特許 6209917 電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6209917

(24)【登録日】2017年9月22日

(45)【発行日】2017年10月11日

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   B60R 16/02 20060101AFI20171002BHJP

   F02N 11/08 20060101ALI20171002BHJP

   F02N 15/00 20060101ALI20171002BHJP

   B60R 16/03 20060101ALI20171002BHJP

【ＦＩ】

   B60R16/02 650J

   F02N11/08 L

   F02N15/00 E

   B60R16/03 S

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-194355(P2013-194355)

(22)【出願日】2013年9月19日

(65)【公開番号】特開2015-58826(P2015-58826A)

(43)【公開日】2015年3月30日

【審査請求日】2016年4月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】榊原 典尚

【審査官】 岡▲さき▼ 潤

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１１２２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２３７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８２８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９９０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３１００７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ １６／０２

Ｂ６０Ｒ １６／０３

Ｆ０２Ｎ １１／０８

Ｆ０２Ｎ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

昇圧回路と、
前記昇圧回路にそれぞれ並列接続される第１及び第２バイパススイッチを有するバイパス回路と、
アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記第１及び第２バイパススイッチをオンさせるとともに、前記昇圧回路を停止させ、アイドルストップ後のエンジン再始動時、前記第１及び第２バイパススイッチをオフさせるとともに、前記昇圧回路を駆動させる制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記第１及び第２バイパススイッチをオンさせているときの前記バイパス回路の第１入出力電位差、前記第１バイパススイッチをオン、前記第２バイパススイッチをオフさせているときの前記バイパス回路の第２入出力電位差、及び、前記第１及び第２バイパススイッチを再度オンさせているときの前記バイパス回路の第３入出力電位差を検出し、前記第１及び第２入出力電位差の差が第１閾値以上になり、前記第１バイパススイッチがオープン故障していると判断すると、前記第１及び第３入出力電位差の差が第２閾値以下であるか否かを判断し、前記第１及び第３入出力電位差の差が前記第２閾値以下であると判断した場合、前記第１バイパススイッチのオープン故障の判断を有効とし、前記第１及び第３入出力電位差の差が前記第２閾値以下でないと判断した場合、前記第１バイパススイッチのオープン故障の判断を無効とする
ことを特徴とする電源装置。

【請求項2】

昇圧回路と、
前記昇圧回路にそれぞれ並列接続される第１及び第２バイパススイッチを有するバイパス回路と、
アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記第１及び第２バイパススイッチをオンさせるとともに、前記昇圧回路を停止させ、アイドルストップ後のエンジン再始動時、前記第１及び第２バイパススイッチをオフさせるとともに、前記昇圧回路を駆動させる制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記第１及び第２バイパススイッチをオンさせているときの前記バイパス回路の第１入出力電位差と、前記第１バイパススイッチをオン、前記第２バイパススイッチをオフさせているときの前記バイパス回路の第２入出力電位差との差が第１閾値以上になり、前記第１バイパススイッチがオープン故障していると判断すると、前記第１入出力電位差と、前記第１及び第２バイパススイッチを再度オンさせているときの前記バイパス回路の第３入出力電位差との差が第２閾値以下であるか否かを判断し、前記第１及び第３入出力電位差の差が前記第２閾値以下であると判断した場合、前記第１バイパススイッチのオープン故障の判断を有効とし、前記第１及び第３入出力電位差の差が前記第２閾値以下でないと判断した場合、前記第１バイパススイッチのオープン故障の判断を無効とする
ことを特徴とする電源装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の電源装置であって、
前記制御回路は、前記アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記第１バイパススイッチをオフ、前記第２バイパススイッチをオンさせているときの前記バイパス回路の第４入出力電位差と、前記第３入出力電位差との差が第３閾値以上になり、前記第２バイパススイッチがオープン故障していると判断すると、前記第３入出力電位差と、前記第１及び第２バイパススイッチを再度オンさせているときの前記バイパス回路の第５入出力電位差との差が第４閾値以下であるか否かを判断し、前記第３及び第５入出力電位差の差が前記第４閾値以下であると判断した場合、前記第２バイパススイッチのオープン故障の判断を有効とする
ことを特徴とする電源装置。

