特開 2022-152408 電源装置および判定方法

(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】P2022152408

(43)【公開日】2022-10-12

(54)【発明の名称】電源装置および判定方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20221004BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20221004BHJP

   B60R 16/03 20060101ALI20221004BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 S

H02J7/00 302C

H02J7/34 G

H02J7/34 B

B60R16/03 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021055172

(22)【出願日】2021-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松本 健

(72)【発明者】

【氏名】白島 大樹

(72)【発明者】

【氏名】米▲崎▼ 圭一

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA04

5G503AA07

5G503BA04

5G503BB01

5G503BB02

5G503CA11

5G503DA05

5G503DA07

5G503DA08

5G503DA17

5G503DA18

5G503EA08

5G503EA09

5G503FA16

5G503GB03

5G503GD03

5G503GD04

5G503GD06

(57)【要約】

【課題】第２電源の放電を抑制しつつ、第２系統の地絡か否かを判定することができる電源装置および判定方法を提供する。
【解決手段】実施形態に係る電源装置は、第１系統と、第２系統と、系統間スイッチと、判定部と、抑制回路とを備える。第１系統は、第１電源の電力を第１負荷に供給する。第２系統は、第２電源の電力を第２負荷に供給する。系統間スイッチは、第１系統および第２系統を接続切断可能である。判定部は、通常時は系統間スイッチをオンにし、第１系統または第２系統の地絡を検出すると系統間スイッチをオフにして地絡した系統を判定する。抑制回路は、第２電源の放電を抑制して第２系統に地絡判定用の電力を供給する。判定部は、抑制回路から第２系統に供給される電力に基づいて、第２系統に地絡が発生したか否かを判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電源の電力を第１負荷に供給する第１系統と、
第２電源の電力を第２負荷に供給する第２系統と、
前記第１系統および前記第２系統を接続切断可能な系統間スイッチと、
通常時は前記系統間スイッチをオンにし、前記第１系統または前記第２系統の地絡を検出すると前記系統間スイッチをオフにして地絡した系統を判定する判定部と、
前記第２電源の放電を抑制して前記第２系統に地絡判定用の電力を供給する抑制回路と、
を備え、
前記判定部は、
前記抑制回路から前記第２系統に供給される電力に基づいて、前記第２系統に地絡が発生したか否かを判定する
ことを特徴とする電源装置。

【請求項2】

前記第２電源を前記第２系統に接続切断可能な電池用スイッチを備え、
前記抑制回路は、
前記第２電源から出力される電流を制限して前記第２系統に電力を供給する電流制限回路を備え、
前記判定部は、
前記第１系統または前記第２系統の地絡を検出すると前記電池用スイッチをオンにし、前記電流制限回路から前記第２系統に供給される電力に基づいて、前記第２系統に地絡が発生したか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。

【請求項3】

前記第２電源を前記第２系統に接続切断可能な電池用スイッチを備え、
前記抑制回路は、
蓄電した電力を前記第２系統に供給する蓄電回路を備え、
前記判定部は、
前記第１系統または前記第２系統の地絡を検出すると前記電池用スイッチをオフにし、前記蓄電回路から前記第２系統に供給される電力に基づいて、前記第２系統に地絡が発生したか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。

【請求項4】

第１電源の電力を第１負荷に供給する第１系統と、
第２電源の電力を第２負荷に供給する第２系統と、
前記第１系統および前記第２系統を接続切断可能な系統間スイッチと
を備える電源装置の判定部が、
通常時は前記系統間スイッチをオンにし、前記第１系統または前記第２系統の地絡を検出すると前記系統間スイッチをオフにして地絡した系統を判定することと、
前記電源装置の抑制回路が、
前記第２電源の放電を抑制して前記第２系統に地絡判定用の電力を供給することと、
前記電源装置の前記判定部が、
前記抑制回路から前記第２系統に供給される電力に基づいて、前記第２系統に地絡が発生したか否かを判定することと
を含むことを特徴とする判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、電源装置および判定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両の自動運転による走行中に電源失陥が発生しても、安全な場所まで退避走行させて停車させることができるように、第１電源と第２電源とを備え、一方の電源系統に地絡が発生した場合に、他方の電源系統によって自動運転用の車載機器（負荷）へ電力を供給する冗長電源システムがある。

