(57)【要約】【課題】故障時においても第２バッテリを使用することが可能な電源装置を提供する。【解決手段】本発明の電源装置は、エンジンを自動停止及び自動再始動する機能を有する車両に搭載される電源装置であって、発電機と、発電機と主経路を介して接続される充放電可能な第１バッテリと、主経路に設けられる開閉器と、開閉器と発電機との間において主経路と接続される再始動スタータと、開閉器と第１バッテリとの間において主経路と接続される電装部と、開閉器と発電機との間において主経路と第１経路を介して接続される第１バッテリよりも充放電の耐性が高い第２バッテリと、第１経路に設けられる第１経路スイッチと、第１経路スイッチと第２バッテリとの間の第１経路と開閉器と第１バッテリとの間の主経路とを接続する第２経路に設けられる第２経路スイッチと、を備える。【選択図】図２
2016220427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを自動停止させ、また、自動再始動する機能を有する車両に搭載される電源装置であって、
前記エンジンの回転によって発電する発電機と、
前記発電機と主経路を介して接続される充放電可能な第１バッテリと、
前記主経路に設けられる開閉器と、
前記開閉器と前記発電機との間において、前記主経路と接続される前記エンジンの自動再始動に用いられる再始動スタータと、
前記開閉器と前記第１バッテリとの間において、前記主経路と接続される電装部と、
前記開閉器と前記発電機との間において、前記主経路と第１経路を介して接続される前記第１バッテリよりも充放電の耐性が高い第２バッテリと、
前記第１経路に設けられる第１経路スイッチと、
前記第１経路スイッチと前記第２バッテリとの間の前記第１経路と、前記開閉器と前記第１バッテリとの間の前記主経路とを接続する第２経路に設けられる第２経路スイッチと、
を備える電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記第２経路において前記第２経路スイッチと直列に設けられ、第２経路を遮断可能なサービスプラグを、さらに備える、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電源装置であって、
前記第２経路スイッチは、前記第２バッテリへの入力方向の電流を遮断可能に構成される、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電源装置であって、
前記第２経路スイッチは、寄生ダイオードを備える２つの半導体スイッチにより構成され、
前記半導体スイッチは、寄生ダイオードの順方向が互いに逆になるように、直列に接続されている、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電源装置であって、
前記第２経路スイッチは、前記第２バッテリへの入力方向の電流を遮断するダイオードにより構成される、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電源装置であって、
前記第２経路スイッチは、第２経路スイッチをバイパスするパイパス経路に設けられるスイッチング素子をさらに有する、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項３から６のいずれか１項に記載の電源装置であって、
前記開閉器、前記第１経路スイッチ、及び、前記第２経路スイッチ、を操作するコントローラをさらに有し、  前記コントローラは、前記エンジンの自動再始動が行われる場合には、前記開閉器を開放させ、前記第１経路スイッチを短絡させ、前記第２経路スイッチに前記第２バッテリへの入力方向の電流を遮断させる、
ことを特徴する電源装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電源装置であって、
前記コントローラは、前記エンジンの初回始動が行われる場合には、前記開閉器を短絡させ、前記第１経路スイッチを開放させ、前記第２経路スイッチに前記第２バッテリへの入力方向の電流を遮断させる、
ことを特徴する電源装置。
【請求項９】
請求項３から７のいずれか１項に記載の電源装置であって、
前記開閉器と前記第１バッテリとの間の前記主経路と接続され、前記エンジンの初回始動に用いられる初回始動スタータを、さらに備える、
ことを特徴する電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを自動停止及び自動再始動する機能を有する車両に搭載される電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両において、鉛酸バッテリだけでなく、さらに、鉛酸バッテリよりも充放電の耐久性が高いリチウムイオンバッテリを搭載することにより、鉛酸バッテリの劣化を抑制するとともに、効率的に電力を利用することが検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、車両に鉛酸バッテリとリチウムイオンバッテリとが備えられるとともに、リチウムイオン電池とスタータとの間にはリレー回路が設けられた電源装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３４４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
昨今、イグニッションキーがオン状態であってもエンジンを自動的に停止し、その後に、運転者のアクセルペダルの操作に応じてエンジンを再始動させることにより燃費の向上が図られている。
【０００６】
特許文献１に開示された電源装置によれば、エンジンの再始動時には、鉛酸バッテリからスタータに電力が供給されることになる。しかしながら、鉛酸バッテリは充放電の耐久性が低いため、上述のようにエンジンが自動的に再始動される機会が増えてしまうと、鉛酸バッテリの寿命が短くなり劣化してしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、鉛酸バッテリとスタータとの間にさらにスイッチを設けることにより、エンジンの初回始動時にはスタータに鉛酸バッテリからバッテリを供給し、エンジンを自動的に再始動させる時には当該スイッチをオフ状態に切り替えることにより、リチウムイオンバッテリからスタータにバッテリに電力を供給することが可能となる。
【０００８】
しかしながら、引用文献１に開示された電源装置では、リチウムイオンバッテリからの入手経路に設けられているスイッチが故障してしまった場合には、リチウムイオンバッテリからの電力の入出力ができなくなるため、効率的に電力を利用できなくなるおそれがある。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スイッチの故障時においてもリチウムイオンバッテリを使用可能な電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のある態様によれば、エンジンを自動停止及び自動再始動するアイドリングストップ機能を有する車両に搭載される電源装置であって、エンジンの回転によって発電する発電機と、発電機と主経路を介して接続される充放電可能な第１バッテリと、主経路に設けられる開閉器と、開閉器と発電機との間において主経路と接続されるエンジンの自動再始動に用いられる再始動スタータと、開閉器と第１バッテリとの間において主経路と接続される電装部と、開閉器と発電機との間において主経路と第１経路を介して接続される第１バッテリよりも充放電の耐性が高い第２バッテリと、第１経路に設けられる第１経路スイッチと、第１経路スイッチと第２バッテリとの間の第１経路と開閉器と第１バッテリとの間の主経路とを接続する第２経路に設けられる第２経路スイッチと、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
