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技術 電源システム異常検出装置

出願人 株式会社デンソー
発明者 金本恭兵
出願日 2013年5月22日 (6年5ヶ月経過) 出願番号 2013-108111
公開日 2014年12月8日 (4年11ヶ月経過) 公開番号 2014-227035
状態 特許登録済
技術分野 車両用電気・流体回路
主要キーワード 共通状態 端子外れ ユーザ始動 ラジエータファンモータ 電流センサ出力 スタック故障 特定負荷 上昇変化
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

系統電源ラインを備えた車両の電源ステムにおいて、一方の電源ラインに接続されるバッテリ充放電電流を検出する電流センサ故障と、そのバッテリの端子外れとの、何れかが生じたことを検出するのに好適な異常検出装置の提供。

解決手段

電源システム1において、電源ECU41は、スイッチ45をオンして2つの電源ライン3,5を接続している場合には、電源ライン3側のバッテリ7の充放電電流を検出する電流センサ13の出力値が、電源ライン5側のイグニションコイル31が電力消費することに伴い変化するか否かを判定し、出力値が変化しないと判定したなら、電流センサ13の故障とバッテリ7の端子外れとの何れかである異常が生じていると判断する。またスイッチ45をオフしている場合には、電源ライン3側のオルタネータ17の発電電圧を変化させ、電流センサ13の出力値が変化するか否かを判定することで、前記異常を検出する。

概要

背景

車両における電源ステムとして、2系統電源ラインの各々にバッテリ電気負荷が接続されると共に、その電源ライン同士の接続/非接続を切り換えるスイッチを備えた電源システムがある(例えば、特許文献1参照)。

概要

2系統の電源ラインを備えた車両の電源システムにおいて、一方の電源ラインに接続されるバッテリの充放電電流を検出する電流センサ故障と、そのバッテリの端子外れとの、何れかが生じたことを検出するのに好適な異常検出装置の提供。電源システム1において、電源ECU41は、スイッチ45をオンして2つの電源ライン3,5を接続している場合には、電源ライン3側のバッテリ7の充放電電流を検出する電流センサ13の出力値が、電源ライン5側のイグニションコイル31が電力消費することに伴い変化するか否かを判定し、出力値が変化しないと判定したなら、電流センサ13の故障とバッテリ7の端子外れとの何れかである異常が生じていると判断する。またスイッチ45をオフしている場合には、電源ライン3側のオルタネータ17の発電電圧を変化させ、電流センサ13の出力値が変化するか否かを判定することで、前記異常を検出する。

目的

効果

実績

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牽制数
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請求項1

第1電源ライン(3)と、前記第1電源ラインに接続される第1バッテリ(7)と、前記第1バッテリの充放電電流を検出する電流センサ(13)と、第2電源ライン(5)と、前記第2電源ラインに接続されて該第2電源ラインから電力が供給される、少なくとも1つの電気負荷である第2系統電気負荷(30)と、前記第2電源ラインに接続される第2バッテリ(43)と、前記第1電源ラインと前記第2電源ラインとの接続/非接続を切り換え切換手段(45)と、を備えると共に、前記第2系統電気負荷として、少なくとも、間欠的に電力を消費する特定負荷(31)が存在する車両の電源ステム(1)において、前記電流センサの故障と前記第1バッテリの端子外れとの何れかである異常を、検出するために用いられる電源システム異常検出装置であって、前記切換手段によって前記第1電源ラインと前記第2電源ラインとが接続されている場合に、前記特定負荷が電力を消費することに伴って前記電流センサの出力値が変化するか否かを判定し、前記電流センサの出力値が変化しないと判定したならば、前記異常が生じていると判断する第1検出手段(55,S200,S210,S230)を備えること、を特徴とする電源システム異常検出装置。

請求項2

請求項1に記載の電源システム異常検出装置において、前記特定負荷は、前記車両のエンジン点火するためのイグニッションコイル(31)であること、を特徴とする電源システム異常検出装置。

請求項3

請求項1又は請求項2に記載の電源システム異常検出装置において、前記第1電源ラインには、当該第1電源ラインから電力が供給されるか或いは前記第1電源ラインへ電力を出力する、少なくとも1つの電気装置(9)が接続されており、当該電源システム異常検出装置は、前記切換手段によって前記第1電源ラインと前記第2電源ラインとが切り離されている場合に、前記電気装置の前記第1電源ラインに対する電流入出力量を変化させると共に、その電流入出力量の変化に伴って前記電流センサの出力値が変化するか否かを判定し、前記電流センサの出力値が変化しないと判定したならば、前記異常が生じていると判断する第2検出手段(55,S130,S135,S140,S150,S180)を備えること、を特徴とする電源システム異常検出装置。

請求項4

請求項3に記載の電源システム異常検出装置において、前記電気装置として、少なくとも、前記車両のエンジン(15)により駆動されるオルタネータ(17)があり、前記第2検出手段(55,S130,S140,S150,S180)は、前記オルタネータの発電電圧を変化させることにより、該オルタネータの前記第1電源ラインに対する電流入出力量を変化させること、を特徴とする電源システム異常検出装置。

