のＡ／Ｄ変換器には、電流検出回路８１〜８３からの検出電圧が入力され、これらの電圧がＡ／Ｄ変換器によってデジタル値に変化されるため、制御部６０内の制御回路は、抵抗器８１Ａ，８２Ａ，８３Ａが設けられた各位置の電流を検出し得る。また、制御部６０内のＡ／Ｄ変換器には、入力側の導電路１４、第２電源部側の導電路２４、第３導電路２３のそれぞれの電圧が入力され、これらの電圧がＡ／Ｄ変換器によってデジタル値に変化されるため、制御部６０内の制御回路は、各位置の電圧を検出し得る。なお、図１の例では、入力側の導電路１４、第２電源部側の導電路２４、第３導電路２３のそれぞれの電圧を直接的に制御部６０に入力する構成を例示しているが、入力側の導電路１４、第２電源部側の導電路２４、第３導電路２３のそれぞれの電圧を分圧する分圧回路を設け、それぞれの電圧を分圧した電圧を制御部６０に入力する構成であってもよい。

【0052】

制御部６０は、第１電圧変換部４０を同期整流方式の昇降圧型コンバータとして機能させ、降圧動作を行う場合には、ローサイド側のスイッチング素子４２のオン動作とオフ動作との切り替えを、ハイサイド側のスイッチング素子４１の動作と同期させて行うことで、第１導電路２１に印加された直流電圧を降圧し、第２電源部側の導電路２４に出力する。第２電源部側の導電路２４の出力電圧は、スイッチング素子４１のゲートに与えるＰＷＭ信号のデューティ比に応じて定まる。制御部６０は、降圧動作を行う場合、第２電源部側の導電路２４に印加される出力電圧と予め定められた目標電圧との偏差に基づいて、出力電圧を目標電圧に近づけるように公知のフィードバック演算方式（例えば、ＰＩＤ演算方式）でフィードバック演算を行い、ＰＷＭ信号のデューティを調整する。

【0053】

制御部６０は、第１電圧変換部４０で昇圧動作を行う場合、第１導電路２１に印加される出力電圧と予め定められた目標電圧との偏差に基づいて、出力電圧を目標電圧に近づけるように公知のフィードバック演算方式（例えば、ＰＩＤ演算方式）でフィードバック演算を行い、ＰＷＭ信号のデューティを調整する。

【0054】

また、制御部６０は、第２電圧変換部５０を同期整流方式の昇降圧型コンバータとして機能させ、降圧動作を行う場合には、ローサイド側のスイッチング素子５２のオン動作とオフ動作との切り替えを、ハイサイド側のスイッチング素子５１の動作と同期させて行うことで、第３導電路２３に印加された直流電圧を降圧し、第２電源部側の導電路２４に出力する。第２電源部側の導電路２４の出力電圧は、スイッチング素子５１のゲートに与えるＰＷＭ信号のデューティ比に応じて定まる。制御部６０は、昇圧動作を行う場合、第２電源部側の導電路２４に印加される出力電圧と予め定められた目標電圧との偏差に基づいて、出力電圧を目標電圧に近づけるように公知のフィードバック演算方式（例えば、ＰＩＤ演算方式）でフィードバック演算を行い、ＰＷＭ信号のデューティを調整する。

【0055】

制御部６０は、第２電圧変換部５０で昇圧動作を行う場合、第３導電路２３に印加される出力電圧と予め定められた目標電圧との偏差に基づいて、出力電圧を目標電圧に近づけるように公知のフィードバック演算方式（例えば、ＰＩＤ演算方式）でフィードバック演算を行い、ＰＷＭ信号のデューティを調整する。

