(57)【要約】【課題】低温環境であっても補助電源の温度を高め得る構成を、より簡易に実現する。【解決手段】車載用の補助電源制御装置３において、制御部１０は、第１スイッチ部ＳＷ１をオン状態とし第２スイッチ部ＳＷ２をオフ状態とする充電動作と、第１スイッチ部ＳＷ１をオフ状態とし第２スイッチ部ＳＷ２をオン状態とする放電動作とを行い得る。そして、制御部１０が行う充電動作及び放電動作によって抵抗部２２で生じる発熱により補助電源７を昇温させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電源と、蓄電部を有する補助電源と、前記主電源から車載用負荷に電力を供給する経路となる電力路と、を備えた車載用電源システムにおける補助電源制御装置であって、
前記電力路と前記補助電源の高電位側の端子との間において抵抗部と第１スイッチ部とが直列に接続されてなる直列構成部と、
前記直列構成部における前記抵抗部と前記第１スイッチ部との間の接続部に一端が電気的に接続され、他端がグラウンド部に電気的に接続された第２スイッチ部と、
前記直列構成部に対して並列に設けられ、前記補助電源と前記電力路との間を前記補助電源からの放電が許可される放電許可状態と前記補助電源からの放電を停止する放電停止状態とに切り替える切替部と、
前記第１スイッチ部、前記第２スイッチ部、及び前記切替部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１スイッチ部をオン状態とし前記第２スイッチ部をオフ状態とする充電動作と、前記第１スイッチ部をオフ状態とし前記第２スイッチ部をオン状態とする放電動作とを行い、
前記充電動作及び前記放電動作によって前記抵抗部で生じる発熱により前記補助電源を昇温させる車載用の補助電源制御装置。
【請求項２】
前記車載用電源システムは、前記補助電源の温度を検出する温度検出部を備え、
前記制御部は、所定の充電開始条件の成立に応じて前記充電動作を開始し、前記充電動作の開始後、少なくとも前記補助電源の温度が目標到達温度未満であり且つ前記補助電源の充電電圧が充電目標電圧未満である場合に前記充電動作を継続する請求項１に記載の補助電源制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記充電開始条件の成立に応じて前記充電動作を開始した後、前記補助電源の充電電圧が前記充電目標電圧に到達しても前記補助電源の温度が前記目標到達温度に到達していない場合、少なくとも前記補助電源の温度が前記目標到達温度となるまで前記充電動作と前記放電動作を交互に繰り返す請求項２に記載の車載用の補助電源制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記充電開始条件の成立に応じて前記充電動作を開始した後、前記補助電源の温度が前記目標到達温度に到達しても、前記補助電源の充電電圧が前記充電目標電圧に到達していない場合、前記補助電源の充電電圧が前記充電目標電圧に到達するまで前記第２スイッチ部をオフ状態で維持しつつ前記第１スイッチ部を間欠的にオン動作させる請求項２又は請求項３に記載の車載用の補助電源制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記充電開始条件が成立した場合において前記補助電源の温度が所定の上限温度を超えている場合には、前記充電動作を停止する請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の車載用の補助電源制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記充電開始条件の成立に応じて前記充電動作を開始し、前記補助電源の温度が前記目標到達温度に達した後、前記充電動作及び前記放電動作をいずれも停止させる停止制御と、前記停止制御の期間に前記補助電源の温度が前記目標到達温度から降下することに応じて前記放電動作及び前記充電動作を切り替えて行う保温制御とを、交互に繰り返す請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の車載用の補助電源制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記保温制御において前記補助電源の温度が前記目標到達温度に達するまで前記放電動作を行った後、前記補助電源の充電電圧が前記充電目標電圧に到達するまで前記充電動作を行う順番で前記放電動作と前記充電動作とを切り替えて行う請求項６に記載の車載用の補助電源制御装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の補助電源制御装置と、