請求項5

請求項3又は請求項4に記載の電源システム異常検出装置において、前記電気装置として、少なくとも、前記車両のエンジン(15)を冷却するためのラジエータファンを回転させるラジエータファンモータ(19)があり、前記第2検出手段(55,S135,S140,S150,S180)は、前記ラジエータファンモータの動作状態を変化させることにより、該ラジエータファンモータの前記第1電源ラインに対する電流入出力量を変化させること、を特徴とする電源システム異常検出装置。

請求項6

請求項3ないし請求項5の何れか1項に記載の電源システム異常検出装置において、前記電気装置として、少なくとも、前記車両のエンジン(15)を始動させるためのスタータ(21)があり、更に、前記スタータは、前記エンジンをクランキングするための駆動力を発生するスタータモータ(25)と、前記エンジンのリングギヤ(16)に噛み合った状態で前記スタータモータにより回転駆動されることで前記エンジンをクランキングするピニオンギヤ(27)とを有すると共に、前記ピニオンギヤを前記リングギヤに噛み合う状態と前記リングギヤに噛み合わない状態とに切り換えることと、前記スタータモータへの通電/非通電とを、それぞれ独立して実施可能なスタータであり、前記第2検出手段(55,S135,S140,S150,S180)は、前記ピニオンギヤを前記リングギヤに噛み合わない状態にして、前記スタータモータに通電することにより、前記スタータの前記第1電源ラインに対する電流入出力量を変化させること、を特徴とする電源システム異常検出装置。

請求項7

請求項3ないし請求項6の何れか1項に記載の電源システム異常検出装置において、前記車両には、所定の自動停止条件成立すると前記車両のエンジン(15)を自動的に停止させるアイドルストップ制御手段(34)が備えられており、前記電気装置として、前記エンジンにより駆動されるオルタネータ(17)と他の電気負荷(19,21,23)とがあり、当該電源システム異常検出装置は、前記第1検出手段と前記第2検出手段との何れかにより前記異常が生じていると判断された場合には、前記アイドルストップ制御手段が前記エンジンを自動停止させるのを禁止するアイドルストップ禁止手段(55,S191,S241)を備えること、を特徴とする電源システム異常検出装置。

請求項8

請求項3ないし請求項7の何れか1項に記載の電源システム異常検出装置において、前記電気装置として、前記車両のエンジン(15)により駆動されるオルタネータ(17)と他の電気負荷(19,21,23)とがあり、当該電源システム異常検出装置は、前記オルタネータが発電している最中において、前記第1検出手段と前記第2検出手段との何れかにより前記異常が生じていると判断された場合には、前記オルタネータの発電が停止するのを阻止する発電継続手段(55,S192,S242)を備えること、を特徴とする電源システム異常検出装置。

請求項9

請求項3ないし請求項8の何れか1項に記載の電源システム異常検出装置において、前記電気装置として、少なくとも、前記車両のエンジン(15)により駆動されるオルタネータ(17)があり、前記第1検出手段と前記第2検出手段との何れかにより前記異常が生じていると判断された場合には、前記切換手段により前記第1電源ラインと前記第2電源ラインとを分離した状態にして、前記第2電源ラインに接続された前記第2系統電気負荷に前記第2バッテリから電力を供給させる分離手段(55,S193,S243)を備えること、を特徴とする電源システム異常検出装置。

技術分野

0001

本発明は、車両における電源ステムの異常を検出する装置に関する。

背景技術

0002

車両における電源システムとして、2系統電源ラインの各々にバッテリ電気負荷が接続されると共に、その電源ライン同士の接続/非接続を切り換えるスイッチを備えた電源システムがある(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開2008−72880号公報

発明が解決しようとする課題

0004

上記のような電源システムにおいて、一方の電源ラインに接続されるバッテリの充放電電流を、電流センサによって検出することが考えられる。
その場合、電流センサの同値固定故障と、その電流センサによって充放電電流が検出されるバッテリの端子外れとの、何れかが生じたことを検出するための良い手法が無かった。尚、電流センサの同値固定故障とは、電流センサの出力が正常変化範囲内ではあるものの被検出電流とは関係のない電圧のままになる故障であり、スタック故障とも呼ばれる。また、バッテリの端子外れとは、バッテリと電源ラインとが非接続の状態になることである。

0005

そこで、本発明は、2系統の電源ラインを備えた車両の電源システムにおいて、一方の電源ラインに接続されるバッテリの充放電電流を検出する電流センサの故障と、そのバッテリの端子外れとの、何れかが生じたことを検出するのに好適な、電源システム異常検出装置の提供を目的としている。

