(57)【要約】充電の必要が無く、性能の劣化の少ない電源を備えた乗物用電源装置を実現することにより、電気的信号に基づいて乗物の動作に関するアクチュエータを駆動し、乗物の加減速、移動方向などの調整を行うような電子制御システムの信頼性を高め、高性能な乗物の実用化を可能とすることを目的とする。本発明は、主電源と予備電源とを備えた乗物用電源装置であって、予備電源として熱電池を備えていることを特徴とするものであり、電子制御システムと上記本発明乗物用電源装置とを備え、前記電子制御システムに対して前記乗物用電源装置から電子制御システムを動作させるための電力が供給されるように構成されていることを特徴とする乗物である。このように予備電源に熱電池を用いることにより、予備電源に対する充電が不要となり、また、予備電源の長期信頼性も確保される。
2004012964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電源と予備電源とを備えた乗物用電源装置であって、予備電源として熱電池を備えていることを特徴とする乗物用電源装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項の乗物用電源装置において、主電源の電圧を検出してスイッチ動作をする第１のスイッチ手段と、
該第１のスイッチ手段が動作すると、前記主電源と導通され、前記熱電池を活性化する活性化装置と、前記主電源にダイオードを介して並列接続されるバックアップ電源と、該バックアップ電源と前記活性化装置との間に配され、前記バックアップ電源と前記活性化装置との接続状態を切り換える第２のスイッチ手段とを備えることを特徴とする乗物用電源装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項の乗物用電源装置において、主電源の電圧を検出してスイッチ動作をする第１のスイッチ手段と、該スイッチのスイッチ動作により主電源からの電源供給を受けて前記熱電池に定電流を供給する定電流回路と、主電源からの電源供給遮断時に前記定電流回路にバックアップ電源を供給するエネルギー貯蔵手段とを備えることを特徴とする乗物用電源装置。
【請求項４】
請求の範囲第１項の乗物用電源装置において、主電源に電力供給線を介して接続されたバックアップ電源と、該バックアップ電源からの電力により前記熱電池を活性化する熱電池点火回路と、主電源の電圧を昇圧して前記バックアップ電源側に供給すること及び前記バックアップ電源側の電圧を降圧して主電源に供給することを選択的に可能とする前記電力供給線に接続された電圧変換回路と、主電源と前記電圧変換回路との間で前記電力供給線に接続され、該電力供給線からの電力により作動し、作動中において、前記主電源の電圧低下に応答して前記熱電池点火回路を制御して前記熱電池を活性化する熱電池点火制御回路と、前記主電源と前記電圧変換回路との間で前記電力供給線に接続され、該電力供給線からの電力により作動して前記熱電池を活性化するための診断を行う診断回路と、前記主電源と前記電圧変換回路との間に接続点を有し、該接続点と前記主電源との間の前記電力供給線の断線を検出する断線検出回路と、該断線検出回路により制御されて、前記電力供給線の断線が検出されていない状態では前記電圧変換回路に前記主電源側の電圧を昇圧させて前記バックアップ電源側に供給させ、前記電力供給線の断線が検出された状態では前記電圧変換回路に前記バックアップ電源側の電圧を降圧させて前記主電源側に供給させる昇降圧制御回路と、前記断線検出回路による電力供給線の断線の検出に応答して前記診断回路の作動を停止させる作動停止制御回路とを備えることを特徴とする請求範囲１の乗物用電源装置。
【請求項５】
請求の範囲第４項の乗物用電源装置において、診断回路を抵抗回路とし、作動停止制御回路を遮断回路としたものであって、抵抗回路は、上記バックアップ電源から電力が供給されるように接続されていて上記熱電池を活性化する部分の診断するために上記熱電池を活性化する部分の両端間に電圧を印加する回路であり、遮断回路は、上記断線検出回路による電力供給線の断線の検出に応答して上記バックアップ電源から前記抵抗回路への電力の供給を遮断する回路であることを特徴とする乗物用電源装置。
【請求項６】
請求の範囲第１項の乗物用電源装置において、主電源の異常を検出する主電源異常検出手段と、前記熱電池に対して起動用電力を供給する電源手段であって、かつ前記主電源に設けられた電池とは異なる補助電源手段と、前記主電源異常検出手段により前記主電源の異常が検出された場合に、前記補助電源手段から前記熱電池に対して起動用電力が供給されるように制御する制御手段とを備えることを特徴とする乗物用電源装置。
【請求項７】
請求の範囲第１項の乗物用電源装置において、主電源が、負極が接地されている主蓄電池と、負極が接地されている発電機とを備え、正極が前記主蓄電池の正極に接続され、負極が接地された第１のコンデンサと、正極が正極側電流制限抵抗を介して前記主蓄電池の正極に接続され、負極が負極側電流制限抵抗を介して接地された第２のコンデンサと、一方の端子が前電源の電圧低下を検知して電気的に閉となる電圧センサを介して前記主蓄電池の正極に接続され、他方の端子が前記第２のコンデンサの負極と接続される熱電池活性化回路と、アノードが前記熱電池活性化回路の他方の端子に接続され、カソードが前記第２のコンデンサの正極に接続されるダイオードと、閉となると前記第２のコンデンサの正極を接地するメインスイッチと、前記メインスイッチを、前記主電源の電圧低下を検知して閉とする制御部とを備えることを特徴とする乗物用電源装置。
【請求項８】
請求の範囲第１項の乗物用電源装置において、主電源が、負極が接地されている主蓄電池と、負極が接地されている発電機とを備え、主蓄電池電圧を昇圧する負極が接地されたＤＣ−ＤＣコンバータと、正極が前記ＤＣ−ＤＣコンバータの正極に接続され、負極が接地される第１のコンデンサと、正極が正極側電流制限抵抗を介して前記ＤＣ−ＤＣコンバータの正極に接続され、負極が負極側電流制限抵抗を介して接地される第２のコンデンサと、一方の端子が前記主電源の電圧低下を検知して電気的に閉となる電圧センサを介して前記ＤＣ−ＤＣコンバータの正極に接続され、他方の端子が前記第２のコンデンサの負極と接続される熱電池活性化回路と、閉となると前記熱電池活性化回路の他方の端子を負電圧保護用ダイオードを介して接地するサブスイッチと、メインスイッチであり、そのメインスイッチが閉となった時に前記第２のコンデンサの正極を接地するメインスイッチと、前記主電源の電圧低下を検知した時に前記サブサブスイッチを閉とし、前記メインスイッチを閉としてから所定時間経過後に前記第２のスイッチを閉とする制御部とを備えることを特徴とする乗物用電源装置。
【請求項９】
請求の範囲第１項の乗物用電源装置において、前記熱電池を活性化させるための熱電池活性化回路に通電する点火電流を制限する回路を備え、前記点火電流を制限する回路は、熱電池活性化回路点火駆動回路が形成される半導体集積回路と、前記半導体集積回路内に形成される基準電源と、前記半導体集積回路の外部に接続され、前記基準電源から電流が供給されるプルダウン抵抗と、前記半導体集積回路内部に形成され、前記基準電源から前記プルダウン抵抗に供給される基準電流値を基準として、前記熱電池活性化回路に通電する点火電流値を予め定める範囲内に制限する電流制限回路とを備えることを特徴とする乗物用電源装置。
【請求項１０】
請求の範囲第１項の乗物用電源装置において、熱電池を活性化させるための熱電池活性化回路に通電する点火電流を制限する回路とを備え、熱電池活性化回路点火駆動回路と、熱電池活性化回路点火電流が流れる電流検出抵抗と、定電流源と、定電流源からの電流が流れるプルダウン抵抗と、電流検出抵抗の両端の電位差から検出する点火電流値を、プルダウン抵抗の両端の電位差に基づいて予め定める範囲内に制限する電流制限回路とを同一の半導体集積回路内に備えることを特徴とする乗物用電源装置。
【請求項１１】
請求の範囲第１項の乗物用電源装置において、熱電池を活性化させるための熱電池活性化回路に通電する点火電流を制限する回路とを備え、熱電池活性化回路点火駆動回路が形成される半導体集積回路と、半導体集積回路外部に接続され、点火電流の通電時間を予め設定される時間となるように制限する時間制限手段とを備えることを特徴とする乗物用電源装置。
【請求項１２】
請求の範囲第１項の乗物用電源装置において、主電源の異常を検出する主電源異常検出手段と、該主電源異常検出手段により異常検出された後において、外部に電力供給を行う副電源手段とを備えることを特徴とする乗物用電源装置。
【請求項１３】
請求の範囲第１項の乗物用電源装置において、主電源の異常を検出する主電源異常検出手段と、この主電源異常検出手段により電力供給の異常が検出された場合に、外部に電力供給を行う熱電池を備えてなる予備電源と、該予備電源における電力供給の異常を検出する予備電源異常検出手段と、当該乗物の始動前又は始動後の少なくともいずれかにおいて前記予備電源異常検出手段により前記予備電源の異常を検出した場合に警告を行う警告手段とを備えることを特徴とする乗物用電源装置。
【請求項１４】
電子制御システムと請求の範囲第１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２または１３項の乗物用電源装置とを備え、前記電子制御システムに対して前記乗物用電源装置から電子制御システムを動作させるための電力が供給されるように構成されていることを特徴とする乗物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、電源装置およびこの電源装置とブレーキバイワイヤシステム等の電子制御システムとを備えた車等、乗物に関するものである。
【背景技術】  従来において、ブレーキバイワイヤシステム、ステアバイワイヤシステム、シフトバイワイヤシステム、ドライブバイワイヤシステム等のシステムが提供されており、このようなシステムでは、運転者がブレーキ、ステアリング、シフト、アクセルなどの操作を行った場合に、その操作量に基づいた電気的信号が生成される。そして、その電気的信号に基づいて車両動作に関するアクチュエータの変位量を決定し、ブレーキ、ステアリング、シフト、スロットル制御などを行うようにしている。例えば、ブレーキバイワイヤ（Ｂｒａｋｅ−ｂｙ−ｗｉｒｅ）システムを例に挙げると、運転者によるブレーキペダル操作状態、即ちブレーキペダルストロークあるいはブレーキペダル踏力に対応した電気的信号を発生し、この電気的信号に基づいてアクチュエータを駆動することにより車輪制動を行うようなものが知られており、アクチュエータの駆動としては、モータ等を用いて直接ブレーキパッドを各輪毎にディスクに対して押圧して車輪制動力を得たり、ポンプによりホイールシリンダ圧を発生させて車輪制動力を得るような方法が考えられている。
ところで、上記のような電気的信号に基づいて乗物の動作に関するアクチュエータを駆動し、乗物の加減速、移動方向などの調整を行うようなシステムでは、電気的信号が途絶えてしまうと運転者の意思がアクチュエータに伝達されなくなるため、電気的信号が常に正確に伝達されるようなシステム構成が必須である。特に、オルタネータ、バッテリからの電力供給に関して言えば、走行中における電子制御システムへの電力供給の断絶に対処できるような装置構成が望まれる。
これに対し、電力供給の確実性を高めようと、例えば２つの電源を備えるような車両システムが特開平１０−７６９２５号公報、特開２００１−１１４０３９号公報にて開示されている。このようなシステムによれば、いずれかの電源からの電力供給が途絶えるような事態となっても、他の電源からの電力供給が確保されるため、走行中における電力供給の断絶に対し効果的な対処が可能となる。
しかしながら、このような装置では予備的に用いられる電源に蓄電池が用いられるため、蓄電池をいかなるときにでも放電が可能なレベルに充電しておく必要があり、無駄な電力を消費することになる、常に充電を行うことで蓄電池の性能の劣化が進行する、といったような問題が生じる。
本発明は上記問題を解決するためになされたものである。
【発明の開示】
本発明は、主電源と予備電源とを備えた乗物用電源装置であって、予備電源として熱電池を備えていることを特徴とするものである。なお、主電源は、好ましくは発電機と主蓄電池とを備えて構成される。
また、本発明は、電子制御システムと上記本発明乗物用電源装置とを備え、前記電子制御システムに対して前記乗物用電源装置から電子制御システムを動作させるための電力が供給されるように構成されていることを特徴とする乗物である。
このように予備電源に熱電池を用いることにより、予備電源に対する充電が不要となり、また、予備電源の長期信頼性も確保される。また、本発明は、電気的信号に基づいて乗物の動作に関するアクチュエータを駆動し、乗物の加減速、移動方向などの調整を行うような電子制御システムを用いる場合に特に適しており、信頼性の高い乗物が実現される。
また、本発明は熱電池を用いるものであるため、本発明の電源装置の構成は下記に示すそれぞれの課題に応じて下記の構成とするのが好ましい。課題とその課題を達成するのに好ましい構成を下記に示すが、各構成を適宜組み合わせることによって、より良い電源装置を構成することができ、このような電源装置を用いることにより、より良い乗物の実現が可能となる。
（課題１）熱電池は活性化することで電力が供給できるようになる電池であるため、予備電源を必要とする非常時において熱電池を確実に活性化できるようにする必要がある。
（課題２）本発明のような電源装置はこれまでにないため、実用化に適した回路構成を構築する必要があり、特に熱電池に固有の活性化回路にエネルギーを供給するための回路構成を構築する必要がある。
（課題３）熱電池は活性化開始から所定の電力供給が可能となるまでにある程度の時間を要する。従って、主電源に異常が発生してから予備電源である熱電池からの電力供給が始まるまでの間に電子制御システム等に対する電力供給がとぎれないようにする必要が有る。
（課題４）主電源、予備電源共に異常が発生する可能性もあるため、本発明乗物の場合にはこのような場合にも安全上の信頼性を確保する必要がある。
（課題１を達成するのに好ましい構成）
このような構成の第１のものは、上記熱電池を備えたことを特徴とする本発明の電源装置において、主電源の電圧を検出してスイッチ動作をする第１のスイッチ手段と、該第１のスイッチ手段が動作すると、前記主電源と導通され、前記熱電池を活性化する活性化装置と、前記主電源にダイオードを介して並列接続されるバックアップ電源と、該バックアップ電源と前記活性化装置との間に配され、前記バックアップ電源と前記活性化装置との接続状態を切り換える第２のスイッチ手段とを備えるようにしたものである。
また、このような構成の第２のものは、上記熱電池を備えたことを特徴とする本発明の電源装置において、主電源の電圧を検出してスイッチ動作をする第１のスイッチ手段と、該スイッチのスイッチ動作により主電源からの電源供給を受けて前記熱電池に定電流を供給する定電流回路と、主電源からの電源供給遮断時に前記定電流回路にバックアップ電源を供給するエネルギー貯蔵手段とを備えるようにしたものである。
さらに、このような構成の第３のものは、上記熱電池を備えたことを特徴とする本発明の電源装置において、主電源に電力供給線を介して接続されたバックアップ電源と、該バックアップ電源からの電力により前記熱電池を活性化する熱電池点火回路と、主電源の電圧を昇圧して前記バックアップ電源側に供給すること及び前記バックアップ電源側の電圧を降圧して主電源に供給することを選択的に可能とする前記電力供給線に接続された電圧変換回路と、主電源と前記電圧変換回路との間で前記電力供給線に接続され、該電力供給線からの電力により作動し、作動中において、前記主電源の電圧低下に応答して前記熱電池点火回路を制御して前記熱電池を活性化する熱電池点火制御回路と、前記主電源と前記電圧変換回路との間で前記電力供給線に接続され、該電力供給線からの電力により作動して前記熱電池を活性化するための診断を行う診断回路と、前記主電源と前記電圧変換回路との間に接続点を有し、該接続点と前記主電源との間の前記電力供給線の断線を検出する断線検出回路と、該断線検出回路により制御されて、前記電力供給線の断線が検出されていない状態では前記電圧変換回路に前記主電源側の電圧を昇圧させて前記バックアップ電源側に供給させ、前記電力供給線の断線が検出された状態では前記電圧変換回路に前記バックアップ電源側の電圧を降圧させて前記主電源側に供給させる昇降圧制御回路と、前記断線検出回路による電力供給線の断線の検出に応答して前記診断回路の作動を停止させる作動停止制御回路とを備えるようにしたものである。
第３の構成によれば、主電源につながる電力供給線が断線していないときは、電圧変換回路は、昇降圧制御回路の制御により主電源からの電圧を昇圧してバックアップ電源に電荷を蓄積することができる。この状態においては、主電源が熱電池点火制御回路と診断回路とに電力を供給しそれらが動作する。一方、主電源と電圧変換回路との間で電力供給線が断線した場合、この電力供給線の断線は断線検出回路で検出される。電力供給線の断線が検出されると、昇降圧制御回路が電圧変換回路を制御し、バックアップ電源側の電圧を降圧して主電源側に供給するようになる。従って、電力供給線が断線した場合にも、前記熱電池点火制御回路は適正な作動が補償され、作動停止制御回路が診断回路を制御して診断回路の診断動作を停止し、バックアップ電源の電力消費をなくす。この結果、主電源につながる電力供給線が断線した場合にも、１つのバックアップ電源だけで熱電池点火回路の適正な動作を補償することができると同時に、同バックアップ電源の電力消費を抑制し、同バックアップ電源を電源とする各種制御回路の動作をより長時間確保することができるようになる。
さらにまた、このような構成の第４のものは、上記第３の構成の電源装置において、診断回路を抵抗回路とし、作動停止制御回路を遮断回路としたものであって、抵抗回路は、上記バックアップ電源から電力が供給されるように接続されていて上記熱電池を活性化する部分の診断するために上記熱電池を活性化する部分の両端間に電圧を印加する回路であり、遮断回路は、上記断線検出回路による電力供給線の断線の検出に応答して上記バックアップ電源から前記抵抗回路への電力の供給を遮断する回路である装置である。
この構成の場合も上記第３の構成の装置と同様に、主電源につながる電力供給線が断線していないときは、前記第１発明の場合と同様に、バックアップ電源は主電源により電荷を蓄積し、主電源が熱電池点火制御回路に電力を供給しそれらが動作する。ここで、抵抗回路はバックアップ電源に接続される。一方、主電源と電圧変換回路との間で電力供給線が断線した場合には、バックアップ電源を電源として、前記熱電池点火制御回路は適正な作動が補償される。一方遮断回路は、電力供給線の断線を検出する断線検出回路の信号に応じてバックアップ電源から抵抗回路への電力の供給を遮断するため、前記抵抗回路はバックアップ電源の電力消費をなくす。この結果、主電源につながる電力供給線が断線した場合にも、１つのバックアップ電源だけで熱電池点火回路の適正な動作を補償することができると同時に、同バックアップ電源の電力消費を抑制し、同バックアップ電源を電源とする各種制御回路の動作をより長時間確保することができるようになる。いずれの構成によっても、熱電池点火玉点火装置の信頼性を向上することができる。
また、このような構成の第５のものは、上記熱電池を備えたことを特徴とする本発明の電源装置において、主電源の異常を検出する主電源異常検出手段と、前記熱電池に対して起動用電力を供給する電源手段であって、かつ前記主電源に設けられた電池とは異なる補助電源手段と、前記主電源異常検出手段により前記主電源の異常が検出された場合に、前記補助電源手段から前記熱電池に対して起動用電力が供給されるように制御する制御手段とを備えるようにしたものである。
