特許 7392491 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】

(24)【登録日】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20231129BHJP

   H02J 7/10 20060101ALI20231129BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20231129BHJP

   B60L 1/00 20060101ALN20231129BHJP

   B60L 3/00 20190101ALN20231129BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 Q

H02J7/00 302C

H02J7/00 302B

H02J7/10 P

H02J7/10 H

H02J7/34 G

B60L1/00 L

B60L3/00 H

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020007470

(22)【出願日】2020-01-21

(65)【公開番号】P2021114869

(43)【公開日】2021-08-05

【審査請求日】2022-03-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001276

【氏名又は名称】弁理士法人小笠原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】馴松 智洋

【審査官】右田 勝則

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０８２２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８２６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３７２４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／１０

Ｈ０２Ｊ ７／３４

Ｂ６０Ｌ １／００

Ｂ６０Ｌ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動運転可能な車両に搭載された電源システムであって、
第１バッテリーと、
前記第１バッテリーをバックアップするための第２バッテリーと、
前記第１バッテリーに接続される車載機器である第１負荷と、
第１スイッチを介して前記第１バッテリーに接続され、かつ、第２スイッチを介して前記第２バッテリーに接続される第２負荷と、
前記第２バッテリーを充放電可能に前記第１バッテリー及び前記第１負荷と接続するＤＣＤＣコンバーターと、
前記第１バッテリーと、前記第１負荷と、前記ＤＣＤＣコンバーターとに接続される発電機と、
前記第１スイッチを閉成かつ前記第２スイッチを開放する第１モードと、前記第１条件が成立した場合、前記第１スイッチを開放かつ前記第２スイッチを閉成する第２モードとを切り替え可能な接続切り替え部と、
前記第２バッテリーの状態を検出する検出部と、
前記接続切り替え部を制御すると共に、前記第２バッテリーの劣化診断を行う制御部とを備え、
前記第１負荷と、前記第２負荷と、前記発電機と、前記接続切り替え部と、前記検出部と、前記制御部とが通信線を介して接続されており、
前記制御部は、
車両の手動運転中、かつ、前記接続切り替え部が前記第１モードにあり、
前記接続切り替え部、前記発電機、前記第１負荷及び前記第２負荷が正常に動作しており、前記通信線を介した通信が正常に行われており、過去に前記第２バッテリーの劣化判定がなされておらず、
前記第２バッテリーの温度が第１温度以上であり、
前記第２バッテリーの蓄電率が第１蓄電率以上であり、
前記第１負荷及び前記第２負荷が前記第２バッテリーの劣化診断に必要な電力消費を伴う動作状態になっている
場合に、前記接続切り替え部を前記第１モードから前記第２モードへと切り替え、
車両の手動運転中かつ、前記接続切り替え部が前記第２モードにある場合、前記検出部で検出される流出電流が第１電流以上であれば、前記ＤＣＤＣコンバーターによる充放電によって前記第２バッテリーの劣化を診断する処理を実行し、前記検出部で検出される流出電流が前記第１電流未満であれば、前記ＤＣＤＣコンバーターを介して前記第２バッテリーを充電する処理を実行する、
電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、複数のバッテリーを冗長的に備えた車両用の電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

メインバッテリーとバックアップ用のサブバッテリーとを用いて電源を冗長構成にした車両用の電源システムにおいては、サブバッテリーが必要な場面でバックアップ電力を出力することができず、所定の運転モードへの移行が禁止されることが頻繁に起こらないように（例えば、特許文献１を参照）、サブバッテリーの状態を精度よく管理することが望ましい。

【0003】

特許文献２に、メインバッテリーとバックアップバッテリーとを用いて電源を冗長構成にした車両用の電源システムが開示されている。この電源システムでは、バックアップバッテリーを車載機器などの負荷から切り離した状態でＤＣＤＣコンバーターを用いた充放電制御を行い、バックアップバッテリーの状態を診断する技術が開示されている。

