(57)【要約】【課題】モータジェネレータユニットが駆動力アシストやエンジン始動を行った場合でも、電気負荷へ安定した電力供給を行うことができる車両用電源装置を提供すること。【解決手段】第２電気負荷２９と第１電源１１との間の給電路に第２切替ＳＷ１１４を設け、第２電気負荷２９と第２電源１２との間の給電路に第２メインリレー１１５を設け、ＭＧＵ２４と第１電源１１との間の給電路に第１電池切替ＳＷ１１２を設け、ＭＧＵ２４と第２電源１２との間の給電路に第１メインリレー１１３を設け、ＭＧＵ２４駆動時には、第１電池切替ＳＷ１１２をオフ、第１メインリレー１１３をオン、第２電池切替ＳＷ１１４をオン、第２メインリレー１１５をオフにするか、または、第１電池切替ＳＷ１１２をオン、第１メインリレー１１３をオフ、第２電池切替ＳＷ１１４をオフ、第２メインリレー１１５をオンにする。【選択図】図３
2015093554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電源と第２電源とを備え、
電力の供給を受けて動作する電気負荷と、
電力の供給を受けて駆動力を発生するとともに駆動力を与えられて発電するモータジェネレータユニットと、に電力を供給する車両用電源装置であって、
前記第１電源から前記電気負荷へ電力を供給する第１給電路に第１開閉スイッチを備え、
前記第２電源から前記電気負荷へ電力を供給する第２給電路に第２開閉スイッチを備え、
前記第１電源から前記モータジェネレータユニットへ電力を供給する第３給電路に第３開閉スイッチを備え、
前記第２電源から前記モータジェネレータユニットへ電力を供給する第４給電路に第４開閉スイッチを備え、
前記モータジェネレータユニットへの電力供給時には、
前記第１開閉スイッチを開状態にして前記第２開閉スイッチを閉状態にするとともに、
前記第３開閉スイッチを閉状態にして前記第４開閉スイッチを開状態にする、
あるいは、
前記第１開閉スイッチを閉状態にして前記第２開閉スイッチを開状態にするとともに、
前記第３開閉スイッチを開状態にして前記第４開閉スイッチを閉状態にする、
ことを特徴とする車両用電源装置。
【請求項２】
前記モータジェネレータユニットへの電力供給時であっても、前記第２電源に蓄積された電力量が予め設定された余裕電力量より大きい場合は、前記第２開閉スイッチおよび前記第４開閉スイッチを閉状態にすることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記モータジェネレータユニットへの電力供給時であっても、前記第１電源に蓄積された電力量が予め設定された下限電力量より小さい場合は、前記第３開閉スイッチおよび前記第４開閉スイッチを閉状態にすることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記第２給電路は、前記第１給電路の前記電気負荷と前記第１開閉スイッチとの間の第１分岐点で分岐し、前記第２開閉スイッチを介して前記第２電源と接続し、
前記第４給電路は、前記第２給電路の前記第２開閉スイッチと前記第２電源との間の第２分岐点で分岐し、前記第４開閉スイッチを介して前記モータジェネレータユニットと接続し、
前記第３給電路は、前記第４給電路の前記第４開閉スイッチと前記モータジェネレータユニットとの間の第４分岐点で分岐し、前記第３開閉スイッチを介して前記第１電源と前記第１開閉スイッチとの間の第３分岐点に接続し、
前記第１電源および前記第３分岐点の間と前記モータジェネレータユニットおよび前記第４分岐点の間とを接続するバイパススイッチと、
前記バイパススイッチと直列に接続されたヒューズと、
前記モータジェネレータユニットに流れる電流の電流値を検出する電流検出器と、を備え、
前記電流検出器により検出された電流値が予め設定された値以上の場合には、前記第３開閉スイッチと前記第４開閉スイッチとを開状態にし、前記バイパススイッチを閉状態にし、前記第１開閉スイッチまたは前記第２開閉スイッチのいずれか一方を閉状態にすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記電気負荷および前記第１分岐点の間と前記モータジェネレータユニットおよび前記バイパススイッチの接続点の間とを接続する第２バイパススイッチと、
前記電気負荷に流れる電流の電流値を検出する第２電流検出器を備え、
前記第２電流検出器により検出された電流値が予め設定された値以上の場合には、前記第１開閉スイッチと前記第２開閉スイッチと前記第３開閉スイッチと前記第４開閉スイッチとを開状態にし、前記バイパススイッチと前記第２バイパススイッチとを閉状態にすることを特徴とする請求項４に記載の車両用電源装置。
【請求項６】
第１電源と第２電源とを備え、
電力の供給を受けて動作する電気負荷と、
電力の供給を受けて駆動力を発生するとともに駆動力を与えられて発電するモータジェネレータユニットと、に電力を供給する車両用電源装置であって、
前記第１電源から前記電気負荷へ電力を供給する給電路に第１開閉スイッチを備え、
前記第２電源から前記電気負荷へ電力を供給する給電路に第２開閉スイッチを備え、
前記電気負荷と並列に前記第２電源と前記モータジェネレータユニットとを接続し、
前記電気負荷と前記モータジェネレータユニットとの分岐点と前記電気負荷との間の給電路に、前記電気負荷に給電する電力の電圧を一定に保つＤＣＤＣコンバータを備えることを特徴とする車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの電源を備えた車両用電源装置に関し、特に、モータジェネレータユニットと電気負荷に給電する車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を走行駆動源とする車両には、スタータモータ等の各種電気負荷へ電力供給する鉛蓄電池が搭載されている。鉛蓄電池は、ニッケル蓄電池やリチウム蓄電池等の高出力・高エネルギ密度の高性能蓄電池に比べて安価であるものの、頻繁な充放電に対する耐久性が低い。
そのため、アイドルストップ機能を有した車両においては、鉛蓄電池が頻繁に放電されることとなり早期劣化が懸念される。特に、車両の減速回生エネルギによりオルタネータを発電させて充電する車両においては、鉛蓄電池が頻繁に充電されることにもなるため、早期劣化が懸念される。
【０００３】
特許文献１には、鉛蓄電池の第１電源と、頻繁な充放電に対する耐久性の高い高性能蓄電池の第２電源と、メーターやオーディオ、ナビゲーションシステムなどの電気負荷と、減速回生により発電を行うオルタネータと、を並列接続し、その配線上にスイッチ（ＳＷ）とリレーを設けて、第１電源および第２電源の接続先を切り替える車両用電源装置が記載されている。この車両用電源装置では、アイドルストップ中における電気負荷への電力供給や減速回生充電などに第２電源を優先的に用いることで第１電源の劣化の軽減を図っている。
このような車両用電源装置を備えた車両において、オルタネータに替えてモータと発電機の機能を備えたモータジェネレータユニット（ＭＧＵ）を搭載して燃費の向上を図ることが考えられる。
【０００４】
このように構成した車両では、ＭＧＵにより内燃機関の駆動力をアシストして、内燃機関の駆動負荷を減少させ、内燃機関の燃料消費量を減少させることができる。また、このような車両において、減速回生によりＭＧＵが発電した電力を第２電源に充電するようにすれば、ＭＧＵの発電のために燃料を消費することがなく、燃料消費量を減少させることができる。さらに、このような車両において、内燃機関を始動するスタータとしてＭＧＵを使用すれば、部品削減により重量を減らすことができ、内燃機関の燃料消費量を減少させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１４１９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような車両において、第２電源に電気負荷に加えてＭＧＵを接続する構成とすると、ＭＧＵが駆動力アシストやエンジン始動を行った場合、第２電源の電圧降下が大きくなることがある。第２電源の電圧降下が大きくなると、メーター内のインジケータのちらつきや、オーディオやナビゲーションシステムのリセットなどが発生することになる。また、ＭＧＵへ供給する電力の電圧も降下するため、車両の走行にも影響を与えることになる。