【0003】

冗長電源システムは、自動運転用の第１負荷に接続される第１系統と、第１負荷と同一の機能を備える第２負荷に接続される第２系統と、第１系統および第２系統間を接続切断可能な系統間スイッチとを備える。

【0004】

冗長電源システムは、通常時には、系統間スイッチを接続して第１電源から第１負荷および第２負荷へ電力を供給する。そして、冗長電源システムは、第１系統に地絡などの電源失陥が発生すると、系統間スイッチを遮断して第２電源から第２負荷へ電力を供給して退避走行のためのバックアップ制御を行う。

【0005】

冗長電源システムでは、第２系統において地絡が発生すると、第２電源によるバックアップ制御を行えないため、第１系統または第２系統の地絡を検出した場合、第２系統の地絡か否かを判定する必要がある。

【0006】

このため、第１系統または第２系統の地絡を検出し、系統間スイッチを遮断した後に第２電源から第２系統に電力を供給して第２系統の地絡か否かを判定する電源システムがある（例えば、特許文献１参照）。電源システムは、第２系統の電圧が正常な電圧よりも低ければ第２系統の地絡と判定し、正常な電圧であれば第２系統の地絡でないと判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１９－６２７２７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、従来の技術では、第２電源を放電させて第２系統の地絡か否かを判定するため、第２電源に蓄電された電力の残量が減少し、退避走行のためのバックアップ制御を可能とする時間が短くなる。

【0009】

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、第２電源の放電を抑制しつつ、第２系統の地絡か否かを判定することができる電源装置および判定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

実施形態の一態様に係る電源装置は、第１系統と、第２系統と、系統間スイッチと、判定部と、抑制回路とを備える。第１系統は、第１電源の電力を第１負荷に供給する。第２系統は、第２電源の電力を第２負荷に供給する。系統間スイッチは、前記第１系統および前記第２系統を接続切断可能である。判定部は、通常時は前記系統間スイッチをオンにし、前記第１系統または前記第２系統の地絡を検出すると前記系統間スイッチをオフにして地絡した系統を判定する。抑制回路は、前記第２電源の放電を抑制して前記第２系統に地絡判定用の電力を供給する。前記判定部は、前記抑制回路から前記第２系統に供給される電力に基づいて、前記第２系統に地絡が発生したか否かを判定する。

【発明の効果】

【0011】

実施形態の一態様に係る電源装置および判定方法は、第２電源の放電を抑制しつつ、第２系統の地絡か否かを判定することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、第１実施形態に係る電源装置の構成例を示す説明図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る電源装置の動作例を示す説明図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る電源装置の動作例を示す説明図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る電源装置の動作例を示す説明図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係る電源装置の動作例を示す説明図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係る電源装置の判定部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、第２実施形態に係る電源装置の構成例を示す説明図である。

【図8】図８は、第２実施形態に係る電源装置の動作例を示す説明図である。

【図9】図９は、第２実施形態に係る電源装置の動作例を示す説明図である。

【図10】図１０は、第２実施形態に係る電源装置の動作例を示す説明図である。

【図11】図１１は、第２実施形態に係る電源装置の動作例を示す説明図である。

【図12】図１２は、第２実施形態に係る電源装置の判定部が実行する処理の一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】

【0013】

以下、添付図面を参照して、電源装置および判定方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。以下では、自動運転機能を備える車両に搭載されて負荷へ電力を供給する電源装置を例に挙げて説明するが、実施形態に係る電源装置は、自動運転機能を備えていない車両に搭載されてもよい。

【0014】

また、以下では、電源装置が搭載される車両が電気自動車またはハイブリット自動車である場合について説明するが、電源装置が搭載される車両は、内燃機関によって走行するエンジン自動車であってもよい。

