JP5907118B2 - 電源システム異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両における電源システムの異常を検出する装置に関する。

車両における電源システムとして、２系統の電源ラインの各々にバッテリと電気負荷が接続されると共に、その電源ライン同士の接続／非接続を切り換えるスイッチを備えた電源システムがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−７２８８０号公報

上記のような電源システムにおいて、一方の電源ラインに接続されるバッテリの充放電電流を、電流センサによって検出することが考えられる。
その場合、電流センサの同値固定故障と、その電流センサによって充放電電流が検出されるバッテリの端子外れとの、何れかが生じたことを検出するための良い手法が無かった。尚、電流センサの同値固定故障とは、電流センサの出力が正常変化範囲内ではあるものの被検出電流とは関係のない電圧のままになる故障であり、スタック故障とも呼ばれる。また、バッテリの端子外れとは、バッテリと電源ラインとが非接続の状態になることである。

そこで、本発明は、２系統の電源ラインを備えた車両の電源システムにおいて、一方の電源ラインに接続されるバッテリの充放電電流を検出する電流センサの故障と、そのバッテリの端子外れとの、何れかが生じたことを検出するのに好適な、電源システム異常検出装置の提供を目的としている。

第１発明の電源システム異常検出装置が用いられる車両の電源システムは、第１電源ラインと、前記第１電源ラインに接続される第１バッテリと、前記第１バッテリの充放電電流を検出する電流センサと、第２電源ラインと、前記第２電源ラインに接続されて該第２電源ラインから電力が供給される、少なくとも１つの電気負荷である第２系統電気負荷と、前記第２電源ラインに接続される第２バッテリと、前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとの接続／非接続を切り換える切換手段と、を備える。更に、前記第２系統電気負荷として、少なくとも、間欠的に電力を消費する特定負荷が存在する。

そして、第１発明の電源システム異常検出装置は、前記電流センサの故障と前記第１バッテリの端子外れとの何れかを、検出対象の異常としており、その異常を検出するための手段として、第１検出手段を備える。

第１検出手段は、前記切換手段によって前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとが接続されている場合に、前記特定負荷が電力を消費することに伴って前記電流センサの出力値が変化するか否かを判定し、前記電流センサの出力値が変化しないと判定したならば、前記異常が生じていると判断する。

つまり、第１電源ラインと第２電源ラインとが接続されている場合（以下、電源ライン共通状態の場合という）には、正常ならば、第２電源ラインに接続されている特定負荷が間欠的に電力を消費することで、第１バッテリの充放電電流が変化し、その変化が電流センサの出力値に現れる。これに対して、検出対象の異常が生じていれば、電流センサの出力値は変化しなくなる。このような違いにより、第１検出手段は異常の有無を判断する。よって、第１発明の電源システム異常検出装置によれば、電源ライン共通状態の場合において、電流センサの故障と第１バッテリの端子外れとの何れかが生じたことを、電流センサの出力値から検出することができる。

また、第２発明の電源システム異常検出装置が用いられる車両の電源システムでは、第１電源ラインに、当該第１電源ラインから電力が供給されるか或いは前記第１電源ラインへ電力を出力する、少なくとも１つの電気装置が接続されている。そして、第２発明の電源システム異常検出装置は、第２検出手段を更に備える。その第２検出手段は、前記切換手段によって前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとが切り離されている場合に、前記電気装置の前記第１電源ラインに対する電流入出力量を変化させると共に、その電流入出力量の変化に伴って前記電流センサの出力値が変化するか否かを判定し、前記電流センサの出力値が変化しないと判定したならば、前記異常が生じていると判断する。

つまり、第１電源ラインと第２電源ラインとが切り離されている場合（以下、電源ライン分離状態の場合という）には、特定負荷が間欠的に電力を消費しても、その特定負荷への電力は、第１バッテリと第２バッテリとのうち、第２バッテリの方からだけ供給されるため、第１バッテリの充放電電流には変化が現れなくなる。このため、第２検出手段は、第１電源ラインに接続されている電気装置の電流入出力量を変化させることで、第１バッテリの充放電電流が変化するようにし、それに伴い電流センサの出力値が変化するか否かにより異常の有無を判断する。

この電源システム異常検出装置によれば、電源ライン共通状態の場合と、電源ライン分離状態の場合との、何れにおいても、電流センサの故障と第１バッテリの端子外れとの何れかが生じたことを、電流センサの出力値から検出することができる。

そして、電源ライン共通状態の場合には、第１バッテリの充放電電流を故意に変化させるための処置を行うことなく、異常を検出することができる。逆に、電源ライン分離状態の場合には、特定負荷の間欠的な電力消費が第１バッテリの充放電電流に現れなくても、上記電気装置の電流入出力量を変化させることで、異常を検出することができる。