【０００７】
そこで、本発明は、モータジェネレータユニットが駆動力アシストやエンジン始動を行った場合でも、電気負荷へ安定した電力供給を行うことができる車両用電源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、第１電源と第２電源とを備え、電力の供給を受けて動作する電気負荷と、電力の供給を受けて駆動力を発生するとともに駆動力を与えられて発電するモータジェネレータユニットと、に電力を供給する車両用電源装置であって、第１電源から電気負荷へ電力を供給する第１給電路に第１開閉スイッチを備え、第２電源から電気負荷へ電力を供給する第２給電路に第２開閉スイッチを備え、第１電源からモータジェネレータユニットへ電力を供給する第３給電路に第３開閉スイッチを備え、第２電源からモータジェネレータユニットへ電力を供給する第４給電路に第４開閉スイッチを備え、モータジェネレータユニットへの電力供給時には、第１開閉スイッチを開状態にして第２開閉スイッチを閉状態にするとともに、第３開閉スイッチを閉状態にして第４開閉スイッチを開状態にする、あるいは、第１開閉スイッチを閉状態にして第２開閉スイッチを開状態にするとともに、第３開閉スイッチを開状態にして第４開閉スイッチを閉状態にする、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の態様としては、モータジェネレータユニットへの電力供給時であっても、第２電源に蓄積された電力量が予め設定された余裕電力量より大きい場合は、第２開閉スイッチおよび第４開閉スイッチを閉状態にすることが好ましい。
本発明の第３の態様としては、モータジェネレータユニットへの電力供給時であっても、第１電源に蓄積された電力量が予め設定された下限電力量より小さい場合は、第３開閉スイッチおよび第４開閉スイッチを閉状態にすることが好ましい。
【００１０】
本発明の第４の態様としては、第２給電路は、第１給電路の電気負荷と第１開閉スイッチとの間の第１分岐点で分岐し、第２開閉スイッチを介して第２電源と接続し、第４給電路は、第２給電路の第２開閉スイッチと第２電源との間の第２分岐点で分岐し、第４開閉スイッチを介してモータジェネレータユニットと接続し、第３給電路は、第４給電路の第４開閉スイッチとモータジェネレータユニットとの間の第４分岐点で分岐し、第３開閉スイッチを介して第１電源と第１開閉スイッチとの間の第３分岐点に接続し、第１電源および第３分岐点の間とモータジェネレータユニットおよび第４分岐点の間とを接続するバイパススイッチと、バイパススイッチと直列に接続されたヒューズと、モータジェネレータユニットに流れる電流の電流値を検出する電流検出器と、を備え、電流検出器により検出された電流値が予め設定された値以上の場合には、第３開閉スイッチと第４開閉スイッチとを開状態にし、バイパススイッチを閉状態にし、第１開閉スイッチまたは第２開閉スイッチのいずれか一方を閉状態にすることが好ましい。
【００１１】
本発明の第５の態様としては、電気負荷および第１分岐点の間とモータジェネレータユニットおよびバイパススイッチの接続点の間とを接続する第２バイパススイッチと、電気負荷に流れる電流の電流値を検出する第２電流検出器を備え、第２電流検出器により検出された電流値が予め設定された値以上の場合には、第１開閉スイッチと第２開閉スイッチと第３開閉スイッチと第４開閉スイッチとを開状態にし、バイパススイッチと第２バイパススイッチとを閉状態にすることが好ましい。
【００１２】
本発明の第６の態様としては、第１電源と第２電源とを備え、電力の供給を受けて動作する電気負荷と、電力の供給を受けて駆動力を発生するとともに駆動力を与えられて発電するモータジェネレータユニットと、に電力を供給する車両用電源装置であって、第１電源から電気負荷へ電力を供給する給電路に第１開閉スイッチを備え、第２電源から電気負荷へ電力を供給する給電路に第２開閉スイッチを備え、電気負荷と並列に第２電源と前記モータジェネレータユニットとを接続し、電気負荷とモータジェネレータユニットとの分岐点と電気負荷との間の給電路に、電気負荷に給電する電力の電圧を一定に保つＤＣＤＣコンバータを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
このように、上記の第１の態様によれば、第１電源から電気負荷およびモータジェネレータユニットへの給電路にそれぞれ開閉スイッチを設け、第２電源から電気負荷およびモータジェネレータユニットへの給電路にそれぞれ開閉スイッチを設け、電気負荷に給電する電源と、モータジェネレータユニットに給電する電源と、を別の電源とするように開閉スイッチを制御しているため、モータジェネレータユニットを駆動したときの電源の電圧降下の影響を、電気負荷に与えないようにすることができる。
【００１４】
上記の第２の態様によれば、第２電源に蓄積された電力量が余裕電力量より大きい場合は、第２電源から電気負荷およびモータジェネレータユニットに電力が供給されるため、第１電源の電力消費量を削減することができ、第１電源の劣化を軽減させることができる。
上記の第３の態様によれば、第１電源に蓄積された電力量が下限電力量より小さい場合は、第２電源からもモータジェネレータユニットに電力を供給するため、モータジェネレータユニットのトルクダウンを抑制することができる。
【００１５】
上記の第４の態様によれば、モータジェネレータユニットに流れる電流が予め設定された値以上の場合には、その電流をバイパススイッチに流しているため、モータジェネレータユニットへの配線に地絡が発生した場合でも、第１〜第４開閉スイッチを保護することができる。このとき、第１開閉スイッチまたは第２開閉スイッチを閉状態にしているため、電気負荷に電力を供給することができる。
【００１６】
上記の第５の態様によれば、電気負荷に流れる電流が予め設定された値以上の場合には、その電流をバイパススイッチおよび第２バイパススイッチに流しているため、電気負荷への配線に地絡が発生した場合でも、ヒューズを増やすことなく第１〜第４開閉スイッチを保護することができる。
上記の第６の態様によれば、電気負荷とモータジェネレータユニットとの分岐点と電気負荷との間に電気負荷に給電する電力の電圧を一定に保つＤＣＤＣコンバータを備えるため、モータジェネレータユニットを駆動したときの電力の電圧降下の影響を、電気負荷に与えないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、アイドルストップシステムの概念ブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る車両用電源装置を示す図であり、その概念ブロック図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態に係る車両用電源装置を示す図であり、その概念ブロック図である。
【図４】図４は、その動作Ａの状態を示す概念ブロック図である。
【図５】図５は、その動作Ｂの状態を示す概念ブロック図である。
【図６】図６は、その動作Ｃの状態を示す概念ブロック図である。
【図７】図７は、その動作Ｄの状態を示す概念ブロック図である。
【図８】図８は、その動作Ｅの状態を示す概念ブロック図である。
【図９】図９は、その動作Ｆの状態を示す概念ブロック図である。
【図１０】図１０は、その動作の遷移を説明するタイミングチャートである。
【図１１】図１１は、その動作Ｄ−１の状態を示す概念ブロック図である。
【図１２】図１２は、その動作Ｅ−１の状態を示す概念ブロック図である。