第２バッテリと主経路とを接続する第１経路に設けられた第１経路スイッチは、第２バッテリから主経路を経たスタータへの電力の供給を制御することができる。そして、このような第１経路スイッチと第２バッテリとの間の第１経路が、第２経路を介して主経路と接続されていることにより、第２バッテリは、第１経路だけでなく、第２経路を介しても、電力の入出力が可能になる。そのため、第１経路スイッチが故障して第１経路が遮断されたままである場合には、第２経路を介して第２バッテリにおけるスタータへの電力供給や、発電機の発電電力の充電などが可能となる。このように、第１経路スイッチが故障してしまっても、第２バッテリを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１実施形態のエンジンシステムの概略図である。
【図２】図２は、電源装置の回路概略構成図である。
【図３】図３は、スイッチング制御を示したタイムチャートである。
【図４】図４は、第２実施形態の電源装置の回路構成の概略構成図である。
【図５】図５は、第３実施形態の電源装置の回路構成の概略構成図である。
【図６】図６は、スイッチング制御を示したタイムチャートである。
【図７】図７は、第４実施形態の電源装置の回路構成の概略構成図である。
【図８】図８は、第５実施形態の電源装置の回路構成の概略構成図である。
【図９】図９は、スイッチング制御を示したタイムチャートである。
【図１０】図１０は、第６実施形態の電源装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の各実施形態について説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態のアイドリングストップ機能を備えるエンジンのシステム概略図である。
【００１５】
図１に示すように、エンジン１は、一方の側面に発電機２を、他方の側面にエアコンコンプレッサ４を備えている。発電機２とエアコンコンプレッサ４とは、不図示のブラケット等を介して接続されている。また、エンジン１のクランクシャフト先端に設けられたクランクプーリ５と、発電機２の回転軸先端に設けられた発電機プーリ６と、エアコンコンプレッサ４の回転軸先端に設けられたコンプレッサプーリ７とは、ベルト８が巻掛けられることにより機械的に連結されている。
【００１６】
なお、図１では、クランクプーリ５、発電機プーリ６、及び、コンプレッサプーリ７の３つのプーリが一本のベルト８で機械的に連結されているが、これに限らない。発電機プーリ６とコンプレッサプーリ７とは、それぞれ別のベルトによって、クランクプーリ５と機械的に連結されてもよい。また、ベルトに代えてチェーンを用いてもよい。
【００１７】
エンジン１は、自動変速機１１との連結部付近にスタータ９を備えている。スタータ９は、一般的なエンジン始動に用いるスタータと同様に、進退動するピニオンギヤを備えている。そして、スタータ９の作動時には、クランクシャフトの基端部に装着されたドライブプレートの外周に設けたギヤにピニオンギヤが係合することで、クランキングが行なわれる。
【００１８】
自動変速機１１は、アイドリングストップ中の制御油圧を確保するための電動オイルポンプ１０を備える。電動オイルポンプ１０が自動変速機コントローラ２０（ＡＴＣＵ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌ  Ｕｎｉｔ）の指令に応じて作動することにより、アイドリングストップからの発進時における応答性が向上している。
【００１９】
発電機２は、エンジン１の駆動力によって発電される。なお、発電電圧は、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信またはハードワイヤーにより可変制御することができる。また、発電機２は、車両の減速時には車両の運動エネルギを電力として回生することもできる。これら発電や回生の制御はエンジンコントロールモジュール１９（以下、ＥＣＭ１９と称する）が行う。
【００２０】
ＥＣＭ１９は、クランク角センサ１２、バッテリセンサ、大気圧センサ等の各種センサの検出信号や、ブレーキスイッチ等の各種スイッチ類の信号を読み込み、燃料噴射量や点火時期等の制御の他、アイドリングストップ制御を実行する。また、ＥＣＭ１９は、ＡＢＳ・ＶＤＣユニット２１、エアコンアンプ２２、電動パワーステアリングユニット２５、車両制御コントローラ２６、電源分配コントローラ２３、メータユニット２４、及び運転支援システム（ＡＤＡＳ）ユニット２７と、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して相互通信を行い、車両に最適な制御を行っている。
【００２１】
なお、ＥＣＭ１９は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えるマイクロコンピュータで構成される。ＥＣＭ１９を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。
【００２２】
また、図１に示すシステムは、第１バッテリとして鉛酸バッテリ１５、及び、第２バッテリとして非水電解質二次電池であるリチウムイオンバッテリ１６を備える。なお、鉛酸バッテリ１５の満充電状態での開放電圧は１２．７Ｖであり、リチウムイオンバッテリ１６の満充電状態での開放電圧は１３．１Ｖであるものとする。また、リチウムイオンバッテリ１６は、鉛酸バッテリ１５よりも、繰り返し充放電されても劣化しにくい性質を有する。
【００２３】
鉛酸バッテリ１５、及び、リチウムイオンバッテリ１６は、スタータ９、及び、車両に搭載されて電力により動作する電装系機器の全てにより構成される全電装負荷３０へ電力を供給する。また、鉛酸バッテリ１５、及び、リチウムイオンバッテリ１６は、発電機２の発電電力が充電される。なお、発電機２の発電電力には、減速時における発電電力が含まれる。
【００２４】
なお、発電機２の界磁電流を制御することにより、発電機２の発電電力を調整することができる。このようにすることで、発電機２から全電装負荷３０への供給電力や、鉛酸バッテリ１５、及び、リチウムイオンバッテリ１６への充電電力を制御することができる。
【００２５】
鉛酸バッテリ１５と、リチウムイオンバッテリ１６とは、バッテリ間リレー１７とを介して接続されている。バッテリ間リレー１７が、ＥＣＭ１９により制御されることで、鉛酸バッテリ１５、及び、リチウムイオンバッテリ１６からの、スタータ９、及び、全電装負荷３０への電力供給が制御される。
