JP2018011446A - 電源装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電気負荷への電力供給の遅延、および、消費電力の増大それぞれが抑制された電源装置を提供する。【解決手段】第１電源１３０と電気負荷１４０が接続される第１給電線１１１に設けられる電源装置であって、第１給電線に設けられる第１スイッチ２０と、第１給電線に接続される第２給電線１１と、第２給電線に設けられる第２スイッチ３０および第２電源１０と、第１スイッチに並列接続される第３スイッチ４０および第４スイッチ５０と、スイッチを開閉制御する制御部７０と、を有する。第４スイッチは第３スイッチよりも開状態から閉状態への移行速度が遅い性質を有している。制御部は、第１スイッチを閉状態に制御して電気負荷に電力供給している際に、第１スイッチに異常が生じると、第３スイッチおよび第４スイッチを開状態から閉状態へと制御し始め、第４スイッチが閉状態になると、第３スイッチを開状態にする。【選択図】図１

Description

本発明は、第１電源と電気負荷それぞれが電気的に接続される第１給電線に設けられる電源装置に関するものである。
特許文献１に示されるように、鉛蓄電池と定電圧要求電気負荷それぞれが電気的に接続される給電線に設けられる電源装置が知られている。この電源装置は、給電線における鉛蓄電池と定電圧要求電気負荷それぞれの電気的接続点の間の中点とグランドとを接続する配線に設けられたリチウム蓄電池と、この配線において中点とリチウム蓄電池との間に設けられたＬｉ蓄電池リレーと、を有する。また電源装置は、給電線において上記の中点と鉛蓄電池との電気的接続点との間に設けられるＭＯＳ−ＦＥＴと、ＭＯＳ−ＦＥＴと並列接続されたバイパス給電線と、バイパス給電線に設けられたバイパスリレーと、を有する。さらに電源装置は、Ｌｉ蓄電池リレー、ＭＯＳ−ＦＥＴ、および、バイパスリレーそれぞれを開閉制御するＥＣＵを有する。
バイパスリレーはノーマリクローズ式の電磁リレーである。ＥＣＵは通常時においてバイパスリレーに励磁電流を出力してオフ作動させておく。したがってＥＣＵから励磁電流の出力が途絶えると、バイパスリレーはオフ状態からオン状態に移行する。これによりＥＣＵの非駆動時においても鉛蓄電池から定電圧要求電気負荷へとバイパスリレーを介して電力供給される。
特開２０１２−１３０１０８号公報
上記したように特許文献１に記載のバイパスリレーは電磁リレーである。したがってバイパスリレーはＭＯＳ−ＦＥＴなどの半導体スイッチと比べてオフ状態からオン状態に移行する速度が遅い。そのためにバイパスリレーを介して鉛蓄電池から定電圧要求電気負荷（電気負荷）へと電力供給し始めるまでに時間がかかる、という問題がある。これを解決するために、バイパスリレーを半導体スイッチで構成することも考えられる。しかしながらこの構成の場合、バイパスリレーをオン状態に維持するための電力が必要となり、それによって消費電力が増大する、という新たな問題が生じる。
そこで本発明は上記問題点に鑑み、電気負荷への電力供給の遅延、および、消費電力の増大それぞれが抑制された電源装置を提供することを目的とする。
上記した目的を達成するための開示された発明の１つは、第１電源（１３０）と電気負荷（１４０）それぞれが電気的に接続される第１給電線（１１１）に設けられる電源装置であって、
第１給電線における第１電源および電気負荷それぞれの電気的接続点の間に設けられる第１スイッチ（２０）と、
第１給電線における第１スイッチから電気負荷側に接続される第２給電線（１１）と、
第２給電線に設けられる第２電源（１０）と、
第２給電線における第１給電線との電気的接続点と第２電源との間に設けられる第２スイッチ（３０）と、
第１スイッチおよび第２スイッチのいずれかに並列接続される第３スイッチ（４０）と、
第１スイッチおよび第２スイッチのいずれかに並列接続される第４スイッチ（５０）と、
第１スイッチおよび第２スイッチの異常を検出する異常検出部（６０，７０）と、
第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ、および、第４スイッチそれぞれを制御信号によって開閉制御する制御部（７０）と、を有し、
第３スイッチは制御信号の入力によって閉状態、制御信号の非入力によって開状態となる性質を有し、
第４スイッチは制御信号の入力によって開状態、制御信号の非入力によって閉状態となる性質を有するとともに、第３スイッチよりも開状態から閉状態への移行速度が遅い性質を有しており、
制御部は、第３スイッチおよび第４スイッチそれぞれを開状態に制御しつつ、第１スイッチおよび第２スイッチのうちの少なくとも一方を閉状態に制御して電気負荷に電力供給している際に、閉状態に制御されている第１スイッチおよび第２スイッチのうちの少なくとも一方に異常が生じていると判定すると、第３スイッチおよび第４スイッチそれぞれを開状態から閉状態へと制御し始め、第４スイッチが閉状態になると、第３スイッチを開状態にする。
これによれば第４スイッチ（５０）が閉状態となるまえに第３スイッチ（４０）が閉状態になる。したがって第４スイッチ（５０）が開状態から閉状態に移行するまえに、第３スイッチ（４０）を介して電気負荷（１４０）に電力供給することができる。これにより電気負荷（１４０）への電力供給の遅延が抑制される。
また第４スイッチ（５０）が閉状態になると第３スイッチ（４０）を開状態にする。第４スイッチ（５０）は制御信号の非入力によって閉状態になり、第３スイッチ（４０）は制御信号の非入力によって開状態になる。したがって第３スイッチ（４０）に制御信号を入力しなくとも、電気負荷（１４０）に電力供給することができる。これによりスイッチ異常時における消費電力の増大が抑制される。
なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけている。この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。
第１実施形態に係る電源装置の概略構成を示すブロック図である。 電源装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 第１スイッチを介した電気負荷への電力供給を示す模式図である。 第１スイッチに異常が生じた状態を示す模式図である。 第３スイッチを介した電気負荷への電力供給を示す模式図である。 第３スイッチと第４スイッチを介した電気負荷への電力供給を示す模式図である。 第４スイッチを介した電気負荷への電力供給を示す模式図である。 第２実施形態に係る電源装置の概略構成を示すブロック図である。 電源装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 第２スイッチを介した電気負荷への電力供給を示す模式図である。 第２スイッチの異常と、第３スイッチを介した電気負荷への電力供給を示す模式図である。 第３スイッチと第４スイッチを介した電気負荷への電力供給を示す模式図である。 第４スイッチを介した電気負荷への電力供給を示す模式図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。 電源装置の変形例を示すブロック図である。
以下、本発明に係る電源装置を車両に適用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図７に基づいて本実施形態に係る電源装置を説明する。電源装置１００は内燃機関を駆動源とする車両に搭載されている。この車両は所定の停止条件が満たされると内燃機関を停止し、所定の始動条件が満たされると内燃機関を再始動させるアイドルストップ機能を有する。
図１に示すように車両には電源装置１００の他に、スタータ１１０、オルタネータ１２０、鉛蓄電池１３０、および、電気負荷１４０が搭載されている。第１給電線１１１にオルタネータ１２０、スタータ１１０、鉛蓄電池１３０、および、電気負荷１４０それぞれが電気的に接続されている。そして第１給電線１１１における鉛蓄電池１３０と電気負荷１４０それぞれの電気的接続点の間に電源装置１００が設けられている。鉛蓄電池１３０が第１電源に相当する。
スタータ１１０は車両の始動時において内燃機関をクランキングする機能を果たす。スタータ１１０には、第１給電線１１１を介して鉛蓄電池１３０から電力供給される。
オルタネータ１２０は車両の回生時において発電する機能を有する。このオルタネータ１２０で生じた電力は、第１給電線１１１を介して鉛蓄電池１３０、電気負荷１４０、および、電源装置１００の有するリチウム蓄電池１０それぞれに供給される。またオルタネータ１２０で生じた電力は、図示しないヘッドライト、ワイパ、および、送風ファンなどの電気負荷（以下、一般負荷と示す）にも供給される。