【図１３】図１３は、その動作Ｆ−１の状態を示す概念ブロック図である。
【図１４】図１４は、その動作Ｆ−１への遷移を説明するタイミングチャートである。
【図１５】図１５は、その動作Ｆ−２の状態を示す概念ブロック図である。
【図１６】図１６は、その動作Ｆ−２への遷移を説明するタイミングチャートである。
【図１７】図１７は、本発明の第３実施形態に係る車両用電源装置を示す図であり、その概念ブロック図である。
【図１８】図１８は、その動作Ａの状態を示す概念ブロック図である。
【図１９】図１９は、その動作Ｂの状態を示す概念ブロック図である。
【図２０】図２０は、その動作Ｃの状態を示す概念ブロック図である。
【図２１】図２１は、その動作Ｄの状態を示す概念ブロック図である。
【図２２】図２２は、その動作Ｅの状態を示す概念ブロック図である。
【図２３】図２３は、その動作Ｆ’の状態を示す概念ブロック図である。
【図２４】図２３は、その動作Ｆ’−１の状態を示す概念ブロック図である。
【図２５】図２５は、その動作Ｆ’−１への遷移を説明するタイミングチャートである。
【図２６】図２６は、その動作Ｆ’−２の状態を示す概念ブロック図である。
【図２７】図２７は、その動作Ｆ’−２への遷移を説明するタイミングチャートである。
【図２８】図２８は、その動作Ｆ’−３の状態を示す概念ブロック図である。
【図２９】図２９は、その動作Ｆ’−３への遷移を説明するタイミングチャートである。
【図３０】図３０は、その変形例を示す概念ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１、図２は本発明の第１実施形態に係る車両用電源装置を示す図である。
【００１９】
（第１実施形態）
本実施形態に係る車両用電源装置を搭載する車両は、エンジン（内燃機関）を走行駆動源としており、予め設定された自動停止条件を満たした場合にエンジンを自動停止させ、予め設定した自動再始動条件を満たした場合にエンジンを自動再始動させる、アイドルストップ機能を有している。
【００２０】
この車両のアイドルストップシステム２０は、図１に示すように、アイドルストップコントローラ２１、エンジンコントローラ２２、インジェクタ２３、モータジェネレータユニット（ＭＧＵ）２４、ヒルホールドバルブ２５、オイルポンプ２６、メーター２７、車両用電源装置１０を備えて構築され、後述する各種のセンサ信号やＳＷ信号に基づいてエンジンなどを統括制御することにより、上述のアイドルストップ機能を実現するようになっている。
【００２１】
なお、この車両のエンジンは、オルタネータに替えてモータと発電機の機能を持つＭＧＵ２４を備え、このＭＧＵ２４により、エンジンの駆動をアシストするとともに減速回生時に発電を行って、エンジンの燃費向上を図っている。
エンジンコントローラ２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリなどを備え、予めメモリ内に格納されている各種制御プログラムに従って必要な燃料噴射をインジェクタ２３にさせてエンジンの稼動制御を実行する。また、エンジンコントローラ２２は、所定条件が揃ったアイドルストップ実行時にはアイドルストップコントローラ２１からの指示に従ってその燃料噴射を停止させてエンジンを一時停止させる。このエンジンの停止制御時に、エンジンコントローラ２２は、簡易かつ確実に再始動可能にピストン等の位置制御を行う。
【００２２】
ＭＧＵ２４は、モータと発電機の機能に加え、供給される直流電力をモータの駆動のための交流電力に変換したり、発電機により発電した交流電力を充電のための直流電力に変換したりするインバータの機能も備えている。ＭＧＵ２４は、例えば、ベルトを介してエンジンのクランクシャフトに連結されており、電力の供給を受けてモータとして動作してエンジンの駆動をサポートするとともに、エンジンを駆動源として発電機として動作して車両用電源装置１０内の第１、第２電源１１、１２に充電を行う。
【００２３】
このＭＧＵ２４は、エンジンコントローラ２２からの制御指令により動作状態を、例えば、モータとして動作するモータ状態、発電機として動作する発電状態、発電を行わずエンジンと同じ回転をする無発電状態などに切り替えるようになっている。また、ＭＧＵ２４は、エンジンコントローラ２２の制御により、エンジンの始動時に電力を供給され、エンジンのクランクシャフトを回転させてエンジンの始動を行うスタータとして機能するようになっている。
【００２４】
ヒルホールドバルブ２５は、アイドルストップ実行時などにブレーキ油圧の低下により坂道に停車する車両が下がってしまうことを防止するため、そのブレーキ油圧を保持するバルブである。このヒルホールドバルブ２５は、アイドルストップコントローラ２１の指示により、エンジンを再始動する際のエンジン再始動指示操作となる、ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み替え時におけるブレーキ油圧を保持する。
【００２５】
オイルポンプ２６は、アイドルストップ実行時などに電力供給を受けて駆動することにより各種動作に必要な油圧を確保するポンプであり、アイドルストップコントローラ２１の指示により、エンジン停止時におけるブレーキ油圧などを確保する。
メーター２７は、車両のインストルメントパネル内に埋め込まれて各種情報を報知する液晶パネルやブザー等で構成されており、アイドルストップコントローラ２１の指示により、アイドルストップの実行前後の状態の表示、アイドルストップの実行制限の要因となる各部の異常等の報知、アイドルストップの実行中における各部の異常等の報知などを行う。
【００２６】
車両用電源装置１０は、例えば、鉛蓄電池からなる第１電源１１と、ニッケル蓄電池やリチウム蓄電池等からなる第２電源１２と、第２電源１２の状態を管理するバッテリマネジメントユニット１３と、第２電源１２の接続先を切り替える電源切替スイッチ部１４と、を備えて、メーター２７やアイドルストップコントローラ２１などの電気負荷２８、２９（図２参照）やＭＧＵ２４に電力を供給する。なお、第２電源１２、バッテリマネジメントユニット１３、電源切替スイッチ部１４は、電池パック１５内に納められている。
【００２７】
バッテリマネジメントユニット１３は、ＣＰＵやメモリなどを備え、予めメモリ内に格納されている各種制御プログラムに従って、第２電源１２の電圧値、電流値から充電状態を検知し、過充電や過放電の状態にならないよう第２電源１２の充電・放電を制御する。また、バッテリマネジメントユニット１３は、アイドルストップコントローラ２１に第２電源１２の状態として電圧値、電流値などを通知するようになっている。
【００２８】
電源切替スイッチ部１４は、アイドルストップコントローラ２１の指示などにより、後述するＳＷ・リレー１０２〜１０４（図２参照）を開閉（切断／接続）して、第２電源１２の接続先を切り替えて、電気負荷２９およびＭＧＵ２４への給電を制御するようになっている。
アイドルストップコントローラ２１は、ＣＰＵやメモリなどを備え、予めメモリ内に格納されている各種制御プログラムに従って、後述する各種のセンサ・ＳＷ３１〜４４が取得する各種情報に応じた信号の情報内容に基づいて、アイドルストップ実行条件やエンジンの再始動条件を満たすか否かを確認して、アイドルストップを実行するようになっている。
【００２９】
これら各種センサ・ＳＷ３１〜４４としては、車両の走行速度をエンジンの駆動軸などの回転速度などから検出する車速センサ３１と、アイドルストップの実行を回避するアイドルストップ禁止ＳＷ３２と、ブレーキペダルが踏まれているか否かを検知するブレーキＳＷ３３と、ブレーキペダルが踏まれることにより発生するマスタシリンダ内のブレーキ液圧を検出するブレーキ圧センサ３４と、エンジンの冷却水の水温を検出するエンジン水温センサ３５と、エンジンの収容空間のフード（ボンネットともいう）による開閉を検知するエンジンフードＳＷ３６と、運転席におけるシートベルトの装着の有無を検知するシートベルトＳＷ３７と、運転席側のドアの開閉を検知する運転席ドアＳＷ３８と、自動変速装置におけるシフト位置がＰ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、あるいは、Ｄ（ドライブ）レンジなどのいずれに位置しているかを検知するシフト位置センサ３９と、アクセルペダルを踏まれることにより調整される車速の加減速操作を検出するアクセル開度センサ４１と、第１電源１１の液温を検出するバッテリ温度センサ４２と、第１電源１１の供給する電流値を検出するバッテリ電流センサ４３と、第１電源１１の蓄電電圧を検出するバッテリ電圧センサ４４と、がアイドルストップコントローラ２１に接続されている。
