JP2018068019A - 車両用のバックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両動作開始後には第２電源部の充電電圧を必要なレベルまで迅速に上昇させることができ、車両動作終了後には第２電源部の充電電圧を適正なレベルまで低下させて劣化を抑制し得る車両用のバックアップ装置を実現する。【解決手段】バックアップ装置１において、決定部は、車両を始動させる始動スイッチがオフ状態であるときの第２電源部９２の目標電圧値である第１目標電圧値Ｖｔ１を、オン状態であるときの目標電圧値である第２目標電圧値Ｖｔ２と、充電回路３Ａの充電能力を示す値と、制限時間とに基づき、第２目標電圧値Ｖｔ２よりも低い値で決定する。制御部５は、上記始動スイッチがオン状態となった場合に第２電源部９２の充電電圧が第２目標電圧値Ｖｔ２に達するように充電回路３Ａに充電動作を行わせ、上記始動スイッチがオフ状態となった場合に第１目標電圧値Ｖｔ１とするように放電回路３Ｂに放電動作を行わせる。【選択図】図１

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。

車両用の電源システムは、主電源の失陥が生じると負荷への電力供給が途絶えてしまい、電気的な動作（例えば各種電子制御など）が不能になってしまう。このような問題を解消し得る構成として、補助電源を搭載した構成が知られており、例えば、特許文献１の技術では、電気二重層コンデンサを複数個用いたキャパシタユニットを補助電源として用いている。

特開２００４−３２２９８７号公報

補助電源としてキャパシタを用いた場合、長時間にわたって高い充電電圧を維持するとキャパシタの劣化が進行してしまうという問題がある。この点に関し、特許文献１で開示される車両用電源装置では、車両動作開始後にキャパシタ（電源バックアップユニット）を充電して充電電圧を高めることで車両動作中にキャパシタを補助電源として用い、車両動作終了時にはキャパシタを放電することで充電電圧を低下させ、キャパシタの劣化を抑えている。

しかし、特許文献１のように車両動作終了時に単にキャパシタを放電するだけでは、充電時間の増大又は劣化抑制効果の低減を招く虞がある。例えば、車両動作終了後にキャパシタの充電電圧を低下させすぎると、車両始動後に充電電圧を所望のレベルまで上昇させる際に充電時間が長くなってしまう。逆に、車両動作終了後のキャパシタの放電量が小さすぎると、劣化抑制効果が低減することになる。

本発明は上記した事情に基づいてなされたものであり、車両動作開始後には第２電源部の充電電圧を目標とする水準まで迅速に上昇させることができ、車両動作終了後には第２電源部の充電電圧を適正なレベルまで低下させて劣化を抑制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ものである。

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異常であるときに電力供給源となる第２電源部とを備えた車両用の電源システムにおいて前記第２電源部の充電及び放電を制御する車両用のバックアップ装置であって、
前記第２電源部を充電する充電動作と前記第２電源部の充電を停止する充電停止動作とを行う充電回路と、
前記第２電源部を放電する放電動作と前記第２電源部の放電を停止する放電停止動作とを行う放電回路と、
車両を始動させる始動スイッチがオフ状態であるときの前記第２電源部の目標電圧値である第１目標電圧値を、前記始動スイッチがオン状態であるときの前記第２電源部の目標電圧値である第２目標電圧値と、前記充電回路の充電能力を示す値と、予め定められた制限時間とに基づいて、前記第２目標電圧値よりも低い値で決定する決定部と、
前記始動スイッチがオン状態となった場合に前記第２電源部の充電電圧が前記第２目標電圧値に達するように前記充電回路に充電動作を行わせ、前記始動スイッチがオフ状態となった場合に前記第２電源部の充電電圧を前記決定部で決定した前記第１目標電圧値とするように前記放電回路に放電動作を行わせる制御部と、
を有する。

このバックアップ装置は、車両を始動させる始動スイッチがオフ状態であるときに、第２電源部の充電電圧の目標電圧値である第１目標電圧値を、オン状態のときの目標電圧値（第２目標電圧値）よりも低く設定する。このように、車両動作停止中に第２電源部の充電電圧を相対的に低く抑えることができるため、第２電源部の劣化を抑制することができる。更には、車両動作停止中における第２電源部の充電電圧の目標電圧値（第１目標電圧値）を単に低くするのではなく、始動スイッチがオン状態であるときの第２電源部の目標電圧値（第２目標電圧値）と、充電回路の充電能力を示す値と、予め定められた制限時間とに基づいて設定することができる。つまり、車両動作停止中の第２電源部の目標電圧値（第１目標電圧値）を、その後にオン状態になったときに想定される充電状況や求められる制限時間に合わせてより適切に設定することができる。

このように、オフ状態後の第２電源部の目標電圧値（第１目標電圧値）について適正化が図られるため、車両動作開始後には第２電源部の充電電圧を目標とする水準まで迅速に上昇させることができ、車両動作終了後には第２電源部の充電電圧を適正なレベルまで低下させて劣化を抑制することができる。

実施例１のバックアップ装置を備えた車両用電源システムを概略的に示すブロック図である。 実施例１のバックアップ装置を概略的に示す回路図である。 実施例１のバックアップ装置で行われる充電制御の流れを例示するフローチャートである。 実施例１のバックアップ装置で行われる放電制御の流れを例示するフローチャートである。 実施例１のバックアップ装置における第２電源部の放電開始後の充電電圧の変化及び出力電流の変化等を示すグラフである。 容量の温度補正係数と温度との関係、及び抵抗値の温度補正係数と温度との関係を示すグラフである。 抵抗値の基準値の測定方法を説明するグラフである。 容量の基準値の測定方法を説明するグラフである。

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。

充電回路は、第１電源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又は昇圧し、第２電源部に電気的に接続された第２導電路に印加する電圧変換部を備えていてもよい。更に、バックアップ装置は、第１導電路の電圧を検出する電圧検出部と、第１導電路の電流を検出する電流検出部と、第２電源部の温度を検出する温度検出部と、電圧検出部で検出された電圧に基づいて電圧変換部の効率を算出する効率算出部と、温度検出部で検出された温度に基づいて第２電源部の容量を算出する容量算出部と、を有していてもよい。決定部は、電圧検出部で検出された第１導電路の電圧と、電流検出部で検出された第１導電路の電流と、効率算出部で算出された電圧変換部の効率と、容量算出部で算出された第２電源部の容量と、第２目標電圧値と、制限時間とに基づいて第１目標電圧値を決定するように機能してもよい。

