特許 6367805 車両用電源システム

(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】6367805

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】車両用電源システム

(51)【国際特許分類】

   B60R 16/033 20060101AFI20180723BHJP

   B60R 16/03 20060101ALI20180723BHJP

   F02N 11/08 20060101ALI20180723BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20180723BHJP

   H02J 7/16 20060101ALI20180723BHJP

【ＦＩ】

   B60R16/033 B

   B60R16/03 A

   F02N11/08 L

   H02J7/00 302C

   H02J7/16 H

【請求項の数】19

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2015-529346(P2015-529346)

(86)(22)【出願日】2014年7月17日

(86)【国際出願番号】JP2014003797

(87)【国際公開番号】WO2015015743

(87)【国際公開日】20150205

【審査請求日】2017年2月14日

(31)【優先権主張番号】特願2013-159959(P2013-159959)

(32)【優先日】2013年7月31日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001889

【氏名又は名称】三洋電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000005821

【氏名又は名称】パナソニック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100123102

【弁理士】

【氏名又は名称】宗田 悟志

(72)【発明者】

【氏名】坂谷 敏宏

(72)【発明者】

【氏名】杉井 裕政

(72)【発明者】

【氏名】越智 誠

(72)【発明者】

【氏名】森田 一樹

(72)【発明者】

【氏名】山口 巧

(72)【発明者】

【氏名】三谷 庸介

【審査官】 岡▲さき▼ 潤

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１６７００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１００４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０２９１４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ １６／０３３

Ｂ６０Ｒ １６／０３

Ｆ０２Ｎ １１／０８

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉛蓄電池と、
前記鉛蓄電池を除く二次電池とキャパシタとが並列接続されるハイブリッド電源と、
前記ハイブリッド電源と前記鉛蓄電池とを並列接続する電源間スイッチと、
前記ハイブリッド電源と前記鉛蓄電池との電力供給を制御する電源制御部と、
前記二次電池と前記キャパシタとを並列接続する電源内スイッチとを備え、
前記ハイブリッド電源は、車両のエンジンを始動させるためのスタータに接続されるとともに、スタータを除く一般負荷に前記電源間スイッチを介して接続され、
前記鉛蓄電池は、一般負荷に接続されるとともに、前記電源間スイッチを介してスタータに接続され、
前記二次電池は、スタータに接続され、
前記キャパシタは、前記電源内スイッチを介してスタータに接続され、
前記二次電池は、前記電源間スイッチに接続されることを特徴とする車両用電源システム。

【請求項2】

鉛蓄電池と、
前記鉛蓄電池を除く二次電池とキャパシタとが並列接続されるハイブリッド電源と、
前記ハイブリッド電源と前記鉛蓄電池とを並列接続する電源間スイッチと、
前記ハイブリッド電源と前記鉛蓄電池との電力供給を制御する電源制御部と、
前記二次電池と前記キャパシタとを並列接続する電源内スイッチとを備え、
前記ハイブリッド電源は、車両のエンジンを始動させるためのスタータに接続されるとともに、スタータを除く一般負荷に前記電源間スイッチを介して接続され、
前記鉛蓄電池は、一般負荷に接続されるとともに、前記電源間スイッチを介してスタータに接続され、
前記二次電池は、前記電源内スイッチを介してスタータに接続され、
前記鉛蓄電池は、前記電源間スイッチと前記電源内スイッチとを介して、スタータに接続されることを特徴とする車両用電源システム。

【請求項3】

前記電源制御部は、エンジンが再始動する場合、前記電源間スイッチをオフさせ、前記電源内スイッチをオンさせることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電源システム。

【請求項4】

前記電源制御部は、車両に設置された車両制御部に接続されるとともに、前記車両制御部から、再始動が示された第１信号、あるいは前記ハイブリッド電源による再始動でないことが示された第２信号を入力可能であり、
前記電源制御部は、第１信号を入力した場合、前記電源間スイッチをオフさせ、前記電源内スイッチをオンさせ、
前記電源制御部は、第２信号を入力した場合、前記電源間スイッチをオンさせ、前記電源内スイッチをオフさせることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源システム。

【請求項5】

前記電源制御部は、車両のイグニッションスイッチがオンされることによってエンジンが始動する場合に、前記電源間スイッチをオンさせることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の車両用電源システム。

【請求項6】

一端が前記二次電池に接続し、他端がスタータと前記電源間スイッチと前記電源内スイッチに接続する二次電池接続スイッチをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源システム。

【請求項7】

前記電源間スイッチと前記電源内スイッチを回避しながら、前記鉛蓄電池とスタータ並列接続するバイパススイッチをさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電源システム。

【請求項8】

前記電源制御部は、車両に設置された車両制御部に接続されるとともに、前記車両制御部から、再始動が示された第１信号、あるいは前記ハイブリッド電源による再始動でないことが示された第２信号を入力可能であり、
前記電源制御部は、第１信号を入力した場合、前記電源間スイッチと前記バイパススイッチとをオフさせ、前記電源内スイッチをオンさせ、
前記電源制御部は、第２信号を入力した場合、前記バイパススイッチをオンさせ、前記電源間スイッチと前記電源内スイッチをオフさせることを特徴とする請求項７に記載の車両用電源システム。

【請求項9】

前記キャパシタが、前記電源内スイッチを介してスタータに接続される場合において、一端が前記二次電池に接続し、他端がスタータと前記電源間スイッチと前記電源内スイッチに接続する二次電池接続スイッチをさらに備え、
前記電源制御部は、第２信号を入力した場合、前記二次電池接続スイッチをオフにさせることを特徴とする請求項８に記載の車両用電源システム。

【請求項10】

前記二次電池が、前記電源内スイッチを介してスタータに接続される場合において、一端が前記キャパシタに接続し、他端がスタータと前記電源内スイッチと前記バイパススイッチに接続するキャパシタ接続スイッチをさらに備え、
前記電源制御部は、第２信号を入力した場合、前記キャパシタ接続スイッチをオフにさせることを特徴とする請求項８に記載の車両用電源システム。

【請求項11】

前記電源制御部は、車両のイグニッションスイッチがオンされることによってエンジンが始動する場合に、前記バイパススイッチをオンさせるとともに、前記電源間スイッチと前記電源内スイッチをオフさせることを特徴とする請求項８に記載の車両用電源システム。

【請求項12】

前記電源内スイッチとは並列に接続されるプリチャージ回路をさらに備え、
前記電源制御部は、前記二次電池と前記キャパシタとの間の並列電流を制限するための電流制限モードにおいて、前記電源内スイッチをオフさせるとともに、前記プリチャージ回路をオンさせ、
前記電源制御部は、電流制限モードより大きい並列電流を流すための大電流モードにおいて、前記電源内スイッチをオンさせるとともに、前記プリチャージ回路をオフまたはオンさせることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電源システム。

【請求項13】

前記電源制御部は、前記二次電池の蓄電電圧と前記キャパシタの蓄電電圧に応じて、電流制限モードあるいは大電流モードを選択することによって、前記二次電池の蓄電エネルギーを前記キャパシタに蓄電させることを特徴とする請求項１２に記載の車両用電源システム。

