(57)【要約】【課題】メカニカルリレーの当接音を目立たなくするとともに、適切な開閉動作を実行させることができる電源回路装置を提供すること。【解決手段】電池ユニットＵは、電気経路Ｌ１，Ｌ３に設けられたスイッチ２１，２３と、バイパス経路Ｂ１，Ｂ２に設けられたメカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２と、リレー駆動回路３３，３４と、制御部５１と、を有する。制御部５１は、電源システムの異常が判定された場合に、電源システムの異常が判定されていない場合と比較して、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の開閉状態の切り替えるに要する時間が短くなるようにリレー駆動回路３３，３４を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池（１１，１２）が接続される電源システムに適用される電源回路装置（Ｕ）において、
前記電源システムにおいて前記蓄電池が接続される電気経路（Ｌ１，Ｌ３）に設けられ、前記電気経路を通電又は通電遮断の状態とするスイッチ（２１，２３）と、
前記スイッチを迂回するバイパス経路（Ｂ１，Ｂ２）に設けられ、前記バイパス経路を通電又は通電遮断の状態とするメカニカルリレー（ＲＥ１，ＲＥ２）と、
前記メカニカルリレーの駆動コイル（３１ａ，３２ａ）への駆動電流を制御することにより、前記メカニカルリレーを開放状態又は閉鎖状態のいずれかにさせるリレー駆動回路（３３，３４）と、
前記リレー駆動回路を制御する制御部（５１）と、
前記電源システムの異常判定を行う異常判定部（５１）と、を備え、
前記制御部は、前記電源システムの異常が判定された場合に、前記電源システムの異常が判定されていない場合と比較して、前記メカニカルリレーの開閉状態の切り替えに要する時間を短くするように前記リレー駆動回路を制御する電源回路装置。
【請求項２】
前記リレー駆動回路は、
入力端子又は出力端子が前記駆動コイルに接続され、前記制御部により通電制御端子への通電及び通電遮断が行われる半導体スイッチ（ＳＷ１）と、
前記入力端子又は前記出力端子と、前記半導体スイッチの前記通電制御端子とを接続する接続経路に設けられたコンデンサ（Ｃ１）と、
前記通電制御端子に接続される通電経路の経路抵抗を切替可能とする抵抗切替スイッチ（ＳＷ２，ＳＷ４）と、を有し、
前記制御部は、
前記電源システムの異常が判定されていない場合には、前記通電経路の経路抵抗を大きくした状態で前記通電制御端子への通電又は通電遮断を行い、
前記電源システムの異常が判定された場合には、前記通電経路の経路抵抗を小さくした状態で前記通電制御端子への通電又は通電遮断を行う請求項１に記載の電源回路装置。
【請求項３】
前記リレー駆動回路は、
入力端子又は出力端子が前記駆動コイルに接続され、前記制御部により通電制御端子への通電及び通電遮断が行われる半導体スイッチ（ＳＷ１）と、
前記入力端子又は前記出力端子と、前記半導体スイッチの前記通電制御端子とを接続する接続経路に設けられたコンデンサ（Ｃ１）と、
前記接続経路に設けられたコンデンサ用スイッチ（ＳＷ３）と、を有し、
前記制御部は、
前記電源システムの異常が判定されていない場合には、前記コンデンサ用スイッチを閉鎖させた状態で前記通電制御端子への通電又は通電遮断を行い、
前記電源システムの異常が判定された場合には、前記コンデンサ用スイッチを開放させた状態で前記通電制御端子への通電又は通電遮断を行う請求項１に記載の電源回路装置。
【請求項４】
前記リレー駆動回路は、
入力端子又は出力端子が前記駆動コイルに接続され、前記制御部により通電制御端子への通電及び通電遮断が行われる半導体スイッチ（ＳＷ１）を有し、
前記制御部は、
パルス幅変調信号を前記通電制御端子に出力することにより、前記リレー駆動回路を制御するように構成されており、
前記電源システムの異常が判定された場合には、前記電源システムの異常が判定されていない場合とは異なるデューティ比のパルス幅変調信号を出力する請求項１に記載の電源回路装置。
【請求項５】
前記電源システムでは、前記蓄電池に対して電気負荷（１５）と発電機（１４）とが並列に接続されており、
前記スイッチには、前記蓄電池と前記発電機との間における第１電気経路（Ｌ１）に設けられた第１スイッチ（２１）と、前記蓄電池と前記電気負荷との間における第２電気経路（Ｌ３）に設けられた第２スイッチ（２３）と、があり、
前記メカニカルリレーは、少なくとも前記第２スイッチを迂回するバイパス経路に設けられている請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の電源回路装置。
【請求項６】
前記電源システムでは、前記蓄電池に対して電気負荷（１５）と発電機（１４）とが並列に接続されており、
前記スイッチには、前記蓄電池と前記発電機との間における第１電気経路（Ｌ１）に設けられた第１スイッチ（２１）と、前記蓄電池と前記電気負荷との間における第２電気経路（Ｌ３）に設けられた第２スイッチ（２３）と、があり、
前記メカニカルリレーには、前記第１スイッチを迂回する第１バイパス経路に設けられた第１メカニカルリレー（ＲＥ１）と、前記第２スイッチを迂回する第２バイパス経路に設けられた第２メカニカルリレー（ＲＥ２）と、があり、
前記制御部は、前記電源システムの異常が判定された場合、前記第２メカニカルリレーの開閉状態の切り替えに要する時間を短くするように前記リレー駆動回路を制御する請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の電源回路装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１メカニカルリレーと前記第２メカニカルリレーとの間において、開閉状態が切り替えられるタイミングをずらす請求項６に記載の電源回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池が接続される電源システムに適用される電源回路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両に搭載される車載電源システムとして、電気負荷に対して接続される蓄電池を用い、電気負荷に対して電力を供給する構成が知られている。この場合、電気負荷と蓄電池との間の電気経路にスイッチが設けられており、スイッチの開閉により蓄電池の放電（電力供給）が制御される。また、スイッチ等に何らかの異常が生じたことに備えて、電気負荷と蓄電池との間の電気経路におけるスイッチを迂回するバイパス経路が設けられ、そのバイパス経路にメカニカルリレーが設けられている。
【０００３】
ところで、メカニカルリレーの閉鎖動作時には、可動接点と固定接点が当接することにより当接音が発生し、開放動作時には、可動接点と電磁コイルの鉄心と当接することにより当接音が発生する。そこで、特許文献１に記載されているリレー駆動回路を用いて、メカニカルリレーをゆっくり開閉動作させることにより、当接音を抑制させることが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８６８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車載電源システムでは、異常が発生した時に、回路を保護しつつ、電気負荷と蓄電池とを確実に接続するため、フェイルセーフ処理としてスイッチを開放させるとともにメカニカルリレーを閉鎖させている。このため、フェイルセーフ処理においては、当接音を抑制するよりも、メカニカルリレーを素早く閉鎖させることが求められている。しかしながら、特許文献１に記載されているリレー駆動回路を用いた場合、フェイルセーフ処理においてもゆっくり動作することとなり、そのまま採用するには問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、メカニカルリレーの当接音を目立たなくするとともに、適切な開閉動作を実行させることができる電源回路装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、第１の発明は、蓄電池が接続される電源システムに適用される電源回路装置において、前記電源システムにおいて前記蓄電池が接続される電気経路に設けられ、前記電気経路を通電又は通電遮断の状態とするスイッチと、前記スイッチを迂回するバイパス経路に設けられ、前記バイパス経路を通電又は通電遮断の状態とするメカニカルリレーと、前記メカニカルリレーの駆動コイルへの駆動電流を制御することにより、前記メカニカルリレーを開放状態又は閉鎖状態のいずれかにさせるリレー駆動回路と、前記リレー駆動回路を制御する制御部と、前記電源システムの異常判定を行う異常判定部と、を備え、前記制御部は、前記電源システムの異常が判定された場合に、前記電源システムの異常が判定されていない場合と比較して、前記メカニカルリレーの開閉状態の切り替えに要する時間を短くするように前記リレー駆動回路を制御することを要旨とする。
【０００８】
このため、電源システムの異常が判定された場合に、電源システムの異常が判定されていない場合と比較して、メカニカルリレーの開閉状態を早く切り替えることができる。その一方、電源システムの異常が判定されていない場合には、メカニカルリレーの開閉状態が遅く切り替えられるため、電源システムの異常が判定されている場合と比較して、当接音を抑制することができる。
【０００９】
第２の発明において、前記リレー駆動回路は、入力端子又は出力端子が前記駆動コイルに接続され、前記制御部により通電制御端子への通電及び通電遮断が行われる半導体スイッチと、前記入力端子又は前記出力端子と、前記半導体スイッチの前記通電制御端子とを接続する接続経路に設けられたコンデンサと、前記通電制御端子に接続される通電経路の経路抵抗を切替可能とする抵抗切替スイッチと、を有し、前記制御部は、前記電源システムの異常が判定されていない場合には、前記通電経路の経路抵抗を大きくした状態で前記通電制御端子への通電又は通電遮断を行い、前記電源システムの異常が判定された場合には、前記通電経路の経路抵抗を小さくした状態で前記通電制御端子への通電又は通電遮断を行うことを要旨とする。
【００１０】
コンデンサが通電制御端子と並列に接続されている場合、通電制御端子への通電を行っても（電圧を印加しても）、当該コンデンサの充電が完了するまで、通電制御端子における電圧の変化が抑制される。同様に、通電制御端子への通電遮断を行っても（電圧の印加を停止しても）、当該コンデンサの放電が完了するまで、通電制御端子における電圧の変化が抑制される。そして、通電制御端子に接続される通電経路の経路抵抗の大きさは、抵抗切替スイッチにより切り替え可能となっている。すなわち、コンデンサの充電又は放電が完了するまでの時間を、経路抵抗を切り替えることにより変更可能となっている。
【００１１】
