特許 7409206 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】2023-12-25

(45)【発行日】2024-01-09

(54)【発明の名称】電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 1/10 20060101AFI20231226BHJP

   H02M 3/00 20060101ALI20231226BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20231226BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20231226BHJP

   B60R 16/03 20060101ALI20231226BHJP

   B60R 16/033 20060101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

H02J1/10

H02M3/00 C

H02J7/00 302C

H02J7/00 S

H02J1/00 309D

B60R16/03 A

B60R16/033 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020070355

(22)【出願日】2020-04-09

(65)【公開番号】P2021168539

(43)【公開日】2021-10-21

【審査請求日】2022-07-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】森田 哲生

【審査官】高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０６２７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８７０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９２２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７４３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３４４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２８２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０３９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０３９１７７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２

７／００ －１３／００

１５／００ －５８／４０

Ｂ６０Ｒ １６／００ －１７／０２

Ｈ０１Ｍ １０／４２ －１０／４８

Ｈ０２Ｈ ７／００

７／１０ － ７／２０

Ｈ０２Ｊ １／００ － １／１６

７／００ － ７／１２

７／３４ － ７／３６

Ｈ０２Ｍ ３／００ － ３／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１負荷（３４）に接続された第１電源を含む第１系統（ＥＳ１）と、
第２負荷（３６）に接続された第２電源を含む第２系統（ＥＳ２）と、
各系統を互いに接続する接続経路（ＬＢ）と、
前記接続経路に設けられた系統間スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）と、
を有し、
前記第１電源は、前記第１負荷及び前記第２負荷の動作電圧を生成する電圧生成部（１２）を含み、
前記第２電源は、前記電圧生成部からの電力供給により充電可能な蓄電装置（１６）を含む電源システム（１００）であって、
前記第２系統において前記接続経路との接続点（ＰＢ）と前記蓄電装置との間にスイッチ回路（２４）が設けられており、
前記スイッチ回路は、アノードを前記蓄電装置側、カソードを前記接続経路側とするダイオード成分（ＤＡ３）を有する開閉スイッチ（ＳＷ３）を含み、
前記蓄電装置が満充電状態であるか否かを判定する充電判定部（４０）と、
前記充電判定部により満充電状態であると判定された場合に、前記開閉スイッチにオフ指令を出力する状態制御部（４０）と、
前記第１系統で異常が発生したことを判定する異常判定部（４０）と、を備え、
前記状態制御部は、前記状態制御部のオフ指令に応じて前記開閉スイッチがオフ状態になっている場合において、前記異常判定部により前記第１系統で異常が発生したと判定されたことに基づいて、前記系統間スイッチにオフ指令を出力するとともに、そのオフ指令に応じて前記系統間スイッチがオフ状態とされた後であり、かつそのオフ状態が継続されている際に、前記開閉スイッチにオン指令を出力する電源システム。

【請求項2】

前記接続経路において前記系統間スイッチに直列接続され、所定のインダクタンス成分（ＺＢ）を有するインダクタンス部（３８）を備え、
前記異常判定部により前記第１系統で異常が発生したと判定されてから、前記状態制御部のオフ指令に応じて前記系統間スイッチがオフ状態になるまでの期間を遮断期間（ＴＳ）とする場合、
前記第２系統と前記接続経路とにより構成される回路の時定数（ＴＭ）が、前記遮断期間に前記第２負荷の電圧が動作電圧の下限値よりも低下しないという条件を満たす時定数となるように、前記所定のインダクタンス成分が設定されている請求項１に記載の電源システム。

【請求項3】

前記第１負荷及び前記第２負荷は、移動体において運転に必要な少なくとも１つの機能を実施する負荷である請求項２に記載の電源システム。

【請求項4】

前記開閉スイッチは、第１開閉スイッチ（ＳＷ３）であり、
前記スイッチ回路は、前記第１開閉スイッチに直列接続され、アノードを前記接続経路側、カソードを前記蓄電装置側とするダイオード成分（ＤＡ４）を有する第２開閉スイッチ（ＳＷ４）を含み、
前記蓄電装置への充電量を制限した状態での充電要求が生じているか否かを判定する制限判定部（４０）を備え、
前記状態制御部は、
前記制限判定部により前記充電要求が生じていると判定された場合に、前記第１開閉スイッチにオン指令を出力するとともに前記第２開閉スイッチにオフ指令を出力し、
前記充電判定部により満充電状態であると判定された場合に、前記第１開閉スイッチにオフ指令を出力するとともに前記第２開閉スイッチにオン指令を出力する請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項5】

前記制限判定部は、前記電圧生成部が生成する前記動作電圧を上昇させる上昇要求が生じている場合に、前記充電要求が生じていると判定する請求項４に記載の電源システム。

【請求項6】

第１負荷（３４）に接続された第１電源を含む第１系統（ＥＳ１）と、
第２負荷（３６）に接続された第２電源を含む第２系統（ＥＳ２）と、
各系統を互いに接続する接続経路（ＬＢ）と、
を有し、
前記第１電源は、前記第１負荷及び前記第２負荷の動作電圧を生成する電圧生成部（１２）を含み、
前記第２電源は、前記電圧生成部からの電力供給により充電可能な蓄電装置（１６）を含む電源システム（１００）であって、
前記第２系統において前記接続経路との接続点（ＰＢ）と前記蓄電装置との間にスイッチ回路（２４）が設けられており、
前記スイッチ回路は、アノードを前記蓄電装置側、カソードを前記接続経路側とするダイオード成分（ＤＡ３）を有する第１開閉スイッチ（ＳＷ３）と、前記第１開閉スイッチに直列接続され、アノードを前記接続経路側、カソードを前記蓄電装置側とするダイオード成分（ＤＡ４）を有する第２開閉スイッチ（ＳＷ４）と、を含み、
前記蓄電装置が満充電状態であるか否かを判定する充電判定部（４０）と、
前記第１開閉スイッチ及び前記第２開閉スイッチにオンオフの指令を出力する状態制御部（４０）と、
前記充電判定部により満充電状態でないと判定された場合に、前記電圧生成部が生成する前記動作電圧を上昇させる上昇要求が生じているか否かを判定する要求判定部（４０）と、を備え、
前記状態制御部は、
前記要求判定部により前記上昇要求が生じていると判定された場合に、前記第１開閉スイッチにオン指令を出力するとともに前記第２開閉スイッチにオフ指令を出力し、
前記要求判定部により前記上昇要求が生じていないと判定された場合に、前記第１開閉スイッチ及び前記第２開閉スイッチにオン指令を出力し、
前記充電判定部により満充電状態であると判定された場合に、前記第１開閉スイッチにオフ指令を出力するとともに前記第２開閉スイッチにオン指令を出力する、
電源システム。

【請求項7】

前記接続経路に設けられた系統間スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）と、
前記第１系統で異常が発生したことを判定する異常判定部（４０）と、を備え、
前記状態制御部は、前記状態制御部のオフ指令に応じて前記第１開閉スイッチがオフ状態になっている場合において、前記異常判定部により前記第１系統で異常が発生したことに基づいて、前記系統間スイッチにオフ指令を出力する請求項６に記載の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車両に適用され、この車両の挙動を制御可能な電源システムが知られている。この電源システムでは、車両の運転時に、例えば電動ブレーキ装置や電動ステアリング装置など、車両の運転に必要な機能を実施する負荷で異常が発生し、これによりその機能の全てが失われてしまうと、車両の運転を継続することができない。車両の運転中における異常発生時でも、その機能の全てが失われないようにするために、１つの機能を実施する負荷として第１負荷及び第２負荷を有する装置が知られている。

【0003】

この装置に適用される電源システムとして、例えば特許文献１では、第１負荷に接続された第１電源を含む第１系統と、第２負荷に接続された第２電源を含む第２系統と、を有するものが知られている。この電源システムでは、各系統を接続する接続経路に系統間スイッチが設けられており、系統間スイッチは、コントローラにより一方の系統で異常が発生したと判定された場合にオフ状態とされる。これにより、異常が発生していない他方の系統の負荷により車両の運転に必要な機能を確保し、車両の運転を継続することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】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】

