JP2017030526A - 車両用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の始動時において適切に電力の制御を行うことができる車両用電源装置を提供する。
【解決手段】車両用電源装置１０は、第１バッテリ１２と、前記第１バッテリに接続された第１負荷群１４とを含む第１グループＧ１と、第２バッテリ１６、または前記第２バッテリおよび前記第２バッテリに接続された第２負荷群１８を含む第２グループＧ２と、内燃機関Ｅを始動させる始動装置Ｓと、キャパシタ２０とを含む第３グループＧ３と、前記第１グループと前記第２グループとの間に設けられる第１スイッチＳＷ１Ａ，ＳＷ１Ｂと、前記第２グループと前記第３グループとの間に設けられる第２スイッチＳＷ２と、前記第１グループと前記第３グループとの間に設けられる第３スイッチＳＷ３と、前記内燃機関の始動時に、前記第１スイッチをオフ、前記第２スイッチをオフ、および前記第３スイッチをオンに制御する制御部３０とを備える車両用電源装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用電源装置に関する。

従来、電気負荷が接続された主バッテリと、発電機が接続された副バッテリとが接続され、主バッテリと副バッテリとの間にスイッチを備える車両用電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−９７９０号公報

ところで、上記従来技術に係る車両用電源装置によれば、内燃機関の始動時において適切に電力の制御を行うことができない場合があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、内燃機関の始動時において適切に電力の制御を行うことができる車両用電源装置を提供することを目的の一つとする。

請求項１記載の発明は、第１バッテリ（１２）と、前記第１バッテリに接続された第１負荷群（１４、１５）とを含む第１グループ（Ｇ１、Ｇ１１）と、第２バッテリ（１６）、または前記第２バッテリおよび前記第２バッテリに接続された第２負荷群（１８）を含む第２グループ（Ｇ２、Ｇ１２）と、内燃機関（Ｅ）を始動させる始動装置（Ｓ）と、キャパシタ（２０）とを含む第３グループ（Ｇ３、Ｇ１３）と、前記第１グループと前記第２グループとの間に設けられる第１スイッチ（ＳＷ１Ａ，ＳＷ１Ｂ、ＳＷ２１）と、前記第２グループと前記第３グループとの間に設けられる第２スイッチ（ＳＷ２、ＳＷ２２Ａ，ＳＷ２２Ｂ）と、前記第１グループと前記第３グループとの間に設けられる第３スイッチ（ＳＷ３、ＳＷ２３）と、前記内燃機関の始動時に、前記第１スイッチをオフ、前記第２スイッチをオフ、および前記第３スイッチをオンに制御する制御部（３０）とを備える車両用電源装置（１０、１００）である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用電源装置であって、前記第２負荷群は、前記第１負荷群に比して起動に時間を要する車載機器、または車両の運転に関係する車載機器を制御するプロセッサである。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の車両用電源装置であって、前記第２バッテリと前記第２負荷群との間に設けられる第４スイッチ（ＳＷ４、ＳＷ２４）と、前記キャパシタと前記始動装置との間に設けられる第５スイッチ（ＳＷ５）と、を更に備え、前記制御部は、前記内燃機関を一時的に停止し、設定された条件に応じて前記内燃機関を再始動させるアイドルストップからの復帰時に、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオフ、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオン、および第５スイッチをオンに制御する。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の車両用電源装置であって、前記制御部は、車両のアイドルストップ中は、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオン、および第５スイッチをオンに制御する。

請求項５記載の発明は、請求項３または請求項４記載の車両用電源装置であって、前記制御部は、発電機（ｇ）から回生電力が出力されている場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオン、および第５スイッチをオンに制御する。

請求項６記載の発明は、請求項３から請求項５のうちいずれか１項記載の車両用電源装置であって、前記制御部は、前記内燃機関の始動または停止を要求する信号を出力するイグニッションスイッチ（４０）から停止を要求する信号が出力された場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオン、および第５スイッチをオンに制御する。

請求項７記載の発明は、請求項３から請求項６のうちいずれか１項記載の車両用電源装置であって、前記制御部は、前記キャパシタを充電する場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオン、および第５スイッチをオフに制御する。

請求項８記載の発明は、請求項３から請求項７のうちいずれか１項記載の車両用電源装置であって、前記制御部は、前記キャパシタの異常を検知した場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオン、および第５スイッチをオフに制御する。

請求項９記載の発明は、請求項３から請求項８のうちいずれか１項記載の車両用電源装置であって、前記制御部は、前記第２バッテリの異常を検知した場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオフ、および第５スイッチをオンに制御する。

請求項１０記載の発明は、請求項１または請求項２記載の車両用電源装置であって、前記制御部は、前記内燃機関を一時的に停止し、設定された条件に応じて前記内燃機関を再始動させるアイドルストップからの復帰時に、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオフ、第３スイッチをオフ、および第４スイッチをオンに制御する。

請求項１１記載の発明は、請求項１、請求項２、または請求項１０記載の車両用電源装置であって、前記制御部は、車両のアイドルストップ中は、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、および第４スイッチをオンに制御する。

請求項１２記載の発明は、請求項１、請求項２、請求項１０、または請求項１１記載の車両用電源装置であって、前記制御部は、発電機から回生電力が出力されている場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、および第４スイッチをオンに制御する。

請求項１３記載の発明は、請求項１、請求項２、または請求項１０から請求項１２のうちいずれか１項記載の車両用電源装置であって、前記制御部は、前記内燃機関の始動または停止を要求する信号を出力するイグニッションスイッチから停止を要求する信号が出力された場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、および第４スイッチをオンに制御する。

請求項１４記載の発明は、請求項１、請求項２、または請求項１０から請求項１３のうちいずれか１項記載の車両用電源装置であって、前記制御部は、前記キャパシタを充電する場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフに制御する。

請求項１、２、７および１４記載の発明によれば、制御部が、前記内燃機関の始動時に、前記第１スイッチをオフ、前記第２スイッチをオフ、および前記第３スイッチをオンに制御することにより、内燃機関の始動時において適切に電力の制御を行うことができる。

請求項３および１０記載の発明によれば、アイドルストップからの復帰時にキャパシタのみを用いて始動装置Ｓを始動させ、第１バッテリおよび第２バッテリから負荷に電流を供給することにより、始動装置の始動時に負荷に生じる電圧変動を抑制させることができる。

請求項４および１１記載の発明によれば、車両のアイドルストップ中、第２バッテリの電位は第１バッテリの電位より大きいため、第２バッテリから放電させることができ第１バッテリからの放電を抑制することができる。

請求項５および１２記載の発明によれば、回生電力を第１バッテリ、第１負荷、第２バッテリ、第２負荷、およびキャパシタに供給させることができる。

請求項６および１３記載の発明によれば、前記内燃機関の始動または停止を要求する信号を出力するイグニッションスイッチから停止を要求する信号が出力された場合、第２バッテリから第１バッテリに電流を供給するため、第１バッテリから放電させることを抑制させることができる。

