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特開2023-141347車載補助電源システム、故障検知方法、及びプログラム

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】P2023141347

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】車載補助電源システム、故障検知方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

G01R 31/52 20200101AFI20230928BHJP

H02J 7/00 20060101ALI20230928BHJP

B60R 16/02 20060101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

G01R31/52

H02J7/00 Q

B60R16/02 650R

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022047626

(22)【出願日】2022-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】梅田健史

(72)【発明者】

【氏名】山中章平

【テーマコード（参考）】

2G014

5G503

【Ｆターム（参考）】

2G014AA03

2G014AB24

2G014AB29

2G014AB56

5G503BA01

5G503BB01

5G503DA02

5G503EA09

(57)【要約】

【課題】負荷に対して常時給電が必要な場合でも、負荷と電源との間に接続された第２スイッチのショート故障を検知できるようにすること。
【解決手段】車載補助電源システム１は、第２スイッチ制御回路１４と、電圧検出部と、故障検知部２０と、を備える。第２スイッチ制御回路１４は、第２スイッチＳＷ２の制御端子に入力する制御電圧ＶＧ２を制御することによって、第２スイッチＳＷ２を遮断領域、線形領域、飽和領域のいずれかの領域で動作させる。電圧検出部は、第２スイッチＳＷ２と第２端子Ｔ２との間の電路ＥＰ３に印加される電圧Ｖ３を検出する。故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２の動作領域が飽和領域から遮断領域に遷移するように第２スイッチ制御回路１４が制御電圧ＶＧ２を変化させている状態で、電圧検出部の検出電圧の低下幅が閾値を超えると、第２スイッチＳＷ２は正常であると検知する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載される第１電源が接続される第１端子と、
前記車両に搭載される負荷が接続される第２端子と、
前記第１端子に第１端が接続される第１スイッチと、
前記第１スイッチの第２端と前記第２端子との間に接続される第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの接続点に接続される第２電源と、
前記第２スイッチの制御端子に入力する制御電圧を制御することによって前記第２スイッチを遮断領域、線形領域、飽和領域のいずれかの領域で動作させる第２スイッチ制御回路と、
前記第２スイッチと前記第２端子との間の電路に印加される電圧を検出する電圧検出部と、
前記第２スイッチのショート故障の有無を検知する検知処理を行う故障検知部と、を備え、
前記故障検知部は、前記第２スイッチの動作領域が前記飽和領域から前記遮断領域に遷移するように前記第２スイッチ制御回路が前記制御電圧を変化させている状態で、前記電圧検出部の検出電圧の低下幅が閾値を超えると、前記第２スイッチは正常であると検知する、
車載補助電源システム。

【請求項2】

前記故障検知部は、前記車両が備えるイグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられた第１時点から一定時間が経過するまでの間に、前記検知処理を行う、
請求項１に記載の車載補助電源システム。

【請求項3】

前記第１スイッチのオン／オフを制御する第１スイッチ制御回路と、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの接続点と前記第２電源との間に接続された充放電回路と、を更に備え、
前記充放電回路は、充電モードでは前記第１電源を電源として前記第２電源を充電し、放電モードでは前記第２電源からの出力電圧を電圧変換して前記接続点に出力し、
前記故障検知部が前記検知処理を行う間、前記第１スイッチ制御回路が前記第１スイッチをオフにし、前記充放電回路が、前記第２電源からの出力電圧を、前記第１電源の出力電圧である第１電圧値よりも高い第２電圧値に電圧変換して前記接続点に出力する、
請求項１又は２に記載の車載補助電源システム。

【請求項4】

前記車両が備えるイグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられた第１時点から一定時間が経過するまでの間に、前記第１スイッチ制御回路が前記第１スイッチをオフにし、前記充放電回路が、前記第２電源からの出力電圧を、前記第１電源の出力電圧である第１電圧値よりも高い第２電圧値に電圧変換して前記接続点に出力している状態で、前記故障検知部は前記検知処理を行う、
請求項３に記載の車載補助電源システム。

【請求項5】

前記第２スイッチ制御回路が、前記第２スイッチの状態が前記飽和領域から前記遮断領域に遷移するように前記制御電圧を変化させている状態で、前記故障検知部が前記第２スイッチは正常であると検知すると、前記第２スイッチ制御回路は、前記第２スイッチの状態を前記飽和領域に遷移させるように前記制御電圧を変化させる、
請求項１～４のいずれか１項に記載の車載補助電源システム。

【請求項6】

前記故障検知部の検知結果を外部に出力する出力部を更に備える、
請求項１～５のいずれか１項に記載の車載補助電源システム。

【請求項7】

車両に搭載される第１電源が接続される第１端子と、
前記車両に搭載される負荷が接続される第２端子と、
前記第１端子に第１端が接続される第１スイッチと、
前記第１スイッチの第２端と前記第２端子との間に接続される第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの接続点に接続される第２電源と、を備える車載補助電源システムの故障検知方法であって、
前記第２スイッチの制御端子に入力する制御電圧を制御することによって、前記第２スイッチの動作領域を遮断領域、線形領域、飽和領域のいずれかの領域に切り替え可能であり、
前記第２スイッチの動作領域が前記飽和領域から前記遮断領域に遷移するように前記制御電圧を変化させる制御ステップと、
前記第２スイッチと前記第２端子との間の電路に印加される電圧の低下幅が閾値を超えると、前記第２スイッチは正常であると検知する検知ステップと、を含む
故障検知方法。

【請求項8】

前記車両が備えるイグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられた第１時点から一定時間が経過するまでの間に、前記制御ステップ及び前記検知ステップを実行する、
請求項７に記載の故障検知方法。

【請求項9】

前記車載補助電源システムは、充放電回路を更に備え、
前記充放電回路は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの接続点と前記第２電源との間に接続され、充電モードでは前記第１電源を電源として前記第２電源を充電し、放電モードでは前記第２電源からの出力電圧を電圧変換して前記接続点に出力し、
前記第１スイッチをオフにし、前記充放電回路が、前記第２電源からの出力電圧を、前記第１電源の出力電圧である第１電圧値よりも高い第２電圧値に電圧変換して前記接続点に出力する状態で、前記制御ステップ及び前記検知ステップを実行する、
請求項７に記載の故障検知方法。

【請求項10】

前記車両が備えるイグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられた第１時点から一定時間が経過するまでの間に、前記第１スイッチをオフにし、前記充放電回路が、前記第２電源からの出力電圧を、前記第１電源の出力電圧である第１電圧値よりも高い第２電圧値に電圧変換して前記接続点に出力している状態で、前記制御ステップ及び前記検知ステップを実行する、
請求項９に記載の故障検知方法。

【請求項11】

前記検知ステップで前記第２スイッチが正常であると検知すると、前記第２スイッチの状態を前記飽和領域に遷移させるように前記制御電圧を変化させる復帰ステップを、更に含む、
請求項７～１０のいずれか１項に記載の故障検知方法。

【請求項12】

コンピュータシステムに、
請求項７～１１のいずれか１項に記載の故障検知方法を実行させるための、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車載補助電源システム、故障検知方法、及びプログラムに関する。より詳細には、本開示は、電源から負荷に対して電力を供給するための車載補助電源システム、故障検知方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、主電源と負荷との間に接続された蓄電装置を開示する。この蓄電装置は、主電源と負荷との間に接続された第１スイッチと、主電源に接続された充電回路と、充電回路に接続された蓄電部と、蓄電部と負荷の間に接続された第２スイッチと、主電源及び負荷の電圧を検出する電圧検出回路と、制御部と、を備える。制御部は、第１スイッチ及び第２スイッチをオフにした状態で、電圧検出回路により検出した負荷の電圧が第２規定値以上であれば、第１スイッチ又は第２スイッチが短絡故障していると判断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－１８２８７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の蓄電装置では、第１スイッチ及び第２スイッチの短絡故障を検知するために、第１スイッチ及び第２スイッチをオフにしているので、第１スイッチ及び第２スイッチが短絡故障（ショート故障）していない場合には負荷への電力供給が遮断される。

