JP2017185881A - 車載電源用のスイッチ装置および車載用電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】速やかにスイッチの制御を行うことができる車載電源用のスイッチ装置を提供する。
【解決手段】スイッチ装置３はスイッチ３１，３２と地絡情報検出部３５と単一の制御回路３４とを備える。スイッチ３１は蓄電装置１と負荷４との間に接続される。スイッチ３２は蓄電装置２と負荷４との間に接続される。地絡情報検出部３５は蓄電装置１側の地絡および蓄電装置２側の地絡の発生の有無を判断するための電気的な検出値を検出する。制御回路３４は地絡情報検出部３５およびスイッチ３１，３２の制御端に接続され、地絡情報検出部３５の検出値に基づいてスイッチ３１，３２を制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車載電源用のスイッチ装置および車載用電源システムに関する。

第１バッテリおよび第２バッテリが搭載された車両が提案されている。この車両には、第１スイッチ、第２スイッチ、第１制御回路、第２制御回路および車両負荷が搭載される。第１バッテリは第１スイッチを介して車両負荷に接続され、第２バッテリは第２スイッチを介して車両負荷に接続される。第１制御回路は第１スイッチを制御し、第２制御回路は第２スイッチを制御する。またこの車両には、第１バッテリの電圧および電流を検出する第１検出部、および、第２バッテリの電圧および電流を検出する第２検出部が設けられている。第１検出部による検出値は第１制御回路に入力され、第２検出部による検出値は第２制御回路に入力される。

第１制御回路は所定の通信規格にしたがって第２制御回路と通信可能である。第１制御回路および第２制御回路は、互いに通信して、第１バッテリおよび第２バッテリの電圧または電流に基づいて第１スイッチおよび第２スイッチを制御する。

なお本発明に関連する技術として特許文献１を挙げる。

特開２０１２−１３０１０８号公報

しかしながら、第１制御回路および第２制御回路が互いに通信して第１スイッチおよび第２スイッチを制御する場合には、その制御速度が、第１制御回路と第２制御回路との間の通信速度に依存する。よって、制御速度の向上には、通信速度による制限があった。

そこで本発明は、速やかにスイッチの制御を行うことができる車載電源用のスイッチ装置を提供することを目的とする。

車載電源用のスイッチ装置の第１の態様は、車載電源用のスイッチ装置(3)であって、第１蓄電装置(1)と負荷(4)との間に接続される第１スイッチ(31)と、第２蓄電装置(2)と前記負荷との間に接続される第２スイッチ(32)と、前記第１蓄電装置側の第１地絡および前記第２蓄電装置側の第２地絡の発生の有無を判断するための電気的な検出値を検出する地絡情報検出部(35)と、前記地絡情報検出部および前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの制御端に接続される制御回路(34)とを備え、前記制御回路は、前記地絡情報検出部の検出値に基づいて前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する。

車載電源用のスイッチ装置の第２の態様は、第１の態様にかかる車載電源用のスイッチ装置であって、前記第１蓄電装置(1)と前記第２蓄電装置(2)との間において相互に直列に接続される前記第１スイッチ(31)および前記第２スイッチ(32)の一組に対して、並列に接続される第３スイッチ(33)を更に備え、前記地絡情報検出部(35)は、前記第３スイッチを流れる電流を、前記検出値として検出し、前記制御回路(34)は、前記電流の大きさが所定の基準値よりも大きく、かつ、前記電流の向きが前記第２蓄電装置(2)から前記第１蓄電装置(1)へと向かう方向であるときに、前記第１スイッチ(31)および前記第３スイッチ(33)をオフし、前記第２スイッチ(32)をオンする。

車載電源用のスイッチ装置の第３の態様は、第１の態様にかかる車載電源用のスイッチ装置であって、前記第１蓄電装置(1)と前記第２蓄電装置(2)との間において相互に直列に接続される前記第１スイッチ(31)および前記第２スイッチ(32)の一組に対して、並列に接続される第３スイッチ(33)を更に備え、前記地絡情報検出部(35)は、前記第３スイッチを流れる電流を、前記検出値として検出し、前記制御回路は、前記電流の大きさが所定の基準値よりも大きく、かつ、前記電流の向きが前記第１蓄電装置(1)から前記第２蓄電装置(2)へと向かう方向であるときに、前記第２スイッチ(32)および前記第３スイッチ(33)をオフし、前記第１スイッチ(31)をオンする。

