(57)【要約】【課題】第１電源及び第２電源から第１電気負荷及び第２電気負荷へスイッチを介して電力を供給する電源システムのスイッチを制御するスイッチ制御装置において、スイッチの状態変更に伴って生じうる不都合を抑制する。【解決手段】制御部３０は、スイッチ２１，２４をオン状態、スイッチ２２，２３をオフ状態とする第１状態から、スイッチ２２，２３をオン状態、スイッチ２１，２４をオフ状態とする第２状態へ切り替える際、第１状態から、スイッチ２１〜２４を全てオン状態とする第３状態へ切り替えた後、第２状態へと切り替える制御を実施し、回転電機１７の消費電流量は、電気負荷１５の消費電流量より大きく、スイッチ２２は、スイッチ２３及びスイッチ２４に比べて、許容電流量が大きいものであり、第１状態から第３状態へ切り替える際、スイッチ２２，２３を同時にオン状態とするか、又は、スイッチ２３より先にスイッチ２２をオン状態にする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電源（１１）と第２電源（１２）とを備え、第１電気負荷（１７）と第２電気負荷（１５）とに対して前記第１電源及び前記第２電源の少なくとも一方から電力を供給し、
前記第１電源から前記第１電気負荷に電力供給する第１経路（Ｌ１）に設けられた第１スイッチ（２１）と、前記第２電源から前記第１電気負荷に電力供給する第２経路（Ｌ２）に設けられた第２スイッチ（２２）と、前記第１電源から前記第２電気負荷に電力供給する第３経路（Ｌ３）に設けられた第３スイッチ（２３）と、前記第２電源から前記第２電気負荷に電力供給する第４経路（Ｌ４）に設けられた第４スイッチ（２４）と、を備え、前記第１〜前記第４スイッチにより前記第１〜前記第４経路をそれぞれ独立して開閉可能である電源システムに含まれ、前記第１〜前記第４スイッチの開閉制御を実施するスイッチ制御装置（３０）であって、
前記第１スイッチ及び前記第４スイッチをオン状態、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをオフ状態とする第１状態から、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをオン状態、前記第１スイッチ及び前記第４スイッチをオフ状態とする第２状態へ切り替える際、前記第１状態から、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、及び前記第４スイッチを全てオン状態とする第３状態へ切り替えた後、前記第２状態へと切り替える制御を実施し、
前記第１電気負荷の消費電流量は、前記第２電気負荷の消費電流量より大きく、
前記第２スイッチは、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチに比べて、許容電流量が大きいものであり、
前記第１状態から前記第３状態へ切り替える際、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを同時にオン状態とするか、又は、前記第３スイッチより先に前記第２スイッチをオン状態にするスイッチ制御装置。
【請求項２】
前記第１スイッチは、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチに比べて、許容電流量が大きいものであり、
前記第３状態から前記第２状態へ切り替える際、前記第１スイッチ及び前記第４スイッチを同時にオフ状態とするか、又は、前記第１スイッチより先に前記第４スイッチをオフ状態にする請求項１に記載のスイッチ制御装置。
【請求項３】
第１電源（１１）と第２電源（１２）とを備え、第１電気負荷（１７）と第２電気負荷（１５）とに対して前記第１電源及び前記第２電源の少なくとも一方から電力を供給し、
前記第１電源から前記第１電気負荷に電力供給する第１経路（Ｌ１）に設けられた第１スイッチ（２１）と、前記第２電源から前記第１電気負荷に電力供給する第２経路（Ｌ２）に設けられた第２スイッチ（２２）と、前記第１電源から前記第２電気負荷に電力供給する第３経路（Ｌ３）に設けられた第３スイッチ（２３）と、前記第２電源から前記第２電気負荷に電力供給する第４経路（Ｌ４）に設けられた第４スイッチ（２４）と、を備え、前記第１〜前記第４スイッチにより前記第１〜前記第４経路をそれぞれ独立して開閉可能である電源システムに含まれ、前記第１〜前記第４スイッチの開閉制御を実施するスイッチ制御装置（３０）であって、
前記第１スイッチ及び前記第４スイッチをオン状態、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをオフ状態とする第１状態から、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをオン状態、前記第１スイッチ及び前記第４スイッチをオフ状態とする第２状態へ切り替える際、前記第１状態から、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、及び前記第４スイッチを全てオン状態とする第３状態へ切り替えた後、前記第２状態へと切り替える制御を実施し、
前記第１電気負荷の消費電流量は、前記第２電気負荷の消費電流量より大きく、
前記第１スイッチは、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチに比べて、許容電流量が大きいものであり、
前記第３状態から前記第２状態へ切り替える際、前記第１スイッチ及び前記第４スイッチを同時にオフ状態とするか、又は、前記第１スイッチより先に前記第４スイッチをオフ状態にするスイッチ制御装置。
【請求項４】
前記第１電源及び前記第２電源はともに蓄電池であって、
前記第２電源の内部抵抗は、前記第１電源の内部抵抗に比べて小さいものであって、
前記第２経路の抵抗は、前記第１経路の抵抗に比べて小さい請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスイッチ制御装置。
【請求項５】
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、それぞれ複数の半導体スイッチング素子が並列接続されて構成されており、
前記第２スイッチを構成する並列接続された前記半導体スイッチング素子の数が、前記第１スイッチを構成する並列接続された前記半導体スイッチング素子の数より多いことで、前記第２経路の抵抗は、前記第１経路の抵抗に比べて小さい請求項４に記載のスイッチ制御装置。
【請求項６】
前記第１電源は鉛蓄電池であり、前記第２電源はリチウムイオン蓄電池である請求項４又は５に記載のスイッチ制御装置。
【請求項７】
前記第２電源の出力容量が所定値未満である場合に、前記第１状態から前記第２状態への切り替えを禁止する請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスイッチ制御装置。
【請求項８】
前記第１電気負荷は、電動機としての機能を有する回転電機である請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスイッチ制御装置。
【請求項９】
前記回転電機の駆動の開始時に前記第１〜前記第４スイッチの状態を前記第１状態とし、その後、前記回転電機の駆動の継続中に前記第１スイッチ〜前記第４スイッチの状態を前記第２状態へと切り替えるものである請求項８に記載のスイッチ制御装置。
【請求項１０】
前記電源システムは、車両に搭載されるとともに、前記スイッチ制御装置以外の制御装置（４０）を有し、
前記スイッチ制御装置は、前記スイッチ制御装置以外の制御装置の指令に応じて、前記第１状態から前記第２状態への切り替えを実施する請求項８又は９に記載のスイッチ制御装置。
【請求項１１】
前記車両は、エンジン（１８）を有し、
前記スイッチ制御装置以外の制御装置は、
前記エンジン及び前記回転電機のうち前記エンジン及び前記回転電機に駆動力を分担させる第１走行状態と、前記エンジン及び前記回転電機のうち前記回転電機のみに駆動力を負担させる第２走行状態とを、前記車両の走行状態に基づいて切り替える走行用制御装置（４０）であって、
前記第１走行状態から前記第２走行状態への切り替えを実施する場合に、前記制御装置に対し、前記第１状態から前記第２状態への切り替えを指令する請求項１０に記載のスイッチ制御装置。
【請求項１２】
前記第１電源に接続されるとともに、前記第２電源を内部に備え、前記第１電気負荷と前記第２電気負荷とに対して前記第１電源及び前記第２電源の少なくとも一方から電力を供給し、
前記第１〜前記第４経路と、前記第１〜前記第４スイッチと、を内部に備え、前記第１〜前記第４スイッチにより前記第１〜前記第４経路をそれぞれ独立して開閉可能である電源ユニット（Ｕ）であって、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の前記スイッチ制御装置を内部に備える電源ユニット。
【請求項１３】
前記第１電源と前記第２電源とを備え、前記第１電気負荷と前記第２電気負荷とに対して前記第１電源及び前記第２電源の少なくとも一方から電力を供給し、
前記第１〜前記第４経路と、前記第１〜前記第４スイッチと、を備え、前記第１〜前記第４スイッチにより前記第１〜前記第４経路をそれぞれ独立して開閉可能である電源システムであって、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の前記スイッチ制御装置を備える電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムのスイッチを制御するスイッチ制御装置、並びに、当該スイッチ制御装置を備える電池ユニット、及び電源システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両に搭載される車載電源システムとして、複数の蓄電池（例えば鉛蓄電池、リチウムイオン蓄電池）を用い、これら複数の蓄電池を使い分けながら車載の各種負荷に対して電力を供給する構成が知られている。例えば特許文献１に記載の技術では、発電機と各蓄電池とを接続する複数の給電経路それぞれにスイッチが設けられている。そして、複数の蓄電池それぞれの充電率に基づいて複数のスイッチのいずれかをオンにすることで、発電機からいずれかの蓄電池に対して充電を行うようにしている。
【０００３】
