(57)【要約】【課題】低電流用の動作と、大電流用の動作とを行うことができ、低電流用の動作から大電流用の動作に切り替える際に出力の遅延を抑えることができる車載用電源装置を提供する。【解決手段】車載用電源装置１は、車載用の蓄電部９１に電気的に接続された第１導電路３１に印加された電圧を降圧して第２導電路３２に印加する降圧動作を少なくとも行う第１電圧変換部１２と、第１導電路３１に印加された電圧を降圧して第２導電路３２に印加する降圧動作を少なくとも行い、第１電圧変換部１２よりも電力容量が小さい第２電圧変換部２２と、第１電圧変換部１２及び第２電圧変換部２２を駆動する駆動部３と、第２導電路３２に電気的に接続され、第２導電路３２を流れる電流によって充電されるキャパシタ５０とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載用の蓄電部に電気的に接続された第１導電路に印加された電圧を降圧して第２導電路に印加する降圧動作を少なくとも行う第１電圧変換部と、
前記第１導電路に印加された電圧を降圧して前記第２導電路に印加する降圧動作を少なくとも行い、前記第１電圧変換部よりも電力容量が小さい第２電圧変換部と、
第１の時期に前記第１電圧変換部及び前記第２電圧変換部のうちの前記第２電圧変換部のみを駆動し、前記第１の時期から第２の時期となったときに少なくとも前記第２電圧変換部を駆動する駆動部と、
前記第２導電路に電気的に接続され、前記第２導電路を流れる電流によって充電されるキャパシタと、
を有する車載用電源装置。
【請求項２】
前記第２導電路を流れる電流を検出する電流検出部を有し、
前記駆動部は、前記第１の時期に前記第１電圧変換部の駆動が停止し且つ前記第２電圧変換部が駆動している場合において前記電流検出部が検出する前記第２導電路の電流が所定の電流値範囲に到達した後を前記第２の時期として、前記第１電圧変換部の駆動を開始する請求項１に記載の車載用電源装置。
【請求項３】
前記駆動部は、前記第１の時期に前記第１電圧変換部の駆動が停止し且つ前記第２電圧変換部が駆動している場合において前記第２導電路の電圧が所定の電圧値範囲より低下した後を前記第２の時期として、前記第１電圧変換部の駆動を開始する請求項１に記載の車載用電源装置。
【請求項４】
前記第１の時期は、当該車載用電源装置が搭載された車両において始動スイッチがオン状態からオフ状態に切り替わってから前記第１電圧変換部を駆動させるための所定条件が成立するまでの時期である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車載用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載用のシステムとして、低圧系と高圧系の二系統に電力を供給するシステムが知られており、このシステムに関連する技術として、特許文献１のような技術が提案されている。特許文献１で開示される給電回路は、高電圧直流電源と低電圧用負荷との間に電圧降下用のＤＣＤＣコンバータとして小容量ＤＣＤＣコンバータ及び大容量ＤＣＤＣコンバータを設けており、必要供給電力に応じてコンバータを切り替える構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０４１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のＤＣＤＣコンバータでは、例えば、エンジンキーがオフ位置に切り替えられている場合には、小容量ＤＣＤＣコンバータを動作させることで必要な暗電流を常時供給する。一方、エンジンキーがオフ位置以外に切り替えられた場合には、大容量ＤＣＤＣコンバータを動作させることで、低電圧直流負荷に十分な電力供給を行う。
【０００５】
ところで、特許文献１の給電回路のように、相対的に大きな電流を出力する大電流用の回路と、相対的に小さな電流を出力する低電流用の回路とを混在させた場合、大電流用の回路は、大きな素子を用いざるを得ないため駆動電流が大きくなりやすく、回路を制御する制御部でも消費電流が大きくなりやすいという問題がある。このため、大電流用の回路の駆動をできるだけ抑えるために、低電流用の回路から出力される電流で足りる可能性が高い時期（例えば、駐車中など）には、大電流用の回路の動作を停止させ、低電流用の回路のみを動作させるようにして全体の電力消費を抑えることが望ましい。
【０００６】
