JP6969200B2 - 電源システム - Google Patents

Description

本発明は、回転電機ユニットと蓄電池が電気的に接続されてなる電源システムに関するものである。

従来、車両等に搭載される電源システムとして、回転電機（例えばＩＳＧ）に対して鉛蓄電池とリチウムイオン蓄電池とが並列接続されたシステムが知られている（例えば、特許文献１）。この電源システムでは、回転電機と各蓄電池とを接続する接続経路にスイッチが設けられており、回転電機の発電電力により各蓄電池が適宜充電されるととともに、２つの蓄電池のいずれかから回転電機への電力供給が可能になっている。

また、上記電源システムでは、鉛蓄電池と回転電機とを接続する接続経路上のスイッチを迂回するようにバイパス経路が並列接続され、そのバイパス経路にノーマリクローズ式のバイパスリレーが設けられている。これにより、スイッチが閉状態に保持される場合にも、バイパスリレーを介して回転電機による鉛蓄電池の充電が可能になっている。

特開２０１５−１４９８４９号公報

ところで、上記電源システムでは、構成の簡素化やコスト低減を目的としてバイパスリレーを無くすことが検討されている。バイパスリレーを無くす構成とした場合、仮に異常モードでリチウムイオン蓄電池を使用しない状況にあっても、鉛蓄電池と回転電機との間のスイッチを適宜閉鎖することで、鉛蓄電池の充電を行わせることが可能になると考えられる。

しかしながら、バイパスリレーを無くすと、例えばシステム停止時において鉛蓄電池と回転電機とが遮断状態のままとなる。この場合、回転電機には一般に電圧平滑化のための平滑コンデンサが設けられているが、バイパスリレーを無くすことで、システム停止状態で平滑コンデンサの電荷が抜けてしまい、システム起動時において回転電機の作動に支障が及ぶことが懸念される。すなわち、バイパスリレーを無くした構成では、システム起動時に、鉛蓄電池と回転電機との間のスイッチを介して流れる電流により平滑コンデンサが充電されると考えられ、その際、通電電流が一気に上昇すると、過電流防止のための電流制限がかかり、平滑コンデンサの充電の妨げとなる。そして、平滑コンデンサの充電が妨げられることで、回転電機の作動に影響が及ぶことが懸念される。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、構成の簡素化を図りつつ、回転電機ユニットを適正に作動させることができる電源システムを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。なお以下においては、理解の容易のため、発明の実施の形態において対応する構成の符号を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。

第１の手段では、
発電及び力行の少なくともいずれかの機能を有する回転電機ユニット（２０）と、
前記回転電機ユニットに接続経路を介して接続される蓄電池（１１）と、
前記接続経路に設けられるメインスイッチ（ＳＷ１）と、
を備え、システム作動状態において、前記メインスイッチがオン操作されることで前記蓄電池と前記回転電機ユニットとが導通状態となる電源システムであって、
前記回転電機ユニットは、前記接続経路に接続される平滑コンデンサ（２６）を有し、
前記メインスイッチを迂回するように前記接続経路にバイパス経路（Ｌ３）が並列接続されており、そのバイパス経路に抵抗体（４１，４２）が設けられている。

上記構成の電源システムでは、回転電機ユニットと蓄電池との間の接続経路に並列にメインスイッチを迂回するバイパス経路が設けられ、そのバイパス経路に抵抗体が設けられている。そのため、メインスイッチがオフ（開放）されている状態であっても、バイパス経路を介して蓄電池から回転電機ユニットへの電力供給が可能となる。この場合特に、バイパス経路には抵抗体が設けられているため、バイパス経路を流れる電流に制限を付加しつつも、回転電機ユニットに設けられる平滑コンデンサを充電状態で保持することが可能となる。したがって、回転電機ユニットを起動させて発電機又は電動機として作動させる場合に、その作動をいち早く適正に開始させることができる。また、バイパス経路においてノーマリクローズリレーが必須でないため、構成の簡素化が可能となる。その結果、構成の簡素化を図りつつ、回転電機ユニットを適正に作動させることができる。

第２の手段では、前記バイパス経路に、前記抵抗体が複数直列に接続されている。

バイパス経路に抵抗体を複数直列に接続することで、仮に１つの抵抗体でショート故障が生じても、残りの抵抗体によって、バイパス経路を流れる電流が制限される。そのため、バイパス経路に過剰な電流が流れることを規制することができる。

第３の手段では、前記バイパス経路には、前記蓄電池の側をアノード、前記回転電機ユニットの側をカソードとする向きで、前記抵抗体に直列にダイオード（９１）が接続されている。

バイパス経路に、蓄電池の側をアノード、回転電機ユニットの側をカソードとする向きで、抵抗体に直列にダイオードを接続したため、バイパス経路における電流の向きが制限される。この場合、蓄電池から平滑コンデンサへの向きでのみ電流の流れが許容され、電流の逆流による不都合を抑制できる。

第４の手段では、前記抵抗体に印加される電圧を検出電圧として取得する取得部（５０）と、前記検出電圧に基づいて、前記抵抗体のショート故障の有無及びオープン故障の有無の少なくともいずれかを判定する故障判定部（５０）と、を備える。

バイパス経路に設けられた抵抗体においてショート故障又はオープン故障が生じると、平滑コンデンサを適正に充電することができなくなる。この点、検出電圧（抵抗体に印加される電圧）に基づいて、抵抗体のショート故障の有無やオープン故障の有無を判定する構成にしたため、これらの故障を適正に把握でき、故障発生時において適正なる処置を実施することが可能となる。

第５の手段では、前記バイパス経路には、前記抵抗体として第１抵抗体（４１）と第２抵抗体（４２）とが直列に接続され、前記第１抵抗体及び前記第２抵抗体の間の中間点とグランドとの間に、故障検知スイッチ（４４）を前記中間点側、第３抵抗体（４３）をグランド側にしてこれらが直列に接続されており、前記第１抵抗体及び前記第２抵抗体の直列抵抗体の両端のうち前記蓄電池の側が第１点（Ｎ１１）、前記回転電機ユニットの側が第２点（Ｎ１２）、前記故障検知スイッチと前記第３抵抗体との間が第３点（Ｎ１３）である。そして、前記取得部は、前記メインスイッチがオンで、かつ前記故障検知スイッチがオンである場合に前記第３点の電圧を前記検出電圧として取得し、前記メインスイッチがオフで、かつ前記故障検知スイッチがオン又はオフである場合に前記第２点の電圧を前記検出電圧として取得する。また、前記故障判定部は、前記メインスイッチがオンで、かつ前記故障検知スイッチがオンである場合の前記第３点の電圧が、前記第１点の電圧と略同じであることに基づいて、前記第１抵抗体又は前記第２抵抗体がショート故障していることを判定し、前記メインスイッチがオフで、かつ前記故障検知スイッチがオン又はオフである場合の前記第２点の電圧が、略０であることに基づいて、前記第１抵抗体又は前記第２抵抗体がオープン故障していることを判定する。

第１抵抗体又は第２抵抗体がショート故障している場合、メインスイッチがオンで、かつ故障検知スイッチがオンである状態下で、故障検知スイッチと第３抵抗体との間の第３点の電圧が第１点の電圧と略同じになる。したがって、メインスイッチがオンで、かつ故障検知スイッチがオンである場合に取得された第３点の電圧が第１点の電圧と略同じであることに基づいて、第１抵抗体又は第２抵抗体がショート故障していることを適正に判定することができる。

また、第１抵抗体又は第２抵抗体がオープン故障している場合、メインスイッチがオフで、かつ故障検知スイッチがオン又はオフである状態下で、第１，第２抵抗体の直列抵抗体の両端のうち回転電機ユニット側の第２点の電圧が略０になる。したがって、メインスイッチがオフで、かつ故障検知スイッチがオン又はオフである場合に取得された第２点の電圧が略０であることに基づいて、第１抵抗体又は第２抵抗体がオープン故障していることを適正に判定することができる。

第６の手段では、前記取得部は、前記メインスイッチがオンで、かつ前記故障検知スイッチがオンである場合に前記第３点の電圧を前記検出電圧として取得し、前記メインスイッチがオフで、かつ前記故障検知スイッチがオンである場合に前記第３点の電圧を前記検出電圧として取得する。また、前記故障判定部は、前記メインスイッチがオンで、かつ前記故障検知スイッチがオンである場合の前記第３点の電圧が、略０であることに基づいて、前記第３抵抗体がショート故障していることを判定し、前記メインスイッチがオフで、かつ前記故障検知スイッチがオンである場合の前記第３点の電圧が、前記第１点の電圧と略同じであることに基づいて、前記第３抵抗体がオープン故障していることを判定する。

