特許 7554390 充放電制御装置

(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】

(24)【登録日】2024-09-11

(45)【発行日】2024-09-20

(54)【発明の名称】充放電制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240912BHJP

   H02M 3/00 20060101ALI20240912BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20240912BHJP

   H02J 9/06 20060101ALI20240912BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 L

H02M3/00 H

H02J7/34 G

H02J9/06 110

B60R16/02 645A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021037648

(22)【出願日】2021-03-09

(65)【公開番号】P2022137921

(43)【公開日】2022-09-22

【審査請求日】2023-07-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森田 恭兵

(72)【発明者】

【氏名】村松 宏基

【審査官】鈴木 智之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２７８５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１８０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２７１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００１３１７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００６４２７４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｍ ３／００

Ｈ０２Ｊ ７／３４

Ｈ０２Ｊ ９／０６

Ｂ６０Ｒ １６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源部と、蓄電部と、前記電源部に基づく電力を負荷に供給する経路である第１電力路と、前記蓄電部に基づく電力を前記負荷に供給する経路である第２電力路と、を備えた電源システムにおいて充放電を制御する充放電制御装置であって、
前記電源部に基づく電力が伝送される経路である第１導電路と、
前記第２電力路と前記第１導電路との間に介在する第２導電路と、
前記蓄電部に電気的に接続される第３導電路と、
前記第２導電路と前記第３導電路との間で電圧変換を行う電圧変換部と、
前記第１導電路と前記第２導電路との間に設けられ、前記第１導電路から前記第２導電路へ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１スイッチと、
前記第２導電路と前記第２電力路との間に設けられ、前記第２導電路から前記第２電力路へ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スイッチと、
前記第１導電路を介して供給される電力に基づいて前記電圧変換部とは異なる経路を介して前記蓄電部に電力を供給する供給状態と、前記蓄電部への電力供給を停止する停止状態とに切り替わる補充電部と、
制御部と、を有し、
前記制御部は、第１制御と、第２制御と、第３制御と、を行い、
前記第１制御は、前記第１スイッチをオン状態としつつ前記電圧変換部に対し前記第２導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して前記第３導電路に印加する動作を行わせる制御であり、
前記第２制御は、前記第１スイッチをオフ状態とし、前記第２スイッチをオン状態とし、前記補充電部を前記停止状態とし、前記電圧変換部に対し前記第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導電路に印加する動作を行わせる制御であり、
前記第３制御は、前記第１スイッチをオフ状態とし、前記第２スイッチをオン状態とし、前記補充電部を前記供給状態とし、前記電圧変換部に対し前記第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導電路に印加する変換動作を行わせる制御である
充放電制御装置。

【請求項2】

前記電源システムは、前記第１電力路の電圧が前記第２電力路の電圧よりも低い所定の電圧低下状態となった場合に前記第２電力路を介して前記負荷に電力が供給され、前記所定の電圧低下状態でない正常状態である場合に前記第２電力路を介した前記負荷への電力供給は遮断され、
前記制御部は、前記第２制御を行う場合、前記正常状態となる出力電圧を前記第２導電路に印加するように前記電圧変換部に前記変換動作を行わせ、前記第２制御を行っている状態で所定条件が成立した場合に前記第３制御に切り替える
請求項１に記載の充放電制御装置。

【請求項3】

前記所定条件は、前記蓄電部が前記第３導電路に印加する出力電圧が閾値以下に達することである
請求項２に記載の充放電制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、充放電制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両用電子制御ブレーキ電源システムが開示される。特許文献１に開示されるシステムにおいて、バックアップ電源は、第一のキャパシタと第二のキャパシタとを備える。第一のキャパシタは、車両のイグニションスイッチがオンされた場合に、オルタネータにより充電される。第二のキャパシタは、車両のイグニションスイッチがオフされた場合に、第一のキャパシタと並列に接続されて、第一のキャパシタに蓄積された電荷の一部を受領して充電される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－２３４４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車両などに搭載される電源システムは、電源部（メインバッテリ等）から負荷へ電力が供給されなくなった電源失陥時に、上記電源部とは異なる蓄電部の電力を利用してバックアップ動作を行う。この種の電源システムがバックアップ動作を行う場合、蓄電部からの電力に基づいて電圧変換部（ＤＣＤＣコンバータ等）に入力される電圧を、電圧変換部が所望の出力電圧に変換し、負荷に向けて電力を供給する。

【0005】

しかし、この種の電源システムでは、電源失陥が生じてから電圧変換部を立ち上げると、電圧変換部が正常に動作して適正な電圧を出力するまでにある程度の時間を要するため、負荷に電力が供給されない期間が生じる懸念がある。従って、電圧変換部をできるだけ早期に立ち上げることができ、且つ電圧変換部の動作をできるだけ継続可能な構成が望まれる。しかし、その一方で、この種の電源システムでは、バックアップ動作に用いられる蓄電部に対し所望の時期に充電を行うことも求められる。但し、蓄電部の充電を行うために電圧変換部の動作を停止させることが必須であると、電圧変換部の動作停止時に上記電源失陥が生じた場合に、負荷に電力が供給されない期間が生じてしまう。

