JP2021112088A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１蓄電池と第２蓄電池とを備える電源システムにおいて、過電流異常と電流センサの異常とを区別して判定し、それぞれの異常に対応する処置を実施できる制御装置を提供すること。【解決手段】一方の蓄電池側のスイッチを閉状態、他方の蓄電池側のスイッチを開状態として、一方のスイッチ側の電流センサにより検出された検出電流が第１閾値よりも大きくなったかを判定する第１判定部と、第１判定部により大きくなったと判定された場合に、当該判定がされてから一方のスイッチ側のヒューズが溶断するまでの期間が経過した後のタイミングで、一方のスイッチ側の電流センサにより検出された検出電流が第２閾値よりも大きくなったかを判定する第２判定部と、第２判定部により小さいと判定された場合に第１，第２スイッチの状態を切り替え、第２判定部により大きいと判定された場合に第１，第２スイッチの状態を維持する状態制御部と、を備える。【選択図】 図３

Description

本発明は、第１蓄電池と第２蓄電池とを備える電源システムの制御装置に関する。

従来、蓄電池の充放電電流を検出する電流センサの異常を判定する装置として、蓄電池に接続された電気負荷に流れる稼働電流を推定するものが知られている（例えば、特許文献１）。この装置では、電流センサにより検出された電流値と、推定された稼働電流推定値との差分が所定値以上であれば電流センサの異常が判定される。

特許第６４３７１００号公報

蓄電池を備える電源システムの異常として、電流センサの異常以外に、電気経路に過電流が流れる過電流異常が存在しており、これらの異常を区別して判定する必要がある。従来の装置では、電流センサにより検出された電流値が所定の閾値よりも大きければ過電流異常であると判定される。例えば発電機能を備えた発電装置に対して並列接続された第１蓄電池と第２蓄電池とを備える電源システムでは、発電装置と第１蓄電池とを接続し、かつ発電装置と第２蓄電池との接続を遮断した第１蓄電池の使用時に、第１蓄電池側の電気経路について過電流異常であるか否かが判定される。地絡等により過電流異常であると判定された場合において、使用される蓄電池が第１蓄電池から第２蓄電池に切り替えられると、その地絡等の影響が第２蓄電池側にも及ぶ。そのため、第１蓄電池側の過電流異常であると判定された場合には、発電装置と第２蓄電池との接続が遮断された状態を維持することにより第２蓄電池を保護するとともに、第１蓄電池側の電気経路に設けられたヒューズを溶断させることにより第１蓄電池を保護する処置が実施されていた。

電流センサの異常には、電流センサにより検出される電流値が、電流センサの検出範囲の上限値に固定される上限固定異常が含まれる。そのため、電流センサの異常として上限固定異常が発生した場合、電流センサにより検出された電流値に基づいて、過電流異常と電流センサの異常とを区別して判定することができない。例えば第１蓄電池の充放電電流を検出する第１電流センサの異常が発生した場合に、第１蓄電池側の過電流異常であると誤判定され、発電装置と第２蓄電池との接続が遮断された状態が維持されると、第２蓄電池が過放電状態となる、といった不都合が懸念される。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第１蓄電池と第２蓄電池とを備える電源システムにおいて、過電流異常と電流センサの異常とを区別して判定し、それぞれの異常に対応する処置を実施できる制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するための第１の手段は、発電機能を備えた発電装置に対して並列接続された第１蓄電池及び第２蓄電池を備え、前記発電装置と前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池とを接続する電気経路のうち、前記発電装置と前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池との接続点よりも前記第１蓄電池側の第１電気経路に第１スイッチ及び第１ヒューズが設けられ、前記接続点よりも前記第２蓄電池側の第２電気経路に第２スイッチ及び第２ヒューズが設けられており、前記第１電気経路に流れる電流を検出する第１電流センサと前記第２電気経路に流れる電流を検出する第２電流センサとを備える電源システムに適用され、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのうち一方のスイッチを閉状態とし、他方のスイッチを開状態とした第１状態において、前記一方のスイッチ側の電流センサにより検出された検出電流が第１閾値よりも大きくなったか否かを判定する第１判定部と、前記第１判定部により検出電流が前記第１閾値よりも大きくなったと判定された場合に、当該判定がされてから前記一方のスイッチ側のヒューズが溶断するまでに要する所定期間が経過した後の所定タイミングで、前記一方のスイッチ側の電流センサにより検出された検出電流が第２閾値よりも大きくなったか否かを判定する第２判定部と、前記第２判定部により検出電流が前記第２閾値よりも大きいと判定された場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの状態を、前記一方のスイッチを開状態とし、前記他方のスイッチを閉状態とする第２状態に切り替え、前記第２判定部により検出電流が前記第２閾値よりも小さいと判定された場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの状態を、前記第１状態に維持する状態制御部と、を備える。