第３抵抗体がショート故障している場合、メインスイッチがオンで、かつ故障検知スイッチがオンである状態下で、第３点の電圧が略０になる。したがって、メインスイッチがオンで、かつ故障検知スイッチがオンである場合に取得された第３点の電圧が略０であることに基づいて、第３抵抗体がショート故障していることを適正に判定することができる。

また、第３抵抗体がオープン故障している場合、メインスイッチがオフで、かつ故障検知スイッチがオンである状態下で、第３点の電圧が第１点の電圧と略同じになる。したがって、メインスイッチがオフで、かつ故障検知スイッチがオンである場合に取得された第３点の電圧が第１点の電圧と略同じであることに基づいて、第３抵抗体がオープン故障していることを適正に判定することができる。

第７の手段では、前記取得部は、前記メインスイッチがオンで、かつ前記故障検知スイッチがオフ指令されている場合に前記第３点の電圧を前記検出電圧として取得し、前記メインスイッチがオフで、かつ前記故障検知スイッチがオン指令されている場合に前記第３点の電圧を前記検出電圧として取得する。また、前記故障判定部は、前記メインスイッチがオンで、かつ前記故障検知スイッチがオフ指令されている場合の前記第３点の電圧が、前記蓄電池の電圧と０Ｖとの間の中間電圧であることに基づいて、前記故障検知スイッチがショート故障していることを判定し、前記メインスイッチがオフで、かつ前記故障検知スイッチがオン指令されている場合の前記第３点の電圧が、略０であることに基づいて、前記故障検知スイッチがオープン故障していることを判定する。

故障検知スイッチがショート故障（オン故障）している場合、メインスイッチがオンで、かつ故障検知スイッチがオフ指令されている状態下で、第３点の電圧が蓄電池の電圧と０Ｖとの間の中間電圧になる。したがって、メインスイッチがオンで、かつ故障検知スイッチがオフ指令されている場合に取得された第３点の電圧が中間電圧であることに基づいて、故障検知スイッチがショート故障していることを適正に判定することができる。

また、故障検知スイッチがオープン故障（オフ故障）している場合、メインスイッチがオフで、かつ故障検知スイッチがオン指令されている状態下で、第３点の電圧が略０になる。したがって、メインスイッチがオフで、かつ故障検知スイッチがオン指令されている場合に取得された第３点の電圧が略０であることに基づいて、故障検知スイッチがオープン故障していることを適正に判定することができる。

第８の手段では、前記取得部は、前記バイパス経路を介しての通電により前記平滑コンデンサが充電される場合に、前記抵抗体の両端のうち前記回転電機ユニットの側の電圧を前記検出電圧として取得する。また、前記故障判定部は、前記回転電機ユニットの側の電圧に基づいて、前記平滑コンデンサの充電に要する所要時間を計測するとともに、その所要時間に基づいて、前記抵抗体がショート故障していることを判定する。

メインスイッチに並列に接続された抵抗体がショート故障していると、バイパス経路を介しての通電により平滑コンデンサが充電される場合に、その充電に要する所要時間が正常時に比べて短くなる。また、平滑コンデンサの充電完了は、抵抗体の両端のうち回転電機ユニットの側の電圧に基づいて判定できる。したがって、バイパス経路を介しての通電により平滑コンデンサが充電される場合に、抵抗体の両端のうち回転電機ユニットの側の電圧に基づいて計測される充電所要時間に基づいて、抵抗体がショート故障していることを適正に判定することができる。

第９の手段では、前記バイパス経路には、前記抵抗体として第１抵抗体（４１）と第２抵抗体（４２）とが直列に接続されている。そして、前記取得部は、前記バイパス経路を介しての通電により前記平滑コンデンサが充電される場合に、前記第１抵抗体及び前記第２抵抗体のそれぞれの両端となる電圧を前記検出電圧として取得する。また、前記故障判定部は、前記第１抵抗体及び前記第２抵抗体のそれぞれの両端となる電圧に基づいて、前記第１抵抗体の両端電圧差と前記第２抵抗体の両端電圧差とを算出するとともに、前記第１抵抗体の両端電圧差と前記第２抵抗体の両端電圧差とに基づいて、前記抵抗体がショート故障していることを判定する。

メインスイッチに並列に接続された第１抵抗体又は第２抵抗体がショート故障していると、第１抵抗体と第２抵抗体との抵抗比が変わるため、バイパス経路を介しての通電により平滑コンデンサが充電される場合に、第１抵抗体の両端電圧差と第２抵抗体の両端電圧差との大小関係が正常時とは異なるものとなる。したがって、バイパス経路を介しての通電により平滑コンデンサが充電される場合に、第１抵抗体の両端電圧差と第２抵抗体の両端電圧差とに基づいて、抵抗体がショート故障していることを適正に判定することができる。

第１０の手段では、電源システムは、前記バイパス経路において前記抵抗体の両端のうち前記回転電機ユニットの側とグランドとの間に、分岐抵抗体（８３，８４）と故障検知スイッチ（８５）とが直列に接続されている。前記取得部は、前記故障検知スイッチがオンである場合に、前記バイパス経路における前記抵抗体の両端の各電圧を前記検出電圧として取得する。また、前記故障判定部は、前記故障検知スイッチがオンである場合に、前記バイパス経路における前記抵抗体の両端電圧差が０より大きくかつ所定値以下であることに基づいて、当該抵抗体がショート故障していることを判定する。

上記構成において、故障検知スイッチがオンされると、バイパス経路の抵抗体と分岐抵抗体とが直列接続された状態になり、かかる状態において、バイパス経路の抵抗体がショート故障していると、バイパス経路の抵抗体と分岐抵抗体との抵抗比が変わる。そのため、バイパス経路の抵抗体と分岐抵抗体とを介して蓄電池から電流が流れる場合に、バイパス経路の抵抗体の両端電圧差が正常時とは異なるものとなる。したがって、故障検知スイッチがオンである場合に、バイパス経路における抵抗体の両端電圧差に基づいて、抵抗体がショート故障していることを適正に判定することができる。

第１１の手段では、電源システムは、前記蓄電池を第１蓄電池（１１）、前記メインスイッチを第１スイッチ（ＳＷ１）として備える一方、前記接続経路において前記第１スイッチよりも前記回転電機ユニットの側に、前記第１蓄電池に並列になるように接続される第２蓄電池（１２）と、前記第２蓄電池の正極側に接続される第２スイッチ（ＳＷ２）と、を備える。そして、前記取得部は、前記第２スイッチがオフしている状態下で前記検出電圧を取得する。

回転電機ユニットに並列に第１蓄電池及び第２蓄電池が接続された電源システムでは、それら各蓄電池から回転電機ユニットへの給電が可能となっている。この場合、第２スイッチがオフしていること、すなわち第２蓄電池から回転電機ユニットへの給電が停止されていることを条件に、検出電圧が取得されることで、抵抗体のショート故障やオープン故障を適正に判定することができる。

第１実施形態の電源システムを示す電気回路図。 故障検知回路の構成図。 ショート故障を説明するためのタイムチャート。 オープン故障を説明するためのタイムチャート。 故障判定の処理手順を示すフローチャート。 図５に続いて、故障判定の処理手順を示すフローチャート。 第２実施形態での故障検知回路の構成図。 第２実施形態での故障判定の処理手順を示すフローチャート。 第２実施形態での故障判定の処理手順を示すフローチャート。 第３実施形態での故障検知回路の構成図。 第３実施形態での故障判定の処理手順を示すフローチャート。 別例での電源システムを示す電気回路図。 別例での電源システムを示す電気回路図。 別例での電源システムを示す電気回路図。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、エンジン（内燃機関）を駆動源として走行する車両において当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源システムを具体化するものとしている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本電源システムは、第１蓄電池としての鉛蓄電池１１と第２蓄電池としてのリチウムイオン蓄電池１２とを有する２電源システムである。各蓄電池１１，１２からはスタータ１３や、各種の電気負荷１４，１５、回転電機ユニット２０への給電が可能となっている。また、各蓄電池１１，１２に対しては回転電機ユニット２０による充電が可能となっている。本システムでは、回転電機ユニット２０に対して並列に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が接続されるとともに、電気負荷１４，１５に対して並列に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が接続されている。

鉛蓄電池１１は周知の汎用蓄電池である。これに対し、リチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池１１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である。リチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池１１に比べて充放電時のエネルギ効率が高い蓄電池であるとよい。また、リチウムイオン蓄電池１２は、それぞれ複数の単電池を有してなる組電池として構成されている。これら各蓄電池１１，１２の定格電圧はいずれも同じであり、例えば１２Ｖである。