実施形態の電源システムを表す構成図である。 第１実施形態の異常検出処理を表すフローチャートである。 第１実施形態の異常検出処理の作用を説明するための第１の説明図である。 第１実施形態の異常検出処理の作用を説明するための第２の説明図である。 第２，第３実施形態の異常検出処理を表すフローチャートである。

以下に、本発明が適用された実施形態の電源システムについて説明する。本実施形態の電源システムは、車両に搭載される。また、制御装置のことを、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）と記載する。

［第１実施形態］
図１に示すように、車両の電源システム１は、第１電源ライン３と、第２電源ライン５とを備える。

第１電源ライン３には、第１バッテリ７が接続される。第１バッテリ７は、例えば、鉛バッテリであるが、リチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリなど、他の種類のバッテリでも良い。

また、第１電源ライン３には、第１電源ライン３から電力が供給されるか或いは第１電源ライン３へ電力を出力する、少なくとも１つの電気装置９が接続される。
第１バッテリ７と第１電源ライン３とを接続する分岐電源ライン１１（尚、この分岐電源ライン１１も電源ライン３と言える）には、その分岐電源ライン１１に流れる電流、即ち、第１バッテリ７の充放電電流を検出する電流センサ１３が設けられている。

電流センサ１３は、例えば非接触式の電流センサであり、検出対象の電流に応じた電圧の信号を出力する。例えば、電流センサ１３の出力値（詳しくは、出力信号の電圧値であり、以下、電流センサ出力値という）は、本実施形態では、第１バッテリ７の充電電流が大きくなるほど基準値から大きくなり、第１バッテリ７の放電電流が大きくなるほど基準値から小さくなる。

電気装置９は１つでも良いが、本実施形態では、電気装置９として複数の装置がある。
例えば、電気装置９として、車両のエンジン１５により駆動されるオルタネータ（発電装置）１７がある。また例えば、電気装置９として、エンジン１５を冷却するためのラジエータファン（図示省略）を回転させるラジエータファンモータ１９や、エンジン１５を始動させるためのスタータ２１や、ヘッドライト２３などがある。電気装置９のうち、オルタネータ１７は、第１電源ライン３へ電力を出力する電気装置に相当し、オルタネータ１７以外は、第１電源ライン３から電力が供給される電気装置（換言すれば、電気負荷）に相当する。

スタータ２１は、エンジン１５をクランキングするための駆動力を発生するスタータモータ２５と、エンジン１５のリングギヤ１６に噛み合った状態でスタータモータ２５により回転駆動されることでエンジン１５をクランキングするピニオンギヤ２７とを有する。尚、図１では、リングギヤ１６とピニオンギヤ２７とが離れた位置に図示されているが、実際には、スタータ２１の筐体からピニオンギヤ２７が突出することで、そのピニオンギヤ２７がリングギヤ１６に噛み合うようになっている。

そして、スタータ２１には、第１電源ライン３からスタータモータ２５への通電／非通電を切り換えるためのモータ通電用ソレノイド（図示省略）とは別に、ピニオンギヤ２７をリングギヤ１６に噛み合う状態とリングギヤ１６に噛み合わない状態とに切り換えるためのピニオンソレノイド２９を備えている。つまり、スタータ２１は、ピニオンギヤ２７をリングギヤ１６に噛み合う状態と噛み合わない状態とに切り換えることと、スタータモータ２５への通電／非通電とを、それぞれ独立して実施可能なスタータ（いわゆるタンデムソレノイド型のスタータ）である。尚、モータ通電用ソレノイド及びピニオンソレノイド２９が動作するための電力も第１電源ライン３から供給される。

一方、第２電源ライン５には、第２電源ライン５から電力が供給される、少なくとも１つの電気負荷（第２系統電気負荷）３０が接続される。
電気負荷３０は１つでも良いが、本実施形態では、電気負荷３０として複数の電気負荷がある。

例えば、電気負荷３０として、エンジン１５に点火するためのイグニッションコイル３１や、エンジン１５に燃料を噴射するためのインジェクタ３２や、エンジンＥＣＵ３３や、アイドルストップＥＣＵ３４や、他のＥＣＵ３５や、ナビゲーション装置３６や、オーディオ装置３７などがある。

エンジンＥＣＵ３３は、イグニッションコイル３１やインジェクタ３２を制御することで、エンジン１５を制御する。このため、イグニッションコイル３１とインジェクタ３２への通電は、エンジン１５の回転に同期して実施される。尚、図１では、インジェクタ３２が第２電源ライン５に直接接続されるように図示しているが、インジェクタ３２には、実際には、第２電源ライン５からエンジンＥＣＵ３３を介して動作用の電力が供給される。

また、電気負荷３０のうち、イグニッションコイル３１は、エンジン１５の運転中においては、間欠的に電力を消費すると共に、その消費電力は、第２電源ライン５に接続される他の電気負荷と比べると大きい。本実施形態では、イグニッションコイル３１が、間欠的に電力を消費する特定負荷に相当する。