【0005】

上記電源システムにおいて、一方の系統の電源をＤＣＤＣコンバータを用いた電圧生成部とし、他方の系統の電源を蓄電装置とする構成が考えられる。かかる構成では、蓄電装置の充電を適宜行いつつ、各系統において冗長的な電力供給を継続的に行うことが可能になる。しかしながら、電圧生成部からの電力供給により蓄電装置に過充電が生じることが懸念される。

【0006】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電圧生成部と蓄電装置とを含む電源システムにおいて、蓄電装置の過充電を抑制できる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】

【0007】

上記課題を解決するための第１の手段は、第１負荷に接続された第１電源を含む第１系統と、第２負荷に接続された第２電源を含む第２系統と、各系統を互いに接続する接続経路と、を有し、前記第１電源は、前記第１負荷及び前記第２負荷の動作電圧を生成する電圧生成部を含み、前記第２電源は、前記電圧生成部からの電力供給により充電可能な蓄電装置を含む電源システムであって、前記第２系統において前記接続経路との接続点と前記蓄電装置との間にスイッチ回路が設けられており、前記スイッチ回路は、アノードを前記蓄電装置側、カソードを前記接続経路側とするダイオード成分を有する開閉スイッチを含み、前記蓄電装置が満充電状態であるか否かを判定する充電判定部と、前記充電判定部により満充電状態であると判定された場合に、前記開閉スイッチにオフ指令を出力する状態制御部と、を備える。

【0008】

上記構成によれば、第１，第２系統間で相互の電力供給が可能であり、第１負荷及び第２負荷に対して、第１電源及び第２電源による冗長的な電力供給が可能となる。この場合、第１電源が、第１負荷及び第２負荷の動作電圧を生成する電圧生成部を含み、第２電源が、電圧生成部からの電力供給により充電可能な蓄電装置を含むことにより、各負荷への冗長的な電力供給を可能としつつ、蓄電装置に対する適宜の充電を可能としている。

【0009】

しかしながら、電圧生成部からの電力供給により蓄電装置に過充電が生じることが懸念される。

【0010】

この点、上記構成では、第２系統において接続経路との接続点と蓄電装置との間に、蓄電装置側から接続経路側に向かう方向を順方向とするダイオード成分を有する開閉スイッチを設けるようにした。そして、蓄電装置が満充電状態であるか否かを判定し、蓄電装置が満充電状態であると判定された場合には、この開閉スイッチにオフ指令を出力し、開閉スイッチをオフ状態とするようにした。これにより、蓄電装置の満充電状態において、蓄電装置の充電を停止しつつ、ダイオード成分により蓄電装置の適宜の放電を可能としている。その結果、蓄電装置の過充電を抑制することができる。

【0011】

第２の手段では、前記接続経路に設けられた系統間スイッチと、前記第１系統で異常が発生したことを判定する異常判定部と、を備え、前記状態制御部は、前記状態制御部のオフ指令に応じて前記開閉スイッチがオフ状態になっている場合において、前記異常判定部により前記第１系統で異常が発生したことに基づいて、前記系統間スイッチにオフ指令を出力する。

【0012】

第１，第２系統を互いに接続する接続経路に系統間スイッチが設けられている構成では、一方の系統で異常が発生したと判定された場合に、系統間スイッチをオフ状態とすることで、異常が発生していない他方の系統における負荷の動作を継続することが可能となる。例えば、第１系統で異常が発生したと判定された場合に系統間スイッチがオフ状態とされる。この場合において、開閉スイッチもオフ状態とされていると、第２負荷への電力供給が途絶え、第２負荷の動作を継続できないことが懸念される。

【0013】

この点、上記構成では、開閉スイッチがオフ状態とされていても、ダイオード成分を介して第２電源から第２負荷への電力供給が可能となっている。これにより、開閉スイッチがオフ状態とされた後において、第２負荷の動作を継続することができる。

【0014】

第３の手段では、前記接続経路に設けられた系統間スイッチと、前記第１系統で異常が発生したことを判定する異常判定部と、を備え、前記状態制御部は、前記状態制御部のオフ指令に応じて前記開閉スイッチがオフ状態になっている場合において、前記異常判定部により前記第１系統で異常が発生したことに基づいて、前記系統間スイッチにオフ指令を出力するとともに、そのオフ指令に応じて前記系統間スイッチがオフ状態とされた後に前記開閉スイッチにオン指令を出力する。

【0015】

第１系統で異常が発生して系統間スイッチがオフ状態とされた場合に、開閉スイッチのダイオード成分を介して第２電源から第２負荷へ電力が供給され続けると、ダイオード成分の順方向電圧により第２電源の電力消費が増大する。第２電源に含まれる蓄電装置の残容量は有限であるため、残容量の枯渇により第２負荷の動作を継続できないことが懸念される。

【0016】

この点、上記構成では、系統間スイッチがオフ状態とされた後に開閉スイッチにオン指令を出力し、開閉スイッチをオン状態とするようにした。これにより、ダイオード成分の順方向電圧に伴う蓄電装置の電力消費が抑制され、開閉スイッチがオフ状態とされた後において、第２負荷の動作継続期間を延長することができる。

【0017】

第４の手段では、前記接続経路において前記系統間スイッチに直列接続され、所定のインダクタンス成分を有するインダクタンス部を備え、前記異常判定部により前記第１系統で異常が発生したと判定されてから、前記状態制御部のオフ指令に応じて前記系統間スイッチがオフ状態になるまでの期間を遮断期間とする場合、前記第２系統と前記接続経路とにより構成される回路の時定数が、前記遮断期間に前記第２負荷の電圧が動作電圧の下限値よりも低下しないという条件を満たす時定数となるように、前記所定のインダクタンス成分が設定されている。

【0018】

第１系統で異常が発生したと判定された場合、系統間スイッチがオフ状態とされて第２負荷の動作が継続される。しかし、異常が発生したと判定されてから、系統間スイッチがオフ状態となるまでには所定の遮断期間が必要となり、この遮断期間に異常が発生していない第２負荷の電圧が動作電圧の下限値よりも低下すると、第２負荷の動作を継続できないことが懸念される。

【0019】

この点、上記構成では、接続経路において系統間スイッチと直列接続されたインダクタンス部を設けるようにした。そして、このインダクタンス部のインダクタンス成分により、第２系統と接続経路とにより構成される回路の時定数が、遮断期間に第２負荷の電圧が動作電圧の下限値よりも低下しない、という条件を満たす時定数となるようにした。つまり、第１系統で異常が発生しても、この異常により発生する過渡的な電流変化とインダクタンス部のインダクタンス成分とにより、系統間に過渡的な電圧差を発生させ、第２負荷の電圧が動作電圧の下限値よりも低下しないようにした。これにより、開閉スイッチがオフ状態とされる前において、第２負荷の動作を継続することができる。

【0020】

第５の手段では、前記第１負荷及び前記第２負荷は、移動体において運転に必要な少なくとも１つの機能を実施する負荷である。

【0021】

移動体の運転に必要な機能を実施する負荷として、第１負荷及び第２負荷を有する移動体に適用される電源システムでは、第１系統で異常が発生した場合に、第２負荷の動作を継続することができないと、第１負荷及び第２負荷の動作が失われ、移動体の運転を継続することができない。上記構成では、開閉スイッチがオフ状態とされる前後において、第２負荷の動作が継続されるため、移動体の運転を継続することができる。

【0022】

第６の手段では、前記開閉スイッチは、第１開閉スイッチであり、前記スイッチ回路は、前記第１開閉スイッチに直列接続され、アノードを前記接続経路側、カソードを前記蓄電装置側とするダイオード成分を有する第２開閉スイッチを含み、前記蓄電装置への充電量を制限した状態での充電要求が生じているか否かを判定する制限判定部を備え、前記状態制御部は、前記制限判定部により前記充電要求が生じていると判定された場合に、前記第１開閉スイッチにオン指令を出力するとともに前記第２開閉スイッチにオフ指令を出力し、前記充電判定部により満充電状態であると判定された場合に、前記第１開閉スイッチにオフ指令を出力するとともに前記第２開閉スイッチにオン指令を出力する。