また、各蓄電池に対して並列に第１負荷及び第２負荷を接続し、各蓄電池から第１電気負荷及び第２電気負荷に対して給電を可能としている。この場合、第１蓄電池及び第２蓄電池から第２電気負荷に対してはそれぞれスイッチを介して電力を供給する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−９３５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１に記載のモータジェネレータは、電気負荷としても動作するものである。以下、特許文献１に記載のモータジェネレータを「第１電気負荷」とし、他の電気負荷を「第２電気負荷」とする。また、第１蓄電池（第１電源）から第１電気負荷に対して電力を供給する経路に設けられている第１メインリレーを「第１スイッチ」とし、第２蓄電池（第２電源）から第１電気負荷に対して電力を供給する経路に設けられている第１電池切替スイッチを「第２スイッチ」とし、第１蓄電池から第２電気負荷に対して電力を供給する経路に設けられている第２メインリレーを「第３スイッチ」とし、第２蓄電池から第２電気負荷に対して電力を供給する経路に設けられている第２電池切替スイッチを「第４スイッチ」とする。
【０００６】
第１スイッチと第４スイッチとをオン状態とし、第２スイッチと第３スイッチとをオフ状態とすることで、第１蓄電池から第１電気負荷に電力を供給し、第２蓄電池から第２電気負荷に電力を供給する状態とすることができる。当該状態を第１状態とする。また、第２スイッチと第３スイッチとをオン状態とし、第１スイッチと第４スイッチとをオフ状態とすることで、第１蓄電池から第２電気負荷に電力を供給し、第２蓄電池から第１電気負荷に電力を供給する状態とすることができる。当該状態を第２状態とする。
【０００７】
ここで、第１状態から第２状態への切り替え時において、第１電気負荷又は第２電気負荷と蓄電池との接続が瞬断されて、第１電気負荷又は第２電気負荷に電源失陥が生じることが懸念される。即ち、第２スイッチのオフ状態からオン状態への切り替えが、第１スイッチのオン状態からオフ状態への切り替えに遅れると、第１スイッチ及び第２スイッチがともにオフ状態とされる状態が生じる。これにより、第１電気負荷と第１蓄電池及び第２蓄電池の両方との接続が瞬断され、第１電気負荷において電源失陥が生じることになる。また、第３スイッチのオフ状態からオン状態への切り替えが、第４スイッチのオン状態からオフ状態への切り替えに遅れると、第３スイッチ及び第４スイッチがともにオフ状態とされる状態が生じる。これにより、第２電気負荷と第１蓄電池及び第２蓄電池の両方との接続が瞬断され、第２電気負荷において電源失陥が生じることになる。
【０００８】
そこで、第２スイッチのオン状態への切り替えが第１スイッチのオフ状態への切り替えに遅れることを抑制する制御を実施し、また、第３スイッチのオン状態への切り替えが第４スイッチのオフ状態への切り替えに遅れることを抑制する制御を実施する構成が考えられる。つまり、第２スイッチのオン状態への切り替えを、第１スイッチのオフ状態への切り替えと同時、又は、第１スイッチのオフ状態への切り替えより早く実施し、第３スイッチのオン状態への切り替えを、第４スイッチのオフ状態への切り替えと同時、又は、第４スイッチのオフ状態への切り替えより早く実施する。当該制御により、第１状態から第２状態への切り替え時において、第１スイッチ及び第２スイッチの少なくとも一方がオン状態とされるため、第１蓄電池及び第２蓄電池の少なくとも一方から第１電気負荷への電力供給が継続される。同様に、第１状態から第２状態への切り替え時において、第３スイッチ及び第４スイッチの少なくとも一方がオン状態とされるため、第１蓄電池及び第２蓄電池の少なくとも一方から第２電気負荷への電力供給が継続される。これにより、第１電気負荷及び第２電気負荷のそれぞれにおける電源失陥という不都合を抑制することが可能になる。
【０００９】
上記制御を実施する場合、４つのスイッチうち、１つのスイッチのみがオフ状態とされ、他の３つのスイッチがオン状態とされている状態が想定される。例えば、第２スイッチがオフ状態とされ、他のスイッチがオン状態とされていると、第２スイッチを迂回して、第２蓄電池→第４スイッチ→第３スイッチ→第１スイッチ→第１電気負荷の順に電流が流れることになる。ここで、上述した通り、第３，４スイッチは第１蓄電池及び第２蓄電池のそれぞれから第２電気負荷に対して電流が流れる経路上に設けられたスイッチである。例えば、第１電気負荷の消費電流が第２電気負荷の消費電流より大きいような場合に、第３スイッチ及び第４スイッチに本来流れると想定される電流より大きな電流が流れるという不都合が懸念される。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、第１電源及び第２電源から第１電気負荷及び第２電気負荷へスイッチを介して電力を供給する電源システムのスイッチを制御するスイッチ制御装置において、スイッチの状態変更に伴って生じうる不都合を抑制することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の構成は、第１電源（１１）と第２電源（１２）とを備え、第１電気負荷（１７）と第２電気負荷（１５）とに対して前記第１電源及び前記第２電源の少なくとも一方から電力を供給し、前記第１電源から前記第１電気負荷に電力供給する第１経路（Ｌ１）に設けられた第１スイッチ（２１）と、前記第２電源から前記第１電気負荷に電力供給する第２経路（Ｌ２）に設けられた第２スイッチ（２２）と、前記第１電源から前記第２電気負荷に電力供給する第３経路（Ｌ３）に設けられた第３スイッチ（２３）と、前記第２電源から前記第２電気負荷に電力供給する第４経路（Ｌ４）に設けられた第４スイッチ（２４）と、を備え、前記第１〜前記第４スイッチにより前記第１〜前記第４経路をそれぞれ独立して開閉可能である電源システムに含まれ、前記第１〜前記第４スイッチの開閉制御を実施するスイッチ制御装置（３０）であって、前記第１スイッチ及び前記第４スイッチをオン状態、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをオフ状態とする第１状態から、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをオン状態、前記第１スイッチ及び前記第４スイッチをオフ状態とする第２状態へ切り替える際、前記第１状態から、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、及び前記第４スイッチを全てオン状態とする第３状態へ切り替えた後、前記第２状態へと切り替える制御を実施し、前記第１電気負荷の消費電流量は、前記第２電気負荷の消費電流量より大きく、前記第２スイッチは、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチに比べて、許容電流量が大きいものであり、前記第１状態から前記第３状態へ切り替える際、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチを同時にオン状態とするか、又は、前記第３スイッチより先に前記第２スイッチをオン状態にする。
【００１２】
上記構成によれば、スイッチの状態を第１状態から第２状態へ切り替えることで、第１電気負荷への電力供給源を第１電源から第２電源に切り替え、第２電気負荷への電力供給源を第２電源から第１電源に切り替える。ここで、第１状態から第２状態への切り替えの際に、いったん第１状態から第３状態へと切り替えた後に、第２状態へと切り替える構成とした。
【００１３】
第１状態では、第１電源から第１電気負荷に対する電力供給が行われ、第２電源から第２電気負荷に対する電力供給が行われる。続いて、第３状態では、第１電源及び第２電源から第１電気負荷及び第２電気負荷のそれぞれに対する電力供給が行われる。そして、第２状態では、第２電源から第１電気負荷に対する電力供給が行われ、第１電源から第２電気負荷に対する電力供給が行われる。即ち、第３状態を介して第１状態から第２状態への切り替えを実施することで、第１電源及び第２電源の少なくとも一方から、第１電気負荷及び第２電気負荷のそれぞれへの電力供給を継続できる。これにより、第１電気負荷及び第２電気負荷のそれぞれにおける電源失陥という不都合を抑制することが可能になる。
【００１４】
さらに、本構成では、第１電気負荷の消費電流量が第２電気負荷の消費電流量より大きい。そこで、第１電気負荷に対して電流が流れる第２経路に設けられている第２スイッチの許容電流量を、第２電気負荷に対して電流が流れる第３，４経路に設けられている第３，４スイッチの許容電流量に比べて大きくしている。ここで、第１状態から第３状態への切り替え時において、第２スイッチより第３スイッチが先にオン状態とされると、第２電源から第１電気負荷に対して、第４経路、第３経路、及び第１経路を介して電流が流れることが懸念される。
【００１５】
そこで、第２スイッチより第３スイッチが先にオン状態とされることを抑制し、第２スイッチに比べて許容電流量の小さな第３スイッチ及び第４スイッチを介して、第２電源から第１電気負荷に電流が流れることを抑制する。これにより、第３スイッチ及び第４スイッチを介して大電流が流れ、第３経路及び第４経路に損傷などが生じることを抑制できる。つまり、本構成によれば、スイッチの状態変更に伴って生じうる不都合を抑制することが可能となる。
【００１６】
第２の構成は、前記第１スイッチは、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチに比べて、許容電流量が大きいものであり、前記第３状態から前記第２状態へ切り替える際、前記第１スイッチ及び前記第４スイッチを同時にオフ状態とするか、又は、前記第１スイッチより先に前記第４スイッチをオフ状態にする。
【００１７】
上記構成とすることで、第１電源から第１電気負荷に対して、第４経路、第３経路、及び第２経路を介して電流が流れることを抑制する。即ち、第１スイッチに比べて許容電流量の小さな第３スイッチ及び第４スイッチを介して、第１電源から第１電気負荷に電流が流れることを抑制する。これにより、第３スイッチ及び第４スイッチに大電流が流れ、第３経路及び第４経路に損傷などが生じることを抑制できる。
【００１８】