車載電源用のスイッチ装置の第４の態様は、第２または第３の態様にかかる車載電源用のスイッチ装置であって、前記第１スイッチ(31)および前記第３スイッチ(32)の各々と前記第１蓄電装置(1)との間において、前記第１蓄電装置の端子電圧を検出する電圧検出部(36)を更に備え、前記制御回路(34)は、前記第１スイッチ(31)および前記第３スイッチ(33)をオフし、前記第２スイッチ(32)をオンした状態で前記電圧検出部によって検出される前記端子電圧に基づいて、前記第１蓄電装置の充電率を算出する。

車載電源用のスイッチ装置の第５の態様は、第１から第４のいずれか一つの態様にかかる車載電源用のスイッチ装置であって、前記第１蓄電装置(1)は鉛バッテリであり、前記第１スイッチ(31)はノーマリオン型のスイッチであり、前記第２スイッチ(32)はノーマリオフ型のスイッチである。

本発明にかかる車載用電源システムの態様は、第１から第５のいずれか一つの態様にかかる車載電源用のスイッチ装置と、前記第１蓄電装置と、前記第２蓄電装置とを備える。

車載電源用のスイッチ装置の第１の態様および車載用電源システムの態様によれば、制御回路が地絡情報検出部の検出値に基づいて第１スイッチおよび第２スイッチを制御するので、速やかに制御を行うことができる。

車載電源用のスイッチ装置の第２の態様によれば、第１蓄電装置側に地絡が発生しても、第２蓄電装置が負荷に電力を供給できる。

車載電源用のスイッチ装置の第３の態様によれば、第２蓄電装置側に地絡が発生しても、第１蓄電装置が負荷に電力を供給できる。

車載電源用のスイッチ装置の第４の態様によれば、第２スイッチのオンにより、第２蓄電装置が負荷に電力を供給できる。また第１スイッチおよび第３スイッチのオフにより、端子電圧を開放電圧として検出できる。開放電圧と充電率との関係はほぼ正確に設定できるので、負荷への電力供給を維持しつつも、高い精度で第１蓄電装置の充電率を求めることができる。

車載電源用のスイッチ装置の第５の態様によれば、駐車中において、制御回路が制御信号を出力することなく、鉛バッテリが暗電流を供給できる。鉛バッテリは低価格で大容量化できるので、暗電流の供給に適している。

車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。 車載用電源システムにおける動作の一例を示すフローチャートである。 車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。 車載用電源システムにおける動作の一例を示すフローチャートである。 車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。 車載用電源システムにおける動作の一例を示すフローチャートである。 車載用電源システムの一例を概略的に示す図である。

第１の実施の形態．
＜構成＞
図１は、車載用電源システム１００の構成の一例を概略的に示す図である。車載用電源システム１００は車両に搭載される。この車載用電源システム１００は蓄電装置１，２と車載電源用のスイッチ装置３とを備えている。車載用電源システム１００は負荷４に動作電源を供給する。

蓄電装置１は例えば鉛バッテリである。蓄電装置２は例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池またはキャパシタである。蓄電装置１，２はスイッチ装置３を介して負荷４に接続される。

蓄電装置１には、発電機（不図示）が接続されていてもよい。発電機は例えばオルタネータであって、車両のエンジンの回転に伴って発電し、直流電圧を出力する。発電機は蓄電装置１を充電することができる。また蓄電装置２がスイッチ装置３を介して発電機に接続され、発電機がスイッチ装置３を介して蓄電装置２を充電してもよい。

スイッチ装置３は蓄電装置１，２および負荷４の接続関係を切り替える装置であって、スイッチ３１〜３３と単一の制御回路３４と地絡情報検出部３５とを備えている。スイッチ３１は例えばリレーであって、蓄電装置１と負荷４との間に接続されている。スイッチ３２は例えばリレーであって、蓄電装置２と負荷４との間に接続されている。これらのスイッチ３１，３２は蓄電装置１，２の間において、相互に直列に接続される。スイッチ３３は例えば半導体スイッチであって、スイッチ３１，３２の一組に対して並列に接続される。

