JP6757366B2 - 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には、鉛バッテリやリチウムイオンバッテリ等の蓄電体が設けられるだけでなく、モータジェネレータやＩＳＧ（Integrated Starter Generator）等の発電電動機が設けられている（特許文献１〜３参照）。また、車両用電源装置には、蓄電体や発電電動機の接続状態を制御するため、半導体等からなるスイッチが設けられている。このような車両用電源装置内のスイッチは、発電電動機の作動状態に応じてオン状態やオフ状態に制御される。
特開２０１３−１８９９４４号公報 特開２０１６−１９３６３４号公報 特開２０１７−１１４３０３号公報
ところで、車両用電源装置内のスイッチが故障した場合、例えばオン状態で動作不能になるオン固着がスイッチに発生した場合には、蓄電体や発電電動機の接続状態を制御することが困難であるため、車両用電源装置を適切に機能させることが困難である。このため、スイッチにオン固着が発生した場合には、発電電動機を適切に制御することが求められている。
本発明の目的は、スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、発電電動機を適切に制御することにある。
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、第１蓄電体と、前記第１蓄電体に接続される電気負荷と、を備える第１電源系と、エンジンに連結される発電電動機と、前記発電電動機に接続される第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電源系とを接続するオン状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離すオフ状態と、に制御される第１スイッチと、前記発電電動機と前記第２蓄電体とを接続するオン状態と、前記発電電動機と前記第２蓄電体とを切り離すオフ状態と、に制御される第２スイッチと、前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、前記発電電動機の力行状態を禁止するフェイルセーフ制御部と、前記第２蓄電体の充電状態が発電閾値を下回る場合に、前記発電電動機を発電状態に制御する発電電動機制御部と、を有し、前記第２スイッチが正常状態である場合には、前記発電閾値として第１閾値が設定される一方、前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合には、前記発電閾値として前記第１閾値よりも大きな第２閾値が設定される。
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、第１蓄電体と、前記第１蓄電体に接続される電気負荷と、を備える第１電源系と、エンジンに連結される発電電動機と、前記発電電動機に接続される第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電源系とを接続するオン状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離すオフ状態と、に制御される第１スイッチと、前記発電電動機と前記第２蓄電体とを接続するオン状態と、前記発電電動機と前記第２蓄電体とを切り離すオフ状態と、に制御される第２スイッチと、前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、前記発電電動機の力行状態を禁止するフェイルセーフ制御部と、前記エンジンに連結されるトルクコンバータに設けられ、締結状態、解放状態およびスリップ状態に制御されるロックアップクラッチと、スリップロックアップ制御として、車速が第１車速を下回る場合に、前記ロックアップクラッチを締結状態からスリップ状態に切り替え、車速が前記第１車速よりも低い第２車速を下回る場合に、前記ロックアップクラッチをスリップ状態から解放状態に切り替え、かつ前記発電電動機を力行状態に制御するスリップロックアップ制御部と、を有し、前記フェイルセーフ制御部は、前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、前記スリップロックアップ制御を禁止する。
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、第１蓄電体と、前記第１蓄電体に接続される電気負荷と、を備える第１電源系と、エンジンに連結される発電電動機と、前記発電電動機に接続される第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電源系とを接続するオン状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離すオフ状態と、に制御される第１スイッチと、前記発電電動機と前記第２蓄電体とを接続するオン状態と、前記発電電動機と前記第２蓄電体とを切り離すオフ状態と、に制御される第２スイッチと、前記第２蓄電体の充電状態が発電閾値を下回る場合に、前記発電電動機を発電状態に制御する発電電動機制御部と、を有し、前記第２スイッチが正常状態である場合には、前記発電閾値として第１閾値が設定される一方、前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合には、前記発電閾値として前記第１閾値よりも大きな第２閾値が設定される。
本発明によれば、第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、発電電動機の力行状態を禁止する。これにより、第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、発電電動機を適切に制御することができる。
本発明によれば、第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、発電閾値として第１閾値よりも大きな第２閾値を設定する。これにより、第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、発電電動機を適切に制御することができる。
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。 スタ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。 スタ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。 スタ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。 スタ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。 スタ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。 エンジン初始動制御における電流供給状況の一例を示す図である。 鉛バッテリ補充電制御における電流供給状況の一例を示す図である。 故障判定制御１の実行手順の一例を示すフローチャートである。 （Ａ）および（Ｂ）は、故障判定制御１を実行したときの電流供給状況の一例を示す図である。 故障判定制御２の実行手順の一例を示すフローチャートである。 （Ａ）および（Ｂ）は、故障判定制御２を実行したときの電圧印加状況の一例を示す図である。 故障判定制御３の実行手順の一例を示すフローチャートである。 （Ａ）および（Ｂ）は、故障判定制御３を実行したときの電流供給状況の一例を示す図である。 故障判定制御４の実行手順の一例を示すフローチャートである。 （Ａ）および（Ｂ）は、故障判定制御４を実行したときの電流供給状況の一例を示す図である。 故障判定制御５の実行手順の一例を示すフローチャートである。 （Ａ）および（Ｂ）は、故障判定制御５または故障判定制御６を実行したときの電流供給状況の一例を示す図である。 故障判定制御６の実行手順の一例を示すフローチャートである。 故障判定制御７の実行手順の一例を示すフローチャートである。 （Ａ）および（Ｂ）は、故障判定制御７または故障判定制御８を実行したときの電流供給状況の一例を示す図である。 故障判定制御８の実行手順の一例を示すフローチャートである。 フェイルセーフ制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 コーストスリップロックアップ制御におけるパワーユニットの作動状況の一例を示すタイミングチャートである。 スイッチＳＷ２の正常時に設定される発電閾値Ｓ１ａおよび休止閾値Ｓ１ｂの一例を示す図である。 スイッチＳＷ２のＯＮ固着時に設定される発電閾値Ｓ２ａおよび休止閾値Ｓ２ｂ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、エンジン１２を動力源に用いたパワーユニット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を介してスタータジェネレータ（発電電動機）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。
エンジン１２に連結されるスタータジェネレータ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。スタータジェネレータ１６は、クランク軸１４に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を補助する場合に、スタータジェネレータ１６は力行状態に制御され、スタータジェネレータ１６は電動機として機能する。
スタータジェネレータ１６は、ステータコイルを備えたステータ３０と、フィールドコイルを備えたロータ３１と、を有している。また、スタータジェネレータ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、マイコンおよび各種センサ等からなるＩＳＧコントローラ３２が設けられている。ＩＳＧコントローラ３２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、スタータジェネレータ１６の発電電圧、発電トルク、力行トルク等が制御される。なお、ＩＳＧコントローラ３２は、スタータジェネレータ１６の端子電圧（発電電圧，印加電圧）を検出する機能を有している。
また、パワーユニット１３には、エンジン１２を始動回転させるスタータモータ３３が設けられている。スタータモータ３３のピニオン３４は、トルクコンバータ１７のリングギヤ３５に噛み合う突出位置と、リングギヤ３５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３６が押されると、スタータモータ３３の通電を制御するスタータリレー３７がオン状態に切り替えられる。これにより、スタータリレー３７を介してスタータモータ３３に通電が為され、スタータモータ３３のピニオン３４は突出位置に移動して回転する。また、スタータリレー３７を介してスタータモータ３３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３８が設けられている。また、エンジンコントローラ３８は、スタータリレー３７を制御するだけでなく、スロットルバルブ、インジェクタおよび点火装置等のエンジン補機３９を制御する。
前述したように、図示する車両１１には、エンジン１２を始動回転させる電動機として、スタータジェネレータ１６およびスタータモータ３３が設けられている。アイドリングストップ制御によってエンジン１２を再始動させる場合、つまりエンジン運転中に停止条件が成立することでエンジン１２を停止させ、エンジン停止中に始動条件が成立することでエンジン１２を再始動させる場合には、スタータジェネレータ１６を用いてエンジン１２の始動回転が行われる。一方、車両１１の制御システムを起動させて最初にエンジン１２を始動させる場合、つまり乗員のスタータボタン操作によってエンジン１２を始動させる場合には、スタータモータ３３を用いてエンジン１２の始動回転が行われる。
また、トルクコンバータ１７には、ロックアップクラッチ４０が組み込まれている。ロックアップクラッチ４０を締結状態に制御することにより、エンジン１２と変速機構１８とはロックアップクラッチ４０を介して連結される。一方、ロックアップクラッチ４０を解放状態に制御することにより、エンジン１２と変速機構１８とはトルクコンバータ１７を介して連結される。また、ロックアップクラッチ４０は、締結状態と解放状態とに制御されるだけでなく、滑り状態であるスリップ状態にも制御することが可能である。ロックアップクラッチ４０の作動状態を切り替えるため、トルクコンバータ１７には電磁バルブや油路等からなるバルブユニット４１が接続されており、バルブユニット４１にはマイコン等からなるミッションコントローラ４２が接続されている。