請求項８記載の発明によれば、前記キャパシタの異常を検知した場合であっても、第１バッテリまたは第２バッテリから負荷や、始動装置に適切に電流を供給することができる。

請求項９記載の発明によれば、前記第２バッテリの異常を検知した場合、第１バッテリまたはキャパシタから負荷や、始動装置に適切に電流を供給することができる。

車両用電源装置１０の構成図である。 第１バッテリ１２から暗電流が放電される様子を示す図である。 イグニッションスイッチ４０オンにより実行される処理の流れを示すフローチャートである。 キャパシタ２０に充電される様子を示す図である。 イグニッションスイッチ４０オンによりにより実行されるステップＳ１２２以下の処理を示すフローチャートである。 キャパシタ２０が充電される様子を示す図である。 第１バッテリ１２と第２バッテリ１６とが導通された様子を示す図である。 始動装置Ｓを始動させる場合の電流の流れる様子を示す図である。 スタータリレー４４オンにより実行される処理の流れを示すフローチャートである。 スタータリレー４４オンにより実行されるステップＳ２２２以下の処理を示すフローチャートである。 第１バッテリ１２から始動装置Ｓに電流が供給される様子を示す図である。 第２バッテリ１６異常時に第１バッテリ１２およびキャパシタ２０から始動装置Ｓに電流が供給される様子を示す図である。 発電機ｇから各部に回生電力が供給される様子を示す図である。 回生停止およびアイドル停止時に電流が放電される様子を示す図である。 アイドル停止後再始動された場合にキャパシタ２０から電流が放電される様子を示す図である。 走行後にイグニッションスイッチ４０がオフされた場合に電流が流れる様子を示す図である。 エンジンＥの運転が停止、且つ第１バッテリ１２が欠陥の場合に電流が流れる様子を示す図である。 ラッチリレー２３がオン状態に制御された場合に電流が流れる様子を示す図である。 車両の状態とスイッチＳＷの制御との関係の一例を示す図である。 第２の実施形態の車両用電源装置１００の回路Ｃ１の構成を示す図である。 キャパシタ２０に充電される様子を示す図である。 イグニッションスイッチ４０オン後の始動装置Ｓが始動される場合の電流の流れを示す図である。 発電機ｇから各部に回生電力が供給される様子を示す図である。 第２バッテリ１６から電流が放電される様子を示す図である。 アイドル停止後再始動された場合にキャパシタ２０から電流が放電される様子を示す図である。 エンジンＥの出力を用いて走行後にイグニッションスイッチ４０がオフされた場合に電流が流れる様子を示す図である。 車両の状態とスイッチＳＷの制御との関係の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の車両用電源装置の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、車両用電源装置１０の構成図である。車両用電源装置１０は、例えば車両に搭載される。車両用電源装置１０は、例えば、回路Ｃと、制御部３０と、内燃機関（エンジンＥ）と、イグニッションスイッチ４０と、ＦＩ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４２と、スタータリレー４４と、スタータマグネットスイッチ４６と、表示部５０とを備える。車両用電源装置１０の回路Ｃは、例えば、第１バッテリ１２と、第１負荷１４と、第２バッテリ１６と、第２負荷１８と、始動装置Ｓと、発電機ｇと、キャパシタ２０と、ラッチ回路２２と、スイッチＳＷ１ＡからＳＷ４と、プリチャージ回路２６と、センサＶ１からセンサＶ３と、センサＴ１とを備える。

車両用電源装置１０の回路Ｃは、第１電気線ＥＬ１と第２電気線ＥＬ２とが形成する環状の電気線を含む。第１電気線ＥＬ１には、第１バッテリ１２と、第１負荷１４と、第２バッテリ１６と、第２負荷１８と、始動装置Ｓと、発電機ｇと、ラッチ回路２２と、キャパシタ２０と、スイッチＳＷ１ＡからＳＷ４と、プリチャージ回路２６とが接続される。

（第１グループ）
第１バッテリ１２は、例えば第１電気線ＥＬ１と第２電気線ＥＬ２との合流点Ｐ１付近に接続される。第１バッテリ１２は、例えば所定電圧（１２Ｖなど）を定格電圧とする鉛バッテリ等である。

第１負荷１４は、例えば合流点Ｐ１と、スイッチＳＷ１ＡおよびスイッチＳＷ１Ｂとの間の合流点Ｐ２に接続される。第１負荷１４は、車両に設けられたエアコンや、リア熱線、シートヒータ等の比較的に電源の起動または復帰に時間を要しない車載機器である。第１バッテリ１２と第１負荷１４とは、第１グループＧ１に含まれる。

センサＶ１は、例えば第１バッテリ１２の電圧値を検出し、検出した電圧値を制御部３０に出力する。また、車両用電源装置１０は、センサＶ１に加えて、または代えて第１バッテリ１２の温度を検出し、検出した温度を制御部３０に出力するセンサを備えてもよい。

（第２グループ）
第２バッテリ１６は、例えばスイッチＳＷ１ＡおよびスイッチＳＷ１ＢとスイッチＳＷ２との間の合流点Ｐ３に接続される。第２バッテリ１６は、第１バッテリ１２に比して充電の受け入れ速度が速いバッテリである。第２バッテリ１６は、例えばリチウムイオン電池や、リチウムイオンポリマー電池等の二次電池である。

第２負荷１８は、例えば合流点Ｐ３と同様に、スイッチＳＷ１ＡおよびスイッチＳＷ１ＢとスイッチＳＷ２との間の合流点Ｐ４に接続される。第２負荷１８は、車両に設けられたナビゲーション装置等であり、第１負荷１４に比して電源の起動または復帰に時間を要する車載機器である。第２負荷１８は、例えば電動ステアリング装置を制御するＥＣＵや、電動ブレーキ装置を制御するＥＣＵ等の車両の運転に関するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の車載機器である。第２バッテリ１６と第２負荷１８とは、第２グループＧ２に含まれる。

センサＶ２は、例えば第２バッテリの電圧を検出し、検出した電圧値を制御部３０に出力する。センサＴ１は、例えば第２バッテリの温度を検出し、検出した温度を制御部３０に出力する。

（第３グループ）
始動装置（スタータモータ）Ｓは、例えばスイッチＳＷ２とスイッチＳＷ３との間の合流点Ｐ７に接続される。始動装置Ｓは、例えば内燃機関のクランク軸（不図示）と接続されたギア機構（不図示）を有し、ギア機構を駆動させて内燃機関のクランク軸を強制的に回転させることで内燃機関を始動させる。

発電機ｇは、例えばスイッチＳＷ２とスイッチＳＷ３との間の合流点Ｐ６付近に接続される。発電機ｇは、ベルトなどを介して内燃機関のクランク軸に連結された交流発電機である。発電機ｇは、内燃機関の運転時の動力により発電することで発電電力を出力する。また、発電機ｇは、車両の減速時などにおいて車両の駆動輪（図示略）から伝達される車体の運動エネルギーを電気エネルギー（回生エネルギー）に変換して、回生電力を出力する。なお、発電機ｇは、発電および回生による交流出力を直流出力に整流する整流器（図示略）などを備えている。なお、発電機ｇは、始動装置Ｓの機能を有する始動（スタータ）機能付発電機であってもよい。

キャパシタ２０は、例えばスイッチＳＷ２とスイッチＳＷ３との間の合流点Ｐ５付近に接続される。キャパシタ２０は、例えば電気二重層コンデンサまたは電解コンデンサ、リチウムイオンキャパシタなどである。なお、始動装置Ｓ、発電機ｇ、およびキャパシタ２０は、第３グループＧ３に含まれる。

センサＶ３は、例えばキャパシタ２０の電圧値を検出し、検出した電圧値を制御部３０に出力する。また、車両用電源装置１０は、センサＶ３に加えて、または代えてキャパシタ２０の温度を検出し、検出した温度を制御部３０に出力するセンサを備えてもよい。

（スイッチＳＷ）
スイッチＳＷ１ＡおよびスイッチＳＷ１Ｂは、第１スイッチの一例である。第１スイッチがオン状態とは、スイッチＳＷ１ＡおよびスイッチＳＷ１Ｂのうちいずれかのスイッチがオン（導通）状態であることである。スイッチＳＷ１ＡおよびスイッチＳＷ１Ｂとは、例えば第１電気線ＥＬ１の第１グループＧ１と第２グループＧ２との間に接続される。スイッチＳＷ１ＡおよびスイッチＳＷ１Ｂとは、並列に接続される。スイッチＳＷ１Ａは、例えば電磁接触器等の接点である。スイッチＳＷ１Ａに用いられるスイッチは、ノーマルクローズの接点である。ノーマルクローズの接点とは、スイッチに電流がながれていない場合にオン（導通）状態を維持し、スイッチに電流がながれた場合にオフ（遮断）状態を維持する接点である。スイッチＳＷ１Ｂは、例えば電磁接触器等の接点である。ノーマルオープンの接点とは、スイッチに電流が流れた場合にオン状態を維持し、スイッチに電流が流れていない場合にオフ状態を維持する接点である。スイッチＳＷ３は、例えば第２電気線ＥＬ２に設けられる。

