JP7279302B2 - 車両の起動システム - Google Patents

Description

本開示は、車両の制御装置を車両の停止状態で起動可能とした車両の起動システムに関する。

電気自動車やプラグインハイブリッド車のように、外部電源と車両とを接続し、車両に搭載されている駆動用バッテリを充電可能な車両が知られている。この種の車両では、車両の停止（電源オフ）時においても充電を可能としたり、一時的に車両を制御するために車載充電器等の車載装置や車載スイッチから起動要求信号を出力して車両の制御装置を起動可能としている。
特許文献１には、車載充電器に充電ガンの接続により車載充電器から充電を制御する車両のコントロールユニット（制御装置）に充電開始信号（信号）を出力してコントロールユニットを起動させる充電開始信号回路（信号回路）を備えた車両の充電システムと充電システムの故障診断装置が開示されている。

特開２０１６－７１２１号公報

しかしながら、特許文献１が開示する電動車両の充電システムと故障診断装置では、故障を診断して報知することは可能であるが、例えば、充電開始信号回路が地絡等により常時通電状態となる異常が発生した場合に、充電開始信号が常時出力（オン）される状態となり、コントロールユニットを停止できなくなってしまう可能性があった。これにより、車載充電器とコントロールユニットとを接続する充電開始信号回路（信号回路）が地絡したり、車載充電器のスイッチがオン固着して充電開始信号回路が常時通電状態（充電開始信号が常時入力され続ける状態）となった場合にはコントロールユニットに電流が流れ続け、最悪の場合にはバッテリ（補機バッテリ）が過放電となり、必要なときにコントロールユニット（制御装置）を起動できない虞があった。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、車両の停止時（電源オフ時）に制御装置を起動可能な起動システムにおいて、信号回路が常時通電された状態（信号が常時入力され続ける状態）となる異常が発生した場合でも制御装置を確実に停止可能な状態とすることができる、車両の起動システムを提供することを課題とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る車両の起動システムは、車両のパワースイッチのオンで起動され、オフで停止される制御装置と、前記制御装置に電力を供給するバッテリと、前記制御装置と前記バッテリとの間に設けられ、前記バッテリから前記制御装置への電力の供給をオン、オフ可能な電源リレーと、前記制御装置のバックアップ電源回路と前記電源リレーとを繋ぐ起動回路と、前記バックアップ電源回路に信号回路を介して接続され、前記バックアップ電源回路から前記信号回路へ電流が流れるよう通電可能なスイッチと、を備え、前記スイッチがオンされた場合に、前記バックアップ電源回路から前記信号回路に電流が流れることで、前記バックアップ電源回路から前記電源リレーへ電力が供給されるよう構成された車両の起動システムであって、前記バックアップ電源回路から前記電源リレーへの電力供給を遮断可能な遮断回路を備える。

上記（１）の構成によれば、スイッチがオンされると、バックアップ電源回路、信号回路の順に電流が流れることで、バックアップ電源回路から電源リレーへ電力が供給される。これにより、バッテリから制御装置への電力の供給がオンとなる（制御装置の起動）。また、信号回路が常時通電状態（信号が常時入力され続ける状態）となる異常が発生した場合にも、バックアップ電源回路、信号回路の順に電流が流れることで、バックアップ電源回路から電源リレーへ電力が供給される。この場合にはスイッチのオフによってもバックアップ電源回路、信号回路の順に流れる電流を遮断することができないので、バッテリから制御装置への電力の供給がオンとなる状態を解消することができない。
一方、バックアップ電源回路から電源リレーへの電力供給を遮断可能な遮断回路を備えるので、信号回路が常時通電状態（信号が常時入力され続ける状態）となる異常が発生した場合にも、遮断回路によってバックアップ電源回路から電源リレーへの電力供給を遮断することができる（制御装置の停止）。
したがって、信号回路が常時通電された状態（信号が常時入力され続ける状態）となる異常が発生した場合でも制御装置を確実に停止可能な状態とすることができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記遮断回路は、前記バックアップ電源回路に設けられ、前記バックアップ電源回路から前記信号回路に流れる電流を遮断可能である。

上記（２）の構成によれば、信号回路が常時通電状態（信号が常時入力され続ける状態）となる異常が発生しても、遮断回路によってバックアップ電源回路から信号回路に流れる電流を遮断できるので、バックアップ電源回路から起動回路に流れる電流を遮断することができる。これにより、異常が原因で前記バックアップ電源回路から前記電源リレーへ供給される電力を遮断することができ、制御装置を確実に停止可能な状態とすることができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記遮断回路は、前記起動回路に設けられ、前記バックアップ電源回路から前記起動回路に流れる電流を遮断可能である。

上記（３）の構成によれば、信号回路が常時通電状態（信号が常時入力され続ける状態）となる異常が発生しても、遮断回路によってバックアップ電源回路から起動回路に流れる電流を直接遮断できるので、信号回路のどこの場所で異常（地絡）が発生しても、異常が原因で前記バックアップ電源回路から前記電源リレーへ供給される電力を確実に遮断することができる。これにより制御装置をより確実に停止可能な状態とすることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）の何れか一つの構成において、前記制御装置は、前記遮断回路で回路が遮断された後、前記パワースイッチのオフを条件に停止される。