このため、電源システムの異常が判定されていない場合には、通電経路の経路抵抗を大きくした状態で通電制御端子への通電又は通電遮断を行うことにより、経路抵抗が小さい場合と比較して、駆動コイルに流れる駆動電流をゆっくりと変化させて、メカニカルリレーの開閉状態をゆっくりと切り替えさせる。したがって、当接音を抑制することができる。
【００１２】
一方、電源システムの異常が判定された場合には、通電経路の経路抵抗を小さくした状態で通電制御端子への通電又は通電遮断を行うことにより、経路抵抗が大きい場合と比較して、駆動コイルに流れる駆動電流を素早く変化させて、メカニカルリレーの開閉状態を素早く切り替えさせる。以上により、電源システムの異常が判定された場合、電源システムの異常が判定されていない場合と比較して、メカニカルリレーの開閉状態を素早く切り替えることができる。
【００１３】
第３の発明において、前記リレー駆動回路は、入力端子又は出力端子が前記駆動コイルに接続され、前記制御部により通電制御端子への通電及び通電遮断が行われる半導体スイッチと、前記入力端子又は前記出力端子と、前記半導体スイッチの前記通電制御端子とを接続する接続経路に設けられたコンデンサと、前記接続経路に設けられたコンデンサ用スイッチと、を有し、前記制御部は、前記電源システムの異常が判定されていない場合には、前記コンデンサ用スイッチを閉鎖させた状態で前記通電制御端子への通電又は通電遮断を行い、前記電源システムの異常が判定された場合には、前記コンデンサ用スイッチを開放させた状態で前記通電制御端子への通電又は通電遮断を行うことを要旨とする。
【００１４】
コンデンサが通電制御端子と並列に接続されている場合、通電制御端子へ電圧を印加しても、当該コンデンサの充電が完了するまで、通電制御端子における電圧の変化が抑制される。同様に、通電制御端子への電圧の印加を停止しても、当該コンデンサの放電が完了するまで、通電制御端子における電圧の変化が抑制される。そして、通電制御端子にコンデンサを接続させるか否かは、コンデンサ用スイッチにより切り替え可能となっている。
【００１５】
このため、電源システムの異常が判定されていない場合には、コンデンサ用スイッチを閉鎖させた状態で通電制御端子への通電又は通電遮断を行うことにより、コンデンサ用スイッチが開放されている状態（コンデンサが接続されている場合）と比較して、駆動コイルに流れる駆動電流をゆっくりと変化させて、メカニカルリレーの開閉状態をゆっくりと切り替えさせる。したがって、当接音を抑制することができる。
【００１６】
一方、電源システムの異常が判定された場合には、コンデンサ用スイッチを開放させた状態で駆動コイルの状態を遷移させることにより、閉鎖されている場合と比較して、駆動コイルに流れる駆動電流を素早く変化させて、メカニカルリレーの開閉状態を素早く切り替えさせる。このため、電源システムの異常判定された場合、電源システムの異常判定されていない場合と比較して、メカニカルリレーの開閉状態を素早く切り替えることができる。
【００１７】
第４の発明において、前記リレー駆動回路は、入力端子又は出力端子が前記駆動コイルに接続され、前記制御部により通電制御端子への通電及び通電遮断が行われる半導体スイッチを有し、前記制御部は、パルス幅変調信号を前記通電制御端子に出力することにより、前記リレー駆動回路を制御するように構成されており、前記電源システムの異常が判定された場合には、前記電源システムの異常が判定されていない場合とは異なるデューティ比のパルス幅変調信号を出力することを要旨とする。
【００１８】
パルス幅変調信号を用いることにより、電磁力を間欠的に発揮させてメカニカルリレーを開閉させることができる。このため、電磁力を発揮させる割合を調整することにより、当接音を抑制することができる。パルス幅変調信号を用いて半導体スイッチの開閉状態を制御するため、リレー駆動回路の構成を簡略化することができる。
第５の発明において、前記電源システムでは、前記蓄電池に対して電気負荷と発電機とが並列に接続されており、前記スイッチには、前記蓄電池と前記発電機との間における第１電気経路に設けられた第１スイッチと、前記蓄電池と前記電気負荷との間における第２電気経路に設けられた第２スイッチと、があり、前記メカニカルリレーは、少なくとも前記第２スイッチを迂回するバイパス経路に設けられていることを要旨とする。
異常と判定された場合、蓄電池から電気負荷への電力供給を維持するため、第２スイッチを迂回するバイパス経路が素早く通電状態とされることが望ましい。このため、電源システムの異常判定された場合、少なくとも第２スイッチを迂回するバイパス経路に設けられるメカニカルリレーの開閉状態の切り替えに要する時間を短くして、蓄電池から電気負荷への電力供給を適切に行うことができるようにした。
【００１９】
第６の発明において、前記電源システムでは、前記蓄電池に対して電気負荷と発電機とが並列に接続されており、前記スイッチには、前記蓄電池と前記発電機との間における第１電気経路に設けられた第１スイッチと、前記蓄電池と前記電気負荷との間における第２電気経路に設けられた第２スイッチと、があり、前記メカニカルリレーには、前記第１スイッチを迂回する第１バイパス経路に設けられた第１メカニカルリレーと、前記第２スイッチを迂回する第２バイパス経路に設けられた第２メカニカルリレーと、があり、前記制御部は、前記電源システムの異常が判定された場合、前記第２メカニカルリレーの開閉状態の切り替えに要する時間を短くするように前記リレー駆動回路を制御することを要旨とする。
【００２０】
異常と判定された場合、蓄電池から電気負荷への電力供給を維持するため、第２バイパス経路が素早く通電状態とされることが望ましい。このため、電源システムの異常判定された場合、第２メカニカルリレーの開閉状態の切り替えに要する時間を短くして、蓄電池から電気負荷への電力供給を適切に行うことができるようにした。
【００２１】
第７の発明において、前記制御部は、前記第１メカニカルリレーと前記第２メカニカルリレーとの間において、開閉状態が切り替えられるタイミングをずらすことを要旨とする。
【００２２】
第１メカニカルリレーと第２メカニカルリレーとの間において、開閉状態が切り替えられるタイミングが同じであると、当接音が重なり、目立つこととなる。そこで、開閉状態が切り替えられるタイミングを異ならせて、当接音を目立たないようにした。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】車載電源システムを示す回路図。
【図２】メカニカルリレーの具体的な構成を示す図。
【図３】（ａ）は、ＩＧオン状態における通電状態を示す図、（ｂ）は、ＩＧオフ状態における通電状態を示す図、（ｃ）は、フェイルセーフ処理時における通電状態を示す図。
【図４】リレー駆動回路を示す回路図。
【図５】動作確認処理を示すフローチャート。
【図６】異常時閉鎖処理を示すフローチャート。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、電圧の変化を示すタイミングチャート。
【図８】リレー駆動回路を示す回路図。
【図９】リレー駆動回路を示す回路図。
【図１０】リレー駆動回路を示す回路図。
【図１１】別例の電源システムを示す電気回路図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。本実施形態では、エンジン（内燃機関）を駆動源として走行する車両において、当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源システムを具体化するものとしている。
【００２５】
図１に示すように、本車載電源システムは、蓄電池としての鉛蓄電池１１と、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１３や、電気負荷１５への給電が可能となっている。また、各蓄電池１１，１２に対しては回転電機１４による充電が可能となっている。本車載電源システムでは、回転電機１４に対して並列に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が接続されるとともに、電気負荷１５に対して並列に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が接続されている。
【００２６】
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。また、リチウムイオン蓄電池１２は、それぞれ複数の単電池を有してなる組電池として構成されている。これら各蓄電池１１，１２の定格電圧はいずれも同じであり、例えば１２Ｖである。
【００２７】
図示による具体的な説明は割愛するが、リチウムイオン蓄電池１２は、収容ケースに収容されて基板一体の電池ユニットＵとして構成されている。本実施形態では、電池ユニットＵにより「電源回路装置」が構成されている。図１では、電池ユニットＵを破線で囲んで示す。電池ユニットＵは、外部端子Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２を有しており、このうち外部端子Ｐ０に鉛蓄電池１１とスタータ１３が接続され、外部端子Ｐ１に回転電機１４が接続され、外部端子Ｐ２に電気負荷１５が接続されている。
【００２８】
回転電機１４は、３相交流モータや電力変換装置としてのインバータを有するモータ機能付き発電機であり、機電一体型のＩＳＧ（Integrated Starter Generator）として構成されている。回転電機１４は、エンジン出力軸や車軸の回転により発電（回生発電）を行う発電機能と、エンジン出力軸に回転力を付与する力行機能とを備えている。回転電機１４は、発電電力を各蓄電池１１，１２や電気負荷１５に供給する。
【００２９】
電気負荷１５には、供給電力の電圧が一定、又は所定範囲内で変動す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は被保護負荷ともいえる。また、電気負荷１５は電源失陥が許容されない負荷であるともいえる。
【００３０】
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。電気負荷１５として、電動ステアリング装置やブレーキ装置等の走行系アクチュエータが含まれていてもよい。
【００３１】
次に、電池ユニットＵについて説明する。電池ユニットＵには、ユニット内電気経路として、各外部端子Ｐ０，Ｐ１を繋ぐ電気経路Ｌ１と、電気経路Ｌ１上の接続点Ｎ１とリチウムイオン蓄電池１２とを繋ぐ電気経路Ｌ２とが設けられている。このうち電気経路Ｌ１にスイッチ２１が設けられ、電気経路Ｌ２にスイッチ２２が設けられている。回転電機１４の発電電力は、電気経路Ｌ１，Ｌ２を介して鉛蓄電池１１やリチウムイオン蓄電池１２に供給される。なお、鉛蓄電池１１からリチウムイオン蓄電池１２までの電気経路で言えば、外部端子Ｐ０と回転電機１４との接続点Ｎ１との間にスイッチ２１が設けられ、接続点Ｎ１よりもリチウムイオン蓄電池１２の側にスイッチ２２が設けられている。スイッチ２１が「第１スイッチ」に相当する。電気経路Ｌ１が、「第１電気経路」に相当する。