前記補助電源と、
を含む車載用の補助電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車載用の補助電源制御装置及び車載用の補助電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バッテリなどを主電源とする車載用電源システムでは、主電源に失陥等が発生した場合でも電力供給を維持できるように補助電源を用意した構成が広く知られている。この種のシステムでは、主電源の電力供給が途絶えた場合に、その状態を検知して補助電源からの電力供給に切り替え、補助電源によって負荷への電力供給を維持するような構成が一般的である。
【０００３】
上記システムでは、補助電源として電気二重層キャパシタなどを用いた構成が知られているが、この種の補助電源は、低温時に内部抵抗値が上昇し、放電能力が低下するという特性がある。従って、低温時でも十分な電力供給を可能とするためには、常温環境で必要なキャパシタの員数より多くの員数のキャパシタを用意する必要があり、この点が装置構成の大型化を招く要因となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２３９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、この種の問題を解決しようとする技術として、特許文献１のような技術も提案されている。特許文献１の技術は、二次電池の低温時の特性を改善するために、二次電池の近傍にヒータを含んだ加熱プレートを配置し、ヒータの発熱によって二次電池を加温するような構成としている。しかし、特許文献１の技術は、二次電池の近傍に専用のヒータを設ける構成であるため、部品点数の増大や装置の大型化を招きやすいという問題がある。
【０００６】
本発明は上記した課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、低温環境であっても補助電源の温度を高め得る構成を、より簡易に実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１態様である車載用の補助電源制御装置は、
主電源と、蓄電部を有する補助電源と、前記主電源から車載用負荷に電力を供給する経路となる電力路と、を備えた車載用電源システムにおける補助電源制御装置であって、
前記電力路と前記補助電源の高電位側の端子との間において抵抗部と第１スイッチ部とが直列に接続されてなる直列構成部と、
前記直列構成部における前記抵抗部と前記第１スイッチ部との間の接続部に一端が電気的に接続され、他端がグラウンド部に電気的に接続された第２スイッチ部と、
前記直列構成部に対して並列に設けられ、前記補助電源と前記電力路との間を前記補助電源からの放電が許可される放電許可状態と前記補助電源からの放電を停止する放電停止状態とに切り替える切替部と、
前記第１スイッチ部、前記第２スイッチ部、及び前記切替部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１スイッチ部をオン状態とし前記第２スイッチ部をオフ状態とする充電動作と、前記第１スイッチ部をオフ状態とし前記第２スイッチ部をオン状態とする放電動作とを行い、
前記充電動作及び前記放電動作によって前記抵抗部で生じる発熱により前記補助電源を昇温させる。
【０００８】
本発明の第２態様である車載用の補助電源装置は、上記車載用の補助電源制御装置と、上記補助電源とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
第１態様の車載用の補助電源制御装置は、補助電源の充電時に充電電流を流す抵抗部（突入電流制限抵抗）を、補助電源の充電時にも放電時にも補助電源の加熱に利用することができる。よって、特別な専用ヒータに頼らずとも補助電源を効率的に加熱することができ、低温環境であっても補助電源の温度を効果的に高め得る構成を、より簡易に実現することができる。
【００１０】
第２態様の車載用の補助電源装置によれば、第１態様の車載用の補助電源制御装置と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の車載用の補助電源制御装置を備えた車載用電源システムの構成を概略的に例示するブロック図である。
【図２】実施例１の車載用の補助電源制御装置によって第１の環境で充放電に関する制御を行うときの第１スイッチ部の動作、第２スイッチ部の動作、補助電源の充電電圧（蓄電部電圧）、補助電源の温度（蓄電部温度）の経時的な変化を例示するタイミングチャートである。