アイドルストップＥＣＵ３４は、エンジン１５のアイドルストップ制御を実施する。アイドルストップ制御は、所定の自動停止条件が成立するとエンジン１５を自動的に停止させ、その後、所定の自動始動条件が成立するとエンジン１５を自動的に始動させる制御である。以下では、エンジン１５の自動停止のことを、アイドルストップという。

更に、第１電源ライン３と第２電源ライン５との間には、電源ＥＣＵ４１が設けられており、その電源ＥＣＵ４１は、第１電源ライン３と第２電源ライン５との接続／非接続などを制御する。また、第２電源ライン５には、第２バッテリ４３が接続される。第２バッテリ４３は、例えば、リチウムイオンバッテリであるが、鉛バッテリやニッケル水素バッテリなど、他の種類のバッテリでも良い。

本実施形態において、第２バッテリ４３は、電源ＥＣＵ４１を介して第２電源ライン５に接続される。そして、電源ＥＣＵ４１は、第２バッテリ４３を第２電源ライン５から切り離す場合もある。つまり、電源ＥＣＵ４１は、第２バッテリ４３と第２電源ライン５との接続／非接続も制御する。

電源ＥＣＵ４１は、第１電源ライン３と第２電源ライン５との接続／非接続を切り換える第１スイッチ４５と、第２バッテリ４３と第２電源ライン５との接続／非接続を切り換える第２スイッチ４７と、第１スイッチ４５及び第２スイッチ４７のオン／オフを制御する制御回路４９とを備える。そして、制御回路４９は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２及びＲＡＭ５３などを有するマイコン５５と、マイコン５５からの指令に従って第１スイッチ４５と第２スイッチ４７をオン／オフさせる駆動回路５７とを備える。

本実施形態において、第１スイッチ４５及び第２スイッチ４７の各々は、例えば、直列に接続された２つＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）によって構成されているが、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）など、他種類のトランジスタで構成したり、リレーによって構成したりすることもできる。

次に、電源ＥＣＵ４１における制御回路４９の動作内容について説明する。尚、制御回路４９の動作は、マイコン５５によって実現され、マイコン５５の動作は、ＣＰＵ５１がＲＯＭ５２内のプログラムを実行することで実現される。

制御回路４９は、第１スイッチ４５と第２スイッチ４７を、下記の第１〜第３モードの何れかに切り換える。
〈第１モード〉
第１モードは、「第１スイッチ４５がオンで、第２スイッチ４７がオフ」のモードである。

この第１モードでは、第１スイッチ４５のオンにより、第１電源ライン３と第２電源ライン５とが接続される。そして、第２スイッチ４７のオフにより、第２電源ライン５から第２バッテリ４３が切り離される。このため、第１電源ライン３に接続された電気負荷（電気装置９のうち、オルタネータ１７以外）と、第２電源ライン５に接続された電気負荷３０には、第１バッテリ７あるいはオルタネータ１７から電力が供給される。

そして、制御回路４９は、例えば、車両の運転者がエンジン１５を始動させるための始動専用操作を行うことでエンジン１５が始動される場合（いわゆるユーザ始動時）には、この第１モードにする。尚、始動専用操作は、例えば、イグニッションキーを捻る操作や、プッシュ式のスタートボタンを押す操作などである。

〈第２モード〉
第２モードは、「第１スイッチ４５がオフで、第２スイッチ４７がオン」のモードである。

この第２モードでは、第１スイッチ４５のオフにより、第１電源ライン３と第２電源ライン５とが切り離される（分離される）。そして、第２スイッチ４７のオンにより、第２電源ライン５に第２バッテリ４３が接続される。このため、第１電源ライン３に接続された電気負荷（電気装置９のうち、オルタネータ１７以外）には、第１バッテリ７あるいはオルタネータ１７から電力が供給され、第２電源ライン５に接続された電気負荷３０には、第２バッテリ４３から電力が供給される。

そして、制御回路４９は、例えば、第１バッテリ７と第２バッテリ４３の各々のＳＯＣ（ステート・オブ・チャージ）がともに所定値以上であると判断している場合には、この第２モードにする。尚、制御回路４９は、例えば、第１バッテリ７と第２バッテリ４３のＳＯＣを計測している他のＥＣＵと通信して、その各バッテリ７，４３のＳＯＣの情報を取得する。また、制御回路４９が各バッテリ７，４３のＳＯＣを計測する構成になっていても良い。