第３の構成は、第１電源（１１）と第２電源（１２）とを備え、第１電気負荷（１７）と第２電気負荷（１５）とに対して前記第１電源及び前記第２電源の少なくとも一方から電力を供給し、前記第１電源から前記第１電気負荷に電力供給する第１経路（Ｌ１）に設けられた第１スイッチ（２１）と、前記第２電源から前記第１電気負荷に電力供給する第２経路（Ｌ２）に設けられた第２スイッチ（２２）と、前記第１電源から前記第２電気負荷に電力供給する第３経路（Ｌ３）に設けられた第３スイッチ（２３）と、前記第２電源から前記第２電気負荷に電力供給する第４経路（Ｌ４）に設けられた第４スイッチ（２４）と、を備え、前記第１〜前記第４スイッチにより前記第１〜前記第４経路をそれぞれ独立して開閉可能である電源システムに含まれ、前記第１〜前記第４スイッチの開閉制御を実施するスイッチ制御装置（３０）であって、前記第１スイッチ及び前記第４スイッチをオン状態、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをオフ状態とする第１状態から、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをオン状態、前記第１スイッチ及び前記第４スイッチをオフ状態とする第２状態へ切り替える際、前記第１状態から、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、及び前記第４スイッチを全てオン状態とする第３状態へ切り替えた後、前記第２状態へと切り替える制御を実施し、前記第１電気負荷の消費電流量は、前記第２電気負荷の消費電流量より大きく、前記第１スイッチは、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチに比べて、許容電流量が大きいものであり、前記第３状態から前記第２状態へ切り替える際、前記第１スイッチ及び前記第４スイッチを同時にオフ状態とするか、又は、前記第１スイッチより先に前記第４スイッチをオフ状態にする。
【００１９】
第３の構成は、第１の構成と同様に、スイッチの状態を第１状態から第２状態へ切り替えることで、第１電気負荷への電力供給源を第１電源から第２電源に切り替え、第２電気負荷への電力供給源を第２電源から第１電源に切り替える。ここで、第１状態から第２状態への切り替えの際に、いったん第１状態から第３状態へと切り替えた後に、第２状態へと切り替える構成とした。
【００２０】
第１状態では、第１電源から第１電気負荷に対する電力供給が行われ、第２電源から第２電気負荷に対する電力供給が行われる。続いて、第３状態では、第１電源及び第２電源から第１電気負荷及び第２電気負荷のそれぞれに対する電力供給が行われる。そして、第２状態では、第２電源から第１電気負荷に対する電力供給が行われ、第１電源から第２電気負荷に対する電力供給が行われる。即ち、第３状態を介して第１状態から第２状態への切り替えを実施することで、第１電源及び第２電源の少なくとも一方から、第１電気負荷及び第２電気負荷のそれぞれへの電力供給を継続できる。これにより、第１電気負荷及び第２電気負荷のそれぞれにおける電源失陥という不都合を抑制することが可能になる。
【００２１】
そして、第２の構成と同様に、第１電源から第１電気負荷に対して、第４経路、第３経路、及び第２経路を介して電流が流れることを抑制する。即ち、第１スイッチに比べて許容電流量の小さな第３スイッチ及び第４スイッチを介して、第１電源から第１電気負荷に電流が流れることを抑制する。これにより、第３スイッチ及び第４スイッチに大電流が流れ、第３経路及び第４経路に損傷などが生じることを抑制できる。
【００２２】
第４の構成は、第１乃至第３のいずれかの構成において、前記第１電源及び前記第２電源はともに蓄電池であって、前記第２電源の内部抵抗は、前記第１電源の内部抵抗に比べて小さいものであって、前記第２経路の抵抗は、前記第１経路の抵抗に比べて小さい。
【００２３】
上記構成によれば、第３状態において、第１電源から第１電気負荷に対して流れる電流量と、第２電源から第１電気負荷に対して流れる電流量とを比較した場合に、第２電源から第１電気負荷に対して流れる電流量が大きくなる。その結果、第１電源及び第２電源の内部抵抗に起因する電圧降下が小さくなる。これにより、第２電気負荷の入力電圧の低下を抑制し、第２電気負荷における電源失陥を抑制できる。
【００２４】
第５の構成は、第４の構成において、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、それぞれ複数の半導体スイッチング素子が並列接続されて構成されており、前記第２スイッチを構成する並列接続された前記半導体スイッチング素子の数が、前記第１スイッチを構成する並列接続された前記半導体スイッチング素子の数より多いことで、前記第２経路の抵抗は、前記第１経路の抵抗に比べて小さい。
【００２５】
第２スイッチを構成する並列接続された半導体スイッチング素子の数を、第１スイッチを構成する並列接続された前記半導体スイッチング素子の数より多くすることで、第２経路の抵抗を、第１経路の抵抗に比べて小さくする。これにより、第３状態における第２電気負荷への出力電圧の低下を抑制できる。加えて、第２電源から第１電気負荷への電力供給時における電力損失を低減できる。
【００２６】
第６の構成は、第４又は第５の構成において、前記第１電源は鉛蓄電池であり、前記第２電源はリチウムイオン蓄電池である。
【００２７】
第１電源として鉛蓄電池を用い、第２電源としてリチウムイオン蓄電池を用いることで、第２電源の内部抵抗を第１電源の内部抵抗より小さくする。
【００２８】
第７の構成は、第１乃至第６のいずれかの構成において、前記第２電源の出力容量が所定値未満である場合に、前記第１状態から前記第２状態への切り替えを禁止する。
【００２９】
第１電気負荷は、第２電気負荷より消費電力量が大きい。そこで、第２電源の出力容量が所定値未満である場合に、第２電気負荷から第２電気負荷に電力を供給する第１状態から、第２電気負荷から第１電気負荷に電力を供給する第２状態への切り替えを禁止する。当該構成によれば、第１電気負荷における電源失陥を抑制できる。
【００３０】
第８の構成は、第１乃至第７のいずれかの構成において、前記第１電気負荷は、電動機としての機能を有する回転電機である。
【００３１】
第１電気負荷は、具体的には、電動機としての機能を有する回転電機である。なお、回転電機は、発電機としての機能を有するものであってもよい。
【００３２】
第９の構成は、第８の構成において、前記回転電機の駆動の開始時に前記第１〜前記第４スイッチの状態を前記第１状態とし、その後、前記回転電機の駆動の継続中に前記第１スイッチ〜前記第４スイッチの状態を前記第２状態へと切り替えるものである。
【００３３】
回転電機の駆動を継続する場合に、第１電気負荷に対する電力供給源を第１電源から第２電源へ切り替える制御を実施する。この際、スイッチの状態を第１状態から第２状態へ切り替える際に、第３状態を経由することで電源失陥を抑制することができる。さらに、第３スイッチ及び第４スイッチに大電流が流れ、第３スイッチ及び第４スイッチに損傷などが生じることを抑制できる。
【００３４】
また、第１電源と第２電源がともに蓄電池であって、第１電源に比べて第２電源の内部抵抗が小さい第４の構成の電源システムに対して、本構成を適用することで電源システムとしての電力効率を向上させることができる。
【００３５】
また、回転電機の駆動の開始時とは、例えば、エンジンを有する車両におけるアイドリングストップ再始動時のことである。また、回転電機の駆動の継続とは、例えば、エンジン出力軸に対するトルクアシストの実施、又は、エンジンを停止し、かつ、回転電機を駆動しての車両の走行のことである。
【００３６】
第１０の構成は、第８又は第９の構成において、前記電源システムは、車両に搭載されるとともに、前記スイッチ制御装置以外の制御装置（４０）を有し、前記スイッチ制御装置は、前記スイッチ制御装置以外の制御装置の指令に応じて、前記第１状態から前記第２状態への切り替えを実施する。
【００３７】
スイッチ制御装置が、スイッチ制御装置以外の制御装置の指令に応じて、第１状態から第２状態への切り替えを実施する場合に、第３状態を介して切り替えを実施することで、第１電気負荷及び第２電気負荷のそれぞれにおける電源失陥という不都合を抑制することが可能になる。また、第１の構成や第３の構成に本構成を適用した場合、第３スイッチ及び第４スイッチを介して大電流が流れ、第３経路及び第４経路に損傷などが生じることを抑制できる。
【００３８】
第１１の構成は、第１０の構成において、前記車両は、エンジン（１８）を有し、前記スイッチ制御装置以外の制御装置は、前記エンジン及び前記回転電機のうち前記エンジン及び前記回転電機に駆動力を分担させる第１走行状態と、前記エンジン及び前記回転電機のうち前記回転電機のみに駆動力を負担させる第２走行状態とを、前記車両の走行状態に基づいて切り替える走行用制御装置（４０）であって、前記第１走行状態から前記第２走行状態への切り替えを実施する場合に、前記制御装置に対し、前記第１状態から前記第２状態への切り替えを指令する。
【００３９】
第１走行状態（ＨＶ走行状態）から第２走行状態（ＥＶ走行状態）へ切り替える場合に、第１電気負荷に対する電力供給源を第１電源から第２電源へ切り替える制御を実施する。また、第１電源に比べて第２電源の内部抵抗が小さい第３の構成の電源システムに対して、本構成を適用することで、電源システムとしての電力効率を向上させることができる。
【００４０】
第１２の構成は、前記第１電源に接続されるとともに、前記第２電源を内部に備え、前記第１電気負荷と前記第２電気負荷とに対して前記第１電源及び前記第２電源の少なくとも一方から電力を供給し、前記第１〜前記第４経路と、前記第１〜前記第４スイッチと、を内部に備え、前記第１〜前記第４スイッチにより前記第１〜前記第４経路をそれぞれ独立して開閉可能である電源ユニット（Ｕ）であって、第１乃至第１１の構成のいずれかに記載の前記スイッチ制御装置を内部に備える。
【００４１】
電源ユニットに対して、第１乃至第１１の構成のいずれかに記載のスイッチ制御装置を適用することで、第１乃至第１１の構成のいずれかにおける効果を得ることができる。さらに、電源ユニットは、第２電源と、第１〜第４経路と、第１〜第４スイッチと、制御装置とを内部に備える。言い換えると、第２電源と、第１〜第４経路と、第１〜第４スイッチと、制御装置とを電源ユニットとして一体化する。当該構成によって、例えば、車両などへの電源システムの取り付けを簡略化することができる。また、例えば、第１電源を電源ユニットの外部に設ける構成とすれば、第１電源に異常や劣化などが生じた場合に、電源ユニットについて分解する必要がなく、第１電源を取り替える工程を簡略化することができる。
【００４２】
第１３の構成は、前記第１電源と前記第２電源とを備え、前記第１電気負荷と前記第２電気負荷とに対して前記第１電源及び前記第２電源の少なくとも一方から電力を供給し、前記第１〜前記第４経路と、前記第１〜前記第４スイッチと、を備え、前記第１〜前記第４スイッチにより前記第１〜前記第４経路をそれぞれ独立して開閉可能である電源システムであって、第１乃至第１１の構成のいずれかに記載の前記スイッチ制御装置を備える。
【００４３】
電源システムに対して、第１乃至第１１の構成のいずれかに記載のスイッチ制御装置を適用することで、第１乃至第１１の構成のいずれかにおける効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態の電源システムを表す電気的構成図。