【0006】

本開示は、電源部に関連する電源失陥が生じた場合に負荷に電力が供給されない期間が生じることを抑制し得る技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一つである充放電制御装置は、
電源部と、蓄電部と、前記電源部に基づく電力を負荷に供給する経路である第１電力路と、前記蓄電部に基づく電力を前記負荷に供給する経路である第２電力路と、を備えた電源システムにおいて充放電を制御する充放電制御装置であって、
前記電源部に基づく電力が伝送される経路である第１導電路と、
前記第２電力路と前記第１導電路との間に介在する第２導電路と、
前記蓄電部に電気的に接続される第３導電路と、
前記第２導電路と前記第３導電路との間で電圧変換を行う電圧変換部と、
前記第１導電路と前記第２導電路との間に設けられ、前記第１導電路から前記第２導電路へ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１スイッチと、
前記第２導電路と前記第２電力路との間に設けられ、前記第２導電路から前記第２電力路へ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スイッチと、
前記第１導電路を介して供給される電力に基づいて前記電圧変換部とは異なる経路を介して前記蓄電部に電力を供給する供給状態と、前記蓄電部への電力供給を停止する停止状態とに切り替わる補充電部と、
を有する。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係る技術は、電源部に関連する電源失陥が生じた場合に負荷に電力が供給されない期間が生じることを抑制し得る。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１実施形態の充放電制御装置を含む車載システムの一例を概略的に示す回路図である。

【図2】図２は、図１の車載システムにおいて、第１実施形態の充放電制御装置が蓄電部の充電を行う場合の制御（第１制御）を説明する説明図である。

【図3】図３は、図１の車載システムにおいて、第１実施形態の充放電制御装置がバックアップの準備を行う場合の制御（第２制御）を説明する説明図である。

【図4】図４は、図１の車載システムにおいて、第２制御中に電源部からの電力供給が途絶える電源失陥が生じた場合について説明する説明図である。

【図5】図５は、図１の車載システムにおいて、第１実施形態の充放電制御装置がバックアップの準備を行いつつ蓄電部を充電する場合の制御（第３制御）を説明する説明図である。

【図6】図６は、図１の車載システムにおいて、第３制御中に電源部からの電力供給が途絶える電源失陥が生じた場合について説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［本開示の実施形態の説明］
以下では、本開示に係る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〕～〔４〕の特徴は、矛盾しない組み合わせでどのように組み合わされてもよい。

【0011】

〔１〕電源部と、蓄電部と、前記電源部に基づく電力を負荷に供給する経路である第１電力路と、前記蓄電部に基づく電力を前記負荷に供給する経路である第２電力路と、を備えた電源システムにおいて充放電を制御する充放電制御装置であって、
前記電源部に基づく電力が伝送される経路である第１導電路と、
前記第２電力路と前記第１導電路との間に介在する第２導電路と、
前記蓄電部に電気的に接続される第３導電路と、
前記第２導電路と前記第３導電路との間で電圧変換を行う電圧変換部と、
前記第１導電路と前記第２導電路との間に設けられ、前記第１導電路から前記第２導電路へ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１スイッチと、
前記第２導電路と前記第２電力路との間に設けられ、前記第２導電路から前記第２電力路へ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スイッチと、
前記第１導電路を介して供給される電力に基づいて前記電圧変換部とは異なる経路を介して前記蓄電部に電力を供給する供給状態と、前記蓄電部への電力供給を停止する停止状態とに切り替わる補充電部と、
を有する充放電制御装置。

【0012】

上記〔１〕に記載の充放電制御装置は、第１スイッチをオフ状態とし、第２スイッチをオン状態とし、電圧変換部が、第２導電路に出力電圧を印加するように電圧変換を行うことで、バックアップ動作の準備をすることができる。この充放電制御装置は、電源部から第１電力路を介して供給される電力が途絶えるような電源失陥の前からバックアップ動作の準備がなされていれば、上記電源失陥が生じた直後でも負荷に対する電力の供給を即座に継続することができる。しかも、この充放電制御装置は、バックアップ動作の準備をしつつ、補充電部によって蓄電部の充電を行うこともできる。つまり、この充放電制御装置は、蓄電部の充電の際に、バックアップ動作の準備を中断するような事態を生じにくくすることができ、準備中断時に電源失陥が発生することに起因してバックアップ動作が遅れるような事態を防ぎやすい。このように、上記〔１〕の充放電制御装置は、電源部に関連する電源失陥が生じた場合に負荷に電力が供給されない期間が生じることを抑制するという面で、極めて有利な構成である。

【0013】

〔２〕上記〔１〕に記載の充放電制御装置において、以下の特徴を有する。〔２〕の充放電制御装置は、制御部を有する。上記制御部は、第１制御と、第２制御と、第３制御と、を行う。上記第１制御は、上記第１スイッチをオン状態としつつ上記電圧変換部に対し上記第２導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して上記第３導電路に印加する動作を行わせる制御である。上記第２制御は、上記第１スイッチをオフ状態とし、上記第２スイッチをオン状態とし、上記補充電部を上記停止状態とし、上記電圧変換部に対し上記第３導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して上記第２導電路に印加する動作を行わせる制御である。上記第３制御は、上記第１スイッチをオフ状態とし、上記第２スイッチをオン状態とし、上記補充電部を上記供給状態とし、上記電圧変換部に対し上記第３導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して上記第２導電路に印加する変換動作を行わせる制御である。

【0014】

上記〔２〕に記載の充放電制御装置は、制御部が第１制御を行うことで電圧変換部を利用して蓄電部を充電することができ、制御部が第２制御を行うことで電圧変換部を利用して蓄電部の放電を行うことができる。つまり、〔２〕の充放電制御装置は、電圧変換部を利用した蓄電部の充放電を第１制御と第２制御とによって切り替えることができる。更に、〔２〕の充放電制御装置は、第２制御中（即ち、電圧変換部を利用して第２電力路に電圧を印加する動作を行っている最中）に蓄電部を充電すべき事態が生じた場合には、第２制御から第３制御に切り替えることもできる。この場合、上記充放電制御装置は、「第２電力路に電圧を印加する動作（バックアップの準備動作）」を継続しながらも蓄電部の充電電圧を高めることができるため、蓄電部の充電時に上記準備動作が中断される事態を回避することができる。

