JP6729253B2 - 車両用のバックアップ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用のバックアップ装置に関するものである。
近年では、ＥＰＢ（Electric Parking Brake）システムなどの電子制御システムを搭載した車両が増えつつある。この種の車両では、主電源の失陥が生じて電力供給が途絶えてしまうと、システムを動作させることができなくなる懸念があるため、何らかの方法でバックアップ動作を行うことが求められる。
主電源の失陥時に補助電源によってＥＰＢシステムのバックアップを行う技術として、例えば特許文献１のような技術が提案されている。特許文献１で開示される車両制御装置は、主電源であるバッテリの失陥が生じた場合に補助電源としての蓄電部を放電させることでＥＰＢ ＥＣＵや電動駐車ブレーキ装置に電力を供給する装置として構成されている。
特開２０１５−２０６６８号公報
主電源の失陥時に蓄電部によってバックアップ動作を行うシステムでは、バックアップ時に想定される消費電流に合わせてバックアップ用の蓄電部の能力を決定する必要がある。例えば、ＥＰＢシステムでは、パーキング動作時に消費電流の大きな左右のモータを同時期に駆動する必要があるため、バックアップ時には大きな電力が必要となる。従って、このようなシステムのバックアップを想定した場合、蓄電部の規模を大きくしなければならず、装置の大型化やコストの高騰を招くという問題がある。
本発明は上記した事情に基づいてなされたものであり、第１電源部からの電力供給が途絶えた場合でも第２電源部からの電力供給によって複数の駆動源をバックアップすることができ、且つバックアップ動作時に必要なピーク電流を効果的に低減し得る車両用のバックアップ装置を実現することを目的とする。
本発明は、
第１電源部と、少なくとも前記第１電源部からの電力供給が停止したときに電力を供給する第２電源部とを備えた車両用の電源システムにおける前記第２電源部を制御するバックアップ装置であって、
前記第２電源部から供給される電力に基づき、少なくとも予め定められた複数の駆動源に放電電流を流す放電動作を行う放電部と、
前記第１電源部からの電力供給が所定の低下状態となった異常状態を検出する異常検出部と、
前記異常検出部が前記異常状態を検出した場合において所定の開始条件の成立時に前記放電部に対して複数の前記駆動源の各々に放電電流を複数回断続的に流すことを指示し、且つ複数の前記駆動源の各々に放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間を、他の駆動源に放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間からずらすように放電電流の供給先を制御する制御部と、
を有する。
このバックアップ装置は、異常検出部が異常状態を検出した場合に、制御部が放電部に対して指示（複数の駆動源の各々に放電電流を複数回断続的に流すことの指示）を与えるため、放電部によって第２電源部を放電させて予め定められた複数の駆動源に放電電流を流すことができる。更に、制御部は、複数の駆動源の各々に放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間を、他の駆動源に放電電流を流すことを指示する各指示時間からずらすように放電電流の供給先を制御するため、複数の駆動源の各々において断続的に放電電流が流れる各時間が、他の駆動源において断続的に放電電流が流れる各時間からずれることになる。従って、複数の駆動源に同時期に放電電流が集中することを緩和することができ、第２電源部から出力される電流のピークレベルを抑えることができる。
このように、上記バックアップ装置は、第１電源部からの電力供給が途絶えた場合でも第２電源部からの電力供給によって複数の駆動源をバックアップすることができ、且つバックアップ動作時に必要なピーク電流を効果的に低減することができるため、第２電源部の規模を抑えやすくなり、第２電源部のサイズやコストの低減を図り得る。
実施例１の車両用のバックアップ装置を備えた車両を概念的に示す説明図である。 実施例１の車両用のバックアップ装置を備えた車両用電子制御システムを概略的に例示するブロック図である。 実施例１の車両用バックアップ装置の内部構成を概略的に例示するブロック図である。 図１の車両に搭載されるブレーキシステムを概念的に説明する説明図である。 実施例１の車両用のバックアップ装置における放電部の各スイッチＳＷ０，ＳＷ１，ＳＷ２の切替タイミングを例示するタイミングチャートである。 上段は、一方のモータに対する供給電流と一方のモータによる保持力との関係を示すグラフであり、下段は、他方のモータに対する供給電流と他方のモータによる保持力との関係を示すグラフである。
ここで、本発明の望ましい例を示す。但し、本発明は以下の例に限定されない。
制御部は、異常検出部が異常状態を検出した場合において所定の開始条件の成立時に放電部に対して複数の駆動源の各々に放電電流を複数回断続的に流すことを指示し、且つ複数の駆動源の各々に放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間と、他の駆動源に放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間とが重ならないように放電電流の供給先を制御するように機能してもよい。
上記構成をなすバックアップ装置は、複数の駆動源の各々に放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間と、他の駆動源に放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間とが重ならないように放電電流の供給先を制御することで、複数の駆動源に対して同時期に放電電流が集中することをより確実に抑えることができ、バックアップ動作時に必要なピーク電流をより効果的に低減することができる。
制御部は、異常検出部が異常状態を検出した場合において所定の開始条件の成立時に放電部に対して複数の駆動源の各々に放電電流を複数回断続的に流すことを指示し、複数の駆動源の各々に放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間と次に他の駆動源に放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間との間に、いずれの駆動源にも放電電流を流さないことを放電部に指示する停止時間を設定するように機能してもよい。