【0015】

［１．第１実施形態］
［１－１．電源装置の構成］
図１は、第１実施形態に係る電源装置の構成例を示す説明図である。図１に示すように、第１実施形態に係る電源装置１は、第１電源１０と、第１負荷１０１と、一般負荷１０２と、第２負荷１０３と、自動運転制御装置１００とに接続される。電源装置１は、第１電源１０の電力を第１負荷１０１および一般負荷１０２に供給する第１系統１１０と、後述する第２電源２０の電力を第２負荷１０３に供給する第２系統１２０とを備える。

【0016】

第１負荷１０１は、自動運転用の負荷を含む。例えば、第１負荷１０１は、自動運転中に動作するステアリングモータ、電動ブレーキ装置、車載カメラ、およびレーダ等を含む。一般負荷１０２は、例えば、ディスプレイ、エアコン、オーディオ、ビデオ、および各種ライト等を含む。

【0017】

第２負荷１０３は、第１負荷１０１と同様の機能を備える。第２負荷１０３は、例えば、ステアリングモータ、電動ブレーキ装置、車載カメラ、およびレーダ等の自動運転中に動作する装置を含む。第１負荷１０１、一般負荷１０２、および第２負荷１０３は、電源装置１から供給される電力によって動作する。自動運転制御装置１００は、第１負荷１０１または第２負荷１０３を動作させて、車両を自動運転制御する装置である。

【0018】

第１電源１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（以下、「ＤＣ／ＤＣ１１」と記載する）と、鉛バッテリ（以下、「ＰｂＢ１２」と記載する）とを含む。なお、第１電源１０の電池は、ＰｂＢ１２以外の任意の２次電池であってもよい。

【0019】

ＤＣ／ＤＣ１１は、発電機と、ＰｂＢ１２よりも電圧が高い高圧バッテリとに接続され、発電機および高圧バッテリの電圧を降圧して第１系統１１０に出力する。発電機は、例えば、走行する車両の運動エネルギーを電気に変換して発電するオルタネータである。高圧バッテリは、例えば、電気自動車やハイブリット自動車に搭載される車両駆動用のバッテリである。

【0020】

なお、第１電源１０は、エンジン自動車に搭載される場合、ＤＣ／ＤＣ１１の代わりにオルタネータ（発電機）が設けられる。ＤＣ／ＤＣ１１は、ＰｂＢ１２の充電、第１負荷１０１および一般負荷１０２への電力供給、第２負荷１０３への電力供給、および後述する第２電源２０の充電を行う。

【0021】

電源装置１は、第２電源２０と、系統間スイッチ４１と、電池用スイッチ４２と、判定部３と、抑制回路６１と、電圧センサ５１，５２とを備える。

【0022】

第２電源２０は、第１電源１０による電力供給ができなくなった場合のバックアップ用電源である。第２電源２０は、リチウムイオンバッテリ（以下、「ＬｉＢ２１」と記載する）を備える。なお、第２電源２０の電池は、ＬｉＢ２１以外の任意の２次電池であってもよい。

【0023】

系統間スイッチ４１は、第１系統１１０と第２系統１２０とを接続および切断可能なスイッチである。電池用スイッチ４２は、ＬｉＢ２１と抑制回路６１とを接続および切断可能なスイッチである。

【0024】

抑制回路６１は、第２電源２０の放電を抑制して第２系統１２０に地絡判定用の電力を供給する回路である。抑制回路６１は、電池用スイッチ４２と第２負荷１０３との間に接続される。抑制回路６１は、バックアップスイッチ４３と、電流制限回路６２とを備える。

【0025】

バックアップスイッチ４３は、電池用スイッチ４２と第２負荷１０３とを接続および切断可能なスイッチである。電流制限回路６２は、第２電源２０から出力される電流を制限して第２系統１２０に電力を供給する回路である。電流制限回路６２は、バックアップスイッチ４３に並列接続される。電流制限回路６２は、例えば、抵抗６３である。