【請求項4】

請求項１または請求項２に記載の電源装置であって、
前記制御回路は、前記アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記第１及び第２バイパススイッチを再度オンさせているときの前記バイパス回路の第４入出力電位差と、前記第１バイパススイッチをオフ、前記第２バイパススイッチをオンさせているときの前記バイパス回路の第５入出力電位差との差が第３閾値以上になり、前記第２バイパススイッチがオープン故障していると判断すると、前記第４入出力電位差と、前記第１及び第２バイパススイッチを再度オンさせているときの前記バイパス回路の第６入出力電位差との差が第４閾値以下であるか否かを判断し、前記第４及び第６入出力電位差の差が前記第４閾値以下であると判断した場合、前記第２バイパススイッチのオープン故障の判断を有効とする
ことを特徴とする電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリの電圧を一定に保って負荷に出力する電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、燃料消費量の節減と排ガスの低減を目的として、アイドルストップ車が実用化されている。アイドルストップ車は、信号待ち等で車両の停止動作を検知するとエンジンを自動的に停止（アイドルストップ）し、その後車両の発進動作を検知するとエンジンを自動的に再始動するようにした車両である。

【0003】

このようなアイドルストップ車では、アイドルストップ後のエンジン再始動時において、エンジン始動用のスタータモータに大電流が流れることから、バッテリの電圧が一時的に低下する。これに伴って、バッテリに接続されるスタータモータ以外の電子機器などの負荷に出力される電圧も一時的に低下する。そのため、負荷によっては、入力される電圧が動作に必要な電圧の範囲から外れてしまい、一時的に正常に動作しなくなるおそれがある。例えば、カーナビゲーションやオーディオにおいてはリセットが行われたり、さらにオーディオにおいては音飛びが発生したりと、運転者の意図せぬ動作が行われるおそれがある。

【0004】

そこで、このようなアイドルストップ車では、バッテリの電圧が一時的に低下した場合であっても負荷への必要な電圧の出力を維持することができるように、バッテリと負荷との間に電源装置を備えるようにしている。

【0005】

例えば、既存の電源装置として、アイドルストップ後のエンジン再始動時において、バイパス用のスイッチを常時オフさせるとともに昇圧回路を動作させることによりバッテリの電圧を昇圧させて負荷に出力し、エンジン再始動時以外の通常時において、バイパス用のスイッチを常時オンさせるとともに昇圧回路を停止させることよりバッテリの電圧をバイパス用のスイッチを介して負荷へ出力するものがある。例えば、特許文献１参照。

【0006】

これにより、アイドルストップ後のエンジン再始動に伴いバッテリの電圧が一時的に低下した場合であっても負荷への必要な電圧の出力を維持することができる。また、アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、バッテリの電圧が昇圧回路内の素子により降下することなく負荷へ出力されるため、負荷への必要な電圧の出力を維持することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００５−１１２２５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上述の電源装置では、バイパス用のスイッチがオープン故障してしまうと、バッテリの電圧が常に昇圧回路を介して負荷に出力されてしまう。そのため、アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、負荷に入力される電圧が昇圧回路内の素子により低下してしまう。
そこで、例えば、２つのバイパススイッチを電源装置に備え、一方のバイパススイッチがオープン故障して使用不能になった場合、アイドリングストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、他方のバイパススイッチを使用してバッテリの電圧を負荷へ継続して出力することが考えられる。また、例えば、２つのバイパススイッチをオンさせているとき、２つのバイパススイッチが備えられるバイパス回路の入力端子の電位と出力端子の電位との差である第１入出力電位差を求め、一方のバイパススイッチをオンさせ、他方のバイパススイッチをオフさせているとき、バイパス回路の入力端子の電位と出力端子の電位との差である第２入出力電位を求め、第１入出力電位差と第２入出力電位差との差が閾値以上であると、一方のバイパススイッチがオープン故障していると判断することが考えられる。
しかしながら、オープン故障判断時において、バッテリの電圧変動により第１入出力電位差が小さくなり、第１入出力電位差と第２入出力電位差との差が閾値以上になると、一方のバイパススイッチがオープン故障していないにもかかわらず、一方のバイパススイッチがオープン故障していると判断されてしまうおそれがある。

【0009】

そこで、本発明は、２つのバイパススイッチを備える電源装置において、バッテリの電圧変動により一方のバイパススイッチがオープン故障していないにもかかわらず、一方のバイパススイッチがオープン故障していると判断されることを低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本実施形態の電源装置は、昇圧回路と、前記昇圧回路にそれぞれ並列接続される第１及び第２バイパススイッチを有するバイパス回路と、アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記第１及び第２バイパススイッチをオンさせるとともに、前記昇圧回路を停止させ、アイドルストップ後のエンジン再始動時、前記第１及び第２バイパススイッチをオフさせるとともに、前記昇圧回路を駆動させる制御回路とを備える。