発電装置に対して並列接続された第１蓄電池と第２蓄電池とを備える電源システムでは、例えば第１蓄電池側の第１電気経路に設けられた第１スイッチを閉状態とし、第２蓄電池側の第２電気経路に設けられた第２スイッチを開状態とした第１蓄電池の使用時において第１蓄電池側の第１電気経路について過電流異常であるか否かが判定される。

第１電流センサにより検出された第１電気経路に流れる電流である検出電流が第１閾値よりも大きくなったと判定された場合には、第１蓄電池側の過電流異常であるか、第１電流センサに上限固定異常が発生したことが考えられる。つまり、第１電流センサの異常として上限固定異常が発生した場合、第１電流センサにより検出された検出電流に基づいて、第１蓄電池側の過電流異常と第１電流センサの異常とを区別して判定することができない。そして、第１電流センサの異常が発生した場合に、第１蓄電池側の過電流異常であると誤判定され、第２スイッチが開状態に維持されると、発電装置と第２蓄電池との接続が遮断された状態に維持されるため、第２蓄電池が過放電状態となる。

その点、上記構成では、一方の電流センサにより検出された検出電流が第１閾値よりも大きくなったと判定された場合には、この電流センサに対応するヒューズが溶断されているか否かを判定するようにした。具体的には、検出電流が第１閾値よりも大きくなったと判定されてからヒューズが溶断するのに要する所定期間が経過した後の所定のタイミングで、検出電流が第２閾値よりも大きくなったか否かを判定するようにした。一方の電流センサに異常が発生した場合には、所定のタイミングにおける検出電流は第２閾値よりも大きくなる。また、一方の蓄電池側の過電流異常が発生した場合には、対応するヒューズの溶断により所定のタイミングにおける検出電流は第２閾値よりも小さくなる。そのため、過電流異常と電流センサの異常とを区別して判定することができ、各異常に対応する適正な処置を実施することができる。

一方の電流センサの異常を判定した場合には、第１スイッチ及び第２スイッチの状態を切り替えることで、異常が発生していない他方の電流センサを用いて他方の蓄電池を制御することができ、例えば他方の蓄電池が過放電状態となることを抑制することができる。また、一方の蓄電池側の過電流異常を判定した場合には、第１スイッチ及び第２スイッチの状態を維持することで、異常が発生していない他方の蓄電池に過電流異常の影響が及ぶことを抑制することができる。

第２の手段では、前記電源システムは、エンジンを搭載した車両に適用され、エンジン始動時に前記エンジンに回転力を付与するスタータに電力を供給するものであり、前記接続点は第１接続点であり、前記第１電気経路において、前記第１スイッチは前記第１接続点と前記第１蓄電池との間に設けられており、前記スタータは、前記第１スイッチと前記第１蓄電池との間の第２接続点に接続されており、前記状態制御部は、前記第２判定部により検出電流が前記第２閾値よりも大きいと判定された場合に、前記一方のスイッチが前記第２スイッチであることを条件に前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの状態を前記第２状態に切り替える。

電源システムが、車両のスタータに電力を供給するものである場合、このスタータが第１蓄電池に接続されることがある。この場合に、第１電流センサの異常を判定したことに基づいて第１スイッチ及び第２スイッチの状態が切り替えられ、第１スイッチが開状態とされると、発電装置から第１蓄電池への充電が停止される。これにより第１蓄電池の残存容量がスタータを作動させるために必要な容量よりも少なくなると、第１蓄電池を用いてスタータを作動させることができない。上記構成では、第１電流センサの異常を判定した場合に、第１スイッチ及び第２スイッチの状態が切り替えられず、第１スイッチが閉状態に維持されるようにした。そのため、第１電流センサの異常が発生した場合であっても、スタータを好適に作動させることができる。

電源システムの全体構成図。 ヒューズの溶断特性を示す図。 制御処理の手順を示すフローチャート。 第２蓄電池側の過電流異常が発生した場合の制御処理を示すタイムチャート。 第２電流センサに異常が発生した場合の制御処理を示すタイムチャート。 第１電流センサに異常が発生した場合の制御処理を示すタイムチャート。 第２蓄電池側の過電流異常が発生した場合の処置を説明する図。 第２電流センサに異常が発生した場合の処置を説明する図。 第１電流センサに異常が発生した場合の処置を説明する図。 第１蓄電池側の過電流異常が発生した場合の処置を説明する図。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る制御装置を、エンジンを駆動源として走行する車両に搭載された電源システム１００に適用した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、電源システム１００は、回転電機１０、スタータモータ（以下、スタータ）１６、及び負荷１８に電力を供給するシステムである。電源システム１００は、第１蓄電池１２と、第２蓄電池１４と、制御装置４０と、を備えている。