【0023】

スイッチ回路において、ダイオード成分の向きを互いに逆向きとした第１開閉スイッチと第２開閉スイッチとが直列接続されているものがある。上記構成では、蓄電装置の充電を制限する場合に、第１開閉スイッチ及び第２開閉スイッチの状態を切り替えることで、充電装置の充電を適正に制限することができる。具体的には、蓄電装置への充電量を制限した状態での充電要求が生じていると判定された場合には、第１開閉スイッチをオン状態とするとともに第２開閉スイッチをオフ状態とする。これにより、第２開閉スイッチに含まれるダイオード成分を介して充電が行われることになり、充電装置の充電を継続しつつ充電装置の充電を制限することができる。また、蓄電装置が満充電状態であると判定された場合には、第１開閉スイッチをオフ状態とするとともに第２開閉スイッチをオン状態とする。これにより、蓄電装置の充電を停止して充電装置の充電を制限することができる。

【0024】

第７の手段では、前記制限判定部は、前記電圧生成部が生成する前記動作電圧を上昇させる上昇要求が生じている場合に、前記充電要求が生じていると判定する。

【0025】

電圧生成部と蓄電装置とを含む電源システムでは、例えば第１負荷及び第２負荷の動作状態によっては電圧生成部が生成する動作電圧を上昇させる必要があり、この上昇させた電圧により充電装置が充電されると、蓄電装置が過充電となることがある。上記構成では、動作電圧を上昇させる上昇要求が生じている場合に、蓄電装置の充電量を制限した状態での充電要求が生じていると判定し、第１開閉スイッチをオン状態とするとともに、第２開閉スイッチをオフ状態とする。そのため、第２開閉スイッチに含まれるダイオード成分の順方向電圧により、蓄電装置に印加される電圧の上昇が抑制され、蓄電装置の過充電を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】実施形態の電源システムの全体構成図。

【図2】制御処理の手順を示すフローチャート。

【図3】第１系統で地絡が発生した場合の制御処理を示すタイムチャート。

【図4】第２系統で地絡が発生した場合の制御処理を示すタイムチャート。

【図5】第２低圧蓄電池の満充電前後に上昇要求が生じた場合の制御処理を示すタイムチャート。

【図6】その他の実施径他の電源システムの全体構成図。

【発明を実施するための形態】

【0027】

（実施形態）
以下、本発明に係る電源システムを車載の電源システム１００として具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0028】

図１に示すように、電源システム１００は、一般負荷３０及び特定負荷３２に電力を供給するシステムである。電源システム１００は、高圧蓄電池１０と、ＤＣＤＣコンバータ（以下、単にコンバータ）１２と、第１低圧蓄電池１４と、第２低圧蓄電池１６と、スイッチ部２０と、制御装置４０と、を備えている。

【0029】

高圧蓄電池１０は、第１低圧蓄電池１４及び第２低圧蓄電池１６よりも高い定格電圧（例えば数百Ｖ）を有しており、例えばリチウムイオン蓄電池である。コンバータ１２は、高圧蓄電池１０から供給される電力を、一般負荷３０及び特定負荷３２の動作電圧ＶＭ（例えば１２Ｖ）の電力に変換して、一般負荷３０及び特定負荷３２に供給する。つまり、コンバータ１２は、特定負荷３２の動作電圧ＶＭを生成する電圧生成部である。

【0030】

一般負荷３０は、移動体としての車両において運転制御に用いられない電気負荷（以下、単に負荷）であり、例えばエアコン、オーディオ装置、パワーウィンドウ等である。

【0031】

一方、特定負荷３２は、車両の運転制御に用いられる少なくとも１つの機能を実施する負荷であり、例えば車両の操舵を制御する電動パワーステアリング装置５０、車輪に制動力を付与する電動ブレーキ装置５１、車両周囲の状況を監視する走行制御装置５２等である。

【0032】

そのため、これらの特定負荷３２に異常が発生し、その機能の全てが失われると、運転制御を行うことができない。そのため、特定負荷３２では、異常が発生した場合でもその機能の全てが失われないようにするため、機能毎に冗長に設けられた第１負荷３４と第２負荷３６とを有している。具体的には、電動パワーステアリング装置５０は、第１ステアリングモータ５０Ａと第２ステアリングモータ５０Ｂとを有している。電動ブレーキ装置５１は、第１ブレーキ装置５１Ａと第２ブレーキ装置５１Ｂとを有している。走行制御装置５２は、カメラ５２Ａとレーザレーダ５２Ｂとを有している。第１ステアリングモータ５０Ａと第１ブレーキ装置５１Ａとカメラ５２Ａとが、第１負荷３４に相当し、第２ステアリングモータ５０Ｂと第２ブレーキ装置５１Ｂとレーザレーダ５２Ｂとが、第２負荷３６に相当する。

【0033】

第１負荷３４と第２負荷３６とは、併せて１つの機能を実現するものであるが、それぞれ単独でもその機能の一部を実現可能なものである。例えば電動パワーステアリング装置５０では、第１ステアリングモータ５０Ａと第２ステアリングモータ５０Ｂとにより車両の自由な操舵が可能であり、操舵速度や操舵範囲等に一定の制限がある中で、各ステアリングモータ５０Ａ，５０Ｂにより車両の操舵が可能である。

【0034】

各特定負荷３２は、手動運転において、ドライバによる制御を支援する機能を実現する。また、各特定負荷３２は、車両の走行や停止などの挙動を自動で制御する自動運転において、自動運転に必要な機能を実現する。そのため、特定負荷３２は、車両の運転に必要な少なくとも１つの機能を実施する負荷ともいうことができる。

【0035】

第１負荷３４は、第１系統内経路ＬＡ１を介してコンバータ１２に接続されており、この第１系統内経路ＬＡ１に第１低圧蓄電池１４及び一般負荷３０が接続されている。第１低圧蓄電池１４は、例えば鉛蓄電池である。本実施形態では、第１系統内経路ＬＡ１により接続されたコンバータ１２、第１低圧蓄電池１４、一般負荷３０及び第１負荷３４により、第１系統ＥＳ１が構成されている。第１系統内経路ＬＡ１には、第１系統ＥＳ１のインダクタンス成分ＺＡ１が示されている。なお、本実施形態において、コンバータ１２及び第１低圧蓄電池１４が「第１電源」に相当する。

【0036】

また、第２負荷３６は、第２系統内経路ＬＡ２を介して第２低圧蓄電池１６に接続されている。第２低圧蓄電池１６は、例えばリチウムイオン蓄電池である。本実施形態では、第２系統内経路ＬＡ２により接続された第２低圧蓄電池１６及び第２負荷３６により、第２系統ＥＳ２が構成されている。第２系統内経路ＬＡ２には、第２系統ＥＳ２のインダクタンス成分ＺＡ２が示されている。なお、本実施形態において、第２低圧蓄電池１６が「第２電源、蓄電装置」に相当する。

【0037】

スイッチ部２０は、各系統を互いに接続する接続経路ＬＢに設けられている。接続経路ＬＢの一端は、接続点ＰＡにおいて第１系統内経路ＬＡ１に接続されており、接続経路ＬＢの他端は、接続点ＰＢにおいて第２系統内経路ＬＡ２と接続されている。スイッチ部２０は、直列接続された第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２とを備えている。スイッチ部２０において、第１スイッチＳＷ１は、第２スイッチＳＷ２よりも第１系統ＥＳ１側に設けられている。なお、本実施形態において、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が「系統間スイッチ」に相当する。

【0038】

本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２として、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（以下、単にＭＯＳＦＥＴ）が用いられている。そのため、第１スイッチＳＷ１には第１寄生ダイオードＤＡ１が並列接続されており、第２スイッチＳＷ２には第２寄生ダイオードＤＡ２が並列接続されている。本実施形態では、第１，第２寄生ダイオードＤＡ１，ＤＡ２の向きが互いに逆向きとなるように、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が直列接続されている。詳細には、第１寄生ダイオードＤＡ１は、アノードを第２系統ＥＳ２側、カソードを第１系統ＥＳ１側となるように配置されている。また、第２寄生ダイオードＤＡ２は、アノードを第１系統ＥＳ１側、カソードを第２系統ＥＳ２側となるように配置されている。

【0039】

接続経路ＬＢには、電流検出部２６が設けられている。電流検出部２６は、接続経路ＬＢのうちスイッチ部２０よりも第１系統ＥＳ１側の部分に設けられており、当該部分に流れる系統間電流の大きさ及び向きを検出する。