［電源回路］
車両用電源装置１０が備える電源回路５０について説明する。図２は電源回路５０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５０は、スタータジェネレータ１６に電気的に接続される鉛バッテリ（第１蓄電体）５１と、これと並列にスタータジェネレータ１６に電気的に接続されるリチウムイオンバッテリ（第２蓄電体）５２と、を備えている。なお、リチウムイオンバッテリ５２を積極的に放電させるため、リチウムイオンバッテリ５２の端子電圧は、鉛バッテリ５１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５２を積極的に充放電させるため、リチウムイオンバッテリ５２の内部抵抗は、鉛バッテリ５１の内部抵抗よりも小さく設計されている。
スタータジェネレータ１６の正極端子１６ａには正極ライン５３が接続され、リチウムイオンバッテリ５２の正極端子５２ａには正極ライン５４が接続され、鉛バッテリ５１の正極端子５１ａには正極ライン５５を介して正極ライン５６が接続される。これらの正極ライン５３，５４，５６は、接続点５７を介して互いに接続されている。また、スタータジェネレータ１６の負極端子１６ｂには負極ライン５８が接続され、リチウムイオンバッテリ５２の負極端子５２ｂには負極ライン５９が接続され、鉛バッテリ５１の負極端子５１ｂには負極ライン６０が接続される。これらの負極ライン５８，５９，６０は、基準電位点６１を介して互いに接続されている。
図１に示すように、鉛バッテリ５１の正極ライン５５には、正極ライン６２が接続されている。この正極ライン６２には、各種アクチュエータや各種コントローラ等の電気機器（電気負荷）６３からなる電気機器群６４が接続されている。また、鉛バッテリ５１の負極ライン６０には、バッテリセンサ６５が設けられている。バッテリセンサ６５は、鉛バッテリ５１の充放電状況を検出する機能を有している。鉛バッテリ５１の充放電状況としては、例えば、鉛バッテリ５１の充電電流、放電電流、端子電圧、充電状態ＳＯＣ等が挙げられる。
また、電源回路５０には、鉛バッテリ５１および電気機器６３からなる第１電源系７１が設けられており、リチウムイオンバッテリ５２およびスタータジェネレータ１６からなる第２電源系７２が設けられている。そして、第１電源系７１と第２電源系７２とは、正極ライン５６を介して互いに接続されている。この正極ライン５６には、過大電流によって溶断する電力ヒューズ７３が設けられるとともに、オン状態とオフ状態とに制御される第１スイッチＳＷ１が設けられている。また、リチウムイオンバッテリ５２の正極ライン５４には、オン状態とオフ状態とに制御される第２スイッチＳＷ２が設けられている。
スイッチＳＷ１をオン状態に制御することにより、第１電源系７１と第２電源系７２とを互いに接続することができる一方、スイッチＳＷ１をオフ状態に制御することにより、第１電源系７１と第２電源系７２とを互いに切り離すことができる。また、スイッチＳＷ２をオン状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６とリチウムイオンバッテリ５２とを互いに接続することができる一方、スイッチＳＷ２をオフ状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６とリチウムイオンバッテリ５２とを互いに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。また、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン状態とは、電気的に接続される通電状態や導通状態を意味しており、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオフ状態とは、電気的に切断される非通電状態や遮断状態を意味している。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５０には、バッテリモジュール７４が設けられている。このバッテリモジュール７４は、リチウムイオンバッテリ５２を有するとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を有している。また、バッテリモジュール７４は、マイコンや各種センサ等からなるバッテリコントローラ７５を有している。バッテリコントローラ７５は、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣ、充電電流、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。なお、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。
［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５０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８０を有している。このメインコントローラ８０は、エンジン１２を制御するエンジン制御部８１、スタータジェネレータ１６を制御するＩＳＧ制御部（発電電動機制御部）８２、スイッチＳＷ１を制御する第１スイッチ制御部８３、スイッチＳＷ２を制御する第２スイッチ制御部８４、およびスイッチＳＷ２の故障状態を判定する故障判定部８５を有している。また、メインコントローラ８０は、スタータモータ３３を制御するスタータ制御部８６、およびロックアップクラッチ４０を制御するクラッチ制御部８７を有している。また、メインコントローラ８０は、後述するアイドリングストップ制御を実行するアイドリング制御部８８、後述するモータアシスト制御を実行するアシスト制御部８９、後述するコーストスリップロックアップ制御（スリップロックアップ制御）を実行するスリップロックアップ制御部９０を有している。さらに、メインコントローラ８０は、後述するフェイルセーフ制御を実行するフェイルセーフ制御部９１等を有している。
メインコントローラ８０や前述した各コントローラ３２，３８，４２，７５は、ＣＡＮやＬＩＮ等の車載ネットワーク９２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８０は、各種コントローラや各種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５０等を制御する。なお、メインコントローラ８０は、ＩＳＧコントローラ３２を介してスタータジェネレータ１６を制御し、バッテリコントローラ７５を介してスイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する。また、メインコントローラ８０は、エンジンコントローラ３８を介してエンジン１２やスタータモータ３３を制御し、ミッションコントローラ４２を介してロックアップクラッチ４０を制御する。
［スタータジェネレータ発電制御］
続いて、メインコントローラ８０によるスタータジェネレータ１６の発電制御について説明する。メインコントローラ８０のＩＳＧ制御部８２は、ＩＳＧコントローラ３２に制御信号を出力し、スタータジェネレータ１６を発電状態や力行状態に制御する。例えば、ＩＳＧ制御部８２は、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが低下すると、スタータジェネレータ１６の発電電圧を上げて燃焼発電状態に制御する一方、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが上昇すると、スタータジェネレータ１６の発電電圧を下げて発電休止状態に制御する。なお、後述する図３以降の各図面において、「ＩＳＧ」とはスタータジェネレータ１６を意味している。
図３はスタータジェネレータ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５２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５２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スタータジェネレータ１６が発電駆動される。このように、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧が、鉛バッテリ５１およびリチウムイオンバッテリ５２の端子電圧よりも上げられる。これにより、図３に黒塗りの矢印で示すように、スタータジェネレータ１６から、リチウムイオンバッテリ５２、電気機器群６４および鉛バッテリ５１等に対して電流が供給され、リチウムイオンバッテリ５２や鉛バッテリ５１が緩やかに充電される。なお、スタータジェネレータ１６の燃焼発電状態とは、エンジン動力によってスタータジェネレータ１６を発電させる状態、つまりエンジン内で燃料を燃焼させてスタータジェネレータ１６を発電させる状態である。
図４はスタータジェネレータ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５２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５２を積極的に放電させるため、エンジン動力を用いたスタータジェネレータ１６の発電駆動が休止される。このように、スタータジェネレータ１６を発電休止状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧が、鉛バッテリ５１およびリチウムイオンバッテリ５２の端子電圧よりも下げられる。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５２から電気機器群６４に電流が供給されるため、スタータジェネレータ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。なお、発電休止状態におけるスタータジェネレータ１６の発電電圧としては、リチウムイオンバッテリ５２を放電させる発電電圧であれば良い。例えば、スタータジェネレータ１６の発電電圧を０Ｖに制御しても良く、スタータジェネレータ１６の発電電圧を０Ｖよりも高く制御しても良い。
前述したように、メインコントローラ８０のＩＳＧ制御部８２は、充電状態ＳＯＣに基づきスタータジェネレータ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求められる。そこで、車両減速時には、スタータジェネレータ１６の発電電圧が大きく引き上げられ、スタータジェネレータ１６は回生発電状態に制御される。これにより、スタータジェネレータ１６の発電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。このような回生発電を実行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は、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御される。
ここで、図５はスタータジェネレータ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。スタータジェネレータ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スタータジェネレータ１６の発電電圧が引き上げられ、リチウムイオンバッテリ５２に対する印加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、スタータジェネレータ１６から、リチウムイオンバッテリ５２や鉛バッテリ５１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５２や鉛バッテリ５１は急速に充電される。また、リチウムイオンバッテリ５２の内部抵抗は、鉛バッテリ５１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５２に供給される。
なお、図３〜図５に示すように、スタータジェネレータ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はオン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、スタータジェネレータ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５２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５２の充放電を制御することができるだけでなく、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の耐久性を向上させることができる。