【図２】回転電機における回生発電を実施している場合のスイッチ状態を表す図。
【図３】エンジン走行やアシスト走行やアイドリングストップ制御を実施している場合のスイッチ状態（第１状態）を表す図。
【図４】ＥＶ走行を実施している場合のスイッチ状態（第２状態）を表す図。
【図５】リチウムイオン蓄電池における充放電を停止している場合のスイッチ状態を表す図。
【図６】停車状態のスイッチ状態を表す図。
【図７】スイッチ全オン状態（第３状態）におけるスイッチ状態を表す図。
【図８】第１状態における電気負荷及び回転電機への供給電圧を表す図。
【図９】第３状態における電気負荷及び回転電機への供給電圧を表す図。
【図１０】本実施形態のスイッチの切り替え処理を表すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の車載電源装置が搭載される車両は、エンジン（内燃機関）を駆動源として走行するものであり、いわゆるアイドリングストップ機能を有している。
【００４６】
図１に示すように、本電源システムは、「第１電源」としての鉛蓄電池１１と「第２電源」としてのリチウムイオン蓄電池１２とを有する２電源システムであり、各蓄電池１１，１２からはスタータモータ１３や、電気負荷１５や回転電機１７への給電が可能となっている。また、各蓄電池１１，１２に対しては回生発電を行う回転電機１７による充電が可能となっている。両蓄電池１１，１２のうちリチウムイオン蓄電池１２は、図示しない筐体（収容ケース）に収容されることで電池ユニットＵ（電源ユニット）として構成されている。電池ユニットＵの詳細な構成については後述する。
【００４７】
鉛蓄電池１１は周知の汎用蓄電池である。これに対し、リチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池１１に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池１１に比べて充放電時のエネルギ効率が高い蓄電池であるとよい。
【００４８】
電池ユニットＵには外部端子として第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２、第３端子Ｔ３が設けられており、第１端子Ｔ１には鉛蓄電池１１とスタータモータ１３とが接続され、第２端子Ｔ２には回転電機１７が接続され、第３端子Ｔ３には電気負荷１５が接続されている。スタータモータ１３は、後述するアイドリングストップ再始動時以外の通常のエンジン１８の始動時において、エンジン１８の出力軸に回転力を付与することでエンジン１８を始動する。
【００４９】
第３端子Ｔ３に接続される電気負荷１５には、供給電力の電圧が一定又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求負荷が含まれる。電気負荷１５は被保護負荷とも言え、言い換えると、電気負荷１５は電源失陥が許容されない負荷である。定電圧要求負荷である電気負荷１５の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、メータ装置、エンジンＥＣＵ等の各種ＥＣＵが挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。
【００５０】
なお、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２に対し、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷を接続させる構成としてもよい。当該一般的な電気負荷の具体例としては、ヘッドライト、フロントウインドシールド等のワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。
【００５１】
回転電機１７は、エンジン１８の出力軸に駆動連結されている。回転電機１７は、モータ（電動機）として、エンジン１８の出力軸に回転力を付与する力行動作を実施する。具体的には、回転電機１７は、モータとして、アイドリングストップ再始動時において、エンジン１８の出力軸に回転力を付与することでエンジン１８を再始動する。また、回転電機１７は、モータとして、車両の走行中において、エンジン１８の出力軸に回転力を付与することでアシスト走行やいわゆるＥＶ（Electric Vehicle）走行を実施する。アシスト走行とは、エンジン１８を燃焼状態とした上で回転電機１７がエンジン１８の出力軸に回転力を付与することであり、ＥＶ走行とは、エンジン１８を非燃焼状態とした上で回転電機１７がエンジン１８の出力軸に回転力を付与することである。モータとしての回転電機１７が「第１電気負荷」に相当し、定電圧要求負荷である電気負荷１５が「第２電気負荷」に相当する。回転電機１７は、いわゆるＩＳＧ（Integrated Starter Generator）である。
【００５２】
また、回転電機１７は、オルタネータ（交流発電機）として、エンジン１８の出力軸の回転を動力として発電する。回転電機１７の発電電力により各蓄電池１１，１２が充電される。
【００５３】
次に、電池ユニットＵ内の回路構成を説明する。電池ユニットＵの内部には、電気経路として、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２とを相互に接続する第１経路Ｌ１が設けられている。この第１経路Ｌ１を介して、鉛蓄電池１１から回転電機１７への電力供給、及び、回転電機１７から鉛蓄電池１１への電力供給が実施される。また、電池ユニットＵの内部には、電気経路として、リチウムイオン蓄電池１２と第２端子Ｔ２とを相互に接続する第２経路Ｌ２が設けられている。この第２経路Ｌ２を介して、リチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７への電力供給、及び、回転電機１７からリチウムイオン蓄電池１２への電力供給が実施される。
【００５４】
第１経路Ｌ１と第２経路Ｌ２とは、第１接続点Ｎ１で接続しており、第１接続点Ｎ１と第２端子Ｔ２とを接続する経路は、第１経路Ｌ１であり、かつ、第２経路Ｌ２である。第１経路Ｌ１上には第１スイッチ２１が設けられており、より具体的には、第１経路Ｌ１上において、第１端子Ｔ１と第１接続点Ｎ１との間に第１スイッチ２１が設けられている。第２経路Ｌ２上には第２スイッチ２２が設けられており、より具体的には、第２経路Ｌ２上において、リチウムイオン蓄電池１２と第１接続点Ｎ１との間に第２スイッチ２２が設けられている。
【００５５】
第１〜第４スイッチ２１〜２４は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチにより構成されている。なお、各スイッチ２１〜２４をそれぞれ２つ一組のＭＯＳＦＥＴで構成し、各一組のＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続されているとよい。即ち、各一組のＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードのカソード電極同士、又は、アノード電極同士が互いに接続されているとよい。この互いに逆向きの寄生ダイオードによって、各スイッチ２１〜２４をオフ状態とした場合にそのスイッチが設けられた経路に流れる電流が完全に遮断される。
【００５６】
上記構成では、回転電機１７に対して鉛蓄電池１１からの電力供給とリチウムイオン蓄電池１２からの電力供給とが選択的に実施可能となっている。この場合、第１スイッチ２１をオン、第２スイッチ２２をオフにすることで鉛蓄電池１１から回転電機１７への電力供給が可能となり、第１スイッチ２１をオフ、第２スイッチ２２をオンにすることでリチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７への電力供給が可能となる。
【００５７】
また、電池ユニットＵの内部には、電気経路として、第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３とを相互に接続する第３経路Ｌ３が設けられている。この第３経路Ｌ３を介して、鉛蓄電池１１から電気負荷１５への電力供給が実施される。また、電池ユニットＵの内部には、電気経路として、リチウムイオン蓄電池１２と第３端子Ｔ３とを相互接続する第４経路Ｌ４が設けられている。この第４経路Ｌ４を介して、リチウムイオン蓄電池１２から電気負荷１５への電力供給が実施される。
【００５８】
第３経路Ｌ３と第１経路Ｌ１とは、第２接続点Ｎ２で接続しており、第２接続点Ｎ２と第１端子Ｔ１とを接続する経路は、第１経路Ｌ１であり、かつ、第３経路Ｌ３である。第３経路上には、第３スイッチ２３が設けられており、より具体的には、第３経路Ｌ３上において、第２接続点Ｎ２と第３端子Ｔ３との間に第３スイッチ２３が設けられている。また、第１スイッチ２１は、第２接続点Ｎ２よりも第１接続点Ｎ１側に設けられている。言い換えると、第１スイッチ２１は、第２接続点Ｎ２と第１接続点Ｎ１との間に設けられている。
【００５９】
第２経路Ｌ２と第４経路Ｌ４とは、第３接続点Ｎ３で接続しており、第３接続点Ｎ３とリチウムイオン蓄電池１２とを接続する経路は、第２経路Ｌ２であり、かつ、第４経路Ｌ４である。また、第３経路Ｌ３と第４経路Ｌ４とは、第４接続点Ｎ４で接続しており、第４接続点Ｎ４と第３端子Ｔ３とを接続する経路は、第３経路Ｌ３であり、かつ、第４経路Ｌ４である。第４経路上には、第４スイッチ２４が設けられており、より具体的には、第４経路Ｌ４上において、第３接続点Ｎ３と第４接続点Ｎ４との間に第４スイッチ２４が設けられている。また、第２スイッチ２２は、第３接続点Ｎ３よりも第１接続点Ｎ１側に設けられている。言い換えると、第２スイッチ２２は、第３接続点Ｎ３と第１接続点Ｎ１との間に設けられている。また、第３スイッチ２３は、第４接続点Ｎ４よりも第２接続点Ｎ２側に設けられている。言い換えると、第３スイッチ２３は、第２接続点Ｎ２と第４接続点Ｎ４との間に設けられている。
【００６０】
以上に示したように電池ユニットＵ内の回路構成は、第１スイッチ２１〜第４スイッチ２４により第１経路Ｌ１〜第４経路Ｌ４をそれぞれ独立して開閉可能なものとなっている。なお、図１に示す構成では、例えば、第１端子Ｔ１と第２接続点Ｎ２との間の経路が第１経路Ｌ１及び第２経路Ｌ２に共有されており、各電気経路Ｌ１〜Ｌ４が一部の経路を互いに共有する構成としているが、当該構成を変更してもよい。具体的には、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２とを直接接続する経路を第１経路Ｌ１としてもよい。リチウムイオン蓄電池１２の正極端子と第２端子Ｔ２とを直接接続する経路を第２経路Ｌ２としてもよい。第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３とを直接接続する経路を第３経路Ｌ３としてもよい。リチウムイオン蓄電池１２の正極端子と第３端子Ｔ３とを直接接続する経路を第４経路Ｌ４としてもよい。リチウムイオン蓄電池１２の正極端子と、端子Ｔ１〜Ｔ３とを互いに直接的に接続する構成では、第２端子Ｔ２が第１接続点Ｎ１に相当し、第１端子Ｔ１が第２接続点Ｎ２に相当し、リチウムイオン蓄電池１２の正極端子が第３接続点Ｎ３に相当し、第３端子Ｔ３が第４接続点Ｎ４に相当する。