【図３】実施例１の車載用の補助電源制御装置によって第２の環境で充放電に関する制御を行うときの第１スイッチ部の動作、第２スイッチ部の動作、補助電源の充電電圧（蓄電部電圧）、補助電源の温度（蓄電部温度）の経時的な変化を例示するタイミングチャートである。
【図４】実施例１の車載用の補助電源制御装置によって第３の環境で充放電に関する制御を行うときの第１スイッチ部の動作、第２スイッチ部の動作、補助電源の充電電圧（蓄電部電圧）、補助電源の温度（蓄電部温度）の経時的な変化を例示するタイミングチャートである。
【図５】実施例１の車載用の補助電源制御装置によって第４の環境で充放電に関する制御を行うときの第１スイッチ部の動作、第２スイッチ部の動作、補助電源の充電電圧（蓄電部電圧）、補助電源の温度（蓄電部温度）の経時的な変化を例示するタイミングチャートである。
【図６】他の実施例に係る車載用の補助電源制御装置を備えた車載用電源システムの構成を概略的に例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
上記車載用電源システムは、補助電源の温度を検出する温度検出部を備えていてもよい。そして、上記車載用の補助電源制御装置の制御部は、所定の充電開始条件の成立に応じて充電動作を開始し、充電動作の開始後、少なくとも補助電源の温度が目標到達温度未満であり且つ補助電源の充電電圧が充電目標電圧未満である場合に充電動作を継続するように動作してもよい。
この構成によれば、補助電源の温度が目標到達温度未満であり且つ補助電源の充電電圧が充電目標電圧未満である場合に、「充電動作の継続」という共通動作によって、充電電圧を充電目標電圧に近づける機能と、補助電源の温度を目標到達温度に近づける機能とを共に実現することができ、効率面で非常に有利である。
【００１４】
制御部は、充電開始条件の成立に応じて充電動作を開始した後、補助電源の充電電圧が充電目標電圧に到達しても補助電源の温度が目標到達温度に到達していない場合、少なくとも補助電源の温度が目標到達温度となるまで充電動作と放電動作を交互に繰り返すように動作してもよい。
このようにすれば、補助電源の充電電圧が充電目標電圧に到達した後も、補助電源に対する充放電を利用して補助電源を昇温させることができる。しかも、充電目標電圧に到達した後も補助電源の温度を高めるときには、充電動作と放電動作とを交互に繰り返すように動作するため、補助電源の過充電を抑えながら充放電を利用した昇温制御を行うことができる。
【００１５】
制御部は、充電開始条件の成立に応じて充電動作を開始した後、補助電源の温度が目標到達温度よりも高い所定の上限温度に到達しても、補助電源の充電電圧が充電目標電圧に到達していない場合、補助電源の充電電圧が充電目標電圧に到達するまで第２スイッチ部をオフ状態で維持しつつ第１スイッチ部を間欠的にオン動作させる構成であってもよい。
このようにすれば、補助電源の充電電圧が充電目標電圧に到達する前に温度上昇が進行し、上限温度が到達してしまっても、過度な温度上昇を抑えながら充電電圧を上昇させることができる。
【００１６】
制御部は、充電開始条件が成立した場合において補助電源の温度が所定の上限温度を超えている場合には、充電動作を停止する構成であってもよい。
このようにすれば、補助電源の温度が所定の上限温度を超えている場合に温度上昇の抑制を優先させることができ、保護効果を高めることができる。
【００１７】
制御部は、充電開始条件の成立に応じて充電動作を開始し、補助電源の温度が目標到達温度に達した後、充電動作及び放電動作をいずれも停止させる停止制御と、停止制御の期間に補助電源の温度が目標到達温度から降下することに応じて放電動作及び充電動作を切り替えて行う保温制御とを、交互に繰り返す構成であってもよい。
このようにすれば、補助電源の温度が目標到達温度に到達し且つ補助電源の充電電圧が充電目標電圧に到達した後、補助電源の温度が目標到達温度付近で維持されやすくなり、補助電源の充電電圧が充電目標電圧付近で維持されやすくなる。
【００１８】
制御部は、保温制御において補助電源の温度が目標到達温度に達するまで放電動作を行った後、補助電源の充電電圧が充電目標電圧に到達するまで充電動作を行う順番で放電動作と充電動作とを切り替えて行う構成であってもよい。
このように、各々の保温制御において、先に放電動作を行い、その後に充電動作を行うように切り替える方式を用いれば、各々の保温制御において、先に行われる放電動作によって充電電圧が低下しても、その後に行われる充電動作によって充電電圧を回復させてから停止制御に移行することができる。よって、各々の停止制御において充電電圧が充電目標電圧付近で維持されやすくなる。
【００１９】
