(57)【要約】【課題】第１機器バッテリと第２機器バッテリとのいずれか一方が故障した場合に、車両のシステム動作中及び休止中の両方において、故障した機器バッテリが充放電することを抑制でき、かつ、車両のシステム休止状態から正常な機器バッテリの電力でシステムを起動できる車両用電源装置を提供する。【解決手段】この車両用電源装置（２）は、第１機器バッテリ（２１）及び第２機器バッテリ（２２）と、第１スイッチ（ＳＷ１）と第１ダイオード（Ｄ１）とが途中に介在する電源ライン（ＬＢ）と、電源ライン（ＬＢ）の第３区間（Ｓ３）から第１区間（Ｓ１）までを第２ダイオード（Ｄ２）を介して結ぶ電流路（ＬＣ）とを備える。そして、電気機器（１１）が電源ライン（ＬＢ）の第１区間（Ｓ１）に接続され、第２機器バッテリ（２２）が第２区間（Ｓ２）に接続され、第１機器バッテリ（２１）が第２スイッチ（ＳＷ２）を介して第３区間（Ｓ３）に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の電気機器に電力を供給する第１機器バッテリ及び第２機器バッテリと、
第１スイッチ並びに前記第１スイッチの方から電流を流す向きの第１ダイオードが途中に介在し、一方の端部から前記第１ダイオードまでの第１区間、前記第１ダイオードから前記第１スイッチまでの第２区間、並びに、前記第１スイッチから他方の端部までの第３区間を含む電源ラインと、
前記第２区間を介さずに前記第３区間から前記第１区間までを、前記第１区間に電流を流す向きの第２ダイオードを介して結ぶ電流路と、
を備え、
前記電気機器が、前記第１区間に接続され、
前記第２機器バッテリが、前記第２区間に接続され、
前記第１機器バッテリが、第２スイッチを介して前記第３区間に接続されていることを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記第１機器バッテリ及び前記第２機器バッテリへ充電電力を供給可能な電力供給機器を更に備え、
前記電力供給機器が、前記第３区間に接続されていることを特徴とする請求項１記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記第１スイッチは非制御時に開くスイッチであり、
前記第２スイッチは非制御時に閉じるスイッチであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御する制御部を、更に備え、
前記制御部は、前記電源ラインの前記第１区間に伝送された電力で動作することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第２機器バッテリの故障と判別した場合、前記車両のシステム動作中、前記第１スイッチを開き、かつ、前記第２スイッチを閉じることを特徴とする請求項４記載の車両用電源装置。
【請求項６】
前記電源ラインの前記第３区間には前記車両のエンジンを再始動するスタータが接続され、
前記制御部は、前記スタータの駆動時に前記第１スイッチを開くことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電気機器に電力を供給する車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の機器バッテリを有し、いずれかの機器バッテリから車両の電気機器へ電力を供給可能に構成された車両がある。車両の電気機器には、車両の走行に寄与する補機等の機器が含まれる。機器バッテリは、例えば１２Ｖ系の蓄電池であり、エンジン車では補機バッテリとも呼ばれる。
【０００３】
特許文献１には、エンジンに連結される電動機に電力を供給する第１蓄電体と第２蓄電体とを有する車両が開示されている。特許文献１の電源装置は、電動機と第１蓄電体とを切り離し可能なスイッチと、電動機と第２蓄電体とを切り離し可能なスイッチとを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１９８５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２つの機器バッテリを有する車両では、一方の機器バッテリが故障しても、他方の機器バッテリの電力で補機等の電気機器を駆動することで走行を継続できる。このため、一方の機器バッテリが故障したまま、車両の使用が継続されることがある。