課題を解決するための手段

0006

第1発明の電源システム異常検出装置が用いられる車両の電源システムは、第1電源ラインと、前記第1電源ラインに接続される第1バッテリと、前記第1バッテリの充放電電流を検出する電流センサと、第2電源ラインと、前記第2電源ラインに接続されて該第2電源ラインから電力が供給される、少なくとも1つの電気負荷である第2系統電気負荷と、前記第2電源ラインに接続される第2バッテリと、前記第1電源ラインと前記第2電源ラインとの接続/非接続を切り換える切換手段と、を備える。更に、前記第2系統電気負荷として、少なくとも、間欠的に電力を消費する特定負荷が存在する。

0007

そして、第1発明の電源システム異常検出装置は、前記電流センサの故障と前記第1バッテリの端子外れとの何れかを、検出対象の異常としており、その異常を検出するための手段として、第1検出手段を備える。

0008

第1検出手段は、前記切換手段によって前記第1電源ラインと前記第2電源ラインとが接続されている場合に、前記特定負荷が電力を消費することに伴って前記電流センサの出力値が変化するか否かを判定し、前記電流センサの出力値が変化しないと判定したならば、前記異常が生じていると判断する。

0009

つまり、第1電源ラインと第2電源ラインとが接続されている場合(以下、電源ライン共通状態の場合という)には、正常ならば、第2電源ラインに接続されている特定負荷が間欠的に電力を消費することで、第1バッテリの充放電電流が変化し、その変化が電流センサの出力値に現れる。これに対して、検出対象の異常が生じていれば、電流センサの出力値は変化しなくなる。このような違いにより、第1検出手段は異常の有無を判断する。よって、第1発明の電源システム異常検出装置によれば、電源ライン共通状態の場合において、電流センサの故障と第1バッテリの端子外れとの何れかが生じたことを、電流センサの出力値から検出することができる。

0010

また、第2発明の電源システム異常検出装置が用いられる車両の電源システムでは、第1電源ラインに、当該第1電源ラインから電力が供給されるか或いは前記第1電源ラインへ電力を出力する、少なくとも1つの電気装置が接続されている。そして、第2発明の電源システム異常検出装置は、第2検出手段を更に備える。その第2検出手段は、前記切換手段によって前記第1電源ラインと前記第2電源ラインとが切り離されている場合に、前記電気装置の前記第1電源ラインに対する電流入出力量を変化させると共に、その電流入出力量の変化に伴って前記電流センサの出力値が変化するか否かを判定し、前記電流センサの出力値が変化しないと判定したならば、前記異常が生じていると判断する。

0011

つまり、第1電源ラインと第2電源ラインとが切り離されている場合(以下、電源ライン分離状態の場合という)には、特定負荷が間欠的に電力を消費しても、その特定負荷への電力は、第1バッテリと第2バッテリとのうち、第2バッテリの方からだけ供給されるため、第1バッテリの充放電電流には変化が現れなくなる。このため、第2検出手段は、第1電源ラインに接続されている電気装置の電流入出力量を変化させることで、第1バッテリの充放電電流が変化するようにし、それに伴い電流センサの出力値が変化するか否かにより異常の有無を判断する。

0012

この電源システム異常検出装置によれば、電源ライン共通状態の場合と、電源ライン分離状態の場合との、何れにおいても、電流センサの故障と第1バッテリの端子外れとの何れかが生じたことを、電流センサの出力値から検出することができる。

0013

そして、電源ライン共通状態の場合には、第1バッテリの充放電電流を故意に変化させるための処置を行うことなく、異常を検出することができる。逆に、電源ライン分離状態の場合には、特定負荷の間欠的な電力消費が第1バッテリの充放電電流に現れなくても、上記電気装置の電流入出力量を変化させることで、異常を検出することができる。

図面の簡単な説明

0014

実施形態の電源システムを表す構成図である。
第1実施形態の異常検出処理を表すフローチャートである。
第1実施形態の異常検出処理の作用を説明するための第1の説明図である。
第1実施形態の異常検出処理の作用を説明するための第2の説明図である。
第2,第3実施形態の異常検出処理を表すフローチャートである。

実施例

0015

以下に、本発明が適用された実施形態の電源システムについて説明する。本実施形態の電源システムは、車両に搭載される。また、制御装置のことを、ECU(Electronic Control Unit)と記載する。

0016

[第1実施形態]
図1に示すように、車両の電源システム1は、第1電源ライン3と、第2電源ライン5とを備える。

0017

第1電源ライン3には、第1バッテリ7が接続される。第1バッテリ7は、例えば、鉛バッテリであるが、リチウムイオンバッテリニッケル水素バッテリなど、他の種類のバッテリでも良い。

0018

また、第1電源ライン3には、第1電源ライン3から電力が供給されるか或いは第1電源ライン3へ電力を出力する、少なくとも1つの電気装置9が接続される。
第1バッテリ7と第1電源ライン3とを接続する分岐電源ライン11(尚、この分岐電源ライン11も電源ライン3と言える)には、その分岐電源ライン11に流れる電流、即ち、第1バッテリ7の充放電電流を検出する電流センサ13が設けられている。