図示による具体的な説明は割愛するが、リチウムイオン蓄電池１２は、収容ケースに収容されて基板一体の電池ユニット３０の一部として構成されている。電池ユニット３０は、出力端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を有しており、このうち出力端子Ｐ１に鉛蓄電池１１とスタータ１３と電気負荷１４とが接続され、出力端子Ｐ２に回転電機ユニット２０が接続され、出力端子Ｐ３に電気負荷１５が接続されている。

各電気負荷１４，１５は、各蓄電池１１，１２から供給される供給電力の電圧について要求が相違するものである。このうち電気負荷１５には、供給電力の電圧が一定又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求負荷が含まれる。これに対し、電気負荷１４は、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷である。電気負荷１５は被保護負荷とも言える。また、電気負荷１５は電源失陥が許容されない負荷であり、電気負荷１４は、電気負荷１５に比べて電源失陥が許容される負荷であるとも言える。

定電圧要求負荷である電気負荷１５の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、メータ装置、エンジンＥＣＵ等の各種ＥＣＵが挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。電気負荷１５として、電動ステアリング装置やブレーキ装置等の走行系アクチュエータが含まれていてもよい。また、電気負荷１４の具体例としては、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。

回転電機ユニット２０は、界磁電流式の３相交流モータである回転電機２１と、回転電機２１の各相巻線に接続されるインバータ２２と、インバータ２２の通電制御により回転電機２１の作動を制御する回転電機制御部２３とを備えており、エンジン出力軸や車軸の回転により発電を行う発電機能と、エンジン出力軸に回転力を付与する力行機能とを備えている。回転電機ユニット２０は、モータ機能付き発電機であり、機電一体型のＩＳＧ（Integrated Starter Generator）として構成されている。回転電機２１は、その回転軸がベルト及びプーリからなる連結部材により不図示のエンジンの出力軸（クランク軸）に駆動連結されており、回転電機２１とエンジンとの間で回転が伝達される。回転電機２１の界磁コイル２４には、例えば半導体スイッチ素子からなるスイッチ２５が直列に接続されている。

また、回転電機ユニット２０において、電池ユニット３０の出力端子Ｐ２に繋がる電力経路には平滑コンデンサ２６が接続されている。平滑コンデンサ２６は、例えば電力経路を介して入力されるノイズを平滑化する。

周知構成のため図示は省略するが、インバータ２２は、複数の半導体スイッチング素子を有する電力変換部（スイッチング回路部）として構成されている。インバータ２２は、発電時において回転電機２１から出力される３相交流電流を直流電流に変換し、その直流電流を各蓄電池１１，１２等に供給する。これにより、各蓄電池１１，１２の充電等が実施される。また、インバータ２２は、力行時において直流電流を３相交流電流に変換し、その３相交流電流により回転電機２１を力行駆動させる。

回転電機制御部２３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。回転電機制御部２３は、通電位相に応じてインバータ２２の各相のスイッチング素子のオンオフを制御するとともに、各相コイルの通電時にオンオフ比率（例えばデューティ比）を調整することで通電電流を制御する。また、回転電機制御部２３は、スイッチ２５のオンオフを制御することで、界磁コイル２４に流れる界磁電流を制御する。

次に、電池ユニット３０の電気的構成について説明する。

電池ユニット３０には、ユニット内電気経路として、出力端子Ｐ１とリチウムイオン蓄電池１２とを繋ぐ第１電気経路Ｌ１を有しており、その第１電気経路Ｌ１の中間点である接続点Ｎ１に出力端子Ｐ２が接続されている。第１電気経路Ｌ１は、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを電気的に繋ぐ経路であり、第１電気経路Ｌ１上の接続点Ｎ１に回転電機ユニット２０が接続されている。第１電気経路Ｌ１において、接続点Ｎ１よりも鉛蓄電池１１の側に第１スイッチＳＷ１が設けられ、接続点Ｎ１よりもリチウムイオン蓄電池１２の側に第２スイッチＳＷ２が設けられている。第１スイッチＳＷ１がメインスイッチに相当する。第１電気経路Ｌ１とＮ１−Ｐ２間の電気経路とは、回転電機ユニット２０に対する入出力電流を流すことを想定した大電流経路であり、この経路を介して、各蓄電池１１，１２及び回転電機ユニット２０の相互の通電が行われる。

また、第１電気経路Ｌ１には、出力端子Ｐ１及び第１スイッチＳＷ１の間の分岐点Ｎ３と、第２スイッチＳＷ２及びリチウムイオン蓄電池１２の間の分岐点Ｎ４との間に、第２電気経路Ｌ２が並列に設けられており、その第２電気経路Ｌ２の中間点である接続点Ｎ２に出力端子Ｐ３が接続されている。第２電気経路Ｌ２において、接続点Ｎ２よりも鉛蓄電池１１の側に第３スイッチＳＷ３が設けられ、接続点Ｎ２よりもリチウムイオン蓄電池１２の側に第４スイッチＳＷ４が設けられている。第２電気経路Ｌ２とＮ２−Ｐ３間の電気経路とは、第１電気経路Ｌ１側と比べて小電流を流すことを想定した小電流経路（すなわち、第１電気経路Ｌ１に比べて許容電流が小さい小電流経路）であり、この経路を介して、各蓄電池１１，１２から電気負荷１５への通電が行われる。

電源システムの作動状態において、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が選択的に閉状態に操作されることで、第１電気経路Ｌ１を介して、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の少なくともいずれかと回転電機ユニット２０との間で通電が行われる。また、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４が選択的に閉状態に操作されることで、第２電気経路Ｌ２を介して、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の少なくともいずれかと電気負荷１５との間で通電が行われる。

各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、それぞれＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を用いて構成されており、言うなればノーマリオープン式のスイッチである。具体的には、例えば第１スイッチＳＷ１は、寄生ダイオードの向きを互いに逆にして直列接続された半導体スイッチング素子からなるスイッチ部３１と、同じく寄生ダイオードの向きを互いに逆にして直列接続された半導体スイッチング素子からなるスイッチ部３２とを有し、これら各スイッチ部３１，３２が並列接続されることで構成されている。他のスイッチも同様の構成を有している。すなわち、第２スイッチＳＷ２は、スイッチ部３３，３４が並列接続されることで構成され、第３スイッチＳＷ３は、スイッチ部３５，３６が並列接続されることで構成され、第４スイッチＳＷ４は、スイッチ部３７，３８が並列接続されることで構成されている。

上記の各スイッチ部３１〜３８では、寄生ダイオードの向きを互いに逆にする一対の半導体スイッチング素子をそれぞれ有することから、例えば第１スイッチＳＷ１がオフ（開放）となった場合、つまり各半導体スイッチング素子がオフとなった場合において、寄生ダイオードを通じて電流が流れることが完全に遮断される。つまり、各電気経路Ｌ１，Ｌ２において意図せず電流が流れることを回避できる。

なお、図１では、寄生ダイオードが互いにアノード同士で接続されるようにしたが、寄生ダイオードのカソード同士が接続されるようにしてもよい。半導体スイッチング素子として、ＭＯＳＦＥＴに代えて、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタ等を用いることも可能である。ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタを用いた場合には、上記寄生ダイオードの代わりとなるダイオードを各半導体スイッチング素子にそれぞれ並列に接続させればよい。

また、電池ユニット３０は、出力端子Ｐ１と出力端子Ｐ２との間、すなわち第１スイッチＳＷ１の両端を繋ぐバイパス経路Ｌ３と、出力端子Ｐ１と出力端子Ｐ３との間、すなわち第３スイッチＳＷ３の両端を繋ぐバイパス経路Ｌ４とを有している。バイパス経路Ｌ３には、抵抗体４１，４２が直列に接続されている。つまり、抵抗体４１，４２は、第１スイッチＳＷ１に並列に設けられている。鉛蓄電池１１と回転電機ユニット２０とは、バイパス経路Ｌ３の抵抗体４１，４２を介して常時接続される構成となっている。この場合、抵抗体４１，４２の抵抗値（合成抵抗の値）は、数１０Ω〜数１００Ωであり、本実施形態では例えば２００Ωである。抵抗体４１，４２を介して鉛蓄電池１１と回転電機ユニット２０とが常時接続されることで、電流制限がなされつつ、鉛蓄電池１１から回転電機ユニット２０への常時の通電が可能となっており、回転電機ユニット２０内の平滑コンデンサ２６が充電状態で保持されるようになっている。なお、抵抗体４１，４２が、それぞれ複数の抵抗体の直列抵抗部により構成されていてもよい。

また、バイパス経路Ｌ４にはバイパスリレー４５とヒューズ４６とが設けられている。つまり、バイパスリレー４５は、第３スイッチＳＷ３に並列に設けられている。バイパスリレー４５は、ノーマリクローズ式のメカニカルリレースイッチである。バイパスリレー４５を閉鎖することで、第３スイッチＳＷ３がオフであっても鉛蓄電池１１と電気負荷１５とが電気的に接続される。例えば、車両の電源スイッチであるＩＧスイッチ（イグニッションスイッチ）がオフされている状態では、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がオフ（閉鎖）されており、かかる状態では、バイパスリレー４５を介して電気負荷１５に対して暗電流が供給される。

