WO2023204219A1

WO2023204219A1 - 電源制御装置

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Publication number: WO2023204219A1
Application number: PCT/JP2023/015520
Authority: WO
Inventors: 一貴西脇
Original assignee: ビークルエナジージャパン株式会社
Priority date: 2022-04-18
Filing date: 2023-04-18
Publication date: 2023-10-26

Abstract

第１電源のバックアップとして、第２電源からリレーに電力を供給するＤＣＤＣコンバータと、第１電源によって充電され、そして、充電された電力をリレーに出力する第３電源と、第３電源のスイッチと、ＤＣＤＣコンバータ、スイッチ及び第２電源を制御する制御部と、を有し、制御部は、ＤＣＤＣコンバータをＯＦＦし、かつ、スイッチをＯＮして第３電源を充電している状態において、第３電源の電圧が、第１閾値以上の場合、スイッチをＯＦＦして第３電源の充電を停止し、第３電源の電圧が、第１閾値よりも低い第２閾値以下の場合、スイッチをＯＮして第３電源の充電を再開し、第３電源の電圧が、第２閾値よりも低い第３閾値以下の場合、ＤＣＤＣコンバータをＯＮする。

Description

電源制御装置

　本発明は、電源制御装置に関する。

　従来から、車両に搭載された電源をバックアップする構成が知られている。例えば、ＤＣＤＣコンバータを用いて、車載システムにおけるバックアップ電源を少ない消費電流で生成する構成が開示されている（例えば特許文献１を参照）。

特開２００３－３４８７６９号公報

　ＤＣＤＣコンバータを動作させると、電気機器にＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）、すなわち、電磁妨害（電磁干渉、電磁障害）といった電気的ノイズが発生するので、ラジオやテレビ等の無線通信を用いた電気機器は、その影響を受ける虞がある。そこで、本発明は、ＤＣＤＣコンバータの動作に起因した電気的ノイズを抑制可能な電源制御装置を提供することを目的とする。

　本発明の電源制御装置は、電気機器と、電気機器に接続されたリレーと、リレーを動作可能にする第１電源と、リレーを介して電気機器に通電する第２電源と、を備えた装置に適用される電源制御装置であって、第１電源のバックアップとして、第２電源からリレーに電力を供給するＤＣＤＣコンバータと、第１電源によって充電され、そして、充電された電力をリレーに出力する第３電源と、第３電源のスイッチと、ＤＣＤＣコンバータ、スイッチ及び第２電源を制御する制御部と、を有し、制御部は、ＤＣＤＣコンバータをＯＦＦし、かつ、スイッチをＯＮして第３電源を充電している状態において、第３電源の電圧が、第１閾値以上の場合、スイッチをＯＦＦして第３電源の充電を停止し、第３電源の電圧が、第１閾値よりも低い第２閾値以下の場合、スイッチをＯＮして第３電源の充電を再開し、第３電源の電圧が、第２閾値よりも低い第３閾値以下の場合、ＤＣＤＣコンバータをＯＮする。

　本発明によれば、バックアップ電源の構成要素として使用されるＤＣＤＣコンバータの動作に起因した電気的ノイズを抑制可能な電源制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る電源制御装置が適用された車両用電装システムの回路図である。図１の電源制御装置における第３電源を形成するコンデンサの充電（昇圧）と放電（降圧）を示すグラフである。

　本発明の実施形態に係る電源制御装置１０が適用された車両用電装システム１００の実施形態を、図１を参照しながら説明する。

　車両用電装システム１００は、電気機器であるインバータ１０１と、インバータ１０１に接続されたリレー１０２と、第１電力Ｐ１によってリレー１０２を動作させる鉛電池１１０（第１電源の一例）と、リレー１０２を介してインバータ１０１に放電するリチウムイオン電池１２０（第２電源の一例）と、電源制御装置１０と、を備えている。電気機器として、例えば、無線通信を伴うラジオやテレビのほか、カーナビゲーションシステムがある。車両としては、ＥＶ，ＨＶ，ＰＨＶ，ＰＨＥＶ，又は、ＦＣＶ（以下、「ＥＶ車等」ともいう）で良い。