鉛蓄電池１３０は主としてスタータ１１０と電気負荷１４０それぞれに電力供給する機能を果たす。上記したように鉛蓄電池１３０は車両の始動時にスタータ１１０に電力供給する。そして鉛蓄電池１３０は車両の駐車時に電気負荷１４０に電力供給する機能も果たす。また鉛蓄電池１３０は車両のアイドリング時、加速時、および、定常走行時において、上記の一般負荷への給電も行う。この際の電気負荷１４０への電力供給はリチウム蓄電池１０によって行われる。ただしリチウム蓄電池１０の充電量が低い場合、鉛蓄電池１３０はリチウム蓄電池１０に代わって電気負荷１４０への電力供給を行うとともに、リチウム蓄電池１０への電力供給も行う。
電気負荷１４０は供給電力が一定であることが求められるナビゲーションシステム、オーディオ、ＥＰＳ、および、ＡＢＳなどである。この電気負荷１４０への電力供給は、鉛蓄電池１３０およびリチウム蓄電池１０の少なくとも一方によって絶えず行われる。車両の回生時においては、上記のようにオルタネータ１２０から電力供給される。電気負荷１４０は供給電圧がリセット電圧閾値Ｖｒｅｓｅｔを下回ると、オン状態からオフ状態へと切り替わる性質を有する。
次に電源装置１００を説明する。電源装置１００は、スタータ１１０、電気負荷１４０、および、一般負荷への電力供給を制御する。また電源装置１００は鉛蓄電池１３０およびリチウム蓄電池１０それぞれの充放電も制御する。
図１に示すように電源装置１００は、リチウム蓄電池１０、第１スイッチ２０、第２スイッチ３０、第３スイッチ４０、第４スイッチ５０、異常検出部６０、および、電池ＥＣＵ７０を有する。第１給電線１１１における鉛蓄電池１３０と電気負荷１４０それぞれの電気的接続点との間の中点Ｍに第２給電線１１が接続されている。そしてその第２給電線１１にリチウム蓄電池１０が設けられている。リチウム蓄電池１０のプラス電極は中点Ｍに接続され、そのマイナス電極はグランドに接続されている。リチウム蓄電池１０が第２電源に相当する。
第１スイッチ２０は第１給電線１１１における上記の鉛蓄電池１３０の電気的接続点と中点Ｍとの間に設けられている。また第２スイッチ３０は第２給電線１１における中点Ｍとリチウム蓄電池１０との間に設けられている。これにより第１スイッチ２０が閉状態、第２スイッチ３０が開状態の場合、鉛蓄電池１３０と電気負荷１４０とが電気的に接続される。また第１スイッチ２０が開状態、第２スイッチ３０が閉状態の場合、リチウム蓄電池１０と電気負荷１４０とが電気的に接続される。さらに言えばスイッチ２０，３０それぞれが閉状態の場合、鉛蓄電池１３０、リチウム蓄電池１０、および、電気負荷１４０それぞれが電気的に接続される。
第１給電線１１１における第１スイッチ２０の両端にバイパス給電線１２，１３それぞれが並列接続されている。この第１バイパス給電線１２に第３スイッチ４０が設けられ、第２バイパス給電線１３に第４スイッチ５０が設けられている。これにより第３スイッチ４０と第４スイッチ５０それぞれが第１スイッチ２０と並列接続されている。したがって第１スイッチ２０に異常が生じた場合においても、第３スイッチ４０や第４スイッチ５０を介して鉛蓄電池１３０と電気負荷１４０とを電気的に接続することができる。
第１スイッチ２０、第２スイッチ３０、および、第３スイッチ４０それぞれは半導体スイッチである。これらスイッチ２０，３０，４０それぞれは直列接続された２つの補助スイッチを有する。本実施形態において補助スイッチはＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴである。したがって補助スイッチのゲート電極にＨｉレベルの制御信号が入力されるとスイッチ２０，３０，４０それぞれは開状態から閉状態に移行する。逆に、これら補助スイッチのゲート電極へのＨｉレベルの制御信号の入力を止めるとスイッチ２０，３０，４０それぞれは閉状態から開状態に移行する。Ｈｉレベルの制御信号が、特許請求の範囲に記載の制御信号の入力に相当する。またＬｏレベルの制御信号が、制御信号の非入力に相当する。ただし第４スイッチ５０の制御信号は後述するように励磁電流に相当する。したがって第４スイッチ５０に対する励磁電流の出力が、特許請求の範囲に記載の制御信号の入力に相当する。また励磁電流の非出力が、制御信号の非入力に相当する。
上記したように補助スイッチはＭＯＳＦＥＴなので、寄生ダイオードを有する。図１に示すように対応する２つの補助スイッチそれぞれの寄生ダイオードのアノード電極は互いに電気的に接続されている。
より詳しく言えば、第１スイッチ２０は第１補助スイッチ２１と第２補助スイッチ２２を有する。そして第１補助スイッチ２１の第１寄生ダイオード２１ａと第２補助スイッチ２２の第２寄生ダイオード２２ａそれぞれのアノード電極が電気的に接続されている。第１寄生ダイオード２１ａのカソード電極は鉛蓄電池１３０と電気的に接続されている。また第２寄生ダイオード２２ａのカソード電極は電気負荷１４０と電気的に接続されている。
第２スイッチ３０は第３補助スイッチ３１と第４補助スイッチ３２を有する。そして第３補助スイッチ３１の第３寄生ダイオード３１ａと第４補助スイッチ３２の第４寄生ダイオード３２ａそれぞれのアノード電極が電気的に接続されている。第３寄生ダイオード３１ａのカソード電極は中点Ｍと電気的に接続されている。換言すれば第３寄生ダイオード３１ａのカソード電極は第１スイッチ２０の電気負荷１４０側（第２補助スイッチ２２）と電気負荷１４０それぞれと電気的に接続されている。また第４寄生ダイオード３２ａのカソード電極はリチウム蓄電池１０と電気的に接続されている。
第３スイッチ４０は第５補助スイッチ４１と第６補助スイッチ４２を有する。そして第５補助スイッチ４１の第５寄生ダイオード４１ａと第６補助スイッチ４２の第６寄生ダイオード４２ａそれぞれのアノード電極が電気的に接続されている。第５寄生ダイオード４１ａのカソード電極は鉛蓄電池１３０と電気的に接続されている。また第６寄生ダイオード４２ａのカソード電極は電気負荷１４０と電気的に接続されている。なお第３スイッチ４０は第１スイッチ２０や第２スイッチ３０よりも耐圧の低い半導体スイッチである。
第４スイッチ５０はメカニカルリレーである。詳しく言えば第４スイッチ５０はノーマリクローズ式の電磁リレーである。したがって第４スイッチ５０は制御信号として励磁電流が入力されることで閉状態になる。逆に第４スイッチ５０は励磁電流が入力されなくなると開状態になる。第４スイッチ５０は第３スイッチ４０よりも、閉状態から開状態への移行、および、開状態から閉状態への移行それぞれが遅い性質を有する。詳しく言えば、第４スイッチ５０は第３スイッチ４０と比べて状態の移行速度が１００ｍｓオーダーで遅い性質を有する。
異常検出部６０はコンパレータ６１と基準電圧源６２を有する。コンパレータ６１の反転入力端子は第１給電線１１１における第１スイッチ２０と電気負荷１４０との間に接続されている。そしてコンパレータ６１の非反転入力端子は基準電圧源６２に接続されている。
基準電圧源６２は参照電圧Ｖｒｅｆを出力する。この参照電圧Ｖｒｅｆは鉛蓄電池１３０とリチウム蓄電池１０それぞれの電源電圧よりも低い電圧に設定されている。電池ＥＣＵ７０は鉛蓄電池１３０とリチウム蓄電池１０それぞれが過充電、過放電されないように鉛蓄電池１３０とリチウム蓄電池１０それぞれの充放電を制御する。その制御範囲において鉛蓄電池１３０とリチウム蓄電池１０それぞれから出力される電源電圧の電圧レベルには振れ幅があり、上限値と下限値とがある。上記の参照電圧Ｖｒｅｆはこの電源電圧の下限値よりも低く設定されている。また参照電圧Ｖｒｅｆは電気負荷１４０のリセット電圧閾値Ｖｒｅｓｅｔよりも高く設定されている。
したがって例えば第１スイッチ２０が閉状態でありスイッチ３０，４０，５０それぞれが開状態の場合、コンパレータ６１の反転入力端子には鉛蓄電池１３０の電源電圧が入力される。これによりコンパレータ６１からはＬｏレベルの信号が出力される。しかしながらこの開閉状態において第１スイッチ２０が異常状態になると、コンパレータ６１の反転入力端子に入力される電圧が参照電圧Ｖｒｅｆを下回る。これによりコンパレータ６１からＨｉレベルの信号が出力される。
また、例えば第２スイッチ３０が閉状態でありスイッチ２０，４０，５０それぞれが開状態の場合、コンパレータ６１の反転入力端子にはリチウム蓄電池１０の電源電圧が入力される。これによりコンパレータ６１からはＬｏレベルの信号が出力される。しかしながらこの開閉状態において第２スイッチ３０が異常状態になると、コンパレータ６１の反転入力端子に入力される電圧が参照電圧Ｖｒｅｆを下回る。これによりコンパレータ６１からＨｉレベルの信号が出力される。
さらに言えば、スイッチ２０，３０の両方が閉状態でありスイッチ４０，５０の両方が開状態の場合、コンパレータ６１からはＬｏレベルの信号が出力される。しかしながらスイッチ２０，３０の両方が異常状態になると、コンパレータ６１からＨｉレベルの信号が出力される。