スイッチＳＷ２は、第２スイッチの一例である。スイッチＳＷ２は、例えば第１電気線ＥＬ１の第２グループＧ２と第３グループＧ３との間に接続される。スイッチＳＷ２は、例えば電磁接触器等の接点であって、ノーマルオープンの接点である。

スイッチＳＷ３は、第３スイッチの一例である。スイッチＳＷ３は、例えば第１電気線ＥＬ２の第１グループＧ１と第３グループＧ３との間に接続される。スイッチＳＷ３は、例えば電磁接触器等の接点であって、ノーマルオープンの接点である。また、スイッチＳＷ３は、例えば、他のスイッチＳＷ１ＡからＳＷ２、およびスイッチＳＷ４からスイッチＳＷ６に比して容量の大きい接点である。

スイッチＳＷ４は、第４スイッチの一例である。スイッチＳＷ４は、合流点Ｐ３と第２バッテリ１６との間に設けられる。スイッチＳＷ４は、例えば電磁接触器等の接点であって、ノーマルオープンの接点である。また、スイッチＳＷ４に対して並列にラッチリレー２３を含むラッチリレー回路２２が接続されている。ラッチリレー回路２２の詳細については後述する。

スイッチＳＷ５は、第５スイッチの一例である。スイッチＳＷ５は、合流点Ｐ５とキャパシタ２０との間に設けられる。スイッチＳＷ５は、例えば電磁接触器等の接点であって、ノーマルオープンの接点である。また、スイッチＳＷ５と並列にプリチャージ回路２６が接続されている。プリチャージ回路２６は、スイッチＳＷ６と抵抗Ｒとが直列に接続された回路である。スイッチＳＷ６は、例えば電磁接触器等の接点であって、ノーマルオープンの接点である。抵抗Ｒは、キャパシタ２０の抵抗値より大きい抵抗値を有する。

（その他の機器等）
制御部３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサである。制御部３０は、スイッチＳＷ１ＡからスイッチＳＷ６、および表示部５０を制御する。制御部３０が実行する処理の詳細については後述する。

内燃機関は、エンジンＥやディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の動力源である。ＦＩ−ＥＣＵ４２は、例えば、ＣＰＵなどの電子回路により構成されるＥＣＵであり、燃料供給、点火タイミングなどのエンジンＥの動作に関する各種制御を行なう。ＦＩ−ＥＣＵ１７は、運転者の操作に応じてイグニッションスイッチ４０から出力される始動要求および停止要求の信号によってエンジンＥの始動および停止を制御する。

ＦＩ−ＥＣＵ４２は、エンジンＥのアイドル停止を制御する。アイドル停止は、所定の一時停止条件の成立に応じて運転状態のエンジンＥを自動的に一時的に停止し、設定された復帰条件の成立に応じて一時停止状態のエンジンＥを自動的に再始動させる。設定された一時停止条件は、例えば、車両の車速がゼロ、アクセルペダル開度がゼロ、且つブレーキペダルスイッチがオンなどである。設定された復帰条件は、例えば、ブレーキペダルスイッチがオフ、またはアクセルペダル開度が基準以上などである。

ＦＩ−ＥＣＵ４２は、イグニッションスイッチ４０から出力される信号による始動要求またはアイドル停止の一時停止状態からの復帰要求に応じて、スタータリレー４４をオン状態に制御することによってエンジンＥを始動させる。ＦＩ−ＥＣＵ４２は、発電機ｇの発電動作を制御し、発電機ｇの発電電圧を任意に変更する。

スタータマグネットスイッチ４６は、スタータリレー４４のオン状態およびオフに応じて始動装置Ｓへの給電有無を切り替える。スタータリレー４４のオン状態およびオフはＦＩ−ＥＣＵ４２により制御される。

表示部５０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置等などである。表示部５０は、制御部３０の制御に基づいて、第１バッテリ１２や第２バッテリ１６の異常を示す情報を表示する。

第１バッテリ１２、第１負荷１４、第２バッテリ１６、第２負荷１８、キャパシタ２０、発電機ｇ、および始動装置Ｓは、それぞれ車両のボディ部材等に接続されている。また、第２バッテリ１６、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、キャパシタ２０、およびプリチャージ回路２６は、一体としてパッケージされたユニットであってもよい。

［充放電動作］
本実施の形態による車両用電源装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両用電源装置１０の動作について説明する。以下に、第１バッテリ１２、第２バッテリ１６、およびキャパシタ２０の充放電動作について説明する。

（イグニッションスイッチ４０オフ状態）
イグニッションスイッチ４０がオフ状態とは、始動装置Ｓ等のエンジンＥの起動に必要な電気負荷を起動させる前の状態である。例えばイグニッションスイッチ４０がオフの状態では、第１バッテリ１２から暗電流が放電される。暗電流は、第１負荷１４、およびスイッチＳＷ１Ａを介して第２負荷に流れる。

例えばスイッチＳＷ４がない場合や、スイッチＳＷ４がオン状態である場合、第２バッテリからの暗電流が放電されているか否かを監視し、暗電流が第２バッテリ１６から放電されているとき、暗電流を遮断する必要がある。この場合、制御部３０を起動させる必要がある。制御部３０を起動させると、第２バッテリ１６から放電される暗電流が増加し、第２バッテリ１６の燃費効率が悪化したり、劣化が進行したりする。

これに対して、本実施形態の車両用電源装置１０は、スイッチＳＷ４は開放状態であるため、第２バッテリ１６から暗電流の放電を遮断することができる。図２は、第１バッテリ１２から暗電流が放電される様子を示す図である。これにより車両用電源装置１は、第２バッテリ１６の燃費効率が悪化したり、劣化が進行したりすることを抑制することができる。

（イグニッションスイッチ４０オンの処理）
図３は、イグニッションスイッチ４０オンにより実行される処理の流れを示すフローチャートである。イグニッションスイッチ４０がオン状態とは、始動装置Ｓ等のエンジンＥの起動に必要な電気負荷を起動させたときの状態である。

まず、制御部３０は、イグニッションスイッチ４０が、オン状態にされるまで待機する（ステップＳ１００）。イグニッションスイッチ４０がオン状態にされた場合、制御部３０は、第１バッテリ１２に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。制御部３０は、例えば第１バッテリ１２が所定の電圧（１２．４［Ｖ］）以上であり、所定の電圧（１６［Ｖ］）未満であるか否かを判定する。前述した条件を満たさない場合、制御部３０は、第１バッテリ１２に異常があると判定する。ステップＳ１０２で第１バッテリ１２に異常があると判定した場合、制御部３０は、表示部５０に第１バッテリの点検を促すことを示す情報を表示させる（ステップＳ１０４）。

第１バッテリ１２に異常がないと判定した場合、制御部３０は、第２バッテリ１６に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。制御部３０は、例えば第２バッテリ１６の温度がマイナス３０度以上であり、プラス５５度以下でない場合、第２バッテリ１６に異常があると判定する。

第２バッテリ１６に異常がないと判定した場合、制御部３０は、ステップＳ１１４に処理を進める。第２バッテリ１６に異常があると判定した場合、制御部３０は、例えば第１バッテリ１２と第２バッテリ１６との接続を禁止に設定し（ステップＳ１０８）、第２バッテリ１６の充電が可能であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。制御部３０は、例えば第２バッテリ１６の容量が基準値未満であるか否かを判定し、基準値未満であると判定した場合、第２バッテリ１６の充電が可能であると判定する。

