CN108454544A - 电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源系统。所述电源系统包括第一电路、第二电路和电压控制器。所述第一电路包括连接到第一负载、供电电源和第一电池中的每个的第一电源线。所述第二电路包括连接到第二负载的第二电源线和连接到所述第二电源线的第二电池。所述电压控制器包括连接在所述第一电源线和所述第二电源线之间的DC‑DC转换器。所述第二负载能够执行功能以代替由所述第一负载执行的功能的一部分。所述电压控制器包括转换器控制单元，其被配置为控制所述DC‑DC转换器，使得将高于或等于所述第二电池的电压的输出电压输出至所述第二电源线。

Description

电源系统
技术领域
本发明涉及一种电源系统。
背景技术
已知存在包括连接在一个电源线和另一个电源线之间的转换器的车辆电源系统(例如，参照日本专利申请公开第2007-131134号(JP2007-131134A))。在该车辆电源系统中，交流发电机、铅酸蓄电池和诸如音频装置的负载连接到一条电源线，并且锂离子电池和诸如电动转向系统的负载连接到另一条电源线。
发明内容
与上述技术的情况一样，存在安装在车辆上并且包括第一电源线的第一电路和包括第二电源线的第二电路经由直流-直流转换器(以下称为DC-DC转换器)彼此连接的电源系统。第一负载、电源和第一电池连接到第一电源线，而第二负载和第二电池连接到第二电源线。在如此配置的电源系统中，第二电路的第二电池通过经由DC-DC转换器从第一电路的供电电源提供的电力进行充电。
另外，根据上述配置，如果第一负载和第二负载各自具有备份另一个负载的功能，则即使当第一负载由于第一电路中的异常而发生故障时，也能够通过第二负载的功能来备份第一负载的功能。
然而，当第一电源线的电压变得低于第二电池的电压时，第二电池的电荷可以经由DC-DC转换器迁移到第一电源线，并且存储在第二电池中的电荷量可能减少。如果在第二电池中存储的电荷量以这种方式减少的状态下在第一电路中发生异常，则第一条线路发生异常时可能存在第二电池不能确保用于致动第二负载的电力的情况。例如，在这种情况下，即使第一负载由于第一电路中的异常而发生故障，第一负载的功能也可能不被第二负载的功能备份。
本发明的一个方案提供了一种电源系统，其能够在第一电路中发生异常的情况下防止来自第二电池的用于致动第二负载的电力的供应停止。
本发明的方案提供了一种电源系统，包括：第一电路，其包括连接到第一负载的第一电源线、连接到所述第一电源线的供电电源、以及连接到所述第一电源线的第一电池；第二电路，其包括连接到第二负载的第二电源线和连接到所述第二电源线的第二电池，所述第二负载被配置为执行功能以代替由所述第一负载执行的功能；以及电压控制器，其包括转换器控制单元和直流-直流转换器，所述直流-直流转换器连接在所述第一电源线和所述第二电源线之间，所述转换器控制单元被配置为通过使用来自所述第一电源线的输入电压控制所述直流-直流转换器，使得将高于或等于所述第二电池的电压的输出电压输出至所述第二电源线。
利用如此配置的电源系统，通过使用来自第一电源线的输入电压来控制DC-DC转换器，使得高于或等于第二电池的电压的输出电压被输出到第二电源线。因此，即使当第一电源线的电压变得低于第二电池的电压时，通过对DC-DC转换器的控制，第二电源线的电压保持为高于或等于第二电池的电压。因此，即使当第一电源线的电压比第二电池的电压低时，也能够防止第二电池的电荷经由DC-DC转换器向第一电源线迁移。因此，由于可以在第一电路中发生异常之前防止在第二电池中存储的电荷量的减少，因此由第二电池确保了在第一电路中出现异常时用于致动第二负载的电力。因此，即使当第一负载由于第一电路中的异常而发生故障时，第一负载的功能也由第二负载的功能备份。