【０００６】
故障した機器バッテリが電源ラインに接続されたままだと、車両のシステム動作中及びシステム休止中において、正常な機器バッテリから故障した機器バッテリへ電流が流れ込んでしまう。また、車両のシステム動作中、発電器又はＤＣ／ＤＣコンバータから故障した機器バッテリへ電流が流れ込んでしまうことも想定される。したがって、機器バッテリが故障した場合には、車両のシステム動作中及びシステム休止中の両方において、故障した機器バッテリを電源ラインから切り離すことが望ましい。続いて、リレー又は半導体スイッチなどのスイッチを介して機器バッテリを電源ラインに接続する構成について検討する。
【０００７】
スイッチを介して機器バッテリが電源ラインに接続された構成では、車両のシステム動作中には、スイッチを制御することで故障した機器バッテリを電源ラインから切り離すことができる。一方、車両のシステム休止中にも、故障した機器バッテリを電源ラインから切り離すには、システム休止中はスイッチを制御できないため、非制御時に開となるスイッチが採用されることになる。しかしながら、２つの機器バッテリそれぞれを２つのスイッチを介して電源ラインに接続し、かつ、両方のスイッチを非制御時に開となる構成とした場合、車両のシステム休止時に、両方の機器バッテリが電源ラインから切り離されてしまう。この場合、電源ラインに電源電圧が供給されなくなり、車両のシステムを起動する際に、起動用の電力も供給されないため、起動不可の状態に陥るという課題が生じる。
【０００８】
本発明は、第１機器バッテリと第２機器バッテリとのいずれか一方が故障した場合に、車両のシステム動作中及び休止中の両方において、故障した機器バッテリが充放電することを抑制でき、かつ、車両のシステム休止状態から正常な機器バッテリの電力でシステムを起動できる車両用電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、
車両の電気機器に電力を供給する第１機器バッテリ及び第２機器バッテリと、
第１スイッチ並びに前記第１スイッチの方から電流を流す向きの第１ダイオードが途中に介在し、一方の端部から前記第１ダイオードまでの第１区間、前記第１ダイオードから前記第１スイッチまでの第２区間、並びに、前記第１スイッチから他方の端部までの第３区間を含む電源ラインと、
前記第２区間を介さずに前記第３区間から前記第１区間までを、前記第１区間に電流を流す向きの第２ダイオードを介して結ぶ電流路と、
を備え、
前記電気機器が、前記第１区間に接続され、
前記第２機器バッテリが、前記第２区間に接続され、
前記第１機器バッテリが、第２スイッチを介して前記第３区間に接続されていることを特徴とする車両用電源装置である。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用電源装置において、
前記第１機器バッテリ及び前記第２機器バッテリへ充電電力を供給可能な電力供給機器を更に備え、
前記電力供給機器が、前記第３区間に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両用電源装置おいて、
前記第１スイッチは非制御時に開くスイッチであり、
前記第２スイッチは非制御時に閉じるスイッチであることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用電源装置おいて、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御する制御部を、更に備え、
前記制御部は、前記電源ラインの前記第１区間に伝送された電力で動作することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の車両用電源装置おいて、
前記制御部は、前記第２機器バッテリの故障と判別した場合、前記車両のシステム動作中、前記第１スイッチを開き、かつ、前記第２スイッチを閉じることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載の車両用電源装置おいて、
前記電源ラインの前記第３区間には前記車両のエンジンを再始動するスタータが接続され、
