(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１蓄電装置に接続される第１の入力端と、
第２蓄電装置に接続される第２の入力端と、
第１負荷に接続される第１の出力端と、
いずれも第２負荷に接続される第２の出力端および第３の出力端と、
前記第１の入力端に接続される第１導電路と、
前記第１導電路を介して前記第１の入力端に接続される一端と、他端とを有する第１スイッチと、
前記第２の入力端に接続される第２導電路と、
前記第２導電路を介して前記第２の入力端に接続される一端と、他端とを有する第２スイッチと、
前記第１スイッチの前記他端、前記第２スイッチの前記他端および前記第１の出力端を互いに接続する第３導電路と、
前記第１導電路と前記第２の出力端とを接続し、前記第３導電路の電流容量よりも小さい電流容量を有する第４導電路と、
前記第２導電路と前記第３の出力端とを接続し、前記第３導電路の電流容量よりも小さい電流容量を有する第５導電路と
を備える、車載電源用のスイッチ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
前記第１の入力端には前記第１蓄電装置として鉛バッテリが接続され、
前記第２の入力端には前記第２蓄電装置としてリチウムイオン電池またはニッケル水素電池が接続され、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチは制御回路によって制御され、
前記制御回路は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがオンしている状態で、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのいずれよりも前記第１の出力端側に地絡が生じたと判断したときに、前記第２スイッチをターンオフし、その後、前記第１スイッチをターンオフする、車載電源用のスイッチ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチは制御回路によって制御され、
前記制御回路は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがそれぞれオフ、オンしている状態で、前記第２スイッチよりも前記第２蓄電装置側または前記第３の出力端側に地絡が生じたと判断したときに、前記第２スイッチをターンオフし、その後、前記第１スイッチをターンオンする、車載電源用のスイッチ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
前記第２の入力端には、バッテリユニットを介して前記第２蓄電装置が接続され、
前記バッテリユニットは、前記第２蓄電装置と前記第２の入力端との間の導通／非導通を切り替え、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチおよび前記バッテリユニットは制御回路によって制御され、
前記制御回路は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがそれぞれオフ、オンし、前記バッテリユニットが導通した状態で、前記バッテリユニットよりも前記第２蓄電装置側に地絡が生じたと判断したときに、前記バッテリユニットを非導通とし、その後、前記第１スイッチをターンオンする、車載電源用のスイッチ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
前記第２の入力端には、バッテリユニットを介して前記第２蓄電装置が接続され、
前記バッテリユニットは、前記第２蓄電装置と前記第２の入力端との間の導通／非導通を切り替え、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチおよび前記バッテリユニットは制御回路によって制御され、
前記制御回路は、前記バッテリユニットよりも前記第２スイッチ側または前記第３の出力端側に地絡が生じたと判断したときに、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをそれぞれオン、オフし、その後、前記バッテリユニットを非導通とする、車載電源用のスイッチ装置。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
前記制御回路を更に備える、車載電源用のスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車載電源用のスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１において、車載用電源装置が記載されている。この車載用電源装置は、主バッテリと副バッテリと第１スイッチから第３スイッチと第１補機群と第２補機群とを備えている。第１スイッチから第３スイッチは、主バッテリと副バッテリとの間において、この順で相互に直列に接続されている。第１補機群は第１配線を介して、第１スイッチと第２スイッチとの間の点に接続されている。よって、第１スイッチがオンすることにより、第１補機群は主バッテリから給電される。また第２スイッチおよび第３スイッチがオンすることにより、第１補機群は副バッテリからも給電される。第１補機群は例えばオーディオ、安全装置、カーナビゲーションシステムまたはアイドリングストップ制御用のＥＣＵである。
【０００３】
第２補機群は第２配線を介して主バッテリに直接に接続されるとともに、第３配線を介して、第２スイッチと第３スイッチとの間の点に接続されている。よって、第２補機群は、直接に主バッテリから給電されるとともに、第３スイッチがオンしたときに、副バッテリからも給電される。第２補機群は電子制御ブレーキシステムまたは車両用無線通信システムなどである。
