特許 7586056 電源監視装置

(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】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】電源監視装置

(51)【国際特許分類】

   H02H 3/16 20060101AFI20241112BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241112BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

H02H3/16 A

H02J7/00 S

H02J1/00 309A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021189768

(22)【出願日】2021-11-23

(65)【公開番号】P2023076787

(43)【公開日】2023-06-02

【審査請求日】2023-09-22

(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 好宣

【審査官】三橋 竜太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－６２７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０８２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６７４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４０９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－７３０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９２８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２８８９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１６０１７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｈ ３／０８－３／２５３

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４－７／３６

Ｈ０２Ｊ １／００－１／１６

Ｂ６０Ｌ １／００－３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００－５８／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１負荷（３４）を有する第１系統（ＥＳ１）と、第２負荷（３６）を有する第２系統（ＥＳ２）とを備え、前記第１系統及び前記第２系統が系統間スイッチ（ＳＷ）により互いに接続可能となっており、前記第２系統に電源部（１６）が接続されている電源システム（１００）に適用され、
前記第１系統において、前記第１負荷として複数の電気負荷が並列に接続され、それら各電気負荷に繋がる通電経路にヒューズ（ＦＡ）がそれぞれ設けられており、
前記系統間スイッチを閉鎖した状態で前記第１負荷及び前記第２負荷が駆動される場合において、前記第１系統での電圧低下を監視する監視部（２２）と、
前記監視部により電圧低下が生じたと判定された場合に、その電圧低下から所定期間において前記系統間スイッチの導通電流を制限した状態で前記系統間スイッチを導通させるスイッチ操作部（２４）と、
を備える電源監視装置（２０）。

【請求項2】

前記系統間スイッチは、通電時における通電抵抗を可変とする構成を有しており、
前記スイッチ操作部は、前記所定期間において前記系統間スイッチの通電抵抗の調整により前記系統間スイッチの導通電流を制限する、請求項１に記載の電源監視装置。

【請求項3】

前記スイッチ操作部は、前記所定期間において前記系統間スイッチに流れる導通電流を取得し、その導通電流に基づいて前記系統間スイッチの通電抵抗を調整する、請求項２に記載の電源監視装置。

【請求項4】

前記電源部は蓄電装置（１６）を含み、
前記蓄電装置のＳＯＣに基づいて、前記所定期間における前記系統間スイッチの導通電流を調整する電流調整部（２４）を備える請求項１～３のいずれか一項に記載の電源監視装置。

【請求項5】

前記監視部により電圧低下が生じたと判定された後、その電圧低下からの電圧復帰が生じたことを判定する復帰判定部（４０）と、
前記復帰判定部により前記電圧復帰が生じたと判定された場合に、前記スイッチ操作部による前記系統間スイッチの導通電流の制限を解除し、前記系統間スイッチを電流制限無しの導通状態に復帰させる復帰操作部（４０）と、を備える請求項１～４のいずれか一項に記載の電源監視装置。

【請求項6】

前記スイッチ操作部は、前記監視部により電圧低下が生じたと判定された後、その電圧低下からの電圧復帰が生じることなく所定の導通期間が経過した場合に、前記系統間スイッチを開放する、請求項５に記載の電源監視装置。

【請求項7】

前記スイッチ操作部は、前記監視部により電圧低下が生じたと判定された後において、前記電源部の放電量及びその相関値である放電パラメータに基づいて、前記導通期間が経過したことの判定を行い、当該電圧低下からの電圧復帰が生じることなく前記導通期間が経過した場合に、前記系統間スイッチを開放する、請求項６に記載の電源監視装置。

【請求項8】

前記電源システムは、前記第１系統に接続される第１電源部（１０）と、前記第２系統に接続される前記電源部としての第２電源部（１６）を備えており、
前記第１電源部は、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変換器（１２）を含み、
前記第２電源部は、前記電圧変換器の動作電圧により充電可能な蓄電装置（１６）を含み、
前記第１系統での電圧低下が生じた場合において、前記電圧変換器による電圧生成を停止させるとともに、前記スイッチ操作部により、前記系統間スイッチの導通電流を制限した状態で前記系統間スイッチを導通させる、請求項１～７のいずれか一項に記載の電源監視装置。

【請求項9】

前記系統間スイッチに導通電流が流れる方向を判定する方向判定部（２６）を備え、
前記スイッチ操作部は、前記監視部により電圧低下が生じたと判定され、且つ前記方向判定部により導通電流が前記第１系統から前記第２系統に流れると判定された場合に、前記系統間スイッチを開放する、請求項８に記載の電源監視装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源監視装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、例えば車両に適用され、この車両の各種装置に電力を供給する電源システムが知られている。また、電源システムにおいて、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電気負荷に異常が生じた場合でも、その機能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負荷を有する第１系統と、第２負荷を有する第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、一方の系統で地絡が生じ、接続経路を通じて短絡電流が流れた場合に制御装置により開状態とされる。これにより、短絡が生じ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が確保される。

【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、第１系統の第１負荷として複数の電気負荷が含まれていることが考えられる。かかる構成において、例えば複数の電気負荷のうち１つの電気負荷で地絡が生じた場合には、系統間スイッチが開放されるが、これにより、地絡が生じていない残りの電気負荷の使用が不可になるといった不都合の発生が懸念される。

【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、地絡発生後にも電気負荷の適正な使用を実現することができる電源監視装置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負荷を有する第１系統と、第２負荷を有する第２系統とを備え、前記第１系統及び前記第２系統が系統間スイッチにより互いに接続可能となっており、前記第２系統に電源部が接続されている電源システムに適用され、前記第１系統において、前記第１負荷として複数の電気負荷が並列に接続され、それら各電気負荷に繋がる通電経路にヒューズがそれぞれ設けられており、前記系統間スイッチを閉鎖した状態で前記第１負荷及び前記第２負荷が駆動される場合において、前記第１系統での電圧低下を監視する監視部と、前記監視部により電圧低下が生じたと判定された場合に、その電圧低下から所定期間において前記系統間スイッチの導通電流を制限した状態で前記系統間スイッチを導通させるスイッチ操作部と、を備える。

【0008】

第１系統において第１負荷である複数の電気負荷のうちいずれかで地絡が生じると、該電気負荷に繋がる通電経路を通じて過度に電流が流れ、電源部での電源失陥が懸念されるため、系統間スイッチが開放される。ただしこの場合、第１系統において複数の電気負荷のうち１つの電気負荷で地絡が生じた状況であっても、第１系統全体として使用が不可になってしまう。

【0009】

この点、上記構成では、系統間スイッチを閉鎖した状態で第１負荷及び第２負荷が駆動される場合において、第１系統での電圧低下を監視し、電圧低下が生じたと判定された場合に、その電圧低下から所定期間において系統間スイッチの導通電流を制限した状態で系統間スイッチを導通させるようにした。この場合、第１系統での地絡により第１系統での電圧低下が生じると、その電圧低下から所定期間において系統間スイッチを導通状態とし、第２系統側の電源部から第１系統側に電流を流すことにより、地絡が生じた電気負荷に繋がる通電経路上のヒューズが遮断される。これにより、第１系統において地絡が生じた電気負荷のみを第１系統から離し、残りの電気負荷の使用が可能となる。また、系統間スイッチを導通状態とする場合に、系統間スイッチの導通電流を制限することで、系統間スイッチを導通状態としても、第２系統での電圧低下が抑制される。これにより、第２負荷の動作電圧が確保され、第２負荷の動作に支障が生じることを抑制することができる。

