JP6646703B2 - 車両用電源装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載される車両用電源装置に関する。
車両に搭載される車両用電源装置として、エンジンに連結されるオルタネータ等の発電機を備えた電源装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載される電源装置は、バッテリ等の蓄電体として、互いに並列接続される鉛バッテリおよびリチウムイオンバッテリを有している。これにより、鉛バッテリだけでなくリチウムイオンバッテリに回生電力を蓄えることができるため、車両減速時の回生電力を増やして車両の燃費性能を高めることができる。
特開２０１４−３６５５７号公報
ところで、電源装置に設けられる電気機器として、エンジンを始動回転させるスタータモータがある。このスタータモータの消費電力は大きいことから、スタータモータやリチウムイオンバッテリ等の作動状態によっては、リチウムイオンバッテリ等からスタータモータに過度な電流が流れてしまう虞がある。このような過度な電流から様々な電気機器を保護するため、電源装置には過度な電流によって溶断する電力ヒューズが設けられている。しかしながら、電源装置の電力ヒューズを溶断させてしまうことは、車両機能を制限する要因や修理コストを増加させる要因等であることから、電力ヒューズの不必要な溶断を防止することが求められている。
本発明の目的は、電力ヒューズの溶断を防止することにある。
本発明の車両用電源装置は、車両に搭載される車両用電源装置であって、エンジンに回転駆動される発電機と、前記発電機に接続される第１蓄電体と、を備える第１電源系と、前記エンジンを始動回転させるスタータモータと、前記スタータモータに接続される第２蓄電体と、を備える第２電源系と、前記第１電源系と前記第２電源系とを互いに接続する通電経路に設けられる電力ヒューズと、前記電力ヒューズと前記第１蓄電体とを接続する導通状態と、前記電力ヒューズと前記第１蓄電体とを切り離す遮断状態と、に制御されるスイッチと、前記スタータモータと前記第２蓄電体とを接続する導通状態と、前記スタータモータと前記第２蓄電体とを切り離す遮断状態と、に制御されるスタータリレーと、前記エンジンを始動する際に、乗員に操作される乗員操作部と、前記乗員操作部が操作された場合に、前記スタータリレーを導通状態に制御する導通信号を出力するスタータ制御部と、前記乗員操作部が操作された場合に、前記スイッチを遮断状態に制御する遮断信号を出力するスイッチ制御部と、を有し、前記スイッチとして、前記第１電源系と前記第２電源系とを接続する導通状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離す遮断状態と、に制御される第１スイッチと、前記第１電源系に前記第１蓄電体を接続する導通状態と、前記第１電源系から前記第１蓄電体を切り離す遮断状態と、に制御される第２スイッチと、を備え、前記スイッチ制御部は、前記乗員操作部が操作された場合に、前記第１スイッチを遮断状態に制御する遮断信号を常に出力し、前記第２スイッチを遮断状態に制御する遮断信号を常に出力する。
本発明によれば、乗員操作部が操作された場合には、スイッチを遮断状態に制御する遮断信号が出力される。これにより、スタータモータから第１蓄電体を切り離すことができ、電力ヒューズの溶断を防止することができる。
本発明の一実施の形態である車両用電源装置が搭載された車両の構成例を示す概略図である。 電源回路の一例を簡単に示した回路図である。 モータジェネレータを燃焼発電状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。 モータジェネレータを発電休止状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。 モータジェネレータを回生発電状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。 モータジェネレータを力行状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。 メインコントローラのスイッチ制御部およびスタータ制御部による制御手順の一例を示すフローチャートである。 スタータボタンが操作された場合の電流供給状況の一例を示す図である。 スタータリレーおよびスイッチＳＷ１，ＳＷ２がＯＮ状態であった場合の電流供給状況を示す図である。 （ａ）はスイッチＳＷ１がＯＮ固着していた場合の電流供給状況を示す図であり、（ｂ）はスイッチＳＷ２がＯＮ固着していた場合の電流供給状況を示す図である。 メインコントローラのスイッチ制御部およびスタータ制御部による制御手順の一例を示すフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、スタータボタンが操作された場合の電流供給状況の一例を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［車両構成］