＜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、システム１００ともいう）は、主たる電力供給源である主電源９１、主電源９１とは異なる電力供給源としての補助電源７、補助電源７を制御する補助電源制御装置３、主電源９１から電力を供給する経路である電力路９、電力路９に介在するスイッチ５、などを有し、車載用負荷９４（バックアップ対象であり、以下、負荷９４ともいう）への電力供給を行う電源システムとして構成されている。そして、車載用の補助電源装置１（以下、補助電源装置１ともいう）は、上記補助電源７及び上記補助電源制御装置３によって構成されている。
【００２０】
システム１００は、主電源９１からの電力供給が正常状態のときには主電源９１から負荷９４に対して電力供給を行い、主電源９１からの電力供給が異常状態となったときには補助電源７から負荷９４に対して電力供給を行うシステムとして構成されている。
【００２１】
本明細書において「主電源９１からの電力供給が正常状態のとき」とは、主電源９１から負荷９４に対して所定値以上の電力が供給され得る状態であり、「主電源９１からの電力供給が異常状態のとき」とは、主電源９１から負荷９４に対して所定値以上の電力が供給されない状態である。以下では、スイッチ５がオン状態のときに電力路９の所定位置の電圧（電位）が一定値以上となる場合を「主電源９１からの電力供給が正常状態のとき」とし、スイッチ５がオン状態のときに電力路９の所定位置の電圧（電位）が一定値未満となる場合を「主電源９１からの電力供給が異常状態のとき」とした例を挙げて説明する。
【００２２】
主電源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。主電源９１は、高電位側の端子が電力路９に電気的に接続され、電力路９に対して所定値（例えば１２Ｖ）の出力電圧を印加する。主電源９１の低電位側の端子は、車両に設けられたグラウンド部に電気的に接続されている。なお、電力路９の途中には、図示しないヒューズが介在している。また、主電源９１は、図示しない発電機に電気的に接続されており、この発電機からの電力によって充電され得る。
【００２３】
負荷９４は公知の車載用電気部品として構成されている。負荷９４は、例えば、シフトバイワイヤシステムにおけるＥＣＵやアクチュエータ、電子制御ブレーキシステムにおけるＥＣＵやアクチュエータ等、主電源９１からの電力供給が途絶えた場合でも電力供給の維持が望まれる電気部品が好適例であり、これら以外の車載用電気部品も適用対象となる。負荷９４は、上述した正常状態のときには主電源９１からの電力供給に基づいて動作し、上述した異常状態のときには補助電源７からの電力供給に基づいて動作する。
【００２４】
電力路９は、主電源９１から負荷９４に電力を供給する経路となる導電路であり、一端側が主電源９１に電気的に接続され、他端側が負荷９４に電気的に接続されている。スイッチ５は、１以上の半導体スイッチ（ＦＥＴ、トランジスタ等）や機械式リレーなどによって構成されており、オン状態とオフ状態とに切り替わる機能を有する。スイッチ５はオン状態のときに主電源９１側から負荷９４側へ電流が流れることを許容し、オフ状態のときに主電源９１側から負荷９４側へ電流が流れることを遮断する構成であるため、スイッチ５がオン状態のときには主電源９１から電力路９を介して負荷９４に電力を供給することが可能となり、スイッチ５がオフ状態のときには主電源９１から電力路９を介して負荷９４に電力を供給することが不能となる。
【００２５】
補助電源装置１は、補助電源制御装置３及び補助電源７を備え、バックアップ電源ユニットとして構成されている。
【００２６】
補助電源７は、複数の蓄電セル７Ａを備えた蓄電部として構成される。蓄電セル７Ａ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る。補助電源７は、複数の蓄電セル７Ａが直列に接続される形で構成され、これら複数の蓄電セル７Ａによって所望の出力電圧を生じさせる蓄電ユニットとして機能する。補助電源７（蓄電ユニット）全体において最も低い電位となる端子はグラウンドに電気的に接続されており、この端子は所定の低電位（０Ｖ）に保たれる。また、補助電源７（蓄電ユニット）全体において最も高い電位となる端子は、後述する直列構成部２０及び切替部３０に電気的に接続されており、この端子は、補助電源７の充電量に応じた電圧が印加される。
【００２７】
補助電源制御装置３は、補助電源７とともに補助電源装置１を構成する装置であり、主に、直列構成部２０、第２スイッチ部ＳＷ２、制御部１０、温度検出部８０、などを備える。
【００２８】