【００２６】
また、鉛酸バッテリ１５、及び、リチウムイオンバッテリ１６と、スタータ９とは、バイパスリレー１８を介して接続されている。ＥＣＭ１９は、駆動リレー３を介してバイパスリレー１８を制御することにより、スタータ９への電源供給を制御する。
【００２７】
なお、図１のシステムにおいては、一般的なアイドリングストップ制御が実行される。すなわち、アクセルペダルが全閉の状態になった時や、ブレーキペダルが踏み込まれた時などに、イグニッションキーがオン状態であってもエンジン１を自動的に停止する。そして、アクセルペダルが再び踏み込まれた時や、ブレーキペダルが離された時などに、エンジン１を自動的に再始動させる。なお、このように、イグニッションキーがオン状態であるがエンジン１が停止している状態は、アイドリングストップ状態と称される。また、アイドリングストップ状態からエンジン１が自動再始動されことは、アイドリングスタートと称される。また、同様のエンジンの自動停止及び自動再始動を走行中に行う場合には、それぞれ、コースティングストップ、コースティングスタートと称される。
【００２８】
以下では、発電機２、スタータ９、鉛酸バッテリ１５、リチウムイオンバッテリ１６、全電装負荷３０により構成される電源装置の詳細な構成について、図２を用いて説明する。なお、図２の電源装置における構成には、バッテリ間リレー１７、および、バイパスリレー１８に相当する構成が含まれているものとする。
【００２９】
図２は、第１実施形態の電源装置の回路を示す概略構成図である。
【００３０】
図２に示すように、発電機２の一端と、鉛酸バッテリ１５の一端とは、主経路２１０を介して接続されている。なお、発電機２の他端、および、鉛酸バッテリ１５の他端は、接地されている。なお、発電機２は、エンジン１の回転によって発電する一般的な発電機（ＡＬＴ：Ａｌｔｅｒｎａｔｅｒ）である。
【００３１】
なお、主経路２１０には、開閉器としてリレー２０１が設けられている。
【００３２】
リレー２０１は、定常時に短絡されて閉状態（オン状態）となり、通電時に開放されて開状態（オフ状態）となるノーマリークローズ型のリレースイッチである。また、リレー２０１は、定格電流が２００Ａであり、瞬時最大電流容量が２ｍｓ、１３００Ａであるものとする。
【００３３】
主経路２１０におけるリレー２０１と発電機２との間のＡ点において、スタータ９の一端が主経路２１０と接続されている。なお、スタータ９の他端は、接地されている。本実施形態においては、スタータ９は、再始動スタータの一例であり、エンジン１の自動再始動に用いられる。
【００３４】
主経路２１０におけるリレー２０１と鉛酸バッテリ１５との間のＢ点において、電装部である全電装負荷３０の一端が主経路２１０と接続されている。なお、全電装負荷３０の他端は、接地されている。
【００３５】
主経路２１０におけるリレー２０１と発電機２との間のＡ点において、リチウムイオンバッテリ１６の一端が主経路２１０と接続されている。なお、リチウムイオンバッテリ１６の他端は、接地されている。また、リチウムイオンバッテリ１６から主経路２１０のＡ点までの間の経路は第１経路２１１と称される。
【００３６】
第１経路２１１には第１経路スイッチとしてリレー２０２が設けられている。
【００３７】
リレー２０２は、定常時に開放されて開状態（オフ状態）となり、通電時に短絡されて閉状態（オン状態）となるノーマリーオープン型のリレースイッチである。また、リレー２０２は、定格電流が２００Ａであり、瞬時最大電流容量が２ｍｓ、８００Ａであるものとする。
【００３８】
第１経路２１１におけるリレー２０２とリチウムイオンバッテリ１６との間のＣ点と、主経路２１０におけるリレー２０１と鉛酸バッテリ１５との間のＢ点との間を接続する経路は第２経路２１２と称されている。この第２経路２１２には、第２経路スイッチとしてスイッチ部２０３が設けられている。
【００３９】
スイッチ部２０３は、第２経路スイッチの一例であり、半導体スイッチ２０４と、半導体スイッチ２０５とにより構成される。なお、半導体スイッチは、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、一般に、寄生ダイオードを備えている。半導体スイッチ２０４は、寄生ダイオードの順方向がリチウムイオンバッテリ１６の入力方向、すなわち、Ｂ点からＣ点に向かう方向となるように設けられている。また、半導体スイッチ２０５は、寄生ダイオードの順方向がリチウムイオンバッテリ１６の出力方向、すなわち、Ｃ点からＢ点に向かう方向となるように設けられている。
【００４０】
従って、半導体スイッチ２０４、２０５がともにオン状態である場合には、第２経路２１２は導通されることになる。半導体スイッチ２０４、２０５がともにオフ状態である場合には、第２経路２１２は遮断されることになる。半導体スイッチ２０４がオン状態であり、半導体スイッチ２０５がオフ状態である場合には、経路２においてＣ点からＢ点に向かう方向にのみ電流が流れることになるため、リチウムイオンバッテリ１６への入力方向の電流が遮断される。半導体スイッチ２０４がオフ状態であり、半導体スイッチ２０５がオン状態である場合には、経路２においてＢ点からＣ点に向かう方向にのみ電流が流れることになるため、リチウムイオンバッテリ１６の出力方向の電流が遮断される。
【００４１】
リレー２０１、２０２、半導体スイッチ２０４、２０５は、図２においては不図示のコントローラであるＥＣＭ１９によって切り替えられる。または、不図示のリチウムイオンバッテリのコントローラにより切り替えることも可能である。
【００４２】
また、当該電源装置が実際の製品に用いられる場合には、リチウムイオンバッテリ１６、リレー２０２、及び、スイッチ部２０３が１つにまとめられ、リチウム電池パックとして取り扱われることもある。
【００４３】
次に、図３を用いて、図２に示した電源装置の動作を説明する。
【００４４】
図３は、リレー２０１、２０２、半導体スイッチ２０４、２０５のスイッチング制御を示すタイムチャートである。なお、この図には、さらに、エンジン１の駆動時に操作されるイグニションキー（不図示）のオン・オフ状態、および、エンジン１の駆動状態が示されている。なお、エンジン１については、駆動レベルで示された区間はエンジン１が安定的に駆動している駆動状態であり、停止レベルで示された区間はエンジン１が停止している停止状態である。また、停止レベルから駆動レベルに変化する区間は、エンジン１は始動処理を行っており、駆動レベルから停止レベルに変化する区間は、エンジン１は停止処理を行っている。
【００４５】
ここで、図３に示された各時刻における、イグニッションキーの状態、および、エンジン１の駆動状態について説明する。
【００４６】
時刻ｔ０において、運転者がイグニションキー操作やスタートボタン操作などの始動操作を行うと、スタータ９によってエンジン１の初回始動処理が開始される。そして、時刻ｔ１において、エンジン１の始動処理が完了し、駆動状態となる。時刻ｔ２において、アクセルペダルが全閉されブレーキペダルが一定期間踏み込まれると、イグニッションキーがオン状態であるが、エンジン１の停止処理（アイドリングストップ処理）が開始される。時刻ｔ３において、エンジン１の停止処理が完了し、停止状態（アイドルストップ状態）となる。