【請求項14】

前記キャパシタに並列接続される放電スイッチをさらに備え、
前記電源制御部は、車両のイグニッションスイッチがオフされることによって、前記電源内スイッチをオフさせ、かつ前記放電スイッチをオンさせることによって、前記キャパシタを強制放電させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電源システム。

【請求項15】

前記ハイブリッド電源は、車両の機械的運動エネルギーにより発電するオルタネータに、前記電源間スイッチを介して接続され前記電源制御部は、前記電源間スイッチをオンさせ、前記電源内スイッチをオフすることによって、前記オルタネータによって発電された電力を前記二次電池に蓄電させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電源システム。

【請求項16】

前記電源制御部は、エンジンが再始動する場合、前記電源間スイッチをオフさせることと特徴とする請求項１に記載の車両用電源システム。

【請求項17】

前記電源制御部は、エンジンが再始動する際に、前記ハイブリッド電源による再始動でない場合、前記鉛蓄電池から優先的にスタータへ電力を供給させ、再始動させることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源システム。

【請求項18】

前記二次電池は、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池であることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源システム。

【請求項19】

前記鉛蓄電池は、前記二次電池より容量が大きいことを特徴とする請求項１に記載の車両用電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源技術、特に車両に搭載される車両用電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載されたエンジンは、スタータによって始動される。スタータを駆動させるための電力は、車両に搭載されたバッテリから供給される。スタータを駆動させる際にバッテリの電圧降下が大きい場合、スタータの作動に影響が生じる（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２５５７４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

アイドリングストップシステムやエネルギー回生システムの蓄電池には鉛電池が一般的に使用されている。これらのシステムを搭載する車両は、停車時にアイドリングストップを実行することによって、オルタネータ稼動による燃料消費を低減させ、燃費を改善させている。さらに燃料消費を抑制するために、車両停車時に限らず、走行中においても、エンジンを停止させることが検討されている。この場合、道路状況や危険回避のため、再加速が必要となった場合に、確実なエンジン再始動が要求される。

【0005】

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、信頼性の高い車両用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】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用電源システムは、鉛蓄電池と、鉛蓄電池を除く二次電池とキャパシタとが並列接続されるハイブリッド電源と、ハイブリッド電源と鉛蓄電池とを並列接続する電源間スイッチと、ハイブリッド電源と鉛蓄電池との電力供給を制御する電源制御部と、二次電池とキャパシタとを並列接続する電源内スイッチとを備える。ハイブリッド電源は、車両のエンジンを始動させるためのスタータに接続されるとともに、スタータを除く一般負荷に電源間スイッチを介して接続され、鉛蓄電池は、一般負荷に接続されるとともに、電源間スイッチを介してスタータに接続され、二次電池は、スタータに接続され、キャパシタは、電源内スイッチを介してスタータに接続され、二次電池は、電源間スイッチに接続される。
本発明の別の態様もまた、車両用電源システムである。このシステムは、鉛蓄電池と、鉛蓄電池を除く二次電池とキャパシタとが並列接続されるハイブリッド電源と、ハイブリッド電源と鉛蓄電池とを並列接続する電源間スイッチと、ハイブリッド電源と鉛蓄電池との電力供給を制御する電源制御部と、二次電池とキャパシタとを並列接続する電源内スイッチとを備える。ハイブリッド電源は、車両のエンジンを始動させるためのスタータに接続されるとともに、スタータを除く一般負荷に電源間スイッチを介して接続され、鉛蓄電池は、一般負荷に接続されるとともに、電源間スイッチを介してスタータに接続され、二次電池は、電源内スイッチを介してスタータに接続され、鉛蓄電池は、電源間スイッチと電源内スイッチとを介して、スタータに接続される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、信頼性の高い車両用電源システムの提供を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施例１に係る車両用電源システムの構成を示す図である。

【図2】図１の車両用電源システムでの状態遷移を示す図である。

【図3】図１の電源制御部に記憶されたテーブルのデータ構造を示す図である。

【図4】図１の車両用電源システムにおける停止時（イグニッションオフ）の接続状態を示す図である。

【図5】図１の車両用電源システムにおける始動時・再始動時失敗後の再始動時の接続状態を示す図である。

【図6】図１の車両用電源システムにおける通常時（オルタネータオン）・停止時（イグニッションオン）の接続状態を示す図である

【図7】図１の車両用電源システムにおける再始動時の接続状態を示す図である。

【図8】本発明の実施例２に係る車両用電源システムの構成を示す図である。

【図9】図８の電源制御部に記憶されたテーブルのデータ構造を示す図である。

【図10】図８の車両用電源システムにおける停止時（イグニッションオフ）の接続状態を示す図である。

【図11】図８の車両用電源システムにおける始動時・再始動時失敗後の再始動時の接続状態を示す図である。

【図12】図８の車両用電源システムにおける通常時（オルタネータオン）・停止時（イグニッションオン）の接続状態を示す図である。

【図13】図８の車両用電源システムにおける再始動時の接続状態を示す図である。

【図14】本発明の実施例３に係る車両用電源システムの構成を示す図である。

【図15】図１４の電源制御部に記憶されたテーブルのデータ構造を示す図である。

【図16】図１４の車両用電源システムにおける停止時（イグニッションオフ）の接続状態を示す図である。

【図17】図１４の車両用電源システムにおける始動時・再始動時失敗後の再始動時の接続状態を示す図である。

【図18】図１４の車両用電源システムにおける通常時（オルタネータオン）・停止時（イグニッションオン）の接続状態を示す図である。

【図19】図１４の車両用電源システムにおける再始動時の接続状態を示す図である。

【図20】本発明の実施例４に係る車両用電源システムの構成を示す図である。

【図21】図２０の電源制御部に記憶されたテーブルのデータ構造を示す図である。

【図22】図２０の車両用電源システムにおける停止時（イグニッションオフ）の接続状態を示す図である。

【図23】図２０の車両用電源システムにおける始動時・再始動時失敗後の再始動時の接続状態を示す図である。

【図24】図２０の車両用電源システムにおける通常時（オルタネータオン）・停止時（イグニッションオン）の接続状態を示す図である。

【図25】図２０の車両用電源システムにおける再始動時の接続状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（実施例１）
本発明の実施例を具体的に説明する前に、概要を述べる。実施例１は、アイドリングストップ機能およびエネルギー回生機能を有する車両に搭載される車両用電源システムに関する。アイドリングストップ機能は、車両停止時に自動的にエンジンを停止させ、発進時に自動的にエンジンを再始動させる機能である。エネルギー回生機能は、主に減速する際の車両の運動エネルギーによりオルタネータを作動させ、オルタネータが発電したエネルギーにより車両用電源システム等に電力を供給する機能である。アイドリングストップ機能によって、車両停止時にオルタネータ稼動も停止されるので、燃費が改善される。