［アイドリングストップ制御におけるエンジン再始動］
メインコントローラ８０のアイドリング制御部８８は、自動的にエンジン１２を停止させて再始動するアイドリングストップ制御を実行する。アイドリング制御部８８は、エンジン運転中に所定の停止条件が成立した場合に、燃料カット等を実施してエンジン１２を停止させる一方、エンジン停止中に所定の始動条件が成立した場合に、スタータジェネレータ１６を回転させてエンジン１２を再始動させる。エンジン１２の停止条件としては、例えば、車速が所定値を下回り、かつブレーキペダルが踏み込まれることが挙げられる。また、エンジン１２の始動条件としては、例えば、ブレーキペダルの踏み込みが解除されることや、アクセルペダルの踏み込みが開始されることが挙げられる。なお、アイドリング制御部８８は、アイドリングストップ制御を実行する際に、エンジン制御部８１やＩＳＧ制御部８２に制御信号を出力し、エンジン１２やスタータジェネレータ１６を制御する。
また、アイドリング制御部８８は、アイドリングストップ制御でのエンジン停止中に始動条件が成立すると、スタータジェネレータ１６を力行状態に制御してエンジン１２を始動回転させる。ここで、図６はスタータジェネレータ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、アイドリングストップ制御におけるエンジン再始動時に、スタータジェネレータ１６を力行状態に制御する際には、スイッチＳＷ１がオン状態からオフ状態に切り替えられる。つまり、スタータジェネレータ１６によってエンジン１２を始動回転させる場合には、スイッチＳＷ１がオフ状態に切り替えられ、第１電源系７１と第２電源系７２とが互いに切り離される。これにより、リチウムイオンバッテリ５２からスタータジェネレータ１６に大電流が供給される場合であっても、第１電源系７１の電気機器群６４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６４等を正常に機能させることができる。
［モータアシスト制御］
メインコントローラ８０のアシスト制御部８９は、発進時や加速時等にスタータジェネレータ１６を力行状態に制御し、スタータジェネレータ１６によってエンジン１２を補助するモータアシスト制御を実行する。なお、アシスト制御部８９は、モータアシスト制御を実行する際に、ＩＳＧ制御部８２に制御信号を出力し、スタータジェネレータ１６を制御する。
ここで、図７はスタータジェネレータ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７に示すように、モータアシスト制御に伴ってスタータジェネレータ１６を力行状態に制御する際には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は共にオン状態に保持される。このように、スタータジェネレータ１６によってエンジン１２を補助する場合には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン状態に制御することにより、電気機器群６４に鉛バッテリ５１とリチウムイオンバッテリ５２との双方を接続している。これにより、電気機器群６４の電源電圧を安定させることができ、車両用電源装置１０の信頼性を向上させることができる。
前述したように、スタータジェネレータ１６によるエンジン再始動時には、スイッチＳＷ１がオフ状態に切り替えられる一方、スタータジェネレータ１６によるモータアシスト時には、スイッチＳＷ１がオン状態に保持される。つまり、エンジン再始動とは、停止中のエンジン１２をスタータジェネレータ１６によって回転させ始める状況であり、スタータジェネレータ１６の消費電力が増加し易い状況である。これに対し、モータアシスト時とは、回転中のエンジン１２をスタータジェネレータ１６によって補助的に駆動する状況であり、スタータジェネレータ１６の消費電力が抑制される状況である。このように、モータアシスト制御においては、スタータジェネレータ１６の消費電力が抑制されることから、スイッチＳＷ１をオン状態に保持したとしても、鉛バッテリ５１からスタータジェネレータ１６に大電流が流れることはなく、電気機器群６４の電源電圧を安定させることができる。
［エンジン初始動制御，鉛バッテリ補充電制御］
続いて、スタータモータ３３を用いてエンジン１２を始動するエンジン初始動制御について説明した後に、エンジン初始動後のスタータジェネレータ１６による鉛バッテリ補充電制御について説明する。ここで、図８はエンジン初始動制御における電流供給状況の一例を示す図である。また、図９は鉛バッテリ補充電制御における電流供給状況の一例を示す図である。
車両１１の制御システムを起動させて最初にエンジン１２を始動する場合、つまりスタータボタン操作によってエンジン１２を始動する場合には、スタータモータ３３によってエンジン１２の始動回転が行われる。このエンジン初始動制御においては、図８に示すように、スイッチＳＷ１がオフ状態に制御され、スイッチＳＷ２がオフ状態に制御され、スタータリレー３７がオン状態に制御される。これにより、鉛バッテリ５１からスタータモータ３３に電流が供給され、スタータモータ３３を回転させることでエンジン１２を始動させる。
このように、スタータモータ３３によってエンジン１２が始動されると、図９に示すように、スタータリレー３７がオフ状態に切り替えられ、スイッチＳＷ１がオン状態に切り替えられ、スタータジェネレータ１６が燃焼発電状態に制御される。すなわち、エンジン１２が始動されると、スイッチＳＷ２をオフ状態に保持したまま、スイッチＳＷ１がオン状態に切り替えられ、スタータジェネレータ１６が燃焼発電状態に制御される。これにより、スタータジェネレータ１６によって鉛バッテリ５１を積極的に充電することができ、停車中やエンジン初始動時に低下する鉛バッテリ５１の充電状態ＳＯＣを回復させることができる。
つまり、停車中には鉛バッテリ５１から電気機器群６４に暗電流が流れ、エンジン初始動時には鉛バッテリ５１からスタータモータ３３に大電流が流れるため、停車中からエンジン初始動時にかけて鉛バッテリ５１の充電状態ＳＯＣは徐々に低下する。このため、エンジン初始動後に鉛バッテリ補充電制御を実行することにより、低下した鉛バッテリ５１の充電状態ＳＯＣを回復させている。なお、鉛バッテリ補充電制御は、所定時間に渡って継続しても良く、鉛バッテリ５１の充電状態ＳＯＣが所定値に回復するまで継続しても良い。
［スイッチＳＷ２の故障判定制御］
以下、車両用電源装置１０によって実行されるスイッチＳＷ２の故障判定制御について説明する。前述したように、スイッチＳＷ２は、車両用電源装置１０の作動状況に応じてオン状態やオフ状態に制御される。しかしながら、スイッチＳＷ２がオン状態で動作不能になる故障状態（以下、ＯＮ固着と記載する。）が発生した場合には、車両用電源装置１０を適切に作動させることが困難である。そこで、本発明の一実施形態である車両用電源装置１０は、後述する各種故障判定制御１〜８の少なくとも何れかを実行することにより、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生しているか否かを判定する。
後述するように、各種故障判定制御１〜８において、メインコントローラ８０の故障判定部８５は、スタータジェネレータ１６に送信される制御信号、スイッチＳＷ１に送信される制御信号、スイッチＳＷ２に送信される制御信号を認識した状態のもとで、鉛バッテリ５１の電流、リチウムイオンバッテリ５２の電流、およびスタータジェネレータ１６の電圧の少なくとも何れか１つに基づいて、スイッチＳＷ２がＯＮ固着であるか否かを判定する。
なお、メインコントローラ８０のＩＳＧ制御部８２は、ＩＳＧコントローラ３２を介してスタータジェネレータ１６に制御信号を送信する。スタータジェネレータ１６に送信される制御信号として、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態や回生発電状態に制御する発電信号、スタータジェネレータ１６を発電休止状態に制御する発電休止信号、およびスタータジェネレータ１６を力行状態に制御する力行信号がある。
また、メインコントローラ８０の第１スイッチ制御部８３は、バッテリコントローラ７５を介してスイッチＳＷ１に制御信号を送信する。スイッチＳＷ１に送信される制御信号として、スイッチＳＷ１をオン状態に制御するオン信号があり、スイッチＳＷ１をオフ状態に制御するオフ信号がある。さらに、メインコントローラ８０の第２スイッチ制御部８４は、バッテリコントローラ７５を介してスイッチＳＷ２に制御信号を送信する。スイッチＳＷ２に送信される制御信号として、スイッチＳＷ２をオン状態に制御するオン信号があり、スイッチＳＷ２をオフ状態に制御するオフ信号がある。
（故障判定制御１）
図１０は故障判定制御１の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図１１（Ａ）および（Ｂ）は、故障判定制御１を実行したときの電流供給状況の一例を示す図である。図１１（Ａ）にはスイッチＳＷ２が正常である場合の状況が示され、図１１（Ｂ）にはスイッチＳＷ２がＯＮ固着である場合の状況が示されている。なお、図１１（Ａ）および（Ｂ）に示す黒塗りの矢印は、電流の供給状況を示す矢印である。
図１０に示すように、ステップＳ１０では、スイッチＳＷ１に向けてオン信号が送信され、ステップＳ１１では、スイッチＳＷ２に向けてオフ信号が送信され、ステップＳ１２では、スタータジェネレータ１６に向けて発電休止信号が送信される。続いて、ステップＳ１３では、リチウムイオンバッテリ５２から放電される放電電流（電流）ｉＬｉ_ｄが検出される。なお、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄは、バッテリコントローラ７５によって検出することが可能である。
続いて、ステップＳ１４では、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが、所定の閾値ｉｄ１を上回るか否かが判定される。ステップＳ１４において、放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ１を上回ると判定された場合には、ステップＳ１５に進み、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定される。一方、ステップＳ１４において、放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ１以下であると判定された場合には、ステップＳ１６に進み、スイッチＳＷ２が正常状態であると判定される。
ここで、図１１（Ａ）に示すように、スイッチＳＷ２が正常であった場合には、スイッチＳＷ１がオン状態に制御され、スイッチＳＷ２がオフ状態に制御され、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される。この場合には、リチウムイオンバッテリ５２から電気機器群６４が切り離されるため、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄは「０Ａ」である。
これに対し、図１１（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には、スイッチＳＷ１がオン状態に制御され、スイッチＳＷ２がオン状態に保持され、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される。この場合には、リチウムイオンバッテリ５２に電気機器群６４が接続されるため、電気機器群６４の作動状況に応じてリチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが増加する。
すなわち、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していた場合には、スイッチＳＷ２が正常である場合に比べて、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが増加する。このため、放電電流ｉＬｉ_ｄと閾値ｉｄ１とを比較判定し、放電電流ｉＬｉ_ｄの増加状況を捉えることにより、スイッチＳＷ２のＯＮ固着を検出することができる。なお、閾値ｉｄ１については、放電電流ｉＬｉ_ｄの増加状況を捉えるように、実験やシミュレーション等に基づき設定される。