【0005】

そのため、負荷に対して常時給電する必要がある場合、特許文献１に記載された判定方法では、蓄電部と負荷との間に接続された第２スイッチの短絡故障を検知できないという問題があった。

【0006】

本開示の目的は、負荷に対して常時給電が必要な場合でも、負荷と電源との間に接続された第２スイッチのショート故障を検知することができる車載補助電源システム、故障検知方法、及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様の車載補助電源システムは、第１端子と、第２端子と、第１スイッチと、第２スイッチと、第２電源と、第２スイッチ制御回路と、電圧検出部と、故障検知部と、を備える。前記第１端子には、車両に搭載される第１電源が接続される。前記第２端子には、前記車両に搭載される負荷が接続される。前記第１スイッチは、前記第１端子に第１端が接続される。前記第２スイッチは、前記第１スイッチの第２端と前記第２端子との間に接続される。前記第２電源は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの接続点に接続される。前記第２スイッチ制御回路は、前記第２スイッチの制御端子に入力する制御電圧を制御することによって、前記第２スイッチを遮断領域、線形領域、飽和領域のいずれかの領域で動作させる。前記電圧検出部は、前記第２スイッチと前記第２端子との間の電路に印加される電圧を検出する。前記故障検知部は、前記第２スイッチのショート故障の有無を検知する検知処理を行う。前記故障検知部は、前記第２スイッチの動作領域が前記飽和領域から前記遮断領域に遷移するように前記第２スイッチ制御回路が前記制御電圧を変化させている状態で、前記電圧検出部の検出電圧の低下幅が閾値を超えると、前記第２スイッチは正常であると検知する。

【0008】

本開示の一態様の故障検知方法は、車載補助電源システムの故障検知方法である。前記車載補助電源システムは、第１端子と、第２端子と、第１スイッチと、第２スイッチと、第２電源と、を備える。前記第１端子には、車両に搭載される第１電源が接続される。前記第２端子には、前記車両に搭載される負荷が接続される。前記第１スイッチは、前記第１端子に第１端が接続される。前記第２スイッチは、前記第１スイッチの第２端と前記第２端子との間に接続される。前記第２電源は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの接続点に接続される。前記第２スイッチの制御端子に入力する制御電圧を制御することによって、前記第２スイッチの動作領域を遮断領域、線形領域、飽和領域のいずれかの領域に切り替え可能である。前記故障検知方法は、制御ステップと、検知ステップと、を含む。前記制御ステップでは、前記第２スイッチの動作領域が前記飽和領域から前記遮断領域に遷移するように前記制御電圧を変化させる。前記検知ステップでは、前記第２スイッチと前記第２端子との間の電路に印加される電圧の低下幅が閾値を超えると、前記第２スイッチは正常であると検知する。

【0009】

本開示の一態様のプログラムは、コンピュータシステムに、前記故障検知方法を実行させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、負荷に対して常時給電が必要な場合でも、負荷と電源との間に接続された第２スイッチのショート故障を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本開示の一実施形態に係る車載補助電源システムの概略的な回路図である。

【図2】図２は、同上の車載補助電源システムの動作を説明するフローチャートである。

【図3】図３は、同上の車載補助電源システムの故障検知時における第２スイッチの制御電圧、及び負荷電圧の時間変化を示すグラフである。

【図4】図４は、同上の車載補助電源システムを搭載した車両の一部破断した側面図である。

【図5】図５は、変形例１に係る車載補助電源システムの動作を説明するフローチャートである。

【図6】図６は、変形例２に係る車載補助電源システムの概略的な回路図である。

【図7】図７は、変形例２に係る車載補助電源システムの動作を説明するタイミングチャートである。

【図8】図８は、変形例２に係る車載補助電源システムの動作を説明するフローチャートである。

【図9】図９は、変形例３に係る車載補助電源システムの動作を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（実施形態）
（１）概要
以下に、車載補助電源システム、及び、車載補助電源システムによる故障検知方法の実施形態を説明する。以下の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

【0013】

本実施形態の車載補助電源システム１は、図１に示すように、第１端子Ｔ１と、第２端子Ｔ２と、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、第２電源１１と、第２スイッチ制御回路１４と、電圧検出部としての第３電圧検知回路１７と、故障検知部２０と、を備える。

【0014】

第１端子Ｔ１には、車両３０（図４参照）に搭載される第１電源２が接続される。

【0015】

第２端子Ｔ２には、車両３０に搭載される負荷３が接続される。

【0016】

第１スイッチＳＷ１は、第１端子Ｔ１に第１端が接続されている。

【0017】

第２スイッチＳＷ２は、第１スイッチＳＷ１の第２端と第２端子Ｔ２との間に接続される。

【0018】

第２電源１１は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の接続点ＣＰ１に接続されている。

【0019】

第２スイッチ制御回路１４は、第２スイッチＳＷ２の制御端子に入力する制御電圧ＶＧ２を制御することによって、第２スイッチＳＷ２を遮断領域、線形領域、飽和領域のいずれかの領域で動作させる。

【0020】

電圧検出部（第３電圧検知回路１７）は、第２スイッチＳＷ２と第２端子Ｔ２との間の電路ＥＰ３に印加される電圧Ｖ３を検出する。

【0021】

故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知する検知処理を行う。

【0022】

故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２の動作領域が飽和領域から遮断領域に遷移するように第２スイッチ制御回路１４が制御電圧ＶＧ２を変化させている状態で、電圧検出部（第３電圧検知回路１７）の検出電圧の低下幅が閾値を超えると、第２スイッチＳＷ２は正常であると検知する。

【0023】

ここにおいて、負荷３は、車両３０に搭載される負荷であって常時給電が必要な負荷である。言い換えると、負荷３は、車両３０が備えるイグニッションスイッチがオフの状態も含め、常に給電が必要な負荷であり、例えばＡＤＡＳ（Advanced Driver-Assistance Systems）関連の制御系のＥＣＵ（Electronic Control Unit）などを含み得る。本実施形態において、イグニッションスイッチがオンの状態とは、原動機（エンジン又は電動モータ）が動作可能な状態で、アクセル操作によって走行を開始可能な状態である。また、イグニッションスイッチがオフの状態とは、原動機を停止させている状態であるが、ＥＣＵ等への電力供給は継続している状態である。なお、本実施形態において、イグニッションスイッチがオフの状態は、車両３０に搭載されているエアコンディショナ及びオーディオ機器への電源供給を停止している状態、いわゆるアクセサリ電源がオフの状態であってもよい。

【0024】

第２スイッチＳＷ２は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などの電界効果トランジスタであり、制御端子であるゲート電極に印加される制御電圧ＶＧ２に応じて、飽和領域、線形領域、遮断領域のいずれかの状態で動作する。

【0025】

故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知しており、第２スイッチＳＷ２が「正常」であるとは、第２スイッチＳＷ２にショート故障の異常が発生していないことをいう。

【0026】

また、故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２の動作領域が飽和領域から遮断領域に遷移するように第２スイッチ制御回路１４が制御電圧ＶＧ２を変化させている状態で、電圧検出部（第３電圧検知回路１７）の検出電圧の低下幅に基づいて、ショート故障の有無を検知する。ここで、故障検知部２０は、電圧検出部の検出電圧の低下幅が閾値を超えると、第２スイッチＳＷ２のショート故障は発生していないと検知する。一方、故障検知部２０は、電圧検出部の検出電圧の低下幅が閾値以下に収まっていると、第２スイッチＳＷ２のショート故障が発生したと検知する。