【0015】

〔３〕上記〔２〕に記載の充放電制御装置において、以下の特徴を有する。上記電源システムは、上記第１電力路の電圧が上記第２電力路の電圧よりも低い所定の電圧低下状態となった場合に上記第２電力路を介して上記負荷に電力が供給され、上記所定の電圧低下状態でない正常状態である場合に上記第２電力路を介した上記負荷への電力供給は遮断され、上記制御部は、上記第２制御を行う場合、上記正常状態となる出力電圧を上記第２導電路に印加するように上記電圧変換部に上記変換動作を行わせ、上記第２制御を行っている状態で所定条件が成立した場合に上記第３制御に切り替える。

【0016】

上記〔３〕に記載の充放電制御装置が用いられる電源システムは、第１電力路の電圧が第２電力路の電圧よりも低い所定の電圧低下状態となった場合に、第２電力路を介して負荷に電力が供給される。従って、第２制御により、第２電力路に対して適切な電圧が印加されるように準備動作がなされていれば、第１電力路の電圧が大きく低下した場合であっても第２電力路を介して即座に電力が供給され得る。更に、上記〔３〕の充放電制御装置は、第２制御の状態で所定条件が成立した場合には、第２制御から第３制御に切り替えることで、上記準備動作を大きく中断せずに継続的に蓄電部の充電を行うことができる。第３制御中でも、第２電力路に対して適切な電圧が印加されるように準備動作がなされていれば、第１電力路の電圧が大きく低下した場合であっても第２電力路を介して即座に電力が供給され得る。

【0017】

〔４〕上記〔３〕に記載の充放電制御装置において、上記所定条件は、上記蓄電部が上記第３導電路に印加する出力電圧が閾値以下に達することである。

【0018】

上記〔４〕に記載の充放電制御装置は、蓄電部が第３導電路に印加する出力電圧が閾値以下に達する程度に低下した場合、上記準備動作を大きく中断せずに継続的に蓄電部の充電を行うことができる。従って、上記〔４〕の充放電制御装置は、蓄電部の出力電圧が閾値未満に低下した状態で準備動作が継続するような事態を回避することができるため、電源失陥に応じたバックアップ動作時に蓄電部の出力電圧が低すぎるような状況が生じにくい。しかも、上記〔４〕の充放電制御装置は、その対策のために上記準備動作を大きく中断せずに済む。
［本開示の実施形態の詳細］

【0019】

＜第１実施形態＞
１．車載システムの概要
図１には、車載システム２が示される。図１の車載システム２は、主に、車載用電源システム３と負荷１０１とを備える。車載用電源システム３は、以下の説明において電源システム３とも称される。車載システム２は、電源システム３によって負荷１０１に電力を供給し、負荷１０１を動作させるシステムである。図１では、負荷として、負荷１０１が例示されるが、車載システム２にはこれ以外の負荷が設けられていてもよい。

【0020】

負荷１０１は、車両に搭載される電気部品である。負荷１０１は、共通電力路８０を介して供給される電力を受けて動作する。負荷１０１の種類は限定されない。負荷１０１としては、公知の様々な車載部品が採用され得る。負荷１０１は、複数の電気部品を有していてもよく、単一の電気部品であってもよい。

【0021】

電源システム３は、負荷１０１に電力を供給するシステムである。電源システム３は、電源部９１又は蓄電部１２を電力供給源として負荷１０１に電力を供給する。電源システム３は、電源部９１から負荷１０１に電力を供給することができ、故障などによって電源部９１からの電力供給が途絶えた場合には、蓄電部１２から負荷１０１に電力を供給することができる。

【0022】

２．電源システムの概要
電源システム３は、電源部９１と、蓄電部１２と、充放電制御装置１０と、第１電力路８１と、第２電力路８２と、選択部７０と、を備える。

【0023】

電源部９１は、負荷１０１へ電力を供給し得る車載用電源である。電源部９１は、例えば、鉛バッテリ等の公知の車載バッテリとして構成されている。電源部９１は、鉛バッテリ以外のバッテリによって構成されていてもよく、バッテリに代えて又はバッテリに加えてバッテリ以外の電源手段を有していてもよい。電源部９１の正極は、第１電力路８１に短絡した構成で第１電力路８１に電気的に接続される。電源部９１の負極は、グラウンドに短絡した構成でグラウンドに電気的に接続される。電源部９１は、第１電力路８１に一定値の直流電圧を印加する。電源部９１が第１電力路８１に印加する電圧は、上記一定値から多少変動してもよい。