【0010】

第２の手段では、前記系統間スイッチは、通電時における通電抵抗を可変とする構成を有しており、前記スイッチ操作部は、前記所定期間において前記系統間スイッチの通電抵抗の調整により前記系統間スイッチの導通電流を制限する。

【0011】

上記構成によれば、系統間スイッチの通電抵抗を調整することにより、第１系統側から第２系統側に流れる導通電流の制限を実施することができ、ヒューズを適正に遮断することができる。

【0012】

第３の手段では、前記スイッチ操作部は、前記所定期間において前記系統間スイッチに流れる導通電流を取得し、その導通電流に基づいて前記系統間スイッチの通電抵抗を調整する。

【0013】

第１系統での電圧低下に伴い電流制限状態で系統間スイッチを導通させる場合において、電源部のＳＯＣや系統間スイッチの劣化状態によっては、系統間スイッチに流れる導通電流が意図せず低下することが考えられる。この点、上記構成によれば、系統間スイッチの導通電流を適正に制御でき、電源部のＳＯＣや系統間スイッチの劣化状態によらず、第１系統側のヒューズを所望のとおり遮断することができる。

【0014】

第４の手段では、前記電源部は蓄電装置を含み、前記蓄電装置のＳＯＣに基づいて、前記所定期間における前記系統間スイッチの導通電流を調整する電流調整部を備える。

【0015】

上記構成によれば、蓄電装置のＳＯＣが比較的大きい場合には、所定期間における系統間スイッチの導通電流を比較的大きくすることで、ヒューズを早期に遮断することができ、蓄電装置のＳＯＣが比較的小さい場合には、導通電流を比較的小さくすることで、蓄電装置が過放電状態となることを抑制することができる。

【0016】

第５の手段では、前記監視部により電圧低下が生じたと判定された後、その電圧低下からの電圧復帰が生じたことを判定する復帰判定部と、前記復帰判定部により前記電圧復帰が生じたと判定された場合に、前記スイッチ操作部による前記系統間スイッチの導通電流の制限を解除し、前記系統間スイッチを電流制限無しの導通状態に復帰させる復帰操作部と、を備える。

【0017】

上記構成では、ヒューズの遮断に伴い第１系統の電圧が上昇に転じ、電圧低下からの電圧復帰が生じたことが判定されると、系統間スイッチの導通電流の制限が解除される。これにより、第１系統において地絡が生じた電気負荷を第１系統から離した後において、地絡が生じていない残りの電気負荷に対する電力供給を適正なタイミングで再開することができる。

【0018】

第６の手段では、前記スイッチ操作部は、前記監視部により電圧低下が生じたと判定された後、その電圧低下からの電圧復帰が生じることなく所定の導通期間が経過した場合に、前記系統間スイッチを開放する。

【0019】

第１系統では、複数の電気負荷のうちいずれかで地絡が生じるだけでなく、各電気負荷に分岐する前の本経路で地絡が生じることがある。本経路で地絡が生じた場合には、第２系統側の電源部から第１系統側に電流を流してもヒューズが遮断されず、電流を流し続けることで電源部の電力が無用に消費される。

【0020】

この点、上記構成では、第１系統での電圧低下が生じたと判定された後、その電圧低下からの電圧復帰が生じることなく導通期間が経過した場合に、系統間スイッチを開放するようにした。この場合、本経路で地絡が生じている状況下では、第２系統側の電源部から第１系統側に電流を流しても第１系統においてヒューズの遮断が生じることがなく、電圧復帰が生じないことに基づいて系統間スイッチが開放される。これにより、電源部から第１系統側への放電が継続されることが抑制され、電源部の電力が無用に消費されることを抑制することができる。

【0021】

第７の手段では、前記スイッチ操作部は、前記監視部により電圧低下が生じたと判定された後において、前記電源部の放電量及びその相関値である放電パラメータに基づいて、前記導通期間が経過したことの判定を行い、当該電圧低下からの電圧復帰が生じることなく前記導通期間が経過した場合に、前記系統間スイッチを開放する。

【0022】

第２系統側の電源部から第１系統側へ電流制限通電を行う場合、その通電を行う期間内では電源部の蓄電量の低下や、系統間スイッチの温度上昇、電流積算値の増加が生じる。この場合、これら電源部の蓄電量や、系統間スイッチの温度、電流積算値は、電源部の放電量として把握可能なパラメータ（放電パラメータ）である。放電パラメータの変化の状況によれば、電流制限通電を行う期間において、電源部からヒューズ遮断に要する放電が行われたことを把握することができる。この点、上記構成では、放電パラメータに基づいて導通期間が経過したことを判定するようにしたため、適正な期間で電流制限通電を行うことができる。

【0023】

第８の手段では、前記電源システムは、前記第１系統に接続される第１電源部と、前記第２系統に接続される前記電源部としての第２電源部を備えており、前記第１電源部は、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変換器を含み、前記第２電源部は、前記電圧変換器の動作電圧により充電可能な蓄電装置を含み、前記第１系統での電圧低下が生じた場合において、前記電圧変換器による電圧生成を停止させるとともに、前記スイッチ操作部により、前記系統間スイッチの導通電流を制限した状態で前記系統間スイッチを導通させる。

【0024】

第１電源部と第２電源部とを備える構成では、いずれの系統でも地絡が生じていない場合に、第１負荷及び第２負荷に対して、第１電源部と第２電源部とによる冗長的な電力供給が行われる。かかる構成において、第１系統での地絡により電圧低下が生じる場合には、第１電源部の電圧変換器による電圧生成が停止される。これにより、電圧変換器での過電流が抑制され、電圧変換器を含む第１電源部の保護を図ることができる。ただしこの場合、第１電源部からの通電によるヒューズの遮断を行うことができない。この点、電流制限状態で系統間スイッチを導通させ、第２電源部の蓄電装置から第１系統側に電流を流すことにより、適正にヒューズ遮断を行うことができる。

【0025】

第９の手段では、前記監視部により電圧低下が生じたと判定された場合に、前記系統間スイッチに導通電流が流れる方向を判定する方向判定部を備え、前記スイッチ操作部は、前記監視部により電圧低下が生じたと判定され、且つ前記方向判定部により導通電流が前記第１系統から前記第２系統に流れると判定された場合に、前記系統間スイッチを開放する。

【0026】

電源システムにおいて系統間スイッチが閉鎖された状態では、第１系統及び第２系統のいずれで地絡が生じても、第１系統での電圧低下が生じる。この場合、第２系統で地絡が生じている場合には、第１系統側でのヒューズ遮断が不要となる。この点、上記構成では、第１系統での電圧低下が生じたと判定された場合に、系統間スイッチに導通電流が流れる方向を判定するとともに、導通電流が第１系統から第２系統に流れると判定された場合に、系統間スイッチを開放するようにした。これにより、系統間スイッチの適正な開閉操作が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】第１実施形態の電源システムの全体構成図。