【0004】

また、特許文献３に、高圧バッテリーと低圧バッテリーとを備えた車両用の電源システムが開示されている。この電源システムでは、低圧バッテリーから高圧バッテリーへ電流を流したときに得られる電流－電圧特性に基づいて、低圧バッテリーの劣化を判定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－０８８３３４号公報

【文献】特開２０１９－１４６３０５号公報

【文献】特開２０１８－１９４４７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献２に記載の電源システムでは、車両の走行時（電源オン時）にバックアップバッテリーを負荷から切り離した状態で、バックアップバッテリーについて規定の充放電制御を行って電流－電圧特性を導出し、バックアップバッテリーの劣化を診断している。また、特許文献３に記載の電源システムでは、イグニッションのオンが指示された後の車両が作動する前の状態で、低圧バッテリーについて規定の充放電制御を行って電流－電圧特性を導出し、低圧バッテリーの劣化を診断している。

【0007】

このように、特許文献２及び特許文献３に記載の電源システムでは、負荷が切り離された状態で、予め規定された電流及び電圧に従ってバッテリーの電流－電圧特性を導出しているため、車両の走行時において実際に負荷に供給される電流及び電圧に基づいてバッテリーの劣化を診断することができない。

【0008】

本開示は、上記課題を鑑みてなされたものであり、車両の走行時において実際に負荷に供給される電流及び電圧に基づいてバッテリーの劣化診断が可能な電源システム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】

【0009】

上記課題を解決するために、本開示の一態様は、自動運転可能な車両に搭載された電源システムであって、第１バッテリーと、第１バッテリーをバックアップするための第２バッテリーと、第１バッテリーに接続される第１負荷と、第１スイッチを介して第１バッテリーに接続され、かつ、第２スイッチを介して第２バッテリーに接続される第２負荷と、第２バッテリーを充放電可能に第１バッテリー及び第１負荷と接続するＤＣＤＣコンバーターと、第１バッテリーと、第１負荷と、ＤＣＤＣコンバーターとに接続される発電機と、第１スイッチを閉成かつ第２スイッチを開放する第１モードと、第１スイッチを開放かつ第２スイッチを閉成する第２モードとを切り替え可能な接続切り替え部と、第２バッテリーの状態を検出する検出部と、接続切り替え部を制御すると共に、第２バッテリーの劣化診断を行う制御部とを備え、第１負荷と、第２負荷と、発電機と、接続切り替え部と、検出部と、制御部とが通信線を介して接続されており、制御部は、車両の手動運転中、かつ、接続切り替え部が第１モードにあり、接続切り替え部、発電機、第１負荷及び第２負荷が正常に動作しており、通信線を介した通信が正常に行われており、過去に第２バッテリーの劣化判定がなされておらず、第２バッテリーの温度が第１温度以上であり、第２バッテリーの蓄電率が第１蓄電率以上であり、第１負荷及び第２負荷が第２バッテリーの劣化診断に必要な電力消費を伴う動作状態になっている場合に、接続切り替え部を第１モードから第２モードへと切り替え、車両の手動運転中かつ、接続切り替え部が第２モードにある場合、検出部で検出される流出電流が第１電流以上であれば、ＤＣＤＣコンバーターによる充放電によって第２バッテリーの劣化を診断する処理を実行し、検出部で検出される流出電流が第１電流未満であれば、ＤＣＤＣコンバーターを介して第２バッテリーを充電する処理を実行する。

【発明の効果】

【0010】

上記電源システムによれば、車両の走行時において実際に負荷に供給される電流及び電圧に基づいてバッテリーの劣化診断を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係る電源システムの概略構成を示す図

