JP2013192284A - 電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】発電機と第１蓄電池と第２蓄電池を内蔵する電池ユニットとを備える電源システムにおいて、発電機及び第１蓄電池と、電池ユニットとを接続する接続線等の異常を好適に判断する。
【解決手段】電源システム８０は、発電機１０、鉛蓄電池２０、リチウムイオン蓄電池３１を内蔵する電池ユニット３０を備える。電池ユニット３０は、接続線２２を介して第１蓄電池２０が接続される接続端子３０１と、電気負荷５２に電力を供給する出力端子３０２とを備える。これら両端子はユニット内配線３０７により接続され、ユニット内配線に第１スイッチ３３が設けられている。ユニット内配線３０７とリチウムイオン蓄電池３１とは分岐線３０８により接続され、分岐線３０８に第２スイッチ３４が設けられている。ＥＣＵ４０は、接続端子３０１の電圧と、鉛蓄電池２０の起電圧と、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４の開閉状態から、接続線２２の異常を判断する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、第１蓄電池と、第２蓄電池と、これら両蓄電池を充電する発電機とを備えた電源システムに関する。

車両用の電源システムにおいて、例えば、第１蓄電池として比較的安価な鉛蓄電池を用いるとともに、第２蓄電池として鉛蓄電池に比べて充放電におけるエネルギ効率が高く、エネルギ密度の高いリチウムイオン蓄電池を用い、これら両蓄電池を、発電機に対して並列接続して設ける構成が提案されている。例えば特許文献１に開示の技術では、エンジン運転中は、鉛蓄電池と発電機とにより電気負荷（補機）に対して電力を供給するとともに、発電機により鉛蓄電池とリチウムイオン蓄電池とを充電するようにしている。また、エンジン停止中は、リチウムイオン蓄電池により電気負荷（補機）に対して電力を供給するようにしている。

特開２００７−４６５０８号公報

上記のとおり鉛蓄電池（第１蓄電池）とリチウムイオン蓄電池（第２蓄電池）とを備える電源システムでは、リチウムイオン蓄電池と、そのリチウムイオン蓄電池の電気容量等を管理する制御部とが一体にユニット化されて電池ユニットが構築されており、その電池ユニットがワイヤハーネス等の接続線（ユニット外配線）を介して鉛蓄電池及び発電機にそれぞれ接続されている。この場合、接続線に断線や地絡等の異常が生じることが懸念される。仮に上記の接続線において断線や地絡等の異常が生じると、リチウムイオン蓄電池に対する充電が実施できなくなり、リチウムイオン蓄電池から電気負荷への電力供給が意図せず実施できなくなってしまう。

また、電源システムの異常として、電池ユニット外においてワイヤハーネス等からなる接続線（ユニット外配線）で異常が生じる以外に、電池ユニットの内部で異常が生じることも考えられる。この場合、電池ユニットの内部異常であっても、やはりリチウムイオン蓄電池に対する充電が実施できなくなり、リチウムイオン蓄電池から電気負荷への電力供給が意図せず実施できなくなることが考えられる。

ここで、電源システムに何らかの異常が発生した場合において、その異常発生箇所が接続線であるのに、電池ユニットが異常であると誤判断されると、不要に電池ユニットが交換されたりメンテナンスされたりする。そのため、こうした不都合を解消する上でも、接続線の異常を判断できる構成とすることが望ましい。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、発電機と、第１蓄電池と、第２蓄電池を内蔵する電池ユニットとを備える電源システムにおいて、発電機及び第１蓄電池と、電池ユニットとを接続する接続線等の異常を好適に判断することを目的とする。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１に記載の発明は、第１蓄電池（２０）と、第２蓄電池（３１）を内蔵する電池ユニット（３０）と、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池を充電する発電機（１０）とを備え、前記電池ユニットが前記発電機及び前記第１蓄電池に接続線（２２）によりそれぞれ接続されている電源システム（８０）である。

更に、前記電池ユニットは、前記接続線が接続される接続端子（３０１）と、電気負荷（５２）が接続され、前記発電機、前記第１蓄電池、及び前記第２蓄電池の少なくともいずれかからの電力を前記電気負荷に供給する出力端子（３０２）と、前記接続端子と前記出力端子とを接続するユニット内配線（３０７）に設置され、前記接続端子と前記出力端子との間を開閉する第１スイッチ（３３）と、前記ユニット内配線において前記第１スイッチと前記出力端子との間で分岐し、前記第２蓄電池が接続される分岐線（３０８）と、前記分岐線において前記ユニット内配線と前記第２蓄電池との間に設置され、前記ユニット内配線と前記第２蓄電池との間を開閉する第２スイッチ（３４）と、前記接続端子の電圧を検出する第１電圧検出手段（３７）と、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの開閉を制御するスイッチ制御手段（３２）と、を備えており、前記第１蓄電池の起電圧を検出する第２電圧検出手段（２１）と、前記スイッチ制御手段により制御される前記各スイッチの開閉状態と、前記第１電圧検出手段及び前記第２電圧検出手段による各検出結果とに基づき前記接続線の異常を判断する異常判断手段（３２，４０）と、を備えることを特徴とする。