【0027】

ここにおいて、故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２の動作領域が飽和領域から遮断領域に遷移するように第２スイッチＳＷ２を線形領域で動作させている状態で、第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知している。第２スイッチＳＷ２にショート故障が発生していない場合、第２スイッチＳＷ２の動作領域を飽和領域から遮断領域に遷移させるように第２スイッチＳＷ２を線形領域で動作させると、第２スイッチＳＷ２での電圧降下が増加するため、電路ＥＰ３の電圧は低下する。したがって、故障検知部２０では、電圧検出部（第３電圧検知回路１７）の検出電圧（電路ＥＰ３の電圧Ｖ３）に基づいてショート故障の有無を検知しており、電圧Ｖ３の低下幅が閾値を超えていれば、第２スイッチＳＷ２が正常であると検知する。また、故障検知部２０は、電圧Ｖ３の低下幅が閾値以下に収まっていれば、第２スイッチＳＷ２の動作状態を飽和領域から遮断領域に遷移させているにも関わらず、オンの状態を維持していることから、第２スイッチＳＷ２のショート故障が発生していると検知する。

【0028】

したがって、第２スイッチＳＷ２を線形領域で動作させ、負荷３への電力供給を継続している状態で、故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知することができる。よって、負荷３に対して常時給電が必要な場合でも、負荷３と第１電源２との間に接続された第２スイッチＳＷ２のショート故障を検知することができる車載補助電源システム１を実現することができる。

【0029】

本実施形態の車載補助電源システム１は、例えば自動車のような車両３０（図４参照）に搭載されている。すなわち、車両３０は、車載補助電源システム１と、車両本体３１と、を備える。車両本体３１は、車載補助電源システム１と、第１電源２と、負荷３とを搭載する。車載補助電源システム１は、例えば、車両３０の第１電源２（例えば車両３０のバッテリ）が失陥した場合（失陥状態）、又は、第１電源２が失陥していない非失陥状態で第１電源２からの電力供給と合わせて負荷３に給電する場合、第２電源１１から負荷３に電力を供給する。負荷３は、車両３０に搭載された常時給電が必要な負荷であり、例えば、ＡＤＡＳ関連のＥＣＵを含み、車両３０に搭載された電動ブレーキシステムの動作を制御するＥＣＵ等を含む。これにより、負荷３は、第１電源２が失陥した場合、又は、第１電源２の残量が低下した場合でも、第２電源１１からの電力供給によって動作を継続することができる。なお、第１電源２が失陥する失陥状態とは、第１電源２の故障、劣化又は断線等によって、第１電源２から負荷３への電力の供給が停止している状態である。第１電源２が失陥していない非失陥状態は、第１電源２から負荷３に電力を供給可能な状態である。

【0030】

なお、図４は、車載補助電源システム１を搭載する車両３０の模式図であり、車両本体３１において、車載補助電源システム１、第１電源２及び負荷３の位置は図４に示す位置に限定されず、適宜変更が可能である。

【0031】

また、以下では、車載補助電源システム１が自動車のような車両３０に搭載される場合を例示するが、車両３０は自動車に限定されず、自動二輪車、電動自転車、又は電車等でもよい。

【0032】

（２）詳細
以下、本実施形態に係る車載補助電源システム１について図面を参照して詳しく説明する。

【0033】

（２．１）構成
車載補助電源システム１は、上述のように、第１端子Ｔ１と、第２端子Ｔ２と、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、第２電源１１と、第２スイッチ制御回路１４と、電圧検出部としての第３電圧検知回路１７と、故障検知部２０と、を備える。本実施形態では、車載補助電源システム１は、故障検知部２０の機能を有する処理回路１０と、充放電回路１２と、第１スイッチ制御回路１３と、第１電圧検知回路１５と、第２電圧検知回路１６と、を更に備えている。

【0034】

第１端子Ｔ１には、車両３０のバッテリのような第１電源２が接続されている。

【0035】

第２端子Ｔ２には、負荷３が接続される。負荷３は、常時給電が必要な負荷であり、例えば、ＡＤＡＳ関連の制御系のＥＣＵ等を含み得る。

【0036】

第２電源１１は、例えば、急速な充放電が可能な電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ:Electrical Double Layer Capacitor）である。第２電源１１は、電気的に並列又は直列に接続された、２個以上の蓄電装置（例えば電気二重層キャパシタ）にて構成されてもよいし、２個以上の蓄電装置がそれぞれ直列に接続された複数の直列回路を、並列に接続して構成されてもよい。すなわち、第２電源１１は、２個以上の蓄電装置の並列回路若しくは直列回路、又はその組み合わせによって実現されてもよい。

【0037】

第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２は、例えばＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴである。

【0038】

第１スイッチＳＷ１の第１端であるドレイン電極は第１端子Ｔ１に接続されている。第２スイッチＳＷ２は、第１スイッチＳＷ１の第２端であるソース電極と、第２端子Ｔ２との間に接続されている。ここで、第２スイッチＳＷ２のソース電極は、第１スイッチＳＷ１のソース電極に接続され、第２スイッチＳＷ２のドレイン電極は、第２端子Ｔ２に接続されている。なお、第１スイッチＳＷ１のボディダイオードは、第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２に電流が流れる向きに接続されており、第２スイッチＳＷ２のボディダイオードは、第２端子Ｔ２から第１端子Ｔ１に電流が流れる向きに接続されている。

【0039】

充放電回路１２は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の接続点ＣＰ１と、第２電源１１との間に接続されている。充放電回路１２は、例えば双方向ＤＣ－ＤＣ変換回路であり、充電モード又は放電モードで動作する。充放電回路１２は、充電モードでは第１電源２を電源として第２電源１１を充電する。充放電回路１２は、放電モードでは第２電源１１からの出力電圧を電圧変換して接続点ＣＰ１に出力する。

【0040】

第１スイッチ制御回路１３は、第１スイッチＳＷ１のオン／オフを制御する。第１スイッチ制御回路１３は、処理回路１０から入力される制御信号に応じて、第１スイッチＳＷ１の制御端子であるゲート電極に制御電圧ＶＧ１を出力することによって、第１スイッチＳＷ１をオン又はオフに制御する。なお、第１スイッチ制御回路１３は、第２スイッチ制御回路１４と同様、第１スイッチＳＷ１のゲート電極に出力する制御電圧ＶＧ１を制御することによって、第１スイッチＳＷ１を飽和領域、線形領域、遮断領域のいずれかの状態で動作させる。

【0041】

第２スイッチ制御回路１４は、処理回路１０から入力される制御信号に応じて、第２スイッチＳＷ２の制御端子であるゲート電極に制御電圧ＶＧ２を出力することによって、第２スイッチＳＷ２を飽和領域、線形領域、遮断領域のいずれかの状態で動作させる。

【0042】

第１電圧検知回路１５は、第１端子Ｔ１と第１スイッチＳＷ１との間の電路ＥＰ１に印加される電圧Ｖ１を検出し、検出結果を処理回路１０に出力する。

【0043】

第２電圧検知回路１６は、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間の電路ＥＰ２に印加される電圧Ｖ２を検出し、検出結果を処理回路１０に出力する。

【0044】

第３電圧検知回路１７は、第２スイッチＳＷ２と第２端子Ｔ２との間の電路ＥＰ３に印加される電圧Ｖ３を検出し、検出結果を処理回路１０に出力する。

【0045】

処理回路１０は、例えばプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを有している。そして、プロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが処理回路１０として機能する。プロセッサが実行するプログラムは、ここではコンピュータシステムのメモリに予め記録されているが、メモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて提供されてもよい。

【0046】

処理回路１０は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２のオン／オフを制御することによって、負荷３への電力供給を制御する。また、処理回路１０は、故障検知部２０及び出力部２１の機能を有している。