【図2】ＤＣＤＣコンバーターの構成例を示す図

【図3A】接続切り替え部が行うバッテリー劣化診断制御を説明するフローチャート

【図3B】接続切り替え部が行うバッテリー劣化診断制御を説明するフローチャート

【図4】第１モードにおける第１スイッチ及び第２スイッチの状態を示す図

【図5】第２モードにおける第１スイッチ及び第２スイッチの状態を示す図

【発明を実施するための形態】

【0012】

［実施形態］
本実施形態に係る電源システムは、メインバッテリーから負荷に電源供給する手動運転時において、負荷が一定量の電流を消費する動作状態になった場合、負荷への電源供給元をバックアップ用のサブバッテリーに切り替え、サブバッテリーから負荷に電源供給をしている間にサブバッテリーの電流及び電圧を測定して電流－電圧特性を導出し、サブバッテリーの劣化診断を実施する。以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0013】

＜構成＞
図１は、本開示の一実施形態に係る電源システム１の概略構成を示す図である。図１に例示した電源システム１は、第１バッテリー１１と、第２バッテリー１２と、第１負荷２１と、第２負荷２２と、接続切り替え部３０と、発電機４０と、検出部６０と、制御部７０と、を備えている。

【0014】

第１バッテリー１１、第１負荷２１、接続切り替え部３０、及び発電機４０は、第１電力線５１で相互に接続されている。第２バッテリー１２及び接続切り替え部３０は、第２電力線５２で接続されている。第２負荷２２及び接続切り替え部３０は、第３電力線５３で接続されている。また、第１負荷２１、第２負荷２２、接続切り替え部３０、発電機４０、検出部６０、及び制御部７０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車内ネットワークの通信線１００を介して、通信可能に相互接続されている。

【0015】

本実施形態に係る電源システム１は、冗長的な電源構成を必要とする設備装置に搭載することが可能である。以下の実施形態では、手動運転と自動運転とを切り替え可能な車両に電源システム１が搭載される場合を一例に説明する。

【0016】

発電機４０は、例えばオルタネーターやＤＣＤＣコンバーターなど、所定の電力を出力することができる機器である。この発電機４０が出力する電力は、第１バッテリー１１や第１負荷２１などに供給される。発電機４０は、通信線１００を介して制御部７０によって制御される。

【0017】

第１バッテリー１１は、例えば鉛蓄電池やリチウムイオン電池などの、充放電可能に構成された二次電池である。第１バッテリー１１は、発電機４０が出力する電力を蓄えたり、自らが蓄えている電力を第１負荷２１及び接続切り替え部３０に放出したりする。この第１バッテリー１１は、車両の走行に専ら利用されるメインバッテリーとして設けられている。なお、バッテリーに代えてキャパシタを用いてもよい。

【0018】

第２バッテリー１２は、例えば鉛蓄電池やリチウムイオン電池などの、充放電可能に構成された二次電池である。第２バッテリー１２は、発電機４０が出力する電力や第１バッテリー１１の電力を接続切り替え部３０を介して蓄えたり、自らが蓄えている電力を接続切り替え部３０を介して第２負荷２２などに放出（供給）したりする。この第２バッテリー１２は、第１バッテリー１１をバックアップするためのサブバッテリーとして冗長的に設けられている。

【0019】

第１負荷２１は、電力を消費する車載機器である。この第１負荷２１は、発電機４０が出力する電力及び／又は第１バッテリー１１に蓄えられた電力で動作するように構成されている。第１負荷２１の動作状態は、通信線１００を介して制御部７０に通知される。

【0020】

第２負荷２２は、電力を消費する車載機器であって、車両の自動運転中に第１負荷２１よりも安定的な電力供給が要求される機器とすることができる。より具体的には、第２負荷２２は、第１バッテリー１１による電源が失陥した場合でも第２バッテリー１２から所定の期間かつ所定の電流による電力供給を必要とする車両の安全走行に関わる重要負荷であり、例えば自動運転において緊急時に車両を安全に退避行動させるための重要な機能を担う負荷とすることができる。この第２負荷２２は、手動運転時には原則、発電機４０が出力する電力及び／又は第１バッテリー１１に蓄えられた電力で動作し、手動運転時であっても第１条件（後述する）を満たしたときや自動運転時には、第１バッテリー１１に蓄えられた電力及び／又は第２バッテリー１２に蓄えられた電力で動作するように構成されている。第２負荷２２の動作状態は、通信線１００を介して制御部７０に通知される。