以下では、第１系統および第２系統を導入して説明を行う。この第１系統は、蓄電装置１と、蓄電装置１およびスイッチ３１を互いに接続する配線とを含む。第２系統は、蓄電装置２と、蓄電装置２およびスイッチ３２を互いに接続する配線とを含む。なお、これらの配線はいわゆる電線を含んでいてもよい。例えば、これらの電線は適宜に束ねられて、ワイヤハーネスとして車両内を配索される。

地絡情報検出部３５は、第１系統の地絡および第２系統の地絡の発生の有無を判断するための電気的な検出値を検出する。例えば地絡情報検出部３５は電流検出回路であって、スイッチ３３を流れる電流を、当該検出値として検出する。以下に、当該電流を用いた地絡の検出について説明する。

例えばスイッチ３３がオンした状態で第１系統に地絡が発生したときには、蓄電装置２からスイッチ３３を介して当該地絡へと、大きな電流（以下、地絡電流とも呼ぶ）が流れる。よって、スイッチ３３に流れる電流の大きさが基準値よりも大きく、かつ、当該電流の向きが蓄電装置２から蓄電装置１へと向かう方向であるときに、第１系統に地絡が発生したと判断することができる。

また例えばスイッチ３３がオンした状態で第２系統に地絡が発生したときには、蓄電装置１からスイッチ３３を介して当該地絡へと、地絡電流が流れる。よって、スイッチ３３に流れる電流の大きさが基準値よりも大きく、かつ、当該電流の向きが蓄電装置１から蓄電装置２へと向かう方向であるときに、第２系統に地絡が発生したと判断することができる。

図１の例示では、地絡情報検出部３５は、シャント抵抗３５１を備えている。シャント抵抗３５１はスイッチ３３と直列に接続される。より具体的には、このシャント抵抗３５１とスイッチ３３との一組が、スイッチ３１，３２の一組に並列に接続される。地絡情報検出部３５は、このシャント抵抗３５１の電圧を検出して、制御回路３４へと出力する。シャント抵抗３５１を流れる電流は、オームの法則により、シャント抵抗３５１の電圧と、シャント抵抗３５１の抵抗値とに基づいて求めることができる。

制御回路３４は、他の制御回路を経由することなく、地絡情報検出部３５およびスイッチ３１〜３３に接続されている。制御回路３４は、地絡情報検出部３５の検出値に基づいてスイッチ３１〜３３を制御する。

またここでは、制御回路３４はマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成される。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ（換言すれば手順）を実行する。上記記憶装置は、例えばＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable ROM)等）、ハードディスク装置などの各種記憶装置の１つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、制御回路３４はこれに限らず、制御回路３４によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェア回路で実現しても構わない。

制御回路３４は、第１系統の地絡の発生の有無を当該検出値に基づいて判断する。例えば制御回路３４は、スイッチ３３に流れる電流の大きさが基準値よりも大きく、かつ、当該電流の向きが蓄電装置２から蓄電装置１へと向かう方向であるときに、第１系統に地絡が発生したと判断する。制御回路３４は、第１系統に地絡が生じたと判断したときには、スイッチ３１，３３をオフし、スイッチ３２をオンする。スイッチ３１，３３のオフにより、蓄電装置２を第１系統の地絡から遮断することができる。またスイッチ３２のオンにより、蓄電装置２が負荷４へと電力を供給することができる。

また制御回路３４は第２系統の地絡の発生の有無を当該検出値に基づいて判断する。例えば制御回路３４は、スイッチ３３に流れる電流の大きさが基準値よりも大きく、かつ、当該電流の向きが蓄電装置１から蓄電装置２へと向かう方向であるときに、制御回路３４は第２系統に地絡が発生したと判断する。制御回路３４は、第２系統に地絡が生じたと判断したときには、スイッチ３２，３３をオフし、スイッチ３１をオンする。スイッチ３２，３３のオフにより、蓄電装置１を第２系統の地絡から遮断することができる。またスイッチ３１のオンにより、蓄電装置１が負荷４へと電力を供給することができる。