図１は本発明の一実施の形態である車両用電源装置１０が搭載された車両１１の構成例を示す概略図である。図１に示すように、車両１１には、動力源であるエンジン１２を備えたパワーユニット１３が搭載されている。エンジン１２のクランク軸１４には、ベルト機構１５を介してモータジェネレータ（発電機）１６が連結されている。また、エンジン１２にはトルクコンバータ１７を介して変速機構１８が連結されており、変速機構１８にはデファレンシャル機構１９等を介して車輪２０が連結されている。さらに、パワーユニット１３には、エンジン１２のクランク軸１４を始動回転させるスタータモータ２１が設けられている。
エンジン１２に連結されるモータジェネレータ１６は、発電機および電動機として機能する所謂ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）である。モータジェネレータ１６は、クランク軸１４に回転駆動される発電機として機能するだけでなく、クランク軸１４を回転駆動する電動機として機能する。例えば、アイドリングストップ制御においてエンジン１２を再始動させる場合や、発進時や加速時においてエンジン１２をアシスト駆動する場合に、モータジェネレータ１６は電動機として力行状態に制御される。モータジェネレータ１６は、ステータコイルを備えたステータ２２と、フィールドコイルを備えたロータ２３と、を有している。また、モータジェネレータ１６には、ステータコイルやフィールドコイルの通電状態を制御するため、インバータ、レギュレータおよびマイコン等からなるＩＳＧコントローラ２４が設けられている。ＩＳＧコントローラ２４によってフィールドコイルやステータコイルの通電状態を制御することにより、モータジェネレータ１６の発電電圧、発電トルク、力行トルク等が制御される。
また、スタータモータ２１のピニオン２５は、トルクコンバータ１７のリングギヤ２６に噛み合う突出位置と、リングギヤ２６との噛み合いが外れる退避位置と、に移動自在である。後述するように、乗員によってスタータボタン２７が押されると、スタータモータ２１の通電を制御するスタータリレー２８がＯＮ状態に切り替えられる。これにより、スタータリレー２８を介してスタータモータ２１に通電が為され、スタータモータ２１のピニオン２５は突出位置に移動して回転駆動される。このように、乗員によってスタータボタン２７が操作されると、スタータモータ２１によってエンジン１２の始動回転が開始されることになる。また、スタータリレー２８を介してスタータモータ２１を制御するため、車両１１にはマイコン等からなるエンジンコントローラ２９が設けられている。なお、図示する車両１１において、アイドリングストップ制御によってエンジン１２を再始動する際には、モータジェネレータ１６を用いてエンジン１２が始動回転される一方、スタータボタン操作によってエンジン１２を始動する際には、スタータモータ２１を用いてエンジン１２が始動回転される。
［電源回路］
車両用電源装置１０が備える電源回路３０について説明する。図２は電源回路３０の一例を簡単に示した回路図である。図２に示すように、電源回路３０は、モータジェネレータ１６に電気的に接続されるリチウムイオンバッテリ（第１蓄電体）３１と、これと並列にモータジェネレータ１６に電気的に接続される鉛バッテリ（第２蓄電体）３２と、を備えている。なお、リチウムイオンバッテリ３１を積極的に放電させるため、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧は、鉛バッテリ３２の端子電圧よりも高く設計されている。また、リチウムイオンバッテリ３１を積極的に充放電させるため、リチウムイオンバッテリ３１の内部抵抗は、鉛バッテリ３２の内部抵抗よりも小さく設計されている。
モータジェネレータ１６の正極端子１６ａには正極ライン４３が接続され、リチウムイオンバッテリ３１の正極端子３１ａには正極ライン４４が接続され、鉛バッテリ３２の正極端子３２ａには正極ライン４５を介して正極ライン４６が接続される。これらの正極ライン４３，４４，４６は、接続点４７を介して互いに接続されている。また、モータジェネレータ１６の負極端子１６ｂには負極ライン４８が接続され、リチウムイオンバッテリ３１の負極端子３１ｂには負極ライン４９が接続され、鉛バッテリ３２の負極端子３２ｂには負極ライン５０が接続される。これらの負極ライン４８，４９，５０は、基準電位点５１を介して互いに接続されている。