回転電機１０は、力行駆動及び回生駆動の機能を有し、具体的には、ＭＧ（Motor Generator）、又はＩＳＧ（Integrated Starter Generator）である。回転電機１０は、第１蓄電池１２及び第２蓄電池１４との間で電力の入出力を行うものである。回転電機１０の回転軸は、図示しないエンジン出力軸に対してベルト等により駆動連結されており、エンジン出力軸の回転によって回転電機１０の回転軸が回転する一方、回転電機１０の回転軸の回転によってエンジン出力軸が回転する。回転電機１０は、力行駆動時には、第１蓄電池１２と第２蓄電池１４との少なくとも一方から入力される電力により駆動し、エンジン出力軸に回転力を付与する。また、回転電機１０は、回生駆動時には、エンジン出力軸の回転により発電を行い、第１蓄電池１２と第２蓄電池１４との少なくとも一方に電力を出力する。なお、本実施形態において、回転電機１０が「発電機能を備えた発電装置」に相当する。

第１蓄電池１２及び第２蓄電池１４は、充放電可能な蓄電池であり、複数の電池セルが直列接続された組電池である。第１蓄電池１２は、例えば鉛蓄電池であり、周知の汎用蓄電池である。一方、第２蓄電池１４は、例えばリチウムイオン蓄電池である。そのため、第２蓄電池１４は、第１蓄電池１２に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池となっている。

第１蓄電池１２及び第２蓄電池１４は、回転電機１０に対して並列接続されている。以下、回転電機１０と第１蓄電池１２及び第２蓄電池１４とを接続する電気経路のうち、回転電機１０と第１蓄電池１２及び第２蓄電池１４との第１接続点Ｐ１よりも第１蓄電池側の電気経路を第１電気経路Ｌ１と呼び、第１接続点Ｐ１よりも第２蓄電池側の電気経路を第２電気経路Ｌ２と呼ぶ。

第１電気経路Ｌ１には、第１スイッチＳＷ１と、第１ヒューズ２６とが設けられている。第１スイッチＳＷ１は、直列接続された第１スイッチング素子２１と第２スイッチング素子２２とを備えており、これらの第１，第２スイッチング素子２１，２２の間に第１電流センサ２４が接続されて構成されている。

本実施形態では、第１，第２スイッチング素子２１，２２として、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（以下、単にＭＯＳＦＥＴ）が用いられている。そのため、第１，第２スイッチング素子２１，２２には寄生ダイオード２３が並列接続されている。第１，第２スイッチング素子２１，２２は、寄生ダイオード２３のアノード同士が接続されるように直列接続されている。

第１電流センサ２４は、第１電気経路Ｌ１に流れる第１電流ＩＡを検出する。第１ヒューズ２６は、所定の溶断特性を有するヒューズである。図２に示すように、ヒューズは、所定の溶断期間ＴＢに亘って電流閾値Ｉｔｈよりも大きな電流が流れた場合に溶断する。溶断特性とは、これら電流閾値Ｉｔｈ及び溶断期間ＴＢを意味する。なお、本実施形態において、溶断期間ＴＢが「ヒューズが溶断するまでに要する所定期間」に相当する。

第１電気経路Ｌ１において、第１スイッチＳＷ１は、第１接続点Ｐ１と第１蓄電池１２との間に接続されており、第１ヒューズ２６は、この第１スイッチＳＷ１と第１蓄電池１２との間に接続されている。つまり、第１スイッチＳＷ１と第１ヒューズ２６とは、第１電気経路Ｌ１において直列接続されている。

そして、スタータ１６は、第１ヒューズ２６と第１蓄電池１２との間の第２接続点Ｐ２に接続されている。スタータ１６は、その回転軸がエンジン出力軸に対して駆動連結されており、エンジン始動時に第１蓄電池１２からの電力供給によりエンジンに初期回転力を付与する。

また、負荷１８は、第１スイッチＳＷ１と第１ヒューズ２６との間の第３接続点Ｐ３に接続されている。つまり、負荷１８は、第１ヒューズ２６を介して第１蓄電池１２に接続されている。負荷１８は、例えば車両の操舵を制御するパワーステアリング装置、ルームランプ、及びエアコンやドアなどを制御するボディ制御ＥＣＵである。

第２電気経路Ｌ２には、第２スイッチＳＷ２と、第２ヒューズ３６とが設けられている。第２スイッチＳＷ２は、直列接続された第３スイッチング素子３１と第４スイッチング素子３２とを備えており、これらの第３，第４スイッチング素子３１，３２の間に第２電流センサ３４が接続されて構成されている。

本実施形態では、第３，第４スイッチング素子３１，３２としてＭＯＳＦＥＴが用いられている。そのため、第３，第４スイッチング素子３１，３２には寄生ダイオード３３が並列接続されている。第３，第４スイッチング素子３１，３２は、寄生ダイオード３３のアノード同士が接続されるように直列接続されている。