【００３２】
また、本実施形態の電池ユニットＵでは、電気経路Ｌ１，Ｌ２以外に、電気経路Ｌ１上の接続点Ｎ２（外部端子Ｐ０とスイッチ２１の間の点）と、外部端子Ｐ２と、を接続する電気経路Ｌ３を有している。電気経路Ｌ３により、鉛蓄電池１１から電気負荷１５への電力供給を可能とする経路が形成されている。電気経路Ｌ３（詳しくは接続点Ｎ２−接続点Ｎ４の間）には、スイッチ２３が設けられている。スイッチ２３が「第２スイッチ」に相当する。電気経路Ｌ３が、「第２電気経路」に相当する。
【００３３】
また、電池ユニットＵでは、電気経路Ｌ２の接続点Ｎ３（スイッチ２２とリチウムイオン蓄電池１２の間の点）と、電気経路Ｌ３上の接続点Ｎ４（スイッチ２３と外部端子Ｐ２の間の点）と、を接続する電気経路Ｌ４が設けられている。電気経路Ｌ４により、リチウムイオン蓄電池１２から電気負荷１５への電力供給を可能とする経路が形成されている。電気経路Ｌ４（詳しくは接続点Ｎ３−接続点Ｎ４の間）には、スイッチ２４が設けられている。
【００３４】
これら各スイッチ２１〜２４は、例えば２つ一組のＭＯＳＦＥＴ（半導体スイッチング素子）を備え、その２つ一組の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。こ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。なお、スイッチ２１〜２４として、ＭＯＳＦＥＴに代えて、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタ等を用いることも可能である。スイッチ２１〜２４としてＩＧＢＴやバイポーラトランジスタを用いた場合、上記の寄生ダイオードの代わりに、スイッチ２１〜２４のそれぞれに逆向きのダイオードを並列接続させてもよい。また、各スイッチ２１〜２４は、２つ一組のＭＯＳＦＥＴを複数備え、並列に接続させてもよい。
【００３５】
また、電池ユニットＵには、ユニット内のスイッチ２１，２３を介さずに、鉛蓄電池１１を回転電機１４及び電気負荷１５に接続可能とするバイパス経路Ｂ１，Ｂ２が設けられている。
【００３６】
バイパス経路Ｂ１の一端はユニット内部において電気経路Ｌ１上の接続点Ｎ２に接続され、他端はユニット内部において電気経路Ｌ１上の接続点Ｎ１に接続されている。バイパス経路Ｂ１には、バイパス経路Ｂ１を通電又は通電遮断の状態とするメカニカルリレーＲＥ１が設けられている。メカニカルリレーＲＥ１によって、バイパス経路Ｂ１を通電の状態にすれば、スイッチ２１がオフ（開放）されている状況下にあっても、バイパス経路Ｂ１を介して、回転電機１４から鉛蓄電池１１へ発電電力の供給が可能となっている。メカニカルリレーＲＥ１は、「第１メカニカルリレー」に相当する。また、バイパス経路Ｂ１は、「第１バイパス経路」に相当する。
【００３７】
バイパス経路Ｂ２の一端はユニット内部において電気経路Ｌ１上の接続点Ｎ２に接続され、他端はユニット内部において電気経路Ｌ３上の接続点Ｎ４に接続されている。バイパス経路Ｂ２には、バイパス経路Ｂ２を通電又は通電遮断の状態とするメカニカルリレーＲＥ２が設けられている。メカニカルリレーＲＥ２によって、バイパス経路Ｂ２を通電の状態にすれば、スイッチ２３がオフ（開放）されている状況下にあっても、バイパス経路Ｂ２を介して、鉛蓄電池１１から電気負荷１５への電力供給が可能となっている。このため、バイパス経路Ｂ２は、車載電源システムの停止状態下において電気負荷１５に対して暗電流を供給する暗電流経路ともいえる。メカニカルリレーＲＥ２は、「第２メカニカルリレー」に相当する。また、バイパス経路Ｂ２は、「第２バイパス経路」に相当する。
【００３８】
なお、バイパス経路Ｂ１，Ｂ２は、電気経路Ｌ１，Ｌ３上のスイッチ２１，２３を迂回するように、設けられている。このため、バイパス経路Ｂ１，Ｂ２は、フェイルセーフ処理の実施時に電気負荷１５に対して回転電機１４の発電電力を供給する経路ともいえる。
【００３９】
メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２は、例えば常閉式の有接点リレーである。これらのメカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２は、通電により励磁される駆動コイル３１ａ，３２ａと、駆動コイル３１ａ，３２ａの励磁に応じて移動する可動接点４３により開閉されるスイッチ部３１ｂ，３２ｂと、をそれぞれ有するリレーモジュールである。
【００４０】
駆動コイル３１ａ，３２ａの一端側は電源に接続されており、駆動コイル３１ａ，３２ａの他端側はリレー駆動回路３３，３４にそれぞれ接続されている。電源としては、例えば、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が利用される。リレー駆動回路３３，３４の作動により、駆動コイル３１ａ，３２ａが通電する。そして、駆動コイル３１ａ，３２ａの通電により、駆動コイル３１ａ，３２ａが励磁され、スイッチ部３１ｂ，３２ｂがそれぞれ開放される。リレー駆動回路３３，３４については後述する。
【００４１】
また、外部端子Ｐ０は、ヒューズ３５を介して鉛蓄電池１１に接続されている。また、外部端子Ｐ２は、ヒューズ３６を介して電気負荷１５と接続されている。また、接続点Ｎ２は、ヒューズ３７を介してメカニカルリレーＲＥ１と接続されている。
【００４２】
ここで、図２を用い、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の具体的な構成を説明する。本実施形態では、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２をいずれも同じ構成としているため、メカニカルリレーＲＥ１について例示して説明する。図２では、基板ＫにメカニカルリレーＲＥ１が実装された状態が示されている。
【００４３】
メカニカルリレーＲＥ１は、固定接点４１と、可動鉄片４２の先端に設けられた可動接点４３とを有している。可動鉄片４２は、戻りバネ４４により図の下方、すなわち可動接点４３を固定接点４１に押し当てる方向に付勢されている。可動鉄片４２の近接位置には駆動コイル４５が設けられている。基板Ｋとの関係で言えば、基板面に直交する方向に固定接点４１と可動接点４３とが並べて配置されており、可動鉄片４２の回動変位により、可動接点４３は基板Ｋに対して近づく又は離れる方向に変位する。図１に示すメカニカルリレーＲＥ１との対応関係で言えば、各接点４１，４３により図１のスイッチ部３１ｂが構成され、駆動コイル４５により駆動コイル３１ａが構成されている。
【００４４】
駆動コイル４５が通電遮断の状態である場合には、戻りバネ４４の付勢力により可動接点４３が固定接点４１に押し当てられた状態が維持される。これが、メカニカルリレーＲＥ１が閉鎖された状態である。また、駆動コイル４５が通電の状態である場合には、駆動コイル４５に生じる電磁力により可動鉄片４２が戻りバネ４４の付勢力に抗して図の上方に変位し、それに伴い可動接点４３が固定接点４１から離れる。これが、メカニカルリレーＲＥ１が開放された状態である。
【００４５】
なお、駆動コイル４５が通電の状態から通電遮断の状態となる場合、戻りバネ４４の付勢力により可動接点４３が固定接点４１側に移動して、固定接点４１に当接し、当接音が発生する。一方、駆動コイル４５が通電遮断の状態から通電の状態となる場合、駆動コイル４５に生じる電磁力により可動接点４３が駆動コイル４５側に移動して、駆動コイル４５の鉄心４５ａに当接し、当接音が発生する。
【００４６】
図１の説明に戻り、電池ユニットＵは、各スイッチ２１〜２４のオンオフ（開閉）や、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の駆動を制御する制御部５１を備えている。制御部５１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。
【００４７】
制御部５１は、各蓄電池１１，１２の蓄電状態等に基づいて、各スイッチ２１〜２４や、各メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２のオンオフを制御する。例えば、制御部５１は、車載電源システムの停止状態（すなわちイグニッションスイッチのオフ状態）において、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２をオフ（閉鎖）させるとともに、スイッチ２１〜２４をオフ（開放）させるように制御する。なお、以下では、車載電源システムの停止状態を、ＩＧオフ状態と示す。また、車載電源システムの稼働状態（すなわちイグニッションスイッチのオン状態）を、ＩＧオン状態と示す。
【００４８】
一方、制御部５１は、ＩＧオン状態において、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２をオン（開放）させるとともに、各スイッチ２１〜２４のオンオフを適宜制御する。その際、制御部５１は、スイッチ２３又はスイッチ２４の少なくともいずれかがオン（閉鎖）となるように、各スイッチ２１〜２４のオンオフを適宜制御する。すなわち、制御部５１は、電気負荷１５へ電力が供給され続けるように、各スイッチ２１〜２４のオンオフを適宜制御する。
【００４９】
具体的には、制御部５１は、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣ（残存容量：State Of Charge）を算出する。そして、制御部５１は、そのＳＯＣが所定の使用範囲内に維持されるように、各スイッチ２１〜２４のオンオフを制御して、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２の充電及び放電を制御する。すなわち、制御部５１は、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を実施する。
【００５０】
また、制御部５１は、電池ユニットＵに関する異常判定を行う。そして、制御部５１は、異常判定時においてフェイルセーフ処理として、スイッチ２１〜２４を強制的にオフ（開放）させるとともに、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２をオフ（閉鎖）させる制御を実施する。電池ユニットＵに関する異常としては、具体的には、リチウムイオン蓄電池１２の充放電に関する異常や、スイッチ２１〜２４に関する異常がある。
【００５１】
例えば、制御部５１は、電流センサや温度センサを用い、リチウムイオン蓄電池１２に過電流が流れていることや、リチウムイオン蓄電池１２の温度が過上昇していることを検出することにより、リチウムイオン蓄電池１２の充放電に関する異常を判定する。なお、リチウムイオン蓄電池１２の異常を、例えばスイッチ２２の開放時においてリチウムイオン蓄電池１２の出力電圧を検出することで判定してもよい。