【０００４】
また本発明に関連する技術として特許文献２が公開されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−８３４０４号公報
【特許文献２】特開平９−２３３６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１において、第２補機群が大電流負荷である場合には、これに対応して、第２配線および第３配線のいずれにも電流容量の大きな配線を採用する必要がある。しかるに、このような第２配線および第３配線は太く、これらの配線の引き回しが困難であった。
【０００７】
そこで本発明は、簡単な配線の引き回しに資する車載電源用のスイッチ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
車載電源用のスイッチ装置の第１の態様は、車載電源用のスイッチ装置(5)であって、第１蓄電装置に接続される第１の入力端(P11)と、第２蓄電装置に接続される第２の入力端(P12)と、第１負荷に接続される第１の出力端(P21)と、いずれも第２負荷に接続される第２の出力端(P22)および第３の出力端(P23)と、前記第１の入力端に接続される第１導電路(61a)と、前記第１導電路を介して前記第１の入力端に接続される一端(51a)と、他端(51b)とを有する第１スイッチ(51)と、前記第２の入力端に接続される第２導電路(62a)と、前記第２導電路を介して前記第２の入力端に接続される一端(52a)と、他端(52b)とを有する第２スイッチ(52)と、前記第１スイッチの前記他端(51b)、前記第２スイッチの前記他端(52b)および前記第１の出力端を互いに接続する第３導電路(63a)と、前記第１導電路と前記第２の出力端とを接続し、前記第３導電路の電流容量よりも小さい電流容量を有する第４導電路(64a)と、前記第２導電路と前記第３の出力端とを接続し、前記第３導電路の電流容量よりも小さい電流容量を有する第５導電路(65a)とを備える。
【０００９】
車載電源用のスイッチ装置の第２の態様は、第１の態様にかかる記載の車載電源用のスイッチ装置であって、前記第１の入力端(P11)には前記第１蓄電装置として鉛バッテリが接続され、前記第２の入力端(P12)には前記第２蓄電装置としてリチウムイオン電池またはニッケル水素電池が接続され、前記第１スイッチ(51)および前記第２スイッチ(52)は制御回路(9,91)によって制御され、前記制御回路は、前記第１スイッチ(51)および前記第２スイッチ(52)がオンしている状態で、前記第１スイッチ(51)および前記第２スイッチ(52)のいずれよりも前記第１の出力端(P21)側に地絡(F2)が生じたと判断したときに、前記第２スイッチ(52)をターンオフし、その後、前記第１スイッチ(51)をターンオフする。
【００１０】
車載電源用のスイッチ装置の第３の態様は、第１の態様にかかる車載電源用のスイッチ装置であって、前記第１スイッチ(51)および前記第２スイッチ(52)は制御回路(9,91)によって制御され、前記制御回路は、前記第１スイッチ(51)および前記第２スイッチ(52)がそれぞれオフ、オンしている状態で、前記第２スイッチ(52)よりも前記第２蓄電装置(2)側または前記第３の出力端(P23)側に地絡(F4)が生じたと判断したときに、前記第２スイッチをターンオフし、その後、前記第１スイッチをターンオンする。
【００１１】
車載電源用のスイッチ装置の第４の態様は、第１の態様にかかる車載電源用のスイッチ装置であって、前記第２の入力端(P12)には、バッテリユニット(22)を介して前記第２蓄電装置(2)が接続され、前記バッテリユニットは、前記第２蓄電装置と前記第２の入力端との間の導通／非導通を切り替え、前記第１スイッチ(51)、前記第２スイッチ(52)および前記バッテリユニット(22)は制御回路(9,91,92)によって制御され、前記制御回路は、前記第１スイッチ(51)および前記第２スイッチ(52)がそれぞれオフ、オンし、前記バッテリユニット(22)が導通した状態で、前記バッテリユニットよりも前記第２蓄電装置(2)側に地絡(F3)が生じたと判断したときに、前記バッテリユニットを非導通とし、その後、前記第１スイッチをターンオンする。
【００１２】
車載電源用のスイッチ装置の第５の態様は、第１の態様にかかる車載電源用のスイッチ装置であって、前記第２の入力端(P12)には、バッテリユニット(22)を介して前記第２蓄電装置(2)が接続され、前記バッテリユニットは、前記第２蓄電装置と前記第２の入力端との間の導通／非導通を切り替え、前記第１スイッチ(51)、前記第２スイッチ(52)および前記バッテリユニット(22)は制御回路(9,91,92)によって制御され、前記制御回路は、前記バッテリユニットよりも前記第２スイッチ(52)側または前記第３の出力端(P23)側に地絡(F4)が生じたと判断したときに、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをそれぞれオン、オフし、その後、前記バッテリユニットを非導通とする。
【００１３】
車載電源用のスイッチ装置の第６の態様は、第２から第５のいずれか一つの態様にかかる車載電源用のスイッチ装置であって、前記制御回路を更に備える。
【発明の効果】
【００１５】
車載電源用のスイッチ装置の第１の態様によれば、第１および第２の入力端にそれぞれ第１蓄電装置および第２蓄電装置を接続し、第１の出力端に第１負荷を接続することで、第１負荷に冗長電源を与えることができる。また、第２および第３の出力端に第２負荷を接続することで、第２負荷に冗長電源を与えることができる。
【００１６】