【0040】

また、接続経路ＬＢには、スイッチ部２０と直列接続されたリアクトル３８が設けられている。リアクトル３８は、接続経路ＬＢのうちスイッチ部２０よりも第２系統ＥＳ２側に設けられており、所定のインダクタンス成分ＺＢを有する。リアクトル３８のインダクタンス成分ＺＢについては、後述する。なお、本実施形態において、リアクトル３８が「インダクタンス部」に相当する。

【0041】

制御装置４０は、電流検出部２６の検出値に基づいて、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切替操作すべく、第１，第２切替信号ＳＣ１，ＳＣ２を生成し、第１，第２切替信号ＳＣ１，ＳＣ２による指令を第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２に出力する。制御装置４０は、コンバータ１２を動作制御すべく、制御信号ＳＤを生成し、制御信号ＳＤによる指令をコンバータ１２に出力する。制御信号ＳＤにより、コンバータ１２の動作状態と動作停止状態とが切り替えられる。

【0042】

また、制御装置４０は、報知部４４と、ＩＧスイッチ４５と、入力部４６とに接続されており、これらを制御する。報知部４４は、視覚または聴覚的にドライバに報知する装置であり、例えば車室内に設置されたディスプレイやスピーカである。ＩＧスイッチ４５は、車両の起動スイッチである。制御装置４０は、ＩＧスイッチ４５のオンオフ状態を監視する。入力部４６は、ドライバの操作を受け付ける装置であり、例えばハンドル、レバー、ボタン、ペダル、音声入力装置である。

【0043】

制御装置４０は、上述した特定負荷３２を用いて車両を手動運転及び自動運転する。制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭ内の演算プログラムや制御データを参照して、手動運転及び自動運転するための種々の機能を実現する。

【0044】

なお、手動運転とは、ドライバの操作によって車両を運転制御する状態を表す。また、自動運転とは、ドライバの操作によらず制御装置４０による制御内容で車両を運転制御する状態を表す。具体的には、自動運転とは、米国運輸省道路交通安全局（ＮＨＴＳＡ）によって定められたレベル０からレベル５までの自動運転レベルのうち、レベル３以上の自動運転のことをいう。レベル３は、制御装置４０が、走行環境を観測しつつ、ハンドル操作と加減速との両方を制御するレベルである。

【0045】

また、制御装置４０は、上述した特定負荷３２を用いて、ＬＫＡ（Ｌａｎｅ Ｋｅｅｐｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔ）、ＬＣＡ（Ｌａｎｅ Ｃｈａｎｇｅ Ａｓｓｉｓｔ）、ＰＣＳ（Ｐｒｅ－Ｃｒａｓｈ Ｓａｆｅｔｙ）等の運転支援機能を実施可能である。なお、運転支援機能が実施された状態には、ドライバが運転支援機能を用いて車両を手動運転する状態とともに、車両を自動運転する状態が含まれる。

【0046】

車両の手動運転及び自動運転による走行時において、制御装置４０は、第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２に異常が発生したか否かを判定し、いずれの系統ＥＳ１，ＥＳ２でも異常が発生していないと判定された場合、第１負荷３４と第２負荷３６とを用いて車両の自動運転及び運転支援が行われる。これにより、第１，第２負荷３４，３６は協働して自動運転及び運転支援に必要な１つの機能を実施する。本実施形態において、異常は、地絡や断線等の電源失陥異常である。

【0047】

一方、いずれか一方の系統ＥＳ１，ＥＳ２で異常が発生したと判定された場合、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフ状態とし、第１系統ＥＳ１と第２系統ＥＳ２とが電気的に絶縁される。これにより、いずれか一方の系統ＥＳ１，ＥＳ２で異常が発生した場合でも、異常が発生していない他方の系統ＥＳ１，ＥＳ２の負荷３４，３６を動作させることができる。

【0048】

ところで、いずれの系統ＥＳ１，ＥＳ２でも異常が発生していないと判定された場合、コンバータ１２から第１負荷３４及び第２負荷３６に電力供給が行われる。それとともに、コンバータ１２から第１低圧蓄電池１４及び第２低圧蓄電池１６に電力供給が行われ、第１低圧蓄電池１４及び第２低圧蓄電池１６が充電される。そのため、コンバータ１２からの電力供給により第１低圧蓄電池１４及び第２低圧蓄電池１６に過充電が生じることがある。特に、第２低圧蓄電池１６の蓄電容量は、第１低圧蓄電池１４の蓄電容量よりも小さいため、第２低圧蓄電池１６に過充電が生じることが懸念される。

【0049】

本実施形態では、第２系統ＥＳ２において、接続経路ＬＢとの接続点ＰＢと第２低圧蓄電池１６との間にスイッチ部２４を設けるようにした。以下では、区別のために、スイッチ部２０を第１スイッチ部２０と呼び、スイッチ部２４を第２スイッチ部２４と呼ぶ。第２スイッチ部２４は第３スイッチＳＷ３を備えており、第３スイッチＳＷ３では、第３スイッチＳＷ３が有するダイオード成分ＤＡ３が、アノードを第２低圧蓄電池１６側、カソードを接続経路ＬＢ側とするように接続されている。つまり、第３スイッチＳＷ３は、第２低圧蓄電池１６側から接続経路ＬＢ側に向かう方向を順方向とするダイオード成分ＤＡ３を有する。なお、本実施形態において、第３スイッチＳＷ３が「開閉スイッチ、第１開閉スイッチ」に相当する。

【0050】

そして、第２低圧蓄電池１６が満充電状態であるか否かを判定し、第２低圧蓄電池１６が満充電状態であると判定された場合には、この第３スイッチＳＷ３にオフ指令を出力し、第３スイッチＳＷ３をオフ状態（開状態）とする制御処理を実施するようにした。これにより、第２低圧蓄電池１６の満充電状態において、第２低圧蓄電池１６の充電を停止しつつ、ダイオード成分ＤＡ３により第２低圧蓄電池１６の適宜の放電を可能としている。その結果、第２低圧蓄電池１６の過充電を抑制することができる。

【0051】

第２スイッチ部２４は、直列接続された第３スイッチＳＷ３と第４スイッチＳＷ４とを備えている。第２スイッチ部２４において、第３スイッチＳＷ３は、第４スイッチＳＷ４よりも接続経路ＬＢ側に設けられている。なお、本実施形態において、第２スイッチ部２４が「スイッチ回路」に相当し、第４スイッチＳＷ４が「第２開閉スイッチ」に相当する。

【0052】

本実施形態では、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４として、ＭＯＳＦＥＴが用いられている。そのため、第３スイッチＳＷ３にはダイオード成分ＤＡ３としての第３寄生ダイオードＤＡ３が並列接続されており、第４スイッチＳＷ４には第４寄生ダイオードＤＡ４が並列接続されている。本実施形態では、第３，第４寄生ダイオードＤＡ３，ＤＡ４の向きが互いに逆向きとなるように、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が直列接続されている。詳細には、第４寄生ダイオードＤＡ４は、アノードを接続経路ＬＢ側、カソードを第２低圧蓄電池１６側となるように配置されている。

【0053】

制御装置４０は、第２低圧蓄電池１６の充電状態に基づいて、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４を切替操作すべく、第３，第４切替信号ＳＣ３，ＳＣ４を生成し、第３，第４切替信号ＳＣ３，ＳＣ４による指令を第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４に出力する。

【0054】

図２に、本実施形態の制御処理のフローチャートを示す。制御装置４０は、ＩＧスイッチ４５がオン状態（閉状態）に切り替えられると、所定の制御周期毎に制御処理を繰り返し実施する。なお、ＩＧスイッチ４５のオン状態への切り替え当初において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態とされており、コンバータ１２が動作状態とされている。

【0055】

制御処理を開始すると、まずステップＳ１０，Ｓ１１において、第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれか一方で異常が発生したか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１０において、第２系統ＥＳ２に異常が発生したか否かを判定する。ステップＳ１０で否定判定すると、ステップＳ１１において、第１系統ＥＳ１に異常が発生したか否かを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１１の処理が「異常判定部」に相当する。