しかし、低電流用の回路から出力される電流で足りる可能性が高い時期（例えば、駐車中など）であっても、ドアロック、ヘッドライト、ホーン、室内ランプ、或いはこれらの電装品の複数がユーザの操作によって動作する場合など、比較的大きな電流が要求される状況が生じ得る。このような場合に備え、低電流用の回路をある程度大きな電流に対応し得る回路構成とすることも考えられるが、回路規模や消費電力の増大を招くという問題がある。別案として、大きな電流が必要となった時期に大電流用の回路に切り替える方法も考えられるが、この方法を用いる場合、大電流が必要となる時期が到来したか否かを検知して実際に大電流用の回路を動作させるまでに時間がかかってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に基づいてなされたものであり、低電流用の動作と、大電流用の動作とを行うことができ、低電流用の動作から大電流用の動作に切り替える際に出力の遅延を抑えることができる車載用電源装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様である車載用電源装置は、
車載用の蓄電部に電気的に接続された第１導電路に印加された電圧を降圧して第２導電路に印加する降圧動作を少なくとも行う第１電圧変換部と、
前記第１導電路に印加された電圧を降圧して前記第２導電路に印加する降圧動作を少なくとも行い、前記第１電圧変換部よりも電力容量が小さい第２電圧変換部と、
第１の時期に前記第１電圧変換部及び前記第２電圧変換部のうちの前記第２電圧変換部のみを駆動し、前記第１の時期から第２の時期となったときに少なくとも前記第２電圧変換部を駆動する駆動部と、
前記第２導電路に電気的に接続され、前記第２導電路を流れる電流によって充電されるキャパシタと、
を有する。
【発明の効果】
【０００９】
上記一態様の車載用電源装置は、第１の時期に電力容量が小さい第２電圧変換部のみを動作させ、消費電力を抑えた形で出力を継続することができる。この第２電圧変換部は、第１の時期に想定される電流に合わせた回路規模で良いため、大型化しすぎる必要はなく、回路構成を適正化しやすい。一方、第１の時期から第２の時期になったときには、電力容量が相対的に大きい第１電圧変換部を駆動することで、より大きな電流を流すことができるようになる。更に、第１電圧変換部及び第２電圧変換部による出力経路となり得る第２導電路には、第２導電路を流れる電流によって充電され得るキャパシタが電気的に接続されている。このような構成であるため、第２電圧変換部による低電流用の動作から第１電圧変換部による大電流用の動作に切り替える際に、第２導電路を介して負荷へ与える出力電流をキャパシタから電流によって補うことができ、第１電圧変換部が大きな電流を出力するまでの出力の遅延を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１の車載用電源装置を備えた車載用電源システムを概略的に示すブロック図である。
【図２】図２は、実施例１の車載用電源装置の具体的構成について、主に大電流用回路を具体化して示す回路図である。
【図３】図３は、実施例１の車載用電源装置の具体的構成について、主に暗電流用回路を具体化して示す回路図である。
【図４】図４は、他の実施例の車載用電源装置を備えた車載用電源システムを概略的に示すブロック図である。
【図５】図５は、図４とは異なる他の実施例の車載用電源装置を備えた車載用電源システムを概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで、発明の望ましい例を示す。
【００１２】
車載用電源装置は、第２導電路を流れる電流を検出する電流検出部を有していてもよい。駆動部は、第１の時期に第１電圧変換部の駆動が停止し且つ第２電圧変換部が駆動している場合において電流検出部が検出する第２導電路の電流が所定の電流値範囲に到達した後を第２の時期として、第１電圧変換部の駆動を開始するように動作してもよい。
【００１３】
上記車載用電源装置は、第１の時期に第１電圧変換部の駆動が停止し且つ第２電圧変換部が駆動している時、即ち、消費電力を抑えた形で動作している時に第２導電路を流れる電流が所定の電流値範囲に到達する程度に高まった場合に、第１電圧変換部の駆動を開始してより大きな電流を出力することができる。更に、第２導電路の電流が所定の電流値範囲に到達してから実際に第１電圧変換部から電流が出力されるまでの間は、キャパシタからの電流によって出力を補うことができる。よって、第１電圧変換部が大きな電流を出力するまでの出力の遅延を効果的に抑えることができる。
【００１４】
駆動部は、第１の時期に第１電圧変換部の駆動が停止し且つ第２電圧変換部が駆動している場合において第２導電路の電圧が所定の電圧値範囲よりも低下した後を第２の時期として、第１電圧変換部の駆動を開始するように動作してもよい。
【００１５】