前記制御部は、前記スタータの駆動時に前記第１スイッチを開くことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１スイッチが開き、第２スイッチが閉じることで、第１機器バッテリから第２機器バッテリへ電流が流れ込んだり、第２機器バッテリから第１機器バッテリへ電流が流れ込んだりすることを抑制でき、かつ、第１機器バッテリ又は第２機器バッテリから電気機器へ電力を供給することが可能となる。したがって、車両のシステム休止時に、第１スイッチ及び第２スイッチが上記のように切り替わることで、第１機器バッテリ及び第２機器バッテリのいずれかが故障していても、故障した機器バッテリを切り離しつつ、正常な機器バッテリで車両のシステムを起動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の車両用電源装置を搭載した車両の要部を示す構成図である。
【図２】車両走行時の電流の流れを示す構成図である。
【図３】車両停止時の電流の流れを示す構成図である。
【図４】エンジンの再始動時の電流の流れを示す構成図である。
【図５】第２機器バッテリの故障時の状態を示す構成図である。
【図６】第１機器バッテリの故障時の状態を示す構成図である。
【図７】システム休止中の状態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態の車両用電源装置を搭載した車両の要部を示す構成図である。
【００１８】
本実施形態の車両１は、エンジン自動車であり、エンジン１６と、駆動輪１８と、エンジン１６から駆動輪１８までの動力伝達を断続するクラッチ１７と、発電及びエンジン１６の再始動を行うスタータ・ジェネレータ１３とを備える。さらに、車両１は、補機を含む電気機器１１と、第１機器バッテリ２１と、第２機器バッテリ２２と、電気機器１１に供給される電力が伝送される電源ラインＬＢと、電源ラインＬＢの一端側から他端側へ電流を迂回できる電流路ＬＣとを備える。さらに、車両１は、電源ラインＬＢ上に設けられたダイオードＤ１及び第１スイッチＳＷ１と、電流路ＬＣ上に設けられたダイオードＤ２と、第１機器バッテリ２１と電源ラインＬＢとの間に介在する第２スイッチＳＷ２を備える。ダイオードＤ１は、本発明に係る第１ダイオードの一例に相当する。ダイオードＤ２は、本発明に係る第２ダイオードの一例に相当する。スタータ・ジェネレータ１３は、本発明に係る電力供給機器及びスタータの一例に相当する。
【００１９】
これらの構成のうち、電力供給機器としてのスタータ・ジェネレータ１３、第１機器バッテリ２１、第２機器バッテリ２２、ダイオードＤ１を途中に有する電源ラインＬＢ、ダイオードＤ２を途中に有する電流路ＬＣ、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び制御部１２を含む構成が、本実施形態の車両用電源装置２に相当する。
【００２０】
電気機器１１は、エンジン１６の駆動を補助する補機など、車両１の走行に寄与する電動の機器を含む。電気機器１１には、電源ラインＬＢの電源電圧を降圧して制御系の電源電圧（例えば５Ｖ）を生成する図示略のレギュレータ回路と、レギュレータ回路の電圧を受けて動作する制御部１２とが含まれる。
【００２１】
制御部１２は、走行制御及び車両１のシステム制御を含む車両１の制御を行う。具体的には、制御部１２は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２の開閉制御、クラッチ１７の断続の制御、スタータ・ジェネレータ１３の動作制御、及び、補機を含む電気機器１１の動作制御を行う。制御部１２は、１つのＥＣＵ（Electronic Control Unit）又は通信により連携して動作する複数のＥＣＵから構成されてもよい。
【００２２】
第１機器バッテリ２１は、例えばリチウムイオン二次電池であり、例えば１２Ｖの機器用の電源電圧を出力する。第２機器バッテリ２２は、例えば鉛蓄電池であり、第１機器バッテリ２１とほぼ同一の電源電圧を出力する。なお、第１機器バッテリ２１及び第２機器バッテリ２２の種類は特に制限されない。第１機器バッテリ２１及び第２機器バッテリ２２は、例えば鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池のうち、上記とは別の種類の蓄電池が適用されてもよい。第１機器バッテリ２１と第２機器バッテリ２２とは、両方とも同じ種類の蓄電池が適用されてもよいし、異なる種類の蓄電池が適用されてもよい。