【図2】第１実施形態の制御処理の手順を示すフローチャート。

【図3】車両走行中に第１系統で地絡が生じた場合におけるタイムチャート。

【図4】車両走行中に第２系統で地絡が生じた場合におけるタイムチャート。

【図5】第２実施形態の電源システムの全体構成図。

【図6】第２実施形態の制御処理の手順を示すフローチャート。

【図7】系統間スイッチの別例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0028】

（第１実施形態）
以下、本発明に係る電源監視装置を車載の電源システム１００に適用した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0029】

図１に示すように、電源システム１００は、２つの電源系統を有しており、一方の電源系統である第１系統ＥＳ１には、第１電源部としての電源装置１０が設けられている。また、他方の電源系統である第２系統ＥＳ２には、第２電源部としての蓄電池１６が設けられている。

【0030】

電源装置１０及び蓄電池１６は、一般負荷３０及び特定負荷３２に電力を供給する電源である。電源装置１０は、高圧蓄電池１１と、ＤＣＤＣコンバータ（以下、単にコンバータ）１２とを備える。高圧蓄電池１１は、蓄電池１６の定格電圧（例えば１２Ｖ）よりも高い電圧（例えば数百Ｖ）を出力可能な蓄電池であり、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１１から供給される電力を降圧して一般負荷３０及び特定負荷３２の動作電圧を生成する電圧変換器である。また、蓄電池１６は、例えばリチウムイオン蓄電池からなる蓄電装置である。

【0031】

一般負荷３０は、車両において運転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。

【0032】

一方、特定負荷３２は、車両の運転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、例えば車両を操舵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監視装置５２等である。

【0033】

特定負荷３２は、機能毎に冗長さが付与された構成となっており、第１負荷３４と第２負荷３６とを有することで、それら負荷３４，３６のいずれか一方に異常が生じた場合でも各機能の全てが失われないようになっている。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。走行監視装置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。

【0034】

第１負荷３４と第２負荷３６とは、機能毎に冗長に設けられており、第１負荷３４と第２負荷３６とが協働して各機能を実現するものであるが、それぞれ単独でも各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。

【0035】

第１系統ＥＳ１では、電源装置１０が、第１系統内経路ＬＡ１を介して一般負荷３０と第１負荷３４とに接続されている。本実施形態では、第１系統内経路ＬＡ１により接続された電源装置１０、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。なお、本実施形態では、第１系統ＥＳ１内において、コンバータ１２の低圧側に蓄電池等の蓄電装置が接続されていない。

【0036】

また、第２系統ＥＳ２では、蓄電池１６が、第２系統内経路ＬＡ２を介して第２負荷３６に接続されている。本実施形態では、第２系統内経路ＬＡ２により接続された蓄電池１６及び第２負荷３６により、第２系統ＥＳ２が構成されている。

【0037】

各系統内経路ＬＡ１，ＬＡ２は、接続経路ＬＢにより互いに接続されており、その接続経路ＬＢに系統間スイッチＳＷが設けられている。接続経路ＬＢの一端は、第１系統内経路ＬＡ１の接続点ＰＡに接続され、接続経路ＬＢの他端は、第２系統内経路ＬＡ２の接続点ＰＢに接続されている。本実施形態では、系統間スイッチＳＷとして、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（以下、単にＭＯＳＦＥＴ）が用いられている。なお、本実施形態において、第１系統内経路ＬＡ１、第２系統内経路ＬＡ２及び接続経路ＬＢが「通電経路」に相当する。

【0038】

接続経路ＬＢには、接続点ＰＡの電圧を検出する電圧センサ２７と、系統間スイッチＳＷに流れる導通電流ＩＳＷを検出する電流センサ２８と、系統間スイッチＳＷの温度を検出する温度センサ２９と、が設けられている。本実施形態では、電圧センサ２７は系統間スイッチＳＷよりも第２系統ＥＳ２側に設けられており、電流センサ２８は系統間スイッチＳＷよりも第１系統ＥＳ１側に設けられている。

【0039】

第１系統内経路ＬＡ１には、第１負荷３４に含まれる複数の負荷及び一般負荷３０が並列に接続されており、それら各電気経路に繋がる第１分岐経路ＬＣ１にヒューズＦＡがそれぞれ設けられている。ヒューズＦＡは、過剰電流が流れることで溶断し、対応する負荷等への電力の入出力を遮断する。なおヒューズＦＡは、溶断式のヒューズに限られず、例えば、過電流を検出した場合に電流を遮断する半導体ヒューズでもよければ、化学ヒューズでもよい。各第１分岐経路ＬＣ１は、分岐する前の第１本経路ＬＤ１に接続されており、第１本経路ＬＤ１を介して電源装置１０に接続されている。

【0040】

第２系統内経路ＬＡ２には、第２負荷３６に含まれる複数の負荷が並列に接続されており、それら各電気経路に繋がる第２分岐経路ＬＣ２にヒューズＦＡが設けられている。各第２分岐経路ＬＣ２は、分岐する前の第２本経路ＬＤ２に接続されており、第２本経路ＬＤ２を介して蓄電池１６に接続されている。

【0041】

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。具体的には、制御装置４０は、系統間スイッチＳＷの開閉状態を制御する。また、制御装置４０は、コンバータ１２の動作状態と動作停止状態とを切り替える。

【0042】

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）、ＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＰＣＳ（Ｐｒｅ－Ｃｒａｓｈ Ｓａｆｅｔｙ）等の運転支援機能を実施可能である。制御装置４０は、車両の走行モードを、運転支援制御を用いる支援モードと、運転支援制御を用いない通常モードとに切り替え可能であり、車両は各走行モードによる走行が可能となっている。

【0043】

制御装置４０は、報知部４４、ＩＧスイッチ４５及び入力部４６に接続されている。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の開閉状態を監視する。入力部４６は、ドライバの操作を受け付ける装置であり、例えばハンドル操作入力装置、シフトレバー操作入力装置、アクセルペダル操作入力装置、ブレーキペダル操作入力装置、及び音声入力装置である。

【0044】

電源システム１００は、コンバータ監視装置１３を備えている。コンバータ監視装置１３は、コンバータ制御部１４及び制御部電源１５を有する。制御部電源１５は、第１系統内経路ＬＡ１に接続されており、第１系統内経路ＬＡ１から電力の供給を受けてコンバータ制御部１４の駆動電圧を生成する。コンバータ制御部１４は、コンバータ１２及び制御部電源１５に接続されており、制御部電源１５から供給される駆動電圧によりコンバータ１２の動作状態と動作停止状態とを切り替える切替回路が内蔵されたハード回路である。コンバータ制御部１４は、コンバータ１２の動作状態において、第１系統ＥＳ１での電圧低下により第１系統内経路ＬＡ１の電圧が所定の閾値電圧Ｖｔｈよりも低下した場合には、コンバータ１２を動作状態から動作停止状態に切り替え、コンバータ１２による電圧生成を停止させる。

