特開 2015-192493 電源システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-192493(P2015-192493A)

(43)【公開日】2015年11月2日

(54)【発明の名称】電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20151006BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 S

   H02J7/00 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-66638(P2014-66638)

(22)【出願日】2014年3月27日

(71)【出願人】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】安則 裕通

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA07

5G503BA02

5G503BB01

5G503CA01

5G503CA11

5G503CC02

5G503FA06

5G503FA17

5G503GB03

(57)【要約】

【課題】蓄電装置の出力端が短絡した場合であっても負荷に給電することができる電源システムを提供する。
【解決手段】電源システム１では、発電機１０が発生した電力が第１蓄電装置１１に蓄えられる。発電機１０及び第１蓄電装置１１はＤＣ／ＤＣコンバータ２３を介して負荷１４，１５に給電する。発電機１０から第１蓄電装置１１への充電電流、及び、第１蓄電装置１１から負荷１４，１５への放電電流が流れる電流経路にスイッチ２１が設けられている。制御部２５は、第１蓄電装置１１の出力端が短絡しているか否かを判定する。制御部２５は、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していると判定した場合、スイッチ２１をオフにする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電機が発生した電力が蓄電装置に蓄えられ、前記発電機及び蓄電装置から負荷に給電される電源システムにおいて、
前記発電機から前記蓄電装置への充電電流、及び、該蓄電装置から前記負荷への放電電流が流れる電流経路に設けられたスイッチと、
前記蓄電装置の出力端が短絡しているか否かを判定する短絡判定手段と、
該短絡判定手段によって前記出力端が短絡していると判定された場合に、前記スイッチをオフにするオフ手段と
を備えることを特徴とする電源システム。

【請求項2】

前記蓄電装置が充電されているか否かを判定する充電判定手段と、
該充電判定手段によって前記蓄電装置が充電されていると判定された場合に、該蓄電装置の出力電圧を時系列的に検出する電圧検出手段と
を備え、
前記短絡判定手段は、該電圧検出手段が検出した電圧が時間の経過と共に上昇していない場合に前記出力端が短絡していると判定するように構成してあること
を特徴とする請求項１に記載の電源システム。

【請求項3】

前記蓄電装置が充電されているか否かを判定する充電判定手段と、
該充電判定手段によって前記蓄電装置が充電されていると判定された場合に、前記充電電流に係る値を検出する電流検出手段と
を備え、
前記短絡判定手段は、該電流検出手段が検出した値によって、充電電流が所定電流以上であることが示されている場合に前記出力端が短絡していると判定するように構成してあること
を特徴とする請求項１に記載の電源システム。

【請求項4】

前記蓄電装置が放電しているか否かを判定する放電判定手段と、
該放電判定手段によって前記蓄電装置が放電していると判定された場合に、該蓄電装置の出力電圧を検出する第２の電圧検出手段と
を備え、
前記短絡判定手段は、該第２の電圧検出手段が検出した電圧が所定電圧未満である場合に前記出力端が短絡していると判定するように構成してあること
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の電源システム。

【請求項5】

前記蓄電装置が放電しているか否かを判定する放電判定手段と、
該放電判定手段によって前記蓄電装置が放電していると判定された場合に、前記電流経路に流れる電流の方向を検出する方向検出手段と
を備え、
前記短絡判定手段は、該方向検出手段が検出した方向が前記蓄電装置に電流が流れる方向である場合に、前記出力端が短絡していると判定するように構成してあること
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発電機が発生した電力が蓄電装置に蓄えられ、発電機及び蓄電装置から負荷に給電される電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載する電源システムとして、減速する場合に運動エネルギーを回生電力に変換する発電機と、発電機が発生した回生電力を蓄える電気二重層キャパシタ又はリチウムイオン電池等の蓄電装置とを備える電源システムが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

【0003】

特許文献１に記載の電源システムでは、発電機は、発生した回生電力を、車載機器である負荷と蓄電装置とに供給し、蓄電装置は、蓄えた電力を負荷に供給する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２４０４８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載してある電源システムにおいて、蓄電装置の出力端が短絡した場合、蓄電装置から負荷に給電されない。更に、発電機が発生した電力に係る電流が蓄電装置に向かって流れるため、負荷は発電機及び蓄電装置の両方から給電されないという問題がある。

【0006】

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蓄電装置の出力端が短絡した場合であっても負荷に給電することができる電源システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る電源システムは、発電機が発生した電力が蓄電装置に蓄えられ、前記発電機及び蓄電装置から負荷に給電される電源システムにおいて、前記発電機から前記蓄電装置への充電電流、及び、該蓄電装置から前記負荷への放電電流が流れる電流経路に設けられたスイッチと、前記蓄電装置の出力端が短絡しているか否かを判定する短絡判定手段と、該短絡判定手段によって前記出力端が短絡していると判定された場合に、前記スイッチをオフにするオフ手段とを備えることを特徴とする。

【0008】

本発明にあっては、発電機が発生した電力がスイッチを介して蓄電装置に供給され、充電電流がスイッチを介して発電機から蓄電装置へ流れる。発電機は更に負荷にも給電する。蓄電装置は負荷に給電し、放電電流がスイッチを介して蓄電装置から負荷へ流れる。蓄電装置の出力端が短絡していると判定した場合、充電電流及び放電電流が流れる電流経路に設けられている前述のスイッチをオフにする。
これにより、発電機が発生した電力に係る電流が蓄電装置に向かって流れることはないため、発電機が発生した電力は負荷に供給される。このように、蓄電装置の出力端が短絡した場合であっても負荷は発電機から給電される。

