特許 7468442 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】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240409BHJP

   B60R 16/03 20060101ALI20240409BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20240409BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302C

B60R16/03 A

H02J1/00 304E

H02J7/34 G

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021067358

(22)【出願日】2021-04-12

(65)【公開番号】P2022162476

(43)【公開日】2022-10-24

【審査請求日】2023-05-16

(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】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】栗本 昌幸

(72)【発明者】

【氏名】森 勝之

【審査官】大手 昌也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１９１４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－１６１５１７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－９５２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１７２９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０４１１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２５８６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第７２３５８９８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２３３９３８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｒ １６／０３

Ｈ０２Ｊ １／００

Ｈ０２Ｊ ７／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の運転を担う第一車載ユニット（１８）及び第二車載ユニット（２８）へ、それぞれ第一電源ユニット（１０）及び第二電源ユニット（２０，２０２０）から電力を供給し、前記運転における当該電力供給の優先度が前記第一車載ユニットよりも前記第二車載ユニットにおいて高い電源システム（１）であって、
前記第一電源ユニットから前記第一車載ユニットへ電力を供給する第一供給ライン（１２）と、
前記第二電源ユニットから前記第二車載ユニットへ電力を供給する第二供給ライン（２２）と、
前記第一供給ライン及び前記第二供給ラインの間を電力供給可能に中継する中継供給ライン（３２）と、
前記第二供給ラインにおいて前記中継供給ラインよりも前記第二電源ユニット側に設けられ、前記第二電源ユニット側から前記第二車載ユニット側へ向かって整流方向を設定する供給整流素子（２４）と、
前記中継供給ラインに設けられ、前記第一供給ライン側から前記第二供給ライン側へ向かって整流方向を設定する中継整流素子（３４）と、
前記第一供給ラインにおいて前記中継供給ラインよりも前記第一車載ユニット側に設けられ、第二電源ユニットから前記第二供給ラインへの電力供給が遮断されると、前記第一供給ラインをクローズ状態からオープン状態へスイッチングするリレーユニット（１６）とを、備える電源システム。

【請求項2】

前記リレーユニットは、前記第二供給ラインにおいて前記供給整流素子よりも前記第二電源ユニット（２０）側に接続され、前記第二電源ユニットから前記第二供給ラインへの電力供給により前記リレーユニットへ印加される電圧が許容範囲外へ低下するのに応じて、前記第一供給ラインをオープンする請求項１に記載の電源システム。

【請求項3】

前記リレーユニットは、前記第二電源ユニット（２０２０）に接続され、前記第二供給ラインへの電力供給に対する前記第二電源ユニットの自己検知状態が遮断状態となるのに応じて、前記第一供給ラインをオープンする請求項１に記載の電源システム。

【請求項4】

前記第二供給ラインにおいて前記供給整流素子及び前記中継供給ラインの間に接続され、前記第二供給ラインへ電力を供給する補助電源ユニット（３０４０）を、さらに備える請求項１～３のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項5】

前記第二供給ラインにおいて前記第二電源ユニット及び前記供給整流素子の間に接続され、前記第二供給ラインへ電力を供給する補助電源ユニット（３０４０）を、さらに備える請求項１～３のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項6】

車両の運転を担う第一車載ユニット（１８）及び第二車載ユニット（２８）へ、それぞれ第一電源ユニット（１０）及び第二電源ユニット（２０，２０２０）から電力を供給し、前記運転における当該電力供給の優先度が前記第一車載ユニットよりも前記第二車載ユニットにおいて高い電源システム（１）であって、
前記第一電源ユニットから前記第一車載ユニットへ電力を供給する第一供給ライン（１２）と、
前記第二電源ユニットから前記第二車載ユニットへ電力を供給可能に整流される第二供給ライン（２２）と、
前記第一供給ライン及び前記第二供給ラインの間を中継し、前記第一供給ラインから前記第二供給ラインへ電力を供給可能に整流される中継供給ライン（３２）とを備え、
前記第二電源ユニットから前記第二供給ラインへの電力供給が遮断されると、前記第一供給ラインは、クローズ状態からオープン状態へスイッチングされる電源システム。

【請求項7】

前記第一車載ユニットは、前記運転を制御する制御コンピュータ（１８０）を、含み、
前記第二車載ユニットは、監視対象の前記制御コンピュータが機能停止した場合に当該機能停止の前記制御コンピュータを代替する監視コンピュータ（２８０）を、含む請求項１～６のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項8】