【0011】

前記制御回路は、前記アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記第１及び第２バイパススイッチをオンさせているときの前記バイパス回路の第１入出力電位差、前記第１バイパススイッチをオン、前記第２バイパススイッチをオフさせているときの前記バイパス回路の第２入出力電位差、及び、前記第１及び第２バイパススイッチを再度オンさせているときの前記バイパス回路の第３入出力電位差を検出し、前記第１及び第２入出力電位差の差が第１閾値以上になり、前記第１バイパススイッチがオープン故障していると判断すると、前記第１及び第３入出力電位差の差が第２閾値以下であるか否かを判断し、前記第１及び第３入出力電位差の差が前記第２閾値以下であると判断した場合、前記第１バイパススイッチのオープン故障の判断を有効とする。

【0012】

これにより、第１バイパススイッチがオープン故障していないにもかかわらず第１バイパススイッチがオープン故障していると誤って判断されることを低減することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、２つのバイパススイッチを備える電源装置において、バッテリの電圧変動により一方のバイパススイッチがオープン故障していないにもかかわらず、一方のバイパススイッチがオープン故障していると判断されることを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態の電源装置を示す図である。

【図2】制御回路の動作例を示すフローチャートである。

【図3】制御回路の動作の他の例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】

【0015】

図１は、本実施形態の電源装置を示す図である。
図１に示す電源装置１は、アイドルストップ車に搭載されるバッテリＢの電圧を一定に保って負荷Ｌｏに出力するものであり、昇圧回路２と、バイパス回路３とを備える。

【0016】

昇圧回路２は、アイドルストップ後のエンジン再始動時において、バッテリＢの電圧を昇圧して負荷Ｌｏに出力するものであり、昇圧用スイッチＳＷと、コイルＬと、整流用ダイオードＤと、コンデンサＣ１、Ｃ２と、ドライブ回路４と、制御回路用電源５と、制御回路６とを備える。

【0017】

昇圧用スイッチＳＷは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、又は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などとする。

【0018】

コイルＬは、バッテリＢと昇圧用スイッチＳＷとの間に設けられる。
整流用ダイオードＤは、コイルＬと負荷Ｌｏとの間に設けられる。
コンデンサＣ１は、昇圧回路２の入力段に設けられ、コンデンサＣ２は、昇圧回路２の出力段に設けられる。

【0019】

ドライブ回路４は、制御回路６から出力される制御信号Ｓ１により昇圧用スイッチＳＷを駆動する。
制御回路用電源５は、制御回路６に制御用電力を供給する。

【0020】

バイパス回路３は、バイパススイッチＳＷ１（第１バイパススイッチ）と、バイパススイッチＳＷ２（第２バイパススイッチ）と、ドライブ回路７、８とを備える。
バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２は、それぞれ、例えば、ＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタなどの半導体素子又はリレーなどの機械式スイッチとし、昇圧回路２に並列接続される。

【0021】

ドライブ回路７は、制御回路６から出力される制御信号Ｓ２に基づいてバイパススイッチＳＷ１を駆動し、ドライブ回路８は、制御回路６から出力される制御信号Ｓ３に基づいてバイパススイッチＳＷ２を駆動する。

【0022】

制御回路６は、アイドルストップ車全体の動作を制御する上位制御回路９から送られてくる各種通知に基づいて制御信号Ｓ１〜Ｓ３を出力する。なお、制御回路６は、例えば、ソフトウェア又はハードウェアによって実現される。ソフトウェアによって実現される場合、制御回路６はＣＰＵやメモリを含み、ＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを読み出し実行することによって実現される。また、制御回路６は、昇圧回路２の外部に設けられてもよい。