直列構成部２０は、抵抗部２２及び第１スイッチ部ＳＷ１が直列に接続された直列回路として構成され、電力路９と補助電源７の高電位側の端子との間において抵抗部２２と第１スイッチ部ＳＷ１とが直列に接続された構成をなす。第１スイッチ部ＳＷ１は、１以上の半導体スイッチ（ＦＥＴ、トランジスタ等）や機械式リレーなどによって構成されており、オン状態とオフ状態とに切り替わる機能を有する。第１スイッチ部ＳＷ１は、オン状態のときに直列構成部２０を介して電力路９側から補助電源７側へ電流が流れること及び補助電源７側から電力路９側へ電流が流れることを許容し、オフ状態のときには直列構成部２０を介して電力路９側から補助電源７側へ電流が流れること及び補助電源７側から電力路９側へ電流が流れることを遮断する。図１の例では、第１スイッチ部ＳＷ１の一端が電力路９に電気的に接続され、他端が抵抗部２２の一端に電気的に接続されている。
【００２９】
抵抗部２２は、一端が第１スイッチ部ＳＷ１の他端に電気的に接続され、他端が補助電源７の一端（高電位側の端子）に電気的に接続されており、充電時の突入電流制限抵抗として機能し得る。更に、本構成では、抵抗部２２が補助電源７の近傍（例えば、補助電源７が搭載された基板において補助電源７と基板の間の位置など）に配置されており、制御部１０が充電動作又は放電動作を行ったときに抵抗部２２で生じる発熱により補助電源７を昇温させ得る構成となっている。
【００３０】
第２スイッチ部ＳＷ２は、１以上の半導体スイッチ（ＦＥＴ、トランジスタ等）や機械式リレーなどによって構成されており、オン状態とオフ状態とに切り替わる機能を有する。この第２スイッチ部ＳＷ２は、直列構成部２０における抵抗部２２と第１スイッチ部ＳＷ１との間の接続部に一端が電気的に接続され、他端がグラウンド部に電気的に接続されている。第２スイッチ部ＳＷ２は、オン状態のときに直列構成部２０側から第２スイッチ部ＳＷ２を介してグラウンド側へ電流が流れることを許容し、オフ状態のときには直列構成部２０側からグラウンド側へ電流が流れることを遮断する。
【００３１】
切替部３０は、直列構成部２０に対して並列に設けられ、補助電源７と電力路９との間を補助電源７からの放電が許可される放電許可状態と補助電源７からの放電を停止する放電停止状態とに切り替える部分である。切替部３０は、１以上の半導体スイッチ（ＦＥＴ、トランジスタ等）や機械式リレーなどによって構成されており、オン状態とオフ状態とに切り替わる機能を有する。切替部３０は、オン状態のときに切替部３０を介して電力路９側から補助電源７側へ電流が流れること及び補助電源７側から電力路９側へ電流が流れることを許容し、オフ状態のときには切替部３０を介して電力路９側から補助電源７側へ電流が流れること及び補助電源７側から電力路９側へ電流が流れることを遮断する。図１の例では、切替部３０（スイッチ）の一端が電力路９に電気的に接続され、他端が補助電源７の一端（高電位側の端子）に電気的に接続されている。
【００３２】
温度検出部８０は、例えば、サーミスタなどの公知の温度センサによって構成されており、当該温度検出部８０が配置された位置の温度を示す検出値を出力する。具体的には、温度検出部８０は、例えば、蓄電セル７Ａの外表面、蓄電セル７Ａの端子近傍、蓄電セル７Ａが搭載された基板における蓄電セル７Ａの近傍などに配置され、蓄電セル７Ａの温度又は蓄電セル７Ａの近傍の温度を示す検出値を出力する。なお、以下の説明では、蓄電セル７Ａの温度又は蓄電セル７Ａの近傍の温度を、「補助電源７の温度」と総称する。
【００３３】
制御部１０は、第１スイッチ部ＳＷ１、第２スイッチ部ＳＷ２、切替部３０などの動作を制御する部分である。制御部１０は、例えばマイクロコンピュータとして構成され、ＣＰＵ等の演算装置、ＲＯＭ又はＲＡＭ等のメモリ、ＡＤ変換器等を有する。制御部１０は、主電源９１又は補助電源７から電力が供給される。また、制御部１０は、補助電源７の高電位側の端子の電圧（充電電圧）を検出する電圧検出部（図示省略）の検出値を取得し得る構成であり、補助電源７の充電電圧を特定し得る。更に、制御部１０は、温度検出部８０の検出値を取得し得る構成であり、補助電源７の温度を特定し得る。
【００３４】
次に、補助電源制御装置３による充放電制御について説明する。
補助電源制御装置３に設けられた制御部１０は、所定の充電条件の成立に応じて充電動作（第１スイッチ部ＳＷ１をオン状態とし第２スイッチ部ＳＷ２をオフ状態とする動作）を開始する。「所定の充電条件の成立」は、例えば、「車両の始動スイッチ（イグニッションスイッチ等）がオフ状態からオン状態に切り替わったこと」であってもよく、その他の条件（例えば、「補助電源の充電電圧が所定閾値未満に低下したこと」等）であってもよい。
【００３５】
