JP6111967B2 - 電源システム - Google Patents

Description

本発明は、発電機が発生した電力が負荷及び蓄電装置に供給される電源システムに関する。

車両に搭載する電源システムとして、車両の運動エネルギーを電力に変換することによってオルタネータ（発電機）が発生した直流の回生電力を蓄える２つの蓄電装置を備え、オルタネータ及び２つの蓄電装置が負荷に給電する電源システムが提案されている（例えば特許文献１を参照）。

図１９は従来の電源システムの要部構成を示すブロック図である。特許文献１に記載してあるような従来の電源システム９では、オルタネータ９０の一端が蓄電装置９１の正極と、スタータ９２、負荷９３及びスイッチ９４夫々の一端とに接続されている。スイッチ９４の他端は、蓄電装置９５の正極と負荷９６の一端とに接続されている。オルタネータ９０、スタータ９２及び負荷９３，９６夫々の他端と、蓄電装置９１，９５夫々の負極とは接地されている。

オルタネータ９０は、エンジンが作動している場合において、直流の回生電力を発生し、発生した回生電力を蓄電装置９１，９５及び負荷９３，９６に供給する。蓄電装置９５及び負荷９６には、スイッチ９４を介して、オルタネータ９０が発生した回生電力が供給される。オルタネータ９０が発電していない場合、蓄電装置９１，９５が負荷９３，９６に給電する。

スタータ９２はエンジンを始動させるためのモータである。蓄電装置９１は、例えば鉛蓄電池であり、主に、多量の電流を必要とするスタータ９２に給電する。蓄電装置９５は、例えばリチウム電池であり、主に負荷９３，９６に給電する。従来の電源システム９では、スイッチ９４のオン／オフを制御することによって、蓄電装置の過充電及び過放電を防止している。
以上のように、従来の電源システム９では、出力特性が異なる２つの蓄電装置９１，９５を用いて蓄電及び給電が行われる。

特開２０１１−２３４４７９号公報

しかしながら、従来の電源システム９では、オルタネータ９０から第２蓄電装置９５に給電する場合、必ず蓄電装置９１にも給電される。このため、蓄電装置９５の蓄電率が上限閾値未満である場合であっても、蓄電装置９１の蓄電率が上限閾値以上であるとき、蓄電装置９１が過充電となるため、オルタネータ９０から蓄電装置９５への給電を行うことができない。

従って、オルタネータ９０が回生電力を発生することが可能な場合であっても、蓄電装置９１の蓄電率が上限閾値以上であるとき、オルタネータ９０は回生電力を発生することができず、従来の電源システム９には効率的な充電を行うことができないという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の蓄電装置中の特定の蓄電装置に給電することが可能な電源システムを提供することにある。

本発明に係る電源システムは、発電機が発生した回生電力が第１蓄電装置及び第２蓄電装置に供給される車両用の電源システムにおいて、前記発電機から前記第１蓄電装置へ給電される給電経路に設けられ、該給電経路の接続及び遮断を行う第１スイッチと、前記発電機から前記第２蓄電装置へ給電される給電経路に設けられ、該給電経路の接続及び遮断を行う第２スイッチと、前記第２蓄電装置及び第２スイッチ間に接続される第３スイッチと、前記第１蓄電装置から前記第１スイッチを介して給電され、前記第２蓄電装置から前記第２スイッチ及び第３スイッチを介して給電される第１負荷と、前記第１蓄電装置及び第１スイッチ間の接続ノード、及び、前記第２スイッチ及び第３スイッチ間の接続ノードに一端が接続される第２負荷と、前記第１蓄電装置及び第２蓄電装置夫々の蓄電率が閾値未満であるか否かを判定する蓄電率判定手段と、前記発電機が回生電力を発生することが可能か否かを判定する可能判定手段と、前記蓄電率判定手段及び可能判定手段の判定結果に応じて、前記第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチを各別にオン又はオフにするオンオフ手段とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、発電機は、発生した回生電力を第１蓄電装置及び第２蓄電装置に供給する。第１スイッチは、発電機から第１蓄電装置へ給電される給電経路に設けられ、該給電経路の接続及び遮断を行う。第２スイッチは、発電機から第２蓄電装置へ給電される給電経路に設けられ、該給電経路の接続及び遮断を行う。第３スイッチは、第２蓄電装置及び第２スイッチ間に接続される。第１負荷には、第１蓄電装置から第１スイッチを介して給電され、第２蓄電装置から第２スイッチ及び第３スイッチを介して給電される。第２負荷の一端は、第１蓄電装置及び第１スイッチ間の接続ノードと、第２スイッチ及び第３スイッチ間の接続ノードに接続される。第１蓄電装置及び第２蓄電装置夫々の閾値未満であるか否かの判定結果と、発電機が回生電力を発生することが可能か否かの判定結果とに応じて、第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチを各別にオン又はオフにする。
このため、例えば、発電機から、第１蓄電装置及び第２蓄電装置の中で給電すべき蓄電装置への給電経路に設けられたスイッチをオンにし、発電機から、給電すべきではない蓄電装置への給電経路に設けられたスイッチをオフにすることによって、第１蓄電装置及び第２蓄電装置中の特定の蓄電装置に給電することが可能である。

本発明に係る電源システムは、前記第１蓄電装置及び第２蓄電装置夫々における前記第１負荷及び第２負荷との非接続、又は、故障を検知する検知手段を備え、前記オンオフ手段は、該検知手段の検知結果に応じて、前記第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチを各別にオン又はオフにするように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、第１蓄電装置及び第２蓄電装置夫々について、第１負荷及び第２負荷との非接続又は故障を検知する。蓄電装置の故障は、接続端子の開放又は短絡等である。検知結果に応じて、第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチを各別にオン又はオフにする。