このように構成されたバックアップ装置は、車両を始動させる始動スイッチがオフ状態であるときの第２電源部の目標電圧値（第１目標電圧値）を、始動スイッチがオン状態であるときの第２電源部の目標電圧値（第２目標電圧値）及び予め定められた制限時間に加えて、第１電源部から第２電源部への充電経路（第１導電路）の電圧及び電流と、電圧変換部の効率と、第２電源部の容量とを反映して決定することができる。つまり、始動スイッチがオン状態となった後（車両始動後）に想定される充電状況をより具体的且つ細かく反映した上で、車両動作停止中の第２電源部の目標電圧値（第１目標電圧値）をより一層適切に設定することができる。

バックアップ装置は、第２電源部に対する要求値として予め定められた所定の継続出力時間と、第２電源部において放電可能な下限値として予め定められた下限電圧と、放電回路の放電能力を示す値とに基づいて第２目標電圧値を決定する第２決定部を有していてもよい。

このように構成されたバックアップ装置は、車両を始動させる始動スイッチがオフ状態であるときの第２電源部の目標電圧値（第１目標電圧値）だけでなく、始動スイッチがオン状態であるときの目標電圧値（第２目標電圧値）についても、より適正に設定することができる。具体的には、第２電源部に対する要求値として予め定められた所定の継続出力時間と、第２電源部において放電可能な下限値として予め定められた下限電圧と、放電回路の放電能力を示す値とに基づき、オン状態となった後に要求される時間や放電環境を具体的に反映した適切な設定が可能となる。

以下、本発明を具体化した実施例について説明する。

＜実施例１＞
図１に、実施例１に係る車両用のバックアップ装置１（以下、単にバックアップ装置１ともいう）を備えた車両用の電源システム１００（以下、単に電源システム１００ともいう）のブロック図を示す。

電源システム１００は、負荷９４（電力供給対象）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からの電力供給が途絶えたときに電力供給源となる第２電源部９２と、第１電源部９１からの電力供給が途絶えたときに第２電源部９２からの放電を迅速に行う機能を備えたバックアップ装置１とを有しており、第１電源部９１又は第２電源部９２を電力供給源として負荷９４に電力を供給するシステムとして構成されている。

図１で示す電源システム１００は、第１電源部９１からの電力供給が正常状態のときに第１電源部９１の出力電圧に基づく電圧を配線部として構成される配線部８１に印加し、第１電源部９１から配線部８１を介して負荷９４（電力供給対象）に電力を供給する構成をなす。「第１電源部９１からの電力供給が正常状態のとき」とは、第１電源部９１の出力電圧が所定値を超える場合であり、例えば、第２電源部９２からの放電がなされていない状態で第１導電路２１の電圧（電位）が所定の閾値電圧を超える場合である。

第１電源部９１は、負荷９４（電力供給対象）へ電力を供給し得る車両用電源であり、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。第１電源部９１の低電位側の端子は例えばグランドに接続されている。

配線部８１は、第１電源部９１から負荷９４（電力供給対象）へ電力を供給する経路であり、第１電源部９１からの電力供給が異常であるときには第２電源部９２から負荷９４へ電力を供給する経路として機能し得る。配線部８１は、バックアップ装置１の第１導電路２１に電気的に接続され、第１導電路２１には、第１電源部９１の出力電圧が印加される。

第２電源部９２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。第２電源部９２の高電位側の端子は配線部８２に電気的に接続され、この配線部８２は、バックアップ装置１の第２導電路２２に電気的に接続されている。第２電源部９２の低電位側の端子は例えばグランドに接続されている。第２電源部９２は、配線部８２及び第２導電路２２を介して充放電回路部３に電気的に接続されており、充放電回路部３によって充電又は放電がなされる。第２電源部９２の満充電時の出力電圧は、第１電源部９１の満充電時の出力電圧よりも大きくてもよく、小さくてもよい。

負荷９４は電力供給対象の一例に相当し、公知の車両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やアクチュエータ等、第１電源部９１が失陥した場合でも電力供給が望まれる電気部品が好適例である。負荷９４は上述した正常状態のときには第１電源部９１から供給される電力に基づいて動作し、異常状態のときには第２電源部９２から供給される電力に基づいて動作する。

始動スイッチ７０は、公知のイグニッションスイッチとして構成されている。始動スイッチ７０は、車両に設けられた操作部（図示せず）に対してエンジンを始動させるための所定の始動操作（イグニッションスイッチのオン操作）がなされた場合にオン状態に切り替わり、エンジンを停止させるための所定の停止操作（イグニッションスイッチのオフ操作）がなされた場合にオフ状態に切り替わるスイッチである。本構成では、始動スイッチ７０がオン状態のときにバックアップ装置１の外部に設けられた外部装置７２からバックアップ装置１の制御部５に対して始動スイッチ７０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）が入力される。また、始動スイッチ７０がオフ状態のときには、外部装置７２から制御部５に対して始動スイッチ７０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）が入力される。

バックアップ装置１は、主として、第１導電路２１、第２導電路２２、充放電回路部３、電流検出部３１，３２、電圧検出部４１，４２、温度検出部５０、制御部５などを備える。

バックアップ装置１において、第１導電路２１は、第１電源部９１の高電位側の端子に導通する配線であり、第１電源部９１の出力電圧に応じた所定の直流電圧が印加される構成をなす。第２導電路２２は、第２電源部９２の高電位側の端子に導通する配線であり、第２電源部９２の出力電圧に応じた所定の直流電圧が印加される構成をなす。

充放電回路部３は、第１電源部９１から第１導電路２１を介して供給される電力に基づいて第２電源部９２を充電する充電回路３Ａとしての機能と、第２電源部９２を放電させて放電電流を配線部８１に供給する放電回路３Ｂとしての機能を有していればよい。この充放電回路部３は、例えば、図２のような構成をなす。

図２で示す充放電回路部３は、双方向型の昇降圧ＤＣＤＣコンバータとして構成され、第１導電路２１又は第２導電路２２の一方の導電路に印加された直流電圧を昇圧又は降圧して他方の導電路に出力する機能を備える。