【００２３】
スタータ・ジェネレータ１３は、エンジン１６の駆動時にエンジン１６の動力を一部利用して発電を行い、電源ラインＬＢに発電した電力を供給する。スタータ・ジェネレータ１３は、第１機器バッテリ２１の出力電圧及び第２機器バッテリ２２の出力電圧よりも僅かに高い電圧を電源ラインＬＢに出力する。これにより、スタータ・ジェネレータ１３は、第１機器バッテリ２１及び第２機器バッテリ２２に充電電流を供給し、電気機器１１に駆動電流を供給できる。スタータ・ジェネレータ１３は、電動機としても動作し、例えばエンジン１６が停止しかつ温まった状態にあるときに、エンジン１６に動力を与えてエンジン１６を再始動することができる。スタータ・ジェネレータ１３は、発電機とスタータとに分かれていてもよい。
【００２４】
電源ラインＬＢは、機器用の電源電圧（例えば１２Ｖ）が出力される電力線であり、途中にダイオードＤ１と第１スイッチＳＷ１とが設けられている。一方の端部からダイオードＤ１までを第１区間Ｓ１、ダイオードＤ１から第１スイッチＳＷ１までを第２区間Ｓ２、第１スイッチＳＷ１からもう一方の端部までを第３区間Ｓ３と呼ぶ。電気機器１１は、第１区間Ｓ１に接続されている。第２機器バッテリ２２は、第２区間Ｓ２に接続されている。第１機器バッテリ２１は第２スイッチＳＷ２を介して第３区間Ｓ３に接続されている。スタータ・ジェネレータ１３は第３区間Ｓ３に接続されている。
【００２５】
電源ラインＬＢ上のダイオードＤ１は、第１区間Ｓ１に電流を流す向きに設けられている。すなわち、ダイオードＤ１のカソードが第１区間Ｓ１に接続され、ダイオードＤ１のアノードが第２区間Ｓ２に接続されている。
【００２６】
電流路ＬＣは、一端が電源ラインＬＢの第１区間Ｓ１に接続され、他端が電源ラインＬＢの第３区間Ｓ３に接続され、第２区間Ｓ２を介さずに第３区間Ｓ３から第１区間Ｓ１まで電流を流すことができる。電流路ＬＣの途中には、第１区間Ｓ１に電流を流す向きのダイオードＤ２が設けられている。すなわち、ダイオードＤ２のカソードが電源ラインＬＢの第１区間Ｓ１に接続され、ダイオードＤ２のアノードが電源ラインＬＢの第３区間Ｓ３に接続されている。
【００２７】
第１スイッチＳＷ１は、非制御時に開となる（ノーマリオープン）スイッチである。第１スイッチＳＷ１は、例えばリレーであるが、半導体スイッチであってもよい。非制御時に開とは、リレーであれば非通電時に開となる構成に相当し、半導体スイッチであれば、制御端子への出力が接地電位のときに開となる構成に相当する。
【００２８】
第２スイッチＳＷ２は、非制御時に閉となる（ノーマリクローズ）スイッチである。第２スイッチＳＷ２は、例えばリレーであるが、半導体スイッチであってもよい。非制御時に閉とは、リレーであれば非通電時に閉となる構成に相当し、半導体スイッチであれば、制御端子への出力が接地電位のときに閉となる構成に相当する。
【００２９】
＜動作説明＞
図２は、車両走行時の電流の流れを示す構成図である。車両１の走行時、エンジン１６が動作して、その動力が駆動輪１８に伝達される一方、エンジン１６の動力の一部がスタータ・ジェネレータ１３に送られ、スタータ・ジェネレータ１３が発電動作する。第１機器バッテリ２１及び第２機器バッテリ２２が正常であれば、制御部１２の制御により、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２は閉状態にされている。したがって、図２に示すように、スタータ・ジェネレータ１３の発電電力は、電源ラインＬＢを介して第１機器バッテリ２１、第２機器バッテリ２２及び電気機器１１に送られる。
【００３０】
図３は、車両停止時の電流の流れを示す構成図である。車両１の起動中、エンジン１６が停止すると、スタータ・ジェネレータ１３の発電が停止する。第１機器バッテリ２１及び第２機器バッテリ２２が正常であれば、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２は閉状態にされている。そして、第１機器バッテリ２１又は第２機器バッテリ２２のうち、出力電圧の高い方から、電気機器１１へ電力が供給される。例えば第２機器バッテリ２２の出力電圧がわずかに高ければ、図３に示すように、電源ラインＬＢを介して第２機器バッテリ２２から電気機器１１へ電力が供給される。このように供給される電力によって、制御部１２を含む電気機器１１が動作して、車両１のシステムの動作が維持される。