本発明に係る電源システムは、前記第１蓄電装置及び第２蓄電装置夫々の入出力電流を検出する電流検出手段と、前記第１蓄電装置及び第２蓄電装置夫々の出力電圧を検出する電圧検出手段とを備え、前記検知手段は、前記電流検出手段が検出した電流又は前記電圧検出手段が検出した電圧に基づいて前記非接続又は故障を検知するように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、第１蓄電装置及び第２蓄電装置夫々の入出力電流を検出し、第１蓄電装置及び第２蓄電装置夫々の出力電圧を検出する。検出した電流又は検出した電圧に基づいて、第１蓄電装置及び第２蓄電装置中の検出対象の蓄電装置における第１負荷及び第２負荷との非接続又は故障を検知する。
このため、第１蓄電装置及び第２蓄電装置夫々における第１負荷及び第２負荷との非接続又は故障が確実に検知される。
本発明に係る電源システムは、前記検知手段が、前記第１蓄電装置及び第２蓄電装置中の少なくとも１つについて前記非接続又は故障を検知した場合に該非接続又は故障を報知する報知手段を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、第１蓄電装置及び第２蓄電装置中の少なくとも１つについて、第１負荷及び第２負荷との非接続又は故障を検知した場合にその旨が報知されるので、使用者に緊急事態を認識させることが可能となる。

本発明に係る電源システムは、前記第２負荷から前記第１蓄電装置及び第１スイッチ間の接続ノードへ電流が流れることを防止する第１ダイオードと、前記第２負荷から前記第２スイッチ及び第３スイッチ間の接続ノードへ電流が流れることを防止する第２ダイオードとを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、第１ダイオードは、第２負荷から第１蓄電装置及び第１スイッチ間の接続ノードへ電流が流れることを防止する。第２ダイオードは、第２負荷から第２スイッチ及び第３スイッチ間の接続ノードへ電流が流れることを防止する。
このため、第１蓄電装置及び第２蓄電装置中の１つが短絡故障した場合であっても、他の蓄電装置の出力端子が短絡することはなく、他の蓄電装置から第２負荷に確実に給電される。

本発明に係る電源システムは、前記第２負荷は車両の停止に必要な電気機器であることを特徴とする。

本発明にあっては、第１蓄電装置及び第２蓄電装置中の一方について、第１負荷及び第２負荷との非接続又は故障を検知した場合に、第１負荷及び第２負荷との非接続又は故障を生じていない他の蓄電装置から給電される第２負荷は、車両の停止に必要な電気機器である。
このため、第１蓄電装置及び第２蓄電装置中の一方について非接続又は故障が生じた場合に、運転者は車両を安全に停止させることができる。

本発明によれば、発電機から複数の蓄電装置夫々へ給電される複数の給電経路に各別にスイッチが設けられているため、複数の蓄電装置中の特定の蓄電装置に給電することができる。

実施の形態１における電源システムの要部構成を示すブロック図である。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 第１負荷又は第２負荷への給電を説明するための説明図である。 第１負荷又は第２負荷への給電を説明するための説明図である。 第１負荷又は第２負荷への給電を説明するための説明図である。 第１負荷又は第２負荷への給電を説明するための説明図である。 第１負荷又は第２負荷への給電を説明するための説明図である。 第１負荷又は第２負荷への給電を説明するための説明図である。 第１負荷又は第２負荷への給電を説明するための説明図である。 第１負荷又は第２負荷への給電を説明するための説明図である。 第１負荷又は第２負荷への給電を説明するための説明図である。 実施の形態２における制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２における制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２における制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２における制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 第１負荷又は第２負荷への給電を説明するための説明図である。 従来の電源システムの要部構成を示すブロック図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１における電源システムの要部構成を示すブロック図である。この電源システム１は、車両に搭載されており、オルタネータ１０、スイッチ１１，１２，１３，１４、第１負荷１５、第２負荷１６、第１蓄電装置１７、第２蓄電装置１８、スタータ１９、電圧検出部２０、電流検出部２１、報知部２２、タイマ２３、制御部２４及びダイオードＤ１，Ｄ２を備える。

オルタネータ１０の一端は、スイッチ１１，１２，１３及び第１負荷１５夫々の一端に接続されており、スイッチ１１，１２夫々の他端は、第１蓄電装置１７の正極、スタータ１９の一端及びダイオードＤ１のアノードに接続されている。スイッチ１３の他端は、スイッチ１４の一端及びダイオードＤ２のアノードに接続されている。ダイオードＤ１，Ｄ２夫々のカソードは第２負荷１６の一端に接続されている。スイッチ１４の他端は、第２蓄電装置１８の正極に接続されている。オルタネータ１０、第１負荷１５、第２負荷１６及びスタータ１９夫々の他端と、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８夫々の負極とは接地されている。

電圧検出部２０は、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８夫々の正極に各別に接続されている。制御部２４は、電圧検出部２０、電流検出部２１、報知部２２及びタイマ２３夫々に各別に接続されている。

オルタネータ１０は発電機として機能する。オルタネータ１０は、制御部２４から発電指示が入力された場合、電源システム１が搭載してある車両の運動エネルギーを電力に変換することによって回生電力を発生する。具体的には、オルタネータ１０は、交流電力を生成し、生成した交流電力を直流電力に整流する。オルタネータ１０が発生する回生電力は整流後の電力である。オルタネータ１０は、制御部２４から停止指示が入力された場合、回生電力の発生を停止する。