また、鉛バッテリ３２の正極ライン４５には、正極ライン５２が接続されている。この正極ライン５２には、スタータモータ２１や様々な電気機器５３からなる電気機器群５４が接続されている。また、正極ライン５２とスタータモータ２１とを接続する通電ライン５５には、ＯＮ状態（導通状態）とＯＦＦ状態（遮断状態）とに制御されるスタータリレー２８が設けられている。このスタータリレー２８をＯＮ状態つまり回路を閉じる状態に制御することにより、スタータモータ２１と鉛バッテリ３２とを互いに接続することができる。一方、スタータリレー２８をＯＦＦ状態つまり回路を開く状態に制御することにより、スタータモータ２１と鉛バッテリ３２とを互いに切り離すことができる。スタータリレー２８としては、電磁力等を用いて接点を機械的に開閉させるリレーであっても良く、半導体素子によって構成されるリレーであっても良い。
図２に示すように、電源回路３０には、リチウムイオンバッテリ３１およびモータジェネレータ１６からなる第１電源系６１が設けられており、鉛バッテリ３２および電気機器群５４からなる第２電源系６２が設けられている。そして、第１電源系６１と第２電源系６２とは、正極ライン（通電経路）４６を介して互いに接続されている。この正極ライン４６には、過大電流によって溶断する電力ヒューズ６３が設けられるとともに、ＯＮ状態（導通状態）とＯＦＦ状態（遮断状態）とに制御されるスイッチ（スイッチ，第１スイッチ）ＳＷ１が設けられている。また、正極ライン４６に設けられるスイッチＳＷ１は、電力ヒューズ６３と接続点４７との間に配置されている。さらに、リチウムイオンバッテリ３１の正極ライン４４には、ＯＮ状態（導通状態）とＯＦＦ状態（遮断状態）とに制御されるスイッチ（スイッチ，第２スイッチ）ＳＷ２が設けられている。
スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２は、リチウムイオンバッテリ３１と電力ヒューズ６３との間の通電経路に設けられている。このため、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＯＮ状態つまり回路を閉じる状態に制御することにより、リチウムイオンバッテリ３１と電力ヒューズ６３とを互いに接続することができる。一方、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＯＦＦ状態つまり回路を開く状態に制御することにより、リチウムイオンバッテリ３１と電力ヒューズ６３とを互いに切り離すことができる。また、スイッチＳＷ１をＯＮ状態に制御することにより、第１電源系６１と第２電源系６２とを互いに接続することができる一方、スイッチＳＷ１をＯＦＦ状態に制御することにより、第１電源系６１と第２電源系６２とを互いに切り離すことができる。また、スイッチＳＷ２をＯＮ状態に制御することにより、第１電源系６１にリチウムイオンバッテリ３１を接続することができる一方、スイッチＳＷ２をＯＦＦ状態に制御することにより、第１電源系６１からリチウムイオンバッテリ３１を切り離すことができる。これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子によって構成されるスイッチであっても良く、電磁力等を用いて接点を機械的に開閉させるスイッチであっても良い。なお、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、リレーやコンタクタ等とも呼ばれている。
図１に示すように、電源回路３０には、バッテリモジュール６４が設けられている。このバッテリモジュール６４には、リチウムイオンバッテリ３１が組み込まれるとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が組み込まれている。また、バッテリモジュール６４には、マイコン等からなるバッテリコントローラ６５が設けられている。バッテリコントローラ６５は、リチウムイオンバッテリ３１の充電状態ＳＯＣ、充放電電流、端子電圧、セル温度、内部抵抗等を監視する機能や、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する機能を有している。また、充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）とは、バッテリの設計容量に対する蓄電量の比率である。なお、鉛バッテリ３２の負極ライン５０には、充放電電流、端子電圧および充電状態ＳＯＣ等を検出するバッテリセンサ６６が設けられている。
［制御系］
図１に示すように、車両用電源装置１０は、パワーユニット１３や電源回路３０等を互いに協調させて制御するため、マイコン等からなるメインコントローラ７０を有している。このメインコントローラ７０には、スロットルバルブやインジェクタ等のエンジン補機７１を制御するエンジン制御部７２、モータジェネレータ１６を制御するモータ制御部７３、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御するスイッチ制御部７４、およびスタータリレー２８を制御するスタータ制御部７５等が設けられている。