在根据本发明的方案所述的电源系统中，所述电压控制器可以包括第一异常检测单元，所述第一异常检测单元被配置为检测所述第一电路的异常。所述转换器控制单元可以被配置为当所述第一异常检测单元未检测到所述第一电路的异常时，通过使用来自所述第一电源线的所述输入电压来控制所述直流-直流转换器，使得所述高于或等于所述第二电池的所述电压的所述输出电压从所述直流-直流转换器输出到所述第二电源线，以及所述转换器控制单元可以被配置为当所述第一异常检测单元已经检测到所述第一电路的所述异常时，控制所述直流-直流转换器，使得所述第一电源线与所述第二电源线中断。
因此，当第一电路中没有异常时，即使当第一电源线的电压变得低于第二电池的电压时，通过对DC-DC转换器的控制，第二电源线的电压也保持为高于或等于第二电池的电压。因此，与上述情况一样，可以在第一电路中发生异常之前防止在第二电池中存储的电荷量的减少，因此由第二电池确保了在第一电路中发生异常时用于致动第二负载的电力。另一方面，当在第一电路中出现异常时，控制DC-DC转换器，使得第一电源线与第二电源线中断。由此，可以停止电流经由DC-DC转换器在第一电源线与第二电源线之间的流动，因此可以防止第一电路的异常对第二电路的影响。
在根据本发明的方案所述的电源系统中，所述转换器控制单元可以被配置为当所述第一异常检测单元已经检测出所述第一电源线的电压变得低于所述第二电池的所述电压的第一欠压故障时，控制所述直流-直流转换器，使得所述第一电源线与所述第二电源线中断。
因此，即使当发生第一电源线的电压变得低于第二电池的电压的第一欠压故障时，也可以防止第二电池的电荷经由DC-DC转换器迁移到第一电源。因此，能够降低在发生第一欠压故障之后在第二电池中存储的电荷量的减少程度。因此，可以延长由第二电池确保在第一电路中发生异常时用于致动第二负载的电力的时间。另外，即使当由于第一电路中的异常而导致第一负载发生故障时，也能够延长通过第二负载的功能来备份第一负载的功能的时间。
第一电源线的电压变得比第二电池的电压低的第一欠压故障的具体示例包括第一电源线的接地短路、第一负载的内部短路等。
根据本发明的方案所述的电源系统可以包括：第三电源线，其连接在第三负载与位于所述第二电池和所述第二电源线之间的节点之间；以及第一中断机构，其连接在所述节点与所述第二电源线之间。所述转换器控制单元可以被配置为当所述第一异常检测单元已经检测到所述第一电路的所述异常时，控制所述第一中断机构，使得在来自所述第二电池的用于致动所述第三负载的电力变空之前使所述节点与所述第二电源线中断。
因此，当第一电路中存在异常时，第一中断机构被控制成使得在来自第二电池的用于致动第三负载的电力变空之前使所述节点与第二电源线中断。因此，在第二电池的全部电力作为用于致动第二负载的电力被消耗之前，由第二电池确保用于致动第三负载的电力。因此，与第二工作时间相比，可以延长第三负载的工作时间。当第三负载比第二负载更重要时，这是特别有效的。
在根据本发明的方案所述的电源系统中，所述电源系统可以被安装在车辆上，并且所述第三负载可以包括转向控制器，所述转向控制器被配置为通过线控转向来控制所述车辆的车轮转向角。
因此，即使当第一电路中存在异常的情况下，也可以特别地延长转向控制器的工作时间，从而更容易确保将车辆移动到安全地点的时间。
在根据本发明的方案所述的电源系统中，所述电压控制器可以包括第二异常检测单元，所述第二异常检测单元被配置为检测所述第二电路的异常，并且所述转换器控制单元可以被配置为当所述第二异常检测单元已经检测到所述第二电路的所述异常时，控制所述直流-直流转换器，使得所述第一电源线与所述第二电源线中断。
因此，当在第二电路中出现异常时，控制DC-DC转换器使得第一电源线与第二电源线中断。因此，能够停止电流经由DC-DC转换器在第一电源线与第二电源线之间的流动，因此能够防止第二电路的异常对第一电路的影响。
在根据本发明的方案所述的电源系统中，所述转换器控制单元可以被配置为当所述第一异常检测单元已经检测到所述第二电源线的电压变得低于所述第一电池的电压的第二欠压故障时，控制所述直流-直流转换器，使得所述第一电源线与所述第二电源线中断。