【0024】

蓄電部１２は、少なくとも電源部９１からの電力供給が途絶えたときに電力供給源となる電源である。蓄電部１２は、例えば、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）等の公知の蓄電手段によって構成されている。蓄電部１２は、電気二重層キャパシタ以外のキャパシタによって構成されていてもよく、キャパシタに代えて又はキャパシタに加えて他の蓄電手段（バッテリなど）を備えていてもよい。蓄電部１２の正極は、第３導電路４３に短絡した構成で第３導電路４３に電気的に接続される。蓄電部１２の負極は、グラウンドに短絡した構成でグラウンドに電気的に接続される。蓄電部１２の出力電圧（蓄電部１２によって第３導電路４３に印加される電圧）は、電源部９１の出力電圧（電源部９１によって第１電力路８１に印加される電圧）よりも大きくてもよく、小さくてもよい。以下で説明される代表例では、電源部９１の満充電時の出力電圧が、電圧変換部３０の出力電圧（第２導電路４２に出力する電圧）よりも大きい。蓄電部１２が出力する出力電圧は、電源部９１の出力電圧よりも高くても、低くてもよく、可変してもよい。以下で説明される代表例では、蓄電部１２の放電時には、蓄電部１２が出力する電圧（第３導電路４３に印加される電圧）を、電圧変換部３０が、電源部９１の出力電圧よりも少し低い電圧に昇圧又は降圧して第２導電路４２に出力し得るようになっている。

【0025】

本明細書において、電圧とは、特に限定が無い限り、グラウンド電位（例えば０Ｖ）に対する電圧であり、グラウンド電位との電位差である。例えば、第１電力路８１に印加される電圧とは、第１電力路８１の電位とグラウンド電位との電位差である。第３導電路４３に印加される電圧とは、第３導電路４３の電位とグラウンド電位との電位差である。

【0026】

第１電力路８１は、電源部９１に基づく電力が伝送される経路であり、電源部９１に基づく電力を負荷１０１に供給する経路である。図１の例では、第１電力路８１には、電源部９１の出力電圧と同一又は略同一の電圧が印加される。第１電力路８１の一端は、電源部９１の正極に短絡した構成で当該正極に電気的に接続される。第１電力路８１の他端は、ダイオード７１のアノードに電気的に接続される。第１電力路８１は、第１導電路４１に短絡した構成で第１導電路４１に電気的に接続されている。第１電力路８１には、リレーやヒューズが設けられていてもよい。

【0027】

第２電力路８２は、蓄電部１２に基づく電力が伝送される経路である。第２電力路８２は、電源失陥時に、蓄電部１２に基づく電力を負荷１０１に供給する経路として機能する。第２電力路８２の一端は、第２スイッチ５２の他端に電気的に接続され、第２電力路８２の他端は、ダイオード７２のアノードに電気的に接続される。

【0028】

選択部７０は、負荷１０１に供給する電力を、電源部９１に基づく電力とするか、蓄電部１２に基づく電力とするかを選択する回路である。選択部７０は、ダイオード７１，７２を備える。

【0029】

ダイオード７１のアノードは、第１電力路８１に電気的に接続される。ダイオード７１のアノードには、電源部９１に基づく電圧が印加される。図１の例では、ダイオード７１のアノードの電位が第１電力路８１と同電位とされ、ダイオード７１のアノードと電源部９１の正極とが短絡している。ダイオード７２のアノードは、第２電力路８２に電気的に接続される。ダイオード７２のアノードの電位は、第２電力路８２の電位と同電位とされる。ダイオード７１，７２の両カソードは、共通電力路８０に電気的に接続され、両カソードは、共通電力路８０と同電位とされる。共通電力路８０は、負荷１０１に電気的に接続される導電路である。選択部７０は、第１電力路８１の電位が第２電力路８２の電位よりも大きい場合に第１電力路８１から共通電力路８０に電流を流し、第２電力路８２から共通電力路８０へは電流を流さない。選択部７０は、第２電力路８２の電位が第１電力路８１の電位よりも大きい場合に第２電力路８２から共通電力路８０に電流を流し、第１電力路８１から共通電力路８０へは電流を流さない。

【0030】

３．充放電制御装置の詳細
充放電制御装置１０は、蓄電部１２に基づく電力を出力し得るバックアップ装置である。充放電制御装置１０は、第１導電路４１、第２導電路４２、第３導電路４３、第１スイッチ５１、第２スイッチ５２、電圧変換部３０、補充電部６０、電圧検出部１４、制御部１６、蓄電部１２、などを備える。

【0031】

第１導電路４１は、電源部９１に基づく電力が伝送される経路である。第１導電路４１には、電源部９１の出力電圧と同一又は略同一の電圧が印加される。第１導電路４１の一端は、第１電力路８１に電気的に接続される。第１導電路４１の電位は、例えば、第１電力路８１の一部又は全部と同電位とされる。第１導電路４１の他端は、第１スイッチ５１の一端に電気的に接続される。

【0032】

第２導電路４２は、第２電力路８２と第１導電路４１との間に介在する導電路であり、第１導電路４１と電圧変換部３０との間に介在する導電路でもある。後述される第１スイッチ５１がオン状態のときには、第１導電路４１と第２導電路４２は第１スイッチ５１を介して短絡する。後述される第２スイッチ５２がオン状態のときには、第２導電路４２と第２電力路８２は第２スイッチ５２を介して短絡する。

【0033】

第３導電路４３は、蓄電部１２に電気的に接続される導電路であり、電圧変換部３０の一端に電気的に接続される導電路でもある。電圧変換部３０の停止時には、第３導電路４３には蓄電部１２の出力電圧が印加される。

【0034】

第１スイッチ５１は、第１導電路４１と第２導電路４２との間に設けられるスイッチである。第１スイッチ５１は、第１導電路４１から第２導電路４２へ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。例えば、第１スイッチ５１がオン状態のときには、第１導電路４１と第２導電路４２との間において通電が双方向に許容される。第１スイッチ５１がオフ状態のときには、第１導電路４１と第２導電路４２との間において通電が双方向で遮断される。