【0045】

また、電源システム１００は、スイッチ監視装置２１を備えている。スイッチ監視装置２１は、監視部２２及びスイッチ制御部２３を有する。監視部２２は、電圧センサ２７に接続されており、電圧センサ２７により検出された電圧値が閾値電圧Ｖｔｈよりも低下したことを判定する電圧判定回路が内蔵されたハード回路である。スイッチ制御部２３は、監視部２２及び系統間スイッチＳＷ等に接続されており、監視部２２の判定結果に基づいて、系統間スイッチＳＷのゲート端子に入力される電圧を調整する電圧調整回路が内蔵されたハード回路である。スイッチ制御部２３により系統間スイッチＳＷのゲート端子に入力される電圧が調整されることで、系統間スイッチＳＷの開閉状態が切り替えられる。

【0046】

監視部２２は、制御装置４０により系統間スイッチＳＷが閉鎖された状態で第１負荷３４及び第２負荷３６が駆動される場合において、第１系統ＥＳ１での電圧低下を監視する。例えば、監視部２２により第１系統ＥＳ１での電圧低下が生じたと判定された場合、系統間スイッチＳＷが開放され、第１系統ＥＳ１と第２系統ＥＳ２とが電気的に絶縁されることで、短絡が生じていない第２系統ＥＳ２の第２負荷３６により車両の運転に必要な機能が確保される。

【0047】

ところで、電源システム１００における電源異常として、第１負荷３４に含まれる複数の負荷のうち１つで地絡が生じた場合に、系統間スイッチＳＷが開放されると、第１負荷３４に含まれる複数の負荷のうち地絡が生じていない残りの負荷の使用が不可になるといった不都合の発生が懸念される。

【0048】

つまり、第１負荷３４に含まれる複数の負荷のうち１つで地絡が生じた場合には、コンバータ制御部１４によりコンバータ１２の電圧生成が停止される。この場合、系統間スイッチＳＷが開放されると、第１系統ＥＳ１において、地絡が生じた負荷に繋がる第１分岐経路ＬＣ１上のヒューズＦＡを遮断する電力源が失われる。その結果、地絡が生じていない残りの負荷の使用が不可になる。

【0049】

本実施形態では、ＩＧスイッチ４５のオン後において、制御装置４０が系統間スイッチＳＷをオンし、その状態で電源装置１０から両系統ＥＳ１，ＥＳ２の各負荷３４，３６に対して電力が供給される。また、系統間スイッチＳＷのオン状態下において監視部２２により第１系統ＥＳ１での電圧低下が生じたと判定された場合には、スイッチ制御部２３に含まれるスイッチ操作部２４が、その電圧低下から一時的に、すなわち電圧低下から所定期間において、系統間スイッチＳＷの導通電流ＩＳＷを制限した状態で系統間スイッチＳＷを導通させる状態、つまりハーフオン状態とする。

【0050】

電源異常が生じた場合におけるスイッチ制御部２３の対応について説明する。スイッチ制御部２３は、スイッチ操作部２４、期間判定部２５、及び方向判定部２６を含むハード回路である。

【0051】

スイッチ操作部２４は、監視部２２により第１系統ＥＳ１での電圧低下が生じたと判定された場合に、系統間スイッチＳＷをハーフオン状態とする。これにより、第２系統ＥＳ２側の蓄電池１６から第１系統ＥＳ１側への通電が行われ、地絡が生じた負荷に繋がる通電経路上のヒューズＦＡが遮断される。スイッチ操作部２４は、系統間スイッチＳＷをハーフオン状態とする場合に、系統間スイッチＳＷの主端子間の通電抵抗を調整することにより、系統間スイッチＳＷの導通電流ＩＳＷを制限する。この場合、スイッチ操作部２４は、制御装置４０から取得される蓄電池１６のＳＯＣに基づいて、系統間スイッチＳＷの導通電流ＩＳＷを調整する。具体的には、スイッチ操作部２４は、蓄電池１６のＳＯＣが大きいほど導通電流ＩＳＷの目標電流値が大きくなるように目標電流値を設定し、電流センサ２８を用いて取得される導通電流ＩＳＷの大きさが目標電流値となるように系統間スイッチＳＷの通電抵抗をフィードバック制御する。なお、本実施形態において、スイッチ操作部２４が「電流調整部」に相当する。

【0052】

期間判定部２５は、監視部２２により第１系統ＥＳ１での電圧低下が生じたと判定された場合において、その電圧低下から所定の導通期間が経過したことを判定する。具体的には、期間判定部２５は、制御装置４０から蓄電池１６の蓄電状態を示すＳＯＣ（State Of Charge）を取得し、監視部２２により第１系統ＥＳ１での電圧低下が生じたと判定されてからのＳＯＣの変化量であるΔＳＯＣが所定の閾値変化量よりも大きくなったことに基づいて、電圧低下から所定の導通期間が経過したことを判定する。

【0053】

第１系統ＥＳ１では、第１負荷３４に含まれるいずれかの負荷で地絡が生じること以外に、各負荷に分岐する前の第１本経路ＬＤ１で地絡が生じることが考えられる。この場合、蓄電池１６から第１系統ＥＳ１側に電流を流してもヒューズＦＡが遮断されず、電流を流し続けることで蓄電池１６の電力が無用に消費される。そこで、スイッチ操作部２４は、第１系統ＥＳ１での電圧低下が生じた後において、期間判定部２５により所定の導通期間が経過したと判定された場合に、系統間スイッチＳＷを開放する。

【0054】

また、電源システム１００では、第２系統ＥＳ２で地絡が生じることも考えられ、かかる状況では、第１系統ＥＳ１側でのヒューズ遮断が不要であり、系統間スイッチＳＷが遮断される。この場合、第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれで地絡が生じたかに応じて、系統間スイッチＳＷに流れる導通電流ＩＳＷの向きが変わる。そこで、方向判定部２６は、電流センサ２８を用いて系統間スイッチＳＷに導通電流ＩＳＷが流れる方向を判定する。

【0055】

スイッチ操作部２４は、第１系統ＥＳ１での電圧低下が生じる場合において、方向判定部２６により導通電流ＩＳＷが第２系統ＥＳ２から第１系統ＥＳ１に流れていると判定されれば、系統間スイッチＳＷをハーフオン状態とし、方向判定部２６により導通電流ＩＳＷが第１系統ＥＳ１から第２系統ＥＳ２に流れていると判定されれば、系統間スイッチＳＷを開放する。

【0056】

次に、電源異常が生じた場合における制御装置４０の対応について説明する。図２に、制御装置４０が実施する電源異常時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が閉鎖されると、所定周期で制御処理を繰り返し実施する。

【0057】

制御処理を開始すると、まずステップＳ２１では、第１異常フラグＦ１が「１」であるか否かを判定する。ここで第１異常フラグＦ１は、第１系統ＥＳ１に異常が発生していない場合に「０」に設定されており、第１系統ＥＳ１に異常が発生すると、「１」に設定される。第１異常フラグＦ１が「０」であると判定した場合、ステップＳ２２に進む。第１異常フラグＦ１が「１」であると判定した場合、ステップＳ３１に進む。