このようにすることで、熱電池を起動するための電力を、電池の状態に関係なく安定して確保可能となる。即ち、完全なバッテリ上がりや、電池の故障などにより電池からの電力供給が完全に途絶えるような事態に陥ったとしても、電池の残留電力に頼らずとも補助電源手段により独立して熱電池を起動することが可能となり、緊急時に確実に熱電池を起動できる構成となる。さらに、電池とは独立して起動用電力が確保できる好適構成となり、非常時においても独立した電源系により安定的に作動する電源装置となる。
前記補助電源手段は、当該乗物内の駆動機構による駆動エネルギーに基づいて発電を行う発電機を備える構成をなし、前記制御手段は、この発電機により得られた電力を前記熱電池の起動用電力として用いるように制御するようにもできる。
たとえば、エンジンにより駆動される発電機と、車輪駆動可能なモータと、そのモータへ電力供給可能に構成されるバッテリ（以下、主バッテリともいう）を搭載し、前記発電機又は主バッテリからの電力によって前記モータを駆動して走行する一方、制動時には回生制動可能に構成されたハイブリッド型自動車を適用対象の乗物とし、回生制動により発電された回生電力を前記熱電池の起動用電力として用いるよう前記補助電源手段を構成することができる。このように、補助電源手段を構成することにより、走行中であれば、回生制動により電池（主バッテリやその他のバッテリ）とは関係なく起動用電力が確保され、また、エンジンにより駆動される発電機をもちいずとも電力を供給できることとなるため、電池やエンジンにより駆動する発電機（オルタネータ等）の双方が異常である場合でも電力供給が可能となり、極めて信頼性の高い装置構成となる．
（課題２を達成するのに好ましい構成）
このような構成の第１のものは、上記熱電池を備えたことを特徴とする本発明の電源装置において、主電源が、負極が接地されている主蓄電池と、負極が接地されている発電機とを備え、正極が前記主蓄電池の正極に接続され、負極が接地された第１のコンデンサと、正極が正極側電流制限抵抗を介して前記主蓄電池の正極に接続され、負極が負極側電流制限抵抗を介して接地された第２のコンデンサと、一方の端子が前電源の電圧低下を検知して電気的に閉となる電圧センサを介して前記主蓄電池の正極に接続され、他方の端子が前記第２のコンデンサの負極と接続される熱電池活性化回路と、アノードが前記熱電池活性化回路の他方の端子に接続され、カソードが前記第２のコンデンサの正極に接続されるダイオードと、閉となると前記第２のコンデンサの正極を接地するメインスイッチと、前記メインスイッチを、前記主電源の電圧低下を検知して閉とする制御部とを備えるようにしたものである。
この構成によれば、主電源の電圧低下が検知されると第１のコンデンサと第２のコンデンサとが直列接続されて熱電池活性化回路にエネルギーを供給することとなり、コンバータにより主蓄電池電圧を昇圧しなくても雷管熱電池活性化回路への供給電圧を高電圧とすることができるようになる。すなわち、ノイズ発生源ともなるコンバータを使用せずとも熱電池活性化装置の熱電池活性化回路に十分な電圧を印加することができるようになる他、２つのコンデンサのいずれか１つが故障した場合でも熱電池活性化回路に電圧を印加することができるようになる。
また、このような構成の第２のものは、上記熱電池を備えたことを特徴とする本発明の電源装置において、主電源が、負極が接地されている主蓄電池と、負極が接地されている発電機とを備え、主蓄電池電圧を昇圧する負極が接地されたＤＣ−ＤＣコンバータと、正極が前記ＤＣ−ＤＣコンバータの正極に接続され、負極が接地される第１のコンデンサと、正極が正極側電流制限抵抗を介して前記ＤＣ−ＤＣコンバータの正極に接続され、負極が負極側電流制限抵抗を介して接地される第２のコンデンサと、一方の端子が前記主電源の電圧低下を検知して電気的に閉となる電圧センサを介して前記ＤＣ−ＤＣコンバータの正極に接続され、他方の端子が前記第２のコンデンサの負極と接続される熱電池活性化回路と、閉となると前記熱電池活性化回路の他方の端子を負電圧保護用ダイオードを介して接地するサブスイッチと、メインスイッチであり、そのメインスイッチが閉となった時に前記第２のコンデンサの正極を接地するメインスイッチと、前記主電源の電圧低下を検知した時に前記サブサブスイッチを閉とし、前記メインスイッチを閉としてから所定時間経過後に前記第２のスイッチを閉とする制御部とを備えるようにしたものである。
この第２の構成によれば、熱電池活性化回路への供給電流が所定値以下に減少した場合に第２のスイッチが閉となり第２のコンデンサからエネルギーが供給されるようになる。すなわち、コンデンサの容量を小さくした場合であっても、２つのコンデンサを時間ラグをもって放電することにより熱電池活性化回路を動作させることのできるエネルギーを供給することができるようになる。なお、上記第２の構成において、上記サブスイッチを閉としてから上記メインスイッチを閉とするまでの時間を、主電源電圧が低いほど短くする構成とすると、熱電池活性化回路へのエネルギー供給をより確実にできるので好ましい。
このような構成の第３のものは、上記熱電池を備えたことを特徴とする本発明の電源装置において、前記熱電池を活性化させるための熱電池活性化回路に通電する点火電流を制限する回路を備え、前記点火電流を制限する回路は、熱電池活性化回路点火駆動回路が形成される半導体集積回路と、前記半導体集積回路内に形成される基準電源と、前記半導体集積回路の外部に接続され、前記基準電源から電流が供給されるプルダウン抵抗と、前記半導体集積回路内部に形成され、前記基準電源から前記プルダウン抵抗に供給される基準電流値を基準として、前記熱電池活性化回路に通電する点火電流値を予め定める範囲内に制限する電流制限回路とを備えるようにしたものである。
半導体集積回路の外部にプルダウン抵抗を接続することで、抵抗値のばらつきが少なくなり、精度のよい点火電流の検出が可能になって、点火電流値のばらつきを押さえることができる。従って、点火バックアップ用のコンデンサの容量を小さくすることが可能になり、信頼性を高めるとともに部品コストも抑えることが可能になる。
なお、上記電流制限回路は、上記基準電流値および前記点火電流値を検出するカレントミラー回路を備えるようにするが好ましい。こうすることで、半導体集積回路内において電流値を精度よく検出することができるからである。
このような構成の第４のものは、上記熱電池を備えたことを特徴とする本発明の電源装置において、熱電池を活性化させるための熱電池活性化回路に通電する点火電流を制限する回路とを備え、熱電池活性化回路点火駆動回路と、熱電池活性化回路点火電流が流れる電流検出抵抗と、定電流源と、定電流源からの電流が流れるプルダウン抵抗と、電流検出抵抗の両端の電位差から検出する点火電流値を、プルダウン抵抗の両端の電位差に基づいて予め定める範囲内に制限する電流制限回路とを同一の半導体集積回路内に備えるようにしたものである。
これにより、半導体集積回路内の電流検出抵抗と外部のプルダウン抵抗によって点火電流の制限が行われるため、半導体集積回路内の電流検出抵抗に絶対的な抵抗値のばらつきがあっても、その相対的な抵抗値のばらつきを小さくすることが可能となり、電流制限を精度よく行うことが可能になる。
このような構成の第５のものは、上記熱電池を備えたことを特徴とする本発明の電源装置において、熱電池を活性化させるための熱電池活性化回路に通電する点火電流を制限する回路とを備え、熱電池活性化回路点火駆動回路が形成される半導体集積回路と、半導体集積回路外部に接続され、点火電流の通電時間を予め設定される時間となるように制限する時間制限手段とを備えるようにしたものである。
半導体集積回路の外部に時間制限手段を設けることによって、点火電流の通電時間を所定時間となるように制限することができるので、点火電流の通電時間の制御にマイクロコンピュータを使用する必要がなくなる。このためマイクロコンピュータの負荷が軽減されるとともに、部品点数を少なくすることができるので部品コストも抑えることができる。
上記時間制限手段は、抵抗とコンデンサとで時間を制限するものであるため、抵抗とコンデンサの容量とを熱電池活性化装置の要求に合わせて設定することが可能になるとともに、必要に応じて容易に設定時間の変更をすることが可能になる。さらに時間制限手段に複数のコンデンサを設け、変更手段によって抵抗やコンデンサの容量を変更することもできる。
なお、この構成において、抵抗またはコンデンサの値を前記半導体集積回路外部から変更する変更手段を備えるようにすると好ましい。変更手段をマイクロコンピュータで制御できるようにすると、点火電流の通電時間のマイクロコンピュータで設定することも可能になる。
また、上記時間制限手段による時間制限を、前記半導体集積回路の外部から無効にする無効手段を備えるようにするとなお好ましい。無効手段を設けることによって点火電流の通電時間を半導体集積回路外部から無効にすることもできるため、点火電流の通電時間を変更する必要が生じた場合は、時間制限手段による時間制限を無効にし、マイクロコンピュータで通電時間を制御することができるようになる。
さらに、上記熱電池を活性化させるための熱電池活性化回路に通電する点火電流を制限する回路を備えた装置の場合、その点火電流制限方法は、電流制限機能付きの熱電池活性化回路点火駆動回路を半導体集積回路として形成し、半導体集積回路の内部および外部に形成される回路によって点火電流を通電する時間の制限を行うようにするのが良い。
（課題３を達成するのに好ましい構成）
このような構成は、本発明の電源装置において、主電源の異常を検出する主電源異常検出手段と、該主電源異常検出手段により異常検出された後において、外部に電力供給を行う副電源手段とを備えるものである。本発明によれば、主電源が異常となった場合であっても熱電池により継続して電力供給を行うことが可能となり、かつ、その熱電池を起動してからその熱電池による電力供給が立ち上がるまでの間においても、副電源手段によって電力供給が途絶えることなく確保されることなり、電力供給の安定性が極めて高い装置構成を実現できる。
なお、起動信号に基づいて起電力を発生する主起電力発生部を備えた熱電池において、前記起動信号が前記主起電力発生部に与えられてから、該主起電力発生部が立ち上がるまでの間に起電力を発生する副電源手段を備えた熱電池を構成することもできる。このような構成の熱電池とすることにより、熱電池自身が立ち上がり遅れを解消する機能を有し、起動信号が与えられてから即座に電力供給が可能な構成となるため、熱電池外部に立ち上がり遅れを解消するための手段を特別に設けなくてもよく、様々な対象に適用し易い構成となる。
（課題４を達成するのに好ましい構成）
このような構成は、本発明の電源装置において、主電源の異常を検出する主電源異常検出手段と、この主電源異常検出手段により電力供給の異常が検出された場合に、外部に電力供給を行う熱電池を備えてなる予備電源と、該予備電源における電力供給の異常を検出する予備電源異常検出手段と、当該乗物の始動前又は始動後の少なくともいずれかにおいて前記予備電源異常検出手段により前記予備電源の異常を検出した場合に警告を行う警告手段とを備えたものである。なお、この電源装置の場合、予備電源として熱電池を用いなくとも以下に説明する効果を有するため、有益なものである。
このような構成とすることにより、予備電源が使用不可能な状態にあるにもかかわらずに、運転者がその状態を知らずに運転を継続するようなことがなくなり、電源に関し極めて安全なシステムを実現できることとなる。
なお、予備電源の使用履歴を検出する使用履歴検出手段を含むように前記予備電源異常検出手段を構成し、その使用履歴検出手段により前記予備電源が使用済みであると検出された場合に、前記警告手段による警告を行うようにすることができる。このように、使用履歴検出手段を用いることにより、緊急用電源が既に使用不能な状態にあるにもかかわらず、そのまま継続的に走行が行われてしまうことがなくなる。
また、当該乗物の始動前において、前記予備電源異常検出手段により前記予備電源の異常が検出された場合に当該乗物の始動を規制する始動規制手段を含む構成とすることができる。このような構成例を採ることにより、予備電源が異常の場合には始動が規制され、予備電源が正常な場合のみ始動が開始されることとなる。
さらに、前記予備電源として熱電池を用いるとともに、この熱電池が使用可能であるか否かを検出する熱電池検出手段を含むように前記予備電源異常検出手段を構成し、その熱電池検出手段により熱電池が使用不可能であると検出された場合に前記始動規制手段により当該乗物を始動規制するように構成することができる。このような構成を採ることにより、長期間の保存が可能であり、かつ大電流を発生可能な熱電池が緊急時に用いられることとなるため、緊急時に負荷に対し安定的に電力供給可能となる構成を実現できる。一方、この熱電池は一旦使用すると使用不能となる特性を有するため、使用済みの熱電池が設置されたまま走行が開始しないように注意しなければならないが、上記の構成を採ることにより使用不能な熱電池が設置された状態で始動されることが効果的に防止される。
さらにまた、乗物の走行中において、前記予備電源異常検出手段により前記予備電源の異常状態を検出するようにし、異常が検出された場合には、乗物が減速状態、又は停止状態となるように、乗物駆動抑制手段により当該乗物の駆動状態を抑制する構成とすることができる。このような構成を採ることにより、予備電源が異常状態であるにもかかわらず走行が継続して行われることが防止され、予備電源が正常状態の場合のみ走行が継続されることとなる。
即ち、前記予備電源として熱電池を用いるとともに、この熱電池が使用可能であるか否かを検出する熱電池検出手段を含むように前記予備電源異常検出手段を構成し、その熱電池検出手段により熱電池が使用不能であると検出された場合には、前記乗物駆動抑制手段により当該乗物の駆動状態を抑制するようにしてもよい。このような第５の構成例とすれば、緊急用電源として利便性の高い熱電池を設けた構成としつつ、仮にその熱電池が使用不能な状態で走行が行われたとしても駆動抑制されるため、エンジンの高回転時に主電源、予備電源がともに使用不能となることを未然に防止でき、安全性の高いシステムを実現できる。
また、所定の温度状態で切断される温度ヒューズと、その温度ヒューズの切断状態を検出する温度ヒューズ状態検出手段とを含むように熱電池検出手段を構成し、その温度ヒューズ状態検出手段により温度ヒューズが切断されているものと検出された場合には熱電池が使用不能状態（具体的には使用済み状態）であると判断するように構成してもよい。このような構成とすれば、熱電池が使用可能であるか否かが簡易な構成にて容易に判定できることとなる。
【図面の簡単な説明】  第１図は、バイワイヤ式ステアリング制御手段を備えた自動車の構造を示す模式図である。
第２図は、制御装置２６を含んだ乗物用電源装置の構成図である。
第３図は、電源装置ＥＣＵ４６の回路構成を示す図である。
第４図は、各電圧入力から推定される蓄電池４０の状態を示す図である。
第５図は、熱電池の構造の一例を示す図である。
第６図は、第２実施形態電源装置の第１の例を示す構成図である。
第７図は、熱電池活性化装置１７の詳細を示す図である。
第８図は、第２実施形態第１の例を詳細に示す図。
第９図は、第２実施形態電源装置の第２の例を示す構成図である。
第１０図は、第２実施形態電源装置の第３の例を示す構成図である。
第１１図は、第２実施形態電源装置の第４の例を示す構成図である。
第１２図は、第２実施形態電源装置の第５の例を示す構成図である。
第１３図は、第３実施形態電源装置の第１の例を示す構成図である。
第１４図は、第３実施形態電源装置の第２の例を示す構成図である。
第１５図は、分流抵抗を用いた従来要部説明図である。
第１６図は、定電流回路を用いた本例の要部説明図である。
第１７図は、第３実施形態電源装置の第３の例を示す構成図である。
第１８図は、第４実施形態電源装置に係る第１の例を示す構成図である。
第１９図は、第４実施形態電源装置に係る第２の例を示す構成図である。
第２０図は、第４実施形態電源装置に係る第３の例を示す構成図である。
第２１図は、第５実施形態電源装置に係る第１の例を示す構成図である。
第２２図は、第５実施形態電源装置に係る第２の例を示す構成図である。
第２３図は、熱電池の一例を示す図である。
第２４図は、第６実施形態電源装置に係る第１の例を示す構成図である。
第２５図は、第１の例の動作を説明するための図である。
第２６図は、第６実施形態電源装置に係る第２の例を示す構成図である。
第２７図は、第２の例の動作を説明するための図である。
第２８図は、第７実施形態電源装置に係る点火電流制限回路の第１の例を示す構成図である。
第２９図は、図２８の詳細を説明する図である。
第３０図は、第７実施形態電源装置に係る点火電流制限回路の第２の例を示す構成図である。
第３１図は、第７実施形態電源装置に係る点火電流制限回路の第３の例を示す構成図である。
第３２図は、第７実施形態電源装置に係る点火電流制限回路の第４の例を示す構成図である。
第３３図は、第７実施形態電源装置に係る点火電流制限回路の第５の例を示す構成図である。
第３４図は、第８実施形態にかかる車両用電源装置の第１の例を示す構成図である。
第３５図は、電気ブレーキシステムの一例を概念的に示す概念図である。
第３６図は、第８実施形態における制御の流れを示すフローチャートである。
第３７図は、第８実施形態にかかる車両用電源装置の第２の例を示す構成図である。
第３８図は、第８実施形態に用いられる熱電池の内部回路を説明する説明図である。
第３９図は、第８実施形態に用いられる熱電池の内部構成を説明する構成図である。
第４０図は、第８実施形態に係る車両用電源装置の第３の例を示す構成図である。
第４１図は、第８実施形態に用いられる熱電池の内部回路を説明する説明図である。
第４２図は、第９実施形態にかかる電源装置の第１の例を示す構成図である。
第４３図は、第９実施形態にかかる電源装置の概要を示すブロック図である。
第４４図は、第９実施形態にかかる電源装置の第２の例を示す構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】（第１の実施形態）
本発明で用いられる熱電池の構造の一例を図５に示す。同図において、正極９４、電解質９５、負極９６および発熱剤９３が１セルに相当し、所定電圧を得るためにこれらが積層されている。セル群は金属容器９８内に断熱材９７、点火玉９１とともに挿入保持されて封口されている。金属容器９８の外部に導出された点火用端子９０に通電すると点火玉が発火し、発熱剤９３が燃焼を開始し熱電池内部の温度が上昇する。この熱で電解質９５が溶融して出力端子８９から集電板９２を介して電力を取り出すことが可能になる。
熱電池は「室温では非伝導性の固体である無機塩電解質」と「電解質を溶融するのに十分な熱エネルギーを供給する量の発火材料」を必須構成材料として用いたリザーブ電池（長期間貯蔵でき、必要なときにすぐに使用できる電池）であり、その体積エネルギー密度が高いため、所要電力に対して比較的小型である。この熱電池は、外部エネルギー源からエネルギーを内蔵の点火玉９１へ加えることによって点火玉９１を点火し、それを点火源として発熱剤９３に着火し、電解質９５を溶融させて導電性を生じさせる。こうして電池は、短時間に高い起電力を供給できるように活性化される。不活性な状態では、熱電池の貯蔵寿命は１０年以上である。この熱電池の活性な状態の放電容量は、おもに熱電池の化学反応や構造に依存し、使用時の様々な要求条件によって決められる。熱電池は一度活性状態になると放電が可能な状態になるが、熱電池内部の発熱剤のすべてが発熱反応を終了すると溶融していた電解質９５（発熱剤９３）が固化し作動停止状態、すなわち放電できなくなった状態となる。例えば特開平５−１８２６７４号公報参照。
熱電池の活物質として、負極にカルシウムを、正極にクロム酸カルシウムを用いた系がよく知られているが、さらに高容量、高出力用として負極にリチウムやリチウム合金を、正極に硫化物や酸化物を用いた熱電池も開発されている。リチウム合金として、リチウムとホウ素、アルミニウム、ケイ素、ガリウム、ゲルマニウム等との合金としたものが使用可能である。