【0056】

なお、異常の発生は、電流検出部２６で検出される系統間電流の大きさ及び向きにより判定することができる。例えば第１系統ＥＳ１で地絡が発生した場合、電流検出部２６で検出される系統間電流の向きは、第２系統ＥＳ２から第１系統ＥＳ１に向かう向きであり、電流検出部２６で検出される系統間電流の大きさは、正常電流範囲の上限値よりも大きくなる。また例えば第２系統ＥＳ２で地絡が発生した場合、電流検出部２６で検出される系統間電流の向きは、第１系統ＥＳ１から第２系統ＥＳ２に向かう向きであり、電流検出部２６で検出される系統間電流の大きさは、正常電流範囲の上限値よりも大きくなる。そのため、電流検出部２６で検出される系統間電流の大きさ及び向きにより、どちらの系統ＥＳ１，ＥＳ２で異常が発生したかが判定される。

【0057】

いずれの系統ＥＳ１，ＥＳ２でも異常が発生していないと判定された場合、ステップＳ１１で否定判定する。この場合、続くステップＳ１２において、第２低圧蓄電池１６が満充電状態であるか否かを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１２の処理が「充電判定部」に相当する。

【0058】

第２低圧蓄電池１６の残容量ＳＡ（例えば、ＳＯＣ）は、図示されない電池監視装置を介して取得され、取得された残容量ＳＡが所定の満充電閾値Ｓｔｈ（例えば、ＳＯＣ：９０％）と比較される。第２低圧蓄電池１６の残容量ＳＡが満充電閾値Ｓｔｈよりも大きい場合、第２低圧蓄電池１６が満充電状態であると判定され、ステップＳ１２で肯定判定する。この場合、続くステップＳ１４において、第３スイッチＳＷ３にオフ指令を出力するとともに、第４スイッチＳＷ４にオン指令を出力し、制御処理を終了する。

【0059】

一方、第２低圧蓄電池１６の残容量ＳＡが満充電閾値Ｓｔｈよりも小さい場合、第２低圧蓄電池１６が満充電状態でないと判定され、ステップＳ１２で否定判定する。この場合、続くステップＳ１６において、コンバータ１２が生成する動作電圧ＶＭを上昇させる上昇要求が生じているか否かを判定する。

【0060】

例えば第１負荷３４及び第２負荷３６の動作状態によっては、第１低圧蓄電池１４の残容量が所定の過放電閾値（例えば、ＳＯＣ：１０％）よりも小さくなることがあり、第１低圧蓄電池１４の充電要求が生じることがある。第１低圧蓄電池１４は、電源システム１００の休止状態において、図示されない暗電流供給用の経路を介して、第２系統ＥＳ２側に暗電流を供給するのに用いられる。そのため、第１低圧蓄電池１４の充電要求が生じた場合、動作電圧ＶＭを上昇させ、第１低圧蓄電池１４を急速に充電する必要があり、これにより上昇要求が生じる。

【0061】

上昇要求が生じている場合、ステップＳ１６で肯定判定する。この場合、上昇要求により動作電圧ＶＭが上昇しているため、上昇した動作電圧ＶＭで第２低圧蓄電池１６が充電されると、動作電圧ＶＭの上昇分により第２低圧蓄電池１６が過充電されるおそれがある。そのため、第２低圧蓄電池１６の充電量を制限した状態で第２低圧蓄電池１６を充電する。つまり、上昇要求は、第２低圧蓄電池１６の充電量を制限した状態での充電要求に等しい。なお、本実施形態において、ステップＳ１６の処理が「制限判定部」に相当する。

【0062】

具体的には、ステップＳ１６で肯定判定すると、ステップＳ１８において、第３スイッチＳＷ３にオン指令を出力するとともに、第４スイッチＳＷ４にオフ指令を出力し、制御処理を終了する。

【0063】

一方、上昇要求が生じていない場合、ステップＳ１６で否定判定する。この場合、続くステップＳ２０において、第３スイッチＳＷ３にオン指令を出力するとともに、第４スイッチＳＷ４にオン指令を出力し、制御処理を終了する。

【0064】

一方、いずれか一方の系統ＥＳ１，ＥＳ２で異常が発生したと判定された場合、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２にオフ指令を出力するとともに、異常が発生した系統側への電力供給を停止させる。具体的には、ステップＳ１０で肯定判定すると、まずステップＳ３６において第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２にオフ指令を出力する。続くステップＳ３８において第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４にオフ指令を出力し、制御処理を終了する。その結果、第２低圧蓄電池１６の充放電が停止されるとともに、第２負荷３６への電力供給が停止される。

【0065】

また、ステップＳ１１で肯定判定すると、まずステップＳ２２においてコンバータ１２を動作停止状態に切り替える指令を出力する。続くステップＳ２４において、第３スイッチＳＷ３がオフ状態となっているか否かを判定する。

【0066】

例えばステップＳ１８，Ｓ２０のオン指令に応じて第３スイッチＳＷ３がオン状態になっている場合において、第１系統ＥＳ１で異常が発生したと判定された場合、ステップＳ２４で否定判定する。この場合、続くステップＳ３２において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２にオフ指令を出力する。続くステップＳ３４において第４スイッチＳＷ４にオン指令を出力し、制御処理を終了する。その結果、第２低圧蓄電池１６から第２負荷３６への電力供給が確保される。

【0067】

一方、例えばステップＳ１４のオフ指令に応じて第３スイッチＳＷ３がオフ状態になっている場合において、第１系統ＥＳ１で異常が発生したと判定された場合、ステップＳ２４で肯定判定する。この場合、続くステップＳ２６において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態となっているか否かを判定する。

【0068】

ステップＳ２６で否定判定すると、ステップＳ２８において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２にオフ指令を出力し、制御処理を終了する。つまり、ステップＳ１４のオフ指令に応じて第３スイッチＳＷ３がオフ状態とされた後に、第１系統ＥＳ１で異常が発生したと判定された場合、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２にオフ指令を出力する。

【0069】

一方、ステップＳ２６で肯定判定すると、ステップＳ３０において、第３スイッチＳＷ３にオン指令を出力し、制御処理を終了する。つまり、ステップＳ２８のオフ指令に応じて第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされた後に、第３スイッチＳＷ３にオン指令を出力する。なお、本実施形態において、ステップＳ１４，Ｓ１８，Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ３４，Ｓ３８の処理が「状態制御部」に相当する。

【0070】

続いて、図３～図５に、制御処理の一例を示す。図３は、車両の走行中において、第２低圧蓄電池１６が満充電状態となった後に、第１系統ＥＳ１で地絡が発生した場合における第１電圧ＶＡと第２電圧ＶＢの推移を示す。ここで、第１電圧ＶＡは、第１系統ＥＳ１の第１負荷３４に印加される電圧であり、第２電圧ＶＢは、第２系統ＥＳ２の第２系統内経路ＬＡ２のうち、第２低圧蓄電池１６と第２スイッチ部２４との間の部分に印加される電圧である。

【0071】

図３において、（Ａ）は、ＩＧスイッチ４５の状態の推移を示し、（Ｂ）は、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフ状態の推移を示し、（Ｃ）は、第３スイッチＳＷ３のオンオフ状態の推移を示し、（Ｄ）は、第４スイッチＳＷ４のオンオフ状態の推移を示す。また、（Ｅ）は、地絡の判定結果の推移を示し、（Ｆ）は、第２低圧蓄電池１６の残容量ＳＡの推移を示し、（Ｇ）は、第１電圧ＶＡの推移を示し、（Ｈ）は、第２電圧ＶＢの推移を示す。

【0072】

図３（Ｈ）では、接続経路ＬＢにリアクトル３８が設けられる本実施形態の第２電圧ＶＢの推移が実線で示されており、接続経路ＬＢにリアクトル３８が設けられない比較例の第２電圧ＶＢの推移が破線で示されている。また、図３（Ｈ）では、第１系統ＥＳ１で地絡が発生した場合における第２電圧ＶＢの低下の推移が二点鎖線で示されている。さらに、図３（Ｆ），（Ｈ）では、第２低圧蓄電池１６が満充電状態であると判定されても第３スイッチＳＷ３がオフ状態とされない場合における各値の推移が一点鎖線で示されている。

【0073】

図３に示すように、時刻ｔ１までのＩＧスイッチ４５のオフ期間、つまり電源システム１００の休止状態において、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４がオフされており、コンバータ１２が動作停止状態に切り替えられている。