電池ユニット３０は、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４、及びバイパスリレー４５のオンオフ（開閉）を制御する電池制御部５０を備えている。電池制御部５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。電池制御部５０は、ＩＧスイッチがオンされたシステム作動状態において、各蓄電池１１，１２の蓄電状態や、エンジンＥＣＵ等の他のＥＣＵ６０からの指令に基づいて、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４等のオンオフを制御する。これにより、鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを選択的に用いて充放電が実施される。例えば、電池制御部５０は、リチウムイオン蓄電池１２のＳＯＣ（残存容量：State Of Charge）を算出し、そのＳＯＣが所定の使用範囲内に保持されるようにリチウムイオン蓄電池１２への充電量及び放電量を制御する。

本システムでは、ＣＡＮ等による通信ネットワークが構築されており、その通信ネットワークにより各種ＥＣＵ間の相互の通信が可能になっている。通信ネットワークには、回転電機制御部２３、電池制御部５０、ＥＣＵ６０等が接続されている。ＥＣＵ６０は、回転電機制御部２３や電池制御部５０を統括的に管理する上位制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。ＥＣＵ６０は、例えば都度のエンジン運転状態や車両走行状態に基づいて、エンジンの運転を制御する。

上述したように、電池ユニット３０には、第１スイッチＳＷ１の両端を繋ぐバイパス経路Ｌ３に抵抗体４１，４２が直列に接続されており、その抵抗体４１，４２を介して鉛蓄電池１１から回転電機ユニット２０の平滑コンデンサ２６への充電が可能になっているが、その抵抗体４１，４２においてショート故障やオープン故障が生じると、その故障に伴う不具合の発生が懸念される。例えば、ショート故障が生じると、バイパス経路Ｌ３における経路抵抗が意図せず小さくなり、鉛蓄電池１１から回転電機ユニット２０に対して過剰な電流が流れることが懸念される。また、オープン故障が生じると、回転電機ユニット２０の平滑コンデンサ２６の充電に支障が生じることが懸念される。なお、平滑コンデンサ２６には並列に界磁コイル２４が接続されているため、平滑コンデンサ２６が充電されていない状態では界磁コイル２４に適正に電流を流すことができず、回転電機ユニット２０において発電や力行の動作に支障が及ぶことが考えられる。

そのため、電池ユニット３０には、抵抗体４１，４２の故障検知を行う故障検知回路７０が設けられている。図２は、故障検知回路７０の構成図である。図２では、既述のとおり第１スイッチＳＷ１の一端に鉛蓄電池１１が接続され、他端に回転電機ユニット２０の平滑コンデンサ２６が接続されている。

故障検知回路７０において、抵抗体４１，４２の中間点とグランドとの間には、抵抗体４３と故障検知スイッチ４４とが直列接続されている。この場合、故障検知スイッチ４４が中間点側に、抵抗体４３がグランド側に設けられている。本実施形態では、抵抗体４１が第１抵抗体に相当し、抵抗体４２が第２抵抗体に相当し、抵抗体４３が第３抵抗体に相当する。

故障検知スイッチ４４は、例えばノーマリオープンの半導体スイッチである。また、抵抗体４１，４２からなる直列抵抗体の両端、すなわち第１点Ｎ１１及び第２点Ｎ１２にはそれぞれ電圧検出部７１，７２が接続され、故障検知スイッチ４４と抵抗体４３との間の中間点、すなわち第３点Ｎ１３には電圧検出部７３が接続されている。電圧検出部７１により電圧Ｖ１が検出され、電圧検出部７２により電圧Ｖ２が検出され、電圧検出部７３により電圧Ｖ３が検出される。電圧検出部７１〜７３は例えば直列抵抗体を有する分圧検出回路として構成されている。例えば、抵抗体４１，４２の抵抗値は１００Ωであり、抵抗体４３の抵抗値は５０Ωである。本実施形態では、抵抗体４１，４２の抵抗値を同じにしているが、互いに大小異なっていてもよい。

各電圧検出部７１〜７３により検出される電圧Ｖ１〜Ｖ３はそれぞれ電池制御部５０に入力される。電池制御部５０は、各電圧検出部７１〜７３から取得した電圧Ｖ１〜Ｖ３に基づいて、抵抗体４１〜４３及び故障検知スイッチ４４を判定対象として故障判定を実施する。以下に、抵抗体４１〜４３及び故障検知スイッチ４４についてのショート故障の判定とオープン故障の判定とを説明する。本実施形態では、電池制御部５０が取得部及び故障判定部に相当する。

（１）ショート故障の判定
ショート故障の判定に際し、電池制御部５０は、第１スイッチＳＷ１をオン（閉鎖）し、その状態下で、故障検知スイッチ４４のオフ時における各電圧Ｖ１〜Ｖ３と、故障検知スイッチ４４のオン時における各電圧Ｖ１〜Ｖ３とに基づいて、
・抵抗体４１，４２のいずれかでショート故障が生じているか否か、
・抵抗体４３でショート故障が生じているか否か、
・故障検知スイッチ４４でショート故障（オン故障）が生じているか否か、
をそれぞれ判定する。

図３（ａ）は、正常時における各電圧Ｖ１〜Ｖ３を示す。正常時には、故障検知スイッチ４４がオフの状態で、電圧Ｖ１，Ｖ２が共に鉛蓄電池１１と同じ電圧値（例えば１２Ｖ）であり、電圧Ｖ３が０Ｖである。また、故障検知スイッチ４４がオンされることに伴い、電圧Ｖ３が中間値（例えば６Ｖ）に上昇する。

抵抗体４１，４２のいずれかでのショート故障時には、図３（ｂ）に示すように、故障検知スイッチ４４がオフの状態で、電圧Ｖ１，Ｖ２が共に鉛蓄電池１１と同じ電圧値であり、電圧Ｖ３が０Ｖである。また、故障検知スイッチ４４がオンされることに伴い、電圧Ｖ３が電圧Ｖ１，Ｖ２と同じ電圧値まで上昇する。この場合、故障検知スイッチ４４がオンされている状態で、電圧Ｖ１，Ｖ３が同じ電圧値（Ｖ１≒Ｖ３）であることに基づいて、抵抗体４１，４２のいずれかでのショート故障を判定することができる。

抵抗体４３でのショート故障時には、図３（ｃ）に示すように、故障検知スイッチ４４がオフの状態で、電圧Ｖ１，Ｖ２が共に鉛蓄電池１１と同じ電圧値であり、電圧Ｖ３が０Ｖである。また、故障検知スイッチ４４がオンされても、電圧Ｖ３が０Ｖのまま維持される。この場合、故障検知スイッチ４４がオンされている状態で、電圧Ｖ３が０Ｖ（Ｖ３≒０Ｖ）であることに基づいて、抵抗体４３でのショート故障を判定することができる。

故障検知スイッチ４４でのショート故障時には、図３（ｄ）に示すように、オンオフの指令にかかわらず故障検知スイッチ４４がオン状態になっている。この場合、オフ指令の期間では、電圧Ｖ１，Ｖ２が共に鉛蓄電池１１と同じ電圧値であり、電圧Ｖ３が中間値（例えば６Ｖ）である。また、故障検知スイッチ４４のオン指令の期間でも同じ状態が維持される。この場合、故障検知スイッチ４４のオフ指令の期間において、電圧Ｖ３が所定の中間値であることに基づいて、故障検知スイッチ４４でのショート故障（オン故障）を判定することができる。

（２）オープン故障の判定
オープン故障の判定に際し、電池制御部５０は、第１スイッチＳＷ１をオフ（開放）し、その状態下で、故障検知スイッチ４４のオフ時における各電圧Ｖ１〜Ｖ３と、故障検知スイッチ４４のオン時における各電圧Ｖ１〜Ｖ３とに基づいて、
・抵抗体４１，４２のいずれかでオープン故障が生じているか否か、
・抵抗体４３でオープン故障が生じているか否か、
・故障検知スイッチ４４でオープン故障（オフ故障）が生じているか否か、
をそれぞれ判定する。

図４（ａ）は、正常時における各電圧Ｖ１〜Ｖ３を示す。正常時には、図３（ａ）と同様に、故障検知スイッチ４４がオフの状態で、電圧Ｖ１，Ｖ２が共に鉛蓄電池１１と同じ電圧値（例えば１２Ｖ）であり、電圧Ｖ３が０Ｖである。また、故障検知スイッチ４４がオンされることに伴い、電圧Ｖ３が中間値（例えば６Ｖ）に上昇する。