正極には鉄や、ニッケル、クロム、コバルト、銅、タングステン、モリブデン等の硫化物や酸化物がよく使用され、これらは高い起電力とエネルギー密度を有している。また、これらの金属を複合化合物としたり、一部リチウムイオンをドープしたりすることにより、熱安定性や放電特性を改善したものを使用する場合もある。
電解質としてはＬｉＣｌ−５９モル％、ＫＣｌ−４１モル％の共晶塩が一般に用いられているが、ＫＢｒ−ＬｉＢｒ−ＬｉＣｌ系、ＬｉＢｒ−ＫＢｒ−ＬｉＦ系、ＬｉＢｒ−ＬｉＣｌ−ＬｉＦ系等の、イオン電導度の高いその他の溶融塩も使用可能であり、カオリンや酸化マグネシウム、酸化ホウ素、酸化ジルコニウム等の絶縁体粉末を混合して流動性をなくした状態で使用されることもある。電解質は、熱電池作動時のイオンの伝導体であると同時に、正極と負極のセパレータとしても作用する。
発熱剤としては一般に、鉄粉と過塩素酸カリウムの混合物を成形したものが素電池と交互に積層して用いられている。発熱剤は電池活性化時に点火されることにより、酸化還元反応を起こして発熱し、電池内をその作動温度まで加熱する。この発熱剤は鉄が発熱反応に必要な量よりも過剰に含まれており、発熱反応後も導電性が高く、隣接する素電池間の接続体としても作用している。
この他、発熱剤への点火手段としては前述の通電以外にも引っ張りや衝撃印加によるものもある。
なお、熱電池は、その外観からは未使用であるか使用済みであるかを判定することができない。そこで、熱電池が活性化した場合にその温度が高くなる性質を利用して、熱電池の外側に温度に応じて変色するラベル（サーモラベル）を取り付けたり、熱電池の内部に所定温度で溶断するヒューズを組み込んだりするなどして、熱電池に使用状態判定手段を設けると、目視や電気的手段によって熱電池が未使用であるか使用済みであるかの判定が可能になり、使用済みの熱電池を搭載したままにするといった誤使用を防止することができるようになるので好ましい。
次に、自動車を例にして、本願発明の、電気的信号に基づいて乗物の動作に関するアクチュエータを駆動し、乗物の加減速、移動方向などの調整を行うような電子制御システムについて説明する。ここで説明するのは、いわゆるバイワイヤ式制御装置である。
図１は、バイワイヤ式ステアリング制御装置を備えた車両の構造を示す模式図である。ハンドル２０を操作すると、そのハンドルの変移量（回転量）が変移量センサ２２に伝達され、変移量に応じた電気信号がハンドル電子制御ユニット２４（以下、ハンドルＥＣＵ２４）に入力される。この入力信号に応じてハンドルＥＣＵ２４は車輪（前輪）１０の方向転換を制御するステアリング１２を動かす電動モータ１４に電気的な出力信号を発する。このハンドルＥＣＵからの出力信号に応じて電動モータ１４は所定の動作をおこない、ステアリング１２の方向を転換して車輪１０の向きを変え、車両の進行方向を変える。変移量センサ２２、ハンドルＥＣＵ２４、電動モータ１４が制御装置２６を構成する。
変移量センサ２２はハンドルの軸の回転量を検出する装置であり、その回転量に応じて電気信号を発生することのできる装置である。ハンドルＥＣＵ２４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路、それらの接続線を備えた一種のコンピュータであり、ハンドル２０の回転量に応じた変移量センサ２２の出力信号に応じてステアリング１２の方向転換量を決める電動モータ１４に電気信号を送る装置である。
ハンドルＥＣＵ２４には、車輪１０の回転速度を検出する速度センサ２８の検出信号が入力できるようにしておくと、車両の走行速度を検知することができ、他の制御を実施する際に好適であることが多い。
図２は、図１に記した制御装置２６を含んだ乗物用電源装置の構成図である。制御装置２６には車載発電機であるオルタネータ３８と蓄電池４０とで構成される主電源装置３０（主電源）が主電流供給線３４を介して接続され、予備電源となる熱電池３２が補助電流供給線３６を介して接続される。制御装置２６に主電流供給線３４を介して接続される主電源装置３０に対しては、ダイオード４２、４４により、電流の逆流（熱電池３２が活性化したときに主電源装置３０へ電流が流れること）が防止されている。また、主電源装置３０の電圧は、制御装置２６から一部、電源装置電子制御ユニット４６（以下、電源装置ＥＣＵ４６）に出力される（以下、この電圧を主電源モニタ信号という）。
図３は、電源装置ＥＣＵ４６の回路構成を示す図である。電源装置ＥＣＵ４６の入力端子５０にはオルタネータ３８と蓄電池とで構成される主電源装置３０の電圧が入力される。なお、図２では主電源装置３０が主電流供給線３４から分岐して電源装置ＥＣＵ４６に接続されているが、主電流供給線３４を電源装置ＥＣＵ４６に直接接続することもできる。電源装置ＥＣＵ４６の入力端子５２には、熱電池３２が接続され、活性化状態の熱電池３２の電圧が入力される（非活性化状態では熱電池３２の電圧はゼロである）。
電源装置ＥＣＵ４６を駆動させる電源はＥＣＵ電源５４であり、このＥＣＵ電源５４は入力端子５０、５２を介して主電源装置３０および熱電池３２とに接続され、主電源装置３０、活性化したときの熱電池３２の少なくとも一方から電流の供給を受けることが可能となっている。電源装置ＥＣＵ４６の作動により主電源装置３０の異常や主電流供給線３４の異常等が検出されると、熱電池３２が活性化されて制御装置２６への電流の供給を開始する。熱電池３２の活性化は電源装置ＥＣＵ４６の熱電池点火出力を介して行われる。
熱電池の活性化の要否を判定するために、電源装置ＥＣＵ４６には判定回路６０が備えられる。判定回路６０は一種のコンピュータであり、前述の入力端子５０を介して主電源装置３０の電圧が入力される。また、主電源装置３０の電圧だけではなく、図３に示すように入力端子６４を介して主電源装置３０の一部であるオルタネータ３８だけの電圧も入力される。なお、入力端子６４を介して主電源装置３０の一部である蓄電池４０だけの電圧を入力することもできる。
さらに、電源装置ＥＣＵ４６には車両のイグニッションキーが動作位置にあるかどうかを判定するキースイッチ７２が入力端子６８を介して接続される。また、ハンドルが操作されたかどうかを判定するハンドルスイッチ７４が入力端子７０を介して接続される。車両のイグニションキーが動作位置にあるときは、キースイッチ７２が閉じられてＯＮ信号を発する。このＯＮ信号によって車両の各種装置、例えば、前述の電動モータ１４が例えばリレー等により作動可能な状態になる。この状態でハンドル２０が操作されると、電動モータ１４が作動し、ステアリング１２を方向転換させる。
ハンドル２０の操作によってハンドルスイッチ７４が、その操作量に応じた信号を発する。この信号によって電動モータ１４がリレー等により作動可能になり、信号に応じた量だけ車輪１０の方向を転換する。制御装置２６の入力端子５０には、キースイッチ７２、ハンドルスイッチ７４とは別に主電源装置３０の電圧が印加されているため、キースイッチ７２がＯＮでなくとも、ハンドル２０が操作されれば、ステアリング１２を作動させることができる。
さらに、電源装置ＥＣＵ４６には主電源装置３０の電圧の一部であり、制御装置２６を通った電圧信号（主電源モニタ入力）を受け取るための入力端子７５が設けられる。そして入力端子７５は判定回路６０につながる。これにより、制御装置２６に主電源装置３０からの電圧が印加されていることを、入力端子７５を介して電源装置ＥＣＵ４６が判定することができる。
さて、制御装置２６に主電源装置３０から電圧が印加されていれば、制御装置２６が動作するが、主電源装置３０の故障や、主電源装置３０から制御装置２６に至る主電流供給線３４の断線により、制御装置２６に主電源装置３０から電圧が印加されなくなると制御装置が動作しなくなり、バイワイア式制御手段（この場合はハンドル）が動作しなくなる。車両が停止中であれば大きな事故につながることはほとんどないが、車両が走行中であれば、車両が制御不能の状態に陥ってしまう。
このような事態を防ぐために、補助電源として熱電池が備えられている。図３に示す電源装置ＥＣＵ４６においては、その出力端子７８にコンデンサ３１と熱電池点火スイッチとを介して熱電池３２が接続されている。また、出力端子７８とコンデンサ３１の間にダイオード３５が接続されているが、このような構成にすることで、コンデンサ３１に蓄電された電荷が主電源入力５０に流れなくなり好適である。この装置では、制御装置２６に対して主電源装置３０から電圧の印加がなくなると、熱電池点火スイッチＯＮ（開接点から閉接点にする）にすることにより、熱電池３２の点火用端子３３にコンデンサ３１に蓄電された電気エネルギー（主電源装置３０またはＥＣＵ電源５４によって蓄電されたもの）を印加し、熱電池を活性化させる。なお、この例ではコンデンサ３１と熱電池点火スイッチとを用いているが、熱電池３２の点火用端子３３に電気エネルギーを選択的に印加できる方法であれば、この方法に限定されるものではない。
活性化された熱電池３２の出力が接続された電源装置ＥＣＵ４６の入力端子５２は、電源装置ＥＣＵ４６の出力端子８４に接続され、出力端子８４は補助電流供給線３６を介して制御装置２６に接続される。これにより、万一主電源装置３０からの電圧の印加がなくなっても、即時に補助電池である熱電池３２からの電力の供給がおこなわれ、車両が制御不能になることのないよう、制御装置２６が動作することができる。但し、熱電池３２の動作時間は通常数分から１０数分程度であるので、熱電池３２が活性化してから所定時間内に車両を安全に停止しないと、再度車両は制御不能になる。このため電源異常信号出力用の出力端子７６を設け、この信号を基に、運転者に熱電池３２が活性化したため、速やかに車両を安全な場所に停止させるように求めるランプ、ブザー、録音された音声等に警告を発するような警告手段を車両に備えるのが好ましい。
なお、車両が走行中であるかどうかは電源装置ＥＣＵ４６に設けた別の入力端子８２に、車輪１０の回転速度を検出した信号が入力されるようにすれば検知できるので、例えばこのような構成を用いた、走行状態検知手段を設け、停止状態で異常が生じた場合に運転者に異常を知らせる警告手段を設けるのが良い。図２では、運転者に異常を知らせるための蓄電池異常ランプ１０２、停止報知ブザー１０４、主電流供給線異常ランプ１０６を設けた例が示されている。
図３に例示したように、電源装置ＥＣＵ４６が主電源装置３０の電圧入力端子５０と、オルタネータ３８の電圧入力端子６４とを備える場合、それらの各電圧入力から推定される蓄電池４０の状態を図４に表として示す。図４においてＯＦＦで表す「電圧無印加状態」とは、蓄電池４０の開回路電圧である１２Ｖ以上の電圧の入力がないことであり、図４においてＯＮで表す「電圧印加状態」とは、蓄電池４０の開回路電圧である１２Ｖ以上の入力電圧があることを示す。図４の１行目に示す通り、電源装置ＥＣＵ４６に対してオルタネータ３８の電圧入力がなく、かつ主電源装置３０からの電圧入力もなければ、主電源装置３０を構成するもう１つの電源である蓄電池４０が異常であると判定される。次に図４の２行目に示す通り、電源装置ＥＣＵ４６に対してオルタネータ３８の電圧入力はないが、主電源装置３０からの電圧入力があれば、主電源装置３０を構成するもう１つの電源である蓄電池４０は正常であると判定される。図４の３、４行目に示すように、電源装置ＥＣＵ４６に対してオルタネータ３８の電圧入力があると、主電源装置３０からの電圧入力の有無にかかわらず、主電源装置３０を構成するもう１つの電源である蓄電池４０の状態は判定できない。
次に、熱電池３２を活性化して制御装置２６へ電流を供給させるかどうかの判定方法について述べる。図３の例で述べると、熱電池３２を活性化させるための必須条件は、まず主電源モニタ信号の電圧が所定値（制御装置２６の最低駆動可能電圧）以下になることである。ただし、瞬間的な電圧低下に対しては熱電池３２が活性化しないように０．０５〜０．１秒程度の連続した電圧低下を検出することができればより好ましいが、この時間が長くなると、車両の制御不能時間が長くなる恐れがあるので、この時間の選択は慎重にせねばならない。次の必須条件は車両が走行中であることである。この検出には前述のように車輪の回転数をセンサ等で検出することができる。但し、車輪は完全に停止していずとも、サイドブレーキで車両を停止できる程度の速度であれば、走行中と判定する必要はなくなる。これは前述の通り、車両が停止さえしていれば、少なくとも大きな事故が発生する危険性が少ないからである。これら２つを必須要件とし、必要に応じて、例えばキースイッチ７２の入力の有無等、各種の条件を選択することができる。
主電源装置３０の異常、主電流供給線３４の異常の少なくとも１つが検出され、異常信号が出力されるとともに、活性化された熱電池３２により電流供給が行われると、熱電池は所定の時間だけ、かつ１度しか使用できないため、熱電池の起動中に運転者はできるだけ速やかに車両を安全な場所に車両を停止することができる。
なお熱電池は、点火信号が出されてから数百ミリ秒以内に電力供給を開始することができる。また、熱電池の動作時間は数分間〜１０数分程度作動するものを選択することが望ましい。
（第２の実施形態）
課題１を達成するのに好ましい第１の構成について、図面により説明する。
図６は本構成電源装置の第１の例を示す構成図である。主電源である発電機１０および主蓄電池１１は、イグニションスイッチ１２を介してダイオード１３、１４にそれぞれ順方向に接続される。イグニションスイッチ１２（第１のスイッチ手段）がＯＮになる（閉接点になる）と、一方のダイオード１３を流れる電流はバックアップ電源であるバックアップコンデンサ１５を充電する。充電されたバックアップコンデンサ１５はダイオード１３の作用によって、発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧が低くなっても放電することはない。このバックアップコンデンサ１５からの放電電流は第２のスイッチ手段である常開スイッチ１６を介して熱電池活性化装置１７に供給される。一方、熱電池活性化装置１７には、別にダイオード１４を介して発電機１０および／または主蓄電池１１からの電流が供給される。
常開スイッチ１６は、熱電池活性化装置１７を介してバックアップコンデンサ１５を放電するかどうかを判断する検出回路１８により操作される。検出回路１８がコンデンサ１５を放電すべきと判断した場合に、検出回路１８が常開スイッチ１６の接点を閉じ、バックアップコンデンサ１５の放電電流を熱電池活性化装置１７に流す。
図７は熱電池活性化装置１７の詳細を示す図である。熱電池活性化装置１７は、図１に示したダイオード１４を介して流れた電流とスイッチ１６を介して流れた電流とを電源とする安定化電源１７１と、発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧を検出する電圧センサ１７６と、電圧センサ１７６により作動する電圧低下判定回路１７５と、電圧低下回路１７５の発する信号により第１のスイッチ手段である常開接点を閉じるスイッチ１７２と、スイッチ１７２を介して電流が供給される熱電池活性化用点火装置１７３とを備える。なお、点火装置１７３はトランジスタ１７４を介して接地される。
電圧低下判定回路１７５が、電圧センサ１７６により発電機１０および／または主蓄電池１１（通常は発電機１０および主蓄電池１１の両方が好ましい）の電圧低下を判定すると、トランジスタ１７４をＯＮするための信号を発する。すなわち、電圧センサ１７６が発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧低下を検出すると、電圧低下判定回路１７５がバイワイヤ式制御手段に予備電源用熱電池からの電力供給が必要であると判定して熱電池を活性化する。この判定結果に従ってトランジスタ１７４がＯＮになる。ここで、電圧低下判定回路１７５、電圧センサ１７６の電源は安定化電源１７１である。
図８は図６の実施例をさらに詳細に示したものであり、図８において、第２のスイッチ手段である常開スイッチ１６はＰチャンネルのＦＥＴによって構成される。熱電池活性化装置１７は電圧センサ１７６が検出した発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧低下により電圧低下判定回路１７５が発する出力信号をインバータ１９で反転し、スイッチ１６を構成するＦＥＴのゲートに供給する。電圧センサ１７６が、発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧低下を検出しなければ、電圧低下判定回路１７５は出力信号を発せず、電圧低下判定回路１７５からの出力はローレベルを保ち、ＦＥＴのゲートにハイレベルの信号を与えて、常開スイッチ１６が開路状態に保たれる。
そして、電圧センサ１７６が発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧低下を検出すると、電圧低下判定回路１７５の出力がハイレベルとなり、インバータ１９の出力がローレベルに反転され、ＦＥＴが常開スイッチ１６を閉じる。このとき、同時にスイッチ１７２も閉じられる。
前述の通り、本発明による移動体装置の予備電源用熱電池は、１度使用すると２度目の使用ができない一次電池であるため、熱電池を活性化する必要がある場合には確実に熱電池を活性化する必要がある一方、誤動作によって熱電池を活性化しないように保護回路を設けることがより好ましい。このような保護回路としては、車両においてはタイヤの回転数、その他の移動体においては速度計の速度など、移動体が移動していることを示す信号を熱電池活性化回路に入力し、発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧低下、および前述の移動体が移動していることを示す信号の入力がある場合に熱電池を活性化するようにすると好適である。
本発明の移動体装置において，移動体の発電機１０および／または主蓄電池１１が正常に機能している状態では、熱電池活性化装置１７の電圧低下判定回路１７５において出力信号が発せられないため、第１のスイッチ手段である常開スイッチ１７４と第２のスイッチ手段である常開スイッチ１６との両方がＯＦＦの状態（開接点）になる。この状態では、移動体が移動状態である、すなわちイグニションスイッチ１２がＯＮ（閉接点になる）であれば、前述のようにバックアップコンデンサ１５は発電機１０および／または主蓄電池１１によって充電されるが、この状態ではバックアップコンデンサ１５は熱電池活性化装置１７に接続されていないので、このバックアップコンデンサ１５は所定の充電電圧を保持することができる。
さらに前述のように、発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧が低下した場合も、このバックアップコンデンサ１５はダイオード１３に放電することがない。しかしこの場合でも熱電池活性化装置１７はダイオード１４を介して発電機１０および／または主蓄電池１１から直接電圧の供給を受け、作動を続けることができる。
そして車両を例にした場合、発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧が低下し（好ましくは発電機１０および主蓄電池１１の両方の電圧が低下し）、さらに好ましくは車両が移動中である場合には、第１のスイッチ手段である常開スイッチ１７２が、電圧低下判定回路１７５の出力信号によりＯＮ（閉接点）となる一方、電圧低下判定回路１７５からの出力がハイレベルとなってトランジスタ１７４をＯＮにする。この場合、電圧低下判定回路１７５の出力信号により第２のスイッチ手段である常開スイッチ１６がＯＮ（閉接点）されているので、バックアップコンデンサ１５に蓄電された電荷が熱電池活性化装置１７の点火装置１７３に流れ、熱電池を活性化してバイワイヤ式の制御手段を備えた車両（移動体）のバイワイヤ式の制御を一定時間可能にする。熱電池が活性化した場合には、バイワイヤ式の制御手段が動作可能であるうちに車両（移動体）を安全な場所に停止しなければ、一定時間後に再度バイワイヤ式の制御手段が動作不能になるため、熱電池が活性化した場合にはその情報を、ブザー、ランプ、録音音声等により移動体の操縦者に警告するシステムを同時に設ければより好適となる。