【0009】

本発明に係る電源システムは、前記蓄電装置が充電されているか否かを判定する充電判定手段と、該充電判定手段によって前記蓄電装置が充電されていると判定された場合に、該蓄電装置の出力電圧を時系列的に検出する電圧検出手段とを備え、前記短絡判定手段は、該電圧検出手段が検出した電圧が時間の経過と共に上昇していない場合に前記出力端が短絡していると判定するように構成してあることを特徴とする。

【0010】

本発明にあっては、蓄電装置が充電されていると判定した場合、蓄電装置の出力電圧を時系列的に検出する。そして、複数回検出した蓄電装置の出力電圧が時間の経過と共に上昇していない場合、蓄電装置の出力端が短絡していると判定する。
このため、蓄電装置の出力端が短絡しているか否かが誤りなく判定される。

【0011】

本発明に係る電源システムは、前記蓄電装置が充電されているか否かを判定する充電判定手段と、該充電判定手段によって前記蓄電装置が充電されていると判定された場合に、前記充電電流に係る値を検出する電流検出手段とを備え、前記短絡判定手段は、該電流検出手段が検出した値によって、充電電流が所定電流以上であることが示されている場合に前記出力端が短絡していると判定するように構成してあることを特徴とする。

【0012】

本発明にあっては、前記蓄電装置が充電されていると判定した場合、発電機から蓄電装置へ流れる充電電流に係る値を検出する。そして、検出した値によって、充電電流が所定電流以上であることが示されている場合、蓄電装置の出力端が短絡していると判定する。
このため、蓄電装置の出力端が短絡しているか否かを簡単な構成で判定することが可能である。

【0013】

本発明に係る電源システムは、前記蓄電装置が放電しているか否かを判定する放電判定手段と、該放電判定手段によって前記蓄電装置が放電していると判定された場合に、該蓄電装置の出力電圧を検出する第２の電圧検出手段とを備え、前記短絡判定手段は、該第２の電圧検出手段が検出した電圧が所定電圧未満である場合に前記出力端が短絡していると判定するように構成してあることを特徴とする。

【0014】

本発明にあっては、蓄電装置が放電していると判定した場合、蓄電装置の出力電圧を検出する。検出した蓄電装置の出力電圧が所定電圧未満である場合、蓄電装置の出力端が短絡していると判定する。
従って、蓄電装置の出力端が短絡しているか否かを簡単な構成で判定することが可能となる。

【0015】

本発明に係る電源システムは、前記蓄電装置が放電しているか否かを判定する放電判定手段と、該放電判定手段によって前記蓄電装置が放電していると判定された場合に、前記電流経路に流れる電流の方向を検出する方向検出手段とを備え、前記短絡判定手段は、該方向検出手段が検出した方向が前記蓄電装置に電流が流れる方向である場合に、前記出力端が短絡していると判定するように構成してあることを特徴とする。

【0016】

本発明にあっては、蓄電装置が放電していると判定した場合、充電電流及び放電電流が流れる電流経路に流れている電流の方向を検出する。検出した電流の方向が蓄電装置に電流が流れる方向である場合、言い換えると、蓄電装置が放電しているにも関わらず蓄電装置に向かって電流が流れている場合、蓄電装置の出力端が短絡していると判定する。
従って、蓄電装置の出力端が短絡しているか否かを正確に判定される。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、蓄電装置の出力端が短絡した場合であっても負荷に給電することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施の形態１における電源システムの要部構成を示すブロック図である。

【図2】制御部が実行する通電制御処理を示すフローチャートである。

【図3】実施の形態２における電源システムの要部構成を示すブロック図である。

【図4】制御部が実行する通電制御処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１における電源システムの要部構成を示すブロック図である。この電源システム１は車両に好適に搭載され、発電機１０、第１蓄電装置１１、給電制御装置１２、第２蓄電装置１３、負荷１４，１５、スタータ１６及びスイッチ１７を備える。

【0020】

発電機１０の一端及び第１蓄電装置１１の正極は給電制御装置１２に各別に接続され、発電機１０の他端及び第１蓄電装置１１の負極は接地されている。給電制御装置１２は、更にスイッチ１７の一端及び他端に各別に接続されている。スイッチ１７の一端は、更に、第２蓄電装置１３の正極と、負荷１４及びスタータ１６夫々の一端とに接続され、スイッチ１７の他端は更に負荷１５の一端に接続されている。第２蓄電装置１３の負極と、負荷１４，１５及びスタータ１６夫々の他端とは接地されている。

【0021】

発電機１０は、車両の運動エネルギーを回生電力に変換し、更には、図示しないエンジンに連動して発電する。発電機１０は、交流電力を生成し、生成した交流電力を直流電力に整流し、整流した直流電力に係る直流電圧を出力電圧として給電制御装置１２に出力する。発電機１０は、給電制御装置１２を介して、出力電圧を、第１蓄電装置１１、第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５に印加し、これらに給電する。