【００４７】
時刻ｔ４において、ブレーキペダルが開放されアクセルペダルが踏み込まれると、時刻ｔ４Ａにおいて、エンジン１が再始動（アイドリングスタート）処理を開始する。なお、時刻ｔ４から時刻ｔ４Ａまでの遅延はごく短い時間であるものとする。そして、時刻ｔ５において、エンジン１の再始動処理が完了し、駆動状態となる。時刻ｔ６において、運転者が車両を停車させてイグニッションキーをオフ状態にすると、エンジン１の停止処理が開始される。そして、時刻ｔ７において、エンジン１が停止し、停止状態となる。
【００４８】
なお、時刻ｔ０Ａ、ｔ２Ａ、ｔ４Ｂ、ｔ５Ａ、ｔ６Ａにおいては、イグニッションキーの状態、及び、エンジン１の駆動状態は変化しないが、後述のスイッチング制御が行われる。
【００４９】
以下では、各時刻における、リレー２０１、２０２、半導体スイッチ２０４、２０５のスイッチング制御について説明する。
【００５０】
時刻ｔ０において、イグニッションキーがオン状態になると、スタータ９によるエンジン１の初回始動処理が開始される。この状態では、リレー２０１はオン状態であり、リレー２０２、半導体スイッチ２０４、２０５はオフ状態である。したがって、ＡＣ点間、及び、ＢＣ点間が遮断されているため、リチウムイオンバッテリ１６はスタータ９に電力を供給することはできない。しかしながら、リレー２０１はオン状態であり主経路２１０は導通しているため、鉛酸バッテリ１５は、スタータ９に電力を供給することになる。
【００５１】
そして、時刻ｔ０Ａにおいて、リレー２０２がオン状態に切り替えられ、第１経路２１１が導通する。この状態では、発電機２が発電を開始しており、発電機２の発電電力は、第１経路２１１を介してリチウムイオンバッテリ１６に充電される。また、リレー２０１はオン状態であり主経路２１０が導通しているため、発電機２の発電電力は、さらに、主経路２１０を介して鉛酸バッテリ１５にも充電される。
【００５２】
一般に、リチウムイオンバッテリ１６は、鉛酸バッテリ１５よりも充電されやすい性質を有する。また、鉛酸バッテリ１５は、満充電に近い状態において充電電圧が１３Ｖを超える場合には、ほとんど充電されない。そのため、発電機２の発電電力は、主にリチウムイオンバッテリ１６に充電されることになる。
【００５３】
なお、時刻ｔ０から時刻ｔ０Ａまでの遅延時間は、スタータ９による初回始動処理が行われている間、リチウムイオンバッテリ１６からスタータ９までの給電経路となる第１経路２１１の遮断を確実に行うためのものである。したがって、時刻ｔ０から時刻ｔ０Ａまでの遅延時間は、スタータ９が始動時に電力が供給される時間よりも長いことが望ましい。
【００５４】
時刻ｔ２において、アイドルストップ処理であるエンジン１の停止処理が開始されると、半導体スイッチ２０４、２０５は、共にオン状態に切り替えられ、第２経路２１２が導通される。なお、リレー２０２がオン状態であるため、第１経路２１１も導通されている。
【００５５】
そして、時刻ｔ２Ａにおいて、リレー２０１がオフ状態に切り替えられ、主経路２１０が遮断される。
【００５６】
このように、時刻ｔ２において第１経路２１１及び第２経路２１２を導通させてＡＢ点間の電位差をなくした後に、時刻ｔ２Ａにてリレー２０１はオフ状態に切り替えられている。このように、リレー２０１をオフ状態に切り替える前から、リレー２０１の両端の電圧差はなくしておくことにより、リレー２０１のオフ状態への切り替え時に発生するアークを抑制することができる。なお、時刻ｔ２から時刻ｔ２Ａまでの遅延時間は、ＡＢ点間の電位差がなくなるのに十分な時間であればよい。
【００５７】
アイドルストップ中である時刻ｔ３〜ｔ４においては、第２経路２１２が導通しているため、全電装負荷３０には、鉛酸バッテリ１５だけでなく、リチウムイオンバッテリ１６からも電力が供給される。
【００５８】
時刻ｔ４において、エンジン１の自動再始動処理（アイドリングスタート処理）が開始されると、半導体スイッチ２０５がオフ状態に切り替えられ、第２経路２１２においてはＣ点からＢ点に向かう方向にのみに電流が流れることになる。この状態では、リレー２０１がオフ状態であり主経路２１０が遮断されているため、鉛酸バッテリ１５はスタータ９に電力を供給できない。しかしながら、リレー２０２がオン状態であり第１経路２１１が導通しているため、リチウムイオンバッテリ１６が、第１経路２１１を介してスタータ９に電力を供給することができる。
【００５９】
時刻ｔ４Ａにおいて、リチウムイオンバッテリ１６のみから電力が供給されるスタータ９によって、エンジン１の再始動が行われる。上述のように、鉛酸バッテリ１５がスタータ９に電力を供給していないため、アイドリングスタートを行う度に鉛酸バッテリ１５の電力が消費されることはない。したがって、鉛酸バッテリ１５の充放電の機会を減らすことができるため、鉛酸バッテリ１５の劣化を抑制することができる。また、全電装負荷３０に電力を供給する鉛酸バッテリ１５は、スタータ９に電力を供給していない。そのため、全電装負荷３０において、鉛酸バッテリ１５から安定的に電力が供給されることになり、スタータ９の再始動に起因する瞬時電圧の低下を抑制することができる。
【００６０】
なお、時刻ｔ４から時刻ｔ４Ａまでの遅延時間は、鉛酸バッテリ１５からスタータ９の給電経路を遮断した後に、スタータ９を再始動するためのものである。なお、この遅延時間は、極めて短い時間でもよい。例えば、この遅延時間がゼロであり、鉛酸バッテリ１５からスタータ９への電力供給経路である主経路２１０の遮断と、スタータ９の自動再始動とが同時に行われる場合には、鉛酸バッテリ１５がスタータ９に電力を供給してしまうおそれがある。しかしながら、その電力の供給量は極めて小さいものであるため、鉛酸バッテリ１５の劣化を招くことはない。
【００６１】
そして、時刻ｔ４Ｂにおいて、半導体スイッチ２０５がオン状態に切り替えられて、第２経路２１２が導通される。なお、この状態においては、リレー２０２がオン状態であり第１経路２１１が導通しているため、ＡＢ点間の電位差がなくなる。
【００６２】
なお、時刻ｔ４Ａから時刻ｔ４Ｂまでの遅延時間は、スタータ９の再始動の動作が確実に完了した後に、ＡＢ点が等電位となるためのものである。そのため、ＡＢ点が等電位となる前にリレー２０２が操作されてしまうと、鉛酸バッテリ１５からスタータ９へ電力が供給されてしまうおそれがある。そのため、時刻ｔ４Ａから時刻ｔ４Ｂまでの遅延時間は、スタータ９が始動時に電力が供給される時間よりも長いことが望ましい。
【００６３】
そして、時刻ｔ５において、エンジン１の再始動が完了して駆動状態になると、リレー２０１がオン状態に切り替えられて主経路２１０が導通し、発電機２の発電電力が鉛酸バッテリ１５に充電可能になる。また、リレー２０２はオン状態であり第１経路２１１が導通しているため、発電機２の発電電力がリチウムイオンバッテリ１６にも充電可能になる。
【００６４】
なお、時刻ｔ４Ｂにおいて、ＡＢ点間の電位差がなくなり、そして、時刻ｔ５において、リレー２０１がオン状態に切り替わるとともに、エンジン１が駆動状態となることで発電機２の発電電力は最大出力となり、その発電電力が鉛酸バッテリ１５に充電される。このように最大出力での充電が開始される時刻ｔ５よりも前の時刻ｔ４ＢにおいてＡＢ点間の電位差をなくしておくことによって、発電機２の最大出力での充電が開始されるタイミングにおける鉛酸バッテリ１５への突入電流を低減することができる。