【0026】

なお、電流制限回路６２は、抵抗６３に限定されるものではない。電流制限回路６２は、第２電源２０から出力される電流を制限できれば、他の回路素子であってもよい。例えば、電流制限回路６２は、直列に接続される複数のダイオードであってもよい。

【0027】

電圧センサ５１は、第１電源１０と第１負荷１０１との間に接続される。電圧センサ５１は、第１系統１１０の電圧を検出し、検出結果を判定部３に出力する。電圧センサ５２は、抑制回路６１と第２負荷１０３との間に接続される。電圧センサ５２は、第２系統１２０の電圧を検出し、検出結果を判定部３に出力する。

【0028】

判定部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。なお、判定部３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成されてもよい。

【0029】

判定部３は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することにより、電源装置１の動作を制御する。判定部３は、電圧センサ５１，５２から入力される検出結果に基づいて、第１系統１１０または第２系統１２０の地絡を判定し、系統間スイッチ４１、電池用スイッチ４２、バックアップスイッチ４３をオンオフ制御する。

【0030】

判定部３は、系統間スイッチ４１、電池用スイッチ４２、およびバックアップスイッチ４３をオンオフ制御することによって、第１電源１０または第２電源２０から第１負荷１０１、一般負荷１０２、および第２負荷１０３へ電力を供給する。電源装置１の給電動作については、図２～図５を参照して後述する。

【0031】

また、判定部３は、ＬｉＢ２１の電圧が低下したときは第１電源１０から供給される電力によってＬｉＢ２１の充電を行う。例えば、判定部３は、図示せぬ電圧センサによって検出されるＬｉＢ２１の電圧が充電閾値以下になると、系統間スイッチ４１、電池用スイッチ４２、およびバックアップスイッチ４３をオンにする。これにより、ＬｉＢ２１は、第１電源１０から供給される電力によって充電される。

【0032】

判定部３は、第１系統１１０および第２系統１２０のうち、一方の系統に地絡等の電源失陥が発生した場合に、他方の系統によって負荷へ電力を供給する。これにより、電源装置１は、自動運転中にいずれか一方の系統が地絡しても、他方の系統を使用し、自動運転制御装置１００によって車両を安全な場所まで退避走行させて停車させることができる。

【0033】

次に、図２～図５を参照し、電源装置１の動作について説明する。図２～図５では、電源装置１の動作の理解を容易にするため、判定部３、自動運転制御装置１００、および図１に破線矢印で示した制御信号線の図示を省略している。

【0034】

［１－２．電源装置の通常時動作］
判定部３は、第１系統１１０および第２系統１２０に地絡が発生していない通常時には、図２に示すように、系統間スイッチ４１をオン、電池用スイッチ４２をオフ、バックアップスイッチ４３をオフにして、第１電源１０から第１負荷１０１、一般負荷１０２、および第２負荷１０３に電力を供給する。

【0035】

［１－３．電源装置の地絡系統判定動作］
電源装置１では、図２に示す通常動作中に、第１系統１１０または第２系統１２０に地絡２００が発生した場合、第１電源１０および第２電源２０から地絡点への放電が起こる。このため、図３に示すように、判定部３は、第１系統１１０または第２系統１２０の地絡２００を検出すると、地絡２００が発生していない方の電源から地絡点への放電を抑止するため、系統間スイッチ４１をオフにする。

【0036】

具体的には、判定部３は、電圧センサ５１，５２によって検出される電圧のうち少なくとも一方の電圧が地絡２００の発生により地絡閾値以下になった場合、第１系統１１０または第２系統１２０に地絡２００が発生したと判定し、系統間スイッチ４１をオフにする。

【0037】

なお、電源装置１は、電圧センサ５１，５２の代わりに電流センサを備える構成であってもよい。この場合、判定部３は、電流センサによって検出される電流が地絡閾値以上になった場合に、第１系統１１０または第２系統１２０に地絡２００が発生したと判定し、系統間スイッチ４１をオフにする。