前記制御コンピュータは、前記第一供給ラインのクローズ状態からオープン状態へのスイッチングにより機能停止し、
前記監視コンピュータは、前記制御コンピュータの当該機能停止に応じて前記運転の制御を縮退させる請求項７に記載の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示される電源システムは、車両の第一負荷群及び第二負荷群へ、それぞれ第一電源ユニット及び第二電源ユニットから電力を供給している。この電源システムでは、第一電源ユニット及び第二電源ユニットのうち一方の短絡時に、それら電源ユニットのうち他方からの電力が、第一負荷群及び第二負荷群の双方へと供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－２１７８３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、移動する車両において、第一電源ユニット及び第二電源ユニットの各々から供給可能な最大電力量には、制約が生じる。そのため、第一負荷群及び第二負荷群の双方に必要な電力が、片側の電源ユニットのみから供給され続けることで、いずれの負荷群も電力供給不足となって作動停止するまでの時間は、正常時に比べて大幅に短くなる。ここで特に、各負荷群が車両の運転を担う車載ユニットを含む場合には、それら車載ユニットの作動停止が車両停止に直結することになるため、フェイルセーフ性の観点において改善が必要であった。

【0005】

本開示の課題は、フェイルセーフ性の高い電源システムを、提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、課題を解決するための本開示の技術的手段について、説明する。尚、特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

【0007】

本開示の第一態様は、
車両の運転を担う第一車載ユニット（１８）及び第二車載ユニット（２８）へ、それぞれ第一電源ユニット（１０）及び第二電源ユニット（２０，２０２０）から電力を供給し、運転における当該電力供給の優先度が第一車載ユニットよりも第二車載ユニットにおいて高い電源システム（１）であって、
第一電源ユニットから第一車載ユニットへ電力を供給する第一供給ライン（１２）と、
第二電源ユニットから第二車載ユニットへ電力を供給する第二供給ライン（２２）と、
第一供給ライン及び第二供給ラインの間を電力供給可能に中継する中継供給ライン（３２）と、
第二供給ラインにおいて中継供給ラインよりも第二電源ユニット側に設けられ、第二電源ユニット側から第二車載ユニット側へ向かって整流方向を設定する供給整流素子（２４）と、
中継供給ラインに設けられ、第一供給ライン側から第二供給ライン側へ向かって整流方向を設定する中継整流素子（３４）と、
第一供給ラインにおいて中継供給ラインよりも第一車載ユニット側に設けられ、第二電源ユニットから第二供給ラインへの電力供給が遮断されると、第一供給ラインをクローズ状態からオープン状態へスイッチングするリレーユニット（１６）とを、備える。

【0008】

このような第一態様によると、第二電源ユニットから第二供給ラインへの電力供給が遮断されると、第一供給ラインにおいて中継供給ラインよりも第一車載ユニット側のリレーユニットにより、第一供給ラインがクローズ状態からオープン状態へスイッチングされる。その結果、第一供給ライン及び第二供給ライン間において第一供給ライン側から第二供給ライン側への整流方向が中継整流素子により設定された中継供給ラインを通じて、第一電源ユニットからの電力が第二車載ユニットへと供給される。このとき、第二供給ラインにおいて中継供給ラインよりも第二電源ユニット側の供給整流素子は、第二電源ユニット側から第二車載ユニット側へ向かう整流方向の設定により、第一電源ユニットからの電力が第二電源ユニットへ逆流供給される事態を、回避し得る。これによれば、車両の運転を担う第一車載ユニット及び第二車載ユニットのうち、当該運転における電力供給の優先度が高い後者に限定して、第一電源ユニットからの電力が供給されることになる。故に、優先度が高い第二車載ユニットの作動を、第一電源ユニットからの電力供給が可能な限り長く継続させて、車両の運転も継続させることができるので、高いフェイルセーフ性を発揮することが可能となる。

【0009】

本開示の第二態様は、
車両の運転を担う第一車載ユニット（１８）及び第二車載ユニット（２８）へ、それぞれ第一電源ユニット（１０）及び第二電源ユニット（２０，２０２０）から電力を供給し、運転における当該電力供給の優先度が第一車載ユニットよりも第二車載ユニットにおいて高い電源システム（１）であって、
第一電源ユニットから第一車載ユニットへ電力を供給する第一供給ライン（１２）と、
第二電源ユニットから第二車載ユニットへ電力を供給可能に整流される第二供給ライン（２２）と、
第一供給ライン及び第二供給ラインの間を中継し、第一供給ラインから第二供給ラインへ電力を供給可能に整流される中継供給ライン（３２）とを備え、
第二電源ユニットから第二供給ラインへの電力供給が遮断されると、第一供給ラインは、クローズ状態からオープン状態へスイッチングされる。