0019

電流センサ13は、例えば非接触式の電流センサであり、検出対象の電流に応じた電圧の信号を出力する。例えば、電流センサ13の出力値(詳しくは、出力信号電圧値であり、以下、電流センサ出力値という)は、本実施形態では、第1バッテリ7の充電電流が大きくなるほど基準値から大きくなり、第1バッテリ7の放電電流が大きくなるほど基準値から小さくなる。

0020

電気装置9は1つでも良いが、本実施形態では、電気装置9として複数の装置がある。
例えば、電気装置9として、車両のエンジン15により駆動されるオルタネータ発電装置)17がある。また例えば、電気装置9として、エンジン15を冷却するためのラジエータファン(図示省略)を回転させるラジエータファンモータ19や、エンジン15を始動させるためのスタータ21や、ヘッドライト23などがある。電気装置9のうち、オルタネータ17は、第1電源ライン3へ電力を出力する電気装置に相当し、オルタネータ17以外は、第1電源ライン3から電力が供給される電気装置(換言すれば、電気負荷)に相当する。

0021

スタータ21は、エンジン15をクランキングするための駆動力を発生するスタータモータ25と、エンジン15のリングギヤ16に噛み合った状態でスタータモータ25により回転駆動されることでエンジン15をクランキングするピニオンギヤ27とを有する。尚、図1では、リングギヤ16とピニオンギヤ27とが離れた位置に図示されているが、実際には、スタータ21の筐体からピニオンギヤ27が突出することで、そのピニオンギヤ27がリングギヤ16に噛み合うようになっている。

0022

そして、スタータ21には、第1電源ライン3からスタータモータ25への通電/非通電を切り換えるためのモータ通電用ソレノイド(図示省略)とは別に、ピニオンギヤ27をリングギヤ16に噛み合う状態とリングギヤ16に噛み合わない状態とに切り換えるためのピニオンソレノイド29を備えている。つまり、スタータ21は、ピニオンギヤ27をリングギヤ16に噛み合う状態と噛み合わない状態とに切り換えることと、スタータモータ25への通電/非通電とを、それぞれ独立して実施可能なスタータ(いわゆるタンデムソレノイド型のスタータ)である。尚、モータ通電用ソレノイド及びピニオンソレノイド29が動作するための電力も第1電源ライン3から供給される。

0023

一方、第2電源ライン5には、第2電源ライン5から電力が供給される、少なくとも1つの電気負荷(第2系統電気負荷)30が接続される。
電気負荷30は1つでも良いが、本実施形態では、電気負荷30として複数の電気負荷がある。

0024

例えば、電気負荷30として、エンジン15に点火するためのイグニッションコイル31や、エンジン15に燃料噴射するためのインジェクタ32や、エンジンECU33や、アイドルストップECU34や、他のECU35や、ナビゲーション装置36や、オーディオ装置37などがある。

0025

エンジンECU33は、イグニッションコイル31やインジェクタ32を制御することで、エンジン15を制御する。このため、イグニッションコイル31とインジェクタ32への通電は、エンジン15の回転に同期して実施される。尚、図1では、インジェクタ32が第2電源ライン5に直接接続されるように図示しているが、インジェクタ32には、実際には、第2電源ライン5からエンジンECU33を介して動作用の電力が供給される。

0026

また、電気負荷30のうち、イグニッションコイル31は、エンジン15の運転中においては、間欠的に電力を消費すると共に、その消費電力は、第2電源ライン5に接続される他の電気負荷と比べると大きい。本実施形態では、イグニッションコイル31が、間欠的に電力を消費する特定負荷に相当する。

0027

アイドルストップECU34は、エンジン15のアイドルストップ制御を実施する。アイドルストップ制御は、所定の自動停止条件成立するとエンジン15を自動的に停止させ、その後、所定の自動始動条件が成立するとエンジン15を自動的に始動させる制御である。以下では、エンジン15の自動停止のことを、アイドルストップという。

0028

更に、第1電源ライン3と第2電源ライン5との間には、電源ECU41が設けられており、その電源ECU41は、第1電源ライン3と第2電源ライン5との接続/非接続などを制御する。また、第2電源ライン5には、第2バッテリ43が接続される。第2バッテリ43は、例えば、リチウムイオンバッテリであるが、鉛バッテリやニッケル水素バッテリなど、他の種類のバッテリでも良い。

0029

本実施形態において、第2バッテリ43は、電源ECU41を介して第2電源ライン5に接続される。そして、電源ECU41は、第2バッテリ43を第2電源ライン5から切り離す場合もある。つまり、電源ECU41は、第2バッテリ43と第2電源ライン5との接続/非接続も制御する。

0030

電源ECU41は、第1電源ライン3と第2電源ライン5との接続/非接続を切り換える第1スイッチ45と、第2バッテリ43と第2電源ライン5との接続/非接続を切り換える第2スイッチ47と、第1スイッチ45及び第2スイッチ47のオンオフを制御する制御回路49とを備える。そして、制御回路49は、CPU51、ROM52及びRAM53などを有するマイコン55と、マイコン55からの指令に従って第1スイッチ45と第2スイッチ47をオン/オフさせる駆動回路57とを備える。