【００３１】
図４は、エンジンの再始動時の電流の流れを示す構成図である。ここでは、車両１の一時停止によりエンジン１６が停止し、再び車両１を走行させるためにエンジン１６を再始動する場合を想定する。ただし、第１機器バッテリ２１及び第２機器バッテリ２２は正常であるとする。この場合、制御部１２は、第１スイッチＳＷ１を開状態に切り替え、クラッチ１７を切り離し、この状態で、スタータ・ジェネレータ１３を電動機として動作させ、エンジン１６を再始動する。開状態の第１スイッチＳＷ１及びダイオードＤ２があることで、第２機器バッテリ２２からスタータ・ジェネレータ１３の方へは電流が流れず、スタータ・ジェネレータ１３は第１機器バッテリ２１の電力のみで動作する。スタータ・ジェネレータ１３の消費電力は比較的に大きく、このとき、電源ラインＬＢの第３区間Ｓ３では大きな電圧降下が生じるが、第１スイッチＳＷ１が開いていることで、第３区間Ｓ３の電圧降下が第１区間Ｓ１及び第２区間Ｓ２に波及せず、電気機器１１に出力されている電源電圧が下限電圧を下回る恐れを低減できる。
【００３２】
＜第２機器バッテリの故障時＞
図５は、第２機器バッテリの故障時の状態を示す構成図である。第２機器バッテリ２２が故障している場合、車両１のシステム動作中、制御部１２は、第１スイッチＳＷ１を開き、第２スイッチＳＷ２を閉じる制御を継続する。この第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の制御状態を、第２機器バッテリ２２の故障時の制御と呼ぶ。
【００３３】
図５に示すように、第２機器バッテリ２２の故障時の制御において、車両１の走行中にスタータ・ジェネレータ１３が発電すると、発電電力は、電源ラインＬＢの第３区間Ｓ３を介して第１機器バッテリ２１に供給され、第１機器バッテリ２１を充電する。さらに、発電電力は、電流路ＬＣを介して電気機器１１へ供給され、電気機器１１を動作させる。第２機器バッテリ２２は故障により出力電圧が低下するので、電源ラインＬＢの第１区間Ｓ１の電圧よりも第２区間Ｓ２の電圧が低下し、ダイオードＤ１があることで、第２機器バッテリ２２からの放電が行われない。また、ダイオードＤ１と開状態の第１スイッチＳＷ１により、電源ラインＬＢの第２区間Ｓ２には電流が流れ込まないので、故障した第２機器バッテリ２２に電流が流れ込むことも抑制される。
【００３４】
また、第２機器バッテリ２２の故障時の制御において、エンジン１６の停止時には、第１機器バッテリ２１から電流路ＬＣを介して電気機器１１へ電力が供給され、これにより制御部１２を含む電気機器１１が動作して、車両１のシステムの動作が維持される。第２機器バッテリ２２は故障により出力電圧が低下しており、ダイオードＤ１が電源ラインＬＢを遮断するように作用するので、第２機器バッテリ２２が放電することも第２機器バッテリ２２へ電流が流れ込むことも抑制される。
【００３５】
続いて、車両１のシステム動作中、それまで第１機器バッテリ２１及び第２機器バッテリ２２が正常で、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の両方が閉状態にされているときに、第２機器バッテリ２２が故障した場合の動作について説明する。この場合、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が閉じた状態で、故障した第２機器バッテリ２２に電源ラインＬＢの電流が引き込まれ、第１機器バッテリ２１が正常でも電源ラインＬＢの電源電圧が低下することがある。そして、電源ラインＬＢの電源電圧が、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の制御を維持できる下限電圧を下回った場合、第１スイッチＳＷ１は、自動的に開状態に切り替わる。これにより、故障した第２機器バッテリ２２への電流の引き込みが止まり、正常な第１機器バッテリ２１の出力により、電源ラインＬＢの第３区間Ｓ３及び第１区間Ｓ１の電源電圧が回復する。したがって、制御部１２を含む電気機器１１が動作し、車両１のシステムの動作を維持できる。