電圧変換部３Ｃは、図１で示す充電回路３Ａとしての機能と、放電回路３Ｂとしての機能とを有する。電圧変換部３Ｃは、第１導電路２１と第２導電路２２との間に設けられ、スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のオンオフ動作により入力された電圧を昇圧又は降圧して出力するように電圧変換動作を行う。電圧変換部３Ｃは、第１導電路２１に印加された電圧を昇圧又は降圧して第２導電路２２に所望の電圧を印加する第１モードの動作と、第２導電路２２に印加された電圧を昇圧又は降圧して第１導電路２１に所望の電圧を印加する第２モードの動作とを行い得る。第１モードは、第２電源部９２を充電する充電モードであり、第２モードは、第２電源部９２を放電する放電モードである。

電圧変換部３Ｃは、Ｈブリッジ構造で配置されたスイッチング素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４と、コイルＬ１とを備える。更に、電圧変換部３Ｃは、第１導電路２１とグランドとの間に介在するコンデンサＣ１と、第２導電路２２とグランドとの間に介在するコンデンサＣ２とを備える。スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は、いずれもＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴとして構成されている。スイッチング素子Ｔ１のドレインには、第１導電路２１が接続され、スイッチング素子Ｔ１のソースには、スイッチング素子Ｔ２のドレイン及びコイル８の一端が接続されている。スイッチング素子Ｔ３のドレインには、第２導電路２２が接続され、スイッチング素子Ｔ３のソースには、スイッチング素子Ｔ４のドレイン及びコイル８の他端が接続されている。スイッチング素子Ｔ２，Ｔ４のそれぞれのソースはグラウンドに接続されている。スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のそれぞれのゲートには、後述する駆動回路５Ｂからの各信号がそれぞれ入力される。なお、図２では、スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のそれぞれのゲートに接続される個別の信号線の図示を省略している。

電流検出部３１，３２はいずれも、公知の電流検出回路として構成されている。電流検出部３１は、第１導電路２１を流れる電流を検出する電流検出回路であり、例えば第１導電路２１に介在して設けられたシャント抵抗と、シャント抵抗の両端電圧を増幅したアナログ電圧値を制御部５に出力する出力する差動増幅器とによって構成されている。電流検出部３２は、第２導電路２２を流れる電流を検出する電流検出回路であり、例えば第２導電路２２に介在して設けられたシャント抵抗と、シャント抵抗の両端電圧を増幅したアナログ電圧値を制御部５に出力する差動増幅器とによって構成されている。制御部５は、電流検出部３１から入力された値（電流検出部３１の検出値）に基づいて第１導電路２１を流れる電流値を把握し、電流検出部３２から入力された値（電流検出部３２の検出値）に基づいて第２導電路２２を流れる電流値を把握する。

電圧検出部４１，４２はいずれも、公知の電圧検出回路として構成されている。電圧検出部４１は、第１導電路２１の電圧（電位）を示す値（例えば第１導電路２１の電圧値、又は第１導電路２１の電圧値を分圧回路によって分圧した値等）を検出値として制御部５に入力する。電圧検出部４２は、第２導電路２２の電圧（電位）を示す値（例えば第２導電路２２の電圧値、又は第２導電路２２の電圧値を分圧回路によって分圧した値等）を検出値として制御部５に入力する。制御部５は、電圧検出部４１から入力された値（電圧検出部４１の検出値）に基づいて第１導電路２１の電圧値（電位）を把握し、電圧検出部４２から入力された値（電圧検出部４２の検出値）に基づいて第２導電路２２の電圧値（電位）を把握する。

温度検出部５０は、公知の温度センサによって構成されており、例えば、第２電源部９２の表面に接触する形で、又は第２電源部９２に近接する形で配置されている。温度検出部５０は、配置位置（第２電源部９２近傍）の温度を示すアナログ電圧値を生成し、制御部５に入力する。

制御部５は、例えばマイクロコンピュータ等として構成された制御回路５Ａと、電圧変換部３Ｃに与える駆動信号を生成する駆動回路５Ｂとを備え、充放電回路部３による充電動作及び放電動作を制御する。制御回路５Ａは、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。制御回路５Ａは、電流検出部３１，３２及び電圧検出部４１，４２から入力される電流値及び電圧値と、制御回路５Ａによって設定された目標電圧値とに基づいて公知の方法でフィードバック制御を行い、電圧変換部６に与えるＰＷＭ信号のデューティを設定する。そして、設定されたデューティのＰＷＭ信号を駆動回路５Ｂに出力する。駆動回路５Ｂは、スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４をオンオフさせる制御信号を出力する回路である。駆動回路５Ｂは、スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の中からＰＷＭ信号の出力対象となる一対の素子を選択し、選択された一対の素子に対してＰＷＭ信号を相補的に出力する。また、駆動回路５Ｂは、ＰＷＭ信号の出力対象ではないスイッチング素子のゲートに対しては、オン動作又はオフ動作させる信号を出力する。

本実施例に関する以下の説明では、図１で示す第１電源部９１の満充電時の充電電圧（出力電圧）よりも第２電源部９２の満充電時の充電電圧（出力電圧）が低い例を代表例として説明する。図１で示す電源システム１００では、第１電源部９１の充電電圧（出力電圧）が第２電源部９２の充電電圧（出力電圧）よりも高い所定値付近（例えば１２Ｖ程度）で維持されるようになっている。

図２で示す制御部５は、第１モード（充電モード）の動作を行う場合、第１導電路２１を入力側導電路とし且つ第２導電路２２を出力側の導電路とし、第２導電路２２に所望の目標電圧値の出力電圧を印加するように電圧変換部３Ｃに降圧動作を行わせる。制御部５は、第１モードの動作を行う場合、スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２の各ゲートに対してデッドタイムを設定した形でＰＷＭ信号を相補的に出力する。制御部５は、スイッチング素子Ｔ１のゲートにオン信号を出力している間は、スイッチング素子Ｔ２にゲートにオフ信号を出力し、スイッチング素子Ｔ２のゲートにオン信号を出力している間は、スイッチング素子Ｔ１にゲートにオフ信号を出力する。制御部５は、このようなＰＷＭ信号の出力と並行して、スイッチング素子Ｔ３のゲートにオン信号を継続的に出力し、スイッチング素子Ｔ４のゲートにはオフ信号を継続的に出力する。つまり、スイッチング素子Ｔ３はオン状態で維持され、スイッチング素子Ｔ４はオフ状態で維持される。第１モードのときに電圧変換部３Ｃによって第２導電路２２に印加される出力電圧は、制御部５がスイッチング素子Ｔ１のゲートに与えるＰＷＭ信号のデューティに応じて定まる。