【0074】

時刻ｔ０にＩＧスイッチ４５がオンされると、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４にオン指令が出力されるとともに、コンバータ１２を動作状態に切り替える指令が出力される。これにより、その後の時刻ｔ１に、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４がオン状態とされ、コンバータ１２が動作状態に切り替えられる。その結果、第１電圧ＶＡ及び第２電圧ＶＢが動作電圧ＶＭまで上昇するとともに、第２低圧蓄電池１６の充電が開始され、残容量ＳＡが上昇する。

【0075】

その後、時刻ｔ２に残容量ＳＡが満充電閾値Ｓｔｈまで上昇すると、第３スイッチＳＷ３にオフ指令が出力され、その後の時刻ｔ３に第３スイッチＳＷ３がオフ状態とされる。つまり、残容量ＳＡが満充電閾値Ｓｔｈまで上昇し、第２低圧蓄電池１６が満充電状態であると判定されると、第３スイッチＳＷ３にオン指令が出力され、第３スイッチＳＷ３がオフ状態とされる。

【0076】

そのため、図３（Ｇ），（Ｈ）に示すように、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間に、コンバータ１２が生成する動作電圧ＶＭの上昇要求により動作電圧ＶＭが上昇電圧ＶＸまで上昇した場合でも、第２電圧ＶＢが上昇電圧ＶＸまで上昇することが抑制される（図３（Ｈ）一点鎖線参照）。これにより、図３（Ｆ）に示すように、残容量ＳＡが満充電閾値Ｓｔｈを超えて上昇し、第２低圧蓄電池１６が過放電状態となることが抑制される。

【0077】

なお、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間において、第３スイッチＳＷ３の第３寄生ダイオードＤＡ３を介して第２低圧蓄電池１６の放電が可能とされている。本実施形態では、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間において、コンバータ１２からの電力供給が継続されているため、第２低圧蓄電池１６からの放電が行われず、残容量ＳＡが満充電閾値Ｓｔｈに維持されている。

【0078】

車両の走行中に、第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれか一方で地絡が発生したことが判定される。いずれの系統ＥＳ１，ＥＳ２でも地絡が発生していないと判定された場合、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態に維持される。これにより、コンバータ１２及び第１，第２低圧蓄電池１４，１６のそれぞれから第１，第２負荷３４，３６に電力供給が可能となる。コンバータ１２からの電力供給により、長時間の自動運転時にも継続的な電力供給が可能となり、第１，第２低圧蓄電池１４，１６からの電力供給により、電圧変動の少ない電力供給が可能となる。

【0079】

一方、いずれか一方の系統ＥＳ１，ＥＳ２で地絡が発生したと判定された場合、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態に切り替えられる。図３に示す制御処理では、第３スイッチＳＷ３がオフ状態とされた後の時刻ｔ４に、第１系統ＥＳ１で地絡が発生する状況が想定されている。そのため、この時刻ｔ４に、第１電圧ＶＡ及び第２電圧ＶＢが低下を開始する。また、系統間電流が上昇を開始し、その後の時刻ｔ５に、系統間電流の大きさが正常電流範囲の上限値よりも大きくなったと判定されると、地絡が発生したと判定される。そして、この時刻ｔ５に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２にオフ指令が出力される。

【0080】

その後、時刻ｔ６に第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされる。つまり、第３スイッチＳＷ３がオフ状態になっている場合において、第１系統ＥＳ１で地絡が発生したことに基づいて、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２にオフ指令が出力され、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされる。

【0081】

本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされる際に、第３スイッチＳＷ３がオフ状態とされているが、第３スイッチＳＷ３の第３寄生ダイオードＤＡ３を介して、第２低圧蓄電池１６からの電力供給が可能とされている。そのため、時刻ｔ６に第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされた後において、第２低圧蓄電池１６からの電力供給により第２負荷３６の動作が継続される。

【0082】

なお、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間は、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替速度等に基づいて決定される。以下、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間を、遮断期間ＴＳと呼ぶ。つまり、遮断期間ＴＳは、第１系統ＥＳ１で地絡が発生したと判定されてから、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態になるまでの期間である。遮断期間ＴＳでは、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされていないため、第２電圧ＶＢは減少する。つまり、第２電圧ＶＢは、時刻ｔ４から時刻ｔ６までの期間において減少を続ける。

【0083】

図３（Ｈ）に破線で示すように、接続経路ＬＢにリアクトル３８が設けられていないと、第２電圧ＶＢは第２系統ＥＳ２のインダクタンス成分ＺＡ２により特定される時定数により減少する。第２系統ＥＳ２のインダクタンス成分ＺＡ２は比較的小さいため、第２系統ＥＳ２のインダクタンス成分ＺＡ２により特定される時定数は小さい。そのため、図３（Ｇ），（Ｈ）に示すように、第２電圧ＶＢは、第１電圧ＶＡと同じ速さで低下し、遮断期間ＴＳに第１電圧ＶＡが動作電圧ＶＭの下限値Ｖｔｈよりも低下してしまう。その結果、遮断期間ＴＳ後において第２電圧ＶＢが動作電圧ＶＭの下限値Ｖｔｈよりも上昇するまでの期間において、第２負荷３６の動作が中断されてしまう。特に、車両が自動運転されている場合には、ドライバによる車両の制御ができないことから、第２負荷３６の動作の中断により第２負荷３６が担う機能が失われると、走行安全性が確保されない。

【0084】

本実施形態では、接続経路ＬＢにリアクトル３８が設けられている。そして、第２系統ＥＳ２のインダクタンス成分ＺＡ２と、リアクトル３８のインダクタンス成分ＺＢとにより特定される時定数ＴＭにより、第２電圧ＶＢが遮断期間ＴＳ後の時刻ｔ７に動作電圧ＶＭの下限値Ｖｔｈよりも低下するようにした（図３（Ｈ）の二点鎖線参照）。これにより、第１系統ＥＳ１に地絡が発生しても、第２電圧ＶＢが動作電圧ＶＭの下限値Ｖｔｈよりも高い状態が維持される。その結果、時刻ｔ６に第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされる前において、第２低圧蓄電池１６からの電力供給により第２負荷３６の動作が継続される。

【0085】

具体的には、第２系統ＥＳ２と接続経路ＬＢとにより構成される回路の時定数ＴＭが、遮断期間ＴＳに、第２負荷３６の電圧が動作電圧ＶＭの下限値Ｖｔｈよりも低下しないという条件を満たす時定数となるように、リアクトル３８のインダクタンス成分ＺＢが設定されている。

【0086】

詳細には、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間を、判定期間ＴＤとする。判定期間ＴＤは、第１系統ＥＳ１で地絡が発生してから、第１系統ＥＳ１で地絡が発生したと判定されるまでの期間である。また、時刻ｔ４から時刻ｔ７までの期間を、低下期間ＴＬとする。低下期間ＴＬは、第１系統ＥＳ１で地絡が発生してから、第２負荷３６の電圧が動作電圧ＶＭの下限値Ｖｔｈよりも低下するまでの期間である。この場合に、第１系統ＥＳ１のインダクタンス成分ＺＡ１と、リアクトル３８のインダクタンス成分ＺＢとにより特定される時定数ＴＭが、下記の（式１）を満たす時定数となるように、リアクトル３８のインダクタンス成分ＺＢが設定されている。

【0087】

ＴＬ＞ＴＤ＋ＴＳ・・・（式１）
その後、第３スイッチＳＷ３にオン指令が出力され、時刻ｔ８に第３スイッチＳＷ３がオン状態とされる。つまり、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされた後に第３スイッチＳＷ３にオン指令が出力され、第３スイッチＳＷ３がオン状態とされる。そのため、第２低圧蓄電池１６からの電力供給が、第３スイッチＳＷ３の第３寄生ダイオードＤＡ３を介したものから、スイッチ部分を介したものに切り替わる。これにより、第３寄生ダイオードＤＡ３の順方向電圧による第２低圧蓄電池１６の電力消費が抑制され、第１系統ＥＳ１での地絡発生時における第２負荷３６の動作継続期間が延長される。

【0088】

図４は、車両の走行中において、第２低圧蓄電池１６が満充電状態となった後に、第２系統ＥＳ２で地絡が発生した場合における第１電圧ＶＡと第２電圧ＶＢの推移を示す。なお、図４の（Ａ）～（Ｈ）は、図３の（Ａ）～（Ｈ）と同一であるため、説明を省略する。また、図４において、時刻ｔ３までの処理は、先の図３に示した処理と同一であるため、説明を省略する。