【0010】

車両用電源システムには鉛電池が多く使用されている。放電により鉛電池が放電下限電圧に到達した場合、オルタネータを稼動させ、鉛電池を充電する。これにより鉛電池の放電深度が深くなることを抑制し、鉛電池の劣化を抑制している。しかしながら、このような制御によりアイドリングストップ時間が短くなり、燃費改善効果が小さくなる。また、オルタネータ稼動による燃料消費をさらに抑えるために、車両停止時に限らず、走行中においても、エンジンストップを実行する検討がなされている。この場合、道路状況や危険回避のため、再加速が必要となった場合に、確実なエンジン再始動が要求される。鉛電池では、劣化に伴い活物質が脱落し、場合によっては内部短絡に至る事象が突発的に発生するおそれがある。この発生の事前検出は困難であるので、鉛電池でのエンジン再始動の性確保が困難になる。

【0011】

これらの状況を考慮して、本実施例に係る車両用電源システムでは、鉛電池とハイブリッド電源とが並列接続される。さらに、ハイブリッド電源では、二次電池とキャパシタとが並列接続される。ここで、二次電池として、ニッケル水素電池あるいはリチウムイオン電池が使用される。鉛電池とハイブリッド電源との間には、切り離し機構が設けられることによって、鉛電池とハイブリッド電源とは切り離し可能に構成される。エンジンが動作している通常の状態において、鉛電池とハイブリッド電源とが接続されることによって、鉛電池の負荷が低減し、劣化が抑制される。一方、エンジン再始動において、鉛電池とハイブリッド電源とが切り離し機構により切り離され、鉛電池は、スタータを除く電装品へ電力を供給し、ハイブリッド電源は、スタータに電力を供給する。その結果、エンジン再始動に対する、信頼性が向上される。

【0012】

図１は、本発明の実施例１に係る車両用電源システム１００の構成を示す。車両用電源システム１００は、鉛蓄電池１１０、ハイブリッド電源１１２、電源制御部１１４、接続切替回路１３４、放電用抵抗１３２、第１スイッチＬ１、第４スイッチＬ４、第５スイッチＬ５、第７スイッチＬ７、第１ヒューズＦ１を含む。ハイブリッド電源１１２は、二次電池１２６、ＥＤＬＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｏｕｂｌｅ−ｌａｙｅｒ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）１２８を含み、接続切替回路１３４は、プリチャージ回路１３６、第２スイッチＬ２を含み、プリチャージ回路１３６は、第３スイッチＬ３、電流制限抵抗１３０を含む。車両用電源システム１００には、スタータ１１６、オルタネータ１２０、電装品１２２、ＥＣＵ１２４が接続される。ここで、第１スイッチＬ１は電源間スイッチといえ、第２スイッチＬ２は電源内スイッチといえ、第３スイッチＬ３はプリチャージスイッチといえ、第４スイッチＬ４は二次電池接続スイッチといえ、第５スイッチＬ５はキャパシタ接続スイッチといえ、第７スイッチＬ７は放電スイッチといえる。

【0013】

オルタネータ１２０は、図示しないエンジンにより交流電力を発電し、さらにエネルギー回生機能の車両においては減速時の運動エネルギーによっても発電する。ここでは主に減速中の発電について述べる。オルタネータ１２０が動作すべきタイミングは、後述のＥＣＵ１２４によって指示される。オルタネータ１２０が発電した交流は、図示しないレギュレータ、整流器等の回路により直流に変換され、オルタネータ１２０の電力が電装品１２２、車両用電源システム１００に供給される。

【0014】

スタータ１１６は、エンジン始動用モータである。スタータ１１６は、車両用電源システム１００の出力系統に接続される。運転者の操作により図示しないイグニッションスイッチがオンされる場合、あるいはアイドリングストップの状態から復帰する場合、ＥＣＵ１２４からの指示によって、スタータ１１６のスタータスイッチ（図示せず）がオンとなり車両用電源システム１００からスタータ１１６に電力が供給され、スタータ１１６が始動する。スタータ１１６によりエンジンが始動すると、スタータスイッチがオフされる。

【0015】

電装品１２２は、ヘッドライト、エアコン、デフォッガ、オーディオ、メータ、ストップランプ、フォグランプ、ウィンカ、パワーステアリング、パワーウインドウ、エンジン電装品などの車両内に搭載される各種電気負荷を示す総称である。ここでは、説明の便宜上、オルタネータ１２０、スタータ１１６、ＥＣＵ１２４は電装品１２２とは別に扱っている。また、電装品１２２は、車両用電源システム１００から供給される電力により駆動されている。

【0016】

ＥＣＵ１２４は、車両内に搭載される各種の補機、センサ、スイッチに接続され、エンジンおよび各種補機を電子制御する。アイドリングストップ機能を実行する場合、ＥＣＵ１２４は、ブレーキ、車速センサ等から入力される信号をもとに車両の停止または設定以下への減速を検出すると、エンジンを停止させる。また、ＥＣＵ１２４は、ブレーキの解除を検出したことでもって、車両が走行を開始したと判定する。ＥＣＵ１２４は、アイドリングストップ機能を実行してエンジンが停止した後に、車両の走行開始を検出するとエンジンを再始動させる。その際、車両用電源システム１００の電源制御部１１４は車両用電源システム１００からスタータ１１６に電力が供給されるよう制御し、スタータ１１６を作動させる。なお、ここでは、ブレーキの解除を検出したことでもって、車両の走行開始を判定しているが、必ずしもこの構成に限定する必要はない。例えば、車速センサや、アクセルの状態をもとに車両の走行開始を判定するように構成することもできる。

【0017】

さらに、ＥＣＵ１２４は、車両の走行中であっても、所定の条件を満たす場合に、エンジンを停止させてもよい。所定の条件は、例えば、一定期間にわたって減速が続くこと、あるいは一定期間にわたって速度が変化しないことのように設定される。このような条件によってエンジンを停止した後に、アクセルの踏み込みによる加速の必要性を検出した場合に、前述のようにエンジンを再始動させる。しかしながら、ＥＣＵ１２４は通常走行時、原則的にオルタネータ１２０を停止させる。エネルギー回生機能を実行する際には、ＥＣＵ１２４は、ブレーキ、車速センサ等から入力される信号をもとに車両の減速を検出するとオルタネータ１２０を作動させる。なお、車両用電源システム１００の蓄電エネルギーが設定下限値より低い場合は、ＥＣＵ１２４は通常走行時でもオルタネータ１２０を作動させる。

【0018】

車両用電源システム１００のうちの鉛蓄電池１１０は、オルタネータ１２０により発電された電力を蓄え、主として電装品１２２に給電するためのメインバッテリである。鉛蓄電池１１０には、比較的安価、比較的広い温度範囲で動作可能、高出力などの長所があり、車両用の蓄電池として広く普及している。ただし充放電エネルギー効率が低い、過放電に弱い、サイクル寿命が短いなどの短所がある。鉛蓄電池１１０は、電装品１２２に接続されるとともに、第１ヒューズＦ１、第１スイッチＬ１、第２スイッチＬ２を介してスタータ１１６に接続される。なお、以下では、説明を明瞭にするために、第１ヒューズＦ１を説明から省略する。また、鉛蓄電池１１０は、後述の二次電池１２６より容量が大きい。