制御部１０は、所定の充電条件が成立した場合に、温度検出部８０から与えられた検出値に基づいて補助電源７の温度が所定の上限温度に達しているか否かを判定し、補助電源７の温度が所定の上限温度に達している場合には、充電動作を行わないようにする。この場合、スイッチ部ＳＷ１、ＳＷ２をいずれもオフ状態で維持するため、スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２の状態、補助電源７の充電電圧（蓄電部電圧）、補助電源７の温度（蓄電部温度）は、図５のような経時的変化となる。この場合、スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態で維持され、抵抗部２２には通電状態での発熱が発生しないため、補助電源７の温度（蓄電部温度）の上昇が抑えられ、周囲環境によっては、補助電源７が放熱されて温度が低下することになる。
【００３６】
このように、制御部１０は、充電開始条件が成立した場合において補助電源７の温度が所定の上限温度を超えている場合には、充電動作を停止するようになっている。
【００３７】
制御部１０は、所定の充電条件が成立したときに補助電源７の温度が所定の上限温度に達していない場合、充電動作を行い、第１スイッチ部ＳＷ１をオン状態とし第２スイッチ部ＳＷ２をオフ状態とする。
【００３８】
このように制御部１０が充電動作を開始した場合、「『補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達するタイミング』が『補助電源７の温度が目標到達温度に到達するタイミング』よりも先である場合」と、「『補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達するタイミング』が『補助電源７の温度が目標到達温度に到達するタイミング』よりも後である場合」とが考えられる。
【００３９】
制御部１０が充電動作を開始した場合において、「補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達するタイミング」が「補助電源７の温度が目標到達温度に到達するタイミング」よりも先である場合には、図２のように、時間ｔ１で充電動作を開始してから補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達する時間ｔ２までは充電動作を継続し、補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達した時間ｔ２からは、上記充電動作（第１スイッチ部ＳＷ１をオン状態とし第２スイッチ部ＳＷ２をオフ状態とする動作）と放電動作（第１スイッチ部ＳＷ１をオフ状態とし第２スイッチ部ＳＷ２をオン状態とする動作）とを一定時間毎に交互に行う。
【００４０】
このように、制御部１０は、所定の充電開始条件の成立に応じて充電動作を開始し、充電動作の開始後、少なくとも補助電源７の温度が目標到達温度未満であり且つ補助電源７の充電電圧が充電目標電圧未満である場合には充電動作を継続するように動作する。更に、制御部１０は、充電開始条件の成立に応じて充電動作を開始した後、補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達しても補助電源７の温度が目標到達温度に到達していない場合、少なくとも補助電源７の温度が目標到達温度となるまで充電動作と放電動作を交互に繰り返すように動作する。
【００４１】
図２の例では、時間ｔ２から上述の「交互に繰り返す動作」を行い、時間ｔ３には補助電源７の温度が目標到達温度に達しており、補助電源７の充電電圧も充電目標電圧に到達している。従って、この時間ｔ３からは、上記充電動作及び上記放電動作をいずれも停止させる停止制御と保温制御（停止制御の期間に補助電源７の温度が目標到達温度から降下することに応じて放電動作及び充電動作を切り替えて行う制御）とを、交互に繰り返す。図２の例では、期間Ｘ１が停止制御の期間であり、期間Ｘ２が保温制御の期間である。この例では、制御部１０は、各々の保温制御において、補助電源７の温度が目標到達温度に達するまで放電動作を行った後、補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達するまで充電動作を行う順番で放電動作と充電動作とを切り替えて行うようになっている。なお、保温制御は、例えば、補助電源７の温度が目標到達温度から所定値以上低下した場合に行うようにすることができる。
【００４２】