上記車載用電源装置は、第１の時期に第１電圧変換部の駆動が停止し且つ第２電圧変換部が駆動している時、即ち、消費電力を抑えた形で動作している時に第２導電路の電圧が所定の電圧値範囲よりも低下した場合に、第１電圧変換部の駆動を開始してより大きな電流を出力することができる。更に、第２導電路の電圧が所定の電圧値範囲よりも低下してから実際に第１電圧変換部から電流が出力されるまでの間は、キャパシタからの電流によって出力を補うことができ、第１電圧変換部が大きな電流を出力するまでの出力の遅延を効果的に抑えることができる。
【００１６】
＜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で示す車載用電源システム１００（以下、電源システム１００ともいう）は、高圧系の電源路８１と低圧系の電源路８２の二系統に電力を供給し得るシステムとして構成されている。電源システム１００は、高圧系の電源路８１に相対的に高い電圧（例えば４８Ｖ程度）を印加し、低圧系の電源路８２に相対的に低い電圧（例えば１２Ｖ程度）を印加する電源システムとなっており、電源路８１，８２に接続された電気機器に電力を供給し得るシステムとして構成されている。
【００１７】
電源システム１００は、主として、車載用の蓄電部９１（以下、蓄電部９１ともいう）、発電機９２、電源路８１，８２、車載用電源装置１（以下、電源装置１ともいう）などを備え、負荷９８やその他の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。電源システム１００において、高圧系の導電路である電源路８１には蓄電部９１や発電機９２が電気的に接続され、低圧系の導電路である電源路８２には低圧系の負荷９８が接続されている。なお、図示はしていないが、高圧系の電源路８１に、ヒータなどの高圧系の負荷が接続されていてもよい。電源路８１及び電源路８２は、電力を伝送する電力路として機能する配線部である。
【００１８】
蓄電部９１は、例えば、電気二重層コンデンサ、鉛バッテリ、リチウムイオン電池などの公知の車載用蓄電手段によって構成されている。蓄電部９１は、満充電時の出力電圧が例えば４８Ｖであり、満充電時には高電位側の端子が４８Ｖ程度に保たれる。蓄電部９１の低電位側の端子は、例えばグラウンド電位（０Ｖ）に保たれる。
【００１９】
発電機９２は、公知の車載用発電機として構成され、エンジン（図示略）の回転軸の回転によって発電する機能を備える。発電機９２は、発電時に、例えば所定値Ｖ１（例えば、４８Ｖ程度）の出力電圧を電源路８１に印加する。また、図示はしていないが、電源路８１には、スタータや高圧系の負荷なども接続されている。なお、発電機９２にスタータ機能をもたせてもよい。
【００２０】
低圧系の負荷９８は、車両に搭載される公知の車載用電気機器であり、第２導電路３２に接続された電源路８２を介して供給される電力によって動作し得る機器であればよい。負荷９８の種類や数は限定されず、ドアロックシステム、ヘッドライト、ホーン、室内ランプなど、様々な装置が対象となる。
【００２１】
電源装置１は、降圧動作を行い得るスイッチング電源装置として構成されている。この  電源装置１は、第１導電路３１、第２導電路３２、第１回路部である大出力用回路１０、第２回路部である暗電流用回路２０、キャパシタ５０、電流検出部４２などを備える。
【００２２】
第１導電路３１は、所定電圧Ｖ１の直流電圧を出力する発電機９２が電気的に接続された導電路であり、車両動作中に第２導電路３２よりも相対的に高い電圧が印加される高圧側の電源ラインとして構成されている。第１導電路３１は、電源路８１に接続されるとともに、この電源路８１を介して発電機９２及び蓄電部９１に電気的に接続されている。第１導電路３１には、発電機９２又は蓄電部９１の出力に応じた電圧が印加される。図１の例では、第１導電路３１の端部に端子Ｐ１が設けられ、この端子Ｐ１に外部の電源路８１が接続されている。
【００２３】
第２導電路３２は、車両動作中に第１導電路３１よりも相対的に低い電圧が印加される低圧側の電源ラインとして構成されている。第２導電路３２は、大出力用回路１０が降圧動作を行っているときには、この大出力用回路１０からの出力電圧（例えば１２Ｖ程度の出力電圧）が印加される。また、暗電流用回路２０が降圧動作を行っているときには、この暗電流用回路２０からの出力電圧（例えば１２Ｖ程度の出力電圧）が印加される。図１の例では、第２導電路３２の端部に端子Ｐ２が設けられ、この端子Ｐ２に外部の電源路８２が接続されている。
【００２４】
図２で示す大出力用回路１０は、暗電流用回路２０よりも電力容量が大きい大容量降圧型ＤＣＤＣコンバータとして構成されており、入力側の導電路（第１導電路３１）に印加された直流電圧を降圧して出力側の導電路（第２導電路３２）に出力する構成をなすものである。この大出力用回路１０は、主として、第１電圧変換部１２、第１駆動部１４、電圧検出部１６などを備える。