オルタネータ１０が発生した回生電力は、第１負荷１５、第２負荷１６、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８に供給される。オルタネータ１０は、第１負荷１５に回生電力を直接供給し、第１蓄電装置１７にスイッチ１１を介して回生電力を供給し、第２蓄電装置１８にスイッチ１３，１４を介して回生電力を供給する。オルタネータ１０は、スイッチ１１及びダイオードＤ１を介して、並びに、スイッチ１３及びダイオードＤ２を介して回生電力を第２負荷１６に供給する。

第１蓄電装置１７は、例えば鉛蓄電池であり、オルタネータ１０からスイッチ１１を介して供給された回生電力を蓄える。第１蓄電装置１７は、蓄えた電力を、スイッチ１１を介して第１負荷１５に供給すると共に、ダイオードＤ１を介して第２負荷１６に供給する。また、第１蓄電装置１７が蓄えた電力はスタータ１９に供給される。
スタータ１９は、エンジンを始動させるためのモータであり、第１蓄電装置１７が蓄えた電力を用いて作動する。

第２蓄電装置１８は、リチウム電池又は電気二重層キャパシタ等であり、オルタネータ１０からスイッチ１３，１４を介して供給された回生電力を蓄える。第２蓄電装置１８は、蓄えた電力を、スイッチ１４，１３を介して第１負荷１５に供給すると共に、スイッチ１４及びダイオードＤ２を介して第２負荷１６に供給する。

第１負荷１５は、第１蓄電装置１７からスイッチ１１を介して給電され、第２蓄電装置１８からスイッチ１４，１３を介して給電される。このように、第１負荷１５は、複数（２つ）の蓄電装置、即ち、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８夫々からスイッチ１１，１３夫々を介して給電される。また、第１負荷１５は、オルタネータ１０から回生電力を供給される。

第２負荷１６の一端は、オルタネータ１０から第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８夫々へ給電される複数（２つ）の給電経路において、第１蓄電装置１７及びスイッチ１１間の接続ノードと、第２蓄電装置１８及びスイッチ１３間の接続ノードとに接続されている。第２負荷１６は、ダイオードＤ１を介して、第１蓄電装置１７が蓄えた電力を供給され、スイッチ１４及びダイオードＤ２を介して、第２蓄電装置１８が蓄えた電力を供給される。第２負荷１６は、更に、前述したように、オルタネータ１０から回生電力を供給される。

第２負荷１６は、車両の停止に必要な電気機器であり、第１負荷１５は、該電気機器を除く他の電気機器である。
このため、車種の展開又はオプションの追加等により、電源システム１に第１負荷１５及び第２負荷１６の他に負荷が追加された場合、車両の停止に必要な電気機器以外の負荷を第１負荷１５と同様に接続することができ、回路の再設計が不要である。

電源システム１は、前述したように、複数（２つ）のダイオードＤ１，Ｄ２を備える。そして、ダイオードＤ１は、第２負荷１６から、スイッチ１１及び第１蓄電装置１７間の接続ノードへ電流が流れることを防止し、ダイオードＤ２は、第２負荷１６から、スイッチ１３及び第２蓄電装置１８間の接続ノードへ電流が流れることを防止する。

スイッチ１１，１２，１３，１４は、半導体スイッチ又は機械リレー等であり、制御部２４によってオン／オフされる。スイッチ１１，１３は、オルタネータ１０から第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８夫々へ給電される複数（２つ）の給電経路に各別に設けられており、この複数（２つ）の給電経路夫々の接続及び遮断を行う。

スイッチ１１，１２は、車両のＩＧ（ignition）スイッチがオフとなって駐車している間、オフ及びオンである。このため、第１蓄電装置１７からスイッチ１２を介して第１負荷１５に暗電流が供給される。スイッチ１１，１２夫々は、オルタネータ１０が第２負荷１６及び第１蓄電装置１７に給電する場合、及び、第１蓄電装置１７が作動中の第１負荷１５に給電する場合にオン及びオフとなる。スイッチ１１を通過する電流はスイッチ１２を通過する電流よりも多量であるため、スイッチ１２として、スイッチ１１よりも小型のスイッチを用いることが可能である。

スイッチ１２は、制御部２４から所定電圧未満の電圧が印加されている場合、具体的には、制御部２４から電圧が印加されていない場合にオンであり、制御部２４から所定電圧以上の電圧が印加されている場合にオフとなるスイッチである。

以上のように接続された電源システム１では、オルタネータ１０から、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８の中で給電すべき蓄電装置への給電経路に設けられたスイッチをオンにし、オルタネータ１０から、給電すべきではない蓄電装置への給電経路に設けられたスイッチをオフにすることによって、特定の蓄電装置に給電することができる。

スイッチ１１，１３，１４をオンにしてスイッチ１２をオフにすることによって、オルタネータ１０から回生電力を第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８に供給することができる。スイッチ１１，１２をオフにしてスイッチ１３，１４をオンにすることによって、第１蓄電装置１７に給電することなく、オルタネータ１０から回生電力を第２蓄電装置１８に供給することができる。スイッチ１１をオンにしてスイッチ１２，１３，１４をオフにすることによって、第２蓄電装置１８に給電することなく、オルタネータ１０から回生電力を第１蓄電装置１７に供給することができる。

また、オルタネータ１０が第１負荷１５に直接接続されているため、スイッチ１１，１３が開放した状態で故障した場合であっても、オルタネータ１０から第１負荷１５に給電される。また、オルタネータ１０から第１負荷１５への給電経路にはスイッチ、例えば半導体スイッチが設けられていないため、スイッチにおける電力損失及び発熱がない。