このように、電圧変換部３Ｃは、図１で示す充電回路３Ａとして機能し、制御部５が第１モードの制御を行う場合に第２電源部９２を充電する充電動作を行うように機能し、第１モードの制御を行わない場合（例えば、電圧変換部３Ｃの動作を停止させる場合）に第２電源部９２の充電を停止する充電停止動作を行うように機能する。

制御部５は、第２モード（放電モード）の動作を行う場合、第２導電路２２を入力側導電路とし且つ第１導電路２１を出力側導電路とし、第１導電路２１に所望の目標電圧値の出力電圧を印加するように電圧変換部３Ｃに昇圧動作を行わせる。制御部５は、第２モードの動作を行う場合、スイッチング素子Ｔ１，Ｔ２の各ゲートに対してデッドタイムを設定した形でＰＷＭ信号を相補的に出力する。制御部５は、スイッチング素子Ｔ２のゲートにオン信号を出力している間は、スイッチング素子Ｔ１にゲートにオフ信号を出力し、スイッチング素子Ｔ１のゲートにオン信号を出力している間は、スイッチング素子Ｔ２にゲートにオフ信号を出力する。制御部５は、このようなＰＷＭ信号の出力と並行して、スイッチング素子Ｔ３のゲートにオン信号を継続的に出力し、スイッチング素子Ｔ４のゲートにはオフ信号を継続的に出力する。つまり、スイッチング素子Ｔ３はオン状態で維持され、スイッチング素子Ｔ４はオフ状態で維持される。第２モードのときに電圧変換部３Ｃによって第１導電路２１に印加される出力電圧は、制御部５がスイッチング素子Ｔ２のゲートに与えるＰＷＭ信号のデューティに応じて定まる。

このように、電圧変換部３Ｃは、図１で示す放電回路３Ｂとして機能し、制御部５が第２モードの制御を行う場合に第２電源部９２を放電する放電動作を行うように機能し、第２モードの制御を行わない場合（例えば、電圧変換部３Ｃの動作を停止させる場合）に第２電源部９２の放電を停止する放電停止動作を行うように機能する。

次に、バックアップ装置１による充電制御及び放電制御の具体的な流れについて説明する。

図１で示す電源システム１００は、第１電源部９１を主電源として動作させ、第１電源部９１からの電力供給が異常であるときに第２電源部９２を電力供給源として動作させ得るシステムとして構成されている。第２電源部９２の充電及び放電はバックアップ装置１によって以下のように制御される。

図１、図２で示すバックアップ装置１は、制御部５が始動スイッチ７０の状態を監視し得る。本構成では、車両用電源システム１００が搭載された車両内において、ユーザにより始動スイッチ７０（イグニッションスイッチ）をオン状態に切り替える始動操作（オン操作）がなされると、始動スイッチ７０がオフ状態からオン状態に切り替わる。始動スイッチ７０がオフ状態のときには外部装置７２から制御部５に対してＩＧオフ信号が継続的に入力され、始動スイッチ７０がオフ状態からオン状態に切り替わると、外部装置７２から制御部５に入力される信号はＩＧオフ信号からＩＧオン信号に切り替わる。なお、始動スイッチ７０がオン状態である間は、制御部５にＩＧオン信号が継続的に入力され続ける。

まず、図３を参照して始動スイッチ７０がオフ状態からオン状態に切り替わった場合の制御について説明する。

制御部５は、外部装置７２から制御部５に入力される信号がＩＧオフ信号からＩＧオン信号に切り替わったことを検知すると、図３で示す充電制御を実行する。制御部５は、図３で示す充電制御を開始した場合、まず、ステップＳ１の処理を実行し、電圧変換部３Ｃに対して上述した充電動作を行わせる。具体的には、制御部５はステップＳ１にて上述した第１モード（充電モード）の動作を開始し、第１導電路２１を入力側導電路とするとともに第２導電路２２を出力側導電路とし、第２導電路２２に所望の目標電圧値の出力電圧を印加するように電圧変換部３Ｃに降圧動作を行わせる。電圧変換部３Ｃが第２導電路２２に印加する出力電圧値（目標電圧値）は、例えば第２電源部９２の満充電時の出力電圧値程度であってもよく、これよりも若干大きい値であってもよい。

制御部５は、ステップＳ１の処理を実行して電圧変換部３Ｃの充電動作を開始させた後、ステップＳ２の処理を実行し、第２目標電圧値Ｖｔ２を決定する。第２目標電圧値Ｖｔ２は、始動スイッチ７０がオン状態であるときに目標とする第２電源部９２の充電電圧値である。本構成では制御部５が第２目標電圧値Ｖｔ２を決定する第２決定部の一例に相当し、第２電源部９２に対する要求値として予め定められた所定の継続出力時間Ｔと、第２電源部９２において放電可能な下限値として予め定められた下限電圧Ｘと、放電回路３Ｂの放電能力を示す値（出力電圧値Ｖout、出力電流値Ｉoutなど）とに基づいて第２目標電圧値Ｖｔ２を決定する。出力電圧値Ｖout及び出力電流値Ｉoutは、異常発生に伴って第２電源部９２に放電動作を行わせる場合に電圧変換部３Ｃから出力する電圧値及び電流値である。継続出力時間Ｔは、異常発生に伴って電圧変換部３Ｃに第２電源部９２の放電動作を行わせる場合に、電圧変換部３Ｃから出力電圧値Ｖout及び出力電流値Ｉoutの出力を継続すべき最低時間である。

具体的には、制御部５が出力電圧値をＶoutとし出力電流値をＩoutとする放電動作を電圧変換部３Ｃに行わせたときに、この放電動作の開始時間ｔ（１）から継続出力時間Ｔが経過した時間（ｔ（ｎ））で第２電源部９２の充電電圧（出力電圧）が予め定められた下限電圧Ｘとなるように、下限電圧Ｘから逆算して開始時間ｔ（１）での第２電源部９２の充電電圧（出力電圧）を第２目標電圧値Ｖｔ２として決定する。つまり、放電動作の開始時間ｔ（１）で第２電源部９２の充電電圧（出力電圧）が第２目標電圧値Ｖｔ２である場合、制御部５が、第１導電路２１に対する出力電圧値をＶoutとし出力電流値をＩoutとする放電動作を電圧変換部３Ｃに継続出力時間Ｔだけ行わせたとき、開始時間ｔ（１）から継続出力時間Ｔが経過した時間ｔ（ｎ）で第２電源部９２の充電電圧（出力電圧）が下限電圧Ｘとなるのである。このような関係を満たすように第２目標電圧値Ｖｔ２を決定する。