　鉛電池１１０は、第１電力Ｐ１を供給する。第１電力Ｐ１は、リレー１０２を動作させる励磁用と、コンピュータに類似する制御部１３の駆動用と、電気機器の一部の駆動用と、に供給される。ここでいう電気機器の一部とは、１２Ｖ系の電装品と考えて良い。一方、リチウムイオン電池１２０は、例えば、直並列構成された等の４０Ｖ系の蓄電池である。コンデンサ１２は、鉛電池１１０によって充電され、リレー１０２を動作させる励磁用として、第３電力Ｐ３を出力可能に構成されている。

　リレー１０２は、例えば、通電されている時のみ接点が閉じるノーマリーオープン（Ｎｏｒｍａｌｌｙ　Ｏｐｅｎ）動作で直流の大電流を開閉可能である。ここで、励磁電流が不用意に途切れる等により、リレー１０２が断路すると、直流の大電流が瞬断されて高電圧が発生し、インバータ１０１を破損することがある。したがって、リレー１０２は、励磁電流が不用意に途切れる事態を避ける必要がある。電源制御装置１０は、そのような事態を防止するためのバックアップ電源を備える。

　リレー１０２の励磁電流を供給していた鉛電池１１０が断線等により予告なく失陥すると、その鉛電池１１０に対してダイオード４，２によるＯＲ回路で接続されていた第２電力Ｐ２が、その失陥した第１電力Ｐ１に代えて、バックアップ供給される。ただし、第１電力Ｐ１の失陥により、ＤＣＤＣコンバータ１１をＯＮして第２電力Ｐ２が十分に供給されるまでの所要時間として、数十ｍ秒を要する。リレー１０２の励磁電流は、そのようなことで、瞬断することなく、コンデンサ１２から第３電力Ｐ３が供給されることにより、リレー１０２の励磁によるＯＮ状態が継続する。

　リレー１０２は、ラッチリレーが好適である。ラッチリレーは、励磁電流を流し続ける必要が無く、切り替えるときだけ信号電流を加えれば状態維持できるので、より節電効果が高い。第１電力Ｐ１は、リレー１０２をＯＮし続けるための電力である。第１電力Ｐ１の電圧は、例えば、１２Ｖ～１３．８Ｖであり、トランジスタ８がＯＮして励磁駆動回路を形成する。トランジスタ８は、ＭＰＵ１３（制御部の一例）のリレー制御信号により開閉される。

　電源制御装置１０は、ＤＣＤＣコンバータ１１と、コンデンサ１２（第３電源の一例）と、制御部（例えば、Ｍｉｃｒｏ－ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｕｎｉｔ：以下、「ＭＰＵ」ともいう）１３と、報知部１４と、入力部１５と、スイッチ１６と、セル電圧測定ＩＣ（ＣＣＩＣ）１７と、電源ＩＣ１８と、を有している。電源ＩＣ１８には、ＢＡＴ端子に鉛電池１１０の正極端子が接続され、ダイオード１を介して常に電力供給される。電源ＩＣ１８のＩＧ端子１９は、不図示の車両操作手段に接続されて、操作信号を受け付ける。

　ＭＰＵ（制御部）１３は、マイクロプロセッサ（Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）とも呼ばれるプロセッサの一種であり、マイクロチップに実装されている。ＭＰＵ１３は、バックアップ電圧を監視するための電圧測定（Ｓ１）、リレー制御（Ｓ２）と、ＤＣ／ＤＣコンバータのシャットダウン制御（Ｓ３）と、ＣＣＩＣのシャットダウン制御（Ｓ４）と、スイッチ１６の動作の制御（Ｓ５）、鉛電池電圧の監視のための電圧測定（Ｓ６）を行う。ＭＰＵ１３は、第１電力Ｐ１に係る鉛電池１１０の電圧とリチウムイオン電池１２０から供給される第２電力Ｐ２に係る電圧との計測結果に応じて、リレー１０２、リチウムイオン電池１２０、ＤＣＤＣコンバータ１１、及びスイッチ１６を制御する。