（故障判定制御２）
図１２は故障判定制御２の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図１３（Ａ）および（Ｂ）は、故障判定制御２を実行したときの電圧印加状況の一例を示す図である。図１３（Ａ）にはスイッチＳＷ２が正常である場合の状況が示され、図１３（Ｂ）にはスイッチＳＷ２がＯＮ固着である場合の状況が示されている。なお、図１３（Ａ）および（Ｂ）に示す白抜きの矢印は、リチウムイオンバッテリ５２による電圧の印加状況を示す矢印である。
図１２に示すように、ステップＳ２０では、スイッチＳＷ１に向けてオフ信号が送信され、ステップＳ２１では、スイッチＳＷ２に向けてオフ信号が送信され、ステップＳ２２では、スタータジェネレータ１６に向けて発電休止信号が送信される。続いて、ステップＳ２３では、スタータジェネレータ１６に印加される端子電圧（印加電圧，電圧）Ｖｉｓｇが検出される。なお、スタータジェネレータ１６に印加される端子電圧Ｖｉｓｇ、つまりスタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇは、ＩＳＧコントローラ３２によって検出することが可能である。
続いて、ステップＳ２４では、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇが、所定の閾値Ｖ１を上回るか否かが判定される。ステップＳ２４において、印加電圧Ｖｉｓｇが閾値Ｖ１を上回ると判定された場合には、ステップＳ２５に進み、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定される。一方、ステップＳ２４において、印加電圧Ｖｉｓｇが閾値Ｖ１以下であると判定された場合には、ステップＳ２６に進み、スイッチＳＷ２が正常状態であると判定される。
ここで、図１３（Ａ）に示すように、スイッチＳＷ２が正常であった場合には、スイッチＳＷ１がオフ状態に制御され、スイッチＳＷ２がオフ状態に制御され、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６から鉛バッテリ５１およびリチウムイオンバッテリ５２の双方が切り離されるため、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇは「０Ｖ」である。
これに対し、図１３（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には、スイッチＳＷ１がオフ状態に制御され、スイッチＳＷ２がオン状態に保持され、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６にリチウムイオンバッテリ５２が接続されるため、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇはリチウムイオンバッテリ５２の端子電圧に相当する電圧値である。
すなわち、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していた場合には、スイッチＳＷ２が正常である場合に比べて、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇが上昇する。このため、印加電圧Ｖｉｓｇと閾値Ｖ１とを比較判定し、印加電圧Ｖｉｓｇの上昇状況を捉えることにより、スイッチＳＷ２のＯＮ固着を検出することができる。なお、閾値Ｖ１については、印加電圧Ｖｉｓｇの上昇状況を捉えるように、実験やシミュレーション等に基づき設定される。
また、スイッチＳＷ１がオフ状態に制御され、スイッチＳＷ２がオフ状態に制御され、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される状況として、図８に示すように、エンジン初始動制御を実行する状況がある。つまり、エンジン初始動制御の実行時に、故障判定制御２を併せて実行することにより、簡単にスイッチＳＷ２のＯＮ固着を検出することが可能である。
（故障判定制御３）
図１４は故障判定制御３の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図１５（Ａ）および（Ｂ）は、故障判定制御３を実行したときの電流供給状況の一例を示す図である。図１５（Ａ）にはスイッチＳＷ２が正常である場合の状況が示され、図１５（Ｂ）にはスイッチＳＷ２がＯＮ固着である場合の状況が示されている。なお、図１５（Ａ）および（Ｂ）に示す黒塗りの矢印は、電流の供給状況を示す矢印である。
図１４に示すように、ステップＳ３０では、スイッチＳＷ１に向けてオン信号が送信され、ステップＳ３１では、スイッチＳＷ２に向けてオフ信号が送信され、ステップＳ３２では、スタータジェネレータ１６に向けて発電信号が送信される。続いて、ステップＳ３３では、リチウムイオンバッテリ５２に充電される充電電流（電流）ｉＬｉ_ｃが検出される。なお、リチウムイオンバッテリ５２の充電電流ｉＬｉ_ｃは、バッテリコントローラ７５によって検出することが可能である。
続いて、ステップＳ３４では、リチウムイオンバッテリ５２の充電電流ｉＬｉ_ｃが、所定の閾値ｉｃ１を上回るか否かが判定される。ステップＳ３４において、充電電流ｉＬｉ_ｃが閾値ｉｃ１を上回ると判定された場合には、ステップＳ３５に進み、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定される。一方、ステップＳ３４において、充電電流ｉＬｉ_ｃが閾値ｉｃ１以下であると判定された場合には、ステップＳ３６に進み、スイッチＳＷ２が正常状態であると判定される。
ここで、図１５（Ａ）に示すように、スイッチＳＷ２が正常であった場合には、スイッチＳＷ１がオン状態に制御され、スイッチＳＷ２がオフ状態に制御され、スタータジェネレータ１６が発電状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６からリチウムイオンバッテリ５２が切り離されるため、リチウムイオンバッテリ５２に対する充電電流ｉＬｉ_ｃは「０Ａ」である。
これに対し、図１５（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には、スイッチＳＷ１がオン状態に制御され、スイッチＳＷ２がオン状態に保持され、スタータジェネレータ１６が発電状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６に対してリチウムイオンバッテリ５２が接続されるため、発電するスタータジェネレータ１６からリチウムイオンバッテリ５２に向けて充電電流ｉＬｉ_ｃが流される。
すなわち、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していた場合には、スイッチＳＷ２が正常である場合に比べて、リチウムイオンバッテリ５２の充電電流ｉＬｉ_ｃが増加する。このため、充電電流ｉＬｉ_ｃと閾値ｉｃ１とを比較判定し、充電電流ｉＬｉ_ｃの増加状況を捉えることにより、スイッチＳＷ２のＯＮ固着を検出することができる。なお、閾値ｉｃ１については、充電電流ｉＬｉ_ｃの増加状況を捉えるように、実験やシミュレーション等に基づき設定される。
また、スイッチＳＷ１がオン状態に制御され、スイッチＳＷ２がオフ状態に制御され、スタータジェネレータ１６が発電状態に制御される状況として、図９に示すように、鉛バッテリ補充電制御を実行する状況がある。つまり、鉛バッテリ補充電制御の実行時に、故障判定制御３を併せて実行することにより、簡単にスイッチＳＷ２のＯＮ固着を検出することが可能である。
（故障判定制御４）
図１６は故障判定制御４の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図１７（Ａ）および（Ｂ）は、故障判定制御４を実行したときの電流供給状況の一例を示す図である。図１７（Ａ）にはスイッチＳＷ２が正常である場合の状況が示され、図１７（Ｂ）にはスイッチＳＷ２がＯＮ固着である場合の状況が示されている。なお、図１７（Ａ）および（Ｂ）に示す黒塗りの矢印は、電流の供給状況を示す矢印である。
図１６に示すように、ステップＳ４０では、スイッチＳＷ１に向けてオフ信号が送信され、ステップＳ４１では、スイッチＳＷ２に向けてオフ信号が送信され、ステップＳ４２では、スタータジェネレータ１６に向けて発電信号が送信される。続いて、ステップＳ４３では、リチウムイオンバッテリ５２に充電される充電電流（電流）ｉＬｉ_ｃが検出される。なお、リチウムイオンバッテリ５２の充電電流ｉＬｉ_ｃは、バッテリコントローラ７５によって検出することが可能である。
続いて、ステップＳ４４では、リチウムイオンバッテリ５２の充電電流ｉＬｉ_ｃが、所定の閾値ｉｃ２を上回るか否かが判定される。ステップＳ４４において、充電電流ｉＬｉ_ｃが閾値ｉｃ２を上回ると判定された場合には、ステップＳ４５に進み、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定される。一方、ステップＳ４４において、充電電流ｉＬｉ_ｃが閾値ｉｃ２以下であると判定された場合には、ステップＳ４６に進み、スイッチＳＷ２が正常状態であると判定される。
ここで、図１７（Ａ）に示すように、スイッチＳＷ２が正常であった場合には、スイッチＳＷ１がオフ状態に制御され、スイッチＳＷ２がオフ状態に制御され、スタータジェネレータ１６が発電状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６からリチウムイオンバッテリ５２が切り離されるため、リチウムイオンバッテリ５２に対する充電電流ｉＬｉ_ｃは「０Ａ」である。
これに対し、図１７（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には、スイッチＳＷ１がオフ状態に制御され、スイッチＳＷ２がオン状態に保持され、スタータジェネレータ１６が発電状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６に対してリチウムイオンバッテリ５２が接続されるため、発電するスタータジェネレータ１６からリチウムイオンバッテリ５２に向けて充電電流ｉＬｉ_ｃが流される。
すなわち、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していた場合には、スイッチＳＷ２が正常である場合に比べて、リチウムイオンバッテリ５２の充電電流ｉＬｉ_ｃが増加する。このため、充電電流ｉＬｉ_ｃと閾値ｉｃ２とを比較判定し、充電電流ｉＬｉ_ｃの増加状況を捉えることにより、スイッチＳＷ２のＯＮ固着を検出することができる。なお、閾値ｉｃ２については、充電電流ｉＬｉ_ｃの増加状況を捉えるように、実験やシミュレーション等に基づき設定される。
（故障判定制御５）
図１８は故障判定制御５の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図１９（Ａ）および（Ｂ）は、故障判定制御５または後述する故障判定制御６を実行したときの電流供給状況の一例を示す図である。図１９（Ａ）にはスイッチＳＷ２が正常である場合の状況が示され、図１９（Ｂ）にはスイッチＳＷ２がＯＮ固着である場合の状況が示されている。なお、図１９（Ａ）および（Ｂ）に示す黒塗りの矢印は、電流の供給状況を示す矢印である。
図１８に示すように、ステップＳ５０では、スイッチＳＷ１に向けてオン信号が送信され、ステップＳ５１では、スイッチＳＷ２に向けてオフ信号が送信され、ステップＳ５２では、スタータジェネレータ１６に向けて力行信号が送信される。続くステップＳ５３では、リチウムイオンバッテリ５２から放電される放電電流（電流）ｉＬｉ_ｄが検出される。なお、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄは、バッテリコントローラ７５によって検出することが可能である。続くステップＳ５４では、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが、所定の閾値ｉｄ２を上回るか否かが判定される。ステップＳ５４において、放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ２を上回ると判定された場合には、ステップＳ５５に進み、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定される。