第２目標電圧値Ｖｔ２は、第１導電路２１に対する出力電圧値及び出力電流値をそれぞれ出力電圧値Ｖout且つ出力電流値Ｉoutとする放電動作を少なくとも時間Ｔだけ継続するために必要な充電電圧（必要最低充電電圧）であり、以下の通りに定めることができる。

時間ｔ（１）を放電開始時間として出力電圧値Ｖout且つ出力電流値Ｉoutで放電動作を行った場合、継続出力時間Ｔの間で電圧変換部３Ｃによって放電電流が流されることによる第２電源部９２の充電電圧の低下は図５のようになる。なお、図５では、第２電源部９２の内部抵抗による電圧降下の影響を除いている。図５において、Ｖ（ｔ（ｎ））は、出力電圧値Ｖout且つ出力電流値Ｉoutで放電動作を行った場合の時間ｔ（ｎ）のときの第２電源部９２の充電電圧値である。ここでは、時間ｔ（ｎ）を継続出力時間Ｔとし、Ｖ（ｔ（ｎ））を下限電圧Ｘとする。図５の説明では、時間ｔ（１）から時間ｔ（ｎ）までの時間Ｔの間に電圧変換部３Ｃの放電動作を継続した場合、第２電源部９２から放出される放電電流によって充電電圧がＶaの分だけ低下することを示している。つまり、放電によるエネルギーの損失分によって充電電圧がＶaの分だけ低下することを意味する。

数１は、このようなエネルギー損失分による充電電圧の低下に加え、下限電圧Ｘと、第２電源部９２の内部抵抗による最大電圧降下Ｖｄとを加味して第２目標電圧値Ｖｔ２を定めている。数１のΔＶ（ｔ（ｎ））は、以下の通りに算出する。

まず、Ｖ（ｔ（ｎ））を下限電圧Ｘとするため、以下の数２の式となる。

そして、ｔ（ｎ）のときの電圧変換部３Ｃの効率（コンバータ効率）Ｙ（ｔ（ｎ））は以下の数３のように表すことができる。数３においてＡ、Ｂ、Ｃは、電圧変換部３Ｃの具体的構成に基づいて定まる係数（固定値）である。この効率（コンバータ効率）Ｙ（ｔ（ｎ））は、電圧変換部３Ｃが第２モード（放電モード）で動作を行う場合において第２電源部９２の充電電圧値がＶ（ｔ（ｎ））のときの電圧変換部３Ｃの効率であり、Ｖ（ｔ（ｎ））に応じて効率が定まるように数３の式で対応付けられている。

更に、時間ｔ（ｎ）のときに第２電源部９２から放出される電流値Ｉ（ｔ（ｎ））は、以下の数４のように表すことができる。

更に、時間ｔ（ｎ）と時間ｔ（ｎ−１）との差（時間間隔）は、以下の数５のように表すことができる。数５において、Ｃは、第２電源部９２の容量である。

このような数２〜数５の式によってΔＶ（ｔ（ｎ））を算出することができる。なお、下限電圧Ｘから上記低下分Ｖａを逆算した場合のＶ（ｔ（１））は、以下の数６のようになる。

Ｖ（ｔ（１））は、第２電源部９２の内部抵抗による電圧降下分を想定しない場合の放電開始時間ｔ（１）での充電電圧である。この関係式に加え、内部抵抗による最大電圧降下Ｖｄを考慮した場合の第２目標電圧値Ｖｔ２は数１のようになる。

数１において、Ｖｄは、最大電圧降下であり、以下の数７で表すことができる。

数７において、Ｒは、第２電源部９２の内部抵抗であり、以下の数８で表すことができる。

数８において、Ｋｒは、抵抗値の温度補正係数であり、Ｒｂは、内部抵抗の基準値である。抵抗値の温度補正係数は、図６のような関係にあり、図６のようなデータ（即ち、温度と抵抗値の温度補正係数を対応付けたテーブル、演算式等のデータ）は図示しないメモリ等に記憶されている。抵抗値の温度補正係数を求める場合、図３のステップＳ２の時点で温度検出部５０で検出される温度に対応する抵抗値の温度補正係数をメモリに記憶されたデータから取得する。

内部抵抗の基準値Ｒｂは、図７のような方法で測定、算出することができる。具体的には、図３の充電制御を行ってステップＳ４で充電動作を停止した場合に停止直前と停止後の第２電源部９２の充電電圧の変化量ΔＶ２と、停止直前の第２導電路２２の電流（充電電流）Ｉｂとに基づいて数９のように算出することできる。

また、数５における第２電源部９２の容量Ｃは、容量の基準値Ｃｂと、容量の温度補正係数Ｋｃとに基づいて以下の数１０の式で求めることができる。なお、本構成では、制御部５が容量算出部の一例に相当する。

容量の基準値Ｃｂは、図８のような方法で測定、算出することができる。具体的には、図３において充電動作を開始した後、定電流Ｉａで一定期間Δｔ１の充電動作を行ったときの充電電圧の変化がΔＶ１であった場合、以下の数１１の式で容量基準値Ｃｂを表すことができる。なお、容量基準値Ｃｂ及び容量Ｃの算出は、図３のステップＳ２の処理を行う毎に行うことができ、算出される毎に最新の容量Ｃを用いることができる。

数１０において、Ｋｃは、容量の温度補正係数であり、容量の温度補正係数は図６のような関係にある。図６のようなデータ（即ち、温度と容量の温度補正係数を対応付けたテーブル、演算式等のデータ）は図示しないメモリ等に記憶されている。容量の温度補正係数を求める場合、図３のステップＳ２の時点で温度検出部５０で検出される温度に対応する容量の温度補正係数をメモリに記憶されたデータから取得する。