図９は本構成電源装置の第２の例を示す構成図である。図９では点火装置１７３の両端に生ずる電圧を差動アンプ２０で検出する。そして、この差動アンプ２０の出力によって第２のスイッチ手段である常開スイッチ１６をＯＮ（閉接点）にする。すなわち、移動体の発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧が低下しなければ、熱電池活性化装置１７内の第１のスイッチ手段である常開スイッチ１７２と共にトランジスタ１７４がＯＦＦであるため、点火装置１７３に電流が流れない。同時に、差動アンプ２０は電圧を検出しないので、その出力はローレベルが保たれ第２のスイッチ手段である常開スイッチ１６はＯＦＦ（開接点）が保たれる。
これに対し、移動体の発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧が低下した場合は、電圧低下判定回路１７５により第１のスイッチ手段である常開スイッチ１７２と、トランジスタ１７４とがＯＮになり、点火装置１７３に電流が流れてその両端の電圧が高くなり、差動アンプ２０の出力がハイレベルになることにより、バックアップコンデンサ１５に蓄電された電荷が点火装置１７３に流れる。
図１０は本構成電源装置の第３の例を示す構成図である。なお、図１０においては第１のスイッチ手段である常開スイッチ１７２を作動させるための安定化電源１７１、電圧低下判定回路１７５、電圧センサ１７６は省略している。図１０に示された第２のスイッチ手段であるスイッチ１６１は、トランジスタ１７４と同じく、発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧低下でＯＮになるスイッチで構成される。従って、スイッチ１６１はバックアップコンデンサ１５に蓄電されたエネルギーを熱電池活性化装置１７に流すかどうかを判断する機能と、バックアップコンデンサ１５に蓄電されたエネルギーの切り換え機能とを兼ね備える。このスイッチ１６１は単独で第２のスイッチ手段であり、かつ接続制御手段である。この実施例によれば回路が簡易になるという利点がある。
図１１は本構成電源装置の第４の例を示す構成図である。図１１においても図１０と同様に第１のスイッチ手段である常開スイッチ１７２を作動させるための安定化電源１７１、電圧低下判定回路１７５、電圧センサ１７６は省略している。この第４の実施例ではダイオード１４の入力側に、電圧監視回路２１を設けている。この電圧監視回路２１はダイオード１４の入力側に接続されるツェナーダイオード２１１と、このツェナーダイオード２１１の接地側に備えられた抵抗２１２で構成される。
この電圧監視回路２１は発電機１０および主蓄電池１１の電圧をモニタし、発電機１０および主蓄電池１１の電圧が熱電池活性化装置１７を正常に動作することのできる電圧を維持することができる場合は、ツェナーダイオード２１１と抵抗２１２とによって得られる電圧信号によって、第２のスイッチ手段であるスイッチ１６がＯＦＦ（開接点）に保たれる。
そして、発電機１０および主蓄電池１１の電圧が所定値以下に低下した場合や、発電機１０および／または主蓄電池１１に接続されたケーブルが断線した場合等、発電機１０および主蓄電池１１の電圧が熱電池活性化装置１７を正常に動作させることのできない電圧にまで低下したときは、抵抗２１２に流れる電流が少なくなり、その端子間電圧が低下してスイッチ１６がＯＮとなりバックアップコンデンサ１５に蓄電された電荷を熱電池活性化装置１７に流す。
図１２は本構成電源装置の第５の例を示す構成図である。ここでも図１０、図１１と同様に第１のスイッチ手段である常開スイッチ１７２を作動させるための安定化電源１７１、電圧低下判定回路１７５、電圧センサ１７６は省略している。第５の実施例では昇圧回路３０と、発電機１０および主蓄電池１１１の電圧がゼロとなってから所定時間の経過後に、バックアップコンデンサ１５に蓄電された電荷を熱電池活性化装置１７に流す放電制御回路が設けられる。
昇圧回路３０は、発電機１０および／または主蓄電池１１からダイオード３１を介して電流が流れ、この昇圧回路３０を介して電流がバックアップコンデンサ１５に流れる。すなわち、発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧を昇圧してからバックアップコンデンサ１５を充電するものである。ただし、この実施例においてはダイオード１３、３１、３６によりバックアップコンデンサ１５の放電を防止しているため昇圧回路３０は小容量のものでよい。
この昇圧回路３０により、発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧が低下した場合でも、熱電池活性化装置１７を作動させるに充分なエネルギーをバックアップコンデンサ１５に蓄えることが可能になる。この昇圧回路３０は公知のＤＣ−ＤＣコンバータ、チャージポンプ等で構成できる。
昇圧回路３０からの出力は、抵抗３２およびトランジスタ３３と、抵抗３４およびトランジスタ３５とで接地される。トランジスタ３５はバックアップコンデンサ１５に並列に接続され、これらのトランジスタ３３、３５を有する回路が放電制御回路を構成する。
ダイオード３１を通った電流は、ダイオード３６、抵抗３７、コンデンサ３８を介して接地する。一方、抵抗３７とコンデンサ３８とから分岐した電流は、抵抗３９を介してトランジスタ３３のベースに流れる。このときトランジスタ３３のベースは抵抗４０を介して接地される。これにより、発電機１０および／または主蓄電池１１からの出力電圧が、コンデンサ３８、抵抗３９、抵抗４０で構成されるＣＲ回路を介してトランジスタ３３のベースに印加される。そして、このトランジスタ３３がＯＮされることによりトランジスタ３５のベースが接地電位となってＯＦＦになり、バックアップコンデンサ１５の放電回路が遮断される。
言い換えると、イグニションスイッチ１２がオンになることにより発電機１０および／または主蓄電池１１からの充電電圧がコンデンサ３８に印加される。このコンデンサ３８の充電に従ってトランジスタ３３のベース電位が上昇し、このトランジスタ３３が導通制御されるようになる。ここで、バックアップコンデンサ１５は昇圧回路３０で昇圧された電圧が印加される。このため、トランジスタ３３に直列接続される抵抗３２の抵抗値を比較的高い値に設定すると、抵抗３２を介するバックアップコンデンサ１５からの放電を抑制することができる。
図１２に示す回路では、イグニションスイッチ１２がＯＦＦになる場合を含め、発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧がゼロになった場合には、コンデンサ３８に蓄電された電荷は抵抗３９、抵抗４０を介して放電される。従って、発電機１０および／または主蓄電池１１の電圧がゼロになってから所定の時間後（この所定時間はコンデンサ３８、抵抗３９、抵抗４０によって決まる）にトランジスタ３３はＯＦＦになる。このトランジスタ３３がＯＦＦになると、バックアップコンデンサ１５に充電されていた電荷が、抵抗３２を介してトランジスタ３５のベース電位を上昇させてトランジスタ３５を導通制御する。それと同時に、バックアップコンデンサ１５に充電されていた電荷は、抵抗３４およびトランジスタ３５を介して放電される。このため、車両を停止したときなど、イグニションスイッチ１２がＯＦＦされたときには、バックアップコンデンサ１５の充電電荷が所定時間経過後に放電されることになり、バックアップコンデンサ１５に熱電池活性化装置１７を起動可能なエネルギーが蓄積されたままになることが防止される。
図１２に示す実施例によれば、常時はバックアップコンデンサ１５からの放電を防止することにより、バックアップコンデンサ１５の小型化や昇圧回路３０の小容量化等を達成することができる一方、熱電池を活性化させる必要のない場合、すなわち、イグニションスイッチ１２がＯＦＦされている場合等には熱電池活性化装置１７を作動させないようにすることができ、本発明のバイワイヤ式制御手段を備えた移動体装置の誤作動防止のための信頼性を向上することができる。
またこの実施例では、スイッチ１６のＯＮ、ＯＦＦがトランジスタ４１によって制御される。トランジスタ４１のベースには、抵抗４２と抵抗４３との接続点からの電圧が供給される。この抵抗４２と抵抗４３の直列回路は、点火装置１７３に並列に接続される。このようにすると、点火装置１７３の両端に生じた電圧が抵抗４２と抵抗４３とで分圧され、この分圧された電圧がトランジスタ４１のベースに与えられることになる。従って、点火装置１７３に電流が流れてその両端の電圧が高くなると、トランジスタ４１のベース電圧が高くなって、トランジスタ４１が導通される。このトランジスタ４１のＯＮによって第２のスイッチ手段であるスイッチ１６のゲートが接地されてＯＮとなり、バックアップコンデンサ１５から点火装置１７３に向けて電流が流れる。
上述の第２のスイッチ手段であるスイッチ１６の動作原理は、図９に示した例と同様であるが、第２の実施例に限らずこの第５実施例で述べたようにトランジスタ４１、抵抗４２、抵抗４３を組み合わせた構成でも、点火装置１７３に対して電流が流れていることを検出することができる。
なお上述の実施例においては、いずれも第２のスイッチ手段であるスイッチ１６をＰチャンネルＦＥＴによって構成する例を示したが、第２のスイッチ手段である常開スイッチ１６は、この他に、バイポーラトランジスタやＮチャンネルＦＥＴ、リレー回路等によって構成することもできる。
（第３の実施形態）
課題１を達成するのに好ましい第２の構成について、図面により説明する。
図１３は、本構成による熱電池点火玉点火装置の回路の一例を示す図である。この回路は、直列接続された主蓄電池１とイグニションスイッチ２とに、並列接続されたバックアップコンデンサ３を備えるものである。バックアップコンデンサ３はイグニションスイッチ２を動作する（接点を閉じる）ことによって、主蓄電池１により充電される。
この主蓄電池１、イグニションスイッチ２、バックアップコンデンサ３（エネルギー貯蔵手段）を備えた電源部に定電流回路Ａが接続され、定電流回路Ａで発生した所定の定電流が予備電源用熱電池の点火玉５ａを点火する熱電池点火玉点火部５に流れる。なお、４は図示しない発電機および／または主蓄電池１の電圧を検出して熱電池点火玉点火部５の通電を制御する電圧検出スイッチ（第１のスイッチ手段）である。
次に定電流回路Ａの説明をする。定電流回路Ａには熱電池点火玉点火部５に流れる電流の大きさを制御するためのトランジスタ６、７と、電流検出抵抗８と、トランジスタ６に通電能力を与えるバイアス抵抗９で構成され、抵抗８、９、トランジスタ６、７は熱電池点火玉点火部５が確実に起動できる定電流を流せるように設定される。
前述の通り、イグニッションスイッチ２をオンにし、スイッチの接点を閉じると主蓄電池１がバックアップコンデンサ３を充電する。このバックアップコンデンサ３は、図示しない車載発電機であるオルタネータと主蓄電池との両方の故障や破損、発電機ケーブルと主蓄電池ケーブルの外れや断線等による所定電力供給不能状態でも、定電流回路Ａが確実に熱電池点火玉点火部５に電流を流すことができるようにするための非常用の熱電池点火玉点火用電源である。なお、図１３では図示しないが、バックアップコンデンサ３に図示しないダイオードを直列接続しておくと、主蓄電池１が電圧変動を生じたときのバックアップコンデンサ３の放電を防止することができ好適である。
車両の走行中（センサ等のタイヤの回転検出手段等により検出）に前述の所定電力供給不能状態が発生する、即ち、バイワイヤ式制御手段を備えた移動体（ここでは車両）のバイワイヤ式制御手段を動作させるに足りる電力が供給することができなくなると、電圧検出スイッチ４がオンになり熱電池点火玉点火部５と主蓄電池１とバックアップコンデンサ３とを備えた電源部とが閉回路を構成し、熱電池点火玉点火部５に電流が流れ、熱電池点火玉点が点火される。
次に定電流回路Ａについて説明する。定電流回路Ａの電流検出抵抗８には熱電池点火玉点火部５に流れる電流とトランジスタ７のベース駆動電流との加算電流が流れる。しかし、トランジスタ６の電流増幅率が十分に高ければ熱電池点火玉点火部５に流れる電流と電流検出抵抗８に流れる電流はほぼ同じになる。このため、電流検出抵抗８の両端の電圧は、この定電流回路Ａに直列接続された熱電池点火玉点火部５に流れる電流に比例したものになる。電流検出抵抗８の両端の電圧がトランジスタ７を能動状態にすると、トランジスタ６がバイアス抵抗９で逆バイアスされるため、熱電池点火玉点火部５に流れる電流に制限がかかる。すると電流検出抵抗８の両端の電圧が低下し、トランジスタ７が非作動状態になるため、トランジスタ６の逆バイアスが減少して熱電池点火玉点火部５の通電電流が増加する。このような原理によって熱電池点火玉点火部５に一定の電流が流れる。つまり、電圧検出スイッチ４がオンになる、すなわち電圧検出スイッチ４の接点が閉じると、定電流回路Ａで規定される一定の電流が熱電池点火玉点火部５に流れ、熱電池点火玉点火部５が熱電池点火玉５ａを点火して熱電池の放電が可能な状態にする。
ここで前述のように何らかの理由で所定電力供給不能状態の場合はバックアップコンデンサ３が電源として働き、熱電池点火玉点火部５に電力を供給して熱電池点火玉５ａが点火される。
また、前述の所定電力供給不能状態において、完全に電力供給ができない場合ではなく、主蓄電池１、バックアップコンデンサ３の電圧が低い場合は、熱電池点火玉点火部５に流れる電流が小さくなるため、電流検出抵抗８の両端の電圧も小さくなる。このとき、トランジスタ７は能動状態にはならず、トランジスタ６は完全にオンの状態が保持される。このため熱電池点火玉点火部５には配線抵抗や定電流回路Ａにおける微少な電圧降下分を除いて、主蓄電池１の全電圧または全バックアップコンデンサ３の電圧が印加されるため、主蓄電池１、バックアップコンデンサ３の電圧が低くても熱電池点火玉点火部５十分な電流を流すことができ、確実に熱電池点火玉５ａが点火される。
この他、図１４に示すように熱電池点火玉点火部を５、１０の２ヶ所に設けることも可能である。１つの熱電池に点火玉を５ａと１０ａとの２ヶ所に設けることで熱電池を活性化する際の信頼性をより向上させることができる。図１４には図１３に示したものと同じ機能を有するものに同じ符号を記した。図１４のＢはもう１つの定電流回路である。１１、１２は６、７同様トランジスタであり熱電池点火玉点火部１０に流れる電流の大きさを制御している。１３は８同様電流検出抵抗、１４は９同様トランジスタ１１に通電能力を与えるバイアス抵抗である。
図１４の場合において、本願発明が分流抵抗を用いずに定電流回路を用いたことによる利点について説明する。図１５は分流抵抗を用いた点火回路の要部説明図であり、図１６は本願発明による定電流回路を用いた点火回路の要部説明図である。
分流抵抗を用いた点火回路を示す図１５は、バックアップコンデンサＣ１、電圧検出スイッチＳ１、は分流抵抗Ｒ１およびＲ２、熱電池点火玉点火部ＳＱ１、ＳＱ２で構成される。仮に、熱電池点火玉点火部ＳＱ１、ＳＱ２の内部抵抗ＲＳＱ１、ＲＳＱ２をそれぞれ１Ω、分流抵抗Ｒ１、Ｒ２をそれぞれ１Ωとし、熱電池点火玉点火部ＳＱ１、ＳＱ２に流れる電流を２Ａとすると、点火時にはコンデンサＣ１の電圧は、
（ＲＳＱ１＋Ｒ１）×２（Ａ）＝（１＋１）×２＝４（Ｖ）
必要となる。
ここでもし、一方の熱電池点火玉点火部が短絡していたとすると、バックアップコンデンサＣ１からの電流は、
４／（１＋１）＋４／（１＋０）＝６．５（Ａ）
となる。
次に、定電流回路を用いた点火回路を示す図１６は、バックアップコンデンサＣ２、電圧検出スイッチＳ２、定電流回路Ｔ１およびＴ２、熱電池点火玉点火部ＳＱ３およびＳＱ４で構成される。前述と同様に、熱電池点火玉点火部ＳＱ１、ＳＱ２の内部抵抗ＲＳＱ１、ＲＳＱ２をそれぞれ１Ωとし、定電流値を２Ａ、定電流回路の飽和電圧を１Ｖとすると、点火時のコンデンサＣ２の電圧は、
１×２＋１＝３（Ｖ）
となり、一方の熱電池点火玉点火部部ＳＱ３またはＳＱ４が短絡した時にコンデンサから流れる電流は、
２＋２＝４（Ａ）
となる。
確実に熱電池点火玉５ａ、１０ａを点火させるという点において、前述のように分流抵抗を用いた場合はコンデンサ電圧が４Ｖ必要であるのに対し、定電流回路を用いた場合はコンデンサ電圧が３Ｖでよい。また、一方の熱電池点火玉点火部が短絡した時にコンデンサから流れる電流は、分流抵抗を用いた場合に６．５Ａ、定電流回路を用いた場合には４Ａである。いずれの場合も定電流回路を用いた方がコンデンサの容量を小さくすることができる。
上述の実施例では、定電流回路に電流検出抵抗とトランジスタを用いた場合を示した。しかし実際には定電流回路に電流検出抵抗とトランジスタに限定されるものではなく、例えば図１７に示すように電流検出抵抗とオペアンプを用いることもできる。
図１７に示す熱電池点火玉点火回路は、図１３、図１４と同じ部材には同じ符号を付与した他に、バイアス抵抗１６および１８、オペアンプ１５および１７、基準電圧源１９で構成される。図１７における定電流回路Ｃの動作は、電圧検出スイッチ４がオンになることにより、電流検出抵抗８に熱電池点火玉点火部５と同じ電流が流れるものである。ここで電流検出抵抗８の両端の電圧は、熱電池点火玉点火部５に流れる電流に比例し、この電流検出抵抗８の両端の電圧が大きくなるとオペアンプ１５から流れる電流も大きくなる。これによりトランジスタ６が逆バイアスされ、熱電池点火玉点火部５に流れる電流は一定の制限を受けて所定値となる。
図１７に示す定電流回路Ｄの動作も前述の定電流回路Ｃの動作と同じである。ここで、基準電圧源１９の電圧を０．１Ｖ程度に設定すると、電流検出抵抗８、１３の抵抗値を小さくすることができるので、電流検出抵抗８、１３自身での電圧ドロップを小さくすることができる。このため、蓄電池電圧またはバックアップコンデンサの電圧が低い場合でも確実に熱電池点火玉点火部５、１０が起動できる。
また、この他の実施例として、電流により発生する磁界を用いて定電流回路を構成すること、素子自体に電流リミット能力を持たせること（例えば定電流ダイオードを用る）によっても同様の構成ができる。さらに、本実施例で述べた電圧検出スイッチに替えて、半導体センサや、ピエゾ素子等を用いることもできる。また、バックアップコンデンサに替えて蓄電池を用いることもできる。
（第４の実施形態）
課題１を達成するのに好ましい第３，４の構成について、図面により説明する。
［第１の例］
図１８は、本構成に係る第１の電源装置の回路構成を示す構成図である。
［電圧変換回路２０］
図１８に示す熱電池活性化装置は、抵抗１２と比較的容量の大きなコンデンサ１３であるバックアップ電源を備え、それらは主蓄電池１０および／または発電機１の一端につながる電力供給線１１に接続される。主蓄電池１０および／または発電機１の他端とコンデンサ１３の一端とはそれぞれ接地される。電力供給線１１の抵抗１２近傍には、コイル２１、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）２２、２３、ダイオード２４、２５、コンデンサ２６、２７で構成される電圧変換回路２０が備えられる。
電圧変換回路２０に備えられたコイル２１の一端はダイオード１４を介して主蓄電池１０および／または発電機１（主電源）に接続され、同コイル２１の他端はダイオード２４のアノードに接続されるとともにダイオード２４のカソードは前記抵抗１２に接続される。そしてＮチャンネル型のＦＥＴ２２のドレインとソースとがコイル２１およびダイオード２４のアノードの間と接地の間とに接続される。ここでＦＥＴ２２は、ハイレベル信号がゲートに印加されるとオンとなり、ローレベル信号がゲートに印加されるとオフとなるものである。ＦＥＴ２２のゲートにパルス信号を印加してＦＥＴ２２のオン、オフ動作を繰り返すことで、前述のコイル２１、ＦＥＴ２２、ダイオード２４の昇圧機能により、主蓄電池１０の電圧が昇圧され、コンデンサ１３に抵抗１２を介して電荷を蓄積する。