【００２５】
第１電圧変換部１２は、第１導電路３１から分岐する個別導電路３１Ａと第２導電路３２に接続された個別導電路３２Ａとの間に設けられ、第１導電路３１に電気的に接続された半導体スイッチング素子として構成されるハイサイド側の第１素子１２Ａと、第１導電路３１とグラウンドとの間に電気的に接続された半導体スイッチング素子として構成されるローサイド側の第２素子１２Ｂと、第１素子１２Ａ及び第２素子１２Ｂと第２導電路３２との間に電気的に接続されたインダクタ１２Ｃとを備える。第１電圧変換部１２は、スイッチング方式の降圧型ＤＣＤＣコンバータの要部をなし、第１素子１２Ａのオン動作とオフ動作との切り替えによって第１導電路３１に印加された電圧を降圧して第２導電路３２に出力する降圧動作を行い得る。なお、図示は省略するが、入力側の個別導電路３１Ａとグラウンドとの間には図示しない入力側コンデンサが設けられ、出力側の個別導電路３２Ａとグラウンドとの間には図示しない出力側コンデンサが設けられている。
【００２６】
第１素子１２Ａ及び第２素子１２Ｂのいずれも、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成され、ハイサイド側の第１素子１２Ａのドレインには、個別導電路３１Ａを介して第１導電路３１の一端が電気的に接続されている。第１素子１２Ａのドレインは、図示しない入力側コンデンサの一方側の電極に電気的に接続されるとともに第１導電路３１及び電源路８１（配線部）を介して蓄電部９１の高電位側端子にも電気的に接続され、これらとの間で導通しうる。また、第１素子１２Ａのソースには、ローサイド側の第２素子１２Ｂのドレイン及びインダクタ１２Ｃの一端が電気的に接続され、これらとの間で導通し得る。第１素子１２Ａのゲートには、第１駆動部１４に設けられた駆動回路１４Ｂからの駆動信号及び非駆動信号が入力されるようになっており、駆動回路１４Ｂからの信号に応じて第１素子１２Ａがオン状態とオフ状態とに切り替わる。ローサイド側の第２素子１２Ｂは、ソースがグラウンドに接続され、ゲートには駆動回路１４Ｂからの駆動信号及び非駆動信号が入力されるようになっており、駆動回路１４Ｂからの信号に応じて第２素子１２Ｂがオン状態とオフ状態とに切り替わる。
【００２７】
インダクタ１２Ｃは、第１素子１２Ａと第２素子１２Ｂとの間の接続部に一端が接続され、その一端は第１素子１２Ａのソース及び第２素子１２Ｂのドレインに電気的に接続されている。インダクタ１２Ｃの他端は、出力側の個別導電路３２Ａを介して第２導電路３２に接続されている。
【００２８】
電圧検出部１６は、個別導電路３２Ａを介して第２導電路３２に接続されるとともに第２導電路３２の電圧に応じた値を制御回路１４Ａに入力する構成をなす。電圧検出部１６は、第２導電路３２の電圧を示す値を制御回路１４Ａに入力し得る公知の電圧検出回路であればよく、例えば、図２のように、個別導電路３２Ａの電圧を直接的に制御回路１４Ａに入力する回路であってもよく、第２導電路３２の電圧を分圧して制御回路１４Ａに入力するような分圧回路として構成されていている。
【００２９】
第１駆動部１４は、制御回路１４Ａと駆動回路１４Ｂとを備える。制御回路１４Ａは、例えば、マイクロコンピュータとして構成され、様々な演算処理を行う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、入力されたアナログ電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器などを備える。Ａ／Ｄ変換器には、電圧検出部１６からの各検出信号（検出電圧に対応したアナログ電圧信号）や、電流検出部４２からの検出信号（検出電流に対応したアナログ電圧信号）が与えられる。本構成では、第１駆動部１４と後述する第２駆動部２４によって駆動部３が構成され、この駆動部３が、第１電圧変換部１２及び第２電圧変換部２２を駆動する構成をなす。
【００３０】
電流検出部４２は、大出力用回路１０の外部において、第２導電路３２を流れる電流を検出するように動作する。この電流検出部４２は、例えば抵抗器４２Ａと電流センスＩＣ４２Ｂとを有し、第２導電路３２を流れる電流を示す値を出力する。例えば、第２導電路３２を流れる出力電流によって抵抗器４２Ａに生じた電圧降下は、電流センスＩＣ４２Ｂ（例えば、差動増幅器）で増幅されて出力電流に応じた検出電圧（アナログ電圧）となり、制御回路１４Ａに入力される。そして、この検出電圧（アナログ電圧）は、制御回路１４Ａに設けられた図示しないＡ／Ｄ変換器によってデジタル値に変換される。