制御部５は、図３の制御のステップＳ２において以上のような算出方法で第２目標電圧値Ｖｔ２を算出する。制御部５は、第２目標電圧値Ｖｔ２が決定した後、電圧変換部３Ｃに充電動作を行わせる制御を継続しつつ第２電源部９２の充電電圧（出力電圧）を監視する。具体的には、制御部５は、ステップＳ２の後、ステップＳ３において第２導電路２２の電圧が上記第２目標電圧値Ｖｔ２となったか否かを繰り返し判定し、第２導電路２２の電圧（具体的には、電圧検出部４２の検出位置の電位）が上記第２目標電圧値Ｖｔ２となった場合（ステップＳ３でＹｅｓの場合）、ステップＳ４において電圧変換部３Ｃの充電動作を停止する。

このように、制御部５は、始動スイッチ７０がオン状態となった場合（外部から入力される信号がＩＧオフ信号からＩＧオン信号に切り替わった場合）に、第２電源部９２の充電電圧を、上記第２目標電圧値Ｖｔ２に達するように充放電回路部３（充電回路）に充電動作を行わせ、始動スイッチ７０がオン状態の間（即ち、車両が走行可能状態となっている間）は、第２電源部９２の充電電圧を第２目標電圧値Ｖｔ２付近で維持する。

次に、始動スイッチ７０がオン状態からオフ状態に切り替わった場合の制御について説明する。

制御部５は、外部装置７２から制御部５に入力される信号がＩＧオン信号からＩＧオフ信号に切り替わったことを検知すると、図４で示す放電制御を実行する。制御部５は、図４で示す放電制御を開始した場合、まず、ステップＳ２１の処理を実行し、電圧変換部３Ｃに対して上述した放電動作を行わせる。具体的には、制御部５はステップＳ２１にて上述した第２モード（放電モード）の動作を開始し、第２導電路２２を入力側導電路とするとともに第１導電路２１を出力側導電路とし、第１導電路２１に所望の目標電圧値の出力電圧を印加するように電圧変換部３Ｃに昇圧動作を行わせる。電圧変換部３Ｃが第１導電路２１に印加する出力電圧値（目標電圧値）は、例えば第１電源部９１の満充電時の出力電圧値程度であってもよく、これよりも若干大きい値であってもよい。

制御部５は、ステップＳ２１の処理を実行して電圧変換部３Ｃの放電動作を開始させた後、ステップＳ２２の処理を実行し、第１目標電圧値Ｖｔ１を決定する。第１目標電圧値Ｖｔ１は、車両を始動させる始動スイッチ７０がオフ状態であるときの第２電源部９２の充電目標電圧値である。本構成では、制御部５が決定部の一例に相当し、第１目標電圧値Ｖｔ１を、スイッチがオン状態であるときの第２電源部９２の目標電圧値である第２目標電圧値Ｖｔ２と、充電回路３Ａの充電能力を示す値と、予め定められた制限時間Ｎとに基づいて、第２目標電圧値Ｖｔ２よりも低い値で決定する。具体的には、決定部に相当する制御部５は、電圧検出部４１で検出された第１導電路２１の電圧と、電流検出部３１で検出された第１導電路２１の電流と、効率算出部で算出された電圧変換部３Ｃの効率と、容量算出部で算出された第２電源部９２の容量Ｃと、第２目標電圧値Ｖｔ２と、制限時間Ｎとに基づいて、以下の数１２の式で第１目標電圧値Ｖｔ１を決定する。数１２において、Ｉｓは、充電動作のときに第１電源部９１から電圧変換部３Ｃに流れ込む入力電流（充電電流）であり、Ｖｓは、充電動作のときに第１電源部９１によって第１導電路２１に印加される入力電圧（充電電圧）である。制限時間Ｎは、充電開始後に第２目標電圧値Ｖｔ２に達するまでの制限時間（この時間内に抑えるべき時間）であり、入力電流Ｉｓ及び入力電圧Ｖｓで充電動作を行う場合に、第２電源部９２の充電電圧を第１目標電圧値Ｖｔ１から第２目標電圧値Ｖｔ２まで上昇させる上で要する時間である。Ｙ（Ｖｓ）は、電圧変換部３Ｃが第１モード（充電モード）で動作するときに入力電圧が電圧Ｖｓのときの電圧変換部３Ｃの効率（コンバータ効率）であり、例えば、数３の式により電圧Ｖｓのときの効率として求めてもよい。或いは、電圧変換部３Ｃが第１モードの動作（充電動作）を行う場合のコンバータ効率（入力電圧に応じて定まるコンバータ効率）が、入力電圧毎にコンバータ効率を定めるテーブルデータや演算式によって定められていてもよく、この場合、コンバータ効率Ｙ（Ｖｓ）は、このようなテーブルデータや演算式において上記入力電圧Ｖｓに対応する値として定められた効率を用いるようにしてもよい。なお、本構成では、制御部５が効率算出部の一例に相当する。なお、Ｉｓ、Ｖｓ、Ｙ（Ｖｓ）は、図３の制御を実行する毎に求めることができ、この場合、ステップＳ２２では、直近で検出されたＩｓ、Ｖｓ、Ｙ（Ｖｓ）を用いればよい。

制御部５は、図４の制御のステップＳ２２において上記算出方法で第１目標電圧値Ｖｔ１を算出する。制御部５は、第１目標電圧値Ｖｔ１が決定した後、電圧変換部３Ｃに放電動作を行わせる制御を継続しつつ第２電源部９２の充電電圧（出力電圧）を監視する。具体的には、制御部５は、ステップＳ２２の後、ステップＳ２３において第２導電路２２の電圧が上記第１目標電圧値Ｖｔ１以下となったか否かを繰り返し判定し、第２導電路２２の電圧（具体的には、電圧検出部４２の検出位置の電位）が上記第１目標電圧値Ｖｔ１以下となった場合（ステップＳ２３でＹｅｓの場合）、ステップＳ２４において電圧変換部３Ｃの放電動作を停止する。

このように、制御部５は、始動スイッチがオフ状態となった場合（外部から入力される信号がＩＧオン信号からＩＧオフ信号に切り替わった場合）に第２電源部９２の充電電圧を上記方法で設定された第１目標電圧値Ｖｔ１とするように充放電回路部３（放電回路）に放電動作を行わせる。そして、第２電源部９２の充電電圧が第１目標電圧値Ｖｔ１となった場合、充放電回路部３の放電動作を停止させる。このように第２電源部９２の充電電圧が第１目標電圧値Ｖｔ１のときに放電動作が停止するため、始動スイッチ７０がオフ状態の間は、第２電源部９２の充電電圧が第１目標電圧値Ｖｔ１以下且つ第１目標電圧値Ｖｔ１付近で維持される。