【0038】

その後、判定部３は、第１系統１１０と第２系統１２０のどちらの系統で地絡２００が発生したのかを判定する。このとき、第１系統１１０に地絡２００が発生しておらず、第２系統１２０に地絡２００が発生していた場合、系統間スイッチ４１がオフにされた後、第１電源１０から第１負荷１０１へ電力が供給されるが、第２電源２０から第２負荷１０３へは電力が供給されない。

【0039】

このため、判定部３は、系統間スイッチ４１をオフにした後、電圧センサ５１によって検出される電圧が異常確定判定用の所定時間Ｔ以内に地絡閾値よりも高い電圧まで復帰すれば、第１系統１１０に地絡２００がないと判定する。また、判定部３は、電圧センサ５１によって検出される電圧が所定時間Ｔ連続して地絡閾値以下であれば、第１系統１１０に地絡２００があると判定し、第１系統１１０に異常が発生したことを確定する。

【0040】

同様に、判定部３は、系統間スイッチ４１をオフにした後、例えば、第２電源２０と第２負荷１０３とを直接接続し、電圧センサ５２によって検出される電圧が所定時間Ｔ以内に地絡閾値よりも高い電圧まで復帰すれば、第２系統１２０に地絡２００がないと判定できる。また、判定部３は、電圧センサ５２によって検出される電圧が所定時間Ｔ連続して地絡閾値以下であれば、第２系統１２０に地絡２００があると判定できる。

【0041】

しかし、第２電源２０と第２負荷１０３とを直接接続し、第２電源２０を放電させて第２系統１２０の地絡２００か否かを判定する場合、第２電源２０に蓄電された電力の一部が当該判定のために費やされ、第２電源２０の電力の残量が減少し、退避走行のためのバックアップ制御を可能とする時間が短くなる。

【0042】

そこで、電源装置１は、第２電源２０の放電を抑制して第２系統１２０に地絡判定用の電力を供給する抑制回路６１を備える。そして、判定部３は、抑制回路６１から第２系統１２０に供給される電力に基づいて、第２系統１２０に地絡２００が発生したか否かを判定する。これにより、電源装置１は、第２電源２０の放電を抑制しつつ、第２系統１２０の地絡２００か否かを判定することができる。

【0043】

具体的には、図３に示すように、判定部３は、第１系統１１０または第２系統１２０の地絡２００を検出すると、系統間スイッチ４１をオフにし、電池用スイッチ４２をオンにする。このとき、バックアップスイッチ４３は、オフになっている。

【0044】

そして、判定部３は、電流制限回路６２から第２系統１２０に供給される電力に基づいて、第２系統１２０に地絡２００が発生したか否かを判定する。このとき、第２系統１２０に地絡２００がなければ、第２電源２０から電池用スイッチ４２および抵抗６３を経由して、第２電源２０から出力される電流が制限された電力が第２負荷１０３に供給される。

【0045】

これにより、電圧センサ５２によって検出される電圧が地絡閾値より高くなる。これに対して、第２系統１２０に地絡２００があれば、電池用スイッチ４２をオンにしても、第２電源２０から地絡点に電流が流れるので、電圧センサ５２によって検出される電圧は地絡閾値以下になる。

【0046】

このため、判定部３は、系統間スイッチ４１をオフにし、電池用スイッチ４２をオンにした後、電圧センサ５２によって検出される電圧が所定時間Ｔ連続して地絡閾値より低ければ、第２系統１２０に地絡ありと判定し、第２系統１２０に異常が発生したことを確定する。電圧センサ５２によって検出される電圧が、所定時間Ｔ以内に地絡閾値以上に復帰すれば第２系統１２０に地絡なしと判定する。

【0047】

判定部３は、第１系統１１０と、第２系統１２０のどちらにも地絡が発生していないと判定すると、第１負荷１０１や第２負荷１０３等による一時的な過負荷あるいはノイズ等による誤検出であったと判定し、系統間スイッチ４１をオンにし、その後電池用スイッチ４２をオフにして通常状態に復帰させる。