また、アイドルストップ制御における自動停止条件には、この第２モードであること（換言すれば、第１バッテリ７と第２バッテリ４３のＳＯＣが所定値以上であること）が含まれている。このため、アイドルストップ後にエンジン１５が自動的に始動される場合には、この第２モードになっており、スタータ２１の動作による電圧変動が第２電源ライン５に現れることが阻止され、延いては、第２電源ライン５に接続された電気負荷３０の安定動作が確保される。電気負荷３０は、アイドルストップからのエンジン１５の自動始動時において、スタータ２１が動作することによる電圧変動によって動作が停止してしまうと支障が生じてしまう電気負荷であり、そのような動作の停止を防ぐために、第１電源ライン３から切り離し可能な第２電源ライン５に接続されている。

〈第３モード〉
第３モードは、「第１スイッチ４５と第２スイッチ４７との両方がオン」のモードである。

この第３モードでは、第１スイッチ４５のオンにより、第１電源ライン３と第２電源ライン５とが接続される。そして、第２スイッチ４７のオンにより、第２電源ライン５に第２バッテリ４３が接続される。このため、第１電源ライン３に接続された電気負荷（電気装置９のうち、オルタネータ１７以外）と、第２電源ライン５に接続された電気負荷３０には、第１バッテリ７と第２バッテリ４３との両方あるいはオルタネータ１７から電力が供給される。また、第１バッテリ７と第２バッテリ４３はオルタネータ１７から充電される。

そして、制御回路４９は、例えば、第１バッテリ７と第２バッテリ４３のＳＯＣが所定値未満である場合や、車両の減速エネルギーをオルタネータ１７が電気エネルギーに変換して出力するエネルギー回生時に、この第３モードにする。

次に、制御回路４９のマイコン５５が、電流センサ１３の故障と第１バッテリ７の端子外れとの何れかを、異常として検出するために行う異常検出処理について、図２を用い説明する。尚、検出対象の異常のうち、電流センサ１３の故障は、前述した同値固定故障（スタック故障）である。また、マイコン５５は、図２に示す異常検出処理を、例えば一定時間毎に実行する。

図２に示すように、マイコン５５は、異常検出処理を開始すると、まずＳ１１０にて、エンジン１５が運転中であるか否かを判定する。例えば、エンジンＥＣＵ３３から通信によってエンジン回転数の情報を取得し、その情報から判定する。

マイコン５５は、エンジン１５が運転中でないと判定した場合には、そのまま当該異常検出処理を終了するが、エンジン１５が運転中であると判定した場合には、Ｓ１２０に進み、第１スイッチ４５がオフで第２スイッチ４７がオンの、第２モードであるか否かを判定する。

マイコン５５は、第２モードであると判定した場合には、Ｓ１３０に進み、第１電源ライン３に接続された電気装置９の１つであるオルタネータ１７の発電電圧を上昇変化させる。すると、オルタネータ１７の第１電源ライン３に対する電流出力量が増加するため、正常ならば、第１電源ライン３から第１バッテリ７に流れる電流（即ち充電電流）が増加し、それに伴い、図３の時刻ｔ１に示すように、電流センサ出力値が増加する。

マイコン５５は、次のＳ１４０にて、電流センサ出力値から、電流変化量ΔＩａを測定する。具体的には、マイコン５５は、図３に示すように、Ｓ１３０でオルタネータ１７の発電電圧の上昇制御を開始した時の電流センサ出力値を読み取って、その値を、最小値であるＩｍｉｎとして記憶し、更にその後、電流センサ出力値を一定時間毎にサンプリングして、サンプリングした値の最大値を、Ｉｍａｘとして記憶する。そして、ＩｍａｘとＩｍｉｎとの差の絶対値（この例では「Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ」の値）を、電流変化量ΔＩａとして算出する。尚、Ｓ１３０でオルタネータ１７の発電電圧を変化させる前に、電流センサ出力値を読み取り、その値をＩｍｉｎとしても良い。

マイコン５５は、次のＳ１５０にて、電流変化量ΔＩａが異常判定値Ｉｔｈａよりも大きいか否かを判定し、「ΔＩａ＞Ｉｔｈａ」であれば、Ｓ１６０に進んで、「異常無し」と判断する。

そして、マイコン５５は、Ｓ１７０に進み、オルタネータ１７の発電電圧を上昇させる制御を停止し、その後、当該異常検出処理を終了する。すると、図３の時刻ｔ２に示すように、電流センサ出力値は、オルタネータ１７の発電電圧を上昇させる前の値に戻っていくこととなる。尚、図３におけるΔｔは、Ｓ１３０からＳ１７０に至るまでの処理時間に相当する。そして、このことは、後述する図４のΔｔについても同様である。

また、マイコン５５は、Ｓ１５０にて、「ΔＩａ＞Ｉｔｈａ」ではないと判定した場合には、電流センサ出力値が変化しないと判定して、Ｓ１８０に進み、「異常有り」と判断する。つまり、電流センサ１３の故障（同値固定故障）と第１バッテリ７の端子外れとの何れかが生じているならば、マイコン５５がオルタネータ１７の発電電圧を上昇変化させても、図４に示すように、電流センサ出力値は変化しなくなる。よって、Ｓ１４０で測定される電流変化量ΔＩａは、０に近い値となり、異常判定値Ｉｔｈａ以下となる。このため、マイコン５５は、「ΔＩａ＞Ｉｔｈａ」でなければ、Ｓ１８０にて、電流センサ１３の故障と第１バッテリ７の端子外れとの何れかが生じていることを意味する「異常有り」と判断する。