【0056】

なお、ＰＩＤ方式でフィードバック演算を行うときの比例ゲイン、微分ゲイン、積分ゲインの設定方法は限定されず、様々に設定することができる。

【0057】

本構成では、制御部６０は、急速充電制御、充放電制御、一方側放電制御、急速放電制御の４つの制御を少なくとも行い得る。急速充電制御は、第１電圧変換部４０に充電動作を行わせるとともに第２電圧変換部５０に充電動作を行わせる制御である。充放電制御は、第１電圧変換部４０に充電動作を行わせるとともに第２電圧変換部５０に放電動作を行わせる制御である。一方側放電制御は、第１電圧変換部４０の動作を停止させるとともに第２電圧変換部５０に放電動作を行わせる制御である。急速放電制御は、第１電圧変換部４０に放電動作を行わせつつ第２電圧変換部５０に放電動作を行わせる制御である。

【0058】

次に、電源装置１で実行される具体的な制御の流れを説明する。
図２で示す制御は、例えば、当該電源装置１が搭載された車両を走行可能状態に切り替える始動スイッチがオン状態になった場合に実行される処理である。具体的には、車両に設けられた図示しないイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わった場合に、電源装置１の外部に設けられた装置（外部ＥＣＵなど）からイグニッションスイッチがオン状態であることを示すイグニッションオン信号（以下ＩＧオン信号ともいう）が制御部６０に入力され、イグニッションスイッチがオフ状態になった場合には、イグニッションスイッチがオフ状態であることを示すイグニッションオフ信号（以下ＩＧオフ信号ともいう）が制御部６０に入力されるようになっている。つまり、イグニッションスイッチが始動スイッチの一例に相当し、イグニッションスイッチがオン状態になった場合が、「始動スイッチがオン状態になった場合」の一例に相当する。

【0059】

制御部６０は、イグニッションスイッチがオン状態に切り替わることに応じて図２の制御を開始した場合、まず、ステップＳ１の処理を実行し、電源装置１を動作させるモードを急速充電モードとする。この急速充電モードとは、制御部６０が急速充電制御を行うモードである。急速充電制御中には、制御部６０は、半導体スイッチ７１，７２をいずれもオン状態で維持するとともに半導体スイッチ７３もオン状態で維持し、このようなスイッチ状態で、図３のように第１電圧変換部４０及び第２電圧変換部５０のいずれにも、第２電源部５に充電電流を供給する充電動作を行わせる。具体的には、第１導電路２１の電圧を降圧して第２電源部側の導電路２４に出力するように第１電圧変換部４０を降圧動作させ、第３導電路２３の電圧を降圧して第２電源部側の導電路２４に出力するように第２電圧変換部５０を降圧動作させる。このような急速充電制御中には、第１電圧変換部４０及び第２電圧変換部５０によって第２電源部５に対して充電電流が供給され、相対的に大きな充電電流が供給されるため、充電電圧の上昇速度が大きくなる。

【0060】

このように、制御部６０は、電源装置１が搭載された車両を走行可能状態に切り替える始動スイッチ（具体的には、イグニッションスイッチ）がオン状態になった場合に急速充電制御を行い、この急速充電制御を、所定の終了条件が成立するまで（急速充電終了トリガがあるまで）継続する。

【0061】

制御部６０は、ステップＳ１にて急速充電モードとし、急速充電制御を開始した後、ステップＳ２にて所定の終了条件が成立したか否か（急速充電終了トリガがあったか否か）を判定する。本構成では、電源装置１が搭載された車両においてシフト操作があった場合、又はイグニッションスイッチ（始動スイッチ）がオン状態になってから一定時間が経過した場合が、「所定の終了条件」として定められている。制御部６０は、ステップＳ２にて終了条件が成立していないと判定した場合、即ち、電源装置１が搭載された車両においてシフト操作がなく且つイグニッションスイッチ（始動スイッチ）がオン状態になってから一定時間が経過していない場合（ステップＳ２にてＮｏの場合）、ステップＳ１にて急速充電モードを継続する。