【００３１】
制御回路１４Ａは、第１電圧変換部１２に降圧動作を行わせる場合に、電圧検出部１６からの検出信号及び電流検出部４２からの検出信号を監視しながら、第２導電路３２の電圧値を目標電圧値に近づけるように公知のフィードバック演算を行い、第２導電路３２の電圧値を目標電圧値に近づけるように調整されたＰＷＭ信号を発生させる。駆動回路１４Ｂは、制御回路１４Ａから与えられたＰＷＭ信号に基づいて、第１素子１２Ａ及び第２素子１２Ｂのそれぞれを各制御周期で交互にオンするためのオン信号を、第１素子１２Ａ及び第２素子１２Ｂのゲートに印加する。第１素子１２Ａのゲートに印加されるオン信号は、第２素子１２Ｂ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。
【００３２】
大出力用回路１０は、同期整流方式の降圧型ＤＣＤＣコンバータとして機能し、ローサイド側の第２素子１２Ｂのオン動作とオフ動作との切り替えを、ハイサイド側の第１素子１２Ａの動作と同期させて行うことで、第１導電路３１に印加された直流電圧を降圧し、第２導電路３２に出力する。第２導電路３２の出力電圧は、第１素子１２Ａ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。大出力用回路１０は、このような動作により、第２導電路３２の電圧が目標値（例えば、１２Ｖ）となるようにフィードバック制御を行いながら降圧動作を行う。大出力用回路１０において許容される電流値（第１許容電流値）は、後述する暗電流用回路２０で許容される電流値（第２許容電流値）よりも大きく、例えば、２００Ａ程度である。
【００３３】
図３で示す暗電流用回路２０は、大出力用回路１０よりも電力容量が小さい小容量降圧型ＤＣＤＣコンバータとして構成されており、入力側の導電路（第１導電路３１）に印加された直流電圧を降圧して出力側の導電路（第２導電路３２）に出力する構成をなすものである。この暗電流用回路２０は、主として、第２電圧変換部２２、第２駆動部２４、抵抗部２６、電流センスＩＣ２８などを備える。
【００３４】
第２電圧変換部２２は、第１電圧変換部１２と同様の回路構成をなし同様に動作するコンバータ部である。但し、ＭＯＳＦＥＴとして構成される第１素子２２Ａ及び第２素子２２Ｂの各素子サイズは、第１素子１２Ａ及び第２素子１２Ｂよりも小さく抑えられ、インダクタ２２Ｃのサイズもインダクタ１２Ｃよりも小さく抑えられている。第２電圧変換部２２は、スイッチング方式の降圧型ＤＣＤＣコンバータの要部をなし、第１素子２２Ａのオン動作とオフ動作との切り替えによって第１導電路３１に印加された電圧を同期整流方式で降圧して第２導電路３２に出力する降圧動作を行い得る。なお、図示は省略するが、入力側の個別導電路３１Ｂとグラウンドとの間には図示しない入力側コンデンサが設けられ、出力側の個別導電路３２Ｂとグラウンドとの間には図示しない出力側コンデンサが設けられている。第２電圧変換部２２は、第１電圧変換部１２よりも電力容量が小さくなっており、出力可能な許容電力が第１電圧変換部１２よりも小さくなっている。具体的には、第２電圧変換部２２よりも第１電圧変換部１２のほうが大幅に大きな電流を流し得る。
【００３５】
第２駆動部２４は、スイッチングＩＣとして構成される制御回路２４Ａと、ＦＥＴドライバとして構成される駆動回路１４Ｂと、電流センスＩＣ２８からの出力（個別導電路３２Ｂを流れる電流に対応した電圧）を基準電圧と比較する比較部２４Ｃとを備える。
【００３６】
制御回路２４Ａには、個別導電路３２Ｂに介在する抵抗部２６の両端電圧がそれぞれ入力されるようになっており、個別導電路３２Ｂを流れる電流（即ち、第２電圧変換部２２からの出力電流）が把握される構成となっている。制御回路２４Ａは、第２電圧変換部２２に降圧動作を行わせる場合に、抵抗部２６の両端電圧を監視しながら、第２導電路３２の電圧値を目標電圧値に近づけるように公知のフィードバック演算を行い、第２導電路３２の電圧値を目標電圧値に近づけるように調整されたＰＷＭ信号を発生させる。駆動回路２４Ｂは、制御回路２４Ａから与えられたＰＷＭ信号に基づいて、第１素子２２Ａ及び第２素子２２Ｂのそれぞれを各制御周期で交互にオンするためのオン信号を、第１素子２２Ａ及び第２素子２２Ｂのゲートに印加する。第１素子２２Ａのゲートに印加されるオン信号は、第２素子２２Ｂ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。
【００３７】
電流センスＩＣ２８は、個別導電路３２Ｂを流れる電流、即ち、第２電圧変換部２２から第２導電路３２に流れ込む電流によって抵抗部２６に生じた電圧降下を増幅し、個別導電路３２Ｂを流れる電流に応じた検出電圧（アナログ電圧）を出力する。