そして、マイコン５５は、Ｓ１８０で「異常有り」と判断した場合には、Ｓ１９１，Ｓ１９２，Ｓ１９３の各々にて、第１〜第３フェイルセーフ処理を行う。
〈第１フェイルセーフ処理〉
Ｓ１９１での第１フェイルセーフ処理は、例えば、アイドルストップＥＣＵ３４によるアイドルストップを禁止する処理である。

マイコン５５がＳ１８０で「異常有り」と判断した場合には、第１バッテリ７の端子外れが生じている可能性があるため、アイドルストップが実施されてオルタネータ１７による発電が停止すると、第１電源ライン３に接続された電気負荷への電力供給が停止してしまう可能性がある。また、仮に第１スイッチ４５と第２スイッチ４７との両方がオンであって、第２バッテリ４３から第１電源ライン３の電気負荷へ給電可能な状態であっても、オルタネータ１７による発電が停止すると、第２バッテリ４３の出力電力量が正常時よりも増大することから、第２バッテリ４３のバッテリ上がりを助長してしまうこととなる。

このような不具合を回避するために、第１フェイルセーフ処理としては、アイドルストップを禁止する。つまり、第１バッテリ７の端子外れが生じている可能性がある状況で、アイドルストップによりオルタネータ１７による発電が停止すると、第１電源ライン３への電力供給源が無くなる可能性があるため、アイドルストップを禁止することで、第１電源ライン３への電力供給を確保する。また特に、スタータ２１は第１電源ライン３から給電されることから、アイドルストップを実施してしまうと、その後のエンジン１５の自動始動ができなくなる可能性がある。よって、アイドルストップの禁止は有効である。

〈第２フェイルセーフ処理〉
Ｓ１９２での第２フェイルセーフ処理は、例えば、オルタネータ１７が発電している最中であるか否かを判定し、オルタネータ１７が発電中であれば、オルタネータ１７の発電が停止するのを阻止する（換言すれば、オルタネータ１７の発電を継続させる）、という処理である。また、オルタネータ１７の発電が停止するのを阻止する処理としては、例えば、オルタネータ１７の発電量を制御する発電制御装置に対して、発電を停止しないようにする（発電を継続させる）指令を与える処理が考えられる。

そして、このような第２フェイルセーフ処理によっても、第１フェイルセーフ処理による効果と同様の効果が得られる。
〈第３フェイルセーフ処理〉
Ｓ１９３での第３フェイルセーフ処理は、例えば、第２モードのままにして、第２電源ライン５に接続された電気負荷３０に第２バッテリ４３から電力が供給されるようにする、という処理である。尚、もし第１モード又は第３モードであったならば、第２モードに切り換える。後述するＳ２４３でも第３フェイルセーフ処理を行うが、そのＳ２４３では、第１モード又は第３モードから第２モードに切り換えることとなる。

第１バッテリ７の端子外れが生じていたとすると、オルタネータ１７の発電による電圧変動が第１バッテリ７で吸収されないため、第３フェイルセーフ処理では、第１スイッチ４５のオフにより、第２電源ライン５を第１電源ライン３から切り離して、第２電源ラインの電圧安定化を図る。このような第３フェイルセーフ処理により、第２電源ライン５に接続された電気負荷３０の安定した動作を確保することができる。

そして、マイコン５５は、Ｓ１９１〜Ｓ１９３の処理を行った後、前述のＳ１７０に進み、その後、当該異常検出処理を終了する。
また、マイコン５５は、Ｓ１２０にて、第２モードではないと判定した場合（つまり、第１スイッチ４５がオンされている第１モード又は第３モードの場合）には、Ｓ２００に移行する。

マイコン５５は、Ｓ２００では、電流センサ出力値を所定の監視時間だけ監視して、その監視時間における電流変化量ΔＩｂを測定する。具体的には、マイコン５５は、監視時間の開始から終了までの間、電流センサ出力値を、その監視時間よりも短い一定時間毎にサンプリングして、その監視時間における電流センサ出力値の最大値と最小値とを検出し、その最大値と最小値との差の絶対値を電流変化量ΔＩｂとして算出する。

尚、監視時間は、その時間内にイグニッションコイル３１への通電が少なくとも１回は実施される時間に設定されている。このため、監視時間は、エンジン回転数に応じて設定されるようになっていても良い。