【００５２】
また、制御部５１は、スイッチ２１〜２４を開放させているにもかかわらず、電気経路Ｌ１〜Ｌ４に電流が流れている場合、スイッチ２１〜２４等に異常が発生していると判定する。これにより、制御部５１は、電源システムの異常を判定する異常判定部としても機能する。
【００５３】
制御部５１には、例えばエンジンＥＣＵからなるＥＣＵ５２が接続されている。ＥＣＵ５２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されており、都度のエンジン運転状態や車両走行状態に基づいてエンジンの運転を制御する。制御部５１及びＥＣＵ５２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５１及びＥＣＵ５２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。なお、ＥＣＵ５２が、車載電源システムの異常（又は故障）を検出し、ＥＣＵ５２から制御部５１に異常が通知されてもよい。
【００５４】
次に、ＩＧオン状態中における電池ユニットＵの様子について説明する。図３（ａ）に示すように、スイッチ２２，２４がオン（閉鎖）、スイッチ２１，２３がオフ（開放）、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２がオン（開放）の状態になっている。そして、かかる状態において回転電機１４の発電が実施されていれば、リチウムイオン蓄電池１２に発電電力が供給されるとともに、電気負荷１５に発電電力が供給される。また、発電が実施されなくても、リチウムイオン蓄電池１２から、電気負荷１５に電力が供給される。
【００５５】
なお、ＩＧオン状態中におけるスイッチ２１〜２４のオンオフの状態は、図３（ａ）の状態に限らず、適宜変更される。また、ＩＧオン状態中、スイッチ２３又はスイッチ２４の少なくともいずれかがオン（閉鎖）となるように、各スイッチ２１〜２４のオンオフが適宜制御される。このため、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の少なくとも一方から、電気負荷１５への電力の供給が可能となっている。
【００５６】
次に、ＩＧオフ状態中における電池ユニットＵの様子について説明する。ＩＧオフ状態では、図３（ｂ）に示すように、スイッチ２１〜２４がオフ（開放）、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２がオフ（閉鎖）の状態になっている。かかる状態では、鉛蓄電池１１からバイパス経路Ｂ２を介して電気負荷１５に暗電流が供給される。
【００５７】
次に、ＩＧオン状態でフェイルセーフ処理が実行されている場合における電池ユニットＵの様子について説明する。図３（ｃ）に示すように、スイッチ２１〜２４がオフ（開放）、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２がオフ（閉鎖）の状態になっている。かかる状態において回転電機１４の発電が実施されていれば、バイパス経路Ｂ１を介して、鉛蓄電池１１に発電電力が供給されるとともに、バイパス経路Ｂ１，Ｂ２を介して、電気負荷１５に発電電力が供給される。また、発電が実施されなくても、鉛蓄電池１１から、バイパス経路Ｂ２を介して、電気負荷１５に電力（暗電流）が供給される。
【００５８】
ところで、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２は、電源から電力が安定的に供給されなくても、戻りバネ４４の付勢力により、閉鎖される。このため、リチウムイオン蓄電池１２の充放電に関する異常等、電池ユニットＵの異常に基づくフェイルセーフ処理において、確実に、バイパス経路Ｂ１，Ｂ２を閉鎖させることができる。その反面、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２は、開放又は閉鎖する場合に、当接音が発生する。すなわち、可動接点４３を固定接点４１に押し当てた際に、可動接点４３と固定接点４１との間で当接音が発生する。また、駆動コイル４５に生じる電磁力により可動鉄片４２が戻りバネ４４の付勢力に抗して変位した場合、可動鉄片４２が駆動コイル４５の鉄心４５ａに当接し、当接音が発生する。
【００５９】
これらの当接音は、周りの環境が静かな状況では目立ってしまう。例えば、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の動作確認（開閉確認）を、エンジン停止状態中に実行させる場合、目立つ可能性がある。そこで、リレー駆動回路３３，３４を以下のように構成し、当接音を目立たないようにしている。以下、詳しく説明する。なお、リレー駆動回路３３と、リレー駆動回路３４は同様の構成であるため、リレー駆動回路３３について説明し、リレー駆動回路３４についての説明を省略する。
【００６０】
図４に示すように、リレー駆動回路３３は、半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、コンデンサＣ１と、抵抗Ｒ１と、を有する。半導体スイッチＳＷ１の入力端子としてのソース端子は駆動コイル３１ａに接続され、出力端子としてのドレイン端子は、接地され、通電制御端子としてのゲート端子が制御部５１に接続されている。コンデンサＣ１は、ソース端子とゲート端子とを接続する接続経路Ｌ１１に設けられている。すなわち、コンデンサＣ１の一端は、半導体スイッチＳＷ１と駆動コイル３１ａとの間における接続点Ｎ１１と接続され、他端は半導体スイッチＳＷ１のゲート端子と制御部５１との間における接続点Ｎ１２と接続されている。
【００６１】
制御部５１と半導体スイッチＳＷ１のソース端子との間における通電経路Ｌ１２には、抵抗Ｒ１が設けられている。制御部５１は、通電経路Ｌ１２を介して半導体スイッチＳＷ１のソース端子に対して第１駆動信号を出力可能に構成されている。第１駆動信号が出力（オン）された場合には、通電経路Ｌ１２を介してソース端子に印加される電圧が所定電圧（例えば５Ｖ）となり、出力が停止（オフ）される場合には、印加される電圧が０Ｖとなる。これにより、制御部５１は、半導体スイッチＳＷ１のソース端子への通電及び通電遮断を行う。
【００６２】
また、通電経路Ｌ１２における接続点Ｎ１３（接続点Ｎ１２と抵抗Ｒ１との間における点）に、半導体スイッチＳＷ２のソース端子が接続されている。また、半導体スイッチＳＷ２のドレイン端子は、接地され、ゲート端子は制御部５１に接続されている。制御部５１は、半導体スイッチＳＷ２のソース端子に対して第２駆動信号を出力可能に構成されている。第２駆動信号が出力（オン）された場合には、半導体スイッチＳＷ２のソース端子に印加される電圧が所定電圧（例えば５Ｖ）となり、出力が停止（オフ）される場合には、印加される電圧が０Ｖとなる。これにより、制御部５１は、半導体スイッチＳＷ２のソース端子への通電及び通電遮断を行う。なお、駆動コイル３１ａの一端は、電源に接続されており、他端は、半導体スイッチＳＷ１に接続されている。
【００６３】
本実施形態では、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子―接続点Ｎ１３―抵抗Ｒ１―制御部５１における通電経路Ｌ１２、及び半導体スイッチＳＷ１のゲート端子―接続点Ｎ１３―半導体スイッチＳＷ２―接地における通電経路Ｌ１３が、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子に接続される通電経路に相当する。通電経路Ｌ１２と、通電経路Ｌ１３を比較した場合、抵抗Ｒ１が設けられている分、通電経路Ｌ１２の経路抵抗の方が、通電経路Ｌ１３の経路抵抗と比較して、大きいといえる。また、半導体スイッチＳＷ２が、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子に接続される通電経路の経路抵抗を切り替え可能とする抵抗切替スイッチに相当する。
【００６４】
次に、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を開閉動作させる際の具体的な処理について説明する。まず、動作確認処理について図５に基づき説明する。この動作確認処理は、ＩＧオン状態とすることを示す起動信号を入力した場合（起動信号の入力時）、制御部５１により実行される。すなわち、ＩＧオフ状態からＩＧオン状態に移行する際に、動作確認処理が実行される。
【００６５】
動作確認処理において、制御部５１は、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を閉鎖（オフ）させたままの状態で、各スイッチ２１〜２４等の動作確認を行う（ステップＳ１０１）。例えば、制御部５１は、各スイッチ２１〜２４を１つずつ開放させて、各電気経路Ｌ１〜Ｌ４の電流又は電圧に基づき、各スイッチ２１〜２４が正常にオンオフされているかを確認する。また、制御部５１は、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を閉鎖させたままの状態において、バイパス経路Ｂ１、Ｂ２の電流又は電圧に基づき、各スイッチ２１〜２４が正常にオフ（閉鎖）されているかを確認する。
【００６６】
そして、制御部５１は、ステップＳ１０１における動作確認が正常に行われたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。すなわち、制御部５１は、ステップＳ１０１における動作確認の結果に基づき、各スイッチ２１〜２４が正常にオンオフされ、かつ、各メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２が正常にオフされているか否かを判定する。
【００６７】
ステップＳ１０１における動作確認が正常に行われた場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、制御部５１は、スイッチ２１，２３をオン（閉鎖）させるように制御する（ステップＳ１０３）。つまり、各スイッチ２１〜２４が正常にオンオフされ、かつ、各メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２が正常にオフされていた場合、スイッチ２１，２３をオン（閉鎖）させる。これにより、電気経路Ｌ１，Ｌ３が通電の状態となる。
【００６８】
次に、制御部５１は、各メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２について１つずつ動作確認を行う。具体的には、制御部５１は、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の中から、動作確認するメカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を１つ決定する（ステップＳ１０４）。例えば、動作確認する順番を予め決めておき、その順番に従って、動作確認するメカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を１つ決定する。