【0010】

このような第二態様によると、第二電源ユニットから第二供給ラインへの電力供給が遮断されると、第一供給ラインがクローズ状態からオープン状態へとスイッチングされる。その結果、第一供給ラインから第二供給ラインへ電力供給可能に整流される中継供給ラインを通じて、第一電源ユニットからの電力が第二車載ユニットへと供給される。このとき、第二電源ユニットから第二車載ユニットへ電力供給可能に整流される第二供給ラインでは、第一電源ユニットからの電力が第二電源ユニットへ逆流する事態が、回避され得る。これによれば、車両の運転を担う第一車載ユニット及び第二車載ユニットのうち、当該運転における電力供給の優先度が高い後者に限定して、第一電源ユニットからの電力が供給されることとなる。故に、優先度が高い第二車載ユニットの作動を、第一電源ユニットから電力供給可能な限り長く継続させて車両の運転も継続させることができるので、高いフェイルセーフ性を発揮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第一実施形態による電源システムの全体構成を示すブロック図である。

【図2】第一実施形態による電源システムの作動を説明するためのブロック図である。

【図3】第一実施形態による電源システムの作動を説明するためのブロック図である。

【図4】第二実施形態による電源システムの全体構成を示すブロック図である。

【図5】第三実施形態による電源システムの全体構成を示すブロック図である。

【図6】第三実施形態による電源システムの作動を説明するためのブロック図である。

【図7】第四実施形態による電源システムの全体構成を示すブロック図である。

【図8】第四実施形態による電源システムの作動を説明するためのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、複数の実施形態を図面に基づき説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことで、重複する説明を省略する場合がある。また、各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。さらに、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。

【0013】

図１に示す第一実施形態の電源システム１は、車両２に搭載される。車両２には、手動運転モードとの間での切り替えにより一時的に、又は当該切り替えが実質実行されずに定常的に、自動運転モードが与えられる。自動運転モードは、条件付運転自動化、高度運転自動化、又は完全運転自動化といった、作動時のシステムが全ての運転タスクを実行する自律走行制御により、実現されてもよい。自動運転モードは、運転支援、又は部分運転自動化といった、乗員が一部若しくは全ての運転タスクを実行する高度運転支援制御により、実現されてもよい。自動運転モードは、それら自律走行制御と高度運転支援制御とのいずれか一方、組み合わせ、又は切り替えにより、実現されてもよい。

【0014】

電源システム１は、電源ユニット１０，２０、供給ライン１２，２２，３２、整流素子２４，３４、及びリレーユニット１６、及び車載ユニット１８，２８を備えている。

【0015】

第一電源ユニット１０は、例えばリチウムイオン電池、又はリチウムイオン電池及び変圧器の組み合わせ等により、直流電源を構成している。第一電源ユニット１０は、車両２の起動中における放電によって第一供給ライン１２に出力可能な電力を、蓄える。第一電源ユニット１０は、車両２の停止中に外部からの充電を受けて、第一供給ライン１２への電力を蓄えてもよい。第一電源ユニット１０は、車両２の起動中に内部での発電を受けて、第一供給ライン１２への電力を蓄えてもよい。

【0016】

第二電源ユニット２０は、例えばリチウムイオン電池、又はリチウムイオン電池及び変圧器の組み合わせ等により、第一電源ユニット１０とは実質同一電圧の直流電源を構成している。第二電源ユニット２０は、車両２の起動中における放電によって第二供給ライン２２に出力可能な電力を、蓄える。第二電源ユニット２０は、車両２の停止中に外部からの充電を受けて、第二供給ライン２２への電力を蓄えてもよい。第二電源ユニット２０は、車両２の起動中に内部での発電を受けて、第二供給ライン２２への電力を蓄えてもよい。

【0017】

第一供給ライン１２は、例えばワイヤハーネス等により、直流電線路を構成している。第一供給ライン１２は、車両２及びその搭載モジュールのうち少なくとも一方の内部を、這い回しされる。第一供給ライン１２は、第一電源ユニット１０と複数の第一車載ユニット１８とを電気的に接続している。車両２の起動中において第一供給ライン１２には、第一電源ユニット１０に蓄えられた電力が、設定電圧（例えば１２Ｖ等）の出力として供給される。第一電源ユニット１０からの出力電力は、第一供給ライン１２により各第一車載ユニット１８へと供給される。また、後述の構成により第一電源ユニット１０からの出力電力は、各供給ライン１２，３２，２２を順次経由することで、複数の第二車載ユニット２８へも供給可能となっている。