【0047】

故障検知部２０は、例えば、第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知する。なお、故障検知部２０は、第１スイッチＳＷ１のショート故障の有無を検知してもよい。

【0048】

出力部２１は、故障検知部２０の検知結果を外部に出力する。出力部２１は、例えば車両３０のＥＣＵ等に故障検知部２０の検知結果を出力する。処理回路２０は、例えば車両３０内の通信ネットワークを介して車両３０のＥＣＵ等と通信する通信機能を有しており，出力部２１は、処理回路２０の通信機能を利用して車両３０のＥＣＵ等に故障検知部２０の検知結果を出力する。車両３０のＥＣＵは、第２スイッチＳＷ２のショート故障が発生したとの検知結果を受信すると、例えば車両３０のコンソールパネルに車載補助電源システム１での故障の発生を通知する情報を表示して、車両３０の乗員に車載補助電源システム１での故障の発生を通知する。

【0049】

（２．２）動作説明
実施形態に係る車載補助電源システム１の動作について以下に説明する。

【0050】

（２．２．１）給電動作の説明
第１電圧検知回路１５は、電路ＥＰ１の電圧Ｖ１（つまり第１電源２から入力される電圧）を検出しており、検出結果を処理回路１０に出力する。

【0051】

処理回路１０は、電路ＥＰ１の電圧Ｖ１を所定の基準電圧と比較し、電路ＥＰ１の電圧Ｖ１が基準電圧以上であれば、第１電源２が失陥していないと判断し、電路ＥＰ１の電圧Ｖ１が基準電圧未満であれば、第１電源２が失陥していると判断する。

【0052】

処理回路１０は、第１電源２が失陥していないと判断すると、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオンにする制御信号を第１スイッチ制御回路１３及び第２スイッチ制御回路１４に出力する。第１スイッチ制御回路１３は、第１スイッチＳＷ１のゲート電極に印加する制御電圧ＶＧ１を制御して、第１スイッチＳＷ１をオンにする（飽和領域で動作させる）。また、第２スイッチ制御回路１４は、第２スイッチＳＷ２のゲート電極に印加する制御電圧ＶＧ２を制御して、第２スイッチＳＷ２を飽和領域で動作させる（つまりオンにする）。

【0053】

このとき、負荷３は第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を介して第１電源２に接続され、第１電源２から負荷３に電力が供給される。これにより、負荷３は、第１電源２から電力供給を受けて動作する。また、処理回路１０は充放電回路１２を充電モードで動作させる。充放電回路１２は、第２電源１１に充電電流を供給し、第２電源１１を所定の電圧値まで充電させる。

【0054】

また、処理回路１０は、第１電源２が失陥していると判断すると、第１スイッチＳＷ１をオフにする制御信号を第１スイッチ制御回路１３に出力し、第２スイッチＳＷ２をオンにする制御信号を第２スイッチ制御回路１４に出力する。第１スイッチ制御回路１３は、第１スイッチＳＷ１のゲート電極に印加する制御電圧ＶＧ１を制御して、第１スイッチＳＷ１をオフにする（遮断領域で動作させる）。また、第２スイッチ制御回路１４は、第２スイッチＳＷ２のゲート電極に印加する制御電圧ＶＧ２を制御して、第２スイッチＳＷ２を飽和領域で動作させる（つまりオンにする）。

【0055】

このとき、負荷３は、第１電源２から電気的に切り離され、第２スイッチＳＷ２を介して第２電源１１に接続される。また、処理回路１０は充放電回路１２を放電モードで動作させる。充放電回路１２は、第２電源１１の出力電圧を所望の電圧値に電圧変換して負荷３に供給する。これにより、負荷３は、第２電源１１から電力供給を受けて動作する。

【0056】

また、例えば車両３０のＥＣＵから処理回路１０に、負荷３側の回路で短絡が発生したとの信号が入力されると、処理回路１０は、第２スイッチＳＷ２をオフにする制御信号を第２スイッチ制御回路１４に出力する。第２スイッチ制御回路１４は、第２スイッチＳＷ２のゲート電極に印加する制御電圧ＶＧ２を制御して、第２スイッチＳＷ２を遮断領域で動作させる（つまりオフにする）。これにより、第１電源２及び第２電源１１を、短絡が発生した負荷３側の回路から切り離すことができる。

【0057】

（２．２．２）故障検知動作の説明
次に、故障検知部２０が、第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知する動作について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２に示すフローチャートは、本実施形態に係る故障検知方法の一例に過ぎず、処理の順序が適宜変更されてもよいし、処理が適宜追加又は省略されてもよい。

【0058】

本実施形態の車載補助電源システム１は、負荷３に常時電力供給を行うので、処理回路１０は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を、オンに制御、つまり飽和領域で動作させている。

【0059】

故障検知部２０が、第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知する検知処理を開始すると、第１スイッチＳＷ１をオンに制御した状態で、第２スイッチＳＷ２を飽和領域から遮断領域に遷移するように第２スイッチＳＷ２を線形領域で動作させる。すなわち、故障検知部２０は第２スイッチ制御回路１４を制御して、第２スイッチ制御回路１４が第２スイッチＳＷ２のゲート電極に出力する制御電圧ＶＧ２を、第２スイッチＳＷ２を飽和領域で動作させるときの電圧値ＶＧ２１（図３参照）から徐々に低下させる（ステップＳＴ１）。なお、図３は、故障検知部２０が検知処理を行う間の制御電圧ＶＧ２、及び、電路ＥＰ３の電圧Ｖ３の時間変化を示すグラフであり、時点ｔ１において、第２スイッチ制御回路１４が制御電圧ＶＧ２を電圧値ＶＧ２１（図３参照）から漸減させる処理を開始している。

【0060】

第２電圧検知回路１６及び第３電圧検知回路１７は、それぞれ、第２スイッチＳＷ２の第１端（ソース電極）の電圧Ｖ２、第２スイッチＳＷ２の第２端（ドレイン電極）の電圧Ｖ３を逐次測定している。故障検知部２０は、第２電圧検知回路１６及び第３電圧検知回路１７から電圧Ｖ２，Ｖ３の測定値を取得する（ステップＳＴ２）。

【0061】

ここで、故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２のゲート電極に出力する制御電圧ＶＧ２が、第２スイッチＳＷ２を遮断領域で動作させるときの電圧ＶＧ２２（図３参照）以下に低下したか否かを判断する（ステップＳＴ３）。

【0062】

ステップＳＴ３の判断において、制御電圧ＶＧ２が電圧ＶＧ２２よりも高ければ（ステップＳＴ３：Ｙｅｓ）、つまり第２スイッチＳＷ２を線形領域で動作させる制御電圧ＶＧ２が第２スイッチＳＷ２のゲート電極に入力されていれば、故障検知部２０は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ３の差（Ｖ２－Ｖ３）が閾値ΔＶ１以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ４）。

【0063】

ステップＳＴ４の判断において、電圧Ｖ２と電圧Ｖ３の差（Ｖ２－Ｖ３）が閾値ΔＶ１未満であれば（ステップＳＴ４：Ｎｏ）、故障検知部２０は、ステップＳＴ１に戻り、制御電圧ＶＧ２を更に低下させて、ステップＳＴ２以降の処理を行う。

【0064】

ステップＳＴ４の判断において、電圧Ｖ２と電圧Ｖ３の差（Ｖ２－Ｖ３）が閾値ΔＶ１以上であれば（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２のショート故障は発生していない、つまり正常であると判断する（ステップＳＴ５）。なお、第２スイッチＳＷ２のショート故障が発生していなければ、第２スイッチＳＷ２を飽和領域から遮断領域に遷移させることよって、第２スイッチＳＷ２での電圧降下が増加し、電圧Ｖ２と電圧Ｖ３の差（Ｖ２－Ｖ３）が閾値ΔＶ１を超えることになる。したがって、故障検知部２０は、電圧Ｖ２と電圧Ｖ３の差（Ｖ２－Ｖ３）が閾値ΔＶ１以上であれば、第２スイッチＳＷ２のショート故障が発生していないと検出することができる。