【0062】

制御部６０は、ステップＳ２の処理で終了条件が成立したと判定した場合、即ち、電源装置１が搭載された車両においてシフト操作があった場合、又はイグニッションスイッチ（始動スイッチ）がオン状態になってから一定時間が経過した場合（ステップＳ２にてＹｅｓの場合）、ステップＳ３の処理を行い、急速充電モードから通常充電モード（充放電モード）に切り替える。つまり、制御部６０は、イグニッションスイッチ（始動スイッチ）がオン状態になった後に電源装置１が搭載された車両においてシフト操作が行われた場合、又は始動スイッチがオン状態になった後に一定時間が経過した場合に充放電制御を行う。

【0063】

本構成では、電源装置１の外部に設けられた外部装置（例えば、シフトバイワイヤＥＣＵなど）から電源装置１に対してシフトレンジを示す信号が入力されるようになっており、「イグニッションスイッチがオン状態になった後、電源装置１に対して新たなシフトレンジを示す信号が入力された場合」が「シフト操作があった場合」の一例に相当する。例えば、イグニッションスイッチがオン状態になった直後にシフトレンジがＰレンジにあることを示すＰレンジ信号が電源装置１に入力されており、イグニッションスイッチ（始動スイッチ）がオン状態になってから一定時間が経過する前にシフトレンジがＤレンジにあることを示すＤレンジ信号が電源装置１に入力された場合、制御部６０は、シフト操作があったと判定し、ステップＳ２でＹｅｓに進むことになる。

【0064】

ステップＳ３で設定される通常充電モード（充放電モード）とは、制御部６０が充放電制御を行うモードである。制御部６０は、通常充電モード（充放電モード）中に、半導体スイッチ７１，７２をいずれもオン状態で維持し、半導体スイッチ７３はオフ状態とする。このようなスイッチ状態で、図４のように第１電圧変換部４０に対し第２電源部５に充電電流を供給させる充電動作（降圧動作）を行わせつつ第２電圧変換部５０に対し放電電流を流す放電動作（昇圧動作）を行わせる。具体的には、第１導電路２１の電圧を降圧して第２電源部側の導電路２４に出力するように第１電圧変換部４０を降圧動作させ、第２電源部側の導電路２４の電圧を昇圧して第３導電路２３に出力するように第２電圧変換部５０を昇圧動作させる。

【0065】

制御部６０は、図３のように急速充電制御を行う場合には、半導体スイッチ７３をオフ状態（即ち、スイッチ部７３Ｂをオン状態）で維持するが、図４のように充放電制御を行う場合には、半導体スイッチ７３をオン状態（即ち、スイッチ部７３Ｂをオン状態）で維持する。つまり、充放電制御中には、第２導電路２２側から第３導電路２３を介して第２電圧変換部５０側に電流が流れ込むことが遮断され、第２電圧変換部５０から第３導電路２３に出力される電流が、ボディダイオード７３Ａを介して出力側の導電路１６に流れるようになる。

【0066】

制御部６０は、ステップＳ３で通常充電モード（充放電モード）に設定した後、ステップＳ４でバックアップトリガが生じたか否か（具体的には、入力側の導電路１４からの電力供給の異常が生じたか否か）を判定する。本構成では、制御部６０に入力側の導電路１４の電圧が入力されるようになっており、制御部６０は、入力側の導電路１４の電圧を監視している。制御部６０は、ステップＳ４において、入力側の導電路１４の電圧が第１閾値電圧以下であるか否かを判定し、入力側の導電路１４の電圧が第１閾値電圧以下であると判定した場合（バックアップトリガが生じたと判定し、ステップＳ４でＹｅｓとなる場合）、ステップＳ６の処理を行う。

【0067】

制御部６０は、ステップＳ４において、入力側の導電路１４の電圧が第１閾値電圧を超えていると判定した場合（バックアップトリガが生じていないと判定し、ステップＳ４でＮｏとなる場合）、ステップＳ５において充電終了条件が成立しているか否か（例えば、第２電源部５の充電電圧が充電閾値電圧に達しているか否か）を判定する。制御部６０は、ステップＳ５において充電終了条件が成立していないと判定した場合（ステップＳ５でＮｏの場合）、ステップＳ３以降の処理を行う。