第２バッテリ１６の充電が可能であると判定した場合、制御部３０は、処理をステップＳ１１４に進める。第２バッテリ１６の充電が不可であると判定した場合、制御部３０は、表示部５０に第２バッテリ１６に異常があることを示す警告情報を表示させる（ステップＳ１１２）。

制御部３０は、キャパシタ２０に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。例えば制御部３０は、キャパシタ２０の電圧が基準電圧（例えば１［Ｖ］）以下であるか否かを判定する。キャパシタ２０に異常がないと判定した場合、制御部３０は、処理をステップＳ１２２に進める。

キャパシタ２０に異常があると判定した場合、制御部３０は、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ５をオフ状態に制御すると共に、スイッチＳＷ３、スイッチＳＷ４、およびスイッチＳＷ６をオン状態に制御してプリチャージ回路２６をオン状態にする（ステップＳ１１６）。これによりキャパシタ２０は、第１バッテリ１２から放電された電流により充電される。図４は、キャパシタ２０に充電される様子を示す図である。キャパシタ２０は低抵抗のため、キャパシタ２０と第１バッテリ１２との電位差が大きいと大電流がキャパシタ２０に流れる。プリチャージ回路２６は、キャパシタ２０より高い抵抗Ｒを設けているため、第１バッテリ１２の急激な電圧降下および劣化を抑制することができる。また、車両用電源装置１０の回路Ｃに接続されているスイッチ等の破損を抑制することができる。また、制御部３０は、スイッチＳＷ３をオン状態に制御し、第１バッテリ１２から出力される電流でキャパシタ２０を充電することにより、後述するようにキャパシタ２０の容量がゼロであるか、または回路Ｃに短絡が生じているのかを迅速に判定することができる。

なお、プリチャージ回路２６をオン状態に制御する前に、制御部３０は、例えば第１負荷１４や、第２負荷１８、始動装置Ｓ、発電機ｇの初期状態を確認し、初期状態が正常でない場合、正常でない負荷や機器の起動を制限してもよいし、車両の走行を制御してもよい。

次に、制御部３０は、キャパシタ２０の電圧が上昇したか否かを判定する（ステップＳ１１８）。キャパシタ２０の電圧が上昇していないと判定した場合、制御部３０は、キャパシタ２０に異常がある（例えば短絡している）と判定する（ステップＳ１２０）。この場合、制御部３０は、例えばキャパシタ２０に異常があることを示す情報を表示部５０に表示させる。キャパシタ２０の電圧が上昇したと判定した場合、制御部３０は、キャパシタ２０に異常がないと（例えば短絡していない）と判定し、処理をステップＳ１２２に進める。

図５は、イグニッションスイッチ４０オンによりにより実行されるステップＳ１２２以下の処理を示すフローチャートである。まず、制御部３０は、キャパシタ２０の電圧が第１電圧以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２２）。制御部３０は、例えばキャパシタ２０の電圧が６［Ｖ］以上であるか否かを判定する。キャパシタ２０の電圧が第１電圧未満である場合、制御部３０は、スイッチＳＷ３、スイッチＳＷ４、およびスイッチＳＷ５をオフ状態に制御し、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、およびスイッチＳＷ２をオン状態に制御すると共に、スイッチＳＷ６をオン状態に制御し、プリチャージ回路２６をオン状態に制御する（ステップＳ１２４）。これによりキャパシタ２０は、第１バッテリ１２から放電された電流により充電される。図６は、キャパシタ２０が充電される様子を示す図である。なお、この場合、制御部３０は、スイッチＳＷ３、およびスイッチＳＷ５をオフ状態に制御し、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ４をオン状態に制御すると共に、スイッチＳＷ６をオン状態に制御してプリチャージ回路２６をオン状態に制御してもよい。

次に、制御部３０は、キャパシタ２０が設定された電圧に到達した場合、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ６をオフ状態、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ４、およびスイッチＳＷ５をオン状態に制御する（ステップＳ１２６）。これにより第１バッテリ１２と第２バッテリ１６とが導通される。図７は、第１バッテリ１２と第２バッテリ１６とが導通された様子を示す図である。制御部３０は、第１バッテリ１２と第２バッテリ１６とを導通させ、スイッチＳＷ６をオフ状態にすることでシステム許可を行う。制御部３０は、例えば第１バッテリ１２、第２バッテリ１６、およびキャパシタ２０に異常がないため、始動装置Ｓを始動させることを許可する。このとき制御部３０が、第１バッテリ１２と第２バッテリ１６とを導通状態にすることにより、第１バッテリ１２の負荷を低減させ、第１バッテリ１２の寿命を向上させることができる。

なお、第１バッテリ１２と第２バッテリ１６とが導通後、第２バッテリ１６の容量が低下した場合、制御部３０は、スイッチＳＷ４をオフ状態にすることで、第２バッテリ１６の寿命を向上させることができる。また、制御部３０は、スイッチＳＷ４をオフ状態にした後、スイッチＳＷ５をオフ状態する。制御部３０は、キャパシタ２０と第１バッテリ１２との導通を遮断することで、キャパシタ２０の寿命を向上させることができる。

キャパシタ２０の電圧が第１電圧未満である場合、制御部３０は、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、およびスイッチＳＷ２をオフ状態に制御すると共に、スイッチＳＷ３をオン状態に制御し、スイッチＳＷ４、およびスイッチＳＷ６をオン状態に制御してプリチャージ回路２６をオン状態にする（ステップＳ１２８）。これによりキャパシタ２０は、第１バッテリ１２から放電された電流により充電される。

次に、制御部３０は、所定時間内に第１電圧以上に到達したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。所定時間内に第１電圧以上に到達しなかったと判定した場合、制御部３０は、スイッチＳＷ１ＡからスイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ４からスイッチＳＷ６をオフ状態に制御すると共に、スイッチＳＷ３をオン状態に制御して、始動装置Ｓを始動させ（ステップＳ１３２）、始動装置Ｓが始動後、処理をステップ１３６に進める。

所定時間内に第１電圧以上に到達したと判定した場合、制御部３０は、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ６をオフ状態に制御すると共に、スイッチＳＷ３からスイッチＳＷ５をオン状態に制御することで、始動装置Ｓを始動させる（ステップＳ１３４）。例えば本処理はスタータリレー４４がオンされた場合に実行される処理である。図８は、始動装置Ｓを始動させる場合の電流の流れる様子を示す図である。制御部３０は、例えばスイッチＳＷ１Ａ、およびスイッチＳＷ１Ｂをオフ状態に制御することで第１負荷１４と第２負荷１８との導通を遮断させる。これにより第１バッテリ１２の電流を始動装置Ｓに供給した場合であっても、第２負荷１８の電圧降下を抑制することができるため、ステアリングを制御するＥＣＵや、電子式のブレーキを制御するＥＣＵに影響を及ぼすことを抑制することができる。また、制御部３０は、例えばスイッチＳＷ２をオフ状態に制御することで第２バッテリ１６とキャパシタ２０との導通を遮断させ、スイッチＳＷ３をオン状態にすることで始動装置Ｓを始動させるのに十分な電流を始動装置Ｓに供給することができる。なお、キャパシタ２０の充電が十分でない場合には、スイッチＳＷ３がオン状態に制御されることで第１バッテリ１２からキャパシタ２０に電流が流れ、キャパシタ２０が充電された後（またはキャパシタ２０の充電と共に）、始動装置Ｓが始動する。