【0021】

第１負荷２１及び第２負荷２２としては、エアーコンディショナー、シートヒーター、ステアリングヒーター、及びランプなどを例示できる。これらの負荷は、ユーザーの操作で作動し、作動後は一定時間安定した電流消費が見込めるため、第２バッテリー１２の劣化診断の利用に適している。

【0022】

接続切り替え部３０は、第１スイッチ３１、第２スイッチ３２、及びＤＣＤＣコンバーター３３を、構成に含んでいる。これらの構成は、通信線１００を介して制御部７０によって制御される。

【0023】

第１スイッチ３１は、第１電力線５１と第３電力線５３との間に配置され、車両の運転状態に基づいて開閉可能に構成されている。この第１スイッチ３１は、車両が手動運転で走行しているときは、原則閉成して第１電力線５１と第３電力線５３とを接続しており、車両が手動運転で走行していて第１条件を満たしたときや車両が自動運転で走行しているときは、開放して第１電力線５１と第３電力線５３とを切り離す。この第１スイッチ３１には、例えば、ノーマリーオン型の半導体リレーや励磁式のメカニカルリレーなどを用いることができる。

【0024】

第２スイッチ３２は、第２電力線５２と第３電力線５３との間に配置され、車両の運転状態に基づいて開閉可能に構成されている。この第２スイッチ３２は、車両が手動運転で走行しているときは、原則開放して第２電力線５２と第３電力線５３とを切り離しており、車両が手動運転で走行していて第１条件を満たしたときや自動運転で走行しているときは、閉成して第２電力線５２と第３電力線５３とを接続する。この第２スイッチ３２には、例えば、ノーマリーオフ型の半導体リレーや励磁式のメカニカルリレーなどを用いることができる。

【0025】

ＤＣＤＣコンバーター３３は、入力された電圧を予め定めた電圧に変換して出力する電圧変換器である。このＤＣＤＣコンバーター３３は、１次側が第１電力線５１に接続されており、２次側が第２電力線５２に接続されている。このＤＣＤＣコンバーター３３は、例えば、１次側の電圧を降圧して２次側に出力する降圧機能と、２次側の電圧を昇圧して１次側に出力する昇圧機能とを兼ね備えた、昇降圧型のＤＣＤＣコンバーターとすることができる。

【0026】

昇降圧型のＤＣＤＣコンバーターの一例を、図２に示す。図２に例示するＤＣＤＣコンバーターは、１次側端子と２次側端子との間に、直列に接続されたスイッチング素子Ｍ１、インダクタＬ、及びスイッチング素子Ｍ３が挿入されている。スイッチング素子Ｍ１とインダクタＬとの間はスイッチング素子Ｍ２で接地され、インダクタＬとスイッチング素子Ｍ３との間はスイッチング素子Ｍ４で接地されている。また、１次側端子及び２次側端子には、それぞれ平滑用のコンデンサＣ１及びＣ２が接地されている。スイッチング素子Ｍ１～Ｍ４には、例えば、電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を使用することができる。スイッチング素子Ｍ１～Ｍ４は、制御部７０によってゲート電圧が制御され、オンオフ動作を行う。

【0027】

検出部６０は、第２バッテリー１２の各種状態を検出する。各種状態としては、電圧及び電流を例示でき、さらに温度を含めてもよい。この検出部６０には、第２バッテリー１２の電圧、電流、及び温度を各種のセンサーを用いて監視する監視ＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの一部又は全部を含むことができる。

【0028】

制御部７０は、第１負荷２１、第２負荷２２、及び第２バッテリー１２の状態に基づいて、接続切り替え部３０の各構成を制御することができる。この制御部７０は、典型的にはＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、及び入出力インタフェースなどを含んだＥＣＵとして構成され得る。この制御部７０には、第１スイッチ３１及び第２スイッチ３２のオンオフの制御やＤＣＤＣコンバーター３３の出力電圧を制御する電源ＥＣＵなどの一部又は全部を含むことができる。