因此，即使当发生第二电源线的电压变得低于第一电池的电压的第二欠压故障时，也可以防止来自供电电源的电力和第一电池的电荷经由DC-DC转换器迁移到第二电源线。因此，可以在发生第二欠压故障之后降低第一电池中存储的电荷量的减少程度。因此，可以在第二电路中发生异常时延长用于致动第一负载的电力的时间。另外，即使当由于第二电路中的异常而导致第二负载发生故障时，也可以延长由第一负载的功能备份第二负载的功能的时间。
第二电源线的电压变得比第一电池的电压低的第二欠压故障的具体示例包括第二电源线的接地短路、第二负载的内部短路等。
在根据本发明的方案所述的电源系统中，所述输出电压可以高于或等于所述第二电池在完全充电状态下的电压。
因此，即使当第一电源线的电压变得低于第二电池的电压时，通过对DC-DC转换器的控制，第二电源线的电压也保持在高于或等于所述第二电池在完全充电状态下的电压。因此，在第一电路中发生异常之前，允许存储在第二电池中的电荷量保持在完全充电状态，因此第二电池更容易在第一电路中发生异常时确保用于致动第二负载的电力。
根据本发明的方案所述的电源系统可以包括：电池传感器，其被配置为监测所述第二电池；以及劣化检测单元，其被配置为检测所述第二电池的劣化。所述电压控制器可以包括第一内阻估计单元，其被配置为通过升高和降低所述第二电池的电压来估计所述第二电池的内阻。所述电池传感器可以包括第二内阻估计单元，其被配置为通过使所述第二电池执行脉冲放电来估计所述第二电池的内阻。所述劣化检测单元可以被配置为基于由所述第一内阻估计单元估计的所述内阻和由所述第二内阻估计单元估计的所述内阻来检测所述第二电池的劣化。
因此，为了检测第二电池的劣化，考虑由第一内阻估计单元估计的内阻和由第二内阻估计单元估计的内阻两者，因此提高了检测第二电池的劣化的精度。
在根据本发明的方案所述的电源系统中，所述第一负载和所述第二负载可以各被配置为通过执行与所述第一负载和所述第二负载中的另一负载执行的功能相同的功能来备份所述另一负载。
因此，即使当由于第一电路中的异常而使第一负载的预定功能发生故障时，也可以利用与预定功能相同的第二负载的功能来备份第一负载的预定功能。另一方面，即使当由于第二电路中的异常导致第二负载的预定功能发生故障，也可以通过使用与预定功能相同的第一负载的功能来备份第二负载的预定功能。
在根据本发明的方案所述的电源系统中，所述电源系统可以被安装在车辆上，并且所述第一负载和所述第二负载可以各具有与对所述车辆的运动的控制相关联的运动控制功能，并且所述第一负载和所述第二负载可以各被配置为备份所述第一负载和所述第二负载中的另一负载执行的所述运动控制功能。
因此，即使当第一负载的运动控制功能由于第一电路中的异常而发生故障时，也可以通过使用第二负载的运动控制功能来备份第一负载的运动控制功能。另一方面，即使当第二负载的运动控制功能由于第二电路中的异常而发生故障时，也可以通过使用第一负载的运动控制功能来备份第二负载的运动控制功能。
所述车辆的运动可以是指车辆的行驶、转弯和停止中的至少一种运动。
在根据本发明的方案所述的电源系统中，所述直流-直流转换器可以被配置为根据由所述转换器控制单元执行的控制而将所述输出电压输出到所述第二电源线。
在根据本发明的方案所述的电源系统中，所述第一负载和所述第二负载可以各具有对所述第一负载和所述第二负载中的另一负载的功能进行备份的功能。
根据本发明的方案，能够防止在第一电路发生异常的情况下停止来自第二电池的用于致动第二负载的电力的供应。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示出电源系统的配置的示例的视图；
图2是示出电压控制器的功能配置的示例的视图；
图3是示出电压控制器的操作的示例的流程图；
图4是示出电压控制器的硬件构造的示例的视图；和
图5是示出电池传感器的功能配置的示例的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的实施例。
图1是示出电源系统的配置的示例的视图。图1所示的电源系统1是安装在车辆50上的电源系统的示例。电源系统1包括电路100、电路200、电压控制器10、负载310和电源线302。
