(57)【要約】【課題】スイッチのオン故障が生じても適正なる制御を実現する電源制御装置、及び電池ユニットを提供する。【解決手段】制御装置５０は、電圧源１１，１２，１３，１７からの通電が行われる通電経路Ｌ１，Ｌ２において直列接続された複数のスイッチＳ１，Ｓ２と、複数のスイッチＳ１，Ｓ２にそれぞれ並列接続されたダイオードＤ１，Ｄ２とを有し、それら複数のダイオードＤ１，Ｄ２には互いに逆向きになるように配置されたダイオードが含まれる開閉部２１，２２，３１，３２を備える電源システムに適用される。制御装置５０は、複数のスイッチＳ１，Ｓ２をオフにした状態で、複数のダイオードＤ１，Ｄ２のいずれかに電流が流れる異常状態であることを判定する判定部と、異常状態であると判定された場合に、電流が流れるダイオードに並列接続されたスイッチをオン状態に制御する制御部と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧源（１１，１２，１３，１７）からの通電が行われる通電経路（Ｌ１，Ｌ２）において直列接続された複数のスイッチ（Ｓ１，Ｓ２）と、前記複数のスイッチにそれぞれ並列接続されたダイオード（Ｄ１，Ｄ２）とを有し、それら複数のダイオードには互いに逆向きになるように配置されたダイオードが含まれる開閉部（２１，２２，３１，３２）を備える電源システムに適用される電源制御装置（５０）であって、
前記複数のスイッチをオフにした状態で、前記複数のダイオードのいずれかに電流が流れる異常状態であることを判定する判定部と、
前記異常状態であると判定された場合に、前記電流が流れるダイオードに並列接続された前記スイッチをオン状態に制御する制御部と、
を備える電源制御装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記開閉部における前記複数のスイッチのいずれかがオン故障したと判定することで、前記複数のダイオードのいずれかに電流が流れる異常状態であると判定する請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記開閉部における前記複数のスイッチのいずれかがオン故障したと判定した場合に、前記複数のダイオードのうち前記オン故障のスイッチに並列接続されたダイオードとは逆向きのダイオードに電流が流れると判定する請求項２に記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記異常状態であると判定された場合に、前記複数のスイッチを全てオン状態に制御する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項５】
前記通電経路において前記開閉部が複数並列に設けられる電源システムに適用され、
前記判定部は、前記複数の開閉部のうちいずれかにおいて前記異常状態であることを判定し、
前記制御部は、前記複数の開閉部のうちいずれかにおいて前記異常状態であると判定された場合に、前記異常状態でないと判定される前記開閉部において前記複数のスイッチをオン状態に制御する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項６】
前記電圧源として、前記開閉部の一端側に設けられる蓄電池（１１，１２）と、他端側に設けられる発電機（１３）とを備える電源システムに適用され、
前記判定部は、前記複数のスイッチをオフにした状態で前記発電機による発電が行われている発電期間において前記異常状態であることを判定する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項７】
前記電圧源として、前記開閉部の一端側に設けられる蓄電池（１１，１２）を備え、前記開閉部の他端側には電気負荷（１６）が接続される電源システムに適用され、
前記判定部は、前記複数のスイッチをオフにした状態で前記蓄電池から前記電気負荷への放電が行われている放電期間において前記異常状態であることを判定する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項８】
前記電圧源として、前記開閉部の一端側に設けられる蓄電池（１１，１２）と、他端側に設けられる発電機（１３，１７）とを備え、前記発電機はエンジンの回転により発電するものであり、前記エンジンの運転を停止させる停止指令に基づいて、前記開閉部における前記複数のスイッチがオフされる電源システムに適用され、
前記制御部は、前記異常状態であると判定されている状況下で前記停止指令が出された場合に、前記停止指令から前記発電機の発電が停止されるまでの期間において前記スイッチをオン状態に制御する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項９】
前記電圧源として、前記開閉部の一端側に設けられる蓄電池（１１，１２）を備え、前記開閉部の他端側には電気負荷（１６）が接続されており、エンジンの運転を停止させる停止指令に基づいて、前記開閉部における前記複数のスイッチがオフされる電源システムに適用され、
前記制御部は、前記異常状態であると判定されている状況下で前記停止指令が出された場合に、前記電気負荷への放電が停止されるまでの期間、又は前記電気負荷への暗電流供給が開始されるまでの期間であることを条件に、前記スイッチをオン状態に制御する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項１０】
前記電圧源として、前記開閉部の一端側及び他端側にそれぞれ設けられ互いに並列接続される第１蓄電池及び第２蓄電池を備え、エンジンの運転を停止させる停止指令に基づいて、前記開閉部における前記複数のスイッチがオフされる電源システムに適用され、
前記制御部は、前記異常状態であると判定されている状況下で前記停止指令が出された後に、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池との電圧差が所定以上であることを条件に、前記スイッチをオン状態に制御する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項１１】
前記電圧源として、互いに並列接続される第１蓄電池及び第２蓄電池を備えるとともに、それら第１蓄電池及び第２蓄電池の間の通電経路に前記開閉部として直列で設けられる第１開閉部及び第２開閉部を備え、それら第１開閉部及び第２開閉部の間の中間点に電気負荷（１６）が接続される電源システムに適用され、
前記判定部は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち前記第１蓄電池のみから前記電気負荷への放電が行われている放電期間において前記第２蓄電池の側の前記第２開閉部で前記異常状態となっていることを判定し、
前記制御部は、前記第２開閉部で前記異常状態であると判定された場合に、前記第２開閉部における前記スイッチをオン状態に制御する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項１２】
前記電圧源として、互いに並列接続される第１蓄電池及び第２蓄電池を備えるとともに、それら第１蓄電池及び第２蓄電池の間の通電経路に前記開閉部として直列で設けられる第１開閉部及び第２開閉部を備え、それら第１開閉部及び第２開閉部の間の中間点に発電機（１７）が接続される電源システムに適用され、
前記判定部は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち前記第１蓄電池のみに対して前記発電機の発電による充電が行われている充電期間において前記第２蓄電池の側の前記第２開閉部で前記異常状態となっていることを判定し、
前記制御部は、前記第２開閉部で前記異常状態であると判定された場合に、前記第２開閉部における前記スイッチをオン状態に制御する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項１３】
前記電圧源として、前記通電経路を通じての放電が可能な蓄電池（１１，１２）を備える電源システムに適用され、
前記異常状態であると判定された場合にその異常履歴をメモリ（５１）に記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記異常状態であると判定されている状況下で前記蓄電池が交換された場合に、その交換後において、前記メモリに記憶されている前記異常履歴に基づいて、前記電流が流れるダイオードに並列接続された前記スイッチをオン状態に制御する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項１４】
電圧源として第１蓄電池（１１）と第２蓄電池（１２）とを備える電源システムに適用される電池ユニット（Ｕ）であって、
前記第１蓄電池が接続される第１出力端子（Ｔ１）と、
前記電圧源からの電力供給により駆動される電気負荷（１６）及び発電機（１７）の少なくともいずれかが接続される第２出力端子（Ｔ２）と、
前記第２蓄電池と、
前記第１出力端子と前記第２出力端子とを接続する第１電気経路（Ｌ１）に設けられ、該第１電気経路を開放又は閉鎖する第１開閉部（２１，２２）と、
前記第１電気経路において前記第１開閉部よりも前記第２出力端子の側の接続点（Ｎ１）と前記第２蓄電池とを接続する第２電気経路（Ｌ２）に設けられ、該第２電気経路を開放又は閉鎖する第２開閉部（３１，３２）と、
前記第１開閉部及び前記第２開閉部の開閉を制御する制御装置（５０）と、
を備え、
前記第１開閉部及び前記第２開閉部は、直列接続された複数のスイッチ（Ｓ１，Ｓ２）と、前記複数のスイッチにそれぞれ並列接続されたダイオード（Ｄ１，Ｄ２）とを有し、それら複数のダイオードには互いに逆向きになるように配置されたダイオードが含まれており、
前記制御装置は、前記複数のスイッチをオフにした状態で、前記複数のダイオードのいずれかに電流が流れる異常状態であることを判定する判定部と、前記異常状態であると判定された場合に、前記電流が流れるダイオードに並列接続された前記スイッチをオン状態に制御する制御部と、を有する電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載される電源システムに適用され、該電源システムに関する制御を実施する電源制御装置、及び電池ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄電池と発電機と電気負荷とを備える電源システムにおいて、蓄電池における充放電の制御を適正化する技術が各種提案されている。例えば、特許文献１に記載の技術では、発電機及び電気負荷に対して並列接続された第１蓄電池及び第２蓄電池を備える電源システムにおいて、発電機及び第１蓄電池と第２蓄電池との間の通電経路に、複数の半導体スイッチが、その半導体スイッチに存在する寄生ダイオードが逆向きになるよう直列に接続されている。この場合、全ての半導体スイッチをオフした状態では、互いに逆向きの半導体スイッチによって通電経路の通電が完全に遮断される。これにより、第２蓄電池の意図しない充電及び放電が回避されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３４４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、通電経路に設けられる各スイッチにおいてはオン故障が生じることが考えられる。例えば半導体スイッチは、接続状態の切り替え時に発生する過渡電流の熱等によって、スイッチのオン故障が生じる場合がある。そして、例えば特許文献１に記載の電源システムのように寄生ダイオードが逆向きに直列接続された半導体スイッチの一方がオン故障した場合には、両方の半導体スイッチをオフ制御したとしても、他方の正常な半導体スイッチの寄生ダイオードに電流が流れるといった事態が生じ得る。かかる場合、正常な半導体スイッチの寄生ダイオードに過剰な電流が流れるおそれがあり、正常な半導体スイッチまでも故障する懸念がある。