【0029】

＜制御＞
次に、図３Ａ、図３Ｂ、図４、及び図５をさらに参照して、本実施形態に係る電源システム１が実行する制御を説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、電源システム１の制御部７０が手動運転時に行う第２バッテリー１２の劣化診断制御の処理手順を説明するフローチャートである。図３Ａの処理と図３Ｂの処理とは、結合子Ｘ及びＹでそれぞれ結ばれる。図４は、バッテリー劣化診断を実施しない「第１モード」における第１スイッチ３１及び第２スイッチ３２の状態を示す図である。図５は、バッテリー劣化診断を実施する「第２モード」における第１スイッチ３１及び第２スイッチ３２の状態を示す図である。

【0030】

図３Ａ及び図３Ｂに例示するバッテリー劣化診断制御は、車両の電源がオン状態になると開始され、手動運転による走行が行われている間は電源がオフ状態になるまで繰り返し実行される。なお、このバッテリー劣化診断制御は、手動運転による走行から自動運転による走行に切り替えられた時点で終了する。

【0031】

ステップＳ３０１：制御部７０は、第１スイッチ３１を閉成し、かつ、第２スイッチ３２を開放して、電源システム１の電源供給状態を「第１モード（図４）」に設定する。第１モードが設定されると、ステップＳ３０２に処理が進む。

【0032】

この第１モードでは、第１バッテリー１１から第２負荷２２へは、ＤＣＤＣコンバーター３３を介さずに電力供給できるため（図４の実線矢印）、ＤＣＤＣコンバーター３３での電力消費を抑制できる。また、第２バッテリー１２が第２負荷２２から切り離されて第２バッテリー１２から第２負荷２２へ電流が流れないため、第２バッテリー１２の放電を抑制できる。また、第２バッテリー１２は、ＤＣＤＣコンバーター３３を介して第１バッテリー１１及び発電機４０に接続されているため、第１バッテリー１１の電力や発電機４０の発電電力で充電することが可能となる。

【0033】

ステップＳ３０２：制御部７０は、予め定めた許可条件が成立するか否かを判断する。この許可条件とは、電源システム１が、バッテリーの劣化を正しく診断できる状態になっているか否かを示す条件であり、一例として以下の６つの条件を示せる。
（１）接続切り替え部３０が正常に動作している
（２）発電機４０が正常に動作している
（３）第１負荷２１が正常に動作している
（４）第２負荷２２が正常に動作している
（５）通信線１００を介した通信が正常に行われている
（６）過去にバッテリーの劣化判定がなされていない

【0034】

条件（１）～（４）は、バッテリー劣化診断に関わる各機能部が正常に動作していなければ正しい診断ができないため、それぞれ判定される。条件（５）は、バッテリー劣化診断に関わる各機能部が正常に動作していても、各機能部間で情報が正確に送受信できなければ正しい診断ができないため、判定される。条件（６）は、過去に実施したバッテリー劣化診断においてバッテリーが劣化しているとすでに判定されていれば、診断を繰り返して行う必要がないため、判定される。これらの条件（１）～（６）は、１つでも欠けていると正しいバッテリー劣化診断ができないため、全てが満たされていると判定されることで、許可条件が成立したと判断される。

【0035】

許可条件が成立する場合には（Ｓ３０２、はい）、ステップＳ３０３に処理が進む。一方、許可条件が成立しない場合には（Ｓ３０２、いいえ）、許可条件が成立するまで引き続きステップＳ３０２の判断が実施される。

【0036】

ステップＳ３０３：制御部７０は、第２バッテリー１２の温度が第１温度以上であるか否かを判断する。この判断は、車両の電源オンの直後など第２バッテリー１２が冷えているときには、第２バッテリー１２の温度が車両制御に好適な温度に上昇するまで待つために行われる。よって、第１温度は、例えば、第２バッテリー１２を自動運転時における第１バッテリー１１のバックアップ用として実際に使用する場面において推定される所定の温度に設定される。