【0035】

第２スイッチ５２は、第２導電路４２と第２電力路８２との間に設けられるスイッチである。第２スイッチ５２は、第２導電路４２から第２電力路８２へ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。例えば、第２スイッチ５２がオン状態のときには、第２導電路４２と第２電力路８２との間において通電が双方向に許容される。第２スイッチ５２がオフ状態のときには、第２導電路４２と第２電力路８２との間において通電が双方向で遮断される。

【0036】

電圧変換部３０は、第２導電路４２と第３導電路４３との間で電圧変換を行う装置である。電圧変換部３０は、例えばＤＣＤＣコンバータなどの公知の電圧変換回路によって構成されている。電圧変換部３０は、第２導電路４２に印加される直流電圧を降圧又は昇圧して第３導電路４３に出力電圧を印加する第１変換動作を行い得る。例えば、第１スイッチ５１がオン状態になっているときに電圧変換部３０が第１変換動作を行うことで蓄電部１２に対して電源部９１からの電力に基づく充電電流が供給される。電圧変換部３０は、第３導電路４３に印加される直流電圧を降圧又は昇圧して第２導電路４２に出力電圧を印加する第２変換動作を行い得る。例えば、第１スイッチ５１がオフ状態であり且つ第２スイッチ５２がオン状態であるときに、電圧変換部３０が第２変換動作を行うことで、蓄電部１２からの電力に基づく直流電圧が第２導電路４２及び第２電力路８２に印加される。電圧変換部３０の動作は、制御部１６によって制御される。

【0037】

補充電部６０は、電圧変換部３０を介した経路とは異なる経路で蓄電部１２を充電する装置である。補充電部６０は、第３スイッチ６４と、補充電回路６２とを備える。補充電部６０は、第１導電路４１を介して供給される電力に基づいて電圧変換部３０とは異なる経路を介して蓄電部１２に電力を供給する供給状態と、経路を介しての電力供給を停止する停止状態とに切り替わる。電圧変換部３０とは異なる経路とは、第３スイッチ６４及び補充電回路６２を通る経路であり、第１スイッチ５１及び電圧変換部３０を通らない経路である。

【0038】

第３スイッチ６４は、第１導電路４１と補充電回路６２との間を導通状態と遮断状態とに切り替える。第３スイッチ６４がオン状態のときには、電源部９１から第１導電路４１及び第３スイッチ６４を介して補充電回路６２に電力が供給される。第３スイッチ６４がオフ状態のときには、第３スイッチ６４を介しての通電が双方向に遮断され、第１導電路４１から補充電回路６２へは電流が流れない。

【0039】

補充電回路６２は、第３スイッチ６４がオン状態であるときに、蓄電部１２に充電電流を供給し得る回路である。補充電回路６２は、低ドロップアウトレギュレータ（ＬＤＯ）であってもよく、ＤＣＤＣコンバータであってもよく、その他の充電回路であってもよい。その他の充電回路を用いる場合、定電圧充電方式、定電流充電方式、定電圧定電流充電方式など様々な方式を採用し得る。

【0040】

制御部１６は、情報処理機能、演算機能、制御機能などを有する情報処理装置である。制御部１６は、電圧変換部３０に上記第１変換動作を行わせる制御と、電圧変換部３０に上記第２変換動作を行わせる制御とを行い得る。制御部１６は、第１スイッチ５１、第２スイッチ５２、第３スイッチ６４のオンオフを制御する。制御部１６は、後述される第１制御、第２制御、第３制御を行う。

【0041】

電圧検出部１４は、第１導電路４１に印加された電圧の値を特定し得る値であるアナログ電圧値を出力する回路である。電圧検出部１４は、第１導電路４１に印加された電圧の値と同一の電圧値を制御部１６に入力する回路であってもよく、第１導電路４１に印加された電圧の値に比例した値を制御部１６に入力する回路であってもよい。図１の例では、例えば、電圧検出部１４が分圧回路とされており、第１導電路４１に印加された電圧の値を分圧回路によって分圧した値が検出値として制御部１６に入力される。制御部１６は、電圧検出部１４から入力される検出値（アナログ電圧値）に基づいて第１導電路４１に印加された電圧の値を特定する。

【0042】

図１の充放電制御装置１０では、第１スイッチ５１、第２スイッチ５２、第３スイッチ６４の各々は、ＦＥＴ等の半導体スイッチであってもよく、機械式リレーであってもよい。

【0043】

４．充放電制御装置の動作
（第１制御）
図２は、第１制御を説明する図である。制御部１６は、予め定められた第１条件が成立した場合に、第１制御を開始する。上記の「第１条件」は、例えば、「車両が始動状態になる」という条件であってもよく、その他の条件であってもよい。例えば、制御部１６は、車載システム２が搭載された車両が始動状態となった場合（イグニッションスイッチなどの始動スイッチがオン状態となった場合）に上記第１条件の成立と判定し、第１制御を開始する。

【0044】

第１制御は、蓄電部１２を第１の充電方式で充電する制御である。具体的には、第１制御は、第１スイッチ５１をオン状態としつつ電圧変換部３０に対し第２導電路４２に印加された電圧を降圧して第３導電路４３に印加する動作を行わせる制御である。図２の例では、制御部１６は、第２スイッチ５２だけでなく第３スイッチ６４もオフ状態とするように第１制御を行う。制御部１６は、例えば、蓄電部１２の満充電時の充電電圧を第１目標値とし、電圧変換部３０が第３導電路４３に印加する出力電圧を上記第１目標値とするように第１制御を行う。制御部１６は、第１制御を、当該第１制御の終了条件の成立まで実行する。第１制御の終了条件は、蓄電部１２の充電電圧が所定値（例えば、後述される第２閾値）に達したことであってもよく、第１制御の開始から一定時間が経過したことであってもよく、その他の条件が成立したことであってもよい。