マイコン５５は、次のＳ２１０にて、電流変化量ΔＩｂが異常判定値Ｉｔｈｂよりも大きいか否かを判定し、「ΔＩｂ＞Ｉｔｈｂ」であれば、Ｓ２２０に進んで、「異常無し」と判断し、その後、当該異常検出処理を終了する。

第１スイッチ４５がオンしている場合、正常であれば、イグニッションコイル３１が電力を消費することで、第１バッテリ７の充放電電流が変化し、その変化が電流センサ出力値に現れる。このため、異常判定値Ｉｔｈｂは、イグニッションコイル３１への通電によって生じる電流変化量ΔＩｂよりも少し小さい値に設定されている。

また、マイコン５５は、Ｓ２１０にて、「ΔＩｂ＞Ｉｔｈｂ」ではないと判定した場合には、電流センサ出力値が変化しないと判定して、Ｓ２３０に進み、「異常有り」と判断する。つまり、電流センサ１３の故障（同値固定故障）と第１バッテリ７の端子外れとの何れかが生じているならば、イグニッションコイル３１への通電が実施されても、電流センサ出力値は変化しなくなる。このため、マイコン５５は、「ΔＩｂ＞Ｉｔｈｂ」でなければ、Ｓ２３０にて、電流センサ１３の故障と第１バッテリ７の端子外れとの何れかが生じていることを意味する「異常有り」と判断する。

そして、マイコン５５は、Ｓ２３０で「異常有り」と判断した場合には、Ｓ２４１，Ｓ２４２，Ｓ２４３の各々にて、Ｓ１９１，Ｓ１９２，Ｓ１９３と同様の第１〜第３フェイルセーフ処理を行い、その後、当該異常検出処理を終了する。

以上のような電源システム１において、電源ＥＣＵ４１のマイコン５５は、第１スイッチ４５をオンして第１電源ライン３と第２電源ライン５とを接続している場合には、イグニッションコイル３１が電力を消費することに伴って電流センサ出力値が変化するか否かを判定している（Ｓ２００，Ｓ２１０）。そして、電流センサ出力値が変化しないと判定したならば、「異常有り」と判断している（Ｓ２１０：ＮＯ→Ｓ２３０）。

また、マイコン５５は、第１スイッチ４５をオフして第１電源ライン３と第２電源ライン５とを切り離している場合には、オルタネータ１７の第１電源ライン３に対する電流入出力量（この例では電流出力量）を変化させると共に、その電流出力量の変化に伴って電流センサ出力値が変化するか否かを判定している（Ｓ１３０〜Ｓ１５０）。そして、電流センサ出力値が変化しないと判定したならば、「異常有り」と判断している（Ｓ１５０：ＮＯ→Ｓ１８０）。

よって、電源ＥＣＵ４１によれば、２つの電源ライン３，５が接続されている電源ライン共通状態の場合と、２つの電源ライン３，５が切り離されている電源ライン分離状態の場合との、何れにおいても、電流センサ１３の故障と第１バッテリ７の端子外れとの何れかが生じたことを、電流センサ出力値から検出することができる。

そして、電源ライン共通状態の場合には、第１バッテリ７の充放電電流を故意に変化させるための処置を行うことなく、異常を検出することができる。逆に、電源ライン分離状態の場合には、イグニッションコイル３１の間欠的な電力消費が第１バッテリ７の充放電電流に現れなくても、異常を検出することができる。

一方、変形例として、異常検出処理のＳ１３０では、オルタネータ１７の発電電圧を下降変化させて、そのオルタネータ１７の電流出力量を減少させても良い。その場合、Ｓ１４０では、例えば、発電電圧の下降制御を開始した時あるいはその前の電流センサ出力値と、発電電圧の下降制御を開始した後の電流センサ出力値の最小値との、差の絶対値を、電流変化量ΔＩａとして算出すれば良い。

また、Ｓ１９１〜Ｓ１９３と、Ｓ２４１〜Ｓ２４３とでは、第１〜第３フェイルセーフ処理のうちの、１つまたは２つを行うようにすることもできる。逆に、第１〜第３フェイルセーフ処理を行わない構成を採ることもできる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の電源システムについて説明するが、電源システムの符号としては、第１実施形態と同じ“１”を用いる。また、第１実施形態と同様の構成要素や処理についても、第１実施形態と同じ符号を用いる。そして、このことは、後述する他の実施形態についても同様である。

第２実施形態の電源システム１では、第１実施形態の電源システム１と比較すると、電源ＥＣＵ４１のマイコン５５が、図２の異常検出処理に代えて、図５の異常検出処理を実行する。

そして、図５の異常検出処理は、図２の異常検出処理と比較すると、Ｓ１３０に代わるＳ１３５があり、Ｓ１７０に代わるＳ１７５がある。
マイコン５５は、Ｓ１３５では、電流センサ出力値を読み取って、その値をＩαとして記憶し、その後、第１電源ライン３に接続された電気装置９のうち、オルタネータ１７とは別の電気装置９（第１電源ライン３に接続された電気負荷であり、この例ではラジエータファンモータ１９）を動作させる。