【0023】

また、制御回路６は、アイドリングストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２をそれぞれ常時オンさせる制御信号Ｓ２及びＳ３を出力するとともに、昇圧用スイッチＳＷを常時オフさせる制御信号Ｓ１を出力する。これにより、バッテリＢと負荷ＬｏとがバイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２を介して電気的に接続され、かつ、昇圧回路２がバッテリＢの電圧に対して昇圧動作を行わないため、昇圧回路２ではなくバイパス回路３を介してバッテリＢから負荷Ｌｏに電流が流れる。そのため、バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２によるバッテリＢの電圧降下分を、コイルＬや整流用ダイオードＤなどによるバッテリＢの電圧降下分よりも小さくすることにより、アイドリングストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、負荷Ｌｏへの必要な電圧の出力を維持することができる。なお、このとき制御回路６が行う制御動作を、以下、「バイパスモード」という。

【0024】

また、制御回路６は、アイドリングストップ後のエンジン再始動時において、バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２をそれぞれ常時オフさせる制御信号Ｓ２およびＳ３を出力する。これにより、バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２を介したバッテリＢと負荷Ｌｏとの電気的なつながりがなくなる。また、制御回路６は、アイドリングストップ後のエンジン再始動時において、昇圧用スイッチＳＷを繰り返しオン、オフさせる制御信号Ｓ１を出力する。これにより、バッテリＢの電圧が昇圧されて負荷Ｌｏへ出力される。すなわち、アイドリングストップ後のエンジン再始動時においてスタータモータの駆動によりバッテリＢの電圧が一時的に低下しても負荷Ｌｏへの必要な電圧の出力を維持することができる。なお、このとき制御回路６が行う制御動作を、以下、「昇圧モード」という。

【0025】

また、制御回路６は、「バイパスモード」において、一定時間（例えば、５［秒］）毎に、バイパススイッチＳＷ１又はバイパススイッチＳＷ２がオープン故障しているか否かを判断する。制御回路６は、バイパススイッチＳＷ１又はバイパススイッチＳＷ２がオープン故障していると判断すると、その旨を上位制御回路９に通知する。上位制御回路９は、バイパススイッチＳＷ１又はバイパススイッチＳＷ２がオープン故障している旨の通知を受け取ると、例えば、バイパススイッチＳＷ１又はバイパススイッチＳＷ２がオープン故障している旨のメッセージをディスプレイ１０に表示させたり、バイパススイッチＳＷ１又はバイパススイッチＳＷ２がオープン故障している旨の音声をスピーカ１１から出力させる。

【0026】

図２は、バイパススイッチＳＷ１又はバイパススイッチＳＷ２のオープン故障判断時の制御回路６の動作例を示すフローチャートである。
まず、制御回路６は、バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２を常時オンさせているとき、バイパス回路３の入力端子の電位Ｖｉｎとバイパス回路３の出力端子の電位Ｖｏｕｔとの差を入出力電位差Ｖ１１（第１入出力電位差）として検出する（Ｓ１０１）。

【0027】

次に、制御回路６は、バイパススイッチＳＷ１を常時オンさせ、バイパススイッチＳＷ２を常時オフさせているとき、電位Ｖｉｎと電位Ｖｏｕｔとの差を入出力電位差Ｖ１２（第２入出力電位差）として検出する（Ｓ１０２）。

【0028】

次に、制御回路６は、バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２を常時オンさせているとき、電位Ｖｉｎと電位Ｖｏｕｔとの差を入出力電位差Ｖ１３（第３入出力電位差）として検出する（Ｓ１０３）。

【0029】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ１２から基準電位である入出力電位差Ｖ１１を減算した値、すなわち、入出力電位差Ｖ１１と入出力電位差Ｖ１２との差が閾値Ｖｔｈ１（第１閾値）以上であるか否かを判断する（Ｓ１０４）。

【0030】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ１１と入出力電位差Ｖ１２との差が閾値Ｖｔｈ１以上であると判断すると（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障していると判断し（Ｓ１０５）、入出力電位差Ｖ１１と入出力電位差Ｖ１３との差の絶対値、すなわち、入出力電位差Ｖ１１と入出力電位差Ｖ１３との差が閾値Ｖｔｈ２（第２閾値）以下であるか否かを判断する（Ｓ１０６）。なお、制御回路６は、入出力電位差Ｖ１１と入出力電位差Ｖ１２との差が閾値Ｖｔｈ１以上でないと判断すると（Ｓ１０４：ＮＯ）、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障していないと判断し、後述するバイパススイッチＳＷ２のオープン故障判断の動作（Ｓ１０９〜Ｓ１１４）に移る。