図２は、制御回路３４の上記動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、スイッチ３３がオンした状態で実行される。まずステップＳ１にて、地絡情報検出部３５は、スイッチ３３を流れる電流を検出し、その検出値を制御回路３４へと出力する。次にステップＳ２にて、制御回路３４は、当該電流の大きさが基準値よりも大きいか否かを判断する。この基準値は例えば予め設定されて制御回路３４内の記憶媒体に記憶されている。電流が基準値よりも小さいと判断したときには、再びステップＳ１を実行する。

当該電流の大きさが基準値よりも大きいと判断したときには、ステップＳ３にて、制御回路３４は、当該電流の向きが蓄電装置２から蓄電装置１へと向かう方向であるか否かを判断する。つまり、制御回路３４は、第１系統に地絡が発生しているのか、第２系統に地絡が発生しているのかを判断する。かかる判断は当該電流の正負によって判断することが可能である。肯定的な判断がなされたときには、ステップＳ４にて、制御回路３４は、スイッチ３１，３３をオフし、スイッチ３２をオンする。一方、ステップＳ３にて否定的な判断がなされたときには、ステップＳ５にて、制御回路３４は、スイッチ３２，３３をオフし、スイッチ３１をオンする。

以上のように、本車載用電源システム１００によれば、制御回路３４に、地絡情報検出部３５による検出値が入力され、この検出値に基づいて、スイッチ３１〜３３を直接に制御する。つまり、この制御において、制御回路３４と他の制御回路との通信は不要である。

比較のために、スイッチ３１〜３３が適宜に異なる制御回路によって制御される構成を考察する。例えばスイッチ３１，３２が第１制御回路によって制御され、スイッチ３３が第２制御回路によって制御され、第１制御回路および第２制御回路が所定の通信規格（例えばＣＡＮ(Controller Area Network)）に則って互いに通信する構成を仮定する。地絡情報検出部３５の検出値は例えば第２制御回路に入力される。例えば第２制御回路が当該検出値に基づいて地絡を判断し、その判断結果に基づいてスイッチ３３を制御するとともに、その判断結果を当該通信規格にしたがって第１制御回路へと送信する。第１制御回路は当該判断結果を当該通信規格にしたがって受信し、その判断結果に応じてスイッチ３１，３２を制御する。

この構成によれば、地絡情報検出部３５の検出時点から、その検出値に基づいたスイッチ３１，３２の制御が反映されるまでの期間は、第１制御回路と第２制御回路の間の通信速度に依存する。当該期間は当該通信速度が遅いほど長い。例えばＣＡＮにおける通信速度は５００ｋ［ｂｐｓ］であり、当該期間は数百［ｍｓ］程度である。

一方で、本車載用電源システムにおいては、単一の制御回路３４が、地絡情報検出部３５による検出値を受け取り、その検出値に基づいてスイッチ３１〜３３を制御する。よって、他の制御回路との通信速度による制限を受けず、速やかにスイッチ３１〜３３を制御することができる。例えば地絡情報検出部３５による検出時点から数十［ｍｓ］以内にスイッチ３１〜３３を制御することができる。よって、地絡の発生時点から速やかにスイッチ３１〜３３を制御できる。ひいては、地絡の発生時点から速やかに負荷４へと電力を供給することができる。

なお地絡情報検出部３５は必ずしも図１の態様に限らない。例えば地絡情報検出部３５は、蓄電装置１を流れる電流を検出する電流検出回路と、蓄電装置２を流れる電流を検出する電流検出回路とを有していてもよい。第１系統に地絡が生じれば、蓄電装置１を流れる電流が増大し、第２系統に地絡が生じれば、蓄電装置２を流れる電流が増大するので、これらの電流に基づいて、地絡の発生を判断できる。ただしこの場合であっても、地絡情報検出部３５はこの検出値を他の制御回路を経由せずに、制御回路３４へと出力する。これによっても、制御回路３４は地絡の発生時点から速やかにスイッチ３１〜３３を制御できる。