【００３０】
アイドルストップコントローラ２１は、次の条件を満たす（成立する）ときに、エンジンを再始動可能に停止させるアイドルストップを実行する。なお、この各種条件は、一例に過ぎず、適宜変更可能なことは言うまでもない（他の各種条件も同様）。
＜アイドルストップ実行条件＞
１．車速センサ３１が検出する現在の車速が０ｋｍ／ｈであること。
２．シフト位置センサ３９が検出するシフトレンジがＤレンジであること。
３．ブレーキＳＷ３３がブレーキペダルを踏まれていることを検知していること。
【００３１】
また、アイドルストップコントローラ２１は、次の条件のいずれか１つでも成立するときに、停止状態を維持するより始動させるほうが適切であるためエンジンを再始動させる。
＜エンジン再始動条件＞
１．シフト位置センサ３９が検出するシフトレンジがＤレンジ以外にシフトされていること。
２．ブレーキＳＷ３３がブレーキペダルの開放（踏まれていない状態）を検知していること。
【００３２】
このようにして、アイドリングストップシステム２０は、信号待ちなどで車両が停止した時にエンジンを停止して、エンジンの燃費向上を図ることができる。
本実施形態の車両用電源装置１０は、車両の走行状態に応じて第１電源１１および第２電源１２の接続先を変えて、ＭＧＵ２４をモータとして駆動した際の影響を抑えて安定した電力供給を行うようになっている。
【００３３】
図２に示すように、本実施形態の車両用電源装置１０は、第１電源１１と、第２電源１２と、バッテリマネジメントユニット１３と、電源切替スイッチ部１４と、第１〜第３ヒューズ１０６〜１０８と、を備えていて、第１電気負荷２８、第２電気負荷２９、ＭＧＵ２４に電力を供給するとともに、ＭＧＵ２４からは減速回生により発電した電力を充電するようになっている。
【００３４】
第２電気負荷２９は、供給電力の電圧が概ね一定、また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電気負荷、例えば、メーター２７、エンジンコントローラ２２、オーディオ、ナビゲーションシステム、点火コイル、燃料ポンプなどの電気負荷である。
第１電気負荷２８は、第２電気負荷２９のように安定した電圧の供給が要求されない一般的な電気付加、例えば、ヘッドランプ、エアコンファン、ワイパーなどの電気負荷である。
【００３５】
電源切替スイッチ部１４は、電池パック１５の外部と接続する４個の第１〜第４出力部１６ａ〜１６ｄと、ノーマリオープンの電池切替ＳＷ１０２およびメインリレー１０３と、ノーマリクローズのバイパスリレー１０４と、これらＳＷ・リレー１０２〜１０４の開閉を制御する制御部１０１と、入力電圧が降圧しても一定電圧を出力するＤＣＤＣコンバータ１０５と、を備えている。なお、ＳＷ・リレー１０２〜１０４は、自身の両端子の間を接続する閉状態（オンまたはクローズともいう）と、自身の両端子の間を切断する開状態（オフまたはオープンともいう）と、を制御部１０１の制御により切替可能になっている。
【００３６】
この電源切替スイッチ部１４は、第２電源１２の正極側の端子にメインリレー１０３が接続され、メインリレー１０３の第２電源１２とは反対の端子が４つに分岐し、１つはバイパスリレー１０４を介して第１出力部１６ａに接続され、１つは電池切替ＳＷ１０２を介して第２出力部１６ｂに接続され、１つは直接第３出力部１６ｃに接続され、最後の１つはＤＣＤＣコンバータ１０５の入力端子に接続され、ＤＣＤＣコンバータ１０５の出力端子は第４出力部１６ｄに接続されている。
【００３７】
第１出力部１６ａには、第１電源１１が第２ヒューズ１０７を介して接続されている。第２出力部１６ｂには、第１電源１１が第３ヒューズ１０８を介して接続されている。第３出力部１６ｃには、ＭＧＵ２４が接続されている。第４出力部１６ｄには、第２電気負荷２９が接続されている。
第１電気負荷２８および第１ヒューズ１０６は直列に接続され、第１電気負荷２８と第１ヒューズ１０６に直列接続の第１ヒューズ１０６側の端子は、第１電源１１と、第２ヒューズ１０７および第３ヒューズ１０８と、を接続する電線に接続されている。
【００３８】
すなわち、第１電源１１と第２電気負荷とを接続する給電路に電池切替ＳＷ１０２を接続し、第２電源と第２電気負荷とを接続する給電路にメインリレー１０３を接続している。よって、電池切替ＳＷ１０２が第１開閉スイッチを、メインリレー１０３が第２開閉スイッチを構成している。
制御部１０１は、ＣＰＵやメモリなどを備え、予めメモリ内に格納されている各種制御プログラムに従って、アイドルストップコントローラ２１からの指示などにより、電池切替ＳＷ１０２、メインリレー１０３、バイパスリレー１０４を開閉して、ＭＧＵ２４および第２電気負荷２９へ給電する電源を切り替えるようになっている。
【００３９】
アイドルストップコントローラ２１は、上述した各種センサ・ＳＷ３１〜４４から受信した信号の情報内容に基づいて、車両の走行状態を検知し、その走行状態に応じて制御部１０１に指示を出して、電源切替スイッチ部１４の状態を切り替える。
具体的には、アイドルストップコントローラ２１は、例えば、ＭＧＵ２４によるエンジンの駆動のアシスト動作時などで、第２電源１２のみで第２負荷２９、ＭＧＵ２４に電力を供給する場合、以下の動作を制御部１０１に行わせる。
【００４０】
制御部１０１は、電池切替ＳＷ１０２をオフ、メインリレー１０３をオン、バイパスリレー１０４をオープンとすると、第１電源１１と、第１電気負荷２８とを接続し、これとは別に、第２電源１２と、第２電気負荷２９と、ＭＧＵ２４とを接続した状態となる。
このとき、第２電源１２と第２電気負荷２９との間にＤＣＤＣコンバータ１０５を設けているため、ＭＧＵ２４の駆動により第２電源１２の電圧が降下した場合でも、降下した電圧を昇圧して第２電気負荷２９に供給することができる。
【００４１】
したがって、第２電源１２の出力を、ＭＧＵ２４と第２電気負荷２９とに分岐させ、この分岐点と第２電気負荷２９との間にＤＣＤＣコンバータ１０５を設けたため、ＭＧＵ２４の駆動により第２電源１２の出力電圧が降下した場合でも、降下した電圧を昇圧して第２電気負荷２９に供給することができ、第２電気負荷２９に安定した電圧を供給することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、図３〜図１６は本発明の第２実施形態に係る車両用電源装置を示す図である。ここで、本実施形態は上述実施形態と略同様に構成されているので、図面を流用して同様な構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
本実施形態の車両用電源装置１０’は、ＭＧＵ２４によるエンジンの駆動のアシスト時には、ＭＧＵ２４へ給電する電源と、第２電気負荷２９へ給電する電源と、を分けて、ＭＧＵ２４をモータとして駆動した際の影響を第２電気負荷２９に与えないようになっている。
【００４３】
図３に示すように、本実施形態の車両用電源装置１０’は、第１電源１１と、第２電源１２と、バッテリマネジメントユニット１３と、電源切替スイッチ部１４’と、第１〜第４ヒューズ１２１〜１２４と、を備えている。