上記構成をなすバックアップ装置は、複数の駆動源の各々に放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間と次に他の駆動源に放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間との間に、いずれの駆動源にも放電電流を流さないことを放電部に指示する停止時間を設定することで、第２電源部からの電力供給に基づく放電電流が予め定められた複数の駆動源に同時に流れることをより確実に抑制又は防止することができる。
本発明のバックアップ装置は、車両の幅方向両側の車輪にそれぞれ対応して設けられる摩擦材をそれぞれ駆動する２つのモータを複数の駆動源として備えるとともにモータが所定の正方向に正回転駆動したときに当該モータに対応する摩擦材が車輪と一体的に設けられた被摩擦材に向かう方向に移動して接触することによりブレーキ力を発生させ、モータが正方向とは反対の逆方向に逆回転駆動したときに当該モータに対応する摩擦材が被摩擦材から離れる方向に移動してブレーキ力を解除するように動作する電動駐車ブレーキをバックアップ対象としてもよい。この場合、制御部は、異常検出部が異常状態を検出した場合において所定の開始条件の成立時に放電部に対して２つのモータの各々に放電電流を複数回断続的に流すことを指示し、一方のモータに放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間を、他方のモータに放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間からずらすように放電電流の供給先を制御するように機能してもよい。
上記バックアップ装置は、第１電源部からの電力供給が異常状態になった場合に、制御部が放電部に対して指示（２つのモータの各々に放電電流を複数回断続的に流すことの指示）を与えるため、放電部によって第２電源部を放電させて２つのモータを動作させることができ、電動駐車ブレーキを駆動することができる。更に、制御部は、一方のモータに放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間を、他方のモータに放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間からずらすように放電電流の供給先を制御するため、一方のモータにおいて断続的に放電電流が流れる各時間が、他方のモータにおいて断続的に放電電流が流れる各時間からずれることになる。従って、２つのモータに同時期に放電電流が集中することを緩和することができ、第２電源部から出力される電流のピークレベルを抑えることができる。また、片側のモータの動作を完了させてからもう片側のモータを動作させるのではなく、ある程度の期間にわたって、両モータに断続的に放電電流が供給されることになるため、２つのモータにおいて駆動時期の偏りが抑えられる。
＜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は、実施例１に係る車両用バックアップ装置１（以下、単にバックアップ装置１ともいう）が搭載された車両Ｃを概念的に説明する説明図である。この車両Ｃの内部には、車両内の様々な電気部品を電気的な制御によって動作させ得る車両用の電子制御システム１００（以下、制御システム１００ともいう）が設けられ、バックアップ装置１は、この制御システム１００の一部として構成されている。
図１で示す制御システム１００は、バックアップ装置１を含んでなる車両用の電源システム１１０（以下、電源システム１１０ともいう）と、この電源システム１１０から電力を供給する対象となる様々な対象（図４で示す電動駐車ブレーキ１２１や図示しない電動パワーステアリングシステム、シフトバイワイヤシステムなど）とを備えたシステムとして構成されている。
まず、図１で示す車両用電子制御システム１００を構成する各部について、バックアップ装置１を中心に説明する。
電源システム１１０は、上述した様々な対象へ電力を供給するための主電源となる第１電源部９１と、少なくとも第１電源部９１からの電力供給が異常状態となったときに電力供給源となる第２電源部７と、少なくとも第１電源部９１からの電力供給が異常状態となったときに第２電源部７を放電させる機能を備えたバックアップ装置１とを有し、第１電源部９１又は第２電源部７を電力供給源として電力を供給するシステムとして構成されている。なお、以下では、第２電源部７がバックアップ装置１の一部として含まれた構成を代表例として説明するが、第２電源部７がバックアップ装置１の外部に設けられていてもよい。
電源システム１１０は、第１電源部９１からの電力供給が低下していない正常のときに第１電源部９１の出力電圧が電力線となる配線部８１に印加され、第１電源部９１から配線部８１を介して様々な電気部品に電力が供給される。本構成において「第１電源部９１からの電力供給が低下していない正常のとき」とは、第１電源部９１の出力電圧が所定値を超えるときであり、具体的には、制御部５が検出する第１導電路２１の電圧が所定値を超えるときである。逆に、「第１電源部９１からの電力供給が低下又は遮断された異常のとき」とは、第１電源部９１の出力電圧が所定値以下のときであり、具体的には、制御部５が検出する第１導電路２１の電圧が所定値以下のときである。
第１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。第１電源部９１は、高電位側の端子が配線部８１に電気的に接続され、配線部８１に対して所定の出力電圧（以降、＋Ｂ電圧ともいう。）を印加する。なお、配線部８１には、図示しない発電機も接続されている。
図２のように、バックアップ装置１は、第２電源部７、充放電回路３、制御部５などを備える。バックアップ装置１は、第１電源部９１から電力供給を受けて第２電源部７を充電する機能を有するとともに、第１電源部９１又は第２電源部７からの電力に基づき負荷（電動駐車ブレーキ１２１など）を通電する機能を有する。
図２、図３のように、バックアップ装置１は、端子Ｐ１を介して配線部８１に電気的に接続された第１導電路２１と、配線部８２，８３への電力供給経路となる第２導電路２２と、第２電源部７の高電位側の端子に電気的に接続された第３導電路２３とを有する。
図３のように、第１導電路２１は、配線部８１を介して第１電源部９１（図２）の高電位側の端子に電気的に接続されており、第１電源部９１からの出力電圧が印加される構成をなす。この第１導電路２１は、スイッチＳＷ４がオン状態のときに第１電源部９１からの電力を充放電回路３に供給する経路となる。スイッチＳＷ４は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチや機械式のリレーなどによって構成されており、スイッチＳＷ４がオフ状態のときには第１電源部９１から充放電回路３への電力供給は遮断され、スイッチＳＷ４がオン状態のときには第１電源部９１から充放電回路３への電力供給が許容される。