また本スイッチ装置は、第２負荷が、第１負荷よりも小さい定格電流を有する構成に適している。なぜなら、第２負荷に接続される第４導電路および第５導電路の電流容量が、第１負荷に接続される第３導電路の電流容量よりも小さいからである。
【００１７】
またこの構成によれば、第２の出力端と第２負荷とを接続する電源線、および、第３の出力端と第２負荷とを接続する電源線の電流容量を、第１の出力端と第１負荷とを接続する電源線の電流容量よりも小さく設定できる。電流容量の小さい電源線は細いので、電源線の引き回しが容易となる。
【００１８】
車載電源用のスイッチ装置の第２および第６の態様によれば、高価なリチウムイオン電池またはニッケル水素電池の劣化を抑制できる。
【００１９】
車載電源用のスイッチ装置の第３および第６の態様によれば、第１蓄電装置から地絡電流を流すことなく第１出力端及び第２出力端を介して電流を外部へ供給できる。
【００２０】
車載電源用のスイッチ装置の第４および第６の態様によれば、第１蓄電装置から地絡電流を流すことなく、第１出力端及び第２出力端を介して電流を外部へ供給。
【００２１】
車載電源用のスイッチ装置の第５および第６の態様によれば、第１スイッチおよび第２スイッチの制御の後に、バッテリユニットを非導通とする。バッテリユニットの非導通は、第２蓄電装置からの電力供給に寄与しないので、他の制御よりも後にバッテリユニットを非導通としている。言い換えれば、先にバッテリユニットを非導通とする場合に比べて、速やかに第１蓄電装置から電力を供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。
【図２】地絡の一例を概略的に示す図である。
【図３】地絡発生時の車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。
【図４】タイミングチャートの一例を概略的に示す図である。
【図５】タイミングチャートの一例を概略的に示す図である。
【図６】地絡発生時の車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。
【図７】タイミングチャートの一例を概略的に示す図である。
【図８】タイミングチャートの一例を概略的に示す図である。
【図９】タイミングチャートの一例を概略的に示す図である。
【図１０】地絡発生時の車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。
【図１１】タイミングチャートの一例を概略的に示す図である。
【図１２】タイミングチャートの一例を概略的に示す図である。
【図１３】タイミングチャートの一例を概略的に示す図である。
【図１４】地絡発生時の車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。
【図１５】タイミングチャートの一例を概略的に示す図である。
【図１６】タイミングチャートの一例を概略的に示す図である。
【図１７】タイミングチャートの一例を概略的に示す図である。
【図１８】タイミングチャートの一例を概略的に示す図である。
【図１９】車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。
【図２０】車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。
【図２１】車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜構成＞
図１は、車載用電源システム１００の構成の一例を概略的に示す図である。車載用電源システム１００は車両に搭載される。この車載用電源システム１００は、少なくとも、車載電源用のスイッチ装置５と蓄電装置１，２と負荷８１，８２とを備えている。なお図１に例示するように車載用電源システム１００は、バッテリユニット２２と、スタータ３と、発電機４と、ヒューズボックス７と、ヒューズ群１１と、ヒューズ１２と、負荷８３，８４と、制御回路９と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを更に備えていてもよい。
【００２５】
スイッチ装置５は蓄電装置１，２と負荷８１〜８４との間に介在し、これらの電気的な接続関係を切り替える装置である。スイッチ装置５はスイッチ５１，５２と入力端Ｐ１１，Ｐ１２と出力端Ｐ２１〜Ｐ２３と導電路６１ａ〜６５ａとを備えている。
【００２６】
スイッチ５１，５２は例えばそれぞれリレーであり、その当該リレーのクローズ／オープンはスイッチ５１，５２のオン／オフに相当する。このようにスイッチ５１，５２がリレーで構成される場合、スイッチ装置５はリレーモジュールとして捉えることができる。スイッチ５１，５２のオン／オフは制御回路９によって制御される。
【００２７】
導電路６１ａ〜６５ａは、電流を流すことができる経路であり、例えば金属によって形成される。導電路６１ａ〜６５ａは、例えば、所定の基板に形成される金属パターンであってもよく、あるいは、バスバーとも呼ばれる金属板であってもよい。
【００２８】
導電路６１ａは入力端Ｐ１１とスイッチ５１の一端５１ａとを接続する。導電路６２ａは入力端Ｐ１２とスイッチ５２の一端５２ａとを接続する。導電路６３ａはスイッチ５１の他端５１ｂ、スイッチ５２の他端５２ｂおよび出力端Ｐ２１を相互に接続する。導電路６４ａは導電路６１ａから分岐して、出力端Ｐ２２に接続される。つまり、導電路６４ａは導電路６１ａと出力端Ｐ２２とを接続する導電路である。導電路６５ａは導電路６２ａから分岐して、出力端Ｐ２３に接続される。つまり、導電路６５ａは導電路６２ａと出力端Ｐ２３とを接続する導電路である。
【００２９】