第２電流センサ３４は、第２電気経路Ｌ２に流れる第２電流ＩＢを検出する。第１，第２電流センサ２４，３４により検出された第１，第２電流ＩＡ，ＩＢは、制御装置４０に入力される。

第２電気経路Ｌ２において、第２スイッチＳＷ２は、第１接続点Ｐ１と第２蓄電池１４との間に接続されており、第２ヒューズ３６は、第２蓄電池１４とグランドとの間に接続されている。つまり、第２スイッチＳＷ２と第２ヒューズ３６とは、第２蓄電池１４を介して直列接続されている。

制御装置４０は、各スイッチング素子２１，２２，３１，３２を制御すべく、制御信号ＳＤを生成し、この制御信号ＳＤを各スイッチング素子２１，２２，３１，３２に出力する。制御信号ＳＤにより、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉状態が切り替えられる。具体的には、第１，第２スイッチング素子２１，２２が開状態に制御されることで、第１スイッチＳＷ１が開状態に切り替えられ、第１，第２スイッチング素子２１，２２が閉状態に制御されることで、第１スイッチＳＷ１が閉状態に切り替えられる。第２スイッチＳＷ２についても同様である。

また、制御装置４０は、ＩＧスイッチ４１と、報知部４２とに接続されており、これらを制御する。ＩＧスイッチ４１は、車両の起動スイッチである。報知部４２は、視覚または聴覚的にドライバに報知する装置であり、例えば車室内に設置されたディスプレイやスピーカである。

制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭ内の演算プログラムや制御データを参照して、車両を制御するための種々の機能を実現する。例えば制御装置４０は、第１電流ＩＡに基づいて第１蓄電池１２側の第１電気経路Ｌ１についての過電流異常を判定し、第２電流ＩＢに基づいて第２蓄電池１４側の第２電気経路Ｌ２についての過電流異常を判定する。

第１蓄電池１２側の過電流異常の判定は、第１スイッチＳＷ１を閉状態とし、第２スイッチＳＷ２を開状態とした第１蓄電池１２の使用時において実施される。この判定では、第１電流センサ２４により検出された第１電流ＩＡが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなったか否かが判定される。しかし、第１電流ＩＡが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなったと判定された場合に、第１蓄電池１２側の過電流異常であるか、第１電流センサ２４に上限固定異常が発生したことが考えられる。ここで第１電流センサ２４の上限固定異常とは、第１電気経路Ｌ１に流れる電流が第１電流センサ２４の検出範囲内であるにもかかわらず、第１電流センサ２４により検出される第１電流ＩＡが、第１電流センサ２４の検出範囲の上限値に固定される異常である。

つまり、第１電流センサ２４の異常として上限固定異常が発生した場合、第１電流センサ２４により検出された第１電流ＩＡに基づいて、第１蓄電池１２側の過電流異常と第１電流センサ２４の異常とを区別して判定することができない。そして、第１電流センサ２４の異常が発生した場合に、第１蓄電池１２側の過電流異常であると誤判定され、第２スイッチＳＷ２が開状態に維持されると、回転電機１０と第２蓄電池１４との接続が遮断された状態に維持されるため、第２蓄電池１４が過放電状態となる。

本実施形態では、一方の電流センサ２４，３４により検出された電流ＩＡ，ＩＢが、電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなったと判定された場合には、この電流センサ２４，３４に対応するヒューズ２６，３６が溶断されているか否かを判定するようにした。具体的には、電流ＩＡ，ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなったと判定されてから、ヒューズ２６，３６が溶断するのに要する溶断期間ＴＢが経過した後の所定のタイミングで、電流ＩＡ，ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなったか否かを再び判定する制御処理を実施するようにした。なお、本実施形態において、第１電流ＩＡ，第２電流ＩＢが「検出電流」に相当し、電流閾値Ｉｔｈが「第１閾値，第２閾値」に相当する。

図３に、本実施形態の制御処理のフローチャートを示す。制御装置４０は、ＩＧスイッチ４１が閉状態に切り替えられたエンジンの駆動期間において、所定の制御周期毎に制御処理を繰り返し実施する。

制御処理を開始すると、まずステップＳ１０において、第１蓄電池１２の使用時であるか否かを判定する。第１スイッチＳＷ１を開状態とし、第２スイッチＳＷ２を閉状態とした第２蓄電池１４の使用時である場合、ステップＳ１０で否定判定する。この場合、ステップＳ１１において、第２蓄電池１４側の過電流異常を判定するための仮判定フラグＦ２がオンしているか否かを判定する。

ステップＳ１１で否定判定すると、ステップＳ１２において、第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなったか否かを判定する。