【0031】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ１１と入出力電位差Ｖ１３との差が閾値Ｖｔｈ２以下であると判断すると（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、入出力電位差Ｖ１１が変動していなかったために入出力電位差Ｖ１１を誤検出していないものとして、Ｓ１０５におけるバイパススイッチＳＷ１のオープン故障の判断結果を有効とする（Ｓ１０７）。このとき、制御回路６は、例えば、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障している旨を上位制御回路９に通知する。

【0032】

一方、制御回路６は、入出力電位差Ｖ１１と入出力電位差Ｖ１３との差が閾値Ｖｔｈ２以下でないと判断すると（Ｓ１０６：ＮＯ）、入出力電位差Ｖ１１が変動していたために入出力電位差Ｖ１１を誤検出してしまったものとして、Ｓ１０５におけるバイパススイッチＳＷ１のオープン故障の判断結果を無効とする（Ｓ１０８）。例えば、バッテリＢの電圧変動により入出力電位差Ｖ１１が小さくなり入出力電位差Ｖ１１と入出力電位差Ｖ１２との差が閾値Ｖｔｈ１以上になった場合では、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障していないにもかかわらず、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障していると判断されてしまう。そこで、制御回路６は、入出力電位差Ｖ１１が変動している場合、すなわち、入出力電位差Ｖ１１と入出力電位差Ｖ１３との差が閾値Ｖｔｈ２以下でない場合、入出力電位差Ｖ１１を誤検出したものとして、バイパススイッチＳＷ１のオープン故障の判断結果を無効にする。これにより、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障していないにもかかわらず、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障していると判断されることを低減することができる。なお、制御回路６は、Ｓ１０８において、バイパススイッチＳＷ１のオープン故障の判断結果を無効とした場合、後述するバイパススイッチＳＷ２のオープン故障判断の動作（Ｓ１０９〜Ｓ１１４）を行わないようにしてもよい。

【0033】

次に、制御回路６は、バイパススイッチＳＷ１を常時オフさせ、バイパススイッチＳＷ２を常時オンさせているときの電位Ｖｉｎと電位Ｖｏｕｔとの差を入出力電位差Ｖ１４（第４入出力電位差）として検出する（Ｓ１０９）。

【0034】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ１４から基準電位である入出力電位差Ｖ１３を減算した値、すなわち、入出力電位差Ｖ１３と入出力電位差Ｖ１４との差が閾値Ｖｔｈ３（第３閾値）以上であるか否かを判断する（Ｓ１１０）。なお、閾値Ｖｔｈ３は閾値Ｖｔｈ１と同じ値でも異なる値でもよい。

【0035】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ１３と入出力電位差Ｖ１４との差が閾値Ｖｔｈ３以上であると判断すると（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、バイパススイッチＳＷ２がオープン故障していると判断し、バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２を常時オンさせているときの電位Ｖｉｎと電位Ｖｏｕｔとの差を入出力電位差Ｖ１５（第５入出力電位差）として検出する（Ｓ１１１）。

【0036】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ１３と入出力電位差Ｖ１５との差の絶対値、すなわち、入出力電位差Ｖ１３と入出力電位差Ｖ１５との差が閾値Ｖｔｈ４（第４閾値）以下であるか否か判断する（Ｓ１１２）。なお、閾値Ｖｔｈ４は閾値Ｖｔｈ２と同じ値でも異なる値でもよい。

【0037】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ１３と入出力電位差Ｖ１５との差が閾値Ｖｔｈ４以下であると判断すると（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、入出力電位差Ｖ１３が変動していなかったために入出力電位差Ｖ１３を誤検出していないものとして、バイパススイッチＳＷ２のオープン故障の判断結果を有効とする（Ｓ１１３）。このとき、制御回路６は、例えば、バイパススイッチＳＷ２がオープン故障している旨を上位制御回路９に通知する。

【0038】

一方、制御回路６は、入出力電位差Ｖ１３と入出力電位差Ｖ１５との差が閾値Ｖｔｈ４以下でないと判断すると（Ｓ１１２：ＮＯ）、入出力電位差Ｖ１３が変動していたために入出力電位差Ｖ１３を誤検出してしまったものとして、バイパススイッチＳＷ２のオープン故障の判断結果を無効とする（Ｓ１１４）。例えば、バッテリＢの電圧変動により入出力電位差Ｖ１３が小さくなり入出力電位差Ｖ１３と入出力電位差Ｖ１４との差が閾値Ｖｔｈ３以上になった場合では、バイパススイッチＳＷ２がオープン故障していないにもかかわらず、バイパススイッチＳＷ２がオープン故障していると判断されてしまう。そこで、制御回路６は、入出力電位差Ｖ１３が変動している場合、すなわち、入出力電位差Ｖ１３と入出力電位差Ｖ１５との差が閾値Ｖｔｈ４以下でない場合、入出力電位差Ｖ１３を誤検出したものとして、バイパススイッチＳＷ２のオープン故障の判断結果を無効とする。これにより、バイパススイッチＳＷ２がオープン故障していないにもかかわらず、バイパススイッチＳＷ２がオープン故障していると判断されることを低減することができる。