【0019】

二次電池１２６は、オルタネータ１２０により発電された電力を蓄え、スタータ１１６および電装品１２２に給電するためのサブバッテリである。二次電池１２６は、第４スイッチＬ４、第２スイッチＬ２、第５スイッチＬ５を介して、後述のＥＤＬＣ１２８と並列接続されることによって、ハイブリッド電源１１２を形成する。さらに、ハイブリッド電源１１２と鉛蓄電池１１０は、第１スイッチＬ１を介して並列接続される。二次電池１２６は、鉛蓄電池１１０よりも充電受入性に優れ、その一例は、ニッケル水素電池である。

【0020】

ニッケル水素電池には、充放電エネルギー効率が比較的高い、過充電および過放電に強い、使用温度範囲が広い、使用ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）範囲が広い、サイクル寿命が比較的長いなどの長所がある。また、ニッケル水素電池は、低劣化で放電深度の深い領域まで利用できる推奨放電深度（ＤＯＤ：Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が広い電池である。ただし、自己放電が大きい、メモリ効果があるなどの短所がある。二次電池１２６は、第４スイッチＬ４、第２スイッチＬ２を介してスタータ１１６に接続されるとともに、第４スイッチＬ４、第１スイッチＬ１を介して電装品１２２に接続される。なお、第４スイッチＬ４は、一端を二次電池１２６に接続し、他端をスタータ１１６と第１スイッチＬ１と第２スイッチＬ２に接続する。

【0021】

ＥＤＬＣ１２８は、キャパシタであり、ＥＤＬＣ１２８には、体積当りの蓄電効率が高い電気二重層コンデンサが好ましい。車載用電源として一般的な１２Ｖ系のシステムを構築する場合、例えば、１．２Ｖのニッケル水素電池を複数個直列に接続した二次電池１、定格電圧２．０Ｖの電気二重層コンデンサを複数個直列に接続したＥＤＬＣ１２８が使用される。ここで、ＥＤＬＣ１２８は、第５スイッチＬ５を介して、スタータ１１６に接続されるとともに、第２スイッチＬ２、第１スイッチＬ１を介して電装品１２２に接続される。なお、第５スイッチＬ５は、一端をＥＤＬＣ１２８に接続し、他端をスタータ１１６と第２スイッチＬ２に接続する。また、ハイブリッド電源１１２は、車両の機械的運動エネルギーにより発電するオルタネータ１２０に、第１スイッチＬ１を介して接続される。

【0022】

アイドリングストップ機能を採用する場合、スタータ１１６の使用回数が増えるため、蓄電池の容量を増大させる必要がある。その際、単純に鉛電池の容量を増大させるのではなく、性質が異なる複数種類の蓄電池を組み合わせて使用することにより、それぞれの蓄電池の短所を補いつつ蓄電池全体の容量を増大させる。ここでは、鉛蓄電池１１０とハイブリッド電源１１２を組み合わせて使用する。これまで、ハイブリッド電源１１２として、ＥＤＬＣ１２８だけが使用されていた。ＥＤＬＣ１２８では、劣化抑制のために、車両を使用しないときは、劣化抑制できる所定の電圧以下に放電することが望ましい。また、鉛蓄電池１１０とＥＤＬＣ１２８を組み合わせる場合は、鉛蓄電池１１０によってＥＤＬＣ１２８を充電してから、ＥＤＬＣ１２８が使用される。そのため、鉛蓄電池１１０の充放電回数の減少は小さい。

【0023】

これに対応するために、ハイブリッド電源１１２には、ＥＤＬＣ１２８に加えて二次電池１２６が組み合わされる。ＥＤＬＣ１２８の充電には、二次電池１２６が使用されるので、鉛蓄電池１１０の使用回数が大幅に減少する。さらに、鉛蓄電池１１０への依存度が減少するので、信頼性が向上する。なお、二次電池１２６としてニッケル水素電池が使用されるが、リチウムイオン電池が使用されてもよい。リチウムイオン電池は、エネルギー密度および充放電エネルギー効率が高く、高性能な蓄電池であるが、厳格な電圧・温度管理が必要である。

【0024】

一般的に蓄電池はエンジンルームに設置される。エンジンルームに鉛電池と一体的に設置するには、ニッケル水素電池の方がリチウムイオン電池より適している。エンジンルームはエンジン作動時に温度が上昇するが、ニッケル水素電池の方がリチウムイオン電池より熱安定性がよい。なお、鉛蓄電池１１０と並列接続されるリチウムイオン電池をエンジンルームから離れた位置に設置することも考えられるが、その場合、配線抵抗による損失が大きくなる。

【0025】

第１スイッチＬ１は、車両用電源システム１００中においてハイブリッド電源１１２と鉛蓄電池１１０とを並列接続するための経路に配置される。第１スイッチＬ１がオンされている場合に、鉛蓄電池１１０とハイブリッド電源１１２とが並列に接続される。一方、第１スイッチＬ１がオフされている場合に、鉛蓄電池１１０とハイブリッド電源１１２とが電気的に切り離される。第１スイッチＬ１のオン／オフは、後述の電源制御部１１４によって制御される。

【0026】

鉛蓄電池１１０とハイブリッド電源１１２は、第１スイッチＬ１がオンにされている場合、車両内の複数の負荷に給電可能であり、第１スイッチＬ１がオフにされている場合、複数の負荷のうち、互いに異なった負荷に独立して給電可能である。具体的に説明すると、鉛蓄電池１１０は、第１スイッチＬ１がオフにされている場合、電装品１２２への給電が可能である。ハイブリッド電源１１２は、第１スイッチＬ１がオフにされている場合、スタータ１１６への給電が可能である。

【0027】

電源制御部１１４は、ハイブリッド電源１１２と鉛蓄電池１１０との電力供給を制御するとともに、第１スイッチＬ１から第５スイッチＬ５、第７スイッチＬ７のオン／オフ御する。例えば、電源制御部１１４は、二次電池１２６、ＥＤＬＣ１２８の電圧値、電流値、温度値を取得し、二次電池１２６の残容量および異常発生の有無、ＥＤＬＣ１２８の蓄電電圧および異常発生の有無を監視する。電源制御部１１４とＥＣＵ１２４間は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）により接続され、両者の間で通信される。電源制御部１１４は、二次電池１２６およびＥＤＬＣ１２８の状態をＥＣＵ１２４に通知する。例えば、正常／異常、残容量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、蓄電電圧が通知される。また、電源制御部１１４は、二次電池１２６の残容量やＥＤＬＣ１２８の電圧が設定下限値を下回ると、車両用電源システム１００を充電するためにオルタネータ１２０の稼動指示をＥＣＵ１２４に通知する。電源制御部１１４は、ＥＣＵ１２４から車両情報を受け取る。例えば、オルタネータ１２０の稼動状況を受け取る。