【0048】

このように、電源装置１は、第２電源２０から出力される電流を電流制限回路６２によって制限した地絡判定用の電力を第２系統１２０に供給して、第２系統１２０における地絡２００の有無を判定する。これにより、電源装置１は、第２電源２０の放電量を必要最小限に抑えつつ、第２系統１２０の地絡２００か否かを判定することができる。

【0049】

［１－４．電源装置の第１系統地絡時動作］
次に、図４を参照して、電源装置１の第１系統地絡時動作について説明する。図４に示すように、判定部３は、第１系統１１０の地絡２００を検出し、異常を確定した場合、図３に示す状態からバックアップスイッチ４３をオンにする。

【0050】

これにより、電源装置１は、第２電源２０から電池用スイッチ４２およびバックアップスイッチ４３を経由して第２負荷１０３に電力を供給し、第２負荷１０３によって車両を退避走行させることができる。

【0051】

このように、電源装置１は、第１系統１１０における地絡２００を検出し確定した場合、電流制限回路６２による電流制限を行うことなく、第２電源２０から第２負荷１０３に直接電力を供給するので、第２負荷１０３に対して必要十分な電力を供給することができる。

【0052】

［１－５．電源装置の第２系統地絡時動作］
次に、図５を参照して、電源装置１の第２系統地絡時動作について説明する。図５に示すように、判定部３は、第２系統１２０の地絡２００を検出し、異常を確定した場合、第１電源１０から第１負荷１０１に電力を供給し、第１負荷１０１によって車両を退避走行させることができる。

【0053】

［１－６．電源装置の判定部が実行する処理］
次に、図６を参照して、第１実施形態に係る電源装置の判定部が実行する処理の一例について説明する。図６は、第１実施形態に係る電源装置の判定部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

【0054】

判定部３は、車両が起動されている通常動作中に、図６に示す処理を実行する。図６に示すように、判定部３は、車両が起動されると、まず、第１系統１１０または第２系統１２０の地絡を検出したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

【0055】

判定部３は、第１系統１１０または第２系統１２０の地絡を検出しないと判定した場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、地絡を検出するまでステップＳ１０１の判定処理を繰り返す。また、判定部３は、第１系統１１０または第２系統１２０の地絡を検出したと判定した場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、系統間スイッチ４１をオフにし（ステップＳ１０２）、電池用スイッチ４２をオンにする（ステップＳ１０３）。

【0056】

その後、判定部３は、第１系統１１０に地絡が発生したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。判定部３は、第１系統１１０に地絡が発生したと判定した場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、第１系統１１０に異常が発生したことを確定してバックアップスイッチ４３をオンにし（ステップＳ１０５）、第２電源２０から第２負荷１０３に電力を供給して処理を終了する。

【0057】

また、判定部３は、第１系統１１０に地絡が発生していないと判定した場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、第２系統１２０に地絡が発生したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。判定部３は、第２系統１２０に地絡が発生したと判定した場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、第２系統１２０に異常が発生したことを確定し、電池用スイッチ４２をオフにして（ステップＳ１０７）、第２電源２０の放電を防止し、第１電源１０から第１負荷１０１に電力を供給して処理を終了する。

【0058】

また、判定部３は、第２系統１２０に地絡が発生していないと判定した場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、一時的な過負荷やノイズ等による誤検出であったと判定し、通常状態に復帰させるべく、系統間スイッチ４１をオンし（ステップＳ１０８）、その後電池用スイッチ４２をオフする（ステップＳ１０９）。なお、判定部３は、通常状態に復帰させる際、系統間スイッチ４１をオンした後に電池用スイッチ４２をオフすることで、第２負荷１０３の電力が途絶えることなく、通常状態に復帰させることができる。

【0059】

［２．第２実施形態］
［２－１．電源装置の構成］
次に、図７を参照して第２実施形態に係る電源装置の構成について説明する。図７は、第２実施形態に係る電源装置の構成例を示す説明図である。以下では、図７に示す構成要素のうち、図１に示す構成要素と同一の構成要素については、図１に示す符号と同一の符号を付することにより、重複する説明を省略する。