他方、図１に例示するように、地絡情報検出部３５を第１系統と第２系統との間に設け、地絡情報検出部３５を介して第１系統と第２系統との間に流れる電流を検出することにより、地絡検出のために必要な電流検出回路は一つで足りる。しかも、地絡情報検出部３５と直列にスイッチ３３を設けたので、第１系統と第２系統とのいずれに地絡が発生しても、スイッチ３３をオフすることによって地絡が発生していない方を地絡から遮断することができる。

＜構成＞
図１の例示では、地絡情報検出部３５およびスイッチ３３は、モジュール３１０に設けられている。例えばモジュール３１０は基板を有しており、シャント抵抗３５１およびスイッチ３３が当該基板に実装される。またモジュール３１０はコネクタ３１１を有しており、このコネクタ３１１も基板に実装される。モジュール３１０において、例えばバスバーなどの金属板または配線パターンによって、シャント抵抗３５１、スイッチ３３およびコネクタ３１１が互いに接続される。具体的には、コネクタ３１１はシャント抵抗３５１の両端とスイッチ３３の制御端とに接続される。

また図１の例示では、制御回路３４はコネクタ３２１を有している。このコネクタ３２１は所定の配線（例えば電線）を介してコネクタ３１１に接続されている。配線を介したコネクタ３１１，３２１の相互接続によって、地絡情報検出部３５の出力（検出値）が制御回路３４に入力され、制御回路３４からの制御信号がスイッチ３３の制御端に入力される。

また図１の例示では、制御回路３４はコネクタ３２２も有しており、このコネクタ３２２が所定の配線（例えば電線）を介してスイッチ３１，３２に接続されるとともに、負荷４とも接続されている。例えば負荷４はＥＣＵ(Electrical Control Unit)であって、車両の制御対象（例えばブレーキ用の電動機）を制御する。あるいは、負荷４は例えばＢＣＭ(Body Control Module)であって、車両の全体を統括的に管理する。制御回路３４は負荷４と所定の通信規格（例えばＣＡＮ）にしたがって通信を行ってもよい。

＜地絡の非検出時＞
制御回路３４は、地絡を検出していないときには、例えばスイッチ３１，３３をオンし、スイッチ３２をオフしてもよい。これにより、蓄電装置１から負荷４へと電力を供給できる。スイッチ３３のオンは、地絡情報検出部３５による検出を機能させる為である。

また蓄電装置１に接続される発電機（不図示）は、スイッチ３３を介して蓄電装置２に接続される。よってスイッチ３３がオンしている場合には、発電機はスイッチ３３を介して蓄電装置２を充電できる。

＜スイッチ３１，３２の制御＞
制御回路３４はスイッチ３１，３２の両方がオフすることがないように、スイッチ３１，３２を制御する。これにより、負荷４への電力供給を適切に維持することができる。

＜スイッチ３１〜３３の型＞
スイッチ３１，３２，３３はそれぞれノーマリオン（ノーマリクローズ）型、ノーマリオフ（ノーマリオープン）型およびノーマリオン（ノーマリクローズ）型のスイッチであってもよい。これによれば、制御回路３４がスイッチ３１〜３３へと制御信号を出力しない状態で、スイッチ３１，３２，３３はそれぞれオン、オフ、オンする。

ところで、車両の駐車中においては、エンジンが回転しないので、発電機は蓄電装置１，２を充電しない。よって駐車中には、消費電力を低減することが望ましく、制御回路３４はスイッチ３１〜３３へと制御信号を出力しないことが望ましい。そして駐車中に上記スイッチパターンを採用することは、蓄電装置１が鉛バッテリである場合に特に有効である。なぜなら、駐車中には、充電が行われないので、容量の大きい蓄電装置から負荷４へと電力（暗電流）を供給することが望ましく、鉛バッテリは低価格で大容量化できるからである。