0031

本実施形態において、第1スイッチ45及び第2スイッチ47の各々は、例えば、直列に接続された2つMOSFET電界効果トランジスタ)によって構成されているが、バイポーラトランジスタやIGBT絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)など、他種類のトランジスタで構成したり、リレーによって構成したりすることもできる。

0032

次に、電源ECU41における制御回路49の動作内容について説明する。尚、制御回路49の動作は、マイコン55によって実現され、マイコン55の動作は、CPU51がROM52内のプログラムを実行することで実現される。

0033

制御回路49は、第1スイッチ45と第2スイッチ47を、下記の第1〜第3モードの何れかに切り換える。
〈第1モード〉
第1モードは、「第1スイッチ45がオンで、第2スイッチ47がオフ」のモードである。

0034

この第1モードでは、第1スイッチ45のオンにより、第1電源ライン3と第2電源ライン5とが接続される。そして、第2スイッチ47のオフにより、第2電源ライン5から第2バッテリ43が切り離される。このため、第1電源ライン3に接続された電気負荷(電気装置9のうち、オルタネータ17以外)と、第2電源ライン5に接続された電気負荷30には、第1バッテリ7あるいはオルタネータ17から電力が供給される。

0035

そして、制御回路49は、例えば、車両の運転者がエンジン15を始動させるための始動専用操作を行うことでエンジン15が始動される場合(いわゆるユーザ始動時)には、この第1モードにする。尚、始動専用操作は、例えば、イグニッションキーる操作や、プッシュ式スタートタンを押す操作などである。

0036

〈第2モード〉
第2モードは、「第1スイッチ45がオフで、第2スイッチ47がオン」のモードである。

0037

この第2モードでは、第1スイッチ45のオフにより、第1電源ライン3と第2電源ライン5とが切り離される(分離される)。そして、第2スイッチ47のオンにより、第2電源ライン5に第2バッテリ43が接続される。このため、第1電源ライン3に接続された電気負荷(電気装置9のうち、オルタネータ17以外)には、第1バッテリ7あるいはオルタネータ17から電力が供給され、第2電源ライン5に接続された電気負荷30には、第2バッテリ43から電力が供給される。

0038

そして、制御回路49は、例えば、第1バッテリ7と第2バッテリ43の各々のSOC(ステートオブチャージ)がともに所定値以上であると判断している場合には、この第2モードにする。尚、制御回路49は、例えば、第1バッテリ7と第2バッテリ43のSOCを計測している他のECUと通信して、その各バッテリ7,43のSOCの情報を取得する。また、制御回路49が各バッテリ7,43のSOCを計測する構成になっていても良い。

0039

また、アイドルストップ制御における自動停止条件には、この第2モードであること(換言すれば、第1バッテリ7と第2バッテリ43のSOCが所定値以上であること)が含まれている。このため、アイドルストップ後にエンジン15が自動的に始動される場合には、この第2モードになっており、スタータ21の動作による電圧変動が第2電源ライン5に現れることが阻止され、延いては、第2電源ライン5に接続された電気負荷30の安定動作が確保される。電気負荷30は、アイドルストップからのエンジン15の自動始動時において、スタータ21が動作することによる電圧変動によって動作が停止してしまうと支障が生じてしまう電気負荷であり、そのような動作の停止を防ぐために、第1電源ライン3から切り離し可能な第2電源ライン5に接続されている。

0040

〈第3モード〉
第3モードは、「第1スイッチ45と第2スイッチ47との両方がオン」のモードである。

0041

この第3モードでは、第1スイッチ45のオンにより、第1電源ライン3と第2電源ライン5とが接続される。そして、第2スイッチ47のオンにより、第2電源ライン5に第2バッテリ43が接続される。このため、第1電源ライン3に接続された電気負荷(電気装置9のうち、オルタネータ17以外)と、第2電源ライン5に接続された電気負荷30には、第1バッテリ7と第2バッテリ43との両方あるいはオルタネータ17から電力が供給される。また、第1バッテリ7と第2バッテリ43はオルタネータ17から充電される。

0042

そして、制御回路49は、例えば、第1バッテリ7と第2バッテリ43のSOCが所定値未満である場合や、車両の減速エネルギーをオルタネータ17が電気エネルギーに変換して出力するエネルギー回生時に、この第3モードにする。

0043

次に、制御回路49のマイコン55が、電流センサ13の故障と第1バッテリ7の端子外れとの何れかを、異常として検出するために行う異常検出処理について、図2を用い説明する。尚、検出対象の異常のうち、電流センサ13の故障は、前述した同値固定故障(スタック故障)である。また、マイコン55は、図2に示す異常検出処理を、例えば一定時間毎に実行する。

0044

図2に示すように、マイコン55は、異常検出処理を開始すると、まずS110にて、エンジン15が運転中であるか否かを判定する。例えば、エンジンECU33から通信によってエンジン回転数の情報を取得し、その情報から判定する。