【００６９】
制御部５１は、決定したメカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２をオン（開放）させるように、リレー駆動回路３３，３４を制御する（ステップＳ１０５）。具体的には、メカニカルリレーＲＥ１を開放させる場合、制御部５１は、通電経路Ｌ１２を介して第１駆動信号を出力し、リレー駆動回路３３の半導体スイッチＳＷ１のゲート端子への通電を行う（電圧を印加する）。制御部５１には、抵抗Ｒ１を介して、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子とコンデンサＣ１が並列に接続されている。このため、制御部５１が第１駆動信号を出力したとしても、コンデンサＣ１への充電が完了するまで、ゲート端子における電圧の急激な変化が抑制される。
【００７０】
そして、通電経路Ｌ１２には、抵抗Ｒ１が設けられており、抵抗Ｒ１が設けられていない場合（経路抵抗が小さい場合）と比較して、コンデンサＣ１への充電が完了するまでの時間が長くなる。すなわち、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子に印加される電圧は徐々に増加することとなる。これにより、半導体スイッチＳＷ１の抵抗変化をゆっくりさせ、駆動コイル３１ａへの駆動電流を徐々に増加させることが可能となる。したがって、駆動コイル３１ａの電磁力を徐々に増加させて、メカニカルリレーＲＥ１をゆっくりと開放状態にさせる。メカニカルリレーＲＥ２も同様である。
【００７１】
そして、制御部５１は、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２をオンに制御してから所定時間（例えば、１００ｍｓ）経過するまで待機する（ステップＳ１０６）。この時間を利用して、制御部５１は、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２が正常に開放されているか否かを確認可能に構成されている。
【００７２】
ここで、各メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の開放を確認するための構成について説明する。各メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２には、それぞれ図示しないチェック用端子が駆動コイル４５側に設けられている。正常に開放するのであれば（可動鉄片４２が駆動コイル４５側に移動するのであれば）、可動鉄片４２がチェック用端子と接続される。チェック用端子には、検出回路（電流検出回路又は電圧検出回路）が接続されており、検出回路は、チェック用端子を介して入力された電流又は電圧に基づき、正常に開放されたか否かを検出する。検出回路は、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２が正常に開放された場合（可動鉄片４２がチェック用端子に接続された場合）、その検出結果を通知する検出信号を制御部５１に出力する。なお、ステップＳ１０６の所定時間は、チャタリング時間よりも長く設定されている。つまり、可動接点４３が、駆動コイル４５の鉄心４５ａ、又はチェック用端子に当接することに基づく機械的振動がなくなるまでの時間よりも長く設定されている。
【００７３】
ここで、図５のフローチャートの説明に戻る。制御部５１は、所定時間経過後、開放したメカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２をオフ（閉鎖）させるように、リレー駆動回路３３，３４を制御する（ステップＳ１０７）。具体的には、メカニカルリレーＲＥ１を閉鎖させる場合、制御部５１は、通電経路Ｌ１２を介して出力される第１駆動信号の出力を停止し、リレー駆動回路３３の半導体スイッチＳＷ１のゲート端子への通電遮断を行う（電圧の印加を停止する）。制御部５１には、抵抗Ｒ１を介して、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子とコンデンサＣ１が並列に接続されている。このため、制御部５１が第１駆動信号の出力を停止しても（電圧の印加を停止しても）、コンデンサＣ１の放電が完了するまで、ゲート端子における電圧の急激な変化が抑制される。
【００７４】
そして、通電経路Ｌ１２には、抵抗Ｒ１が設けられており、抵抗Ｒ１が設けられていない場合（経路抵抗が小さい場合）と比較して、コンデンサＣ１の放電が完了するまでの時間が長くなる。すなわち、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子に印加される電圧は徐々に減少することとなる。これにより、半導体スイッチＳＷ１の抵抗変化をゆっくりさせ、駆動コイル３１ａへの駆動電流を徐々に減少させることが可能となる。したがって、駆動コイル３１ａの電磁力を徐々に減少させて、メカニカルリレーＲＥ１をゆっくりと閉鎖状態にさせる。メカニカルリレーＲＥ２も同様である。
【００７５】
そして、制御部５１は、ステップＳ１０６の処理中に入力した検出信号に基づき、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２が正常に開放されたか否かを判定する（ステップＳ１０８）。
【００７６】
正常に開放されたと判定した場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、制御部５１は、所定時間経過するまで待機する（ステップＳ１０９）。この所定時間は、チャタリング時間よりも長く設定されている。つまり、可動接点４３が、固定接点４１に当接することに基づく機械的振動がなくなるまでの時間よりも長く設定されている。
【００７７】
そして、制御部５１は、すべてのメカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の動作確認が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。すべてのメカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の動作確認が終了していない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、制御部５１は、ステップＳ１０４の処理に移行する。
【００７８】
一方、すべてのメカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の動作確認が終了した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、制御部５１は、動作確認処理を終了する。異常が検出されずに（すなわち、ステップＳ１１１の処理に移行せずに）、動作確認処理が終了すると、制御部５１は、スイッチ２１，２３を閉鎖（オン）した状態で、各メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を順番に開放（オン）させるようにリレー駆動回路３３，３４を制御する。例えば、メカニカルリレーＲＥ１を開放させる場合、制御部５１は、前述同様、通電経路Ｌ１２を介して第１駆動信号を出力し、リレー駆動回路３３の半導体スイッチＳＷ１のゲート端子への通電を行う（電圧を印加する）。これにより、前述同様、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２をゆっくりと開放させる。その際、メカニカルリレーＲＥ１を開放状態とさせるタイミングと、メカニカルリレーＲＥ２を開放状態とさせるタイミングがずれるように制御されることが望ましい。より具体的には、チャタリング時間よりも長く設定されている所定時間以上ずれることが望ましい。
【００７９】
制御部５１は、各メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を開放（オン）させた後、通常の（フェイルセーフ処理でない）ＩＧオン状態中の各種処理を実行し、各スイッチ２１〜２４を適宜制御する。例えば、制御部５１は、スタータ１３に電力を供給し、エンジンを稼働状態とさせる。また、例えば、回転電機１４の発電電力を鉛蓄電池１１やリチウムイオン蓄電池１２に充電させる。また、例えば、制御部５１は、異常を判定した場合には、フェイルセーフ処理への実行を決定する。
【００８０】
一方、正常でないと判定した場合（ステップＳ１０２又はステップＳ１０８：ＮＯ）、制御部５１は、フェイルセーフ処理に移行することを決定する（ステップＳ１１１）。この際、制御部５１は、すべてのメカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２のオフ（閉鎖）を維持するように制御する。その後、制御部５１は、動作確認処理を終了し、フェイルセーフ処理を実行する。
【００８１】
なお、本実施形態では、各スイッチ２１〜２４の動作確認及び各メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の動作確認を、ＩＧオン状態が開始する際に実行させていたが、ＩＧオン状態が終了してＩＧオフ状態に移行する際に、実行させてもよい。
【００８２】
また、ＩＧオン状態からＩＧオフ状態に移行させる場合、制御部５１は、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２をオフ（閉鎖）させるようにリレー駆動回路３３，３４を制御する。その際、前述同様、制御部５１は、第１駆動信号の出力を停止し、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子への通電遮断を行う（電圧の印加を停止する）ことにより、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を閉鎖させる。これにより、前述同様、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２をゆっくりと閉鎖させる。そして、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２をオフ（閉鎖）させた後、制御部５１は、各スイッチ２１〜２４をオフ（開放）させる。なお、メカニカルリレーＲＥ１を閉鎖状態とさせるタイミングと、メカニカルリレーＲＥ２を閉鎖状態とさせるタイミングがずれるように制御されることが望ましい。より具体的には、チャタリング時間よりも長く設定されている所定時間以上ずれることが望ましい。
【００８３】