電池ユニットが発電機及び第１蓄電池に接続線により接続されている構成では、その接続線で断線や地絡等の異常が生じることが懸念される。この点、上記構成では、電池ユニット内における第１スイッチ及び第２スイッチの開閉状態を異常判断の条件とした。また、電池ユニットにおける接続端子の電圧と、第１蓄電池の起電圧とを各々検出し、その検出結果を異常判断に用いるようにした。接続端子の電圧は、第１蓄電池の起電圧に加えて、電池ユニット内の第１スイッチ及び第２スイッチの開閉状態に依存する。このため、第１スイッチ及び第２スイッチの開閉状態を異常判断の条件とすることにより、接続端子の電圧や第１蓄電池の起電圧についてそれらの検出値が正常値であるのか異常値であるのかを好適に判断でき、ひいては接続線において異常の有無の判断が可能となる。

電源システムの概略図である。 イグニッション信号とアクセサリ信号のタイミングチャートである。 電源システムに係る異常判断処理のフローチャートである。 キースイッチに係る異常判断処理のフローチャートである。 異常診断要求に応じて実施される電源システムに係る異常判断処理のフローチャートである。

本実施形態にかかる電源システムが搭載される車両は、内燃機関を走行駆動源とした車両であり、所定の自動停止条件を満たした場合に内燃機関を自動停止させ、所定の自動再始動条件を満たした場合に内燃機関を自動再始動させる、アイドリングストップ機能を有する。

図１に示すように、当該車両には、オルタネータ１０、鉛蓄電池２０、Ｐｂ電圧センサ２１、電池ユニット３０、ＥＣＵ４０、スタータ５１、各種の電気負荷５２〜５４、キースイッチ６０が搭載されている。電源システム８０は、オルタネータ１０、鉛蓄電池２０、Ｐｂ電圧センサ２１、電池ユニット３０、ＥＣＵ４０を含むものとして構成されている。オルタネータ１０と、鉛蓄電池２０と、電池ユニット３０とは、ワイヤハーネス等の接続線２２により接続されている。例えば、オルタネータ１０及び鉛蓄電池２０は車両のエンジン室内に設けられ、電池ユニット３０は車室内に設けられており、エンジン室と車室とを繋ぐようにして接続線２２が配設されている。

Ｐｂ電圧センサ２１は、鉛蓄電池２０の起電圧を検出し、ＥＣＵ４０に検出結果を通知する。ここで、Ｐｂ電圧センサ２１が検出する電圧を電圧Ｖ（Ｐｂ）として定義する。電池ユニット３０にはリチウムイオン蓄電池３１が内蔵されている。鉛蓄電池２０とリチウムイオン蓄電池３１とは、オルタネータ１０に対して並列に接続されている。リチウムイオン蓄電池３１は、鉛蓄電池２０と比較して、エネルギ密度の高い電池である。電池ユニット３０は、コントローラ３２を備える。コントローラ３２は、ＥＣＵ４０と通信を行い、電池ユニット３０に内蔵されるリチウムイオン蓄電池３１等の制御を行う。

ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、内燃機関において燃料噴射や点火等の制御を実施する。また、ＥＣＵ４０は、アイドリングストップ制御として、所定の自動停止条件を満たした場合に内燃機関を自動停止させ、その後所定の自動再始動条件を満たした場合にスタータ５１により内燃機関を自動再始動させる。ＥＣＵ４０は、図示しない車速センサ、ブレーキセンサ、アクセルセンサ等から得られる情報を基に、内燃機関及びオルタネータ１０等を制御し回生発電を実施する。なお、内燃機関において燃料噴射や点火等の制御を実施するエンジンＥＣＵと、アイドリングストップ制御を行うアイドリングストップＥＣＵとを別に設けてもよい。

接続線２２には始動装置としてのスタータ５１が接続されており、このスタータ５１は、内燃機関の始動時に鉛蓄電池２０から電力供給を受ける。また、電気負荷５２は例えばヘッドライトであり、リチウムイオン蓄電池３１から安定した電圧の電力を供給される。また、電気負荷５３は例えばオーディオなどのアクセサリ機器であり、後述するハイレベルのアクセサリ（ＡＣＣ）信号が電池ユニット３０に入力されている場合に電力供給される。また、電気負荷５４は、例えば内燃機関を駆動源とする空調システムの機器やメータ機器であり、後述するハイレベルのイグニッション（ＩＧ）信号が電池ユニット３０に入力されている場合に電力供給される。