電圧検出部２０は、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８夫々の出力電圧を検出し、検出した電圧は制御部２４によって読み込まれる。電圧検出部２０は電圧検出手段として機能する。
電流検出部２１は、電流センサを用いて、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８夫々の入出力電流を検出し、検出した電流は制御部２４によって読み込まれる。電流検出部２１は電流検出手段として機能する。
なお、電流検出部２１は、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８夫々の入出力電流を、電流センサを用いて検出しなくともよい。電流検出部２１は、例えば、第１蓄電装置１７の入出力電流を、スイッチ１１の他端及び第１蓄電装置１７の正極間に接続した抵抗の両端間の電圧から検出してもよい。同様に、電流検出部２１は、例えば、第２蓄電装置１８の入出力電流を、スイッチ１４の他端及び第２蓄電装置１８の正極間に接続した抵抗の両端間の電圧から検出してもよい。

報知部２２は、制御部２４の指示に従って、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８中の少なくとも１つが、第１負荷１５及び第２負荷１６と非接続であるか又は故障である旨を報知する。一例として、報知部２２は、図示しない表示部にメッセージを表示することによって報知を行う。他例として、報知部２２は、図示しないランプを点灯させることによって報知を行う。更に、報知部２２は音声によって報知を行ってもよい。
第１蓄電装置１７（又は第２蓄電装置１８）の故障として、第１蓄電装置１７（又は第２蓄電装置１８）における正極及び負極間の短絡と、該正極及び負極間の開放とが想定される。
タイマ２３は、制御部２４の指示に従って、計時の開始及び終了を行い、タイマ２３が計時した計時時間は制御部２４によって読み込まれる。

制御部２４には、走行情報、事前信号、第１蓄電率情報、第２蓄電率情報及びＩＧスイッチ情報が入力される。走行情報は、車両の走行に関する情報であり、車速、アクセルペダルの踏み込み量及びブレーキペダルの踏み込み量の中の少なくとも１つを示す。事前信号は、車両がアイドリングストップしてエンジンが停止した後、エンジンを始動させるためにスタータ１９が作動する場合に事前に入力される信号である。第１蓄電率情報は、第１蓄電装置１７の蓄電率を示し、第２蓄電率情報は、第２蓄電装置１８の蓄電率を示す。ＩＧスイッチ情報は、ＩＧスイッチがオフであるか又はオンであるかを示す。
以下では、第１蓄電装置１７の蓄電率を第１蓄電率と記載し、第２蓄電装置１８の蓄電率を第２蓄電率と記載する。

第１蓄電装置１７（又は第２蓄電装置１８）がキャパシタである場合においては、耐圧の所定率、例えば８０％の電圧が第１蓄電装置１７（又は第２蓄電装置１８）に印加されたときに第１蓄電装置１７（又は第２蓄電装置１８）が蓄える電力量を、第１蓄電率（又は第２蓄電率）が１００％のときの電力量であると予め設定されている。

制御部２４は、入力された走行情報、第１蓄電率情報及び第２蓄電率に基づいてオルタネータ１０に発電指示又は停止指示を出力する。また、制御部２４は、走行情報、事前信号、第１蓄電率情報、第２蓄電率情報、ＩＧスイッチ情報、電圧検出部２０が検出した電圧及び電流検出部２１が検出した電流に基づいてスイッチ１１，１２，１３，１４をオン／オフする。

また、制御部２４は、電圧検出部２０が検出した電圧、又は、電流検出部２１が検出した電流に基づいて、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８夫々について、第１負荷１５及び第２負荷１６との非接続又は故障を検知する。
このため、制御部２４は、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８夫々における第１負荷１５及び第２負荷１６との非接続又は故障を確実に検知することができる。制御部２４は検知手段として機能する。
以下では、第１蓄電装置１７（又は第２蓄電装置１８）における第１負荷１５及び第２負荷１６との非接続を、第１蓄電装置１７（又は第２蓄電装置１８）の非接続とも記載する。

制御部２４は、スイッチ１１がオンである場合において、電流検出部２１から読み込んだ第１蓄電装置１７の入出力電流がゼロアンペアであるとき、第１蓄電装置１７が第１負荷１５及び第２負荷１６と非接続であるか、又は、第１蓄電装置１７の正極及び負極間が開放された故障であると判定する。また、制御部２４は、スイッチ１１がオンである場合において、電流検出部２１から読み込んだ第１蓄電装置１７の入出力電流が閾値電流以上である場合に第１蓄電装置１７が短絡故障していると判定する。閾値電流は、第１蓄電装置１７が正常に動作してスイッチ１１がオンである場合における第１蓄電装置１７の入出力電流よりも十分に大きな電流である。

制御部２４は、スイッチ１１がオフである場合において、電圧検出部２０から読み込んだ第１蓄電装置１７の出力電圧が、ゼロボルトに近い正の閾値電圧未満である場合、第１蓄電装置１７の非接続又は故障であると判定する。ここで、故障には、第１蓄電装置１７の開放故障及び短絡故障が含まれる。

制御部２４は、第１蓄電装置１７と同様に、第２蓄電装置１８の非接続又は故障を検知する。ここで、スイッチ１１がオンであることはスイッチ１３，１４が共にオンであることに対応し、スイッチ１１がオフであることはスイッチ１３，１４が共にオフであることに対応し、第１蓄電装置１７は第２蓄電装置１８に対応する。

図２から図４は、制御部２４が実行する動作の手順を示すフローチャートである。図５から図１３は、第１負荷１５又は第２負荷１６への給電を説明するための説明図である。図５から図１３夫々には、電源システム１において、電圧検出部２０、電流検出部２１、報知部２２、タイマ２３及び制御部２４を除いた構成と、電流の流れを示す矢符とが示されている。