【０００５】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、スイッチのオン故障が生じても適正なる制御を実現する電源制御装置、及び電池ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の手段では、
電圧源（１１，１２，１３）からの通電が行われる通電経路（Ｌ１，Ｌ２）において直列接続された複数のスイッチ（Ｓ１，Ｓ２）と、前記複数のスイッチにそれぞれ並列接続されたダイオード（Ｄ１，Ｄ２）とを有し、それら複数のダイオードには互いに逆向きになるように配置されたダイオードが含まれる開閉部（２１，２２，３１，３２）を備える電源システムに適用される電源制御装置（５０）であって、
前記複数のスイッチをオフにした状態で、前記複数のダイオードのいずれかに電流が流れる異常状態であることを判定する判定部と、
前記異常状態であると判定された場合に、前記電流が流れるダイオードに並列接続された前記スイッチをオン状態に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記電源システムでは、通電経路に設けられた開閉部において、複数のスイッチが直列接続されるとともに、複数のスイッチにそれぞれダイオードが並列接続されており、それら複数のダイオードに互いに逆向きになるように配置されたダイオードが含まれている。これにより、複数のスイッチを全てオフ（開放）した状態において、開閉部における通電を完全に遮断することが可能となる。ただし上記構成では、複数のスイッチのいずれかがオン故障（閉故障）した場合に、開閉部において、オン故障したスイッチとそれとは別のスイッチ側のダイオードとを介して導通が生じることが考えられる。つまり、ダイオードに意図せず電流が流れることが考えられる。この場合、ダイオードにおける許容電流によっては過剰な電流が流れることに起因して破損が生じる懸念がある。
【０００８】
この点、複数のスイッチをオフにした状態で、複数のダイオードのいずれかに電流が流れる異常状態であることを判定し、その異常状態であると判定された場合に、電流が流れるダイオードに並列接続されたスイッチをオン状態に制御するようにした。これにより、開閉部において複数のスイッチのいずれかがオン故障しても、ダイオードに過剰な電流が流れることが抑制され、破損等の不都合を抑制できる。
【０００９】
第２の手段では、前記判定部は、前記開閉部における前記複数のスイッチのいずれかがオン故障したと判定することで、前記複数のダイオードのいずれかに電流が流れる異常状態であると判定する。
【００１０】
開閉部における複数のスイッチをオフにした状態では、複数のスイッチのいずれかがオン故障した場合に複数のダイオードのいずれかに電流が流れる。したがって、スイッチのオン故障の有無を判定することで、ダイオードに意図せず電流が流れる異常状態を適正に判定できる。
【００１１】
第３の手段では、前記判定部は、前記開閉部における前記複数のスイッチのいずれかがオン故障したと判定した場合に、前記複数のダイオードのうち前記オン故障のスイッチに並列接続されたダイオードとは逆向きのダイオードに電流が流れると判定する。
【００１２】
上記構成によれば、オン故障したスイッチに基づいて、意図せず電流が流れたダイオードを特定できることから、開閉部の各スイッチのうちいずれをオンすべきかを適正に把握できる。
【００１３】
第４の手段では、前記制御部は、前記異常状態であると判定された場合に、前記複数のスイッチを全てオン状態に制御する。
【００１４】
上記構成によれば、ダイオードに意図せず電流が流れる場合に、電流が流れるダイオードに並列接続されたスイッチに加え、開閉部における他のスイッチ、すなわちオン故障したスイッチを含む他のスイッチがオン状態に制御される。この場合、オン故障したスイッチがオン状態に制御されることで、当該スイッチのオン抵抗が低減されることがあると考えられ、そのオン抵抗の低減によりスイッチにかかる負担を軽減することができる。
【００１５】
第５の手段では、前記通電経路において前記開閉部が複数並列に設けられる電源システムに適用され、前記判定部は、前記複数の開閉部のうちいずれかにおいて前記異常状態であることを判定し、前記制御部は、前記複数の開閉部のうちいずれかにおいて前記異常状態であると判定された場合に、前記異常状態でないと判定される前記開閉部において前記複数のスイッチをオン状態に制御する。
【００１６】
上記構成によれば、複数の開閉部のうちいずれかにおいてダイオードに意図せず電流が流れる場合に、複数の開閉部それぞれにおいて各スイッチがオン状態に制御される。この場合、開閉部を含む経路で意図せず電流が流れても、複数の開閉部のうち異常状態となった側の開閉部に電流が集中的に流れることを抑制できる。これにより、異常状態となった側の開閉部において、正常状態のスイッチで共連れ故障が生じることを抑制できる。
【００１７】
第６の手段では、前記電圧源として、前記開閉部の一端側に設けられる蓄電池（１１，１２）と、他端側に設けられる発電機（１３）とを備える電源システムに適用され、前記判定部は、前記複数のスイッチをオフにした状態で前記発電機による発電が行われている発電期間において前記異常状態であることを判定する。
【００１８】
開閉部における複数のスイッチをオフにした状態で発電機による発電が行われる場合には、開閉部を介しての発電機から蓄電池への通電が停止されている。そして、この状況下で、複数のスイッチのいずれかでオン故障が生じると、複数のダイオードのいずれかに電流が流れる異常状態となる。つまり、発電機の発電期間においては、開閉部におけるダイオードに意図せず電流が流れることを適正に判定できる。
【００１９】
第７の手段では、前記電圧源として、前記開閉部の一端側に設けられる蓄電池を備え、前記開閉部の他端側には電気負荷（１６）が接続される電源システムに適用され、前記判定部は、前記複数のスイッチをオフにした状態で前記蓄電池から前記電気負荷への放電が行われている放電期間において前記異常状態であることを判定する。
【００２０】
複数のスイッチをオフにした状態で蓄電池から電気負荷への放電が行われる場合には、開閉部を介しての蓄電池から電気負荷への通電が停止されている。そして、この状況下で、複数のスイッチのいずれかでオン故障が生じると、複数のダイオードのいずれかに電流が流れる異常状態となる。つまり、電気負荷の放電期間においては、開閉部におけるダイオードに意図せず電流が流れることを適正に判定できる。
【００２１】
第８の手段では、前記電圧源として、前記開閉部の一端側に設けられる蓄電池と、他端側に設けられる発電機とを備え、前記発電機はエンジンの回転により発電するものであり、前記エンジンの運転を停止させる停止指令に基づいて、前記開閉部における前記複数のスイッチがオフされる電源システムに適用され、前記制御部は、前記異常状態であると判定されている状況下で前記停止指令が出された場合に、前記停止指令から前記発電機の発電が停止されるまでの期間であることを条件に、前記スイッチをオン状態に制御する。
【００２２】
エンジンを動力源として発電する発電機を備える一方、エンジンの停止指令（例えば車両の電源スイッチのオフ指令）に基づいて開閉部における複数のスイッチがオフされる電源システムでは、エンジンの停止指令により各スイッチがオフされた後も、エンジンの惰性回転中において発電機の発電が継続されることがある。かかる場合に、スイッチのオン故障が生じると、上述のとおりダイオードに意図せず電流が流れると考えられる。この点、上記構成によれば、異常状態であると判定されている状況下で前記停止指令が出された場合に、停止指令から発電機の発電が停止されるまでの期間においてスイッチがオン状態に制御される。これにより、エンジンの停止指令直後における発電機の発電状態での異常発生時にあっても、ダイオードに過剰な電流が流れることを適正に抑制できる。
【００２３】
第９の手段では、前記電圧源として、前記開閉部の一端側に設けられる蓄電池を備え、前記開閉部の他端側には電気負荷が接続されており、エンジンの運転を停止させる停止指令に基づいて、前記開閉部における前記複数のスイッチがオフされる電源システムに適用され、前記制御部は、前記異常状態であると判定されている状況下で前記停止指令が出された場合に、前記電気負荷への放電が停止されるまでの期間、又は前記電気負荷への暗電流供給が開始されるまでの期間であることを条件に、前記スイッチをオン状態に制御する。
【００２４】
エンジンの停止指令に基づいて開閉部における複数のスイッチがオフされる電源システムでは、エンジンの停止指令により各スイッチがオフされた後も、電気負荷の駆動が継続されることがある。かかる場合に、スイッチのオン故障が生じると、上述のとおりダイオードに意図せず電流が流れると考えられる。この点、上記構成によれば、異常状態であると判定されている状況下で前記停止指令が出された場合に、停止指令から電気負荷への放電が停止されるまでの期間、又は電気負荷への暗電流供給が開始されるまでの期間においてスイッチがオン状態に制御される。これにより、エンジンの停止指令直後における負荷駆動状態での異常発生時にあっても、ダイオードに過剰な電流が流れることを適正に抑制できる。
【００２５】
第１０の手段では、前記電圧源として、前記開閉部の一端側及び他端側にそれぞれ設けられ互いに並列接続される第１蓄電池及び第２蓄電池を備え、エンジンの運転を停止させる停止指令に基づいて、前記開閉部における前記複数のスイッチがオフされる電源システムに適用され、前記制御部は、前記異常状態であると判定されている状況下で前記停止指令が出された後に、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池との電圧差が所定以上であることを条件に、前記スイッチをオン状態に制御する。
【００２６】