　制御部１３は、電源制御装置１０の中枢であり、一例とする最低駆動電力７Ｖのワンチップマイコンであれば、鉛電池１１０からダイオード１及び電源ＩＣ１８を介して常に安定確実な電力供給されるべき回路構成である。ただし、電源制御装置１０は、鉛電池１１０の失陥も想定されている。その失陥した鉛電池１１０は、ダイオード２～４の回路構成で後述するようにバックアップされる。

　ＭＰＵ１３は、ＤＣＤＣコンバータ１１をＯＦＦし、かつ、スイッチ１６をＯＮしてコンデンサ１２を充電している状態において、第２電力Ｐ２の電圧が、第１閾値Ｖ１以上の場合、スイッチ１６をＯＦＦしてコンデンサ１２の充電を停止する。

　ＭＰＵ１３は、第２電力Ｐ２の電圧が、第１閾値Ｖ１よりも低い第２閾値Ｖ２以下の場合、スイッチ１６をＯＮしてコンデンサ１２の充電を再開し、第２電力Ｐ２の電圧が、第２閾値Ｖ２よりも低い第３閾値Ｖ３以下の場合、ＤＣＤＣコンバータ１１をＯＮする。

　ＤＣＤＣコンバータ１１は、リレー１０２を動作させる励磁用として、リチウムイオン電池１２０から供給されて第２電力Ｐ２を出力可能である。第２電力Ｐ２は、鉛電池１１０の第１電力Ｐ１が失陥したときのバックアップ機能であるため、鉛電池１１０に代えてコンデンサ１２を充電可能に回路構成されている。スイッチ１６は、鉛電池１１０とコンデンサ１２との間に介挿され、両者間で入出力される電力を規制する。

　セル電圧測定ＩＣ（以下、「ＣＣＩＣ」ともいう）１７は、リチウムイオン電池１２０を構成する複数のセル電池のセル電圧を測定するのみならず、各セル電圧を均等化させるセルコントローラの機能も備えるものが多い。ＣＣＩＣ１７は、高電圧に帯電しているが、その高圧部は、絶縁フォトカプラ５，６、及び絶縁通信ＩＣ７により、絶縁性を保持しながらＭＰＵ１３との間で制御信号を授受する。この回路構成により７Ｖ駆動のワンチップマイコンも高電圧の衝撃から保護される。

　ＤＣＤＣコンバータ１１は、鉛電池１１０のバックアップとして、リチウムイオン電池１２０からリレー１０２に第２電力Ｐ２を出力可能である。第２電力Ｐ２は、失陥した鉛電池１１０のバックアップとして、リレー１０２をＯＮし続けるための電力である。第２電力Ｐ２の電圧は、例えば、１０から１１Ｖである。

　コンデンサ１２は、鉛電池１１０によって充電され、リレー１０２に第３電力Ｐ３を出力可能に回路構成されている。第３電力Ｐ３は、失陥した鉛電池１１０のバックアップとして、ＤＣＤＣコンバータ１１が起動するまでの間に用いられるリレー１０２をＯＮし続けるための電力である。第３電力Ｐ３の電圧は、例えば、１０．５から１１Ｖである。スイッチ１６は、コンデンサ１２における電力の入出力を規制する。ＭＰＵ１３は、ＤＣＤＣコンバータ１１、スイッチ１６及びリチウムイオン電池１２０の動作を制御する。

　リチウムイオン電池１２０に代えて、例えば、ニッケル水素電池でも良い。そして、鉛電池１１０に代えて例えば、ニッケル水素電池やアルカリ電池でも良い。

　電源制御装置１０の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。図２は、図１の電源制御装置１０における第３電源を形成するコンデンサ１２の充電（昇圧）と放電（降圧）を示すグラフである。ＭＰＵ１３は、ＤＣＤＣコンバータ１１をＯＦＦし、かつ、スイッチ１６をＯＮしてコンデンサ１２を充電している状態において、第２電力Ｐ２の電圧が、第１閾値Ｖ１以上の場合、スイッチ１６をＯＦＦしてコンデンサ１２の充電を停止する。

　図２に示すように、第１閾値Ｖ１は、例えば、１１Ｖである。ＭＰＵ１３は、第２電力Ｐ２の電圧が、第１閾値Ｖ１よりも低い第２閾値Ｖ２（例えば、１０．５Ｖ）以下の場合、スイッチ１６をＯＮしてコンデンサ１２の充電を再開する。