以上に示したように、第１スイッチ２０および第２スイッチ３０の少なくとも一方が閉状態になっている場合においてコンパレータ６１の出力信号がＨｉレベルになると、その閉状態になっているスイッチに異常が生じていると判定することができる。このコンパレータ６１の出力端子は電池ＥＣＵ７０に接続されている。したがって電池ＥＣＵ７０には、コンパレータ６１の出力信号が、異常検出部６０の判定結果として入力される。
電池ＥＣＵ７０は制御信号によってスイッチ２０，３０，４０，５０それぞれを開閉制御する。電池ＥＣＵ７０はスイッチ２０，３０，４０，５０それぞれを開閉制御することで、車両の走行時や駐車時などの通常動作時における給電制御を行う。また電池ＥＣＵ７０はスイッチ２０，３０の異常時における給電制御も行う。電池ＥＣＵ７０が制御部に相当する。
なお図示しないが、車両には上位ＥＣＵが搭載されている。電池ＥＣＵ７０はこの上位ＥＣＵからの指令に基づいて制御信号を生成出力する。これにより電池ＥＣＵ７０は、以下に具体的に示すようにスイッチ２０，３０，４０，５０を開閉制御する。
電池ＥＣＵ７０は、車両の始動時、回生時、アイドリング時、加速時、および、定常走行時においてスイッチ２０，３０を開閉制御し、スイッチ４０，５０を開状態に保つ。また電池ＥＣＵ７０は車両の駐車時においてスイッチ２０，３０，４０を開状態にし、第４スイッチ５０を閉状態に保つ。そして電池ＥＣＵ７０はスイッチ２０，３０の異常時においてスイッチ４０，５０を開閉制御する。
より詳しく言えば電池ＥＣＵ７０は、車両の始動時においてスイッチ２０，４０，５０を開状態、第２スイッチ３０を閉状態に制御する。これにより鉛蓄電池１３０よりスタータ１１０へと電力供給される。またリチウム蓄電池１０より電気負荷１４０へと電力供給される。
電池ＥＣＵ７０は車両の回生時においてスイッチ２０，３０の両方を閉状態、スイッチ４０，５０の両方を開状態に制御する。これによりオルタネータ１２０より鉛蓄電池１３０、リチウム蓄電池１０、および、電気負荷１４０それぞれへと回生電力が供給される。
電池ＥＣＵ７０は車両のアイドリング時、加速時、および、定常走行時において第２スイッチ３０を閉状態、スイッチ４０，５０を開状態に制御する。そして電池ＥＣＵ７０は鉛蓄電池１３０とリチウム蓄電池１０の電源電圧の大小関係に応じて第１スイッチ２０を開閉制御する。図示しないが、電池ＥＣＵ７０には鉛蓄電池１３０とリチウム蓄電池１０それぞれの電源電圧が監視電圧として入力されている。
鉛蓄電池１３０のほうがリチウム蓄電池１０よりも電源電圧が高い場合、電池ＥＣＵ７０は第１スイッチ２０を開状態に制御する。これにより鉛蓄電池１３０からリチウム蓄電池１０への電力供給が抑制され、リチウム蓄電池１０の過充電が抑制される。
ただしリチウム蓄電池１０の充電量が低下して電源電圧が上記の下限値に近づいた場合、電池ＥＣＵ７０は第１スイッチ２０を閉状態に制御する。これにより鉛蓄電池１３０からリチウム蓄電池１０へ電力供給され、リチウム蓄電池１０の過放電が抑制される。
またリチウム蓄電池１０のほうが鉛蓄電池１３０よりも電源電圧が高い場合、電池ＥＣＵ７０は第１スイッチ２０を閉状態に制御する。これによりリチウム蓄電池１０より鉛蓄電池１３０へ電力供給され、鉛蓄電池１３０が充電される。
電池ＥＣＵ７０は車両の駐車時においてスイッチ２０，３０，４０，５０それぞれへの制御信号の出力を停止する。これによりスイッチ２０，３０，４０それぞれは開状態になる。しかしながら第４スイッチ５０は閉状態になる。これにより鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０へと第４スイッチ５０を介して電力供給される。
次に、第１スイッチ２０を介して鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０へと電力供給している際に、第１スイッチ２０に異常が生じた場合の電池ＥＣＵ７０の制御を図２〜図７に基づいて説明する。なお図２においては通電状態をハッチングによって明示し、スイッチ２０，３０，４０，５０それぞれに対する制御信号を第１〜第４制御信号と示している。そして異常検出部６０の出力信号を判定結果と示している。また図３〜図７では通電状態を明示するために異常検出部６０と電池ＥＣＵ７０の図示を省略している。そして図３〜図７では電力供給を破線矢印で示している。
図２に示すように時間ｔ０において第１制御信号はＨｉレベル、第２制御信号と第３制御信号それぞれはＬｏレベルになっている。そして第４制御信号としての励磁電流が第４スイッチ５０に出力されている。これにより時間ｔ０において第１スイッチ２０は閉状態、他の第２スイッチ３０、第３スイッチ４０、および、第４スイッチ５０それぞれは開状態となっている。
また時間ｔ０において第１スイッチ２０は正常状態である。したがって図３に破線で示すように第１スイッチ２０を介して鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０へと電力供給されている。このために電気負荷１４０に印加されている電源電圧（電気負荷電圧）が参照電圧Ｖｒｅｆよりも高く、異常の判定結果を示す異常検出部６０の出力信号（判定結果）はＬｏレベルになっている。
時間ｔ１において図４に示すように閉状態に制御している第１スイッチ２０に異常が生じる。すると第１スイッチ２０における通電が途切れる。これにより電気負荷電圧が低減し始める。
時間ｔ２にいたると電気負荷電圧が参照電圧Ｖｒｅｆを下回る。これにより判定結果がＬｏレベルからＨｉレベルに変化する。電池ＥＣＵ７０はこの判定結果の電圧レベルの変化を検知する。
時間ｔ３にいたると電池ＥＣＵ７０は、第１スイッチ２０にＨｉレベルの第１制御信号を出力している際に判定結果がＨｉレベルになったので、第１スイッチ２０に異常が生じていると判定する。そして電池ＥＣＵ７０は、次に示すスイッチの切り替え処理を他の処理よりも優先して実施する。すなわち電池ＥＣＵ７０は第１制御信号をＬｏレベルに落とす。それとともに電池ＥＣＵ７０は第３制御信号をＨｉレベルにし、第４制御信号としての励磁電流の供給を止める。
時間ｔ４にいたると第３スイッチ４０が開状態から閉状態に移行する。これにより、図５に示すように第３スイッチ４０を介して鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０に電力供給される。そして電気負荷電圧が参照電圧Ｖｒｅｆを上回り、判定結果がＨｉレベルからＬｏレベルに変化する。このように第３制御信号をＨｉレベルにしたことにより、判定結果がＨｉレベルからＬｏレベルに変化すると、電池ＥＣＵ７０は電気負荷１４０への給電が再開したと判定する。
時間ｔ５にいたると第４スイッチ５０が開状態から閉状態に移行する。これにより図６に示すように第３スイッチ４０および第４スイッチ５０それぞれを介して鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０に電力供給される。
その後、時間ｔ６にいたると電池ＥＣＵ７０は第４スイッチ５０が閉状態に移行したと判断して、第３制御信号をＬｏレベルに落とす。これにより図７に示すように第４スイッチ５０を介して鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０へと電力供給される。
なお第４スイッチ５０が開状態から閉状態に移行したか否かの判断は、例えば第４スイッチ５０への励磁電流の出力を止めてから所定時間経過したか否かに基づいて行うことができる。この所定時間は、第４スイッチ５０への励磁電流の出力を停止してから、第４スイッチ５０が開状態から閉状態に移行するまでに要する遅延時間よりも長い時間である。
詳しくは説明しないが、第２スイッチ３０を介してリチウム蓄電池１０から電気負荷１４０へと電力供給している際に第２スイッチ３０に異常が生じた場合においても、電池ＥＣＵ７０は同様の制御を行う。すなわち電池ＥＣＵ７０は、スイッチ２０，４０，５０それぞれを開状態、第２スイッチ３０を閉状態に制御しているにもかかわらず、判定結果がＬｏレベルからＨｉレベルに変化すると、第２スイッチ３０に異常が生じていると判定する。そして電池ＥＣＵ７０は第２制御信号をＬｏレベルに落とす。また電池ＥＣＵ７０は第３制御信号をＨｉレベルにし、第４制御信号としての励磁電流の供給を止める。その後、第４スイッチ５０が閉状態に移行したと判断すると電池ＥＣＵ７０は、第３制御信号をＬｏレベルに落とす。これにより第４スイッチ５０を介して鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０へと電力供給される。
次に、本実施形態に係る電源装置１００の作用効果を説明する。上記したように電池ＥＣＵ７０は、閉状態に制御しているスイッチ２０，３０に異常が生じていると判定すると、第３スイッチ４０にＨｉレベルの第３制御信号を出力し、第４スイッチ５０に出力している励磁電流の供給を止める。これによれば第４スイッチ５０が閉状態となるまえに第３スイッチ４０が閉状態になる。したがって第４スイッチ５０が開状態から閉状態に移行するまえに、第３スイッチ４０を介して電気負荷１４０に電力供給することができる。これにより電気負荷１４０への電力供給の遅延が抑制される。