【００３６】
＜第１機器バッテリの故障時＞
図６は、第１機器バッテリの故障時の状態を示す構成図である。第１機器バッテリ２１が故障している場合、車両１のシステム動作中、制御部１２は、第１スイッチＳＷ１を閉じ、第２スイッチＳＷ２を開く制御を維持する。この第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の制御状態を、第１機器バッテリ２１の故障時の制御と呼ぶ。
【００３７】
図６に示すように、第１機器バッテリ２１の故障時の制御において、車両１の走行中にスタータ・ジェネレータ１３が発電すると、発電電力は電源ラインＬＢを介して第２機器バッテリ２２に供給され、第２機器バッテリ２２を充電する。さらに、発電電力は、電源ラインＬＢを介して電気機器１１へ供給され、電気機器１１を動作させる。故障した第１機器バッテリ２１は、電源ラインＬＢから切り離されているので、放電することも電流が流れ込んでしまうこともない。
【００３８】
また、第１機器バッテリ２１の故障時の制御において、エンジン１６の停止時には、第２機器バッテリ２２から電源ラインＬＢを介して電気機器１１へ電力が供給され、これにより制御部１２を含む電気機器１１が動作して、車両１のシステムの動作が維持される。故障した第１機器バッテリ２１は、電源ラインＬＢから切り離されているので、放電することも電流が流れ込んでしまうこともない。
【００３９】
＜システム休止中＞
図７は、システム休止中の状態を示す構成図である。システム休止中、制御部１２は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の制御を行わない、あるいは、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２に制御用の通電がなされない。したがって、ノーマリオープンの第１スイッチＳＷ１は開状態にされ、ノーマリクローズの第２スイッチＳＷ２は閉状態にされる。
【００４０】
第１機器バッテリ２１及び第２機器バッテリ２２の両方が正常であれば、システム休止中、図７に示すように、出力電圧の高いほうから電気機器１１に電源電圧が出力される。すなわち、第２機器バッテリ２２からは、電源ラインＬＢを介して電気機器１１へ電源電圧が出力可能にされ、第１機器バッテリ２１からは、電流路ＬＣを介して電気機器１１へ電源電圧を出力可能にされる。そして、この電源電圧により、制御部１２が待機動作し、搭乗者が車両１のシステムを起動させる操作を行うと、制御部１２が動作して、車両１のシステムを起動することができる。
【００４１】
システム休止中、第１機器バッテリ２１が故障しており、第２機器バッテリ２２が正常である場合、故障している第１機器バッテリ２１は、出力電圧が低下するため、ダイオードＤ２が遮断作用し、電流路ＬＣに電流が流れることがない。また、システム休止中は、スタータ・ジェネレータ１３が動作することもない。したがって、故障した第１機器バッテリ２１は放電することもなく、第１機器バッテリ２１へ電流が流れ込んでしまうこともない。
【００４２】
一方、第１機器バッテリ２１が故障していても、第２機器バッテリ２２から電源ラインＬＢを介して電気機器１１に電源電圧が出力される。この電源電圧により、制御部１２が待機動作し、搭乗者が車両１のシステムを起動させる操作を行うと、制御部１２が動作して、車両１のシステムを起動することができる。
【００４３】
システム休止中、第１機器バッテリ２１が正常で、第２機器バッテリ２２が故障している場合、故障している第２機器バッテリ２２は、出力電圧が低下する。このため、システム休止中、ダイオードＤ１の遮断作用と、開状態の第１スイッチＳＷ１とにより、電源ラインＬＢの第１区間Ｓ１と第２区間Ｓ２との間、並びに、電源ラインＬＢの第３区間Ｓ３と第２区間Ｓ２との間に電流が流れることがない。したがって、故障した第２機器バッテリ２２は放電することもなく、電流が流れ込んでしまうこともない。
【００４４】