第２電流センサ３４に上限固定異常が発生しておらず、かつ第２蓄電池１４側の過電流異常が発生していない場合、第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも小さくなり、ステップＳ１２で否定判定する。この場合、制御処理を終了する。

一方、第２電流センサ３４に上限固定異常が発生した場合、又は第２蓄電池１４側の過電流異常が発生した場合、第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなり、ステップＳ１２で肯定判定する。この場合、ステップＳ１３において、仮判定フラグＦ２をオン状態に切り替え、制御処理を終了する。

一方、ステップＳ１１で肯定判定すると、ステップＳ１４において、第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きいと判定されてから、所定の判定期間ＴＣ（図４参照）が経過したか否かを判定する。

ここで「第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きいと判定されてから」とは、制御周期毎に繰り返し実施される制御処理において、仮判定フラグＦ２がオン状態に切り替えられた制御処理の実施タイミングから、の意味である。また、判定期間ＴＣは、溶断期間ＴＢよりも長い期間に設定されている。なお、本実施形態において、第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きいと判定されてから判定期間ＴＣが経過したタイミングが、「所定タイミング」に相当する。

ステップＳ１４で否定判定すると、制御処理を終了する。一方、ステップＳ１４で肯定判定すると、ステップＳ１６において、第２電流ＩＢの再判定として、第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなったか否かを判定する。

第２電流センサ３４に上限固定異常が発生した場合、第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きい状態が維持され、ステップＳ１６で肯定判定する。この場合、ステップＳ１７において、仮判定フラグＦ２をオフ状態に切り替える。続くステップＳ１８において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態を切り替える。つまり、第１スイッチＳＷ１を閉状態に切り替え、第２スイッチＳＷ２を開状態に切り替える。続くステップＳ２０において、報知部４２を用いてドライバに第２電流センサ３４の異常を報知し、制御処理を終了する。

一方、地絡等により第２蓄電池１４側の過電流異常が発生した場合、第２ヒューズ３６が溶断されて第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも小さくなり、ステップＳ１６で否定判定する。この場合、ステップＳ２２において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態を維持する。つまり、第１スイッチＳＷ１を開状態に維持し、第２スイッチＳＷ２を閉状態に維持する。

続くステップＳ２４において、報知部４２を用いてドライバに過電流異常を報知し、制御処理を終了する。ステップＳ２４の報知では、ステップＳ２０の報知のように使用可能な蓄電池が存在せず、電源システム１００の電源が失われている。そのため、ステップＳ２４の報知では、ステップＳ２０の報知に比べて、報知時間や報知強度（例えば音量）を上昇させる。

一方、第１スイッチＳＷ１を閉状態とし、第２スイッチＳＷ２を開状態とした第１蓄電池１２の使用時である場合、ステップＳ１０で肯定判定する。この場合、ステップＳ３１において、第１蓄電池１２側の過電流異常を判定するための仮判定フラグＦ１がオンしているか否かを判定する。以下では、区別のために、第１蓄電池１２側の過電流異常を仮判定する仮判定フラグＦ１を第１仮判定フラグＦ１と呼び、第２蓄電池１４側の過電流異常を仮判定する仮判定フラグＦ２を第２仮判定フラグＦ２と呼ぶ。なお、本実施形態において、ステップＳ１２，Ｓ３２の処理が「第１判定部」に相当する。

ステップＳ３１で否定判定すると、ステップＳ３２において、第１電流ＩＡが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなったか否かを判定する。

第１電流センサ２４に上限固定異常が発生しておらず、かつ第１蓄電池１２側の過電流異常が発生していない場合、第１電流ＩＡが電流閾値Ｉｔｈよりも小さくなり、ステップＳ３２で否定判定する。この場合、制御処理を終了する。

一方、第１電流センサ２４に上限固定異常が発生した場合、又は第１蓄電池１２側の過電流異常が発生した場合、第１電流ＩＡが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなり、ステップＳ３２で肯定判定する。この場合、ステップＳ３３において、第１仮判定フラグＦ１をオン状態に切り替え、制御処理を終了する。

一方、ステップＳ３１で肯定判定すると、ステップＳ３４において、第１電流ＩＡが電流閾値Ｉｔｈよりも大きいと判定されてから判定期間ＴＣが経過したか否かを判定する。

ステップＳ３４で否定判定すると、制御処理を終了する。一方、ステップＳ３４で肯定判定すると、ステップＳ３６において、第１電流ＩＡの再判定として、第１電流ＩＡが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなったか否かを再び判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１６，Ｓ３６の処理が「第２判定部」に相当する。