電池ユニット３０は、複数のリチウムイオン単電池を有する組電池モジュール（リチウムイオン蓄電池３１）や制御基板等と、それらを収容するケース部（筺体）とを備えて構成されており、ケース部には、鉛蓄電池２０との接続に用いられるＰｂ＋端子３０１と、電気負荷５２との接続に用いられるＬｉ＋端子３０２とが設けられている。Ｐｂ＋端子３０１は、ユニット内配線３０７によりＬｉ＋端子３０２と接続されている。ユニット内配線３０７には、例えばＭＯＳＦＥＴからなる第１スイッチ３３が設けられ、第１スイッチ３３が開閉することで、Ｐｂ＋端子３０１とＬｉ＋端子３０２とが遮断状態又は通電状態となる。

また、リチウムイオン蓄電池３１は、第１スイッチ３３よりＬｉ＋端子３０２側でユニット内配線３０７からグラウンド（基準電位点）へと分岐する分岐線３０８に接続されている。分岐線３０８には、例えばＭＯＳＦＥＴからなる第２スイッチ３４が設けられ、第２スイッチ３４が開閉することで、リチウムイオン蓄電池３１とユニット内配線３０７とが遮断状態又は通電状態となる。第１スイッチ及び第２スイッチ３４はそれぞれ、コントローラ３２から出力される制御信号により開状態と閉状態とで切り替えられる。

コントローラ３２は、オルタネータ１０による回生発電の状況に関してＥＣＵ４０から情報を取得する。オルタネータ１０による回生発電が実施される場合に、コントローラ３２は、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４を閉状態とする。これにより、ユニット内配線３０７と分岐線３０８とが通電状態となり、Ｐｂ＋端子３０１とリチウムイオン蓄電池３１との接続は通電状態となる。結果、オルタネータ１０とリチウムイオン蓄電池３１とが接続され、オルタネータ１０による回生発電の電力がリチウムイオン蓄電池３１に充電される。

オルタネータ１０による回生発電が実施されていない場合に、コントローラ３２は、第１スイッチ３３を開状態とし、第２スイッチ３４を閉状態とする。この制御により、ユニット内配線３０７は遮断状態となるため、Ｐｂ＋端子３０１とリチウムイオン蓄電池３１との接続は遮断状態となる。また、分岐線３０８は通電状態となるため、Ｌｉ＋端子３０２とリチウムイオン蓄電池３１との接続は通電状態となる。結果、電気負荷５２に対する電力供給はリチウムイオン蓄電池３１のみから為されることとなる。オルタネータ１０の非回生時において、リチウムイオン蓄電池３１が電気負荷５２に対して電力を供給することで、回生充電を行う前のリチウムイオン蓄電池３１の充電電力は低い状態となり、回生充電時に効率よく充電することが可能となる。

電池ユニット３０は、リチウムイオン蓄電池３１の起電圧を検出するＬｉ電圧センサ３８を備える。Ｌｉ電圧センサ３８により検出されたリチウムイオン蓄電池３１の起電圧はコントローラ３２に入力される。ここで、Ｌｉ電圧センサ３８の検出する電圧を電圧Ｖ（Ｌｉ）として定義する。コントローラ３２は、電圧Ｖ（Ｌｉ）をＥＣＵ４０に送信する。また、Ｐｂ＋端子３０１にはＰｂ＋電圧センサ３７が接続されている。Ｐｂ＋電圧センサ３７により、接続線２２を介してオルタネータ１０や鉛蓄電池２０から電池ユニット３０に供給される電力の電圧値が検出される。Ｐｂ＋電圧センサ３７により検出される電圧値は、コントローラ３２に入力される。ここで、Ｐｂ＋電圧センサ３７により検出される電圧を電圧Ｖ（Ｐｂ＋）として定義する。コントローラ３２は、電圧Ｖ（Ｐｂ＋）をＥＣＵ４０に送信する。

その他、電池ユニット３０は、入力端子としてＡＣＣ端子３０３とＩＧ端子３０５とを有し、出力端子としてＡＣＣＯ端子３０４とＩＧＯ端子３０６とを有している。ＡＣＣ端子３０３及びＩＧ端子３０５はキースイッチ６０に接続され、ＡＣＣＯ端子３０４及びＩＧＯ端子３０６は電気負荷５３，５４にそれぞれ接続されている。