一方、第２機器バッテリ２２が故障していても、第１機器バッテリ２１から電流路ＬＣを介して電気機器１１に電源電圧が出力される。この電源電圧により、制御部１２が待機動作し、搭乗者が車両１のシステムを起動させる制御を行うと、制御部１２が動作して、車両１のシステムを起動することができる。
【００４５】
＜故障診断＞
本実施形態の車両用電源装置２を搭載した車両１においては、次のようにして、第１機器バッテリ２１と第２機器バッテリ２２の故障診断を行うことができる。
【００４６】
第２機器バッテリ２２の故障診断において、制御部１２は、第１スイッチＳＷ１を開状態に切り替えたときの、電源ラインＬＢの第１区間Ｓ１の電圧を計測する。そして、計測値が所定の閾値電圧以下であれば故障と判定する。また、制御部１２は、第２機器バッテリ２２の電流を計測し、その充電電流が異常な場合に、第２機器バッテリ２２が故障と判定するように構成されてもよい。電流計測に基づく故障診断は、第１スイッチＳＷ１が閉状態のまま、実行できるので、制御部１２は、高い頻度で故障診断を行うことができる。
【００４７】
第１機器バッテリ２１の故障診断において、制御部１２は、第２スイッチＳＷ２を開状態に切り替えたときの、第１機器バッテリ２１の出力電圧を計測し、所定の閾値電圧以下であれば故障と判定する。また、制御部１２は、第１機器バッテリ２１の電流を計測し、その充電電流が異常な場合に、第１機器バッテリ２１が故障と判定するように構成されてもよい。電流計測に基づく故障診断は、第２スイッチＳＷ２が閉状態のまま、実行できるので、制御部１２は、高い頻度で故障診断を行うことができる。
【００４８】
以上のように、本実施形態の車両用電源装置２によれば、電源ラインＬＢが、ダイオードＤ１と第１スイッチＳＷ１とにより、第１区間Ｓ１、第２区間Ｓ２及び第３区間Ｓ３に分けられている。さらに、第１機器バッテリ２１が第２スイッチＳＷ２を介して第３区間Ｓ３に接続され、第２機器バッテリ２２が第２区間Ｓ２に接続されている。さらに、電気機器１１が第１区間Ｓ１に接続されている。このような構成によれば、第１スイッチＳＷ１を開き、第２スイッチＳＷ２を閉じることで、第１機器バッテリ２１から第２機器バッテリ２２への電流の流れ込みと、第２機器バッテリ２２から第１機器バッテリ２１への電流の流れ込みを禁止しつつ、第１機器バッテリ２１又は第２機器バッテリ２２から電気機器１１へ電力を供給することが可能となる。したがって、車両１のシステム休止時に、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が上記のように切り替わることで、第１機器バッテリ２１及び第２機器バッテリ２２のいずれかが故障していても、故障した機器バッテリを切り離しつつ、正常な機器バッテリで車両１のシステムを起動することが可能となる。
【００４９】
さらに、本実施形態の車両用電源装置２によれば、スタータ・ジェネレータ１３が電源ラインＬＢの第３区間Ｓ３に接続されている。したがって、車両１のシステム動作時、スタータ・ジェネレータ１３が発電したときに、発電電力を、第１機器バッテリ２１、第２機器バッテリ２２及び電気機器１１に送って、これらの充電及び電気機器１１の動作に使用することができる。また、第１機器バッテリ２１又は第２機器バッテリ２２が故障したときは、第１スイッチＳＷ１又は第２スイッチＳＷ２の切替により、故障した機器バッテリのみを切り離して、発電電力を、正常な機器バッテリへの充電及び電気機器１１の動作に使用することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態の車両用電源装置２によれば、第１スイッチＳＷ１はノーマリオープンのスイッチであり、第２スイッチＳＷ２はノーマリクローズのスイッチである。したがって、車両１のシステム休止時、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の制御が自動的に切れることで、第１スイッチＳＷ１を開き、第２スイッチＳＷ２を閉じることができる。これにより、車両１がシステム休止状態に移行することで、自動的に、第１機器バッテリ２１及び第２機器バッテリ２２のいずれかの故障に対応可能なシステムの休止状態へ移行することができる。
【００５１】