【0068】

制御部６０は、ステップＳ５において充電終了条件が成立していると判定した場合（ステップＳ５でＹｅｓの場合）、上述した充放電制御（図４）を終了し、第１電圧変換部４０及び第２電圧変換部５０の動作を停止させる。この場合、充放電制御を終了した後は、例えば、半導体スイッチ７１、７２をオン状態で維持したまま、半導体スイッチ７３をオフ状態で維持する。

【0069】

制御部６０は、ステップＳ４において入力側の導電路１４の電圧が第１閾値電圧以下であると判定し、ステップＳ６の処理を行う場合、第１バックアップモード（一方側放電モード）とする。この第１バックアップモード（一方側放電モード）とは、制御部６０が一方側放電制御を行うモードである。制御部６０は、一方側放電制御を行う場合、半導体スイッチ７１，７２をいずれもオフ状態で維持するとともに半導体スイッチ７３をオン状態で維持する。これにより、第１導電路２１及び第２導電路２２から入力側の導電路１４に向けて電流が流れることが遮断され、入力側の導電路１４及び第１導電路２１から出力側の導電路１６に向けて電流が流れることも遮断される。このようなスイッチ状態で、図５のように第１電圧変換部４０の動作を停止させつつ第２電圧変換部５０に対し放電電流を流す放電動作（昇圧動作）を行わせる。具体的には、第１電圧変換部４０のスイッチング素子４１、４２をオフ状態で維持しつつ、第２電源部側の導電路２４の電圧を昇圧して第３導電路２３に出力するように第２電圧変換部５０を昇圧動作させる。

【0070】

このように、上述した充放電制御によって第２電源部５が充電されている最中に地絡や断線などによって入力側の導電路１４の電圧低下が生じても、一方側放電制御を行うことで第２電源部５をバックアップ電源として作動させることができる。しかも、制御部６０が制御を充放電制御から一方側放電制御に切り替える前後で第２電圧変換部５０の放電を途絶えさせることなく維持することができるため、入力側の導電路１４の異常の検知からバックアップ動作を行うまでの間に電力が途絶える空白期間が生じなくなる。

【0071】

本構成では、制御部６０が異常検出部の一例に相当し、少なくとも入力側の導電路１４の電圧の異常（具体的には、入力側の導電路１４の電圧が第１閾値電圧以下に低下する異常）を検出する機能を有する。そして、制御部６０は、ステップＳ３でのモード設定によって充放電制御が行われているときに異常が検出された場合、ステップＳ６にて第１バックアップモードに切り替え、第１電圧変換部４０の動作を停止させるとともに第２電圧変換部５０に放電動作を行わせる一方側放電制御を行う。

【0072】

制御部６０は、ステップＳ６で第１バックアップモード（一方側放電モード）に設定した後、ステップＳ７において急速放電トリガが生じたか否か（具体的には、第２電源部５の出力電圧が第２閾値電圧以下に低下したか否か）を判定する。本構成では、制御部６０に第２電源部側の導電路２４の電圧が入力されるようになっており、制御部６０は、第２電源部側の導電路２４の電圧を監視している。制御部６０は、ステップＳ７において、第２電源部側の導電路２４の電圧が第２閾値電圧以下であるか否かを判定し、第２電源部側の導電路２４の電圧が第２閾値電圧以下であると判定した場合（急速放電トリガが生じたと判定し、ステップＳ７でＹｅｓとなる場合）、ステップＳ８の処理を行う。一方、制御部６０は、ステップＳ７において第２電源部側の導電路２４の電圧が第２閾値電圧以下でない判定した場合（ステップＳ７でＮｏとなる場合）、ステップＳ６の設定（第１バックアップモードの設定）を維持し、上述した一方側放電制御を継続する。