また電池ＥＣＵ７０は、励磁電流の供給停止によって第４スイッチ５０が閉状態になると、第３制御信号をＬｏレベルに落として第３スイッチ４０を開状態にする。これにより電池ＥＣＵ７０が制御信号を入力しなくとも、電気負荷１４０への電力供給が実現される。この結果スイッチ異常時における消費電力の増大が抑制される。
なお本実施形態で示した電池ＥＣＵ７０の給電制御とは異なり、例えば第１スイッチ２０の異常時において第２スイッチ３０を閉状態に制御することで、リチウム蓄電池１０から電気負荷１４０に電力供給することも考えられる。しかしながらこの変形例の場合、過放電によるリチウム蓄電池１０の劣化を避けるため、リチウム蓄電池１０の充電量を確認した後に第２スイッチ３０を開状態から閉状態に移行するべきか否かを判断する必要がある。したがってこの変形例の場合、第１スイッチ２０の異常時においてリチウム蓄電池１０の充電量を確認するための時間が必要となり、電気負荷１４０への電力供給が遅延する虞がある。
これに対して本実施形態の構成の場合、リチウム蓄電池１０の充電量を確認するための時間が不要となる。そのため第１スイッチ２０の異常時において電気負荷１４０への電力供給が遅くなることが抑制される。
第３スイッチ４０は第４スイッチ５０が開状態から閉状態へと移行するまでの間、電気負荷１４０に電力供給する機能を果たせばよい。したがって上記したように第３スイッチ４０としては第１スイッチ２０や第２スイッチ３０よりも耐圧の低い半導体スイッチを採用することができる。これにより第３スイッチ４０の追加によるコストの増大が抑制される。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図８〜図１３に基づいて説明する。第２実施形態に係る電源装置は上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。
第１実施形態では異常検出部６０がスイッチ２０，３０の異常を検出する例を示した。これに対して本実施形態では電池ＥＣＵ７０もスイッチ２０，３０の異常を検出する機能を果たす。
電池ＥＣＵ７０は第１スイッチ２０の第１補助スイッチ２１と第２補助スイッチ２２の中点電位（ソース電位）を検出する。また電池ＥＣＵ７０は第２スイッチ３０の第３補助スイッチ３１と第４補助スイッチ３２の中点電位（ソース電位）も検出する。
電池ＥＣＵ７０は補助スイッチ２１，２２それぞれにＨｉレベルの制御信号を入力している際に、補助スイッチ２１，２２の中点電位（以下、第１中点電位と示す）をモニタリングする。そして電池ＥＣＵ７０は鉛蓄電池１３０の電源電圧から第１中点電位を差分した値（以下、第１差分値と示す）が閾値電圧以上になったか否かを判定する。この閾値電圧は、過充電や過放電されないように充放電が制御されている範囲における鉛蓄電池１３０やリチウム蓄電池１０の電源電圧の半分程度の値である。
第１スイッチ２０が正常状態の場合、第１中点電位は鉛蓄電池１３０の電源電圧とほぼ同電位なので、第１差分値は閾値電圧よりも低い値となる。しかしながら第１スイッチ２０が異常状態となって非通電状態になると、第１中点電位は鉛蓄電池１３０の電源電圧よりも低くなる。この結果、第１差分値が閾値電圧よりも高くなる。このように第１スイッチ２０の正常状態と異常状態とによって第１差分値が閾値電圧に対して上下する。したがって電池ＥＣＵ７０は、第１スイッチ２０にＨｉレベルの制御信号を出力して閉状態に制御している際に第１差分値が閾値電圧よりも低い場合、第１スイッチ２０は正常であると判定する。逆に第１差分値が閾値電圧以上の場合、電池ＥＣＵ７０は第１スイッチ２０は異常であると判定する。
第２スイッチ３０の正常状態と異常状態の判定も同様である。電池ＥＣＵ７０は補助スイッチ３１ａ，３２ａそれぞれにＨｉレベルの制御信号を入力している際に、補助スイッチ３１ａ，３２ａの中点電位（以下、第２中点電位と示す）をモニタリングする。そして電池ＥＣＵ７０はリチウム蓄電池１０の電源電圧から第２中点電位を差分した値（以下、第２差分値と示す）が閾値電圧以上になったか否かを判定する。
第２スイッチ３０が正常状態の場合、第２中点電位はリチウム蓄電池１０の電源電圧とほぼ同電位なので、第２差分値は閾値電圧よりも低い値となる。しかしながら第２スイッチ３０が異常状態となって非通電状態になると、第２中点電位はリチウム蓄電池１０の電源電圧よりも低くなる。この結果、第２差分値が閾値電圧よりも高くなる。このように第２スイッチ３０の正常状態と異常状態とによって第２差分値が閾値電圧に対して上下する。したがって電池ＥＣＵ７０は、第２スイッチ３０にＨｉレベルの制御信号を出力して閉状態に制御している際に第２差分値が閾値電圧よりも低い場合、第２スイッチ３０は正常であると判定する。逆に第２差分値が閾値電圧以上の場合、電池ＥＣＵ７０は第２スイッチ３０は異常であると判定する。
また電池ＥＣＵ７０は、スイッチ２０，３０のうちの一方を閉状態に制御して電気負荷１４０に給電する際に、第４スイッチ５０を開状態に制御しつつ、第３スイッチ４０の第５補助スイッチ４１を閉状態、第６補助スイッチ４２を開状態に制御する。ただしリチウム蓄電池１０のほうが鉛蓄電池１３０よりも電源電圧が高い場合、電池ＥＣＵ７０は第２スイッチ３０を閉状態にし、第２スイッチ３０を介した電気負荷１４０への給電を行う。
以上に示した制御の実施により、以下図９〜図１３に基づいて説明するように、第２スイッチ３０を介して電気負荷１４０に給電している際に第２スイッチ３０に異常が生じたとしても、第３スイッチ４０を介した電気負荷１４０への自動的な電力供給が実現される。
図９に示すように時間ｔ１０において第１制御信号はＬｏレベル、第２制御信号はＨｉレベルになっている。そして第４制御信号としての励磁電流が出力されている。これに対して第３スイッチ４０の第５補助スイッチ４１の制御信号はＨｉレベル、第６補助スイッチ４２の制御信号はＬｏレベルになっている。これにより時間ｔ１０において第２スイッチ３０は閉状態、第１スイッチ２０および第４スイッチ５０それぞれは開状態となっている。そして第３スイッチ４０の第５補助スイッチ４１は閉状態、第６補助スイッチ４２は開状態となっている。
第１実施形態で説明したように第５補助スイッチ４１の第５寄生ダイオード４１ａと第６補助スイッチ４２の第６寄生ダイオード４２ａそれぞれのアノード電極が電気的に接続されている。そして第５寄生ダイオード４１ａのカソード電極が鉛蓄電池１３０と電気的に接続されている。また第６寄生ダイオード４２ａのカソード電極が電気負荷１４０と電気的に接続されている。したがって第６寄生ダイオード４２ａのアノード電極に鉛蓄電池１３０の電源電圧が印加され、カソード電極にリチウム蓄電池１０の電源電圧が印加されている。上記したようにリチウム蓄電池１０のほうが鉛蓄電池１３０よりも電源電圧が高くなっている。そのために第６寄生ダイオード４２ａには逆バイアスが印加されている。したがって上記したように第５補助スイッチ４１が閉状態となっていたとしても、第５補助スイッチ４１と第６寄生ダイオード４２ａとを介して、鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０へと電力供給されることが止められている。
図９に示すように時間ｔ１０において第２スイッチ３０は正常状態である。したがって図１０に破線で示すように第２スイッチ３０を介してリチウム蓄電池１０から電気負荷１４０へと電力供給されている。このため第２差分値は閾値電圧よりも低く、電池ＥＣＵ７０は第２スイッチ３０が正常であると判定する。
時間ｔ１１において、図１１に示すように閉状態に制御している第２スイッチ３０に異常が生じる。すると第２スイッチ３０における通電が途切れる。これにより第６寄生ダイオード４２ａのカソード電極に印加されていた電圧が低下し、第６寄生ダイオード４２ａに順バイアスが印加される。この結果、図１１に示すように閉状態となっている第５補助スイッチ４１、および、順バイアスの印加されている第６寄生ダイオード４２ａそれぞれを介して、鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０へと自動的に電力供給される。また第２差分値は閾値電圧以上となる。
時間ｔ１２にいたると電池ＥＣＵ７０は、第２制御信号をＨｉレベルにしている際に第２差分値が閾値電圧以上になったので、第２スイッチ３０に異常が生じていると判定する。そして電池ＥＣＵ７０は第２制御信号をＬｏレベルに落とす。また電池ＥＣＵ７０は第４制御信号としての励磁電流の供給を止める。
時間ｔ１３にいたると第４スイッチ５０は開状態から閉状態に移行する。これにより図１２に示すように第３スイッチ４０および第４スイッチ５０それぞれを介して鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０に電力供給される。