【0028】

接続切替回路１３４のうち、第２スイッチＬ２、第３スイッチＬ３には、リレーあるいは半導体スイッチが使用される。第２スイッチＬ２は、二次電池１２６の入出力端子とＥＤＬＣ１２８の入出力端子を結ぶ電源線の間に挿入される。第２スイッチＬ２がオンされる場合に、二次電池１２６とＥＤＬＣ１２８とが並列接続される。電流制限抵抗１３０および第３スイッチＬ３は、直列接続されることによってプリチャージ回路１３６を構成するとともに、第２スイッチＬ２とは並列に接続されている。第３スイッチＬ３がオンされる場合にも、二次電池１２６とＥＤＬＣ１２８とが並列接続される。

【0029】

第７スイッチＬ７は、一端において第５スイッチＬ５を介して、ＥＤＬＣ１２８に並列接続される。一方、第７スイッチＬ７は、他端において放電用抵抗１３２に接続される。放電用抵抗１３２は、例えば、ヒータ抵抗である。このような放電用抵抗１３２は、ＥＤＬＣ１２８を放電させるためだけの抵抗ともいえる。そのため、第７スイッチＬ７がオンされる場合に、ＥＤＬＣ１２８が放電される。第２スイッチＬ２、第３スイッチＬ３、第７スイッチＬ７も、電源制御部１１４により制御される。

【0030】

以下では、電源制御部１１４による車両用電源システム１００の制御を説明する。図２は、車両用電源システム１００での状態遷移を示す。「停止（イグニッションオフ）」は、イグニッションスイッチがオフされることによってエンジンが停止している状態である。「始動」は、イグニッションスイッチがオフされることによってエンジンが停止している状態から、イグニッションスイッチがオンされることによってエンジンを始動させる状態である。「通常時（二次電池充電）」は、オルタネータ１２０から二次電池１２６へ充電させる状態である。「通常時（ＥＤＬＣ充電）」は、二次電池からＥＤＬＣへ充電させる状態である。なお、「通常時（二次電池充電）」、「通常時（ＥＤＬＣ充電）」は、二次電池１２６、ＥＤＬＣ１２８の蓄電量によってはスキップされる。「通常（オルタネータオン）」は、エンジンが動作している状態に相当する。「停止（イグニッションオン）」は、エンジンが停止している状態である。これは、アイドリングストップ、走行中のエンジンストップを含む。「再始動」は、アイドリングストップあるいは走行中のエンジンストップから、エンジンを再始動させる状態である。「再始動失敗後の再始動」は、再始動時において、ハイブリッド電源１１２による再始動が失敗した場合に再度、再始動する状態であるか、あるいは二次電池１２６、ＥＤＬＣ１２８の電圧値がしきい値よりも低い等のハイブリッド電源１１２に異常がある場合に、再始動する状態に相当する。

【0031】

車両の状態は、ＥＣＵ１２４において検出され、ＥＣＵ１２４は、検出した状態が示された信号を電源制御部１１４へ出力する。ＥＣＵ１２４における車両の状態の検出には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。電源制御部１１４は、ＥＣＵ１２４からの信号をもとに、状態を認識する。

【0032】

各状態に対するスイッチの制御を説明する。図３は、電源制御部１１４に記憶されたブルのデータ構造を示す。図示のごとく、状態欄２００、Ｌ１欄２０２、Ｌ２欄２０４、Ｌ３欄２０６、Ｌ７欄２１４が含まれる。状態欄２００に示された状態は前述の通りである。Ｌ１欄２０２からＬ３欄２０６、Ｌ７欄２１４は、状態に応じて選択されるべき第１スイッチＬ１から第３スイッチＬ３、第７スイッチＬ７の接続状態を示す。電源制御部１１４は、認識した状態に応じて、テーブルを参照することによって、第１スイッチＬ１から第３スイッチＬ３、第７スイッチＬ７の接続状態を特定する。

【0033】

図４は、車両用電源システム１００における停止時（イグニッションオフ）の接続状態を示す。図４では、図１に追加して、シャント抵抗１４０、電圧・電流・温度検知部１４２、電圧・温度検知部１４４、第２ヒューズＦ２が含まれる。これらの構成として公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明する。電圧・電流・温度検知部１４２、電圧・温度検知部１４４は、検知結果を電源制御部１１４あるいはＥＣＵ１２４へ出力する。また、図を明瞭にするために、電源制御部１１４から各スイッチへの信号線が省略される。

【0034】

停止時（イグニッションオフ）には、エンジンが停止されているので、ＥＤＬＣ１２８の劣化防止のために、ＥＤＬＣ１２８を強制放電してＥＤＬＣ１２８の電圧をゼロ程度にしておくことが好ましい。具体的に説明すると、電源制御部１１４は、イグニッションオフによって車両のエンジンが停止される場合に、第１スイッチＬ１、第２スイッチＬ２、第３スイッチＬ３をオフさせ、かつ第５スイッチＬ５、第７スイッチＬ７をオンさせることによって、ＥＤＬＣ１２８を強制放電させる。このように停止時（イグニッションオフ）ではＥＤＬＣ１２８が蓄電されていないので、電源制御部１１４には、始動する際に、ＥＤＬＣ１２８を満充電にすることが要求される。これに対応し、電源制御部１１４は、二次電池１２６とＥＤＬＣ１２８との間の並列電流を制限するための電流制限モードと、電流制限モードより大きい並列電流を流すための大電流モードを規定する。

【0035】

電源制御部１１４は、接続切替回路１３４を制御し、電流制御モード、大電流モードのいずれかを選択する。ここでは、始動時の前に、電源制御部１１４が、接続切替回路１３４を電流制御モードに切りかえる。具体的には、電源制御部１１４は、第２スイッチＬ２をオフさせるとともに、第３スイッチＬ３をオンさせる。このようにプリチャージ回路１３６をオンさせることによって、二次電池１２６とＥＤＬＣ１２８は、電流制限抵抗１３０を介して並列に接続され、二次電池１２６によりＥＤＬＣ１２８は充電される。さらにＥＤＬＣ１２８の電圧が満充電に近い電圧になると、電流制御モードを大電流モードに切り換える。電源制御部１１４は、大電流モードにおいて、第２スイッチＬ２をオンさせるとともに、第３スイッチＬ３をオフまたはオンさせる。プリチャージ回路１３６をオフまたはオンさせる。そしてＥＤＬＣ１２８は満充電にされる。このように、電源制御部１１４は、二次電池１２６の蓄電電圧とＥＤＬＣ１２８の蓄電電圧に応じて、電流制限モードあるいは大電流モードを選択することによって、二次電池１２６の蓄電エネルギーをＥＤＬＣ１２８に蓄電させる。具体的には、蓄電電圧がしきい値よりも大きい場合に大電流モードが選択され、蓄電電圧がしきい値以下の場合に電流制限モードが選択される。ＥＤＬＣ１２８が満充電のとき、ＥＤＬＣ１２８の電圧は二次電池１２６の電圧と同等になる。プリチャージ回路１３６は、二次電池１２６からＥＤＬＣ１２８への充電電流を制限する手段である。このように充電電流を制御する手段を介して、電圧が低下したＥＤＬＣ１２８を二次電池１２６により充電することにより、二次電池１２６に大電流が流れて二次電池１２６の両端の電位差がなくなり充電電流が供給できなくなってしまうことが防止される。