制御部２４は、まず、入力されたＩＧスイッチ情報に基づいて、車両のＩＧスイッチがオンであるか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部２４は、ＩＧスイッチがオンではない、即ち、オフであると判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）、スイッチ１１，１３，１４をオフにし（ステップＳ２）、スイッチ１２をオンにする（ステップＳ３）。

ＩＧスイッチがオフであって駐車している場合、制御部２４がステップＳ２，Ｓ３を実行することによって、図５に示すように、暗電流が第１蓄電装置１７からスイッチ１２を介して第１負荷１５に流れる。第２負荷１６にも、暗電流が第１蓄電装置１７からダイオードＤ１を介して第２負荷１６に流れる。

制御部２４は、ステップＳ３を実行した後、処理をステップＳ１に戻し、ＩＧスイッチがオンとなるまで、第１蓄電装置１７は第１負荷１５及び第２負荷１６に暗電流を流し続ける。

制御部２４は、ＩＧスイッチがオンであると判定した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、事前信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ４）。制御部２４は、事前信号が入力されたと判定した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、スイッチ１１，１２をオフにし（ステップＳ５）、スイッチ１３，１４をオンにする（ステップＳ６）。

スタータ１９を作動する場合、事前信号が入力された制御部２４はステップＳ５，Ｓ６を実行することによって、図６に示すように、第１蓄電装置１７がスタータ１９に給電し、第２蓄電装置１８がスタータ１９に給電することはない。第１蓄電装置１７は、スタータ１９の他に、ダイオードＤ１を介して第２負荷１６に給電する。第２蓄電装置１８は、スイッチ１３，１４を介して第１負荷１５に給電し、スイッチ１４及びダイオードＤ２を介して第２負荷１６に給電する。これにより、スタータ１９は、エンジンを始動させ、オルタネータ１０は発電することが可能となる。

制御部２４は、ステップＳ６を実行した後、タイマ２３に計時を開始させ（ステップＳ７）、タイマ２３が計時した計時時間が所定時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。所定時間は、制御部２４に事前信号が入力してからスタータ１９がエンジンを始動させるために十分な時間である。

制御部２４は、計時時間が所定時間未満であると判定した場合（Ｓ８：ＮＯ）、処理をステップＳ８に戻し、計時時間が所定時間以上となるまで待機する。制御部２４は、計時時間が所定時間以上であると判定した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、タイマ２３に計時を終了させる（ステップＳ９）。

制御部２４は、事前信号が入力されていないと判定した場合（Ｓ４：ＮＯ）、又は、ステップＳ９を実行した後、入力された走行情報に基づいて、オルタネータ１０が回生電力を発生することが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０では、制御部２４は、入力された走行情報が、例えば、ブレーキペダルの踏み込みと車両の減速とを示している場合に回生電力が発生することが可能と判定し、他の場合に回生電力が発生することが不可能と判定する。ステップＳ１０の判定は、第１蓄電率及び第２蓄電率に基づいていない。

制御部２４は、回生電力を発生することが可能ではないと判定した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、入力された第２蓄電率情報が示す第２蓄電率が下限閾値、例えば３０％以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。制御部２４は、第２蓄電率が下限閾値以下であると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、オルタネータ１０に発電の停止指示を出力し（ステップＳ１２）、スイッチ１２，１４をオフにし（ステップＳ１３）、スイッチ１１，１３をオンにする（ステップＳ１４）。

第２蓄電装置１８の第２蓄電率が下限閾値以下である場合、制御部２４がステップＳ１３，Ｓ１４を実行することによって、図７に示すように、第１蓄電装置１７から第１負荷１５及び第２負荷１６に給電され、第２蓄電装置１８は放電することはない。これにより、第２蓄電装置１８の過放電が防止される。
第１負荷１５には、スイッチ１１を介して第１蓄電装置１７から電力が供給され、第２負荷１６には、ダイオードＤ１を介して、並びに、スイッチ１１，１３及びダイオードＤ２を介して第１蓄電装置１７から電力が供給される。

制御部２４は、回生電力を発生することが可能であると判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、第１蓄電率情報及び第２蓄電率情報夫々が示す第１蓄電率及び第２蓄電率が共に、下限閾値よりも高い上限閾値、例えば８０％以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。
制御部２４は、第２蓄電率が下限閾値を超えている場合（Ｓ１１：ＮＯ）、又は、第１蓄電率及び第２蓄電率が共に上限閾値以上であると判定した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、オルタネータ１０に発電の停止指示を出力する（ステップＳ１６）。そして、制御部２４は、スイッチ１１，１２をオフにし（ステップＳ１７）、スイッチ１３，１４をオンにする（ステップＳ１８）。

以上のように、制御部２４は、回生電力を発生することが不可能であって第２蓄電率が下限閾値を超えている場合、又は、回生電力を発生することが可能であるが第１蓄電率及び第２蓄電率が共に上限閾値以上である場合、ステップＳ１７，Ｓ１８を実行する。制御部２４がステップＳ１７，Ｓ１８を実行することによって、図８に示すように、第２蓄電装置１８から第１負荷１５及び第２負荷１６に給電され、第１蓄電装置１７からダイオードＤ１を介して第２負荷１６に給電される。第１負荷１５には、スイッチ１４，１３を介して第２蓄電装置１８から電力が供給され、第２負荷１６には、スイッチ１４及びダイオードＤ２を介して第２蓄電装置１８から電力が供給される。