　電源制御装置１０は、鉛電池１１０が失陥したときのバックアップ機能として、リチウムイオン電池１２０から供給される第２電力Ｐ２が、コンデンサ１２を充電可能になるように、図１の回路が構成されている。

　また、リレー１０２に励磁電流を供給している鉛電池１１０がバッテリーあがり等により失陥すると、その失陥した第１電力Ｐ１に代えて、鉛電池１１０に対してダイオード２，４によるＯＲ回路接続されていたコンデンサ１２から第３電力Ｐ３が瞬間的に供給されることにより、リレー１０２のＯＮ状態が継続する。

　また、ＭＰＵ１３は、第２電力Ｐ２の電圧が、第２閾値Ｖ２よりも低い第３閾値Ｖ３（例えば、１０Ｖ）以下の場合、ＤＣＤＣコンバータ１１をＯＮする。さらに、ＭＰＵ１３は、第１電力Ｐ１が第３閾値Ｖ３以下になると、ＤＣＤＣコンバータ１１をＯＮする。

　報知部１４は、第２電力Ｐ２が所定時間を超えて出力された場合、鉛電池１１０の異常を報知する。鉛電池１１０の異常とは、例えば、失陥や断線である。報知部１４は、車両に搭載されたモニターやスピーカ等の出力装置を介して異常を出力する。入力部１５は、第１閾値Ｖ１～第２閾値Ｖ２を変更するための入力を可能にする。

　鉛電池１１０が失陥等しない限り、リレー１０２は、鉛電池１１０の第１電力Ｐ１によって、常時、接点が閉じられた状態になっている。第１電力Ｐ１は、リレー１０２をＯＮし続けるための電力であって、電圧が１２Ｖに設定されている。リチウムイオン電池１２０は、ＯＮ状態のリレー１０２を介して、電気機器やインバータ１０１に給電することが可能である。

　リチウムイオン電池１２０は、ＭＰＵ１３の制御に基づき、ＤＣＤＣコンバータ１１で降圧された第２電力Ｐ２を出力する。リチウムイオン電池１２０は、鉛電池１１０が失陥するまで、ＤＣＤＣコンバータ１１に放電しない。第２電力Ｐ２は、失陥した鉛電池１１０のバックアップとして、リレー１０２をＯＮし続けるための電力であって、電圧は１０から１１Ｖの間に設定されている。

　第２電力Ｐ２の電圧値（１０Ｖ～１１Ｖ）は、第１電力Ｐ１の電圧値（１２Ｖ）よりも低く設定されている。リレー１０２に励磁電流を供給する経路は、２本のダイオード２，４のカソード側を接続したＯＲ回路を構成する。このＯＲ回路の一方のダイオード２のアノード側には第１電力Ｐ１が供給され、他方のダイオード４のアノード側には第２電力Ｐ２が供給される。したがって、このＯＲ回路は、第１電力Ｐ１を第２電力Ｐ２でバックアップして、リレー１０２の励磁電流を停電させない。

　コンデンサ１２は、ＤＣＤＣコンバータ１１の出力である第２電力Ｐ２によって充電される。コンデンサ１２は、リレー１０２に対して、第３電力Ｐ３を出力する。第３電力Ｐ３は、失陥した鉛電池１１０のバックアップとして、ＤＣＤＣコンバータ１１が起動するまでの間リレー１０２をＯＮし続けるための電力であって、電圧が１０．５から１１Ｖの間で設定されている。

　コンデンサ１２は、鉛電池１１０の第１電力Ｐ１によって、例えば数秒の僅かな間で、第２閾値Ｖ２の１０．５Ｖから第１閾値Ｖ１の１１Ｖまで昇圧されつつ、充電される。その後、スイッチ１６がＭＰＵ１３の制御に基づきＯＦＦされ、コンデンサ１２は、第１電力Ｐ１による充電が止まる。このため、コンデンサ１２においては、自然放電等によって、第１閾値Ｖ１の１１Ｖから第２閾値Ｖ２の１０．５Ｖまで、数分かけて緩やかに降圧しつつ、放電される。