第２導電路２２は、充放電回路３に接続された出力側の経路である共通導電路２２Ｃと、共通導電路２２Ｃから分岐する分岐路２２Ａ，２２Ｂとを有する。図２のように、分岐路２２Ａは、バックアップ装置１に設けられた端子Ｐ３を介して配線部８２（モータ１２２Ａに駆動電流を流す経路として構成された導電路）に電気的に接続され、スイッチＳＷ０，ＳＷ１がいずれもオン状態のときに充放電回路３から共通導電路２２Ｃに出力される出力電流を配線部８２に流す経路となる。分岐路２２Ｂは、バックアップ装置１に設けられた端子Ｐ４を介して配線部８３（モータ１２２Ｂに駆動電流を流す経路として構成された導電路）に電気的に接続され、スイッチＳＷ０，ＳＷ２がいずれもオン状態のときに充放電回路３から共通導電路２２Ｃに出力される出力電流を配線部８３に流す経路となる。
スイッチＳＷ０，ＳＷ１，ＳＷ２は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチや機械式のリレーなどによって構成されている。スイッチＳＷ０は、共通導電路２２Ｃに設けられ、オフ状態のときに共通導電路２２Ｃを遮断状態（充放電回路３から分岐路２２Ａ，２２Ｂに電流が流れることを遮断する状態）とし、オン状態のときに共通導電路２２Ｃを遮断解除状態（充放電回路３から分岐路２２Ａ，２２Ｂに電流が流れることを許容する状態）とする。スイッチＳＷ１は、分岐路２２Ａに設けられ、オフ状態のときに分岐路２２Ａを遮断状態（共通導電路２２Ｃから配線部８２に電流が流れることを遮断する状態）とし、オン状態のときに分岐路２２Ａを遮断解除状態（共通導電路２２Ｃから配線部８２に電流が流れることを許容する状態）とする。スイッチＳＷ２は、分岐路２２Ｂに設けられ、オフ状態のときに分岐路２２Ｂを遮断状態（共通導電路２２Ｃから配線部８３に電流が流れることを遮断する状態）とし、オン状態のときに分岐路２２Ｂを遮断解除状態（共通導電路２２Ｃから配線部８３に電流が流れることを許容する状態）とする。
第２電源部７は、少なくとも第１電源部９１からの電力供給が停止したときに電力を供給する電源部であり、例えば電気二重層キャパシタなどの公知の蓄電手段によって構成されている。第２電源部７は、充放電回路３に電気的に接続され、充放電回路３による充放電が可能とされている。具体的には、第２電源部７は第３導電路２３を介して充電回路３Ａ及び放電回路３Ｂに電気的に接続されており、充電回路３Ａによって充電がなされ、放電回路３Ｂによって放電がなされる。第２電源部７は、満充電時の出力電圧が第１電源部９１の満充電時の出力電圧よりも低くなる蓄電部であってもよく、満充電時の出力電圧が第１電源部９１の満充電時の出力電圧よりも高くなる蓄電部であってもよく、
図３のように、充放電回路３は、充電回路３Ａと放電回路３Ｂとを有し、第１電源部９１から供給される電力に基づいて第２電源部７を充電する充電動作と、第２電源部７を放電させる放電動作とを行い得る。
充電回路３Ａは、ＤＣＤＣコンバータなどの公知の充電回路として構成されており、第１電源部９１からの給電に基づいて充電動作を行い、第３導電路２３を介して第２電源部７に充電電流を供給する。この充電回路３Ａは、例えば、第１電源部９１によって第１導電路２１に印加された電圧を入力電圧として降圧又は昇圧動作を行い、第３導電路２３に所望の出力電圧を印加する。充電回路３Ａは、制御部５から充電指示信号と充電停止信号とを受け得る構成をなし、制御部５から充電指示信号が与えられている場合（充電指示がなされている場合）に第３導電路２３に対して所定電圧を印加する充電動作を行い、制御部５から充電停止信号が与えられている場合（充電停止指示がなされている場合）に第３導電路２３に対する出力を停止する構成をなす。
放電回路３Ｂは、充電回路３Ａからの出力電路（第３導電路２３）と第２導電路２２との間（具体的には、第３導電路２３と共通導電路２２Ｃとの間）を通電状態又は非通電状態に切り替える構成をなす。放電回路３Ｂは、例えば、ＤＣＤＣコンバータなどの公知の充電回路として構成されており、第２電源部７によって第３導電路２３に印加された電圧を入力電圧として降圧又は昇圧動作を行い、第２導電路２２（具体的には共通導電路２２Ｃ）に所望の出力電圧を印加する。放電回路３Ｂは、制御部５から放電指示信号と放電停止信号とを受け得る構成をなし、制御部５から放電指示信号が与え得られている場合（放電指示がなされている場合）に昇圧又は降圧動作を行い、第３導電路２３と第２導電路２２との間を導通させるとともに第２電源部７から負荷（モータ１２２Ａ，１２２Ｂなど）への放電を行う。また、放電回路３Ｂは、制御部５から放電停止信号が与え得られている場合（放電停止指示がなされている場合）にオフ動作して第３導電路２３と第２導電路２２との間の導通を遮断し、第２電源部７から負荷（モータ１２２Ａ，１２２Ｂなど）への放電を停止させる。
本構成では、放電回路３Ｂと、スイッチＳＷ０，ＳＷ１，ＳＷ２と、第２導電路２２（共通導電路２２Ｃ及び分岐路２２Ａ，２２Ｂ）とによって放電部２が構成されている。この放電部２は、第２電源部７から供給される電力に基づき、少なくとも予め定められた複数の駆動源（具体的には、モータ１２２Ａ，１２２Ｂ）に放電電流を流す放電動作を行うように機能する。
電圧検出部１１は、公知の電圧検出回路として構成されており、第１導電路２１の電圧を示す値をアナログ電圧信号として制御部５に入力する。なお、電圧検出部１１は、第１導電路２１の電圧値そのものを制御部５に入力する構成であってもよく、第１導電路２１の電圧を分圧回路で分圧した分圧値を制御部５に入力する構成などであってもよい。電圧検出部９は、公知の電圧検出回路として構成されており、第３導電路２３の電圧を示す値をアナログ電圧信号として制御部５に入力する。なお、電圧検出部９は、第３導電路２３の電圧値そのものを制御部５に入力する構成であってもよく、第３導電路２３の電圧を分圧回路で分圧した分圧値を制御部５に入力する構成などであってもよい。制御部５は、電圧検出部１１から入力されたアナログ電圧信号に基づいて第１導電路２１の電圧値を把握し、電圧検出部９から入力されたアナログ電圧信号に基づいて第３導電路２３の電圧値を把握する。
制御部５は、例えばマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵなどの演算装置、ＲＯＭ又はＲＡＭなどのメモリ、ＡＤ変換器等を有している。この制御部５は、第１導電路２１の電圧値、及び第３導電路２３の電圧値を把握し得る。また、制御部５は、充放電回路３による充電動作及び放電動作を制御する機能を有し、具体的には、充電回路３Ａに対して充電指示信号又は充電停止信号を与える機能と、放電回路３Ｂに対して放電指示信号又は放電停止信号を与える機能とを有する。