次に、始動装置Ｓが始動後、制御部３０は、スイッチＳＷ３をオフ状態に制御する（ステップＳ１３６）。これにより本フローチャートの処理は終了する。

（スタータリレー４４オンの処理の変形例）
図９は、スタータリレー４４オンにより実行される処理の流れを示すフローチャートである。本処理は、例えばイグニッションスイッチ４０のオン状態（初期状態）からスタータリレー４４のオン状態に遷移された場合の処理である。イグニッションスイッチ４０がオン状態にされることでエンジンＥの起動に必要な電気負荷が起動し、この状態（イグニッションスイッチ４０オン状態）からスタータリレー４４がオン状態にされると、ＦＩ−ＥＣＵ４２がエンジンＥを始動させるための制御を実行する。

まず、制御部３０は、スタータリレー４４が、オン状態にされるまで待機する（ステップＳ２００）。スタータリレー４４がオン状態にされた場合、制御部３０は、第１バッテリ１２に異常があるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２で第１バッテリ１２に異常があると判定した場合、制御部３０は、表示部５０に第１バッテリ１２の点検を促すことを示す情報を表示させる（ステップＳ２０４）。

第１バッテリ１２に異常がないと判定した場合、制御部３０は、第２バッテリ１６に異常があるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。第２バッテリ１６に異常がないと判定した場合、制御部３０は、ステップＳ２１４に処理を進める。第２バッテリ１６に異常があると判定した場合、制御部３０は、例えば第１バッテリ１２と第２バッテリ１６との接続を禁止に設定し（ステップＳ２０８）、第２バッテリ１６の充電が可能であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。

第２バッテリ１６の充電が可能であると判定した場合、制御部３０は、処理をステップＳ２１４に進める。第２バッテリ１６の充電が不可であると判定した場合、制御部３０は、表示部５０に第２バッテリ１６に異常があることを示す警告情報を表示させる（ステップＳ２１２）。

制御部３０は、キャパシタ２０に異常があるか否かを判定する（ステップＳ２１４）。
キャパシタ２０に異常があると判定した場合、制御部３０は、スイッチＳＷ１Ａ，スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ５をオフ状態に制御すると共に、スイッチＳＷ３、スイッチＳＷ４、およびスイッチＳＷ６をオン状態に制御してプリチャージ回路２６をオン状態にする（ステップＳ２１６；ステップＳ１１６参照）。これによりキャパシタ２０に充電がされる。

次に、制御部３０は、キャパシタ２０の電圧が上昇したか否かを判定する（ステップＳ２１８）。キャパシタ２０の電圧が上昇していないと判定した場合、制御部３０は、キャパシタ２０に異常がある（例えば短絡している）と判定する（ステップＳ２２０）。この場合、制御部３０は、例えばキャパシタ２０に異常があることを示す情報を表示部５０に表示させる。キャパシタ２０の電圧が上昇したと判定した場合、制御部３０は、キャパシタ２０に異常がないと（例えば短絡していない）と判定し、処理をステップＳ２２２に進める。

図１０は、スタータリレー４４オンにより実行されるステップＳ２２２以下の処理を示すフローチャートである。まず、制御部３０は、キャパシタ２０の電圧が第１電圧以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２２）。キャパシタ２０の電圧が第１電圧未満である場合、制御部３０は、スイッチＳＷ１Ａ，スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ５をオフ状態、スイッチＳＷ３、およびスイッチＳＷ４をオン状態に制御すると共に、スイッチＳＷ６をオン状態に制御してプリチャージ回路２６をオン状態にする（ステップＳ２２４）。これによりキャパシタ２０は、第１バッテリ１２から放電された電流により充電される。

次に、制御部３０は、所定時間内に第１電圧以上に到達したか否かを判定する（ステップＳ２２６）。所定時間内に第１電圧以上に到達しなかったと判定した場合、制御部３０は、スイッチＳＷ１ＡからスイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ４からスイッチＳＷ６をオフ状態に制御すると共に、スイッチＳＷ３をオン状態に制御して、始動装置Ｓを始動させ（ステップＳ２２８）、始動装置Ｓが始動後、処理をステップＳ２３２に進める。

ステップＳ２２２で第１電圧以上であると判定した場合、または所定時間内に第１電圧以上に到達したと判定した場合、制御部３０は、始動装置Ｓを始動させる（ステップＳ２３０）。制御部３０は、例えばスイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ６をオフ状態に制御すると共に、スイッチＳＷ３、スイッチＳＷ４、およびスイッチ５をオン状態に制御することで、始動装置Ｓを始動させる。

始動装置Ｓが始動後、制御部３０は、スイッチＳＷ３をオフ状態にする（ステップＳ２３２）。これにより本フローチャートの処理は終了する。なお、制御部３０は、ステップＳ２００からステップＳ２２０を省略し、ステップＳ２２２からステップＳ２３２の処理を実行してもよい。

（キャパシタ２０異常時の処理）
制御部３０は、キャパシタ２０に異常があると判定した場合、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ４をオン状態に制御し、スイッチＳＷ３、スイッチＳＷ５、およびスイッチＳＷ６をオフ状態に制御し、第１バッテリ１２から始動装置Ｓに電流を供給することで始動装置Ｓを始動させてもよい。図１１は、第１バッテリ１２から始動装置Ｓに電流が供給される様子を示す図である。なお、キャパシタ２０の異常時とは、キャパシタ２０が所定温度以上、または所定温度未満の場合や、電圧が所定時間内で所定値以上に上昇しない場合等である。

（第２バッテリ１６異常時の処理）
制御部３０は、第２バッテリ１６に異常があると判定した場合、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ２、およびスイッチＳＷ５をオン状態、スイッチＳＷ３、スイッチＳＷ４、およびスイッチＳＷ６をオフ状態に制御し、第１バッテリ１２およびキャパシタ２０から始動装置Ｓに電流を供給することで始動装置Ｓを始動させてもよい。図１２は、第２バッテリ１６異常時に第１バッテリ１２およびキャパシタ２０から始動装置Ｓに電流が供給される様子を示す図である。なお、キャパシタ２０の異常時とは、キャパシタ２０が所定温度以上、または所定温度未満の場合や、電圧が所定時間内で所定値以上に上昇しない場合等である。

（回生時の処理）
制御部３０は、発電機ｇにより回生電力が出力される場合、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ６をオフ状態とし、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ４、およびスイッチＳＷ５をオン状態に制御し、回生電力を第１バッテリ１２、第１負荷１４、第２バッテリ１６、第２負荷１８、およびキャパシタ２０に供給させる。図１３は、発電機ｇから各部に回生電力が供給される様子を示す図である。制御部３０は、第２バッテリ１６の充電状態が閾値以上になったか否かを判定する。第２バッテリ１６の充電状態が閾値以上になったと判定した場合、制御部３０はシステム許可を行う。制御部３０は、例えば第１負荷１４や、第２負荷１８の初期状態を確認し、初期状態が正常でない場合、正常でない負荷の起動を制限する。

（回生停止およびアイドル停止時の処理）
制御部３０は、回生停止およびアイドルが停止された場合、スイッチＳＷ３、およびスイッチＳＷ６をオフ状態、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ４、およびスイッチＳＷ５をオン状態に制御し、第２バッテリ１６から積極的に放電させる。図１４は、回生停止およびアイドル停止時に電流が放電される様子を示す図である。第２バッテリ１６の電位は第１バッテリ１２の電位より大きいため、第２バッテリ１６から放電させることで第１バッテリ１２からの放電を抑制することができる。

（アイドル停止後の再始動の処理）
制御部３０は、アイドル停止後にエンジンＥを再始動させる復帰要求がされた場合、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ３、およびスイッチＳＷ６をオフ状態、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ４、およびスイッチＳＷ５をオン状態に制御し、キャパシタ２０から始動装置Ｓに電流を供給することで始動装置Ｓを始動させる。図１５は、アイドル停止後再始動された場合にキャパシタ２０から電流が放電される様子を示す図である。制御部３０は、キャパシタ２０のみを用いて始動装置Ｓを始動させ、第１バッテリ１２および第２バッテリ１６から第１負荷１４および第２負荷１８に電流を供給させる。これにより制御部３０は、始動装置Ｓの始動時に第１負荷１４または第２負荷１８に生じる電圧変動を抑制させることができる。また、第１バッテリ１２または第２バッテリ１６に欠陥が生じた場合であっても、欠陥が生じていない第１バッテリ１２または第２バッテリ１６から第１負荷１４または第２負荷１８に電流を供給することができる。