【0036】

電源制御部１１４は、始動時にエンジンが始動すると、二次電池１２６の蓄電電圧とＥＤＬＣ１２８の蓄電電圧に応じて、電流制限モードあるいは大電流モードを選択することによって、二次電池１２６の蓄電エネルギーをＥＤＬＣ１２８に蓄電させる

【0037】

図５は、車両用電源システム１００における始動時・再始動時失敗後の再始動時の接続状態を示す。図５は、図４と同様に示される。図３に示されたテーブルにしたがって、第１スイッチＬ１、第２スイッチＬ２、第４スイッチＬ４、第５スイッチＬ５がオンされる。さらに、第７スイッチＬ７がオフされる。その結果、鉛蓄電池１１０、二次電池１２６から第２スイッチＬ２を介してスタータ１１６へ電力が供給されるとともに、ＥＤＬＣ１２８からもスタータ１１６へ電力が供給される。なお、二次電池１２６からの電力供給を停止させる場合には第４スイッチＬ４がオフされ、ＥＤＬＣ１２８からの電力供給を停止させる場合には第５スイッチＬ５がオフされる。

【0038】

これまでの説明において、第４スイッチＬ４と第５スイッチＬ５はオンにされ続けている。しかしながら、始動時・再始動時失敗後の再始動時において、第４スイッチＬ４および／または第５スイッチＬ５をオフにする場合が発生する。ここでは、第４スイッチＬ４の制御を説明する。ハイブリッド電源にてエンジン再始動ができない故障要因として、二次電池１２６の内部ショートが想定される。内部ショートした二次電池１２６の電圧は、鉛蓄電池１１０の電圧よりも低くなるため、この状態で、鉛蓄電池１１０と二次電池１２６とを接続すると、鉛蓄電池１１０から二次電池１２６へ電流が流れることによって、スタータ１１６への電力供給が不十分になるおそれがある。また、低温環境で、二次電池１２６からスタータ１１６へ電力供給する場合、電圧低下が大きくなり、転極が発生したり、不可逆な副反応により電池が劣化したりするおそれがある。

【0039】

これに対応するため、電源制御部１１４は、始動時・再始動時失敗後の再始動時において、二次電池１２６と鉛蓄電池１１０の電圧差が一定値以上大きい場合や、環境温度が一定値より低い場合に、第４スイッチＬ４をオフにする。それ以外の場合に、電源制御部１１４は、第４スイッチＬ４をオンにする。同様にＥＤＬＣ１２８の蓄電が不十分の場合、第５スイッチＬ５をオフする。以上のように、電源制御部１１４は、エンジンが再始動する際に、ハイブリッド電源１１２による再始動でない場、あるいはイグニッションオンによってエンジンを始動する場合、鉛蓄電池１１０から優先的にスタータ１１６へ電力を供給させる。

【0040】

図６は、車両用電源システム１００における通常時（オルタネータオン）・停止時（イグニッションオン）の接続状態を示す。図６も、図４と同様に示される。図３に示されたテーブルにしたがって、第１スイッチＬ１、第２スイッチＬ２、第４スイッチＬ４、第５スイッチＬ５がオンされる。さらに、第７スイッチＬ７がオフされる。その結果、鉛蓄電池１１０から電装品１２２へ電力が供給される。第４スイッチＬ４、第１スイッチＬ１を介して二次電池１２６から電装品１２２へ電力が供給されるとともに、第５スイッチＬ５、第２スイッチＬ２、第１スイッチＬ１を介してＥＤＬＣ１２８からも電装品１２２へ電力が供給される。なお、電源制御部１１４は、第１スイッチＬ１をオンすることによって、オルタネータ１２０によって発電された電力を二次電池１２６に蓄電させる。

【0041】

図７は、車両用電源システム１００における再始動時の接続状態を示す。図７も、図４と同様に示される。図３に示されたテーブルにしたがって、第１スイッチＬ１がオフされ、第２スイッチＬ２、第４スイッチＬ４、第５スイッチＬ５がオンされる。さらに、第７スイッチＬ７がオフされる。その結果、第４スイッチＬ４、第２スイッチＬ２を介して二次電池１２６からスタータ１１６へ電力が供給されるとともに、第５スイッチＬ５を介してＥＤＬＣ１２８からもスタータ１１６へ電力が供給される。

【0042】

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したて、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

【0043】

本発明の実施例によれば、電源間スイッチの作動状態に応じて、鉛蓄電池とハイブリッド電源とを使い分けることができる。また、ハイブリッド電源からスタータに電力を供給するので、信頼性の高い車両用電源システムを提供できる。また、一般負荷に対してスタータの方が消費電流が大きく、状況に応じて鉛蓄電池をスタータの始動に使用すべきか否かを選択できる。また、状況に応じて鉛蓄電池をスタータの始動に使用すべきか否かが選択されるので、鉛蓄電池からの電流量を抑制できる。また、ＥＤＬＣ１２８を再充電する場合、二次電池を使用するので、鉛蓄電池の消費電力を抑制できる。

【0044】

また、スタータから切り離された状態で、鉛蓄電池が一般負荷に接続されるので、安定した電圧の電力を一般負荷に供給できる。また、再始動の際は、スタータの始動に鉛蓄電池を使用しないので、鉛蓄電池の寿命低下を抑制できる。また、再始動がハイブリッド電源からの電力供給だけで可能か否かは、温度に依存し、温度が低すぎれば、始動できない場合も想定される。そのため、鉛蓄電池からもスタータへ電力供給可能なように構成することによって、冗長性を持たせることができる。特に、ハイブリッド電源からスタータを始動させることができなかった場合、鉛蓄電池でスタータを始動できる。

【0045】

また、ＥＤＬＣがスタータと直結されるので、エネルギー損失を低減できる。エネルギー損失が低減されるので、再始動時のエンジン始動を高効率化できる。また、ハイブリッド電源のＥＤＬＣと二次電池の間に切り離し機構を設けるので、ＥＤＬＣを使用しない場合、放電状態で放置し、その劣化を抑制できる。また、電流制限モードにおいて、電源内スイッチをオフさせるとともに、プリチャージスイッチをオンするので、ＥＤＬＣをプリチャージできる。また、二次電池の蓄電電圧とキャパシタの蓄電電圧に応じて、電流制限モードあるいは大電流モードを選択するので、状況に応じて電流量を調節できる。また、車両を使用しない場合にＥＤＬＣを強制的に放電するので、ＥＤＬＣの劣化を抑制できる。また、充電電流は、鉛蓄電池とハイブリッド電源で回収するので、オルタネータが発電した電力を効率よく回収できる。

【0046】

（実施例２）
次に、本発明の実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様に、鉛蓄電池、二次電池、ＥＤＬＣが並列に接続された車両用電源システムに関する。実施例１における車両用電源システムでは、第２スイッチを介して二次電池がスタータに接続されているが、実施例２における車両用電源システムでは、第２スイッチを介さず二次電池がスタータに接続される。第２スイッチを介さないので、二次電池からスタータへ電力を供給する際の損失が小さくなる。以下では、実施例１との差異を中心に説明する。