キースイッチ６０は、ＡＣＣスイッチ６１とＩＧスイッチ６２とを備える。ＡＣＣスイッチ６１とＩＧスイッチ６２とは、それぞれドライバの操作に応じて開閉され、これら各スイッチ６１，６２が閉状態になることで、ハイレベルのＡＣＣ信号とＩＧ信号とを出力するスイッチである。キースイッチ６０は、例えばキー部材（ＩＧキー）がキー孔に差し込まれた状態で、ドライバがキー部材を回動操作することにより、ＡＣＣスイッチ６１とＩＧスイッチ６２とのうちＡＣＣスイッチ６１のみがオン（閉）となる第１状態と、両スイッチ６１，６２がオン（閉）となる第２状態とが切り替えられるものであり、車両の使用開始時には、第１状態→第２状態の順に移行し、車両の使用終了時には、第１状態→第２状態の順に移行する。これにより、ＡＣＣスイッチ６１がオンになっている状態でのみ、ＩＧスイッチ６２がオンオフ操作可能になっている。

図２は、車両の走行開始に際し、ＡＣＣ信号とＩＧ信号とについてハイ／ローレベルの推移を示すタイムチャートである。図２では、ＡＣＣ信号が先にハイレベルに移行し、ＡＣＣ＝ハイの状態下でＩＧ信号がハイレベルに移行する。またその後、車両の走行終了後に、ＡＣＣ＝ハイの状態下で、ＩＧ信号が先にローレベルに移行し、その後、ＡＣＣ信号がローレベルに移行する。

ドライバの操作によりＡＣＣスイッチ６１が閉状態とされると、ハイレベルのＡＣＣ信号が電池ユニット３０のＡＣＣ端子３０３に入力される。電池ユニット３０のコントローラ３２は、ＡＣＣ端子３０３を介してハイレベルのＡＣＣ信号を受信すると、第３スイッチ３５を閉状態とし、ＡＣＣＯ端子３０４から電気負荷５３に電力を供給する。

ドライバの操作によりＩＧスイッチ６２が閉状態とされると、ハイレベルのＩＧ信号が電池ユニット３０のＩＧ端子３０５に入力される。電池ユニット３０のコントローラ３２は、ハイレベルのＩＧ信号を受信すると、第４スイッチ３６を閉状態とし、ＩＧＯ端子３０６から電気負荷５４に電力を供給する。

上記構成の電源システム８０において、想定される異常について説明する。

接続線２２は、車両のエンジン室内に設けられたオルタネータ１０及び鉛蓄電池２０と、車室内に設けられた電池ユニット３０とを接続するものであり、その接続線２２について、地絡や切断異常が生じることが考えられる。例えば、車両に搭載される装置との干渉や車両走行中の振動等の機械的接触により接続線２２が損傷すると、断線や地絡が発生する。また、接続線２２に電流が過剰に流れることで、接続線２２に設けられたヒューズが溶断したり、機械的接触や振動が生じることで、接続線２２とＰｂ＋端子３０１とを接続するコネクタが外れたりすることがある。

こうした接続線２２の地絡や切断異常について、ＥＣＵ４０は、以下の様に、Ｐｂ電圧センサ２１により検出される電圧Ｖ（Ｐｂ）、Ｐｂ＋電圧センサ３７により検出される電圧Ｖ（Ｐｂ＋）、及びＬｉ電圧センサ３８により検出される電圧Ｖ（Ｌｉ）に基づいて、接続線２２の異常の有無を判断する。

第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４が閉状態である場合において、接続線２２が正常であれば、電圧Ｖ（Ｐｂ）と、電圧Ｖ（Ｐｂ＋）と、電圧Ｖ（Ｌｉ）とは全て等しい電圧値となる。これに対し、接続線２２に切断異常が生じると、電圧Ｖ（Ｐｂ＋）と電圧Ｖ（Ｌｉ）とは等しい電圧値となるが、電圧Ｖ（Ｐｂ）と電圧Ｖ（Ｐｂ＋）とは異なる電圧値となる。つまり、鉛蓄電池２０の起電圧とリチウムイオン蓄電池３１の起電圧とは必ずしも一致しないため、Ｖ（Ｐｂ）≠Ｖ（Ｐｂ＋）となる。

要するに、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４が閉状態である場合に、電圧Ｖ（Ｐｂ）と電圧Ｖ（Ｐｂ＋）とが異なる電圧値であれば、接続線２２において断線異常が生じていると判断可能である。