0045

マイコン55は、エンジン15が運転中でないと判定した場合には、そのまま当該異常検出処理を終了するが、エンジン15が運転中であると判定した場合には、S120に進み、第1スイッチ45がオフで第2スイッチ47がオンの、第2モードであるか否かを判定する。

0046

マイコン55は、第2モードであると判定した場合には、S130に進み、第1電源ライン3に接続された電気装置9の1つであるオルタネータ17の発電電圧上昇変化させる。すると、オルタネータ17の第1電源ライン3に対する電流出力量が増加するため、正常ならば、第1電源ライン3から第1バッテリ7に流れる電流(即ち充電電流)が増加し、それに伴い、図3時刻t1に示すように、電流センサ出力値が増加する。

0047

マイコン55は、次のS140にて、電流センサ出力値から、電流変化量ΔIaを測定する。具体的には、マイコン55は、図3に示すように、S130でオルタネータ17の発電電圧の上昇制御を開始した時の電流センサ出力値を読み取って、その値を、最小値であるIminとして記憶し、更にその後、電流センサ出力値を一定時間毎にサンプリングして、サンプリングした値の最大値を、Imaxとして記憶する。そして、ImaxとIminとの差の絶対値(この例では「Imax−Imin」の値)を、電流変化量ΔIaとして算出する。尚、S130でオルタネータ17の発電電圧を変化させる前に、電流センサ出力値を読み取り、その値をIminとしても良い。

0048

マイコン55は、次のS150にて、電流変化量ΔIaが異常判定値Ithaよりも大きいか否かを判定し、「ΔIa>Itha」であれば、S160に進んで、「異常無し」と判断する。

0049

そして、マイコン55は、S170に進み、オルタネータ17の発電電圧を上昇させる制御を停止し、その後、当該異常検出処理を終了する。すると、図3の時刻t2に示すように、電流センサ出力値は、オルタネータ17の発電電圧を上昇させる前の値に戻っていくこととなる。尚、図3におけるΔtは、S130からS170に至るまでの処理時間に相当する。そして、このことは、後述する図4のΔtについても同様である。

0050

また、マイコン55は、S150にて、「ΔIa>Itha」ではないと判定した場合には、電流センサ出力値が変化しないと判定して、S180に進み、「異常有り」と判断する。つまり、電流センサ13の故障(同値固定故障)と第1バッテリ7の端子外れとの何れかが生じているならば、マイコン55がオルタネータ17の発電電圧を上昇変化させても、図4に示すように、電流センサ出力値は変化しなくなる。よって、S140で測定される電流変化量ΔIaは、0に近い値となり、異常判定値Itha以下となる。このため、マイコン55は、「ΔIa>Itha」でなければ、S180にて、電流センサ13の故障と第1バッテリ7の端子外れとの何れかが生じていることを意味する「異常有り」と判断する。

0051

そして、マイコン55は、S180で「異常有り」と判断した場合には、S191,S192,S193の各々にて、第1〜第3フェイルセーフ処理を行う。
〈第1フェイルセーフ処理〉
S191での第1フェイルセーフ処理は、例えば、アイドルストップECU34によるアイドルストップを禁止する処理である。

0052

マイコン55がS180で「異常有り」と判断した場合には、第1バッテリ7の端子外れが生じている可能性があるため、アイドルストップが実施されてオルタネータ17による発電が停止すると、第1電源ライン3に接続された電気負荷への電力供給が停止してしまう可能性がある。また、仮に第1スイッチ45と第2スイッチ47との両方がオンであって、第2バッテリ43から第1電源ライン3の電気負荷へ給電可能な状態であっても、オルタネータ17による発電が停止すると、第2バッテリ43の出力電力量が正常時よりも増大することから、第2バッテリ43のバッテリ上がりを助長してしまうこととなる。

0053

このような不具合を回避するために、第1フェイルセーフ処理としては、アイドルストップを禁止する。つまり、第1バッテリ7の端子外れが生じている可能性がある状況で、アイドルストップによりオルタネータ17による発電が停止すると、第1電源ライン3への電力供給源が無くなる可能性があるため、アイドルストップを禁止することで、第1電源ライン3への電力供給を確保する。また特に、スタータ21は第1電源ライン3から給電されることから、アイドルストップを実施してしまうと、その後のエンジン15の自動始動ができなくなる可能性がある。よって、アイドルストップの禁止は有効である。

0054

〈第2フェイルセーフ処理〉
S192での第2フェイルセーフ処理は、例えば、オルタネータ17が発電している最中であるか否かを判定し、オルタネータ17が発電中であれば、オルタネータ17の発電が停止するのを阻止する(換言すれば、オルタネータ17の発電を継続させる)、という処理である。また、オルタネータ17の発電が停止するのを阻止する処理としては、例えば、オルタネータ17の発電量を制御する発電制御装置に対して、発電を停止しないようにする(発電を継続させる)指令を与える処理が考えられる。