この電圧変換回路２０では、Ｐチャンネル型のＦＥＴ２３のドレインとソースとがダイオード２４の両端に並列接続される。ここでＦＥＴ２３は、ローレベル信号がゲートに印加されるとオンとなり、ハイレベル信号がゲートに印加されるとオフとなるものである。そしてダイオード２５のアノードが接地され、ダイオード２５のカソードがコイル２１およびＦＥＴ２３の間に接続される。ＦＥＴ２３のゲートにパルス信号を印加してＦＥＴ２３のオン、オフ動作を繰り返すことで、前述のコイル２１、ＦＥＴ２３、ダイオード２５の降圧機能により、コンデンサ１３の電圧が降圧され、主蓄電池１０および／または発電機１に電圧を印加する。
電圧変換回路２０に備えられたコンデンサ２６、２７は、比較的小容量のものであり、上述の電圧変換回路２０の昇圧、降圧動作で発生するリップルを除去するために備えられる。
上述の電圧変換回路２０を有する熱電池活性化装置は、熱電池を活性化させるための点火装置３０を制御する制御回路４０も備える。この制御回路４０は、例えば半導体集積回路で構成され、熱電池点火回路４１、熱電池点火制御回路４２、抵抗回路４３、診断回路４４、断線検出回路４５、昇降圧制御回路４６、レギュレータ回路４７を備える。
［熱電池点火回路４１］
熱電池点火回路４１は、主蓄電池１０および／または発電機１（主蓄電池１０および発電機１の両方が好ましい）の電圧が所定値以下に低下した場合にコンデンサ１３を電源として点火装置３０を点火し、予備電源用熱電池を活性化させるものである。熱電池点火回路４１は、定電流回路４１ａとスイッチング素子であるＮチャンネル型のＦＥＴ４１ｂとを備える。定電流回路４１ａは、制御回路４０の端子４０ａと端子４０ｂとの間に接続された常開スイッチング素子４１ａ１を備え、熱電池点火制御回路４２により常開スイッチング素子４１ａ１が制御され、主蓄電池１０および／または発電機１の電圧が所定値以下に低下すると常開スイッチング素子４１ａ１がオンになり、点火装置３０の一端に対して端子４０ｂを介して定電流を流す。なおここで流す定電流は、点火装置３０を点火して熱電池を活性化させるのに充分な電流とする必要がある。
ここで前述の通り、本発明による移動体装置の予備電源用熱電池は、１度使用すると２度目の使用ができない一次電池であるため、熱電池を活性化する必要がある場合には確実に熱電池を活性化する必要がある一方、誤動作によって熱電池を活性化しないように保護回路を設けることがより好ましい。このような保護回路としては、車両においてはタイヤの回転数、その他の移動体においては速度計の速度など、移動体が移動していることを示す信号を熱電池活性化回路に入力し、主蓄電池１０および／または発電機１の電圧低下、および前述の移動体が移動していることを示す信号の入力がある場合に熱電池を活性化するようにすると好適である。
制御回路４０に備えられた端子４０ａは、コンデンサ１３の一端にダイオード１５を介して接続される。この端子４０ａは、主蓄電池１０および／または発電機１の電圧を昇圧して電荷を蓄積したコンデンサ１３に接続される制御回路４０の第１の電圧供給端子（バックアップ電源供給端子）である。
熱電池点火回路４１に備えられた定電流回路４１ａは、スイッチング素子４１ａ１を駆動するのに必要な電圧を得ることを目的として、制御回路４０に備えられた端子４０ｄにも接続される。制御回路４０に備えられた端子４０ｄは、電圧変換回路２０の出力部分（ダイオード２４と抵抗１２との間）に接続される一方、コンデンサ１３の一端にもダイオード１６を介して接続される制御回路４０の第２の電圧供給端子である。
熱電池点火回路４１に備えられるＦＥＴ４１ｂは、そのドレインとソースとがそれぞれ制御回路４０に備えられた端子４０ｅ、端子４０ｆに接続される。なおＦＥＴ４１ｂは、ハイレベル信号がゲートに印加されるとオンとなり、ローレベル信号が印加されるとオフとなるものである。そして点火装置３０は制御回路４０の端子４０ｂと端子４０とに接続され、端子４０ｆは接地される。
［熱電池点火制御回路４２］
熱電池点火制御回路４２は、制御回路４０の端子４０ｇに印加される、マイクロコンピュータ６０の端子６０ｂを介して電圧センサ６１が検出した、主蓄電池１０および／または発電機１（主蓄電池１０および発電機１の両方が好ましい）の電圧が所定値以下に低下したことを知らせる信号に応答して、熱電池点火回路４１の定電流回路４１ａに対して定電流を発生するための制御信号を出力すると同時に、熱電池点火回路４１のＦＥＴ４１ｂをオンとするための制御信号を出力する。この熱電池点火制御回路４２を動作させるために、制御回路４０の端子４０ｃから主蓄電池１０および／または発電機１の電圧も印加される。また熱電池点火制御回路４２は接地もされる。制御回路４０の端子４０ｃは、電力供給線１１のダイオード１４と、電圧変換回路２０コイル２１との間の部分に接続され、主蓄電池１０および／または発電機１、あるいは降圧されたコンデンサ１３の電圧の電圧供給端子である。さらに、この熱電池点火制御回路４２は、熱電池点火回路４１に備えられた定電流回路４１ａのスイッチング素子４１ａ１を動作させるために、端子４０ｄからの昇圧された電圧も入力される。
［抵抗回路４３］
抵抗回路４３はコンデンサ１３を電源とし、点火装置３０の良否を診断するために点火装置３０の両端間に電圧を印加するもので、抵抗４３ａ、抵抗４３ｂ、抵抗４３ｃとで構成される。抵抗回路４３の抵抗４３ａ、４３ｂはそれぞれ直列接続され、それらの間の部分が制御回路４０の端子４０ｂに接続される。抵抗回路４３の抵抗４３ａの一端は、ＦＥＴ５１のドレインとソースとを介して制御回路４０の端子４０ｄに接続され、抵抗回路４３の抵抗４３ｂの一端は接地される。そして抵抗回路４３の抵抗４３ｃは、その一端が制御回路４０の端子４０ｅに接続され、他端が接地される。
抵抗回路４３の抵抗４３ａの一端に接続されたＦＥＴ５１は、オン状態で抵抗回路４３に対して制御回路４０の端子４０ｄからの電圧を印加し、オフ状態で制御回路４０の端子４０ｄからの電圧の印加を禁止するものであり、電力供給線１１が断線したときには抵抗回路４３への電力の供給を遮断する遮断回路を構成する。なおＦＥＴ５１は、Ｐチャンネル型であり、ローレベル信号がゲートに印加されるとオン状態となり、ハイレベル信号がゲートに印加されるとオフ状態となる。
［診断回路４４］
診断回路４４は、点火装置３０の診断を行うものである。詳しく述べると、点火装置３０や点火装置３０につながる接続線が断線や短絡などを生じていないかどうかの異常を判定するために、診断回路４４には制御回路４０の端子４０ｂ、端子４０ｄの両方の電圧が入力される。また診断回路４４には、詳しくは後述するように、レギュレータ回路４７で所定の基準電圧が生成されているかどうかを判定するために、制御回路４０の端子４０ｈ、端子４０ｉの電圧が入力される。そして、診断回路４４の診断結果、すなわち端子４０ｂ、端子４０ｄ、端子４０ｈ、端子４０ｉの各電圧は、制御回路４０の端子４０ｊを介してマイクロコンピュータ６０の端子６０ｃに出力される。この診断回路４４の動作電源は、主蓄電池１０および／または発電機１、あるいは降圧されたコンデンサ１３の電圧であり、制御回路４０の端子４０ｃからＦＥＴ５２を介して入力されるとともに、診断回路４４は接地もされる。
診断回路４４につながるＦＥＴ５２は、オンで診断回路４４に対して制御回路４０の端子４０ｃからの電圧を印加し、オフで制御回路４０の端子４０ｃからの電圧の印加しないものであり、電力供給線１１が断線した場合には診断回路の作動停止制御回路となる。なおＦＥＴ５２は、Ｐチャンネル型であり、ローレベル信号がゲートに印加されるとオン状態となり、ハイレベル信号がゲートに印加されるとオフ状態となるものである。
診断回路４４から出力された前記各電圧信号は、制御回路４０の端子４０ｊに接続されるマイクロコンピュータ６０の端子６０ｃを介してマイクロコンピュータ６０に入力される。そしてマイクロコンピュータ６０が、診断回路４４が出力した前記各電圧信号が正常であるかどうかを判定する。マイクロコンピュータ６０は、診断回路４４が出力した前記各電圧信号を異常と判断すれば、異常発生時刻を記録するとともに、マイクロコンピュータ６０の端子６０ｄに接続された警報器（例えば警告灯、ブザー、録音音声）６２に異常を表示する信号を出力する。警報器６２は、この信号に応じて操縦者に異常である旨を知らせる。
［断線検出回路４５］
断線検出回路４５は、主蓄電池１０および／または発電機１と電圧変換回路２０とを接続する電力供給線１１の断線を検出する回路であり、比較器４５ａを有する。この比較器４５ａの正側の入力端子には、制御回路４０の端子４０ｋと接地との間に直列接続された抵抗４５ｂ、抵抗４５ｃの間の電位が印加される。制御回路４０の端子４０ｋは、制御回路４０の端子４０ｃと同様、電力供給線１１の主蓄電池１０とコイル２１との間の、主蓄電池１０から離れた部分であり、かつコイル２１に近い部分にダイオード１７を介して接続される。比較器４５ａの負側の入力端子には、断線検出回路４５に設けられた基準電圧発生器４５ｄの基準電圧が印加される。断線検出回路４５に備えられた比較器４５ａと基準電圧発生器４５ｄとの動作電源は、主蓄電池１０および／または発電機１、あるいは降圧されたコンデンサ１３の電圧である。また断線検出回路４５に備えられた比較器４５ａと基準電圧発生器４５ｄはそれぞれ接地もされる。
ここで、断線検出回路４５に設けられた基準電圧発生器４５ｄの基準電圧は小さな値に設定されている。電力供給線１１が断線しておらず、制御回路４０の端子４０ｋに主蓄電池１０および／または発電機１からの電圧が正常に印加されている状態では、断線検出回路４５の比較器４５ａはハイレベル信号を出力する。これに対し、電力供給線１１が断線し、制御回路４０の端子４０ｋに接地電位が印加されると、比較器４５ａはローレベル信号を出力する。この断線検出回路４５の比較器４５ａが発する信号は、後述する昇降圧制御回路４６に印加されると同時に、後述するインバータ回路４８を介してＦＥＴ５１のゲートとＦＥＴ５２のゲートとに印加される。
［昇降圧制御回路４６］
昇降圧制御回路４６は、断線検出回路４５の制御により電圧変換回路２０の昇圧動作と降圧動作とを選択的に切り換え制御するための回路である。詳しく述べると、昇降圧制御回路４６は、断線検出回路４５の比較器４５ａからハイレベル信号が印加される場合は、ハイレベル信号を制御回路４０の端子４０ｍを介してＦＥＴ２３のゲートに印加し、ＦＥＴ２３をオフ状態に保つ。一方ローレベル信号とハイレベル信号とを繰り返すパルス信号を、制御回路４０の端子４０ｎを介してＦＥＴ２２のゲートに印加し、ＦＥＴ２２を周期的にオン、オフする。そして、昇降圧制御回路４６は、断線検出回路４５の比較器４５ａからローレベル信号が印加される場合は、ローレベル信号を制御回路４０の端子４０ｎを介してＦＥＴ２２のゲートに印加し、ＦＥＴ２２をオフ状態に保つ。一方、ローレベル信号とハイレベル信号とを繰り返すパルス信号を、制御回路４０の端子４０ｍを介してＦＥＴ２３のゲートに印加し、ＦＥＴ２３を周期的にオン、オフする。
この昇降圧制御回路４６の動作電源は、制御回路４０の端子４０ｃに接続された主蓄電池１０および／または発電機１、あるいは降圧されたコンデンサ１３である。また昇降圧制御回路４６は接地もされ。なお、昇降圧制御回路４６には、Ｐチャンネル型のＦＥＴ２３を動作させるために、制御回路４０の端子４０ｄからコンデンサ１３の電圧も入力される。
［インバータ回路４８］
インバータ回路４８は、断線検出回路４５の比較器４５ａが発するハイレベル信号あるいはローレベル信号を、それぞれローレベル信号あるいはハイレベル信号に反転して出力する回路である。このインバータ回路４８の動作電源は、制御回路４０の端子４０ｃに接続された主蓄電池１０および／または発電機１、あるいは降圧されたコンデンサ１３である。またインバータ回路４８接地もされる。
［レギュレータ回路４７］
レギュレータ回路４７は、点火装置３０に定電流を流すための第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１と、点火装置３０の診断用に定電流を流すための第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２とを生成するものである。レギュレータ回路４７は、制御回路４０の端子４０ｈ、端子４０ｉに接続された抵抗４７ａ、抵抗４７ｂにより、第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１と第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２とを出力する。レギュレータ回路４７の動作電源は制御回路４０の端子４０ｃに接続された主蓄電池１０および／または発電機１、あるいは降圧されたコンデンサ１３である。ここで、前述のように制御回路４０の端子４０ｈ、端子４０ｉの電圧を診断回路４４に入力するのは、熱電池点火回路４１に備えられた定電流回路４１ａの正常な動作を診断するためと、点火装置３０の点火制御を診断（前記点火装置３０の診断用の定電流が正常に生成されているかの診断）するためである。なお、抵抗４７ａ、抵抗４７ｂは制御回路４０に設けるのではなく、制御回路４０に外付けすることが好ましい。これは、制御回路４０のような半導体集積回路内に精度の高い抵抗を形成することが困難であるからである。
［回路の動作説明］
上記のように構成した回路の動作を以下に述べる。まず、主蓄電池１０および／または発電機１に接続された電力供給線１１が断線していない場合の説明をおこなう。この場合、制御回路４０の端子４０ｃ、端子４０ｋには主蓄電池１０および／または発電機１からの電圧が印加される。熱電池点火制御回路４２、断線検出回路４５に備えられた比較器４５ａと基準電圧発生器４５ｄ、昇降圧制御回路４６、レギュレータ回路４７、インバータ回路４８のそれぞれには、制御回路４０の端子４０ｃを介して主蓄電池１０および／または発電機１からの電源電圧（定電圧）が印加される。これにより、熱電池点火制御回路４２、断線検出回路４５に備えられた比較器４５ａと基準電圧発生器４５ｄ、昇降圧制御回路４６、レギュレータ回路４７、インバータ回路４８は動作できる状態にある。また、断線検出回路４５の比較器４５ａは、制御回路４０の端子４０ｋに印加された電圧に基づいてハイレベル信号を出力する。このハイレベル信号は、インバータ回路４８によってローレベル信号に反転され、ＦＥＴ５１とＦＥＴ５２とに印加されるので、ＦＥＴ５１とＦＥＴ５２はオン状態を保つ。このとき、診断回路４４にも、制御回路４０の端子４０ｃを介して主蓄電池１０および／または発電機１からの電源電圧が印加され、診断回路４４も動作できる状態にあることになる。
この状態における昇降圧制御回路４６は、ハイレベル信号を制御回路４０の端子４０ｍを介してＦＥＴ２３のゲートに印加することにより、ＦＥＴ２３をオフ状態に保つと同時に、昇降圧制御回路４６は、ローレベル信号とハイレベル信号を繰り返すパルス信号を制御回路４０の端子４０ｎを介してＦＥＴ２２のゲートに印加することによりＦＥＴ２２を周期的にオン、オフする。従って、電圧変換回路２０においては、コイル２１、ＦＥＴ２２、ダイオード２４が、主蓄電池１０および／または発電機１からの電圧を昇圧し、この昇圧された電圧は端子４０ｄに直接印加されて、制御回路４０の端子４０ｄを介して熱電池点火回路４１に備えられた定電流回路４１ａ、熱電池点火制御回路４２、昇降圧制御回路４６、ＦＥＴ５１に印加される。
また、電圧変換回路２０によって昇圧された主蓄電池１０および／または発電機１からの電圧はバックアップ用のコンデンサ１３に、抵抗１２を介して蓄電される。コンデンサ１３はダイオード１５を介して制御回路４０の端子４０ａに接続され、熱電池点火回路４１の定電流回路４１ａのスイッチング素子４１ａ１に電圧を印加するとともに、コンデンサ１３はダイオード１６を介して制御回路４０の端子４０ｄに接続され、熱電池点火回路４１の定電流回路４１ａ、熱電池点火制御回路４２、昇降圧制御回路４６、ＦＥＴ５１に電圧を印加する。
このように熱電池点火回路４１の定電流回路４１ａ、熱電池点火制御回路４２、昇降圧制御回路４６にはコンデンサ１３の昇圧された電圧が印加されて動作可能になる。ここで前述のように、ＦＥＴ５１はオン状態であるため、制御回路４０の端子４０ｄに印加されたコンデンサ１３の電圧は、抵抗４３ａ、抵抗４３ｂにも印加される。この電圧は抵抗４３ａ、抵抗４３ｂによって分圧され、点火装置３０の一端に対して制御回路４０の端子４０ｂを介して印加される。この電圧は点火装置３０を起動するためものではなく、点火装置３０と抵抗４３ｃとに微少な電流を流すためのものである。このために制御回路４０の端子４０ｅの電圧は接地電圧よりもわずかに高い電圧となる。
診断回路４４には前記制御回路４０の端子４０ｂ、端子４０ｅの電圧の他、レギュレータ回路４７と制御回路４０の端子４０ｈ、端子４０ｉとの間の電圧が印加される。そして診断回路４４はこれらの電圧を、制御回路４０の端子４０ｊを介してマイクロコンピュータ６０に出力する。診断回路４４からの信号を受け取ったマイクロコンピュータ６０は、それらの信号から、点火装置３０の点火制御に異常がないかどうかの判定を実施する。点火装置３０、抵抗４７ａ、抵抗４７ｂを始め、それらの周辺において回路の断線や短絡などの異常が発生していないとともに、診断回路４４が出力した電圧が正常であるならば、マイクロコンピュータ６０は熱電池活性化装置が正常であるとの判定をする。しかし、回路の断線や短絡等、診断回路４４が出力した電圧が異常であれば、マイクロコンピュータ６０は熱電池活性化装置が異常であるとの判定をして、この異常が発生した時刻を記録するとともに、異常信号を警報器６２に出力する。この異常信号に基づいて警報器６２が警報を発し、操縦者に対して熱電池活性化装置に異常が発生していることを知らせる。
マイクロコンピュータ６０が、熱電池活性化装置が正常であると判定している状態で、電圧センサ６１に入力される主蓄電池１０および／または発電機１（主蓄電池１０および発電機１のそれぞれが好ましい）の電圧が所定値以下になり、好ましくはタイヤの回転等によって車両が走行中であると、マイクロコンピュータ６０はマイクロコンピュータ６０の端子６０ａを介して、制御回路４０の端子４０ｇに対して信号を発する。そしてこの信号は熱電池点火制御回路４２に入力される。信号が入力された熱電池点火制御回路４２は、熱電池点火回路４１の定電流回路４１ａに対して制御信号を出力するとともに、ＦＥＴ４１ｂにハイレベル信号を印加してＦＥＴ４１ｂをオフ状態からオン状態に切り換える。これにより、熱電池点火回路４１の定電流回路４１ａは、制御回路４０の端子４０ａを介したコンデンサ１３を電源として定電流を発生させる。この場合、ＦＥＴ４１ｂは前述の通りオン状態であるので、熱電池点火回路４１の定電流回路４１ａが発生させた定電流は点火装置３０に流れ、これによって熱電池を活性化させる。なお、この定電流を発生させる際には、レギュレータ回路４７の第１基準電圧Ｖｒｅｆ１も利用される。
この他、主蓄電池１０および／または発電機１の電圧が正常であっても、電力供給線１１が何らかの理由により断線した場合はバイワイヤ式の制御手段を備えた移動体を制御することができなくなってしまう。例えば主蓄電池１０および／または発電機１とダイオード１３との間（図示Ｘの位置）に断線が発生すると、断線検出回路４５の比較器４５ａは、昇降圧制御回路４６に対してローレベル信号を出力する。ローレベル信号を出力された昇降圧制御回路４６は、制御回路４０の端子４０ｎを介してＦＥＴ２２のゲートにローレベル信号を出力してＦＥＴ２２をオフ状態に保つ一方、制御回路４０の端子４０ｍを介してＦＥＴ２３のゲートにローレベル信号とハイレベル信号とを繰り返すパルス信号を供給し、ＦＥＴ２３を周期的にオン、オフする。これにより、電圧変換回路２０のコイル２１、ＦＥＴ２３、ダイオード２５が、バックアップ用のコンデンサ１３の電圧を降圧して制御回路４０の端子４０ｃに降圧した電圧を印加する。