エンジンの停止指令に基づいて開閉部における複数のスイッチがオフされる電源システムでは、その停止指令後において、第１蓄電池と第２蓄電池との電圧差が所定以上になっていると、スイッチがオン故障した場合に、開閉部を介して蓄電池間で電流が流れることが考えられる。この点、上記構成によれば、異常状態であると判定されている状況下で前記停止指令が出された場合に、停止指令が出された後に、第１蓄電池と第２蓄電池との電圧差が所定以上であることを条件に、スイッチがオン状態に制御される。これにより、エンジンの停止指令後において、ダイオードに過剰な電流が流れることを適正に抑制できる。
【００２７】
第１１の手段では、前記電圧源として、互いに並列接続される第１蓄電池及び第２蓄電池を備えるとともに、それら第１蓄電池及び第２蓄電池の間の通電経路に前記開閉部として直列で設けられる第１開閉部及び第２開閉部を備え、それら第１開閉部及び第２開閉部の間の中間点に電気負荷が接続される電源システムに適用され、前記判定部は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち前記第１蓄電池のみから前記電気負荷への放電が行われている放電期間において前記第２蓄電池の側の前記第２開閉部で前記異常状態となっていることを判定し、前記制御部は、前記第２開閉部で前記異常状態であると判定された場合に、前記第２開閉部における前記スイッチをオン状態に制御する。
【００２８】
第１蓄電池及び第２蓄電池と、それら両蓄電池の間に直列で設けられる第１開閉部及び第２開閉部とを備え、第１開閉部及び第２開閉部の間の中間点に電気負荷が接続される電源システムでは、各蓄電池において選択的な電気負荷への放電が可能となっている。かかる場合に、第１蓄電池及び第２蓄電池のうち一方の蓄電池からの放電中に、他方の蓄電池の側の開閉部でスイッチのオン故障が生じると、その開閉部においてダイオードに意図せず電流が流れることが考えられる。この点、上記構成によれば、第１蓄電池及び第２蓄電池のうち第１蓄電池のみから電気負荷への放電が行われている放電期間において第２蓄電池の側の第２開閉部で異常状態になっていれば、第２開閉部におけるスイッチがオン状態に制御される。これにより、やはりダイオードに過剰な電流が流れることを適正に抑制できる。
【００２９】
ここで、上記第１１の手段を、図１の構成で説明する。例えば鉛蓄電池１１が第１蓄電池、リチウムイオン蓄電池１２が第２蓄電池である場合には、開閉部２１，２２が「第１開閉部」、開閉部３１，３２が「第２開閉部」に相当し、制御部は、各蓄電池１１，１２のうち鉛蓄電池１１のみから電気負荷１６への放電が行われている放電期間において開閉部３１，３２が異常状態であると判定された場合に、開閉部３１，３２におけるスイッチをオン状態に制御する。また、リチウムイオン蓄電池１２が第１蓄電池、鉛蓄電池１１が第２蓄電池である場合には、開閉部３１，３２が「第１開閉部」、開閉部２１，２２が「第２開閉部」に相当し、制御部は、各蓄電池１１，１２のうちリチウムイオン蓄電池１２のみから電気負荷１６への放電が行われている放電期間において開閉部２１，２２が異常状態であると判定された場合に、開閉部２１，２２におけるスイッチをオン状態に制御する。
【００３０】
第１２の手段では、前記電圧源として、互いに並列接続される第１蓄電池及び第２蓄電池を備えるとともに、それら第１蓄電池及び第２蓄電池の間の通電経路に前記開閉部として直列で設けられる第１開閉部及び第２開閉部を備え、それら第１開閉部及び第２開閉部の間の中間点に発電機が接続される電源システムに適用され、前記判定部は、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池のうち前記第１蓄電池のみに対して前記発電機の発電による充電が行われている充電期間において前記第２蓄電池の側の前記第２開閉部で前記異常状態となっていることを判定し、前記制御部は、前記第２開閉部で前記異常状態であると判定された場合に、前記第２開閉部における前記スイッチをオン状態に制御する。
【００３１】
第１蓄電池及び第２蓄電池と、それら両蓄電池の間に直列で設けられる第１開閉部及び第２開閉部とを備え、第１開閉部及び第２開閉部の間の中間点に発電機が接続される電源システムでは、各蓄電池の少なくとも１つに対する発電電力の供給、すなわち各蓄電池における選択的な充電が可能となっている。かかる場合に、第１蓄電池及び第２蓄電池のうち一方の蓄電池への充電中に、他方の蓄電池の側の開閉部でスイッチのオン故障が生じると、その開閉部においてダイオードに意図せず電流が流れることが考えられる。この点、上記構成によれば、第１蓄電池及び第２蓄電池のうち第１蓄電池のみに対して発電機の発電による充電が行われている充電期間において第２蓄電池の側の第２開閉部で異常状態になっていれば、第２開閉部におけるスイッチがオン状態に制御される。これにより、やはりダイオードに過剰な電流が流れることを適正に抑制できる。
【００３２】
ここで、上記第１２の手段を、図１３の構成で説明する。例えば鉛蓄電池１１が第１蓄電池、リチウムイオン蓄電池１２が第２蓄電池である場合には、開閉部２１，２２が「第１開閉部」、開閉部３１，３２が「第２開閉部」に相当し、制御部は、各蓄電池１１，１２のうち鉛蓄電池１１のみに対してＩＳＧ１７の発電による充電が行われている充電期間において開閉部３１，３２が異常状態であると判定された場合に、開閉部３１，３２におけるスイッチをオン状態に制御する。また、リチウムイオン蓄電池１２が第１蓄電池、鉛蓄電池１１が第２蓄電池である場合には、開閉部３１，３２が「第１開閉部」、開閉部２１，２２が「第２開閉部」に相当し、制御部は、各蓄電池１１，１２のうちリチウムイオン蓄電池１２のみに対してＩＳＧ１７の発電による充電が行われている充電期間において開閉部２１，２２が異常状態であると判定された場合に、開閉部２１，２２におけるスイッチをオン状態に制御する。
【００３３】
第１３の手段では、前記電圧源として、前記通電経路を通じての放電が可能な蓄電池を備える電源システムに適用され、前記異常状態であると判定された場合にその異常履歴をメモリに記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記異常状態であると判定されている状況下で前記蓄電池が交換された場合に、その交換後において、前記メモリに記憶されている前記異常履歴に基づいて、前記電流が流れるダイオードに並列接続された前記スイッチをオン状態に制御する。
【００３４】
開閉部におけるスイッチのオン故障が生じている状態下で、蓄電池の交換が行われることも考えられる。この場合、例えば蓄電池が新品電池に交換された直後においてダイオードに意図せず過剰な電流が流れることが懸念される。この点、上記構成によれば、蓄電池の交換後において、メモリに記憶されている異常履歴に基づいて、スイッチがオン状態に制御される。これにより、蓄電池の交換直後においてもダイオードに過剰な電流が流れることを適正に抑制できる。
【００３５】
電池ユニットとして、以下の構成を備えるものであってもよい。すなわち、第１４の手段では、電圧源として第１蓄電池（１１）と第２蓄電池（１２）とを備える電源システムに適用される電池ユニット（Ｕ）であって、前記第１蓄電池が接続される第１出力端子（Ｔ１）と、前記電圧源からの電力供給により駆動される電気負荷（１６）及び発電機（１７）の少なくともいずれかが接続される第２出力端子（Ｔ２）と、前記第２蓄電池と、前記第１出力端子と前記第２出力端子とを接続する第１電気経路（Ｌ１）に設けられ、該第１電気経路を開放又は閉鎖する第１開閉部（２１，２２）と、前記第１電気経路において前記第１開閉部よりも前記第２出力端子の側の接続点（Ｎ１）と前記第２蓄電池とを接続する第２電気経路（Ｌ２）に設けられ、該第２電気経路を開放又は閉鎖する第２開閉部（３１，３２）と、前記第１開閉部及び前記第２開閉部の開閉を制御する制御装置（５０）と、を備え、前記第１開閉部及び前記第２開閉部は、直列接続された複数のスイッチ（Ｓ１，Ｓ２）と、前記複数のスイッチにそれぞれ並列接続されたダイオード（Ｄ１，Ｄ２）とを有し、それら複数のダイオードには互いに逆向きになるように配置されたダイオードが含まれており、前記制御装置は、前記複数のスイッチをオフにした状態で、前記複数のダイオードのいずれかに電流が流れる異常状態であることを判定する判定部と、前記異常状態であると判定された場合に、前記電流が流れるダイオードに並列接続された前記スイッチをオン状態に制御する制御部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態の電源システムを示す電気回路図。
【図２】発電機による発電期間における通電状態を示す図。
【図３】半導体スイッチがオン故障した場合の通電状態を示す図。
【図４】半導体スイッチがオン故障した場合の通電状態を示す図。
【図５】バイパス経路を介した鉛蓄電池から電気負荷への放電を示す図。
【図６】半導体スイッチがオン故障した場合の通電状態を示す図。
【図７】半導体スイッチがオン故障した場合の通電状態を示す図。
【図８】第１実施形態における処理を示すフローチャート。
【図９】第１実施形態における鉛蓄電池の交換時の処理を示すフローチャート。
【図１０】第１実施形態における処理の態様を示すタイムチャート。
【図１１】第２実施形態における処理を示すフローチャート。
【図１２】スイッチのオン故障を判定するための手段の別の構成を示す電気回路図。
【図１３】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】
【００３７】
（第１実施形態）
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。
【００３８】
図１に示すように、本電源システムは、第１蓄電池及び第２蓄電池として鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを有する２電源システムである。各蓄電池１１，１２に対しては発電機としてのオルタネータ１３による充電が可能となっており、また、各蓄電池１１，１２からはスタータ１４や、各種の電気負荷１５，１６への給電が可能となっている。本システムでは、オルタネータ１３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１５，１６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。なお、本実施形態において、各蓄電池１１，１２、及びオルタネータ１３が「電圧源」に相当する。
【００３９】
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。
【００４０】
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。電池ユニットＵは、出力端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ０を有しており、このうち出力端子Ｔ１，Ｔ０に鉛蓄電池１１とオルタネータ１３とスタータ１４と電気負荷１５とが接続され、出力端子Ｔ２に電気負荷１６が接続されている。