【００３８】
比較部２４Ｃは、電流センスＩＣ２８からの電圧信号を基準電圧と比較し、基準電圧以上である場合には所定信号（電流急増信号）を出力し、そうでない場合には別の信号（非検知信号）を出力する。なお、第１電圧変換部１２及び第２電圧変換部２２のうちの第２電圧変換部２２のみが動作しているときに電流センスＩＣ２８から出力される電圧が基準電圧となるときの個別導電路３２Ｂの電流の値（即ち、第２導電路３２の電流値）が「所定の電流値範囲」の下限閾値である。つまり、この下限閾値以上の範囲が「所定の電流値範囲」であり、電流センスＩＣ２８から出力される電圧が基準電圧となるときが、第２導電路３２の電流が「所定の電流値範囲」に到達したときである。そして、比較部２４Ｃは、第１電圧変換部１２及び第２電圧変換部２２のうちの第２電圧変換部２２のみが動作しているときに、第２導電路３２の電流が「所定の電流値範囲」に到達した場合（即ち、電流センスＩＣ２８から出力される電圧が基準電圧以上となる程度に第２導電路３２の電流が高まった場合に、所定信号（電流急増信号）を出力する。この例では、第１の時期に第２導電路３２の電流が「所定の電流値範囲」に到達した場合の、その到達後の時期（即ち、所定信号（電流急増信号）の出力開始後の時期）が第２の時期に相当する。
【００３９】
キャパシタ５０は、電気二重層キャパシタなどの公知のキャパシタとして構成されている。このキャパシタ５０は、一端が第２導電路３２に電気的に接続され、第２導電路３２を流れる電流、即ち、大出力用回路１０又は暗電流用回路２０によって第２導電路３２に出力される電流によって充電される構成となっている。一方、暗電流用回路２０のみが動作しているときに暗電流用回路２０からの出力電流だけでは第２導電路３２に接続される負荷への供給電流が足りなくなる場合、キャパシタ５０からの放電によって補充できるようになっている。
【００４０】
次に、電源システム１００でなされる具体的な動作を詳述する。
図１の電源システム１００は、例えば、低圧系の電源路８２にバッテリが接続されておらず、高圧系の電源路８１に接続された蓄電部９１の出力を降圧して低圧系の電源路８２に供給するシステムとなっている。更に、高圧系の電源路８１に発電機９２や図示しないスタータが設けられている。このような構成では、車両の駐車中などに電源装置１の動作が完全に停止してしまうと、第２導電路３２側に電力が供給されなくなってしまい、第２導電路３２に電気的に接続された負荷を駆動できなくなる。そこで、車両の駐車中などの所定の時期（第１の時期）には、暗電流用回路２０を動作させ、大出力用回路１０の動作を停止させることで、出力電流を抑えた形で電力供給を行う。
【００４１】
本構成では、例えば、電源装置１が搭載された車両に設けられた始動スイッチ（例えば、イグニッションスイッチ）がオン状態からオフ状態に切り替わった時（つまり、車両が動作状態から駐車状態に切り替わってエンジンが停止した時）を「第１の時期」の開始時点とし、第１電圧変換部１２を駆動させるための所定条件が成立した時を「第１の時期」の終了時点とする。ここでは、「第１電圧変換部１２を駆動させるための所定条件が成立した時」が、比較部２４Ｃによって所定信号（電流急増信号）が出力される時（即ち、第２導電路３２の電流が「所定の電流値範囲」に到達した時）又は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る時（エンジンが始動した時）となっており、これらのうちのいずれか早い時を「第１の時期」の終了時点する。この「第１の時期」の間は、第１電圧変換部１２及び第２電圧変換部２２のうちの第２電圧変換部２２のみを動作させ、電力消費を抑えた形で降圧動作を行う。
【００４２】
一方、この「第１の時期」に、比較部２４Ｃによって所定信号（電流急増信号）が出力された場合（即ち、第２導電路３２の電流が「所定の電流値範囲」に到達した場合）又はイグニッションスイッチがオン状態に切り替わった場合（即ち、エンジンが始動した場合）には、大出力用回路１０の制御回路１４Ａがこの状態を検知し、第１電圧変換部１２を駆動する。
【００４３】
例えば、上述した「第１の時期」に図３で示す比較部２４Ｃから所定信号（電流急増信号）が出力された場合、この所定信号（電流急増信号）が制御回路１４Ａに入力されることになる。制御回路１４Ａは、「第１の時期」であっても比較部２４Ｃからの入力を監視しており、第１の時期に比較部２４Ｃから非検知信号が出力されている間は第１電圧変換部１２を駆動せず、比較部２４Ｃから所定信号（電流急増信号）が入力された場合には第１電圧変換部１２に降圧動作を開始する。第１電圧変換部１２の降圧動作を開始した場合、所定の終了時期まで第１電圧変換部１２の降圧動作を継続する。所定の終了時期は、例えば、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切り替わる時であってもよく、第２導電路３２の電流が一定値未満となったとき、或いは、第２導電路３２の電流が一定時間継続して一定値未満となったときでなどであってもよい。