その後、時間ｔ１４にいたると電池ＥＣＵ７０は第４スイッチ５０が閉状態に移行したと判断して、第３スイッチ４０に出力している制御信号のすべてをＬｏレベルに落とす。これにより図１３に示すように第４スイッチ５０を介して鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０へと電力供給される。
以上に示したように、第２スイッチ３０が異常状態になると、第５補助スイッチ４１と第６寄生ダイオード４２ａを介して鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０へと自動的に電力供給される。したがって第２スイッチ３０に異常が生じたことを検知した後に電気負荷１４０に電力供給を行う構成と比べて、電気負荷１４０への電力供給が遅くなることが抑制される。
なお詳しくは説明しないが、第１スイッチ２０を介して電気負荷１４０に給電している際に第１スイッチ２０に異常が生じたとしても、第３スイッチ４０を介した鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０への自動的な電力供給が実現される。
電池ＥＣＵ７０は第１スイッチ２０を閉状態、第２スイッチ３０および第４スイッチ５０それぞれを開状態に制御する。そして電池ＥＣＵ７０は第３スイッチ４０の第５補助スイッチ４１を閉状態、第６補助スイッチ４２を開状態に制御する。この際、第６寄生ダイオード４２ａには順バイアスが印加されている。したがってこの場合、第１スイッチ２０だけではなく第３スイッチ４０も介して、鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０へと電力供給されている。この際、第１スイッチ２０は通電状態となっている。このため第１差分値は閾値電圧よりも低く、電池ＥＣＵ７０は第１スイッチ２０が正常であると判定している。
閉状態に制御している第１スイッチ２０に異常が生じると、第１スイッチ２０は非通電状態となる。しかしながら第２スイッチ３０を介した鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０への電力供給は維持される。また第１差分値は閾値電圧以上となる。
第１スイッチ２０にＨｉレベルの制御信号を出力している際に第１差分値が閾値電圧以上になったので、電池ＥＣＵ７０は第１スイッチ２０に異常が生じていると判定する。そして電池ＥＣＵ７０は第１制御信号をＬｏレベルに落とす。また電池ＥＣＵ７０は第４制御信号としての励磁電流の供給を止める。これにより第３スイッチ４０および第４スイッチ５０それぞれを介して鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０に電力供給される。その後、電池ＥＣＵ７０は第４スイッチ５０が閉状態に移行したと判断して、第３スイッチ４０に出力している制御信号のすべてをＬｏレベルに落とす。これにより第４スイッチ５０を介した鉛蓄電池１３０から電気負荷１４０への電力供給が実現される。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
（第１の変形例）
各実施形態では電池ＥＣＵ７０がスイッチ２０，３０，４０，５０それぞれを制御する例を示した。しかしながら図１４に示すように電池ＥＣＵ７０が、スイッチ２０，３０を制御する第１電池ＥＣＵ７１と、スイッチ４０，５０を制御する第２電池ＥＣＵ７２と、を有する構成を採用することもできる。第１電池ＥＣＵ７１が第１制御部に相当する。第２電池ＥＣＵ７２が第２制御部に相当する。
これによれば車両の走行時や駐車時などの通常動作時における電気負荷１４０への給電制御と、スイッチ２０，３０の異常時における電気負荷１４０への給電制御と、を独立して別々に実施することができる。したがってこれら２つの給電制御を簡素化することができる。また第１電池ＥＣＵ７１に異常が生じたとしても、第２電池ＥＣＵ７２によって電気負荷１４０への電力供給を継続することができる。
（第２の変形例）
各実施形態では第１給電線１１１における第１スイッチ２０の両端にバイパス給電線１２，１３それぞれが並列接続された例を示した。しかしながら例えば図１５に示すように第１給電線１１１における第１スイッチ２０の両端に第１バイパス給電線１２が並列接続され、第２スイッチ３０の両端に第２バイパス給電線１３が並列接続された構成を採用することもできる。この場合においても第１バイパス給電線１２に第３スイッチ４０が設けら、第２バイパス給電線に第４スイッチ５０が設けられている。これによれば第１スイッチ２０や第２スイッチ３０に異常が生じた場合においても、第３スイッチ４０や第４スイッチ５０を介して鉛蓄電池１３０やリチウム蓄電池１０を電気負荷１４０に電気的に接続することができる。これにより電気負荷１４０への電力供給が遅くなることが抑制される。
（第３の変形例）
また例えば図１６に示すように第１給電線１１１における第１スイッチ２０の両端に第２バイパス給電線１３が並列接続され、第２スイッチ３０の両端に第１バイパス給電線１２が並列接続された構成を採用することもできる。この場合においても第１バイパス給電線１２に第３スイッチ４０が設けられ、第２バイパス給電線１３に第４スイッチ５０が設けられている。これによれば第１スイッチ２０や第２スイッチ３０に異常が生じた場合においても、第３スイッチ４０や第４スイッチ５０を介して鉛蓄電池１３０やリチウム蓄電池１０を電気負荷１４０に電気的に接続することができる。これにより電気負荷１４０への電力供給が遅くなることが抑制される。
（第４の変形例）
さらに例示すれば図１７に示すように、第２スイッチ３０の両端にバイパス給電線１２，１３それぞれが並列接続された構成を採用することもできる。この場合においても第１バイパス給電線１２に第３スイッチ４０が設けられている。そして第２バイパス給電線１３に第４スイッチ５０が設けられている。これによれば第２スイッチ３０に異常が生じた場合においても、第３スイッチ４０や第４スイッチ５０を介してリチウム蓄電池１０を電気負荷１４０に電気的に接続することができる。
（その他の変形例１）
以下、図１８〜図３５に電源装置１００の各種変形例を示す。なお図１８〜図３５では表記を簡明とするために異常検出部６０と電池ＥＣＵ７０の図示を省略している。そして半導体スイッチと電磁リレーを特に区別せずに図示している。ただし図３０〜図３５では、各実施形態において明示していなかった一般負荷１５０を図示している。この一般負荷１５０には各実施形態で示したオルタネータ１２０が含まれていてもよいし、含まれていなくともよい。また図２６〜図２９、および、図３４と図３５に示す変形例ではモータ１６０も図示している。
図１８〜図２９に示す変形例では、第１給電線１１１における鉛蓄電池１３０と電気負荷１４０それぞれの電気的接続点にバイパス給電線１２，１３が電気的に接続されている。そして第１バイパス給電線１２に第３スイッチ４０が設けられ、第２バイパス給電線１３に第４スイッチ５０が設けられている。
また図１８〜図２９に示す変形例では、各実施形態とは異なり、第２スイッチ３０が第２給電線１１ではなく第１給電線１１１に設けられている。そしてオルタネータ１２０と電気負荷１４０との電気的な接続を制御する第５スイッチ８０が第１給電線１１１に設けられている。したがって第１スイッチ２０、第２スイッチ３０、および、第５スイッチ８０は第１給電線１１１において直列接続されている。第１給電線１１１におけるこれら３つのスイッチ２０，３０，８０の中点に、鉛蓄電池１３０、電気負荷１４０、オルタネータ１２０、および、リチウム蓄電池１０が適宜電気的に接続されている。
具体的に言えば、図１８および図１９に示す変形例では第１スイッチ２０、第５スイッチ８０、および、第２スイッチ３０が順次直列接続されている。
図１８に示す変形例ではスイッチ２０，８０の間の第１中点Ｍ１に電気負荷１４０が電気的に接続され、スイッチ８０，３０の間の第２中点Ｍ２にオルタネータ１２０が電気的に接続されている。鉛蓄電池１３０は第１スイッチ２０を介して電気負荷１４０と電気的に接続され、リチウム蓄電池１０はスイッチ３０，８０を介して電気負荷１４０と電気的に接続されている。
これに対して図１９に示す変形例では第１中点Ｍ１に鉛蓄電池１３０が電気的に接続され、第２中点Ｍ２にオルタネータ１２０が電気的に接続されている。鉛蓄電池１３０は第１スイッチ２０を介して電気負荷１４０と電気的に接続され、リチウム蓄電池１０はスイッチ３０，８０，２０を介して電気負荷１４０と電気的に接続されている。
図２０および図２１に示す変形例では第１スイッチ２０、第２スイッチ３０、および、第５スイッチ８０が順次直列接続されている。