また、第１スイッチ３３が開状態で、かつ第２スイッチ３４が閉状態である場合において、接続線２２が正常であれば、電圧Ｖ（Ｐｂ）と電圧Ｖ（Ｐｂ＋）とが等しい値となり、電圧Ｖ（Ｐｂ）及び電圧Ｖ（Ｐｂ＋）と、電圧Ｖ（Ｌｉ）とが異なる電圧値となる。これに対し、接続線２２に地絡が生じると、Ｐｂ＋端子３０１が接地されるため、電圧Ｖ（Ｐｂ＋）は０Ｖとなる。

要するに、第１スイッチ３３が開状態で、かつ第２スイッチ３４が閉状態である場合に、電圧Ｖ（Ｐｂ＋）が０Ｖであれば、接続線２２において地絡が生じていると判断可能である。

なお、第１スイッチ３３が開状態で、かつ第２スイッチ３４が閉状態である場合には、接続線２２に切断異常が生じると、Ｐｂ＋端子３０１はハイインピーダンスとなり電圧値が定まらない。したがって、第１スイッチ３３が開状態で、かつ第２スイッチ３４が閉状態である場合には、切断異常に関しては異常判断を行わないこととする。

また、電源システム８０の異常としては、接続線２２の異常の他に、電池ユニット３０の内部での異常が考えられる。例えば、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４のいずれかに開異常が生じることが考えられる。ここで、開異常とは、コントローラ３２がスイッチを閉状態とする信号を出力しているにも関わらず、スイッチが開状態のままとなる異常のことである。こうした各スイッチ３３，３４の開異常が生じると、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４が閉状態である場合において、電圧Ｖ（Ｐｂ＋）と電圧Ｖ（Ｌｉ）との電圧値が相違する。これにより、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４のいずれかに開異常が生じると判断できる。

ＥＣＵ４０により実施される電源システム８０の異常判断処理のフローチャートを図３に示す。ステップＳ０１において、コントローラ３２が第２スイッチ３４を閉状態とする信号を出力しているか否かを検出する。第２スイッチ３４を開状態とする信号が出力されている場合（Ｓ０１：ＮＯ）、本処理をそのまま終了する。また、第２スイッチ３４を閉状態とする信号が出力されている場合（Ｓ０１：ＹＥＳ）に、ステップＳ０２において、第１スイッチ３３を閉状態とする信号が出力されているか否かを検出する。

ステップＳ０２がＹＥＳの場合、すなわち第２スイッチ３４を閉状態とする信号が出力されており、かつ第１スイッチ３３を閉状態とする信号が出力されている場合、ステップＳ０３において、電圧Ｖ（Ｐｂ＋）と電圧Ｖ（Ｌｉ）との電圧値が等しいか否かを判断する。電圧Ｖ（Ｐｂ＋）と電圧Ｖ（Ｌｉ）との電圧値が異なる場合、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４のいずれかに開異常が生じていると判断し（Ｓ０４）、処理を終了する。

電圧Ｖ（Ｐｂ＋）と、電圧Ｖ（Ｌｉ）との電圧値が同じであると判断される場合（Ｓ０３：ＹＥＳ）、ステップＳ０５において、電圧Ｖ（Ｐｂ）と電圧Ｖ（Ｐｂ＋）との電圧値が等しいか否かを判断する。電圧Ｖ（Ｐｂ）と電圧Ｖ（Ｐｂ＋）との電圧値が等しい場合（Ｓ０５：ＹＥＳ）、処理を終了する。電圧Ｖ（Ｐｂ）と電圧Ｖ（Ｐｂ＋）との電圧値が異なる場合（Ｓ０５：ＮＯ）、接続線２２に切断異常が生じていると判断し（Ｓ０６）、処理を終了する。

ステップＳ０２がＮＯの場合、すなわち第２スイッチ３４を閉状態とする信号が出力されており、かつ第１スイッチ３３を開状態とする信号が出力されている場合、電圧Ｖ（Ｐｂ＋）が０Ｖであるか否かを判断する（Ｓ０７）。電圧Ｖ（Ｐｂ＋）が０Ｖである場合には（Ｓ０７：ＹＥＳ）、接続線２２において地絡が生じていると判断し（Ｓ０８）、処理を終了する。また、電圧Ｖ（Ｐｂ＋）が０Ｖでない場合には（Ｓ０８：ＮＯ）、処理を終了する。

走行中に異常が発生していると判断された場合、ＥＣＵ４０はインジケータ等を制御しドライバに異常を報知し退避走行を促すことで、車両走行における突然の走行停止という危険を回避することが可能である。

本実施形態の電源システム８０では、キースイッチ６０に関する異常についても診断可能となっており、これについて説明する。ここでは、ＡＣＣ信号とＩＧ信号とが図２に示す順序でハイレベル及びローレベルに移行することに基づいて、キースイッチ６０の異常診断を実施する。