【0073】

制御部６０は、ステップＳ７において第２電源部側の導電路２４の電圧が第２閾値電圧以下であると判定した場合、ステップＳ８において第２バックアップモード（急速放電モード）とする。この第２バックアップモード（急速放電モード）とは、制御部６０が急速放電制御を行うモードである。制御部６０は、急速放電制御を行う場合、半導体スイッチ７１をオフ状態としつつ、半導体スイッチ７２，７３をいずれもオン状態で維持する。これにより、第１導電路２１及び第２導電路２２から入力側の導電路１４に向けて電流が流れることが遮断されつつ、第１導電路２１と出力側の導電路１６との間が導通状態となる。このようなスイッチ状態で、図６のように第１電圧変換部４０及び第２電圧変換部５０に対し放電電流を流す放電動作（昇圧動作）を行わせる。具体的には、第２電源部側の導電路２４の電圧を昇圧して第１導電路２１に出力するように第１電圧変換部４０を昇圧動作させ、第２電源部側の導電路２４の電圧を昇圧して第３導電路２３に出力するように第２電圧変換部５０を昇圧動作させる。

【0074】

本構成では、制御部６０が電圧検出部の一例に相当し、第２電源部５の出力電圧を検出するように機能する。そして、制御部６０は、少なくとも電圧検出部によって検出される第２電源部５の出力電圧が一定値以下である場合に急速放電制御を行うように機能する。

【0075】

なお、図２では省略して示したが、図２の制御において、急速充電モード中（即ち、急速充電制御が行われている最中）に入力側の導電路１４の電圧が第１閾値電圧以下であるか否かを継続的に判定し、入力側の導電路１４の電圧が第１閾値電圧以下であると判定した場合、ステップＳ６以降の処理を行うようにすればよい。また、図２では省略して示したが、ステップＳ５において充電終了と判定し、第１電圧変換部４０及び第２電圧変換部５０の動作を停止させた場合、イグニッションスイッチがオフ状態に切り替わる前までは、入力側の導電路１４の電圧が第１閾値電圧以下であるか否かを継続的に判定し、入力側の導電路１４の電圧が第１閾値電圧以下であると判定した場合、ステップＳ６以降の処理を行うようにすればよい。

【0076】

以下、本構成の効果を例示する。
電源装置１は、制御部６０が急速充電制御を行う場合に、図３のように第１電圧変換部４０及び第２電圧変換部５０のいずれにも充電動作を行わせることができる。このような急速充電制御によって第２電源部５の充電時間をより短くすることができるため、第２電源部５の充電電圧を早期に適正レベルまで高めやすくなるとともに、電力供給が途絶えるタイミングが急速充電制御中に到来してしまうような事態は生じにくくなる。

【0077】

また、制御部６０が充放電制御を行う場合には、図４のように第１電圧変換部４０に充電動作を行わせ、第２電圧変換部５０に放電動作を行わせることができる。つまり、図４のような充放電制御中には、第１電圧変換部４０によって第２電源部５の充電動作を行いつつ、第２電圧変換部５０によって第２電源部５の放電動作を継続することができるため、仮に、充放電制御による充電中に第１電源部３からの電力供給が遮断されても、その遮断前後で第２電源部５の放電状態が継続的に維持される。

【0078】

そして、このように「充電中に第１電源部３の電力供給が途絶える問題」に関して有利な２つの制御を使い分けることができるため、上記問題に対して対策しつつ、第２電源部５を充電する上での自由度を高めることができる。