第２の実施の形態．
図３は、第２の実施の形態にかかる車載用電源システム１００Ａの構成の一例を概略的に示す図である。車載用電源システム１００Ａはスイッチ装置３の構成という点で車載用電源システム１００と相違する。スイッチ装置３は、図１と比較して、電圧検出回路３６，３７を更に備えている。電圧検出回路３６は、スイッチ３１，３３の各々と蓄電装置１との間において、蓄電装置１の端子電圧を検出し、その検出値を制御回路３４へと出力する。電圧検出回路３７は、スイッチ３２，３３の各々と蓄電装置２との間において、蓄電装置２の端子電圧を検出し、その検出値を制御回路３４へと出力する。

スイッチ３１，３３をオフした状態で電圧検出回路３６によって検出される蓄電装置１の端子電圧は、蓄電装置１の開放電圧とみなすことができる。蓄電装置の開放電圧と充電率との関係は、ほぼ正確に予め求めることができるので、この開放電圧に基づいて蓄電装置１の充電率を求めることが望ましい。

図４は、制御回路３４の動作の一例を示すフローチャートである。制御回路３４は蓄電装置１の充電率を求めるべく、まずステップＳ１１にて、スイッチ３１，３３をオフし、スイッチ３２をオンする。スイッチ３１，３３のオフにより、電圧検出回路３６による検出値は蓄電装置１の開放電圧を示す。またスイッチ３２をオンしているので、蓄電装置１の開放電圧の検出時であっても、蓄電装置２が負荷４への電力供給を維持できる。

次にステップＳ１２にて、電圧検出回路３６は蓄電装置１の端子電圧を検出し、この検出値を制御回路３４へと出力する。次にステップＳ１３にて、制御回路３４は、この検出値に基づいて充電率を求める。例えば蓄電装置１の開放電圧と充電率との関係が予め設定されて、記憶媒体に記憶されている。制御回路３４は記憶媒体から当該関係を読み出して、検出値と当該関係とに基づいて充電率を求める。これにより、蓄電装置１の充電率を高い精度で求めることができる。

蓄電装置２についても同様である。即ち、制御回路３４は蓄電装置２の充電率を求めるべく、スイッチ３２，３３をオフし、スイッチ３１をオンする。スイッチ３２，３３のオフにより、電圧検出回路３７による検出値は蓄電装置２の開放電圧を示す。またスイッチ３１をオンしているので、蓄電装置２の開放電圧の検出時であっても、蓄電装置１が負荷４へと電力を供給できる。そして、制御回路３４は電圧検出回路３７の検出値に基づいて充電率を求める。これにより、高い精度で蓄電装置２の充電率を求めることができる。

以上のように、本車載用電源システム１００Ａによれば、負荷４への電力供給を維持しつつも、蓄電装置の開放電圧を検出し、その開放電圧に基づいて高い精度で充電率を求めることができる。

第３の実施の形態．
図５は、車載用電源システム１００Ｂの構成の一例を概略的に示す図である。この車載用電源システム１００Ｂはスイッチ３８の有無という点で車載用電源システム１００Ａと相違する。車載用電源システム１００Ｂにおいては、スイッチ３８が設けられている。このスイッチ３８は例えばリレーであって、スイッチ３２，３３を互いに接続する接続点と、蓄電装置２との間に接続されている。スイッチ３８は制御回路３４によって制御される。

このスイッチ３８は蓄電装置２の保護用のスイッチである。制御回路３４はスイッチ３８をオフすることで、蓄電装置２をスイッチ装置３から切り離すことができる。

図５の例示では、蓄電装置２およびスイッチ３８はモジュール３２０に設けられている。スイッチ３８はコネクタ３３１を有しており、このコネクタ３３１はバスバーなどの金属板または配線パターンによってスイッチ３８の制御端に接続されている。またコネクタ３３１は所定の配線（例えば電線）を介してコネクタ３２１に接続される。これにより、制御回路３４がスイッチ３８の制御端に接続される。