【００６５】
そして、時刻ｔ５Ａにおいて、半導体スイッチ２０４、２０５がオフ状態に切り替えられる。この状態では、リレー２０２がオン状態であり第１経路２１１が導通しているため、発電機２の充電電力は、第１経路２１１を介してリチウムイオンバッテリ１６に充電可能である。また、リレー２０１がオン状態であり主経路２１０は導通しているため、発電機２の充電電力は、第２経路２１２を介して鉛酸バッテリ１５に充電可能である。
【００６６】
時刻ｔ５から時刻ｔ５Ａまでの遅延時間は、主経路２１０を確実に導通させた後に、第２経路２１２を遮断するためのものである。主経路２１０の導通が、第２経路２１２の遮断よりも前に行われてしまう場合には、主経路２１０と第２経路２１２との両方が遮断される時間が存在することになる。この時間においては、発電機２の発電電力は、鉛酸バッテリ１５には充電されず、リチウムイオンバッテリ１６にのみ充電されてしまうため、リチウムイオンバッテリ１６に高い電力が供給されるおそれがある。そこで、時刻ｔ５から時刻ｔ５Ａまでの遅延時間を設けることにより、このようなおそれを低減することができる。
【００６７】
そして、時刻ｔ６にてイグニッションスイッチがオフ状態に切り替えられる。そして、時刻ｔ６Ａにおいて、リレー２０２がオフ状態に切り替えられ、時刻ｔ７において、エンジン１は停止する。このように、リレー２０１のみがオン状態となり、リレー２０２、半導体スイッチ２０４、２０５がオフ状態となることにより、次にイグニッションスイッチをオン状態に切り替えて、エンジン１を初回始動させる時（時刻ｔ０）には、スタータ９は鉛酸バッテリ１５からのみ電力が供給されることになる。
【００６８】
なお、時刻ｔ６〜ｔ６Ａの間においては、車両が減速しているため発電機２は回生電力を生成している。また、時刻ｔ６Ａにおいて、リレー２０２がオフ状態となり第１経路２１１が遮断され、発電機２の回生電力のリチウムイオンバッテリ１６への充電が停止される。したがって、時刻ｔ６から時刻ｔ６Ａまでの遅延時間は、エンジンの減速時の発電機２の回生電力がリチウムイオンバッテリ１６に十分に充電されるような時間であることが望ましい。
【００６９】
なお、本実施形態においては、スイッチ部２０３は、リチウムイオンバッテリ１６への入力方向の電流を遮断可能に構成されたが、これに限らない。スイッチ部２０３は、開閉器であってもよい。
【００７０】
そのような場合には、エンジン１の初回始動時には、リレー２０１をオン状態にして主経路２１０を導通させ、リレー２０２、スイッチ部２０３をオフ状態にして、第１経路２１１及び第２経路２１２を遮断する。このようにすることにより、スタータ９は、鉛酸バッテリ１５のみから電力が供給される。
【００７１】
また、エンジン１を自動的に再始動させるアイドリングスタート時には、リレー２０１、スイッチ部２０３をオフ状態にして主経路２１０及び第２経路２１２を遮断し、リレー２０２をオン状態にして第１経路２１１を導通させる。このようにすることにより、スタータ９は、リチウムイオンバッテリ１６のみから電力が供給される。
【００７２】
第１実施形態の電源装置によれば、以下の効果を得ることができる。
【００７３】
第１実施形態の電源装置は、エンジン１を自動的に停止及び再始動する車両に搭載される電源装置であって、発電機２と、発電機２と主経路２１０を介して接続される第１バッテリである鉛酸バッテリ１５と、主経路２１０に設けられる開閉器であるリレー２０１と、主経路２１０におけるリレー２０１と発電機９との間のＡ点において主経路２１０と接続される再始動スタータであるスタータ９と、主経路２１０におけるリレー２０１と鉛酸バッテリ１５との間のＢ点において主経路２１０と接続される電装部である全電装負荷３０と、主経路２１０におけるリレー２０１と発電機９との間のＡ点において主経路２１０と第１経路２１１を介して接続される第２バッテリと、第１経路２１１に設けられる第１経路スイッチであるリレー２０２と、第１経路２１１におけるリレー２０２とリチウムイオンバッテリ１６との間のＣ点と主経路２１０におけるリレー２０１と鉛酸バッテリ１５との間のＢ点との間とを接続する第２経路２１２に設けられる第２経路スイッチであるスイッチ部２０３と、を備える。
【００７４】
例えば、リレー２０２がオープン状態で故障してしまい第１経路２１１が遮断されたままになってしまうことがある。このような場合には、リレー２０１をオン状態にして主経路２１０を導通させるともに、半導体スイッチ２０４、２０５をオン状態に切り替えてスイッチ部２０３の両端を短絡させて第２経路２１２を導通させることによって、リチウムイオンバッテリ１６は第２経路２１２を介した電力の入出力が可能となる。そのため、リチウムイオンバッテリ１６からスタータ９への電源供給、及び、リチウムイオンバッテリ１６における発電機２の発電電力の充電を行うことができる。
【００７５】
また、例えば、走行中にエンジンを停止させたコースティングストップ状態において、リレー２０２がオープン故障してしまうことがある。このような場合には、リレー２０１をオン状態にして主経路２１０を導通させるとともに、スイッチ部２０３の両端を短絡させて第２経路２１２を導通させることにより、リチウムイオンバッテリ１６は第２経路２１２を介した電力の出力が可能となる。そのため、鉛酸バッテリ１５及びリチウムイオンバッテリ１６からスタータ９に安定的に電力を供給することができるため、エンジン１を確実に再始動することができる。
【００７６】
また、車両が走行中でエンジン１が駆動状態である場合に、リレー２０２がオープン故障して第１経路２１１が遮断されてしまうことがある。このような場合には、リレー２０１を短絡させて主経路２１０を導通させるとともに、スイッチ部２０３の両端を短絡させて第２経路２１２を導通させることにより、リチウムイオンバッテリ１６は第２経路２１２を介した電力の入出力が可能となる。そのため、発電機２の発電電力をリチウムイオンバッテリ１６に充電可能となる。
【００７７】
このように、リチウムイオンバッテリ１６は、第１経路２１１だけでなく第２経路を介しても、スタータ９への電力の供給や、発電機２の発電電力による充電を行うことができる。したがって、リレー２０２が故障してしまいリチウムイオンバッテリ１６の入出力経路である第１経路２１１が遮断されてしまったとしても、リチウムイオンバッテリ１６を使用することができる。このように、リチウムイオンバッテリ１６の入出力系統が第１経路２１１と第２経路２１２との２系統となることにより、一部が故障しても動作が継続するような冗長系を有するフェールセーフ設計となり、故障が発生してしまってもリチウムイオンバッテリ１６による電力の入出力を行うことができるため、故障に強い電源装置を実現することができる。
【００７８】
また、第１実施形態の電源装置によれば、スイッチ部２０３は、半導体スイッチ２０４、２０５により構成される。ここで、半導体スイッチは、機械式のリレー回路よりも故障率が低い。そのため、第２経路スイッチが故障することによって第２経路２１２が遮断されるおそれを小さくすることができる。このようにして、電源装置の堅牢性をさらに高めることができる。
【００７９】