电路100是第一电路的示例。电路100包括负载组110、电源线102、电源103以及电池101。负载组110包括多个负载111至127。
负载111是管理车辆50的发动机控制的发动机电子控制单元(ECU)。当车辆50是使用发动机和电动机两者的混合动力车辆时，负载111包括管理混合动力控制的发动机ECU和HVECU两者。
负载112是控制车辆50的安全气囊的展开的安全气囊ECU。
负载113是检测车辆50的车轮的转向角的转向角传感器。
负载114包括检测位于车辆50侧向前方的周围对象的传感器和检测位于车辆50侧向后方的周围对象的传感器中的至少一个。
负载115包括检测位于车辆50后方的周围对象的传感器和检测位于车辆50侧向的周围对象的传感器中的至少一个。
负载116是显示驾驶车辆50的驾驶员的视野中的信息的平视显示器(HUD)。
负载117是与车辆50外部的装置无线通信的数据通信模块(DCM)。
负载118是监测车辆50的驾驶员的驾驶员监测装置。
负载119是在车辆50的自动驾驶模式的开启和关闭状态之间切换的自动模式开关。
负载120是控制驾驶员支持系统(DSS)的驾驶员支持ECU。DSS通过使用自动制动、警报等支持驾驶员对车辆50的驾驶。
负载121是控制车辆50的制动力的制动控制系统。
负载122是利用电动机支持车辆50的驾驶员的转向操作的系统(电子动力转向(EPS))。
负载123是检测位于车辆50前方的周围对象的传感器。
负载124是捕获位于车辆50前方的周围对象的相机。
负载125是通过指示灯向车辆50的驾驶员通知车辆50的预定车辆状态的指示器，并且例如包括检查发动机灯、制动报警灯等。
负载126是向车辆50的驾驶员输出诸如警报声音和语音的声音的扬声器。
负载127是安装在车辆50的左前侧的前照灯。
电源线102是第一电源线的示例，并且是连接到负载111至127的电流路径。电源线102例如是12V电源线。
电源103是供电电源的示例，并连接到电源线102。电源103向电池101、负载组110和电压控制器10供电。电源103经由电源线102向负载310供电。当转换器17被控制时，电源103能够经由转换器17向电路200和负载310供电。电源103的具体示例包括交流发电机、转换器(与转换器17不同的另一转换器)等。
电池101是第一电池的示例，并且连接到电源线102。电池101是当供电时可再充电的二次电池。电池101的具体示例是铅酸蓄电池。在电源103的输出电压低于电池101的电池电压的状态下，电池101用作向负载组110、电压控制器10和负载310供电的电源。在电源103的输出电压低于电池101的电池电压的状态下，当转换器17被控制时，电池101能够经由转换器17向电路200和负载310供电。
电路200是第二电路的示例。电路200包括负载组210、电源线202、电池201和电池传感器203。负载组210包括多个负载211至220。
负载211是控制自动驾驶系统(ADS)的自动驾驶ECU。ADS使用自动制动、自动转向等来控制车辆50的自动驾驶。
负载212是控制车辆50的制动力的制动控制系统。
负载213是利用电动机支持车辆50的驾驶员的转向操作的系统(电子动力转向(EPS))。
负载214是检测位于车辆50的前方的周围对象的传感器。
负载215是捕获车辆50周围的周围对象的相机。
负载216是存储地图数据的地图数据存储单元。
负载217是通过屏幕显示向车辆50的驾驶员通知车辆50的预定信息的显示器(多信息显示器(MID))。
负载218是为车辆50的驾驶员发出警报声的蜂鸣器。
负载219是安装在车辆50的右前侧的前照灯。
负载220是刮擦车辆的挡风玻璃的刮水器。
电源线202是第二电源线的示例，并且是连接到负载211至220的电流路径。电源线202例如是12V电源线，其携带与电源线102相同的电压。
电池201是第二电池的示例，并连接到电源线202。电池201向负载组210和电压控制器10供电。电池201经由电源线302向负载310供电。电池201是当供电时可再充电的二次电池。电池201的具体示例是铅酸蓄电池。