＜地絡発生時の制御＞
図６は、制御回路３４の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、スイッチ３３，３８がオンした状態で実行される。図２と比較して、制御回路３４はステップＳ４，Ｓ５の替わりにステップＳ４’，Ｓ５’を実行する。ステップＳ４’においては、制御回路３４はスイッチ３１，３３をオフし、スイッチ３２，３８をオンする。つまり、制御回路３４は、第１系統に地絡が生じたと判断したときには、スイッチ３１，３３をオフし、スイッチ３２，３８をオンする。スイッチ３１，３３のオフにより、蓄電装置２を第１系統の地絡から遮断でき、スイッチ３２，３８のオンにより、蓄電装置２が負荷４へと電力を供給できる。

またステップＳ５’においては、制御回路３４は、スイッチ３２，３３，３８をオフし、スイッチ３１をオンする。つまり、制御回路３４は、第２系統に地絡が生じたと判断したときには、スイッチ３２，３３，３８をオフし、スイッチ３１をオンする。スイッチ３２，３３のオフにより、蓄電装置１を第２系統の地絡から遮断することができ、スイッチ３１のオンにより、蓄電装置１が負荷４へと電力を供給できる。

またスイッチ３８のオフにより、地絡がスイッチ３８に対して蓄電装置２とは反対側に生じている場合には、蓄電装置２を地絡から遮断できる。この場合には、蓄電装置２からの地絡電流も停止できる。

＜充電率の算出＞
制御回路３４は、例えば蓄電装置１の充電率を求めるときには、スイッチ３１，３３をオフし、スイッチ３２，３８をオンする。これにより、蓄電装置２から負荷４への電力供給を維持しつつ、電圧検出回路３６によって蓄電装置１の開放電圧を検出できる。また蓄電装置２の充電率を求めるときには、スイッチ３２，３３をオフしつつ、スイッチ３１，３８をオンする。これにより、蓄電装置１から負荷４への電力供給を維持しつつ、電圧検出回路３７によって蓄電装置２の開放電圧を検出できる。

第４の実施の形態．
図７は、車載用電源システム１００Ｃの構成の一例を概略的に示す図である。車載用電源システム１００Ｃは電流検出回路３９１，３９２の有無という点で車載用電源システム１００Ｂと相違する。車載用電源システム１００Ｃにおいては、電流検出回路３９１，３９２が設けられている。電流検出回路３９１はスイッチ３１を流れる電流を検出し、その検出値を制御回路３４へと出力する。例えば電流検出回路３９１はシャント抵抗３９１１を有しており、このシャント抵抗３９１１がスイッチ３１と直列に接続される。例えばシャント抵抗３９１１はスイッチ３１と負荷４との間に接続される。電流検出回路３９１はシャント抵抗３９１１の両端電圧を制御回路３４へと出力する。

電流検出回路３９２はスイッチ３２を流れる電流を検出し、その検出値を制御回路３４へと出力する。例えば電流検出回路３９２はシャント抵抗３９２１を有しており、このシャント抵抗３９２１がスイッチ３２と直列に接続される。例えばシャント抵抗３９２１はスイッチ３２と負荷４との間に接続される。電流検出回路３９２はシャント抵抗３９２１の両端電圧を制御回路３４へと出力する。

制御回路３４は、電流検出回路３９１，３９２の検出値に基づいて、第１系統の開放異常および第２系統の開放異常を判断することができる。例えば第１系統において、蓄電装置１とスイッチ３１とを互いに接続する配線に開放異常が生じると、スイッチ３１をオンしても、蓄電装置１から負荷４へと電力が供給されない。つまり、スイッチ３１を流れる電流がゼロになる。そこで、制御回路３４は、電流検出回路３９１の検出値が所定の開放基準値よりも小さいときには、スイッチ３２，３８をオンする。開放基準値は例えば予め設定されて、記憶媒体に記憶されてもよい。これにより、蓄電装置２が負荷４へと電力を供給できる。なおこの場合、スイッチ３１，３３はオフしてもよい。

なお第１系統に地絡が生じた場合には、電流検出回路３９１の検出値が零になり得るものの、当該地絡は地絡情報検出部３５の検出値に基づいて検出される。よって、制御回路３４は当該検出値に基づいてスイッチ３１，３３をオフすればよい。