【0047】

図８は、本発明の実施例２に係る車両用電源システム１００の構成を示す。車両用電源システム１００に含まれる構成要素では、図１から第５スイッチＬ５が除外されている。第２スイッチＬ２は、実施例１と同様に、二次電池１２６とＥＤＬＣ１２８とを並列接続する。二次電池１２６は、第４スイッチＬ４を介して、かつ第２スイッチＬ２を介さずに、スタータ１１６に接続される。ＥＤＬＣ１２８は、第２スイッチＬ２を介してスタータ１１６に接続される。なお、実施例２において、第４スイッチＬ４が省略されてもよい。

【0048】

電源制御部１１４は、前述のごとく、ＥＣＵ１２４から、車両用電源システム１００の状態が示された信号を受けつける。ここでは、再始動が示された信号を第１信号といい、ハイブリッド電源１１２による再始動でないことが示された信号を第２信号という。電源制御部１１４は、受けつけた信号、つまり認識した状態に応じて、テーブルを参照することによって、第１スイッチＬ１から第４スイッチＬ４、第７スイッチＬ７の接続状態をする。図９は、電源制御部１１４に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。テーブルは、実施例１と同様に示される。

【0049】

図１０は、車両用電源システム１００における停止時（イグニッションオフ）の接続状態を示す。実施例１と同様に、第７スイッチＬ７だけがオンされることによって、放電用抵抗１３２によって、ＥＤＬＣ１２８の放電がなされる。

【0050】

図１１は、車両用電源システム１００における始動時・再始動時失敗後の再始動時の接続状態を示す。電源制御部１１４が第２信号を入力した場合、例えば車両のイグニッションスイッチがオンされることによってエンジンが始動する場合、図９に示されたテーブルにしたがって、第１スイッチＬ１がオンされ、第２スイッチＬ２がオフされ、第４スイッチＬ４がオフされる。さらに、第７スイッチＬ７がオフされる。その結果、鉛蓄電池１１０から第１スイッチＬ１を介してスタータ１１６へ電力が供給される。

【0051】

図１２は、車両用電源システム１００における通常時（オルタネータオン）・停止時（イグニッションオン）の接続状態を示す。図９に示されたテーブルにしたがって、第１スイッチＬ１、第２スイッチＬ２、第４スイッチＬ４がオンされる。さらに、第７スイッチＬ７がオフされる。その結果、鉛蓄電池１１０から電装品１２２へ電力が供給される。第４スイッチＬ４、第１スイッチＬ１を介して二次電池１２６から電装品１２２へ電力が供給されるとともに、第２スイッチＬ２、第１スイッチＬ１を介してＥＤＬＣ１２８からも電装品１２２へ電力が供給される。

【0052】

図１３は、車両用電源システム１００における再始動時の接続状態を示す。電源制御部１１４が第１信号を入力した場合、図９に示されたテーブルにしたがって、第１スイッチＬ１がオフされ、第２スイッチＬ２がオンされ、第４スイッチＬ４がオンされる。さらに、第７スイッチＬ７がオフされる。その結果、二次電池１２６から第４スイッチＬ４を介してスタータ１１６へ電力が供給されるとともに、ＥＤＬＣ１２８からも第２スイッチＬ２を介してスタータ１１６へ電力が供給される。

【0053】

本発明の実施例によれば、ＥＤＬＣが電源内スイッチを介してスタータに接続されるので、電源間スイッチを介して鉛蓄電池とスタータを接続する場合、ＥＤＬＣを電流経路から切り離すことができる。ＥＤＬＣが接続された状態では、鉛蓄電池からスタータを始動させようとした場合、ＥＤＬＣを予備充電する、あるいは、電荷がたまっていない状態のＥＤＬＣと接続されることになる。このような状態では、鉛蓄電池とスタータを接続したからといって、スタータを始動できるかどうかはわからない。ここでは、ＥＤＬＣを切り離すことができるので、鉛蓄電池で確実にスタータを始動させることができる。また、低温時もスタータを始動させることができる。また、二次電池とスタータとの間に第２スイッチＬ２が配置されていないので、エネルギー損失を低減できる。

【0054】

（実施例３）
次に、本発明の実施例３を説明する。実施例３は、これまでと同様に、鉛蓄電池、二次電池、ＥＤＬＣが並列に接続された車両用電源システムに関する。これまでは、始動時・再始動時失敗後の再始動時、通常時のいずれにおいても、第１スイッチＬ１がオンにされる。つまり、鉛蓄電池からスタータ、電装品へ至る経路は一種類である。一方、実施例３では、始動時・再始動時失敗後の再始動時に鉛蓄電池からスタータへ電力を供給するためのバイパス経路が別途設けられる。このバイパス経路は、通常時に使用されない。

【0055】

図１４は、本発明の実施例３に係る車両用電源システム１００の構成を示す。車両用電源システム１００に含まれる構成要素は、図８に示された構成要素に対して、第６スイッチＬ６が追加される。第６スイッチＬ６は、バイパススイッチともいえる。第６スイッ６は、第１スイッチＬ１と第２スイッチＬ２を回避しながら、鉛蓄電池１１０とスタータ１１６とを並列接続する。第６スイッチＬ６が含まれた経路が、前述のバイパス経路に相当する。鉛蓄電池１１０は、第６スイッチＬ６を介してスタータ１１６に接続される。二次電池１２６は、第４スイッチＬ４を介して、かつ第２スイッチＬ２を介さずに、スタータ１１６に接続される。ＥＤＬＣ１２８は、第２スイッチＬ２を介してスタータ１１６に接続される。

【0056】

電源制御部１１４は、受けつけた信号、つまり認識した状態に応じて、テーブルを参照することによって、第１スイッチＬ１から第４スイッチＬ４、第６スイッチＬ６、第７スイッチＬ７の接続状態を特定する。図１５は、電源制御部１１４に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。Ｌ６欄２１０には、第６スイッチＬ６に対するオン／オフの制御が示される。

【0057】

図１６は、車両用電源システム１００における停止時（イグニッションオフ）の接続状態を示す。実施例１と同様に、第７スイッチＬ７だけがオンされることによって、放電用抵抗１３２によって、ＥＤＬＣ１２８の放電がなされる。

【0058】

図１７は、車両用電源システム１００における始動時・再始動時失敗後の再始動時の接続状態を示す。電源制御部１１４が第２信号を入力した場合、例えば車両のイグニッションスイッチがオンされることによってエンジンが始動する場合、図１５に示されたテーブルにしたがって、第４スイッチＬ４がオフされ、第６スイッチＬ６だけがオンされる。その結果、第６スイッチＬ６を介して鉛蓄電池１１０からスタータ１１６へ電力が供給される。

【0059】

図１８は、車両用電源システム１００における通常時（オルタネータオン）・停止時（イグニッションオン）の接続状態を示す。図１５に示されたテーブルにしたがって、第１スイッチＬ１、第２スイッチＬ２、第４スイッチＬ４がオンされ、第６スイッチＬ６がオフされる。さらに、第７スイッチＬ７がオフされる。その結果、鉛蓄電池１１０から電装品１２２へ電力が供給される。第４スイッチＬ４、第１スイッチＬ１を介して二次電池１２６から電装品１２２へ電力が供給されるとともに、第２スイッチＬ２、第１スイッチＬ１を介してＥＤＬＣ１２８から電装品１２２へ電力が供給される。