更に、制御部５は、スイッチＳＷ０，ＳＷ１，ＳＷ２のオンオフ動作をそれぞれ個別に制御し得る。制御部５がスイッチＳＷ０に対してオン信号を出力したときにスイッチＳＷ０がオン状態となり、オフ信号を出力したときにスイッチＳＷ０がオフ状態となる。同様に、制御部５がスイッチＳＷ１に対してオン信号を出力したときにスイッチＳＷ１がオン状態となり、オフ信号を出力したときにスイッチＳＷ１がオフ状態となる。同様に、制御部５がスイッチＳＷ２に対してオン信号を出力したときにスイッチＳＷ２がオン状態となり、オフ信号を出力したときにスイッチＳＷ２がオフ状態となる。
バックアップ装置１に設けられた端子Ｐ２には信号線８５が接続されている。信号線８５は、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）及び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）が伝送される伝送路であり、制御部５は、信号線８５を介してＩＧオン信号及びＩＧオフ信号を受信し得る。具体的には、バックアップ装置１を搭載する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ン状態となった場合に信号線８５を介して制御部５にＩＧオン信号が入力され、イグニッションスイッチがオフ状態となった場合に信号線８５を介して制御部５にＩＧオフ信号が入力される。
次に、バックアップ対象となるＥＰＢ（electronic parking brake）システム１２０を説明する。
図４のように、車両Ｃ（図１）のブレーキシステムには、ドライバの踏力に基づいてブレーキ力を発生させるサービスブレーキ１３０と駐車時に車輪をロックして車両の移動を規制するための電動駐車ブレーキ（ＥＰＢ）１２１とが備えられている。
各車輪に備えられたブレーキ機構は、図４で示すブレーキシステムにおいてブレーキ力を発生させる機械的構造であり、前輪系のブレーキ機構は、ドライバによるサービスブレーキ１３０の操作に伴ってブレーキパッドをブレーキディスクに押し当てることで各車輪に対してブレーキ力を発生させる構造とされている。なお、前輪系のサービスブレーキ１３０の操作によってブレーキ力を発生させるブレーキ機構は従来から一般的に用いられているものである。サービスブレーキ１３０は、ドライバによるブレーキペダル１３３の踏み込みに応じた踏力を倍力装置１３４にて倍力したのち、倍力された踏力に応じたブレーキ液圧をマスタシリンダ１３５内に発生させ、このブレーキ液圧を各車輪のブレーキ機構に備えられた各ホイールシリンダ１３６に伝えることでブレーキ力を発生させる。また、マスタシリンダ１３５とホイールシリンダ１３６との間には、ブレーキ液圧調整を行うためのアクチュエータ１３７が備えられており、サービスブレーキ１３０により発生させるブレーキ力を調整し、車両の安全性を向上させるための各種制御（例えば、ＡＢＳ制御等）を行える構造とされている。アクチュエータ１３７を用いた各種制御は、ＥＳＣ（Electronic Stability Control）−ＥＣＵ１４０にて実行される。
後輪系のブレーキ機構は、サービスブレーキ１３０の操作と電動駐車ブレーキ１２１の操作の双方に対してブレーキ力を発生させる共用の構造とされ、ドライバによるサービスブレーキ１３０の操作に応じてブレーキ力を発生させる構造に加え、電動駐車ブレーキ１２１の操作に伴ってブレーキパッド１２３Ａ，１２３Ｂをブレーキディスク１２４Ａ，１２４Ｂに押し当てることで各車輪に対してブレーキ力を発生させる構造が付加されている。後輪系のブレーキ機構も、機械的には公知の構造を採用することができる。
電動駐車ブレーキ１２１は、ＥＰＢ制御装置１２５（以下、ＥＰＢ−ＥＣＵ１２５ともいう）によって制御され、ＥＰＢ−ＥＣＵ１２５の制御によってモータ１２２Ａ、１２２Ｂを駆動し、ブレーキ機構を制御することでブレーキ力を発生させる。
電動駐車ブレーキ１２１は、車両Ｃの幅方向両側の車輪（具体的には、車両Ｃの両後輪）にそれぞれ対応して設けられるブレーキパッド１２３Ａ，１２３Ｂ（摩擦材）をそれぞれ駆動する２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂ（複数の駆動源）を備える。そして、モータ１２２Ａが所定の正方向に正回転駆動したときに当該モータ１２２Ａに対応するブレーキパッド１２３Ａ（摩擦材）が車輪と一体的に設けられたブレーキディスク１２４Ａ（被摩擦材）に向かう方向に移動して接触することによりブレーキディスク１２４Ａが設けられた後輪（図１で示すタイヤＲ１に対応する後輪ＲＬ）のブレーキ力を発生させる。また、モータ１２２Ａが正方向とは反対の逆方向に逆回転駆動したときに当該モータ１２２Ａに対応するブレーキパッド１２３Ａがブレーキディスク１２４Ａから離れる方向に移動してブレーキ力を解除するように動作する。同様に、モータ１２２Ｂが所定の正方向に正回転駆動したときに当該モータ１２２Ｂに対応するブレーキパッド１２３Ｂ（摩擦材）が車輪と一体的に設けられたブレーキディスク１２４Ｂ（被摩擦材）に向かう方向に移動して接触することによりブレーキディスク１２４Ｂが設けられた後輪（図１で示すタイヤＲ２に対応する後輪ＲＲ）にブレーキ力を発生させる。また、モータ１２２Ｂが正方向とは反対の逆方向に逆回転駆動したときに当該モータ１２２Ｂに対応するブレーキパッド１２３Ｂがブレーキディスク１２４Ｂから離れる方向に移動してブレーキ力を解除するように動作する。
ＥＰＢ−ＥＣＵ１２５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータを含む電子制御装置として構成され、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに基づいてモータ１２２Ａ，１２２Ｂの回転を制御することによりロック制御やリリース制御などの駐車ブレーキ制御を行う。ＥＰＢ−ＥＣＵ１２５とＥＳＣ−ＥＣＵ１４０とは、車内ＬＡＮであるＣＡＮ通信などを通じて互いに情報の授受を行っており、ＥＰＢ−ＥＣＵ１２５は駐車ブレーキ制御を実行するにあたり、ＥＳＣ−ＥＣＵ１４０で取り扱われている車速情報などを取得できるようになっている。