上記（４）の構成によれば、パワースイッチがオフのときに異常が発生した場合は、遮断回路で回路を遮断した後、直ぐに制御装置を停止することができ、パワースイッチがオンのときに異常が発生した場合は、遮断回路で回路を遮断した後、パワースイッチをオフした時点で制御装置を停止することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）から（４）の何れか一つの構成において、前記バックアップ電源回路から流れる電流を監視可能なモニタ回路と、前記モニタ回路が監視する電流に基づいて前記信号回路が常時通電状態となる異常を診断可能な回路診断部と、前記回路診断部が前記異常と診断した場合に前記遮断回路で回路を遮断させる遮断回路制御部と、を備え、前記回路診断部は、前記信号回路の通電状態が所定時間以上継続していると判定した場合に、前記異常と診断する。

上記（５）の構成によれば、回路診断部は、信号回路の通電状態が所定時間以上継続していると判定した場合に異常と診断するので、回路制御部は信号回路が常時通電状態となる異常を正確に診断することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、前記遮断回路制御部は、前記遮断回路で回路を遮断させた状態で前記パワースイッチがオフからオンになった場合に、前記遮断回路に回路の遮断を復帰させる。

上記（６）の構成によれば、一旦制御装置を停止した後、パワースイッチをオフ状態からオン状態にしたときに、遮断回路によって遮断した回路が復帰されて再度異常の判定を行なうことができる。したがって、例えば、スイッチの一時的なオン固着等で異常と判定された場合であっても、パワースイッチをオフ状態からオン状態にした際に、回路を正常な状態に戻すことができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（５）又は（６）の構成において、前記回路診断部が前記異常を診断した場合にその旨を報知可能な報知部を備える。

上記（７）の構成によれば、報知部は回路診断部が異常を診断した場合にその旨の報知することができる。これにより、ユーザは信号回路が常時通電された状態となる異常、例えば、信号回路の地絡やスイッチのオン固着が発生していることを知ることができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）から（７）の何れか一つの構成において、前記スイッチが前記制御装置に対して起動要求可能な車載装置に設けられる。

上記（８）の構成によれば、バックアップ電源回路と車載装置とを接続する信号回路が常時通電された状態となる異常がある場合に、制御装置を停止可能な状態とすることができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）から（８）の何れか一つの構成において、
前記スイッチが前記制御装置に対して起動要求可能な車載スイッチである。

上記（９）の構成によれば、バックアップ電源回路と車載スイッチとを接続する信号回路が常時通電された状態となる異常がある場合に、制御装置を停止可能な状態とすることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、信号回路が常時通電された状態（信号が常時入力され続ける状態）となる異常が発生した場合でも制御装置を確実に停止可能な状態とすることができる。

本発明の一実施形態に係るＰＨＥＶ自動車に搭載される車両の起動システムを概略的に示すブロック図である。 図１に示した一実施形態に係る車両の起動システムの詳細を示す回路図である。 図２に示した車両の起動システムの起動順序を示すタイムチャートである。 本発明の一実施形態に係る車両の起動システムの故障診断及び回路遮断を可能にする構成を示すブロック図である。 図４に示した回路診断部の診断を説明するためのタイムチャートである。 図４に示した遮断回路制御部の制御内容を説明するためのフローチャートである。 図１に示した別の一実施形態に係る車両の起動システムの詳細を示す回路図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

本発明の一実施形態に係る車両の起動システムは、車両を始動、停止するパワースイッチがオフされた状態（停止時）において車載装置又は車載スイッチからの起動要求により制御装置を起動可能とした起動システムであって、車載装置又は車載スイッチと制御装置のバックアップ電源とを接続する起動要求信号回路が常時通電状態となり、バックアップ電源回路から起動要求信号回路に電流が流れ続ける異常、すなわち制御装置に起動要求信号が常時入力された状態となる異常が発生した場合に、制御装置を停止可能な状態とするができる回路構造を備えたものである。
以下の説明では、車両をプラグインハイブリッド自動車（以下「ＰＨＥＶ自動車」という）を例に説明するが、車両はＰＨＥＶ自動車に限られるものではなく、電気自動車のほか通常の自動車も含まれる。

ＰＨＥＶ自動車は、エンジン及びモータを動力源とする自動車であって、外部電源（例えば、普通充電器又は急速充電器）に接続することによって駆動用バッテリの充電が可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係るＰＨＥＶ自動車に搭載される車両の起動システム１を概略的に示すブロック図である。図２は、図１に示した車両の起動システム１の詳細を示す回路図である。
図１に示すように、ＰＨＥＶ自動車は、駆動用バッテリの充電、駆動用バッテリの管理、エンジンの管理等に用いられる各種車載装置や各種車載スイッチのほかに、これらの各種車載装置等、車両の統合的な制御に用いられる制御装置５（以下「コントロールユニット５」という）及び各種車載装置及びコントロールユニット５に電力を供給可能な補機バッテリ２１、車両を始動または停止するためのパワースイッチ２３を備えている。

コントロールユニット５は、パワースイッチ２３がオンのときに起動状態とされ、パワースイッチ２３がオフのときにスリープ状態（停止状態）とされる。
駆動用バッテリの充電、駆動用バッテリの管理、エンジンの管理等に用いられる各種車載装置には、スリープ状態（パワースイッチ２３がオフの状態）のコントロールユニット５に対して起動要求可能な各種車載装置３０が含まれる。スリープ状態のコントロールユニット５に対して起動要求可能な車載装置３０は、例えば、車載充電装置（ＯＢＣ（Ｏｎ Ｂｏａｒｄ Ｃｈａｒｇｅｒ））、エンジン制御装置（ＥＣＭ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ））、又はバッテリ管理装置（ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ））である。