ＥＣＵ４０により実施されるキースイッチ６０の異常判断に係るフローチャートを図４に示す。ステップＳ１１では、ＡＣＣ信号がローレベルであるか否かを判断し、ステップＳ１２では、ＩＧ信号がハイレベルであるか否かを判断する。この場合、ＡＣＣ信号がハイレベル、又はＩＧ信号がローレベルであれば（Ｓ１１，Ｓ１２のいずれかがＮＯ）、処理を終了する。

また、ＡＣＣ信号がローレベルであり、かつＩＧ信号がハイレベルである場合（Ｓ１１，Ｓ１２が共にＹＥＳ）、ステップＳ１３に進む。この場合、ＡＣＣ信号がローレベルであり、かつＩＧ信号がハイレベルであることは、キースイッチ６０のＡＣＣスイッチ６１が開状態でＩＧスイッチ６２が閉状態であることを意味する。ＩＧスイッチ６２が閉状態であるのは、ＡＣＣスイッチ６１が閉状態である場合に限られるため、キースイッチ６０に異常が発生していると判断する（Ｓ１３）。更に、コントローラ３２に対して、第３スイッチ３５を強制的に閉状態とする指令を出力する（Ｓ１４）。これにより、キースイッチ６０が異常となりＡＣＣ信号がローレベルのままになっていても、ＡＣＣＯ端子３０４から電気負荷５３に対し電力が供給される。

車両走行中（車両電源オン中）においては、回生発電を実施する回生状態と、回生発電を実施しない非回生状態とが各々繰り返して生じ、これら各状態での各スイッチ３３，３４の開閉状態に応じて上記の異常診断が実施されるが、本実施形態では、車両走行中以外にも異常診断の実施が可能となっている。これについて説明する。

ＥＣＵ４０には、ダイアグテスタ等の検査器具７０（外部装置）が接続可能となっており、ディーラ等における検査の際にＥＣＵ４０に検査器具７０が接続される（図１参照）。この場合、検査器具７０からの異常診断要求をＥＣＵ４０側で受け付けると、ＥＣＵ４０が電源システム８０の異常診断を実施する。

この異常診断について具体的には、ＥＣＵ４０により図５に示す処理が実施される。図５において、ステップＳ２１では、検査器具７０から異常診断要求が入っているか否かを判断する。そして、異常診断要求が入っていれば後続のステップＳ２２に進み、入っていなければ処理を終了する。

ステップＳ２２では、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４を共に閉状態とするよう、コントローラ３２に対して制御指令を出力する。この制御指令を受けて、コントローラ３２が、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４をそれぞれ閉状態とする。そしてこの状態下において、電池ユニット３０内のスイッチ異常の有無を判断するとともに（Ｓ２３）、接続線２２の切断異常の有無を判断する（Ｓ２４）。なお、ステップＳ２３，Ｓ２４の処理は、図３のステップＳ０３〜Ｓ０６に準ずる。

ステップＳ２３，Ｓ２４の各処理の終了後、ステップＳ２５では、第１スイッチ３３を開状態、第２スイッチ３４を閉状態とするよう、コントローラ３２に対して制御指令を出力する。この制御指令を受けて、コントローラ３２が、第１スイッチ３３を開状態、第２スイッチ３４を閉状態とする。そしてこの状態下において、接続線２２の地絡の有無を判断する（Ｓ２６）。なお、ステップＳ２６の処理は、図３のステップＳ０７，Ｓ０８に準ずる。

以下、本実施形態の奏する効果を述べる。

本実施形態では、電池ユニット３０内における第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４の開閉状態を異常判断の条件とした。また、電池ユニット３０におけるＰｂ＋端子３０１の電圧である電圧Ｖ（Ｐｂ＋）と、鉛蓄電池２０の起電圧である電圧Ｖ（Ｐｂ）とを各々検出し、その検出結果を異常判断に用いるようにした。電圧Ｖ（Ｐｂ＋）は、電圧Ｖ（Ｐｂ）に加えて、電池ユニット３０内の第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４の開閉状態に依存する。このため、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４の開閉状態を異常判断の条件とすることにより、電圧Ｖ（Ｐｂ＋）や電圧Ｖ（Ｐｂ）についてそれらの検出値が正常値であるのか異常値であるのかを好適に判断でき、ひいては接続線２２において異常の有無の判断が可能となる。

したがって、電源システム８０に何らかの異常が発生した場合において、その異常発生箇所が接続線２２であるか否かを判断することが可能となり、不要に電池ユニット３０が交換されたりメンテナンスされたりするといった不都合を抑制できる。