また、第１実施形態の電源装置によれば、エンジン１が再始動（アイドリングスタート）される時刻ｔ４Ａにおいては、リレー２０１がオフ状態であり主経路２１０が遮断されている。
【００８０】
そのため、アイドリングスタート時には、スタータ９は、充放電の耐久性が低い鉛酸バッテリ１５から電力が供給されず、リチウムイオンバッテリ１６のみから電力が供給される。従って、鉛酸バッテリ１５は、アイドリングスタートの度に放電することがなくなる。そのため、鉛酸バッテリ１５の充放電の機会を低減することにより、鉛酸バッテリ１５の劣化を抑制することができる。
【００８１】
また、第１実施形態の電源装置によれば、第１経路スイッチであるリレー２０２が第１経路２１１に設けられている。そして、エンジン１が初回始動される時刻ｔ０においては、リレー２０２はオフ状態であり第１経路２１１が遮断される。
【００８２】
ここで、リチウムイオンバッテリ１６は、容量が小さく放電しやすい性質があるため、初回始動時には残量が十分でないことがある。リチウムイオンバッテリ１６は、このような状態でスタータ９に電力を供給してしまうと過放電されてしまうおそれがある。しかしながら、エンジン１の初回始動時にはリレー２０２をオフ状態として第１経路２１１を遮断しておくことにより、リチウムイオンバッテリ１６がスタータ９に電力を供給することがなくなるため、リチウムイオンバッテリ１６の過放電を抑制することができる。
【００８３】
また、第１実施形態の電源装置によれば、アイドリングスタート時にはスタータ９にはリチウムイオンバッテリ１６のみから電源が供給され、全電装負荷３０には鉛酸バッテリ１５、及び、リチウムイオンバッテリ１６から電源が供給される。そのため、全電装負荷３０においてスタータ９によるエンジン１の始動に起因する瞬時的な電圧低下が発生することが抑制される。したがって、回路設計の自由度が上がり、例えば、全電装負荷３０を構成する電装器機を、鉛酸バッテリ１５の近傍に配置することができる。さらに、本実施形態の電源装置の設計を、通常の電装回路の設計において行うことができるため、設計コストを低減することができる。
【００８４】
なお、全ての電装器機が鉛酸バッテリ１５から電力が供給される必要はない。例えば、全電装負荷３０を、スタータ９によるエンジン１の始動に起因する瞬時的な電圧低下が発生しても動作可能な電装負荷Ａと、例えば動作電圧が１１Ｖ以上必要であり瞬時的な電圧低下が許されない電装負荷Ｂとに分類し、電装負荷ＡをＡ点に接続してリチウムイオンバッテリ１６から主に電力が供給されるようにし、電装負荷ＢをＢ点に接続して鉛酸バッテリ１５から主に電力が供給されるようにしてもよい。
【００８５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態における電源装置について説明する。
【００８６】
図４は、第２実施形態の電源装置の回路を示す概略構成図である。
【００８７】
図４に示す電源装置は、図２に示した第１実施形態の電源装置と比較すると、スタータ９がＡ点でなくＢ点に電気的に接続されている点と、発電機２が、ＡＬＴからＳＳＧ（Ｓｉｄｅ  ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ−Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）に変更されている点が異なる。
【００８８】
ＳＳＧは、インバータを供えた発電機であり、発電を行うことができるとともに、エンジン１の始動も行うことができる。本実施形態においては、エンジン１の初回始動はスタータ９により行われ、アイドリングスタート時には、エンジン１の再始動はＳＳＧである発電機２により行われるものとする。すなわち、本実施形態におけるスタータ９は初回始動スタータに相当し、発電機２は再始動スタータに相当する。
【００８９】
本実施形態の電源装置の動作のタイミングチャートは、図３に示した第１実施形態のタイミングチャートと同じである。
【００９０】
本実施形態の電源装置の動作は、第１実施形態の電源装置の動作と比較すると、時刻ｔ０において、エンジン１の初回始動がスタータ９により行われ、時刻ｔ４Ａにおいて、エンジン１の再始動が発電機２により行われる点が異なり、その他の時刻については同じある。
【００９１】
エンジン１の初回始動が行われる時刻ｔ０においては、スタータ９と鉛酸バッテリ１５とが直接配線されているため、スタータ９には鉛酸バッテリ１５から電力が供給される。
【００９２】
また、エンジン１の再始動が行われる時刻ｔ４Ａにおいては、本実施形態の発電機２は第１実施形態のスタータ９に相当するため、本実施形態の発電機２の動作は、第１実施形態のスタータ９の動作と同等となる。すなわち、アイドリングスタート時には、リチウムイオンバッテリ１６がエンジン１を再始動させる発電機２に電力を供給するが、鉛酸バッテリ１５は発電機２に電力を供給しない。そのため、鉛酸バッテリ１５の劣化を抑制することができる。
【００９３】
第２実施形態の電源装置によれば、以下の効果を得ることができる。
【００９４】
第２実施形態の電源装置は、発電機とエンジン１の再始動に用いるスタータとが一体となった発電機２を備えており、また、エンジン１の初回始動に用いるスタータ９が、スイッチなどを介さずに、鉛酸バッテリ１５と接続されている。
【００９５】
このような構成の本実施形態の電源装置は、第１実施形態の電源装置と比較すると、初回始動時には、鉛酸バッテリ１５からスタータ９に供給される大電流はリレー２０１を通らないことになる。また、エンジン１の再始動時には、鉛酸バッテリ１５は、エンジン１を再始動させる発電機２に電力を供給しない。したがって、第１実施形態と同様に、鉛酸バッテリ１５の劣化を抑制しつつ、リチウムイオンバッテリ１６の入出力を２系統にすることで故障に強い電源回路を実現することができる。さらに、リレー２０１の瞬時最大電流容量を小さくすることができるため、安価なリレー２０１を用いることができ、電源装置の製造コストをさらに低減することができる。
【００９６】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態における電源装置について説明する。
【００９７】
図５は、第３実施形態の電源装置の回路を示す概略構成図である。
【００９８】
図５に示す電源装置は、図２に示した第１実施形態の電源装置と比較すると、スイッチ部２０３の構成と、第２経路２１２にスイッチ部２０３と直列にサービスプラグ５０３が設けられている点とが異なる。
【００９９】
スイッチ部２０３は、第２経路２１２に設けられたダイオード５０１と、第２経路２１２においてダイオード５０１をバイパス（短絡）するバイパス経路５１１に設けられるリレー５０２とにより構成されている。なお、リレー５０２は、スイッチング素子の一例である。
【０１００】
ダイオード５０１は、順方向がＣ点からＢ点に向かう方向、すなわち、第２経路２１２におけるリチウムイオンバッテリ１６の出力方向であり、リチウムイオンバッテリ１６への入力方向の電流を遮断するように設けられている。
【０１０１】
リレー５０２は、ノーマリーオープン型であり、定常時に開放されて開状態（オフ状態）となり、通電時に短絡されて閉状態（オン状態）となる。また、リレー２０２は、定格電流が２００Ａであり、瞬時最大電流容量が２ｍｓ、８００Ａであるものとする。