第１電流センサ２４に上限固定異常が発生した場合、第１電流ＩＡが電流閾値Ｉｔｈよりも大きい状態が維持され、ステップＳ３６で肯定判定する。この場合、ステップＳ３７において、第１仮判定フラグＦ１をオフ状態に切り替える。続くステップＳ３８において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態を維持する。つまり、第１電流センサ２４に異常が発生しているものの第１蓄電池１２は使用可能であるため、第１スイッチＳＷ１を閉状態に維持し、第２スイッチＳＷ２を開状態に維持する。そのため、本実施形態では、ステップＳ１６，３６において電流閾値Ｉｔｈよりも大きい状態であると判定された場合において、電流閾値Ｉｔｈよりも大きい状態であると判定された電流が第２電流ＩＢであることを条件に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態を切り替えるということができる。続くステップＳ４０において、報知部４２を用いてドライバに第１電流センサ２４の異常を報知し、制御処理を終了する。

一方、地絡等により第１蓄電池１２側の過電流異常が発生した場合、第１ヒューズ２６が溶断されて第１電流ＩＡが電流閾値Ｉｔｈよりも小さくなり、ステップＳ３６で否定判定する。この場合、ステップＳ４２において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態を維持する。つまり、第１スイッチＳＷ１を閉状態に維持し、第２スイッチＳＷ２を開状態に維持する。続くステップＳ４４において、報知部４２を用いてドライバに過電流異常を報知し、制御処理を終了する。なお、本実施形態において、ステップＳ１８，Ｓ２２，Ｓ３８，Ｓ４２の処理が「状態制御部」に相当する。

続いて、図４〜６に、制御処理の一例を示す。図４は、第２蓄電池１４側の過電流異常が発生した場合の第２電流ＩＢの推移を示し、図５は、第２電流センサ３４に異常が発生した場合の第２電流ＩＢの推移を示し、図６は、第１電流センサ２４に異常が発生した場合の第１電流ＩＡの推移を示す。

図４，５において、（Ａ）は、第２電流ＩＢの推移を示し、（Ｂ）は、第２仮判定フラグＦ２の推移を示し、（Ｃ）は、第２電流センサ３４の異常の判定結果を示す異常判定フラグＦ４の推移を示す。また、図６において、（Ａ）は、第１電流ＩＡの推移を示し、（Ｂ）は、第１仮判定フラグＦ１の推移を示し、（Ｃ）は、第１電流センサ２４の異常の判定結果を示す異常判定フラグＦ３の推移を示す。なお、図４〜６の（Ｂ），（Ｃ）において、異常と判定されている状態が「オン」で示されており、異常と判定されていない状態が「オフ」で示されている。さらに、図４〜６において、（Ｄ）は、第１スイッチＳＷ１の状態の推移を示し、（Ｅ）は、第２スイッチＳＷ２の状態の推移を示す。

図４に示すように、時刻ｔ１に第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなると、第２蓄電池１４側の過電流異常が仮判定され、第２仮判定フラグＦ２がオン状態に切り替えられる。

図４に示す制御処理では、時刻ｔ１から溶断期間ＴＢが経過した時刻ｔ２に、第２ヒューズ３６が溶断されて第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも小さくなる。そのため、時刻ｔ１から判定期間ＴＣが経過した時刻ｔ３では、第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも小さくなる。本実施形態では、この時刻ｔ３における第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈと比較され、第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも小さくなっている場合、第２蓄電池１４側の過電流異常が本判定される。この本判定では、第２仮判定フラグＦ２がオン状態に維持され、異常判定フラグＦ４がオフ状態に維持される。

この場合、第１スイッチＳＷ１が開状態に維持され、第２スイッチＳＷ２が閉状態に維持される。つまり、使用される蓄電池が第２蓄電池１４に維持される。これにより、図７に破線で示すように、使用される蓄電池が第１蓄電池１２に切り替えられることで地絡等の影響が第１蓄電池１２に及ぶことを抑制することができる。なお、第２スイッチＳＷ２は、エンジンの駆動期間において閉状態に維持され、エンジンの停止に伴い開状態に切り替えられる。

また、図５に示すように、第２電流センサ３４に異常が発生した場合、実際に第２電気経路Ｌ２に流れている電流は電流閾値Ｉｔｈよりも小さいため、第２ヒューズ３６は溶断しない。一方、第２電流センサ３４に異常が発生していることから、時刻ｔ３における第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなる。本実施形態では、この時刻ｔ３において第２電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなっている場合、第２電流センサ３４の異常が判定される。これにより、第２仮判定フラグＦ２がオフ状態に切り替えられ、異常判定フラグＦ４がオン状態に切り替えられる。

この場合、第１スイッチＳＷ１が閉状態に切り替えられ、第２スイッチＳＷ２が開状態に切り替えられる。つまり、使用される蓄電池が第１蓄電池１２に切り替えられる。これにより、図８に破線で示すように、異常が発生していない第１電流センサ２４を用いて第１蓄電池１２を制御することができる。