更に、回生発電状態では、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４が共に閉状態となる。この状態において、電圧Ｖ（Ｐｂ＋）と電圧Ｖ（Ｐｂ）とを比較することで切断異常の発生を好適に判断できる。また、電圧Ｖ（Ｐｂ＋）と電圧Ｖ（Ｌｉ）とを比較することで、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４の開異常の発生を好適に判断できる。

また、非回生発電状態では、第１スイッチ３３が開状態、第２スイッチ３４が閉状態となる。この状態において、電圧Ｖ（Ｐｂ＋）と接地電位（０Ｖ）とを比較することで、接続線２２における地絡の発生を好適に判断できる。

また、ディーラ等における検査の際にＥＣＵ４０に外部装置としてダイアグテスタ等の検査器具７０を接続し、検査器具７０を操作することで、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４の開閉状態を切り替えることが可能である。第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４の開閉状態の切り替えることで、切断異常、接続線２２の地絡、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４の開異常を検出することが可能となる。

また、電池ユニット３０は、キースイッチ６０の異常診断機能も有する。これにより、ＡＣＣスイッチ６１に開異常が生じている場合であっても、リチウムイオン蓄電池３１から電気負荷５３、５４への電源供給を好適に実施することができ、異常発生時のフェイル動作を実現できる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・電池ユニット３０内のコントローラ３２が異常判断を行ってもよい。具体的には、図３〜図５の各処理をコントローラ３２が実施する。この場合、電池ユニット３０が、接続線２２の異常判断機能、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４の異常判断機能、及びキースイッチ６０の異常判断機能を併せ持つ構成となる。なお、電圧Ｖ（Ｐｂ）の電圧値をＥＣＵ４０から受け取る必要がある。

・上記実施形態では、車両電源オン中であって、回生発電時において第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４が閉状態となる場合に、電池ユニット３０内のスイッチ異常の有無と、接続線２２の切断異常の有無とを判断するとともに、非回生発電時において第１スイッチ３３が開状態、第２スイッチ３４が閉状態となる場合に、接続線２２の地絡の有無を判断する構成としたが、これを変更する。例えば、回生発電時において一時的に第１スイッチ３３を開状態、第２スイッチ３４を閉状態として、接続線２２の地絡の有無を判断するようにしたり、非回生発電時において一時的に第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４を閉状態として、電池ユニット３０内のスイッチ異常の有無や、接続線２２の切断異常の有無を判断するようにしたりしてもよい。

また、車両の起動時や電源遮断時に、上記の各異常判断を実施するようにしてもよい。例えば、ＩＧスイッチ６２がオフ操作された場合に、第１スイッチ３３及び第２スイッチ３４を閉状態とする、又は、第１スイッチ３３を開状態、第２スイッチ３４を閉状態とする。

・キースイッチ６０は、ＡＣＣスイッチ６１が閉状態であることを条件として、ＩＧスイッチ６２を開状態から閉状態に制御可能なように制限されているものならばよい。例えば、キースイッチ６０は所謂リモコンエンジンスタータ等により電子的に制御操作されるものでもよい。また、第１スイッチ３３等のスイッチは、リレースイッチでもよいし、ＭＯＳＦＥＴによって構成される半導体スイッチ等でもよい。

・第１蓄電池及び第２蓄電池の具体例としては、鉛蓄電池とリチウムイオン蓄電池との組み合わせ以外でも実施可能であり、第１蓄電池及び第２蓄電池としていずれもリチウムイオン蓄電池を用いることも可能である。この場合、各々リチウムイオン蓄電池を有する２つの電池ユニットが接続線により接続され、異常診断処理では、その接続線の異常判断が実施される。ただし、コスト面からすると、第１蓄電池として鉛蓄電池を用いることが望ましい。

・電池ユニットに内蔵される第２蓄電池として、リチウムイオン蓄電池に代えて、ニッケル・カドミウム蓄電池（Ｎｉ−Ｃｄ電池）やニッケル・水素蓄電池（Ｎｉ−ＭＨ電池）等の二次電池を用いることも可能である。

１０…オルタネータ（発電機）、２０…鉛蓄電池（第１蓄電池）、２１…Ｐｂ電圧センサ（第２電圧検出手段）、２２…接続線、３０…電池ユニット、３１…リチウムイオン蓄電池（第２蓄電池）、３２…コントローラ（スイッチ制御手段，異常判断手段）、３３…第１スイッチ、３４…第２スイッチ、３７…Ｐｂ＋電圧センサ（第１電圧検出手段）、３０１…Ｐｂ＋端子（接続端子）、３０２…Ｌｉ＋端子（出力端子）、３０７…ユニット内配線、３０８…分岐線、４０…ＥＣＵ（異常判断手段）、５２…電気負荷、８０…電源システム。