【００６１】
第１経路Ｌ１及び第２経路Ｌ２は、発電時における回転電機１７の発電電力や、力行動作時における回転電機１７の駆動電力といった比較的大きな電力が流れる大電力経路となり、第３経路Ｌ３及び第４経路Ｌ４は、第１経路Ｌ１及び第２経路Ｌ２に比べて小さい電力が流れる小電力経路となっている。また、第１経路Ｌ１及び第２経路Ｌ２に設けられているスイッチ２１，２２は、第１経路Ｌ１及び第２経路Ｌ２の許容電流量を大きくするべく、複数の半導体スイッチング素子が並列接続されて構成されている。より具体的には、スイッチ２１，２２は、互いに逆向きに直列接続された２つ一組のＭＯＳＦＥＴが複数並列接続されて構成されている。
【００６２】
また、電池ユニットＵには、第１〜第４スイッチ２１〜２４を介さずに、鉛蓄電池１１を電気負荷１５及び回転電機１７に対して接続可能とするバイパス経路Ｌ５，Ｌ６が設けられている。具体的には、電池ユニットＵの内部には、電気経路として、第１スイッチ２１を迂回して第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２とを接続する第１バイパス経路Ｌ５が設けられている。また、電池ユニットＵの内部には、電気経路として、第３スイッチ２３を迂回して第１端子と第３端子Ｔ３とを接続する第２バイパス経路Ｌ６が設けられている。そして、第１バイパス経路Ｌ５上には第１バイパススイッチ２５が設けられ、第２バイパス経路Ｌ６上には第２バイパススイッチ２６が設けられている。各バイパススイッチ２５，２６は、例えば常閉式のリレースイッチである。
【００６３】
第１バイパススイッチ２５がオン（閉鎖）されることで、第１スイッチ２１がオフ（開放）であっても鉛蓄電池１１と回転電機１７とが電気的に接続される。また、第２バイパススイッチ２６がオンされることで、第３スイッチ２３がオフであっても鉛蓄電池１１と電気負荷１５とが接続される。
【００６４】
また、電池ユニットＵは、電池制御手段を構成する制御部３０（スイッチ制御装置）を有しており、各スイッチ２１〜２６や制御部３０は、例えば、同一の基板に実装された状態で筐体内に収容されている。なお、各スイッチ２１〜２６は複数の基板に分けて実装されるものでもよく、また、各スイッチ２１〜２６は基板に実装されない態様、具体的には、収容ケース（筐体）に直接実装される態様のものでもよい。
【００６５】
制御部３０には、電池ユニットＵ外のＥＣＵ４０が接続されている。つまり、制御部３０と、ＥＣＵ４０を含む各種制御装置とは、ＣＡＮ等の通信ネットワークにより接続されて相互に通信可能となっており、制御部３０、及び、ＥＣＵ４０を含む各種制御装置に記憶される各種データが互いに共有できるものとなっている。ＥＣＵ４０は、アイドリングストップ制御を実施する機能を有する電子制御装置（走行用制御装置）である。アイドリングストップ制御は、周知のとおり所定の自動停止条件の成立によりエンジン１８を自動停止させ、かつその自動停止状態下で所定の再始動条件の成立によりエンジン１８を再始動させるものである。ＥＣＵ４０は、回転電機１７の制御を実施するものであり、「電源システム」に含まれるものである。
【００６６】
制御部３０は、各スイッチ２１〜２６のオンオフ（開閉）の切り替え制御、即ち、開閉制御を実施する。この場合、制御部３０は、車両の走行状態や各蓄電池１１，１２の蓄電状態に基づいて、各スイッチ２１〜２６のオンオフを制御する。これにより、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを選択的に用いて充放電が実施される。
【００６７】
制御部３０が実施する各蓄電池１１，１２の蓄電状態に基づく充放電制御について簡単に説明する。制御部３０は、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧又は開放電圧の検出値を逐次取得するとともに、図示しない電流検出手段により検出される鉛蓄電池１１、リチウムイオン蓄電池１２の通電電流を逐次取得する。また、制御部３０は図示しない温度検出部により検出される鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の温度を逐次取得する。制御部３０は、これらの取得値に基づいて鉛蓄電池１１、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣ（残存容量）を算出するとともに、そのＳＯＣが所定の使用範囲内に保持されるようにリチウムイオン蓄電池１２への充電量及び放電量を制御する。
【００６８】
次に、車両状態と電池ユニットＵにおける各スイッチ２１〜２６の状態とについて、図２乃至６を用いて説明する。図２乃至６では、エンジン１８、制御部３０及びＥＣＵ４０を省略している。上述した通り、回転電機１７はＥＣＵ４０によって制御され、スイッチ２１〜２６はそれぞれ制御部３０によって制御される。なお図２乃至６において、図６以外は、車両システムの電源オン状態（ＩＧオン状態）を示しており、バイパススイッチ２５，２６がともにオフ状態とされている。
【００６９】
図２は回生状態を、図３はエンジン走行状態、アシスト走行状態、並びに、アイドリングストップ制御のエンジン自動停止状態、及び、エンジン再始動状態を示している。エンジン走行状態とは、エンジン１８及び回転電機１７のうちエンジン１８にのみが車両の駆動力を負担している状態である。即ち、エンジン走行状態とは、エンジン１８において燃料噴射（燃料消費）が実施されているとともに、回転電機１７における回生動作及び力行動作の両方が停止されている状態である。アシスト走行状態とは、上述した通り、エンジン１８及び回転電機１７が駆動力を分担している状態である。即ち、アシスト走行状態とは、エンジン１８において燃料噴射が実施されているとともに、回転電機１７において力行動作が実施されている状態である。
【００７０】
図４はＥＶ走行状態を、図５はリチウムイオン蓄電池１２の充放電停止状態を、図６は停車状態を示している。ＥＶ走行状態とは、エンジン１８及び回転電機１７のうち回転電機１７のみが駆動力を負担している状態である。即ち、ＥＶ走行状態とは、エンジン１８において燃料噴射が停止されているとともに、回転電機１７において力行動作が実施されている状態である。
【００７１】
車両の減速時には、回転電機１７による回生発電が行われる。この場合、図２に示すように、制御部３０は、スイッチ２１，２２を共にオンとし、回転電機１７の回生発電による電力を鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２に供給している。これにより、各蓄電池１１，１２が適宜充電される。また、制御部３０は、第３スイッチ２３をオフ、第４スイッチ２４をオンとしており、電気負荷１５に対しては第２スイッチ２２及び第４スイッチ２４を介して回転電機１７から電力供給が行われる。なお、回生発電時における回転電機１７の出力電圧によっては、回転電機１７とリチウムイオン蓄電池１２との両方から電気負荷１５に対して電力供給が行われる。なお、第３スイッチ２３をオン、第４スイッチ２４をオフとして、電気負荷１５に対して第１スイッチ２１及び第３スイッチ２３を介して回転電機１７から電力供給を行っても良い。また、回生発電時における回転電機１７の出力電圧によっては、回転電機１７と鉛蓄電池１１との両方から電気負荷１５に対して電力供給が行われる。
【００７２】
エンジン走行時、及び、アシスト走行時には、図３に示すように、制御部３０は、第１スイッチ２１をオン、第２スイッチ２２をオフとする。当該状態では、鉛蓄電池１１のＳＯＣ（残存容量）が所定の閾値より低い場合、回転電機１７においてエンジン１８の出力を利用して発電を行い、鉛蓄電池１１における充電を実施する。また、制御部３０は、第３スイッチ２３をオフ、第４スイッチ２４をオンとしており、電気負荷１５に対してはリチウムイオン蓄電池１２から電力供給が行われる。なお、アイドリングストップ制御においてエンジン１８が自動停止された状態にあっても、図３と同じ状態で各スイッチ２１〜２４が制御される。
【００７３】
アイドリングストップ制御におけるエンジン自動停止中にエンジン再始動条件が成立すると、ＥＣＵ４０は、回転電機１７によるエンジン始動を実施する。ここで、車両におけるブレーキペダルの踏込み解除操作や、アクセルペダルの踏込み操作が実施されることで、エンジン再始動条件が成立する。アイドリングストップ制御におけるエンジン再始動時には、図３に示す状態で各スイッチ２１〜２４が制御されることで、鉛蓄電池１１から回転電機１７に対して電力が供給され、回転電機１７によるエンジン始動が行われる。このとき、回転電機１７に対しては鉛蓄電池１１から電力が供給され、電気負荷１５に対してはリチウムイオン蓄電池１２から電力が供給されるため、電気負荷１５への供給電力において電圧変動が生じないものとなっている。
【００７４】
ＥＶ走行時には、図４に示すように、制御部３０は、第１スイッチ２１をオフ、第２スイッチ２２をオンに切り替え、リチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７へ電力を供給する。また、制御部３０は、スイッチ２１，２２のオンオフの反転に合わせて、スイッチ２３，２４のオンオフの反転を実施し、第３スイッチ２３をオン、第４スイッチ２４をオフに切り替え、鉛蓄電池１１から電気負荷１５へ電力を供給する。
【００７５】
制御部３０は、エンジン自動停止後のエンジン再始動時には、エンジン１８における燃料噴射を停止している状態で、図３に示す状態から図４に示す状態への切り替えを実施し、エンジン１８及び回転電機１７のうち回転電機１７のみに駆動力を負担させる。制御部３０は、エンジン自動停止後のエンジン再始動時には、第１〜第４スイッチ２１〜２４を図３に示す状態とすることで、鉛蓄電池１１から回転電機１７へ電力を供給し、その後、第１〜第４スイッチ２１〜２４を図４に示す状態とすることで、リチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７へ電力を供給する。エンジン再始動時において当該制御を実施することで、回生発電によってリチウムイオン蓄電池１２に蓄積されている電力を積極的に利用することが可能になり、燃費向上効果を得ることができる。