【0060】

図７に示すように、第２実施形態に係る電源装置１ａは、図１に示す抑制回路６１に代えて抑制回路６１ａを備える点と、判定部３ａによる電池用スイッチ４２の制御が図１に示す電源装置１とは異なる。

【0061】

抑制回路６１ａは、蓄電回路６２ａを備える。蓄電回路６２ａは、例えば、第１電源１０から供給される電力によって充電され、蓄電した電力を第２系統１２０に供給する。蓄電回路６２ａは、例えば、コンデンサ６３ａである。

【0062】

判定部３は、第１系統１１０または第２系統１２０の地絡を検出した場合に、系統間スイッチ４１をオフにする。このとき、電池用スイッチ４２は、オフにされたままである。このため、コンデンサ６３ａは、系統間スイッチ４１がオフにされると、放電して電力を第２系統１２０に供給する。

【0063】

これにより、判定部３ａは、第２電源２０の電力を使用することなく、コンデンサ６３ａに蓄電された電力を使用して、第２系統１２０に地絡が発生したか否かを確定することができる。

【0064】

次に、図８～図１１を参照し、電源装置１ａの動作について説明する。図８～図１１では、電源装置１の動作の理解を容易にするため、判定部３、自動運転制御装置１００、および図７に破線矢印で示した制御信号線の図示を省略している。

【0065】

［２－２．電源装置の通常時動作］
判定部３ａは、第１系統１１０および第２系統１２０に地絡が発生していない通常時には、図８に示すように、系統間スイッチ４１をオン、電池用スイッチ４２をオフにして、第１電源１０から第１負荷１０１、一般負荷１０２、および第２負荷１０３に電力を供給する。このとき、コンデンサ６３ａは、第１電源１０から供給される電力によって充電される。

【0066】

［２－３．電源装置の地絡系統判定動作］
図９に示すように、電源装置１ａの判定部３ａは、第１実施形態と同様に、電圧センサ５１，５２によって検出される少なくとも一方の電圧が地絡２００の発生により地絡閾値以下になった場合、第１系統１１０または第２系統１２０に地絡２００が発生したと判定し、系統間スイッチ４１をオフにする。その後、判定部３ａは、第１系統１１０と第２系統１２０のどちらの系統で地絡２００が発生したのかを判定する。

【0067】

判定部３ａは、系統間スイッチ４１をオフにした後、電圧センサ５１によって検出される電圧が所定時間Ｔ以内に地絡閾値よりも高い電圧まで復帰すれば、第１系統１１０に地絡２００がないと判定する。また、判定部３は、電圧センサ５１によって検出される電圧が所定時間Ｔ連続して地絡閾値以下であれば、第１系統１１０に地絡２００があると判定し、第１系統１１０に異常が発生したことを確定する。

【0068】

また、電源装置１ａでは、系統間スイッチ４１がオフにされると、コンデンサ６３ａが放電して、第２系統１２０に地絡判定用の電力を供給する。このとき、電池用スイッチ４２は、オフにされているため、第２電源２０が放電することはない。

【0069】

判定部３ａは、コンデンサ６３ａから第２系統１２０に供給される電力により、電圧センサ５２によって検出される電圧が所定時間Ｔ以内に地絡閾値よりも高い電圧まで復帰すれば、第２系統１２０に地絡２００がないと判定する。また、判定部３ａは、電圧センサ５２によって検出される電圧が所定時間Ｔ連続して地絡閾値以下であれば、第２系統１２０に地絡２００があると判定し、第２系統１２０に異常が発生したことを確定する。

【0070】

このように、電源装置１ａは、第１系統１１０または第２系統の地絡を検出した場合に、第２電源２０との接続が遮断されたコンデンサ６３ａから出力される地絡判定用の電力を第２系統１２０に供給して、第２系統１２０における地絡２００の有無を判定する。これにより、電源装置１ａは、第２電源２０の放電量を０にして、第２系統１２０の地絡２００か否かを確定することができる。