【0065】

なお、ショート故障の有無を検知するための閾値ΔＶ１は、第１電源２の電圧Ｖ１から閾値ΔＶ１だけ低下した電圧（Ｖ１－ΔＶ１）が負荷３に印加された場合でも、負荷３が正常に動作できるような電圧値に設定されている。つまり、電圧（Ｖ１－ΔＶ１）が負荷３の動作保証電圧よりも高くなるように閾値ΔＶ１の値は設定されている。

【0066】

故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２が正常であると判断すると、第２スイッチ制御回路１４を制御して、第２スイッチ制御回路１４が第２スイッチＳＷ２のゲート電極に出力する制御電圧ＶＧ２を電圧値ＶＧ２１に設定する（ステップＳＴ６）。これにより、第２スイッチＳＷ２は飽和領域で動作するので、故障検知部２０は、負荷３への電力供給を継続している状態で、第２スイッチＳＷ２のショート故障を検知することができる。

【0067】

なお、図３において、実線Ａ，Ｃで示す制御電圧ＶＧ２及び電圧Ｖ３の波形は、時点ｔ２においてショート故障が発生していないことを検知した後に、制御電圧ＶＧ２を、飽和領域で動作させる場合の電圧ＶＧ２１に戻したときの波形をそれぞれ示している。また、図３において、点線Ｂ，Ｅで示す制御電圧ＶＧ２及び電圧Ｖ３の波形は、制御電圧ＶＧ２を遮断領域で動作させる場合の電圧ＶＧ２２まで低下させた場合の波形をそれぞれ示している。この場合、第２スイッチＳＷ２がオフになり、負荷３への給電が停止してしまうため、本実施形態では、故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２のショート故障が発生していないことを検知した時点ｔ２で制御電圧ＶＧ２を、飽和領域で動作させる場合の電圧ＶＧ２１に制御する復帰処理を行っている。

【0068】

すなわち、上記の検知処理において、第２スイッチ制御回路１４が、第２スイッチＳＷ２の状態が飽和領域から遮断領域に遷移するように制御電圧を変化させている状態で、故障検知部２０が第２スイッチＳＷ２は正常であると検知すると、第２スイッチ制御回路１４は、第２スイッチＳＷ２の状態を飽和領域に遷移させるように制御電圧ＶＧ２を変化させている。言い換えると、故障検知部２０は、検知ステップ（上記の検知処理）で第２スイッチＳＷ２が正常であると検知すると、第２スイッチＳＷ２の状態を飽和領域に遷移させるように制御電圧ＶＧ２を変化させる復帰ステップを実行する。第２スイッチＳＷ２のショート故障が発生していないと故障検知部２０が検知した場合、第２スイッチＳＷ２を飽和領域で動作させているので、車載補助電源システム１は、負荷３への電力供給を継続して行うことができる。

【0069】

一方、ステップＳＴ３の判断において、制御電圧ＶＧ２が電圧ＶＧ２２以下に低下している場合（ステップＳＴ３：Ｎｏ）、第２スイッチＳＷ２は遮断領域で動作しているはずなのに、電圧Ｖ２と電圧Ｖ３の差（Ｖ２－Ｖ３）が閾値ΔＶ１未満であることから、故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２のショート故障が発生していると検知する（ステップＳＴ７）。このとき、出力部２１が、例えば車両３０のＥＣＵ等にショート故障の発生を通知する通知信号を出力しており（ステップＳＴ８）、車両３０のＥＣＵでは、車載補助電源システム１から入力された通知信号に基づいてショート故障の発生を把握することができる。また、車両３０のＥＣＵでは、コンソールパネル等に車載補助電源システム１での故障の発生を通知する情報を表示して、車両３０の乗員に車載補助電源システム１での故障の発生を通知していてもよい。

【0070】

なお、故障検知部２０が第１スイッチＳＷ１のショート故障の有無を検知する場合、第１スイッチＳＷ１をオフしても、第１スイッチＳＷ１のボディダイオードを介して負荷３への電源供給は継続できるので、第２スイッチＳＷ２とは異なり、第１スイッチＳＷ１のオフは可能である。第１スイッチＳＷ１をオフしたとき、ボディダイオードでの電圧降下分が電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の差として現れる。したがって、故障検知部２０は、第１スイッチＳＷ１をオフしたときの第１電圧検知回路１５及び第２電圧検知回路１６の検知結果に基づき、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の差が、所定の閾値未満であれば第１スイッチＳＷ１はショート故障していると判断し、所定の閾値以上であれば第１スイッチＳＷ１はショート故障していないと判断する。

【0071】

（３）変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、車載補助電源システム１と同様の機能は、故障検知方法、コンピュータプログラム、又はプログラムを記録した非一時的な記録媒体等で具現化されてもよい。

【0072】

一態様に係る故障検知方法は、車載補助電源システム１の故障検知方法である。車載補助電源システム１は、第１端子Ｔ１と、第２端子Ｔ２と、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、第２電源１１と、を備える。第１端子Ｔ１には、車両３０に搭載される第１電源２が接続される。第２端子Ｔ２には、車両３０に搭載される負荷３が接続される。第１スイッチＳＷ１は、第１端子Ｔ１に第１端が接続される。第２スイッチＳＷ２は、第１スイッチＳＷ１の第２端と第２端子Ｔ２との間に接続される。第２電源１１は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２の接続点ＣＰ１に接続される。第２スイッチＳＷ２の制御端子に入力する制御電圧ＶＧ２を制御することによって、第２スイッチＳＷ２の動作領域を遮断領域、線形領域、飽和領域のいずれかの領域に切り替え可能である。故障検知方法は、制御ステップと、検知ステップと、を含む。制御ステップでは、第２スイッチＳＷ２の動作領域が飽和領域から遮断領域に遷移するように制御電圧ＶＧ２を変化させる。検知ステップでは、第２スイッチＳＷ２と第２端子Ｔ２との間の電路に印加される電圧の低下幅が閾値を超えると、第２スイッチＳＷ２は正常であると検知する。一態様に係る（コンピュータ）プログラムは、コンピュータシステムに、上記実施形態及び変形例に係る故障検知方法を実行させるためのプログラムである。

【0073】

以下、上記の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

【0074】

本開示における車載補助電源システム１又は故障検知方法の実行主体は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における車載補助電源システム１又は故障検知方法の実行主体としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１又は複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１又は複数の電子回路で構成される。

【0075】

また、車載補助電源システム１における複数の機能が、１つの筐体内に集約されていることは車載補助電源システム１に必須の構成ではなく、車載補助電源システム１の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、車載補助電源システム１の少なくとも一部の機能、例えば、故障検知部２０の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

【0076】

また、上記の実施形態において、測定データなどの２値の比較において、「超える」としているところは「以上」であってもよい。つまり、２値の比較において、２値が等しい場合を含むか否かは、基準値等の設定次第で任意に変更できるので、「超える」か「以上」かに技術上の差異はない。同様に、「以下」としているところは「未満」であってもよい。

【0077】

（３．１）変形例１
変形例１の車載補助電源システム１について図５を参照して説明する。なお、変形例１の車載補助電源システム１の構成は上記実施形態と同様であるので、共通の構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。