【0045】

制御部１６が第１制御を行っている最中は、図２のように第１スイッチ５１がオン状態で維持されつつ、第２スイッチ５２及び第３スイッチ６４がオフ状態で維持され、電圧変換部３０が上述の第１変換動作を行う。このような動作により、図２で示される太線の矢印のように、電源部９１からの電力に基づく充電電流が蓄電部１２に供給される。なお、制御部１６が第１制御を行っている最中に、第２スイッチ５２がオン状態とされてもよい。

【0046】

（第２制御）
図３は、第２制御を説明する図である。制御部１６は、予め定められた第２条件が成立した場合に、第２制御を開始する。上記の「第２条件」は、例えば、「第１制御が終了したこと」という条件であってもよく、「第３制御が終了したこと」という条件であってもよく、その他の条件であってもよい。第２制御は、蓄電部１２の充電を停止させ、蓄電部１２を放電させる制御である。具体的には、第２制御は、第１スイッチ５１をオフ状態とし、第２スイッチ５２をオン状態とし、補充電部６０を停止状態とし、電圧変換部３０に対し第３導電路４３に印加された電圧を昇圧して第２導電路４２に印加する動作を行わせる制御である。図３の例では、制御部１６は、第１スイッチ５１だけでなく第３スイッチ６４もオフ状態とするように第２制御を行う。制御部１６は、蓄電部１２の満充電時の充電電圧よりも大きく且つ電源部９１の満充電時の充電電圧よりも少し小さい値を第２目標値とし、電圧変換部３０が第２導電路４２に印加する出力電圧を上記第２目標値とするように第２制御を行う。

【0047】

制御部１６が第２制御を行っている最中は、図３のように第２スイッチ５２がオン状態で維持されつつ、第１スイッチ５１及び第３スイッチ６４がオフ状態で維持され、電圧変換部３０が上述の第２変換動作を行う。このような動作により、図３で示される太線の矢印のように、蓄電部１２からの電力に基づく電圧が第２電力路８２に印加される。なお、上述された例はあくまで一例であり、例えば、制御部１６が第２制御を行っている最中に第２スイッチ５２がオフ状態で維持され、電源部９１の出力電圧が所定値以下に低下したことを監視部（例えば、電圧検出部１４及び制御部１６）が検知した場合に、即座に制御部１６が第２スイッチ５２をオン状態に切り替えてもよい。

【0048】

第２制御に応じて電圧変換部３０が第２導電路４２に印加する電圧は、電源部９１が満充電時に第１電力路８１に印加する電圧よりも少し小さい。このため、電源部９１が満充電状態且つ正常状態（失陥状態ではなく、電源部９１に基づく電力が適正に負荷１０１に供給され得る状態）であれば、図３のように、第１電力路８１から共通電力路８０に電流が流れることが許容され、第２電力路８２から共通電力路８０に電流が流れることは許容されない。具体的には、第１電力路８１の端部（ダイオード７１のアノード）に印加される電圧のほうが第２電力路８２の端部（ダイオード７２のアノード）に印加される電圧よりも大きければ、図３のように第１電力路８１及び第２電力路８２のうち第１電力路８１の電流のみが共通電力路８０に流れる。

【0049】

但し、第２制御が行われている最中に、何らの理由により第１電力路８１に印加される電圧が第２電力路８２に印加される電圧よりも低下した場合には、図４のように、即座に第２電力路８２から共通電力路８０に電流が流れる。具体的には、第１電力路８１の端部（ダイオード７１のアノード）に印加される電圧のほうが第２電力路８２の端部（ダイオード７２のアノード）に印加される電圧よりも小さければ、図４のように第１電力路８１及び第２電力路８２のうち第２電力路８２の電流のみが共通電力路８０に流れる。

【0050】

（第３制御）
図５は、第３制御を説明する図である。制御部１６は、予め定められた第３条件が成立した場合に、第３制御を開始する。上記の「第３条件」は、例えば、「第２制御の実行中に、蓄電部１２が第３導電路４３に印加する出力電圧が閾値以下に達すること」であってもよく、その他の条件であってもよい。以下で説明される代表例では、「第２制御の実行中に、蓄電部１２が第３導電路４３に印加する出力電圧が閾値（第１閾値）以下に達すること」が第３条件である。そして、上記閾値（第１閾値）は、０よりも大きく蓄電部１２の満充電時の出力電圧よりも小さい値である。この閾値（第１閾値）は、予め定められた固定値であってもよく、更新又は変化させ得る値であってもよい。

【0051】

第３制御は、第１スイッチ５１をオフ状態とし、第２スイッチ５２をオン状態とし、補充電部６０を供給状態（蓄電部１２に充電電流を供給する状態）とし、電圧変換部３０に対し第３導電路４３に印加された電圧を昇圧（又は降圧）して第２導電路４２に印加する変換動作を行わせる制御である。図３の例では、制御部１６は、第３スイッチ６４をオン状態とし、電源部９１からの電力（第１導電路４１を介して供給される電力）に基づいて蓄電部１２に充電電流を供給する動作を補充電回路６２に行わせるように第３制御を実行する。このように第３制御がなされると、図５で示される太線の矢印のように、電源部９１からの電力に基づく電流が補充電部６０を介して且つ第１スイッチ５１を介さずに蓄電部１２に供給されつつ、蓄電部１２からの電力に基づく電圧が第２電力路８２に印加される。なお、制御部１６は、第３制御の実行中に所定の終了条件が成立した場合、第３制御を終了する。所定の終了条件は、車載システム２が搭載された車両の始動スイッチがオフ状態になることであってもよく、蓄電部１２の充電電圧が第２閾値に達することであってもよい。この場合の第２閾値は、上記閾値（第１閾値）よりも大きい値である。第２閾値は、例えば、蓄電部１２の満充電時の充電電圧であってもよい。制御部１６は、第３制御の実行中に蓄電部１２の充電電圧が第２閾値に達することで第３制御を終了する場合、第３制御から第２制御に切り替えればよい。