【0018】

第二供給ライン２２は、例えばワイヤハーネス等により、直流電線路を構成している。第二供給ライン２２は、車両２及びその搭載モジュールのうち少なくとも一方の内部を、這い回しされる。第二供給ライン２２は、第二電源ユニット２０と複数の第二車載ユニット２８とを電気的に接続している。車両２の起動中において第二供給ライン２２には、第二電源ユニット２０に蓄えられた電力が、第一電源ユニット１０からの場合と実質同一の設定電圧（例えば１２Ｖ等）の出力として供給される。第二電源ユニット２０からの出力電力は、第二供給ライン２２により各第二車載ユニット２８へと供給される。

【0019】

中継供給ライン３２は、例えばワイヤハーネス等により、直流電線路を構成している。中継供給ライン３２は、車両２及びその搭載モジュールのうち少なくとも一方の内部を、這い回しされる。中継供給ライン３２は、第一供給ライン１２上において第一電源ユニット１０及び全第一車載ユニット１８間となる中途部と、第二供給ライン２２上において第二電源ユニット２０及び全第二車載ユニット２８間となる中途部を、電気的に接続している。これにより中継供給ライン３２は、第一供給ライン１２及び第二供給ライン２２の間を、電力供給可能に中継している。特に、後述の構成により中継供給ライン３２は、第一電源ユニット１０からの出力電力を、第一供給ライン１２から第二供給ライン２２へ受け渡し可能となっている。

【0020】

供給整流素子２４は、例えば整流ダイオード等により、直流整流器を構成している。供給整流素子２４は、第二供給ライン２２上において中継供給ライン３２との接続部よりも第二電源ユニット２０側となる中途部に、設けられている。供給整流素子２４は、電力供給方向となる電流の整流方向を、第二電源ユニット２０側から各第二車載ユニット２８側へ向かって設定している。これにより第二供給ライン２２では、各第二車載ユニット２８側から第二電源ユニット２０側へ向かう、電流逆流状態での電力供給が規制されている。

【0021】

中継整流素子３４は、例えば整流ダイオード等により、直流整流器を構成している。中継整流素子３４は、中継供給ライン３２上において第一供給ライン１２及び第二供給ライン２２間となる中途部に、設けられている。中継整流素子３４は、電力供給方向となる電流の整流方向を、第一供給ライン１２側から第二供給ライン２２側へ向かって設定している。これにより中継供給ライン３２では、第二供給ライン２２側から第一供給ライン１２側へ向かう、電流逆流状態での電力供給が規制されている。

【0022】

リレーユニット１６は、リレーライン１６０及びリレー本体１６２を有している。リレーライン１６０は、例えばワイヤハーネス等により、直流電線路を構成している。リレーライン１６０は、車両２及びその搭載モジュールのうち、少なくとも一方の内部を這い回しされる。リレーライン１６０は、第二供給ライン２２上において供給整流素子２４よりも第二電源ユニット２０側の中途部と、リレー本体１６２との間を電気的に接続している。リレーライン１６０には、第二電源ユニット２０から第二供給ライン２２への電力供給に応じて、許容範囲内の電圧が印加される。一方で、例えば第二電源ユニット２０での故障又は蓄電不足等の異常に起因して、第二電源ユニット２０から第二供給ライン２２への電力供給が遮断されると、リレーライン１６０への印加電圧は、例えば０Ｖ等の、許容範囲外の電圧まで低下する。ここで、リレーライン１６０への印加電圧に対する許容範囲とは、第二電源ユニット２０から供給される電力の設定電圧を含む一方、第二電源ユニット２０からの供給電力の遮断に応じて低下した場合の最大電圧を除く範囲に、設定される。

【0023】

リレー本体１６２は、例えばメカニカルリレー等により、有接点型直流リレーを構成している。リレー本体１６２は、第一供給ライン１２上において中継供給ライン３２との接続部よりも各第一車載ユニット１８側となる中途部に、設けられている。リレー本体１６２は、第二供給ライン２２からリレーライン１６０への印加電圧に応じて、第一供給ライン１２上の接点をクローズ状態とオープン状態との間で切り替える。

【0024】

具体的に、車両２の起動中に許容範囲内の正常電圧がリレーライン１６０へ印加される正常時には、リレー本体１６２が第一供給ライン１２上の接点をクローズする。これに対して、車両２の起動中に許容範囲外へ低下した異常電圧がリレーライン１６０へ印加される異常時には、リレー本体１６２が第一供給ライン１２上の接点をオープンする。以上の構成により、第二電源ユニット２０から第二供給ライン２２への正常な電力供給が異常の発生に伴って遮断されると、リレーユニット１６が第一供給ライン１２をクローズ状態からオープン状態へスイッチングすることとなる。