メインコントローラ７０や前述した各コントローラ２４，２９，６５は、ＣＡＮやＬＩＮ等の車載ネットワーク７６を介して互いに通信自在に接続されている。メインコントローラ７０は、各種コントローラやセンサからの情報に基づいて、パワーユニット１３や電源回路３０等を制御する。なお、メインコントローラ７０のモータ制御部７３は、ＩＳＧコントローラ２４を介して、モータジェネレータ１６の作動状態を制御する。また、メインコントローラ７０のエンジン制御部７２やスタータ制御部７５は、エンジンコントローラ２９を介して、エンジン補機７１やスタータリレー２８の作動状態を制御する。さらに、メインコントローラ７０のスイッチ制御部７４は、バッテリコントローラ６５を介して、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の作動状態を制御する。
また、メインコントローラ７０には、エンジン１２を始動する際に乗員によって操作されるスタータボタン（乗員操作部）２７が接続されている。なお、メインコントローラ７０には、図示しないアクセルセンサ、ブレーキセンサおよび車速センサ等が接続されている。さらに、メインコントローラ７０には、各コントローラ２４，２９，６５から、エンジン１２、モータジェネレータ１６およびバッテリモジュール６４等の作動情報が入力される。
［電流供給状況］
メインコントローラ７０は、リチウムイオンバッテリ３１の充電状態ＳＯＣに基づいて、モータジェネレータ１６の目標発電電圧を設定する。そして、メインコントローラ７０は、目標発電電圧をＩＳＧコントローラ２４に出力し、後述するように、モータジェネレータ１６を燃焼発電状態や発電休止状態に制御する。
図３はモータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。例えば、リチウムイオンバッテリ３１の充電状態ＳＯＣが所定の下限値を下回る場合には、リチウムイオンバッテリ３１を充電して充電状態ＳＯＣを高めるため、エンジン動力によってモータジェネレータ１６が発電駆動される。このように、モータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御する際には、モータジェネレータ１６の発電電圧が引き上げられ、リチウムイオンバッテリ３１に印加される発電電圧が端子電圧よりも高く調整される。これにより、図３に黒塗りの矢印で示すように、モータジェネレータ１６から、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２等に電流が供給され、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２が緩やかに充電される。
図４はモータジェネレータ１６を発電休止状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。例えば、リチウムイオンバッテリ３１の充電状態ＳＯＣが所定の上限値を上回る場合には、リチウムイオンバッテリ３１を積極的に放電させるため、エンジン動力を用いたモータジェネレータ１６の発電駆動が休止される。このように、モータジェネレータ１６を発電休止状態に制御する際には、モータジェネレータ１６の発電電圧が引き下げられ、リチウムイオンバッテリ３１に印加される発電電圧が端子電圧よりも低く調整される。これにより、図４に黒塗りの矢印で示すように、リチウムイオンバッテリ３１から電気機器群５４に電流が供給されるため、モータジェネレータ１６の発電駆動を抑制または停止させることができ、エンジン負荷を軽減することができる。
前述したように、メインコントローラ７０は、充電状態ＳＯＣに基づきモータジェネレータ１６を燃焼発電状態や発電休止状態に制御しているが、車両減速時には多くの運動エネルギーを回収して燃費性能を高めることが必要である。そこで、車両減速時には、モータジェネレータ１６の発電電圧が大きく引き上げられ、モータジェネレータ１６は回生発電状態に制御される。これにより、モータジェネレータ１６の発電電力つまり回生電力を増加させることができるため、運動エネルギーを積極的に電気エネルギーに変換して回収することができ、車両１１のエネルギー効率を高めて燃費性能を向上させることができる。
このように、モータジェネレータ１６を回生発電状態に制御するか否かについては、アクセルペダルやブレーキペダルの操作状況等に基づき決定される。つまり、アクセルペダルの踏み込みが解除される減速走行時や、ブレーキペダルが踏み込まれる減速走行時においては、エンジン１２が燃料カット状態に制御される状況であるため、モータジェネレータ１６が回生発電状態に制御される。一方、アクセルペダルが踏み込まれる加速走行時や定常走行時においては、エンジン１２が燃料噴射状態に制御される状況であるため、モータジェネレータ１６は燃焼発電状態や発電休止状態に制御される。