制御部２４は、第１蓄電率及び第２蓄電率が共に上限閾値以上ではないと判定した場合（Ｓ１５：ＮＯ）、オルタネータ１０に発電指示を出力する（ステップＳ１９）。これにより、オルタネータ１０は回生電力を発生する。次に、制御部２４は、入力された第１蓄電率情報及び第２蓄電率情報夫々が示す第１蓄電率及び第２蓄電率が共に上限閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。制御部２４は、第１蓄電率及び第２蓄電率が共に上限閾値未満であると判定した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、スイッチ１２をオフにし（ステップＳ２１）、スイッチ１１，１３，１４をオンにする（ステップＳ２２）。

オルタネータ１０が回生電力を発生して第１蓄電率及び第２蓄電率が共に上限閾値未満である場合、制御部２４がステップＳ２１，Ｓ２２を実行することによって、図９に示すように、オルタネータ１０は回生電力を第１負荷１５、第２負荷１６、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８に供給する。第１負荷１５には、オルタネータ１０から回生電力が直接供給され、第２負荷１６には、回生電力がオルタネータ１０から、スイッチ１１及びダイオードＤ１を介して、並びに、スイッチ１３及びダイオードＤ２を介して供給される。第１蓄電装置１７には、回生電力がオルタネータ１０からスイッチ１１を介して供給され、第２蓄電装置１８には、回生電力がオルタネータ１０からスイッチ１３，１４を介して供給される。

制御部２４は、第１蓄電率及び第２蓄電率が共に上限閾値未満ではないと判定した場合（Ｓ２０：ＮＯ）、第１蓄電率が上限閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。制御部２４は、第１蓄電率が上限閾値未満である、即ち、第２蓄電率が上限閾値以上であると判定した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、スイッチ１２，１４をオフにし（ステップＳ２４）、スイッチ１１，１３をオンにする（ステップＳ２５）。

オルタネータ１０が回生電力を発生して第１蓄電率が上限閾値未満である場合、制御部２４がステップＳ２４，Ｓ２５を実行することによって、図１０に示すように、オルタネータ１０は回生電力を第１負荷１５、第２負荷１６及び第１蓄電装置１７に供給する。第１負荷１５、第２負荷１６及び第１蓄電装置１７には、オルタネータ１０が回生電力を発生して第１蓄電率及び第２蓄電率が共に上限閾値未満である場合と同様に回生電力が供給される。第２蓄電装置１８には回生電力が供給されることはない。

制御部２４は、第１蓄電率が上限閾値以上である、即ち、第２蓄電率が上限閾値未満であると判定した場合（Ｓ２３：ＮＯ）、スイッチ１１，１２をオフにし（ステップＳ２６）、スイッチ１３，１４をオンにする（ステップＳ２７）。

オルタネータ１０が回生電力を発生して第２蓄電率が上限閾値未満である場合、制御部２４がステップＳ２６，Ｓ２７を実行することによって、図１１に示すように、オルタネータ１０は回生電力を第１負荷１５、第２負荷１６及び第２蓄電装置１８に供給する。第１負荷１５、第２負荷１６及び第２蓄電装置１８には、オルタネータ１０が回生電力を発生して第１蓄電率及び第２蓄電率が共に上限閾値未満である場合と同様に回生電力が供給される。第１蓄電装置１７には回生電力が供給されることはない。

以上のように、制御部２４は、入力された第１蓄電率情報及び第２蓄電率情報に基づいて、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８夫々の蓄電率が上限閾値未満であるか否かを判定する。

また、前述したように、制御部２４は、発電指示の出力によってオルタネータ１０が電力を発生している場合において、オルタネータ１０から、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８の中で蓄電率が上限閾値未満であると判定した蓄電装置へ給電される一又は複数の給電経路に設けられたスイッチをオンにする。同様の状況で、制御部２４は、オルタネータ１０から、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８の中で蓄電率が上限閾値以上であると判定した蓄電装置へ給電される一又は複数の給電経路に設けられたスイッチをオフにする。これにより、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８の中で、蓄電率が上限閾値以上である一又は複数の蓄電装置を充電することなく、蓄電率が上限閾値未満である一又は複数の蓄電装置を充電することができる。従って、蓄電率が上限閾値以上である一又は複数の蓄電装置が過充電になることはない。制御部２４はオンオフ手段としても機能する。

制御部２４は、ステップＳ１４，Ｓ１８，Ｓ２２，Ｓ２５，Ｓ２７のいずれか１つを実行した後、電圧検出部２０が検出した電圧、又は、電流検出部２１が検出した電流に基づいて、第１蓄電装置１７の非接続又は故障を検知したか否かを判定する（ステップＳ２８）。制御部２４は、第１蓄電装置１７の非接続又は故障を検知したと判定した場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、スイッチ１１，１２，１３をオフにし（ステップＳ２９）、スイッチ１４をオンにし（ステップＳ３０）、報知部２２に指示して、第１蓄電装置１７の非接続又は故障を報知する（ステップＳ３１）。

第１蓄電装置１７の非接続又は故障が生じた場合、制御部２４はスイッチＳ２９，Ｓ３０を実行することによって、図１２に示すように、第２蓄電装置１８はスイッチ１４及びダイオードＤ２を介して第２負荷１６に給電し、第１負荷１５に給電しない。
制御部２４は、ステップＳ３１を実行した後、処理を終了する。

制御部２４は、第１蓄電装置１７の非接続又は故障を検知していないと判定した場合（Ｓ２８：ＮＯ）、電圧検出部２０が検出した電圧、又は、電流検出部２１が検出した電流に基づいて、第２蓄電装置１８の非接続又は故障を検知したか否かを判定する（ステップＳ３２）。制御部２４は、第２蓄電装置１８の非接続又は故障を検知したと判定した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、スイッチ１１から１４をオフにし（ステップＳ３３）、報知部２２に指示して、第２蓄電装置１８の非接続又は故障を報知する（ステップＳ３４）。