入力端Ｐ１１は電源線６１ｂを介して蓄電装置１に接続される。よって、導電路６１ａおよび電源線６１ｂを含む配線６１は、蓄電装置１とスイッチ５１の一端５１ａとを接続する。例えば電源線６１ｂは電線であって、ワイヤハーネスに含まれる。後述する電源線６２ｂ，６２ｃ，６３ｂ〜６５ｂも電線であって、ワイヤハーネスに含まれる。なお図１の例示では、電源線６１ｂはヒューズ群１１のうちの第１ヒューズを介して、蓄電装置１に接続されている。例えばヒューズ群１１はバッテリーヒューズターミナル（ＢＦＴ）で実現されてもよい。
【００３０】
入力端Ｐ１２は電源線（図１では電源線６２ｂ，６２ｃ）を介して蓄電装置２に接続される。よって導電路６２ａおよび電源線６２ｂ，６２ｃを含む配線６２は、蓄電装置２とスイッチ５２の一端５２ａとを接続する。図１の例示では、電源線６２ｂは入力端Ｐ１２とバッテリユニット２２とを接続し、電源線６２ｃの一端はバッテリユニット２２に接続され、他端がヒューズ１２を介して蓄電装置２に接続される。ヒューズ１２は例えばバッテリヒューズターミナルで実現されてもよい。
【００３１】
バッテリユニット２２は、電源線６２ｂ，６２ｃの間の導通／非導通を選択することができる。バッテリユニット２２は例えばスイッチ（例えばリレー）であってもよく、あるいは、双方向のＤＣ／ＤＣコンバータであってもよい。このＤＣ／ＤＣコンバータは、電源線６２ｂから入力される直流電圧を蓄電装置２に適した直流電圧に変換し、これを電源線６２ｃへと出力できる。これにより、蓄電装置２を充電することができる。また、このＤＣ／ＤＣコンバータは、電源線６２ｃから入力される直流電圧を所望の直流電圧に変換し、これを電源線６２ｂへと出力できる。これにより、蓄電装置２からスイッチ装置５へと電圧を出力することができる。バッテリユニット２２は例えば制御回路９によって制御される。
【００３２】
蓄電装置１は例えば鉛バッテリである。図１の例示では、スタータ３がヒューズ群１１のうちの第２ヒューズを介して蓄電装置１に接続されている。スタータ３はエンジンを始動するためのモータを有しており、図１では「ＳＴ」と表記されている。
【００３３】
発電機４は例えばオルタネータであって、車両のエンジンの回転に伴って発電して直流電圧を出力する。図１の例示では、発電機４は「ＡＬＴ」と表記されている。発電機４はＳＳＧ(Side mounted Starter Generator）であってもよい。この発電機４はヒューズ群１１のうちの第３ヒューズを介して、蓄電装置１に接続されている。発電機４は蓄電装置１を充電することができる。またスイッチ５１，５２がオンしており、バッテリユニット２２が導通している状態において、発電機４は蓄電装置２を充電することもできる。蓄電装置２は例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池またはキャパシタである。
【００３４】
出力端Ｐ２１は電源線６３ｂを介して負荷８１に接続されている。よって、導電路６３ａおよび電源線６３ｂを含む配線６３は、スイッチ５１の他端５１ｂ、スイッチ５２の他端５２ｂおよび負荷８１を相互に接続する。図１の例示では、配線６３は、ヒューズボックス７に属するヒューズ７１を介して、負荷８１に接続されている。
【００３５】
出力端Ｐ２２は電源線６４ｂを介して負荷８２に接続されている。よって、導電路６４ａおよび電源線６４ｂを含む配線６４は、配線６１から分岐して負荷８２に接続される、とも説明できる。つまり配線６４は配線６１と負荷８２とを接続する。図１の例示では、配線６４は、ヒューズボックス７に属するヒューズ７２を介して負荷８２に接続されている。
【００３６】
出力端Ｐ２３は電源線６５ｂを介して負荷８２に接続されている。よって、導電路６５ａおよび電源線６５ｂを含む配線６５は、配線６２から分岐して負荷８２に接続される、とも説明できる。つまり配線６５は配線６２と負荷８２とを接続する。図１の例示では、配線６５は、ヒューズボックス７に属するヒューズ７３を介して負荷８２に接続されている。
【００３７】
このような車載用電源システム１００によれば、負荷８１，８２には冗長電源が与えられる。例えば蓄電装置１が消失しても、バッテリユニット２２を導通させ、スイッチ５２をオンすることで、蓄電装置２が負荷８１に給電できる。一方で、蓄電装置２が消失しても、スイッチ５１をオンすることで、蓄電装置１が負荷８１に給電できる。つまり、蓄電装置１，２の一方が消失しても、他方が負荷８１へと電力を供給できる。なおここでいう蓄電装置１の消失は、蓄電装置１の機能不全、および、配線６１，６４の機能不全（例えば地絡）を含む。同様に、蓄電装置２の消失は、蓄電装置２の機能不全、および、配線６２，６５の機能不全（例えば地絡）を含む。
【００３８】
また蓄電装置１が消失しても、バッテリユニット２２を導通させることで、蓄電装置２が負荷８２へと給電できる。また、蓄電装置２が消失しても、蓄電装置１が負荷８２に給電できる。つまり、蓄電装置１，２の一方が消失しても、他方が負荷８２へと給電できる。
【００３９】
以上のように、負荷８１，８２には冗長電源が与えられる。ただし、負荷８２には、２つの配線６４，６５が接続されて冗長電源が与えられるのに対して、負荷８１には、１つの配線６３が接続されて冗長電源が与えられる。
【００４０】
負荷８１は、比較的大きな電流が流れる負荷であり、例えばアクチュエータである。図１の例示では、負荷８１は「走行系負荷」と表記されており、例えば走行系のアクチュエータ（例えばステアリング用またはブレーキ用の電動機）である。この負荷８１には、例えば数十［Ａ］（例えば５０［Ａ］〜１００［Ａ］程度）の電流が流れる。
【００４１】
負荷８２は、負荷８１よりも小さい電流が流れる負荷である。例えば負荷８２の定格電流は負荷８１の定格電流よりも小さい。図１の例示では、負荷８２は「通知負荷」と表記されており、例えばセンサまたは通知用の表示パネルである。この表示パネルには、各種の発光素子（例えば発光ダイオード）、または、速度などの各種のパラメータを表示するメータが設けられている。負荷８２には、例えば数［Ａ］（例えば５［Ａ］程度）の電流が流れる。