スリープ状態のコントロールユニット５に対して起動要求可能な車載装置３０はスイッチ３０１を有しており、そのスイッチ３０１の一端はＰＨＥＶ自動車の車体にアースされている。車載装置３０のスイッチ３０１は、スリープ状態のコントロールユニット５に対して起動要求する場合に所定時間だけオン（起動要求信号オン）となるスイッチで構成され、所定時間が経過するとオフ（起動要求信号オフ）となる。車載装置３０は、所定の条件を満たした場合にコントロールユニット５に対して起動要求するためスイッチ３０１をオンする。そして、コントロールユニット５は、各種車載装置３０のＥＣＵによってスイッチ３０１がオンされることで起動され、各種車載装置３０に応じて各々制御を実施する。例えば、車載装置３０が車載充電器の場合は、充電給電口に充電コネクタ（充電ガン）が接続されることを条件にスイッチ３０１がオンされてコントロールユニット５が起動され、充電コネクタをロックするアクチュエータが駆動される（普通充電の場合）。例えば、車載装置３０がエンジン制御装置の場合は、給油口のオープナーの操作を検出したことを条件にスイッチ３０１がオンされてコントロールユニット５が起動され、エンジン制御装置とメータとが通信される。例えば、車載装置３０がバッテリ管理装置の場合は、バッテリ管理装置が定期的に起動されて駆動用バッテリの電池情報等からコントロールユニット５の起動が必要と判断したことを条件にスイッチ３０１がオンされてコントロールユニット５を起動され、温調制御が開始される。

駆動用バッテリの充電、駆動用バッテリの管理、エンジンの管理等に用いられる各種車載スイッチには、スリープ状態のコントロールユニット５に対して起動要求可能な各種車載スイッチ４０が含まれる。スリープ状態のコントロールユニット５に対して起動要求可能な車載スイッチ４０は、例えば、充電リッドプッシュスイッチ、充電コネクタロック解除スイッチ、又は即充電スイッチである。

スリープ状態のコントロールユニット５に対して起動要求可能な車載スイッチ４０の一端はＰＨＥＶ自動車の車体にアースされている。車載スイッチ４０は、例えば、ユーザが押下した時間だけオン（起動要求信号オン）となるスイッチで構成され、ユーザが車載スイッチ４０を押下するのをやめるとオフ（起動要求信号オフ）となる。
コントロールユニット５は、これら各種車載スイッチ４０がオンされることで起動され、オンされた各種車載スイッチ４０に応じて車両を制御する。例えば、車載スイッチ４０が充電リッドプッシュスイッチの場合は、起動されたコントロールユニット５によって充電リッドのロックが解除されるようアクチュエータが駆動される。例えば、車載スイッチ４０が充電コネクタロック解除スイッチの場合は、起動されたコントロールユニット５によって充電コネクタのロックが解除されるようアクチュエータが駆動される。例えば、車載スイッチ４０が即充電スイッチの場合は、起動されたコントロールユニット５によってタイマー予約充電がキャンセルされて即充電が可能とされる。

コントロールユニット５は、複数の外部接続端子を有している。複数の外部接続端子は、補機バッテリ２１、電源リレー２２、パワースイッチ２３、車載装置３０、車載スイッチ４０等の外部装置を接続するための端子であり、例えば、Ｋ～Ｎ，Ｐの符号によって識別可能である。

コントロールユニット５のＫの符号によって識別される端子（以下「Ｋ端子」という）には補機バッテリ２１の正極が接続され、補機バッテリ２１の負極はＰＨＥＶ自動車の車体にアースされている。したがって、補機バッテリ２１からＫ端子に電力が常時供給可能である。

コントロールユニット５のＬの符号によって識別される端子（以下「Ｌ端子」という）には、電源リレー２２のスイッチ端子の一方２２１ａが接続され、電源リレー２２のスイッチ端子の他方２２１ｂは補機バッテリ２１の正極に接続されている。したがって、電源リレー２２のスイッチ２２１がオンになると、補機バッテリ２１からＬ端子に電力が供給され、電源リレー２２のスイッチ２２１がオフになると補機バッテリ２１からＬ端子への電力供給が遮断（停止）される。

コントロールユニット５のＭの符号によって識別される端子（以下「Ｍ端子」という）には、制御電源制御回路２４の一端が接続されている。制御電源制御回路２４は、コントロールユニット５のコントロールユニット電源５２（図２参照）を制御するための回路である。制御電源制御回路２４の他端には電源リレー２２のコイル２２２の一端が接続され、電源リレー２２のコイル２２２の他端はＰＨＥＶ自動車の車体にアースされている。したがって、Ｍ端子から制御電源制御回路２４に電流が流れると、電源リレー２２のコイル２２２に電流が流れ、電源リレー２２のコイル２２２が励磁される。これにより、電源リレー２２のスイッチ２２１がオンとなり、補機バッテリ２１からＬ端子に電力が供給される。一方、Ｍ端子から制御電源制御回路２４への電流の流れが遮断（停止）されると、電源リレー２２のコイル２２２への電流の流れも遮断され、電源リレー２２のコイル２２２が脱磁される。これにより、電源リレー２２のスイッチ２２１がオフとなり、補機バッテリ２１からＬ端子への電力供給が遮断（停止）される。

コントロールユニット５のＮの符号によって識別される端子（以下「Ｎ端子」という）には、起動要求信号回路２５の一端が接続されている。起動要求信号回路２５は、スリープ状態のコントロールユニット５が起動要求信号を検出するための回路である。起動要求信号回路２５の他端は、スリープ状態のコントロールユニット５に対して起動要求可能な車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０に接続されている。したがって車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０をオフからオンにすると、Ｎ端子から起動要求信号回路２５、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０の順に電流が流れる（起動要求信号が入力（起動要求信号がオン））。