　コンデンサ１２の電圧値が、第１閾値Ｖ１の１１Ｖから第２閾値Ｖ２の１０．５Ｖまで降圧すると、スイッチ１６がＭＰＵ１３の制御に基づき、ＯＮ（再開）される。この結果、コンデンサ１２は、再び、第１電力Ｐ１によって、例えば、数秒の僅かな間で、第２閾値Ｖ２の１０．５Ｖから第１閾値Ｖ１の１１Ｖまで昇圧しつつ、充電される。

　この数秒の僅かな間だけ、鉛電池１１０からコンデンサ１２への放電が再開される。このようなことから、鉛電池１１０からコンデンサ１２への放電は、コンデンサ１２の電圧値が１０．５から１１Ｖに昇圧する僅かの間のみ行われる。

　鉛電池１１０の失陥に起因して、第１電力Ｐ１が途絶えた場合、先ず、コンデンサ１２からリレー１０２に第３電力Ｐ３が供給される。次に、ＤＣＤＣコンバータ１１からリレー１０２に第２電力Ｐ２が供給される。すなわち、ＤＣＤＣコンバータ１１が起動するまでの僅かの間は、コンデンサ１２が、鉛電池１１０のバックアップ電源として機能する。その後、リチウムイオン電池１２０が、鉛電池１１０のバックアップ電源として機能する。

　ＤＣＤＣコンバータ１１は、鉛電池１１０が失陥しない限り図２に示すとおり起動しない。したがって、鉛電池１１０が失陥するまで、ＤＣＤＣコンバータ１１の動作に起因したＥＭＩノイズが発生することはなく、鉛電池１１０が失陥しない限り、車両に搭載されたラジオやテレビ等の車載装置がＥＭＩノイズの影響を受けることもない。

　一方、鉛電池１１０が失陥することにより、例えば、聴取中の車載ラジオの音声にノイズが混入したとしても、そのとき車両は正常に運行できなくなっているので、その程度のことは容認できる範囲と考えられる。したがって、このような異常事態において、動作中のＤＣＤＣコンバータ１１から多少のノイズが発生しても、その実害は無いに等しい。

　つぎに、電源制御装置１０の作用及び効果について説明する。
［１］ＭＰＵ１３は、つぎの条件でＤＣＤＣコンバータ１１と、スイッチ１６と、をそれぞれ図２に示すようにＯＮ／ＯＦＦ制御する。ＭＰＵ１３は、この通常状態から異常事態が検出されると、つぎのように状態（１）～（４）へと遷移する。なお、括弧書きした電圧は一例に過ぎない。

（１）通常時には、ＤＣＤＣコンバータ１１をＯＦＦし、かつ、スイッチ１６をＯＮして鉛電池１１０から連続的にコンデンサ１２を充電している。
（２）第３電源の電圧が、第１閾値Ｖ１（１１Ｖ）以上の場合、スイッチ１６をＯＦＦしてコンデンサ１２の充電を停止する。
（３）第３電源の電圧が、第１閾値Ｖ１（１１Ｖ）よりも低い第２閾値Ｖ２（１０．５Ｖ）以下の場合、スイッチ１６をＯＮしてコンデンサ１２の充電を再開する。
（４）第３電源の電圧が、第２閾値Ｖ２（１０．５Ｖ）よりも低い第３閾値Ｖ３（１０Ｖ）以下の場合、ＤＣＤＣコンバータ１１をＯＮする。

　通常状態（１）～（３）において、電源制御装置１０のＭＰＵ１３は、通常充電の状態（１），（３）と、通常で充電休止の状態（２）と、を交互に繰り返すことによって、鉛電池１１０からコンデンサ１２が間欠的に充電されている。ここで、鉛電池１１０が断線等により、予告なしに失陥したときのバックアップ機能として、リチウムイオン電池１２０から供給される第２電力Ｐ２が、鉛電池１１０に代えてコンデンサ１２を充電可能に回路構成されている。

　しかし、コンデンサ１２による第３電力Ｐ３は、長くても数秒間しか持続できない。これに対し、ＭＰＵ１３は、上記異常な状態（４）と検出して、ＤＣＤＣコンバータ１１をＯＮする。このように、ＤＣＤＣコンバータ１１がＯＮされることにより、遅滞なくリチウムイオン電池１２０から第２電力Ｐ２を供給する。その結果、容量のあるリチウムイオン電池１２０から第２電力Ｐ２が供給される。