【0022】

発電機１０が回生電力を発生するか否かは、図示しないアクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量、並びに、車速の少なくとも１つと、第１蓄電装置１１が蓄えている蓄電量とに基づいて判定される。例えば、発電機１０は、第１蓄電装置１１の蓄電量が所定の第１電力量未満である状態で、アクセルペダルが踏み込まれておらず、ブレーキペダルが踏み込まれており、かつ、車速が減速している場合に発電機１０は回生電力を発生する。
また、発電機１０は第１蓄電装置１１の蓄電量が所定の第２電力量未満である場合、エンジンに連動して発電する。第２蓄電量は第１蓄電量よりも少ない蓄電量である。

【0023】

第１蓄電装置１１は、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオン電池等である。第１蓄電装置１１には発電機１０の出力電圧が給電制御装置１２を介して印加され、これにより、発電機１０が発生した電力が第１蓄電装置１１に蓄えられる。第１蓄電装置１１は、蓄えた電力を、給電制御装置１２を介して、第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５を供給する。第１蓄電装置１１は特許請求の範囲おける蓄電装置として機能する。

【0024】

第２蓄電装置１３は例えば鉛蓄電池である。第２蓄電装置１３には、発電機１０又は第１蓄電装置１１の出力電圧が給電制御装置１２を介して印加され、第２蓄電装置１３は蓄電する。第２蓄電装置１３は、蓄えた電力を負荷１４，１５及びスタータ１６夫々に供給する。第２蓄電装置１３は、スイッチ１７を介して負荷１５に給電する。

【0025】

負荷１４は、パワーステアリング又はＡＢＳ（Antilock Braking System）等の車載機器であり、作動状態では比較的に多量の電流を消費する。負荷１５は、カーナビゲーションシステム、オーディオ機器、メータ又は照明機器等の車載機器であり、作動状態において消費される電流の量は少ない。

【0026】

スタータ１６はエンジンを始動させるためのモータである。エンジンが始動する直前にスイッチ１７はオンからオフに切り替えられる。エンジンが停止している状態では、給電制御装置１２を介した第２蓄電装置１３、負荷１４及びスタータ１６への給電は停止されている。このため、スタータ１６は第２蓄電装置１３が蓄えた電力を用いて作動する。スイッチ１７は、オフに切り替えられてから、エンジンが始動するのに十分な時間が経過した後にオンに戻される。スイッチ１７は、エンジンが始動する期間のみオフに切り替えられ、通常、オンに維持されている。

【0027】

給電制御装置１２は、発電機１０又は第１蓄電装置１１から第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５への給電を制御する。給電制御装置１２は、スイッチ２１，２２、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３、電圧検出部２４、制御部２５、電流検出部２６、タイマ２７及び記憶部２８を有する。

【0028】

発電機１０の一端は、スイッチ２１，２２夫々の一端と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３とに接続されている。スイッチ２１の他端は第１蓄電装置１１の正極と、電圧検出部２４とに接続されている。スイッチ２２の他端は、第２蓄電装置１３の正極と、負荷１４、スタータ１６及びスイッチ１７夫々の一端とに接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、更に、負荷１５及びスイッチ１７間の接続ノードと制御部２５とに各別に接続されている。制御部２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の他に、電圧検出部２４、電流検出部２６、タイマ２７及び記憶部２８に接続されている。

【0029】

スイッチ２１，２２は、半導体スイッチ又はリレー接点等であり、制御部２５によってオン／オフされる。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は発電機１０又は第１蓄電装置１１の出力電圧を、予め設定されている目標電圧に変圧する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、スイッチ１７がオンである場合、第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５に目標電圧を印加し、スイッチ１７がオフである場合、負荷１５に目標電圧を印加する。これにより、第２蓄電装置１３は発電機１０又は第１蓄電装置１１から供給される電力を蓄え、負荷１４，１５は給電される。

【0030】

発電機１０の出力電圧は第１蓄電装置１１の出力電圧よりも高い。このため、スイッチ２１がオンである場合において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、発電機１０が発電しているとき、発電機１０の出力電圧を目標電圧に変圧し、発電機１０が発電していないとき、第１蓄電装置１１の出力電圧を目標電圧に変圧する。

【0031】

ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、図示しないコイルと、一又は複数のスイッチとを有し、該一又は複数のスイッチは、制御部２５によって各別にオン／オフされる。制御部２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が有する一又は複数のスイッチ夫々のオン／オフを一定の周期で繰り返すことによって変圧をＤＣ／ＤＣコンバータ２３に行わせ、オン／オフのデューティを調整することによって昇圧幅又は降圧幅を調整する。更に、制御部２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が有する一又は複数のスイッチ夫々のオン／オフを制御することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の変圧を停止する。

【0032】

電圧検出部２４は第１蓄電装置１１の出力電圧を検出する。電圧検出部２４が検出した出力電圧は、制御部２５によって電圧検出部２４から読込まれる。
電流検出部２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３を介して流れる電流の値Ｉｄｃと、スイッチ２２を介して流れる電流の値Ｉｓｗとを検出する。電流検出部２６が検出した２つの電流値Ｉｄｃ，Ｉｓｗは制御部２５によって電流検出部２６から読込まれる。

【0033】

タイマ２７には、計時の開始を指示する開始指示と、計時の終了を指示する終了指示とが制御部２５から入力される。タイマ２７は、制御部２５から入力される開始指示及び終了指示に従って、計時の開始及び終了を行う。タイマ２７が計時している計時時間は、制御部２５によってタイマ２７から読込まれる。
記憶部２８は種々の内容を記憶しており、記憶部２８からの内容の読み出し及び書き込みは制御部２５によって行われる。