同様に、図６に示すように、第１電流センサ２４に異常が発生した場合、実際に第１電気経路Ｌ１に流れている電流は電流閾値Ｉｔｈよりも小さいため、第１ヒューズ２６は溶断しない。一方、第１電流センサ２４に異常が発生していることから、時刻ｔ３における第１電流ＩＡが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなる。本実施形態では、この時刻ｔ３において第１電流ＩＡが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなっている場合、第１電流センサ２４の異常が判定される。これにより、第１仮判定フラグＦ１がオフ状態に切り替えられ、異常判定フラグＦ３がオン状態に切り替えられる。

この場合、第１スイッチＳＷ１が閉状態に維持され、第２スイッチＳＷ２が開状態に維持される。つまり、使用される蓄電池が第２蓄電池１４に切り替えられない。これにより、図９に破線で示すように、回転電機１０の発電機能により第１蓄電池１２に電力が蓄えられる状態が維持され、第１蓄電池１２に蓄えられた電力によりスタータ１６や負荷１８の駆動が可能となる。

なお、第１蓄電池１２側の過電流異常が発生した場合の推移は、第２蓄電池１４に過電流異常が発生した場合の推移と略同一であるため、タイムチャートの記載を省略する。図１０に示すように、第１蓄電池１２側の過電流異常が発生した場合、第１ヒューズ２６が溶断する。第１ヒューズ２６の溶断により地絡部分と第１蓄電池１２との接続が遮断されると、第１蓄電池１２が使用可能となる。本実施形態では、第１電気経路Ｌ１において、スタータ１６は第１ヒューズ２６と第１蓄電池１２との間の第２接続点Ｐ２に接続されている。そのため、第１ヒューズ２６の溶断により第１蓄電池１２が使用可能となった場合には、第１蓄電池１２に現在蓄えられている電力を用いて、スタータ１６を作動させることが可能となる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

・本実施形態の電源システム１００では、回転電機１０に対して第１蓄電池１２と第２蓄電池１４とが並列接続されており、各蓄電池１２，１４が設けられた電気経路Ｌ１，Ｌ２に、電流センサ２４，３４及びヒューズ２６，３６が設けられている。本実施形態では、一方の電流センサ２４，３４により検出された電流ＩＡ，ＩＢが、電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなったと判定された場合には、対応するヒューズ２６，３６が溶断されているか否かを判定するようにした。

具体的には、上記判定からヒューズ２６，３６が溶断するのに要する溶断期間ＴＢが経過した後の所定タイミング、つまり上記判定から判定期間ＴＣが経過した時刻ｔ３において、電流ＩＡ，ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなったか否かを判定するようにした。一方の電流センサ２４，３４に異常が発生した場合には、時刻ｔ３における電流ＩＡ，ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも大きくなる。また、一方の蓄電池１２，１４側の過電流異常が発生した場合には、対応するヒューズ２６，３６の溶断により時刻ｔ３における電流ＩＡ，ＩＢが電流閾値Ｉｔｈよりも小さくなる。そのため、過電流異常と電流センサ２４，３４の異常とを区別して判定することができる。

・本実施形態では、過電流異常と電流センサ２４，３４の異常とを区別して判定することができるため、各異常に対応する適正な処置を実施することができる。具体的には、第２電流センサ３４の異常を判定した場合には、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の状態を切り替えることで、異常が発生していない第１電流センサ２４を用いて第１蓄電池１２を制御することができる。これにより、例えば車両の走行中に、第１蓄電池１２が過放電状態となり、車両の走行が停止してしまうことを抑制することができる。また、第２蓄電池１４側の過電流異常を判定した場合には、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の状態を維持することで、異常が発生していない第１蓄電池１２に過電流異常の影響が及ぶことを抑制することができる。つまり、これら適正な処置の実施により、車両及びドライバの安全を確保することができる。

・また、本実施形態では、過電流異常と電流センサ２４，３４の異常とを区別して判定することができるため、各異常の内容をドライバに報知することができる。そのため、例えば過電流異常が発生し、第１蓄電池１２と第２蓄電池１４との双方からの電力供給が停止している場合には、車両を停止させるための適正な処理をドライバに促すことができる。

・本実施形態では、電流センサ２４，３４の異常を判定した場合において、第２電流センサ３４の異常を判定したときには、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の状態を切り替える一方、第１電流センサ２４の異常を判定したときには、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の状態を維持する。そのため、第１電流センサ２４の異常が発生した場合であっても、回転電機１０の発電機能により第１蓄電池１２に電力が蓄えられる状態が維持され、車両の走行中に負荷１８への給電を行うことができる。これにより、走行中において負荷１８の機能を保持できる。また、第１蓄電池１２に電力が蓄えられる状態が維持されるため、スタータ１６への給電を行うことができる。これにより、第１蓄電池１２の電力に基づいてスタータ１６を好適に作動させることができる。