【００４２】
このように、負荷８２を流れる電流は負荷８１を流れる電流よりも小さいので、本車載用電源システム１００においては、配線６４，６５の各々の電流容量を、配線６３の電流容量よりも小さく設定する。つまり、配線６３よりも小さい電流容量を有する配線を、配線６４，６５として採用する。例えば、電源線６４ｂ，６５ｂの各々の電流容量を、電源線６３ｂの電流容量よりも小さく設定する。同様に、導電路６４ａ，６５ａの各々の電流容量を、導電路６３ａの電流容量よりも小さく設定する。図１の例示では、導電路の電流容量を、模式的に、その配線幅で示している。
【００４３】
ところで、電流容量の大きい配線は太い。よって、電源線６３ｂは電源線６４ｂ，６５ｂよりも太い。つまり、本車載用電源システム１００においては、電流の大きな負荷８１は、太い１本の配線６３から受電する。他方、電流の小さな負荷８２は、細い２本の配線６４，６５から受電する。
【００４４】
本実施の形態との比較のために、負荷８１，８２に流れる電流の大小関係が逆である構成を考慮する。この場合、配線６４，６５の各々の電流容量を、配線６３の電流容量よりも大きく設定する。よって、配線６４，６５の各々は配線６３よりも太い。つまり、細い１本の配線６３と、太い２本の配線６４，６５とが設けられる。このように太い配線が多いほど、配線の配索は困難となる。
【００４５】
一方で、本車載用電源システム１００においては、上述のように、細い２本の配線６４，６５と、太い１本の配線６３とを設ければよい。つまり、太い配線の本数を低減することができる。したがって、配線の配索が容易となる。
【００４６】
またスイッチ装置５において、導電路６４ａ，６５ａの各々の電流容量が、導電路６３ａの電流容量よりも小さい。このようなスイッチ装置５は、電流容量の大小関係が逆である構成に比べて、上述の負荷８１，８２に適している。また電流容量の小さい導電路は細いので、電流容量の大小関係が逆である構成に比べて、スイッチ装置５のサイズを小さくすることができる。
【００４７】
なお導電路６１ａ，６２ａは、電流の大きな負荷８１への電流経路の一部としても機能するので、大きな電流容量（例えば導電路６３ａの電流容量以上）を有していることが望ましい。
【００４８】
図１の例示では、負荷８４は、ヒューズボックス７に属するヒューズ７５を介して出力端Ｐ２３に接続されている。負荷８４は、例えば負荷８１よりも小さな電流が流れる負荷である。また負荷８４は、安定した電圧を要求するＶＳ(Voltage Stabilized)負荷であってもよい。安定した電圧とは、負荷８４が必要とする電圧の下限値を下回りにくい電圧である。この場合、バッテリユニット２２として、双方向のＤＣ−ＤＣコンバータが採用される。このＤＣ／ＤＣコンバータは、当該下限値よりも大きい電圧を、安定的に負荷８４へと供給する。負荷８４は例えばカーナビゲーションまたはオーディオである。
【００４９】
また図１の例示では、負荷８３は、ヒューズボックス７に属するヒューズ７４を介して出力端Ｐ２２に接続されている。負荷８３は例えば負荷８１よりも小さな電流が流れる負荷である。負荷８１は、例えば車両の室内を照らすルームランプである。
【００５０】
＜制御回路＞
制御回路９はスイッチ５１，５２およびバッテリユニット２２を制御する。制御回路９は例えばＥＣＵ（Electrical Control Unit）であっても、車両を統括的に制御するＢＣＭ（Body Control Module）であってもよい。
【００５１】
またここでは、制御回路９はマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成される。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ（換言すれば手順）を実行する。上記記憶装置は、例えばＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable ROM)等）、ハードディスク装置などの各種記憶装置の１つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、制御回路９はこれに限らず、制御回路９によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェア回路で実現しても構わない。後述する他の制御回路についても同様である。
【００５２】
図１の例示では、制御回路９はそれぞれダイオードＤ１，Ｄ２を介して蓄電装置１，２に接続されている。ダイオードＤ１の順方向は、蓄電装置１から制御回路９へ電流が流れる方向であり、ダイオードＤ２の順方向は、蓄電装置２から制御回路９へ電流が流れる方向である。ダイオードＤ１，Ｄ２のカソードは共通して、制御回路９に接続されている。これにより、蓄電装置１，２の電流の回り込みを抑制できる。制御回路９は蓄電装置１，２から電力を受け取って動作する。
【００５３】
＜制御＞
＜通常時＞
例えば制御回路９は、車両の走行状態に応じて、スイッチ５１，５２およびバッテリユニット２２を次のように制御する。下表は車両の走行中に採用するスイッチの制御パターンの一例を示している。
【００５４】
【表１】
0006662178.tif 000002
【００５５】
例えば制御回路９は、蓄電装置２の充電時（例えば車両の回生時）には、制御パターンＡを採用する。つまり、制御回路９は蓄電装置２を充電するときに、スイッチ５１，５２の両方をオンする。
【００５６】
また蓄電装置２がリチウムイオン電池、ニッケル水素電池またはキャパシタであるときには、蓄電装置２の充電受入性が鉛バッテリよりも高い。よって効率的な運用のために、蓄電装置２の使用頻度を高めることが望まれる。そこで制御回路９は、蓄電装置２の非充電時（例えば車両の力行時）には、制御パターンＢを採用してもよい。