なお、図３の例では、制御部１０が、所定の充電開始条件の成立に応じて時間ｔ１から充電動作を開始し、時間ｔ４では、補助電源７の温度が目標到達温度に達しているとともに、補助電源７の充電電圧も充電目標電圧に到達している。しかし、時間ｔ４からある程度時間が経過しても補助電源７の温度が目標到達温度を上回っているため、このように補助電源７の温度が目標到達温度を上回っている期間は上記保温制御はなされないことになる。
【００４３】
一方、図４の例では、制御部１０が充電開始条件の成立に応じて時間ｔ１から充電動作を開始した後、補助電源７の温度が目標到達温度よりも高い所定の上限温度に到達しても、補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達していない。このような場合、上限温度に達した時間ｔ５以降は、補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達するまで第２スイッチ部ＳＷ２をオフ状態で維持しつつ第１スイッチ部ＳＷ１を間欠的にオン動作させる。このような制御を行う場合、図４のように、予め定められた低デューティで周期的に第１スイッチ部ＳＷ１をオン動作させてもよく、補助電源７の温度が上限温度から所定値以上低下する毎に第１スイッチ部ＳＷ１をオン動作させるようにしてもよい。このような間欠的な制御は、補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達する時間ｔ６まで継続する。
【００４４】
なお、このように構成された補助電源制御装置３は、所定条件の成立時に、切替部３０を介して補助電源７を放電させるように動作する。例えば、スイッチ５がオン状態であるときに制御部１０が電力路９の所定位置の電圧を監視し、スイッチ５がオン状態であるときに電力路９の所定位置の電圧が一定値以上である場合には切替部３０をオフ状態で維持し、スイッチ５がオン状態であるときに電力路９の所定位置の電圧が一定値未満である場合には切替部３０をオン状態とし、切替部３０を介して補助電源７を放電させるように動作する。なお、ここで示す方法はあくまで一例であり、切替部３０をオフ状態からオン状態に切り替えるための条件は、主電源９１の失陥が推測される他の条件であってもよい。
【００４５】
次に、本構成の効果を例示する。
上述した補助電源制御装置３は、補助電源７の充電時に充電電流を流す抵抗部２２（突入電流制限抵抗）を、補助電源７の充電時にも放電時にも補助電源７の加熱に利用することができる。よって、特別な専用ヒータに頼らずとも補助電源７を効率的に加熱することができ、低温環境であっても補助電源７の温度を効果的に高め得る構成を、より簡易に実現することができる。
【００４６】
車載用電源システム１００は、補助電源７の温度を検出する温度検出部８０を備えており、補助電源制御装置３の制御部１０は、所定の充電開始条件の成立に応じて充電動作を開始し、充電動作の開始後、少なくとも補助電源７の温度が目標到達温度未満であり且つ補助電源７の充電電圧が充電目標電圧未満である場合に充電動作を継続するように動作する。この構成によれば、補助電源７の温度が目標到達温度未満であり且つ補助電源７の充電電圧が充電目標電圧未満である場合に、「充電動作の継続」という共通動作によって、充電電圧を充電目標電圧に近づける機能と、補助電源７の温度を目標到達温度に近づける機能とを共に実現することができ、効率面で非常に有利である。
【００４７】
制御部１０は、充電開始条件の成立に応じて充電動作を開始した後、補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達しても補助電源７の温度が目標到達温度に到達していない場合、少なくとも補助電源７の温度が目標到達温度となるまで充電動作と放電動作を交互に繰り返すように動作する。このようにすれば、補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達した後も、補助電源７に対する充放電を利用して補助電源７を昇温させることができる。しかも、充電目標電圧に到達した後も補助電源７の温度を高めるときには、充電動作と放電動作とを交互に繰り返すように動作するため、補助電源７の過充電を抑えながら充放電を利用した昇温制御を行うことができる。
【００４８】
制御部１０は、充電開始条件の成立に応じて充電動作を開始した後、補助電源７の温度が目標到達温度よりも高い所定の上限温度に到達しても、補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達していない場合、補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達するまで第２スイッチ部ＳＷ２をオフ状態で維持しつつ第１スイッチ部ＳＷ１を間欠的にオン動作させる。このようにすれば、補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達する前に温度上昇が進行し、上限温度が到達してしまっても、過度な温度上昇を抑えながら充電電圧を上昇させることができる。