一方、ステップＳ５４において、放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ２以下であると判定された場合には、ステップＳ５６に進み、鉛バッテリ５１から放電される放電電流（電流）ｉＰｂ_ｄが検出される。なお、鉛バッテリ５１の放電電流ｉＰｂ_ｄは、バッテリセンサ６５によって検出することが可能である。続くステップＳ５７では、鉛バッテリ５１の放電電流ｉＰｂ_ｄが、所定の閾値ｉｄ３を下回るか否かが判定される。ステップＳ５７において、放電電流ｉＰｂ_ｄが閾値ｉｄ３を下回ると判定された場合には、ステップＳ５５に進み、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定される。
このように、ステップＳ５４において、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ２を上回ると判定された場合や、ステップＳ５７において、鉛バッテリ５１の放電電流ｉＰｂ_ｄが閾値ｉｄ３を下回ると判定された場合には、ステップＳ５５に進み、スイッチＳＷ２がＯＮ固着であると判定される。一方、ステップＳ５４において、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ２以下であると判定され、かつステップＳ５７において、鉛バッテリ５１の放電電流ｉＰｂ_ｄが閾値ｉｄ３以上であると判定された場合には、ステップＳ５８に進み、スイッチＳＷ２が正常状態であると判定される。
ここで、図１９（Ａ）に示すように、スイッチＳＷ２が正常であった場合には、スイッチＳＷ１がオン状態に制御され、スイッチＳＷ２がオフ状態に制御され、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６からリチウムイオンバッテリ５２が切り離されるため、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄは「０Ａ」である。
これに対し、図１９（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には、スイッチＳＷ１がオン状態に制御され、スイッチＳＷ２がオン状態に保持され、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６にリチウムイオンバッテリ５２が接続されるため、スタータジェネレータ１６に向けてリチウムイオンバッテリ５２から放電電流ｉＬｉ_ｄが流される。
すなわち、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していた場合には、スイッチＳＷ２が正常である場合に比べて、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが増加する。このため、放電電流ｉＬｉ_ｄと閾値ｉｄ２とを比較判定し、放電電流ｉＬｉ_ｄの増加状況を捉えることにより、スイッチＳＷ２のＯＮ固着を検出することができる。なお、閾値ｉｄ２については、放電電流ｉＬｉ_ｄの増加状況を捉えるように、実験やシミュレーション等に基づき設定される。
また、図１９（Ａ）に示すように、スイッチＳＷ２が正常であった場合には、スイッチＳＷ１がオン状態に制御され、スイッチＳＷ２がオフ状態に制御され、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６からリチウムイオンバッテリ５２が切り離され、スタータジェネレータ１６に対して鉛バッテリ５１が接続される。このため、スタータジェネレータ１６に向けて鉛バッテリ５１だけから放電電流ｉＰｂ_ｄが流される。
これに対し、図１９（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には、スイッチＳＷ１がオン状態に制御され、スイッチＳＷ２がオン状態に保持され、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６に対して鉛バッテリ５１およびリチウムイオンバッテリ５２が接続される。このため、スタータジェネレータ１６に向けて鉛バッテリ５１とリチウムイオンバッテリ５２との双方から放電電流ｉＰｂ_ｄ，ｉＬｉ_ｄが流される。
このように、スイッチＳＷ２が正常であった場合には、鉛バッテリ５１だけからスタータジェネレータ１６に電流が供給されるため、鉛バッテリ５１の放電電流ｉＰｂ_ｄが増加する傾向にある。一方、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していた場合には、鉛バッテリ５１とリチウムイオンバッテリ５２との双方からスタータジェネレータ１６に電流が供給されるため、鉛バッテリ５１の放電電流ｉＰｂ_ｄが減少する傾向にある。
すなわち、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していた場合には、スイッチＳＷ２が正常である場合に比べて、鉛バッテリ５１の放電電流ｉＰｂ_ｄが減少する。このため、放電電流ｉＰｂ_ｄと閾値ｉｄ３とを比較判定し、放電電流ｉＰｂ_ｄの減少状況を捉えることにより、スイッチＳＷ２のＯＮ固着を検出することができる。なお、閾値ｉｄ３については、放電電流ｉＰｂ_ｄの減少状況を捉えるように、実験やシミュレーション等に基づき設定される。
（故障判定制御６）
図１８に示した故障判定制御５では、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ２を上回る場合、または鉛バッテリ５１の放電電流ｉＰｂ_ｄが閾値ｉｄ３を下回る場合に、スイッチＳＷ２がＯＮ固着であると判定しているが、これに限られることはない。以下、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ２を上回り、かつ鉛バッテリ５１の放電電流ｉＰｂ_ｄが閾値ｉｄ３を下回る場合に、スイッチＳＷ２がＯＮ固着であると判定する故障判定制御６について説明する。
図２０は故障判定制御６の実行手順の一例を示すフローチャートである。図２０に示すように、ステップＳ６０では、スイッチＳＷ１に向けてオン信号が送信され、ステップＳ６１では、スイッチＳＷ２に向けてオフ信号が送信され、ステップＳ６２では、スタータジェネレータ１６に向けて力行信号が送信される。
続くステップＳ６３では、リチウムイオンバッテリ５２から放電される放電電流（電流）ｉＬｉ_ｄが検出され、ステップＳ６４では、鉛バッテリ５１から放電される放電電流（電流）ｉＰｂ_ｄが検出される。なお、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄは、バッテリコントローラ７５によって検出することが可能である。また、鉛バッテリ５１の放電電流ｉＰｂ_ｄは、バッテリセンサ６５によって検出することが可能である。
続いて、ステップＳ６５では、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが、所定の閾値ｉｄ２を上回るか否かが判定される。ステップＳ６５において、放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ２を上回ると判定された場合には、ステップＳ６６に進み、鉛バッテリ５１の放電電流ｉＰｂ_ｄが、所定の閾値ｉｄ３を下回るか否かが判定される。そして、ステップＳ６６において、放電電流ｉＰｂ_ｄが閾値ｉｄ３を下回ると判定された場合には、ステップＳ６７に進み、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定される。
このように、ステップＳ６５において、放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ２を上回ると判定され、かつステップＳ６６において、放電電流ｉＰｂ_ｄが閾値ｉｄ３を下回ると判定された場合には、ステップＳ６７に進み、スイッチＳＷ２がＯＮ固着であると判定される。一方、ステップＳ６５において、放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ２以下であると判定された場合、またはステップＳ６６において、放電電流ｉＰｂ_ｄが閾値ｉｄ３以上であると判定された場合には、ステップＳ６８に進み、スイッチＳＷ２が正常状態であると判定される。
前述した図１９（Ａ）に示すように、スイッチＳＷ２が正常であった場合には、スイッチＳＷ１がオン状態に制御され、スイッチＳＷ２がオフ状態に制御され、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６からリチウムイオンバッテリ５２が切り離され、スタータジェネレータ１６には鉛バッテリ５１が接続される。このため、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄは「０Ａ」であり、スタータジェネレータ１６に向けて鉛バッテリ５１から放電電流ｉＰｂ_ｄが流される。
これに対し、図１９（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には、スイッチＳＷ１がオン状態に制御され、スイッチＳＷ２がオン状態に保持され、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６に対して鉛バッテリ５１およびリチウムイオンバッテリ５２が接続される。このため、スタータジェネレータ１６に向けて鉛バッテリ５１から放電電流ｉＰｂ_ｄが流されるとともに、スタータジェネレータ１６に向けてリチウムイオンバッテリ５２から放電電流ｉＬｉ_ｄが流される。
すなわち、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していた場合には、スイッチＳＷ２が正常である場合に比べて、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが増加し、かつ鉛バッテリ５１の放電電流ｉＰｂ_ｄが減少する。このため、放電電流ｉＬｉ_ｄと閾値ｉｄ２とを比較判定し、放電電流ｉＬｉ_ｄの増加状況を捉えるとともに、放電電流ｉＰｂ_ｄと閾値ｉｄ３とを比較判定し、放電電流ｉＰｂ_ｄの減少状況を捉えることにより、スイッチＳＷ２のＯＮ固着を検出することができる。なお、閾値ｉｄ２については、放電電流ｉＬｉ_ｄの増加状況を捉えるように、実験やシミュレーション等に基づき設定される。また、閾値ｉｄ３については、放電電流ｉＰｂ_ｄの減少状況を捉えるように、実験やシミュレーション等に基づき設定される。
（故障判定制御７）
図２１は故障判定制御７の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図２２（Ａ）および（Ｂ）は、故障判定制御７または後述する故障判定制御８を実行したときの電流供給状況の一例を示す図である。図２２（Ａ）にはスイッチＳＷ２が正常である場合の状況が示され、図２２（Ｂ）にはスイッチＳＷ２がＯＮ固着である場合の状況が示されている。なお、図２２（Ａ）および（Ｂ）に示す黒塗りの矢印は、電流の供給状況を示す矢印である。
図２１に示すように、ステップＳ７０では、スイッチＳＷ１に向けてオフ信号が送信され、ステップＳ７１では、スイッチＳＷ２に向けてオフ信号が送信され、ステップＳ７２では、スタータジェネレータ１６に向けて力行信号が送信される。続くステップＳ７３では、リチウムイオンバッテリ５２から放電される放電電流（電流）ｉＬｉ_ｄが検出される。なお、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄは、バッテリコントローラ７５によって検出することが可能である。続くステップＳ７４では、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが、所定の閾値ｉｄ４を上回るか否かが判定される。ステップＳ７４において、放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ４を上回ると判定された場合には、ステップＳ７５に進み、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定される。
一方、ステップＳ７４において、放電電流ｉＰｂ_ｄが閾値ｉｄ４以下であると判定された場合には、ステップＳ７６に進み、スタータジェネレータ１６に印加される端子電圧（印加電圧，電圧）Ｖｉｓｇが検出される。なお、スタータジェネレータ１６に印加される端子電圧Ｖｉｓｇ、つまりスタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇは、ＩＳＧコントローラ３２によって検出することが可能である。続くステップＳ７７では、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇが、所定の閾値Ｖ２を上回るか否かが判定される。ステップＳ７７において、印加電圧Ｖｉｓｇが閾値Ｖ２を上回ると判定された場合には、ステップＳ７５に進み、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定される。