【0060】

図１９は、車両用電源システム１００における再始動時の接続状態を示す。電源制御部１１４が第１信号を入力した場合、図１５に示されたテーブルにしたがって、第１スイッチＬ１がオフされ、第２スイッチＬ２がオンされ、第４スイッチＬ４がオンされ、第６スイッチＬ６がオフされる。さらに、第７スイッチＬ７がオフされる。その結果、第４スイッチＬ４を介して二次電池１２６からスタータ１１６へ電力が供給されるとともに、第２スイッチＬ２を介してＥＤＬＣ１２８からもスタータ１１６へ電力が供給される。

【0061】

本発明の実施例によれば、鉛蓄電池とスタータを直結するバイパス経路を設けるので、ハイブリッド電源の異常によりエンジン再始動できない場合、鉛蓄電池からスタータに電力供給できる。また、鉛蓄電池からスタータに電力供給されるので、信頼性をさらに向上できる。また、電源間スイッチが配置された経路とは別にバイパス経路を設けるので、電源間スイッチが故障しても、鉛蓄電池からスタータへ電力を供給できる。また、車両のイグニッションスイッチがオンされることによってエンジンが始動する場合に、バイパススイッチをオンさせるとともに、電源間スイッチをオフさせるので、低温でもスタータへ電力を供給できる。

【0062】

（実施例４）
次に、本発明の実施例４を説明する。実施例４は、これまでと同様に、鉛蓄電池、二池、ＥＤＬＣが並列に接続された車両用電源システムに関する。また、実施例４は、実施例３と同様に、バイパス経路を備える。実施例３では、二次電池が第２スイッチを介さずにスタータに接続されているのに対して、実施例４では、ＥＤＬＣが第２スイッチを介さずにスタータに接続されている。これは、実施例１にバイパス経路を追加することに相当する。

【0063】

図２０は、本発明の実施例４に係る車両用電源システム１００の構成を示す。車両用電源システム１００に含まれる構成要素は、図１に示された構成要素に対して、第６スイッチＬ６が追加されているが、プリチャージ回路１３６、第４スイッチＬ４、第７スイッチＬ７、放電用抵抗１３２が除外されている。なお、これらの構成要素が追加されてもよい。鉛蓄電池１１０は、第６スイッチＬ６を介してスタータ１１６に接続される。二次電池１２６は、第２スイッチＬ２を介して、スタータ１１６に接続される。ＥＤＬＣ１２８は、第５スイッチＬ５を介してスタータ１１６に接続される。

【0064】

電源制御部１１４は、受けつけた信号、つまり認識した状態に応じて、テーブルを参照することによって、第１スイッチＬ１、第２スイッチＬ２、第５スイッチＬ５、第６スイッチＬ６の接続状態を特定する。図２１は、電源制御部１１４に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。テーブルはこれまでと同様に示される。

【0065】

図２２は、車両用電源システム１００における停止時（イグニッションオフ）の接続状態を示す。図示のごとく、第１スイッチＬ１、第２スイッチＬ２、第５スイッチＬ５、第６スイッチＬ６がオフされる。

【0066】

図２３は、車両用電源システム１００における始動時・再始動時失敗後の再始動時の接続状態を示す。電源制御部１１４が第２信号を入力した場合、図２１に示されたテーブルにしたがって、第１スイッチＬ１、第２スイッチＬ２、第５スイッチＬ５がオフされ、第６スイッチＬ６だけがオンされる。その結果、第６スイッチＬ６を介して鉛蓄電池１１０からスタータ１１６へ電力が供給される。

【0067】

図２４は、車両用電源システム１００における通常時（オルタネータオン）・停止時（イグニッションオン）の接続状態を示す。図２１に示されたテーブルにしたがって、第１スイッチＬ１、第２スイッチＬ２、第５スイッチＬ５がオンされ、第６スイッチＬ６がオフされる。その結果、鉛蓄電池１１０から電装品１２２へ電力が供給される。第１スイッチＬ１を介して二次電池１２６から電装品１２２へ電力が供給されるとともに、第５スイッチＬ５、第２スイッチＬ２、第１スイッチＬ１を介してＥＤＬＣ１２８から電装品１２２へ電力が供給される。

【0068】

図２５は、車両用電源システム１００における再始動時の接続状態を示す。電源制御部１１４が第１信号を入力した場合、図２１に示されたテーブルにしたがって、第１スイッチＬ１がオフされ、第２スイッチＬ２、第５スイッチＬ５がオンされ、第６スイッチＬ６がオフされる。その結果、第２スイッチＬ２を介して二次電池１２６からスタータ１１６へ電力が供給されるとともに、第５スイッチＬ５を介してＥＤＬＣ１２８からもスタータ１１６へ電力が供給される。

【0069】

本発明の実施例によれば、鉛蓄電池とスタータを直結するバイパス経路を設けるので、ハイブリッド電源の異常によりエンジン再始動できない場合、鉛蓄電池からスタータに電力供給できる。また、鉛蓄電池からスタータに電力供給されるので、信頼性をさらに向上できる。また、電源間スイッチが配置された経路とは別にバイパス経路を設けるので、電源間スイッチが故障しても、鉛蓄電池からスタータへ電力を供給できる。また、車両のイグニッションスイッチがオンされることによってエンジンが始動する場合に、バイパスッチをオンさせるとともに、電源間スイッチをオフさせるので、低温でもスタータへ電力を供給できる。

【0070】

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【0071】

本発明の実施例１乃至３において、二次電池１２６には第４スイッチＬ４が接続されている。しかしながらこれに限らず例えば、第４スイッチＬ４が省略されてもよい。本変形例によれば、車両用電源システム１００の構成を簡易にできる。

【0072】

本発明の実施例１乃至３において、第１ヒューズＦ１および第２ヒューズＦ２が接続されている。しかしながらこれに限らず例えば、第１ヒューズＦ１および第２ヒューズＦ２の少なくとも一方が省略されてもよい。本変形例によれば、車両用電源システム１００の構成を簡易にできる。

【符号の説明】

【0073】

Ｌ１ 第１スイッチ、 Ｆ１ 第１ヒューズ、 Ｌ２ 第２スイッチ、 Ｆ２ 第２ヒューズ、 Ｌ３ 第３スイッチ、 Ｌ４ 第４スイッチ、 Ｌ５ 第５スイッチ、 Ｌ６ 第６スイッチ、 Ｌ７ 第７スイッチ、 １００ 車両用電源システム、 １１０ 鉛蓄電池、 １１２ ハイブリッド電源、 １１４ 電源制御部、 １１６ スタータ、 １２０ オルタネータ、 １２２ 電装品、 １２４ ＥＣＵ、 １２６ 二次電池、 １２８ ＥＤＬＣ、 １３０ 電流制限抵抗、 １３２ 放電用抵抗、 １３４ 接続切替回路、 １３６ プリチャージ回路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】