電源切替スイッチ部１４’は、電池パック１５の外部と接続する５個の第１〜第５出力部１６ａ〜１６ｅと、ノーマリオープンの第１電池切替ＳＷ１１２、第１メインリレー１１３、第２電池切替ＳＷ１１４および第２メインリレー１１５と、ノーマリクローズの第１バイパスリレー１１６および第２バイパスリレー１１７と、これらＳＷ・リレー１１２〜１１７の開閉を制御する制御部１１１と、第５出力部１６ｅに流れる電流を検出する第５出力部電流検出器１１８と、第４出力部１６ｄに流れる電流を検出する第４出力部電流検出器１１９と、を備えている。なお、ＳＷ・リレー１１２〜１１７は、自身の両端子の間を接続する閉状態（オンまたはクローズともいう）と、自身の両端子の間を切断する開状態（オフまたはオープンともいう）と、を制御部１１１の制御により切替可能になっている。
【００４４】
この電源切替スイッチ部１４’は、第２電源１２の正極側の端子が２つに分岐し、それぞれ第１メインリレー１１３と第２メインリレー１１５が接続されている。
第１メインリレー１１３の第２電源１２とは反対側の端子は３つに分岐し、１つは第４出力部電流検出器１１９を介して第４出力部１６ｄに接続され、もう１つは第１バイパスリレー１１６を介して第１出力部１６ａに接続され、最後の１つは第１電池切替ＳＷ１１２を介して第２出力部１６ｂに接続されている。
【００４５】
第２メインリレー１１５の第２電源１２とは反対側の端子も３つに分岐し、１つは第５出力部電流検出器１１８を介して第５出力部１６ｅに接続され、もう１つは第２バイパスリレー１１７を介して第３出力部１６ｃに接続され、最後の１つは第２電池切替ＳＷ１１４を介して、第１電池切替ＳＷ１１２と第２出力部１６ｂとの間に接続されている。
第１出力部１６ａには、第１電源１１が第２ヒューズ１２２を介して接続されている。第２出力部１６ｂには、第１電源１１が第３ヒューズ１２３を介して接続されている。第３出力部１６ｃには、第１電源１１が第４ヒューズ１２４を介して接続されている。第４出力部１６ｄには、ＭＧＵ２４が接続されている。第５出力部１６ｅには、第２電気負荷２９が接続されている。
【００４６】
第１電気負荷２８および第１ヒューズ１２１は直列に接続され、第１電気負荷２８と第１ヒューズ１２１に直列接続の第１ヒューズ１２１側の端子は、第１電源１１と、第２ヒューズ１２２、第３ヒューズ１２３および第４ヒューズ１２４と、を接続する電線に接続されている。
すなわち、第１電源１１と第２電気負荷２９とを接続する給電路に第２電池切替ＳＷ１１４が接続され、第２電源１２と第２電気負荷２９とを接続する給電路に第２メインリレー１１５が接続され、第１電源１１とＭＧＵ２４とを接続する給電路に第１電池切替ＳＷ１１２が接続され、第２電源１２とＭＧＵ２４とを接続する給電路に第１メインリレー１１３が接続されている。よって、第２電池切替ＳＷ１１４は第１開閉スイッチを、第２メインリレー１１５は第２開閉スイッチを、第１電池切替ＳＷ１１２は第３開閉スイッチを、第１メインリレー１１３は第４開閉スイッチを構成する。また、第１バイパスリレー１１６はバイパススイッチを構成する。
【００４７】
アイドルストップコントローラ２１は、例えば、以下に示す動作を制御部１１１に行わせて、車両の走行状態に応じて第１電源１１および第２電源１２の接続先を切り替える。なお、ここで示す動作は一例であり、他の動作も可能である。
【００４８】
＜動作Ａ＞
制御部１１１は、第１電池切替ＳＷ１１２をオン、第１メインリレー１１３をオフ、第２電池切替ＳＷ１１４をオン、第２メインリレー１１５をオフ、第１バイパスリレー１１６をオープン、第２バイパスリレー１１７をオープンとすると、図４に示すように、第１電源１１、第１電気負荷２８、第２電気負荷２９、ＭＧＵ２４を接続（図中、線ａで示す）した状態となり、ＭＧＵ２４と第２電源１２との間は切り離されている。
アイドルストップコントローラ２１は、エンジン始動直後などで、第１電源１１に充電したい場合、または、ＭＧＵ２４を無発電状態にし、第１電源１１のみで第１電気負荷２８、第２電気負荷２９に電源を供給する場合に、この状態とするように制御部１１１に指示を出す。
【００４９】
＜動作Ｂ＞
制御部１１１は、第１電池切替ＳＷ１１２をオン、第１メインリレー１１３をオン、第２電池切替ＳＷ１１４をオフ、第２メインリレー１１５をオン、第１バイパスリレー１１６をオープン、第２バイパスリレー１１７をオープンとすると、図５に示すように、第１電源１１、第２電源１２、第１電気負荷２８、第２電気負荷２９、ＭＧＵ２４を接続（図中、線ａで示す）した状態となる。
アイドルストップコントローラ２１は、減速回生時などにＭＧＵ２４で発電した電力を第１電源１１、第２電源１２に充電するときに、この状態とするように制御部１１１に指示を出す。
【００５０】
＜動作Ｃ＞
制御部１１１は、第１電池切替ＳＷ１１２をオフ、第１メインリレー１１３をオフ、第２電池切替ＳＷ１１４をオフ、第２メインリレー１１５をオン、第１バイパスリレー１１６をオープン、第２バイパスリレー１１７をオープンとすると、図６に示すように、第１電源１１と第１電気負荷２８とを接続（図中、線ａで示す）し、このラインとは別に、第２電源１２と第２電気負荷２９とを接続した状態（図中、線ｂで示す）となる。
アイドルストップコントローラ２１は、通常走行時またはアイドリングストップ時など、第２電気負荷２９への電力供給を第２電源のみから行い、ＭＧＵ２４の発電負荷を減らし、燃費を向上させたいときに、この状態とするように制御部１１１に指示を出す。
【００５１】
＜動作Ｄ＞
制御部１１１は、第１電池切替ＳＷ１１２をオン、第１メインリレー１１３をオフ、第２電池切替ＳＷ１１４をオフ、第２メインリレー１１５をオン、第１バイパスリレー１１６をオープン、第２バイパスリレー１１７をオープンとすると、図７に示すように、第１電源１１、第１電気負荷２８、ＭＧＵ２４を接続（図中、線ａで示す）し、このラインとは別に、第２電源１２と第２電気負荷２９とを接続（図中、線ｂで示す）した状態となる。
アイドルストップコントローラ２１は、アイドリングストップからの再始動などの、ＭＧＵ２４をスタータとしてエンジンの起動を行うときなど、この状態とするように制御部１１１に指示を出す。
【００５２】
このようにして、第１電源１１の電力でＭＧＵ２４を駆動すると同時に、第２電源１２は第２電気負荷２９にのみ電力供給を行うことができ、ＭＧＵ２４をスタータとして駆動した際の電圧降下の影響を第２電気負荷２９に与えないようにすることができる。
【００５３】
＜動作Ｅ＞
制御部１１１は、第１電池切替ＳＷ１１２をオフ、第１メインリレー１１３をオン、第２電池切替ＳＷ１１４をオン、第２メインリレー１１５をオフ、第１バイパスリレー１１６をオープン、第２バイパスリレー１１７をオープンとすると、図８に示すように、第１電源１１、第１電気負荷２８、第２電気負荷２９を接続（図中、線ａで示す）し、このラインとは別に、第２電源１２とＭＧＵ２４とを接続（図中、線ｂで示す）した状態となる。
【００５４】
アイドルストップコントローラ２１は、ＭＧＵ２４によりエンジンの駆動をアシストさせる時などに、この状態とするように制御部１１１に指示を出す。
このようにして、第２電源１２の電力でＭＧＵ２４を駆動すると同時に、第１電源１１は第１電気負荷２８、第２電気負荷２９にのみ電力供給を行うことができ、ＭＧＵ２４をモータとして駆動した際の電圧降下の影響を第２電気負荷２９に与えないようにすることができる。
【００５５】
＜動作Ｆ＞
制御部１１１は、第１電池切替ＳＷ１１２をオフ、第１メインリレー１１３をオフ、第２電池切替ＳＷ１１４をオフ、第２メインリレー１１５をオフ、第１バイパスリレー１１６をクローズ、第２バイパスリレー１１７をクローズとすると、図９に示すように、第１電源１１、第１電気負荷２８、第２電気負荷２９、ＭＧＵ２４を接続（図中、線ａで示す）した状態となる。ＭＧＵ２４には第１バイパスリレー１１６を経由して、第２電気負荷２９には第２バイパスリレー１１７を経由して、第１電源１１に接続される。
イグニッションスイッチオフ時や電池パック１５の異常などで、電源切替スイッチ部１４’に電力が供給されなくなると、このような状態になる。
【００５６】