ＥＰＢ−ＥＣＵ１２５は、例えば図示しない車室内のインストルメントパネルに備えられた操作スイッチ１２８の操作状態に応じた信号や、シフト位置センサ１２９の検出信号を入力し、操作スイッチ１２８の操作状態や車両のシフト位置等に基づいてモータ１２２Ａ，１２２Ｂを駆動する。具体的には、ＥＰＢ−ＥＣＵ１２５は、モータ１２２Ａ，１２２Ｂに流される電流（モータ電流）をモータ１２２Ａ，１２２Ｂの上流側もしくは下流側で検出するモータ電流検出、ロック制御を終了させるときの目標モータ電流（目標電流値）を演算する目標モータ電流演算、モータ電流が目標モータ電流に達したか否かの判定、操作スイッチ１２８の操作状態に基づく電動駐車ブレーキ１２１の制御など、駐車ブレーキ制御を実行するための各種機能部を有している。このＥＰＢ−ＥＣＵ１２５により操作スイッチ１２８の状態やモータ電流に基づいてモータ１２２Ａ，１２２Ｂを正回転や逆回転させたりモータ１２２Ａ、１２２Ｂの回転を停止させることで、電動駐車ブレーキ１２１の制御を行う。
次に、バックアップ装置１の動作について説明する。
図１で示す電源システム１１０は、第１電源部９１からの電力供給が正常のときに第１電源部９１の出力電圧が電力線となる配線部８１に印加され、第１電源部９１から配線部８１を介して様々な電気部品に電力が供給される。ここでいう「第１電源部９１からの電力供給が正常のとき」とは、第１電源部９１によって配線部８１に印加される出力電圧が所定値を超えるときである。図３のように、制御部５には、電圧検出部１１によって配線部８１に印加される電圧を示す値（具体的には、第１導電路２１の電圧を示す値）が入力され、制御部５は、この電圧検出部１１から入力される検出値が閾値未満であるか否かを判定することで、配線部８１の電圧が所定値未満であるか否かを判定している。なお、所定値は、第１電源部９１の満充電時の出力電圧よりも小さく０よりも大きい値であり、例えば０Ｖよりもやや大きい値に設定される。本構成では、制御部５が異常検出部の一例に相当し、第１電源部９１からの電力供給が所定の低下状態となった異常状態を検出するように機能し、電圧検出部１１から制御部５に入力される検出値が閾値未満である場合が「第１電源部９１からの電力供給が所定の低下状態となった場合」の一例に相当する。
制御部５は、第１電源部９１からの電力供給が所定の低下状態となった異常状態を検出した場合（即ち、電圧検出部１１から制御部５に入力される検出値が閾値未満となったと判定した場合）、スイッチＳＷ４をオフ動作させ、配線部８１と充放電回路３との間の導通を遮断する保護動作を行い、更に、充電回路３Ａによって充電動作を行っている場合には充電回路３Ａに充電停止信号を与えて充電動作を停止させる。更に、制御部５は、このように異常状態を検出した場合、放電回路３Ｂに放電指示信号を与えて第２電源部７を放電させる。具体的には、所望の出力電圧を共通導電路２２Ｃに印加させるように放電回路３Ｂに降圧又は昇圧動作を行わせ、第２電源部７に電力に基づく出力電流を共通導電路２２Ｃに流す。なお、このような放電動作は、制御部５が異常状態を検出した場合に即座に行うようにしてもよく、所定のタイミングに行うようにしてもよい。例えば、共通導電路２２Ｃに、図４で示すＥＰＢ−ＥＣＵ１２５やその他の負荷など、バックアップすべき他の装置が接続されている場合、制御部５が異常状態を検出したときに即座に放電回路３Ｂに放電動作を行わせることで、これらの装置に迅速に電力を供給することができる。
そして、制御部５は、このように異常状態を検出した場合において所定の開始条件の成立時に、モータ１２２Ａ，１２２Ｂへの電流供給を開始する。具体的には、電圧検出部１１から制御部５に入力される検出値が閾値未満となった後、所定操作がなされた場合（例えば、操作スイッチ１２８が操作された場合）に、放電部２に対して２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂの各々に放電電流を複数回断続的に流すことを指示し、図５のように、一方のモータ１２２Ａに放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間Ｔ１を、他方のモータ１２２Ｂに放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間Ｔ２からずらすように放電電流の供給先を制御する。図５、図６において、時間ｔ０は、所定操作がなされたタイミング（例えば、操作スイッチ１２８が操作されたタイミング）であり、制御部５は、このタイミングの後、スイッチＳＷ０，ＳＷ１をいずれもオン状態としスイッチＳＷ２をオフ状態にする指示時間Ｔ１と、スイッチＳＷ０，ＳＷ２をいずれもオン状態としスイッチＳＷ１をオフ状態にする指示時間Ｔ２とを交互に繰り返す。なお、指示時間Ｔ１の間は、スイッチＳＷ０，ＳＷ１がいずれもオン状態となり、スイッチＳＷ２がオフ状態となるため、放電回路３Ｂからの放電電流は２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂのうちモータ１２２Ａのみに流れる。また、指示時間Ｔ２の間は、スイッチＳＷ０，ＳＷ２がいずれもオン状態となり、スイッチＳＷ１がオフ状態となるため、放電回路３Ｂからの放電電流は２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂのうちモータ１２２Ｂのみに流れる。
このように制御部５は、２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂの各々に放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間を、他のモータに放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間と重ならないように放電電流の供給先を制御する。即ち、一方のモータ１２２Ａに放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間Ｔ１と、他方のモータ１２２Ｂに放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間Ｔ２とが重ならないように、スイッチＳＷ０，ＳＷ１，ＳＷ２のオン時期を制御することで放電電流の供給先を制御する。