【００４１】
オルタネータ１３の回転軸は、図示しないエンジン出力軸に対してベルト等により駆動連結されており、エンジン出力軸の回転によってオルタネータ１３の回転軸が回転する。すなわち、オルタネータ１３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。
【００４２】
各電気負荷１５，１６は、各蓄電池１１，１２から供給される供給電力の電圧について要求が相違するものである。このうち電気負荷１６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。これに対し、電気負荷１５は、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷である。電気負荷１６は被保護負荷とも言える。また、電気負荷１６は電源失陥が許容されない負荷であり、電気負荷１５は、電気負荷１６に比べて電源失陥が許容される負荷であるとも言える。
【００４３】
定電圧要求負荷である電気負荷１６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１６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。また、電気負荷１５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。
【００４４】
次に、電池ユニットＵにおける電気的構成を説明する。図１に示すように、電池ユニットＵには、ユニット内電気経路として、各出力端子Ｔ１，Ｔ２を繋ぐ通電経路Ｌ１と、通電経路Ｌ１上の接続点Ｎ１とリチウムイオン蓄電池１２とを繋ぐ通電経路Ｌ２とが設けられている。このうち通電経路Ｌ１に第１スイッチ群ＳＷ１が設けられ、通電経路Ｌ２に第２スイッチ群ＳＷ２が設けられている。なお、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを接続する電気経路で言えば、接続点Ｎ１よりも鉛蓄電池１１の側に第１スイッチ群ＳＷ１が設けられ、接続点Ｎ１よりもリチウムイオン蓄電池１２の側に第２スイッチ群ＳＷ２が設けられている。
【００４５】
これら各スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれ２個の開閉部２１，２２、又は３１，３２を備えており、各スイッチ群における２個の開閉部は、互いに並列に接続されている。さらに、各開閉部２１，２２，３１，３２は、それぞれ２個のＭＯＳＦＥＴ（半導体スイッチ）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。
【００４６】
例えば、開閉部３１に関して詳しく言うと、開閉部３１は、半導体スイッチ３１ａ，３１ｂが直列に接続されて構成されている。半導体スイッチ３１ａ，３１ｂは、その内部構造上必然的に整流手段を有している。つまり、半導体スイッチ３１ａの内部回路は、スイッチ部Ｓ１と寄生ダイオードＤ１とが並列に接続された回路となっている。同様に、半導体スイッチ３１ｂも、スイッチ部Ｓ２と寄生ダイオードＤ２とが並列に接続された回路となっている。そして、これらの半導体スイッチ３１ａ，３１ｂは、寄生ダイオードＤ１，Ｄ２が互いに逆向きとなるように直列に接続されている。なお、便宜上、開閉部３１を用いて説明したが、その他の開閉部２１，２２，３２についても開閉部３１と同様に構成されている。なお、図１では、寄生ダイオードＤ１，Ｄ２が互いにアノード同士で接続されるようにしたが、寄生ダイオードＤ１，Ｄ２のカソード同士が接続されるようにしてもよい。
【００４７】
上記のようにして、各スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２が構成されることで、例えば第２スイッチ群ＳＷ２がオフ状態となった場合、つまり半導体スイッチ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂがオフ状態となった場合において、寄生ダイオードを通じて電流が流れることが完全に遮断される。つまり、リチウムイオン蓄電池１２から鉛蓄電池１１の側に意図せず放電されること、及び鉛蓄電池１１の側からリチウムイオン蓄電池１２に意図せず充電されることを回避できる。
【００４８】
なお、半導体スイッチとして、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。ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタを用いた場合には、上記の寄生ダイオードの代わりに各スイッチ部にそれぞれダイオードを並列に接続させる。
【００４９】
また、電池ユニットＵには、第１スイッチ群ＳＷ１を迂回するバイパス経路Ｌ０が設けられている。バイパス経路Ｌ０は、出力端子Ｔ０と通電経路Ｌ１上の接続点Ｎ１とを接続するように、通電経路Ｌ１に並列に設けられている。つまり、バイパス経路Ｌ０によって、第１スイッチ群ＳＷ１を介さずに、鉛蓄電池１１と電気負荷１６との接続が可能となっている。バイパス経路Ｌ０上には、常閉式の機械式リレーからなるバイパススイッチ４０が設けられている。バイパススイッチ４０を閉鎖状態にすることで、第１スイッチ群ＳＷ１がオフ（開放）されていても鉛蓄電池１１と電気負荷１６とが電気的に接続される。例えば、車両の電源スイッチ（イグニッションスイッチ）がオフされている状態では、バイパススイッチ４０を介して電気負荷１６に対して暗電流が供給される。なお、バイパス経路Ｌ０及びバイパススイッチ４０を、電池ユニットＵ外に設けることも可能である。
【００５０】
電池ユニットＵは、各スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２、及びバイパススイッチ４０のオンオフ（開閉）を制御する制御装置５０を備えている。制御装置５０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。制御装置５０は、電源遮断後も記憶内容を保持することが可能なバックアップ用のメモリ５１を有している。また、制御装置５０には、電池ユニットＵ外のＥＣＵ１００が接続されている。つまり、これら制御装置５０及びＥＣＵ１００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、制御装置５０及びＥＣＵ１００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。
【００５１】
制御装置５０は、各蓄電池１１，１２の蓄電状態や、上位制御装置であるＥＣＵ１００からの指令値に基づいて、各スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２、及びバイパススイッチ４０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。図１において、鉛蓄電池１１の通電経路には、鉛蓄電池１１のバッテリ電圧Ｖｂを検出する電圧センサ１１aが接続されており、リチウムイオン蓄電池１２の通電経路には、リチウムイオン蓄電池１２のバッテリ電圧Ｖｂを検出する電圧センサ１２aが接続されている。例えば、制御装置５０は、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣ（残存容量：State Of Charge）を算出し、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。
【００５２】
以上のように構成される本電源システムでは、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１５，１６への電力の供給が可能となっている。また、オルタネータ１３が発電している場合、発電された電力は、鉛蓄電池１１、リチウムイオン蓄電池１２、及び電気負荷１５，１６へ供給可能となっている。
【００５３】
ここで、エンジン運転中に、オルタネータ１３による発電が行われている発電期間における通電状態について図２を用いて説明する。図２では、制御装置５０によって、第１スイッチ群ＳＷ１に対してオン指令がなされることにより第１スイッチ群ＳＷ１がオン状態となっており、第２スイッチ群ＳＷ２に対してオフ指令がなされることにより第２スイッチ群ＳＷ２がオフ状態となっている。その結果、図中の矢印で示すように、オルタネータ１３から鉛蓄電池１１へ充電が行われるとともに、通電経路Ｌ１を介して電気負荷１６へ放電が行われている。また、第１スイッチ群ＳＷ１がオン状態でかつ第２スイッチ群ＳＷ２がオフ状態である場合には、オルタネータ１３の発電の有無にかかわらず、鉛蓄電池１１から電気負荷１６へ適宜電力の供給が行われている。なお、エンジン運転中であるため、バイパススイッチ４０はオフ状態となっている。
【００５４】
このような発電期間及び放電期間において、オフ状態となっている第２スイッチ群ＳＷ２の半導体スイッチ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂのうち、いずれかの半導体スイッチがオン故障する場合がある。オン故障は、接続状態の切り替え時に発生する過渡電流の熱等などによってスイッチがオンに固着してしまう状態をいう。ここで、例えば第２スイッチ群ＳＷ２の開閉部３１において、半導体スイッチ３１ａ，３１ｂのいずれかがオン故障した場合には、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２との電圧の違いに応じて、意図せず電流が流れるという事態が生じる。図３には、半導体スイッチ３１ａのオン故障に伴い開閉部３１に意図せず電流が流れる場合を示し、図４には、半導体スイッチ３１ｂのオン故障に伴い開閉部３１に意図せず電流が流れる場合を示す。
【００５５】
図３に示す半導体スイッチ３１ａのオン故障時において、鉛蓄電池１１の端子電圧の方がリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧よりも大きい場合には、鉛蓄電池１１又はオルタネータ１３から開閉部３１を介してリチウムイオン蓄電池１２に電流が流れる。つまり、半導体スイッチ３１ａがオン故障により導通し、さらに半導体スイッチ３１ｂの寄生ダイオードＤ２が導通することで、リチウムイオン蓄電池１２に電流が流れることになる。そしてこの場合、寄生ダイオードＤ２に意図しない電流が流れることになり、寄生ダイオードＤ２における許容電流の大きさによっては破損が生じる懸念がある。
【００５６】