また、マイコン５５は、Ｓ１４０では、Ｓ１３５でラジエータファンモータ１９を動作させてから所定時間が経過した時の電流センサ出力値を読み取り、その値をＩβとして記憶する。そして、ＩαとＩβとの差の絶対値を、電流変化量ΔＩａとして算出する。尚、Ｓ１４０では、電流センサ出力値を一定時間毎にサンプリングして、サンプリングした値の最小値をＩβとしても良い。

そして、マイコン５５は、Ｓ１７５では、ラジエータファンモータ１９の動作を停止し、その後、当該異常検出処理を終了する。
つまり、第２実施形態において、マイコン５５は、第１スイッチ４５をオフしている場合には、ラジエータファンモータ１９の動作状態を「停止」から「動作」に変化させることにより、ラジエータファンモータ１９の第１電源ライン３に対する電流入出力量（この例では電流入力量であり消費電流）を変化させている（Ｓ１３５）。そして、ラジエータファンモータ１９の電流入力量の変化に伴って電流センサ出力値が変化するか否かを判定し、電流センサ出力値が変化しないと判定したならば、「異常有り」と判断している（Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１８０）。

このような第２実施形態の電源ＥＣＵ４１によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。尚、変形例として、異常検出処理のＳ１３５では、動作中のラジエータファンモータ１９を停止させて、つまり「動作」から「停止」に変化させても良い。

［第３実施形態］
第３実施形態の電源システム１では、第２実施形態の電源システム１と比較すると、以下の点が異なる。

電源ＥＣＵ４１のマイコン５５は、異常検出処理のＳ１３５では、オルタネータ１７とは別の電気装置９のうち、スタータ２１を制御して、そのスタータ２１の電流入出力量（この例でも電流入力量）を変化させる。具体的には、ピニオンソレノイド２９には通電せずに、ピニオンギヤ２７をリングギヤ１６に噛み合わない状態にして、スタータモータ２５に通電する。また、このため、マイコン５５は、異常検出処理のＳ１７５では、スタータモータ２５への通電制御を停止する。

このような第３実施形態の電源ＥＣＵ４１によっても、第１，第２実施形態と同様の効果が得られる。
尚、変形例として、図５のＳ１３５では、例えばヘッドライト２３を点灯させても良い。但し、ヘッドライト２３が点灯したことは車外から見えるため、第２実施形態や第３実施形態のように、動作したことが車外からでは分からない電気負荷を動作させた方が好ましい。

また、図２のＳ１３０又は図５のＳ１３５では、例えば、オルタネータ１７の発電電圧を下降させて、オルタネータ１７の電流出力量を減少させると共に、オルタネータ１７とは別の電気装置９（ラジエータファンモータ１９やスタータモータ２５など）を動作させて、その別の電気装置９の電流入力量を増加させることで、異常検出のために第１バッテリ７から故意に放出させる電流を一層増大させるようにしても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲において、種々の態様で実施することができ、前述した各実施形態の構成や処理のうちの、何れかを組み合わせたり、何れかの組み合わせを変えたりする変形や、一部を削除する変形等を行うことも可能である。

例えば、間欠的に電力を消費する特定負荷としては、イグニッションコイル３１以外でも良い。また、第２スイッチ４７が無くて、第２バッテリ４３が第２電源ライン５に常時接続される構成でも良い。

１…電源システム、３…第１電源ライン、５…第２電源ライン、７…第１バッテリ、９…電気装置、１３…電流センサ、３０…電気負荷、３１…イグニッションコイル、４３…第２バッテリ、４５…第１スイッチ、５５…マイコン

Claims (9)