また、このように放電電流を断続的に与える場合、２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂの各々に放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間と次に他のモータに放電電流を流すことを放電部に指示する各指示時間との間に、いずれのモータにも放電電流を流さないことを放電部２に指示する停止時間Ｔ３を設定する。例えば、一方のモータ１２２Ａに放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間Ｔ１の後には、次に他方のモータ１２２Ｂに放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間Ｔ２を設定することになるが、指示時間Ｔ１の終了タイミングと次の指示時間Ｔ２の開始タイミングとの間には停止時間Ｔ３が設定される。また、他方のモータ１２２Ｂに放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間Ｔ２の後には、次に一方のモータ１２２Ａに放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間Ｔ１を設定することになるが、指示時間Ｔ２の終了タイミングと次の指示時間Ｔ１の開始タイミングとの間には停止時間Ｔ３が設定される。この停止時間Ｔ３の間は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がいずれもオフ状態に切り替えられるため、２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂのいずれにも電流が流れない。このようにして、２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂに対する放電電流が同時期に重なることを緩和し、ピークレベルを抑えている。
このような動作を行うと、２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂの各々において、放電電流が与えられる毎にモータの回転が進むため、放電電流が与えられる毎にブレーキパッド１２３Ａ，１２３Ｂでの保持力（摩擦力）が上昇することになる。具体的には、図６のように、モータ１２２Ａに放電電流が与えられる毎にモータ１２２Ａの回転が進むため、放電電流が与えられる毎にモータ１２２Ａによる保持力（即ち、ブレーキパッド１２３Ａによる摩擦力）が段階的に上昇することになる。また、モータ１２２Ｂに放電電流が与えられる毎にモータ１２２Ｂの回転が進むため、放電電流が与えられる毎にモータ１２２Ｂによる保持力（即ち、ブレーキパッド１２３Ｂによる摩擦力）が段階的に上昇することになる。そして、図６のように、２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂの保持力は交互に上昇するため、保持力の上昇度合いの偏りが抑えられる。なお、図６では、モータ１２２Ａに対する電流供給タイミングとモータ１２２Ａによる保持力との関係を示すグラフを上段に示し、モータ１２２Ｂに対する電流供給タイミングとモータ１２２Ｂによる保持力との関係を示すグラフを下段に示している。いずれのグラフも、保持力の大きさを太線で示し、モータに対する供給電流を相対的に細い実線で示している。
次に、本構成の効果を例示する。
本構成のバックアップ装置１は、異常検出部に相当する制御部５が異常状態を検出した場合において所定の開始条件の成立時に、制御部５は放電部２に対して指示（複数の駆動源（モータ１２２Ａ，１２２Ｂ）の各々に放電電流を複数回断続的に流すことの指示）を与えるため、放電部２によって第２電源部７を放電させて予め定められた複数の駆動源に放電電流を流すことができる。更に、制御部５は、複数の駆動源の各々に放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間を、他の駆動源に放電電流を流すことを指示する各指示時間からずらすように放電電流の供給先を制御するため、複数の駆動源の各々において断続的に放電電流が流れる各時間が、他の駆動源において断続的に放電電流が流れる各時間からずれることになる。従って、複数の駆動源に同時期に放電電流が集中することを緩和することができ、第２電源部７から出力される電流のピークレベルを抑えることができる。
このように、バックアップ装置１は、第１電源部９１からの電力供給が低下した場合（例えば、完全に途絶えた場合など）でも第２電源部７からの電力供給によって複数の駆動源をバックアップすることができ、且つバックアップ動作時に必要なピーク電流を効果的に低減することができる。よって、第２電源部７の規模を抑えやすくなり、第２電源部７のサイズやコストの低減を図ることができる。
具体的には、バックアップ装置１は、複数の駆動源の各々に放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間と、他の駆動源に放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間とが重ならないように放電電流の供給先を制御する。よって、複数の駆動源に対して同時期に放電電流が集中することをより確実に抑えることができ、バックアップ動作時に必要なピーク電流をより効果的に低減することができる。
更に、バックアップ装置１は、複数の駆動源の各々に放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間と次に他の駆動源に放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間との間に、いずれの駆動源にも放電電流を流さないことを放電部２に指示する停止時間を設定する。よって、第２電源部７からの電力供給に基づく放電電流が予め定められた複数の駆動源に同時に流れることをより確実に抑制又は防止することができる。
本構成のバックアップ装置１は、電動駐車ブレーキ１２１をバックアップ対象とする。電動駐車ブレーキ１２１は、車両Ｃの幅方向両側の車輪（具体的には両後輪）にそれぞれ対応して設けられるブレーキパッド１２３Ａ，１２３Ｂ（摩擦材）をそれぞれ駆動する２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂを複数の駆動源として備える。そして、一方のモータ１２２Ａが所定の正方向に正回転駆動したときに当該モータ１２２Ａに対応するブレーキパッド１２３Ａ（摩擦材）が車輪と一体的に設けられたブレーキディスク１２４Ａ（被摩擦材）に向かう方向に移動して接触することによりブレーキ力を発生させ、モータ１２２Ａが正方向とは反対の逆方向に逆回転駆動したときに当該モータ１２２Ａに対応するブレーキパッド１２３Ａがブレーキディスク１２４Ａから離れる方向に移動してブレーキ力を解除するように動作する。同様に、他方のモータ１２２Ｂが所定の正方向に正回転駆動したときに当該モータ１２２Ｂに対応するブレーキパッド１２３Ｂ（摩擦材）が車輪と一体的に設けられたブレーキディスク１２４Ｂ（被摩擦材）に向かう方向に移動して接触することによりブレーキ力を発生させ、モータ１２２Ｂが正方向とは反対の逆方向に逆回転駆動したときに当該モータ１２２Ｂに対応するブレーキパッド１２３Ｂがブレーキディスク１２４Ｂから離れる方向に移動してブレーキ力を解除するように動作する。そして、制御部５は、異常検出部が異常状態を検出した場合において所定の開始条件の成立時に放電部２に対して２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂの各々に放電電流を複数回断続的に流すことを指示し、一方のモータ１２２Ａに放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間を、他方のモータ１２２Ｂに放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間からずらすように放電電流の供給先を制御する。