一方、図４に示す半導体スイッチ３１ｂがオン故障時において、リチウムイオン蓄電池１２の端子電圧の方が鉛蓄電池１１の端子電圧よりも大きい場合には、リチウムイオン蓄電池１２から開閉部２１を介して電流が流れ出る。つまり、半導体スイッチ３１ｂがオン故障により導通し、さらに半導体スイッチ３１ａの寄生ダイオードＤ１が導通することで、鉛蓄電池１１や電気負荷１６に電流が流れることになる。そしてこの場合、寄生ダイオードＤ１に意図しない電流が流れることになり、寄生ダイオードＤ１における許容電流の大きさによっては破損が生じる懸念がある。
【００５７】
そこで、本実施形態に係る電源システムを制御する制御装置５０は、スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２のいずれかをオフにした状態で、そのオフ状態のスイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２においてダイオードのいずれかに電流が流れる異常状態であることを判定し、異常状態であると判定された場合に、スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２に対してオン指令を出力して半導体スイッチをオン状態に制御するようにした。上記異常状態の判定は、スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２に含まれる複数の半導体スイッチのいずれかがオン故障したと判定することで実施している。つまりここでいう異常状態とは、スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２のいずれかをオフにした状態において、そのオフ状態のスイッチ群のいずれかの半導体スイッチがオン故障となることによって、他の半導体スイッチのダイオードに電流が流れうる状態、及び実際に流れている状態をいう。
【００５８】
要するに、本実施形態は、寄生ダイオードが逆向きとなるように設けられた半導体スイッチの各開閉部において、一方の半導体スイッチのオン故障を検出した場合には、他方の半導体スイッチがオン状態となるように制御している。これにより、他方の半導体スイッチの寄生ダイオードへ意図しない電流が流れることを回避している。
【００５９】
スイッチのオン故障の判定について以下に説明する。図１に示すように、半導体スイッチ３１ａ及び３１ｂの間の中間点Ｐ１には、当該中間点における電圧を監視する電圧検出回路６３が設けられている。つまり、寄生ダイオードＤ１，Ｄ２の向きが互いに逆向きとなる半導体スイッチの間にオン故障を判定するための手段として電圧検出回路６３が設けられている。本実施形態では、半導体スイッチ３１ａ又は３１ｂのオン故障に応じて中間点Ｐ１の電圧値が変化することを想定して、電圧検出回路６３により中間点Ｐ１の電圧値の検出を実施する。
【００６０】
電圧検出回路６３は、一対の抵抗６３ａ，６３ｂを有する分圧回路よりなり、その分圧回路（抵抗直列回路）の一端側が中間点Ｐ１に接続されるとともに、他端側が接地されている。そして、抵抗６３ａ，６３ｂの間の電圧が電圧検出信号としてＡ／Ｄ変換部６３ｃに入力され、制御装置５０へ出力される。なお、半導体スイッチ２１ａ，２１ｂの間には電圧検出回路６１が設けられ、半導体スイッチ２２ａ，２２ｂの間には電圧検出回路６２が設けられ、半導体スイッチ３２ａ，３２ｂの間には電圧検出回路６４が設けられている。図示では省略するが、各電圧検出回路６１，６２，６４も電圧検出回路６３と同様の構成となっている。
【００６１】
ここで、例えば半導体スイッチ３１ａ及び３１ｂがいずれもオンの状態であれば、中間点Ｐ１の電圧は所定値以上になり、その状態であるかどうかが電圧検出回路６３により監視される。一方、半導体スイッチ３１ａ及び３１ｂがいずれもオフの状態であれば、中間点Ｐ１の電圧は所定値未満になり、その状態であるかどうかが電圧検出回路６３により監視される。
【００６２】
制御装置５０は、電圧検出回路６３，６４の電圧検出結果に基づいて、第２スイッチ群ＳＷ２における半導体スイッチのオン故障を判定する。例えば、第２スイッチ群ＳＷ２に対してオフ指令が出されている場合において、少なくともいずれかの半導体スイッチがオン状態になっていれば（オン故障が生じていれば）、電圧検出回路６３，６４の検出電圧が異常値（所定値以上）となる。制御装置５０は、この事象に基づいて、第２スイッチ群ＳＷ２における半導体スイッチのいずれかでオン故障が生じていると判定する。
【００６３】
そして、制御装置５０は、各スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２において、いずれかの半導体スイッチがオン故障であると判定された場合に、オン故障の半導体スイッチを含むスイッチ群において、少なくともオン故障していない半導体スイッチをオン状態に制御する。本実施形態では、オン故障の半導体スイッチを含むスイッチ群において、複数の半導体スイッチを全てオン状態に制御する。
【００６４】
例えば、半導体スイッチ３１ａがオン故障した場合には、制御装置５０が、第２スイッチ群ＳＷ２をオン状態に制御することで、鉛蓄電池１１又はオルタネータ１３から、第２スイッチ群ＳＷ２を介して、つまり開閉部３１及び開閉部３２の各スイッチ部を介して、リチウムイオン蓄電池１２に電流が流れるようになる。これにより、半導体スイッチ３１ｂの寄生ダイオードＤ２に電流が流れることが回避される。なお、第２スイッチ群ＳＷ２がオン状態となることで、オルタネータ１３とリチウムイオン蓄電池１２が接続された状態となるが、リチウムイオン蓄電池１２が過充電にならないようオルタネータ１３の発電電圧が制限されるとよい。
【００６５】
また、半導体スイッチ３１ｂがオン故障した場合には、制御装置５０が、第２スイッチ群ＳＷ２をオン状態に制御することで、リチウムイオン蓄電池１２から、第２スイッチ群ＳＷ２を介して鉛蓄電池１１や電気負荷１６に電流が流れるようになる。これにより、半導体スイッチ３１ａの寄生ダイオードＤ１に電流が流れることが回避される。
【００６６】
ところで、各スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２のオンオフ制御では、イグニッションスイッチがオフされると、すなわちエンジン停止指令が生じると、制御装置５０の動作停止に伴い、第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２がオフ状態に移行する。このとき、第１スイッチ群ＳＷ１及び第２スイッチ群ＳＷ２はオフ状態となる。代わりに、バイパススイッチ４０が閉鎖状態となる。かかる場合の通電状態を図５に示す。このように、イグニッションスイッチがオフされた状態（エンジン停止中）では、バイパス経路Ｌ０を介して、鉛蓄電池１１から電気負荷１６へ電力が供給される。
【００６７】
一方、イグニッションスイッチがオフされた直後において、オルタネータ１３の発電が継続されている、又は電気負荷１６の駆動が継続されている場合があり、かかる場合に、スイッチのオン故障が生じていると、上記のとおり、やはり開閉部に意図せず電流が流れてしまう。オルタネータ１３の発電に関して言えば、イグニッションオフ後においてエンジン回転速度が所定回転速度以上になっていれば、発電が継続される状態となっている。図６には、半導体スイッチ３１ａがオン故障している状況下でイグニッションスイッチがオフされた直後において開閉部３１に意図せず電流が流れる場合を示し、図７には、半導体スイッチ３１ｂがオン故障している状況下でイグニッションスイッチがオフされた直後において開閉部３１に意図せず電流が流れる場合を示す。
【００６８】
図６において、イグニッションオフ直後にオルタネータ１３の発電が継続されている場合、バイパス経路Ｌ０を経由して、オルタネータ１３から開閉部３１を介しリチウムイオン蓄電池１２に発電電流が流れる。つまりこの場合、寄生ダイオードＤ２に意図しない電流が流れることになる。一方、鉛蓄電池１１の端子電圧の方がリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧よりも大きい場合も、開閉部３１を介しリチウムイオン蓄電池１２に電流が流れる。そして、この場合もやはり寄生ダイオードＤ２に、意図しない電流が流れることになる。
【００６９】
図７において、イグニッションオフ直後に電気負荷１６の駆動が継続されている場合、リチウムイオン蓄電池１２から開閉部３１を介し電気負荷１６に電流が流れる。つまりこの場合、寄生ダイオードＤ１に意図しない電流が流れることになる。一方、リチウムイオン蓄電池１２の端子電圧の方が鉛蓄電池１１の端子電圧よりも大きい場合も、リチウムイオン蓄電池１２から開閉部３１を介し電流が流れる。そして、この場合もやはり寄生ダイオードＤ１に、意図しない電流が流れることになる。
【００７０】
そこで、本実施形態では、半導体スイッチのオン故障が判定されている状況下において、イグニッションスイッチのオフに伴う停止指令が生じた場合に、その停止指令から所定期間においては半導体スイッチをオン状態とするようにした。要するに、イグニッションスイッチがオフされた直後においても、寄生ダイオードに過剰な電流が流れうる状態である場合には、スイッチのオン制御を実施するようにした。
【００７１】
なお、所定期間は、停止指令からオルタネータ１３の発電が停止されるまでの期間、停止指令から電気負荷１６の放電が停止されるまでの期間、停止指令から電気負荷１６への暗電流供給が開始されるまでの期間、停止指令後において鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２との電圧差が所定未満となるまでの期間の少なくともいずれかの期間をいう。本実施形態では、上記期間のいずれかの期間である場合にスイッチのオン制御を実施するようにした。
【００７２】
続いて、本実施形態に係る制御装置５０が実行する処理について、図８のフローチャートを参照して説明する。この処理は、所定の制御周期ごとに繰り返し実施される。なお、制御装置５０は、イグニッションスイッチがオンである場合、及びイグニッションスイッチがオフされた後の所定期間である場合に図８の処理を実施する。
【００７３】
まず、ステップＳ１１では、イグニッションスイッチがオンであるか否かを判定する。ステップＳ１１がＹＥＳであればステップＳ１２に進み、ステップＳ１１がＮＯであればステップＳ２１に進む。
【００７４】
ステップＳ１２では、第１スイッチ群ＳＷ１がオフ指令によりオフ状態になっているか否かを判定し、ステップＳ１３では、第１スイッチ群ＳＷ１がオフ指令によりオフ状態になっているか否かを判定する。ここで、本電源システムでは、イグニッションスイッチがオンである場合は原則として各スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２が共にオフ状態になることはなく、少なくともいずれかがオン状態となっている。そのため、ステップＳ１２がＹＥＳであることは、第２スイッチ群ＳＷ２がオフ状態、第１スイッチ群ＳＷ１がオン状態であることを意味し、ステップＳ１３がＹＥＳであることは、第２スイッチ群ＳＷ２がオン状態、第１スイッチ群ＳＷ１がオフ状態であることを意味する。なお、スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２が共にオン状態であれば、ステップＳ１２，Ｓ１３が共にＮＯになり、本処理を一旦終了する。