ここで、図５はモータジェネレータ１６を回生発電状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。モータジェネレータ１６を回生発電状態に制御する際には、前述した燃焼発電状態よりもモータジェネレータ１６の発電電圧が引き上げられ、リチウムイオンバッテリ３１に印加される発電電圧が端子電圧よりも大きく引き上げられる。これにより、図５に黒塗りの矢印で示すように、モータジェネレータ１６から、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２に対して大きな電流が供給されるため、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２が急速に充電される。また、リチウムイオンバッテリ３１の内部抵抗は、鉛バッテリ３２の内部抵抗よりも小さいことから、発電電流の大部分はリチウムイオンバッテリ３１に供給される。
なお、図３〜図５に示すように、モータジェネレータ１６を燃焼発電状態、回生発電状態および発電休止状態に制御する際に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２はＯＮ状態に保持されている。つまり、車両用電源装置１０においては、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替制御を行うことなく、モータジェネレータ１６の発電電圧を制御するだけで、リチウムイオンバッテリ３１の充放電を制御することが可能である。これにより、簡単にリチウムイオンバッテリ３１の充放電を制御することができるとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の耐久性を向上させることができる。
また、図６はモータジェネレータ１６を力行状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。図６に示すように、モータジェネレータ１６を力行状態に制御する際には、スイッチＳＷ１がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられる。つまり、モータジェネレータ１６によるエンジン再始動等においては、スイッチＳＷ１がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられる。これにより、電源系６１，６２が互いに切り離されるため、リチウムイオンバッテリ３１からモータジェネレータ１６に対して大電流が供給される場合であっても、電気機器群５４等に対する瞬間的な電圧低下を防止することができ、電気機器群５４等を正常に機能させることができる。
［スタータボタン操作］
前述したように、スタータボタン２７が押し込み操作された場合には、スタータリレー２８がＯＮ状態に制御され、消費電力の大きなスタータモータ２１に対する通電が開始される。このとき、電源回路３０に大きな電流が流れてしまう虞があるため、メインコントローラ７０は、電力ヒューズ６３の不必要な溶断を回避する観点から、スタータボタン操作に伴ってスイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御している。以下、スタータボタン２７が操作された場合のスイッチＳＷ１，ＳＷ２およびスタータリレー２８の制御手順について説明する。図７はメインコントローラ７０のスイッチ制御部７４およびスタータ制御部７５による制御手順の一例を示すフローチャートである。また、図８はスタータボタン２７が操作された場合の電流供給状況の一例を示す図である。
図７に示すように、ステップＳ１０では、乗員によってスタータボタン２７が操作されたか否かが判定される。ステップＳ１０において、スタータボタン２７が操作されていると判定された場合には、ステップＳ１１に進み、スイッチ制御部７４からバッテリコントローラ６５に向けて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＯＦＦ状態に制御するＯＦＦ信号（遮断信号）が出力される。次いで、ステップＳ１２に進み、スタータ制御部７５からエンジンコントローラ２９に向けて、スタータリレー２８をＯＮ状態に制御するＯＮ信号（導通信号）が出力される。
一方、ステップＳ１０において、スタータボタン２７が操作されていないと判定された場合には、ステップＳ１３に進み、パワーユニット１３や電源回路３０の作動状態に基づきスイッチＳＷ１，ＳＷ２が通常制御される。例えば、モータジェネレータ１６が燃焼発電状態、回生発電状態および発電休止状態に制御される場合には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にＯＮ状態に制御される。また、モータジェネレータ１６が力行状態に制御される場合には、スイッチＳＷ１がＯＦＦ状態に制御されてスイッチＳＷ２がＯＮ状態に制御される。さらに、リチウムイオンバッテリ３１に異常状態が発生した場合には、スイッチＳＷ１がＯＮ状態に制御されてスイッチＳＷ２がＯＦＦ状態に制御される。