【0037】

第２バッテリー１２の温度が第１温度以上である場合には（Ｓ３０３、はい）、ステップＳ３０４に処理が進む。一方、第２バッテリー１２の温度が第１温度未満である場合には（Ｓ３０３、いいえ）、第２バッテリー１２の温度が第１温度以上になるまで引き続きステップＳ３０３の判断が実施される。

【0038】

ステップＳ３０４：制御部７０は、第２バッテリー１２の蓄電率（ＳＯＣ：State Of Charge）が第１蓄電率以上であるか否かを判断する。この判断は、第２バッテリー１２の状態を第１バッテリー１１のバックアップ用として実際に使用する状態に揃えるために行われる。よって、第１蓄電率は、例えば、第２バッテリー１２を自動運転時における第１バッテリー１１のバックアップ用として実際に使用するために要求される所定の蓄電率に設定される。

【0039】

第２バッテリー１２の蓄電率が第１蓄電率以上である場合には（Ｓ３０４、はい）、ステップＳ３０６に処理が進む。一方、第２バッテリー１２の蓄電率が第１蓄電率未満である場合には（Ｓ３０４、いいえ）、ステップＳ３０５に処理が進む。

【0040】

ステップＳ３０５：制御部７０は、ＤＣＤＣコンバーター３３を制御して、第２バッテリー１２を第１蓄電率になるまで充電する。第２バッテリー１２の蓄電率が第１蓄電率になると、ステップＳ３０６に処理が進む。

【0041】

ステップＳ３０６：制御部７０は、予め定めた切り替え条件が成立するか否かを判断する。この切り替え条件とは、電源システム１が、後述する第２モードに切り替えて第２バッテリー１２の劣化診断のための情報を取得できる状態になっているか否かを示す条件であり、一例として以下の２つの条件を示せる。
（１）第１負荷２１が第１動作状態になっている
（２）第２負荷２２が第２動作状態になっている

【0042】

条件（１）及び（２）は、例えば、第１負荷２１及び第２負荷２２が正常に動作していても電流を消費する動作を行っていなければ、すなわち後述する第２モードにおいて第２バッテリー１２から第１負荷２１及び第２負荷２２へ十分な電力供給（放電）が見込めなければ、第２バッテリー１２の劣化診断に必要な精度の高い情報を取得できないため、それぞれ判定される。よって、第１動作状態及び第２動作状態とは、それぞれ負荷に応じた十分な電流の消費を伴う動作とすることができる。

【0043】

切り替え条件が成立する場合には（Ｓ３０６、はい）、ステップＳ３０７に処理が進む。一方、切り替え条件が成立しない場合には（Ｓ３０６、いいえ）、切り替え条件が成立するまで引き続きステップＳ３０６の判断が実施される。

【0044】

上述した許可条件（ステップＳ３０２）、第２バッテリー１２の温度条件（ステップＳ３０３）、第２バッテリー１２の蓄電率条件（ステップＳ３０４）、及び切り替え条件（ステップＳ３０６）は、請求項の「第１条件」に該当する。なお、ステップＳ３０２、Ｓ３０３、Ｓ３０４、及びＳ３０６の処理の順番は、図３Ａに示す順番に限定されるものではなく、前後しても構わない。

【0045】

ステップＳ３０７：制御部７０は、第１スイッチ３１を開放し、かつ、第２スイッチ３２を閉成して、電源システム１の電源供給状態を「第２モード（図５）」に設定する。第２モードが設定されると、ステップＳ３０８に処理が進む。