　容量のある第２電力Ｐ２は、鉛電池１１０の第１電力Ｐ１に代えて、リレー１０２の励磁によるＯＮ状態と、ＭＰＵ１３の駆動と、インバータ１０１の駆動と、を長時間にわたって継続する。鉛電池１１０（１２Ｖ～１３．８Ｖ）に対し、それが失陥したことを検知するレベルに第３閾値Ｖ３（１０Ｖ）が設定されている。この状態は、例えば、ＥＶ車等であれば、直ちに運行中止して整備場で故障修理すべき異常事態である。

　この異常事態にのみ、ＤＣＤＣコンバータ１１がＯＮされるとすれば、それにより発生する電気的ノイズは、許容できると考えられる。換言すれば、電源制御装置１０を備えた車両の通常運行時には、ＤＣＤＣコンバータ１１は常時ＯＦＦしているので、それによる電気的ノイズも発生しない。したがって、電源制御装置１０によれば、バックアップ電源の構成要素として使用されるＤＣＤＣコンバータ１１の動作に起因した電気的ノイズを抑制できる。

［２］上記［１］において、ＭＰＵ１３は、第１電力Ｐ１が第３閾値Ｖ３（１０Ｖ）以下になると、ＤＣＤＣコンバータ１１をＯＮする。このような構成によれば、特に断線して突然失陥したような鉛電池１１０をリチウムイオン電池１２０によってバックアップすることができる。鉛電池１１０（１２Ｖ～１３．８Ｖ）に対し、それが失陥したことを検知するレベルに第３閾値Ｖ３（１０Ｖ）が設定されている。

　突然失陥とは別に、例えば、電源制御装置１０が適用された車両を長期間放置する、といった杜撰な運行管理と相まって、鉛電池の経年劣化に伴う、極端なバッテリーあがり状態に陥った場合を想定する。そのような場合でも、修復に相当の手間を要するような重故障を免れることができる。その重故障とは、第１電力Ｐ１が７Ｖ以下まで下がることにより、その供給電圧で賄われていたＭＰＵ１３のコンピュータがダウンし、リセットするといったことである。

［３］上記［１］又は［２］において、電源制御装置１０は、通電されている時のみ接点が閉じるように構成されて汎用性が高い、ノーマリーオープンタイプのリレー１０２を備えた車両用電装システム１００に適用される。このような電源制御装置１０は、電気系統に故障が生じて、リレー１０２の励磁によるＯＮ状態が維持できなくなる。リレー１０２は、リチウムイオン電池１２０とインバータ１０１との間に介挿され、例えば、ノーマリーオープン動作で主電流、例えば直流の大電流を遮断するので、基本的に安全である。

［４］上記［１］又は［２］において、電源制御装置１０は、通電されている時のみ接点が開くように構成されているノーマリークローズタイプのリレー１０２（同一符号）を備えた車両用電装システム１００に適用されても良い。このような電源制御装置１０は、ＭＰＵ１３のリレー制御の論理を逆転して出力するようにプログラムを変更すれば良い。そうでなければ、トランジスタ８による励磁駆動回路でＯＮ／ＯＦＦを逆転動作させる回路に組み直すか、あるいは、励磁回路のＯＮ／ＯＦＦを逆転動作させるように不図示のＮＯＴ演算回路を介挿すれば、容易に実現できる。

　さらに、リレー１０２（同一符号）の動作タイプには、切り替え信号のみを入力すれば、切替後の動作を励磁電流なしに維持できるラッチタイプもある。その場合は、励磁駆動回路は不要となり、ＭＰＵ１３のリレー制御の論理を切り替え信号のみを出力し、リレー１０２のＯＮ／ＯＦＦ状態をＭＰＵ１３で監視するようにプログラムを変更すれば良い。このように、電源制御装置１０は、リレー１０２の動作タイプを限定することなく、広範囲な実施形態に適用可能である。