抵抗体４１，４２のいずれかでのオープン故障時には、図４（ｂ）に示すように、故障検知スイッチ４４がオフの状態で、電圧Ｖ１が鉛蓄電池１１と同じ電圧値であり、電圧Ｖ２，Ｖ３が共に０Ｖである。また、抵抗体４１，４２のうち抵抗体４１がオープン故障していれば、故障検知スイッチ４４がオンされる場合に、電圧Ｖ２，Ｖ３が共に０Ｖで維持される。また、抵抗体４２がオープン故障していれば、故障検知スイッチ４４がオンされる場合に、電圧Ｖ２が０Ｖで維持され、かつ電圧Ｖ３が中間値（例えば４Ｖ）に上昇する。この場合、故障検知スイッチ４４がオン又はオフされている状態で、電圧Ｖ２が０Ｖ（Ｖ２≒０Ｖ）であることに基づいて、抵抗体４１，４２のいずれかでのオープン故障を判定することができる。

抵抗体４３でのオープン故障時には、図４（ｃ）に示すように、故障検知スイッチ４４がオフの状態で、電圧Ｖ１，Ｖ２が共に鉛蓄電池１１と同じ電圧値であり、電圧Ｖ３が０Ｖである。また、故障検知スイッチ４４がオンされることに伴い、電圧Ｖ３が電圧Ｖ１，Ｖ２と同じ電圧値まで上昇する。この場合、故障検知スイッチ４４がオンされている状態で、電圧Ｖ１，Ｖ３が同じ電圧値（Ｖ１≒Ｖ３）であることに基づいて、抵抗体４３でのオープン故障を判定することができる。

故障検知スイッチ４４でのオープン故障時には、図４（ｄ）に示すように、オンオフの指令にかかわらず故障検知スイッチ４４がオフ状態になっている。この場合、オフ指令の期間では、電圧Ｖ１，Ｖ２が共に鉛蓄電池１１と同じ電圧値であり、電圧Ｖ３が０Ｖである。また、故障検知スイッチ４４のオン指令の期間でも同じ状態が維持される。この場合、故障検知スイッチ４４のオン指令の期間において、電圧Ｖ３が０Ｖ（Ｖ３≒０Ｖ）であることに基づいて、故障検知スイッチ４４でのオープン故障（オフ故障）を判定することができる。

図５及び図６は、電池制御部５０による故障判定の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、例えばＩＧスイッチのオフ後において実施される。この故障判定処理では、ショート故障判定とオープン故障判定とが時系列で前後となる期間でそれぞれ実施される。

図５において、ステップＳ１１では、故障検知回路７０でのショート故障判定を実施するか否かを判定する。そして、ステップＳ１１が肯定されれば、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、第１スイッチＳＷ１をオン、第２スイッチＳＷ２をオフにする。ステップＳ１３では、故障検知スイッチ４４をオフ状態にし（すなわちスイッチオフ指令を出力し）、続くステップＳ１４では、故障検知スイッチ４４でのショート故障（オン故障）の有無を判定する。この場合、故障検知スイッチ４４のオフ指令を受けているにもかかわらず、電圧Ｖ３が所定の中間値になっていれば、故障検知スイッチ４４でショート故障が生じている旨を判定する。

その後、ステップＳ１５では、ステップＳ１４の故障判定が完了しているか否かを判定し、完了していれば、後続のステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、故障検知スイッチ４４をオン状態にし（すなわちスイッチオン指令を出力し）、続くステップＳ１７では、抵抗体４１〜４３でのショート故障の有無を判定する。この場合、故障検知スイッチ４４のオン状態で、電圧Ｖ１，Ｖ３が同じ電圧値（Ｖ１≒Ｖ３）であれば、抵抗体４１，４２のいずれかでショート故障が生じている旨を判定する。また、故障検知スイッチ４４のオン状態で、電圧Ｖ３が０Ｖであれば、抵抗体４３でショート故障が生じている旨を判定する。

その後、ステップＳ１８では、ステップＳ１７の故障判定が完了しているか否かを判定し、完了していれば、ステップＳ１１に戻る。ショート故障判定が完了した後は、ステップＳ１１が否定され、図６のステップＳ２１に進む。

図６において、ステップＳ２１では、故障検知回路７０でのオープン故障判定を実施するか否かを判定する。そして、ステップＳ２１が肯定されれば、ステップＳ２２に進む。なお、ステップＳ２１が否定されれば、本処理を終了する。ステップＳ２２では、第１スイッチＳＷ１をオフ、第２スイッチＳＷ２をオフにする。ステップＳ２３では、故障検知スイッチ４４をオフ状態にし（すなわちスイッチオフ指令を出力し）、続くステップＳ２４では、抵抗体４１，４２のいずれかでのオープン故障の有無を判定する。この場合、故障検知スイッチ４４のオフ状態で、電圧Ｖ２が０Ｖであれば、抵抗体４１，４２のいずれかでオープン故障が生じている旨を判定する。ただし、故障検知スイッチ４４をオンにした状態で、抵抗体４１，４２のいずれかでのオープン故障の有無を判定してもよい。

その後、ステップＳ２５では、ステップＳ２４の故障判定が完了しているか否かを判定し、完了していれば、後続のステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６では、故障検知スイッチ４４をオン状態にし（すなわちスイッチオン指令を出力し）、続くステップＳ２７では、抵抗体４３でのオープン故障の有無、及び故障検知スイッチ４４でのオープン故障（オフ故障）の有無を判定する。この場合、故障検知スイッチ４４のオン状態で、電圧Ｖ１，Ｖ３が同じ電圧値（Ｖ１≒Ｖ３）であれば、抵抗体４３でオープン故障が生じている旨を判定する。また、故障検知スイッチ４４のオン指令を受けているにもかかわらず、電圧Ｖ３が０Ｖであれば、故障検知スイッチ４４でオープン故障が生じている旨を判定する。

その後、ステップＳ２８では、ステップＳ２７の故障判定が完了しているか否かを判定し、完了していれば、本処理を終了する。

故障発生の旨が判定された場合には、その旨を示す故障発生情報がメモリに記憶されることに加え、所定のフェールセーフ処理が実施されるとよい。例えば、抵抗体４１，４２のいずれかでショート故障が生じた場合には、バイパス経路Ｌ３に過剰な電流が流れないよう回転電機ユニット２０の発電及び力行の動作が制限されるとよい。また、抵抗体４１，４２のいずれかでオープン故障が生じた場合には、バイパス経路Ｌ３を介しての平滑コンデンサ２６の充電が不可となるため、回転電機ユニット２０の発電及び力行を禁止するとよい。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

上記構成の電源システムでは、回転電機ユニット２０と鉛蓄電池１１との間の接続経路に並列に第１スイッチＳＷ１を迂回するバイパス経路Ｌ３が設けられ、そのバイパス経路Ｌ３に抵抗体４１，４２が設けられている。そのため、第１スイッチＳＷ１がオフ（開放）されている状態であっても、バイパス経路Ｌ３を介して鉛蓄電池１１から回転電機ユニット２０への電力供給が可能となる。この場合特に、バイパス経路Ｌ３には抵抗体４１，４２が設けられているため、バイパス経路Ｌ３を流れる電流に制限を付加しつつも、回転電機ユニット２０に設けられる平滑コンデンサ２６を常に充電状態で保持することが可能となる。したがって、回転電機ユニット２０を起動させて発電機又は電動機として作動させる場合に、その作動をいち早く適正に開始させることができる。また、バイパス経路Ｌ３においてノーマリクローズリレーが必須でないため、構成の簡素化が可能となる。その結果、構成の簡素化を図りつつ、回転電機ユニット２０を適正に作動させることができる。

バイパス経路Ｌ３に抵抗体４１，４２を複数直列に接続したため、仮に抵抗体４１，４２のいずれかでショート故障が生じても、残りの抵抗体によって、バイパス経路Ｌ３を流れる電流が制限される。そのため、バイパス経路Ｌ３に過剰な電流が流れることを規制することができる。

抵抗体４１，４２においてショート故障又はオープン故障が生じると、平滑コンデンサ２６を適正に充電することができなくなる。この点、故障検知回路７０の電圧Ｖ１〜Ｖ３（検出電圧）に基づいて、抵抗体４１，４２のショート故障の有無やオープン故障の有無を判定する構成にしたため、これらの故障を適正に把握でき、故障発生時において適正なる処置を実施することが可能となる。

第１スイッチＳＷ１がオンで、かつ故障検知スイッチ４４がオンである場合において、電圧Ｖ３が電圧Ｖ１と略同じであることに基づいて、抵抗体４１，４２のいずれかがショート故障していることを適正に判定することができる。