コントロールユニット５のＰの符号によって識別される端子（以下「Ｐ端子」という）には、パワースイッチ２３（ＩＧＳＷ）の一端が接続されている。パワースイッチ２３は、コントロールユニット５を起動して車両を始動させるためのスイッチである。パワースイッチ２３の他端には補機バッテリ２１の正極が接続されている。したがって、パワースイッチ２３がオフ状態からオン状態になると補機バッテリ２１からＰ端子に電力が供給され、パワースイッチ２３がオン状態からオフ状態になると補機バッテリ２１からＰ端子への電力供給が遮断（停止）される。

図２に示すように、コントロールユニット５は、その内部にバックアップ電源回路５１を含んでいる。バックアップ電源回路５１はＫ端子に接続されている。したがって、バックアップ電源回路５１は、Ｋ端子に接続された補機バッテリ２１から常時電力が供給される。これにより、パワースイッチ２３がオフ状態である等、補機バッテリ２１からＰ端子に電力が供給されない状態であっても、コントロールユニット５に内蔵された記憶装置（例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））に記憶されたデータ等は維持される。
このように補機バッテリ２１からＰ端子に電力供給がなく、バックアップ電源回路５１に電力が供給されている状態を「コントロールユニット５がスリープの状態」という。

また、バックアップ電源回路５１はコントロールユニット５のＮ端子に接続されている。したがって、バックアップ電源回路５１からＮ端子に電力供給が可能であり、車載装置３０のスイッチ又は車載スイッチ４０がオンされると、バックアップ電源回路５１からＮ端子、起動要求信号回路２５、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０の順に電流が流れる（起動要求信号が入力（起動要求信号がオン））。

コントロールユニット５は、その内部にコントロールユニット電源５２を含んでいる。コントロールユニット電源５２はＬ端子に接続されている。コントロールユニット電源５２は、電源リレー２２のスイッチ２２１がオフからオンになると補機バッテリ２１からＬ端子を介しての電力の供給が可能となり、電源リレー２２のスイッチ２２１がオンからオフになると補機バッテリ２１からＬ端子を介しての電力の供給が不能となる（電力供給が遮断される）。

コントロールユニット５は、その内部に起動回路５３を含んでいる。起動回路５３は、バックアップ電源回路５１とＭ端子（制御電源制御回路２４）とを繋ぐものである。起動回路５３の一端は、Ｍ端子（制御電源制御回路２４）に接続されている。

コントロールユニット５は、バックアップ電源回路５１と起動回路５３との間に第１のトランジスタ５４を有している。第１のトランジスタ５４のエミッタＥにはバックアップ電源回路５１が接続され、第１のトランジスタ５４のコレクタＣには起動回路５３が接続されている。また、第１のトランジスタ５４のベースＢはバックアップ電源回路５１を介してＮ端子（起動要求信号回路２５）に接続されている。

したがって、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０がオンとなり、バックアップ電源回路５１から起動要求信号回路２５（Ｎ端子）へ電流が流れる（起動要求信号が入力）と、第１のトランジスタ５４のベースＢの電位がハイレベルからローレベルに変位し、第１のトランジスタ５４のエミッタＥからコレクタＣ、起動回路５３、Ｍ端子、制御電源制御回路２４、電源リレー２２のコイル２２２の順に電流が流れ、電源リレー２２のコイル２２２が励磁される。すなわち、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０のオンで起動要求信号が入力（起動要求信号がオン）されると、バックアップ電源回路５１から第１のトランジスタ５４を介して電源リレー２２（コイル２２２）に電力が供給されることで、電源リレー２２のコイル２２２が励磁される。これにより、電源リレー２２のスイッチ２２１がオンとなり、補機バッテリ２１からコントロールユニット電源５２に電力の供給が可能となる。

さらに、コントロールユニット５は、コントロールユニット電源５２とＭ端子との間に、第２のトランジスタ５５を備えている。第２のトランジスタ５５のエミッタＥにはコントロールユニット電源５２が接続され、第２のトランジスタ５５のコレクタＣにはＭ端子が接続されている。
また、第２のトランジスタ５５のベースＢにはコントロールユニット電源５２とスイッチ５６とが接続されている。

したがって、コントロールユニット電源５２に電力が供給されている状態で、スイッチ５６がオンとなり、コントロールユニット電源５２からスイッチ５６へ電流が流れると、第２のトランジスタ５５のベースＢの電位がハイレベルからローレベルに変位し、第２のトランジスタ５５のエミッタＥからコレクタＣ、Ｍ端子、制御電源制御回路２４、電源リレー２２のコイル２２２の順に電流が流れ、補機バッテリ２１の電力で電源リレー２２のコイル２２２が励磁し続けられる。これにより、スイッチ５６がオンされている間は、電源リレー２２のスイッチ２２１がオン状態に維持されて補機バッテリ２１からコントロールユニット電源５２に電力が供給され続けてコントロールユニット５の起動が継続される。尚、スイッチ５６は、コントロールユニット５によってオン、オフが制御される。

コントロールユニット５は、その内部でＰ端子とＭ端子とが接続されている（図示せず）。したがって、パワースイッチ２３がオフ状態からオン状態になると、補機バッテリ２１からＰ端子、Ｍ端子、制御電源制御回路２４、電源リレー２２のコイル２２２の順に電流が流れ、電源リレー２２のコイル２２２が励磁される。これにより、電源リレー２２のスイッチ２２１がオンとなり、補機バッテリ２１からＬ端子に電力が供給される（コントロールユニット５の起動）。尚、コントロールユニット５が起動されるとコントロールユニット５によってスイッチ５６がオンされるので、上記説明と同様、電源リレー２２のスイッチ２２１がオン状態に維持され、パワースイッチ２３がオン状態の間は、コントロールユニット５が起動し続けられる。