1. 第１電源ライン（３）と、
   前記第１電源ラインに接続される第１バッテリ（７）と、
   前記第１バッテリの充放電電流を検出する電流センサ（１３）と、
   第２電源ライン（５）と、
   前記第２電源ラインに接続されて該第２電源ラインから電力が供給される、少なくとも１つの電気負荷である第２系統電気負荷（３０）と、
   前記第２電源ラインに接続される第２バッテリ（４３）と、
   前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとの接続／非接続を切り換える切換手段（４５）と、
   を備えると共に、前記第２系統電気負荷として、少なくとも、間欠的に電力を消費する特定負荷（３１）が存在する車両の電源システム（１）において、
   前記電流センサの故障と前記第１バッテリの端子外れとの何れかである異常を、検出するために用いられる電源システム異常検出装置であって、
   前記切換手段によって前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとが接続されている場合に、前記特定負荷が電力を消費することに伴って前記電流センサの出力値が変化するか否かを判定し、前記電流センサの出力値が変化しないと判定したならば、前記異常が生じていると判断する第１検出手段（５５，Ｓ２００，Ｓ２１０，Ｓ２３０）を備えること、
   を特徴とする電源システム異常検出装置。
2. 請求項１に記載の電源システム異常検出装置において、
   前記特定負荷は、前記車両のエンジンに点火するためのイグニッションコイル（３１）であること、
   を特徴とする電源システム異常検出装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電源システム異常検出装置において、
   前記第１電源ラインには、当該第１電源ラインから電力が供給されるか或いは前記第１電源ラインへ電力を出力する、少なくとも１つの電気装置（９）が接続されており、
   当該電源システム異常検出装置は、
   前記切換手段によって前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとが切り離されている場合に、前記電気装置の前記第１電源ラインに対する電流入出力量を変化させると共に、その電流入出力量の変化に伴って前記電流センサの出力値が変化するか否かを判定し、前記電流センサの出力値が変化しないと判定したならば、前記異常が生じていると判断する第２検出手段（５５，Ｓ１３０，Ｓ１３５，Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１８０）を備えること、
   を特徴とする電源システム異常検出装置。
4. 請求項３に記載の電源システム異常検出装置において、
   前記電気装置として、少なくとも、前記車両のエンジン（１５）により駆動されるオルタネータ（１７）があり、
   前記第２検出手段（５５，Ｓ１３０，Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１８０）は、前記オルタネータの発電電圧を変化させることにより、該オルタネータの前記第１電源ラインに対する電流入出力量を変化させること、
   を特徴とする電源システム異常検出装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の電源システム異常検出装置において、
   前記電気装置として、少なくとも、前記車両のエンジン（１５）を冷却するためのラジエータファンを回転させるラジエータファンモータ（１９）があり、
   前記第２検出手段（５５，Ｓ１３５，Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１８０）は、前記ラジエータファンモータの動作状態を変化させることにより、該ラジエータファンモータの前記第１電源ラインに対する電流入出力量を変化させること、
   を特徴とする電源システム異常検出装置。
6. 請求項３ないし請求項５の何れか１項に記載の電源システム異常検出装置において、
   前記電気装置として、少なくとも、前記車両のエンジン（１５）を始動させるためのスタータ（２１）があり、
   更に、前記スタータは、前記エンジンをクランキングするための駆動力を発生するスタータモータ（２５）と、前記エンジンのリングギヤ（１６）に噛み合った状態で前記スタータモータにより回転駆動されることで前記エンジンをクランキングするピニオンギヤ（２７）とを有すると共に、前記ピニオンギヤを前記リングギヤに噛み合う状態と前記リングギヤに噛み合わない状態とに切り換えることと、前記スタータモータへの通電／非通電とを、それぞれ独立して実施可能なスタータであり、
   前記第２検出手段（５５，Ｓ１３５，Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１８０）は、前記ピニオンギヤを前記リングギヤに噛み合わない状態にして、前記スタータモータに通電することにより、前記スタータの前記第１電源ラインに対する電流入出力量を変化させること、
   を特徴とする電源システム異常検出装置。
7. 請求項３に記載の電源システム異常検出装置において、
   前記車両には、所定の自動停止条件が成立すると前記車両のエンジン（１５）を自動的に停止させるアイドルストップ制御手段（３４）が備えられており、
   前記電気装置として、前記エンジンにより駆動されるオルタネータ（１７）と他の電気負荷（１９，２１，２３）とがあり、
   当該電源システム異常検出装置は、
   前記第１検出手段と前記第２検出手段との何れかにより前記異常が生じていると判断された場合には、前記アイドルストップ制御手段が前記エンジンを自動停止させるのを禁止するアイドルストップ禁止手段（５５，Ｓ１９１，Ｓ２４１）を備えること、
   を特徴とする電源システム異常検出装置。
8. 請求項３に記載の電源システム異常検出装置において、
   前記電気装置として、前記車両のエンジン（１５）により駆動されるオルタネータ（１７）と他の電気負荷（１９，２１，２３）とがあり、
   当該電源システム異常検出装置は、
   前記オルタネータが発電している最中において、前記第１検出手段と前記第２検出手段との何れかにより前記異常が生じていると判断された場合には、前記オルタネータの発電が停止するのを阻止する発電継続手段（５５，Ｓ１９２，Ｓ２４２）を備えること、
   を特徴とする電源システム異常検出装置。
9. 請求項３に記載の電源システム異常検出装置において、
   前記電気装置として、少なくとも、前記車両のエンジン（１５）により駆動されるオルタネータ（１７）があり、
   前記第１検出手段と前記第２検出手段との何れかにより前記異常が生じていると判断された場合には、前記切換手段により前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとを分離した状態にして、前記第２電源ラインに接続された前記第２系統電気負荷に前記第２バッテリから電力を供給させる分離手段（５５，Ｓ１９３，Ｓ２４３）を備えること、
   を特徴とする電源システム異常検出装置。

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