【００７６】
車両システムの起動直後においてリチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣの算出が完了していない場合や、低温時には、制御部３０は、リチウムイオン蓄電池１２の充放電を停止する。また、制御部３０は、回転電機１７の力行動作時においてリチウムイオン蓄電池１２が低ＳＯＣ（過放電状態）である場合や、回転電機１７の回生発電時においてリチウムイオン蓄電池１２が高ＳＯＣ（過充電状態）である場合も同様に、リチウムイオン蓄電池１２の充放電を停止する。この場合、図５に示すように、制御部３０は、第１スイッチ２１をオン、第２スイッチ２２をオフにするとともに、第３スイッチ２３をオン、第４スイッチ２４をオフにしており、鉛蓄電池１１から電気負荷１５へ電力を供給する。また、回生発電時には、回転電機１７から両蓄電池１１，１２のうち鉛蓄電池１１にのみが充電される。
【００７７】
また、車両の停車時、すなわち車両システムの電源オフ時（ＩＧオフ時）には、制御部３０は、図６に示すように、第１〜第４スイッチ２１〜２４をいずれもオフにするとともに、バイパススイッチ２５，２６をともにオンにしている。第１〜第４スイッチ２１〜２４は、常開式の半導体スイッチング素子であり、バイパススイッチ２５，２６は常閉式のリレースイッチを用いているため、制御部３０が各スイッチの駆動を停止することで、第１〜第４スイッチ２１〜２４はいずれもオフにされ、バイパススイッチ２５，２６はともにオンにされる。これにより、電気負荷１５に対して鉛蓄電池１１から電力供給が行われる。この場合、車両の停車中において電気負荷１５に対して暗電流やバックアップ電流が鉛蓄電池１１から供給されるため、リチウムイオン蓄電池１２が過剰放電状態になることを回避できる。
【００７８】
車両の運転状態下においては、制御部３０によって上記の各状態が適宜切り替えられる。この際、図３に示す状態から、図４に示す状態への切り替えが行われる場合、又はその逆の切り替えが行われる場合には、スイッチ２１，２２のオンオフの反転と、スイッチ２３，２４のオンオフの反転とが制御部３０によって実施される。
【００７９】
図３に示す状態（第１状態）から、図４に示す状態（第２状態）への切り替えは、例えば、エンジン再始動状態からＥＶ走行状態への切り替え時に行われる。ここで、エンジン再始動状態が「回転電機１７の駆動の開始時」に相当し、その後のＥＶ走行状態が「回転電機１７の駆動の継続中」に相当する。また、第１状態から第２状態への切り替えは、例えば、アシスト走行状態（ＨＶ走行状態）からＥＶ走行状態への切り替え時に実施される。ここで、アシスト走行状態が、エンジン１８及び回転電機１７に駆動力を分担させる「第１走行状態」に相当し、ＥＶ走行状態が、エンジン１８及び回転電機１７のうち回転電機１７のみに駆動力を負担させる「第２走行状態」に相当する。
【００８０】
ここで、第１状態から第２状態への切り替え、及び、第２状態から第１状態への切り替え時において、定電圧要求負荷である電気負荷１５に対して、供給電力が中断されることなく継続的に安定供給される必要がある。
【００８１】
そこで、本実施形態の制御部３０は、第１状態から第２状態への切り替えの際、図７に示すように、一時的に第１〜第４スイッチ２１〜２４を全てオン状態（第３状態）とする。即ち、制御部３０は、スイッチ２１，２４がオン、スイッチ２２，２３がオフとされている第１状態から、スイッチ２２，２３をオンにして第３状態にする。その後、制御部３０は、スイッチ２１，２４をオフにして第２状態にする。このように第１〜第４スイッチ２１〜２４の切り替えを制御部３０が実施することで、電気負荷１５への給電がリチウムイオン蓄電池１２から鉛蓄電池１１へと切り替わる前に、電気負荷１５への給電が蓄電池１１，１２の少なくとも一方によって行われる。また、回転電機１７への給電が鉛蓄電池１１からリチウムイオン蓄電池１２へと切り替わる前に、回転電機１７への給電が蓄電池１１，１２の少なくとも一方によって行われる。これにより、制御部３０による第１〜第４スイッチ２１〜２４の第１状態から第２状態への切り替えにおいて、蓄電池１１，１２から電気負荷１５及び回転電機１７に対する電力供給が瞬断し、電気負荷１５及び回転電機１７における電源失陥が生じることを抑制することができる。
【００８２】
さらに、第１状態から第３状態への切り替えの際、仮に、第２スイッチ２２より先に第３スイッチ２３がオンされると、スイッチ２１，２３，２４がオン、第２スイッチ２２がオフとされている状態が生じる。この場合、第４経路Ｌ４、第３経路Ｌ３、第１経路Ｌ１を介して、リチウムイオン蓄電池１２と回転電機１７とが接続状態とされる。つまり、リチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７に対し、第４経路Ｌ４、第３経路Ｌ３、第１経路Ｌ１の順に電流が流れることになる。
【００８３】
第３状態から第２状態への切り替えの際、仮に、第４スイッチ２４より先に第１スイッチ２１がオフされると、スイッチ２２，２３，２４がオン、第１スイッチ２１がオフとされている状態が生じる。この場合、第３経路Ｌ３、第４経路Ｌ４、第２経路Ｌ２を介して、鉛蓄電池１１と回転電機１７とが接続状態とされる。つまり、鉛蓄電池１１から回転電機１７に対し、第３経路Ｌ３、第４経路Ｌ４、第２経路Ｌ２の順に電流が流れることになる。
【００８４】
ここで、経路Ｌ３，Ｌ４は、経路Ｌ１，Ｌ２に比べて許容電流量が小さいため、リチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７に流れる大電流が経路Ｌ３，Ｌ４に流れると、経路Ｌ３，Ｌ４において損傷が生じることが懸念される。ここで、経路Ｌ３，Ｌ４における損傷とは、例えば、経路Ｌ３，Ｌ４を構成する配線における損傷や、スイッチ２３，２４における損傷のことである。また、スイッチ２１，２３，２４がオン状態にされ、スイッチ２２がオフ状態にされていると、スイッチ２３，２４を介してリチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７に対して大電流が流れることで、第４経路Ｌ４の抵抗成分に起因して大きな電圧降下が生じる。つまり、リチウムイオン蓄電池１２と第４接続点Ｎ４との間（第４経路Ｌ４）に大電流が流れることで、第４経路Ｌ４の配線抵抗や第４スイッチ２４のオン抵抗による電圧降下に伴って第４接続点Ｎ４の電圧が低下する。このため、電気負荷１５に対して供給される入力電圧が低下することが懸念される。同様に、スイッチ２２，２３，２４がオン状態にされ、スイッチ２１がオフ状態にされていると、スイッチ２３，２４を介して鉛蓄電池１１から回転電機１７に対して大電流が流れることで、第３経路Ｌ３の抵抗成分に起因して大きな電圧降下が生じる。つまり、鉛蓄電池１１と第４接続点Ｎ４との間（第３経路Ｌ３）に大電流が流れることで、第３経路Ｌ３の配線抵抗や第３スイッチ２３のオン抵抗による電圧降下に伴って第４接続点Ｎ４の電圧が低下する。このため、電気負荷１５に対して供給される入力電圧が低下することが懸念される。
【００８５】
そこで、制御部３０は、第１状態から第３状態への切り替えの際、第２スイッチ２２より先に第３スイッチ２３をオンに切り替えることを抑制する。つまり、制御部３０は、第２スイッチ２２と第３スイッチ２３とを同時にオンに切り替えるか、又は、第３スイッチ２３より先に第２スイッチ２２をオンに切り替える。同様に、制御部３０は、第３状態から第２状態への切り替えの際、第４スイッチ２４より先に第１スイッチ２１をオフに切り替えることを抑制する。つまり、制御部３０は、第１スイッチ２１と第４スイッチ２４とを同時にオフに切り替えるか、又は、第１スイッチ２１より先に第４スイッチ２４をオフに切り替える。これらの制御により、経路Ｌ３，Ｌ４を介して、蓄電池１１，１２から回転電機１７に大電流が流れることを抑制することができる。
【００８６】
同様に、本実施形態の制御部３０は、第２状態から第１状態への切り替えの際、図７に示すように、一時的に第１〜第４スイッチ２１〜２４を全てオン状態（第３状態）とする。即ち、制御部３０は、スイッチ２２，２３がオン、スイッチ２１，２４がオフとされている第２状態から、スイッチ２１，２４をオンにして第３状態にする。その後、制御部３０は、スイッチ２２，２３をオフにして第１状態にする。このように第１〜第４スイッチ２１〜２４の切り替えを制御部３０が実施することで、電気負荷１５への給電が鉛蓄電池１１からリチウムイオン蓄電池１２へと切り替わる前に、電気負荷１５への給電が蓄電池１１，１２の少なくとも一方によって行われる。また、回転電機１７への給電がリチウムイオン蓄電池１２から鉛蓄電池１１へと切り替わる前に、回転電機１７への給電が蓄電池１１，１２の少なくとも一方によって行われる。これにより、制御部３０による第１〜第４スイッチ２１〜２４の第２状態から第１状態への切り替えにおいて、蓄電池１１，１２から電気負荷１５及び回転電機１７に対する電力供給が瞬断し、電気負荷１５及び回転電機１７における電源失陥が生じることを抑制することができる。
【００８７】
第１状態と第２状態との切り替えにおいて、電源失陥に伴って回転電機１７の動作が停止すると、当該回転電機１７の動作停止に伴う駆動力不足を補うためにエンジン１８において燃料噴射を実施する必要が生じる。制御部３０の制御によって電源失陥に伴う回転電機１７の動作停止を抑制することで、エンジン１８における燃料噴射を抑制することができ、燃費向上効果を得ることができる。また、電気負荷１５及び回転電機１７に対する蓄電池１１，１２からの電力供給が瞬断されることに伴って生じるサージの発生を抑制することができ、電気負荷１５や回転電機１７や電気経路Ｌ１〜Ｌ４や第１〜第４スイッチ２１〜２４における損傷を抑制することができる。
【００８８】
また、電気負荷１５に対する蓄電池１１，１２からの電力供給が瞬断された後、第１〜第４スイッチ２１〜２４が第２状態とされて、電気負荷１５と鉛蓄電池１１とが接続されると鉛蓄電池１１から電気負荷１５（電気負荷１５の容量成分）に対して大きな電流が流れ込むことになる。また、回転電機１７に対する蓄電池１１，１２からの電力供給が瞬断された後、第１〜第４スイッチ２１〜２４が第２状態とされて、回転電機１７とリチウムイオン蓄電池１２とが接続されるとリチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７（回転電機１７の容量成分）に対して大きな電流が流れ込むことになる。制御部３０の制御によって蓄電池１１，１２から電気負荷１５及び回転電機１７に対する電力供給の瞬断が抑制されることで、瞬断後の再接続時における蓄電池１１，１２から電気負荷１５及び回転電機１７に対する大電流の流れ込みが抑制される。これにより、電気負荷１５や回転電機１７や電気経路Ｌ１〜Ｌ４や第１〜第４スイッチ２１〜２４における損傷が抑制される。