（走行後、イグニッションスイッチ４０がオフされた場合の処理）
制御部３０は、エンジンＥの出力を用いて走行後にイグニッションスイッチ４０がオフされた場合、スイッチＳＷ３、およびスイッチＳＷ６をオフ状態、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ４、およびスイッチＳＷ５をオン状態に制御し、第２バッテリ１６から第１バッテリ１２、第１負荷１４、および第２負荷１８に電流を供給する。図１６は、走行後にイグニッションスイッチ４０がオフされた場合に電流が流れる様子を示す図である。図示する例では、例えば第１バッテリ１２に蓄積された電力が自己放電され容量が低下した状態から走行後、第１バッテリ１２の充電が十分でない状態でイグニッションスイッチ４０をオフにした場合を想定している。この場合、制御部３０は、第２バッテリ１６から第１バッテリ１２に電流を供給するため、第１バッテリ１２またはキャパシタ２０から電流を放電させることを抑制させることができる。この結果、第１バッテリ１２の劣化（サルフェーション）や、キャパシタ２０の劣化等を抑制させることができる。

（エンジンＥが停止、且つ第１バッテリ１２が欠陥の場合の処理）
制御部３０は、エンジンＥの運転が停止、且つ第１バッテリ１２が欠陥の場合、スイッチＳＷ３、およびスイッチＳＷ６をオフ状態、スイッチＳＷ１Ａ、スイッチＳＷ１Ｂ、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ４、およびスイッチＳＷ５をオン状態に制御し、第２バッテリ１６から第１負荷１４、および第２負荷１８に電流を供給する。図１７は、エンジンＥの運転が停止、且つ第１バッテリ１２が欠陥の場合に電流が様子を示す図である。これにより制御部３０は、第１バッテリ１２が欠陥した場合であっても、第２バッテリ１６から第１負荷１４または第２負荷１８に電力を供給することができる。なお、制御部３０は、スイッチＳＷ１ＡおよびスイッチＳＷ１Ｂをオフ状態に制御することで、第１負荷１４と第２バッテリ１６との導通を遮断し、第２バッテリ１６から第２負荷１８に電力を供給してもよい。この場合、制御部３０は、第２バッテリ１６の電力容量を抑制させることができる。

（ラッチリレー２３オンの処理）
制御部３０は、第１バッテリ１２が欠陥した場合、第２バッテリ１６の状態を検知する。制御部３０は、例えば第２バッテリ１６の蓄電容量が基準値以上であると判定した場合、ラッチリレー２３をオン状態に制御する。ラッチリレー２３は、通電により動作（セット）または復帰（リセット）が行われた後、通電が行われなくても直前の動作または復帰の状態が維持される回路である。図１８は、ラッチリレー２３がオン状態に制御された場合に電流が流れる様子を示す図である。これにより制御部３０は、第１バッテリ１２が欠陥した場合であっても、第１負荷１４または第２負荷１８に電力を供給することができる。なお、制御部３０は、スイッチＳＷ１ＡおよびスイッチＳＷ１Ｂをオフ状態に制御することで、第１負荷１４と第２バッテリ１６との導通を遮断し、第２バッテリ１６から第２負荷１８に電力を供給してもよい。この場合、制御部３０は、第２バッテリ１６の電力容量を抑制させることができる。また、図示するように車両用電源装置１０は、ラッチリレー２３をオン制御するためのボタンＢを備えてもよい。例えばボタンＢが運転者等により操作されると、ボタンＢからボタンＢが操作されたことを示す信号を取得した制御部３０が、ラッチリレー２３を動作させる。

上述したように制御部３０は、車両の運転状態応じて、スイッチＳＷ１ＡからスイッチＳＷ６を制御することで、第１バッテリ１２、第２バッテリ１６、およびキャパシタ２０の充放電を制御する。図１９は、車両の状態とスイッチＳＷの制御との関係の一例を示す図である。なお、第１バッテリ１２が劣化している場合や、第１バッテリ１２の容量が低下し、充電を要する場合（ジャンプスタート時）は、スイッチＳＷ１Ａをオン状態にし、スイッチＳＷ１ＢからスイッチＳＷ６をオフ状態に制御する。例えばこの状態で、外部電源と第１バッテリ１２とを電気的に接続し、外部電源から第１バッテリ１２に電力を供給することができる。

以上説明した第１の実施形態の車両用電源装置１０によれば、制御部３０が、エンジンＥの始動時に、第１バッテリ１２と、第１バッテリ１２に接続された第１負荷１４とを含む第１グループＧ１と、第２バッテリ１６および第２バッテリ１６に接続された第２負荷１８を含む第２グループＧ２との間に設けられる第１スイッチＳＷ１ＡおよびスイッチＳＷ１Ｂをオフ、第２グループＧ２とエンジンＥを始動させる始動装置Ｓと、キャパシタ２０とを含む第３グループＧ３との間に設けられる第２スイッチＳＷ２をオフ、第１グループＧ１と第３グループＧ３との間に設けられる第３スイッチＳＷ３をオンに制御することにより、エンジンＥの始動時において適切に電力の制御を行うことができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態における車両用電源装置１００は、第１の実施形態の車両用電源装置１０と回路に接続されるスイッチＳＷ等の配置が異なる。以下、第１の実施形態の車両用電源装置１０の機能構成と同様の機能構成については同様の符号を付し説明を省略し、第１の実施形態の車両用電源装置１０との相違点を中心に説明する。

図２０は、第２の実施形態の車両用電源装置１００の回路Ｃ１の構成を示す図である。車両用電源装置１００の回路Ｃ１は、例えば第１バッテリ１２と、第３負荷１５と、第２バッテリ１６と、始動装置Ｓと、キャパシタ２０と、ラッチ回路２２と、発電機ｇと、スイッチＳＷ２１と、スイッチＳＷ２２Ａと、スイッチＳＷ２３と、スイッチＳＷ２４と、プリチャージ回路２１と、センサＶ１からセンサＶ３と、センサＴ１とを備える。

車両用電源装置１００の回路Ｃ１は、第１電気線ＥＬ１と第２電気線ＥＬ２とが形成する環状の電気線を含む。第１電気線ＥＬ１には、第１バッテリ１２と、第３負荷１５と、第２バッテリ１６と、始動装置Ｓと、発電機ｇと、ラッチ回路２２と、キャパシタ２０と、スイッチＳＷ２１と、プリチャージ回路２１とが接続される。発電機ｇは、例えばスイッチＳＷ２１とスイッチＳＷ２３との間に接続される。

（第１グループ）
第１バッテリ１２は、例えば第１電気線ＥＬ１と第２電気線ＥＬ２との合流点Ｐ２１付近に接続される。第３負荷１５は、例えば合流点Ｐ２１と、スイッチＳＷ２１との間の合流点Ｐ２２に接続される。第３負荷１５は、車両に設けられたエアコンや、リア熱線、シートヒータ等の比較的に電源の起動または復帰に時間を要しない車載機器、または／および車両に設けられたナビゲーション装置等の電源の起動または復帰に第１負荷１４に比して時間を要する車載機器である。また、第３負荷１５は、例えば電動ステアリング装置を制御するＥＣＵや、電動ブレーキ装置を制御するＥＣＵ等の車両の運転に関するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の車載機器であってもよい。第１バッテリ１２と第３負荷１５とは、第１グループＧ１１に含まれる。

（第２グループ）
第２バッテリ１６は、例えばスイッチＳＷ２１とスイッチＳＷ２２Ａとの間の合流点Ｐ２３に接続される。第２バッテリ１６は、第２グループＧ１２に含まれる。