【0089】

図４に示す制御処理では、第３スイッチＳＷ３がオフ状態とされた後の時刻ｔ１１に、第２系統ＥＳ２で地絡が発生する状況が想定されている。そのため、この時刻ｔ１１に、第１電圧ＶＡ及び第２電圧ＶＢが低下を開始する。また、系統間電流が上昇を開始し、その後の時刻ｔ１２に、系統間電流の大きさが正常電流範囲の上限値よりも大きくなったと判定されると、地絡が発生したと判定される。そして、この時刻ｔ１２に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２にオフ指令が出力される。

【0090】

その後、時刻ｔ１３に第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされる。本実施形態では、第１系統ＥＳ１のインダクタンス成分ＺＡ１と、リアクトル３８のインダクタンス成分ＺＢとにより特定される時定数ＴＭにより、第１電圧ＶＡが遮断期間ＴＳ後に動作電圧ＶＭの下限値Ｖｔｈよりも低下するようにした。これにより、第２系統ＥＳ２に地絡が発生しても、第１電圧ＶＡが動作電圧ＶＭの下限値Ｖｔｈよりも高い状態が維持され、コンバータ１２及び第１低圧蓄電池１４からの電力供給により第１負荷３４の動作が継続される。

【0091】

その後、第４スイッチＳＷ４にオフ指令が出力され、時刻ｔ１４に第４スイッチＳＷ４がオフ状態とされる。これにより、寄生ダイオードＤＡ３，ＤＡ４の向きを互いに逆向きとした第３スイッチＳＷ３と第４スイッチＳＷ４とにより、第２低圧蓄電池１６からの電力供給が完全に遮断される。その結果、この時刻ｔ１４に残容量ＳＡの低下が停止し、第２電圧ＶＢがこの残容量ＳＡに応じた電圧まで上昇する。

【0092】

図５は、車両の走行中において、第２低圧蓄電池１６が満充電状態となる前後に、上昇要求が生じていると判定された場合における第１電圧ＶＡと第２電圧ＶＢの推移を示す。図５において、（Ｅ）は上昇要求判定の推移を示す。図５（Ｅ）において、上昇要求が生じていると判定された状態が「オン」で示されており、上昇要求が生じていないと判定された状態が「オフ」で示されている。なお、図５の（Ａ）～（Ｄ），（Ｆ）～（Ｈ）は、図３の（Ａ）～（Ｄ），（Ｆ）～（Ｈ）と同一であるため、説明を省略する。

【0093】

また、図５（Ｈ）では、上昇要求が生じていると判定されても第４スイッチＳＷ４がオフ状態とされない場合における第２電圧ＶＢの推移が一点鎖線で示されている。また、図５（Ｆ），（Ｈ）では、第２低圧蓄電池１６が満充電状態であると判定されても第３スイッチＳＷ３がオフ状態とされない場合における各値の推移が二点鎖線で示されている。

【0094】

また、図５では、図３，図４に比べてＩＧスイッチ４５がオン状態に切り替えられる際の残容量ＳＡが小さくなっている。そのため、図３，図４に比べて時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間が延長されている。なお、図５において、時刻ｔ１までの処理は、先の図３に示した処理と同一であるため、説明を省略する。

【0095】

時刻ｔ１に、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４がオン状態とされ、コンバータ１２が動作状態に切り替えられると、第１電圧ＶＡ及び第２電圧ＶＢが動作電圧ＶＭまで上昇するとともに、第２低圧蓄電池１６の充電が開始され、残容量ＳＡが上昇する。時刻ｔ１からその後の時刻ｔ２２までの期間では、経過時間に伴って残容量ＳＡが第１増加率θ１で上昇する。

【0096】

図５に示す制御処理では、時刻ｔ２よりも前の時刻ｔ２１に上昇要求が生じたと判定される。これにより、この時刻ｔ２１に第４スイッチＳＷ４にオフ指令が出力され、その後の時刻ｔ２２に第４スイッチＳＷ４がオフ状態とされる。その結果、第４スイッチＳＷ４の第４寄生ダイオードＤＡ４を介して第２低圧蓄電池１６が充電される。

【0097】

第４寄生ダイオードＤＡ４を介して第２低圧蓄電池１６が充電されると、時刻ｔ２２よりも後において動作電圧ＶＭが上昇電圧ＶＸまで上昇した場合でも、第４寄生ダイオードＤＡ４の順方向電圧により、第２電圧ＶＢが上昇電圧ＶＸまで上昇することが抑制される（図５（Ｈ）一点鎖線参照）。そして、第２低圧蓄電池１６では、充電量が制限された状態で充電が継続される。充電量は、例えば充電電流の電流量である。具体的には、第４スイッチＳＷ４のスイッチ部分を介した充電に比べて、第２低圧蓄電池１６の充電量が減少し、第１増加率θ１よりも小さい第２増加率θ２で残容量ＳＡが上昇する。

【0098】

その後、時刻ｔ２３に上昇要求が無くなったと判定されると、この時刻ｔ２３に第４スイッチＳＷ４にオン指令が出力され、その後の時刻ｔ２４に第４スイッチＳＷ４がオン状態とされる。これにより、第２低圧蓄電池１６の充電量が増加する。

【0099】

その後、時刻ｔ２に残容量ＳＡが満充電閾値Ｓｔｈまで上昇すると、第３スイッチＳＷ３にオン指令が出力され、その後の時刻ｔ３に第３スイッチＳＷ３がオフ状態とされる。そのため、図５（Ｇ），（Ｈ）に示すように、時刻ｔ３後において、上昇要求により動作電圧ＶＭが上昇電圧ＶＸまで上昇した場合でも、第２電圧ＶＢが上昇電圧ＶＸまで上昇することが抑制される（図５（Ｈ）二点鎖線参照）。つまり、第２低圧蓄電池１６では、充電が停止されることで充電が制限される。

【0100】

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

【0101】

・本実施形態では、第１，第２系統ＥＳ１，ＥＳ２が接続経路ＬＢにより互いに接続されており、第１，第２系統ＥＳ１，ＥＳ２間で相互の電力供給が可能となっている。つまり、第１負荷３４及び第２負荷３６に対して、コンバータ１２及び第１，第２低圧蓄電池１４，１６による冗長的な電力供給が可能となっている。つまり、電源として、第１負荷３４及び第２負荷３６の動作電圧ＶＭを生成するコンバータ１２を含むとともに、コンバータ１２からの電力供給により充電可能な第１，第２低圧蓄電池１４，１６を含む。これにより、各負荷３４，３６への冗長的な電力供給を可能としつつ、第１，第２低圧蓄電池１４，１６に対する適宜の充電を可能としている。

【0102】

この構成において、本実施形態では、第２系統ＥＳ２において接続経路ＬＢとの接続点ＰＢと第２低圧蓄電池１６との間に、第２低圧蓄電池１６側から接続経路ＬＢ側に向かう方向を順方向とする第３寄生ダイオードＤＡ３を有する第３スイッチＳＷ３を設けるようにした。そして、第２低圧蓄電池１６が満充電状態であるか否かを判定し、第２低圧蓄電池１６が満充電状態であると判定された場合には、この第３スイッチＳＷ３にオフ指令を出力し、第３スイッチＳＷ３をオフ状態とするようにした。これにより、第２低圧蓄電池１６の満充電状態において、第２低圧蓄電池１６の充電を停止しつつ、第３寄生ダイオードＤＡ３により第２低圧蓄電池１６の適宜の放電を可能としている。その結果、第２低圧蓄電池１６の過充電を抑制することができる。

【0103】

・本実施形態では、接続経路ＬＢに第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が設けられており、第１系統ＥＳ１で異常が発生したと判定された場合に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフ状態とすることで、異常が発生していない第２系統ＥＳ２における負荷３６の動作を継続する。本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされた際に第３スイッチＳＷ３がオフ状態とされていても、第３寄生ダイオードＤＡ３を介して第２低圧蓄電池１６から第２負荷３６への電力供給が可能となっている。これにより、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされた後において、第２負荷３６の動作を継続することができる。