【0079】

図２のように、制御部６０は、電源装置１が搭載された車両を走行可能状態に切り替えるイグニッションスイッチ（始動スイッチ）がオン状態になった場合に急速充電制御を行い、イグニッションスイッチがオン状態になった後、所定条件が成立した場合に充放電制御を行うように機能する。このように構成された電源装置１は、イグニッションスイッチがオン状態になった時点で第２電源部５の出力電圧が相対的に低いレベルであったとしても、イグニッションスイッチがオン状態になった後に急速に充電を行うことができるため、出力電圧をより迅速に上昇させることができる。つまり、イグニッションスイッチがオン状態になった後、第２電源部５を低レベル状態からより早期に回復させることができる。そして、急速充電制御の開始後、所定条件が成立した場合には、急速充電制御を早期に終了させて第１電源部３の電力遮断に強い充放電制御（電力遮断が生じても、その時点で放電が維持される制御）に切り替えることができる。

【0080】

また、制御部６０は、イグニッションスイッチ（始動スイッチ）がオン状態になった後、電源装置１が搭載された車両において少なくともシフト操作が行われた場合に充放電制御を行う。このように構成された電源装置１は、シフト操作が行われる前に急速充電制御を行うことができるため、車両が走行する前に第２電源部５の出力電圧を迅速に上昇させ、第２電源部５を低レベル状態からより早期に回復させることができる。そして、少なくともシフト操作が行われた後は、充放電制御に切り替えることができる。つまり、車両が走行状態になる可能性が生じた後には、第１電源部３の電力遮断に強い制御（電力遮断が生じても、その時点で放電が維持される制御）に切り替えることで、走行時に電力が完全に途絶えること防ぐことができる。

【0081】

また、制御部６０は、イグニッションスイッチ（始動スイッチ）がオン状態になった後、少なくとも一定時間が経過した場合に充放電制御を行う。このように構成された電源装置１は、イグニッションスイッチがオン状態になった後、一定時間が経過する前の初期段階では、急速充電制御を行うことができるため、第２電源部５の出力電圧を迅速に上昇させ、第２電源部５を低レベル状態からより早期に回復させることができる。そして、少なくとも一定時間が経過した場合には早期に充放電制御を終了させて第１電源部３の電力遮断に強い充放電制御（電力遮断が生じても、その時点で放電が維持される制御）に切り替えることができる。

【0082】

電源装置１は、第３導電路２３に介在するとともに一端側が第２電圧変換部５０に電気的に接続され他端側が出力側の導電路１６に電気的に接続されオン状態とオフ状態とに切り替わるスイッチ部７３Ｂと、スイッチ部７３Ｂと並列に設けられるとともに第２電圧変換部５０にアノードが電気的に接続され出力側の導電路１６にカソードが電気的に接続されるダイオード７３Ａとを備えた半導体スイッチ７３（切替部）を有する。制御部６０は、スイッチ部７３Ｂをオン状態としつつ急速充電制御を行い、スイッチ部７３Ｂをオフ状態としつつ充放電制御を行う。このように構成された電源装置１は、急速充電制御を行うときには、半導体スイッチ７３（切替部）のスイッチ部７３Ｂをオン状態とすることで、入力側の導電路１４から第２導電路２２及び第３導電路２３を介して第２電圧変換部５０に電流が流れ込むことを許容することができる。一方、充放電制御を行うときには、スイッチ部７３Ｂをオフ状態とすることで入力側の導電路１４から第２導電路２２及び第３導電路２３を介して第２電圧変換部５０に電流が流れ込むことを遮断しつつ、スイッチ部７３Ｂと並列に設けられたダイオード７３Ａの存在により、第２電圧変換部５０から出力される電流を出力側の導電路１６に向けて流すことができる。

【0083】

電源装置１は、少なくとも入力側の導電路１４の電圧の異常を検出する異常検出部を備える。制御部６０は、急速充電制御又は充放電制御が行われているときに異常検出部によって異常が検出された場合、第１電圧変換部４０の動作を停止させるとともに第２電圧変換部５０に放電動作を行わせる一方側放電制御を行う。