【0034】

制御部２５には、発電機１０が発電しているか否かを示す発電情報が入力されている。発電情報は、例えば、アクセルペダル及びブレーキペダル夫々の踏み込み量と、車速と、第１蓄電装置１１の蓄電量と、車両のイグニッションスイッチのオン／オフとを示す情報である。

【0035】

制御部２５は、例えば、前述したように、第１蓄電装置１１の蓄電量が第１電力量未満である状態で、アクセルペダルが踏み込まれておらず、ブレーキペダルが踏み込まれており、かつ、車速が減速している場合に発電機１０が回生電力を発生していると判定する。更に、制御部２５は、例えば、第１蓄電装置１１の蓄電量が第２電力量未満であり、かつ、イグニッションスイッチがオンである場合に、第１蓄電装置１１を充電すべく、発電機１０がエンジンと連動して発電していると判定する。

【0036】

制御部２５は、外部から入力される発電情報、電圧検出部２４が検出した第１蓄電装置１１の出力電圧、電流検出部２６が検出した電流、及び、記憶部２８が記憶している内容等に基づいて、スイッチ２１，２２夫々のオン／オフと、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の動作とを制御する。

【0037】

制御部２５は、スイッチ２２をオフにしている状態でＤＣ／ＤＣコンバータ２３に変圧を行わせる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、発電機１０の出力電圧、又は、スイッチ２１を介して印加される第１蓄電装置１１の出力電圧を目標電圧に変圧する。スイッチ１７がオンである場合には、目標電圧が第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５に印加され、スイッチ１７がオフである場合には目標電圧が負荷１５に印加される。
目標電圧は第２蓄電装置１３の出力電圧よりも高い。このため、スイッチ１７がオンであり、かつ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が変圧を行っている場合、第２蓄電装置１３は、目標電圧を印加され、充電される。

【0038】

制御部２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に変圧を行わせている間、電流検出部２６から電流値Ｉｄｃを繰り返し読込む。制御部２５は、読込んだ電流値Ｉｄｃが所定の閾値未満である間、スイッチ２２をオフにした状態でＤＣ／ＤＣコンバータ２３に変圧を行わせ続ける。制御部２５は、負荷１４，１５の作動状況に応じて、電流検出部２６から読込んだ電流値Ｉｄｃが閾値以上となった場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の変圧を停止し、スイッチ２２をオフからオンに切り替える。これにより、第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３を介することなく、発電機１０又は第１蓄電装置１１から直接給電される。

【0039】

制御部２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の変圧を停止している状態でスイッチ２２をオンにしている間、電流検出部２６から電流値Ｉｓｗを繰り返し読込む。制御部２５は、読込んだ電流値Ｉｓｗが閾値以上である場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の変圧を停止している状態でスイッチ２２のオンを維持する。制御部２５は、電流検出部２６から読込んだ電流値Ｉｓｗが閾値未満となった場合、スイッチ２２をオンからオフに切り替える。そして、制御部２５は、前述したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３に変圧を行わせる。

【0040】

なお、スイッチ２２がオンである場合、スイッチ１７はオンとなっている。これは、車両に搭載されている電気機器の大部分がエンジンの作動中に作動し、これらが作動した場合に電流値Ｉｄｃ，Ｉｓｗ夫々が閾値以上となるためである。スイッチ１７がオフとなっている場合、大部分の車載機器が停止しており、電流値Ｉｄｃ，Ｉｓｗ夫々は閾値未満となっている。

【0041】

スイッチ２１は、発電機１０から第１蓄電装置１１への充電電流と、第１蓄電装置１１から第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５への放電電流とが流れる電流経路に設けられている。制御部２５は、スイッチ２２のオン／オフ、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の動作について、前述した制御処理を行うと共に、外部から入力されている発電情報、及び、電圧検出部２４が検出した電圧等に基づいてスイッチ２１を介した通電を制御する。

【0042】

図２は制御部２５が実行する通電制御処理を示すフローチャートである。制御部２５は、イグニッションスイッチがオフからオンになった場合にスイッチ２１をオンにし、スイッチ２１がオンである状態で通電制御処理を実行する。

【0043】

制御部２５は、まず、外部から入力されている発電情報に基づいて第１蓄電装置１１が充電されているか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部２５は、外部から入力されている発電情報が発電機１０の発電を示している場合に第１蓄電装置１１が充電されていると判定する。制御部２５は、外部から入力されている発電情報が発電機１０の発電を示していない場合に第１蓄電装置１１が充電されていないと判定する。制御部２５は充電判定手段として機能する。

【0044】

第１蓄電装置１１が充電されていない場合に第１蓄電装置１１は放電しており、第１蓄電装置１１が充電されている場合に第１蓄電装置１１は放電していない。このため、ステップＳ１は、第１蓄電装置１１が放電しているか否かを制御部２５が判定していることに相当する。従って、制御部２５は放電判定手段としても機能する。

【0045】

制御部２５は第１蓄電装置１１が充電されていると判定した場合（Ｓ１：ＹＥＳ），開始指示をタイマ２７に出力することによって、タイマ２７に計時を開始させる（ステップＳ２）。そして、制御部２５は、電圧検出部２４から第１蓄電装置１１の出力電圧を読込み（ステップＳ３）、読み込んだ出力電圧を記憶部２８に記憶する（ステップＳ４）。