0055

そして、このような第2フェイルセーフ処理によっても、第1フェイルセーフ処理による効果と同様の効果が得られる。
〈第3フェイルセーフ処理〉
S193での第3フェイルセーフ処理は、例えば、第2モードのままにして、第2電源ライン5に接続された電気負荷30に第2バッテリ43から電力が供給されるようにする、という処理である。尚、もし第1モード又は第3モードであったならば、第2モードに切り換える。後述するS243でも第3フェイルセーフ処理を行うが、そのS243では、第1モード又は第3モードから第2モードに切り換えることとなる。

0056

第1バッテリ7の端子外れが生じていたとすると、オルタネータ17の発電による電圧変動が第1バッテリ7で吸収されないため、第3フェイルセーフ処理では、第1スイッチ45のオフにより、第2電源ライン5を第1電源ライン3から切り離して、第2電源ラインの電圧安定化を図る。このような第3フェイルセーフ処理により、第2電源ライン5に接続された電気負荷30の安定した動作を確保することができる。

0057

そして、マイコン55は、S191〜S193の処理を行った後、前述のS170に進み、その後、当該異常検出処理を終了する。
また、マイコン55は、S120にて、第2モードではないと判定した場合(つまり、第1スイッチ45がオンされている第1モード又は第3モードの場合)には、S200に移行する。

0058

マイコン55は、S200では、電流センサ出力値を所定の監視時間だけ監視して、その監視時間における電流変化量ΔIbを測定する。具体的には、マイコン55は、監視時間の開始から終了までの間、電流センサ出力値を、その監視時間よりも短い一定時間毎にサンプリングして、その監視時間における電流センサ出力値の最大値と最小値とを検出し、その最大値と最小値との差の絶対値を電流変化量ΔIbとして算出する。

0059

尚、監視時間は、その時間内にイグニッションコイル31への通電が少なくとも1回は実施される時間に設定されている。このため、監視時間は、エンジン回転数に応じて設定されるようになっていても良い。

0060

マイコン55は、次のS210にて、電流変化量ΔIbが異常判定値Ithbよりも大きいか否かを判定し、「ΔIb>Ithb」であれば、S220に進んで、「異常無し」と判断し、その後、当該異常検出処理を終了する。

0061

第1スイッチ45がオンしている場合、正常であれば、イグニッションコイル31が電力を消費することで、第1バッテリ7の充放電電流が変化し、その変化が電流センサ出力値に現れる。このため、異常判定値Ithbは、イグニッションコイル31への通電によって生じる電流変化量ΔIbよりも少し小さい値に設定されている。

0062

また、マイコン55は、S210にて、「ΔIb>Ithb」ではないと判定した場合には、電流センサ出力値が変化しないと判定して、S230に進み、「異常有り」と判断する。つまり、電流センサ13の故障(同値固定故障)と第1バッテリ7の端子外れとの何れかが生じているならば、イグニッションコイル31への通電が実施されても、電流センサ出力値は変化しなくなる。このため、マイコン55は、「ΔIb>Ithb」でなければ、S230にて、電流センサ13の故障と第1バッテリ7の端子外れとの何れかが生じていることを意味する「異常有り」と判断する。

0063

そして、マイコン55は、S230で「異常有り」と判断した場合には、S241,S242,S243の各々にて、S191,S192,S193と同様の第1〜第3フェイルセーフ処理を行い、その後、当該異常検出処理を終了する。

0064

以上のような電源システム1において、電源ECU41のマイコン55は、第1スイッチ45をオンして第1電源ライン3と第2電源ライン5とを接続している場合には、イグニッションコイル31が電力を消費することに伴って電流センサ出力値が変化するか否かを判定している(S200,S210)。そして、電流センサ出力値が変化しないと判定したならば、「異常有り」と判断している(S210:NO→S230)。

0065

また、マイコン55は、第1スイッチ45をオフして第1電源ライン3と第2電源ライン5とを切り離している場合には、オルタネータ17の第1電源ライン3に対する電流入出力量(この例では電流出力量)を変化させると共に、その電流出力量の変化に伴って電流センサ出力値が変化するか否かを判定している(S130〜S150)。そして、電流センサ出力値が変化しないと判定したならば、「異常有り」と判断している(S150:NO→S180)。

0066

よって、電源ECU41によれば、2つの電源ライン3,5が接続されている電源ライン共通状態の場合と、2つの電源ライン3,5が切り離されている電源ライン分離状態の場合との、何れにおいても、電流センサ13の故障と第1バッテリ7の端子外れとの何れかが生じたことを、電流センサ出力値から検出することができる。

0067

そして、電源ライン共通状態の場合には、第1バッテリ7の充放電電流を故意に変化させるための処置を行うことなく、異常を検出することができる。逆に、電源ライン分離状態の場合には、イグニッションコイル31の間欠的な電力消費が第1バッテリ7の充放電電流に現れなくても、異常を検出することができる。