【0058】

ステップＳ２２では、第２異常フラグＦ２が「１」であるか否かを判定する。ここで第２異常フラグＦ２は、第２系統ＥＳ２に異常が発生していない場合に「０」に設定されており、第２系統ＥＳ２に異常が発生すると、「１」に設定される。第２異常フラグＦ２が「０」であると判定した場合、ステップＳ２３に進む。第２異常フラグＦ２が「１」であると判定した場合、ステップＳ４１に進む。

【0059】

ステップＳ２３では、第１系統ＥＳ１に異常が発生しているか否かを判定する。第１系統ＥＳ１に異常が発生していない場合、ステップＳ２４において、第２系統ＥＳ２に異常が発生しているか否かを判定する。制御装置４０は、監視部２２及び方向判定部２６から判定結果を取得し、これらの判定結果に基づいて、第１系統ＥＳ１又は第２系統ＥＳ２に異常が発生しているか否かを判定する。なお、本実施形態において、異常は、地絡や短絡等の電源失陥異常である。

【0060】

第１系統ＥＳ１に異常が発生していると判定した場合、ステップＳ２５において、制御対象の負荷を、第１，第２負荷３４，３６から第２負荷３６に切り替える。続くステップＳ２６では、第１異常フラグＦ１を「１」に切り替える。続くステップＳ２７では、報知部４４を介してドライバに異常発生を報知し、本処理を一旦終了する。

【0061】

また、第２系統ＥＳ２に異常が発生していると判定した場合、ステップＳ２８において、制御対象の負荷を、第１，第２負荷３４，３６から第１負荷３４に切り替える。続くステップＳ２９では、第２異常フラグＦ２を「１」に切り替え、ステップＳ２７に進む。一方、第１，第２系統ＥＳ１，ＥＳ２のいずれにも異常が発生していないと判定した場合、本処理を一旦終了する。

【0062】

ステップＳ３１では、第１系統ＥＳ１での電圧低下からの電圧復帰が生じたことを判定する。例えば第１系統ＥＳ１において、第１負荷３４に含まれる複数の負荷及び一般負荷３０の少なくとも１つで地絡が生じた場合、スイッチ操作部２４により系統間スイッチＳＷがハーフオン状態とされることで蓄電池１６から地絡が生じた負荷に電流が流れる。これにより、該負荷に対応するヒューズＦＡが溶断すると、第１系統ＥＳ１で電圧復帰が生じる。

【0063】

電圧復帰が生じている場合、ステップＳ３２において、スイッチ操作部２４による系統間スイッチＳＷの導通電流ＩＳＷの制限を開放し、系統間スイッチＳＷを電流制限なしの導通状態に復帰させる。なお、本実施形態において、ステップＳ３１の処理が「復帰判定部」に相当し、ステップＳ３２の処理が「復帰操作部」に相当する。

【0064】

ステップＳ３３では、コンバータ１２を動作停止状態から動作状態に切り替える。続くステップＳ３４では、制御対象の負荷を、第１負荷３４から第１，第２負荷３４，３６に切り替え、第１負荷３４の制御を再開する。続くステップＳ３５では、報知部４４を介してドライバに電圧復帰を報知し、本処理を一旦終了する。

【0065】

一方、電圧復帰が生じていない場合、ステップＳ３６において、蓄電池１６のＳＯＣを算出し、本処理を一旦終了する。ステップＳ３２で算出された蓄電池１６のＳＯＣは、スイッチ操作部２４及び期間判定部２５に送信される。

【0066】

ステップＳ４１では、第２系統ＥＳ２での電圧低下からの電圧復帰が生じたことを判定する。例えば第２系統ＥＳ２において、第２負荷３６に含まれる複数の負荷の少なくとも１つで地絡が生じた場合、スイッチ操作部２４により系統間スイッチＳＷが開状態とされる。この場合、第２系統ＥＳ２において、蓄電池１６から地絡が生じた負荷に電流が流れることにより、該負荷に対応するヒューズＦＡが溶断すると、第２系統ＥＳ２で電圧復帰が生じる。

【0067】

電圧復帰が生じている場合、ステップＳ４２において、系統間スイッチＳＷを開放する。続くステップＳ４３では、制御対象の負荷を、第２負荷３６から第１，第２負荷３４，３６に切り替え、第２負荷３６の制御を再開する。続くステップＳ４４では、報知部４４を介してドライバに電圧復帰を報知し、本処理を一旦終了する。一方、電圧復帰が生じていない場合、本処理を一旦終了する。

【0068】

図３は、車両走行中に第１系統ＥＳ１で地絡が生じた場合における第１系統内経路ＬＡ１の第１電圧Ｖ１と第２系統内経路ＬＡ２の第２電圧Ｖ２との推移を示す。ここで第１電圧Ｖ１は接続点ＰＡの電圧であり、第２電圧Ｖ２は接続点ＰＢの電圧である。

【0069】

図３において、（Ａ）は、系統間スイッチＳＷの開閉状態の推移を示し、（Ｂ）は、コンバータ１２の動作状態の推移を示し、（Ｃ）は、特定ヒューズの導通状態の推移を示す。ここで特定ヒューズは、地絡が生じた負荷に繋がる分岐経路ＬＣ１，ＬＣ２上のヒューズＦＡを意味し、本経路ＬＤ１，ＬＤ２で地絡が生じた場合には、特定ヒューズは存在しない。

【0070】

また、（Ｄ）は、第１電圧Ｖ１の推移を示し、（Ｅ）は、第２電圧Ｖ２の推移を示し、（Ｆ）は、導通電流ＩＳＷの推移を示す。導通電流ＩＳＷは、第２系統ＥＳ２側から第１系統ＥＳ１側に流れる電流を正とする。

【0071】

図３に示すように、時刻ｔ１以前は、制御装置４０により系統間スイッチＳＷが閉鎖されているとともに、制御装置４０によりコンバータ１２が動作状態となっている。また、第１，第２電圧Ｖ１，Ｖ２が閾値電圧Ｖｔｈを超えて上昇しており、コンバータ１２の動作電圧により蓄電池１６が適宜充電される。

【0072】

車両走行中では、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が判定される。図３では、時刻ｔ１に第１系統ＥＳ１で地絡が発生する。これにより、第１電圧Ｖ１が低下し、第２系統ＥＳ２側から第１系統ＥＳ１側に流れる導通電流ＩＳＷが増大する。時刻ｔ２に第１電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔｈまで低下すると、コンバータ制御部１４によりコンバータ１２が動作状態から動作停止状態に切り替えられ、コンバータ１２による電圧生成が停止される。

【0073】

また、第１電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔｈまで低下すると、監視部２２により第１系統ＥＳ１での電圧低下が生じたことが判定され、スイッチ操作部２４により系統間により系統間スイッチＳＷがハーフオン状態とされる。これにより、第２電圧Ｖ２が、閾値電圧Ｖｔｈよりも高い制限電圧ＶＳまで上昇し、閾値電圧Ｖｔｈよりも低く設定された第２負荷３６の動作下限電圧ＶＬまで低下することが抑制される。