前述したように、スタータボタン２７が操作された場合には、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２との双方にＯＦＦ信号が出力される。これにより、図８に示すように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＯＦＦ状態に制御することができるため、スタータモータ２１とリチウムイオンバッテリ３１とを互いに切り離すことができ、内部抵抗の小さなリチウムイオンバッテリ３１からの過度な放電を防止することができる。すなわち、リチウムイオンバッテリ３１からスタータモータ２１への過度な放電を回避することができるため、スタータボタン操作に起因する電力ヒューズ６３の溶断を未然に防止することができる。
ここで、図９はスタータリレー２８およびスイッチＳＷ１，ＳＷ２がＯＮ状態であった場合の電流供給状況を示す図である。図９に黒塗りの矢印で示すように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がＯＮ状態のまま、スタータリレー２８がＯＮ状態に切り替えられた場合には、リチウムイオンバッテリ３１からスタータモータ２１に大きな電流が供給される。図９に示すように、スタータモータ２１に向かう過度な電流は電力ヒューズ６３を溶断させる要因であるが、図８に示すように、スタータボタン操作に伴ってスイッチＳＷ１，ＳＷ２にＯＦＦ信号を出力することにより、スタータモータ２１からリチウムイオンバッテリ３１を切り離して電力ヒューズ６３の溶断を防止することができる。
また、スタータボタン２７が操作された場合には、常にスイッチＳＷ１，ＳＷ２にＯＦＦ信号が出力されることから、あらゆる状況下でスタータボタン２７が操作されたとしても、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を適切に遮断することができる。例えば、車両走行中等にスタータボタン２７が操作されてしまった場合であっても、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が強制的に遮断されることから、スタータボタン操作に起因する電力ヒューズ６３の溶断を未然に防止することができる。このように、スタータボタン操作に起因する電力ヒューズ６３の溶断を防止することができるため、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の制御プログラムを簡単に構成することができる。
さらに、スタータボタン２７が操作された場合には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２にＯＦＦ信号が出力されるため、スイッチＳＷ１やスイッチＳＷ２がＯＮ状態で固着する故障状態（ＯＮ固着）であっても、電力ヒューズ６３の溶断を防止することができる。ここで、図１０（ａ）はスイッチＳＷ１がＯＮ固着していた場合の電流供給状況を示す図であり、図１０（ｂ）はスイッチＳＷ２がＯＮ固着していた場合の電流供給状況を示す図である。
図１０（ａ）に示すように、スイッチＳＷ１にＯＮ固着が発生していた場合であっても、スタータボタン２７が操作された場合には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方にＯＦＦ信号が出力されるため、スイッチＳＷ２をＯＦＦ状態に制御することができる。このように、スイッチＳＷ１がＯＮ固着していた場合であっても、他方のスイッチＳＷ２がＯＦＦ状態に制御されることから、リチウムイオンバッテリ３１からスタータモータ２１への過度な放電を避けることができ、電力ヒューズ６３の溶断を防止することができる。
同様に、図１０（ｂ）に示すように、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していた場合であっても、スタータボタン２７が操作された場合には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方にＯＦＦ信号が出力されるため、スイッチＳＷ１をＯＦＦ状態に制御することができる。このように、スイッチＳＷ２がＯＮ固着していた場合であっても、他方のスイッチＳＷ１がＯＦＦ状態に制御されることから、リチウムイオンバッテリ３１からスタータモータ２１への過度な放電を避けることができ、電力ヒューズ６３の溶断を防止することができる。
［スタータボタン操作（他の実施形態）］