第１スイッチＳＷ１がオフで、かつ故障検知スイッチ４４がオン又はオフである場合において、電圧Ｖ２が略０であることに基づいて、抵抗体４１，４２のいずれかがオープン故障していることを適正に判定することができる。

第１スイッチＳＷ１がオンで、かつ故障検知スイッチ４４がオンである場合において、電圧Ｖ３が略０であることに基づいて、抵抗体４３がショート故障していることを適正に判定することができる。

第１スイッチＳＷ１がオフで、かつ故障検知スイッチ４４がオンである場合において、電圧Ｖ３が電圧Ｖ１と略同じであることに基づいて、抵抗体４３がオープン故障していることを適正に判定することができる。

第１スイッチＳＷ１がオンで、かつ故障検知スイッチ４４がオフ指令されている場合において、電圧Ｖ３が中間電圧であることに基づいて、故障検知スイッチ４４がショート故障（オン故障）していることを適正に判定することができる。

第１スイッチＳＷ１がオフで、かつ故障検知スイッチ４４がオン指令されている場合において、電圧Ｖ３が略０であることに基づいて、故障検知スイッチがオープン故障（オフ故障）していることを適正に判定することができる。

回転電機ユニット２０に並列に鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２が接続された電源システムでは、それら各蓄電池１１，１２から回転電機ユニット２０への給電が可能となっている。この場合、第２スイッチＳＷ２がオフしていること、すなわちリチウムイオン蓄電池１２から回転電機ユニット２０への給電が停止されていることを条件に検出電圧（Ｖ１〜Ｖ３）が取得されることで、抵抗体４１，４２のショート故障やオープン故障を適正に判定することができる。

以下に、第１実施形態以外の実施形態を説明する。なお、以下の各実施形態については上記第１実施形態との相違点を中心に説明をする。

（第２実施形態）
第２実施形態での故障検知回路７０を図７に示す。図７では、図２との相違点として、抵抗体４１，４２の中間点に接続されていた抵抗体４３と故障検知スイッチ４４とが削除されている。また、図７では、抵抗体４１，４２からなる直列抵抗体の両端に電圧検出部７１，７２がそれぞれ接続され、抵抗体４１，４２の中間点に電圧検出部７３が接続されている。これら各電圧検出部７１〜７３により電圧Ｖ１〜Ｖ３が検出される。

そして本実施形態では、電池制御部５０は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオフ状態において、電圧検出部７１〜７３により検出された各電圧Ｖ１〜Ｖ３に基づいて、故障検知回路７０での故障判定を実施する。この場合、電池制御部５０は、各電圧Ｖ１〜Ｖ３のいずれかが０Ｖ（約０Ｖ）であることに基づいて、抵抗体４１，４２のいずれかでオープン故障が生じている旨を判定する。

また、電池制御部５０は、第１スイッチＳＷ１がオフされた状態下で平滑コンデンサ２６が充電される場合に、平滑コンデンサ２６の充電に要する所要時間に基づいて、抵抗体４１，４２のいずれかでショート故障が生じているか否かを判定する。すなわち、抵抗体４１，４２のいずれかでショート故障が生じていると、正常時に比べて平滑コンデンサ２６の充電所要時間が短くなることから、その充電所要時間に基づいて抵抗体４１，４２のショート故障判定を実施する。この場合、電池制御部５０は、抵抗体４１，４２の両端のうち回転電機ユニット２０の側の電圧（電圧Ｖ２）に基づいて、平滑コンデンサの充電所要時間を計測するとともに、その所要時間に基づいて、抵抗体４１，４２がショート故障していることを判定する。

より具体的には、電源システムの作動停止状態（第１スイッチＳＷ１等のオフ状態）で、電源端子に鉛蓄電池１１が接続された時、すなわち鉛蓄電池１１に電源ラインが接続された時に、平滑コンデンサ２６の充電時であると判定し、その時の充電所要時間に基づいて抵抗体４１，４２のショート故障判定を実施する。この場合、鉛蓄電池１１の接続時に電池制御部５０が作動状態になっている必要があるため、電池制御部５０は、ＩＧオフ中において例えば低電力モードで作動されているとよい。なお、電池制御部５０以外の制御装置により上記のショート故障判定が実施されてもよい。

又は、鉛蓄電池１１と回転電機ユニット２０との間の接続経路に放電回路７５（図７参照）を備える構成において、電池制御部５０は、平滑コンデンサ２６を事前に意図的に放電させ、その放電後における再充電時に、平滑コンデンサ２６の充電所要時間に基づいて抵抗体４１，４２のショート故障判定を実施する。

図８は、電池制御部５０によるショート故障判定の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、例えば所定周期で繰り返し実施される。

図８において、ステップＳ３１では、平滑コンデンサ２６の充電時であるか否かを判定する。このとき、電池制御部５０は、例えば、鉛蓄電池１１の正極端子に接続される電源ラインの電圧が０Ｖから所定に正電圧に変化することに基づいて、鉛蓄電池１１の接続に伴う平滑コンデンサ２６の充電時であることを判定する。又は、電池制御部５０は、平滑コンデンサ２６の放電後において再充電時であることを判定する。

平滑コンデンサ２６の充電時であると判定された場合、ステップＳ３２に進み、カウンタのインクリメントを開始する。続くステップＳ３３では、平滑コンデンサ２６の充電が完了したか否かを判定する。このとき、例えば電圧検出部７２により検出された電圧Ｖ２が、所定の充電完了判定値に達したことに基づいて、充電完了を判定するとよい。充電完了前であればステップＳ３２に戻り、充電完了であればステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４では、カウンタ値が所定の閾値ＴＨ１未満であるか否かを判定する。そして、カウンタ値が閾値ＴＨ１未満であれば、ステップＳ３５に進み、抵抗体４１，４２のいずれかでショート故障が生じている旨を判定する。カウンタ値が閾値ＴＨ１以上であれば、そのまま本処理を終了する。

また、第１スイッチＳＷ１がオフされた状態下で平滑コンデンサ２６が充電される場合に、抵抗体４１の両端電圧差、すなわち電圧Ｖ１，Ｖ３の電圧差ΔＶａと、抵抗体４２の両端電圧差、すなわち電圧Ｖ２，Ｖ３の電圧差ΔＶｂとを算出し、それらに基づいて、抵抗体４１，４２のいずれかでショート故障が生じていることを判定するものであってもよい。なお本実施形態では、抵抗体４１，４２を同じ抵抗値にしている。

図９は、電池制御部５０によるショート故障判定の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、図８の処理に置き換えて実施される。

図９において、ステップＳ４１では、平滑コンデンサ２６の充電時であるか否かを判定する。この処理は図８のステップＳ３１と同じものである。平滑コンデンサ２６の充電時であると判定された場合、ステップＳ４２に進み、電圧Ｖ１，Ｖ３の電圧差ΔＶａと、電圧Ｖ２，Ｖ３の電圧差ΔＶｂとを算出する。続くステップＳ４３では、電圧差ΔＶａ，ΔＶｂの差の絶対値が所定の閾値ＴＨ２よりも大きいか否かを判定する。そして、｜ΔＶａ−ΔＶｂ｜＞ＴＨ２であれば、ステップＳ４４に進み、抵抗体４１，４２のいずれかでショート故障が生じている旨を判定する。つまり、抵抗体４１，４２のいずれかでショート故障が生じていれば、各抵抗体４１，４２での両端電圧差が相違することになるため、それを利用して抵抗体４１，４２のショート故障判定を実施する。

なお、ステップＳ４４において、電圧差ΔＶａ，ΔＶｂの大小を比較し、小さい方に相当する抵抗体についてショート故障が生じていると判定してもよい。すなわち、ΔＶａ＜ΔＶｂであれば、抵抗体４１でショート故障が生じていると判定し、ΔＶａ＞ΔＶｂであれば、抵抗体４２でショート故障が生じていると判定する。

本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

抵抗体４１，４２のいずれかがショート故障していると、バイパス経路Ｌ３を介しての通電により平滑コンデンサ２６が充電される場合に、その充電に要する所要時間が正常時に比べて短くなる。したがって、バイパス経路Ｌ３を介しての通電により平滑コンデンサ２６が充電される場合に、電圧Ｖ２に基づいて計測される充電所要時間に基づいて、抵抗体４１，４２のいずれかがショート故障していることを適正に判定することができる。

また、抵抗体４１，４２のいずれかがショート故障していると、各抵抗体４１，４２の抵抗比が変わるため、バイパス経路Ｌ３を介しての通電により平滑コンデンサ２６が充電される場合に、電圧差ΔＶａ，ΔＶｂの大小関係が正常時とは異なるものとなる。したがって、バイパス経路Ｌ３を介しての通電により平滑コンデンサ２６が充電される場合に、電圧差ΔＶａ，ΔＶｂに基づいて、抵抗体４１，４２のいずれかがショート故障していることを適正に判定することができる。