以上のような動作の遷移の例について、図１０のタイミングチャートを参照して説明する。
まず、エンジンが起動されるまでは、電源切替スイッチ部１４’は、動作Ｆにて、第１、第２バイパスリレー１１６、１１７をクローズとして、暗電流供給状態である。
イグニッションスイッチオンによりエンジンが起動してから車両が発進するまでの間、アイドルストップコントローラ２１は、動作Ａに遷移させ、ＭＧＵ２４と第１電源１１を接続させ、第１電源を充電させる。
【００５７】
車両が発進して走行が始まると、アイドルストップコントローラ２１は、動作Ｃに遷移させ、第１電源１１と第１電気負荷２８を接続させるとともに、第２電源１２と第２電気負荷２９を接続させ、ＭＧＵ２４を無発電状態にさせて、発電機能を抑制した形で車両を走行させる。
車両が減速してきた場合は、回生電力を充電するために、アイドルストップコントローラ２１は、動作Ｂに遷移させ、ＭＧＵ２４の発電電力で第１電源１１、第２電源１２それぞれを充電させる。
【００５８】
車両が停車したときには、アイドルストップコントローラ２１は、アイドルストップ動作に入り、動作Ｃに遷移させ、第１電源１１と第１電気負荷２８を接続させるとともに、第２電源１２と第２電気負荷２９を接続させる。
エンジンを再始動するタイミングで、アイドルストップコントローラ２１は、動作Ｄに遷移させ、第１電源１１と第１電気負荷２８およびＭＧＵ２４を接続させるとともに、第２電源１２と第２電気負荷２９を接続させる。ＭＧＵ２４による再始動を行っている状態において、ＭＧＵ２４に給電する電源と、第２電気負荷２９に給電する電源と、を分けることで、ＭＧＵ２４の駆動による電圧降下の影響を第２電気負荷２９に与えないようにすることができる。
【００５９】
再始動後、車両が加速してきた場合は、ＭＧＵ２４によるエンジンの駆動のアシストが可能であり、アイドルストップコントローラ２１は、動作Ｅに遷移させ、第２電源１２からＭＧＵ２４に電力供給させるとともに、第１電源１１で第１電気負荷２８および第２電気負荷２９に電力を供給させる。ＭＧＵ２４によるエンジンの駆動アシストを行っている状態において、ＭＧＵ２４に給電する電源と、第２電気負荷２９に給電する電源と、を分けることで、ＭＧＵ２４の駆動による電圧降下の影響を第２電気負荷２９に与えないようにすることができる。
【００６０】
その後、車両が減速してきて、減速回生を行う場合は、アイドルストップコントローラ２１は、動作Ｂに遷移させる。その後、車両が停車し、そのままイグニッションスイッチがオフにされると、電源切替スイッチ部１４’は、動作Ｆに遷移し、暗電流供給状態に切り替わる。
このように、車両の走行状態に応じて動作状態を変えて、ＭＧＵ２４駆動時にはＭＧＵ２４に電力を供給する電源と、第２電気負荷２９に電力を供給する電源と、を分けているため、ＭＧＵ２４の駆動による電圧降下の影響を抑えることができる。
【００６１】
＜動作Ｄ−１＞
上述の動作Ｄの変形例として、以下の動作Ｄ−１が考えられる。
アイドルストップコントローラ２１は、バッテリ電流センサ４３やバッテリ電圧センサ４４が検出する第１電源１１に蓄積された電力量が予め設定された下限電力量よりも小さい場合、ＭＧＵ２４によるエンジンの始動には蓄積された電力量が足りないと判定し、第２電源１２からも電力を供給するようにしてもよい。
【００６２】
ここで、下限電力量は、ＭＧＵ２４によりエンジンを始動することが可能な状態のときの電力量の下限値である。
例えば、蓄積された電力量を示す値として電圧値を使い、アイドルストップコントローラ２１は、第１電源１１の電圧値が予め設定された下限電圧値よりも小さい値だった場合、第２電源１２からも電力を供給するように制御部１１１に指示を出す。下限電圧値は、第１電源１１の電力量が下限電力量のときの電圧値であり、実験等により求められ、アイドルストップコントローラ２１のメモリに記憶されている。
【００６３】
制御部１１１は、アイドルストップコントローラ２１からの指示により、第１電池切替ＳＷ１１２をオン、第１メインリレー１１３をオン、第２電池切替ＳＷ１１４をオフ、第２メインリレー１１５をオン、第１バイパスリレー１１６をオープン、第２バイパスリレー１１７をオープンとすると、図１１に示すように、第１電源１１、第２電源１２、第１電気負荷２８、第２電気負荷２９、ＭＧＵ２４を接続（図中、線ａで示す）した状態となる。
【００６４】
このようにして、ＭＧＵ２４によるエンジンの始動には第１電源１１の電力が足りなかった場合でも、第２電源１２の電力も利用してＭＧＵ２４によるエンジンの始動を確実に行うことができる。
なお、アイドルストップコントローラ２１が第１電源１１の状態を検知して電源切替スイッチ部１４’を制御したが、制御部１１１が第１電源１１の接続されている第２出力部１６ｂの電圧値を検出して、下限電圧値よりも小さい値の場合に上述の状態にするようにしてもよい。
【００６５】
また、上述の動作Ｅのように、第１電源１１、第１電気負荷２８、第２電気負荷２９を接続し、このラインとは別に、第２電源１２とＭＧＵ２４とを接続して、第２電源１２からの給電によりＭＧＵ２４によるエンジンの始動を行うようにしてもよい。
【００６６】
＜動作Ｅ−１＞
上述の動作Ｅの変形例として、以下の動作Ｅ−１が考えられる。
アイドルストップコントローラ２１は、バッテリマネジメントユニット１３が検出した第２電源１２の蓄積された電力量が予め設定された余裕電力量よりも大きい場合、ＭＧＵ２４、第２電気負荷２９の両方に電力を供給しても電圧降下の影響を与えないと判定し、第２電源１２からＭＧＵ２４、第２電気負荷２９の両方に電力を供給するようにしてもよい。
【００６７】
ここで、余裕電力量は、エンジンの駆動をアシストするＭＧＵ２４と第２電気負荷２９に同時に電力を供給しても、ＭＧＵ２４および第２電気負荷２９に電圧降下による影響を与えない状態のときの電力量の下限値である。
例えば、蓄積された電力量を示す値として電圧値を使い、アイドルストップコントローラ２１は、第２電源１２の電圧値が予め設定された余裕電圧値よりも大きい値だった場合、第２電源１２からＭＧＵ２４、第２電気負荷２９の両方に電力を供給するように制御部１１１に指示を出す。余裕電圧値は、第２電源１２の電力量が余裕電力量よりも大きい状態のときの電圧値の下限値であり、実験等により求められ、アイドルストップコントローラ２１のメモリに記憶されている。
【００６８】
制御部１１１は、アイドルストップコントローラ２１からの指示により、第１電池切替ＳＷ１１２をオフ、第１メインリレー１１３をオン、第２電池切替ＳＷ１１４をオフ、第２メインリレー１１５をオン、第１バイパスリレー１１６をオープン、第２バイパスリレー１１７をオープンとすると、図１２に示すように、第１電源１１、第１電気負荷２８を接続（図中、線ａで示す）し、このラインとは別に、第２電源１２、ＭＧＵ２４、第２電気負荷２９を接続（図中、線ｂで示す）した状態となる。
【００６９】
このようにして、第２電源１２の電力にて、ＭＧＵ２４によるエンジンの駆動の電力の供給と、第２電気負荷２９への電力の供給と、をまかない、第１電源１１は、第１電気負荷にのみ電力を供給する。このため、第２電源１２からの電力の出入りが多くなり、第２電源の性能次第でＭＧＵ２４によるエンジンの駆動アシストにより燃費を向上させることができる。また、第１電源１１の消費電力を削減することができ、第１電源の劣化を軽減させることができる。
【００７０】
なお、アイドルストップコントローラ２１がバッテリマネジメントユニット１３が検出した第２電源１２の状態により電源切替スイッチ部１４’を制御したが、制御部１１１が第２電源１１の電圧値を検出して、余裕電圧値よりも大きい値の場合に上述の状態にするようにしてもよい。
【００７１】
次に、異常時の動作について説明する。
＜動作Ｆ−１＞
ＭＧＵ２４と第４出力部１６ｄとの間を接続する電線（ワイヤーハーネス）が地絡した場合、制御部１１１は、第４出力部電流検出器１１９の検出値が過電流検出値以上であることを検出し、第１電池切替ＳＷ１１２をオフ、第１メインリレー１１３をオフ、第１バイパスリレー１１６をクローズとする。