【0052】

第３制御においても、第３制御に応じて電圧変換部３０が第２導電路４２に印加する電圧は、電源部９１が満充電時に第１電力路８１に印加する電圧よりも少し小さい。このため、電源部９１が満充電状態且つ正常状態（失陥状態ではなく、電源部９１に基づく電力が適正に負荷１０１に供給され得る状態）であれば、図５のように、第１電力路８１から共通電力路８０に電流が流れることが許容され、第２電力路８２から共通電力路８０に電流が流れることは許容されない。この例でも、第１電力路８１の端部（ダイオード７１のアノード）に印加される電圧のほうが第２電力路８２の端部（ダイオード７２のアノード）に印加される電圧よりも大きければ、図５のように第１電力路８１及び第２電力路８２のうち第１電力路８１の電流のみが共通電力路８０に流れる。

【0053】

但し、第３制御が行われている最中に、何らの理由により第１電力路８１に印加される電圧が第２電力路８２に印加される電圧よりも低下した場合には、図６のように、即座に第２電力路８２から共通電力路８０に電流が流れる。具体的には、第１電力路８１の端部（ダイオード７１のアノード）に印加される電圧のほうが第２電力路８２の端部（ダイオード７２のアノード）に印加される電圧よりも小さければ、図６のように第１電力路８１及び第２電力路８２のうち第２電力路８２の電流のみが共通電力路８０に流れる。

【0054】

５．効果の例
充放電制御装置１０は、第１スイッチ５１をオフ状態とし、第２スイッチ５２をオン状態とし、電圧変換部３０が、第２導電路４２に出力電圧を印加するように電圧変換を行うことで、バックアップ動作の準備（第２電力路８２に電圧を印加した状態での待機）を行うことができる。この充放電制御装置１０は、電源失陥（具体的には、電源部９１から第１電力路８１を介して供給される電力が途絶えるような電源失陥）の前から「バックアップ動作の準備」がなされていれば、電源失陥が生じた直後でも負荷１０１に対する電力の供給を即座に継続することができる。しかも、充放電制御装置１０は、電圧変換部３０によって「バックアップ動作の準備」を継続しつつ、補充電部６０によって蓄電部１２の充電を行うこともできる。つまり、充放電制御装置１０は、バックアップ動作の準備（電圧印加状態での待機）を中断せずに蓄電部１２を充電することもできるため、「バックアップ動作の準備中断時に電源失陥が発生することに起因してバックアップ動作が遅れるような事態」を防ぎやすい。このように、充放電制御装置１０は、「電源部９１に関連する電源失陥が生じた場合に負荷１０１に電力が供給されない期間が生じることを抑制する」という面で、極めて有利な構成である。

【0055】

充放電制御装置１０は、制御部１６が第１制御を行うことで電圧変換部３０を利用して蓄電部１２を充電することができ、制御部１６が第２制御を行うことで電圧変換部３０を利用して蓄電部１２の放電を行うことができる。つまり、充放電制御装置１０は、電圧変換部３０を利用した蓄電部１２の充放電を第１制御と第２制御とによって切り替えることができる。更に、充放電制御装置１０は、第２制御中（即ち、電圧変換部３０を利用して第２電力路８２に電圧を印加する動作を行っている最中）に蓄電部１２を充電すべき事態が生じた場合には、第２制御から第３制御に切り替えればよい。この場合、充放電制御装置１０は、「第２電力路８２に電圧を印加する動作（バックアップの準備動作）」を継続しながらも蓄電部１２の充電電圧を高めることができるため、蓄電部１２の充電時に準備動作が中断される事態を回避することができる。

【0056】

電源システム３では、「所定の電圧低下状態」となった場合に、第２電力路８２を介して負荷１０１に即座に電力が供給される。従って、充放電制御装置１０は、第２電力路８２に対して適切な電圧が印加されるように第２制御がなされていれば、第２制御中に第１電力路８１の電圧が大きく低下した場合であっても第２電力路８２を介して負荷１０１に即座に電力が供給され得る。更に、充放電制御装置１０は、第２制御の状態で所定条件が成立した場合には、第２制御から第３制御に切り替えることで、準備動作を大きく中断せずに継続的に蓄電部１２の充電を行うことができる。第３制御中でも、第２電力路８２に対して適切な電圧が印加されるように第３制御がなされていれば、第２制御中に第１電力路８１の電圧が大きく低下した場合であっても第２電力路８２を介して負荷１０１に即座に電力が供給され得る。

【0057】

充放電制御装置１０は、蓄電部１２が第３導電路４３に印加する出力電圧が閾値以下に達する程度に低下した場合、準備動作を大きく中断せずに継続的に蓄電部１２の充電を行うことができる。従って、充放電制御装置１０は、蓄電部１２の出力電圧が閾値未満に低下した状態で準備動作が継続するような事態を回避することができるため、電源失陥に応じたバックアップ動作時に蓄電部１２の出力電圧が低すぎるような状況が生じにくい。しかも、充放電制御装置１０は、その対策のために準備動作を大きく中断せずに済む。