【0025】

複数の第一車載ユニット１８は、車両２及びその搭載モジュールのうち少なくとも一方の内部に、搭載されている。各第一車載ユニット１８は、少なくとも二つ同士で同一の箇所、又は少なくとも二つ同士で相異なる箇所に、配置されている。各第一車載ユニット１８は、車両２の運転を担う車載器のうち、全第二車載ユニット２８よりも電力供給の優先度が低い車載器の中から、選択される。こうした低優先度の第一車載ユニット１８としては、車両２の運転を制御する制御コンピュータ１８０（自動運転コンピュータ等）、及び当該運転制御にセンシング情報を提供するセンサデバイス（全方位センシング用のカメラ、ＬｉＤＡＲ、レーダ等）が、少なくとも一つずつ含まれる。

【0026】

各第一車載ユニット１８は、第一供給ライン１２に対して並列に接続される。第一車載ユニット１８のうち制御コンピュータ１８０は、異常時における第一供給ライン１２のクローズ状態からオープン状態へのスイッチングにより、機能停止する。この機能停止により制御コンピュータ１８０は、車両２の運転制御を中止する。そこで制御コンピュータ１８０は、第一供給ライン１２のクローズ状態からオープン状態へのスイッチングに応じた、機能停止に先立つフォールバック機能として、機能停止を表す死活判定信号を出力する。一方、こうした異常時に対して正常時には、正常機能状態を表す死活判定信号を、制御コンピュータ１８０は出力する。

【0027】

第二車載ユニット２８は、車両２及びその搭載モジュールのうち少なくとも一方の内部に、搭載されている。各第二車載ユニット２８は、少なくとも二つ同士で同一の箇所、又は少なくとも二つ同士で相異なる箇所に、配置されている。各第二車載ユニット２８は、車両２の運転を担う車載器のうち、全第一車載ユニット１８よりも電力供給の優先度が高い車載器の中から、選択される。こうした高優先度の第二車載ユニット２８としては、第一車載ユニット１８のうち少なくとも制御コンピュータ１８０を監視して異常時に代替する監視コンピュータ２８０（フォールバックコンピュータ等）、及び当該代替に最低限必要なセンシング情報を提供するセンサデバイス（前方センシング用のカメラ、レーダ等）が、少なくとも一つずつ含まれる。

【0028】

各第二車載ユニット２８は、第二供給ライン２２に対して並列に接続される。第二車載ユニット２８のうち監視コンピュータ２８０は、例えば内部バス又はＬＡＮ等を介して制御コンピュータ１８０と通信可能に接続されている。監視コンピュータ２８０は、制御コンピュータ１８０からの死活判定信号を受信する。監視コンピュータ２８０は、受信する死活判定信号に基づくことで、制御コンピュータ１８０の状態を監視する。その結果、監視対象の制御コンピュータ１８０が機能停止した異常時には、監視コンピュータ２８０が当該機能停止の制御コンピュータ１８０を代替することになる。このとき監視コンピュータ２８０は、制御コンピュータ１８０の機能停止に応じて車両２の運転制御を、縮退させることで継続させる。

【0029】

ここで運転制御の縮退とは、自動運転モードにより安全に停止可能な退避場所にまで最低限の運転を継続するように車両２を退避させる、ＭＲＭであってもよい。あるいは運転制御の縮退とは、自動運転モードにおける乗員への縮退通知により、車両２の自動運転を乗員による手動運転へと引き継いで制御的に支援する、高度運転支援であってもよい。一方、こうした異常時に対して正常時には、制御コンピュータ１８０による運転制御を監視コンピュータ２８０は、例えば安全モデル等に基づき監視する。

【0030】

ここまで説明した電源システム１の作動を、説明する。

【0031】

図２に示すように車両２の起動中に、第二電源ユニット２０から第二供給ライン２２への電力供給が適正となる正常時には、許容範囲内の正常電圧がリレーライン１６０へ印加されることで、リレーユニット１６が第一供給ライン１２をクローズ状態に維持する。その結果、第一電源ユニット１０からの出力電力は第一供給ライン１２を通じて各第一車載ユニット１８へ供給される一方、第二電源ユニット２０からの出力電力は第二供給ライン２２を通じて各第二車載ユニット２８へ供給される。このとき、各供給ライン１２，２２において電力供給により印加される電圧、即ち各供給ライン１２，２２の電位が実質同一レベルとなることで、第一供給ライン１２から中継供給ライン３２を通じた第二供給ライン２２への電力供給は制限される。また、そうした電位レベルに加えて中継整流素子３４での逆流規制により、第二供給ライン２２から中継供給ライン３２を通じた第一供給ライン１２への電力供給も制限される。