（第３実施形態）
図１０に、第３実施形態での故障検知回路８０を示す。故障検知回路８０において、抵抗体４１，４２からなる直列抵抗体の両端にはそれぞれ電圧検出部８１，８２が接続されている。電圧検出部８１により電圧Ｖ１１が検出され、電圧検出部８２により電圧Ｖ１２が検出される。電圧検出部８１，８２は例えば直列抵抗体を有する分圧検出回路として構成されている。また、抵抗体４１，４２の直列抵抗体の両端のうち平滑コンデンサ２６側とグランドとの間には、抵抗体８３，８４及び故障検知スイッチ８５が直列に接続されている。抵抗体８３，８４が分岐抵抗体に相当する。故障検知スイッチ８５は、例えばノーマリオープンの半導体スイッチである。

電池制御部５０は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフされている状態で、以下に示す各部の故障判定を実施する。

（１）電圧検出部８１，８２により検出された各電圧Ｖ１１，Ｖ１２のいずれかが０Ｖ（約０Ｖ）であることに基づいて、抵抗体４１，４２のいずれかでオープン故障が生じている旨を判定する。

（２）故障検知スイッチ８５のオン状態で、抵抗体４１，４２の両端電圧差（電圧Ｖ１１，Ｖ１２の差）が０より大きくかつ所定値以下であることに基づいて、抵抗体４１，４２のいずれかでショート故障が生じている旨を判定する。所定値は、正常時の抵抗体４１，４２及び抵抗体８３，８４の抵抗比（本実施形態では１：１）により定められており、例えば５Ｖである。すなわち、故障検知スイッチ８５のオン状態は、各抵抗体４１，４２，８３，８４を介して電流が流れる状態であり、かかる状態下で抵抗体４１，４２でのショート故障が生じていると、抵抗体４１，４２及び抵抗体８３，８４の抵抗比が変わり、電圧Ｖ１２が正常時よりも大きくなる。そのため、抵抗体４１，４２の両端電圧差により、抵抗体４１，４２でのショート故障を判定できる。

（３）故障検知スイッチ８５のオン状態で、オン切り替え前と電圧Ｖ１２が変わらないこと、すなわち例えば１２Ｖのままであることに基づいて、抵抗体８３，８４のいずれかでオープン故障が生じている旨を判定する。

（４）故障検知スイッチ８５のオン状態で、抵抗体４１，４２の両端電圧差が所定値以上であることに基づいて、抵抗体８３，８４のいずれかでショート故障が生じている旨を判定する。所定値は、正常時の抵抗体４１，４２及び抵抗体８３，８４の抵抗比（本実施形態では１：１）により定められており、例えば７Ｖである。故障検知スイッチ８５のオン状態、すなわち各抵抗体４１，４２，８３，８４を介して電流が流れる状態で、抵抗体８３，８４でのショート故障が生じていると、抵抗体４１，４２及び抵抗体８３，８４の抵抗比が変わり、電圧Ｖ１２が正常時よりも小さくなる。そのため、抵抗体４１，４２の両端電圧差により、抵抗体４１，４２でのショート故障を判定できる。

（５）故障検知スイッチ８５のオン指令を受けているにもかかわらずオン指令前と電圧Ｖ１２が変わらないこと、すなわち例えば１２Ｖのままであることに基づいて、故障検知スイッチ８５でオープン故障（オフ故障）が生じている旨を判定する。

（６）故障検知スイッチ８５のオフ指令を受けているにもかかわらず電圧Ｖ１１，Ｖ１２に差が生じていること、すなわち各抵抗体に電流が流れていることに基づいて、故障検知スイッチ８５でショート故障（オン故障）が生じている旨を判定する。

図１１は、電池制御部５０による故障判定の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、例えばＩＧスイッチのオフ後、すなわち第１スイッチＳＷ１がオフされている状態で実施される。

図１１において、ステップＳ５１では、故障検知スイッチ８５をオフ状態にし（すなわちスイッチオフ指令を出力し）、続くステップＳ５２では、抵抗体４１，４２のいずれかでのオープン故障の有無を判定する。この場合、故障検知スイッチ８５のオフ状態で、電圧Ｖ１２が０Ｖ（約０Ｖ）であれば、抵抗体４１，４２のいずれかでオープン故障が生じている旨を判定する。

また、ステップＳ５３では、故障検知スイッチ８５でのショート故障（オン故障）の有無を判定する。この場合、故障検知スイッチ８５のオフ指令を受けているにもかかわらず、電圧Ｖ１１，Ｖ１２に差が生じていれば、故障検知スイッチ８５でショート故障が生じている旨を判定する。

その後、ステップＳ５４では、故障検知スイッチ８５をオン状態にし（すなわちスイッチオン指令を出力し）、続くステップＳ５５では、抵抗体４１，４２のいずれかでのショート故障の有無を判定する。この場合、故障検知スイッチ８５のオン状態で、抵抗体４１，４２の両端電圧差（電圧Ｖ１１，Ｖ１２の差）が０より大きくかつ所定値以下であれば、抵抗体４１，４２のいずれかでショート故障が生じている旨を判定する。

また、ステップＳ５６では、抵抗体８３，８４のいずれかでのオープン故障の有無を判定する。この場合、故障検知スイッチ８５のオン状態で、オン切り替え前と電圧Ｖ１２が変わらなければ、抵抗体８３，８４のいずれかでオープン故障が生じている旨を判定する。ステップＳ５７では、抵抗体８３，８４のいずれかでのショート故障の有無を判定する。この場合、故障検知スイッチ８５のオン状態で、抵抗体４１，４２の両端電圧差が所定値以上であれば、抵抗体８３，８４のいずれかでショート故障が生じている旨を判定する。

ステップＳ５８では、故障検知スイッチ８５でのオープン故障（オフ故障）の有無を判定する。この場合、故障検知スイッチ８５のオン指令を受けているにもかかわらず、オン指令前と電圧Ｖ１２が変わらなければ、故障検知スイッチ８５でのオープン故障が生じている旨を判定する。ただし、上記構成では、抵抗体８３，８４のいずれかでのオープン故障が生じた場合、故障検知スイッチ８５でのオープン故障（オフ故障）が生じた場合のいずれにおいても、故障検知スイッチ８５のオンオフにかかわらず電圧Ｖ１２が同じ電圧（１２Ｖ）に保持される。そのため、故障検知スイッチ８５のオンオフにかかわらず電圧Ｖ１２が同じ電圧（１２Ｖ）に保持される場合には、抵抗体８３，８４のいずれかでのオープン故障か、故障検知スイッチ８５でのオープン故障（オフ故障）のいずれかが生じたと判定されるとよい。

本実施形態によれば、上記のとおり抵抗体４１，４２のいずれかでのオープン故障及びショート故障を適正に判定することができる。またこれに加えて、抵抗体８３，８４のいずれかでのオープン故障及びショート故障や、故障検知スイッチ８５でのオープン故障（オフ故障）及びショート故障（オン故障）の判定が可能となっている。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・図１２に示す電源システムであってもよい。図１２では、バイパス経路Ｌ３に、鉛蓄電池１１の側をアノード、回転電機ユニット２０の側をカソードとする向きで、抵抗体４１，４２に直列にダイオード９１が接続されている。なお、バイパス経路Ｌ３において抵抗体４１，４２に直列にダイオード９１を設ける構成は、図１の構成を含め、他の構成にも採用できる。

上記構成によれば、バイパス経路Ｌ３における電流の向きが制限される。この場合、鉛蓄電池１１から平滑コンデンサ２６への向きでのみ電流の流れが許容され、電流の逆流による不都合を抑制できる。例えば、鉛蓄電池１１において正極と負極とが逆になる逆接続が行われたとしても、それに伴い逆説続電流が流れることが抑制される。

・図１３に示す電源システムであってもよい。図１３では、抵抗体４１，４２が、それぞれ複数の抵抗体を並列接続してなる並列抵抗部として設けられている。この場合、並列抵抗部においていずれかの抵抗体でオープン故障が生じても、バイパス経路Ｌ３を介しての平滑コンデンサ２６の充電が可能となる。

・図１４に示す電源システムであってもよい。図１４では、バイパス経路Ｌ３が、電池ユニット３０においてＩＧ端子Ｐ４と出力端子Ｐ２とを接続する経路として設けられている。ＩＧ端子Ｐ４には、ＩＧスイッチ９２を介して鉛蓄電池１１が接続されている。この場合、車両への電源投入を行うべくＩＧスイッチ９２がオン操作されると、鉛蓄電池１１と回転電機ユニット２０の平滑コンデンサ２６とが接続される。これにより、バイパス経路Ｌ３を介して鉛蓄電池１１から平滑コンデンサ２６に電力が供給され、平滑コンデンサ２６が充電される。