次に、始動スイッチ７０（イグニッションスイッチ）がオン状態のときに正常状態から異常状態に変化した場合の動作について説明する。

始動スイッチ７０がオン状態のときに第１電源部９１からの電力供給の異常（例えば、第１電源部９１付近での地絡発生や断線など）が生じ、第１電源部９１から配線部８３を介して配線部８１に正常な電圧が印加されなくなると、第１導電路２１に印加された電圧（＋Ｂ電圧）が閾値Ｖｔｈよりも大きい値から閾値Ｖｔｈ以下の値に変化する。制御部５は、始動スイッチ７０がオン状態のときに第１導電路２１の電圧を継続的に監視し、第１導電路２１の電圧が閾値Ｖｔｈ以下となった場合、第１電源部９１からの電力供給が異常状態であると判断し、第２モードの動作を行う。具体的には、電圧変換部３Ｃに対し上述した放電動作を行わせる。これにより、負荷９４をバックアップすることができる。なお、配線部８３に図示しないスイッチが設けられる場合、このスイッチをオフ状態に切り替えるようにして、配線部８１と第１電源部９１との間の通電を遮断してもよい。

次に、本構成の効果を例示する。
バックアップ装置１は、車両を始動させる始動スイッチ７０がオフ状態であるときに、第２電源部９２の充電電圧の目標電圧値である第１目標電圧値Ｖｔ１を、オン状態のときの目標電圧値（第２目標電圧値Ｖｔ２）よりも低く設定する。このように、車両動作停止中に第２電源部９２の充電電圧を相対的に低く抑えることができるため、第２電源部９２の劣化を抑制することができる。更には、車両動作停止中における第２電源部９２の充電電圧の目標電圧値（第１目標電圧値Ｖｔ１）を単に低くするのではなく、スイッチがオン状態であるときの第２電源部９２の目標電圧値（第２目標電圧値Ｖｔ２）と、充電回路３Ａの充電能力を示す値と、予め定められた制限時間Ｎとに基づいて設定することができる。つまり、車両動作停止中の第２電源部９２の目標電圧値（第１目標電圧値Ｖｔ１）を、その後にオン状態になったときに想定される充電状況や求められる制限時間Ｎに合わせてより適切に設定することができる。なお、数１３の式において、入力電圧Ｉｓと入力電圧Ｖｓとコンバータ効率Ｙ（Ｖｓ）とが充電回路３Ａによる充電能力を示す値である。

このように、オフ状態後の第２電源部９２の目標電圧値（第１目標電圧値Ｖｔ１）について適正化が図られるため、車両動作開始後には第２電源部９２の充電電圧を目標とする水準まで迅速に上昇させることができ、車両動作終了後には第２電源部９２の充電電圧を適正なレベルまで低下させて劣化を抑制することができる。

充電回路３Ａは、第１電源部９１に電気的に接続された第１導電路２１に印加された電圧を降圧又は昇圧し、第２電源部９２に電気的に接続された第２導電路２２に印加する電圧変換部３Ｃを備える。更に、バックアップ装置１は、第１導電路２１の電圧を検出する電圧検出部４１と、第１導電路２１の電流を検出する電流検出部３１と、第２電源部９２の温度を検出する温度検出部５０と、電圧検出部４１で検出された電圧に基づいて電圧変換部３Ｃの効率を算出する効率算出部と、温度検出部５０で検出された温度に基づいて第２電源部９２の容量Ｃを算出する容量算出部とを有する。決定部は、上述した数１２の式を用い、電圧検出部４１で検出された第１導電路２１の電圧Ｖｓ（例えば、ステップＳ２２開始時点での第１導電路２１の電圧Ｖｓ）と、電流検出部３１で検出された第１導電路２１の電流Ｉｓ（例えば、ステップＳ２２開始時点での第１導電路２１の電流Ｉｓ）と、効率算出部で算出された電圧変換部３Ｃの効率（電圧変換部３Ｃが第１モードで動作する場合に上記電圧Ｖｓによって定まるコンバータ効率Ｙ（Ｖｓ））と、容量算出部で算出された第２電源部９２の容量Ｃと、第２目標電圧値Ｖｔ２と、制限時間Ｎとに基づいて第１目標電圧値Ｖｔ１を決定するように機能する。

このように構成されたバックアップ装置１は、始動スイッチ７０がオフ状態であるときの第２電源部９２の目標電圧値（第１目標電圧値Ｖｔ１）を、スイッチがオン状態であるときの第２電源部９２の目標電圧値（第２目標電圧値Ｖｔ２）及び予め定められた制限時間Ｎに加えて、第１電源部９１から第２電源部９２への充電経路（第１導電路２１）の電圧及び電流と、電圧変換部３Ｃの効率と、第２電源部９２の容量Ｃとを反映して決定することができる。つまり、スイッチがオン状態となった後（車両始動後）に想定される充電状況をより具体的且つ細かく反映した上で、車両動作停止中の第２電源部９２の目標電圧値（第１目標電圧値Ｖｔ１）をより一層適切に設定することができる。

バックアップ装置１は、第２電源部９２に対する要求値として予め定められた所定の継続出力時間Ｔと、第２電源部９２において放電可能な下限値として予め定められた下限電圧Ｘと、放電回路３Ｂの放電能力を示す値（数４におけるＶout、Ｉout）とに基づいて第２目標電圧値を決定する第２決定部を有する。具体的には、図５においてＶａは、継続出力時間Ｔと放電回路３Ｂの放電能力を示す値（数４におけるＶout、Ｉout）とに基づいて定まる電圧低下分（出力電圧Ｖout及び出力電流Ｉoutの放電を時間ｔ（１）から時間ｔ（ｎ）までの時間Ｔだけ行った場合に時間Ｔで低下する電圧）であり、数１における積分項に相当する。Ｖｔ２は、Ｖａと下限電圧Ｘと第２電源部９２の内部抵抗による最大電圧降下Ｖｄ（第２電源部９２から流れる電流が電流Ｉ（ｔ（ｎ））のときの電圧降下）とに基づいてＶｔ２＝Ｖｄ＋Ｘ＋Ｖａの式で求めることができる。