次に、ＩＧオン状態においてフェイルセーフ処理を実行する際に、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を閉鎖させる異常時閉鎖処理について図６に基づき説明する。異常時閉鎖処理は、制御部５１によりＩＧオン状態中、所定周期ごとに実行される。
【００８４】
制御部５１は、ＩＧオン状態中、異常が判定された場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、フェイルセーフ処理の実行を決定し（ステップＳ２０２）、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を閉鎖させるようにリレー駆動回路３３，３４を制御する。具体的には、制御部５１は、第２駆動信号を出力し（ステップＳ２０３）、半導体スイッチＳＷ２のゲート端子への通電を行う（電圧を印加する）。これにより、半導体スイッチＳＷ２を閉鎖（オン）させ、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子を接地させる。すなわち、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子に接続される通電経路を、抵抗Ｒ１が設けられている通電経路Ｌ１２から、抵抗が設けられていない（通電経路Ｌ１２よりも経路抵抗が小さい）通電経路Ｌ１３に切り替えて、接地させる。
【００８５】
半導体スイッチＳＷ２のゲート端子には、コンデンサＣ１が接続されているため、コンデンサＣ１の放電が完了するまで、当該ゲート端子の電圧の変化が抑制される。しかしながら、半導体スイッチＳＷ１に接続される通電経路が、経路抵抗の小さい通電経路Ｌ１３に切り替えられた状態で、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子への通電遮断が行われる（接地される）。このため、経路抵抗の大きい通電経路Ｌ１２を介して通電遮断が行われた場合と比較して、コンデンサＣ１の放電に係る時間が短くなる。具体的には、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子の電圧が即時に（接地と同時に）下がり、半導体スイッチＳＷ１が開放（オフ）される。
【００８６】
これにより、駆動コイル３１ａへの駆動電流が遮断され、駆動コイル３１ａの状態が励磁状態から非励磁状態に遷移する。それに伴い電磁力もなくなり、メカニカルリレーＲＥ１が戻りバネ４４の付勢力により、閉鎖（オフ）される。メカニカルリレーＲＥ２の場合も同様である。これにより、異常が判定された場合には、異常と判定されていない場合と比較して、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を素早く閉鎖させ、バイパス経路Ｂ１，Ｂ２を通電の状態とすることが可能となる。
【００８７】
なお、本実施形態では、異常が判定された場合、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を同時に閉鎖させていたが、閉鎖させるタイミングをずらしてもよい。その際、メカニカルリレーＲＥ２を先に閉鎖させることが望ましい。これにより、電気負荷１５への電力供給を安定して実行することが可能となる。また、当接音をずらすことにより、目立たなくすることができる。また、異常が判定されなかった場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、異常時閉鎖処理を終了する。
【００８８】
次に、メカニカルリレーＲＥ１を開閉させる際のゲート端子の電圧変化について図７に基づき説明する。
【００８９】
まず、半導体スイッチＳＷ２を開放（オフ）させている状態で、制御部５１が第１駆動信号を出力し、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子への通電を行う（電圧を印加する）場合について、図７（ａ）に基づき説明する。
【００９０】
制御部５１が、通電経路Ｌ１２を介して第１駆動信号を出力すると、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１の影響により、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子の電圧の変化が抑制される。すなわち、第１駆動信号の出力に基づく電圧変化と比較して、ゲート端子の電圧がゆっくりと増加する。これにより、半導体スイッチＳＷ１の抵抗変化が抑制され、駆動コイル３１ａへの電流がゆっくりと増加することとなる。なお、コンデンサＣ１の容量と、抵抗Ｒ１の抵抗値により、コンデンサＣ１の充電が完了するまでの時間が調整可能となっている。
【００９１】
次に、半導体スイッチＳＷ２を開放（オフ）させている状態で、制御部５１が第１駆動信号の出力を停止し、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子への通電を遮断する（電圧の印加を停止する）場合について、図７（ｂ）に基づき説明する。
【００９２】
制御部５１が、第１駆動信号の出力を停止すると、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１の影響により、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子の電圧の変化が抑制される。すなわち、第１駆動信号の停止に基づく電圧変化と比較して、ゲート端子の電圧がゆっくりと減少する。これにより、半導体スイッチＳＷ１の抵抗変化が抑制され、駆動コイル３１ａへの電流がゆっくりと減少することとなる。なお、コンデンサＣ１の容量と、抵抗Ｒ１の抵抗値により、コンデンサＣ１の放電が完了するまでの時間が調整可能となっている。
【００９３】
次に、駆動コイル３１ａに駆動電流が流れている場合、すなわち、半導体スイッチＳＷ１が閉鎖（オン）されている場合に、第２駆動信号を出力して、半導体スイッチＳＷ２を閉鎖（オン）させる場合について図７（ｃ）に基づき説明する。
【００９４】
制御部５１が、第２駆動信号を出力すると、制御部５１からの出力（電圧の印加）に応じて、半導体スイッチＳＷ２のゲート端子へ電圧が印加され、即時に閉鎖される。これにより、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子が通電経路Ｌ１３を介して接地される。つまり、通電経路Ｌ１２と比較して、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子から接地されるまでの経路抵抗がきわめて小さくなった状態で接地される。このため、コンデンサＣ１の放電が完了する時間がきわめて短くなる。その結果、半導体スイッチＳＷ２が閉鎖されると、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子への通電が即時に遮断され（電圧の印加が停止され）、駆動コイル３１ａへの駆動電流が遮断される。以上により、半導体スイッチＳＷ２に電圧を印加することにより、通電経路Ｌ１２を介してゲート端子への電圧の印加を停止させる場合と比較して、素早く半導体スイッチＳＷ１を開放させることができる。
【００９５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００９６】
制御部５１は、異常が判定された場合、異常が判定されていない場合と比較して、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の開閉状態の切り替えるに要する時間を短くするように、リレー駆動回路３３，３４を制御する。このため、車載電源システムの異常が判定された場合、車載電源システムの異常が判定されていない場合と比較して、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の開閉状態を早く切り替えることができる。その一方、車載電源システムの異常が判定されていない場合には、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の開閉状態が遅く切り替えられるため、車載電源システムの異常が判定されている場合と比較して、当接音を抑制することができる。
【００９７】
コンデンサＣ１が半導体スイッチＳＷ１のゲート端子に接続されている場合、当該コンデンサＣ１の充電が完了するまで、ゲート端子における電圧の変化が抑制される。同様に、ゲート端子への電圧の印加を停止しても、当該コンデンサＣ１の放電が完了するまで、ゲート端子における電圧の変化が抑制される。そして、半導体スイッチＳＷ２によって、ゲート端子に接続される通電経路Ｌ１２，Ｌ１３を切り替えて、ゲート端子に接続される通電経路の経路抵抗の大きさを切り替え可能となっている。すなわち、コンデンサＣ１の放電が完了するまでの時間を、経路抵抗を切り替えることにより変更可能となっている。
【００９８】
このため、異常が判定されていない場合には、通電経路の経路抵抗を大きくした状態（通電経路Ｌ１２と接続させた状態）で、第１駆動信号の出力及び出力停止を行い、ゲート端子への通電又は通電遮断を行う。これにより、経路抵抗が小さい場合（通電経路Ｌ１３と接続させた状態）と比較して、駆動コイル３１ａ，３２ａに流れる駆動電流をゆっくりと変化させて、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の開閉状態をゆっくりと切り替えさせることができる。したがって、当接音を抑制することができる。
【００９９】
一方、異常が判定された場合には、第２駆動信号を出力し、通電経路の経路抵抗を小さくした状態でゲート端子への通電遮断を行わせる。これにより、経路抵抗が大きい場合と比較して、駆動コイル３１ａ，３２ａに流れる駆動電流を素早く変化させて、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の開閉状態を素早く切り替えさせる。以上により、異常が判定された場合、異常が判定されていない場合と比較して、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の開閉状態を素早く切り替えることができる。
【０１００】
異常と判定された場合、鉛蓄電池１１から電気負荷１５への電力供給を維持するため、バイパス経路Ｂ２が素早く通電状態とされることが望ましい。このため、異常が判定された場合、異常と判定がされていない場合と比較して、メカニカルリレーＲＥ２の開閉状態の切り替えるに要する時間を短くして、鉛蓄電池１１から電気負荷１５への電力供給を適切に行うことができるようにした。
【０１０１】
メカニカルリレーＲＥ１とメカニカルリレーＲＥ２との間において、開閉状態が切り替えられるタイミングが同じであると、当接音が重なり、目立つこととなる。そこで、開閉状態が切り替えられるタイミングを異ならせるようにした。これにより、当接音を目立たないようにすることができる。