【0046】

この第２モードでは、第２バッテリー１２から第２負荷２２へ電力供給され、また第２バッテリー１２からＤＣＤＣコンバーター３３を介して第１負荷２１へ電力供給できる状態になる（図５の実線矢印）。第２バッテリー１２から第１負荷２１への給電は、制御部７０が、通信線１００を介した制御によって、発電機４０の出力電圧を第２バッテリー１２の電圧未満に低下させることで可能である。なお、この発電機４０の出力電圧は、予め定められた車両の動作が保証される電圧まで低下させることができる。

【0047】

ステップＳ３０８：制御部７０は、第２モードに設定してから第１時間が経過したか否かを判断する。この判断は、第１モードから第２モードへの切り替えが完了するまで待機するために行われる。よって、第１時間は、発電機４０の出力電圧を所定の値まで低下させるために要する時間や、第１スイッチ３１及び第２スイッチ３２を切り替えるために要する時間に基づいて、適切に設定される。

【0048】

第２モードに設定してから第１時間が経過した場合には（Ｓ３０８、はい）、ステップＳ３０９に処理が進む。一方、第２モードに設定してから第１時間が経過していない場合には（Ｓ３０８、いいえ）、第１時間が経過するまで引き続きステップＳ３０８の判断が実施される。

【0049】

ステップＳ３０９：制御部７０は、第２バッテリー１２から第１負荷２１及び第２負荷２２に流出する電流である第２バッテリー１２の流出電流が、第１電流以上であるか否かを判断する。この判断は、バッテリー劣化診断を正確に行えるだけの十分な電流が第２バッテリー１２から流れ出ているか否かを判断するために行われる。よって、第１電流は、バッテリー劣化診断を正確に行うために必要とされる所定の電流に設定される。

【0050】

第２バッテリー１２の流出電流が第１電流以上である場合には（Ｓ３０９、はい）、ステップＳ３１２に処理が進む。一方、第２バッテリー１２の流出電流が第１電流未満である場合には（Ｓ３０９、いいえ）、ステップＳ３１０に処理が進む。

【0051】

ステップＳ３１０：制御部７０は、ＤＣＤＣコンバーター３３を制御して、第２バッテリー１２の追加充電を開始する。第２バッテリー１２の充電が開始されると、ステップＳ３１１に処理が進む。

【0052】

ステップＳ３１１：制御部７０は、追加充電によって、第２バッテリー１２の流出電流が第１電流以上になったか否かを判断する。この判断は、上述したステップＳ３０９の判断と同様である。

【0053】

追加充電を行って第２バッテリー１２の流出電流が第１電流以上になった場合には（Ｓ３１１、はい）、ステップＳ３１２に処理が進む。一方、追加充電を行っても第２バッテリー１２の流出電流が第１電流未満である場合には（Ｓ３１１、いいえ）、第２バッテリー１２の状態が劣化を正確に判断できない状態にあると判断して、本バッテリー劣化診断制御を終了する。なお、第２バッテリー１２の状態が劣化を正確に判断できない状態にあると判断した場合には、その旨をユーザーなどに通知するようにしてもよい。

【0054】

ステップＳ３１２：制御部７０は、第２バッテリー１２の電流及び電圧を取得する。第２バッテリー１２の電流及び電圧は、検出部６０を介して取得することができる。この取得された電流及び電圧は、一組にして制御部７０が有するメモリ（図示せず）などに記録される。第２バッテリー１２の電流及び電圧の組が取得されると、ステップＳ３１３に処理が進む。

【0055】

ステップＳ３１３：制御部７０は、第２バッテリー１２の電流及び電圧の組を最初に取得してから、第２時間以上連続して電流及び電圧の組を取得したか否かを判断する。この判断は、バッテリーの劣化を正しく診断するのに十分な数の電流及び電圧の組を取得するために行われる。よって、第２時間は、第２バッテリー１２を自動運転時においてバックアップ電源として実際に使用したことを想定し、第２バッテリー１２から第２負荷２２へ実際に電力供給（放電）される時間以上に設定することができる。