【００８９】
そして、制御部３０は、第１〜第４スイッチ２１〜２４を第２状態から第３状態へ切り替える際、第１スイッチ２１より先に第４スイッチ２４をオンに切り替えることを抑制する。つまり、制御部３０は、第１スイッチ２１とスイッチ２４とを同時にオンに切り替えるか、又は、第４スイッチ２４より先に第１スイッチ２１をオンに切り替える。同様に、制御部３０は、第１〜第４スイッチ２１〜２４を第３状態から第１状態へ切り替える際、第３スイッチ２３より先に第２スイッチ２２をオフに切り替えることを抑制する。つまり、制御部３０は、第２スイッチ２２と第３スイッチ２３とを同時にオフに切り替えるか、又は、第２スイッチ２２より先に第３スイッチ２３をオフに切り替える。これらの制御部３０による制御により、蓄電池１１，１２から回転電機１７に、経路Ｌ３，Ｌ４を介して大電流が流れることが抑制される。
【００９０】
ここで、制御部３０が第３状態を介して第１状態と第２状態との切り替えを行う場合、両蓄電池１１，１２から回転電機１７に電力が供給されている状態で、両蓄電池１１，１２の少なくとも一方から電気負荷１５に対して電力が供給されている状態となる。この際、両蓄電池１１，１２から回転電機１７に対して大電流が流れ、両蓄電池１１，１２の内部抵抗や配線抵抗における電圧降下に伴って、両蓄電池１１，１２から電気負荷１５に対する入力電圧が大きく低下することが懸念される。
【００９１】
以下、図８，９を用いて、制御部３０が第３状態を介して第１状態と第２状態との切り替えを行う場合の電気負荷１５に対する入力電圧の低下について説明する。以下の説明では、蓄電池１１，１２から回転電機１７に流れる電流量に比べ、蓄電池１１，１２から電気負荷１５に流れる電流量が小さいため、蓄電池１１，１２から電気負荷１５に流れる電流量を０とみなしている。また、両蓄電池１１，１２の開放電圧を同一とみなしている。また、図８，９における説明では、蓄電池１１，１２から回転電機１７や電気負荷１５までの抵抗成分には、蓄電池１１，１２それぞれの内部抵抗を含むものとする。
【００９２】
図８，９の縦軸が電圧の高さを表し、横軸が蓄電池１１，１２から回転電機１７に流れる電流量を表す。図８，９における点Ａが鉛蓄電池１１の開放電圧、点Ｂがリチウムイオン蓄電池１２、点Ｃが回転電機１７の入力電圧、点Ｄが電気負荷１５の入力電圧を表している。
【００９３】
図８は第１状態を表すものであり、鉛蓄電池１１が回転電機１７に電力供給を行い、リチウムイオン蓄電池１２が電気負荷１５に電力供給を行っている。鉛蓄電池１１のみで回転電機１７に電力供給を行っているため、鉛蓄電池１１の開放端電圧から、回転電機１７の消費電流量と、鉛蓄電池１１から回転電機１７までの抵抗成分との積を引いた値が回転電機１７の入力電圧に相当する。
【００９４】
図８では、点Ａ−点Ｃ間の横軸方向の距離が鉛蓄電池１１から回転電機１７への出力電流を表し、点Ａ−点Ｃ間の縦方向の距離が鉛蓄電池１１から回転電機１７までの抵抗成分による電圧降下を表し、点Ａ−点Ｃを結ぶ直線の傾きが鉛蓄電池１１から回転電機１７までの抵抗成分を表している。また、リチウムイオン蓄電池１２から電気負荷１５に流れる電流量を０とみなしているため、リチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７までの抵抗成分による電圧降下が０となり、図８では、点Ｂと点Ｄとが一致している。
【００９５】
図９は、第３状態を表すものであり、両蓄電池１１，１２が回転電機１７及び電気負荷１５に電力供給を行っている。ここで、図１の第１接続点Ｎ１と回転電機１７との間の配線抵抗を０とみなすと、第１接続点Ｎ１の電圧が回転電機１７の入力電圧に相当する。また、リチウムイオン蓄電池１２から電気負荷１５に流れる電流量を０とみなしているため、図１の第２接続点Ｎ２及び第３接続点Ｎ３の電圧が電気負荷１５の入力電圧に相当する。
【００９６】
図９の点Ａ−点Ｃ間の横軸方向の距離が鉛蓄電池１１から回転電機１７への出力電流を表し、点Ａ−点Ｃ間の縦方向の距離が鉛蓄電池１１から回転電機１７まで（第１接続点Ｎ１まで）の抵抗成分による電圧降下を表し、点Ａ−点Ｃを結ぶ直線Ｘ１の傾きが鉛蓄電池１１から回転電機１７まで（第１接続点Ｎ１まで）の抵抗成分を表している。同様に、点Ｂ−点Ｃ間の横軸方向の距離がリチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７への出力電流を表し、点Ｂ−点Ｃ間の縦方向の距離がリチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７まで（第１接続点Ｎ１まで）の抵抗成分による電圧降下を表し、点Ｂ−点Ｃを結ぶ直線Ｘ２の傾きがリチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７まで（第１接続点Ｎ１まで）の抵抗成分を表している。
【００９７】
言い換えると、点Ａを通るように、鉛蓄電池１１から回転電機１７までの抵抗成分に相当する傾きの直線Ｘ１を引き、点Ｂを通るように、リチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７までの抵抗成分に相当する傾きの直線Ｘ２を引いた場合、直線Ｘ１と直線Ｘ２との交点が点Ｃに相当する。両蓄電池１１，１２から回転電機１７に対して出力される電流量は、両蓄電池１１、１２と第１接続点Ｎ１との間の抵抗値に逆比例する。
【００９８】
ここで、電気負荷１５に流れる電流量を０とみなしているため、鉛蓄電池１１から回転電機１７に対して流れる電流量と、鉛蓄電池１１から第２接続点Ｎ２に流れる電流量とは、一致する。同様に、リチウムイオン蓄電池１２から回転電機１７に流れる電流量と、リチウムイオン蓄電池１２から第３接続点Ｎ３に流れる電流量とは一致する。つまり、点Ａ−点Ｃ間の横軸方向の距離と、点Ａ−点Ｄ間の横軸方向の距離とは一致する。また、点Ｂ−点Ｃ間の横軸方向の距離と、点Ｂ−点Ｄ間の横軸方向の距離とは一致する。
【００９９】
点Ａ−点Ｄ間の縦方向の距離が鉛蓄電池１１から電気負荷１５まで（第２接続点Ｎ２まで）の抵抗成分による電圧降下を表し、点Ａ−点Ｄを結ぶ直線Ｘ３の傾きが鉛蓄電池１１から電気負荷１５まで（第２接続点Ｎ２まで）の抵抗成分を表している。同様に、点Ｂ−点Ｄ間の縦方向の距離がリチウムイオン蓄電池１２から電気負荷１５まで（第３接続点Ｎ３まで）の抵抗成分による電圧降下を表し、点Ｂ−点Ｄを結ぶ直線Ｘ４の傾きがリチウムイオン蓄電池１２から電気負荷１５まで（第２接続点Ｎ２まで）の抵抗成分を表している。
【０１００】
ここで、点Ａ−点Ｄ間の縦方向の距離、即ち、点Ｂ−点Ｄ間の縦方向の距離である蓄電池１１，１２から電気負荷１５までの間で生じる電圧降下によって、電気負荷１５の入力電圧が電気負荷１５の動作可能電圧を下回り、電気負荷１５が電源失陥となることが懸念される。一般に、リチウムイオン蓄電池１２の内部抵抗は、鉛蓄電池１１の内部抵抗に比べて小さい。このため、第３状態において、リチウムイオン蓄電池１２の出力電流を大きく、鉛蓄電池１１の出力電流を小さくすることで、蓄電池１１，１２から電気負荷１５までの間で生じる電圧降下を小さくすることができる。
【０１０１】
そこで、本実施形態では、リチウムイオン蓄電池１２と第１接続点Ｎ１との間（第２経路Ｌ２）の抵抗を、鉛蓄電池１１と第１接続点Ｎ１との間（第１経路Ｌ１）の抵抗に比べて小さくする。これにより、第３状態におけるリチウムイオン蓄電池１２の出力電流を大きく、鉛蓄電池１１の出力電流を小さくする。より具体的には、第２スイッチ２２を構成する並列接続された半導体スイッチング素子の数を、第１スイッチ２１を構成する並列接続された半導体スイッチング素子の数より多くすることで、第２経路Ｌ２の抵抗を第１経路Ｌ１の抵抗に比べて小さくする。
【０１０２】
また、本実施形態の制御部３０は、第３状態を介しての第１状態から第２状態への切り替えの際、第３状態において、第３スイッチ２３における電圧を取得する。そして、制御部３０は、第３スイッチ２３における電圧に基づいて、第１状態から第２状態への切り替えの可否を判断する。具体的には、第３スイッチ２３における電圧に基づいて、鉛蓄電池１１が電気負荷１５に対して電気負荷１５が動作可能な出力容量を供給可能であるか否かを判定する。制御部３０は、電気負荷１５が動作可能な出力容量を鉛蓄電池１１のみによって供給可能であると判定した場合、第３状態から第２状態への切り替えを実施する。これとは反対に、制御部３０は、電気負荷１５が動作可能な出力容量を鉛蓄電池１１のみによって供給可能でないと判定した場合、第３状態から第２状態への切り替えを禁止し、第３状態から第１状態に戻す制御を実施する。換言すれば、制御部３０は、鉛蓄電池１１の出力容量が、電気負荷１５が動作可能な出力容量（所定値）未満である場合、第１状態から第２状態への切り替えを禁止する。なお、制御部３０が、スイッチ２３に流れる電流に基づいて、鉛蓄電池１１の出力容量が「所定値」未満であるかの判断（第１状態から第２状態への切り替えの可否の判断）を行う構成としてもよい。
【０１０３】
同様に、制御部３０は、第３状態を介しての第２状態から第１状態への切り替えの際、第３状態において、第４スイッチ２４における電圧を取得する。そして、制御部３０は、スイッチ２４における電圧に基づいて、第２状態から第１状態への切り替えの可否を判断する。具体的には、第４スイッチ２４における電圧に基づいて、リチウムイオン蓄電池１２が電気負荷１５に対して電気負荷１５が動作可能な出力容量を供給可能であるか否かを判定する。制御部３０は、電気負荷１５が動作可能な出力容量をリチウムイオン蓄電池１２のみによって供給可能であると判定した場合、第３状態から第１状態への切り替えを実施する。これとは反対に、制御部３０は、電気負荷１５が動作可能な出力容量をリチウムイオン蓄電池１２のみによって供給可能でないと判定した場合、第３状態から第１状態への切り替えを禁止し、第３状態から第２状態に戻す制御を実施する。換言すれば、制御部３０は、リチウムイオン蓄電池１２の出力容量が、電気負荷１５が動作可能な出力容量（所定値）未満である場合、第１状態から第２状態への切り替えを禁止する。なお、制御部３０が、スイッチ２４に流れる電流に基づいて、リチウムイオン蓄電池１２の出力容量が「所定値」未満であるかの判断（第２状態から第１状態への切り替えの可否の判断）を行う構成としてもよい。
【０１０４】
ここで、制御部３０は、第３スイッチ２３を構成する互いに逆方向に直列接続されたＭＯＳＦＥＴ同士の接続点の電圧（中間電圧）を第３スイッチ２３の電圧として取得する。同様に、制御部３０は、第４スイッチ２４を構成する互いに逆方向に直列接続されたＭＯＳＦＥＴ同士の接続点の電圧（中間電圧）を第４スイッチ２４の電圧として取得する。