このように、ステップＳ７４において、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ４を上回ると判定された場合や、ステップＳ７７において、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇが閾値Ｖ２を上回ると判定された場合には、ステップＳ７５に進み、スイッチＳＷ２がＯＮ固着であると判定される。一方、ステップＳ７４において、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ４以下であると判定され、かつステップＳ７７において、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇが閾値Ｖ２以下であると判定された場合には、ステップＳ７８に進み、スイッチＳＷ２が正常状態であると判定される。
ここで、図２２（Ａ）に示すように、スイッチＳＷ２が正常であった場合には、スイッチＳＷ１がオフ状態に制御され、スイッチＳＷ２がオフ状態に制御され、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６からリチウムイオンバッテリ５２が切り離されるため、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄは「０Ａ」である。
これに対し、図２２（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には、スイッチＳＷ１がオフ状態に制御され、スイッチＳＷ２がオン状態に保持され、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６にリチウムイオンバッテリ５２が接続されるため、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄはスタータジェネレータ１６の消費電流に相当する電流値である。
すなわち、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していた場合には、スイッチＳＷ２が正常である場合に比べて、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが増加する。このため、放電電流ｉＬｉ_ｄと閾値ｉｄ４とを比較判定し、放電電流ｉＬｉ_ｄの増加状況を捉えることにより、スイッチＳＷ２のＯＮ固着を検出することができる。なお、閾値ｉｄ４については、放電電流ｉＬｉ_ｄの増加状況を捉えるように、実験やシミュレーション等に基づき設定される。
また、図２２（Ａ）に示すように、スイッチＳＷ２が正常であった場合には、スイッチＳＷ１がオフ状態に制御され、スイッチＳＷ２がオフ状態に制御され、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６から鉛バッテリ５１およびリチウムイオンバッテリ５２の双方が切り離されるため、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇは「０Ｖ」である。
これに対し、図２２（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には、スイッチＳＷ１がオフ状態に制御され、スイッチＳＷ２がオン状態に保持され、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６にリチウムイオンバッテリ５２が接続されるため、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇはリチウムイオンバッテリ５２の端子電圧に相当する電圧値である。
すなわち、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していた場合には、スイッチＳＷ２が正常である場合に比べて、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇが上昇する。このため、印加電圧Ｖｉｓｇと閾値Ｖ２とを比較判定し、印加電圧Ｖｉｓｇの上昇状況を捉えることにより、スイッチＳＷ２のＯＮ固着を検出することができる。なお、閾値Ｖ２については、印加電圧Ｖｉｓｇの上昇状況を捉えるように、実験やシミュレーション等に基づき設定される。
（故障判定制御８）
図２１に示した故障判定制御７では、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ４を上回る場合、またはスタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇが閾値Ｖ２を上回る場合に、スイッチＳＷ２がＯＮ固着であると判定しているが、これに限られることはない。以下、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ４を上回り、かつスタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇが閾値Ｖ２を上回る場合に、スイッチＳＷ２がＯＮ固着であると判定する故障判定制御８について説明する。
図２３は故障判定制御８の実行手順の一例を示すフローチャートである。図２３に示すように、ステップＳ８０では、スイッチＳＷ１に向けてオフ信号が送信され、ステップＳ８１では、スイッチＳＷ２に向けてオフ信号が送信され、ステップＳ８２では、スタータジェネレータ１６に向けて力行信号が送信される。
続くステップＳ８３では、リチウムイオンバッテリ５２から放電される放電電流（電流）ｉＬｉ_ｄが検出され、ステップＳ８４では、スタータジェネレータ１６に印加される端子電圧（印加電圧，電圧）Ｖｉｓｇが検出される。なお、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄは、バッテリコントローラ７５によって検出することが可能である。また、スタータジェネレータ１６に印加される端子電圧Ｖｉｓｇ、つまりスタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇは、ＩＳＧコントローラ３２によって検出することが可能である。
続いて、ステップＳ８５では、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが、所定の閾値ｉｄ４を上回るか否かが判定される。ステップＳ８５において、放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ４を上回ると判定された場合には、ステップＳ８６に進み、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇが、所定の閾値Ｖ２を上回るか否かが判定される。そして、ステップＳ８６において、印加電圧Ｖｉｓｇが閾値Ｖ２を上回ると判定された場合には、ステップＳ８７に進み、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定される。
このように、ステップＳ８５において、放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ４を上回ると判定され、かつステップＳ８６において、印加電圧Ｖｉｓｇが閾値Ｖ２を上回ると判定された場合には、ステップＳ８７に進み、スイッチＳＷ２がＯＮ固着であると判定される。一方、ステップＳ８５において、放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ４以下であると判定された場合、またはステップＳ８６において、印加電圧Ｖｉｓｇが閾値Ｖ２以下であると判定された場合には、ステップＳ８８に進み、スイッチＳＷ２が正常状態であると判定される。
前述した図２２（Ａ）に示すように、スイッチＳＷ２が正常であった場合には、スイッチＳＷ１がオフ状態に制御され、スイッチＳＷ２がオフ状態に制御され、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６から鉛バッテリ５１とリチウムイオンバッテリ５２との双方が切り離されるため、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄは「０Ａ」であり、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇは「０Ｖ」である。
これに対し、図２２（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には、スイッチＳＷ１がオン状態に制御され、スイッチＳＷ２がオン状態に保持され、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御される。この場合には、スタータジェネレータ１６にリチウムイオンバッテリ５２が接続されるため、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄはスタータジェネレータ１６の消費電流に相当する電流値である。また、スタータジェネレータ１６にリチウムイオンバッテリ５２が接続されるため、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇはリチウムイオンバッテリ５２の端子電圧に相当する電圧値である。
すなわち、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していた場合には、スイッチＳＷ２が正常である場合に比べて、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが増加し、かつスタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇが上昇する。このため、放電電流ｉＬｉ_ｄと閾値ｉｄ４とを比較判定し、放電電流ｉＬｉ_ｄの増加状況を捉えるとともに、印加電圧Ｖｉｓｇと閾値Ｖ２とを比較判定し、印加電圧Ｖｉｓｇの上昇状況を捉えることにより、スイッチＳＷ２のＯＮ固着を検出することができる。なお、閾値ｉｄ４については、放電電流ｉＬｉ_ｄの増加状況を捉えるように、実験やシミュレーション等に基づき設定される。また、閾値Ｖ２については、印加電圧Ｖｉｓｇの上昇状況を捉えるように、実験やシミュレーション等に基づき設定される。
［フェイルセーフ制御］
（アイドリングストップ制御の禁止）
（モータアシスト制御の禁止）
以下、車両用電源装置１０によって実行されるフェイルセーフ制御について説明する。前述した故障判定制御１〜８等を実行することにより、スイッチＳＷ２がＯＮ固着であると判定された場合には、メインコントローラ８０のフェイルセーフ制御部９１によってフェイルセーフ制御が実行される。なお、スイッチＳＷ２のＯＮ固着を判定する方法としては、前述した各種故障判定制御１〜８に限られることはなく、他の方法によってスイッチＳＷ２のＯＮ固着を判定しても良い。
図２４はフェイルセーフ制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。図２４に示すように、ステップＳ９０では、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生しているか否かが判定される。ステップＳ９０において、スイッチＳＷ２がＯＮ固着であると判定された場合には、ステップＳ９１に進み、アイドリングストップ制御が禁止され、ステップＳ９２に進み、モータアシスト制御が禁止される。
ここで、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生した状況とは、電源回路５０からリチウムイオンバッテリ５２を切り離すことができない状況である。この状況のもとで、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが過度に低下すると、鉛バッテリ５１からリチウムイオンバッテリ５２に多くの電力が供給され、電気機器群６４の電源電圧を維持することが困難になる。このため、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生した場合には、フェイルセーフとしてアイドリングストップ制御やモータアシスト制御を禁止することで、スタータジェネレータ１６の力行状態を禁止することにより、リチウムイオンバッテリ５２の放電を抑制している。