【0084】

このように構成された電源装置１は、急速充電制御又は充放電制御が行われているときに異常検出部が異常を検出した場合、制御部６０が一方側放電制御を行うため、第１電圧変換部４０の動作を停止させて保護を図りつつ、第２電圧変換部５０に放電動作を行わせて電力供給状態を維持することができる。特に、充放電制御が行われているときに入力側の導電路１４で異常が発生して一方側放電制御に切り替える場合、異常前後で第２電圧変換部５０の放電動作を継続することができるため、異常発生直後に電力供給が完全に途絶えるような事態が生じにくくなる。

【0085】

電源装置１は、入力側の導電路１４と第３導電路２３との間で電流が流れることを許容するオン状態と遮断するオフ状態とに切り替わる半導体スイッチ７１，７２（第２切替部）を有する。制御部６０は、急速充電制御及び充放電制御を実行するときに半導体スイッチ７１，７２（第２切替部）をオン状態とし、一方側放電制御を実行するとき半導体スイッチ７１，７２（第２切替部）をオフ状態とする。

【0086】

この電源装置１は、急速充電制御を行う場合には、半導体スイッチ７１，７２（第２切替部）をオン状態（入力側の導電路１４と第３導電路２３との間で電流が流れることを許容する状態）とし、入力側の導電路１４から第２導電路２２及び第３導電路２３を介して第２電圧変換部５０に電流を供給することを可能とすることができる。一方、異常の発生に応じて一方側放電制御を行う場合、半導体スイッチ７１，７２（第２切替部）をオフ状態とすることができるため、異常が生じている入力側の導電路１４に第２電圧変換部５０からの放電電流が流れ込んでしまうことを防ぐことができる。

【0087】

第１電圧変換部４０は、第１導電路２１に印加された電圧を降圧して第２電源部側の導電路２４に出力する充電動作と、第２電源部側の導電路２４に印加された電圧を昇圧して第１導電路２１に出力する放電動作とを行い得る。そして、制御部６０は、第１電圧変換部４０に放電動作を行わせつつ第２電圧変換部５０に放電動作を行わせる急速放電制御を行い得る。この電源装置１は、必要に応じて第１電圧変換部４０及び第２電圧変換部５０のいずれにも放電動作を行わせることができるようになり、第２電源部５を放電させる能力を高めたい場合に有利になる。

【0088】

電源装置１は、第２電源部５の出力電圧を検出する電圧検出部を有する。制御部６０は、少なくとも電圧検出部によって検出される第２電源部５の出力電圧が一定値（第２閾値電圧）以下である場合に急速放電制御を行うように機能する。本構成のように、第２電源部５の出力電圧が低下した場合に急速放電制御を行うようにすれば、第２電源部５をより低い電圧範囲まで使えるようになる。よって、第２電源部５の使用可能な電圧範囲を広げることができる。

【0089】

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。

【0090】

実施例１では、第１電圧変換部４０は、第１導電路２１に印加される電圧を降圧して第２電源部側の導電路２４に印加する降圧動作と、第２電源部側の導電路２４に印加される電圧を昇圧して第１導電路２１に印加する昇圧動作とを行い得る構成であったが、実施例１又は実施例１を変更したいずれの例においても、第２電源部５の出力電圧が第１電源部３の出力電圧よりも大きい構成では、第１電圧変換部４０は、第１導電路２１に印加される電圧を昇圧して第２電源部側の導電路２４に印加する昇圧動作（充電動作）と、第２電源部側の導電路２４に印加される電圧を降圧して第１導電路２１に印加する降圧動作（放電動作）とを行い得る構成とすればよい。同様に、第２電圧変換部５０は、第３導電路２３に印加される電圧を昇圧して第２電源部側の導電路２４に印加する昇圧動作（充電動作）と、第２電源部側の導電路２４に印加される電圧を降圧して第３導電路２３に印加する降圧動作（放電動作）とを行い得る構成とすればよい。