【０１０２】
従って、リレー５０２がオフ状態であれば、スイッチ部２０３は、Ｃ点からＢ点に向かう方向にのみ電流を流すため、リチウムイオンバッテリ１６の入力方向の電流を遮断することになる。また、リレー５０２がオン状態であれば、スイッチ部２０３は短絡することになる。
【０１０３】
サービスプラグ５０３は、取り外し可能なプラグ部材５０３Ａを有しており、プラグ部材５０３Ａがプラグ挿入部５０３Ｂから取り外されることで両端が開放される電子部品である。ここで、当該電源装置が実際の製品に用いられる場合には、リチウムイオンバッテリ１６、リレー２０２、スイッチ部２０３、及び、サービスプラグ５０３が１つにまとめられ、リチウム電池パックとして取り扱われることもある。このような場合には、リチウム電池パックを電源装置内に取り付ける前に、サービスプラグ５０３のプラグ部材を予め取り外しておくことにより、電源装置内へのリチウム電池パックの取り付けを安全に行うことができる。
【０１０４】
次に、図６を用いて、図５に示した電気回路の動作を説明する。
【０１０５】
図６は、リレー２０１、２０２、５０２のスイッチング制御を示すタイムチャートである。
【０１０６】
ここで、スイッチ部２０３の動作について、図６と、第１実施形態について示した図３とを比較すると、動作が一致する時間と、電気的な構成に差異がある時間がある。
【０１０７】
時刻ｔ２〜ｔ４、時刻ｔ４Ｂ〜ｔ５Ａにおいては、第１及び第３実施形態ともにスイッチ部２０３は短絡されているため動作は一致している。また、時刻ｔ４Ａ〜ｔ４Ｂにおいては、第１及び第３実施形態ともに、スイッチ部２０３はリチウムイオンバッテリ１６の入力方向の電流を遮断するため動作は一致している。
【０１０８】
一方、時刻ｔ０〜ｔ２、時刻ｔ５Ａ〜ｔ７においては、スイッチ部２０３は、第１実施形態では開放され、第３実施形態ではリチウムイオンバッテリ１６の入力方向の電流を遮断する。そのため、スイッチ部２０３の動作に差異がある。
【０１０９】
しかしながら、図６に示すように、時刻ｔ０の初回起動時には、リレー２０１がオン状態であり主経路２１０が導通している。そのため、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、エンジン１の初回始動時には、鉛酸バッテリ１５からスタータ９に電力を供給することができる。
【０１１０】
なお、上述のように、時刻ｔ４Ａのエンジン１の自動再始動時には、電源装置における電気的な構成は第１実施形態と同じである。すなわち、主経路２１０が遮断され、第１経路２１１が導通し、第２経路２１２におけるＢ点からＣ点に向かう方向の電流が遮断される。そのため、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、エンジン１の再始動時には、スタータ９には、リチウムイオンバッテリ１６のみから電力が供給されることになる。
【０１１１】
第３実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【０１１２】
第３実施形態の電源装置によれば、第１実施形態の電源装置と比較すると、スイッチ部２０３が２つの半導体スイッチではなく、リレー５０２とダイオード５０１とにより構成されている点が異なる。そのため、第１実施形態と同様に、鉛酸バッテリ１５の劣化を抑制しつつ、リチウムイオンバッテリ１６の入出力を２系統にすることで故障に強い電源回路を実現することができる。さらに、スイッチ部２０３は応答性や製造コストに応じて設計を変更できるため、スイッチ部２０３の設計の自由度が高めることができる。
【０１１３】
また、スイッチ部２０３のバイパス経路５１１にリレー５０２を備えていることにより、リレー５０２がオン状態となりスイッチ部２０３の両端が短絡されると、第２経路２１２は導通される。さらに、リレー２０２をオン状態として第１経路２１１を導通させることによりＡＢ点間の電位差をなくすことができる。そのため、例えば、時刻ｔ２Ａにてスイッチ２０１がオフ状態に切り替えられる前に、予め、ＡＢ点間の電位差をなくしておくことができるため、スイッチ２０１のアークを防止することができる。また、時刻ｔ５にてスイッチ２０１がオン状態に切り替えられる前に、予め、ＡＢ点間の電位差をなくしておくことができるため、スイッチ２０１の突入電流を低減することができる。
【０１１４】
また、第３実施形態の電源装置によれば、第２経路２１２においてスイッチ部２０３と直列にサービスプラグ５０３が設けられている。そのため、例えば、電源回路の製造工程において鉛酸バッテリ１５を取り付けた後にリチウムイオンバッテリ１６を取り付ける場合には、リチウムイオンバッテリ１６を取り付ける前にサービスプラグ５０３を取り外して第２経路２１２を開放させておくことで、リチウムイオンバッテリ１６を安全に取り付けることができる。
【０１１５】
また、スイッチ部２０３は開放可能な構成でないので、スイッチ部２０３の操作だけで第２経路２１２においてＣ点からＢ点に向かう方向の電流を遮断することはできない。そのため、車両が停車中に全電装負荷３０が接続されているＢ点にさらに外部負荷が接続されてしまうと、リチウムイオンバッテリ１６から外部負荷に電力が供給されてしまい、リチウムイオンバッテリ１６のＳＯＣが低下するおそれがある。しかしながら、そのような場合には、サービスプラグ５０３のプラグ部材を取り外して第２経路２１２を遮断しておくことにより、リチウムイオンバッテリ１６から外部負荷への電力の供給を防止することができるため、リチウムイオンバッテリ１６からの不要な放電を抑制することができる。
【０１１６】
なお、ダイオード５０１は両端の電位差が１Ｖ程度であるという性質を有しているため、リチウムイオンバッテリ１６は、ＳＯＣが２０％程度まで低下して過放電の状態になってしまうおそれがある。しかしながら、リチウムイオンバッテリ１６の端子間電圧は、回路構成上、鉛酸バッテリ１５の端子間電圧よりも低くなることはないため、リチウムイオンバッテリ１６が過放電の状態となることは通常使用状態では殆どない。
【０１１７】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態における電源装置について説明する。
【０１１８】
図７は、第４実施形態の電源装置の回路図の概略構成図である。
【０１１９】
図７に示す電源装置は、図５に示した第３実施形態の電源装置と比較すると、スタータ９がＡ点でなくＢ点に電気的に接続されている点と、発電機２がＡＬＴからＳＳＧに変更されている点が異なる。また、第２実施形態と同様に、エンジン１の初回始動にはスタータ９が用いられ、アイドリングスタート時には、エンジン１の再始動には発電機２が用いられるものとする。
【０１２０】
本実施形態の電源装置の動作のタイミングチャートは、図６に示した第３実施形態のタイミングチャートと同じである。
【０１２１】
また、本実施形態と第３実施形態との電源装置の動作との差は、第２実施形態と第１実施形態との電源装置の動作との差と同等であるため、エンジン１の初回始動時（時刻ｔ０）、および、アイドリングスタート時（時刻ｔ４Ａ）の動作が異なる。時刻ｔ０、ｔ４Ａにおける本実施形態の電源装置の動作の説明は、第２実施形態における説明を援用することができる。