つまり、アイドリングストップ制御においては、エンジン再始動時にスタータジェネレータ１６が力行状態に制御されるため、スタータジェネレータ１６によってリチウムイオンバッテリ５２の電力を多く消費してしまう虞がある。このため、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生した場合には、アイドリングストップ制御を禁止することにより、リチウムイオンバッテリ５２の放電を抑制している。これにより、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣの低下を抑制することができ、電源電圧を安定させて電気機器群６４を適切に機能させることができる。
同様に、モータアシスト制御においては、発進時や加速時等にスタータジェネレータ１６が力行状態に制御されるため、スタータジェネレータ１６によってリチウムイオンバッテリ５２の電力を多く消費してしまう虞がある。このため、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生した場合には、モータアシスト制御を禁止することにより、リチウムイオンバッテリ５２の放電を抑制している。これにより、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣの低下を抑制することができ、電源電圧を安定させて電気機器群６４を適切に機能させることができる。
（コーストスリップロックアップ制御の禁止）
図２４に示すように、ステップＳ９０において、スイッチＳＷ２がＯＮ固着であると判定されると、ステップＳ９１，Ｓ９２を経てステップＳ９３に進み、コーストスリップロックアップ制御（スリップロックアップ制御）が禁止される。なお、コーストスリップロックアップ制御とは、燃料消費量を抑制する観点から低車速領域での減速走行時に実施される制御である。
以下、コーストスリップロックアップ制御について説明した後に、このコーストスリップロックアップ制御を禁止する理由について説明する。ここで、図２５はコーストスリップロックアップ制御におけるパワーユニット１３の作動状況の一例を示すタイミングチャートである。なお、図２５において、「Ｌ／Ｕ」はロックアップクラッチ４０を意味しており、「ＩＳＧ」はスタータジェネレータ１６を意味している。
図２５に示すように、アクセルペダルの踏み込み解除によって緩やかに減速するコースト走行時には、ロックアップクラッチ４０が締結状態に制御され（符号ａ１）、エンジン補機３９のインジェクタが燃料カット状態に制御され（符号ｂ１）、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御される（符号ｃ１）。このように、コースト走行時には、インジェクタを燃料カット状態に制御することにより、燃料噴射を停止させて燃料消費量を削減している。
そして、コースト走行によって車速が低下し、車速が所定の第１車速Ｖｅ１を下回ると（符号ｄ１）、インジェクタの燃料カット状態が継続され（符号ｂ２）、スタータジェネレータ１６の回生発電状態が継続されたまま（符号ｃ２）、ロックアップクラッチ４０が締結状態からスリップ状態に制御される（符号ａ２）。また、コースト走行によって車速が低下し、車速が第１車速Ｖｅ１よりも低い第２車速Ｖｅ２を下回ると（符号ｄ２）、インジェクタの燃料カット状態が継続されたまま（符号ｂ３）、ロックアップクラッチ４０がスリップ状態から解放状態に制御され（符号ａ３）、スタータジェネレータ１６が回生発電状態から力行状態に制御される（符号ｃ３）。その後、スタータジェネレータ１６が所定時間に渡って力行状態に制御されると、スタータジェネレータ１６が力行状態から発電休止状態に制御され（符号ｃ４）、インジェクタが燃料カット状態から燃料噴射状態に制御される（符号ｂ４）。
このように、コーストスリップロックアップ制御においては、スタータジェネレータ１６を力行状態に制御している。これにより、符号ｅ１で示すように、エンジン回転数の低下を抑制することができるため、燃料噴射再開を遅らせた場合であってもエンジンストールを回避することができる。すなわち、スタータジェネレータ１６によってエンジン回転数の低下を抑制することにより、単に燃料噴射を再開しただけではエンジンストールが発生してしまう車速領域まで、燃料カット状態を継続して燃料消費量を削減することができる。
前述したように、コーストスリップロックアップ制御においては、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御されるため、スタータジェネレータ１６によってリチウムイオンバッテリ５２の電力を多く消費してしまう虞がある。このため、図２４に示すように、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生した場合には、コーストスリップロックアップ制御を禁止することにより、リチウムイオンバッテリ５２の放電を抑制している。これにより、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣの低下を抑制することができ、電源電圧を安定させて電気機器群６４を適切に機能させることができる。
なお、コーストスリップロックアップ制御において、ロックアップクラッチ４０を解放する際には、締結状態から解放状態に切り替えるのではなく、スリップ状態から解放状態に切り替えている。これにより、ロックアップクラッチ４０を素早く解放することができるため、エンジンストールを防止しながら燃料噴射の再開タイミングを遅らせることができる。また、図示する例では、コーストスリップロックアップ制御において、スタータジェネレータ１６を発電状態から力行状態に切り替え（符号ｃ３）、スタータジェネレータ１６を力行状態から発電休止状態に切り替えているが（符号ｃ４）、これに限られることはない。例えば、スタータジェネレータ１６を発電休止状態から力行状態に切り替えても良く、スタータジェネレータ１６を力行状態から発電状態に切り替えても良い。
（発電閾値の変更）
図２４に示すように、ステップＳ９０において、スイッチＳＷ２がＯＮ固着であると判定されると、ステップＳ９１〜Ｓ９３を経てステップＳ９４に進み、発電閾値が第１閾値Ｓ１ａから第２閾値Ｓ２ａに変更される。なお、発電閾値Ｓ１ａ，Ｓ２ａとは、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣと比較される閾値であり、スタータジェネレータ１６を発電休止状態から燃焼発電状態に切り替える際の閾値である。
以下、ステップＳ２１における発電閾値変更について詳細に説明する。前述した図３に示すように、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが低下すると、スタータジェネレータ１６は燃焼発電状態に切り替えられる。スタータジェネレータ１６の燃焼発電状態においては、発電電圧がリチウムイオンバッテリ５２の端子電圧よりも上げられ、リチウムイオンバッテリ５２が充電される。また、図４に示すように、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが上昇すると、スタータジェネレータ１６は発電休止状態に切り替えられる。スタータジェネレータ１６の発電休止状態においては、発電電圧がリチウムイオンバッテリ５２の端子電圧よりも下げられ、リチウムイオンバッテリ５２の放電が促される。
このように、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣに基づき、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態と発電休止状態とに切り替えるため、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣと比較される発電閾値Ｓ１ａ，Ｓ２ａや休止閾値Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂが設定されている。ここで、図２６はスイッチＳＷ２の正常時に設定される発電閾値Ｓ１ａおよび休止閾値Ｓ１ｂの一例を示す図である。図２７はスイッチＳＷ２のＯＮ固着時に設定される発電閾値Ｓ２ａおよび休止閾値Ｓ２ｂの一例を示す図である。
図２６に符号ａ１で示すように、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが、発電閾値Ｓ１ａを下回る場合には、スタータジェネレータ１６が燃焼発電状態に制御される。そして、充電によって上昇するリチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが、休止閾値Ｓ１ｂに到達すると（符号ａ２）、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される。そして、放電によって低下するリチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが、発電閾値Ｓ１ａに到達すると（符号ａ３）、再びスタータジェネレータ１６が燃焼発電状態に制御される。その後、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが休止閾値Ｓ１ｂに到達すると（符号ａ４）、再びスタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される。
このように、スイッチＳＷ２の正常時においては、発電閾値Ｓ１ａや休止閾値Ｓ１ｂが低く設定されている。これにより、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを低く抑えることができるため、リチウムイオンバッテリ５２の空き容量αを確保することができ、減速走行時には回生機会を逃すことなくスタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御することができる。つまり、図２６に符号ｂ１〜ｂ２で示すように、回生機会を逃すことなくスタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御することができるため、多くの回生電力を確保することができ、車両１１のエネルギー効率を高めることができる。
これに対し、図２７に示すように、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生している場合には、スイッチＳＷ２が正常である場合に比べて、発電閾値Ｓ２ａや休止閾値Ｓ２ｂが高く設定されている。つまり、スイッチＳＷ２が正常状態である場合には、発電閾値（第１閾値）として「Ｓ１ａ」が設定される一方、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生している場合には、発電閾値（第２閾値）として「Ｓ１ａ」よりも大きな「Ｓ２ａ」が設定される。同様に、スイッチＳＷ２が正常状態である場合には、休止閾値として「Ｓ１ｂ」が設定される一方、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生している場合には、休止閾値として「Ｓ１ｂ」よりも大きな「Ｓ２ｂ」が設定される。
これにより、スイッチＳＷ２のＯＮ固着時においては、図２７に符号ｃ１で示すように、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが、発電閾値Ｓ２ａを下回ると、スタータジェネレータ１６が燃焼発電状態に制御される。そして、充電によって上昇するリチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが、休止閾値Ｓ２ｂに到達すると（符号ｃ２）、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される。そして、放電によって低下するリチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが、発電閾値Ｓ２ａに到達すると（符号ｃ３）、再びスタータジェネレータ１６が燃焼発電状態に制御される。その後、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが休止閾値Ｓ２ｂに到達すると（符号ｃ４）、再びスタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される。