【0078】

上述のように、故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２が飽和状態から遮断状態へと遷移するように線形領域で動作させている状態で、電圧Ｖ２と電圧Ｖ３の差（Ｖ２－Ｖ３）と閾値ΔＶ１との高低に基づいて、ショート故障の有無を検知している。ここで、車両３０に搭載される第１電源２の出力は不安定であり、ノイズ等によって第１電源２の電圧Ｖ１が変動する可能性がある。電圧Ｖ２は第１電源２の電圧Ｖ１と略同じであるから、第１電源２の電圧変動により電圧Ｖ２の電圧値が変動すると、故障検知部２０が、ショート故障の有無を正しく検知できない可能性がある。

【0079】

そこで、変形例１の車載補助電源システム１では、故障検知部２０が検知処理を行う間、第１スイッチ制御回路１３が第１スイッチＳＷ１をオフにし、充放電回路１２が、第２電源１１からの出力電圧を第２電圧値に電圧変換して接続点ＣＰ１に出力する。言い換えると、変形例１の車載補助電源システム１では、第１スイッチＳＷ１をオフにし、充放電回路１２が、第２電源１１からの出力電圧を第２電圧値に電圧変換して接続点ＣＰ１に出力する状態で、上記の制御ステップ及び検知ステップを実行する。第２電圧値は、第１電源２の出力電圧である第１電圧値よりも高い電圧値である。

【0080】

これにより、故障検知部２０が検知処理を行う間、第２スイッチＳＷ２のソース電極には、充放電回路１２が第２電源１１の出力電圧を電圧変換したほぼ一定（第２電圧値）の電圧が印加されることになる。したがって、出力が不安定な第１電源２の電圧が第２スイッチＳＷ２のソース電極に入力される場合に比べて、故障検知部２０が、ショート故障の有無を誤検知する可能性を低減できる。

【0081】

ここで、図５のフローチャートを参照して、変形例１の車載補助電源システム１によるショート故障の検知処理について説明する。なお、図５に示すフローチャートは、変形例１に係る故障検知方法の一例に過ぎず、処理の順序が適宜変更されてもよいし、処理が適宜追加又は省略されてもよい。

【0082】

処理回路１０は、第１スイッチ制御回路１３及び第２スイッチ制御回路１４を制御して、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオンにしている状態で、第１電源２から負荷３に電力を供給するとともに、充放電回路１２を制御して第２電源１１を充電する（ステップＳＴ１１）。

【0083】

故障検知部２０が第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知する場合、故障検知部２０は、第１スイッチ制御回路１３を制御して第１スイッチＳＷ１をオフにする（ステップＳＴ１２）。故障検知部２０は、充放電回路１２を制御して放電モードで動作させ、第２電源１１から負荷３に給電する（ステップＳＴ１３）。このとき、充放電回路１２は、第２電源１１の出力電圧を、第１電源２の出力電圧Ｖ１の第１電圧値よりも高い第２電圧値に変換して接続点ＣＰ１に出力する。

【0084】

故障検知部２０は、第２電源１１から負荷３に給電している状態で、第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知する検知処理（ステップＳＴ１４～ＳＴ１９、ＳＴ２２～ＳＴ２３）を行う。なお、ステップＳＴ１４～ＳＴ１９、ＳＴ２２～ＳＴ２３の検知処理は、図２のフローチャートで説明したステップＳＴ１～ＳＴ８の検知処理と同様であるので、その説明は省略する。

【0085】

故障検知部２０は、検知処理の結果、第２スイッチＳＷ２が正常であると検知すると（ステップＳＴ１８）、第２スイッチ制御回路１４を制御して、第２スイッチ制御回路１４が第２スイッチＳＷ２のゲート電極に出力する制御電圧ＶＧ２を電圧値ＶＧ２１に設定する（ステップＳＴ１９）。

【0086】

そして、故障検知部２０は、充放電回路１２を充電モードに制御して、第２電源１１から負荷３への給電を停止した後（ステップＳＴ２０）、第１スイッチ制御回路１３を制御して第１スイッチＳＷ１をオンにする（ステップＳＴ２１）。これにより、第１電源２から負荷３に電力が供給されるとともに、充放電回路１２によって第２電源１１が充電される。

【0087】

（３．２）変形例２
変形例２の車載補助電源システム１について図６～図８を参照して説明する。変形例２の車載補助電源システム１は、故障検知部２０によるショート故障の検知結果を記憶する不揮発性メモリ２２を更に備える点で上記実施形態と相違する。なお、変形例２の車載補助電源システム１の構成は、不揮発性メモリ２２を備える点を除いては上記実施形態と同様であるので、共通の構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。

【0088】

車両３０に用いられる車載補助電源システム１では、車両３０がワントリップする間に、故障検知部２０が少なくとも１回は第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２のショート故障検知を行うことが好ましい。

【0089】

また、車両３０のイグニッションスイッチがオンの場合は、第１電源２の失陥が発生すると、第２電源１１から負荷３へのバックアップ給電を直ちに開始する必要があるため、第２スイッチＳＷ２に大電流を流せるように、第２スイッチＳＷ２を飽和状態で動作させるのが好ましい。したがって、車両３０のイグニッションスイッチがオフの場合に、故障検知部２０が第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知する処理を行うことが好ましい。さらに、車両３０のイグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられた直後は、イグニッションスイッチがオンに切り替えられる可能性が低いので、故障検知部２０は、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられた直後に、ショート故障の有無を検知する検知処理を実行することが好ましい。

【0090】

そこで、変形例２の車載補助電源システム１では、故障検知部２０は、図７に示すように、第１時点ｔ１１から一定時間が経過するまでの間（つまり時点ｔ１１から時点ｔ１２までの第１期間ＤＴ１）に、検知処理を行っている。言い換えると、故障検知部２０は、第１時点ｔ１１から一定時間が経過するまでの間に、上記の制御ステップ及び検知ステップを実行する。第１時点ｔ１１は、車両３０が備えるイグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられた時点である。これにより、負荷３へのバックアップ給電が行われる可能性が低い期間に、故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知することができる。

【0091】

ここで、図８のフローチャートを参照して、変形例２の車載補助電源システム１によるショート故障の検知処理について説明する。なお、図８に示すフローチャートは、変形例２に係る故障検知方法の一例に過ぎず、処理の順序が適宜変更されてもよいし、処理が適宜追加又は省略されてもよい。

【0092】

処理回路１０は、例えば車両３０のＥＣＵから通知される情報を監視することによって、イグニッションスイッチがオフに切り替えられたか否かを検知する（ステップＳＴ３１）。

【0093】

イグニッションスイッチがオフに切り替えられると（ステップＳＴ３１：Ｙｅｓ）、故障検知部２０は、第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知する検知処理（ステップＳＴ３２～ＳＴ３７及びＳＴ４０）を行う。なお、ステップＳＴ３２～ＳＴ３７及びＳＴ４０の検知処理は、図２のフローチャートで説明したステップＳＴ１～ＳＴ７の検知処理と同様であるので、その説明は省略する。

【0094】

故障検知部２０は、検知処理を終了すると、検知結果を不揮発性メモリ２２に保存し（ステップＳＴ３８）、休止モードに移行する（ステップＳＴ３９）。

【0095】

その後、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替えられると、出力部２１は、不揮発性メモリ２２に保存されている検知結果を、例えば車両３０のＥＣＵ等に出力しており、第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を車両３０のＥＣＵ等に通知することができる。

【0096】

なお、イグニッションスイッチがオフの状態で、車両３０を始動させる準備動作が発生してから、負荷３へのバックアップ給電を可能な状態にするまでの期間に、ショート故障の有無を検知する検知処理を完了できるのであれば、準備動作が発生したタイミングで検知処理を実行してもよい。車両３０を始動させる準備動作とは、例えば車両３０にドライバーが乗り込むためにドアを開ける動作、エンジンを始動させるためにブレーキペダルを踏み込む動作等である。イグニッションスイッチがオフの状態で、車両３０のＥＣＵ等から準備動作の発生を通知する通知信号が入力されると、故障検知部２０が、ショート故障の有無を検知する検知処理を実行すればよい。また、故障検知部２０は、イグニッションスイッチがオフの期間のどこかで、ショート故障の有無を検知する検知処理を実行してもよい。