【０１２２】
第４実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【０１２３】
第４実施形態の電源装置によれば、第１実施形態と同様に、鉛酸バッテリ１５の劣化を抑制しつつ、リチウムイオンバッテリ１６の入出力が２系統になり電源回路の堅牢性を向上させることができる。また、第２実施形態と同様に、時刻ｔ０のエンジン１の初回始動時にリレー２０１に大電流が流れないため、電源装置の製造コストを低減することができる。また、第３実施形態と同様に、スイッチ部２０３を半導体スイッチでなくリレー５０２とダイオード５０１とにより構成することにより、さらに、電源装置の製造コストを削減することができる。
【０１２４】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態における電源装置について説明する。
【０１２５】
図８は、第５実施形態の電源装置の回路を示す概略構成図である。
【０１２６】
図８に示す電源装置は、図５に示した第３実施形態の電源装置と比較すると、リレー５０２が削除されている点が異なる。この電源装置の動作を、図９を用いて説明する。
【０１２７】
次に、図９を用いて、図８に示した電気回路の動作を説明する。
【０１２８】
図９は、図８に示した電源回路におけるリレー２０１、２０２のスイッチング制御を示すタイムチャートである。
【０１２９】
本図にて示されたタイムチャートでの電源装置の動作と、図６に示した第３実施形態のタイムチャートでの電源装置の動作とを比較すると、リレー２０１のオフ状態の区間が、第３実施形態のリレー５０２のオフ状態の区間に変更されている点と、スイッチ部２０３が短絡できないように変更されている点とが異なる。
【０１３０】
しかしながら、図９に示すように、時刻ｔ０の初回起動時には、リレー２０１がオン状態であり主経路２１０が導通している。そのため、本実施形態においても、第３実施形態と同様に、鉛酸バッテリ１５からスタータ９に電力が供給可能になる。
【０１３１】
また、時刻ｔ４Ａのエンジン１の自動再始動時において、本実施形態の電源装置における電気的な構成は第３実施形態と同じである。すなわち、主経路２１０が遮断され、第１経路２１１が導通し、第２経路２１２におけるＣ点からＢ点に向かう方向のみ電流が流れる。そのため、本実施形態においては、第３実施形態と同様に、スタータ９には、鉛酸バッテリ１５からでなく、リチウムイオンバッテリ１６から電力が供給される。
【０１３２】
第５実施形態の電源装置によって、以下の効果を得ることができる。
【０１３３】
第５実施形態の電源装置によれば、スイッチ部２０３は、ダイオード５０１のみにより構成されている。そのため、第１実施形態と同様に、鉛酸バッテリ１５の劣化を抑制しながら、リチウムイオンバッテリ１６の入出力が２系統になり電源回路の堅牢性を向上させることに加えて、スイッチ部２０３の構成をさらに簡素化できるため、電源装置の製造コストをさらに低減することができる。
【０１３４】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態における電源装置について説明する。
【０１３５】
図１０は、第６実施形態の電源装置の概略構成図である。
【０１３６】
図１０に示す電源装置は、図８に示した第５実施形態の電源装置と比較すると、スタータ９がＡ点でなくＢ点に電気的に接続されている点と、発電機２がＡＬＴからＳＳＧに変更されている点が異なる。また、第２、第４実施形態と同様に、エンジン１の初回始動にはスタータ９が用いられ、アイドリングスタート時には、エンジン１の再始動には発電機２が用いられるものとする。
【０１３７】
本実施形態の電源装置の動作のタイミングチャートは、図９に示した第５実施形態のタイミングチャートと同じである。
【０１３８】
本実施形態と第５実施形態との電源装置の動作とは、第２実施形態と第１実施形態との電源装置の動作との差と同等であり、エンジン１の初回始動時（時刻ｔ０）、および、アイドリングスタート時（時刻ｔ４Ａ）が異なる。時刻ｔ０、ｔ４Ａにおける本実施形態の電源装置の動作の説明は、第２実施形態における説明を援用することができる。
【０１３９】
第６実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【０１４０】
第６実施形態の電源装置によれば、第１実施形態と同様に、鉛酸バッテリ１５の劣化を抑制するとともに、リチウムイオンバッテリ１６の入出力が２系統になり電源回路の堅牢性を向上させることができる。また、第２実施形態と同様に、初回始動時にリレー２０１に大電流が流れないため、最大許容電流が小さいリレー２０１を利用することにより、電源装置のコストを低減させることができる。また、第５実施形態と同様に、スイッチ部２０３をダイオード５０１によってのみ構成することで、さらに、電源回路の制動コストを削減することができる。
【０１４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。例えば、第１蓄電手段は鉛酸バッテリ１５に限定されるものではなく、例えば、ニッケル水素電池等の鉛フリー二次電池であってもよい。また、各実施形態で用いた機械式リレーに代えて、半導体を用いたスイッチング素子を用いてもよい。
【０１４２】
また、サービスプラグ５０３は、第３乃至第６実施形態において設けたが、これに限らない。第１及び第２実施形態において、サービスプラグ５０３を第２経路２１２においてスイッチ部２０３と直列に設けてもよい。このようにすることにより、第１及び第２実施形態においても、電源装置の製造工程における安全性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１４３】
１    エンジン
２    発電機
３    駆動リレー
４    エアコンコンプレッサ
５    クランクプーリ
６    発電機プーリ
７    コンプレッサプーリ
８    ベルト
９    スタータ
１０    電動オイルポンプ
１１    自動変速機
１２    クランク角センサ
１５    鉛酸バッテリ
１６    リチウムイオンバッテリ
１７    バッテリ間リレー
１８    バイパスリレー
１９    エンジンコントロールモジュール
２０    自動変速機コントローラ
２１    ＡＢＳ・ＶＤＣユニット
２２    エアコンアンプ
２３    電源分配コントローラ
２４    メータユニット
２５    電動パワーステアリングユニット
２６    車両制御コントローラ
２７    ユニット
３０    全電装負荷
２０１、２０２、５０２    リレー
２０３    スイッチ部
２０４、２０５    半導体スイッチ
２１０    主経路
２１１    第１経路
２１２    第２経路
５０１    ダイオード
５０３    サービスプラグ
５０３Ａ    プラグ部
５０４Ｂ    プラグ挿入部
５１１    バイパス経路
【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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