【００４４】
このような動作を行う場合、第２導電路３２の電流が「所定の電流値範囲」に到達してから第１電圧変換部１２によって十分な電流が出力されるまでの間、ある程度のタイムラグが生じる虞があるが、本構成では、この期間に、キャパシタ５０から放電を行うことができる。よって、より早期に大きな電流を出力することが可能となり、大電流が遅延することに起因するユーザの違和感などを防止することができる。
【００４５】
次に、本構成の効果を例示する。
図１等で示す車載用電源装置１は、第１の時期（例えば、イグニッションスイッチがオフ状態になっているとき）に電力容量が小さい第２電圧変換部２２のみを動作させ、消費電力を抑えた形で出力を継続することができる。この第２電圧変換部２２は、第１の時期に想定される電流に合わせた回路規模で良いため、大型化しすぎる必要はなく、回路構成を適正化しやすい。一方、第１の時期から第２の時期になったときには、電力容量が相対的に大きい第１電圧変換部１２を駆動することで、より大きな電流を流すことができるようになる。
【００４６】
更に、第１電圧変換部１２及び第２電圧変換部２２による出力経路となり得る第２導電路３２には、第２導電路３２を流れる電流によって充電され得るキャパシタ５０が電気的に接続されている。このような構成であるため、第２電圧変換部２２による低電流用の動作から第１電圧変換部１２による大電流用の動作に切り替える際に、第２導電路３２を介して負荷へ与える出力電流を、キャパシタ５０からの電流によって補うことができる。よって、第１電圧変換部１２が大きな電流を出力するまでの出力の遅延を抑えることができる。
【００４７】
車載用電源装置１は、第２導電路３２を流れる電流を検出する電流検出部４２を有する。駆動部３は、第１の時期に第１電圧変換部１２の駆動が停止し且つ第２電圧変換部２２が駆動している場合において電流検出部４２が検出する第２導電路３２の電流が「所定の電流値範囲」に到達した後を第２の時期として、第１電圧変換部１２の駆動を開始するように動作する。
【００４８】
この車載用電源装置１は、第１電圧変換部１２の駆動が停止し且つ第２電圧変換部２２が駆動している第１の時期、即ち、消費電力を抑えた形で動作している時に第２導電路３２を流れる電流が「所定の電流値範囲」に到達する程度に高まった場合に、第１電圧変換部１２の駆動を開始してより大きな電流を出力することができる。更に、第２導電路３２の電流が「所定の電流値範囲」に到達してから実際に第１電圧変換部１２から電流が出力されるまでの間は、キャパシタ５０からの電流によって出力を補うことができ、第１電圧変換部１２が大きな電流を出力するまでの出力の遅延を効果的に抑えることができる。
【００４９】
＜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。また、上述した実施例や後述する実施例は矛盾しない範囲で組み合わせることが可能である。
【００５０】
上述した実施例では、第１電圧変換部１２が単相式の降圧型ＤＣＤＣコンバータとして構成されたが、上述した実施例又はこれらを変更したいずれの例においても、第１電圧変換部が第１電圧変換部１２と同様の構成をなす複数の電圧変換部によって構成された多相式のＤＣＤＣコンバータとして構成されていてもよい。
【００５１】
上述した実施例では、例えば、大出力用回路１０や暗電流用回路２０がキャパシタ５０とともに一体的に組み付けられて一体的な回路構成体（回路モジュール）が構成され、この回路構成体によって電源装置１が構成されていたが、上述した実施例又はこれらを変更したいずれの例においても、この例に限定されない。例えば、図４で示す電源装置２０１のように、大出力用回路１０や暗電流用回路２０がキャパシタ５０とともに一体的に組み付けられて一体的な回路構成体２０１Ａ（回路モジュール）が構成され、この回路構成体２０１Ａとは別体としてキャパシタ５０が設けられていてもよい。図４で示す電源装置２０１は、大出力用回路１０や暗電流用回路２０などによって構成される回路モジュールとキャパシタ５０を別体にした点のみが実施例１と異なり、この点以外は実施例１と同様である。
【００５２】