【0104】

・本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされた際に第３スイッチＳＷ３がオフ状態とされている場合、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされた後に更に第３スイッチＳＷ３にオン指令を出力し、第３スイッチＳＷ３をオン状態とするようにした。これにより、第３寄生ダイオードＤＡ３の順方向電圧に伴う第２低圧蓄電池１６の電力消費が抑制され、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされた後において、第２負荷３６の動作継続期間を延長することができる。

【0105】

・本実施形態では、接続経路ＬＢにおいて、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２と直列接続されたインダクタンス部３８を設けるようにした。そして、このインダクタンス部３８のインダクタンス成分ＺＢにより、第２系統ＥＳ２と接続経路ＬＢとにより構成される回路の時定数ＴＭが、遮断期間ＴＳに第２負荷３６の電圧が動作電圧ＶＭの下限値Ｖｔｈよりも低下しない、という条件を満たす時定数となるようにした。つまり、第１系統ＥＳ１で異常が発生しても、この異常により発生する過渡的な電流変化とインダクタンス部３８のインダクタンス成分ＺＢとにより、系統間に過渡的な電圧差を発生させ、第２負荷３６の電圧が動作電圧ＶＭの下限値Ｖｔｈよりも低下しないようにした。これにより、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされる前において、第２負荷３６の動作を継続することができる。

【0106】

・特に、運転に必要な機能を実施する負荷として第１負荷３４及び第２負荷３６を有する車体に適用される電源システム１００では、第１系統ＥＳ１で異常が発生した場合に、第２負荷３６の動作を継続することができないと、第１負荷３４及び第２負荷３６の動作が失われ、車体の運転を継続することができない。本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフ状態とされる前後において、第２負荷３６の動作が継続されるため、車体の運転を適正に継続することができる。

【0107】

・本実施形態では、第２スイッチ部２４において、寄生ダイオードＤＡ３，ＤＡ４の向きを互いに逆向きとした第３スイッチＳＷ３と第４スイッチＳＷ４とが直列接続されている構成とした。そのため、第２低圧蓄電池１６の充電を制限する場合に、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４の状態を切り替えることで、第２低圧蓄電池１６の充電を適正に制限することができる。

【0108】

具体的には、上昇要求が生じていると判定された場合には、第３スイッチＳＷ３をオン状態とするとともに第４スイッチＳＷ４をオフ状態とする。これにより、第３寄生ダイオードＤＡ３を介して充電が行われることになり、第２低圧蓄電池１６の充電を継続しつつ第２低圧蓄電池１６の充電を制限することができる。また、第２低圧蓄電池１６が満充電状態であると判定された場合には、第３スイッチＳＷ３をオフ状態とするとともに第４スイッチＳＷ４をオン状態とする。これにより、第２低圧蓄電池１６の充電を停止して第２低圧蓄電池１６の充電を制限することができる。

【0109】

・特に、コンバータ１２及び第２低圧蓄電池１６を含む電源システム１００では、例えば第１負荷３４及び第２負荷３６の動作状態によってはコンバータ１２が生成する動作電圧ＶＭを上昇させる必要がある。この場合に、上昇させた上昇電圧ＶＸにより第２低圧蓄電池１６が充電されると、第２低圧蓄電池１６が過充電となることがある。本実施形態では、動作電圧ＶＭを上昇させる上昇要求があると、第３スイッチＳＷ３をオン状態とするとともに、第４スイッチＳＷ４をオフ状態とする。そのため、第４スイッチＳＷ４の第４寄生ダイオードＤＡ４の順方向電圧により、第２低圧蓄電池１６に印加される第２電圧ＶＢの上昇が抑制され、第２低圧蓄電池１６の過充電を抑制することができる。

【0110】

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。

【0111】

・移動体は、車両に限られず、例えば船や飛行体などであってもよい。

【0112】

・各負荷３４，３６は、例えば以下の装置であってもよい。

【0113】

・エンジンに駆動力を付与する走行用モータとその駆動回路であってもよい。この場合、第１，第２負荷３４，３６のそれぞれは、例えば３相の永久磁石同期モータと３相インバータ装置である。

【0114】

・制動時の車輪のロックを防止するアンチロックブレーキ装置であってもよい。この場合、第１，第２負荷３４，３６のそれぞれは、例えば制動時のブレーキ油圧を独立に調整できるＡＢＳアクチュエータである。

【0115】

・自車両の前を走行する前走車を検出し、前走車が検知された場合には前走車との車間距離を一定に維持し、前走車が検知されなくなった場合には自車両を予め設定された車速で走行させるクルーズコントロール装置であってもよい。この場合、第１，第２負荷３４，３６のそれぞれは、例えばミリ波レーダである。

【0116】

・各負荷３４，３６は、必ずしも同じ構成の組合せである必要がなく、同等の機能を異なる形式の機器で実現する組合せであってもよい。

【0117】

・電圧生成部は、コンバータ１２に限られず、例えばオルタネータであってもよい。

【0118】

・蓄電装置は、リチウムイオン蓄電池に限られず、鉛蓄電池やニッケル水素蓄電池であってもよい。

【0119】

・第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、ＭＯＳＦＥＴに限られず、例えばＩＧＢＴであってもよい。第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２についても同様である。この場合、ＩＧＢＴには寄生ダイオードが設けられていないため、第３，第４寄生ダイオードＤＡ３，ＤＡ４に相当するフリーホイールダイオードを別途設ける必要がある。

【0120】

・接続経路ＬＢに設けられるインダクタンス部は、リアクトル３８に限られない。接続経路ＬＢを延長して設けてもよい。この場合、リアクトル３８は不要となり、インダクタンス部は、接続経路ＬＢの延長部となり、インダクタンス成分は、この延長部のインダクタンス成分となる。

【0121】

・充電要求は、上昇要求に限られず、例えば第２低圧蓄電池１６が充電されている場合において、残容量ＳＡが満充電閾値Ｓｔｈに近づいてきたら充電要求が生じるようにしてもよい。また、コンバータ１２が生成する動作電圧ＶＭの電圧変動幅が所定幅を超えた場合に、充電要求が生じるようにしてもよい。

【0122】

・上記実施形態では、第２スイッチ部２４に第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４が設けられている例を示したが、これに限られない。図６に示すように、第４スイッチＳＷ４は必ずしも設けられる必要がない。この場合、図２に示す制御処理において、ステップＳ１６，Ｓ２０，Ｓ３４の処理が実施されず、ステップＳ１４，Ｓ１８，Ｓ３８の処理において、第３スイッチＳＷ３に対する指令のみが出力される。

【0123】

・上記実施形態では、接続経路ＬＢが１つ設けられる例を示したが、これに限られない。各系統を互いに接続する接続経路ＬＢが２つ設けられてもよい。この場合に、２つの接続経路ＬＢと、第１，第２系統内経路ＬＡ１，ＬＡ２とを環状に接続するようにしてもよい。

【0124】

・上記実施形態では、電源システム１００が、手動運転及び自動運転による走行が可能な車両に適用される例を示したが、これに限られない。完全自動運転車など自動運転による走行のみが可能な車両に適用されてもよければ、手動運転による走行のみが可能な車両に適用されてもよい。

【0125】

例えば自動運転による走行のみが可能な車両に適用された場合、いずれか一方の系統ＥＳ１，ＥＳ２での異常が発生したときには、異常が発生していない他方の系統ＥＳ１，ＥＳ２の負荷３４，３６を用いて、自動運転により車両の走行を停止させる、又は安全な場所に移動させた後に車両を停止させる処理が実施されてもよい。

【0126】

・上記実施形態では、いずれか一方の系統ＥＳ１，ＥＳ２で異常が発生したと判定された場合、異常が発生した系統ＥＳ１，ＥＳ２側への電力供給を停止させる例を示したが、これに限られず、異常が発生した系統ＥＳ１，ＥＳ２側への電力供給を減少させてもよい。

【0127】

・異常の検出方法は、電流を用いた検出方法に限られない。例えば電圧を用いて異常を検出してもよい。

【符号の説明】

【0128】

１２…コンバータ、１６…第２低圧蓄電池、２４…第２スイッチ部、３４…第１負荷、３６…第２負荷、４０…制御装置、１００…電源システム、ＥＳ１…第１系統、ＥＳ２…第２系統、ＬＢ…接続経路、ＰＢ…接続点、ＳＷ３…第３スイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】