このように、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生している場合には、スイッチＳＷ２の正常時よりも発電閾値Ｓ２ａを高く設定したので、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣを高めに維持することができる。すなわち、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生した状況とは、電源回路５０からリチウムイオンバッテリ５２を切り離すことができない状況である。この状況のもとで、リチウムイオンバッテリ５２の充電状態ＳＯＣが過度に低下すると、鉛バッテリ５１からリチウムイオンバッテリ５２に多くの電力が供給され、電気機器群６４の電源電圧を維持することが困難になる。このため、図２４に示すように、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生した場合には、フェイルセーフとして発電閾値を「Ｓ１ａ」から「Ｓ２ａ」に変更することにより、リチウムイオンバッテリ５２の放電を抑制して電気機器群６４の電源電圧を維持している。
なお、図２７に示した例では、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定された場合に、発電閾値Ｓ２ａや休止閾値Ｓ２ｂを高めることにより、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御されることを抑制しているが、これに限られることはない。例えば、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定された場合に、発電閾値Ｓ２ａや休止閾値Ｓ２ｂを「１００％」よりも大きく設定することにより、スタータジェネレータ１６の発電休止状態を禁止しても良い。この場合には、スタータジェネレータ１６が燃焼発電状態に維持されることになる。
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、第１蓄電体として鉛バッテリ５１を用いているが、これに限られることはなく、第１蓄電体として他の種類のバッテリやキャパシタを用いても良い。また、第２蓄電体としてリチウムイオンバッテリ５２を用いているが、これに限られることはなく、第２蓄電体として他の種類のバッテリやキャパシタを用いても良い。また、図１および図２に示した例では、リチウムイオンバッテリ５２の正極ライン５４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５２の負極ライン５９にスイッチＳＷ２を設けても良い。また、前述の説明では、メインコントローラ８０に、各種制御部８１〜８４，８６〜９１や故障判定部８５を設けているが、これに限られることはない。他のコントローラに、各種制御部８１〜８４，８６〜９１や故障判定部８５の一部や全部を設けても良い。
図１０〜図２３に示した故障判定制御１〜８については、故障判定制御１〜８の何れか１つを単独で実行しても良く、故障判定制御１〜８の少なくとも２つを組み合わせて実行しても良い。例えば、故障判定制御１と故障判定制御２とを組み合わせて実行しても良い。この場合には、故障判定制御１に基づいて、リチウムイオンバッテリ５２の放電電流ｉＬｉ_ｄが閾値ｉｄ１を上回ると判定され、かつ故障判定制御２に基づいて、スタータジェネレータ１６に対する印加電圧Ｖｉｓｇが閾値Ｖ１を上回ると判定された場合に、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定される。
図２４に示したフェイルセーフ制御では、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定された場合に、アイドリングストップ制御を禁止し、モータアシスト制御を禁止し、コーストスリップロックアップ制御を禁止し、かつ発電閾値を第１閾値Ｓ１ａから第２閾値Ｓ２ａに変更しているが、これに限られることはない。例えば、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定された場合に、アイドリングストップ制御、モータアシスト制御およびコーストスリップロックアップ制御の少なくとも何れか１つを禁止しても良い。また、スイッチＳＷ２にＯＮ固着が発生していると判定された場合に、アイドリングストップ制御等を禁止せずに、発電閾値を第１閾値Ｓ１ａから第２閾値Ｓ２ａに変更しても良い。
１０ 車両用電源装置
１１ 車両
１２ エンジン
１６ スタータジェネレータ（発電電動機）
５１ 鉛バッテリ（第１蓄電体）
５２ リチウムイオンバッテリ（第２蓄電体）
６３ 電気機器（電気負荷）
７１ 第１電源系
７２ 第２電源系
８２ ＩＳＧ制御部（発電電動機制御部）
８５ 故障判定部
８８ アイドリング制御部
８９ アシスト制御部
９０ スリップロックアップ制御部
９１ フェイルセーフ制御部
ＳＷ１ 第１スイッチ
ＳＷ２ 第２スイッチ
Ｓ１ａ 発電閾値（第１閾値）
Ｓ２ａ 発電閾値（第２閾値）
Ｖｅ１ 第１車速
Ｖｅ２ 第２車速
ｉＬｉ_ｃ 充電電流（電流）
ｉＬｉ_ｄ 放電電流（電流）
ｉＰｂ_ｄ 放電電流（電流）
Ｖｉｓｇ 端子電圧（電圧）

Claims (8)

  1. 車両に搭載される車両用電源装置であって、
    第１蓄電体と、前記第１蓄電体に接続される電気負荷と、を備える第１電源系と、
    エンジンに連結される発電電動機と、前記発電電動機に接続される第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電源系とを接続するオン状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離すオフ状態と、に制御される第１スイッチと、
    前記発電電動機と前記第２蓄電体とを接続するオン状態と、前記発電電動機と前記第２蓄電体とを切り離すオフ状態と、に制御される第２スイッチと、
    前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、前記発電電動機の力行状態を禁止するフェイルセーフ制御部と、
    前記第２蓄電体の充電状態が発電閾値を下回る場合に、前記発電電動機を発電状態に制御する発電電動機制御部と、
    を有し、
    前記第２スイッチが正常状態である場合には、前記発電閾値として第１閾値が設定される一方、前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合には、前記発電閾値として前記第１閾値よりも大きな第２閾値が設定される、
    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、
    前記エンジンに連結されるトルクコンバータに設けられ、締結状態、解放状態およびスリップ状態に制御されるロックアップクラッチと、
    スリップロックアップ制御として、車速が第１車速を下回る場合に、前記ロックアップクラッチを締結状態からスリップ状態に切り替え、車速が前記第１車速よりも低い第２車速を下回る場合に、前記ロックアップクラッチをスリップ状態から解放状態に切り替え、かつ前記発電電動機を力行状態に制御するスリップロックアップ制御部と、
    を有し、
    前記フェイルセーフ制御部は、前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、前記スリップロックアップ制御を禁止する、
    車両用電源装置。
  3. 車両に搭載される車両用電源装置であって、
    第１蓄電体と、前記第１蓄電体に接続される電気負荷と、を備える第１電源系と、
    エンジンに連結される発電電動機と、前記発電電動機に接続される第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電源系とを接続するオン状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離すオフ状態と、に制御される第１スイッチと、
    前記発電電動機と前記第２蓄電体とを接続するオン状態と、前記発電電動機と前記第２蓄電体とを切り離すオフ状態と、に制御される第２スイッチと、
    前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、前記発電電動機の力行状態を禁止するフェイルセーフ制御部と、
    前記エンジンに連結されるトルクコンバータに設けられ、締結状態、解放状態およびスリップ状態に制御されるロックアップクラッチと、
    スリップロックアップ制御として、車速が第１車速を下回る場合に、前記ロックアップクラッチを締結状態からスリップ状態に切り替え、車速が前記第１車速よりも低い第２車速を下回る場合に、前記ロックアップクラッチをスリップ状態から解放状態に切り替え、かつ前記発電電動機を力行状態に制御するスリップロックアップ制御部と、
    を有し、
    前記フェイルセーフ制御部は、前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、前記スリップロックアップ制御を禁止する、
    車両用電源装置。
  4. 請求項２に記載の車両用電源装置において、
    前記第２蓄電体の充電状態が発電閾値を下回る場合に、前記発電電動機を発電状態に制御する発電電動機制御部、を有し、
    前記第２スイッチが正常状態である場合には、前記発電閾値として第１閾値が設定される一方、前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合には、前記発電閾値として前記第１閾値よりも大きな第２閾値が設定される、
    車両用電源装置。
  5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用電源装置において、
    モータアシスト制御として、前記発電電動機を力行状態に制御して前記エンジンを補助するアシスト制御部、を有し、
    前記フェイルセーフ制御部は、前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、前記モータアシスト制御を禁止する、
    車両用電源装置。
  6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の車両用電源装置において、
    アイドリングストップ制御として、停止条件に基づき前記エンジンを停止させた後に、始動条件に基づき前記発電電動機を力行状態に制御して前記エンジンを始動させるアイドリング制御部、を有し、
    前記フェイルセーフ制御部は、前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合に、前記アイドリングストップ制御を禁止する、
    車両用電源装置。
  7. 車両に搭載される車両用電源装置であって、
    第１蓄電体と、前記第１蓄電体に接続される電気負荷と、を備える第１電源系と、
    エンジンに連結される発電電動機と、前記発電電動機に接続される第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電源系とを接続するオン状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離すオフ状態と、に制御される第１スイッチと、
    前記発電電動機と前記第２蓄電体とを接続するオン状態と、前記発電電動機と前記第２蓄電体とを切り離すオフ状態と、に制御される第２スイッチと、
    前記第２蓄電体の充電状態が発電閾値を下回る場合に、前記発電電動機を発電状態に制御する発電電動機制御部と、
    を有し、
    前記第２スイッチが正常状態である場合には、前記発電閾値として第１閾値が設定される一方、前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態である場合には、前記発電閾値として前記第１閾値よりも大きな第２閾値が設定される、
    車両用電源装置。
  8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の車両用電源装置において、
    前記発電電動機に送信される制御信号、前記第１スイッチに送信される制御信号、および前記第２スイッチに送信される制御信号を認識した状態のもとで、前記第１蓄電体の電流、前記第２蓄電体の電流、および前記発電電動機の電圧の少なくとも何れか１つに基づき、前記第２スイッチがオン状態で動作不能な故障状態であるか否かを判定する故障判定部、を有する、
    車両用電源装置。
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