第２蓄電装置１８の非接続又は故障が生じた場合、制御部２４はステップＳ３３を実行することによって、図１３に示すように、第１蓄電装置１７はダイオードＤ１を介して第２負荷１６に給電し、第１負荷１５に給電しない。
制御部２４は、ステップＳ３４を実行した後、処理を終了する。

また、制御部２４は、第２蓄電装置１８の非接続又は故障を検知していないと判定した場合（Ｓ３２：ＮＯ）、処理を終了し、ステップＳ１から処理を再開する。

以上のように、制御部２４は、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８中の少なくとも１つについて、第１負荷１５及び第２負荷１６との非接続又は故障を検知した場合、スイッチ１１，１２，１３をオフにし、報知部２２は非接続又は故障を報知する。これにより、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８のいずれかに、第１負荷１５及び第２負荷１６との非接続又は故障が生じた場合、非接続又は故障を生じていない蓄電装置は、第１負荷１５に給電せず、車両の停止に必要な第２負荷１６に給電する。従って、より長く第２負荷１６に給電し続けることができ、運転者は車両をより安全に停止させることができる。また、非接続又は故障の報知によって運転者に緊急事態を認識させることができる。報知部２２は報知手段として機能する。

更に、ダイオードＤ１，Ｄ２が設けられているため、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８のいずれかに生じた故障が短絡故障であっても、非接続又は故障が生じていない蓄電装置の出力端子が短絡することはなく、第２負荷１６に確実に給電される。

（実施の形態２）
実施の形態１では、オルタネータ１０が回生電力を発生することが可能ではない場合において、第２蓄電率が下限閾値を超えているときに第２蓄電装置１８が第１負荷１５及び第２負荷１６に給電し、第２蓄電率が下限閾値以下であるときに第１蓄電装置１７が第１負荷１５及び第２負荷１６に給電する。しかしながら、オルタネータ１０が回生電力を発生することが可能ではない場合において、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８両方が第１負荷１５及び第２負荷１６に給電してもよい。

図１４から図１７は実施の形態２における制御部２４が実行する動作の手順を示すフローチャートである。実施の形態２における電源システム１の要部構成は、図１に示した実施の形態１における電源システム１と同様であるので、同様の符号を付して説明を省略する。以下では、実施の形態２における制御部２４が実行する動作を説明する。

実施の形態２における制御部２４が実行するステップＳ４１からＳ５４，Ｓ６３からＳ７８夫々は、実施の形態１における制御部２４が実行するステップＳ１からＳ１４，Ｓ１９からＳ３４と同様であるため、説明を省略する。図１８は、第１負荷１５又は第２負荷１６への給電を説明するための説明図である。図１８には、電源システム１において、電圧検出部２０、電流検出部２１、報知部２２、タイマ２３及び制御部２４を除いた構成と、電流の流れを示す矢符が示されている。

実施の形態２における制御部２４は、第２蓄電率が下限閾値を超えている場合（Ｓ５１：ＮＯ）、入力された第１蓄電率情報が示す第１蓄電率が下限閾値、例えば３０％以下であるか否かを判定する（ステップＳ５５）。制御部２４は、第１蓄電率が下限閾値以下であると判定した場合（Ｓ５５：ＹＥＳ）、オルタネータ１０に発電の停止指示を出力し（ステップＳ５６）、スイッチ１１，１２をオフにし（ステップＳ５７）、スイッチ１３，１４をオンにする（ステップＳ５８）。

第１蓄電装置１７の第１蓄電率が下限閾値以下である場合、制御部２４がステップＳ５７，Ｓ５８を実行することによって、図８に示すように、第１蓄電装置１７はダイオードＤ１を介して第２負荷１６のみに給電し、第２蓄電装置１８が第１負荷１５及び第２負荷１６に給電する。第２蓄電装置１８の電力が主に消費される。これにより、第１蓄電装置１７の過放電が防止される。
第１負荷１５には、スイッチ１４，１３を介して第２蓄電装置１８から電力が供給され、第２負荷１６には、スイッチ１４及びダイオードＤ２を介して第２蓄電装置１８から電力が供給される。

制御部２４は、回生電力を発生することが可能であると判定した場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、第１蓄電率情報及び第２蓄電率情報夫々が示す第１蓄電率及び第２蓄電率が共に上限閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５９）。制御部２４は、第１蓄電率及び第２蓄電率が共に上限閾値以上ではないと判定した場合（Ｓ５９：ＮＯ）、ステップＳ６３を実行する。
制御部２４は、第１蓄電率が下限閾値を超えている場合（Ｓ５５：ＮＯ）、又は、第１蓄電率及び第２蓄電率が共に上限閾値以上であると判定した場合（Ｓ５９：ＹＥＳ）、オルタネータ１０に発電の停止指示を出力する（ステップＳ６０）。そして、制御部２４は、スイッチ１２をオフにし（ステップＳ６１）、スイッチ１１，１３，１４をオンにする（ステップＳ６２）。

以上のように、制御部２４は、回生電力を発生することが可能ではなくて第１蓄電率及び第２蓄電率が下限閾値を超えている場合、又は、回生電力を発生することが可能であるが第１蓄電率及び第２蓄電率が共に上限閾値以上である場合、ステップＳ６１，Ｓ６２を実行する。制御部２４がステップＳ６１，Ｓ６２を実行することによって、図１８に示すように、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８から第１負荷１５及び第２負荷１６に給電される。