【0097】

（３．３）変形例３
変形例３の車載補助電源システム１について図９を参照して説明する。変形例３の車載補助電源システム１の構成は、変形例２と同様であるので、共通の構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。

【0098】

変形例３の車載補助電源システム１では、変形例２と同様に、車両３０が備えるイグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられた第１時点から一定時間が経過するまでの間（第１期間ＤＴ１）に、第１スイッチ制御回路１３が第１スイッチＳＷ１をオフにする。そして、第１期間ＤＴ１において、変形例１と同様に、充放電回路１２が、第２電源１１からの出力電圧を、第１電源２の出力電圧である第１電圧値よりも高い第２電圧値に電圧変換して接続点ＣＰ１に出力している状態で、故障検知部２０が検知処理（上記の制御ステップ及び検知ステップ）を行っている。

【0099】

【0100】

ここで、図９のフローチャートを参照して、変形例３の車載補助電源システム１によるショート故障の検知処理について説明する。なお、図９に示すフローチャートは、変形例３に係る故障検知方法の一例に過ぎず、処理の順序が適宜変更されてもよいし、処理が適宜追加又は省略されてもよい。

【0101】

処理回路１０は、例えば車両３０のＥＣＵから通知される情報を監視することによって、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられたか否かを検知する（ステップＳＴ５１）。

【0102】

イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられると（ステップＳＴ５１：Ｙｅｓ）、故障検知部２０が第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知する検知処理を開始する準備を行う。まず、故障検知部２０は、第１スイッチ制御回路１３を制御して第１スイッチＳＷ１をオフにして（ステップＳＴ５２）、充放電回路１２を放電モードに制御する。充放電回路１２は、放電モードで動作すると、第２電源１１から負荷３に給電する（ステップＳＴ５３）。このとき、充放電回路１２は、第２電源１１の出力電圧を、第１電源２の出力電圧Ｖ１よりも高い第２電圧に変換して接続点ＣＰ１に出力する。

【0103】

故障検知部２０は、第２電源１１から負荷３に給電している状態で、第２スイッチＳＷ２のショート故障の有無を検知する検知処理（ステップＳＴ５４～ＳＴ５９、ＳＴ６４）を行う。なお、ステップＳＴ５４～ＳＴ５９、ＳＴ６４の検知処理は、図２のフローチャートで説明したステップＳＴ１～ＳＴ７の検知処理と同様であるので、その説明は省略する。

【0104】

故障検知部２０は、検知処理を終了すると、充放電回路１２を制御して、第２電源１１から負荷３への給電を停止した後（ステップＳＴ６０）、第１スイッチ制御回路１３を制御して第１スイッチＳＷ１をオンにする（ステップＳＴ６１）。これにより、第１電源２から負荷３に電力が供給されるとともに、充放電回路１２によって第２電源１１が充電される。

【0105】

また、故障検知部２０は、検知結果を不揮発性メモリ２２に保存し（ステップＳＴ６２）、休止モードに移行する（ステップＳＴ６３）。

【0106】

【0107】

なお、変形例３においても、故障検知部２０は、イグニッションスイッチがオフの期間、又は、車両３０を始動させる準備動作が発生したタイミングで検知処理を実行してもよい。例えば、イグニッションスイッチがオフの状態で、車両３０のＥＣＵ等から準備動作の発生を通知する通知信号が処理回路１０に入力されると、故障検知部２０が、ショート故障の有無を検知する検知処理を実行すればよい。

【0108】

（３．４）その他の変形例
上記の実施形態において、第２電源１１は、電気二重層キャパシタに限らず、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ：Lithium Ion Capacitor）、又はリチウムイオン電池（ＬＩＢ：Lithium Ion Battery）等の二次電池であってもよい。リチウムイオンキャパシタでは、ＥＤＬＣと同様の材質（例えば活性炭）で正極が形成され、ＬＩＢと同様の材質（例えば黒鉛等の炭素材料）で負極が形成される。

【0109】

また、第２電源１１は、例えば、以下に説明する構成を有する電気化学デバイスであってもよい。ここでいう電気化学デバイスは、正極部材と、負極部材と、非水電解液と、を備える。正極部材は、正極集電体と、正極集電体に担持され正極活物質を含む正極材料層と、を有する。正極材料層は、アニオン（ドーパント）をドープ及び脱ドープする正極活物質として導電性高分子を含む。負極部材は、負極活物質を含む負極材料層を有する。負極活物質は、一例として、リチウムイオンの吸蔵及び放出を伴う酸化還元反応が進行する物質であり、具体的には、炭素材料、金属化合物、合金又はセラミックス材料等である。非水電解液は、一例として、リチウムイオン伝導性を有する。この種の非水電解液は、リチウム塩と、リチウム塩を溶解させる非水溶液と、を含んでいる。このような構成の電気化学デバイスは、電気二重層キャパシタ等に比べて、高いエネルギ密度を有する。

【0110】

上記実施形態において、処理回路１０は、コンピュータシステムによって実現されるものに限定されず、アナログ回路によって実現されてもよい。

【0111】

上記の実施形態では、車載補助電源システム１は、車両３０のバッテリである第１電源２の失陥時に第２電源１１から負荷３に電力を供給しているが、第１電源２が失陥していない状態で、第１電源２及び第２電源１１の両方から負荷３に電力を供給してもよい。

【0112】

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様の車載補助電源システム（１）は、第１端子（Ｔ１）と、第２端子（Ｔ２）と、第１スイッチ（ＳＷ１）と、第２スイッチ（ＳＷ２）と、第２電源（１１）と、第２スイッチ制御回路（１４）と、電圧検出部（１７）と、故障検知部（２０）と、を備える。第１端子（Ｔ１）には、車両（３０）に搭載される第１電源（２）が接続される。第２端子（Ｔ２）には、車両（３０）に搭載される負荷（３）が接続される。第１スイッチ（ＳＷ１）は、第１端子（Ｔ１）に第１端が接続される。第２スイッチ（ＳＷ２）は、第１スイッチ（ＳＷ１）の第２端と第２端子（Ｔ２）との間に接続される。第２電源（１１）は、第１スイッチ（ＳＷ１）及び第２スイッチ（ＳＷ２）の接続点（ＣＰ１）に接続される。第２スイッチ制御回路（１４）は、第２スイッチ（ＳＷ２）の制御端子に入力する制御電圧（ＶＧ２）を制御することによって、第２スイッチ（ＳＷ２）を遮断領域、線形領域、飽和領域のいずれかの領域で動作させる。電圧検出部（１７）は、第２スイッチ（ＳＷ２）と第２端子（Ｔ２）との間の電路に印加される電圧を検出する。故障検知部（２０）は、第２スイッチ（ＳＷ２）のショート故障の有無を検知する検知処理を行う。故障検知部（２０）は、第２スイッチ（ＳＷ２）の動作領域が飽和領域から遮断領域に遷移するように第２スイッチ制御回路（１４）が制御電圧（ＶＧ２）を変化させている状態で、電圧検出部（１７）の検出電圧の低下幅が閾値を超えると、第２スイッチ（ＳＷ２）は正常であると検知する。

【0113】

この態様によれば、負荷（３）に対して常時給電している状態でも、負荷（３）と第１電源（２）との間に接続された第２スイッチ（ＳＷ２）のショート故障を検知することができる。

【0114】

第２の態様の車載補助電源システム（１）では、第１の態様において、故障検知部（２０）は、車両（３０）が備えるイグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられた第１時点から一定時間が経過するまでの間に、検知処理を行う。