一方、パワースイッチ２３がオン状態からオフ状態になると、補機バッテリ２１からＰ端子への電流の流れが遮断される。これにより、スイッチ５６をオフすることで電源リレー２２のスイッチ２２１のオフが可能、すなわち、補機バッテリ２１からＬ端子への電力供給が遮断可能（コントロールユニット５の停止（スリープ）が可能）となる。尚、パワースイッチ２３がオン状態からオフ状態になると、コントロールユニット５によってスイッチ５６がオフされるので、コントロールユニット５は停止（スリープ）する。

図３は、図２に示したコントロールユニット５がスリープ状態（パワースイッチ２３がオフ）で車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０がオンされた場合の起動システム１の起動順序を示すタイムチャートである。
図３に示すように、本発明の一実施形態に係る車両の起動システム１は、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０がオフからオンになると、バックアップ電源回路５１、第１のトランジスタ５４のエミッタＥ及びベースＢ、（Ｎ端子）、起動要求信号回路２５、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０の順に電流が流れる（コントロールユニット５において起動要求信号が検出される）。これにともない第１のトランジスタ５４のエミッタＥからコレクタＣ、起動回路５３、（Ｍ端子）、制御電源制御回路２４、電源リレー２２のコイル２２２の順に電流が流れ、電源リレー２２のコイル２２２が励磁される。これにより、電源リレー２２のスイッチ２２１がオンとなり、補機バッテリ２１からコントロールユニット電源５２に電力の供給が可能となる（コントロールユニット５の起動）。

したがって、パワースイッチ２３がオフの状態であり、コントロールユニット５がスリープの状態であっても、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０がオフからオンになることによって、補機バッテリ２１からコントロールユニット電源５２に電力の供給が可能となり、コントロールユニット５が起動する。

コントロールユニット５が起動し、補機バッテリ２１からコントロールユニット電源５２に電力の供給が可能になった状態でスイッチ５６がオフからオンに切り替わる（コントロールユニット５によってスイッチ５６がオンに切り替えられる）と、コントロールユニット電源５２から第２のトランジスタ５５のエミッタＥ及びベースＢ、第２のトランジスタ５５のコレクタＣ、（Ｍ端子）、電源リレー２２のコイル２２２の順に電流が流れる。したがって、コントロールユニット５の起動後に車載装置３０のスイッチ３０１及び車載スイッチ４０がオンからオフに切り替わり、起動回路５３に電流が流れなくなっても、電源リレー２２のコイル２２２に電流が流れ続け、電源リレー２２のコイル２２２の励磁が継続される。これにより、電源リレー２２のスイッチ２２１もオン状態を継続し、補機バッテリ２１からコントロールユニット電源５２への電力の供給を継続する（コントロールユニット５が継続して起動）。

一方、補機バッテリ２１からコントロールユニット電源５２への電力の供給を継続している状態でスイッチ５６がオンからオフに切り替わる（コントロールユニット５によってスイッチ５６がオフに切り替えられる）と、第２のトランジスタ５５のエミッタＥからコレクタＣへの電流の流れが遮断され、電源リレー２２のコイル２２２が脱磁される。これにより、電源リレー２２のスイッチ２２１がオンからオフとなり、補機バッテリ２１からコントロールユニット電源５２への電力供給が遮断される（コントロールユニット５の停止（スリープ））。

このような車両の起動システム１において、起動要求信号回路２５が常時通電状態（起動要求信号が常時入力され続ける状態）となる異常、すなわち、電源リレー２２（コイル２２２）にバックアップ電源回路５１から電力が供給され続ける異常（以下「異常Ｅｒ」という）が発生すると、電源リレー２２（スイッチ２２１）をオフできずコントロールユニット５を停止できなくなる。例えば、パワースイッチ２３がオフの状態であれば、意図せずにコントロールユニット５が起動され、コントロールユニット５を停止できなくなる。また、パワースイッチ２３がオンの状態であれば、パワースイッチ２３をオフしてもコントロールユニット５を停止できなくなる。そして、コントロールユニット５が停止できなくなると補機バッテリ２１が過放電となって車両を始動できなくなる虞があった。

ここでいう起動要求信号回路２５が常時通電状態となる（起動要求信号が常時入力され続ける状態となる）異常Ｅｒとは、例えば、起動要求信号回路２５がＰＨＥＶ自動車の車体に短絡（アース）した状態となる地絡、車載装置３０のスイッチ３０１のオン固着、又は車載スイッチ４０のオン固着等である。つまり、補機バッテリ２１の正極からバックアップ電源回路５１、起動要求信号回路２５、ＰＨＥＶ自動車の車体、補機バッテリ２１の負極の順に電流が流れ、Ｎ端子の電位がハイレベルからローレベルになっている状態である。

図４は、本発明の一実施形態に係る車両の起動システム１の故障診断、ここでは、異常Ｅｒが発生しているか否かの診断、及び診断結果に応じて、バックアップ電源回路５１から電源リレー２２のコイル２２２へ電力が供給されるのを遮断する回路遮断を可能にする構成を示すブロック図である。図５は、図４に示した回路診断部６３の診断を説明するためのタイムチャートであり、（ａ）は正常時、（ｂ）は異常時（地絡）、（ｃ）は異常時（オン固着）の状態を示す。