【0074】

系統間スイッチＳＷがハーフオン状態とされる場合には、導通電流ＩＳＷの大きさが目標電流値となるように、系統間スイッチＳＷの通電抵抗がフィードバック制御される。ここで目標電流値は、蓄電池１６からの電力供給により第２負荷３６の動作電圧を確保でき、かつ特定ヒューズを溶断できる電流値である。導通電流ＩＳＷの大きさが目標電流値となるようにフィードバック制御されることで、第２負荷３６の動作に支障が生じることを抑制しつつ、特定ヒューズを溶断し、第１系統ＥＳ１において地絡が生じた負荷のみを第１系統ＥＳ１から離すことができる。

【0075】

図３では、第１系統ＥＳ１の負荷３０，３４で地絡が生じた場合における各値の推移が実線で示されており、第１系統ＥＳ１の第１本経路ＬＤ１で地絡が生じた場合における各値の推移が破線で示されている。

【0076】

図３に実線で示すように、第１系統ＥＳ１の負荷３０，３４で地絡が発生した場合、時刻ｔ３に特定ヒューズが溶断されると、第１電圧Ｖ１が上昇し、導通電流ＩＳＷが減少する。この場合、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間が、所定期間に相当する。

【0077】

制御装置４０は、系統間スイッチＳＷよりも第２系統ＥＳ２側に設けられた電圧センサ２７を用いて第２電圧Ｖ２を取得しており、時刻ｔ３に第２電圧Ｖ２が制限電圧ＶＳから上昇すると、制御装置４０により第１系統ＥＳ１での電圧復帰が生じたことが判定される。本実施形態では、制御装置４０は、時刻ｔ３から規定期間経過後の時刻ｔ４に第１系統ＥＳ１での電圧復帰が生じたと判定する。ここで規定期間は、例えば第１電圧Ｖ１がゼロから閾値電圧Ｖｔｈまで上昇するのに必要な期間である。

【0078】

この判定に基づいて、時刻ｔ６に制御装置４０により系統間スイッチＳＷが開放、つまり電流制限無しの導通状態とされるとともに、制御装置４０によりコンバータ１２が動作停止状態から動作状態に切り替えられる。これにより、第１系統ＥＳ１における残りの負荷３０，３４の使用が可能となるとともに、残りの負荷３０，３４への冗長的な電力供給が可能となる。

【0079】

なお、時刻ｔ３～時刻ｔ６の期間では、特定ヒューズが溶断されているものの、系統間スイッチＳＷがハーフオン状態とされているため、第２電圧Ｖ２は第１電圧Ｖ１よりも低くなっている。

【0080】

一方、図３に破線で示すように、時刻ｔ５に蓄電池１６のΔＳＯＣが閾値変化量まで上昇しても第１系統ＥＳ１での電圧低下が継続している場合、スイッチ操作部２４により系統間スイッチＳＷが開放される。これにより、導通電流ＩＳＷがゼロとなり、蓄電池１６の容量低下が抑制される。この場合、時刻ｔ２から時刻ｔ５までの期間が、導通期間に相当する。

【0081】

図４は、車両走行中に第２系統ＥＳ２で地絡が生じた場合における第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との推移を示す。なお、図４の（Ａ）～（Ｇ）は、図３の（Ａ）～（Ｇ）と同一であるため、重複した説明を省略する。

【0082】

図４では、時刻ｔ１１に第２系統ＥＳ２で地絡が発生する。これにより、第２電圧Ｖ２が低下し、第１系統ＥＳ１側から第２系統ＥＳ２側に流れる導通電流ＩＳＷが増大する。第２電圧Ｖ２の低下に伴い、時刻ｔ１２に第１電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔｈまで低下すると、監視部２２により第１系統ＥＳ１での電圧低下が生じたことが判定されるとともに、方向判定部２６により、導通電流ＩＳＷが第１系統ＥＳ１側から第２系統ＥＳ２側に流れていることが判定される。これらの判定に基づいて、スイッチ操作部２４により第２系統ＥＳ２で地絡が発生したと判定されると、系統間スイッチＳＷが開放される。

【0083】

第２系統ＥＳ２で地絡が生じた場合、系統間スイッチＳＷが開放されることで、第１系統ＥＳ１の負荷３０，３４の動作電圧が確保される。また、系統間スイッチＳＷが開放されても、第２系統ＥＳ２には、特定ヒューズを遮断するための電力源としての蓄電池１６が存在するため、蓄電池１６からの電力供給により特定ヒューズを溶断できる。これにより、第１系統ＥＳ１の負荷３０，３４の動作に支障が生じることを抑制しつつ、特定ヒューズを溶断し、第２系統ＥＳ２において地絡が生じた第２負荷３６のみを第２系統ＥＳ２から離すことができる。

【0084】

図４では、第２系統ＥＳ２の第２負荷３６で地絡が生じた場合における各値の推移が実線で示されており、第２系統ＥＳ２の第２本経路ＬＤ２で地絡が生じた場合における各値の推移が破線で示されている。

【0085】

図４に実線で示すように、第２系統ＥＳ２の第２負荷３６で地絡が発生した場合、時刻ｔ１３に特定ヒューズが溶断されると、第２電圧Ｖ２が上昇する。時刻ｔ１４に第２電圧Ｖ２が閾値電圧Ｖｔｈまで上昇すると、制御装置４０により第２系統ＥＳ２での電圧復帰が生じたことが判定される。この判定に基づいて、時刻ｔ１５に制御装置４０により系統間スイッチＳＷが開放される。これにより、第２系統ＥＳ２における残りの負荷の使用が可能となるとともに、残りの負荷への冗長的な電力供給が可能となる。

【0086】

一方、図４に破線で示すように、蓄電池１６のΔＳＯＣが閾値変化量まで上昇しても第２系統ＥＳ２での電圧低下が継続している場合、系統間スイッチＳＷは開放された状態に維持される。

【0087】

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。

【0088】

本実施形態では、系統間スイッチＳＷを閉鎖した状態で第１負荷３４及び第２負荷３６が駆動される場合において、第１系統ＥＳ１での電圧低下を監視し、電圧低下が生じたと判定された場合に、その電圧低下から所定期間において系統間スイッチＳＷの導通電流ＩＳＷを制限した状態で系統間スイッチＳＷを導通させる状態、つまりハーフオン状態とする。この場合、第１系統ＥＳ１での地絡により第１系統ＥＳ１での電圧低下が生じると、その電圧低下から所定期間において系統間スイッチＳＷを導通状態とし、第２系統ＥＳ２側の蓄電池１６から第１系統ＥＳ１側に電流を流すことにより、地絡が生じた負荷に繋がる第１分岐経路ＬＣ１上のヒューズＦＡが遮断される。これにより、第１系統ＥＳ１において地絡が生じた負荷のみを第１系統ＥＳ１から離し、残りの負荷の使用が可能となる。また、系統間スイッチＳＷを導通状態とする場合に、系統間スイッチＳＷの導通電流ＩＳＷを制限することで、系統間スイッチＳＷを導通状態としても、第２系統ＥＳ２での電圧低下が抑制される。これにより、第２負荷３６の動作電圧が確保され、第２負荷３６の動作に支障が生じることを抑制することができる。