このように構成されたバックアップ装置１は、車両を始動させるスイッチがオフ状態であるときの第２電源部９２の目標電圧値（第１目標電圧値Ｖｔ１）だけでなく、スイッチがオン状態であるときの目標電圧値（第２目標電圧値Ｖｔ２）についても、より適正に設定することができる。具体的には、第２電源部９２に対する要求値として予め定められた所定の継続出力時間Ｔと、第２電源部９２において放電可能な下限値として予め定められた下限電圧Ｘと、放電回路３Ｂの放電能力を示す値とに基づき、オン状態となった後に要求される時間や放電環境を具体的に反映した適切な設定が可能となる。

＜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１〜４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。

上述した実施例１では、第１電源部９１に鉛バッテリ用いているが、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第１電源部９１に他の電源手段（リチウムイオン電池などの公知の他の蓄電手段や発電手段など）を用いてもよい。第１電源部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。

上述した実施例１では、第２電源部９２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、第２電源部９２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、第２電源部９２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。

実施例１では、第２電源部９２がバックアップ装置１の外部に設けられた構成を例示したが、第２電源部９２がバックアップ装置１の一部として構成されていてもよい。

実施例１では、電圧変換部３Ｃが充電回路３Ａとしての機能と放電回路３Ｂとしての機能を有していたが、充電回路３Ａと放電回路３Ｂとが別々の回路として構成されていてもよい。

実施例１では、始動スイッチ７０がオン状態であるときの第２電源部９２の目標電圧値である第２目標電圧値Ｖｔ２を、上述した算出方法によって算出する例を示したが、第２目標電圧値Ｖｔ２を第２電源部９２の満充電時の充電電圧よりも低い固定値としてもよい。

実施例１では、始動スイッチ７０がオン状態であるときの第２電源部９２の目標電圧値である第２目標電圧値Ｖｔ２を、数１に基づいて算出する例を示したが、数１において最大電圧降下Ｖｄ以外の項を固定値として第２目標電圧値Ｖｔ２を算出してもよい。即ち、図５で示すＶａ及びＸを固定値として、Ｖｔ２＝Ｖｄ＋Ｘ＋Ｖａの式によって第２目標電圧値Ｖｔ２を算出してもよい。つまり、Ｖａの値は、上述した手法によってリアルタイムに算出してもよく、予め定められた固定値で近似してもよい。Ｖａをリアルタイムで算出する場合、実施例１で上述した算出方法以外の方法を用いてもよい。例えば、所定の時期に電圧変換部３Ｃによって出力電圧Ｖout及び出力電流Ｉoutの放電を下限電圧Ｘに達するまで行うととともにその放電時の時間経過と第２電源部の充電電圧との関係を監視するような計測モードを実行した上で、下限電圧Ｘに達した時点から時間Ｔだけ遡った時点での第２電源部９２の充電電圧を求め、この充電電圧をＶａ＋Ｘ、即ちＶ（ｔ（１））としてもよい。固定値を用いる場合、Ｖａの値は、継続出力時間Ｔと放電回路３Ｂの放電能力を示す値（数４におけるＶout、Ｉout）とに基づく固定値として予め決定しておけばよい。例えば、製品出荷前のバックアップ装置１において、放電開始前の第２電源部９２の出力電圧がＶ（ｔ（１））であるときに所定温度条件下で電圧変換部３Ｃによって出力電圧Ｖout及び出力電流Ｉoutの放電を時間Ｔだけ行った場合に時間Ｔが経過した時点で第２電源部９２の出力電圧がＸとなるような関係にあるＶ（ｔ（１））を、上述したＸ＋Ｖａに相当する固定値（近似値）として用いてもよい。

１…車両用のバックアップ装置
３Ａ…充電回路
３Ｂ…放電回路
３Ｃ…電圧変換部
５…制御部（決定部、第２決定部、効率算出部、容量算出部）
２１…第１導電路
２２…第２導電路
３１…電流検出部
４１…電圧検出部
５０…温度検出部
９１…第１電源部
９２…第２電源部
１００…車両用の電源システム

Claims (3)

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異常であるときに電力供給源となる第２電源部とを備えた車両用の電源システムにおいて前記第２電源部の充電及び放電を制御する車両用のバックアップ装置であって、
   前記第２電源部を充電する充電動作と前記第２電源部の充電を停止する充電停止動作とを行う充電回路と、
   前記第２電源部を放電する放電動作と前記第２電源部の放電を停止する放電停止動作とを行う放電回路と、
   車両を始動させる始動スイッチがオフ状態であるときの前記第２電源部の目標電圧値である第１目標電圧値を、前記始動スイッチがオン状態であるときの前記第２電源部の目標電圧値である第２目標電圧値と、前記充電回路による充電能力を示す値と、予め定められた制限時間とに基づいて、前記第２目標電圧値よりも低い値で決定する決定部と、
   前記始動スイッチがオン状態となった場合に前記第２電源部の充電電圧が前記第２目標電圧値に達するように前記充電回路に充電動作を行わせ、前記始動スイッチがオフ状態となった場合に前記第２電源部の充電電圧を前記決定部で決定した前記第１目標電圧値とするように前記放電回路に放電動作を行わせる制御部と、
   を有する車両用のバックアップ装置。
2. 前記充電回路は、前記第１電源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又は昇圧し、前記第２電源部に電気的に接続された第２導電路に印加する電圧変換部を備え、
   更に、前記第１導電路の電圧を検出する電圧検出部と、
   前記第１導電路の電流を検出する電流検出部と、
   前記第２電源部の温度を検出する温度検出部と、
   前記電圧検出部で検出された電圧に基づいて前記電圧変換部の効率を算出する効率算出部と、
   前記温度検出部で検出された温度に基づいて前記第２電源部の容量を算出する容量算出部と、
   を有し、
   前記決定部は、前記電圧検出部で検出された前記第１導電路の電圧と、前記電流検出部で検出された前記第１導電路の電流と、前記効率算出部で算出された前記電圧変換部の効率と、前記容量算出部で算出された前記第２電源部の容量と、前記第２目標電圧値と、前記制限時間とに基づいて、前記第１目標電圧値を決定する請求項１に記載の車両用のバックアップ装置。
3. 前記第２電源部に対する要求値として予め定められた所定の継続出力時間と、前記第２電源部において放電可能な下限値として予め定められた下限電圧と、前記放電回路の放電能力を示す値とに基づいて前記第２目標電圧値を決定する第２決定部を有する請求項１又は請求項２に記載の車両用のバックアップ装置。