・本実施形態では、判定期間ＴＣは、溶断期間ＴＢよりも長い期間に設定されており、判定期間ＴＣは、各ヒューズ２６，３６の溶断特性に基づいて決定されている。そのため、対応する電流センサ２４，３４の異常を適正に判定することができ、蓄電池１２，１４の過電流異常と電流センサ２４，３４の異常とを誤判定することを抑制することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。

・第１蓄電池及び第２蓄電池の種類は、上記実施形態に限られない。例えば、第１蓄電池と第２蓄電池とが、共にリチウムイオン蓄電池であってもよければ、共に鉛蓄電池であってもよい。

・上記実施形態では、第１電流センサ２４の電流閾値Ｉｔｈと第２電流センサ３４の電流閾値Ｉｔｈとが等しい形態を説明したが、これに限られない。例えば、対応する蓄電池１２，１４の定格電流に応じて、これら電流閾値Ｉｔｈが互いに異なる値に設定されていてもよい。また、各電流センサ２４，３４において、時刻ｔ１において用いられる第１閾値としての電流閾値Ｉｔｈと、時刻ｔ３において用いられる第２閾値としての電流閾値Ｉｔｈとが等しい形態を説明したが、これに限られない。例えば、各電流センサ２４，３４において、第２閾値としての電流閾値Ｉｔｈが第１閾値としての電流閾値Ｉｔｈよりも大きい値に設定されていてもよい。

・上記実施形態では、第１電流センサ２４の判定期間ＴＣと第２電流センサ３４の判定期間ＴＣとが等しい形態を説明したが、これに限られない。例えば、対応するヒューズ２６，３６の溶断期間ＴＢに応じて、これら判定期間ＴＣが互いに異なる期間に設定されていてもよい。

・本開示に記載の制御装置及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１０…回転電機、１２…第１蓄電池、１４…第２蓄電池、２４…第１電流センサ、２６…第１ヒューズ、３４…第２電流センサ、３６…第２ヒューズ、１００…電源システム、Ｌ１…第１電気経路、Ｌ２…第２電気経路、ＳＷ１…第１スイッチ、ＳＷ２…第２スイッチ。

Claims (2)

1. 発電機能を備えた発電装置（１０）に対して並列接続された第１蓄電池（１２）及び第２蓄電池（１４）を備え、前記発電装置と前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池とを接続する電気経路のうち、前記発電装置と前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池との接続点（Ｐ１）よりも前記第１蓄電池側の第１電気経路（Ｌ１）に第１スイッチ（ＳＷ１）及び第１ヒューズ（２６）が設けられ、前記接続点よりも前記第２蓄電池側の第２電気経路（Ｌ２）に第２スイッチ（ＳＷ２）及び第２ヒューズ（３６）が設けられており、前記第１電気経路に流れる電流を検出する第１電流センサ（２４）と前記第２電気経路に流れる電流を検出する第２電流センサ（３４）とを備える電源システム（１００）に適用され、
   前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのうち一方のスイッチを閉状態とし、他方のスイッチを開状態とした第１状態において、前記一方のスイッチ側の電流センサにより検出された検出電流が第１閾値よりも大きくなったか否かを判定する第１判定部と、
   前記第１判定部により検出電流が前記第１閾値よりも大きくなったと判定された場合に、当該判定がされてから前記一方のスイッチ側のヒューズが溶断するまでに要する所定期間が経過した後の所定タイミングで、前記一方のスイッチ側の電流センサにより検出された検出電流が第２閾値よりも大きくなったか否かを判定する第２判定部と、
   前記第２判定部により検出電流が前記第２閾値よりも大きいと判定された場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの状態を、前記一方のスイッチを開状態とし、前記他方のスイッチを閉状態とする第２状態に切り替え、前記第２判定部により検出電流が前記第２閾値よりも小さいと判定された場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの状態を、前記第１状態に維持する状態制御部と、を備える制御装置。
2. 前記電源システムは、エンジンを搭載した車両に適用され、エンジン始動時に前記エンジンに回転力を付与するスタータ（１６）に電力を供給するものであり、
   前記接続点は第１接続点（Ｐ１）であり、
   前記第１電気経路において、前記第１スイッチは前記第１接続点と前記第１蓄電池との間に設けられており、
   前記スタータは、前記第１スイッチと前記第１蓄電池との間の第２接続点（Ｐ２）に接続されており、
   前記状態制御部は、前記第２判定部により検出電流が前記第２閾値よりも大きいと判定された場合に、前記一方のスイッチが前記第２スイッチであることを条件に前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの状態を前記第２状態に切り替える請求項１に記載の制御装置。

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