この降圧された電圧はそれぞれ、熱電池点火制御回路４２、断線検出回路４５の比較器４５ａ、断線検出回路４５の基準電圧発生器４５ｄ、昇降圧制御回路４６、レギュレータ４７、インバータ回路４８の電源として使用される。従ってこれらの回路は電力供給線１１が何らかの理由により断線した場合でも、適正な動作を続けることができる。その一方、降圧されていないコンデンサ１３の電圧は、熱電池点火回路４１の定電流回路４１ａのスイッチング素子４１ａ１、熱電池点火制御回路４２、昇降圧制御回路４６にダイオード１６と制御回路４０の端子４０ｄを介して印加される。これによってこれらの回路も正常な動作を保ちつづけることが可能になり、熱電池活性化装置の正常な動作を可能にする。これによって、熱電池活性化装置は電力供給線１１が何らかの理由により断線した場合でも動作が可能となり、予備用電源である熱電池を活性化して、その熱電池を電源としてバイワイヤ式の制御を可能にする。
電力供給線１１が何らかの理由により断線した場合インバータ回路４８によって反転されたハイレベル信号が、ＦＥＴ５１、ＦＥＴ５２に印加され、ＦＥＴ５１、ＦＥＴ５２はそれぞれオフ状態になる。ＦＥＴ５１がオフ状態になるとコンデンサ１３と抵抗回路４３とが遮断されるため、コンデンサ１３から点火装置３０と抵抗回路４３とに診断用の電流が流れなくなる。さらにＦＥＴ５２がオフ状態になることにより、診断回路４４へも電圧が印加されなくなる。このように、電力供給線１１が何らかの理由により断線した場合、コンデンサ１３の電力消費を抑制することができるようになるので、熱電池活性化装置を起動するのに不可欠な回路をより長時間作動させることができるようになる。
［第２の例］
次に、別の実施例の説明をする。この熱電池活性化装置は、図１９に示すような回路を備えるもので、図１８に示したものとは電力供給線１１が断線したときに抵抗回路４３と診断回路４４とに電圧の印加を遮断するためのＦＥＴ５１ａ、５２ａの接続位置が異なる。なお、図１９においては、図１８に示したマイクロコンピュータ６０を省略するとともに、図１８と同じ機能を有するものには同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図１９に示す実施例では、抵抗回路４３の抵抗４３ａは制御回路４０の端子４０ｄに直接接続されており、抵抗回路４３の抵抗４３ｂは制御回路４０の端子４０ｂに接続される一方、その反対側が抵抗回路４３の抵抗４３ｃに接続される。そして抵抗回路４３の抵抗４３ｃは制御回路４０の端子４０ｅに接続される一方、その反対側が抵抗回路４３の抵抗４３ｂに接続される。そして図１９おいては、診断回路４４は制御回路４０の端子４０ｃに直接接続されるとともに、診断回路４４はＦＥＴ５２ａを介して接地される。なお、これらのＦＥＴ５１ａ、ＦＥＴ５２ａは、Ｎチャンネル型のＦＥＴであり、ハイレベル信号がゲートに印加されるとオン状態となり、ローレベル信号がゲートに印加されるとオフ状態になるものである。従って図１に示したインバータ回路４８を省略することができる。
図１９に示した実施例でも、電力供給線１１が断線していなければ、断線検出回路４５の比較器４５ａからハイレベル信号が出力され、ＦＥＴ５１ａ、ＦＥＴ５２ａがオン状態となるため、制御回路４０の端子４０ｄ、端子４０ｃから電力が供給され、抵抗回路４３と診断回路４４とは動作を続けることができる。一方、電力供給線１１が断線した場合は、断線検出回路４５の比較器４５ａがローレベル信号を出力し、ＦＥＴ５１ａ、ＦＥＴ５２ａがともにオフ状態となり、制御回路４０の端子４０ｄ、端子４０ｃからの電力の供給が遮断されることにより、抵抗回路４３と診断回路４４とはその動作を停止して電力の消費を抑制する。このように、この図２に示した実施例においても、図１８に示した実施例と同様な効果が得られる。
［第３の例］
次に、さらに別の実施例の説明をする。この熱電池活性化装置は、図２０に示すような回路を備えるもので、図１８、図１９に示したものとは異なり、第１の点火装置３０に加えて第２の点火装置３０Ａをも点火制御することができ、熱電池の活性化の信頼度が向上している。第１の点火装置３０を制御するためのコンデンサ１３、電圧変換回路２０、制御回路４０などは図１８に示す実施例とほぼ同じであるが、制御回路４０には、インバータ回路４８の出力信号を外部へ出力するための端子４０ｐが設けられている。なお、同じ機能を有する部分には同じ符号を付してその説明を省略する。この場合も、図１９に示した実施例と同様にマイクロコンピュータ６０を省略した。
図２０に示す第２の点火装置３０Ａの制御回路４０Ａも、第１の点火装置３０の制御回路４０と同様に半導体集積回路により構成される。第２の点火装置３０Ａの制御回路４０Ａは、第１点火装置３０のための制御回路４０と同様な熱電池点火回路４１、熱電池点火制御回路４２、抵抗回路４３、診断回路４４、レギュレータ４７、ＦＥＴ５１、ＦＥＴ５２、端子４０ａ〜端子４０ｊを備える。第２の点火装置３０Ａの制御回路４０Ａには、第１の点火装置３０の制御回路４０同様、コンデンサ１３と電圧変換回路２０とから電力が供給される。ただし、第２の点火装置３０Ａの制御回路４０Ａは、断線検出回路４５と昇降圧制御回路４６とを備えておらず、制御回路４０に新たに設けた端子４０ｐに接続された端子４０ｑを備える。端子４０ｑは、第２の点火装置３０Ａの制御回路４０Ａ内のＦＥＴ５１、ＦＥＴ５２のゲートに接続される。
この構成により、図２０に示す実施例では、点火装置３０Ａの点火や異常の診断は図１８に示した実施例と同様に制御される。ただし、この制御回路４０Ａにおいては、電力供給線１１の断線の検出が行われず、制御回路４０による電力供給線１１の断線の検出により、抵抗回路４３と診断回路４４との動作や停止が制御される。図２０に示す実施例では、複数の点火装置３０、３０Ａを的確に点火制御できるとともに、点火装置３０、３０Ａの診断も的確に行うことができる。また、電力供給線１１が断線した場合にも、バックアップ用のコンデンサ１３に蓄電された電力の消費を抑制することができる。
なお、図２０に示した制御回路４０Ａと同様な制御回路を、図２０に示すように制御回路４０と並列に接続すれば、さらに多くの点火装置を簡単に点火制御でき、熱電池活性化装置の信頼性を向上させることができる。また、図２０に示す実施例おいても、ＦＥＴ５１、ＦＥＴ５２を図１９に示した実施例のように接地側に設けて、電力供給線１１が断線した場合に、抵抗回路４３と診断回路４４との動作や停止を制御することもできる。その場合、制御回路４０の端子４０ｐには断線検出回路４５の比較器４５ａの出力を直接印加するようにするとよい。
また、図１８から図２０に示した実施例では、制御回路４０の端子４０ｃ、端子４０ｄからの電力の供給を遮断するためにＦＥＴ５１、ＦＥＴ５２、ＦＥＴ５１ａ、ＦＥＴ５２ａを用いた例を示したが、ＦＥＴに替えてトランジスタやリレースイッチなどのＦＥＴ以外のスイッチング素子を用いることもできる。
（第５の実施形態）
課題１を達成するのに好ましい第５の構成について、図面により説明する。
図２１に示すように、ハイブリッド型電気自動車用のものとして車両用電源装置１（以下、単に電源装置１ともいう）が構成されている。このハイブリッド型電気自動車では、エンジンにより駆動される発電機４２と、車両の駆動輪に駆動連結された走行用モータ５と、その走行用モータ５へ電力供給可能に構成される主バッテリ２を搭載し、発電機４２又は主バッテリ２からの電力によって走行用モータ５を駆動して走行する一方、制動時には回生制動可能となるように構成されている。具体的構成としては、走行用モータ５にインバータ６を介して主バッテリ２が接続され、他方、発電機４２がコンバータ４３を介して、インバータ６及び主バッテリ２に接続された構成をなしている。そして、発電機４２にはエンジン４１が接続されて駆動されるようになっており、この発電機４２の電力がコンバータ４３を介して走行用モータ５および主バッテリ２に供給されるように構成されている。
一方、第２のバッテリとして、例えば鉛蓄電池やその他の電池からなる補機用バッテリ４が設けられており、この補機用バッテリ４は、変圧装置をなすＤＣ／ＤＣコンバータ３（以下ＤＣコンバータ３とも称する。）を介して主バッテリ２に接続されており、このＤＣコンバータ３により走行用の電源系の電圧レベルから補機用の電源系の電圧レベルに降圧されている。そして、この補機用バッテリ４に、後述する電気ブレーキシステムや、電動パワーステアリング、或いは、走行用モータ５をコントロールするためのモータコントローラ（図示略）や、発電機４２をコントロールするための発電機コントローラ（図示略）などの制御系電装品などの補機電装品が負荷４０として接続されている。
上記のように構成されるハイブリッド型電気自動車は、バッテリ走行の場合には、主バッテリ２に蓄電された電力がインバータ６を介して走行用モータ５に供給され、走行用モータ１２に駆動連結された駆動輪１１を回転駆動して電気自動車を走行させることができる。そして、主バッテリ２に蓄電された電力が減少するとハイブリッド走行となり、エンジン１８を駆動して発電機４２を作動し、発電した電力を主バッテリ２に蓄電しながらインバータ６を介して走行用モータ５に電力を供給し、この走行用モータ５を駆動して車両を走行させることができる。一方、回生制動時は、回生ブレーキにより走行用モータ５に生じた回生電力がインバータ６を介して主バッテリ２、及びＤＣコンバータ３に供給されるようになっている。
また、バッテリ走行時、補機用バッテリ４には主バッテリ２に蓄電された電力がＤＣコンバータ３によって変圧されて蓄電されており、各種の負荷４０はこのＤＣコンバータ３及び補機用バッテリ４から供給される電力によって作動することができる。さらに、回生制動時には、主バッテリ２に蓄電された電力に加え、回生電力がＤＣコンバータ３により変圧されて補機用バッテリ４や負荷４０に供給されることとなる。
このようなハイブリッド型電気自動車において、電源装置１は、電池として構成される主バッテリ２及び補機用バッテリ４と、所定条件の成立により発電を行う発電機４２及び走行用モータ５が通常時に用いられる主電源として機能し、他方、それら主電源に加え、その主電源の電力供給の異常が検出された異常時にのみ負荷４０に対して電力供給を行う予備電源として熱電池１０を備えている。
次に、負荷４０への電力供給構成について図２１を参照して説明する。
図２１に示すように、この車両用電源装置１は、補機用バッテリ４及びＤＣコンバータ３により負荷４０に対し常時電力供給される構成をなしており、さらに、この電力供給の異常を検出するための主電源異常検出手段として、ＤＣコンバータ３，及び補機用バッテリ４の電圧レベルを検出する電圧判定回路２０が設けられている。図２１の電圧判定回路２０では、ＤＣコンバータ３の電圧レベルを検出するための端子Ａと、補機用バッテリ４の電圧レベルを検出するための端子Ｂとがそれぞれ設けられている。そして、これら端子Ａ，Ｂの電圧レベルが、端子毎に検出可能となっており、これらの端子の電圧レベルが所定の基準値以上であるかを判定する構成をなしている。
なお、図２１の例では、補機用の電力供給手段たる補機用オルタネータ３３が設けられた構成を示しており、ここでは補機用オルタネータ３３も主電源の一部として機能している。従って、補機用オルタネータ３３の出力電圧レベルを検出して主電源異常を判定するようにしてもよい。例えば、端子Ｃの電圧レベルを図示しない検出線を介して電圧判定回路２０により判定することも可能である。また、このような補機用オルタネータ３３を設けない構成としてもよい。
なお、ここに示す異常検出の構成はあくまで一例であり、ＤＣコンバータ３のみ、補機用バッテリ４，又は補機用オルタネータ３３のみの電圧レベルを検出するように構成してもよい。また、電圧検出による方法以外の異常検出方法を用いてもよい。例えば、発電機４２や補機用オルタネータ３３の回転数を検出し、その回転数に基づいてこれらの異常を判定するような方法を用いてもよい。いずれにしても、主電源からの電力供給の異常を検出する構成であれば様々な構成を採用することができる。なお、電圧判定回路２０の具体的構成は、ＤＣコンバータ３や補機用バッテリ４の出力電圧レベルが、所定の基準値以上であるか否かが検出できればよく、構成は種々考えられるが、例えばＤＣコンバータ３や補機用バッテリ４の出力電圧を所定の基準電圧と比較する比較回路にて検出するように構成できる。ここでは、端子Ａ及び端子Ｂの少なくともいずれかの電圧レベルが所定値以下の場合に、主電源が異常であると判断して電圧判定回路２０から制御回路３０に対し主電源異常を示す信号を出力し、その信号に基づいて後述する制御方法により制御回路３０が熱電池１０を起動することとなる。
次に、熱電池１０を起動するための電源手段について説明する。
上記のように構成された熱電池１０は、点火用端子１１が通電されることにより点火玉１５（図２３）が点火され活性化状態となるように構成されているため、熱電池１０を起動する際には、スイッチＳＷ１をオンすることにより点火用端子１１を通電することとなる。スイッチＳＷ１をオンすると、ＤＣコンバータ３，補機用バッテリ４などから起動用電力が供給されることとなる。具体的には、電池（主バッテリ２，補機用バッテリ４）以外の補助電源手段（走行用モータ５，発電機４２等）から熱電池１０に起動用の電力供給が行われるようになっており、電池の残存容量に関係なく確実に熱電池１０の起動が行われるようになっている。
なお、図２１の構成では、補助電源手段と電池の両方により起動用電力を供給するようにしているが、補助電源手段のみにより起動用電力を供給するようにしてもよい。いずれにしても、補助電源手段が起動用電力を供給する上で必須構成となっている。なお、図２１の構成では、補機用バッテリ４や主バッテリ２の残存電力が少ない場合、又は電力供給不能な場合に、走行用モータ５や発電機４２からの電力が主体となり、点火用ライン１９を介して点火用端子１１に点火用電流が供給されることとなる。
なお、上記構成では発電機により点火用電力を供給する例を示しているが、この発電機とともに、或いは発電機のかわりに別の補助電源手段を設けるようにしてもよい。図２１の構成では、補機用バッテリ４と並列接続されたコンデンサＣ１が設けられている。このコンデンサＣ１は充電用の抵抗Ｒ１を介して主電源に並列接続される構成をなし、その主電源により充電されるようになっている。また、点火用ライン１９には逆流阻止用のダイオードＤ２が設けられている。さらに、充電用の抵抗Ｒ１と並列に急速放電用のダイオードＤ４が接続されており、このコンデンサＣ１が充電されている状態でスイッチＳＷ１がオンされると、このダイオードＤ４を通過して点火用端子１１に対し急速放電されるようになっている。なお、充電用の抵抗Ｒ１及びダイオードＤ４を用いない構成としてもよく、このようなコンデンサＣ１を設けない構成としてもよい。
また、熱電池１０の出力端子１２から負荷４０に向かう出力ライン２４が設けられており、出力端子１２と負荷４０の間にはスイッチＳＷ２が介在している。そして、このスイッチＳＷ２がオンされることにより熱電池１０からの出力電流が負荷４０に対して供給されるようになっている。なお、ここでは図示していないが、熱電池１０の出力端子１２（具体的には正極端子１２Ａ）と負荷４０の間に定電圧回路を介在させることにより負荷に一定電圧が供給されるような構成とすることができる。
別の例では、補助電源手段として、熱電池１０を起動するための起動用発電機３５を独立して設けた例を示している（図２２）。なお、その他の部分については第１実施形態とほぼ同じであるので説明は省略する。この起動用発電機３５は、オルタネータ（交流発電機）やダイナモ（直流発電機）として構成することができ、例えば、エンジンにより駆動されるよう構成することができる。なお、点火に必要な程度の起電力を発生すればよいため、小型の構成とすることができる。
上記実施形態では、ハイブリッド電気自動車に適用する例について述べたが、燃料電池自動車（燃料電池ハイブリッド自動車を含む）等に適用してもよい。なお、上記第１及び第２実施形態では、常時使用する電池が主バッテリ２及び補機用バッテリ４の２つからなる場合について説明したが、１つの場合、或いは３つ以上の場合でも同様に適用できる。
また、上記実施形態では、熱電池１０を補機用の緊急用電源として構成したが、走行用の緊急用電源として構成し、緊急時に熱電池１０から走行用モータ５に対し電力供給できるように構成してもよい。さらに、上記実施形態では、走行用モータを備える電気自動車やハイブリッド型電気自動車を説明したが、走行用モータを備えずにエンジンのみにより車輪駆動を行う車両を対象とした電源装置としてもよい。
（第６の実施形態）
課題２を達成するのに好ましい第１，２の構成について、図面により説明する。
図２４は本構成の電源装置が備える熱電池活性化装置の回路を示す第１の例である。この回路の主電源は発電機１と主蓄電池１１とで構成される。この発電機１は一般には交流発電機であることが多いが、移動体に搭載された場合は直流電源として使用されることが多いため、その場合は図示しない整流装置により交流発電機が発生する電流を整流することが一般的である。移動体が移動中は、発電機１は図示しない内燃機関によって駆動され、移動体に備えられた各種電装品に電力を供給する一方、発電機１が主蓄電池１１を充電する。なお、発電機１の負極１Ｎと主蓄電池１１の負極１１Ｎは車体に接地される。
図２４に示す回路は第１のコンデンサ１２と第２のコンデンサ１３とを備える。第１のコンデンサ１２の正極１２Ｐは、発電機１の正極１Ｐと主蓄電池１１の正極１１Ｐとに接続され、第１のコンデンサ１２の負極１２Ｎは車体に接地される。そして第２のコンデンサ１３の正極１３Ｐは、正極側電流制限抵抗１４を介して発電機１の正極１Ｐと主蓄電池１１の正極１１Ｐとに接続され、第２のコンデンサ１３の負極１３Ｎは負極側電流制限抵抗１５を介して接地される。
さらに図２４に示す回路は熱電池活性化回路１６を備える。熱電池活性化回路１６の正極側の端子１６Ｐは主蓄電池１１および／または発電機１の電圧低下を検知して電気的に閉となる電圧センサ１７を介して発電機１の正極１Ｐと主蓄電池１１の正極１１Ｐとに接続される。電圧センサ１７により制御部１０の誤動作に起因する熱電池活性化回路１６の動作を防止するためのものである。そして、熱電池活性化回路１６の負極側の端子１６Ｎと第２のコンデンサ１３の正極１３Ｐとがダイオード１８を介して接続される。ダイオード１８は、そのアノードが熱電池活性化回路１６の負極側の端子１６Ｎに、そのカソードがコンデンサ１３の正極１３Ｐに接続される。
また図２４に示す回路はＮＰＮトランジスタ１９を備える。ＮＰＮトランジスタ１９のコレクタ１９Ｃは第２のコンデンサ１３の正極１３Ｐに接続され、ＮＰＮトランジスタ１９のエミッタ１９Ｅは接地され、ＮＰＮトランジスタ１９のベース１９Ｂは制御部１０に接続される。このＮＰＮトランジスタ１９は、第２のコンデンサ１３の正極１３Ｐを接地するためのスイッチとして機能する。
図２４に示した制御部１０はマイクロコンピュータなどの論理回路で構成されるものであり、主蓄電池１１および／または発電機１の電圧低下を検知すると、ＮＰＮトランジスタ１９のベース１９Ｂにバイアス電圧を印加する。ベース１９Ｂにバイアス電圧が印加されたＮＰＮトランジスタ１９は電流を流すことができるようになる。すなわちＮＰＮトランジスタ１９はメインスイッチとして機能する。
図２５（Ａ）〜（Ｃ）は、図２４に示した実施例の動作を説明する等価回路である。（Ａ）は第１のコンデンサ１２と第２のコンデンサ１３の両方が正常な場合を示すものであり、（Ｂ）は第２のコンデンサ１３の負極１３Ｎ側に故障が発生した場合を示すものであり、（Ｃ）は第１のコンデンサ１２の正極１２Ｐ側に故障が発生した場合を示すものである。なお、図２５（Ａ）〜（Ｃ）に示す破線は作動していないことを示すものである。
図２５（Ａ）に示したように、第１のコンデンサ１２と第２のコンデンサ１３の両方が正常な場合において、電圧センサ１７とＮＰＮトランジスタ１９との両方が閉になれば、第１のコンデンサ１２と第２のコンデンサ１３とは実質的に直列接続された状態となり、熱電池活性化回路１６に対して主蓄電池１１の電圧の約２倍の電圧を印加することができる。