また例えば第２系統において、蓄電装置２とスイッチ３２とを互いに接続する配線に開放異常が生じると、スイッチ３２をオンしても、蓄電装置２から負荷４へと電力が供給されない。つまり、スイッチ３２を流れる電流がゼロになる。そこで、制御回路３４は、電流検出回路３９２の検出値が所定の開放基準値よりも小さいときには、スイッチ３１をオンする。これにより、蓄電装置１が負荷４へと電力を供給できる。なおこの場合、スイッチ３２，３３，３８はオフしてもよい。

＜地絡＞
電流検出回路３９１，３９２を用いた地絡検出も考えられる。例えば、スイッチ３１がオンし、スイッチ３２がオフした状態で、蓄電装置１とスイッチ３１とを接続する配線に地絡が生じたときには、スイッチ３１を流れる電流は低減し得る。しかしながら、このスイッチ３１を流れる電流は、蓄電装置１の充電率の低下に伴って低減するので、地絡の発生時点から、当該電流が所定値を下回るまでに、ある程度の期間を要する。

一方で、当該地絡が生じると、蓄電装置２がスイッチ３３を経由して地絡電流が流れる。この地絡電流は地絡の発生とほぼ同時に流れるので、スイッチ３３を流れる電流は速やかに基準値を超える。したがって、速やかな地絡の検出という観点では、地絡情報検出部３５による検出値を用いて地絡の発生を判断することが好ましい。

上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１，２ 蓄電装置（第１蓄電装置、第２蓄電装置）
３ スイッチ装置
４ 負荷
３１〜３３ スイッチ（第１スイッチ〜第３スイッチ）
３４ 制御回路
３５ 地絡情報検出部
３６，３７ 電圧検出回路（電圧検出部）

Claims (6)

1. 車載電源用のスイッチ装置であって、
   第１蓄電装置と負荷との間に接続される第１スイッチと、
   第２蓄電装置と前記負荷との間に接続される第２スイッチと、
   前記第１蓄電装置側の第１地絡および前記第２蓄電装置側の第２地絡の発生の有無を判断するための電気的な検出値を検出する地絡情報検出部と、
   前記地絡情報検出部および前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの制御端に接続される制御回路と
   を備え、
   前記制御回路は、前記地絡情報検出部の検出値に基づいて前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを制御する、車載電源用のスイッチ装置。
2. 請求項１に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
   前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間において相互に直列に接続される前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの一組に対して、並列に接続される第３スイッチを更に備え、
   前記地絡情報検出部は、前記第３スイッチを流れる電流を、前記検出値として検出し、
   前記制御回路は、前記電流の大きさが所定の基準値よりも大きく、かつ、前記電流の向きが前記第２蓄電装置から前記第１蓄電装置へと向かう方向であるときに、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチをオフし、前記第２スイッチをオンする、車載電源用のスイッチ装置。
3. 請求項１に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
   前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置との間において相互に直列に接続される前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの一組に対して、並列に接続される第３スイッチを更に備え、
   前記地絡情報検出部は、前記第３スイッチを流れる電流を、前記検出値として検出し、
   前記制御回路は、前記電流の大きさが所定の基準値よりも大きく、かつ、前記電流の向きが前記第１蓄電装置から前記第２蓄電装置へと向かう方向であるときに、前記第２スイッチおよび前記第３スイッチをオフし、前記第１スイッチをオンする、車載電源用のスイッチ装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
   前記第１スイッチおよび前記第３スイッチの各々と前記第１蓄電装置との間において、前記第１蓄電装置の端子電圧を検出する電圧検出部を更に備え、
   前記制御回路は、
   前記第１スイッチおよび前記第３スイッチをオフし、前記第２スイッチをオンした状態で前記電圧検出部によって検出される前記端子電圧に基づいて、前記第１蓄電装置の充電率を算出する、車載電源用のスイッチ装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
   前記第１蓄電装置は鉛バッテリであり、
   前記第１スイッチはノーマリオン型のスイッチであり、前記第２スイッチはノーマリオフ型のスイッチである、車載電源用のスイッチ装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車載電源用のスイッチ装置と、
   前記第１蓄電装置と、
   前記第２蓄電装置と
   を備える、車載用電源システム。

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