上記バックアップ装置１は、第１電源部９１からの電力供給が異常状態になった場合に、制御部５が放電部２に対して指示（２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂの各々に放電電流を複数回断続的に流すことの指示）を与えるため、放電部２によって第２電源部７を放電させて２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂを動作させることができ、電動駐車ブレーキ１２１を駆動することができる。更に、制御部５は、一方のモータ１２２Ａに放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間を、他方のモータ１２２Ｂに放電電流を流すことを放電部２に指示する各指示時間からずらすように放電電流の供給先を制御するため、一方のモータ１２２Ａにおいて断続的に放電電流が流れる各時間が、他方のモータ１２２Ｂにおいて断続的に放電電流が流れる各時間からずれることになる。従って、２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂに同時期に放電電流が集中することを緩和することができ、第２電源部７から出力される電流のピークレベルを抑えることができる。また、片側のモータ１２２Ａの動作を完全に完了させてからもう片側のモータ１２２Ｂを動作させるのではなく、ある程度の期間にわたって、両モータ１２２Ａ，１２２Ｂに断続的に放電電流が供給されることになるため、２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂにおいて駆動時期の偏りが抑えられる。
＜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。
実施例１では、第２電源部７の一例として、電気二重層キャパシタとして構成された第２電源部７を例示したが、実施例１又は実施例１と変更したいずれの構成においても、第２電源部７は、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ等の他の蓄電手段であってもよい。
実施例１では、充電回路３Ａの一例としてＤＣＤＣコンバータを例示したが、実施例１又は実施例１と変更したいずれの構成においても、ＤＣＤＣコンバータは、昇圧型、降圧型、昇降圧型などとして構成され得る。また、ＤＣＤＣコンバータ以外の公知の充電回路であってもよい。
実施例１では、放電回路３Ｂの一例としてＤＣＤＣコンバータを例示したが、実施例１又は実施例１と変更したいずれの構成においても、ＤＣＤＣコンバータは、昇圧型、降圧型、昇降圧型などとして構成され得る。また、ＤＣＤＣコンバータ以外の公知の放電回路であってもよい。
実施例１では、制御部５がマイクロコンピュ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と変更したいずれの構成においても、制御部５は、マイクロコンピュータ以外のハードウェア回路によって構成されていてもよい。
実施例１では、第１電源部９１からの電力供給が低下状態となったときに第２電源部７が電力供給を行う例を示したが、実施例１又は実施例１と変更したいずれの構成においても、少なくとも第１電源部９１からの電力供給が低下状態となったときに第２電源部７が電力供給を行い得る構成であれば、電力供給が完全に停止していない何らかの時期に第２電源部７が電力供給を行ってもよい。例えば、第１導電路２１の電圧が所定の過電圧閾値を超える過電圧状態のとき或いは第１導電路２１の電流が過電流閾値を超える過電流状態のときに第１電源部９１からバックアップ装置１や負荷への電力供給を遮断し、これに応じて第２電源部７によるバックアップ動作（実施例１と同様のバックアップ動作）を行うとともに、所定の開始条件の成立時に上述したモータ１２２Ａ，１２２Ｂへの電流供給制御を行うようにしてもよい。
実施例１では、放電部２から予め定められた複数の駆動源（図１の例ではモータ１２２Ａ，１２２Ｂ）に放電電流を流し得る構成を例示したが、実施例１又は実施例１と変更したいずれの構成においても、バックアップ動作時に、第２電源部７からの電力がこれら複数の駆動源以外の負荷（例えば、シフトバイワイヤシステム、電動パワーステアリングシステムなど）に電力が供給されてもよい。
実施例１では、バックアップ動作時に２つの駆動源（２つのモータ１２２Ａ，１２２Ｂ）に対して断続的に電流を流すとともに電流を流す期間をずらす例を示したが、実施例１又は実施例１と変更したいずれの構成においても、３以上の駆動源に対して断続的に電流を流すとともに電流を流す期間をずらしてもよい。また、駆動源は電動駐車ブレーキのモータに限定されず、モータ以外のアクチュエータであってもよく、異なる種類の複数の駆動源が対象であってもよい。
実施例１では、制御部５が異常検出部の一例として機能したが、実施例１又は実施例１と変更したいずれの構成においても、制御部５とは別で第１電源部９１からの電力供給の異常を検出する異常検出部（例えば、第１導電路２１の電圧が閾値電圧以下になったことを検出する検出回路など）が設けられていてもよい。
実施例１では、異常検出部の一例に相当する制御部５が第１電源部９１に電気的に接続された第１導電路２１の電圧の異常を検出する例を示したが、実施例１又は実施例１と変更したいずれの構成においても、異常検出部は、第１電源部９１に電気的に接続された第１導電路２１の電流の異状（例えば、電流値が閾値以下となる低電流状態の異常など）を検出する構成であってもよい。
実施例１では、所定の開始条件の成立後にいずれかの駆動源に対する通電指示の時期と他の駆動源に対する通電指示の時期とが重ならないように制御される例を示したが、実施例１又は実施例１と変更したいずれの構成においても、通電時期がずれていれば一部が重なっていてもよい。