0068

一方、変形例として、異常検出処理のS130では、オルタネータ17の発電電圧を下降変化させて、そのオルタネータ17の電流出力量を減少させても良い。その場合、S140では、例えば、発電電圧の下降制御を開始した時あるいはその前の電流センサ出力値と、発電電圧の下降制御を開始した後の電流センサ出力値の最小値との、差の絶対値を、電流変化量ΔIaとして算出すれば良い。

0069

また、S191〜S193と、S241〜S243とでは、第1〜第3フェイルセーフ処理のうちの、1つまたは2つを行うようにすることもできる。逆に、第1〜第3フェイルセーフ処理を行わない構成を採ることもできる。

0070

[第2実施形態]
次に、第2実施形態の電源システムについて説明するが、電源システムの符号としては、第1実施形態と同じ“1”を用いる。また、第1実施形態と同様の構成要素や処理についても、第1実施形態と同じ符号を用いる。そして、このことは、後述する他の実施形態についても同様である。

0071

第2実施形態の電源システム1では、第1実施形態の電源システム1と比較すると、電源ECU41のマイコン55が、図2の異常検出処理に代えて、図5の異常検出処理を実行する。

0072

そして、図5の異常検出処理は、図2の異常検出処理と比較すると、S130に代わるS135があり、S170に代わるS175がある。
マイコン55は、S135では、電流センサ出力値を読み取って、その値をIαとして記憶し、その後、第1電源ライン3に接続された電気装置9のうち、オルタネータ17とは別の電気装置9(第1電源ライン3に接続された電気負荷であり、この例ではラジエータファンモータ19)を動作させる。

0073

また、マイコン55は、S140では、S135でラジエータファンモータ19を動作させてから所定時間が経過した時の電流センサ出力値を読み取り、その値をIβとして記憶する。そして、IαとIβとの差の絶対値を、電流変化量ΔIaとして算出する。尚、S140では、電流センサ出力値を一定時間毎にサンプリングして、サンプリングした値の最小値をIβとしても良い。

0074

そして、マイコン55は、S175では、ラジエータファンモータ19の動作を停止し、その後、当該異常検出処理を終了する。
つまり、第2実施形態において、マイコン55は、第1スイッチ45をオフしている場合には、ラジエータファンモータ19の動作状態を「停止」から「動作」に変化させることにより、ラジエータファンモータ19の第1電源ライン3に対する電流入出力量(この例では電流入力量であり消費電流)を変化させている(S135)。そして、ラジエータファンモータ19の電流入力量の変化に伴って電流センサ出力値が変化するか否かを判定し、電流センサ出力値が変化しないと判定したならば、「異常有り」と判断している(S140,S150,S180)。

0075

このような第2実施形態の電源ECU41によっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。尚、変形例として、異常検出処理のS135では、動作中のラジエータファンモータ19を停止させて、つまり「動作」から「停止」に変化させても良い。

0076

[第3実施形態]
第3実施形態の電源システム1では、第2実施形態の電源システム1と比較すると、以下の点が異なる。

0077

電源ECU41のマイコン55は、異常検出処理のS135では、オルタネータ17とは別の電気装置9のうち、スタータ21を制御して、そのスタータ21の電流入出力量(この例でも電流入力量)を変化させる。具体的には、ピニオンソレノイド29には通電せずに、ピニオンギヤ27をリングギヤ16に噛み合わない状態にして、スタータモータ25に通電する。また、このため、マイコン55は、異常検出処理のS175では、スタータモータ25への通電制御を停止する。

0078

このような第3実施形態の電源ECU41によっても、第1,第2実施形態と同様の効果が得られる。
尚、変形例として、図5のS135では、例えばヘッドライト23を点灯させても良い。但し、ヘッドライト23が点灯したことは車外から見えるため、第2実施形態や第3実施形態のように、動作したことが車外からでは分からない電気負荷を動作させた方が好ましい。

0079

また、図2のS130又は図5のS135では、例えば、オルタネータ17の発電電圧を下降させて、オルタネータ17の電流出力量を減少させると共に、オルタネータ17とは別の電気装置9(ラジエータファンモータ19やスタータモータ25など)を動作させて、その別の電気装置9の電流入力量を増加させることで、異常検出のために第1バッテリ7から故意に放出させる電流を一層増大させるようにしても良い。

0080

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲において、種々の態様で実施することができ、前述した各実施形態の構成や処理のうちの、何れかを組み合わせたり、何れかの組み合わせを変えたりする変形や、一部を削除する変形等を行うことも可能である。

0081

例えば、間欠的に電力を消費する特定負荷としては、イグニッションコイル31以外でも良い。また、第2スイッチ47が無くて、第2バッテリ43が第2電源ライン5に常時接続される構成でも良い。

0082

1…電源システム、3…第1電源ライン、5…第2電源ライン、7…第1バッテリ、9…電気装置、13…電流センサ、30…電気負荷、31…イグニッションコイル、43…第2バッテリ、45…第1スイッチ、55…マイコン

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