第１負荷１５には、スイッチ１１を介して第１蓄電装置１７から電力が供給されると共に、スイッチ１４，１３を介して第２蓄電装置１８から電力が供給される。第２負荷１６には、ダイオードＤ１を介して第１蓄電装置１７から電力が供給されると共に、スイッチ１４及びダイオードＤ２を介して第２蓄電装置１８から電力が供給される。
制御部２４は、ステップＳ５４，Ｓ５８，Ｓ６２，Ｓ６６，Ｓ６９，Ｓ７１のいずれか１つを実行した後、ステップＳ７２を実行する。

実施の形態２における制御部２４が行う他の処理は、前述したように実施の形態１における制御部２４が行う処理と同様である。従って、実施の形態２における電源システム１も、実施の形態１における電源システム１と同様の効果を奏する。

なお、実施の形態１，２において、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８夫々における第１負荷１５及び第２負荷１６との非接続又は故障を、電圧検出部２０が検出した電圧と電流検出部２１が検出した電流とに基づいて検知しなくてもよい。また、上限閾値及び下限閾値夫々は、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８夫々について異なっていてもよい。

また、第２負荷１６を第１負荷１５と同様に接続してもよい。この場合であっても、オルタネータ１０が電力を発生しているときに、実施の形態１，２と同様にスイッチ１１から１４夫々をオン／オフする。これにより、第１蓄電装置１７及び第２蓄電装置１８の中で、蓄電率が上限閾値以上である一又は複数の蓄電率を充電することなく、蓄電率が上限閾値未満である一又は複数の蓄電装置を充電することができる。

更に、電源システム１が備える蓄電装置の数は２に限定されず、３以上であってもよい。この場合、３つ目以降の蓄電装置は、第２蓄電装置１７と同様に、２つのスイッチを介して第１負荷１５に接続し、ダイオード及びスイッチを介して第２負荷１６に接続する。従って、オルタネータ１０から複数の蓄電装置夫々へ給電される複数の給電経路に各別にスイッチが設けられ、これらのスイッチは複数の給電経路夫々の接続及び遮断を行う。

また、電圧検出部２０及び電流検出部２１夫々も第２蓄電装置１７に係る電流及び電圧と同様に電流及び電圧を検出する。そして、制御部２４は、複数のスイッチを実施の形態１又は実施の形態２と同様にオン／オフすることによって、複数の蓄電装置中の特定の蓄電装置を給電することができる等の実施の形態１，２と同様の効果を奏する。

開示された実施の形態１，２は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 電源システム
１０ オルタネータ（発電機）
１１，１３ スイッチ
１５ 第１負荷
１６ 第２負荷
１７ 第１蓄電装置
１８ 第２蓄電装置
２０ 電流検出部（電流検出手段）
２１ 電圧検出部（電圧検出手段）
２２ 報知部（報知手段）
２４ 制御部（オンオフ手段、検知手段）
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード

Claims (6)

1. 発電機が発生した回生電力が第１蓄電装置及び第２蓄電装置に供給される車両用の電源システムにおいて、
   前記発電機から前記第１蓄電装置へ給電される給電経路に設けられ、該給電経路の接続及び遮断を行う第１スイッチと、
   前記発電機から前記第２蓄電装置へ給電される給電経路に設けられ、該給電経路の接続及び遮断を行う第２スイッチと、
   前記第２蓄電装置及び第２スイッチ間に接続される第３スイッチと、
   前記第１蓄電装置から前記第１スイッチを介して給電され、前記第２蓄電装置から前記第２スイッチ及び第３スイッチを介して給電される第１負荷と、
   前記第１蓄電装置及び第１スイッチ間の接続ノード、及び、前記第２スイッチ及び第３スイッチ間の接続ノードに一端が接続される第２負荷と、
   前記第１蓄電装置及び第２蓄電装置夫々の蓄電率が閾値未満であるか否かを判定する蓄電率判定手段と、
   前記発電機が回生電力を発生することが可能か否かを判定する可能判定手段と、
   前記蓄電率判定手段及び可能判定手段の判定結果に応じて、前記第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチを各別にオン又はオフにするオンオフ手段と
   を備えることを特徴とする電源システム。
2. 前記第１蓄電装置及び第２蓄電装置夫々における前記第１負荷及び第２負荷との非接続、又は、故障を検知する検知手段を備え、
   前記オンオフ手段は、該検知手段の検知結果に応じて、前記第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチを各別にオン又はオフにするように構成してあること
   を特徴とする請求項１に記載の電源システム。
3. 前記第１蓄電装置及び第２蓄電装置夫々の入出力電流を検出する電流検出手段と、
   前記第１蓄電装置及び第２蓄電装置夫々の出力電圧を検出する電圧検出手段と
   を備え、
   前記検知手段は、前記電流検出手段が検出した電流又は前記電圧検出手段が検出した電圧に基づいて前記非接続又は故障を検知するように構成してあること
   を特徴とする請求項２に記載の電源システム。
4. 前記検知手段が、前記第１蓄電装置及び第２蓄電装置中の少なくとも１つについて前記非接続又は故障を検知した場合に該非接続又は故障を報知する報知手段を備えること
   を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電源システム。
5. 前記第２負荷から前記第１蓄電装置及び第１スイッチ間の接続ノードへ電流が流れることを防止する第１ダイオードと、
   前記第２負荷から前記第２スイッチ及び第３スイッチ間の接続ノードへ電流が流れることを防止する第２ダイオードと
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の電源システム。
6. 前記第２負荷は車両の停止に必要な電気機器であること
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の電源システム。

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