【0046】

制御部２５は、ステップＳ４を実行した後、タイマ２７が計時している計時時間が予め設定されている設定時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。制御部２５は、計時時間が設定時間未満であると判定した場合（Ｓ５：ＮＯ）、処理をステップＳ３に戻し、計時時間が設定時間以上となるまで、第１蓄電装置１１の出力電圧を繰り返し読込み、該出力電圧を記憶部２８に記憶する。制御部２５によって、第１蓄電装置１１が充電されていると判定されてステップＳ３，Ｓ４が繰り返し実行されている間、電圧検出部２４は第１蓄電装置１１の出力電圧を時系列的に検出している。電圧検出部２４は電圧検出手段として機能する。電圧検出部２４はステップＳ３，Ｓ４が実行される１周期間に少なくとも１回は第１蓄電装置１１の出力電圧を検出している。
タイマ２７が計時を開始して計時時間が設定時間以上となるまで、制御部２５はステップＳ３，Ｓ４を少なくとも２回実行する。

【0047】

制御部２５は、計時時間が設定時間以上であると判定した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、タイマ２７に終了指示を出力することによって、タイマ２７に計時を終了させる（ステップＳ６）。次に、制御部２５は、ステップＳ４を繰り返すことによって記憶部２８に記憶された出力電圧に基づいて、第１蓄電装置１１の出力端が短絡しているか否かを判定する（ステップＳ７）。制御部２５は、計時時間が設定時間以上となるまでにステップＳ３で繰り返し読込んだ第１蓄電装置１１の出力電圧が時間の経過と共に上昇した場合、第１蓄電装置１１の出力端は短絡していないと判定する。制御部２５は、例えば、２回目以降に読込んだ出力電圧の内、少なくとも１つが１回目に読込んだ出力電圧を超えている場合に、第１蓄電装置１１の出力電圧が時間の経過と共に上昇したと判断する。

【0048】

また、制御部２５は、計時時間が設定時間以上となるまでにステップＳ３で繰り返し読込んだ第１蓄電装置１１の出力電圧が時間の経過と共に上昇していない場合、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していると判定する。制御部２５は、例えば、２回目以降に読込んだ出力電圧の全てが１回目に読込んだ出力電圧以下である場合に第１蓄電装置１１の出力電圧が時間の経過と共に上昇していないと判断する。制御部２５は短絡判定手段としても機能する。
制御部２５は、第１蓄電装置１１の出力電圧が時間の経過と共に上昇しているか否かを判断することによって、第１蓄電装置１１の出力端が短絡しているか否かを誤りなく判定することができる。

【0049】

制御部２５は、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していると判定した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、スイッチ２１をオフにする（ステップＳ８）。これにより、発電機１０が発生した電力に係る電流が第１蓄電装置１１に向かって流れることはなく、発電機１０が発生した電力は第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５に供給される。従って、第１蓄電装置１１の出力端が短絡した場合であっても、第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５は発電機１０から給電される。制御部２５はオフ手段としても機能する。

【0050】

なお、制御部２５がステップＳ８を実行した後、スイッチ１７はスタータ１６が作動するか否かに無関係にオンに維持され、発電機１０は、例えば、第１蓄電装置１１の蓄電量に無関係に回生電力を発生し、第２蓄電装置１３が所定電力量未満となった場合にエンジンに連動して発電する。

【0051】

制御部２５は、ステップＳ８を実行した後、通電制御処理を終了する。この場合、制御部２５は、イグニッションスイッチが一旦オフとなって、再びオンとなるまで、スイッチ２１をオフに維持し、通電制御処理を実行しない。

【0052】

制御部２５は、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していないと判定した場合（Ｓ７：ＮＯ）、通電制御処理を終了する。その後、制御部２５は、通電制御処理を繰り返す。

【0053】

制御部２５は、第１蓄電装置１１が充電されていないと判定した場合、即ち、第１蓄電装置１１が放電していると判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）、電圧検出部２４から第１蓄電装置１１の出力電圧を読込む（ステップＳ９）。電圧検出部２４は、制御部２５がステップＳ９を実行する場合において、第１蓄電装置１１の出力電圧を検出しており、第２の電圧検出手段としても機能する。

【0054】

次に、制御部２５は、ステップＳ９で読込んだ出力電圧に基づいて第１蓄電装置１１の出力端が短絡しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。制御部２５は、ステップＳ９で読込んだ出力電圧が予め設定されている設定電圧未満である場合、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していると判定する。制御部２５は、ステップＳ９で読込んだ出力電圧が設定電圧以上である場合、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していないと判定する。
このように、制御部２５は、第１蓄電装置１１の出力電圧に基づいて、第１蓄電装置１１の出力端が短絡しているか否かを簡単な構成で判定することができる。

【0055】

制御部２５は、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していると判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、スイッチ２１をオフにする（ステップＳ１１）。これにより、第１蓄電装置１１の出力端が短絡した場合であっても、第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５は発電機１０から給電される。

【0056】

なお、制御部２５がステップＳ１１を実行した後、ステップＳ８を実行した後と同様の処理を実行する。即ち、制御部２５は、イグニッションスイッチが一旦オフとなって、再びオンとなるまで、スイッチ２１をオフに維持し、通電制御処理を実行しない。また、制御部２５がステップＳ１１を実行した後、スイッチ１７はスタータ１６が作動するか否かに無関係にオンに維持され、発電機１０は制御部２５がステップＳ８を実行した場合と同様の動作を行う。