【0039】

図３は、バイパススイッチＳＷ１又はバイパススイッチＳＷ２のオープン故障判断時の制御回路６の動作の他の例を示すフローチャートである。
まず、制御回路６は、バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２を常時オンさせているときの電位Ｖｉｎと電位Ｖｏｕｔとの差を入出力電位差Ｖ２１（第１入出力電位差）として検出する（Ｓ２０１）。

【0040】

次に、制御回路６は、バイパススイッチＳＷ１を常時オンさせ、バイパススイッチＳＷ２を常時オフさせているときの電位Ｖｉｎと電位Ｖｏｕｔとの差を入出力電位差Ｖ２２（第２入出力電位差）として検出する（Ｓ２０２）。

【0041】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ２２から基準電位である入出力電位差Ｖ２１を減算した値、すなわち、入出力電位差Ｖ２１と入出力電位差Ｖ２２との差が閾値Ｖｔｈ１（第１閾値）以上であるか否かを判断する（Ｓ２０３）。

【0042】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ２１と入出力電位差Ｖ２２との差が閾値Ｖｔｈ１以上であると判断すると（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障していると判断し、バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２を常時オンさせているときの電位Ｖｉｎと電位Ｖｏｕｔとの差を入出力電位差Ｖ２３（第３入出力電位差）として検出する（Ｓ２０４）。なお、制御回路６は、入出力電位差Ｖ２１と入出力電位差Ｖ２２との差が閾値Ｖｔｈ１以上でないと判断すると（Ｓ２０３：ＮＯ）、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障していないと判断し、後述するバイパススイッチＳＷ２のオープン故障判断の動作（Ｓ２０８〜Ｓ２１４）に移る。

【0043】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ２１と入出力電位差Ｖ２３との差の絶対値、すなわち、入出力電位差Ｖ２１と入出力電位差Ｖ２３との差が閾値Ｖｔｈ２（第２閾値）以下であるか否かを判断する（Ｓ２０５）。

【0044】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ２１と入出力電位差Ｖ２３との差が閾値Ｖｔｈ２以下であると判断すると（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、入出力電位差Ｖ２１が変動していなかったために入出力電位差Ｖ２１を誤検出していないものとして、バイパススイッチＳＷ１のオープン故障の判断結果を有効とする（Ｓ２０６）。このとき、制御回路６は、例えば、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障している旨を上位制御回路９に通知する。

【0045】

一方、制御回路６は、入出力電位差Ｖ２１と入出力電位差Ｖ２３との差が閾値Ｖｔｈ２以下でないと判断すると（Ｓ２０５：ＮＯ）、入出力電位差Ｖ２１が変動していたために入出力電位差Ｖ２１を誤検出してしまったものとして、バイパススイッチＳＷ１のオープン故障の判断結果を無効とする（Ｓ２０７）。例えば、バッテリＢの電圧変動により入出力電位差Ｖ２１が小さくなり入出力電位差Ｖ２１と入出力電位差Ｖ２２との差が閾値Ｖｔｈ１以上になった場合では、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障していないにもかかわらず、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障していると判断されてしまう。そこで、制御回路６は、入出力電位差Ｖ２１が変動している場合、すなわち、入出力電位差Ｖ２１と入出力電位差Ｖ２３との差が閾値Ｖｔｈ２以下でない場合、入出力電位差Ｖ２１を誤検出したものとして、バイパススイッチＳＷ１のオープン故障の判断結果を無効とする。これにより、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障していないにもかかわらず、バイパススイッチＳＷ１がオープン故障していると判断されることを低減することができる。なお、制御回路６は、Ｓ２０７において、バイパススイッチＳＷ１のオープン故障の判断結果を無効とした場合、後述するバイパススイッチＳＷ２のオープン故障判断の動作（Ｓ２０８〜Ｓ２１４）を行わないようにしてもよい。