図２５（Ｂ）に示したように、第２のコンデンサ１３の負極１３Ｎ側に故障が発生した場合において、電圧センサ１７とＮＰＮトランジスタ１９との両方が閉になれば、ダイオード１８によってバイパスが構成され、第１のコンデンサ１２の電圧を熱電池活性化回路１６に印加することができる。
図２５（Ｃ）に示したように、第１のコンデンサ１２の正極１２Ｐ側に故障が発生した場合において、電圧センサ１７とＮＰＮトランジスタ１９との両方が閉になれば、第２のコンデンサ１３の電圧を熱電池活性化回路１６に印加することができる。
図２６は、本構成の電源装置が備える熱電池活性化装置の回路を示す第２の例である。図２４に示した実施例と同じ構成部品には同じ番号を付し、図２４との相違点を説明する。図２６に示す回路では、発電機１と主蓄電池１１とはコンバータ３０に接続され発電機１と主蓄電池１１の電圧よりも昇圧された電圧が熱電池活性化回路１６に印加されるように構成される。
図２６に示した回路は、負電圧保護用ダイオード３２とサブスイッチとして機能する第２のＮＰＮトランジスタ３１とを備える。負電圧保護用ダイオード３２のアノードは熱電池活性化回路１６の負極側の端子１６Ｎに接続され、負電圧保護用ダイオード３２のカソードは第２のＮＰＮトランジスタ３１のコレクタ３１Ｃに接続される。第２のＮＰＮトランジスタ３１のエミッタ３１Ｅは接地され、第２のＮＰＮトランジスタ３１のベース３１Ｂは制御部１０に接続される。制御部１０は主蓄電池１１および／または発電機１の電圧低下を検知すると、その直後にまず第２のＮＰＮトランジスタ３１のベース３１Ｂにバイアス電圧を印加し、ＮＰＮトランジスタ３１が電流を流せるようにする。
図２７は図２６に示した回路の動作を説明する図であり、横軸に時間を、縦軸に熱電池活性化回路１６に流れる電流をとる。なお熱電池活性化回路１６を確実に動作させるためには所定値ｉＳ以上の電流を所定値ｔＳ以上の時間継続して流す必要があるものと仮定する。図２６においては第１のコンデンサ１２と第２のコンデンサ１３とは比較的小容量であっても、高い電圧で充電されるようにコンバータ３０によって昇圧された電圧で充電される。従って主蓄電池１１および／または発電機１の電圧低下を検知して電圧センサ１７が閉となり、第２のＮＰＮトランジスタ３１が電流を流せるようになると第１のコンデンサ１２の電圧が熱電池活性化回路１６に印加される。
しかし第１のコンデンサ１２はその容量が小さいために、蓄電された電荷量が少なく、熱電池活性化回路１６を動作させるために必要な電流を必要な時間流すことができない。そこで、制御部１０は主蓄電池１１および／または発電機１の電圧低下を検知してから所定時間ｔ２の経過後にＮＰＮトランジスタ１９が電流を流せる状態とし、第２のコンデンサ１３に蓄電された電荷を熱電池活性化回路１６に印加する。これにより、時刻ｔ２においてコンデンサ１３に蓄電された電荷が重畳されることになり、確実に熱電池活性化回路１６を動作させることができるようになる。
本構成の第３の例は、ＮＰＮトランジスタ１９が電流を流せる状態とする時刻ｔ２を、主蓄電池１１および／または発電機１の電圧が低い程早期になるように調整するものである。これは、コンデンサ１２を電源とする電流が早期に少なくなるためであり、これにより、熱電池活性化回路１６へのエネルギーの供給をより一層確実にすることができるようになる。
（第７の実施形態）
課題２を達成するのに好ましい第３，４，５の構成について、図面により説明する。
図２８は、本構成による第１の例を示す点火電流制限回路１０の概略的な構成を示す図である。この点火電流制限回路１０は、半導体集積回路１１、熱電池活性化回路１２、コンデンサ１９、主蓄電池１７、プルダウン抵抗２１を備える。そして半導体集積回路１１は、熱電池活性化回路１２に接続される点火駆動回路１３、基準電源１５、基準電流検出回路１６、点火電流検出回路２０を備える。そしてさらに、点火駆動回路１３はＮＰＮ型の点火トランジスタ１４を含む。
点火電流制限回路１０に供給される電力は、車両に搭載される主蓄電池１７や図示しない発電機などから供給される。主蓄電池および／または発電機（好ましくは主蓄電池および発電機のそれぞれ）の電圧が所定値以下に低下（さらに好ましくは移動体が移動中）すると、熱電池活性化装置は熱電池の点火玉に電流を流して熱電池を活性化する。この他、何らかの理由によって移動体の移動中に主蓄電池および／または発電機につながるケーブルが断線した場合にも熱電池を活性化させる必要がある。このような場合でも主蓄電池１７や発電機からの電荷を一時的に蓄えるコンデンサ１９により、熱電池活性化回路１２に点火電流を流すことができる。
この第１の例では、基準電圧源１５が発生する基準電圧により、半導体集積回路１１の外部に接続されたプルダウン抵抗２１に一定の基準電流が流れ、その基準電流が基準電流検出回路１６によって検出される。そして点火電流と基準電流との比較によって点火トランジスタ１４が制御されることにより、点火電流が所定の範囲内となるように制御される。
図２９に基準電流検出回路１６と点火電流検出回路２０との詳細を示す。図２９ではこれらの回路１６、２０をカレントミラー回路で構成している。２つのカレントミラー回路の出力を比較回路２５が比較し、その比較によって点火トランジスタ１４が制御される。基準電流検出回路１６を構成するカレントミラー回路３０は、ＰＮＰトランジスタ３１，３２を備え、それらのエミッタとベースとは共通接続される。基準電流が一方のＰＮＰトランジスタ３１のエミッタとコレクタとの間に流れると、このコレクタにはベースが共通接続されているので、もう一方のＰＮＰトランジスタ３２にも、一方のＰＮＰトランジスタ３１のエミッタとコレクタとに流れる電流に対応する電流がエミッタとコレクタとの間に流れる。この電流によって抵抗３３の両端に所定の電圧が発生する。
点火電流検出回路２０を構成するカレントミラー回路４０も同様であり、エミッタとベースとがそれぞれ共通接続されたＰＮＰトランジスタ４１，４２を含む。一方のＰＮＰトランジスタ４１のエミッタとコレクタとの間に点火電流が流れると、もう一方のＰＮＰトランジスタ４２のベースが共通接続されているので、もう一方のＰＮＰトランジスタ４２のエミッタとコレクタとの間に点火電流に対応した電流が流れる。この電流は抵抗４３の電圧ドロップとして検出される。
上述のカレントミラー回路３０，４０では、各トランジスタ３１，３２および４１，４２のエミッタとベースと接合面積の比によって、一方のトランジスタ３１，４１のエミッタとコレクタとの間に流れる電流に対応する電流が、もう一方のトランジスタ３２，４２のエミッタとコレクタとの間に流れるため、エミッタとベースとの接合面積の比と、抵抗３３，抵抗４３の抵抗値の比とを適宜設定することによって、比較回路２５は基準電流と点火電流とを比較することができる。ここで半導体集積回路１１内部に一体化された抵抗３３と抵抗４３とは、前述の通り、抵抗値の絶対値のばらつきは大きくなるが、半導体集積回路１１内部に一体化された抵抗は相対的なばらつきを小さくすることができるので、抵抗３３，抵抗４３の抵抗値の比を設定する本方法では、精度よく基準電流と点火電流との比較を行うことが可能になる。
図３０は、本構成による第２の例を示す点火電流制限回路５０の概略的な構成である。この点火電流制限回路５０は図２８で示したものと同様に熱電池活性化回路１２、コンデンサ１９、半導体集積回路５１を備える。そして半導体集積回路５１は、点火駆動回路５３、電流検出抵抗５５、電圧検出回路５６、定電流源５７、プルダウン抵抗５８、電圧検出回路５９を備える。
半導体集積回路５１内に備えられた定電流源５７が、半導体集積回路５１内に備えられたプルダウン抵抗５８に対して一定の電流を流し、それにより発生した電圧を電圧検出回路５９が検出する。電圧検出回路５９が検出した電圧の値を基準として、点火電流が流れたときに電流検出抵抗５５に生じる電圧ドロップ値を電圧検出回路５６が読み取ることで点火電流を制限する。この場合も、半導体集積回路５１内に備えられた抵抗５５、抵抗５８は抵抗値の絶対値のばらつきは大きいが、図２８の例で述べたようにそれらの抵抗の相対的なばらつきは小さくすることができるので、点火電流の制限を精度よく行うことができる。
図３１は、本構成による第３の例を示す点火電流制限回路６０の概略的な構成である。この点火電流制限回路６０は図２８で示したものと同様に熱電池活性化回路１２、コンデンサ１９、半導体集積回路６１を備える他、時間制限手段６４を備える。そして半導体集積回路５１は、基準電源１５、点火駆動回路５３、電流検出回路６２、電流制限スイッチ６３、電圧検出回路６５を備える。時間制限手段６４は抵抗６６とコンデンサ６７とが直列に接続される積分回路を備える。
電流検出回路６２は点火電流を検出して点火駆動回路５３に備えられた点火トランジスタ１４を制御し、電流制限スイッチ６３は基準電源１５と電流検出回路６２とが制限電流を超える電流を検出したときに電流制限を開始し、時間制限手段６４は電流制限スイッチ６３の動作によって基準電源１５から与えられる基準電圧の継続時間に対応する電圧出力を導出し、電圧検出回路６５は時間制限手段６４の出力電圧を検出する。
電圧検出回路６５は、抵抗６６を介して抵抗６６とコンデンサ６７との時定数で充電されるコンデンサ６７の充電電圧を検出する。コンデンサ６７の充電電圧が所定の閾値を超えると、電圧検出回路６５は点火トランジスタ１４を遮断するように動作する。時間制限手段６４に備えられた抵抗６６の抵抗値やコンデンサ６７の容量を変えることによって、前記所定時間を変更することが可能になる。
図３２は、本構成による第４の例を示す点火電流制限回路７０の概略的な構成である。この点火電流制限回路７０は図２８で示したものと同様に熱電池活性化回路１２、コンデンサ１９、半導体集積回路７１を備える他、時間制限手段７４を備える。そして半導体集積回路７１は、基準電源１５、点火駆動回路５３、電流検出回路６２、電流制限スイッチ６３、電圧検出回路６５、切換えスイッチ７９を備える。この第４の実施の形態において、時間制限手段７４は複数のコンデンサ７６，７７，７８を備え、それらは切換えスイッチ７９に接続される。時間制限手段７４は、半導体集積回路７１外部の積分回路であり、コンデンサ７６，７７，７８の切換えスイッチ７９によって時定数を変化させることができるので、点火駆動回路５３に備えられた点火トランジスタ１４の通電時間を任意に変更することができる。なお、この切換スイッチ７９はマイクロコンピュータで制御することもできる。
図３３は、本構成による第５の例を示す点火電流制限回路８０の概略的な構成である。この点火電流制限回路８０も図３１で示したものと同様に熱電池活性化回路１２、コンデンサ１９、半導体集積回路６、時間制限手段６４を備える。そして半導体集積回路５１は、基準電源１５、点火駆動回路５３、電流検出回路６２、電流制限スイッチ６３、電圧検出回路６５を備える他、無効スイッチ８２とイネーブル端子を備える。なお、この第５の実施の形態では図３１に示したものに対応する部分には同じ符号を付してその説明を一部省略する。無効スイッチ８２は、外部に接続する時間制限手段６４による点火電流通電時間の時間制御を外部入力により無効にするものである。例えば熱電池活性化装置の全体の制御を行うマイクロコンピュータが、無効スイッチ８２のイネーブル入力に信号を印加すると、外部接続された時間制限手段６４による時間制御が作動しなくなり、マイクロコンピュータから熱電池活性化回路１２の点火を終了させる「点火ＯＦＦ」コマンドのみが有効となる。これによって、点火時間を変更する必要がある場合などに柔軟に対応させることが可能になる。
なお上記第１から第５の例では、点火トランジスタ１４にＮＰＮのトランジスタを使用した場合について記載をしたが、ＮＰＮのトランジスタに限らず、回路に応じてＰＮＰトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ等、各種スイッチング素子の使用も可能である。また基準電流検出回路１６、点火電流検出回路２０には、ＰＮＰトランジスタを使用したカレントミラー回路３０，４０の例を示したが、このカレントミラー回路に使用するトランジスタもＰＮＰトランジスタに限らず、別の形式のトランジスタを用いることができる。
（第８の実施形態）
課題３を達成するのに好ましい構成について、図面により説明する。
まず、適用対象となる電子制御システムの一例について説明する。適用対象となる電子制御システムとしては、例えば図３５に示すような電気ブレーキシステム５０を挙げることができ、この電気ブレーキシステム５０では運転者がペダル５１を操作すると、踏力センサ５２がその踏力を検出し、その踏力に応じた電気信号を、通信ラインを介してブレーキＥＣＵ５３に送信するように構成されている。このブレーキＥＣＵ５３は、例えばマイコンや各種ＩＣなどを備えて構成することができ、踏力センサ５２より送信された電気信号に応じて各車輪毎に設けられた電動モータ５４を制御し、この電動モータ５４によりブレーキパッドをディスクに押圧し、車輪制動力を得るようにしている。そして、この電気ブレーキシステム５０の電力は、バッテリ１４やオルタネータ３３により発生する電力が電源制御装置１を介して供給される構成をなすものである。
次に、このような電気ブレーキシステムなどに対し電源供給を行う車両用電源装置１の構成について図３４を参照して説明する。
図３４は、本実施形態第１の例にかかる車両用電源装置の主要部を示す回路図である。同図に示すように、電源装置１は、電気ブレーキシステムなどのバイワイア式制御システム等の電子制御システムなどからなる負荷４０に対し電力供給を行う例えば鉛蓄電池からなるバッテリ４及びオルタネータ３３からなる主電源と、その主電源の異常を検出する主電源異常検出手段として、バッテリ４又はオルタネータ３３の異常を電圧値に基づいて検出する電圧判定回路２０（主電源異常検出手段に対応）が設けられている。電圧判定回路２０には、オルタネータ３３の電圧レベルを検出するための端子Ａと、バッテリ４の電圧レベルを検出するための端子Ｂとがそれぞれ設けられている。そして、これら端子Ａ，Ｂの電圧レベルが、端子毎に検出可能となっており、これらの端子の電圧レベルが所定の基準値以上であるかを判定する構成をなしている。一方、この電圧判定回路２０により主電源の異常が検出された場合に負荷４０に対し電力供給を行う熱電池１０が設けられており、主電源が異常であっても電源供給が可能となる構成をなしている。さらに、電圧判定回路２０により異常検出された後において、熱電池１０による電力供給が立ち上がるまでの間に、負荷４０に対して電力供給を行う副電源手段としてのコンデンサＣ２が設けられ、熱電池１０によって電源供給を開始する際の初期段階において電源供給が途絶えないようになっている。
なお、ここに示す異常検出の構成はあくまで一例であり、オルタネータ３３のみ、又はバッテリ４のみの電圧レベルを検出するように構成してもよい。また、電圧検出による方法以外の異常検出方法を用いてもよい。例えば、オルタネータ３３の回転数を検出し、その回転数に基づいてオルタネータ３３の異常を判定するような方法を用いてもよい。いずれにしても、主電源からの電力供給の異常を検出する構成であれば様々な構成を採用することができる。なお、電圧検出回路２０の具体的構成は、オルタネータ３３やバッテリ４の電圧レベルが、所定の基準値以上であるか否かが検出できればよく、構成は種々考えられるが、例えばオルタネータ３３やバッテリ４の電圧を所定の基準電圧と比較する比較回路にて検出するように構成できる。ここでは、端子Ａ及び端子Ｂの少なくともいずれかの電圧レベルが所定値以下の場合に、主電源が異常であると判断して電圧判定回路２０から制御回路３０に対し主電源異常を示す信号を出力し、その信号に基づいて後述する制御方法により制御回路３０が熱電池１０を起動することとなる。
次に、主電源の異常時に使用する熱電池について図２３を参照して説明する。熱電池１０は、図２３に示すように、溶融塩を電解質に使用した高温型電池であり、電池内部に発熱剤を配置し、必要なときにその発熱剤を点火し燃焼させて、常温では固体で導電性のない無機塩を溶融させることにより活性化するように構成される。図２３の例では、複数の素電池１７を発熱剤層１８を介して積層し、容器１６に密封して熱電池１０を構成している。この熱電池１０は点火のための点火用端子１１（端子１１Ａ，端子１１Ｂ）を備えており、また保温のための断熱材２３を素電池１７の周囲に配置している。
また、電解質には一般にＬｉＣｌ−ＫＣｌ組成の共晶塩や、ＫＢｒ−ＬｉＢｒ−ＬｉＣｌ系，ＬｉＢｒ−ＫＢｒ−ＬｉＦ系，ＬｉＢｒ−ＬｉＣｌ−ＬｉＦ系等のイオン伝導度の高いその他の溶融塩も使用可能であり、このような熱電池１０は活性前においては固体であり、自己放電がほとんどなく、長期保存が可能であるため、緊急用電源として適している。また、発熱剤は、燃焼に伴うガス発生の少ない酸化剤と還元剤の混合物を用いることができる。そして、活性化状態となると、溶融塩の高いイオン導電性により高出力放電が可能となる。正極活物質としてＶ２Ｏ５，ＷＯ３、ＣａＣｒＯ４，ＦｅＳ２などが用いられ、負極活物質としてＭｇ，Ｃａ，Ｌｉ，Ｌｉ合金などが用いられる。そして、このように構成された熱電池１０において、点火用端子１１に点火電流を通電することにより、熱電池１０が活性化し、出力端子１２における正極端子１２Ａと負極端子１２Ｂの間に起電力が発生し、所定時間の間、電子ブレーキシステム等の負荷４０（図３４）に対して電力供給が可能となる。
さらに、図２３に示すように、熱電池１０には高温状態（例えば、百数十度）で切断される温度ヒューズ１４が設けられている。この温度ヒューズ１４は、例えば低融点金属や、樹脂と電気接点とを組み合わせたもの等が使用される。そして、上記の熱電池１０において発熱剤が点火・燃焼されると、熱電池１０の内部が高温状態となって温度ヒューズ１４が切断されることとなるため、熱電池１０が高温状態に達したか否か、即ち、既に点火され使用されたものであるか否かが判別可能となる。
図３４の例では、温度ヒューズ１４の状態を検出するための温度ヒューズ状態検出手段２２が温度ヒューズ１４に対応したヒューズ用端子１３（正極端子１３Ａ，負極端子１３Ｂ）に接続されている。温度ヒューズ状態検出手段２２は、温度ヒューズ１４が切断状態にあるかを検出し、切断されている場合には制御回路３０に対して異常信号を出力するように構成されるものである。具体的には例えば、温度ヒューズ１４のラインに微少電流を流すようにし、その微少電流を電流検出回路にて検出する構成とすることができる。この構成では、温度ヒューズ１４のラインにおいて電流が検出された場合には、接続状態にあるとして熱電池１０が使用可能であり、他方電流が検出されない場合には熱電池１０が使用不能であるとして制御回路３０に異常信号を出力することとなる。なお、ここに示す例はあくまで一例であり、温度ヒューズ１４の切断状態が検出可能となる回路構成であれば様々な構成を用いることができる。
そして、上記のように構成された熱電池１０は、点火用端子１１が通電されることにより点火玉１５（図２３）が点火され活性化状態となるように構成されており、熱電池１０を起動する際には、スイッチＳＷ１をオンすることにより点火用端子１１を通電することとなる。図３４において点火用の電流は、主電源から負荷４０へ続くように構成された電源ライン７に接続された点火用ライン１９によりバッテリ４、オルタネータ３３のうちのいずれかから供給可能となるように構成されているが、双方が使用不能な状態に陥ることをも想定し、ここではこれら主電源と並列接続された点火用コンデンサＣ１が設けられている。この点火用コンデンサＣ１は充電用の抵抗Ｒ１を介して主電源に並列接続される構成をなし、その主電源により充電されるようになっている。また、点火用ライン１９には逆流阻止用のダイオードＤ２が設けられている。さらに、充電用の抵抗Ｒ１と並列に急速放電用のダイオードＤ４が接続されており、この点火用コンデンサＣ１が充電されている状態でスイッチＳＷ１がオンされると、このダイオードＤ４を通過して点火用端子１１が急速に通電され、熱電池１０が起動されることとなる。なお、充電用の抵抗Ｒ１及びダイオードＤ４を用いない構成としてもよい。