【００５７】
＜異常時＞
配線６１〜６５には、地絡が生じることがある。図２は、配線６１〜６５に生じる地絡を概略的に例示する図である。図２の例示では、接地の図記号によって地絡が示されている。また図２の例示では、図の煩雑を避けるべく、スタータ３、発電機４、ヒューズボックス７、制御回路９、ヒューズ群１１およびヒューズ１２の図示を省略している。またバッテリユニット２２は等価的にスイッチで表記される。また簡単のために、各導電路も１本の線で示している。以下で参照する図面においても、同様である。
【００５８】
各配線に地絡が生じれば、各配線に印加される電圧が低下し、また、各配線に流れる電流が増大する。よって、各配線の電圧および電流の少なくともいずれか一方を検出する検出部を設け、その検出値を制御回路９へと与える。これにより、制御回路９は、各配線の電圧または電流に基づいて、地絡の発生を判断することができる。このように地絡を検出する検出部は公知であるので、ここでは詳細な説明及び図示を省略した。
【００５９】
図３は、配線６１および配線６４に地絡Ｆ１が生じたときの車載用電源システム１００の構成の一例を示す図である。この地絡Ｆ１は次のようにも説明できる。即ち、地絡Ｆ１は、スイッチ５１の一端５１ａよりも、蓄電装置１側、または、出力端Ｐ２２側（或いは負荷８３側）の地絡である。具体的には、図１も参照して、地絡Ｆ１は電源線６１ｂ，６４ｂおよび導電路６１ａ，６４ａのいずれかの地絡である。
【００６０】
配線６１または配線６４に地絡Ｆ１が生じると、蓄電装置１から当該地絡Ｆ１へと大きな電流（以下、地絡電流とも呼ぶ）が流れる。この場合、蓄電装置１は負荷８１〜８４のいずれにも適切に電力を供給できない。またスイッチ５１，５２の両方がオンしており、かつ、バッテリユニット２２が導通していると、蓄電装置２からも地絡Ｆ１へと地絡電流が流れる。この場合、蓄電装置２も負荷８１〜８４のいずれにも適切に電力を供給できない。
【００６１】
そこで、制御回路９は、配線６１または配線６４に地絡Ｆ１が生じたと判断したときには、スイッチ５１をオフし、スイッチ５２をオンし、バッテリユニット２２を導通させる。これにより、蓄電装置２が地絡Ｆ１とは遮断され、電源供給を確保する必要性が高い走行系負荷たる負荷８１に対して電力を供給できる。このとき、負荷８２，８４にも電力が供給される。図３の例示では、この給電経路をブロック矢印で示している。
【００６２】
図４および図５は、配線６１または配線６４に地絡Ｆ１が生じたときの、タイミングチャートの一例を示している。図４においては、初期的に制御パターンＡが採用されている。つまり初期的には、スイッチ５１，５２の両方がオンし、バッテリユニット２２が導通する。制御回路９は、時点ｔ１において、配線６１または配線６４の地絡Ｆ１に応答して、スイッチ５１をターンオフする。これにより、蓄電装置２が負荷８１，８２，８４へと適切に電力を供給できる。
【００６３】
図５においては、初期的に制御パターンＢが採用されている。つまり初期的には、スイッチ５１がオフし、スイッチ５２がオンし、バッテリユニット２２が導通する。この制御パターンＢは、配線６１または配線６４の地絡Ｆ１に応答して採用するパターンと同一である。よって、制御回路９は当該地絡Ｆ１が生じたと判断したときに、スイッチ５１，５２のスイッチ状態を維持し、バッテリユニット２２の導通状態を維持する。
【００６４】
図６は、配線６３に地絡Ｆ２が生じたときの車載用電源システム１００の一例を概略的に示す図である。この地絡Ｆ２は次のようにも説明できる。即ち、地絡Ｆ２はスイッチ５１，５２の各々よりも出力端Ｐ２１側（あるいは負荷８１側）の地絡である。具体的には、図１も参照して、地絡Ｆ２は電源線６３ｂまたは導電路６３ａの地絡である。
【００６５】
配線６３に地絡Ｆ２が生じた状態で、スイッチ５１がオンしていると、蓄電装置１から当該地絡Ｆ２へと地絡電流が流れる。よって蓄電装置１は適切に負荷８１に電力を供給できない。また、スイッチ５２がオンしており、かつ、バッテリユニット２２が導通していると、蓄電装置２から当該地絡Ｆ２へと地絡電流が流れる。よって蓄電装置２は適切に負荷８１に電力を供給できない。
【００６６】
そこで、制御回路９は、配線６３に地絡Ｆ２が生じたと判断したときには、スイッチ５１，５２の両方をオフし、バッテリユニット２２を導通させる。これにより、蓄電装置１が地絡Ｆ２と遮断され負荷８２，８３へと電力を供給でき、蓄電装置２が地絡Ｆ２と遮断され負荷８２，８４へと電力を供給できる。図６の例示では、この供給経路をブロック矢印で示している。
【００６７】
図７から図９は、配線６３に地絡Ｆ２が生じたときの、タイミングチャートの一例を示している。図７においては、初期的に制御パターンＡが採用されている。図７のタイミングチャートでは、制御回路９は、時点ｔ２において、配線６３の地絡Ｆ２に応答してスイッチ５１，５２の両方をターンオフする。これにより、蓄電装置１，２が適宜に負荷８２〜８４へと電力を供給できる。
【００６８】
ただし厳密にいえば、制御回路９は同時にスイッチ５１，５２をターンオフすることは難しい。そこで、スイッチ５１のターンオフとスイッチ５２のターンオフとを所定の順序で実行してもよい。この順序は任意であるものの、例えば図８のタイミングチャートで示すように、制御回路９は、時点ｔ２においてスイッチ５２をターンオフした後で、時点ｔ２１においてスイッチ５１をターンオフしてもよい。これにより、蓄電装置２からの地絡電流を優先的に遮断できる。よって、スイッチ５１，５２の制御順序が逆である場合に比べて、蓄電装置２の劣化を抑制することができる。これは蓄電装置２がリチウムイオン電池またはニッケル水素電池である場合に、特に有効である。なぜなら、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池は高価だからである。