【0046】

次に、制御回路６は、バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２を常時オンさせているときの電位Ｖｉｎと電位Ｖｏｕｔとの差を入出力電位差Ｖ２４（第４入出力電位差）として検出する（Ｓ２０８）。

【0047】

次に、制御回路６は、バイパススイッチＳＷ１を常時オフさせ、バイパススイッチＳＷ２を常時オンさせているときの電位Ｖｉｎと電位Ｖｏｕｔとの差を入出力電位差Ｖ２５（第５入出力電位差）として検出する（Ｓ２０９）。

【0048】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ２５から基準電位である入出力電位差Ｖ２４を減算した値、すなわち、入出力電位差Ｖ２４と入出力電位差Ｖ２５との差が閾値Ｖｔｈ３（第３閾値）以上であるか否かを判断する（Ｓ２１０）。なお、閾値Ｖｔｈ３は閾値Ｖｔｈ１と同じ値でも異なる値でもよい。

【0049】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ２４と入出力電位差Ｖ２５との差が閾値Ｖｔｈ３以上であると判断すると（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、バイパススイッチＳＷ２がオープン故障していると判断し、バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２を常時オンさせているときの電位Ｖｉｎと電位Ｖｏｕｔとの差を入出力電位差Ｖ２６（第６入出力電位差）として検出する（Ｓ２１１）。

【0050】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ２４と入出力電位差Ｖ２６との差の絶対値、すなわち、入出力電位差Ｖ２４と入出力電位差Ｖ２６との差が閾値Ｖｔｈ４（第４閾値）以下であるか否か判断する（Ｓ２１２）。なお、閾値Ｖｔｈ４は閾値Ｖｔｈ２と同じ値でも異なる値でもよい。

【0051】

次に、制御回路６は、入出力電位差Ｖ２４と入出力電位差Ｖ２６との差が閾値Ｖｔｈ４以下であると判断すると（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、入出力電位差Ｖ２４が変動していなかったために入出力電位差Ｖ２４を誤検出していないものとして、バイパススイッチＳＷ２のオープン故障の判断結果を有効とする（Ｓ２１３）。このとき、制御回路６は、例えば、バイパススイッチＳＷ２がオープン故障している旨を上位制御回路９に通知する。

【0052】

一方、制御回路６は、入出力電位差Ｖ２４と入出力電位差Ｖ２６との差が閾値Ｖｔｈ４以下でないと判断すると（Ｓ２１２：ＮＯ）、入出力電位差Ｖ２４が変動していたために入出力電位差Ｖ２４を誤検出してしまったものとして、バイパススイッチＳＷ２のオープン故障の判断結果を無効とする（Ｓ２１４）。例えば、バッテリＢの電圧変動により入出力電位差Ｖ２４が小さくなり入出力電位差Ｖ２４と入出力電位差Ｖ２５との差が閾値Ｖｔｈ３以上になった場合では、バイパススイッチＳＷ２がオープン故障していないにもかかわらず、バイパススイッチＳＷ２がオープン故障していると判断されてしまう。そこで、制御回路６は、入出力電位差Ｖ２４が変動している場合、すなわち、入出力電位差Ｖ２４と入出力電位差Ｖ２６との差が閾値Ｖｔｈ２以下でない場合、入出力電位差Ｖ２４を誤検出したものとして、バイパススイッチＳＷ２のオープン故障の判断結果を無効とする。これにより、バイパススイッチＳＷ２がオープン故障していないにもかかわらず、バイパススイッチＳＷ２がオープン故障していると判断されることを低減することができる。

【0053】

なお、図２に示すＳ１０１〜Ｓ１０８と図３に示すＳ２０１〜Ｓ２０７は、それぞれ、バイパススイッチＳＷ１のオープン故障判断動作に相当し、図２に示すＳ１０９〜Ｓ１１４と図３に示すＳ２０８〜Ｓ２１４は、それぞれ、バイパススイッチＳＷ２のオープン故障判断動作に相当するが、図２に示すＳ１０９〜Ｓ１１４と図３に示すＳ２０８〜Ｓ２１４とを互いに入れ替えてもよい。すなわち、図２に示すＳ１０１〜Ｓ１０８を行った後、図３に示すＳ２０８〜Ｓ２１４を行ってもよい。また、図３に示すＳ２０１〜Ｓ２０７を行った後、図２に示すＳ１０９〜Ｓ１１４を行ってもよい。