また、熱電池１０の出力端子１２から負荷４０に向かう出力ライン２４が設けられており、出力端子１２と負荷４０の間にはスイッチＳＷ２が介在している。そして、このスイッチＳＷ２がオンされることにより、熱電池１０からの出力電流が出力端子１２の正極端子１２Ａから負荷４０に対して供給されるようになっている。なお、ここでは図示していないが、熱電池１０の出力端子１２と負荷４０の間に定電圧回路を介在させることにより負荷に一定電圧が供給されるような構成とすることができる。
次に、副電源手段について説明する。
図３４のように、車両用電源装置１の主電源ライン７に電気的に接続される形態にて副電源手段としてのコンデンサＣ２が設けられており、このコンデンサＣ２は主電源からの電力供給により充電される構成をなしている。さらに、コンデンサＣ２は一方側が接地されており、他方側には、端子Ｃより分岐する充電用ライン２９と、放電用ライン２８がそれぞれ設けられている。充電用ライン２９は、逆流阻止用のダイオードＤ３を介して主電源ライン７と接続されており、主電源からコンデンサＣ２へ向かう方向への通電がなされる。一方、放電ライン２８は、熱電池１０の出力ライン２４（出力端子１２から電源ライン７へと続くライン）と接続されており、スイッチＳＷ２のオンにより負荷４０と導通することとなる。
ここでは、充電用ライン２８と直列に充電用抵抗Ｒ２が接続されており、さらにこの充電用抵抗Ｒ２と並列に急速放電用のダイオードＤ５が接続されている。充電時には、主電源からの電流が充電用抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣ２に供給され、一方放電時には、ダイオードＤ５を介して放電ライン２８を流れ、熱電池１０と共通の出力ライン２４を介して負荷４０に供給されることとなる。なお、図３４の構成では、充電用抵抗Ｒ２及び急速放電用のダイオードＤ５をそれぞれ設けているが、これらを設けなくてもよい。また、ここでは、出力ライン２４に設けられたスイッチＳＷ２のオンによりコンデンサＣ２から放電される構成をなしているが、スイッチＳＷ２を設けないような構成とすることもできる。
次に、走行中における異常検出処理について説明する。
図３６のフローチャートでは制御回路３０における異常検出処理の流れについて示している。車両走行時に、オルタネータ３３又はバッテリ４の電圧が所定値以下に低下したことが電圧判定回路２０にて検出された場合には、Ｓ１００にてＮＯに進み、Ｓ１１０にて熱電池１０における温度ヒューズ１４の断線状態を検出することとなる。そして、温度ヒューズ１４が異常状態、即ち、温度ヒューズ状態検出手段２２にて温度ヒューズ１４の切断が検出された場合には、Ｓ１２０にてＹＥＳに進み、Ｓ１３０にて制御回路３０から外部に対して異常信号を出力することとなる。
ここでは図３４に示すように運転者に警告を行う表示手段（警告ランプ等）や音声手段（警告ブザー等）などの警告手段８に対して異常信号を出力するように構成されており、このような警告手段８により運転者へ熱電池１０の異常状態を報知することとなる。一方、Ｓ１２０にて温度ヒューズ１４が正常であると判断された場合には、Ｓ１４０にて制御回路３０からスイッチＳＷ１，ＳＷ２を起動する信号を出力することにより熱電池１０に対し点火用電流を供給し、起動後の熱電池１０により負荷４０に対して電力供給することとなる。なお、このような処理を行う制御回路３０は、例えば、マイコンや各種ＩＣなどを備えた構成とすることができ、図３６のような処理は所定のプログラムに従ってソフトウェア的に行うようにしてもよく、ハード的に行うよう回路構成してもよい。なお、Ｓ１１０，Ｓ１２０及びＳ１３０のような熱電池１０の異常検出処理を行わず、主電源異常が生じたら即座にスイッチ起動信号を出力し、熱電池１０の起動を行うようにしてもよい。
そして、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が起動されると、コンデンサＣ１、又は主電源より点火用電流が供給され、熱電池１０が起動する。そして、活性化状態となって起電力が発生すると熱電池１０の電力供給が立ち上がり、出力ライン２４を介して負荷４０に対する電力供給が開始される。一方、制御回路３０からスイッチＳＷ１，ＳＷ２を起動する起動信号が発生すると、熱電池１０の立ち上がりに先立ってコンデンサＣ２に蓄積された電荷が即座に放電されて負荷４０に電力供給されることとなる。そして、コンデンサＣ２による電力供給中に、熱電池１０の立ち上がりが完了して負荷４０に対して出力電流が供給されることとなるため、負荷４０への電力供給は途絶えることなく安定的に維持されることとなる。
図３７は、本実施形態第２の例にかかる車両用電源装置の主要部を示す回路図である。この例では、副電源手段（コンデンサＣ２）、熱電池１０，出力ライン２４，充電ライン２９の構成が第２実施形態と異なっており、それ以外の部分の構成に付いては第１実施形態と同様であるため、その異なる部分について説明する。第３実施形態は、図３８の回路図にて示されるように、内部に補助電源手段（即ちコンデンサＣ２）が設けられた熱電池１０を用いている。なお、図３８の回路図では点火用端子１１及びヒューズ端子１３を省略して示している。この熱電池１０は、図３９に示すように、点火用端子１１及び出力端子１２に加え、充電用端子２６が設けられた構成をなしており、この充電用端子２６は、図３９に示すように一方の正極端子２６Ａが充電ライン２９を介して電源ライン７に接続され、他方の負極端子２６Ｂが接地される構成をなす。
そして、通常時（即ち、主電源の正常時）には、熱電池１０の内部に設けられたコンデンサＣ２に充電され、主電源の異常時には、熱電池１０の主起電力発生部３１からの電力供給が立ち上がる前に、そのコンデンサＣ２からの放電が開始されて出力端子１２から電力供給されるようになっている。立ち上がり後には、主起電力発生部３１からの電力が出力端子１２から供給されることとなる。なお、具体的な内部構成については、図３９に示すようなものを挙げることができる。
図３９に示す例では、図２３構成に加え、さらにコンデンサＣ２，充電用端子２６が熱電池１０に設けられており、充電用端子２６正極端子２６Ａと出力端子１２の正極端子１２Ａが端子Ｃ，Ｄにおいて内部接続され、放電用ライン２８が電池内部に配置された構成をなすところが図２３の構成と異なっている。なお、その他の部分については図２３のものと同様の構成、機能を有する。このように熱電池１０を構成することにより、熱電池自身に主起電力発生部３１の立ち上がり遅れを解消する機能が付与されることとなる。なお、起動信号が送信され、点火が始まってから電力供給が立ち上がるまでの時間は、主起電力発生部３１の特性に依存するため、主起電力発生部３１の特性に応じた容量（例えば、熱電池１０からの供給電力が立ち上がるまで、一定レベル以上の電力が供給される容量）のコンデンサＣ２を設けることが望ましい。なお、第３実施形態では、図３７及び図３８に示すように、図３４のような充電用抵抗Ｒ２や急速放電用ダイオードＤ５を設けない構成としている。
図４０は、本実施形態第３の例にかかる車両用電源装置の主要部を示す回路図である。図４１は、第３実施例に用いられる熱電池の内部回路を説明する説明図である。
第３実施例では、第２実施例と同様の構成、即ち図４１のように熱電池１０の内部にコンデンサＣ２が設けられた構成をなしており、さらに、熱電池１０の内部に、充電用端子２６に接続された充電用抵抗Ｒ２と、その充電用抵抗Ｒ２に対し並列接続された急速放電用ダイオードＤ５とがそれぞれ設けられた構成をなしている。そして、図４０に示すように、充電用端子２６における正極端子２６Ａが主電源ライン７に直接接続されている。具体的な回路動作は第１実施形態と同様であるが、充電用抵抗Ｒ２，及び急速放電用ダイオードＤ５が熱電池１０の内部に設けられ、これらが熱電池１０として一体化されたユニットとして構成されているところが第１実施形態と異なっている。また、この例では、充電ライン２９における逆流阻止用のダイオードＤ３を電池内部に設けており、充電用端子２６から電源ライン７側へ電流が流れないようになっている。このような構成とすれば、充電用端子２６の一方（即ち正極端子２６Ａ）を電源ライン７に接続しさえすれば容易に充電可能となり、熱電池１０の外部の回路構成を簡素化でき、様々な車両に適用しやすい構成となる。
（第９の実施形態）
課題４を達成するのに好ましい構成について、図面により説明する。まず、図４２のブロック図を参照し、本実施形態の概要を説明すると、本実施形態にかかる電源装置１は、電子制御システム（ここでは負荷４０が該当する）に対し電力供給を行う主電源としてバッテリ４及びオルタネータ１２が設けられており、さらに、それらバッテリ４及びオルタネータ１２からなる主電源に加え、その主電源の電力供給の異常が検出された場合に、電子制御システムに対して電力供給を行う緊急用電源（予備電源）としての熱電池１０を備えた複数電源構成をなすものである。そして、主電源の異常を検出する主電源異常検出手段としてバッテリ異常検出手段とオルタネータ異常検出手段が設けられる一方、熱電池の駆動を行う熱電池駆動手段が設けられた構成をなしており、主電源の異常時には熱電池が駆動制御されるようになっている。そして、その熱電池の異常を検出するための熱電池異常検出手段が設けられており、車両の始動前又は始動後の少なくともいずれかにおいてその熱電池異常検出手段により熱電池の異常が検出された場合には警告手段８により運転者に警告を行うように構成されている。このようにして、主電源の異常のみならず、緊急用電源の異常をも検出するようにして安定した電源供給を実現している。以下、このような車両制御装置１の具体的な構成について順次詳述する。
まず、適用対象となる電子制御システムは上記図３５で説明したものと同じである。
次に、このような電気ブレーキシステムなどを制御する車両制御装置の構成について図４２を参照して説明する。
図４２に示すように、この車両制御装置１は、例えば鉛蓄電池からなるバッテリ４及びオルタネータ１２を備えた主電源が設けられており、この主電源により上記した電気ブレーキシステム５０（図３５）などの負荷４０に対し常時電力供給される構成をなしている。一方、これらバッテリ４やオルタネータ１２に異常が生じた緊急時にのみ電力供給を行う緊急用電源としての熱電池１０が設けられており、緊急状態であっても負荷への電力供給が途絶えないように構成されている。
さらに、図４３におけるオルタネータ１２の異常を検出するオルタネータ異常検出手段、及びバッテリ４のバッテリ異常検出手段に対応するものとして、これらオルタネータ１２、バッテリ４の電圧レベルを検出する電圧判定回路２０が設けられている。図１５の電圧判定回路２０では、オルタネータ１２の電圧レベルを検出するための端子Ａと、バッテリ４の電圧レベルを検出するための端子Ｂとがそれぞれ設けられている。そして、これら端子Ａ，Ｂの電圧レベルが、端子毎に検出可能となっており、これらの端子の電圧レベルが所定の基準値以上であるかを判定する構成をなしている。
なお、ここに示す異常検出の構成はあくまで一例であり、オルタネータ１２のみ、又はバッテリ４のみの電圧レベルを検出するように構成してもよい。また、電圧検出による方法以外の異常検出方法を用いてもよい。例えば、オルタネータ１２の回転数を検出し、その回転数に基づいてオルタネータ１２の異常を判定するような方法を用いてもよい。いずれにしても、主電源からの電力供給の異常を検出する構成であれば様々な構成を採用することができる。なお、電圧判定回路２０の具体的構成は、オルタネータ１２やバッテリ４の電圧レベルが、所定の基準値以上であるか否かが検出できればよく、構成は種々考えられるが、例えばオルタネータ１２やバッテリ４の電圧を所定の基準電圧と比較する比較回路にて検出するように構成できる。ここでは、端子Ａ及び端子Ｂの少なくともいずれかの電圧レベルが所定値以下の場合に、主電源が異常であると判断して電圧判定回路２０から制御回路３０に対し主電源異常を示す信号を出力し、その信号に基づいて後述する制御方法により制御回路３０が熱電池１０を起動することとなる。
図４２の例では、温度ヒューズ１４の状態を検出するための温度ヒューズ状態検出手段２２が温度ヒューズ１４に対応したヒューズ用端子１３に接続されている。温度ヒューズ状態検出手段２２は、温度ヒューズ１４が切断状態にあるかを検出し、切断されている場合には制御回路３０に対して異常信号を出力するように構成されるものである。具体的には例えば、温度ヒューズ１４のラインに微少電流を流すようにし、その微少電流を電流検出回路にて検出する構成とすることができる。この構成では、温度ヒューズ１４のラインにおいて電流が検出された場合には、接続状態にあるとして熱電池１０が使用可能であり、他方電流が検出されない場合には熱電池１０が使用不能であるとして制御回路３０に異常信号を出力することとなる。なお、ここに示す例はあくまで一例であり、温度ヒューズ１４の切断状態が検出可能となる回路構成であれば様々な構成を用いることができる。
そして、上記のように構成された熱電池１０は、点火用端子１１が通電されることにより点火玉１５（図２３）が点火され活性化状態となるように構成されているため、熱電池１０を起動する際には、スイッチＳＷ１をオンすることにより点火用端子１１を通電することとなる。図４２において点火用の電流は、電源ライン７に接続された点火用ライン１９によりバッテリ４、オルタネータ１２のうちのいずれかから供給可能となるように構成されているが、双方が使用不能な状態に陥ることをも想定し、ここではこれら主電源と並列接続された点火用コンデンサＣ１が設けられている。この点火用コンデンサＣ１は充電用の抵抗Ｒ１を介して主電源に並列接続される構成をなし、その主電源により充電されるようになっている。また、点火用ライン１９には逆流阻止用のダイオードＤ２が設けられている。さらに、充電用の抵抗Ｒ１と並列に急速放電用のダイオードＤ４が接続されており、この点火用コンデンサＣ１が充電されている状態でスイッチＳＷ１がオンされると、このダイオードＤ４を通過して点火用端子１１が急速に通電され、熱電池１０が起動されることとなる。なお、充電用の抵抗Ｒ１及びダイオードＤ４を用いない構成としてもよい。
また、熱電池１０の出力端子１２から負荷４０に向かう出力ライン２４が設けられており、出力端子１２と負荷４０の間にはスイッチＳＷ２が介在している。そして、このスイッチＳＷ２がオンされることにより熱電池１０からの出力電流が負荷４０に対して供給されるようになっている。なお、ここでは図示していないが、熱電池１０と負荷４０の間に定電圧回路を介在させることにより負荷に一定電圧が供給されるような構成とすることができる。
次に、走行中における異常検出処理について説明する。
例えば、異常検出処理は、図３６を用いて説明した流れで処理される。なお、この例では、主電源が異常検出されたことをトリガとして熱電池１０の異常を検出するようにしているが、別の条件成立（エンジンが所定回転数以上となった場合、所定車速以上となった場合等）をトリガとして熱電池１０の異常検出処理を行うようにしてもよく、定期的に異常検出処理を行うようにしてもよい。
ここでは図４２に示すように運転者に警告を行う表示手段（警告ランプ等）や音声手段（警告ブザー等）などの警告手段８に対して異常信号を出力するように構成されており、このような警告手段８により運転者へ熱電池１０の異常状態を報知することとなる。またＳ１２０にて温度ヒューズ１４が正常であると判断された場合には、Ｓ１４０にて制御回路３０からスイッチＳＷ１，ＳＷ２を起動する信号を出力することにより熱電池１０に対し点火用電流を供給し、起動後の熱電池１０により負荷４０に対して電力供給することとなる。なお、このような処理を行う制御回路３０は、例えば、マイコンやＩＣなどを備えた構成とすることができ、図３６のような処理は所定のプログラムに従ってソフトウェア的に行うようにしてもよく、ハード的に行うよう回路構成してもよい。
他方、そのような警告手段８への異常信号の出力とともに、車両の駆動を抑制する駆動抑制手段に対して異常信号を出力し、強制的に車両を停止状態、又は減速常態とするようにしてもよい。図４２の例では、警告手段８とともにブレーキＥＣＵ５３に対しても異常信号を出力する構成としており、その異常信号を受信したブレーキＥＣＵ５３が運転者の意思とは関係なくモータ５４（図３５）を駆動して車両に対して徐々に、ブレーキをかけ、当該車両が徐々に減速状態となるように、又は減速した後完全に停止するように制御することができる。
図４４の例では、車両の始動前に熱電池１０の異常を判断する構成について示している。尚、同図では説明の都合上、熱電池の点火用端子と出力端子を省略している。図４４の構成では、イグニッションスイッチ（以下ＩＧスイッチとも称する）と、そのＩＧスイッチがオンされた場合に主電源ライン７を通電状態とするリレー６を備えて構成されている。そして、主電源ライン７には熱電池１０の温度ヒューズ１４が直列に接続されており、リレー６を介してエンジンを始動する電子制御装置（エンジンＥＣＵ９）に接続される構成をなしている。温度ヒューズ１４が接続された状態でＩＧスイッチがオンされると、主電源よりエンジンＥＣＵ９に対して電力供給される構成をなしている。なお、図４４の例では、エンジンの始動に関する要部のみを示しているが、主電源の構成、主電源異常検出手段、熱電池１０の起動方法、負荷４０への電力供給方法などは図４２と同様に構成できる。
そして、図４４では、温度ヒューズ１４、リレー６及び主電源ライン７により始動規制手段が構成されており、この始動規制手段は、緊急用電源（即ち熱電池１０）が異常の場合には、エンジンＥＣＵ９への電源供給を遮断して、エンジンを始動しないようにしている。さらに、温度ヒューズ状態検出手段２４により、ＩＧスイッチとリレー６の間の電圧レベル、及び温度ヒューズ１４とリレー６の間の電圧レベルをそれぞれ検出するようにしている。具体的にはＩＧスイッチがＯＮされた状態（即ち端子Ｃが所定の電圧レベルの状態）で端子Ｄの電圧レベルが所定値以下（例えばゼロレベル）の場合、警告手段（第１実施形態のものと同構成）に対して異常信号を出力するように構成されている。即ち、ＩＧスイッチがオンされたにもかかわらず、端子Ｄが所定電圧値以下の場合には、温度ヒューズ１４が切断されているものとみなし、運転者に対し警告を行うように構成されている。このような構成とすることにより、熱電池１０が使用済みであるか否かが始動時に判り、仮に使用済みの状態でエンジンを始動させようとしたとしても始動が規制されることとなる。
なお、使用履歴検出手段は、温度ヒューズの代わりに点火用端子の端子抵抗を検出する端子抵抗検出手段を含む構成としてもよい。即ち、点火用端子は、点火時の高温状態により溶融・変形し、点火前の端子抵抗に対して抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を検出し、基準値に対し所定レベル以上抵抗が変化していた場合に、使用済みと判断するようにしてもよい
また、熱電池の異常信号をエンジンＥＣＵに入力し、フューエルカット、減筒制御、遅角制御などを行うことにより出力トルクを低下させて駆動抑制するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】  本発明により信頼性が高く、充電も不要である乗物用電源装置を提供することができる。また、これを用いることにより、信頼性の高い電子制御システムを備えた乗物を提供することができる。
【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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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【国際調査報告】
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