図２０に示す変形例ではスイッチ２０，３０の間の第３中点Ｍ３に電気負荷１４０が電気的に接続され、スイッチ３０，８０の間の第４中点Ｍ４にリチウム蓄電池１０が電気的に接続されている。鉛蓄電池１３０は第１スイッチ２０を介して電気負荷１４０と電気的に接続され、リチウム蓄電池１０は第２スイッチ３０を介して電気負荷１４０と電気的に接続されている。
これに対して図２１に示す変形例では第３中点Ｍ３に鉛蓄電池１３０が電気的に接続され、第４中点Ｍ４にリチウム蓄電池１０が電気的に接続されている。鉛蓄電池１３０は第１スイッチ２０を介して電気負荷１４０と電気的に接続され、リチウム蓄電池１０はスイッチ３０，２０を介して電気負荷１４０と電気的に接続されている。
図２２に示す変形例では第１スイッチ２０、第５スイッチ８０、および、第２スイッチ３０が順次直列接続されている。そしてスイッチ２０，８０の間の第５中点Ｍ５にオルタネータ１２０が電気的に接続され、スイッチ８０，３０の間の第６中点Ｍ６に電気負荷１４０が電気的に接続されている。鉛蓄電池１３０はスイッチ２０，８０を介して電気負荷１４０と電気的に接続され、リチウム蓄電池１０は第２スイッチ３０を介して電気負荷１４０と電気的に接続されている。
図２３に示す変形例では第５スイッチ８０、第１スイッチ２０、および、第２スイッチ３０が順次直列接続されている。そしてスイッチ８０，２０の間の第７中点Ｍ７に鉛蓄電池１３０が電気的に接続され、スイッチ２０，３０の間の第８中点Ｍ８に電気負荷１４０が電気的に接続されている。鉛蓄電池１３０は第１スイッチ２０を介して電気負荷１４０と電気的に接続され、リチウム蓄電池１０は第２スイッチ３０を介して電気負荷１４０と電気的に接続されている。
図２４に示す変形例では第１スイッチ２０、第５スイッチ８０、および、第２スイッチ３０が順次直列接続されている。そしてスイッチ２０，８０の間の第９中点Ｍ９にオルタネータ１２０が電気的に接続され、スイッチ８０，３０の間の第１０中点Ｍ１０にリチウム蓄電池１０が電気的に接続されている。鉛蓄電池１３０はスイッチ２０，８０，３０を介して電気負荷１４０と電気的に接続され、リチウム蓄電池１０は第２スイッチ３０を介して電気負荷１４０と電気的に接続されている。
図２５に示す変形例では第５スイッチ８０、第１スイッチ２０、および、第２スイッチ３０が順次直列接続されている。そしてスイッチ８０，２０の間の第１１中点Ｍ１１に鉛蓄電池１３０が電気的に接続され、スイッチ２０，３０の間の第１２中点Ｍ１２にリチウム蓄電池１０が電気的に接続されている。鉛蓄電池１３０はスイッチ２０，３０を介して電気負荷１４０と電気的に接続され、リチウム蓄電池１０は第２スイッチ３０を介して電気負荷１４０と電気的に接続されている。
図２６〜図２９に示す変形例ではモータ１６０が第１給電線１１１に電気的に接続されている。図２６および図２７に示す変形例ではモータ１６０はリチウム蓄電池１０と接続され、第２スイッチ３０を介して鉛蓄電池１３０と電気的に接続されている。また第２スイッチ３０、第１スイッチ２０、および、第５スイッチ８０が順次直列接続されている。
図２６に示す変形例ではスイッチ３０，２０の間の第１３中点Ｍ１３に鉛蓄電池１３０が電気的に接続され、スイッチ２０，８０の間の第１４中点Ｍ１４に電気負荷１４０が電気的に接続されている。鉛蓄電池１３０は第１スイッチ２０を介して電気負荷１４０と電気的に接続され、リチウム蓄電池１０はスイッチ３０，２０を介して電気負荷１４０と電気的に接続されている。
図２７に示す変形例では第１３中点Ｍ１３に鉛蓄電池１３０が電気的に接続され、第１４中点Ｍ１４にオルタネータ１２０が電気的に接続されている。鉛蓄電池１３０はスイッチ２０，８０を介して電気負荷１４０と電気的に接続され、リチウム蓄電池１０はスイッチ３０，２０，８０を介して電気負荷１４０と電気的に接続されている。
図２８および図２９に示す変形例ではモータ１６０は鉛蓄電池１３０と接続され、第１スイッチ２０を介してリチウム蓄電池１０と電気的に接続されている。また第１スイッチ２０、第２スイッチ３０、および、第５スイッチ８０が順次直列接続されている。
図２８に示す変形例ではスイッチ２０，３０の間の第１５中点Ｍ１５にリチウム蓄電池１０が電気的に接続され、スイッチ３０，８０の間の第１６中点Ｍ１６に電気負荷１４０が電気的に接続されている。鉛蓄電池１３０はスイッチ２０，３０を介して電気負荷１４０と電気的に接続され、リチウム蓄電池１０は第２スイッチ３０を介して電気負荷１４０と電気的に接続されている。
図２９に示す変形例では第１５中点Ｍ１５にリチウム蓄電池１０が電気的に接続され、第１６中点Ｍ１６にオルタネータ１２０が電気的に接続されている。鉛蓄電池１３０はスイッチ２０，３０，８０を介して電気負荷１４０と電気的に接続され、リチウム蓄電池１０はスイッチ３０，８０を介して電気負荷１４０と電気的に接続されている。
次に図３０〜図３３に示す変形例を説明する。これらの変形例に示す電源装置１００は第６スイッチ８１を有する。
図３０および図３１に示す変形例では第５スイッチ８０が第１給電線１１１における電気負荷１４０とオルタネータ１２０それぞれの電気的接続点の間に設けられている。そして第２給電線１１がグランドから延びて第５スイッチ８０の両端に向かって２つに分岐している。この第２給電線１１におけるグランドから延びた線にリチウム蓄電池１０が設けられ、分岐した２本の線のうちの一方に第２スイッチ３０が設けられ、他方に第６スイッチ８１が設けられている。第２スイッチ３０はリチウム蓄電池１０と電気負荷１４０との間に設けられている。第６スイッチ８１はリチウム蓄電池１０とオルタネータ１２０との間に設けられている。
図３０に示す変形例ではバイパス給電線１２，１３それぞれが第１スイッチ２０に並列接続されている。そして図３１に示す変形例では第１バイパス給電線１２が第１スイッチ２０に並列接続され、第２バイパス給電線１３が第２スイッチ３０と並列接続されている。第２バイパス給電線１３は電気負荷１４０とリチウム蓄電池１０とを接続している。
次に図３２および図３３に示す変形例を説明する。これらの変形例では、第３給電線１５がグランドから延びて第１給電線１１１に接続されている。この第３給電線１５に電気負荷１４０とともに第５スイッチ８０が設けられる。電気負荷１４０は第５スイッチ８０を介して第１給電線１１１に電気的に接続されている。
そして第３給電線１５における電気負荷１４０と第５スイッチ８０との間の中点からグランドへと向かって第２給電線１１が延びている。この第２給電線１１にリチウム蓄電池１０とともに第２スイッチ３０が設けられる。リチウム蓄電池１０はスイッチ３０，８０を介して第１給電線１１１に電気的に接続されている。
また第２給電線１１におけるリチウム蓄電池１０と第２スイッチ３０との間の中点から第１給電線１１１へと向かって第４給電線１６が延びている。この第４給電線１６に第６スイッチ８１が設けられている。これにより第６スイッチ８１を介してリチウム蓄電池１０がオルタネータ１２０に接続されている。
さらに第３給電線１５における電気負荷１４０と第５スイッチ８０との間の中点と第１給電線１１１における第１スイッチ２０から鉛蓄電池１３０側とが第１バイパス給電線１２を介して電気的に接続されている。この第１バイパス給電線１２に第３スイッチ４０が設けられている。これにより第３スイッチ４０は、第５スイッチ８０とともに第１スイッチ２０と並列接続されている。
図３２に示す変形例では第２バイパス給電線１３が第１バイパス給電線１２に並列接続されている。この第２バイパス給電線１３は第１給電線１１１と電気負荷１４０とを接続している。第２バイパス給電線１３に第４スイッチ５０が設けられている。これにより第４スイッチ５０は、第５スイッチ８０とともに第１スイッチ２０と並列接続されている。
図３３に示す変形例では第３給電線１５における電気負荷１４０と第５スイッチ８０との間の中点と第２給電線１１におけるリチウム蓄電池１０と第２スイッチ３０との間の中点とが第２バイパス給電線１３を介して電気的に接続されている。この第２バイパス給電線１３に第４スイッチ５０が設けられている。これにより第４スイッチ５０は第２スイッチ３０と並列接続されている。
次に図３４および図３５に示す変形例を説明する。この変形例では、電源装置１００は第３バイパス給電線１７と第７スイッチ８２を有する。第７スイッチ８２は電磁リレーである。第７スイッチ８２はフェールセーフ制御の際に閉駆動される。
図３４および図３５に示すように第１給電線１１１にモータ１６０とオルタネータ１２０とが電気的に接続されている。そして第１給電線１１１におけるモータ１６０との電気的接続点とオルタネータ１２０の電気的接続点との間に鉛蓄電池１３０と一般負荷１５０それぞれが電気的に接続されている。
第１スイッチ２０は第１給電線１１１における鉛蓄電池１３０および一般負荷１５０それぞれの電気的接続点とオルタネータ１２０の電気的接続点との間に設けられている。そして第１給電線１１１における第１スイッチ２０からオルタネータ１２０側の部位に第２給電線１１が接続されている。この第２給電線１１にリチウム蓄電池１０とスイッチ３０，８０が設けられている。第２給電線１１における第１給電線１１１との電気的接続点からリチウム蓄電池１０へと向かって第５スイッチ８０と第２スイッチ３０とが順に直列接続されている。