电池传感器203监测电池201，并将监测结果输出到电压控制器10。例如，电池传感器203通过在使电池201执行脉冲放电时测量电池201的电池电压和电池电流来估计电池201的内阻，并且将估计结果输出到电压控制器10。
电压控制器10是控制电源线102和电源线202之间的电压转换的装置的示例。电压控制器10包括转换器17、继电器18和继电器19。
转换器17是DC-DC转换器的示例。转换器17连接在电源线102与电源线202之间，并且在电源线102与电源线202之间进行DC-DC电压转换。
继电器18是连接在节点207和电源线202之间的第一中断机构的示例。节点207表示电池线204和电源线302彼此连接的连接点。电池线204是电源线202与电池201之间的电流路径。继电器18串联插入到电池线204中，以便能够中断节点207与电源线202。
继电器19是连接在节点207和电池201之间的第二中断机构的一个示例。继电器19串联插入到电池线204中，以便能够中断节点207与电池201。
负载310包括通过线控转向来控制车辆50的车轮转向角的转向控制器。所述转向控制器是在转向盘的轴和车轮转向轴之间不执行机械传动而执行电动传动的线控转向系统中控制车辆50的车轮转向角的系统。负载310可以包括除了转向控制器之外的负载。
电源线302是第三电源线的示例，并且是连接在节点207和负载310之间的电流路径。电源线302是承载与电源线202相同的电压的例如12V的电源线。
负载120至127中的每一个是第一负载的示例。负载211至219中的每一个是第二负载的示例。负载310是第三负载的示例。
负载120和负载211中的每个负载通过使用与另一个负载的功能类似的功能来备份另一个负载的功能。负载120是通过使用与负载211的功能类似的功能来备份负载211的功能的负载的示例。负载211是使用与负载120的功能类似的功能来备份负载120的功能的负载的示例。负载120和负载211在支持驾驶员方面具有相似性，但是在支持方式上彼此不同。
负载121和负载212中的每个负载通过使用与另一个负载的功能相同的功能来备份另一个负载的功能。负载121是通过使用与负载212的功能相同的功能来备份负载212的功能的负载的示例。负载212是通过使用与负载121的功能相同的功能来备份负载121的功能的负载的示例。负载121和负载212具有以相同的方式控制车辆50的制动力的相同功能。例如，负载121和负载212中的每一个的分担量是车辆50所需的总制动力的50％。
负载122和负载213中的每个负载通过使用与另一个负载的功能相同的功能来备份另一个负载的功能。负载122是通过使用与负载213的功能相同的功能来备份负载213的功能的负载的示例。负载213是通过使用与负载122的功能相同的功能来备份负载122的功能的负载的示例。负载122和负载213各自具有以相同的方式利用电动机支持车辆50的驾驶员的转向操作的相同功能。例如，负载122和负载213中的每一个的分担量是支持转向操作所需的总输出的50％。
负载123和负载214中的每个负载通过使用与另一个负载的功能相同的功能来备份另一个负载的功能。负载123是通过使用与负载214的功能相同的功能来备份负载214的功能的负载的示例。负载214是通过使用与负载123的功能相同的功能来备份负载123的功能的负载的示例。负载123和负载214在检测位于车辆50前方的周围对象时具有共性。
负载124和负载215中的每个负载通过使用与另一个负载的功能类似的功能来备份另一个负载的功能。负载124是通过使用与负载215的功能类似的功能来备份负载215的功能的负载的示例。负载215是通过使用与负载124的功能类似的功能来备份负载124的功能的负载的示例。负载124和负载215在捕获车辆50周围的周围对象方面具有相似性，但是在捕获方式方面彼此不同。