【００７２】
ここで、過電流検出値は、過電流を検出するための電流値であり、実験等により求められ、制御部１１１のメモリに記憶されている。
このようにすることで、図１３に示すように、過電流の経路が第１バイパスリレー１１６側に切り替わり（図中、線ａで示す）、第２ヒューズ１２２が溶断して電源切替スイッチ部１４’の電池切替ＳＷ・メインリレー１１２〜１１５を過電流から保護することができる。
【００７３】
なお、第２電気負荷２９に対しては、第２電池切替ＳＷ１１４、第２メインリレー１１５、第２バイパスリレー１１７のいずれかを閉状態にすることで給電が可能である。図１３では、第２バイパスリレー１１７をクローズにすることで第１電源１１から第２電気負荷２９へ電力を供給している（図中、線ｂで示す）。
この動作への遷移の例について、図１４のタイミングチャートを参照して説明する。
【００７４】
図１０と同様に遷移している途中の動作Ｂの状態で、ＭＧＵ２４と第４出力部１６ｄとの間を接続する電線が地絡すると、制御部１１１は、第４出力部電流検出器１１９の検出値が過電流検出値以上であることを検出し、動作Ｆ−１に遷移させる。これにより、過電流が第２ヒューズに流れ、第２ヒューズ１２２が溶断して、電池切替ＳＷ・メインリレー１１２〜１１５を過電流から保護することができる。なお、第２電気負荷２９への電力供給は、第２電池切替ＳＷ１１４をオンにすることで行っている。
その後、イグニッションスイッチがオフにされると、動作Ｆに遷移し、暗電流供給状態に切り替わる。
【００７５】
＜動作Ｆ−２＞
第２電気負荷２９と第５出力部１６ｅとの間を接続する電線が地絡した場合、制御部１１１は、第５出力部電流検出器１１８の検出値が過電流検出値以上であることを検出し、第２電池切替ＳＷ１１４をオフ、第２メインリレー１１５をオフ、第２バイパスリレー１１７をクローズとする。
このようにすることで、図１５に示すように、過電流の経路が第２バイパスリレー１１７側に切り替わり（図中、線ａで示す）、第４ヒューズ１２４が溶断して電源切替スイッチ部１４’の電池切替ＳＷ・メインリレー１１２〜１１５を過電流から保護することができる。
【００７６】
なお、ＭＧＵ２４に対しては、第１電池切替ＳＷ１１２、第１メインリレー１１３、第１バイパスリレー１１６のいずれかを閉状態にすることで給電が可能である。図１５では、第１バイパスリレー１１６をクローズにすることで第１電源１１からＭＧＵ２４へ電力を供給している（図中、線ｂで示す）。
この動作への遷移の例について、図１６のタイミングチャートを参照して説明する。
【００７７】
図１０と同様に遷移している途中の動作Ｂの状態で、第２電気負荷２９と第５出力部１６ｅとの間を接続する電線が地絡すると、制御部１１１は、第５出力部電流検出器１１８の検出値が過電流検出値以上であることを検出し、動作Ｆ−２に遷移させる。これにより、過電流が第４ヒューズ１２４に流れ、第４ヒューズ１２４が溶断して、電池切替ＳＷ・メインリレー１１２〜１１５を過電流から保護することができる。なお、ＭＧＵ２４への電力供給は、第１電池切替ＳＷ１１２をオンにすることで行っている。
その後、イグニッションスイッチがオフにされると、動作Ｆに遷移し、暗電流供給状態に切り替わる。
【００７８】
したがって、第２電源１２とＭＧＵ２４とを接続する給電路に第１メインリレー１１３を設け、第２電源１２と第２電気負荷２９とを接続する給電路に第２メインリレー１１５を設け、第１電源１１とＭＧＵ２４とを接続する給電路に第１電池切替ＳＷ１１２を設け、第１電源１１と第２電気負荷２９とを接続する給電路に第２電池切替ＳＷ１１４を設けているため、ＭＧＵ２４へ給電する電源と、第２電気負荷２９へ給電する電源と、を別の電源にすることができる。このため、ＭＧＵ２４を駆動したときの電圧降下の影響を無くし、第２電気負荷２９に安定した電力を供給することができる。
【００７９】
また、第１電源１１と、ＭＧＵ２４および第２電気負荷２９との給電路を一部共用とし、その部分に第３ヒューズを設けたので、ヒューズを別々に設ける必要がなく、ヒューズを減らすことができる。
なお、本実施形態においては、過電流が流れることを検出するため、第１電流検出器１１８、第２電流検出器１１９を設けたが、電池切替ＳＷ・メインリレー１１２〜１１５に電流検出機能付のものを使用し、制御部１１１でその検出値を参照するようにしてもよい。電池切替ＳＷ・メインリレー１１２〜１１５は、動作Ａ〜Ｅのどの動作タイミングにおいても、いずれか１つはオンの状態であり、過電流の検出が可能な状態となっている。
【００８０】
（第３実施形態）
次に、図１７〜図３０は本発明の第３実施形態に係る車両用電源装置を示す図である。ここで、本実施形態は上述の第２実施形態と略同様に構成されているので、図面を流用して同様な構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
本実施形態の電源切替スイッチ部１４”は、第２バイパスリレー１１７をＭＧＵ２４と第２電気負荷２９との間に接続して、第４ヒューズ１２４と第３出力部１６ｃを無くしている。
【００８１】
図１７に示すように、電源切替スイッチ部１４”は、第２電源１２の正極側の端子が２つに分岐し、それぞれ第１メインリレー１１３と第２メインリレー１１５が接続されている。
第１メインリレー１１３の第２電源１２とは反対側の端子は３つに分岐し、１つは第４出力部電流検出器１１９を介して第４出力部１６ｄに接続され、もう１つは第１バイパスリレー１１６を介して第１出力部１６ａに接続され、最後の１つは第１電池切替ＳＷ１１２を介して第２出力部１６ｂに接続されている。
【００８２】
第２メインリレー１１５の第２電源１２とは反対側の端子は２つに分岐し、１つは第５出力部電流検出器１１８を介して第５出力部１６ｅに接続され、もう１つは第２電池切替ＳＷ１１４を介して、第１電池切替ＳＷ１１２と第２出力部１６ｂとの間に接続されている。
第１メインリレー１１３の第２電源１２とは反対側の分岐点と第４出力部電流検出器１１９との間の接続線と、第２メインリレー１１５の第２電源１２とは反対側の分岐点と第５出力部電流検出器１１８との間の接続線と、が第２バイパスリレー１１７を介して接続されている。
【００８３】
すなわち、第１バイパスリレー１１６がバイパススイッチを、第２バイパスリレーが第２バイパススイッチを構成する。
第１出力部１６ａには、第１電源１１が第２ヒューズ１２２を介して接続されている。第２出力部１６ｂには、第１電源１１が第３ヒューズ１２３を介して接続されている。第４出力部１６ｄには、ＭＧＵ２４が接続されている。第５出力部１６ｅには、第２電気負荷２９が接続されている。
【００８４】
第１電気負荷２８は、第１ヒューズ１２１と直列に接続され、第１電気負荷２８と第１ヒューズ１２１に直列接続の第１ヒューズ１２１側の端子は、第１電源１１と、第２ヒューズ１２２および第３ヒューズ１２３とを接続する電線に接続されている。
アイドルストップコントローラ２１は、例えば、以下に示す動作を制御部１３１に行わせて、車両の走行状態に応じて第１電源１１および第２電源１２の接続先を切り替える。なお、ここで示す動作は一例であり、他の動作も可能である。
【００８５】
上述の第２実施形態の動作Ａ〜Ｅの動作は、電池切替ＳＷ・メインリレー１１２〜１１５の開閉状態を同じにすれば同じ接続状態となるので、その接続状態図を図１８〜図２２に示して、詳細な説明は省略する。
【００８６】
＜動作Ｆ’＞
制御部１３１は、第１電池切替ＳＷ１１２をオフ、第１メインリレー１１３をオフ、第２電池切替ＳＷ１１４をオフ、第２メインリレー１１５をオフ、第１バイパスリレー１１６を接続、第２バイパスリレー１１７を接続とすると、図２３に示すように、第１電源１１、第１電気負荷２８、第２電気負荷２９、ＭＧＵ２４を接続（図中、線ａで示す）した状態となる。ＭＧＵ２４には第１バイパスリレー１１６を経由して、第２電気負荷には第１バイパスリレー１１６および第２バイパスリレー１１７を経由して第１電源１１に接続される。