第２バイパス給電線１３は第１給電線１１１における第１スイッチ２０から鉛蓄電池１３０側の部位と、スイッチ８０，３０の中点とを電気的に接続している。この第２バイパス給電線１３に第４スイッチ５０が設けられている。これにより第４スイッチ５０は、第５スイッチ８０とともに第１スイッチ２０と並列接続されている。
また第３バイパス給電線１７は第１スイッチ２０の両端に接続され、この第３バイパス給電線１７に第７スイッチ８２が設けられている。これにより第７スイッチ８２も第１スイッチ２０と並列接続されている。
さらに、第２バイパス給電線１３における第４スイッチ５０におけるオルタネータ１２０側に第３給電線１５が接続されている。この第３給電線１５に電気負荷１４０が設けられている。
図３４に示す変形例では第１給電線１１１における鉛蓄電池１３０との電気的接続点と第３給電線１５における電気負荷１４０の第２バイパス給電線１３側とが第１バイパス給電線１２を介して連結されている。この第１バイパス給電線１２に第３スイッチ４０が設けられている。これにより第３スイッチ４０は、第５スイッチ９０とともに第１スイッチ２０に並列接続されている。
図３５に示す変形例では第３給電線１５における電気負荷１４０の第２バイパス給電線１３側と第２給電線１１におけるリチウム蓄電池１０と第２スイッチ３０との間の中点とが第１バイパス給電線１２を介して連結されている。この第１バイパス給電線１２に第３スイッチ４０が設けられている。これにより第３スイッチ４０は、第２スイッチ３０に並列接続されている。
（その他の変形例２）
各実施形態では、スイッチ２０，３０，４０それぞれが直列接続された２つの補助スイッチを有し、補助スイッチがＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴである例を示した。しかしながら補助スイッチとしては上記例に限定されず、例えばＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴを採用することもできる。補助スイッチがＩＧＢＴの場合、各補助スイッチには別体でダイオードが並列接続される。
第１実施形態では、第１給電線１１１における第１スイッチ２０から電気負荷１４０側に第２給電線１１が接続された例を示した。しかしながら第１給電線１１１における第１スイッチ２０から鉛蓄電池１３０側に第２給電線１１が接続された構成を採用することもできる。だたしこの変形例の場合、バイパス給電線１２，１３それぞれが第１スイッチ２０の両端に接続される。そしてバイパス給電線１２，１３にスイッチ４０，５０が設けられる。これによりスイッチ４０，５０それぞれが第１スイッチ２０と並列接続される。
第２実施形態において電池ＥＣＵ７０もスイッチ２０，３０の異常を検出する例を示した。しかしながらこれまでに例示した他の変形例においても、電池ＥＣＵ７０がスイッチ２０，３０の異常を検出してもよい。
なお直列接続された２つの補助スイッチそれぞれに対応するダイオードのアノード電極が互いに電気的に接続されている例を示した。しかしながら直列接続された２つの補助スイッチそれぞれに対応するダイオードのカソード電極が互いに電気的に接続された構成を採用することもできる。
各実施形態、および、各変形例においてオルタネータ１２０が第１給電線１１１に接続された構成を示した。しかしながらオルタネータ１２０に代わって、ＩＳＧが第１給電線１１１に接続された構成を採用することもできる。ＩＳＧは回生時の発電や、アイドルストップした後の内燃機関の再始動を実施する。
１０…リチウム蓄電池、１１…第２給電線、２０…第１スイッチ、３０…第２スイッチ、４０…第３スイッチ、５０…第４スイッチ、６０…異常検出部、７０…電池ＥＣＵ、１００…電源装置、１１１…第１給電線、１３０…鉛蓄電池、１４０…電気負荷

Claims (16)

  1. 第１電源（１３０）と電気負荷（１４０）それぞれが電気的に接続される第１給電線（１１１）に設けられる電源装置であって、
    前記第１給電線における前記第１電源および前記電気負荷それぞれの電気的接続点の間に設けられる第１スイッチ（２０）と、
    前記第１給電線における前記第１スイッチから前記電気負荷側に接続される第２給電線（１１）と、
    前記第２給電線に設けられる第２電源（１０）と、
    前記第２給電線における前記第１給電線との電気的接続点と前記第２電源との間に設けられる第２スイッチ（３０）と、
    前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのいずれかに並列接続される第３スイッチ（４０）と、
    前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのいずれかに並列接続される第４スイッチ（５０）と、
    前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの異常を検出する異常検出部（６０，７０）と、
    前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、および、前記第４スイッチそれぞれを制御信号によって開閉制御する制御部（７０）と、を有し、
    前記第３スイッチは前記制御信号の入力によって閉状態、前記制御信号の非入力によって開状態となる性質を有し、
    前記第４スイッチは前記制御信号の入力によって開状態、前記制御信号の非入力によって閉状態となる性質を有するとともに、前記第３スイッチよりも開状態から閉状態への移行速度が遅い性質を有しており、
    前記制御部は、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチそれぞれを開状態に制御しつつ、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのうちの少なくとも一方を閉状態に制御して前記電気負荷に電力供給している際に、閉状態に制御されている前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのうちの少なくとも一方に異常が生じていると判定すると、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチそれぞれを開状態から閉状態へと制御し始め、前記第４スイッチが閉状態になると、前記第３スイッチを開状態にする電源装置。
  2. 前記第３スイッチと前記第４スイッチそれぞれが前記第１スイッチに並列接続されている請求項１に記載の電源装置。
  3. 前記第３スイッチは前記第１スイッチに並列接続され、
    前記第４スイッチは前記第２スイッチに並列接続されている請求項１に記載の電源装置。
  4. 前記第３スイッチは前記第２スイッチに並列接続され、
    前記第４スイッチは前記第１スイッチに並列接続されている請求項１に記載の電源装置。
  5. 前記第３スイッチと前記第４スイッチそれぞれが前記第２スイッチに並列接続されている請求項１に記載の電源装置。
  6. 第１電源（１３０）と電気負荷（１４０）それぞれが電気的に接続される第１給電線（１１１）に設けられる電源装置であって、
    前記第１給電線における前記第１電源および前記電気負荷それぞれの電気的接続点の間に設けられる第１スイッチ（２０）と、
    前記第１給電線に設けられて前記第１スイッチと直列接続される第２スイッチ（３０）と、
    前記第２スイッチの２つの端部のうちの一方と電気的に接続されるように、前記第１給電線に接続される第２給電線（１１）と、
    前記第２給電線に設けられる第２電源（１０）と、
    前記第１スイッチに並列接続される第３スイッチ（４０）と、
    前記第１スイッチに並列接続される第４スイッチ（５０）と、
    前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの異常を検出する異常検出部（６０，７０）と、
    前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、および、前記第４スイッチそれぞれを制御信号によって開閉制御する制御部（７０）と、を有し、
    前記第３スイッチは前記制御信号の入力によって閉状態、前記制御信号の非入力によって開状態となる性質を有し、
    前記第４スイッチは前記制御信号の入力によって開状態、前記制御信号の非入力によって閉状態となる性質を有するとともに、前記第３スイッチよりも開状態から閉状態への移行速度が遅い性質を有しており、