図２及び図４に示すように、本発明の一実施形態に係る起動システム１は、コントロールユニット５の内部に、モニタ回路６１、遮断回路６２、回路診断部６３及び遮断回路制御部６４を有している。
図２に示すように、モニタ回路６１は、例えば、バックアップ電源回路５１に接続されている。モニタ回路６１は、例えば、第１のトランジスタ５４のベースＢとＮ端子との間に接続されている。モニタ回路６１は、起動要求信号の入力状態、すなわちバックアップ電源回路５１から起動要求信号回路２５へ流れる電流の状態（通電状態）を監視可能である。ここでは、起動要求信号は、例えば、Ｎ端子の電位であり、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０がオンの場合にＮ端子の電位がハイレベルからローレベルに移行する（起動要求信号オン）。つまり、図２示す一実施形態では、モニタ回路６１は、Ｎ端子の電位（印加電圧）の変化を監視することで起動要求信号の入力状態（起動要求信号回路２５へ流れる電流の状態）を監視している。

遮断回路６２は、例えば、バックアップ電源回路５１に設けられる。遮断回路６２は、例えば、第１のトランジスタ５４のベースＢとＮ端子との間に設けられている。遮断回路６２は、例えば、バックアップ電源回路５１において直列に接続されている。遮断回路６２は、バックアップ電源回路５１において回路を遮断、すなわち起動要求信号回路２５に流れる電流の遮断が可能であり、また、遮断した回路の復帰が可能である。

遮断回路６２は、後述する遮断回路制御部６４からの回路の遮断を指示する信号（以下「回路遮断信号」という）が入力された場合に回路を遮断する一方、遮断回路制御部６４からの遮断した回路の復帰を指示する信号（以下「回路復帰信号」という）が入力された場合に遮断した回路を復帰する。

このようにすれば、バックアップ電源回路５１に設ける遮断回路６２で起動要求信号回路２５に流れる電流を遮断（起動要求信号をオフ）することができるので、バックアップ電源回路５１から起動回路５３を介して電源リレー２２（コイル２２２）へ電力が供給されるのを遮断（阻止）することができる。したがって、異常Ｅｒ（例えば、起動要求信号回路２５の地絡や、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０のオン固着等の故障）が発生しても遮断回路６２によって起動要求信号回路２５に流れる電流を遮断することでコントロールユニット５を停止可能な状態とすることができる。これによりパワースイッチ２３のオフを条件にコントロールユニット５を停止することが可能となる。
尚、ここでいう回路の遮断とは、物理的または電気的に回路を開いて遮断した状態だけでなく、例えば、電位（印加電圧）をコントロールすることで電気的に回路を遮断（印加電圧の無効化）した状態なども含む。

遮断回路６２は、例えば、回路の開閉が可能な機械的スイッチや電位（印加電圧）を強制的に変化させることで信号の無効化が可能な回路から構成される電気的スイッチで構成される。例えば、電気的スイッチは、トランジスタやロジックＩＣを一つ又は二つ以上を組み合わせたもので構成可能である。
尚、遮断回路６２は、第１のトランジスタ５４のベースＢとＮ端子との間であれば、モニタ回路６１の接続位置とＮ端子との間に設けてもよいし、第１のトランジスタ５４のベースＢとモニタ回路６１の接続位置との間に設けてもよい。

回路診断部６３は、異常Ｅｒが発生しているか否かの診断、つまり、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０のオン固着、及び、起動要求信号回路２５の地絡等により起動要求信号が常時入力され続ける異常の診断が可能である。回路診断部６３は、モニタ回路６１に接続され、回路診断部６３には、モニタ回路６１が監視する起動要求信号の状態（Ｎ端子の電位）が入力される。

図５に示すように、正常な場合（図５（ａ）参照）は、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０のオンされている期間だけ起動要求信号回路２５が通電されて起動要求信号が入力（オン）されている。
例えば、起動要求信号回路２５の地絡の場合は、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０がオフの状態であるが、起動要求信号回路２５が常時通電状態となるので起動要求信号が入力（オン）され続ける状態となっている（図５（ｂ）参照）。また、例えば、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０がオン固着した場合は、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０がオンされ続けることで起動要求信号回路２５が常時通電状態となり、起動要求信号が入力（オン）され続ける状態となっている（図５（ｃ）参照）。

そして、回路診断部６３は、起動要求信号の入力時間Ｔａ（起動要求信号回路２５の通電時間）、例えば、Ｎ端子の電位がローレベルとなる時間、が予め設定された所定時間（以下「判定時間Ｔｘ」という）未満である場合に起動要求信号回路２５及び車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０が正常であると診断し、起動要求信号の入力時間Ｔａ（起動要求信号回路２５の通電時間）が判定時間以上である場合に起動要求信号回路２５及び車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０の何れかが異常、すなわち異常Ｅｒが発生していると診断する。

判定時間Ｔｘは、起動要求信号回路２５と接続される車載装置３０や車載スイッチ４０によって適宜設定される。例えば、車載装置３０のスイッチ３０１がオンとなる設定時間及びユーザが車載スイッチ４０を通常押す時間を「スイッチオン時間Ｔｐ」とすると、車載装置３０の場合、判定時間Ｔｘは、スイッチオン時間Ｔｐよりも長い時間に設定される。また、車載スイッチ４０の場合、判定時間Ｔｘは、ユーザが車載スイッチ４０を通常押す時間よりも十分に長い時間、例えば、数十倍に設定される。

遮断回路制御部６４は、遮断回路６２を制御可能である。遮断回路制御部６４には回路診断部６３で異常Ｅｒと判定された場合に異常Ｅｒを知らせる信号（以下「異常信号」という）が入力可能である。遮断回路制御部６４は、回路診断部６３から異常信号が入力された場合に遮断回路６２に回路遮断信号を出力する。