【００４９】
制御部１０は、充電開始条件が成立した場合において補助電源７の温度が所定の上限温度を超えている場合には、充電動作を停止する。このようにすれば、補助電源７の温度が所定の上限温度を超えている場合に温度上昇の抑制を優先させることができ、保護効果を高めることができる。
【００５０】
制御部１０は、充電開始条件の成立に応じて充電動作を開始し、補助電源７の温度が目標到達温度に達した後、充電動作及び放電動作をいずれも停止させる停止制御と、停止制御の期間に補助電源７の温度が目標到達温度から降下することに応じて放電動作及び充電動作を切り替えて行う保温制御とを、交互に繰り返す。このようにすれば、補助電源７の温度が目標到達温度に到達し且つ補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達した後、補助電源７の温度が目標到達温度付近で維持されやすくなり、補助電源７の充電電圧が充電目標電圧付近で維持されやすくなる。
【００５１】
制御部１０は、保温制御において補助電源７の温度が目標到達温度に達するまで放電動作を行った後、補助電源７の充電電圧が充電目標電圧に到達するまで充電動作を行う順番で放電動作と充電動作とを切り替えて行う。このように、各々の保温制御において、先に放電動作を行い、その後に充電動作を行うように切り替える方式を用いれば、各々の保温制御において、先に行われる放電動作によって充電電圧が低下しても、その後に行われる充電動作によって充電電圧を回復させてから停止制御に移行することができる。よって、各々の停止制御において充電電圧が充電目標電圧付近で維持されやすくなる。
【００５２】
＜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。
【００５３】
実施例１では、主電源９１に鉛バッテリを用いているが、この構成に限定されず、本明細書のいずれの例においても、鉛バッテリに代えて又は鉛バッテリと併用して主電源９１に他の電源手段（公知の他の蓄電手段や発電手段など）を用いてもよい。主電源９１を構成する電源手段の数は１つに限定されず、複数の電源手段によって構成されていてもよい。
【００５４】
実施例１では、補助電源７に電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）を用いているが、この構成に限定されず、本明細書のいずれの例においても、補助電源７にリチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ、ニッケル水素充電池などの他の蓄電手段を用いてもよい。また、補助電源７を構成する蓄電手段の数は１つに限定されず、複数の蓄電手段によって構成されていてもよい。
【００５５】
実施例１では、スイッチによって構成される切替部３０を例示したが、図６のように電圧変換部によって構成される切替部２３０に置き換えてもよい。切替部２３０（電圧変換部）は、例えば、補助電源７の出力電圧を昇圧して電力路９に出力電圧を印加する昇圧型のＤＣＤＣコンバータとして構成されていてもよく、補助電源７の出力電圧を降圧して電力路９に出力電圧を印加する降圧型のＤＣＤＣコンバータとして構成されていてもよく、昇圧機能と降圧機能を有する昇降圧型のＤＣＤＣコンバータとして構成されていてもよい。なお、図６で示す車載用電源システム２００は、切替部３０を切替部２３０に置き換えた点のみが図１で示す車載用電源システム１００と異なり、補助電源装置２０１は、切替部３０を切替部２３０に置き換えた点のみが図１で示す補助電源装置１と異なり、補助電源制御装置２０３は、切替部３０を切替部２３０に置き換えた点のみが図１で示す補助電源制御装置３と異なる。
【符号の説明】
【００５６】
１…車載用の補助電源装置
３…車載用の補助電源制御装置
７…補助電源（蓄電部）
７Ａ…蓄電セル
９…電力路
１０…制御部
２０…直列構成部
２２…抵抗部
３０，２３０…切替部
８０…温度検出部
９１…主電源
９４…車載用負荷
１００，２００…車載用電源システム
ＳＷ１…第１スイッチ部
ＳＷ２…第２スイッチ部
【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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【図６】
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