【００６９】
図９においては、初期的に制御パターンＢが採用されている。制御回路９は、時点ｔ２において、配線６３の地絡Ｆ２に応答してスイッチ５２をターンオフする。これにより、蓄電装置１，２が適宜に負荷８２〜８４へと電力を供給できる。
【００７０】
図１０は、電源線６２ｃに地絡Ｆ３が生じたときの車載用電源システム１００の一例を概略的に示す図である。この地絡Ｆ３は次のようにも説明できる。即ち、地絡Ｆ３は蓄電装置２とバッテリユニット２２との間の地絡である。
【００７１】
電源線６２ｃに地絡Ｆ３が生じると、蓄電装置２から当該地絡Ｆ３へと地絡電流が流れる。よって蓄電装置２は負荷８１〜８４へと適切に電力を供給できない。またスイッチ５１，５２の両方がオンしており、かつ、バッテリユニット２２が導通していると、蓄電装置１からも当該地絡Ｆ３へと地絡電流が流れる。この場合、蓄電装置１も負荷８１〜８４へと適切に電力を供給できない。
【００７２】
そこで、制御回路９は、電源線６２ｃに地絡Ｆ３が生じたと判断したときには、スイッチ５１，５２の両方をオンし、バッテリユニット２２を非導通させる。これにより、蓄電装置１が負荷８１〜８４へと電力を供給できる。図１０の例示では、この給電経路をブロック矢印で示している。
【００７３】
図１１から図１３は、電源線６２ｃに地絡Ｆ３が生じたときの、タイミングチャートの一例を示している。図１１においては、初期的に制御パターンＡが採用されている。そして、制御回路９は、時点ｔ３において、電源線６２ｃの地絡Ｆ３に応答してバッテリユニット２２を非導通とする。これにより、蓄電装置１が負荷８１〜８４に電力を供給できる。
【００７４】
図１２においては、初期的に制御パターンＢが採用されている。図１２のタイミングチャートでは、制御回路９は、時点ｔ３において、電源線６２ｃの地絡Ｆ３の発生に応答して、スイッチ５１をターンオンし、バッテリユニット２２を非導通とする。これにより、蓄電装置１が負荷８１〜８４に電力を供給できる。
【００７５】
ただし、制御回路９は、スイッチ５１とバッテリユニット２２とを同時に制御することは難しい。よってスイッチ５１のターンオンと、バッテリユニット２２の非導通とを所定の順序で行ってもよい。この順序は任意であるものの、図１３のタイミングチャートで示すように、制御回路９は、時点ｔ３においてバッテリユニット２２を非導通とした後で、時点ｔ３１においてスイッチ５１をターンオンしてもよい。これによれば、以下で説明する効果を招来できる。
【００７６】
比較のために、スイッチ５１をバッテリユニット２２の非導通に先立ってターンオンする場合について考慮する。この場合、スイッチ５１のターンオンからバッテリユニット２２の非導通までの間に、蓄電装置１から地絡電流が流れ得る。このような地絡電流は、負荷８１〜８４の動作に寄与しない。よって不要な消費電力が発生する。
【００７７】
一方で、先にバッテリユニット２２を非導通とすれば、スイッチ５１のターンオン時（時点ｔ３１）には、蓄電装置１は電源線６２ｃと切り離されている。よって、スイッチ５１をターンオンしても、蓄電装置１からの地絡電流は発生しない。したがって、不要な電力消費を回避することができる。
【００７８】
図１４は、電源線６２ｂ，６５ｂに地絡Ｆ４が生じたときの、車載用電源システム１００の一例を概略的に示す図である。電源線６２ｂまたは電源線６５ｂに地絡Ｆ４が生じた状態で、バッテリユニット２２が導通していると、蓄電装置２から当該地絡Ｆ４へと地絡電流が流れる。この場合、蓄電装置２は負荷８１〜８４へと適切に電力を供給できない。また、スイッチ５１，５２の両方がオンしていると、蓄電装置１から当該地絡Ｆ４へと地絡電流が流れる。この場合、蓄電装置１も負荷８１〜８４へと適切に電力を供給できない。
【００７９】
なお導電路６２ａ，６５ａに地絡Ｆ４が生じたときも同様である。この地絡Ｆ４は次のようにも説明できる。即ち、この地絡Ｆ４は、スイッチ５２よりも、蓄電装置２側、または、出力端Ｐ２３側の地絡（ただし地絡Ｆ３を除く）である。
【００８０】
制御回路９は、導電路６２ａ，６５ａ、電源線６２ｂまたは電源線６５ｂに地絡Ｆ４が生じたと判断したときには、スイッチ５１をオンし、スイッチ５２をオフする。これにより、蓄電装置１が負荷８１〜８３へと電力を供給できる。図１４の例示では、この給電経路をブロック矢印で示している。また図１４の例示では、バッテリユニット２２は非導通している。これにより、蓄電装置２から流れる地絡電流を遮断することができる。
【００８１】
図１５から図１８は、導電路６２ａ，６５ａ、電源線６２ｂまたは電源線６５ｂに地絡Ｆ４が生じたときの、タイミングチャートの一例を示している。図１５においては、初期的に制御パターンＡが採用されている。図１５のタイミングチャートでは、制御回路９は、時点ｔ４において、地絡Ｆ４に応答してスイッチ５２をターンオフし、バッテリユニット２２を非導通とする。このスイッチ５２のターンオフにより、蓄電装置２が負荷８１，８２，８３へ電力を供給できる。
【００８２】
ただし、制御回路９はスイッチ５２とバッテリユニット２２とを同時に制御することは難しい。そこで、スイッチ５２のターンオフとバッテリユニット２２の非導通とを所定の順序で行ってもよい。この順序は任意であるものの、図１６のタイミングチャートに示すように、制御回路９は、スイッチ５２をターンオフした後の時点ｔ４１において、バッテリユニット２２を非導通としてもよい。これによれば、バッテリユニット２２の非導通の後にスイッチ５２をターンオフする場合に比べて、速やかに負荷８１へと電力を供給することができる。
【００８３】
図１７においては、初期的に制御パターンＢが採用されている。図１７のタイミングチャートで示すように、制御回路９は、時点ｔ４において、地絡Ｆ４に応答して、スイッチ５１をターンオンし、スイッチ５２をターンオフし、バッテリユニット２２を非導通とする。これにより、蓄電装置１が負荷８１，８２，８３へと電力を供給することができる。