【０１０５】
図１０に本実施形態のスイッチ切り替え処理を表すフローチャートを示す。本処理は、制御部３０が所定周期毎に実施する。
【０１０６】
ステップＳ０１において、ＥＣＵ４０から第１状態から第２状態への切り替え指令が入力されているか否かを判断する。ここで、ＥＣＵ４０は、例えば、アイドリングストップ再始動時のエンジン再始動後のＥＶ走行開始時に第１状態から第２状態への切り替えを指令する。ＥＣＵ４０は、例えば、エンジン１８を燃焼状態とさせるエンジン走行状態又はアシスト走行状態からＥＶ走行状態への切り替え時においても、第１状態から第２状態への切り替えを指令する。
【０１０７】
第１状態から第２状態への切り替え指令が入力されている場合（Ｓ０１：ＹＥＳ）、ステップＳ０２において、第２スイッチ２２をオン状態とする。ステップＳ０３において、第２スイッチ２２がオン状態となるまで待機する。ステップＳ０４において、第３スイッチ２３をオン状態とする。つまり、ステップＳ０２乃至Ｓ０４によって、第１状態から第３状態への切り替えを実施する。
【０１０８】
ステップＳ０５において、第３スイッチ２３の電圧を取得する。ステップＳ０６において、スイッチ２３の電圧が所定の閾値以上であるかを判定する。ここで、当該所定の閾値は、鉛蓄電池１１が電気負荷１５に対して、電気負荷１５が動作可能な出力容量を供給可能であるか否かを判定するための閾値である。
【０１０９】
ステップＳ０６において、第３スイッチ２３の電圧が閾値以上である場合（Ｓ０６：ＹＥＳ）、ステップＳ０７において、第４スイッチ２４をオフ状態とする。ステップＳ０８において、第４スイッチ２４がオフ状態となるまで待機する。ステップＳ０９において、第１スイッチ２１をオフ状態とし、処理を終了する。つまり、ステップＳ０７乃至Ｓ０９によって、第３状態から第２状態への切り替えを実施する。
【０１１０】
ステップＳ０６において、スイッチ２３の電圧が閾値未満である場合（Ｓ０６：ＮＯ）、即ち、鉛蓄電池１１の出力容量が所定値未満である場合、第１状態から第２状態への切り替えを禁止し、ステップＳ１０乃至Ｓ１２によって、第３状態から第１状態への切り替えを実施する。ステップＳ１０において、第３スイッチ２３をオフ状態とする。ステップＳ１１において、第３スイッチ２３がオフ状態となるまで待機する。ステップＳ１２において、スイッチ２２をオフ状態とし、処理を終了する。
【０１１１】
ステップＳ０１において、ＥＣＵ４０から第１状態から第２状態への切り替え指令が入力されていない場合（Ｓ０１：ＮＯ）、ステップＳ１３において、ＥＵＣ４０から第２状態から第１状態への切り替え指令が入力されているか否かを判定する。ステップＳ１３において、ＥＣＵ４０から第２状態から第１状態への切り替え指令が入力されていない場合（Ｓ１３：ＮＯ）、そのまま処理を終了する。ＥＣＵ４０は、例えば、ＥＶ走行からエンジン走行への切り替え時に、第２状態から第１状態への切り替えを指令する。
【０１１２】
第２状態から第１状態への切り替え指令が入力されている場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１４において、第１スイッチ２１をオン状態とする。ステップＳ１５において、第１スイッチ２１がオン状態となるまで待機する。ステップＳ１６において、第４スイッチ２４をオン状態とする。つまり、ステップＳ１４乃至Ｓ１６によって、第１状態から第３状態への切り替えを実施する。
【０１１３】
ステップＳ１７において、第４スイッチ２４の電圧を取得する。ステップＳ１８において、第４スイッチ２４の電圧が所定の閾値以上であるかを判定する。ここで、当該所定の閾値は、リチウムイオン蓄電池１２が電気負荷１５に対して、電気負荷１５が動作可能な出力容量を供給可能であるか否かを判定するための閾値である。
【０１１４】
ステップＳ１８において、第４スイッチ２４の電圧が閾値以上である場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ステップＳ１９において、第３スイッチ２３をオフ状態とする。ステップＳ２０において、第３スイッチ２３がオフ状態となるまで待機する。ステップＳ２１において、第２スイッチ２２をオフ状態とし、処理を終了する。つまり、ステップＳ１９乃至Ｓ２１によって、第３状態から第２状態への切り替えを実施する。
【０１１５】
ステップＳ１８において、第４スイッチ２４の電圧が閾値未満である場合（Ｓ１８：ＮＯ）、即ち、リチウムイオン蓄電池１２の出力容量が所定値未満である場合、第２状態から第１状態への切り替えを禁止し、ステップＳ２２乃至Ｓ２４によって、第３状態から第２状態への切り替えを実施する。ステップＳ２２において、第４スイッチ２４をオフ状態とする。ステップＳ２３において、第４スイッチ２４がオフ状態となるまで待機する。ステップＳ２４において、第１スイッチ２１をオフ状態とし、処理を終了する。
【０１１６】
（他の実施形態）
・「第１電源」は鉛蓄電池以外であってもよく、「第２電源」はリチウムイオン蓄電池以外であってもよい。例えば、「第１電源」と「第２電源」とがともに鉛蓄電池であってもよいし、ともにリチウムイオン蓄電池であってもよい。また、ニッケル水素蓄電池などの他の種類の蓄電池であってもよい。また、「第１電源」及び「第２電源」は、例えば、ＤＣＤＣコンバータなどであってもよい。
【０１１７】
・バイパススイッチ２５，２６を省略する構成であってもよい。また、バイパススイッチ２５，２６として半導体スイッチを採用してもよい。
【０１１８】
・第１〜第４スイッチ２１〜２４として、ＭＯＳＦＥＴに代えて、ＩＧＢＴなどを用いてもよい。なお、第１〜第４スイッチ２１〜２４としてＩＧＢＴを採用する場合、カソード電極同士、又は、アノード電極同士が互いに接続されている一組のダイオードが、対応する第１〜第４スイッチ２１〜２４それぞれに並列接続される構成とするとよい。
【０１１９】
さらに言えば、第１〜第４スイッチ２１〜２４としては半導体スイッチング素子に限定されない。オンからオフへ、オフからオンへのスイッチの状態切り替え速さが、停車からＥＶ走行への切り替えなどの車両の走行状態の切り替えなどに対応することができるのであれば、第１〜第４スイッチ２１〜２４としては例えば機械式のリレースイッチを用いてもよい。
【０１２０】
・第３スイッチ２３において、第３経路Ｌ３が常に遮断状態となる常時開異常が生じている場合や、第３経路Ｌ３における断線が生じた場合、第３経路Ｌ３及び第３スイッチ２３の代わりに、第２バイパス経路Ｌ６及び第２バイパススイッチ２６を用いることができる。ここで、第２バイパス経路Ｌ６を「第３経路」とみなし、第２バイパススイッチ２６を「第３スイッチ」とみなす。そして、制御部３０が、第３スイッチ２３における制御と同様の制御を第２バイパススイッチ２６に実施することで、電気負荷１５における電力の瞬断や、第４経路Ｌ４及び第２バイパス経路Ｌ６を介して大電流が流れることを抑制できる。これにより、第２バイパス経路Ｌ６の許容電流量が、第１経路Ｌ１及び第２経路Ｌ２に比べて小さい場合における第２バイパス経路Ｌ６の損傷を抑制することができる。
【０１２１】
・上記実施形態では、電池ユニットＵは、その収容ケースの内部に、第１経路Ｌ１〜第４経路Ｌ４、第１スイッチ２１〜第４スイッチ２４、「第２電源」としてのリチウムイオン蓄電池１２、及び、「制御装置」としての制御部３０を備え、一体化されている構成とした。この一体化の構成を省略してもよい。即ち、第１経路Ｌ１〜第４経路Ｌ４、第１スイッチ２１〜第４スイッチ２４、リチウムイオン蓄電池１２、及び、制御部３０は、一体化されていなくてもよい。
【０１２２】
例えば、一部の構成のみが一体化されている構成であってもよい。具体的には、第１経路Ｌ１〜第４経路Ｌ４、第１スイッチ２１〜第４スイッチ２４、及び、制御部３０を内部に備えるスイッチユニットを設け、当該スイッチユニットに対して、鉛蓄電池１１、リチウムイオン蓄電池１２、電気負荷１５、及び、回転電機１７を接続する構成としてもよい。
【０１２３】
・上記実施形態における制御部３０は、各蓄電池１１，１２のＳＯＣ（残存容量）に基づいて、スイッチ２１〜２６の状態の切り替えを実施するとともに、ＥＣＵ４０の指令に基づいて、スイッチ２１〜２６の状態の切り替えを実施する構成とした。これを変更し、制御部３０から、ＥＣＵ４０の指令に基づいてスイッチ２１〜２６の切り替えを実施する構成を省略してもよい。当該構成では、制御部３０が、回転電機１７から、回転電機１７が回生動作を行っているか、力行動作を行っているか、又は、停止しているかに係る情報（回転電機１７の動作状態）を取得する構成とするとよい。即ち、制御部３０は、各蓄電池１１，１２のＳＯＣ（残存容量）に加え、回転電機１７の動作状態を取得し、その取得した情報に基づいて、スイッチ２１〜２６の状態の切り替えを実施する構成とするとよい。また、制御部３０が、ＥＣＵ４０の機能の一部である回転電機１７の制御機能を有する構成としてもよい。また、制御部３０は、ＥＣＵ４０以外の制御装置、例えば、回転電機１７の制御機能のみを有する制御装置の指令に基づいて、スイッチ２１〜２６の状態の切り替えを実施する構成であってもよい。
【０１２４】
また、各蓄電池１１，１２のＳＯＣ（残存容量）に基づいて、スイッチ２１〜２６の状態の切り替えを実施する構成を、制御部３０から省略してもよい。即ち、ＥＣＵ４０などの制御部３０以外の制御装置が、各蓄電池１１，１２のＳＯＣ（残存容量）を取得し、その取得値に基づいて、制御部３０に対してスイッチ２１〜２６の状態の切り替えを指令するようなものであってもよい。
【０１２５】
制御部３０以外の制御装置からの指令に基づいて、制御部３０がスイッチ２１〜２６の状態を切り替える構成では、他の制御装置から制御部３０に対してスイッチ２１〜２６を第１状態と第２状態との間で切り替える指令がなされた場合に、制御部３０が第３状態を介して第１状態と第２状態との切り替えを実施する構成とするとよい。さらに、制御部３０は、第１状態と第２状態との切り替え時において、第１〜第４スイッチ２１〜２４のうち、第１スイッチ２１のみがオフとされている状態や、第２スイッチ２２のみがオフとされている状態が生じないように第１〜第４スイッチ２１〜２４の切り替えを行うとよい。
【符号の説明】
【０１２６】
１１…鉛蓄電池（第１電源）、１２…リチウムイオン蓄電池（第２電源）、１５…電気負荷（第２電気負荷）、１７…回転電機（第１電気負荷）、２１…第１スイッチ、２２…第２スイッチ、２３…第３スイッチ、２４…第４スイッチ、３０…制御部（制御装置）、Ｌ１…第１経路、Ｌ２…第２経路、Ｌ３…第３経路、Ｌ４…第４経路。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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