【0057】

制御部２５は、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していないと判定した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、通電制御処理を終了する。その後、制御部２５は、通電制御処理を繰り返す。

【0058】

（実施の形態２）
図３は実施の形態２における電源システムの要部構成を示すブロック図である。この電源システム３は、実施の形態１の電源システム１と比較した場合、電圧ではなく電流によって短絡を判定する点が異なる。
以下では、実施の形態２について、実施の形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施の形態１と同様であるため、同様の符号を付してその説明を省略する。

【0059】

電源システム３は、車両に好適に搭載され、実施の形態１における電源システム１と同様に、発電機１０、第１蓄電装置１１、第２蓄電装置１３、負荷１４，１５、スタータ１６及びタイマ２７を備える。電源システム３は、更に、スイッチ３０，３１、差動増幅器３２、制御部３３及び抵抗Ｒ１を備える。

【0060】

発電機１０の一端は、第２蓄電装置１３の正極と、負荷１４、スタータ１６及びスイッチ３０夫々の一端とに接続されている。発電機１０、負荷１４及びスタータ１６夫々の他端と、第２蓄電装置１３の負極とは接地されている。スイッチ３０の他端は、負荷１５及び抵抗Ｒ１夫々の一端に接続されており、抵抗Ｒ１の他端はスイッチ３１の一端に接続されている。スイッチ３１の他端は第１蓄電装置１１の正極に接続されている。第１蓄電装置１１の負極と負荷１５の他端とは接地されている。

【0061】

抵抗Ｒ１の一端及び他端夫々は、差動増幅器３２のプラス端子及びマイナス端子に接続されている。差動増幅器３２の出力端子は制御部３３に接続されている。制御部３３は更にタイマ２７に接続されている。

【0062】

発電機１０は実施の形態１と同様に発電する。発電機１０は、出力電圧を、スイッチ３０を介して、第１蓄電装置１１及び負荷１５に印加する。発電機１０は、更に、第２蓄電装置１３及び負荷１４にも印加する。これにより、第１蓄電装置１１、第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５は給電される。

【0063】

第１蓄電装置１１は、実施の形態１と同様に、発電機１０が発生した電力を蓄える。第１蓄電装置１１は、蓄えた電力を、スイッチ３１及び抵抗Ｒ１を介して負荷１５に供給する。更に、第１蓄電装置１１は、蓄えた電力を、スイッチ３１、抵抗Ｒ１及びスイッチ３０を介して負荷１４に供給する。第１蓄電装置１１は、実施の形態２においても特許請求の範囲における蓄電装置として機能する。

【0064】

第２蓄電装置１３は発電機１０によって給電される。第２蓄電装置１３は、蓄えた電力を、スイッチ３０を介して負荷１５に供給する。第２蓄電装置１３は、蓄えた電力を更に負荷１４及びスタータ１６に供給する。

【0065】

発電機１０の出力電圧は、第１蓄電装置１１及び第２蓄電装置１３夫々の出力電圧のいずれよりも高い。このため、スイッチ３０，３１夫々がオンである場合において、発電機１０が発電しているとき、発電機１０が発生した電力が第１蓄電装置１１、第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５に供給される。

【0066】

スイッチ３０は、実施の形態１におけるスイッチ１７と同様にオン／オフされる。即ち、スイッチ３０は、エンジンが始動する直前にオンからオフに切り替えられる。エンジンが停止している状態では発電機１０は発電していない。このため、スタータ１６は第２蓄電装置１３が蓄えた電力を用いて作動する。スイッチ３０は、オフに切り替えられてから、エンジンが始動するのに十分な時間が経過した後にオンに戻される。スイッチ３０は、スタータ１６が作動する期間のみオフに切り替えられ、通常、オンに維持されている。

【0067】

スイッチ３１は制御部３３によってオン／オフされる。
タイマ２７は実施の形態１と同様に構成され、タイマ２７には開始指示及び終了指示が制御部３３から入力される。タイマ２７は、制御部３３から入力される開始指示及び終了指示に従って、計時の開示及び終了を行う。タイマ２７が計時している計時時間は、制御部３３によってタイマ２７から読込まれる。

【0068】

差動増幅器３２は、プラス端子に入力されている電圧からマイナス端子に入力されている電圧を引いた電圧を増幅した電圧を出力する。差動増幅器３２は、プラス端子に入力されている電圧がマイナス端子に入力されている電圧よりも高い場合、即ち、電流がスイッチ３０側から第１蓄電装置１１側に流れている場合、出力端子から制御部３３に正の電圧を出力する。該正の電圧の絶対値は抵抗Ｒ１の両端間の電圧が高い程、大きい。差動増幅器３２は、プラス端子に入力されている電圧がマイナス端子に入力されている電圧よりも低い場合、即ち、電流が第１蓄電装置１１側からスイッチ３０側に流れている場合、出力端子から制御部３３に負の電圧を出力する。該負の電圧の絶対値は抵抗Ｒ１の両端間の電圧が高い程、大きい。

【0069】

抵抗Ｒ１及びスイッチ３１は、発電機１０から第１蓄電装置１１への充電電流と、第１蓄電装置１１から負荷１４，１５への放電電流とが流れる電流経路に設けられている。
従って、前述したように構成される差動増幅器３２は、抵抗Ｒ１に流れる電流の方向、即ち、電流経路に流れる電流の方向を検出する。