前述の説明では、スタータボタン２７が操作された場合に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方にＯＦＦ信号を出力しているが、これに限られることはなく、スイッチＳＷ１だけにＯＦＦ信号を出力しても良く、スイッチＳＷ２だけにＯＦＦ信号を出力しても良い。以下、スタータボタン２７が操作された場合のスイッチＳＷ１，ＳＷ２およびスタータリレー２８の制御手順の他の例について説明する。ここで、図１１はメインコントローラ７０のスイッチ制御部７４およびスタータ制御部７５による制御手順の一例を示すフローチャートである。また、図１２（ａ）および（ｂ）は、スタータボタン２７が操作された場合の電流供給状況の一例を示す図である。
図１１に示すように、ステップＳ２０では、乗員によってスタータボタン２７が操作されたか否かが判定される。ステップＳ２０において、スタータボタン２７が操作されていると判定された場合には、ステップＳ２１に進み、スイッチ制御部７４からバッテリコントローラ６５に向けて、スイッチＳＷ１をＯＦＦ状態に制御するＯＦＦ信号が出力される。次いで、ステップＳ２２に進み、スタータ制御部７５からエンジンコントローラ２９に向けて、スタータリレー２８をＯＮ状態に制御するＯＮ信号が出力される。
一方、ステップＳ２０において、スタータボタン２７が操作されていないと判定された場合には、ステップＳ２３に進み、パワーユニット１３や電源回路３０の作動状態に基づきスイッチＳＷ１，ＳＷ２が通常制御される。例えば、モータジェネレータ１６が燃焼発電状態、回生発電状態および発電休止状態に制御される場合には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にＯＮ状態に制御される。また、モータジェネレータ１６が力行状態に制御される場合には、スイッチＳＷ１がＯＦＦ状態に制御されてスイッチＳＷ２がＯＮ状態に制御される。さらに、リチウムイオンバッテリ３１に異常状態が発生した場合には、スイッチＳＷ１がＯＮ状態に制御されてスイッチＳＷ２がＯＦＦ状態に制御される。
前述したように、スタータボタン２７が操作された場合には、スイッチＳＷ１にＯＦＦ信号が出力される。これにより、図１２（ａ）に示すように、スイッチＳＷ１をＯＦＦ状態に制御することができるため、スタータモータ２１とリチウムイオンバッテリ３１とを互いに切り離すことができ、内部抵抗の小さなリチウムイオンバッテリ３１からの過度な放電を防止することができる。すなわち、リチウムイオンバッテリ３１からスタータモータ２１への過度な放電を回避することができるため、スタータボタン操作に起因する電力ヒューズ６３の溶断を未然に防止することができる。
また、スタータボタン２７が操作された場合には、常にスイッチＳＷ１にＯＦＦ信号が出力されることから、あらゆる状況下でスタータボタン２７が操作されたとしても、スイッチＳＷ１を適切に遮断することができる。例えば、車両走行中等にスタータボタン２７が操作されてしまった場合であっても、スイッチＳＷ１が強制的に遮断されることから、スタータボタン操作に起因する電力ヒューズ６３の溶断を未然に防止することができる。このように、スタータボタン操作に起因する電力ヒューズ６３の溶断を防止することができるため、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の制御プログラムを簡単に構成することができる。
さらに、スタータボタン２７が操作された場合には、スイッチＳＷ１にＯＦＦ信号が出力されるため、スイッチＳＷ２がＯＮ状態で固着する故障状態（ＯＮ固着）であっても、電力ヒューズ６３の溶断を防止することができる。ここで、図１２（ｂ）に示すように、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していた場合であっても、スタータボタン２７が操作された場合には、スイッチＳＷ１にＯＦＦ信号が出力されるため、スイッチＳＷ１をＯＦＦ状態に制御することができる。このように、スイッチＳＷ２がＯＮ固着していた場合であっても、他方のスイッチＳＷ１がＯＦＦ状態に制御されることから、リチウムイオンバッテリ３１からスタータモータ２１への過度な放電を避けることができ、電力ヒューズ６３の溶断を防止することができる。
なお、前述の説明では、スタータボタン２７が操作された場合に、スイッチＳＷ１だけにＯＦＦ信号を出力しているが、これに限られることはなく、スタータボタン２７が操作された場合に、スイッチＳＷ２だけにＯＦＦ信号を出力しても良い。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、発電機としてモータジェネレータ１６を用いているが、これに限られることはなく、発電機としてオルタネータを用いても良い。また、前述の説明では、メインコントローラ７０にスイッチ制御部７４およびスタータ制御部７５を設けているが、これに限られることはなく、他のコントローラにスイッチ制御部７４やスタータ制御部７５を設けても良い。