上述した実施例では、第１の時期に第２導電路３２の電流が「所定の電流値範囲」に到達した場合に第１電圧変換部１２の駆動を開始する例を示したが、上述した実施例又はこれらを変更したいずれの例においても、この例に限定されない。例えば、図５で示す電源装置３０１のように、比較部２４Ｃは、個別導電路３２Ｂの電圧と基準電圧とを比較し、個別導電路３２Ｂの電圧が基準電圧（所定電圧値）よりも低下している場合に所定信号（電圧低下信号）を出力し、そうでない場合には別の信号（非検知信号）を出力するようになっていてもよい。この場合、基準電圧（所定電圧値）が「所定の電圧値範囲」の下限閾値であり、個別導電路３２Ｂの電圧が基準電圧（所定電圧値）よりも低下して所定信号（電圧低下信号）が出力される場合が、第２導電路３２の電圧が「所定の電圧値範囲」より低下した場合である。そして、第１の時期において第２導電路３２の電圧が「所定の電圧値範囲」より低下した時が、第１電圧変換部１２を駆動させるための所定条件が成立した時である。この例では、上述した「第１の時期」に、比較部２４Ｃによって所定信号（電圧低下信号）が出力された場合（即ち、第２導電路３２の電圧が「所定の電圧値範囲」よりも低下した場合）、この所定信号（電圧低下信号）が制御回路１４Ａに入力されることになる。制御回路１４Ａは、「第１の時期」であっても比較部２４Ｃからの入力を監視しており、第１の時期に比較部２４Ｃから非検知信号が出力されている間は第１電圧変換部１２を駆動せず、比較部２４Ｃから所定信号（電圧低下信号）が入力された場合には第１電圧変換部１２に降圧動作を行わせる。なお、車載用電源装置３０１は、上述の制御以外は、比較部２４Ｃが個別導電路３２Ｂの電圧と基準電圧とを比較する点、及び電圧低下信号に応じて制御回路１４Ａが第１電圧変換部１２の駆動を開始する点を除き、実施例１と同様である。
この車載用電源装置３０１は、第１電圧変換部１２の駆動が停止し且つ第２電圧変換部２２が駆動している時、即ち、消費電力を抑えた形で動作している第１の時期に第２導電路３２の電圧が「所定の電圧値範囲」よりも低下した場合、その低下後の時期を「第２の時期」として第１電圧変換部１２の駆動を開始してより大きな電流を出力することができる。更に、第２導電路３２の電圧が所定電圧値よりも低下してから実際に第１電圧変換部１２から電流が出力されるまでの間は、キャパシタ５０からの電流によって出力を補うことができ、第１電圧変換部が大きな電流を出力するまでの出力の遅延を効果的に抑えることができる。
【００５３】
上述した実施例では、「第１の時期」として、始動スイッチがオン状態からオフ状態に切り替わってから第１電圧変換部１２を駆動させるための所定条件が成立するまでの時期を例示したが、この例に限定されない。「第１の時期」の開始条件は、第１電圧変換部１２及び第２電圧変換部２２のうちの第２電圧変換部２２のみを動作させるモード（第１モード）を開始する条件として、予め定められていればよい。例えば、上述した実施例又は上述した実施例を変更したいずれの例においても、上述した実施例のように始動スイッチ（イグニッションスイッチ等）がオフ状態のときに電流又は電圧が所定条件となったことに応じて第１電圧変換部１２の動作を開始した後、第２導電路３２の電流又は電圧の状態が所定状態となった場合（例えば、第２導電路３２を流れる電流が所定閾値電流以下に低下した場合、或いは第２導電路３２の電圧が所定閾値電圧以上に上昇した場合、若しくはそのような状態が一定時間継続した場合など）に、第１電圧変換部１２の動作を再び停止させて上記第１モード（第２電圧変換部２２のみを動作させるモード）としてもよい。この場合、「始動スイッチがオフ状態のときに第１電圧変換部１２の動作を開始した後、第２導電路３２の電流又は電圧の状態が所定状態となったこと」が第１の時期の開始条件となる。また、この例に限定されず、第１の時期の開始条件は様々に設定でき、第１の時期の終了条件（第１電圧変換部１２を駆動させるための所定条件）も様々に設定できる。
【００５４】
上述した実施例では、始動スイッチとしてイグニッションスイッチを例示したが、上述した実施例又はこれらを変更したいずれの例においても、車両が電気自動車として構成される場合にはＥＶシステムを始動するスイッチを始動スイッチとし、上述した実施例を同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１，２０１，３０１…車載用電源装置
３…駆動部
１２…第１電圧変換部
１４…第１駆動部（駆動部）
２２…第２電圧変換部
２４…第２駆動部（駆動部）
３１…第１導電路
３２…第２導電路
４２…電流検出部
４４…電圧検出部
５０…キャパシタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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