このように、モニタ回路６１がバックアップ電源回路５１から起動要求信号回路２５に流れる電流（起動要求信号）を監視し、回路診断部６３がモニタ回路６１が監視する電流（起動要求信号の検出されている時間）に基づいて異常Ｅｒが発生しているか否かを診断する。そして、回路診断部６３が異常Ｅｒが発生していると診断した場合に、遮断回路制御部６４が遮断回路６２によってバックアップ電源回路５１の回路を遮断させることで起動要求信号回路２５に流れる電流を遮断する。

これにより、第１のトランジスタ５４のベースＢの電位がローレベルからハイレベルに変位され、第１のトランジスタ５４のエミッタＥからコレクタＣに電流が流れなくなる。この結果、バックアップ電源回路５１から起動回路５３を介して制御電源制御回路２４へ流れる電流が遮断され、バックアップ電源回路５１から電源リレー２２（コイル２２２）への電力供給が遮断（阻止）される。したがって、異常Ｅｒが発生した場合でもコントロールユニット５を停止可能な状態とさせることができる。

尚、コントロールユニット５は、遮断回路６２によって回路（電流）が遮断された後、パワースイッチ２３のオフを条件に停止される。すなわち、パワースイッチ２３がオフされている状態であれば、即座にスイッチ５６がオフされて電力の供給が停止（コントロールユニット５が停止）され、パワースイッチ２３がオンの状態であれば、パワースイッチ２３がオフされた時にスイッチ５６がオフされて電力の供給が停止（コントロールユニット５が停止）される。

また、遮断回路制御部６４にはパワースイッチ２３からスイッチのオン、オフの状態を示す状態信号（以下「パワースイッチオン信号」という）が入力可能である。遮断回路制御部６４は、遮断回路６２によって第１のトランジスタ５４のベースＢとＮ端子との間で回路が遮断されている場合において、パワースイッチ２３の状態信号がオフの状態からオンの状態とされた際、すなわち車両が停止状態から始動された際に遮断回路６２に回路の遮断を復帰させる回路復帰信号を出力する。

本発明の一実施形態に係る起動システム１は、更に、報知部６５を有している。報知部６５には異常Ｅｒが発生していることを報知可能である。報知部６５には回路診断部６３から異常信号が入力可能である。報知部６５は、回路診断部６３から異常信号が入力された場合にコンビネーションメータ等に設けられた警告灯や警告表示、ブザー等を介して異常Ｅｒの発生を報知する。

このようにすれば、回路診断部６３が異常Ｅｒの発生を診断した場合に報知部６５がその旨を報知することができる。これにより、ユーザは起動要求信号回路２５が常時通電状態となる異常Ｅｒ、すなわち、起動要求信号回路２５の地絡や、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０のオン固着（故障）により、起動要求信号が入力され続ける異常の発生を知ることができる。

図６は、図４に示した遮断回路制御部６４の制御内容を説明するためのフローチャートである。
図６に示すように、上述した遮断回路制御部６４は、回路診断部６３から異常信号が入力されると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、遮断回路６２に回路遮断信号を出力する（ステップＳ１２）。遮断回路６２に回路遮断信号が入力されると、遮断回路６２は、第１のトランジスタ５４のベースＢとＮ端子との間で回路を遮断する（ステップＳ１３）。これにより、バックアップ電源回路５１、第１のトランジスタ５４、起動回路５３、電源リレー２２のコイル２２２の順に流れる電流は遮断される。そして、パワースイッチ２３がオフの状態にある場合は、コントロールユニット５は即座に停止してスリープ状態とされ、パワースイッチ２３がオンの状態にある場合は、コントロールユニット５はパワースイッチ２３がオフされた時点で停止してスリープ状態とされる。

遮断回路６２が第１のトランジスタ５４のベースＢとＮ端子との間で回路が遮断されている場合において、コントロールユニット５が停止された後、パワースイッチ２３がオフの状態からオンの状態とされると（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、遮断回路制御部６４は遮断回路６２に回路復帰信号を出力する（ステップＳ１５）。遮断回路６２に回路復帰信号が入力されると、遮断回路６２は第１のトランジスタ５４のベースＢとＮ端子との間で遮断した回路を復帰する（ステップＳ１６）。

これにより、一旦コントロールユニット５を停止した後、パワースイッチ２３をオフ状態からオン状態にしたときに、遮断回路６２によって遮断した回路が復帰されて再度異常Ｅｒの判定を行なうことができる。したがって、例えば、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０の一時的なオン固着、また、いたずら等によって車載スイッチ４０が長時間押し続けられたことで異常Ｅｒと判定された場合であっても、パワースイッチ２３をオフ状態からオン状態にした際に、回路を正常な状態に戻すことができる。尚、異常Ｅｒが生じている場合は、上記説明したフローのとおり再度遮断回路６２によって回路が遮断される。

尚、上記で説明した図２に示す本発明の一実施形態に係る車両の起動システム１では、遮断回路６２は、バックアップ電源回路５１の第１のトランジスタ５４のベースＢとＮ端子との間に設けられているが、これに限定されるものでは無く、幾つかの実施形態では、図７に示すように起動回路５３に遮断回路６２を設けていてもよい。

図７に示す一実施形態では、遮断回路６２は、例えば、第１のトランジスタ５４のコレクタＣとＭ端子との間に設けられ、モニタ回路６１は、例えば、第１のトランジスタ５４のコレクタＣと遮断回路６２との間に接続されている。この場合、起動要求信号の状態は、例えば、第１のトランジスタ５４のコレクタＣの電位（印加電圧）であり、車載装置３０のスイッチ３０１又は車載スイッチ４０がオン（起動要求信号オン）の場合に、第１のトランジスタ５４のコレクタＣの電位がローレベルからハイレベルに移行する。つまり、ここでは、回路診断部６３は、バックアップ電源回路５１から起動回路５３に流れる電流の通電時間が判定時間Ｔｘを越えているか否かで、起動要求信号の入力時間Ｔａ（起動要求信号回路２５の通電時間）が判定時間Ｔｘを越えているか否かを判定している。
そして、遮断回路６２は、起動回路５３において回路を遮断、すなわち起動回路５３からＭ端子（制御電源制御回路２４）へ流れる電流の遮断が可能であり、また、遮断した回路の復帰が可能である。