【0089】

本実施形態では、スイッチ操作部２４は、所定期間において系統間スイッチＳＷの通電抵抗の調整により系統間スイッチＳＷの導通電流ＩＳＷを制限する。系統間スイッチＳＷの通電抵抗の調整することにより、第１系統ＥＳ１側から第２系統ＥＳ２側に流れる導通電流ＩＳＷの制限を実施することができ、ヒューズＦＡを適正に遮断することができる。

【0090】

第１系統ＥＳ１での電圧低下に伴い電流制限状態で系統間スイッチＳＷを導通させる場合において、蓄電池１６のＳＯＣや系統間スイッチＳＷの劣化状態によっては、系統間スイッチＳＷに流れる導通電流ＩＳＷが意図せず低下することが考えられる。この点、本実施形態では、所定期間において系統間スイッチＳＷに流れる導通電流ＩＳＷに基づいて系統間スイッチＳＷの通電抵抗を調整する。これにより、蓄電池１６のＳＯＣや系統間スイッチＳＷの劣化状態によらず、第１系統ＥＳ１側のヒューズＦＡを所望のとおり遮断することができる。

【0091】

本実施形態では、蓄電池１６のＳＯＣに基づいて、所定期間における系統間スイッチＳＷの導通電流ＩＳＷを調整する。これにより、蓄電池１６のＳＯＣが比較的大きい場合には、導通電流ＩＳＷを比較的大きくすることで、ヒューズＦＡを早期に遮断することができ、蓄電池１６のＳＯＣが比較的小さい場合には、導通電流ＩＳＷを比較的小さくすることで、蓄電池１６が過放電状態となることを抑制することができる。

【0092】

本実施形態では、ヒューズＦＡの遮断に伴い第１電圧Ｖ１が上昇に転じ、電圧低下からの電圧復帰が生じたことが判定されると、系統間スイッチＳＷの導通電流ＩＳＷの制限が解除される。これにより、第１系統ＥＳ１において地絡が生じた負荷を第１系統ＥＳ１から離した後において、地絡が生じていない残りの負荷に対する電力供給を適正なタイミングで再開することができる。

【0093】

第１系統ＥＳ１では、第１負荷３４に含まれる複数の負荷及び一般負荷３０の少なくとも１つで地絡が生じるだけでなく、各第１分岐経路ＬＣ１に分岐する前の第１本経路ＬＤ１で地絡が生じることがある。第１本経路ＬＤ１で地絡が生じた場合には、第２系統ＥＳ２側の蓄電池１６から第１系統ＥＳ１側に導通電流ＩＳＷを流しても、ヒューズＦＡを遮断することができず、導通電流ＩＳＷを流し続けることで蓄電池１６の電力が無用に消費される。

【0094】

この点、本実施形態では、第１系統ＥＳ１での電圧低下が生じたと判定された後、その電圧低下からの電圧復帰が生じることなく導通期間が経過した場合に、系統間スイッチＳＷを開放するようにした。この場合、第１本経路ＬＤ１で地絡が生じている状況下では、第２系統ＥＳ２側の蓄電池１６から第１系統ＥＳ１側に導通電流ＩＳＷを流しても第１系統ＥＳ１においてヒューズＦＡの遮断が生じることがなく、電圧復帰が生じないことに基づいて系統間スイッチＳＷが開放される。これにより、蓄電池１６から第１系統ＥＳ１側への放電が継続されることが抑制され、蓄電池１６の電力が無用に消費されることを抑制することができる。

【0095】

第２系統ＥＳ２側の蓄電池１６から第１系統ＥＳ１側へ電流制限通電を行う場合、その通電を行う期間内では蓄電池１６のＳＯＣの低下が生じる。この場合、蓄電池１６のＳＯＣは、蓄電池１６の放電量として把握可能なパラメータ（放電パラメータ）である。また、放電パラメータの変化の状況によれば、電流制限通電を行う期間において、蓄電池１６からヒューズ遮断に要する放電が行われたことを把握することができる。この点、本実施形態では、放電パラメータである蓄電池１６のＳＯＣに基づいて導通期間が経過したことを判定するようにしたため、適正な期間で電流制限通電を行うことができる。

【0096】

電源装置１０と蓄電池１６とを備える構成では、いずれの系統ＥＳ１，ＥＳ２でも地絡が生じていない場合に、第１負荷３４及び第２負荷３６に対して、電源装置１０と蓄電池１６とによる冗長的な電力供給が行われる。かかる構成において、第１系統ＥＳ１での地絡により電圧低下が生じる場合には、電源装置１０のコンバータ１２による電圧生成が停止される。これにより、コンバータ１２での過電流が抑制され、コンバータ１２を含む電源装置１０の保護を図ることができる。ただしこの場合、電源装置１０からの通電によるヒューズＦＡの遮断を行うことができない。この点、本実施形態では、電流制限状態で系統間スイッチＳＷを導通させ、第２系統ＥＳ２側の蓄電池１６から第１系統ＥＳ１側に電流を流すことにより、適正にヒューズ遮断を行うことができる。

【0097】

電源システム１００において系統間スイッチＳＷが閉鎖された状態では、第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれで地絡が生じても、第１系統ＥＳ１での電圧低下が生じる。この場合、第２系統ＥＳ２で地絡が生じている場合には、第１系統ＥＳ１側でのヒューズ遮断が不要となる。この点、本実施形態では、第１系統ＥＳ１での電圧低下が生じたと判定された場合に、系統間スイッチＳＷに導通電流ＩＳＷが流れる方向を判定するとともに、導通電流ＩＳＷが第１系統ＥＳ１から第２系統ＥＳ２に流れると判定された場合に、系統間スイッチＳＷを開放するようにした。これにより、系統間スイッチＳＷの適正な開閉操作が実現できる。

【0098】

（第１実施形態の変形例）
スイッチ操作部２４は、蓄電池１６のＳＯＣを用いてに導通期間が経過したと判定することに代えて、第１系統ＥＳ１での電圧低下からの経過時間を用いて導通期間が経過したと判定するようにしてもよい。また、第１系統ＥＳ１で電圧低下が生じてからの導通電流ＩＳＷの積算値である電流積算値を取得し、この電流積算値が所定の閾値積算値よりも大きくなった場合に導通期間が経過したと判定するようにしてもよい。さらに、温度センサ２９を用いて取得された系統間スイッチＳＷの温度が閾値温度よりも高くなった場合に所定期間が経過したと判定するようにしてもよい。

【0099】

第２系統ＥＳ２側の蓄電池１６から第１系統ＥＳ１側への放電時には、時間経過に伴い放電量が増加するとともに、放電量の増加に応じて電流積算値の増加や系統間スイッチＳＷの温度上昇が生じる。そのため、第１系統ＥＳ１で電圧低下が生じてからの経過時間や、導通電流ＩＳＷの電流積算値の増加量を用いて所定期間が経過したことを判定することで、蓄電池１６が過放電状態となることを抑制することができる。また、系統間スイッチＳＷの温度上昇量を用いて所定期間が経過したことを判定することで、蓄電池１６が過放電状態となることを抑制しつつ、電流積算値の増大により系統間スイッチＳＷの温度が過度に上昇することを抑制することができる。