【００７５】
そのため、ステップＳ１２が肯定される期間は、言い換えると、第２スイッチ群ＳＷ２の半導体スイッチをオフにした状態でオルタネータ１３による発電が行われている発電期間と言え、さらに電気負荷１６への放電が行われている放電期間ともいえる。一方、ステップＳ１３が肯定される期間は、第１スイッチ群ＳＷ１の半導体スイッチをオフにした状態でリチウムイオン蓄電池１２から電気負荷１６への放電が行われている放電期間といえ、さらにオルタネータ１３による発電が行われている場合には発電期間ともいえる。
【００７６】
ステップＳ１４では、第２スイッチ群ＳＷ２においていずれかの半導体スイッチがオン故障しているか否かを判定する。具体的には、電圧検出回路６３や６４により検出される電圧値が所定値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する。ステップＳ１４がＮＯであれば、そのまま本処理を終了する。一方、ステップＳ１４がＹＥＳであれば、第２スイッチ群ＳＷ２においていずれかの半導体スイッチがオン故障しているとして、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、第２スイッチ群ＳＷ２の半導体スイッチ全てをオン状態に制御する。つまり、半導体スイッチ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂに対してオン指令を送信する。続くステップＳ１６では、第２スイッチ群ＳＷ２の半導体スイッチのいずれかがオン故障したことを示す故障履歴を制御装置５０内のメモリ５１に記憶する。
【００７７】
ステップＳ１７では、第１スイッチ群ＳＷ１においていずれかの半導体スイッチがオン故障しているか否かを判定する。具体的には、電圧検出回路６１や６２により検出される電圧値が所定値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する。ステップＳ１７がＮＯであれば、そのまま本処理を終了する。一方、ステップＳ１７がＹＥＳであれば、第１スイッチ群ＳＷ１においていずれかの半導体スイッチがオン故障しているとして、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、第１スイッチ群ＳＷ１の半導体スイッチ全てをオン状態に制御する。つまり、半導体スイッチ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに対してオン指令を送信する。続くステップＳ１８では、第１スイッチ群ＳＷ１の半導体スイッチのいずれかがオン故障したことを示す故障履歴を制御装置５０内のメモリ５１に記憶する。
【００７８】
なお、制御装置５０は、半導体スイッチがオン故障したと判定すると、その後イグニッションスイッチがオフされるまで、つまりエンジンの運転を停止させるエンジン停止指令を受信するまでは、オン故障した半導体スイッチを含むスイッチ群のオン制御を継続する。そして、エンジン停止指令を受信すると、ステップＳ１１がＮＯとなり、ステップＳ２１へ進む。
【００７９】
ステップＳ２１では、イグニッションスイッチのオフ前に生じた故障履歴がメモリ５１に記憶されているか否かを判定する。ステップＳ２１がＮＯであればそのまま本処理を終了し、ステップＳ２１がＹＥＳであればステップＳ２２に進む。ステップＳ２２〜Ｓ２４では、イグニッションスイッチのオフ後において、オン故障の半導体スイッチを含むスイッチ群のオン制御を継続する条件の成否を判定する。すなわち、ステップＳ２２では、オルタネータ１３により発電が行われている発電期間であるか否かを判定する。具体的には、オルタネータ１３の発電電力が所定以上であるか否かを判定する。ステップＳ２３では、電気負荷１６の放電が行われている放電期間であるか否かを判定する。具体的には、電気負荷１６による消費電流が暗電流以上であるか否かを判定する。ステップＳ２４では、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２との電圧差ΔＶが所定値Ｔｈ以上であるか否かを判定する。
【００８０】
そして、ステップＳ２２，Ｓ２３，Ｓ２４のいずれかがＹＥＳであれば、ステップＳ２５に進み、半導体スイッチのオン制御を継続する。つまり、第１スイッチ群ＳＷ１のオン故障である場合には、第１スイッチ群ＳＷ１のオン制御を継続し、第２スイッチ群ＳＷ２のオン故障である場合には、第２スイッチ群ＳＷ２のオン制御を継続する。
【００８１】
一方、ステップＳ２２，Ｓ２３，Ｓ２４のいずれもＮＯであれば、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、オン制御していた半導体スイッチをオフ状態とする制御をする。つまり、半導体スイッチに対してオフ指令を送信する。
【００８２】
ところで、車両においては、鉛蓄電池１１の交換が行われることが考えられる。この場合、バイパススイッチ４０が閉鎖状態にあり、かつ第２スイッチ群ＳＷ２において半導体スイッチのオン故障が生じていると、鉛蓄電池１１の交換直後において第２スイッチ群ＳＷ２のダイオードに意図せず電流が流れてしまうことが懸念される。つまり、鉛蓄電池１１の交換直後は、鉛蓄電池１１の端子電圧がリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧よりも大きくなることが想定され、かかる状態下では、各蓄電池１１，１２の電圧差に起因して第２スイッチ群ＳＷ２のダイオードに意図せず電流が流れることが考えられる。なお、仮に、鉛蓄電池１１の交換直後において、鉛蓄電池１１の端子電圧がリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧よりも小さくなる場合であっても、電位差に起因して意図せず電流が流れることが考えられる。
【００８３】
そこで、本実施形態では、イグニッションスイッチのオフ前に記憶された故障履歴に基づいて、オン故障した半導体スイッチを含むスイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２をオン状態に制御するようにした。
【００８４】
図９には、鉛蓄電池１１が交換された場合において制御装置５０が実行する処理について示している。この処理は、エンジン停止時において、制御装置５０の上位制御装置（例えば、ＥＣＵ１００）が、鉛蓄電池１１の交換を検出し、その交換を検出した場合に制御装置５０を起動させることにより実行される。この場合、鉛蓄電池１１の交換の検出は、鉛蓄電池１１に通じる通電経路に設けられた電圧センサ１１ａの検出値に基づいて実施される。なお、制御装置５０が鉛蓄電池１１のバッテリ電圧の監視機能を有しており、そのバッテリ電圧が所定未満から所定以上になることで制御装置５０自らが起動する構成としてもよい。具体的には、制御装置５０に印加されているバッテリ電圧が一旦遮断された後、再度印加されることをもって、制御装置５０は起動する。
【００８５】
ステップＳ３１では、制御装置５０は、イグニッションスイッチのオフ前に生じた故障履歴がメモリ５１に記憶されているか否かを判定する。ステップＳ３１がＮＯであればそのまま本処理を終了し、ステップＳ３１がＹＥＳであればステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、交換された鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２との電圧差ΔＶが所定値Ｔｈ以上であるか否かを判定する。ステップＳ３２がＹＥＳであれば、ステップＳ３３へ進み、故障履歴に基づいてスイッチ群に対してオン指令を送信する。つまり、オン故障した半導体スイッチを含むスイッチ群をオン状態とする。そして、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２との間で充放電が行われることで、電圧差ΔＶが所定値Ｔｈ未満となればステップＳ３２がＮＯとなり、オン故障した半導体スイッチを含むスイッチ群に対するオン制御を解除する。つまり、かかるスイッチ群に対してオフ指令を送信する。
【００８６】
続いて、図８及び図９で示した制御について、図１０のタイミングチャートを用いて説明する。図１０では、例えば第２スイッチ群ＳＷ２の半導体スイッチ３１ａがオン故障した場合を想定する。図１０のタイミングチャートの開始時において、第１スイッチ群ＳＷ１はオン状態、第２スイッチ群ＳＷ２はオフ状態で、鉛蓄電池１１から電気負荷１６への電力の供給が行われている。また、鉛蓄電池１１の端子電圧の方がリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧に比べて大きい状態となっている。
【００８７】
タイミングｔ１１において、半導体スイッチ３１ａがオン故障すると、半導体スイッチ３１ｂの寄生ダイオードＤ２を介して鉛蓄電池１１からリチウムイオン蓄電池１２へ電流が流れうる状態となる。このとき、寄生ダイオードＤ２の通電に伴い電圧変化が生じることで、タイミングｔ１２にて、第２スイッチ群ＳＷ２における半導体スイッチのオン故障が判定される。この判定結果に基づいて第２スイッチ群ＳＷ２に対してオン指令が送信される。このオン指令の送信により、半導体スイッチ３１ｂ，３２ａ，３２ｂはオン状態となり、寄生ダイオードＤ２に流れる電流がゼロになる（実線）。またこのとき、第２スイッチ群ＳＷ２の故障履歴がメモリ５１に記憶される。
【００８８】
その後、鉛蓄電池１１からリチウムイオン蓄電池１２に電流が流れることで、時間経過とともに蓄電池間の電圧差ΔＶが縮小していく。このとき、第２スイッチ群ＳＷ２に流れる電流は減少していく（破線）。そして、タイミングｔ１３で、エンジン停止指令が生じると、第１スイッチ群ＳＷ１がオフ状態となるとともに、バイパススイッチ４０がオン状態となる。このとき、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２の電圧差ΔＶは所定値Ｔｈ以上となっており、第２スイッチ群ＳＷ２に対してオン指令が継続される。
【００８９】
そして、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２の電圧差ΔＶが所定値Ｔｈ未満となる（例えば等しくなる）タイミングｔ１４にて、第２スイッチ群ＳＷ２に対するオン指令が解除される。つまり第２スイッチ群ＳＷ２に対してオフ指令が送信される。これにより、半導体スイッチ３１ａを除く第２スイッチ群ＳＷ２がオフ状態となり、制御装置５０が停止される。
【００９０】