【0058】

＜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。

【0059】

第１実施形態では、充放電制御装置１０が蓄電部１２を含んで構成されているが、蓄電部１２が充放電制御装置１０の外部に設けられた構成であってもよい。つまり、蓄電部１２は、充放電制御装置１０に含まれていなくてもよい。

【0060】

第１実施形態では、電源部９１の満充電時の出力電圧よりも蓄電部１２の満充電時の出力電圧のほうが小さいが、電源部９１の満充電時の出力電圧よりも蓄電部１２の満充電時の出力電圧のほうが大きくてもよい。この場合、第１制御は、第１スイッチ５１をオン状態としつつ電圧変換部３０に対し第２導電路４２に印加された電圧を昇圧して第３導電路４３に印加する動作を行わせる制御であればよい。そして、第２制御は、第１スイッチ５１をオフ状態とし、第２スイッチ５２をオン状態とし、補充電部６０を停止状態（蓄電部１２に電流を供給しない状態）とし、電圧変換部３０に対し第３導電路４３に印加された電圧を降圧して第２導電路４２に印加する動作を行わせる制御であればよい。そして、第３制御は、第１スイッチ５１をオフ状態とし、第２スイッチ５２をオン状態とし、補充電部６０を供給状態（蓄電部１２に電流を供給する状態）とし、電圧変換部３０に対し第３導電路４３に印加された電圧を降圧して第２導電路４２に印加する変換動作を行わせる制御であればよい。

【0061】

電源システム３では、第２制御又は第３制御が行われている最中に第１電力路８１の電圧が第２電力路８２の電圧よりも低い所定の電圧低下状態となった場合に、第２電力路８２を介して負荷１０１に電力が供給される。この点に関し、第１実施形態では、「所定の電圧低下状態」は、第１電力路８１の電圧が第２電力路８２の電圧よりも低い状態であったが、この例に限定されない。「所定の電圧低下状態」は、第１電力路８１の電圧が第２電力路８２の電圧よりも一定値以上低い状態であってもよい。いずれの場合でも、「所定の電圧低下状態でない正常状態である場合」には、第２電力路８２を介した負荷１０１への電力供給は遮断される。また、いずれの場合でも、制御部１６は、第２制御を行う場合、上記正常状態となる出力電圧（具体的には、第２電力路８２に印加される電圧が、第１電力路８１に印加される電圧よりも少し低くなるような出力電圧）を第２導電路４２に印加するように電圧変換部３０に変換動作を行わせればよい。

【0062】

第１実施形態では、制御部１６が上述の第１条件の成立に応じて第１制御を行う場合、第１制御の終了条件の成立まで第１制御を行い、第１制御の終了条件の成立に応じて第１制御から第２制御に切り替えることができるが、この例に限定されない。例えば、第１制御の終了条件の成立まで第１制御を行い、その後、第１制御から第３制御に切り替えてもよい。例えば、蓄電部１２の充電電圧が上記第２閾値（例えば、満充電を示す閾値）に達する前に第１制御から第３制御に切り替え、第３制御によって蓄電部１２の充電電圧が上記第２閾値に達した後に、第３制御から第２制御に切り替えてもよい。

【0063】

第１実施形態では、選択部の一例が挙げられたが、選択部７０は、図１のような構成（ダイオード７１，７２による構成）に限定されず、図１の選択部７０と同様の逆流防止制御を行い得る構成であってもよい。例えば、ダイオード７１に代えて機械式リレー又は半導体リレーからなる第１リレーが設けられ、ダイオード７２に代えて機械式リレー又は半導体リレーからなる第２リレーが設けられていてもよい。これらの第１リレー及び第２リレーは、例えば、オン状態のときに通電を双方向に許容し、オフ状態のときに通電を双方向に遮断する構成であるとよい。このような構成を採用する場合、充放電制御装置１０又は負荷１０１若しくは他の電子制御装置が、電源部９１の電圧（例えば、第１電力路８１の電圧）を監視し、電源部９１の電圧が所定閾値以上である場合に第１リレーをオン状態とし、第２リレーをオフ状態とし、電源部９１の電圧が所定閾値未満である場合に第１リレーをオフ状態とし、第２リレーをオン状態としてもよい。或いは、図示されない切替装置が、第１電力路８１の電圧が第２電力路８２の電圧以上である大きい場合に、第１リレーをオン状態とし、第２リレーをオフ状態とし、第１電力路８１の電圧が第２電力路８２の電圧よりも小さい場合に、第１リレーをオフ状態とし、第２リレーをオン状態としてもよい。

【0064】

第１実施形態では、選択部７０が充放電制御装置１０とは異なる部品として構成されていたが、選択部７０が充放電制御装置１０の一部として組み込まれていてもよい。或いは、選択部７０は、負荷１０１の一部として負荷１０１に組み込まれていてもよい。

【0065】

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、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0066】

２ ：車載システム
３ ：車載用電源システム
１０ ：充放電制御装置
１２ ：蓄電部
１４ ：電圧検出部
１６ ：制御部
３０ ：電圧変換部
４１ ：第１導電路
４２ ：第２導電路
４３ ：第３導電路
５１ ：第１スイッチ
５２ ：第２スイッチ
６０ ：補充電部
６２ ：補充電回路
６４ ：第３スイッチ
７０ ：選択部
７１ ：ダイオード
７２ ：ダイオード
８０ ：共通電力路
８１ ：第１電力路
８２ ：第２電力路
９１ ：電源部
１０１ ：負荷

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】