イグニッションスイッチオフ時や電池パック１５の異常などで、電源切替スイッチ部１４”に電力が供給されなくなると、このような状態になる。
【００８７】
次に、異常時の動作について説明する。
＜動作Ｆ’−１＞
ＭＧＵ２４と第４出力部１６ｄとの間を接続する電線が地絡した場合、制御部１３１は、第４出力部電流検出器１１９の検出値が過電流検出値以上であることを検出し、第１電池切替ＳＷ１１２をオフ、第１メインリレー１１３をオフ、第１バイパスリレー１１６をクローズとする。
【００８８】
このようにすることで、図２４に示すように、過電流の経路が第１バイパスリレー１１６側に切り替わり（図中、線ａで示す）、第２ヒューズ１２２が溶断して電源切替スイッチ部１４”の電池切替ＳＷ・メインリレー１１２〜１１５を過電流から保護することができる。
なお、第２電気負荷２９に対しては、第２電池切替ＳＷ１１４、第２メインリレー１１５のいずれかをオンにすることで給電可能である。図２４では、第２電池切替ＳＷ１１４をオンにすることで第１電源１１から第２電気負荷２９に電力を供給している（図中、線ｂで示す）。
【００８９】
この動作への遷移の例について、図２５のタイミングチャートを参照して説明する。
図１０と同様に遷移している途中の動作Ｂの状態で、ＭＧＵ２４と第４出力部１６ｄとの間を接続する電線が地絡すると、制御部１３１は、第４出力部電流検出器１１９の検出値が過電流検出値以上であることを検出し、動作Ｆ’−１に遷移させる。これにより、第２ヒューズ１２２が溶断して、電池切替ＳＷ・メインリレー１１２〜１１５を過電流から保護することができる。なお、第２電気負荷２９への電力供給は、第２電池切替ＳＷ１１４をオンにすることで行っている。
その後、イグニッションスイッチがオフにされると、動作Ｆ’に遷移し、暗電流供給状態に切り替わる。
【００９０】
＜動作Ｆ’−２＞
第２電気負荷２９と第５出力部１６ｅとの間を接続する電線が地絡した場合、制御部１３１は、第５出力部電流検出器１１８の検出値が過電流検出値以上であることを検出し、第１電池切替ＳＷ１１２をオフ、第１メインリレー１１３をオフ、第２電池切替ＳＷ１１４をオフ、第２メインリレー１１５をオフ、第１バイパスリレー１１６をクローズ、第２バイパスリレー１１７をクローズとする。
このようにすることで、図２６に示すように、過電流の経路が第１バイパスリレー１１６、第２バイパスリレー１１７側に切り替わり（図中、線ａで示す）、第２ヒューズ１２２が溶断して電源切替スイッチ部１４”の電池切替ＳＷ・メインリレー１１２〜１１５を過電流から保護することができる。
【００９１】
なお、ＭＧＵ２４に対しての給電は不可となるが、第２電気負荷２９は、走行に関わる点火コイル、燃料ポンプ、エンジンコントローラなどが接続されているため、電気負荷２９と第５出力部１６ｅとの間の電線が地絡した時点で走行不能の状態になっており、ＭＧＵ２４への給電が停止しても影響はない。また、第２電気負荷２９への過電流を検出した場合、制御部１３１は、アイドルストップコントローラ２１を介してエンジンコントローラ２２に発電停止指示を通知する。エンジンコントローラ２２は、発電停止指示を受信すると、ＭＧＵ２４による発電を停止させるため、ＭＧＵ２４から地絡が発生している部分への電流供給が行われることはない。また、第１電気負荷２８には第１電源１１から給電される（図中、線ｂで示す）。
【００９２】
この動作への遷移の例について、図２７のタイミングチャートを参照して説明する。
図１０と同様に遷移している途中の動作Ｂの状態で、第２電気負荷２９と第５出力部１６ｅとの間を接続する電線が地絡すると、制御部１３１は、第５出力部電流検出器１１８の検出値が過電流検出値以上であることを検出し、動作Ｆ’−２に遷移させる。これにより、第２ヒューズ１２２が溶断して、電池切替ＳＷ・メインリレー１１２〜１１５を過電流から保護することができる。
その後、イグニッションスイッチがオフにされると、動作Ｆ’に遷移し、暗電流供給状態に切り替わる。
【００９３】
＜動作Ｆ’−３＞
また、第２電気負荷２９と第５出力部１６ｅとの間を接続する電線が地絡した場合、第１電池切替ＳＷ１１２、第１メインリレー１１３、第２電池切替ＳＷ１１４、第２メインリレー１１５を全てオフにし、第１バイパスリレー１１６、第２バイパスリレー１１７をクローズとし、第２ヒューズ１２２を溶断させたが、第１電池切替ＳＷ１１２をオン、第１メインリレー１１３をオフ、第２電池切替ＳＷ１１４をオフ、第２メインリレー１１５をオフ、第１バイパスリレー１１６をオープン、第２バイパスリレー１１７をオープンとすることで、図２８に示すように、第２電気負荷２９の回路だけを完全に分離する。なお、ＭＧＵ２４には第１電源１１から電力を供給し続けることが可能となる（図中、線ａで示す）。
【００９４】
そして、イグニッションスイッチオフ時には、第１電池切替ＳＷ１１２、第１メインリレー１１３、第２電池切替ＳＷ１１４、第２メインリレー１１５の全てがオフになり、第１バイパスリレー１１６、第２バイパスリレー１１７が接続になるため、このときに第２ヒューズ１２２が溶断するようになる。
なお、第１電池切替ＳＷ１１２の替わりに第１メインリレー１１３をオンにすれば、第２電源１２からＭＧＵ２４に電力を供給することができる。
【００９５】
この動作への遷移の例について、図２９のタイミングチャートを参照して説明する。
図１０と同様に遷移している途中の動作Ｂの状態で、第２電気負荷２９と第５出力部１６ｅとの間を接続する電線が地絡すると、制御部１３１は、第５出力部電流検出器１１８の検出値が過電流検出値以上であることを検出し、動作Ｆ’−３に遷移させる。これにより、第２電気負荷２９の回路だけを完全に分離して、電池切替ＳＷ・メインリレー１１２〜１１５を過電流から保護することができる。なお、ＭＧＵ２４には第１電源１１から電力を供給することができる。
その後、イグニッションスイッチがオフにされると、動作Ｆ’に遷移し、第２ヒューズ１２２が溶断する。
【００９６】
したがって、ＭＧＵ２４と第２電気負荷２９との間に第２バイパスリレー１１７を設け、第５出力部１６ｅに過電流が流れたことを検出すると、第２バイパスリレー１１７と第１バイパスリレー１１６により過電流を第１出力部１６ａに流しているので、第４出力部１６ｄおよび第５出力部１６ｅどちらに過電流が流れた場合でも、過電流を第１出力部１６ａに流すことができる。このため、第２ヒューズ１２２を共用してヒューズを減らしつつ、電源切替スイッチ部１４”の電池切替ＳＷ・メインリレー１１２〜１１５を保護することができる。
なお、本実施形態においては、第２バイパスリレー１１７の位置を変えたが、図３０に示すように、第１バイパスリレー１１６をＭＧＵ２４と第２電気負荷２９との間に接続するようにしてもよい。
【００９７】
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００９８】
１０   車両用電源装置
１１   第１電源
１２   第２電源
１３   バッテリマネジメントユニット
１４   電源切替スイッチ部
１５   電池パック
１６   出力部
１０１ 制御部
１０２ 電源切替ＳＷ
１０３ メインリレー
１０４ バイパスリレー
１１１ 制御部
１１２ 第１電源切替ＳＷ
１１３ 第１メインリレー
１１４ 第２電源切替ＳＷ
１１５ 第２メインリレー
１１６ 第１バイパスリレー
１１７ 第２バイパスリレー
１１８ 第５出力部電流検出器
１１９ 第４出力部電流検出器
１２１ 第１ヒューズ
１２２ 第２ヒューズ
１２３ 第３ヒューズ
１２４ 第４ヒューズ
２１   アイドルストップコントローラ
２２   エンジンコントローラ
２４   ＭＧＵ
２８   第１電気負荷
２９   第２電気負荷
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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