（第３グループ）
始動装置Ｓは、例えばスイッチＳＷ２２ＡとスイッチＳＷ２３との間の合流点Ｐ２５に接続される。キャパシタ２０は、例えばスイッチＳＷ２２ＡとスイッチＳＷ２３との間の合流点Ｐ２４付近に接続される。始動装置Ｓと、キャパシタ２０とは、第３グループＧ１３に含まれる。

（スイッチＳＷ等）
スイッチＳＷ２１は、第１スイッチの他の例である。スイッチＳＷ２１は、例えば第１電気線ＥＬ１の第１グループＧ１１と第２グループＧ１２との間に接続される。スイッチＳＷ２１は、例えば電磁接触器等の接点である。スイッチＳＷ２１に用いられるスイッチは、ノーマルオープンの接点である。

スイッチＳＷ２２Ａは、第２スイッチの他の例である。スイッチＳＷ２２Ａは、例えば第１電気線ＥＬ１の第２グループＧ１２と第３グループＧ１３との間に接続される。スイッチＳＷ２２Ａは、例えば電磁接触器等の接点である。スイッチＳＷ２２Ａは、例えば電磁接触器等の接点であって、ノーマルオープンの接点である。

プリチャージ回路２１は、スイッチＳＷ２２Ａに対して並列に接続される。プリチャージ回路２１は、スイッチＳＷ２２Ｂと抵抗Ｒとが直列に接続された回路である。スイッチＳＷ２２Ｂは、第２スイッチの他の例である。スイッチＳＷ２２Ｂは、例えば電磁接触器等の接点であって、ノーマルオープンの接点である。抵抗Ｒは、キャパシタ２０の抵抗値より大きい抵抗値を有する。第２のスイッチがオン状態とは、スイッチＳＷ２２ＡまたはスイッチＳＷ２２Ｂのうち、いずれかのスイッチがオン（導通）状態であることである。

スイッチＳＷ２３は、第３スイッチの他の例である。スイッチＳＷ２３は、例えば第１電気線ＥＬ２の第１グループＧ１１と第３グループＧ１３との間に接続される。スイッチＳＷ２３は、例えば電磁接触器等の接点であって、ノーマルオープンの接点である。また、スイッチＳＷ２３は、他のスイッチＳＷ２１、スイッチＳＷ２２Ａ、スイッチＳＷ２２Ｂ、およびスイッチＳＷ２４に比して容量の大きい接点である。

スイッチＳＷ２４は、第４スイッチの他の例である。スイッチＳＷ２４は、合流点Ｐ２３と第２バッテリ１６との間に設けられる。スイッチＳＷ２４は、例えば電磁接触器等の接点であって、ノーマルオープンの接点である。また、スイッチＳＷ４に対して並列にラッチリレー２３を含むラッチリレー回路２２が接続されている。

（イグニッションスイッチ４０オフ状態）
イグニッションスイッチ４０がオフ状態では、制御部３０は、全てのスイッチＳＷをオフ状態に制御する。本実施形態の車両用電源装置１００は、スイッチＳＷ２４は開放状態であるため、第２バッテリ１６から暗電流の放電を遮断することができる。

（イグニッションスイッチ４０オンの処理）
イグニッションスイッチ４０がオン状態では、制御部３０は、スイッチＳＷ２１、スイッチＳＷ２２Ｂ、およびスイッチＳＷ２４をオン状態に制御し、スイッチＳＷ２２ＡおよびスイッチＳＷ２３をオフ状態に制御し、プリチャージ回路２１をオン状態する。制御部３０は、第１バッテリ１２および第２バッテリ１６から第３負荷１５に電流を供給すると共に、キャパシタ２０に電流を供給する。これによりキャパシタ２０は、第１バッテリ１２または第２バッテリ１６からの放電により充電される。図２１は、キャパシタ２０に充電される様子を示す図である。キャパシタ２０は低抵抗のため、キャパシタ２０と第１バッテリ１２との電位差が大きいと大電流がキャパシタ２０に流れる。プリチャージ回路２１は、キャパシタ２０より高い抵抗Ｒを設けているため、第１バッテリ１２の急激な電圧降下および劣化を抑制することができる。また、車両用電源装置１０の回路Ｃ１に接続されているスイッチ等の破損を抑制することができる。

（イグニッションスイッチ４０オン後の始動装置Ｓの始動処理（初回始動時））
制御部３０は、例えばスイッチＳＷ２１、スイッチ２２Ａ、スイッチ２２ＢおよびスイッチＳＷ２４をオフ状態、スイッチＳＷ２３をオン状態に制御することで、第１バッテリ１２およびキャパシタ２０から始動装置Ｓに電流を供給し、始動装置Ｓを始動させる。図２２は、イグニッションスイッチ４０オン後の始動装置Ｓが始動される場合の電流の流れを示す図である。制御部３０は、例えばスイッチＳＷ２２Ａおよびスイッチ２２Ｂをオフ状態に制御することで第２バッテリ１６とキャパシタ２０との導通を遮断させ、スイッチＳＷ２３をオン状態にすることで始動装置Ｓを始動させるのに十分な電流を始動装置Ｓに供給する。なお、キャパシタ２０の充電が十分でない場合には、スイッチＳＷ２３がオン状態に制御されることで第１バッテリ１２からキャパシタ２０に電流が流れ、キャパシタ２０が充電された後（またはキャパシタ２０の充電と共に）、始動装置Ｓが始動する。

（回生時の処理）
制御部３０は、発電機ｇにより回生電力が出力される場合、スイッチＳＷ２２ＢおよびスイッチＳＷ２３をオフ状態とし、スイッチＳＷ２１、スイッチＳＷ２２Ａ、およびスイッチＳＷ２４をオン状態に制御し、回生電力を第１バッテリ１２、第３負荷１５、第２バッテリ１６、およびキャパシタ２０に供給させる。図２３は、発電機ｇから各部に回生電力が供給される様子を示す図である。制御部３０は、第２バッテリ１６の充電状態が閾値以上になったか否かを判定する。第２バッテリ１６の充電状態が閾値以上になったと判定した場合、制御部３０はシステム許可を行う。制御部３０は、例えば第３負荷１５の初期状態を確認し、初期状態が正常でない場合、正常でない負荷の起動を制限する。

（回生停止およびアイドル停止時の処理）
制御部３０は、回生停止およびアイドルが停止された場合、スイッチＳＷ２２Ｂ、およびスイッチＳＷ２３をオフ状態、スイッチＳＷ２１、スイッチＳＷ２２Ａ、およびスイッチＳＷ２４をオン状態に制御し、第２バッテリ１６から積極的に放電させる。図２４は、第２バッテリ１６から電流が放電される様子を示す図である。第２バッテリ１６の電位は第１バッテリ１２の電位より大きいため、第２バッテリ１６から放電させることで第１バッテリ１２からの放電を抑制することができる。

（アイドル停止後の再始動の処理）
制御部３０は、アイドル停止後にエンジンＥを再始動させる復帰要求がされた場合、スイッチＳＷ２２Ａ、スイッチＳＷ２２Ｂ、およびスイッチＳＷ２３をオフ状態、スイッチＳＷ２１、およびスイッチＳＷ２４をオン状態に制御し、キャパシタ２０から始動装置Ｓに電流を供給することで始動装置Ｓを始動させる。図２５は、アイドル停止後再始動された場合にキャパシタ２０から電流が放電される様子を示す図である。制御部３０は、キャパシタ２０のみを用いて始動装置Ｓを始動させ、第１バッテリ１２および第２バッテリ１６から第３負荷１５に電流を供給させる。これにより制御部３０は、始動装置Ｓの始動時に第３負荷１５に生じる電圧変動を抑制させることができる。また、第１バッテリ１２または第２バッテリ１６に欠陥が生じた場合であっても、欠陥が生じていない第１バッテリ１２または第２バッテリ１６から第３負荷１５に電流を供給することができる。