【0056】

第２バッテリー１２の電流及び電圧の組を第２時間以上連続して取得した場合には（Ｓ３１３、はい）、ステップＳ３１４に処理が進む。一方、第２バッテリー１２の電流及び電圧の組を第２時間以上連続して取得していない場合には（Ｓ３１３、いいえ）、ステップＳ３０９に処理が進む。

【0057】

ステップＳ３１４：制御部７０は、第２バッテリー１２の劣化診断を実施する。この劣化診断は、次のようにして行われる。まず、第２時間分取得した第２バッテリー１２の複数の電流及び電圧の組に基づいて、第２バッテリー１２の電流－電圧特性が導出される。この導出された電流－電圧特性の傾きから、第２バッテリー１２の内部抵抗値が算出される。そして、この算出した内部抵抗値から第２バッテリー１２の劣化度合いが判断される。なお、劣化度合いの判断には、第２バッテリー１２の使用が開始されてから経過した日数などが考慮されてもよい。第２バッテリー１２の劣化診断が終了すると、ステップＳ３０１に処理が戻り、電源システム１の電源供給状態が再び第１モードに設定される。

【0058】

なお、ステップＳ３１４の診断によって判明した第２バッテリー１２の劣化状態をユーザーなどに通知するようにしてもよい。また、ステップＳ３１４からステップＳ３０１に戻る処理は、一定時間の経過を待ってから行うようにしてもよいし、車両のイグニッションがオンされる毎に行うようにしてもよい。また、ステップＳ３１４の診断によって第２バッテリー１２がある基準を超えて劣化していると判断された場合には、ステップＳ３１４からステップＳ３０１に戻らずに、本バッテリー劣化診断制御を終了してもよい。

【0059】

［作用・効果］
上述した実施形態に係る電源システム１によれば、手動運転時においては、原則、電源システム１の電源供給状態を、第１スイッチ３１を閉成かつ第２スイッチ３２を開放した第１モードに設定して、第１バッテリー１１から第２負荷２２に電力を直接供給し、第２バッテリー１２を第２負荷２２から切り離した状態にしておく。そして、電源システム１が第２バッテリー１２の劣化診断が可能な条件を満たす状態になった場合には、第１スイッチ３１を開放かつ第２スイッチ３２を閉成する第２モードに設定して、バッテリー劣化診断を実施する。

【0060】

このようなモードの切り替え制御によって、車両の実走行時において第２バッテリー１２から第１負荷２１及び第２負荷２２に電流を流している状態で、第２バッテリー１２の電流－電圧特性を導出することができる。このため、車両の走行時において実際に負荷に供給される電流及び電圧に基づいて、第２バッテリー１２の劣化診断を好適に実施することができる。

【0061】

また、本実施形態に係る電源システム１によれば、第１負荷２１及び第２負荷２２がそれぞれ第２バッテリー１２から十分な放電が見込める動作状態になってから、第２モードを設定する。これにより、第２バッテリー１２からの不必要な放電の抑制と、十分な放電による検知精度の向上とを、両立させることができる。

【0062】

また、本実施形態に係る電源システム１によれば、車両の手動運転時に第２バッテリー１２の劣化を診断することができるので、第２バッテリー１２の劣化によって自動運転に移行できない場合には、自動運転の指示がある前に移行禁止制御を行ったり、自動運転の不可通知を行ったりすることができる。よって、車両の自動運転時に第２バッテリー１２の劣化を診断する技術と比べて、一旦手動運転から自動運転に移行した後に直ぐに手動運転に戻されてしまうといったことを回避できる。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本開示の電源システムは、複数のバッテリーを冗長的に備えた車両などに利用可能である。

【符号の説明】

【0064】

１ 電源システム
１１ 第１バッテリー
１２ 第２バッテリー
２１ 第１負荷
２２ 第２負荷
３０ 接続切り替え部
３１ 第１スイッチ
３２ 第２スイッチ
３３ ＤＣＤＣコンバーター
４０ 発電機
５１～５３ 電力線
６０ 検出部
７０ 制御部
１００ 通信線

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】