図７に示した例では、スタータボタン２７が操作されると、スイッチＳＷ１，ＳＷ２にＯＦＦ信号を出力した後に、スタータリレー２８にＯＮ信号を出力しているが、これに限られることはない。例えば、スイッチＳＷ１，ＳＷ２にＯＦＦ信号を出力するタイミングと、スタータリレー２８にＯＮ信号を出力するタイミングとは、同時であっても良い。また、スタータリレー２８にＯＮ信号を出力した後に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２にＯＦＦ信号を出力しても良い。なお、スイッチＳＷ１にＯＦＦ信号を出力するタイミングと、スイッチＳＷ２にＯＦＦ信号を出力するタイミングとは、同時であっても良く、前後にずれていても良い。
同様に、図１１に示した例では、スタータボタン２７が操作されると、スイッチＳＷ１にＯＦＦ信号を出力した後に、スタータリレー２８にＯＮ信号を出力しているが、これに限られることはない。例えば、スイッチＳＷ１にＯＦＦ信号を出力するタイミングと、スタータリレー２８にＯＮ信号を出力するタイミングとは、同時であっても良い。また、スタータリレー２８にＯＮ信号を出力した後に、スイッチＳＷ１にＯＦＦ信号を出力しても良い。
前述の説明では、乗員操作部であるスタータボタン２７は、エンジン１２を始動する際に押される押ボタン式のスタータスイッチであるが、これに限られることはない。例えば、乗員操作部として、エンジン１２を始動する際に捻られる形式のスタータスイッチを用いても良い。また、前述の説明では、スタータモータ２１として、ピニオン２５を突出させる飛び込み式のスタータモータを用いているが、これに限られることはなく、常にピニオン２５をリングギヤ２６に噛み合わせる常時噛み合い式のスタータモータを用いても良い。
前述の説明では、第１蓄電体としてリチウムイオンバッテリ３１を採用し、第２蓄電体として鉛バッテリ３２を採用しているが、これに限られることはなく、他の種類のバッテリやキャパシタを採用しても良い。また、第１蓄電体と第２蓄電体とは、互いに異なる種類の蓄電体に限られることはなく、互いに同じ種類の蓄電体であっても良い。また、前述の説明では、リチウムイオンバッテリ３１の正極ライン４４にスイッチＳＷ２を設けているが、これに限られることはない。例えば、図２に一点鎖線で示すように、リチウムイオンバッテリ３１の負極ライン４９にスイッチＳＷ２を設けても良い。
１０ 車両用電源装置
１１ 車両
１２ エンジン
１６ モータジェネレータ（発電機）
２１ スタータモータ
２７ スタータボタン（乗員操作部）
２８ スタータリレー
３１ リチウムイオンバッテリ（第１蓄電体）
３２ 鉛バッテリ（第２蓄電体）
４６ 正極ライン（通電経路）
６１ 第１電源系
６２ 第２電源系
６３ 電力ヒューズ
７４ スイッチ制御部
７５ スタータ制御部
ＳＷ１ スイッチ（スイッチ，第１スイッチ）
ＳＷ２ スイッチ（スイッチ，第２スイッチ）

Claims (2)

  1. 車両に搭載される車両用電源装置であって、
    エンジンに回転駆動される発電機と、前記発電機に接続される第１蓄電体と、を備える第１電源系と、
    前記エンジンを始動回転させるスタータモータと、前記スタータモータに接続される第２蓄電体と、を備える第２電源系と、
    前記第１電源系と前記第２電源系とを互いに接続する通電経路に設けられる電力ヒューズと、
    前記電力ヒューズと前記第１蓄電体とを接続する導通状態と、前記電力ヒューズと前記第１蓄電体とを切り離す遮断状態と、に制御されるスイッチと、
    前記スタータモータと前記第２蓄電体とを接続する導通状態と、前記スタータモータと前記第２蓄電体とを切り離す遮断状態と、に制御されるスタータリレーと、
    前記エンジンを始動する際に、乗員に操作される乗員操作部と、
    前記乗員操作部が操作された場合に、前記スタータリレーを導通状態に制御する導通信号を出力するスタータ制御部と、
    前記乗員操作部が操作された場合に、前記スイッチを遮断状態に制御する遮断信号を出力するスイッチ制御部と、
    を有し、
    前記スイッチとして、
    前記第１電源系と前記第２電源系とを接続する導通状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離す遮断状態と、に制御される第１スイッチと、
    前記第１電源系に前記第１蓄電体を接続する導通状態と、前記第１電源系から前記第１蓄電体を切り離す遮断状態と、に制御される第２スイッチと、
    を備え、
    前記スイッチ制御部は、前記乗員操作部が操作された場合に、前記第１スイッチを遮断状態に制御する遮断信号を常に出力し、前記第２スイッチを遮断状態に制御する遮断信号を常に出力する、
    車両用電源装置。
  2. 請求項１に記載の車両用電源装置において、
    前記第１蓄電体の内部抵抗は、前記第２蓄電体の内部抵抗よりも小さい、
    車両用電源装置。
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