［５］上記［１］～［４］の何れかにおいて、電源制御装置１０は、所定の情報を報知する報知部１４を、さらに有する。報知部１４は、ＤＣＤＣコンバータ１１の第２電力Ｐ２が所定時間を超えて出力された場合、鉛電池１１０に異常が発生したことを、例えば車両の乗員に報知する。このような構成によれば、例えば車両の乗員は、鉛電池１１０に異常が発生したことを認識できる。

　また、車両の乗員は、鉛電池１１０に異常が発生したことについて、車両の修理工場に相談を求める等、対応できる。正常状態が継続され、鉛電池１１０に異常が無ければ、リチウムイオン電池１２０からの第２電力Ｐ２は出力されない。これに対し、鉛電池１１０に異常が発生したならば、報知部１４の報知により、例えば車両の乗員は、異常を早期発見できて事態の深刻化を抑止できる。

［６］上記［１］～［５］の何れかにおいて、ＭＰＵ１３は、第１電力Ｐ１によって動作する。ＭＰＵ１３は、例えば、最低駆動電力７Ｖのワンチップマイコンである場合が多い。また、鉛電池１１０の第１電力Ｐ１が１３．８Ｖの鉛電池から供給されている場合も多い。そのような場合は、ＭＰＵ１３の駆動用（例えば約１０Ｖ）として、リチウムイオン電池１２０（例えば４０Ｖ）からの第２電力Ｐ２では、電圧が高過ぎて直流電圧変換機能の介在が不可欠である。

　したがって、電源制御装置１０は、直流電圧変換機能の介在が不要な、第１電力Ｐ１によって、ＭＰＵ１３を直接に動作させるので、その方が、簡素かつ容易である。その結果、電源制御装置１０は、ＤＣＤＣコンバータ１１が動作する機会を少なくできるので、その動作に起因した電気的ノイズを抑制できる。

　このような構成の電源制御装置１０は、鉛電池１１０が失陥しない限り、リチウムイオン電池１２０から電力の供給を受けることなく、鉛電池１１０によって動作させることができる。その結果、ＤＣＤＣコンバータ１１が動作する機会を少なくできるので、その動作に起因した電気的ノイズを抑制できる。

［７］上記［１］～［６］の何れかにおいて、第１閾値Ｖ１（１１Ｖ）、第２閾値Ｖ２（１０．５Ｖ）及び第３閾値Ｖ３（１０Ｖ）の少なくとも一つを変更可能な入力部１５を、さらに有する。このような構成によれば、ＭＰＵ１３によるＤＣＤＣコンバータ１１のＯＮ及びＯＦＦの制御の頻度等を考慮して、第１閾値Ｖ１、第２閾値Ｖ２及び第３閾値Ｖ３の少なくとも一つを変更することができる。これを変更するメリットは次のとおりである。

　電源制御装置１０は、上記の閾値をより低めに設定変更すれば、ＤＣＤＣコンバータ１１が作動する機会を減らせるので、その作動に起因した電気的ノイズを抑制できる。このように、上記の閾値をより低めに設定変更するには、インバータ１０１の可用性を維持しながら、鉛電池１１０へのバックアップ体制を緩和できる条件が揃えば良い。

　鉛電池１１０へのバックアップ体制を緩和する条件として、つぎに例示することが考えられる。現状のＥＶ車等は、リチウムイオン電池１２０のほか、それと併せて、はるかに低電圧で小容量の鉛電池１１０も備える。この鉛電池１１０は、主電動機以外の電装品に対する電源として、いまだ不可欠であり、急には削減できないまでも、想定される技術革新に伴って、依存の度合いを順次軽減できる可能性はある。

　依存性を軽減する具体例として、まず、鉛電池１１０から給電される灯火類のＬＥＤ化のみならず、リレー１０２がラッチタイプに置換されたならば、励磁電流が不要になり、鉛電池１１０に対する省エネ化が進むので、それへの依存性が軽減される。また、ＥＶ車は、発熱する内燃機関が無いため、鉛電池１１０の設置環境が低温化する。その結果、鉛電池１１０は、劣化が抑制されて信頼性が向上する。