负载125和负载217中的每个负载通过使用与另一个负载的功能类似的功能来备份另一个负载的功能。负载125是通过使用与负载217的功能类似的功能来备份负载217的功能的负载的示例。负载217是通过使用与负载125的功能类似的功能来备份负载125的功能的负载的示例。负载125和负载217在通知车辆状态方面具有相似性，但是在通知方式方面彼此不同。
负载126和负载218中的每个负载通过使用与另一个负载的功能类似的功能来备份另一个负载的功能。负载126是通过使用与负载218的功能类似的功能来备份负载218的功能的负载的示例。负载218是通过使用与负载126的功能类似的功能来备份负载126的功能的负载的示例。负载126和负载218在输出声音方面具有相似性，但是在输出声音的方式方面彼此不同。
负载127和负载219中的每个负载通过使用与另一个负载的功能相同的功能来备份另一个负载的功能。负载127是通过使用与负载219的功能相同的功能来备份负载219的功能的负载的示例。负载219是通过使用与负载127的功能相同的功能来备份负载127的功能的负载的示例。负载127和负载219具有以相同的方式照射车辆50的前方区域的相同功能。例如，负载127照射车辆50的左前方的区域，而负载219照射车辆50的右前方的区域。
所述“备份”是指当一个负载发生故障时另一个负载维持所述一个负载的功能。
图2是示出电压控制器的功能配置的示例的视图。电压控制器10包括异常检测单元11、异常检测单元12、转换器控制单元13、升压/降压控制单元14、内阻估计单元15以及劣化检测单元16。
在图4(稍后描述)中，电压控制器10包括作为处理器的示例的中央处理单元(CPU)34、只读存储器(ROM)41和随机存取存储器(RAM)42。当CPU 34执行存储在ROM 41中的程序时，CPU 34实施异常检测单元11、异常检测单元12、转换器控制单元13、升压/降压控制单元14、内阻估计单元15和劣化检测单元16的处理功能。所述程序包括用于使CPU 34执行处理流程的程序。RAM 42在基于CPU 34执行的程序的计算中存储包括中间数据等的各种数据。
在图2中，异常检测单元11是第一异常检测单元的示例，并且检测电压电路100的异常(例如，第一欠压故障等)。异常检测单元12是第二异常检测单元的示例，并且检测电路200的异常(例如，第二欠压故障等)。
转换器控制单元13是转换器控制单元的一个示例。转换器控制单元13通过使用来自电源线102的输入电压来控制转换器17，使得高于或等于电池201的电压的输出电压被输出到电源线202。当由异常检测单元11，12中的至少一个检测出异常时，转换器控制单元13控制转换器17以使电源线102与电源线202中断。
当异常检测单元11，12中的任一个都未检测到异常时，升压/降压控制单元14控制电池201的升压和降压以检测电池201的劣化。内阻估计单元15是第一内阻估计单元的示例。内阻估计单元15通过使升压/降压控制单元14对电池201升压和降压，通过使用欧姆定律来估计电池201的内阻。劣化检测单元16基于电池201的估计内阻检测电池201的劣化。
图3是示出电压控制器的操作的示例的流程图。CPU34(参见图4)以预定间隔执行从“开始”到“结束”的流程。
在步骤S10中，异常检测单元11判定是否已经检测到电路100的异常。在步骤S20中，异常检测单元12判定是否检测到电路200的异常。
当没有检测到电路100的异常或电路200的异常时，转换器控制单元13接通转换器17，接通继电器18并接通继电器19(步骤S30)。在步骤S30中，转换器控制单元13通过使用来自电源线102的输入电压来控制转换器17，使得高于或等于电池201的电压的输出电压被输出到电源线202。
随着以这种方式控制转换器17，从电源线102侧向电源线202侧供电，并且电源线202的电压保持为高于或等于电池201的电压。因此，在此之后，即使当电源线102的电压变得低于电池201的电压时，也可以防止电池201的电荷经由转换器17迁移到电源线102。因此，能够在电路100中发生异常之前防止存储在电池201中的电荷量的减少，因此能够由电池201确保在电路100中发生异常时用于致动负载211至219的电力。因此，即使当负载120至127由于电路100中的异常而发生故障时，也可以通过使用负载211至219的功能来备份负载120至127的功能。