Claims (7)

1. 第１蓄電池（２０）と、第２蓄電池（３１）を内蔵する電池ユニット（３０）と、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池を充電する発電機（１０）とを備え、前記電池ユニットが前記発電機及び前記第１蓄電池に接続線（２２）によりそれぞれ接続されている電源システム（８０）であって、
   前記電池ユニットは、
   前記接続線が接続される接続端子（３０１）と、
   電気負荷（５２）が接続され、前記発電機、前記第１蓄電池、及び前記第２蓄電池の少なくともいずれかからの電力を前記電気負荷に供給する出力端子（３０２）と、
   前記接続端子と前記出力端子とを接続するユニット内配線（３０７）に設置され、前記接続端子と前記出力端子との間を開閉する第１スイッチ（３３）と、
   前記ユニット内配線において前記第１スイッチと前記出力端子との間で分岐し、前記第２蓄電池が接続される分岐線（３０８）と、
   前記分岐線において前記ユニット内配線と前記第２蓄電池との間に設置され、前記ユニット内配線と前記第２蓄電池との間を開閉する第２スイッチ（３４）と、
   前記接続端子の電圧を検出する第１電圧検出手段（３７）と、
   前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの開閉を制御するスイッチ制御手段（３２）と、
   を備えており、
   前記第１蓄電池の起電圧を検出する第２電圧検出手段（２１）と、
   前記スイッチ制御手段により制御される前記各スイッチの開閉状態と、前記第１電圧検出手段及び前記第２電圧検出手段による各検出結果とに基づき前記接続線の異常を判断する異常判断手段（３２，４０）と、
   を備えることを特徴とする電源システム。
2. 前記異常判断手段は、前記スイッチ制御手段により前記第１スイッチ及び前記第２スイッチが共に閉状態に制御され、かつ、前記第１電圧検出手段により検出される前記接続端子の電圧と前記第２電圧検出手段により検出される前記第１蓄電池の起電圧とが異なる場合、前記接続線による接続の切断異常が発生していると判断することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
3. 前記異常判断手段は、前記スイッチ制御手段により前記第１スイッチが開状態、前記第２スイッチが閉状態にそれぞれ制御され、かつ、前記第１電圧検出手段により検出される前記接続端子の電圧が接地電位である場合、前記接続線において地絡が発生していると判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の電源システム。
4. 前記第１電圧検出手段は、前記接続端子と前記第１スイッチとの間における電圧を前記接続端子の電圧として検出し、
   前記電池ユニットは、前記第２スイッチと前記第２蓄電池との間における電圧を前記第２蓄電池の起電圧として検出する第３電圧検出手段を備え、
   前記異常判断手段は、前記スイッチ制御手段により前記第１スイッチ及び前記第２スイッチが共に閉状態に制御され、かつ、前記第１電圧検出手段により検出される前記接続端子の電圧と前記第３電圧検出手段により検出される前記第２蓄電池の起電圧とが異なる場合、前記電池ユニットにおいて前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのいずれかに異常が生じていると判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源システム。
5. 前記発電機は、車両の減速時に回生発電を実施し、
   前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池は、前記発電機の回生発電電力により充電されるものであり、
   前記スイッチ制御手段は、前記発電機が回生発電状態にある場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを閉状態に制御し、前記発電機が回生発電状態にない場合に、前記第１スイッチを開状態に制御するとともに前記第２スイッチを閉状態に制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電源システム。
6. 外部装置（７０）からの異常診断要求を受け付ける受付手段（４０）を備え、
   前記スイッチ制御手段は、前記受付手段が前記異常診断要求を受け付けた場合に、その異常診断要求に応じて、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの開閉を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電源システム。
7. ユーザにより操作されるキースイッチ（６０）を備え、
   前記キースイッチは、車両電源のオン／オフを切替えるメインスイッチ（６２）と、車載アクセサリ機器への電源のオン／オフを切替えるサブスイッチ（６１）と、を有し、前記サブスイッチがオンになっている状態でのみ、前記メインスイッチがオンオフ操作可能になっており、これら各スイッチが前記電池ユニットに接続されている車両に適用され、
   前記電池ユニットは、前記メインスイッチ及び前記サブスイッチからそれぞれ入力される入力信号に基づいて、前記第２蓄電池から電気負荷（５３，５４）への電力供給を制御する電力供給制御手段（３２）を有しており、
   前記メインスイッチ及び前記サブスイッチからの前記入力信号に基づいて、前記キースイッチの異常を判定する第２異常判断手段（３２，４０）を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電源システム。

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