その後、タイミングｔ１５において鉛蓄電池１１が取り外され、タイミングｔ１６において新たな鉛蓄電池１１が取り付けられると、制御装置５０が起動される。このとき、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２との電圧差ΔＶに基づいて、第２スイッチ群ＳＷ２のオン制御が実施される。つまり、第２スイッチ群ＳＷ２に対してオン指令が送信されることで、第２スイッチ群ＳＷ２はオン状態となる。その後、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２との電圧差ΔＶが所定値Ｔｈ未満となるまで第２スイッチ群ＳＷ２のオン制御が実施され、電圧差ΔＶが所定値Ｔｈ未満となればオン制御が停止される。
【００９１】
なお、上記タイミングチャートでは、便宜上、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２との電圧差ΔＶに基づいて、イグニッションオフ後におけるスイッチ群のオン制御を判断する態様を示しているが、オルタネータ１３の発電状況や電気負荷１６の放電状況も加味し、それらに基づいてイグニッションオフ後におけるスイッチ群のオン制御が判断されるとよい。
【００９２】
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。
【００９３】
本電源システムでは、通電経路Ｌ１，Ｌ２に設けられた開閉部２１，２２，３１，３２において、それぞれ２個の半導体スイッチが直列接続されるとともに、各半導体スイッチに含まれる寄生ダイオードが互いに逆向きとなるように接続される。かかる構成では、各開閉部の半導体スイッチのうち、一方の半導体スイッチがオン故障した場合に、他方の半導体スイッチの寄生ダイオードを介して導通が生じることが考えられる。つまり、寄生ダイオードに意図せず電流が流れることが考えられる。この点を考慮し、開閉部にかかる半導体スイッチをオフにした状態で、開閉部においていずれかのダイオードに電流が流れる異常状態であることを判定し、その異常状態であると判定された場合に、電流が流れるダイオードに並列接続されたスイッチをオン状態に制御するようにした。これにより、開閉部において複数のスイッチのいずれかがオン故障しても、ダイオードに過剰な電流が流れることが抑制され、破損等の不都合を抑制できる。
【００９４】
また、電圧検出回路６１〜６４の検出結果により、開閉部においていずれの半導体スイッチがオン故障したかを判定できる。この場合、開閉部における複数のスイッチのいずれかがオン故障したと判定することで、複数のダイオードのいずれかに電流が流れる異常状態であると判定するようにしたため、ダイオードに意図せず電流が流れる異常状態を適正に判定できる。
【００９５】
半導体スイッチがオン故障したと判定された場合に、オン故障した半導体を含む開閉部の半導体スイッチ全てをオン状態とするようにした。つまり、ダイオードに意図せず電流が流れる場合に、電流が流れるダイオードに並列接続された半導体スイッチに加え、開閉部における他の半導体スイッチ、すなわちオン故障した半導体スイッチを含む他の半導体スイッチがオン状態に制御される。この場合、オン故障したスイッチがオン状態に制御されることで、当該スイッチのオン抵抗が低減されることがあると考えられ、そのオン抵抗の低減によりスイッチにかかる負担を軽減することができる。
【００９６】
半導体スイッチがオン故障したと判定された場合に、オン故障した半導体を含むスイッチ群の半導体スイッチ全てをオン状態とするようにした。つまり、複数の開閉部のうちいずれかにおいてダイオードに意図せず電流が流れる場合に、異常状態でないと判定される開閉部において各スイッチがオン状態に制御される。この場合、開閉部を含む経路で意図せず電流が流れても、複数の開閉部のうち異常状態となった側の開閉部に電流が集中的に流れることを抑制できる。これにより、異常状態となった側の開閉部において、正常状態のスイッチで共連れ故障が生じることを抑制できる。
【００９７】
開閉部における複数のスイッチをオフにした状態下で、オルタネータ１３による発電が行われる発電期間や、各蓄電池１１，１２から電気負荷１６へ放電が行われている放電期間において、複数のダイオードのいずれかに電流が流れる異常状態であることが判定される構成としたため、開閉部におけるダイオードに意図せず電流が流れることを適正に判定できる。
【００９８】
本電源システムにおいて、エンジンの停止指令により開閉部の各スイッチがオフされた後も、エンジンの惰性回転中においてオルタネータ１３の発電が継続されることや、電気負荷の駆動が継続されることがある。かかる場合に、スイッチのオン故障が生じると、やはりダイオードに意図せず電流が流れると考えられる。この点を考慮し、半導体スイッチがオン故障したと判定されている状況下で停止指令が出された場合に、オルタネータ１３による発電期間及び電気負荷１６の放電期間であることを条件に、オン故障した半導体スイッチを含むスイッチ群のオン制御を実施するようにした。これにより、エンジンの停止指令直後における発電機の発電状態での異常発生時や、負荷駆動状態での異常発生時であっても、ダイオードに過剰な電流が流れることを適正に抑制できる。
【００９９】
さらに、本電源システムにおいて、エンジンの停止指令後に、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２との電圧に違いが生じていると、スイッチがオン故障している場合に開閉部を介して蓄電池間で電流が流れることが考えられる。この点を考慮し、半導体スイッチがオン故障したと判定されている状況下で停止指令が出された後に、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２との電圧差ΔＶがＴｈ以上であることを条件に、オン故障した半導体スイッチを含むスイッチ群のオン制御を実施するようにした。これにより、エンジンの停止指令後において、ダイオードに過剰な電流が流れることを適正に抑制できる。
【０１００】
本電源システムにおいて、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２のうち一方の蓄電池からの放電中に、他方の蓄電池の側の開閉部でスイッチのオン故障が生じると、その開閉部においてダイオードに意図せず電流が流れることが考えられる。この点、上記構成によれば、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２のうち一方の蓄電池のみから電気負荷への放電が行われている放電期間において他方の蓄電池の側の開閉部で異常状態になっていれば、当該開閉部におけるスイッチがオン状態に制御される。これにより、やはりダイオードに過剰な電流が流れることを適正に抑制できる。
【０１０１】
開閉部における半導体スイッチのオン故障が生じている状態下で、鉛蓄電池１１の交換が行われることも考えられ、例えば鉛蓄電池１１が新品電池に交換された直後においてダイオードに意図せず過剰な電流が流れることが懸念される。この点を考慮し、鉛蓄電池１１の交換後において、メモリに記憶されている異常履歴に基づいて、半導体スイッチがオン状態に制御される。これにより、鉛蓄電池１１の交換直後においてもダイオードに過剰な電流が流れることを適正に抑制できる。
【０１０２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態では、図１に示すシステム構成を前提にするものとなっている。本実施形態では、制御装置５０はオン故障が生じた半導体スイッチを特定し、そのオン故障が生じた半導体スイッチ以外の半導体スイッチをオン状態とする制御を実施する。要するに、オン故障した半導体スイッチはすでにオン状態であるため、それ以外の半導体スイッチをオン状態とすることで、結果的に全ての半導体スイッチがオン状態となるようにしている。
【０１０３】
この構成における処理について、図１１を用いて説明する。図１１は、図８の処理に置き換えて実施される処理であり、図１１では、便宜上、図８の処理について一部（ステップＳ１１〜Ｓ１５に相当する部分）のみを抽出して示している。なお、図１１では、図８と同様の処理について同一のステップ番号を付して説明を簡略にする。
【０１０４】
図１１において、イグニッションオン中であり、かつ第２スイッチ群ＳＷ２に対してオフ指令が出されている場合に（ステップＳ１１，Ｓ１２がともにＹＥＳ）、ステップＳ４１に進む。そして、ステップＳ４１〜ステップＳ４４では、第２スイッチ群ＳＷ２のどの半導体スイッチがオン故障したかを個別に判定する。
【０１０５】
ここで、例えば半導体スイッチ３１ａがオン故障したことの判定について言えば、制御装置５０は、第２スイッチ群ＳＷ２に対してオフ指令を出している状況下で、電圧検出回路６３において鉛蓄電池１１に基づく電圧が検出される場合に、半導体スイッチ３１ａがオン故障したと判定する。一方、半導体スイッチ３１ｂがオン故障したことの判定について言えば、制御装置５０は、第２スイッチ群ＳＷ２に対してオフ指令を出している状況下で、電圧検出回路６３においてリチウムイオン蓄電池１２に基づく電圧が検出される場合に、半導体スイッチ３１ｂがオン故障したと判定する。なお、半導体スイッチ３２ａ，３２ｂのオン故障については、電圧検出回路６４により検出される電圧値に基づいて、同様に判定される。
【０１０６】
ステップＳ４１がＹＥＳであれば、半導体スイッチ３１ａがオン故障したとして、ステップＳ４５へ進み、第２スイッチ群ＳＷ２において半導体スイッチ３１ａ以外の半導体スイッチに対してオン指令を送信する。つまりこの場合、半導体スイッチ３１ｂ，３２ａ，３２ｂに対してオン指令を送信する。一方、ステップＳ４１がＮＯであれば、ステップＳ４２へ進む。ステップＳ４２では、半導体スイッチ３１ｂがオン故障したか否かを判定し、ステップＳ４２がＹＥＳであれば、ステップＳ４６へ進み、第２スイッチ群ＳＷ２において半導体スイッチ３１ｂ以外の半導体スイッチ、つまり３１ａ，３２ａ，３２ｂに対してオン指令を送信する。以下、ステップＳ４３，４４についても同様である。そして、各半導体スイッチがオン故障したと判定した場合には、各半導体スイッチの故障履歴を記憶する（ステップＳ４９）。
【０１０７】
なお、ステップＳ４４がＮＯであれば、第２スイッチ群ＳＷ２はオン故障していないとして、そのまま本処理を終了する。また、図１１では、第２スイッチ群ＳＷ２の半導体スイッチについて個別にオン故障を判定する処理を示しているが、第１スイッチ群ＳＷ１の半導体スイッチについても同様に実施される。具体的には、図８のステップＳ１７〜Ｓ１９の工程を、図１１のステップＳ４１〜Ｓ４９の第１スイッチ群ＳＷ１に相当するものに、置き換えることで実施される。
【０１０８】
以上、上記構成によれば、オン故障したスイッチに基づいて、意図せず電流が流れたダイオードを特定できることから、開閉部の各スイッチのうちいずれをオンすべきかを適正に把握できる。
【０１０９】
（他の実施形態）