【0070】

抵抗Ｒ１の両端間に印加されている電圧は、抵抗Ｒ１に流れる電流の大／小に応じて高／低となり、抵抗Ｒ１に充電電流が流れている場合には充電電流に係る値であり、抵抗Ｒ１に放電電流が流れている場合には放電電流に係る値である。従って、前述したように構成される差動増幅器３２は、抵抗Ｒ１の両端間の電圧、即ち、充電電流又は放電電流に係る値を検出し、検出した電圧に応じた電圧を出力端子から制御部３３に出力する。

【0071】

制御部３３には、スイッチ３０がオンであるか又はオフであるかを示すオン／オフ情報と、発電機１０が発電しているか否かを示す発電情報とが入力されている。制御部３３はオン／オフ情報に基づいてスイッチ３０がオンであるか否かを判定する。発電情報は実施の形態１と同様の情報である。制御部３３は、外部から入力されているオン／オフ情報及び発電情報、並びに、差動増幅器３２が出力端子から出力している出力電圧等に基づいて、スイッチ３１を介して通電を制御する。

【0072】

図４は制御部３３が実行する通電制御処理を示すフローチャートである。制御部３３は、イグニッションスイッチがオフからオンになった場合にスイッチ３１をオンにする。制御部３３はスイッチ３０，３１がオンである状態で通電制御処理を実行する。

【0073】

制御部３３は、まず、外部から入力されている発電情報に基づいて第１蓄電装置１１が充電されているか否かを判定する（ステップＳ２１）。制御部３３は、外部から入力されている発電情報が発電機１０の発電を示す場合、第１蓄電装置１１が充電されていると判定し、発電情報が発電機１０の発電を示してない場合、第１蓄電装置１１が充電されていないと判定する。制御部３３は、実施の形態２において充電判定手段として機能する。

【0074】

第１蓄電装置１１が充電されていない場合、第１蓄電装置１１は放電しており、第１蓄電装置１１が充電されている場合、第１蓄電装置１１は放電していない。このため、ステップＳ２１は、第１蓄電装置１１が放電しているか否かを制御部３３が判定していることに相当する。従って、制御部３３は実施の形態２において放電判定手段としても機能する。

【0075】

制御部３３は、第１蓄電装置１１が充電されていると判定した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、差動増幅器３２の出力電圧を読込む（ステップＳ２２）。差動増幅器３２は、制御部３３がステップＳ２１で第１蓄電装置１１が充電されていると判定した場合に充電電流に係る値を検出しており、電流検出手段として機能する。

【0076】

次に、制御部３３は、ステップＳ２２で読込んだ出力電圧の絶対値に基づいて第１蓄電装置１１の出力端が短絡しているか否かを判定する（ステップＳ２３）。

【0077】

制御部３３は、ステップＳ２２で読込んだ出力電圧の絶対値が、予め設定してある設定値以上である場合、即ち、充電電流が所定電流以上であることを差動増幅器３２の出力電圧が示している場合、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していると判定する。制御部３３は、ステップＳ２２で読込んだ出力電圧の絶対値が設定値未満である場合、即ち、充電電流が所定電流未満であることを差動増幅器３２の出力電圧が示している場合、第１蓄電装置１１の出力端は短絡していないと判定する。制御部３３は短絡判定手段としても機能する。
以上のように、制御部３３は、差動増幅器３２の出力電圧に基づいて、第１蓄電装置１１の出力端が短絡しているか否かを簡単な構成で判定することができる。

【0078】

制御部３３は、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していると判定した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、スイッチ３１をオフにする（ステップＳ２４）。これにより、発電機１０が発生した電力に係る電流、及び、第２蓄電装置１３が蓄えた電力に係る電流が第１蓄電装置１１に向かって流れることはなく、発電機１０が発生した電力は第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５に供給され、第２蓄電装置１３が蓄えた電力は負荷１４，１５及びスタータ１６に供給される。従って、第１蓄電装置１１の出力端が短絡した場合であっても、第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５は発電機１０によって給電され、負荷１４，１５は第２蓄電装置１３からも給電される。制御部３３は実施の形態２においてオフ手段としても機能する。

【0079】

なお、制御部３３がステップＳ２４を実行した後、スイッチ３０はスタータ１６が作動するか否かに無関係にオンに維持され、発電機１０は、例えば、第１蓄電装置１１の蓄電量に無関係に回生電力を発生し、第２蓄電装置１３が所定電力量未満となった場合にエンジンに連動して発電する。

【0080】

制御部３３は、ステップＳ２４を実行した後、通電制御処理を終了する。この場合、制御部３３は、イグニッションスイッチが一旦オフとなって、再びオンとなるまで、スイッチ３１をオフに維持し、通電制御処理を実行しない。

【0081】

制御部３３は、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していないと判定した場合（Ｓ２３：ＮＯ）、通電制御処理を終了する。その後、スイッチ３０がオフとなっていない限り、制御部３３は、通電制御処理を繰り返す。

【0082】

制御部３３は、第１蓄電装置１１が充電されていないと判定した場合、即ち、第１蓄電装置１１が放電していると判定した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、開始指示をタイマ２７に出力することによってタイマ２７に計時を開始させる（ステップＳ２５）。

【0083】

次に、制御部３３は、タイマ２７が計時している計時時間が基準時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。ここで、基準時間は、正常に動作している電源システム３において、発電機１０が発電を停止してから、又は、スイッチ３０がオフからオンに切替わったから第１蓄電装置１１及び第２蓄電装置１３の出力電圧が略同一になるのに十分な時間に予め設定されている。