【０１０２】
制御部５１は、半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２のいずれかのゲート端子への電圧を制御すれば（すなわち、第１駆動信号と第２駆動信号の出力を制御すれば）、通電経路Ｌ１２，Ｌ１３を切り替えて、半導体スイッチＳＷ１の開閉を制御することができる。このため、複数のスイッチの開閉を制御する場合と比較して、制御が簡単となる。
【０１０３】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態におけるリレー駆動回路３３，３４に変更を加えている。以下、図８に基づき説明する。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【０１０４】
第２実施形態のリレー駆動回路３３は、半導体スイッチＳＷ１と、コンデンサＣ１と、抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ１と直列に接続されているコンデンサ用スイッチＳＷ３と、を有する。コンデンサ用スイッチＳＷ３は、接続経路Ｌ１１に設けられている。すなわち、コンデンサＣ１の一端は、コンデンサ用スイッチＳＷ３を介して、半導体スイッチＳＷ１と駆動コイル３１ａとの間における接続点Ｎ１１と接続され、他端は半導体スイッチＳＷ１のゲート端子と制御部５１との間における接続点Ｎ１２と接続されている。コンデンサ用スイッチＳＷ３は、例えば、半導体スイッチである。なお、制御部５１は、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子に対して所定電圧の第１駆動信号を出力可能に構成されている。また、駆動コイル３１ａの一端は、電源に接続されており、他端は、半導体スイッチＳＷ１に接続されている。また、リレー駆動回路３４の構成も同様である。
【０１０５】
異常が判定されていない状況（例えば、動作確認処理の実行中や、ＩＧオフ状態からＩＧオン状態に移行させる場合）において、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を開放させる場合について説明する。この場合、制御部５１は、コンデンサ用スイッチＳＷ３を閉鎖（オン）させた状態で、第１駆動信号を出力する。制御部５１には、抵抗Ｒ１を介して、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子とコンデンサＣ１が並列に接続されているため、第１実施形態と同様に、ゲート端子の電圧は、ゆっくり変化することとなる。したがって、異常が判定されていない場合、異常が判定された場合と比較して、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を開放させる際の当接音を抑制することができる。
【０１０６】
次に、異常が判定されていない状況（例えば、動作確認処理の実行中や、ＩＧオン状態からＩＧオフ状態に移行させる場合）において、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を閉鎖させる場合について説明する。この場合、制御部５１は、コンデンサ用スイッチＳＷ３を閉鎖（オン）させた状態で、第１駆動信号の出力を停止する。制御部５１には、抵抗Ｒ１を介して、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子とコンデンサＣ１が並列に接続されているため、第１実施形態と同様に、ゲート端子の電圧は、ゆっくり変化することとなる。したがって、異常が判定されていない場合、異常が判定された場合と比較して、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を閉鎖させる際の当接音を抑制することができる。
【０１０７】
異常が判定されてフェイルセーフ処理の実行が決定され、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を閉鎖させる場合について説明する。この場合、制御部５１は、まず、コンデンサ用スイッチＳＷ３を開放（オフ）させる。そして、制御部５１は、コンデンサ用スイッチＳＷ３を開放させた状態で、第１駆動信号の出力を停止する。ゲート端子には、コンデンサＣ１が接続されていないため、ゲート端子への電圧の印加を停止すると、コンデンサＣ１が接続されていない場合と比較して、素早くゲート電圧の電圧を下げることができる。したがって、異常が判定された場合、異常が判定されていない場合と比較して、駆動コイル３１ａ，３２ａの状態を遷移させる時間（遷移に要する時間）を短くして、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を素早く閉鎖させることができる。
【０１０８】
以上詳述した第２実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【０１０９】
コンデンサＣ１がゲート端子に接続されている場合、第１駆動信号を出力しても、当該コンデンサＣ１の充電が完了するまで、ゲート端子における電圧の変化が抑制される。同様に、第１駆動信号の出力を停止しても、当該コンデンサＣ１の放電が完了するまで、ゲート端子における電圧の変化が抑制される。そして、ゲート端子にコンデンサＣ１を接続させるか否かは、コンデンサ用スイッチＳＷ３により切り替え可能となっている。
【０１１０】
そこで、異常が判定されていない場合には、コンデンサ用スイッチＳＷ３を閉鎖させた状態で、第１駆動信号の出力及び出力停止を行うことによりゲート端子への通電又は通電遮断を行うこととした。これにより、コンデンサ用スイッチＳＷ３が開放されている状態（コンデンサＣ１が接続されている場合）と比較して、駆動コイル３１ａ，３２ａに流れる駆動電流をゆっくりと変化させて、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の開閉状態をゆっくりと切り替えさせることができる。したがって、当接音を抑制することができる。
【０１１１】
一方、異常が判定された場合には、コンデンサ用スイッチＳＷ３を開放させた状態で、第１駆動信号の出力停止を行い、ゲート端子への通電遮断を行うこととした。これにより、閉鎖されている場合と比較して、駆動コイル３１ａ，３２ａに流れる駆動電流を素早く変化させて、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の開閉状態を素早く切り替えさせる。このため、電源システムの異常が判定された場合、電源システムの異常が判定されていない場合と比較して、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の開閉状態を素早く切り替えることができる。したがって、フェイルセーフ処理において、バイパス経路Ｂ１，Ｂ２を素早く通電状態とすることができる。
【０１１２】
（第３実施形態）
第３実施形態では、リレー駆動回路３３，３４に変更を加えるとともに、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子への電圧の印加方法に変更を加えている。以下、図９に基づき説明する。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【０１１３】
第３実施形態のリレー駆動回路３３は、半導体スイッチＳＷ１を有する。半導体スイッチＳＷ１のソース端子は駆動コイル３１ａに接続され、ドレイン端子は、接地され、ゲート端子が制御部５１に接続されている。なお、ゲート端子と制御部５１との間には、抵抗Ｒ１が接続されているが、接続されていなくてもよい。駆動コイル３１ａの一端は、電源に接続されており、他端は、半導体スイッチＳＷ１に接続されている。リレー駆動回路３４の構成も同様である。
【０１１４】
そして、第３実施形態において、制御部５１は、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子にパルス幅変調信号（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）を出力可能に構成されている。ＰＷＭ信号は、所定周期ごとにオンオフを繰り返すとともに、パルス幅（デューティ比）を変化させることが可能な信号のことである。ＰＷＭ信号をゲート端子に入力することにより、単位時間あたりにおいて、半導体スイッチＳＷ１が閉鎖及び開放する時間（割合）を調整して、駆動コイル３１ａ，３２ａが通電及び通電遮断の状態となる時間（割合）を調整することができる。すなわち、ＰＷＭ信号により、駆動コイル３１ａ，３２ａが励磁状態及び非励磁状態となる時間（割合）を調整することが可能となる。
【０１１５】
異常が判定されていない状況（例えば、動作確認処理の実行中や、ＩＧオフ状態からＩＧオン状態に移行させる場合）において、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を開放させる場合について説明する。この場合、制御部５１は、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子にＰＷＭ信号を出力する。開放させる場合において出力するＰＷＭ信号のデューティ比は、駆動コイル３１ａ，３２ａが、戻りバネ４４の付勢力よりも大きな電磁力を発揮できる程度に設定される。つまり、電磁力が発揮される時間が発揮されない時間よりも長くなるように設定される。このＰＷＭ信号を出力して開放させることにより、駆動コイル３１ａ，３２ａが常に励磁状態とならないため、常に電圧を印加する場合と比較して、当接音を抑制することができる。なお、開放された後、ゲート端子に常に電圧を印加する。より詳しくは、ＰＷＭ信号を出力してから所定時間経過後、又は電圧又は電流に基づきチェック用端子への接続が確認された後、常に電圧を印加する。
【０１１６】
異常が判定されていない状況（例えば、動作確認処理の実行中や、ＩＧオン状態からＩＧオフ状態に移行させる場合）において、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を閉鎖させる場合について説明する。この場合、制御部５１は、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子にＰＷＭ信号を出力する。閉鎖させる場合において出力するＰＷＭ信号のデューティ比は、駆動コイル３１ａ，３２ａが、戻りバネ４４の付勢力よりも小さな電磁力を発揮できる程度に設定される。つまり、電磁力が発揮される時間が発揮されない時間よりも短くなるように設定される。このＰＷＭ信号を出力して閉鎖させることにより、駆動コイル３１ａ，３２ａが常に非励磁状態とならないため、常に電圧を印加しない場合と比較して、当接音を抑制することができる。なお、閉鎖された後、ゲート端子への電圧の印加を停止する。より詳しくは、ＰＷＭ信号を出力してから所定時間経過後、又は電圧又は電流に基づき固定接点４１への接続が確認された後、電圧の印加を停止する。