【0071】

［２－４．電源装置の第１系統地絡時動作］
次に、図１０を参照して、電源装置１ａの第１系統地絡時動作について説明する。図１０に示すように、判定部３ａは、第１系統１１０の地絡２００を検出し確定した場合、図９に示す状態から電池用スイッチ４２をオンにする。これにより、電源装置１ａは、第２電源２０から第２負荷１０３に電力を供給し、第２負荷１０３によって車両を退避走行させることができる。

【0072】

［２－５．電源装置の第２系統地絡時動作］
次に、図１１を参照して、電源装置１ａの第２系統地絡時動作について説明する。図１１に示すように、判定部３ａは、第２系統１２０の地絡２００を検出し確定した場合、電池用スイッチ４２はオフにしたまま第１電源１０から第１負荷１０１に電力を供給し、第１負荷１０１によって車両を退避走行させることができる。

【0073】

判定部３ａは、第１系統１１０と、第２系統１２０のどちらにも地絡が発生していないと判定すると、第１負荷１０１や第２負荷１０３等による一時的な過負荷あるいはノイズ等による誤検出であったと判定し、系統間スイッチ４１をオンにして通常状態に復帰させる。

【0074】

［２－６．電源装置の判定部が実行する処理］
次に、図１２を参照して、第２実施形態に係る電源装置の判定部が実行する処理の一例について説明する。図１２は、第２実施形態に係る電源装置の判定部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

【0075】

判定部３ａは、車両が起動されている通常動作中に、図１２に示す処理を実行する。図１２に示すように、判定部３ａは、車両が起動されると、まず、第１系統１１０または第２系統１２０の地絡を検出したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。

【0076】

判定部３ａは、第１系統１１０または第２系統１２０の地絡を検出しないと判定した場合（ステップＳ２０１，Ｎｏ）、地絡を検出するまでステップＳ２０１の判定処理を繰り返す。また、判定部３ａは、第１系統１１０または第２系統１２０の地絡を検出したと判定した場合（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、系統間スイッチ４１をオフにし（ステップＳ２０２）、第１系統１１０に地絡が発生したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。

【0077】

判定部３ａは、第１系統１１０に地絡が発生したと判定し確定した場合（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、電池用スイッチ４２をオンにし（ステップＳ２０４）、第２電源２０から第２負荷１０３に電力を供給して処理を終了する。また、判定部３ａは、第１系統１１０に地絡が発生していないと判定した場合（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、第２系統１２０に地絡が発生したか否かを判定する（ステップＳ２０５）。

【0078】

判定部３ａは、第２系統１２０に地絡が発生したと判定した場合（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、第２系統１２０に異常が発生したことを確定し、第１電源１０から第１負荷１０１に電力を供給して処理を終了する。このとき、電池用スイッチ４２は、オフになっているため、第２電源２０が放電することはない。

【0079】

また、判定部３ａは、第２系統１２０に地絡が発生していないと判定した場合（ステップＳ２０５，Ｎｏ）、一時的な過負荷やノイズ等による誤検出であったと判定し、通常状態に復帰させるべく、系統間スイッチ４１をオンする（ステップＳ２０６）。

【0080】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0081】

１，１ａ 電源装置
１０ 第１電源
１１ ＤＣ／ＤＣ
１２ ＰｂＢ
２０ 第２電源
２１ ＬｉＢ
３，３ａ 判定部
４１ 系統間スイッチ
４２ 電池用スイッチ
４３ バックアップスイッチ
５１，５２ 電圧センサ
６１，６１ａ 抑制回路
６２ 電流制限回路
６２ａ 蓄電回路
６３ 抵抗
６３ａ コンデンサ
１００ 自動運転制御装置
１０１ 第１負荷
１０２ 一般負荷
１０３ 第２負荷
１１０ 第１系統
１２０ 第２系統

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】