【0091】

実施例１では、第１電圧変換部４０及び第２電圧変換部５０のそれぞれが単相型のＤＣＤＣコンバータとして構成された例を示したが、実施例１又は実施例１を変更したいずれの例においても、いずれか一方側又は両側を多相型のＤＣＤＣコンバータとしてもよい。例えば、図１で示す第１電圧変換部４０を複数設けた多相構造とする場合、各第１電圧変換部４０のスイッチング素子４１のドレイン及びコンデンサ４４の一端をそれぞれ第１導電路２１に電気的に接続し、各第１電圧変換部４０のインダクタ４３の一端をそれぞれ第２電源部側の導電路２４に電気的に接続し、各第１電圧変換部４０のコンデンサ４４の他端及びスイッチング素子４２のソースをそれぞれ抵抗器８３Ａの一端（グラウンドとは反対側の端部）に電気的に接続するように並列に接続すればよい。また、図１で示す第２電圧変換部５０を複数設けた多相構造とする場合、各第２電圧変換部５０のスイッチング素子５１のドレイン及びコンデンサ５４の一端をそれぞれ第３導電路２３に電気的に接続し、各第２電圧変換部５０のインダクタ４３の一端をそれぞれ第２電源部側の導電路２４に電気的に接続し、各第２電圧変換部５０のコンデンサ５４の他端及びスイッチング素子５２のソースをそれぞれ抵抗器８３Ａの一端に電気的に接続するように並列に接続すればよい。

【0092】

実施例１では、第１電圧変換部４０及び第２電圧変換部５０のいずれもが同期整流式のＤＣＤＣコンバータとして構成された例を示したが、実施例１又は実施例１を変更したいずれの例においても、一部のスイッチング素子をダイオードに置き換えたダイオード方式のＤＣＤＣコンバータとしてもよい。

【0093】

実施例１では、イグニッションオン信号によってイグニッションスイッチ（始動スイッチ）がオン状態になったことを検出する構成を例示したが、実施例１又は実施例１を変更したいずれの例においても、イグニッションスイッチがオン状態になったことを特定できる構成であればよい。例えば、ＣＡＮなどの車載通信システムが通信可能になった場合を始動スイッチがオン状態になった場合としてもよい。

【0094】

また、始動スイッチはイグニッションスイッチに限定されず、例えば電気自動車などの場合には、電気自動車のシステム（ＥＶシステム）であってもよい。

【0095】

半導体スイッチ７１，７２，７３やスイッチング素子４１，４２、５１，５２として、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されるスイッチング素子を例示したが、実施例１又は実施例１を変更したいずれの例においても、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴであってもよいし、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴ等の他のスイッチング素子であってもよく、一部を機械式のリレーに置き換えてもよい。

【0096】

実施例１では、図２で示すステップＳ４において、異常検出部に相当する制御部６０が入力側の導電路１４の電圧低下を検出した場合に異常と判定したが、実施例１又は実施例１を変更したいずれの例においても、入力側の導電路１４の電圧が所定の過電圧閾値を超えた状態となる過電圧状態を検出した場合に異常と判定してもよく、入力側の導電路１４の電流が所定の過電流閾値を超えた状態となる過電流状態を検出した場合に異常と判定してもよい。例えば、制御部６０は、急速充電制御又は充放電制御が行われているときに異常検出部によって上記過電流状態の異常が検出された場合にステップＳ６に処理を進め、第１電圧変換部４０の動作を停止させるとともに第２電圧変換部５０に放電動作を行わせるように一方側放電制御を行ってもよい。

【符号の説明】

【0097】

１…車両用電源装置
３…第１電源部
５…第２電源部
１４…入力側の導電路
１６…出力側の導電路
２１…第１導電路
２２…第２導電路
２３…第３導電路
２４…第２電源部側の導電路
４０…第１電圧変換部
５０…第２電圧変換部
６０…制御部（異常検出部、電圧検出部）
７１…半導体スイッチ（第２切替部）
７２…半導体スイッチ（第２切替部）
７３…半導体スイッチ（切替部）
７３Ａ…ダイオード
７３Ｂ…スイッチ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】