【０１１７】
異常が判定され、フェイルセーフ処理の実行が決定された状況において、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を閉鎖させる場合について説明する。この場合、制御部５１は、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子への電圧の印加を完全に停止する。すなわち、異常が判定された場合、異常判定されていない場合とは異なるデューティ比のＰＷＭ信号を出力する。これにより、ＰＷＭ信号を出力しつつ閉鎖させる場合と比較して、素早くメカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を閉鎖させることができる。なお、異常が判定された場合、異常が判定されていない場合と比較して、デューティ比の小さい（パルス幅が狭い）ＰＷＭ信号を出力して閉鎖させるようにしてもよい。
【０１１８】
以上詳述した第３実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【０１１９】
異常が判定されていない場合、ＰＷＭ信号を用いてメカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を開閉させる。すなわち、電磁力を間欠的に発揮させてメカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を開閉させる。このため、閉閉動作させる際の可動鉄片４２の回動速度を調整して、当接音を抑制することができる。また、ＰＷＭ信号を用いて半導体スイッチＳＷ１の開閉状態を制御するため、リレー駆動回路３３，３４の構成を簡略化することができる。
【０１２０】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【０１２１】
・メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２として、常開式のメカニカルリレーを用いることも可能である。この場合、第１実施形態のリレー駆動回路３３，３４は、図１０のように構成すればよい。すなわち、リレー駆動回路３３は、半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ４と、コンデンサＣ１と、抵抗Ｒ１と、を有する。通電経路Ｌ１２における接続点Ｎ１３に、半導体スイッチＳＷ４のドレイン端子が接続されている。また、半導体スイッチＳＷ４のソース端子は、電源に接続され、ゲート端子は制御部５１に接続されている。
【０１２２】
図９のリレー駆動回路３３では、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子―接続点Ｎ１３―抵抗Ｒ１―制御部５１における通電経路Ｌ１２、及び半導体スイッチＳＷ１のゲート端子―接続点Ｎ１３―半導体スイッチＳＷ４―電源における通電経路Ｌ１４が、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子に接続される通電経路に相当する。通電経路Ｌ１２と、通電経路Ｌ１４を比較した場合、抵抗Ｒ１が設けられている分、通電経路Ｌ１２の経路抵抗の方が、通電経路Ｌ１３の経路抵抗と比較して、大きいといえる。また、半導体スイッチＳＷ４が、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子に接続される通電経路の経路抵抗を切り替え可能とする抵抗切替スイッチに相当する。
【０１２３】
そして、異常が判定された場合、制御部５１は、第２駆動信号を出力し、半導体スイッチＳＷ４のゲート端子への通電を行い（電圧を印加し）、半導体スイッチＳＷ４を閉鎖（オン）させる。これにより、通電経路Ｌ１４を介して、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子に電源を接続させる（通電を行う）。すなわち、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子に接続される通電経路を、抵抗Ｒ１が設けられている通電経路Ｌ１２から、抵抗が設けられていない（通電経路Ｌ１２よりも経路抵抗が小さい）通電経路Ｌ１４に切り替えて、通電を行う。
【０１２４】
半導体スイッチＳＷ４のゲート端子には、コンデンサＣ１が接続されているため、コンデンサＣ１の充電が完了するまで、当該ゲート端子の電圧の変化が抑制される。しかしながら、半導体スイッチＳＷ１に接続される通電経路が、経路抵抗の小さい通電経路Ｌ１４に切り替えられた状態で、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子への通電が行われるため、コンデンサＣ１の充電に係る時間が短くなる。具体的には、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子の電圧が即時に上がり、半導体スイッチＳＷ１が閉鎖（オン）される。
【０１２５】
これにより、駆動コイル３１ａへの駆動電流が流れ、駆動コイル３１ａの状態が非励磁状態から励磁状態に遷移する。それに伴い電磁力が発生し、メカニカルリレーＲＥ１が戻りバネ４４の付勢力に逆らって、閉鎖（オン）される。
【０１２６】
・上記実施形態では、外部端子Ｐ０に鉛蓄電池１１とスタータ１３とが接続され、外部端子Ｐ１に回転電機１４が接続され、外部端子Ｐ２に電気負荷１５が接続された電源システムに適用したが、その他の電源システムに適用してもよい。例えば、発電機としてのオルタネータ７０に対して各蓄電池１１，１２が並列に接続されるとともに、電気負荷１５に対して各蓄電池１１，１２が並列に接続される電源システムに適用してもよい。
【０１２７】
この電源システムについて詳しく説明する。図１１に示すように、電池ユニットＵの外部端子Ｐ０に鉛蓄電池１１と、発電機としてのオルタネータ７０と、スタータ１３などが接続され、外部端子Ｐ１に電気負荷１５などが接続される。電池ユニットＵ内において、外部端子Ｐ０，Ｐ１との間の電気経路Ｌ１に、スイッチ２１が設けられ、リチウムイオン蓄電池１２と外部端子Ｐ１との電気経路Ｌ２に、スイッチ２２が設けられる。また、電池ユニットＵには、スイッチ２１を迂回するバイパス経路Ｂ１が設けられ、バイパス経路Ｂ１に、メカニカルリレーＲＥ１が設けられる。
【０１２８】
・駆動コイル３１ａ，３２ａと電源との間にリレー駆動回路３３，３４を設けてもよい。
【０１２９】
・接続経路Ｌ１１は、半導体スイッチＳＷ１のドレイン端子に接続されていたが、ソース端子に接続されていてもよい。
【０１３０】
・第３実施形態において、コンデンサ用スイッチＳＷ３は、接続点Ｎ１２とコンデンサＣ１との間に設けてもよい。
【０１３１】
・バイパス経路Ｂ２の一端は電気経路Ｌ１上の接続点Ｎ１（又は外部端子Ｐ１）に接続され、他端はユニット内部において電気経路Ｌ３上の接続点Ｎ４（又は外部端子Ｐ２）に接続されていてもよい。
【０１３２】
・上記実施形態では、鉛蓄電池１１を設けるとともに、リチウムイオン蓄電池１２を設ける構成としたが、これを変更してもよい。リチウムイオン蓄電池１２として、リチウムイオン蓄電池１２以外の高密度蓄電池、例えばニッケル−水素電池を用いてもよい。その他、蓄電池として、いずれも同じ蓄電池（例えば鉛蓄電池、又はリチウムイオン蓄電池等）を用いることも可能である。
【０１３３】
・各バイパス経路Ｂ１，Ｂ２において、２つ以上のメカニカルリレーを並列に設けることも可能である。この場合、各メカニカルリレーのオン・オフタイミングを互いに異ならせるとよい。
【０１３４】
・電源システムを、車両以外の用途で用いることも可能である。
・上記実施形態において、メカニカルリレーＲＥ１を半導体リレーに変更してもよい。
・上記実施形態において、バイパス経路Ｂ１及びメカニカルリレーＲＥ１を省いてもよい。この場合、電気経路Ｌ１を冗長化すること、例えば、電気経路Ｌ１を並列に構成することや、スイッチ２１を構成する２つ一組のＭＯＳＦＥＴを複数備え、並列に構成することが望ましい。
【０１３５】
・スタータ１３と共に、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷（電源失陥が許容される負荷）が接続されていてもよい。この電気負荷の具体例としては、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。
【０１３６】
・上記実施形態において、電源システムの異常が判定された場合に、異常が判定されていない場合と比較して、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の開閉状態の切り替えるに要する時間が短くなるのであれば、リレー駆動回路の構成や制御方法を変更してもよい。例えば、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２の開放動作を開始させた後、可動接点４３が鉄心４５ａ等と当接する直前において、瞬間的に駆動電流を遮断して、当接する速度を遅くし、当接音を抑制してもよい。閉鎖する場合も同様に、可動接点４３が固定接点４１等と当接する直前において、瞬間的に駆動電流を流して、当接する速度を遅くし、当接音を抑制してもよい。
【０１３７】
・上記第１実施形態において、通電経路Ｌ１２の経路抵抗が通電経路Ｌ１３の経路抵抗よりも大きいのであれば、通電経路Ｌ１３に抵抗を設けてもよい。
【０１３８】
・上記第３実施形態において、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２として、常開式のメカニカルリレーを用いることも可能である。この場合、異常が判定され、メカニカルリレーＲＥ１，ＲＥ２を閉鎖（オン）させる際、制御部５１は、半導体スイッチＳＷ１のゲート端子へ常に電圧を印加すればよい。また、異常が判定された場合、異常が判定されていない場合と比較して、デューティ比の大きい（パルス幅が広い）ＰＷＭ信号を出力して閉鎖させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１３９】
１１…鉛蓄電池、１２…リチウムイオン蓄電池、２１〜２４…スイッチ、３１ａ，３２ａ…駆動コイル、３３，３４…リレー駆動回路、５１…制御部、Ｂ１，Ｂ２…バイパス経路、Ｌ１〜Ｌ４…電気経路、ＲＥ１，ＲＥ２…メカニカルリレー。
【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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【図１１】
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