【0054】

このように、本実施形態の電源装置１では、バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２を備えているため、バイパススイッチＳＷ１又はバイパススイッチＳＷ２のオープン故障によって、一方のバイパススイッチが使用不可能になっても、アイドリングストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、他方のバイパススイッチを使用してバッテリＢの電圧を負荷Ｌｏへ継続して出力することができる。すなわち、アイドルストップ車に搭載される負荷Ｌｏに安定した電圧を継続して出力することができる。また、一方のバイパススイッチが使用できなくなっても他方のバイパススイッチを使用してバッテリＢの電圧を負荷Ｌｏへ継続して出力することができるため、バッテリＢから昇圧回路２へ電流が常時流れて昇圧回路２のコイルＬや整流用ダイオードＤなどが自身の発熱により破損することを防止することができる。

【0055】

これにより、入力電圧が規定範囲から外れないようにすることが望まれる電子機器、例えば、走る、曲がる、止まるといった車両の基本性能に関係する電子機器を負荷Ｌｏとすることができる。また、通常時において、バッテリＢから昇圧回路２を介して負荷Ｌｏへ電流が流れないようにすることができるため、昇圧回路２を構成する素子（例えば、コイルＬや整流用ダイオードＤなど）として大容量の素子を採用しなくてもよく、コストの増大を抑えることができる。

【0056】

また、本実施形態の電源装置１では、バイパススイッチＳＷ１又はバイパススイッチＳＷ２がオープン故障していることを判断して、その旨をディスプレイ１０やスピーカ１１から出力させることができるため、バイパススイッチＳＷ１又はバイパススイッチＳＷ２がオープン故障したことをユーザがすぐに認識することができる。そのため、バイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２の交換やバイパス回路３の交換などをユーザに促すことができ、電源装置１の早期回復を図ることができる。これにより、負荷Ｌｏに安定した電圧を継続して出力することができる。

【0057】

また、本実施形態の電源装置１は、オープン故障判断の際に使用される基準電位（入出力電位差Ｖ１１、Ｖ１３、Ｖ２１、Ｖ２４）をバイパス回路３の入力電位Ｖｉｎ、すなわち、バッテリＢの電圧に基づいて求め、バッテリＢの電圧が変動していた場合、オープン故障の判断結果を無効とする構成であるため、バッテリＢの電圧が変動するような環境において適用されることが有効である。

【0058】

また、本実施形態の電源装置１では、オープン故障の判断結果が有効か否かを判断するため、オープン故障していないにもかかわらずオープン故障していると誤って判断されることを低減することができ、より安定した電圧を負荷Ｌｏに継続して出力することができる。

【0059】

なお、図１に示す電源装置１では、昇圧回路２内の整流用素子として整流用ダイオードＤを採用しているが、昇圧回路２内の整流用素子として整流用スイッチング素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴやダイオードが並列接続されるＩＧＢＴなど）を採用してもよい。このように構成する場合、制御回路６は、「バイパスモード」において、昇圧用スイッチＳＷと整流用スイッチング素子を常時オフさせ、「昇圧モード」において、昇圧用スイッチＳＷと整流用スイッチング素子を交互にオン、オフさせる。また、このように構成する場合は、昇圧回路２内の整流用素子として整流用ダイオードＤを採用する場合に比べて、整流用素子によるエネルギー損失を低減することができる。

【0060】

また、図１に示す電源装置１では、２つのバイパススイッチＳＷ１、ＳＷ２がそれぞれ昇圧回路２に並列接続される構成であるが、３つ以上のバイパススイッチがそれぞれ昇圧回路２に並列接続されるように構成してもよい。このように構成する場合、制御回路６は、「バイパスモード」において、３つ以上のバイパススイッチを常時オンさせ、「昇圧モード」において、３つ以上のバイパススイッチを常時オフさせる。また、制御回路６は、３つ以上のバイパススイッチのオープン故障判断を、図２や図３に示す動作例のように、順番に行う。

【符号の説明】

【0061】

１ 電源装置
２ 昇圧回路
３ バイパス回路
４ ドライブ回路
５ 制御回路用電源
６ 制御回路
７ ドライブ回路
８ ドライブ回路
９ 上位制御回路
１０ ディスプレイ
１１ スピーカ

【図1】

【図2】

【図3】