在步骤30中，例如，高于或等于电池201的电压(即，转换器17到电源线202的输出电压)的输出电压高于或等于电池在完全充电状态下的电压201。在步骤30中，转换器控制单元13可以控制转换器17，使得高于电池201的电压的输出电压被输出到电源线202。在这种情况下，例如，高于电池201的电压(即，转换器17到电源线202的输出电压)的输出电压可以高于电池201在完全充电状态下的电压。
因此，即使当电源线102的电压变得低于电池201的电压时，也通过对转换器17的控制而将电源线202的电压保持在高于或等于电池201在完全充电状态下的电压。因此，由于在电路100中发生异常之前允许存储在电池201中的电荷量保持在完全充电状态，因此更容易由电池201确保在电路100发生异常时用于致动负载211至219的电力。
当在步骤S20中没有检测到电路100的异常但检测到电路200的异常时，转换器控制单元13关断转换器17，关闭继电器18并关闭继电器19(步骤S40)。在步骤S40中，转换器控制单元13控制转换器17，使得电源线102与电源线202中断。随着以这种方式控制转换器17，电源线102与电源线202中断，将电源103和电池101中的至少一个的电力供应到负载组110中的负载111到127和负载310。
这样，当在电路200中发生异常时，控制转换器17使得电源线102与电源线202中断。因此，可以停止电流经由转换器17在电源线102和电源线202之间的流动，因此可以防止电路200的异常对电路100的影响。
例如，当异常检测单元12检测出电源线202的电压比电池101的电压低的第二欠压故障时，转换器控制单元13控制转换器17使得电源线102与电源线202中断。例如，当电源线202的电压比电池101的电压低预定减小量时，异常检测单元12检测到电路200的欠压故障。在这种情况下，异常检测单元12估计发生了电源线202的接地短路、负载211至220中的任一个的内部短路等。
在步骤S40中，即使当发生了电源线202的电压变得低于电池101的电压的第二欠压故障时，也可以防止来自电源103的电力和电池101的电荷迁移经由转换器17迁移到电源线202。因此，可以在电路200中发生了第二欠压故障之后减小存储在电池101中的电荷量减少的程度。因此，在电路200发生异常时，能够延长用电池101确保用于致动负载120至127的电力的时间。另外，即使当负载211至219由于电路200中的异常而发生故障时，也可以通过使用负载120至127的功能来延长负载211至219的功能被备份的时间。
当在步骤S10中检测到电路100的异常时，转换器控制单元13判定从检测到电路100的异常起是否经过了预定延迟时间(步骤S50)。当转换器控制单元13判定从检测到电路100的异常起没有经过预定延迟时间时，转换器控制单元13执行步骤S60的处理。当转换器控制单元13判定从检测到电路100的异常起经过了预定延迟时间时，转换器控制单元13执行步骤S70的处理。
在步骤S60中，转换器控制单元13关断转换器17，接通继电器18并且接通继电器19(步骤S60)。因此，电源线102与电源线202中断，并且电池201的电力被供应到负载组210中的负载211至220和负载310。
这样，当在电路100中发生异常时，控制转换器17使得电源线102与电源线202中断。因此，可以停止电流经由转换器17在电源线102和电源线202之间的流动，因此可以防止电路100的异常对电路200的影响。
例如，当由异常检测单元11检测出电源线102的电压变得比电池201的电压低的第一欠压故障时，转换器控制单元13控制转换器17，使得电源线102与电源线202中断。例如，当电源线102的电压变得比电池201的电压低预定减少量时，异常检测单元11检测到电路100的欠压故障。在这种情况下，异常检测单元11估计发生了电源线102的接地短路、负载111至127中的任一个的内部短路等。