【0032】

このような正常時には、第一車載ユニット１８のうち制御コンピュータ１８０が正常機能することで、車両２の運転を制御する。このとき、制御コンピュータ１８０からの死活信号が正常機能状態を表すため、第二車載ユニット２８のうち監視コンピュータ２８０は、制御コンピュータ１８０による運転制御を監視する。

【0033】

図３に示すように車両２の起動中に、第二電源ユニット２０から第二供給ライン２２への電力供給が遮断される異常時には、許容範囲外の異常電圧がリレーライン１６０へ印加されることで、リレーユニット１６が第一供給ライン１２をオープン状態からクローズ状態へスイッチングする。その結果、第一電源ユニット１０からの出力電力は、第一供給ライン１２を通じた各第一車載ユニット１８への供給を止められる一方、第一供給ライン１２から中継供給ライン３２及び第二供給ライン２２を通じて各第二車載ユニット２８へと供給される。このとき、第一供給ライン１２から中継供給ライン３２及び第二供給ライン２２を通じた第二電源ユニット２０への電力供給は、供給整流素子２４での逆流規制により制限される。

【0034】

このような異常時には、第一車載ユニット１８のうち制御コンピュータ１８０が機能停止する。これに先立ち、制御コンピュータ１８０からの死活判定信号が機能停止を表すことになるため、第二車載ユニット２８のうち監視コンピュータ２８０は、制御コンピュータ１８０による車両２の運転制御を代替して縮退させることとなる。

【0035】

（作用効果）
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。

【0036】

第一実施形態によると、第二電源ユニット２０から第二供給ライン２２への電力供給が遮断されると、第一供給ライン１２において中継供給ライン３２よりも第一車載ユニット１８側のリレーユニット１６により、第一供給ライン１２がクローズ状態からオープン状態へスイッチングされる。その結果、第一供給ライン１２及び第二供給ライン２２間において第一供給ライン１２側から第二供給ライン２２側への整流方向が中継整流素子３４により設定された中継供給ライン３２を通じて、第一電源ユニット１０からの電力が第二車載ユニット２８へと供給される。このとき、第二供給ライン２２において中継供給ライン３２よりも第二電源ユニット２０側の供給整流素子２４は、第二電源ユニット２０側から第二車載ユニット２８側へ向かう整流方向の設定により、第一電源ユニット１０からの電力が第二電源ユニット２０へ逆流供給される事態を、回避し得る。

【0037】

また、別の視点で第一実施形態では、第二電源ユニット２０から第二供給ライン２２への電力供給が遮断されると、第一供給ライン１２がクローズ状態からオープン状態へとスイッチングされる。その結果、第一供給ライン１２から第二供給ライン２２へ電力供給可能に整流される中継供給ライン３２を通じて、第一電源ユニット１０からの電力が第二車載ユニット２８へと供給される。このとき、第二電源ユニット２０から第二車載ユニット２８へ電力供給可能に整流される第二供給ライン２２では、第一電源ユニット１０からの電力が第二電源ユニット２０へ逆流する事態が、回避され得る。

【0038】

以上の如き第一実施形態によれば、車両２の運転を担う第一車載ユニット１８及び第二車載ユニット２８のうち、当該運転における電力供給の優先度が高い後者に限定して、第一電源ユニット１０からの電力が供給されることになる。故に、優先度が高い第二車載ユニット２８の作動を、第一電源ユニット１０からの電力供給が可能な限り長く継続させて、車両２の運転も継続させることができるので、高いフェイルセーフ性を発揮することが可能となる。

【0039】

第一実施形態によると、第二供給ライン２２において供給整流素子２４よりも第二電源ユニット２０側に接続されるリレーユニット１６は、第二電源ユニット２０から第二供給ライン２２への電力供給によるリレーユニット１６への印加電圧が許容範囲外へ低下するのに応じて、第一供給ライン１２をオープンする。これによれば、第二供給ライン２２への電力供給が遮断されるのに伴って適時に、第一供給ライン１２がオープン状態へとスイッチングされる。故に、高いフェイルセーフ性の発揮に貢献することが可能となる。