【0084】

制御部３３は、計時時間が基準時間未満である場合（Ｓ２６：ＮＯ）、処理をステップＳ２６に戻し、計時時間が基準時間以上となるまで待機する。制御部３３は、計時時間が基準時間以上であると判定した場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、終了指示をタイマ２７に出力することによってタイマ２７に計時を終了させる（ステップＳ２７）。

【0085】

次に、差動増幅器３２の出力電圧を読込む（ステップＳ２８）。差動増幅器３２は、制御部３３がステップＳ２１で第１蓄電装置１１が放電していると判定した場合に抵抗Ｒ１を流れる電流の方向を検出しており、方向検出手段としても機能する。

【0086】

次に、制御部３３は、ステップＳ２８で読込んだ出力電圧が正であるか又は負であるかに基づいて第１蓄電装置１１の出力端が短絡しているか否かを判定する（ステップＳ２９）。第１蓄電装置１１が正常に放電している場合、抵抗Ｒ１において、電流は第１蓄電装置１１側からスイッチ３０側に向けて流れ、差動増幅器３２は負の出力電圧を出力端子から制御部３３に出力する。制御部３３は、ステップＳ２５で読込んだ出力電圧が負である場合、第１蓄電装置１１の出力端は短絡していないと判定する。また、制御部３３は、差動増幅器３２が正の出力電圧を出力端子から出力している場合、即ち、差動増幅器３２が検出した電流の方向が第１蓄電装置１１に流れる方向である場合、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していると判定する。制御部３３は、以上のように抵抗Ｒ１を流れる電流の方向に基づいて、第１蓄電装置１１の出力端が短絡しているか否かを正確に判定することができる。

【0087】

制御部３３は、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していると判定した場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、スイッチ３１をオフにする（ステップＳ３０）。これにより、第１蓄電装置１１の出力端が短絡した場合であっても、第２蓄電装置１３及び負荷１４，１５は発電機１０によって給電され、負荷１４，１５は第２蓄電装置１３からも給電される。

【0088】

なお、制御部３３がステップＳ３０を実行した後、ステップＳ２４を実行した後と同様の処理を実行する。即ち、制御部３３は、イグニッションスイッチが一旦オフとなって、再びオンとなるまで、スイッチ２１をオフに維持し、通電制御処理を実行しない。また、制御部３３がステップＳ３０を実行した後、スタータ１６が作動するか否かに無関係にスイッチ３０はオンに維持され、発電機１０は制御部３３がステップＳ２４を実行した場合と同様の動作を行う。

【0089】

制御部３３は、第１蓄電装置１１の出力端が短絡していないと判定した場合（Ｓ２９：ＮＯ）、通電制御処理を終了する。その後、制御部３３は、通電制御処理を繰り返す。

【0090】

なお、実施の形態２において、充電電流に係る値は抵抗Ｒ１の両端間の電圧に限定されず、例えば、充電電流値であってもよい。この場合、例えば、抵抗Ｒ１及び差動増幅器３２の代わりに電流計が設けられる。制御部３３は、第１蓄電装置１１が充電されていると判定した場合において、電流計が計測した値が所定電流値以上であるときに第１蓄電装置１１の出力端が短絡したと判定し、電流計が計測した値が所定電流未満であるときに第１蓄電装置１１の出力端は短絡していないと判定する。

【0091】

更に、電流が流れる方向を検出する構成は、抵抗Ｒ１及び差動増幅器３２を用いた構成に限定されず、例えば、導線を挿通させる環状部分を有し、該導線に流れる電流を検出する電流プローブを用いた構成であってもよい。

【0092】

なお、第１蓄電装置１１の出力端が短絡しているか否かを判定する構成について、実施の形態１及び２の構成を組み合わせてもよい。実施の形態２における電源システム３において、例えば、第１蓄電装置１１が充電している場合に、第１蓄電装置１１の出力電圧を時系列的に検出し、該出力電圧が時間の経過と共に上昇しているか否かに基づいて第１蓄電装置１１の出力端が短絡しているか否かを判定してもよい。また、電源システム３において、例えば、第１蓄電装置１１が放電している場合に、第１蓄電装置１１の出力電圧を検出し、検出した電圧が設定電圧未満であるか否かに基づいて第１蓄電装置１１の出力端が短絡しているか否かを判定してもよい。

【0093】

更に実施の形態１及び２において、通常、第１蓄電装置１１の出力電圧が一定電圧未満となることはない構成である場合、第１蓄電装置１１が充電している状態で、第１蓄電装置１１の出力電圧が前述の一定電圧よりも低い所定の電圧未満である場合に第１蓄電装置１１の出力端が短絡していると判定してもよい。この構成では、第１蓄電装置１１の出力電圧が所定の電圧以上である場合に第１蓄電装置１１の出力端が短絡していないと判定する。

【0094】

開示された実施の形態１及び２は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0095】

１，３ 電源システム
１０ 発電機
１１ 第１蓄電装置
１４，１５ 負荷
２１，３１ スイッチ
２４ 電圧検出部（電圧検出手段、第２の電圧検出手段）
２５，３３ 制御部（短絡判定手段、オフ手段、充電判定手段、放電判定手段）
３２ 差動増幅器（電流検出手段、方向検出手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】