・上記構成では、図１に示すシステム構成を前提にし、電圧検出回路６１〜６４の検出に基づいて、半導体スイッチのオン故障を判定する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、図１２（ａ）では、半導体スイッチ３１ａ，３１ｂの間に電流検出回路７３を設けている。具体的には、半導体スイッチ３１ａ，３１ｂの間にはシャント抵抗７３ａ（電流検出抵抗）が設けられ、そのシャント抵抗７３ａの両端電圧がそれぞれ増幅回路７３ｂに入力されている。増幅回路７３ｂは、シャント抵抗７３ａの両端電圧差を増幅して出力する。この場合、半導体スイッチ３１ａ，３１ｂの間に流れる電流が電流検出回路７３で検出され、その電流検出信号がＡ／Ｄ変換部７３ｃに入力され、制御装置５０へ出力される。
【０１１０】
図１２（ａ）の構成においても、電流検出回路７３の検出結果が用いられることで、上記実施形態と同様に、半導体スイッチのオン故障が判定される。つまり、半導体スイッチ３１ａ，３１ｂに対してオフ指令が出されているにもかかわらず、電流検出回路７３によって電流が流れていることが検出されれば、半導体スイッチ３１ａ，３１ｂのいずれかがオン故障していると判定される。
【０１１１】
さらに、電流検出回路７３の検出する電流の向きに基づいて、半導体スイッチ３１ａ，３１ｂのいずれが故障しているかが判定される。例えば、鉛蓄電池１１側からリチウムイオン蓄電池１２側（図面上から下）へ電流が検出される場合には、半導体スイッチ３１ａがオン故障していると判定され、リチウムイオン蓄電池１２側から鉛蓄電池１１側（図面下から上）へ電流が検出された場合には、半導体スイッチ３１ｂがオン故障していると判定される。
【０１１２】
電流検出回路を用いるその他の構成として、例えば、図１２（ｂ）に示すように、２個の半導体スイッチからなる開閉部３１，３２に対して、電流検出回路がそれぞれ横並びに直列に接続される構成であってもよく、また、図１２（ｃ）に示すように、２個の開閉部からなる第２スイッチ群ＳＷ２に対して、電流検出回路が横並びに直列に接続される構成であってもよい。
【０１１３】
さらに、図１２（ｄ）に示すように、寄生ダイオードの向きが同じとなるよう並列に接続された２つの半導体スイッチからなる開閉部８１及び開閉部８２が、各開閉部に含まれるダイオードの向きが逆向きとなるよう直列に接続されたスイッチ群において、電流検出回路が、開閉部８１と開閉部８２との間に直列に接続される構成であってもよい。なお、図１２（ｄ）に示す構成において、電流検出回路を電圧検出回路に変更してもよい。
【０１１４】
・上記実施形態では、例えば第２スイッチ群ＳＷ２として、開閉部２１，２２が２つ並列に接続された構成を示したがこれに限らない。例えば、３つ以上の開閉部が並列に接続されていてもよく、又、開閉部が１つの構成であってもよい。第１スイッチ群ＳＷ１についても同様である。
【０１１５】
・上記実施形態では、例えば開閉部３１として、ダイオードの向きが互いに逆となる２つの半導体スイッチ３１ａ，３１ｂを接続したものを用いたが、これに限らない。例えば、開閉部が３つ以上の半導体スイッチを有し、そのうちいずれかのダイオードの向きが逆向きとなるように接続されたものであってもよい。例えば、図１２（ｅ）に示すような３つの半導体スイッチＳＡ，ＳＢ，ＳＣを備える開閉部を用いてもよい。かかる場合、電圧検出回路は、ダイオードの向きが互いに逆向きとなるスイッチ（この場合は半導体スイッチＳＡと半導体スイッチＳＢ）の間に設けられる。なお、かかる構成においては、半導体スイッチＳＢ，ＳＣのいずれか一方がオン故障した場合であっても、半導体スイッチＳＡのダイオードに電流が流れることはない。つまり、半導体スイッチＳＢ，ＳＣの両方がオン故障した場合に、半導体スイッチＳＡのダイオードに電流が流れることになり、それにより半導体スイッチＳＢ及びＳＣのオン故障の判定が可能となる。
【０１１６】
・図１の構成では、電池ユニットＵの出力端子Ｔ２の側に定電圧要求負荷である電気負荷１６を接続し、出力端子Ｔ１の側に一般負荷である電気負荷１５を接続する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、電池ユニットＵの出力端子Ｔ２の側に電気負荷１５（一般負荷）を接続し、出力端子Ｔ１の側に電気負荷１６（定電圧要求負荷）を接続する構成としてもよい。
【０１１７】
・上記実施形態では、蓄電池として鉛蓄電池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。例えば、リチウムイオン蓄電池１２に代えて、それ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、少なくともいずれかの蓄電池としてキャパシタを用いることも可能である。
【０１１８】
・上記実施形態では、出力端子Ｔ１に鉛蓄電池１１と発電機としてのオルタネータ１３とスタータ１４と電気負荷１５とが接続され、出力端子Ｔ２に電気負荷１６が接続された電源システムに、制御装置５０を適用したが、その他の電源システムに適用してもよい。例えば、上記電源システムの出力端子Ｔ２に発電機が接続された電源システムに適用してもよい。
【０１１９】
かかる電源システムについて、図１３を用いて説明する。なお、図１３においては、説明の便宜上、上述の図１に準ずる構成については同じ符号を付すとともに説明を適宜割愛する。
【０１２０】
図１３に示す電池ユニットＵでは、出力端子Ｔ１，Ｔ０に鉛蓄電池１１とスタータ１４と電気負荷１５とが接続され、出力端子Ｔ２に発電機としてのＩＳＧ１７（Integrated Starter Generator）が接続され、出力端子Ｔ３に電気負荷１６が接続されている。ＩＳＧ１７は、エンジン出力軸の回転により発電（回生発電）を行う発電機として機能する一方、エンジン出力軸に回転力を付与する力行機能も併せ持っている。なお、ＩＳＧ１７が力行機能を発揮する（力行駆動する）場合は、各蓄電池１１，１２から電力が供給されることになり、かかる場合のＩＳＧ１７は電気負荷とみなすことができる。また、図１３では、電気負荷１５，１６のうち、電気負荷１６に定電圧要求負荷が含まれる。なお、出力端子Ｔ２に他の電気負荷が接続されていてもよい。
【０１２１】
電池ユニットＵにおいて、通電経路Ｌ１に第１スイッチ群ＳＷ１が設けられ、通電経路Ｌ２に第２スイッチ群ＳＷ２が設けられている。また、通電経路Ｌ１において出力端子Ｔ１と第１スイッチ群ＳＷ１との間の接続点Ｎ２には分岐経路Ｌ３の一端が接続されるとともに、通電経路Ｌ２においてリチウムイオン蓄電池１２と第２スイッチ群ＳＷ２との間の接続点Ｎ４には分岐経路Ｌ４の一端が接続されており、これら分岐経路Ｌ３，Ｌ４の他端同士が中間点Ｎ３で接続されている。また、中間点Ｎ３と出力端子Ｔ３とが通電経路Ｌ５により接続されている。分岐経路Ｌ３，Ｌ４にはそれぞれスイッチＳＷ３，ＳＷ４が設けられている。スイッチＳＷ３，ＳＷ４はそれぞれＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチにより構成されている。そして、各経路Ｌ３〜Ｌ５を通じて、各蓄電池１１，１２からそれぞれ電気負荷１６への給電が可能となっている。
【０１２２】
また、電池ユニットＵには、ユニット内のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を介さずに、鉛蓄電池１１を電気負荷１６に対して接続可能とするバイパス経路Ｌ０，Ｌ６が設けられている。具体的には、電池ユニットＵには、出力端子Ｔ０と通電経路Ｌ１上の接続点Ｎ１とを接続するバイパス経路Ｌ０が設けられるとともに、接続点Ｎ１と出力端子Ｔ３とを接続するバイパス経路Ｌ６が設けられている。そして、バイパス経路Ｌ０上にはバイパススイッチ４０が設けられ、バイパス経路Ｌ６上にはバイパススイッチ４１が設けられている。各バイパススイッチ４０，４１は例えば常閉式のリレースイッチである。
【０１２３】
バイパススイッチ４０を閉鎖することで、第１スイッチ群ＳＷ１がオフ（開放）であっても鉛蓄電池１１と電気負荷１５とが電気的に接続される。また、両方のバイパススイッチ４０，４１を閉鎖することで、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４が全てオフ（開放）であっても鉛蓄電池１１と電気負荷１６とが電気的に接続される。
【０１２４】
上記の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４やバイパススイッチ４０，４１は、制御装置５０によってオンオフ制御（開閉制御）される。この場合、例えば各蓄電池１１，１２の蓄電状態に基づいて、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフが制御される。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。なお、バイパススイッチ４０，４１は、本電源システムの稼働時において基本的には開放状態で保持され、稼働停止状態において閉鎖状態に切り替えられる。
【０１２５】
上記電源システムにおいて、制御装置５０は、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２のうち一方の蓄電池（例えば鉛蓄電池１１）のみに対してＩＳＧ１７の発電による充電が行われている充電期間において、他方の蓄電池（例えばリチウムイオン蓄電池１２）の側の開閉部（例えば開閉部３１，３２、この場合は第２スイッチ群ＳＷ２）で、オン故障が生じていることを判定する。そして、第２スイッチ群ＳＷ２のいずれかの半導体スイッチでオン故障が生じていると判定された場合に、第２スイッチ群ＳＷ２の半導体スイッチをオン状態に制御する。この構成によっても、やはりダイオードに過剰な電流が流れることを適正に抑制できる。
【０１２６】
また、その他の電源システムとして、電圧源として鉛蓄電池のみを有しその鉛蓄電池から電気負荷へ電力を供給する電源システムや、電圧源として鉛蓄電池１１と発電機を有し発電機から鉛蓄電池１１へ充電する電源システムが挙げられ、これらの電源システムに制御装置５０を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１２７】
１１…鉛蓄電池、１２…リチウムイオン蓄電池、１３…オルタネータ、１６…電気負荷、１７…ＩＳＧ、２１，２２，３１，３２…開閉部、５０…制御装置、５１…メモリ。
【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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【図１２】
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【図１３】
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