【0040】

第一実施形態によると、車両２の運転を制御する制御コンピュータ１８０を含む第一車載ユニット１８に対して第二車載ユニット２８は、監視対象の制御コンピュータ１８０が機能停止した場合に当該機能停止の制御コンピュータ１８０を代替する、監視コンピュータ２８０を含む。これによれば、第二電源ユニット２０からの電力供給が遮断されても、制御コンピュータ１８０よりも電力供給の優先度が高い監視コンピュータ２８０により、車両２の運転制御を継続させることができる。故に、高いフェイルセーフ性の発揮に貢献することが可能となる。

【0041】

第一実施形態によると、第一車載ユニット１８に含まれる制御コンピュータ１８０が、第一供給ライン１２のオープン状態へのスイッチングにより機能停止するのに応じて、第二車載ユニット２８に含まれる監視コンピュータ２８０が、車両２の運転制御を縮退させる。これによれば、第二電源ユニット２０からの電力供給が遮断されても、制御コンピュータ１８０よりも電力供給の優先度が高い監視コンピュータ２８０により、車両２の運転制御を継続させつつ縮退もさせることができる。故に、運転制御の継続による電力消費をも抑えた、高いフェイルセーフ性を発揮することが可能となる。

【0042】

（第二実施形態）
図４に示すように第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。

【0043】

第二実施形態の電源システム１において第二電源ユニット２０２０には、リレーユニット１６のうちリレーライン１６０が電気的に接続されている。この第二電源ユニット２０２０では、第二供給ライン２２への電力供給が自己検知される。その結果、第二電源ユニット２０２０による自己検知状態が正常供給状態となる間は、第二電源ユニット２０２０からリレーライン１６０への印加電圧が許容範囲内となるように、第二電源ユニット２０２０が設計されている。一方、第二電源ユニット２０２０による自己検知状態が遮断状態となると、それに応じて第二電源ユニット２０２０からリレーライン１６０への印加電圧が許容範囲外となるようにも、第二電源ユニット２０２０が設計されている。

【0044】

このような第二実施形態によると、第二電源ユニット２０２０に接続されるリレーユニット１６は、第二供給ライン２２への電力供給に対する第二電源ユニット２０２０の自己検知状態が遮断状態となるのに応じて、第一供給ライン１２をオープンすることになる。これによれば、第二電源ユニット２０２０において電力供給の遮断状態が自己検知されるのに伴って適時に、第一供給ライン１２がオープン状態へとスイッチングされる。故に、高いフェイルセーフ性の発揮に貢献することが可能となる。

【0045】

（第三実施形態）
図５に示すように第三実施形態は、第一実施形態の変形例である。

【0046】

第三実施形態の電源システム１には、補助電源ユニット３０４０及び補助供給ライン３０４２が追加されている。補助電源ユニット３０４０は、例えば蓄電池又はリチウムイオン電池等により、各電源ユニット１０，２０とは実質同一電圧の予備電源を構成している。補助電源ユニット３０４０は、車両２の起動中における放電によって第二供給ライン２２に出力可能な電力を、蓄える。補助電源ユニット３０４０は、車両２の起動中に内部での発電を受けて、第二供給ライン２２への電力を蓄えるとよい。

【0047】

補助電源ユニット３０４０は、第二供給ライン２２上において中継供給ライン３２の接続部と供給整流素子２４との間となる中途部に、補助供給ライン３０４２を介して電気的に接続されている。ここで補助供給ライン３０４２は、例えばワイヤハーネス等により、補助電線路を構成している。車両２の起動中において補助電源ユニット３０４０に蓄えられた電力は、各電源ユニット１０，２０の場合とは実質同一の設定電圧（例えば１２Ｖ等）の出力として、第二供給ライン２２及び各第二車載ユニット２８へ順次供給可能となっている。

【0048】

こうした構成の第三実施形態における車両２の起動中に、第二電源ユニット２０から第二供給ライン２２への電力供給が遮断される異常時には、第一実施形態に準じて第一電源ユニット１０からの出力電力が各第二車載ユニット２８へと供給される。この電力供給下、各第二車載ユニット２８のうち監視コンピュータ２８０が車両２の運転制御を代替して縮退させるに当たり、第一電源ユニット１０からの供給電力は各第二車載ユニット２８により消費されていく。その結果、第一電源ユニット１０からの電力不足が生じて電圧が低下すると、図６に示されるように今度は補助電源ユニット３０４０からの出力電力が、補助供給ライン３０４２から第二供給ライン２２を通じて各第二車載ユニット２８へと供給されることになる。こうして補助電源ユニット３０４０からの出力電力が各第二車載ユニット２８へ供給される間も、それら第二車載ユニット２８のうち監視コンピュータ２８０は、車両２の運転制御を代替して縮退させる機能を継続可能となる。