【００８４】
ただし、制御回路９はスイッチ５１，５２とバッテリユニット２２とを同時に制御することは難しい。そこで、スイッチ５１のターンオンとスイッチ５２のターンオフとバッテリユニット２２の非導通とを所定の順序で行ってもよい。この順序は任意であるものの、図１８のタイミングチャートに示すように、制御回路９は、時点ｔ４においてスイッチ５２をターンオフし、その後の時点ｔ４１においてスイッチ５１をターンオンし、その後の時点ｔ４２においてバッテリユニット２２を非導通としてもよい。
【００８５】
比較のために、スイッチ５２のターンオフよりも先にスイッチ５１をターンオンし、その後、バッテリユニット２２を非導通とする場合について考慮する。この場合、スイッチ５１のターンオンからスイッチ５２のターンオフまでの期間において、蓄電装置１から地絡Ｆ４へと地絡電流が流れ得る。この地絡電流は負荷８１〜８４の動作に寄与しないので、不要な消費電力が発生することになる。
【００８６】
一方で、スイッチ５１のターンオンよりも先にスイッチ５２をターンオフすれば、このような蓄電装置１からの地絡電流を回避できる。したがって、不要な消費電力を回避できる。
【００８７】
なおバッテリユニット２２は、スイッチ５１，５２の切り替えの後に、非導通とすることが望ましい。バッテリユニット２２の非導通は、蓄電装置１による負荷８１〜８３への電力供給に寄与しないからである。
【００８８】
＜変形例＞
図１９は、変形例にかかる車載用電源システム１００Ａの構成の一例を概略的に示す図である。車載用電源システム１００Ａは制御回路という点で車載用電源システム１００と相違する。車載用電源システム１００Ａにおいては、制御回路９１がスイッチ装置５に内蔵されている。制御回路９１はスイッチ５１，５２を制御する。また制御回路９１は、制御回路９と同様に、ダイオードＤ１，Ｄ２を介して、それぞれ蓄電装置１，２から受電する。図１９に示すように、ダイオードＤ１，Ｄ２はスイッチ装置５に属していてもよい。
【００８９】
また車載用電源システム１００Ａにおいては、制御回路９２がバッテリユニット２２に内蔵されている。制御回路９２はバッテリユニット２２（スイッチまたはＤＣ／ＤＣコンバータ）を制御する。図１９の例示では、ダイオードＤ３，Ｄ４が設けられており、制御回路９２は制御回路９と同様に、ダイオードＤ３，Ｄ４を介して、それぞれ蓄電装置１，２から受電する。図１９に示すように、ダイオードＤ３，Ｄ４はバッテリユニット２２に属していてもよい。
【００９０】
図２０は、車載用電源システム１００Ｂの構成の一例を概略的に示す図である。車載用電源システム１００Ｂは、スイッチ装置５およびヒューズボックス７が一体に構成されているという点で、車載用電源システム１００と相違する。車載用電源システム１００Ｂにおいては、スイッチ装置５の替わりにスイッチ装置５０が設けられており、スイッチ装置５０がヒューズ７１〜７５を備えている。またスイッチ装置５０は、導電路６６ａ，６７ａおよび出力端Ｐ２４，Ｐ２５を更に備えている。
【００９１】
ヒューズ７１は、スイッチ５１，５２を相互に接続する接続点と、出力端Ｐ２１との間において、導電路６３ａの上に接続されている。ヒューズ７２は導電路６４ａの上に接続されており、ヒューズ７３は導電路６５ａの上に接続されている。
【００９２】
導電路６６ａは導電路６４ａから分岐して出力端Ｐ２４に接続される。出力端Ｐ２４は配線を介して負荷８３に接続されている。ヒューズ７４は導電路６６ａの上に接続されている。導電路６７ａは導電路６５ａから分岐して、出力端Ｐ２５に接続される。出力端Ｐ２５は配線を介して負荷８４に接続されている。ヒューズ７４は導電路６６ａの上に接続されている。
【００９３】
図２１は、車載用電源システム１００Ｃの構成の一例を示す図である。車載用電源システム１００Ｃは、制御回路という点で車載用電源システム１００Ｂと相違する。車載用電源システム１００Ｃにおいては、車載用電源システム１００Ａと同様の、制御回路９１，９２およびダイオードＤ３，Ｄ４が設けられている。
【００９４】
上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。
【００９５】
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。例えばスイッチ装置５の導電路６３ａ〜６５ａの電流容量は互いに等しくてもよく、あるいは、導電路６４ａ，６５ａの各々の電流容量が導電路６３ａの電流容量よりも大きくてもよい。電源線６３ｂの電流容量が電源線６４ｂ，６５ｂのいずれの電流容量よりも小さく設定されれば、配線６３の電流容量は配線６４，６５のいずれの電流容量よりも小さくなるからである。この場合であっても、電源線６３ｂ〜６５ｂの配索を容易にできる。
【符号の説明】
【００９６】
１，２  蓄電装置（第１蓄電装置、第２蓄電装置）
５  スイッチ装置
９，９１，９２  制御回路
２２  バッテリユニット
５１，５２  スイッチ（第１スイッチ、第２スイッチ）
５１ａ，５２ａ  一端（第１スイッチの一端、第２スイッチの一端）
５１ｂ，５２ｂ  他端（第１スイッチの他端、第２スイッチの他端）
６１ａ〜６５ａ  導電路（第１導電路〜第５導電路）
６１〜６５  配線（第１配線〜第５配線）
８１，８２  負荷（第１負荷、第２負荷）
Ｐ１１，Ｐ１２  入力端（第１の入力端、第２の入力端）
Ｐ２１〜Ｐ２３  出力端（第１の出力端、第２の出力端、第３の出力端）
【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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