【0100】

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図５、図６を参照しつつ説明する。

【0101】

図５に示すように、本実施形態では、電源装置１０が第２系統ＥＳ２に設けられている。つまり、本実施形態では、第１，第２負荷３４，３６及び一般負荷３０に電力供給する電源部が、第２系統ＥＳ２のみに設けられており、第１系統ＥＳ１に設けられていない点で、第１実施形態と異なる。また、本実施形態では、コンバータ監視装置１３は設けられていない。

【0102】

図６に、本実施形態における制御処理のフローチャートを示す。図６において、先の図２に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。

【0103】

本実施形態では第１系統ＥＳ１に電源部が設けられていないため、第２系統ＥＳ２に異常が発生すると、異常が発生していない第１系統ＥＳ１側の第１負荷３４に電力供給することができない。そのため、制御装置４０は、第２系統ＥＳ２に異常が発生すると、第２異常フラグＦ２を設定することなく第１，第２負荷３４，３６の制御を停止する。

【0104】

具体的には、本実施形態の制御処理では、ステップＳ２１において、第１異常フラグＦ１が「０」であると判定した場合、ステップＳ２３に進む。また、ステップＳ２４において、第１系統ＥＳ１に異常が発生していると判定した場合、ステップＳ５１において、第１，第２負荷３４，３６の制御を停止する。続くステップＳ５２では、報知部４４を介してドライバに制御停止を報知し、本処理を一旦終了する。

【0105】

以上詳述した電源システム１００は、電源装置１０及び蓄電池１６が設けられたメイン系統である第２系統ＥＳ２と、電源部を有しないサブ系統である第１系統ＥＳ１とを備える。本実施形態では、上記構成において、サブ系統に含まれる複数の負荷の少なくとも１つで地絡が生じた場合、系統間スイッチＳＷがハーフオン状態とされる。これにより、メイン系統の負荷の動作に支障が生じることを抑制しつつ、サブ系統において地絡が生じた負荷のみをサブ系統から離すことができ、残りの負荷の使用が可能となる。

【0106】

（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。

【0107】

各負荷３４，３６は、例えば以下の装置であってもよい。

【0108】

・車両に走行用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。

【0109】

・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。

【0110】

・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。また、第１，第２負荷３４，３６は、それぞれが異なる負荷ではなく、同一の負荷であってもよい。つまり、第１，第２負荷３４，３６が、第１系統内経路ＬＡ１及び第２系統内経路ＬＡ２の両方から電力供給を受ける同一の負荷であってもよい。

【0111】

・各負荷３４，３６は、同一機能を実現するための構成要素であってもよい。この場合、第１，第２負荷３４，３６のそれぞれは、例えば電動パワーステアリング装置のアクチュエータと電動パワーステアリングＥＣＵである。この場合、電動パワーステアリングＥＣＵは、第１系統内経路ＬＡ１及び第２系統内経路ＬＡ２の両方から電力供給を受けてもよい。

【0112】

・上記実施形態では、通常モードにおいて実施される制御処理について説明したが、制御処理は、支援モードにおいて実施されてもよい。この場合、支援モード中に、第１系統ＥＳ１の負荷３０，３４又は第２系統ＥＳ２の第２負荷３６のいずれかで地絡が生じた場合、特定ヒューズの溶断により第１，第２負荷３４，３６を用いた制御が可能となることから、支援モードを継続するようにしてもよい。一方、第１系統ＥＳ１の第１本経路ＬＤ１又は第２系統ＥＳ２の第２本経路ＬＤ２で地絡が生じた場合、第１負荷３４及び第２負荷３６のうち一方の負荷の使用が不可となることから、支援モードから通常モードに切り替えるようにしてもよい。

【0113】

・上記実施形態では、系統間スイッチＳＷがＭＯＳＦＥＴである例を示したが、これに限られない。図７（Ａ）～（Ｃ）に示すように、系統間スイッチＳＷが接点切替式のスイッチ（以下、メカスイッチ）ＳＷ１～ＳＷ３及び抵抗素子Ｒ１，Ｒ２により構成されていてもよい。この場合、図７（Ｂ），（Ｃ）に示すように、系統間スイッチＳＷに抵抗値が互いに異なる複数の抵抗素子Ｒ１，Ｒ２が含まれることで、ハーフオン状態における系統間スイッチＳＷの通電抵抗を調整することが可能となる。なお、系統間スイッチＳＷに含まれる抵抗素子Ｒ１，Ｒ２の数は、１個又は２個に限られず３個以上であってもよい。

【0114】

また、図７（Ｄ）に示すように、抵抗素子が可変抵抗ＲＡであり、メカスイッチＳＷＡにより可変抵抗ＲＡを通る経路と可変抵抗ＲＡを通らない経路とを切り替えるようにしてもよい。

【0115】

・上記実施形態では、電圧センサ２７が、系統間スイッチＳＷよりも第２系統ＥＳ２側に設けられている例を示したが、系統間スイッチＳＷよりも第１系統ＥＳ１側に設けられていてもよい。これにより、第１系統ＥＳ１で地絡が発生した場合において、第１電圧Ｖ１に基づいて第１系統ＥＳ１での電圧復帰が生じたことを判定することができる。

【0116】

・上記実施形態では、所定期間が経過したことを、蓄電池１６のＳＯＣ等の放電パラメータの変化の状況により判定する例を示したが、これに限られない。例えば、所定期間は、蓄電池１６の予想放電量に基づいて予め定められた設定期間であってもよい。

【0117】

・上記実施形態では、第１，第２系統ＥＳ１，ＥＳ２での電圧復帰後における系統間スイッチＳＷの開放を制御装置４０が実施する例を示したが、スイッチ操作部２４が上記開放動作を実施するようにしてもよい。

【0118】

・上記実施形態では、第１，第２系統ＥＳ１，ＥＳ２で電圧復帰が生じなかった場合における系統間スイッチＳＷの開放をスイッチ操作部２４が実施する例を示したが、制御装置４０が上記開放動作を実施するようにしてもよい。

【0119】

・上記実施形態では、監視部及びスイッチ制御部が、各種回路が内蔵されたハード回路により構成されている例を示したが、これに限られない。ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなるマイクロコンピュータにより構成されていてもよい。

【0120】

・上記実施形態では、電源部がリチウムイオン蓄電池である例を示したが、これに限られない。電源部は、例えば他の種類の蓄電池であってもよければ、電気二重層キャパシタであってもよい。

【符号の説明】

【0121】

１６…蓄電池、２０…電源監視装置、２２…監視部、２４…スイッチ操作部、３４…第１負荷、３６…第２負荷、１００…電源システム、ＥＳ１…第１系統、ＥＳ２…第２系統、ＦＡ…ヒューズ、ＳＷ…系統間スイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】