（走行後、イグニッションスイッチ４０がオフされた場合の処理）
制御部３０は、エンジンＥの出力を用いて走行後にイグニッションスイッチ４０がオフされた場合、スイッチＳＷ２２Ｂ、およびスイッチＳＷ２３をオフ状態、スイッチＳＷ２１、スイッチＳＷ２２Ａ、およびスイッチＳＷ２４をオン状態に制御し、第２バッテリ１６から第１バッテリ１２、第３負荷１５に電流を供給する。図２６は、エンジンＥの出力を用いて走行後にイグニッションスイッチ４０がオフされた場合に電流が流れる様子を示す図である。図示する例では、例えば第１バッテリ１２に蓄積された電力が自己放電され容量が低下した状態から走行後、第１バッテリ１２の充電が十分でない状態でイグニッションスイッチ４０をオフにした場合を想定している。この場合、制御部３０は、第２バッテリ１６から第１バッテリ１２に電流を供給するため、第１バッテリ１２またはキャパシタ２０から電流を放電させることを抑制させることができる。この結果、第１バッテリ１２の劣化（サルフェーション）や、キャパシタ２０の劣化等を抑制させることができる。

上述したように制御部３０は、車両の運転状態応じて、スイッチＳＷ１ＡからスイッチＳＷ６を制御することで、第１バッテリ１２、第２バッテリ１６、およびキャパシタ２０の充放電を制御する。図２７は、車両の状態とスイッチＳＷの制御との関係の一例を示す図である。なお、第１バッテリ１２が劣化している場合や、第１バッテリ１２の容量が低下し、充電を要する場合は、スイッチＳＷ２１からスイッチＳＷ２４をオフ状態に制御する。例えば、この状態で、外部電源と第１バッテリ１２とを電気的に接続し、外部電源から第１バッテリ１２に電力を供給することができる。

なお、第２の実施形態の車両用電源装置１００では、第３負荷１５を備えるものとして説明したが、第３負荷１５に代えて第１負荷１４を備え、更に合流点Ｐ２３とスイッチＳＷ２２Ａとの間の合流点に第２バッテリ１６が接続されてもよい。

以上説明した第２の実施形態の車両用電源装置１０によれば、制御部３０が、エンジンＥの始動時に、第１バッテリ１２と、第１バッテリ１２に接続された第１負荷１４とを含む第１グループＧ１１と、第２バッテリ１６を含む第２グループＧ１２との間に設けられる第１スイッチＳＷ２１をオフ、第２グループＧ１２とエンジンＥを始動させる始動装置Ｓと、キャパシタ２０とを含む第３グループＧ１３との間に設けられる第２スイッチＳＷ２２Ａ、２２Ｂをオフ、第１グループＧ１１と第３グループＧ１３との間に設けられる第３スイッチＳＷ２３をオンに制御することにより、エンジンＥの始動時において適切に電力の制御を行うことができる。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１０…車両用電源装置
１２…第１バッテリ
１４…第１負荷
１５…第３負荷
１６…第２バッテリ
１８…第２負荷
２０…キャパシタ
３０…制御部
４０…イグニッションスイッチ
Ｇ１、Ｇ１１…第１グループ
Ｇ２、Ｇ１２…第２グループ
Ｇ３、Ｇ１３…第３グループ
Ｅ…内燃機関
ｇ…発電機
Ｓ…始動装置
ＳＷ１Ａ，ＳＷ１Ｂ、ＳＷ２１…スイッチ（第１スイッチ）
ＳＷ２、ＳＷ２２Ａ，ＳＷ２２Ｂ…スイッチ（第２スイッチ）
ＳＷ３、ＳＷ２３…スイッチ（第３スイッチ）
ＳＷ４、ＳＷ２４…スイッチ（第４スイッチ）
ＳＷ５…スイッチ（第５スイッチ）

Claims (14)

1. 第１バッテリと、前記第１バッテリに接続された第１負荷群とを含む第１グループと、
   第２バッテリ、または前記第２バッテリおよび前記第２バッテリに接続された第２負荷群を含む第２グループと、
   内燃機関を始動させる始動装置と、キャパシタとを含む第３グループと、
   前記第１グループと前記第２グループとの間に設けられる第１スイッチと、
   前記第２グループと前記第３グループとの間に設けられる第２スイッチと、
   前記第１グループと前記第３グループとの間に設けられる第３スイッチと、
   前記内燃機関の始動時に、前記第１スイッチをオフ、前記第２スイッチをオフ、および前記第３スイッチをオンに制御する制御部と、
   を備える車両用電源装置。
2. 前記第２負荷群は、前記第１負荷群に比して起動に時間を要する車載機器、または車両の運転に関係する車載機器を制御するプロセッサである、
   請求項１記載の車両用電源装置。
3. 前記第２バッテリと前記第２負荷群との間に設けられる第４スイッチと、
   前記キャパシタと前記始動装置との間に設けられる第５スイッチと、を更に備え、
   前記制御部は、前記内燃機関を一時的に停止し、設定された条件に応じて前記内燃機関を再始動させるアイドルストップからの復帰時に、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオフ、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオン、および第５スイッチをオンに制御する、
   請求項１または請求項２記載の車両用電源装置。
4. 前記制御部は、車両のアイドルストップ中は、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオン、および第５スイッチをオンに制御する、
   請求項３記載の車両用電源装置。
5. 前記制御部は、発電機から回生電力が出力されている場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオン、および第５スイッチをオンに制御する、
   請求項３または請求項４記載の車両用電源装置。
6. 前記制御部は、前記内燃機関の始動または停止を要求する信号を出力するイグニッションスイッチから停止を要求する信号が出力された場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオン、および第５スイッチをオンに制御する、
   請求項３から請求項５のうちいずれか１項記載の車両用電源装置。
7. 前記制御部は、前記キャパシタを充電する場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオン、および第５スイッチをオフに制御する、
   請求項３から請求項６のうちいずれか１項記載の車両用電源装置。
8. 前記制御部は、前記キャパシタの異常を検知した場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオン、および第５スイッチをオフに制御する、
   請求項３から請求項７のうちいずれか１項記載の車両用電源装置。
9. 前記制御部は、前記第２バッテリの異常を検知した場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、第４スイッチをオフ、および第５スイッチをオンに制御する、
   請求項３から請求項８のうちいずれか１項記載の車両用電源装置。
10. 前記第２バッテリと前記第１スイッチおよび前記第２スイッチとの間に設けられる第４スイッチと、を更に備え、
    前記制御部は、前記内燃機関を一時的に停止し、設定された条件に応じて前記内燃機関を再始動させるアイドルストップからの復帰時に、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオフ、第３スイッチをオフ、および第４スイッチをオンに制御する、
    請求項１または請求項２記載の車両用電源装置。
11. 前記制御部は、車両のアイドルストップ中は、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、および第４スイッチをオンに制御する、
    請求項１、請求項２、または請求項１０記載の車両用電源装置。
12. 前記制御部は、発電機から回生電力が出力されている場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、および第４スイッチをオンに制御する、
    請求項１、請求項２、請求項１０、または請求項１１記載の車両用電源装置。
13. 前記制御部は、前記内燃機関の始動または停止を要求する信号を出力するイグニッションスイッチから停止を要求する信号が出力された場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフ、および第４スイッチをオンに制御する、
    請求項１、請求項２、または請求項１０から請求項１２のうちいずれか１項記載の車両用電源装置。
14. 前記制御部は、前記キャパシタを充電する場合、前記第１スイッチをオン、第２スイッチをオン、第３スイッチをオフに制御する、
    請求項１、請求項２、または請求項１０から請求項１３のうちいずれか１項記載の車両用電源装置。

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