    前記制御部は、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチそれぞれを開状態に制御しつつ、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチそれぞれを閉状態に制御して前記電気負荷に電力供給している際に、閉状態に制御されている前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのうちの少なくとも一方に異常が生じていると判定すると、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチそれぞれを開状態から閉状態へと制御し始め、前記第４スイッチが閉状態になると、前記第３スイッチを開状態にする電源装置。
  7. 第１電源（１３０）と電気負荷（１４０）それぞれが電気的に接続される第１給電線（１１１）に設けられる電源装置であって、
    前記第１給電線における前記第１電源および前記電気負荷それぞれの電気的接続点の間に設けられる第１スイッチ（２０）と、
    前記第１給電線と前記電気負荷とを接続する第３給電線（１８）と、
    前記第３給電線における前記第１給電線との電気的接続点と前記電気負荷との間に接続される第２給電線（１１）と、
    前記第２給電線に設けられる第２電源（１０）と、
    前記第２給電線における前記第３給電線との電気的接続点と前記第２電源との間に設けられる第２スイッチ（３０）と、
    前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのいずれかに並列接続される第３スイッチ（４０）と、
    前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのいずれかに並列接続される第４スイッチ（５０）と、
    前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの異常を検出する異常検出部（６０，７０）と、
    前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、および、前記第４スイッチそれぞれを制御信号によって開閉制御する制御部（７０）と、を有し、
    前記第３スイッチは前記制御信号の入力によって閉状態、前記制御信号の非入力によって開状態となる性質を有し、
    前記第４スイッチは前記制御信号の入力によって開状態、前記制御信号の非入力によって閉状態となる性質を有するとともに、前記第３スイッチよりも開状態から閉状態への移行速度が遅い性質を有しており、
    前記制御部は、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチそれぞれを開状態に制御しつつ、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチそれぞれを閉状態に制御して前記電気負荷に電力供給している際に、閉状態に制御されている前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのうちの少なくとも一方に異常が生じていると判定すると、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチそれぞれを開状態から閉状態へと制御し始め、前記第４スイッチが閉状態になると、前記第３スイッチを開状態にする電源装置。
  8. 前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、および、前記第３スイッチの少なくとも１つは、直列接続された第１補助スイッチ（２１，３１，４１）と第２補助スイッチ（２２，３２，４２）、および、前記第１補助スイッチに並列接続された第１ダイオード（２１ａ，３１ａ，４１ａ）と前記第２補助スイッチに並列接続された第２ダイオード（２２ａ，３２ａ，４２ａ）を有し、
    前記第１ダイオードのアノード電極と前記第２ダイオードのアノード電極とが接続されている、若しくは、前記第１ダイオードのカソード電極と前記第２ダイオードのカソード電極とが接続されている請求項１〜７いずれか１項に記載の電源装置。
  9. 第１電源（１３０）と電気負荷（１４０）それぞれが電気的に接続される第１給電線（１１１）に設けられる電源装置であって、
    前記第１給電線における前記第１電源および前記電気負荷それぞれの電気的接続点の間に設けられる第１スイッチ（２０）と、
    前記第１給電線における前記第１スイッチから前記電気負荷側に接続される第２給電線（１１）と、
    前記第２給電線に設けられる第２電源（１０）と、
    前記第２給電線における前記第１給電線との電気的接続点と前記第２電源との間に設けられる第２スイッチ（３０）と、
    前記第１スイッチに並列接続される第３スイッチ（４０）と、
    前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのいずれかに並列接続される第４スイッチ（５０）と、
    前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの異常を検出する異常検出部（６０，７０）と、
    前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、および、前記第４スイッチそれぞれを制御信号によって開閉制御する制御部（７０）と、を有し、
    前記第３スイッチは、直列接続された第５補助スイッチ（４１）と第６補助スイッチ（４２）、および、前記第５補助スイッチに並列接続された第５ダイオード（４１ａ）と前記第６補助スイッチに並列接続された第６ダイオード（４２ａ）を有し、
    前記第５ダイオードのアノード電極と前記第６ダイオードのアノード電極とが接続され、
    前記第５ダイオードのカソード電極が前記第１電源に接続され、前記第６ダイオードのカソード電極が前記電気負荷に接続されており、
    前記第６補助スイッチは前記制御信号の入力によって閉状態、前記制御信号の非入力によって開状態となる性質を有し、
    前記第４スイッチは前記制御信号の入力によって開状態、前記制御信号の非入力によって閉状態となる性質を有するとともに、前記第６補助スイッチよりも開状態から閉状態への移行速度が遅い性質を有しており、
    前記制御部は、前記第１スイッチと前記第２スイッチの一方、前記第６補助スイッチ、および、前記第４スイッチそれぞれを開状態に制御しつつ、前記第１スイッチと前記第２スイッチの他方、および、前記第５補助スイッチそれぞれを閉状態に制御して前記電気負荷に電力供給している際に、閉状態に制御されている前記第１スイッチと前記第２スイッチの他方に異常が生じていると判定すると、前記第４スイッチを開状態から閉状態へと制御し始め、前記第４スイッチが閉状態になると、前記第５補助スイッチを開状態にする電源装置。
  10. 前記第１スイッチは、直列接続された第１補助スイッチ（２１）と第２補助スイッチ（２２）、および、前記第１補助スイッチに並列接続された第１ダイオード（２１ａ）と前記第２補助スイッチに並列接続された第２ダイオード（２２ａ）を有し、前記第１ダイオードのアノード電極と前記第２ダイオードのアノード電極とが接続されており、
    前記第２スイッチは、直列接続された第３補助スイッチ（３１）と第４補助スイッチ（３２）、および、前記第１補助スイッチに並列接続された第３ダイオード（３１ａ）と前記第４補助スイッチに並列接続された第４ダイオード（３２ａ）を有し、前記第３ダイオードのアノード電極と前記第４ダイオードのアノード電極とが接続されている請求項９に記載の電源装置。
  11. 前記異常検出部（７０）は前記第１補助スイッチと前記第２補助スイッチの中点電位の変動に基づいて前記第１スイッチの異常を検出し、前記第３補助スイッチと前記第４補助スイッチの中点電位の変動に基づいて前記第２スイッチの異常を検出する請求項１０に記載の電源装置。
  12. 前記第３スイッチは前記第１スイッチおよび前記第２スイッチそれぞれよりも耐圧の低い半導体スイッチを有する請求項１〜１１いずれか１項に記載の電源装置。
  13. 前記第４スイッチはメカニカルリレーである請求項１〜１２いずれか１項に記載の電源装置。
  14. 前記第１電源は鉛蓄電池である請求項１〜１３いずれか１項に記載の電源装置。
  15. 前記第２電源はリチウム蓄電池である請求項１〜１４いずれか１項に記載の電源装置。
  16. 前記制御部は、前記第１スイッチと前記第２スイッチを前記制御信号によって開閉制御する第１制御部（７１）と、前記第３スイッチと前記第４スイッチを前記制御信号によって開閉制御する第２制御部（７２）と、を有する請求項１〜１５いずれか１項に記載の電源装置。
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