実施例１では、所定の開始条件の成立時の例として、「ユーザによって操作スイッチ１２８が操作された場合」を例示したが、これ以外の開始条件であってもよい。例えば、第１電源部９１からの電力供給が低下状態となった場合において車速が所定値以下になったとき（例えば、車速が０になったときなど）を「所定の開始条件の成立時」としてもよい。
１…車両用のバックアップ装置１
２…放電部
５…制御部（異常検出部）
７…第２電源部
９１…第１電源部
１２１…電動駐車ブレーキ
１２２Ａ，１２２Ｂ…モータ（駆動源）

Claims (5)

  1. 第１電源部と、少なくとも前記第１電源部からの電力供給が停止したときに電力を供給する第２電源部とを備えた車両用の電源システムにおける前記第２電源部を制御するバックアップ装置であって、
    前記第２電源部から供給される電力に基づき、少なくとも予め定められた複数の駆動源に放電電流を流す放電動作を行う放電部と、
    前記第１電源部からの電力供給が所定の低下状態となった異常状態を検出する異常検出部と、
    前記異常検出部が前記異常状態を検出した場合に前記第１電源部に電気的に接続された導電路に設けられたスイッチをオフ動作させて前記第１電源部からの電力供給を遮断する制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、前記異常検出部が前記異常状態を検出した場合において所定の開始条件の成立時に前記放電部に対して複数の前記駆動源の各々に放電電流を複数回断続的に流すことを指示し、且つ複数の前記駆動源の各々に放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間を、他の駆動源に放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間からずらすように放電電流の供給先を制御する車両用のバックアップ装置。
  2. 前記制御部は、前記異常検出部が前記異常状態を検出した場合において所定の開始条件の成立時に前記放電部に対して複数の前記駆動源の各々に放電電流を複数回断続的に流すことを指示し、且つ複数の前記駆動源の各々に放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間と、他の駆動源に放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間とが重ならないように放電電流の供給先を制御する請求項１に記載の車両用のバックアップ装置。
  3. 前記制御部は、前記異常検出部が前記異常状態を検出した場合において所定の開始条件の成立時に前記放電部に対して複数の前記駆動源の各々に放電電流を複数回断続的に流すことを指示し、複数の前記駆動源の各々に放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間と次に他の駆動源に放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間との間に、いずれの前記駆動源にも放電電流を流さないことを前記放電部に指示する停止時間を設定する請求項２に記載の車両用のバックアップ装置。
  4. 車両の幅方向両側の車輪にそれぞれ対応して設けられる摩擦材をそれぞれ駆動する２つのモータを複数の前記駆動源として備えるとともに前記モータが所定の正方向に正回転駆動したときに当該モータに対応する摩擦材が車輪と一体的に設けられた被摩擦材に向かう方向に移動して接触することによりブレーキ力を発生させ、前記モータが前記正方向とは反対の逆方向に逆回転駆動したときに当該モータに対応する前記摩擦材が前記被摩擦材から離れる方向に移動してブレーキ力を解除するように動作する電動駐車ブレーキをバックアップ対象とし、
    前記制御部は、前記異常検出部が前記異常状態を検出した場合において所定の開始条件の成立時に前記放電部に対して２つの前記モータの各々に放電電流を複数回断続的に流すことを指示し、一方の前記モータに放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間を、他方の前記モータに放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間からずらすように放電電流の供給先を制御する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用のバックアップ装置。
  5. 第１電源部と、少なくとも前記第１電源部からの電力供給が停止したときに電力を供給する第２電源部とを備えた車両用の電源システムにおける前記第２電源部を制御するバックアップ装置であって、
    前記第２電源部から供給される電力に基づき、少なくとも予め定められた複数の駆動源に放電電流を流す放電動作を行う放電部と、
    前記第１電源部からの電力供給が所定の低下状態となった異常状態を検出する異常検出部と、
    前記異常検出部が前記異常状態を検出した場合において所定の開始条件の成立時に前記放電部に対して複数の前記駆動源の各々に放電電流を複数回断続的に流すことを指示し、且つ複数の前記駆動源の各々に放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間を、他の駆動源に放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間からずらすように放電電流の供給先を制御する制御部と、
    を有し、
    車両の幅方向両側の車輪にそれぞれ対応して設けられる摩擦材をそれぞれ駆動する２つのモータを複数の前記駆動源として備えるとともに前記モータが所定の正方向に正回転駆動したときに当該モータに対応する摩擦材が車輪と一体的に設けられた被摩擦材に向かう方向に移動して接触することによりブレーキ力を発生させ、前記モータが前記正方向とは反対の逆方向に逆回転駆動したときに当該モータに対応する前記摩擦材が前記被摩擦材から離れる方向に移動してブレーキ力を解除するように動作する電動駐車ブレーキをバックアップ対象とし、
    前記制御部は、前記異常検出部が前記異常状態を検出した場合において所定の開始条件の成立時に前記放電部に対して２つの前記モータの各々に放電電流を複数回断続的に流すことを指示し、一方の前記モータに放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間を、他方の前記モータに放電電流を流すことを前記放電部に指示する各指示時間からずらすように放電電流の供給先を制御する車両用のバックアップ装置。
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