【0115】

この態様によれば、第２電源（１１）から負荷（３）への電力供給を行う可能性が低い期間に、第２スイッチ（ＳＷ２）のショート故障の有無を検知する検知処理を実行することができる。

【0116】

第３の態様の車載補助電源システム（１）は、第１又は第２の態様において、第１スイッチ制御回路（１３）と、充放電回路（１２）と、を更に備える。第１スイッチ制御回路（１３）は、第１スイッチ（ＳＷ１）のオン／オフを制御する。充放電回路（１２）は、第１スイッチ（ＳＷ１）及び第２スイッチ（ＳＷ２）の接続点（ＣＰ１）と第２電源（１１）との間に接続される。充放電回路（１２）は、充電モードでは第１電源（２）を電源として第２電源（１１）を充電し、放電モードでは第２電源（１１）からの出力電圧を電圧変換して接続点（ＣＰ１）に出力する。故障検知部（２０）が検知処理を行う間、第１スイッチ制御回路（１３）が第１スイッチ（ＳＷ１）をオフにし、充放電回路（１２）が、第２電源（１１）からの出力電圧を、第１電源（２）の出力電圧である第１電圧値よりも高い第２電圧値に電圧変換して接続点（ＣＰ１）に出力する。

【0117】

この態様によれば、第１電源（２）の出力電圧が不安定な場合でも、充放電回路（１２）が第２電源（１１）からの出力電圧を第２電圧値に変換して接続点（ＣＰ１）に出力している状態で、故障検知部（２０）が第２スイッチ（ＳＷ２）のショート故障の有無を検知する検知処理を実行することができる。したがって、第２スイッチ（ＳＷ２）のショート故障の有無を誤検知する可能性を低減できる。

【0118】

第４の態様の車載補助電源システム（１）では、第３の態様において、車両（３０）が備えるイグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられた第１時点から一定時間が経過するまでの間（第１期間）に、第１スイッチ制御回路（１３）が第１スイッチ（ＳＷ１）をオフにする。第１期間において、充放電回路（１２）が、第２電源（１１）からの出力電圧を、第１電源（２）の出力電圧である第１電圧値よりも高い第２電圧値に電圧変換して接続点（ＣＰ１）に出力している状態で、故障検知部（２０）は検知処理を行う。

【0119】

【0120】

第５の態様の車載補助電源システム（１）では、第１～第４のいずれかの態様において、第２スイッチ制御回路（１４）が、第２スイッチ（ＳＷ２）の状態が飽和領域から遮断領域に遷移するように制御電圧（ＶＧ２）を変化させている状態で、故障検知部（２０）が第２スイッチ（ＳＷ２）は正常であると検知すると、第２スイッチ制御回路（１４）は、第２スイッチ（ＳＷ２）の状態を飽和領域に遷移させるように制御電圧（ＶＧ２）を変化させる。

【0121】

この態様によれば、負荷（３）に対して常時給電することができる。

【0122】

第６の態様の車載補助電源システム（１）は、第１～第５のいずれかの態様において、故障検知部（２０）の検知結果を外部に出力する出力部（２１）を更に備える。

【0123】

この態様によれば、第２スイッチ（ＳＷ２）のショート故障の有無を外部に通知することができる。

【0124】

第７の態様の故障検知方法は、車載補助電源システム（１）の故障検知方法である。車載補助電源システム（１）は、第１端子（Ｔ１）と、第２端子（Ｔ２）と、第１スイッチ（ＳＷ１）と、第２スイッチ（ＳＷ２）と、第２電源（１１）と、を備える。第１端子（Ｔ１）には、車両（３０）に搭載される第１電源（２）が接続される。第２端子（Ｔ２）には、車両（３０）に搭載される負荷（３）が接続される。第１スイッチ（ＳＷ１）は、第１端子（Ｔ１）に第１端が接続される。第２スイッチ（ＳＷ２）は、第１スイッチ（ＳＷ１）の第２端と第２端子（Ｔ２）との間に接続される。第２電源（１１）は、第１スイッチ（ＳＷ１）及び第２スイッチ（ＳＷ２）の接続点（ＣＰ１）に接続される。第２スイッチ（ＳＷ２）の制御端子に入力する制御電圧（ＶＧ２）を制御することによって、第２スイッチ（ＳＷ２）の動作領域を遮断領域、線形領域、飽和領域のいずれかの領域に切り替え可能である。故障検知方法は、制御ステップと、検知ステップと、を含む。制御ステップでは、第２スイッチ（ＳＷ２）の動作領域が飽和領域から遮断領域に遷移するように制御電圧（ＶＧ２）を変化させる。検知ステップでは、第２スイッチ（ＳＷ２）と第２端子（Ｔ２）との間の電路に印加される電圧の低下幅が閾値を超えると、第２スイッチ（ＳＷ２）は正常であると検知する。

【0125】

【0126】

第８の態様の故障検知方法では、第７の態様において、車両（３０）が備えるイグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられた第１時点から一定時間が経過するまでの間に、制御ステップ及び検知ステップを実行する。

【0127】

【0128】

第９の態様の故障検知方法では、第７の態様において、車載補助電源システム（１）は、充放電回路（１２）を更に備える。充放電回路（１２）は、第１スイッチ（ＳＷ１）及び第２スイッチ（ＳＷ２）の接続点（ＣＰ１）と第２電源（１１）との間に接続される。充放電回路（１２）は、充電モードでは第１電源（２）を電源として第２電源（１１）を充電し、放電モードでは第２電源（１１）からの出力電圧を電圧変換して接続点（ＣＰ１）に出力する。故障検知方法では、第１スイッチ（ＳＷ１）をオフにし、充放電回路（１２）が、第２電源（１１）からの出力電圧を、第１電源（２）の出力電圧である第１電圧値よりも高い第２電圧値に電圧変換して接続点（ＣＰ１）に出力する状態で、制御ステップ及び検知ステップを実行する。

【0129】

この態様によれば、第１電源（２）の出力電圧が不安定な場合でも、充放電回路（１２）が第２電源（１１）からの出力電圧を第２電圧値に変換して接続点（ＣＰ１）に出力している状態で、第２スイッチ（ＳＷ２）のショート故障の有無を検知する検知ステップを実行することができる。したがって、第２スイッチ（ＳＷ２）のショート故障の有無を誤検知する可能性を低減できる。

【0130】

第１０の態様の故障検知方法では、第９の態様において、車両（３０）が備えるイグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられた第１時点から一定時間が経過するまでの間（第１期間）に、第１スイッチ（ＳＷ１）をオフにする。故障検知方法では、第１期間において、充放電回路（１２）が、第２電源（１１）からの出力電圧を、第１電源（２）の出力電圧である第１電圧値よりも高い第２電圧値に電圧変換して接続点（ＣＰ１）に出力している状態で、制御ステップ及び検知ステップを実行する。

【0131】

【0132】

第１１の態様の故障検知方法は、第７～第１０のいずれかの態様において、復帰ステップを、更に含む。復帰ステップでは、検知ステップで第２スイッチ（ＳＷ２）が正常であると検知すると、第２スイッチ（ＳＷ２）の状態を飽和領域に遷移させるように制御電圧（ＶＧ２）を変化させる。

【0133】

この態様によれば、負荷（３）に対して常時給電することができる。

【0134】

第１２の態様のプログラムは、コンピュータシステムに、第７～第１１のいずれかの態様の故障検知方法を実行させるためのプログラムである。

【0135】

【0136】

上記態様に限らず、実施形態に係る車載補助電源システム（１）の種々の構成（変形例を含む）は、故障検知方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化可能である。

【0137】

第２～第６の態様に係る構成については、車載補助電源システム（１）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。第８～第１１の態様に係る構成については、故障検知方法に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。