　さらに、鉛電池１１０そのものが、より高性能化されることも考えられる。あるいは、車載電装品の電源電圧が現状の鉛電池１１０の定格出力１２Ｖ～１３．８Ｖから、リチウムイオン電池１２０の仕様に合わせた電圧へと、順次統一されることも考えられる。このように、鉛電池１１０への依存の度合いが軽減したならば、ＥＶ車等に適用された電源制御装置１０は、修理工場の作業者によって、入力部１５から、上記の閾値をより低めに設定変更できることが好ましい。

　現在、このような技術革新の最中であるとすれば、上記の閾値について、本発明の実施対象製品が発売される当初には標準設定し、時代の変化に応じて鉛電池１１０への依存の度合いが軽減されるとともに、順次低めに設定変更すると良い。

１～４　ダイオード、５，６　絶縁フォトカプラ、７　絶縁通信ＩＣ、８　トランジスタ、１０　電源制御装置、１１　ＤＣＤＣコンバータ、１２　コンデンサ（第３電源の一例）、１３　ＭＰＵ（制御部の一例）、１４　報知部、１５　入力部、１６　スイッチ、１８　電源ＩＣ、１９　ＩＧ端子、１００　車両用電装システム、１０１　インバータ（のほか無線通信を用いた電気機器）、１０２　リレー、１１０　鉛電池（第１電源の一例）、１２０　リチウムイオン電池（第２電源の一例）、Ｐ１　第１電力：リレー１０２をＯＮし続けるための電力（電圧１２Ｖ）、Ｐ２　第２電力：失陥した鉛電池１１０のバックアップとして、リレー１０２をＯＮし続けるための電力（電圧１０から１１Ｖ）、Ｐ３　第３電力：失陥した鉛電池１１０のバックアップとして、ＤＣＤＣコンバータ１１が起動するまでの間に用いられる、リレー１０２をＯＮし続けるための電力（電圧１０．５から１１Ｖ）、Ｖ１　第１閾値（１１Ｖ）、Ｖ２　第２閾値（１０．５Ｖ）、Ｖ３　第３閾値（１０Ｖ）

Claims

　電気機器と、
　前記電気機器に接続されたリレーと、
　前記リレーを動作可能にする第１電源と、
　前記リレーを介して前記電気機器に通電する第２電源と、
　を備えた装置に適用される電源制御装置であって、
　前記第１電源のバックアップとして、前記第２電源から前記リレーに電力を供給するＤＣＤＣコンバータと、
　前記第１電源によって充電され、そして、充電された電力を前記リレーに出力する第３電源と、
　前記第３電源のスイッチと、
　前記ＤＣＤＣコンバータ、前記スイッチ及び前記第２電源を制御する制御部と、
を有し、
　前記制御部は、
　前記ＤＣＤＣコンバータをＯＦＦし、かつ、前記スイッチをＯＮして前記第３電源を充電している状態において、
　前記第３電源の電圧が、第１閾値以上の場合、前記スイッチをＯＦＦして前記第３電源の充電を停止し、
　前記第３電源の電圧が、前記第１閾値よりも低い第２閾値以下の場合、前記スイッチをＯＮして前記第３電源の充電を再開し、
　前記第３電源の電圧が、前記第２閾値よりも低い第３閾値以下の場合、前記ＤＣＤＣコンバータをＯＮする、
　電源制御装置。
　前記制御部は、前記第１電源の電圧が前記第３閾値以下になると、前記ＤＣＤＣコンバータをＯＮする、
　請求項１に記載の電源制御装置。
　通電されている時のみ接点が閉じるように構成されている前記リレーを備えた前記装置に適用される、
　請求項１又は２に記載の電源制御装置。
　通電されている時のみ接点が開くように構成されている前記リレーを備えた前記装置に適用される、
　請求項１又は２に記載の電源制御装置。
　所定の情報を報知する報知部を、さらに有し、
　前記報知部は、前記ＤＣＤＣコンバータが所定時間を超えてＯＮされた場合、前記第１電源の異常を報知する、
　請求項１又は２に記載の電源制御装置。
　前記制御部は、前記第１電源によって動作する、
　請求項１又は２に記載の電源制御装置。
　前記第１閾値、前記第２閾値及び前記第３閾値の少なくとも一つを変更可能な入力部を、さらに有する、
　請求項１又は２に記載の電源制御装置。