さらに、本実施形態の車両用電源装置２によれば、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を制御する制御部１２が、電源ラインＬＢの第１区間Ｓ１に伝送された電力で動作するように構成されている。このような構成によれば、制御部１２についても、他のＥＣＵと同様の経路で供給された電力を使用することができ、特別な電力供給経路を設ける必要がない。そして、このような構成では、車両１のシステム休止中に、電源ラインＬＢの電源電圧が絶たれてしまうと、車両１の起動が不能となってしまう。しかし、上記構成により、第１機器バッテリ２１及び第２機器バッテリ２２のいずれか一方から電力供給がなされるので、一方の機器バッテリが正常であれば、車両１が起動不可の状態に陥ってしまうことを抑制できる。
【００５２】
さらに、本実施形態の車両用電源装置２によれば、制御部１２は、車両１のシステム動作中、第２機器バッテリ２２の故障と判別した場合、第１スイッチＳＷ１を開き、第２スイッチＳＷ２を閉じる（図５を参照）。これにより、故障した第２機器バッテリ２２をシステムから切り離し、正常な第１機器バッテリ２１から電気機器１１へ電力を供給することができる。
【００５３】
さらに、本実施形態の車両用電源装置２によれば、電源ラインＬＢの第３区間Ｓ３にスタータとして機能するスタータ・ジェネレータ１３が接続され、制御部１２は、エンジン１６の始動時に、第１スイッチＳＷ１を開く。このような制御により、エンジン１６の始動時に、スタータ・ジェネレータ１３の大きな消費電力により、電源ラインＬＢの第３区間Ｓ３の電圧が大きく降下しても、この電圧降下が電気機器１１にも波及してしまうことを抑制できる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、車両１がエンジン自動車である場合について説明した。しかし、車両１は、ＥＶ（Electric Vehicle）又はＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）等であってもよい。ＥＶ又はＨＥＶ等の場合、電源ラインＬＢに電力を供給する電力供給機器は、発電機のほか、走行用の電力を蓄積する高電圧の主バッテリから降圧した電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータが適用されてもよい。また、上記実施形態では、本発明に係る第１ダイオードとして、整流専用の素子であるダイオードＤ１を示したが、第１ダイオードとしては、例えば、ノーマリオープンの半導体スイッチに含まれる寄生ダイオードが適用されてもよい。この構成によれば、電源ライン（ＬＢ）の第２区間（Ｓ２）から第１区間（Ｓ１）に電流が流れることが既知の期間に、半導体スイッチがオンに制御されることで、第１ダイオードで生じる電力損失が低減し、車両の燃費向上を図ることができる。同様に、上記実施形態では、本発明に係る第２ダイオードとして、整流専用の素子であるダイオードＤ２を示したが、第２ダイオードとしては、例えば、ノーマリオープンの半導体スイッチに含まれる寄生ダイオードが適用されてもよい。この構成によれば、電流路ＬＣを介して電源ライン（ＬＢ）の第３区間（Ｓ３）から第１区間（Ｓ１）へ電流が流れることが既知の期間に、半導体スイッチがオンに制御されることで、第２ダイオードで生じる電力損失が低減し、車両の燃費向上を図ることができる。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  車両
２  車両用電源装置
１１  電気機器
１２  制御部
１３  スタータ・ジェネレータ（電力供給機器、スタータ）
１６  エンジン
１７  クラッチ
１８  駆動輪
２１  第１機器バッテリ
２２  第２機器バッテリ
ＬＢ  電源ライン
ＬＣ  電流路
Ｓ１  第１区間
Ｓ２  第２区間
Ｓ３  第３区間
Ｄ１  ダイオード（第１ダイオード）
Ｄ２  ダイオード（第２ダイオード）
ＳＷ１  第１スイッチ
ＳＷ２  第２スイッチ
【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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【図７】
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