なお、図１４の構成では、ＩＧスイッチ９２のオン後に平滑コンデンサ２６の充電が行われるため、バイパス経路Ｌ３が鉛蓄電池１１に常時接続されている構成に比べて、充電の所要時間を短くすることが望ましい。そのため、抵抗体４１，４２の抵抗値を３０Ω程度としている。

・上記各実施形態での故障判定処理において、故障検知回路７０，８０でのショート故障判定及びオープン故障判定のうち、ショート故障判定のみを実施する構成、又はオープン故障判定のみを実施する構成とすることも可能である。

・上記実施形態では、バイパス経路Ｌ３に抵抗体を複数直列に設けたが、これを変更し、１つの抵抗体を設ける構成としてもよい。

・上記実施形態では、回転電機ユニットとして、発電機能及び力行機能を有する回転電機ユニット２０を用いる構成としたが、これを変更し、発電機能のみを有する発電機ユニットを用いる構成、又は力行機能のみを有する電動機ユニットを用いる構成であってもよい。

・電池ユニット３０において、電池制御部５０をユニット外部の構成としてもよい。また、本発明は、電池ユニット３０を備えて実現されるものに限られない。つまり、リチウムイオン蓄電池１２や各スイッチを一体にパック化した構成以外で実現されてもよい。

・電源システムは、第１蓄電池及び第２蓄電池として鉛蓄電池１１とリチウムイオン蓄電池１２とを備えるものに限られない。例えば、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２のいずれかの代わりに、ニッケル水素蓄電池など他の二次電池を用いる構成としてもよい。また、第１蓄電池及び第２蓄電池をいずれも鉛蓄電池又はリチウムイオン蓄電池にすることも可能である。電源システムにおいて１つの蓄電池を用いる構成や３つ以上の蓄電池を用いる構成とすることも可能である。

・車載電源装置に限定されず、車載以外の電源装置に本発明を適用することも可能である。

１０…鉛蓄電池、２０…回転電機ユニット、２６…平滑コンデンサ、４１，４２…抵抗体、５０…電池制御部、ＳＷ１…第１スイッチ（メインスイッチ）。

Claims (7)

1. 発電及び力行の少なくともいずれかの機能を有する回転電機ユニット（２０）と、
   前記回転電機ユニットに接続経路を介して接続される蓄電池（１１）と、
   前記接続経路に設けられるメインスイッチ（ＳＷ１）と、
   を備え、システム作動状態において、前記メインスイッチがオン操作されることで前記蓄電池と前記回転電機ユニットとが導通状態となる電源システムであって、
   前記回転電機ユニットは、前記接続経路に接続される平滑コンデンサ（２６）を有し、
   前記メインスイッチを迂回するように前記接続経路にバイパス経路（Ｌ３）が並列接続されており、そのバイパス経路に抵抗体（４１，４２）が設けられており、
   前記バイパス経路には、前記抵抗体として第１抵抗体（４１）と第２抵抗体（４２）とが直列に接続され、
   前記第１抵抗体及び前記第２抵抗体の間の中間点とグランドとの間に、故障検知スイッチ（４４）を前記中間点側、第３抵抗体（４３）をグランド側にしてこれらが直列に接続されており、
   前記第１抵抗体及び前記第２抵抗体の直列抵抗体の両端のうち前記蓄電池の側が第１点（Ｎ１１）、前記回転電機ユニットの側が第２点（Ｎ１２）、前記故障検知スイッチと前記第３抵抗体との間が第３点（Ｎ１３）であり、
   前記抵抗体に印加される電圧を検出電圧として取得する取得部（５０）と、
   前記検出電圧に基づいて、前記抵抗体のショート故障の有無及びオープン故障の有無の少なくともいずれかを判定する故障判定部（５０）と、
   を備え、
   前記取得部は、
   前記メインスイッチがオンで、かつ前記故障検知スイッチがオンである場合に前記第３点の電圧を前記検出電圧として取得し、
   前記メインスイッチがオフで、かつ前記故障検知スイッチがオン又はオフである場合に前記第２点の電圧を前記検出電圧として取得し、
   前記故障判定部は、
   前記メインスイッチがオンで、かつ前記故障検知スイッチがオンである場合の前記第３点の電圧が、前記第１点の電圧と略同じであることに基づいて、前記第１抵抗体又は前記第２抵抗体がショート故障していることを判定し、
   前記メインスイッチがオフで、かつ前記故障検知スイッチがオン又はオフである場合の前記第２点の電圧が、略０であることに基づいて、前記第１抵抗体又は前記第２抵抗体がオープン故障していることを判定する電源システム。
2. 前記取得部は、
   前記メインスイッチがオンで、かつ前記故障検知スイッチがオンである場合に前記第３点の電圧を前記検出電圧として取得し、
   前記メインスイッチがオフで、かつ前記故障検知スイッチがオンである場合に前記第３点の電圧を前記検出電圧として取得し、
   前記故障判定部は、
   前記メインスイッチがオンで、かつ前記故障検知スイッチがオンである場合の前記第３点の電圧が、略０であることに基づいて、前記第３抵抗体がショート故障していることを判定し、
   前記メインスイッチがオフで、かつ前記故障検知スイッチがオンである場合の前記第３点の電圧が、前記第１点の電圧と略同じであることに基づいて、前記第３抵抗体がオープン故障していることを判定する請求項１に記載の電源システム。
3. 前記取得部は、
   前記メインスイッチがオンで、かつ前記故障検知スイッチがオフ指令されている場合に前記第３点の電圧を前記検出電圧として取得し、
   前記メインスイッチがオフで、かつ前記故障検知スイッチがオン指令されている場合に前記第３点の電圧を前記検出電圧として取得し、
   前記故障判定部は、
   前記メインスイッチがオンで、かつ前記故障検知スイッチがオフ指令されている場合の前記第３点の電圧が、前記蓄電池の電圧と０Ｖとの間の中間電圧であることに基づいて、前記故障検知スイッチがショート故障していることを判定し、
   前記メインスイッチがオフで、かつ前記故障検知スイッチがオン指令されている場合の前記第３点の電圧が、略０であることに基づいて、前記故障検知スイッチがオープン故障していることを判定する請求項１又は２に記載の電源システム。
4. 発電及び力行の少なくともいずれかの機能を有する回転電機ユニット（２０）と、
   前記回転電機ユニットに接続経路を介して接続される蓄電池（１１）と、
   前記接続経路に設けられるメインスイッチ（ＳＷ１）と、
   を備え、システム作動状態において、前記メインスイッチがオン操作されることで前記蓄電池と前記回転電機ユニットとが導通状態となる電源システムであって、
   前記回転電機ユニットは、前記接続経路に接続される平滑コンデンサ（２６）を有し、
   前記メインスイッチを迂回するように前記接続経路にバイパス経路（Ｌ３）が並列接続されており、そのバイパス経路に抵抗体（４１，４２）が設けられており、
   前記バイパス経路において前記抵抗体の両端のうち前記回転電機ユニットの側とグランドとの間に、分岐抵抗体（８３，８４）と故障検知スイッチ（８５）とが直列に接続されている電源システムであって、
   前記抵抗体に印加される電圧を検出電圧として取得する取得部（５０）と、
   前記検出電圧に基づいて、前記抵抗体のショート故障の有無及びオープン故障の有無の少なくともいずれかを判定する故障判定部（５０）と、
   を備え、
   前記取得部は、前記故障検知スイッチがオンである場合に、前記バイパス経路における前記抵抗体の両端の各電圧を前記検出電圧として取得し、
   前記故障判定部は、前記故障検知スイッチがオンである場合に、前記バイパス経路における前記抵抗体の両端電圧差が０より大きくかつ所定値以下であることに基づいて、当該抵抗体がショート故障していることを判定する電源システム。
5. 前記バイパス経路に、前記抵抗体が複数直列に接続されている請求項４に記載の電源システム。
6. 前記バイパス経路には、前記蓄電池の側をアノード、前記回転電機ユニットの側をカソードとする向きで、前記抵抗体に直列にダイオード（９１）が接続されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電源システム。
7. 前記蓄電池を第１蓄電池（１１）、前記メインスイッチを第１スイッチ（ＳＷ１）として備える一方、
   前記接続経路において前記第１スイッチよりも前記回転電機ユニットの側に、前記第１蓄電池に並列になるように接続される第２蓄電池（１２）と、
   前記第２蓄電池の正極側に接続される第２スイッチ（ＳＷ２）と、
   を備える電源システムであって、
   前記取得部は、前記第２スイッチがオフしている状態下で前記検出電圧を取得する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電源システム。

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