このように遮断回路６２を起動回路５３に設けた場合、起動回路５３において回路を遮断することができるので、バックアップ電源回路５１から第１のトランジスタ５４、起動回路５３を介して制御電源制御回路２４に流れる電流を遮断することができる。これにより、バックアップ電源回路５１から電源リレー２２（コイル２２２）への電力供給を遮断（阻止）することができる。したがって、起動要求信号回路２５が常時通電状態となる異常Ｅｒが発生したとしても、コントロールユニット５を停止可能な状態とさせることができる。

以上説明したように、本発明の車両の起動システム１によれば、車載装置３０のスイッチ３０１のオン固着や車載スイッチ４０のオン固着、また起動要求信号回路２５の地絡など、起動要求信号回路が常時通電状態となって、起動要求信号が出力され続ける異常Ｅｒが発生したとしても遮断回路６２によって即座にバックアップ電源回路５１から電源リレー２２（コイル２２２）への電力の供給を遮断してコントロールユニット５を停止可能な状態とすることができるので、補機バッテリ２１が過放電となるような現象を防止することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらを適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した一実施形態においては、遮断回路による遮断は、回路遮断制御部によって制御されているが、他の幾つかの実施形態では、ユーザの手動によって行われてもよい。
また、例えば、上述の一実施形態では、コントロールユニット（制御装置）に対して一つの車載装置または車載スイッチが一つの起動要求信号回路によって接続されているが、他の幾つかの実施形態では、コントロールユニットに対して複数の車載装置や車載スイッチがそれぞれ複数の起動要求信号回路によって接続され、各々に遮断回路が設定されていてもよい。

１ 起動システム
２１ 補機バッテリ
２２ 電源リレー
２２１ スイッチ
２２１ａ，２２１ｂ スイッチ端子
２２２ コイル
２３ パワースイッチ（ＩＧＳＷ）
２４ 制御電源制御回路
２５ 起動要求信号回路（信号回路）
３０ 起動要求可能な車載装置
３０１ スイッチ
４０ 起動要求可能な車載スイッチ
５ コントロールユニット（制御装置）
５１ バックアップ電源回路
５２ コントロールユニット電源
５３ 起動回路
５４ 第１のトランジスタ
５５ 第２のトランジスタ
５６ スイッチ
６１ モニタ回路
６２ 遮断回路
６３ 回路診断部
６４ 遮断回路制御部
６５ 報知部

Claims (9)

1. 車両のパワースイッチのオンで起動され、オフで停止される制御装置と、
   前記制御装置に電力を供給するバッテリと、
   前記制御装置と前記バッテリとの間に設けられ、前記バッテリから前記制御装置への電力の供給をオン、オフ可能な電源リレーと、
   前記制御装置のバックアップ電源回路と前記電源リレーとを繋ぐ起動回路と、
   前記バックアップ電源回路に信号回路を介して接続され、前記バックアップ電源回路から前記信号回路へ電流が流れるよう通電可能なスイッチと、を備え、
   前記スイッチがオンされた場合に、前記バックアップ電源回路から前記信号回路に電流が流れることで、前記バックアップ電源回路から前記電源リレーへ電力が供給されるよう構成された車両の起動システムであって、
   前記信号回路が常時通電状態となる異常が発生した場合に、前記バックアップ電源回路から前記電源リレーへの電力供給を遮断可能な遮断回路を備える
   ことを特徴とする車両の起動システム。
2. 前記遮断回路は、前記バッテリに接続され、前記バッテリから常時電力が供給される前記バックアップ電源回路に設けられ、前記バックアップ電源回路から前記信号回路に流れる電流を遮断可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の起動システム。
3. 前記遮断回路は、前記起動回路に設けられ、前記バックアップ電源回路から前記起動回路に流れる電流を遮断可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の起動システム。
4. 前記制御装置は、前記遮断回路で回路が遮断された後、前記パワースイッチのオフを条件に停止される
   ことを特徴する請求項１から３の何れか一項に記載の車両の起動システム。
5. 前記バックアップ電源回路から流れる電流を監視可能なモニタ回路と、
   前記モニタ回路が監視する電流に基づいて前記信号回路が常時通電状態となる異常を診断可能な回路診断部と、
   前記回路診断部が前記異常と診断した場合に前記遮断回路で回路を遮断させる遮断回路制御部と、を備え、
   前記回路診断部は、前記信号回路の通電状態が所定時間以上継続していると判定した場合に、前記異常と診断する
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の車両の起動システム。
6. 前記遮断回路制御部は、前記遮断回路で回路を遮断させた状態で前記パワースイッチがオフからオンになった場合に、前記遮断回路に回路の遮断を復帰させる
   ことを特徴とする請求項５に記載の車両の起動システム。
7. 前記回路診断部が前記異常を診断した場合にその旨を報知可能な報知部を備える
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の車両の起動システム。
8. 前記スイッチが前記制御装置に対して起動要求可能な車載装置に設けられる
   ことを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の車両の起動システム。
9. 前記スイッチが前記制御装置に対して起動要求可能な車載スイッチである
   ことを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の車両の起動システム。

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