【0049】

このような第三実施形態によると、第二供給ライン２２へ電力を供給する補助電源ユニット３０４０は、第二供給ライン２２において供給整流素子２４及び中継供給ライン３２の間に接続される。これによれば、第二電源ユニット２０からの電力供給が遮断された後の第二車載ユニット２８に対しては、第一電源ユニット１０からの電力が遮断されたとしても、補助電源ユニット３０４０からの電力供給を継続することができる。故に、車両２の運転継続が可能な時間を引き伸ばす三重冗長系によって、高いフェイルセーフ性を発揮することが可能となる。

【0050】

（第四実施形態）
図７に示すように第四実施形態は、第三実施形態の変形例である。

【0051】

第四実施形態の電源システム１において補助供給ライン４０４２は、第二供給ライン２２上において第二電源ユニット２０と供給整流素子２４との間となる中途部に、補助電源ユニット３０４０を接続させている。

【0052】

こうした構成の第四実施形態における車両２の起動中に、第二電源ユニット２０から第二供給ライン２２への電力供給が遮断される異常時には、図８に示されるように補助電源ユニット３０４０からの出力電力が、補助供給ライン３０４２から第二供給ライン２２へ供給される。このとき、許容範囲内の正常電圧がリレーライン１６０へ印加されることで、リレーユニット１６が第一供給ライン１２をクローズ状態に維持する。その結果、補助電源ユニット３０４０からの出力電力が、第二供給ライン２２を通じて各第二車載ユニット２８へと供給される。補助電源ユニット３０４０からの出力電力が各第二車載ユニット２８へ供給される間は、クローズ状態の第一供給ライン１２を通じて第一電源ユニット１０からの出力電力が、各第一車載ユニット１８への供給を継続させる。こうして、各第一車載ユニット１８のうち制御コンピュータ１８０は、機能停止せずに正常機能することとなり、また各第二車載ユニット２８のうち監視コンピュータ２８０は、制御コンピュータ１８０による運転制御の監視を継続することとなる。

【0053】

この後、各第二車載ユニット２８への供給が継続されることで、補助電源ユニット３０４０からの電力不足が生じて電圧が低下した場合には、許容範囲外の異常電圧がリレーライン１６０へ印加されることで、リレーユニット１６が第一供給ライン１２をオープン状態へスイッチングする。その結果として今度は、第一実施形態に準じて第一電源ユニット１０からの出力電力が、各第二車載ユニット２８へと供給されることとなる。こうして第一電源ユニット１０からの出力電力が各第二車載ユニット２８へ供給されることで、それら第二車載ユニット２８のうち監視コンピュータ２８０が車両２の運転制御を代替して縮退させることとなる。

【0054】

このような第四実施形態によると、第二供給ライン２２へ電力を供給する補助電源ユニット３０４０は、第二供給ライン２２において第二電源ユニット２０及び供給整流素子２４の間に接続される。これによれば、第二電源ユニット２０からの電力供給が遮断されても、補助電源ユニット３０４０から第二供給ライン２２への電力供給により、第一供給ライン１２がクローズ状態に維持される。さらに第二車載ユニット２８に対しては、補助電源ユニット３０４０からの電力が消費されて枯渇したとしても、今度は第一供給ライン１２がオープン状態にスイッチングされることで、第一電源ユニット１０からの電力供給が継続される。故に、車両２の運転制御が縮退されるまでの時間を引き伸ばして、高いフェイルセーフ性を発揮することが可能となる。

【0055】

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

【0056】

変形例においてリレーユニット１６のリレー本体１６２は、例えば半導体リレー等により、無接点型直流リレーを構成していてもよい。変形例において第一車載ユニット１８は、例えば制御コンピュータ１８０のみ等、単一のユニットであってもよい。変形例において第二車載ユニット２８は、例えば監視コンピュータ２８０のみ等、単一のユニットであってもよい。変形例において第三及び第四実施形態には、第二実施形態の第二電源ユニット２０２０が適用されてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１：電源システム、１０：第一電源ユニット、１２：第一供給ライン、１６：リレーユニット、１８：第一車載ユニット、２０，２０２０：第二電源ユニット、２２：第二供給ライン、２４：供給整流素子、２８：第二車載ユニット、３２：中継供給ライン、３４：中継整流素子、１８０：制御コンピュータ、２８０：監視コンピュータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】