在步骤S60中，即使当发生电源线102的电压变得低于电池201的电压的第一欠压故障时，也可以防止电池201的电荷经由转换器17迁移到电源线102。因此，可以在电路100中发生第一欠压故障之后减小存储在电池201中的电荷量减少的程度。因此，在电路100发生异常时，可以延长由电池201确保用于致动负载211至219的电力的时间。另外，即使当负载120至127由于电路100中的异常而发生故障时，也可以通过使用负载211至219的功能来延长负载120至127的功能被备份的时间。
在步骤S70中，转换器控制单元13关断转换器17，关断继电器18并且接通继电器19(步骤S70)。因此，电源线102与电源线202中断，并且电池201的电力被供应到负载310而不被供应到负载组210中的负载211到220。
以这种方式，当异常检测单元11检测到电路100的异常时，转换器控制单元13控制继电器18，使得节点207在来自电池210的用于致动负载310的电力变空之前与电源线202中断。
因此，当电路100中存在异常时，控制继电器18使得在来自电池201的用于致动负载310的电力变空之前使节点207与电源线202中断。因此，在电池201的全部电力作为用于致动负载211至219的电力被消耗之前，由电池201确保用于致动负载310的电力。因此，与第二工作时间相比较可以延长负载310的工作时间。当负载310比负载211至219更重要时，这是特别有效的。
例如，负载310包括通过线控转向来控制车辆50的车轮转向角的转向控制器。在这种情况下，即使当电路100中存在异常时，也可以特别地延长转向控制器的工作时间，从而可以确保用于将车辆50移动到更安全地点的时间。
这样，对于电源系统1，负载120至127和负载211至219中的每一个负载的与另一个负载的功能相同或相似的功能是用于控制车辆50的运动的运动控制功能。因此，即使当负载120至127的运动控制功能由于电路100的异常而发生故障时，也能够利用负载211至219的运动控制功能来备份负载120至127的运动控制功能。另一方面，即使当负载211至219的运动控制功能由于电路200中的异常而发生故障时，也可以通过使用负载120至127的运动控制功能来备份负载211至219的运动控制功能。
图4是示出电压控制器的硬件构造的示例的视图。电压控制器10包括转换器17、继电器18、继电器19、分流电阻31，32、输入电路33、CPU 34、驱动器35和36、电流检测单元37、过电流检测单元38、电压检测单元39、信号输入电路40、ROM 41和RAM 42。
转换器17是包括晶体管21至24和电感器25的所谓的H桥双向调节器电路。转换器17选择性地执行转换来自电源线102的输入电力的电压并且对电源线202供应经电压转换后的输出电力的操作以及转换来自电源线202的输入电力的电压并且对电源线102供应经电压转换后的输出电力的操作。
当经由输入电路33检测到点火信号IG的开启状态时，CPU 34接通转换器17的电压转换。当经由输入电路33检测到点火信号IG的关闭状态时，CPU34关断转换器17的电压转换。
电流检测单元37使用分流电阻器31检测流过电源线102的电流，并且利用分流电阻器32检测流过电源线202的电流。电压检测单元39检测电源线102的电压和电源线202的电压，并且检测电池201的电压和负载310的电压。CPU 34将基于由电流检测单元37检测到的电流和由电压检测单元39检测到的电压的脉宽调制信号供应到驱动器35。因此，转换器17的电压转换由驱动器35驱动。当由电流检测单元37检测到的电流被过电流检测单元38检测为过电流时，CPU 34关断转换器17。CPU34使用驱动器36接通或关断继电器18，19。
图5是示出电池传感器的功能配置的示例的视图。电池传感器203包括脉冲放电控制单元205和内阻估计单元206。脉冲放电控制单元205控制电池201的脉冲放电。内阻估计单元206是第二内阻估计单元的示例。在通过使用脉冲放电控制单元205使电池201进行脉冲放电的脉冲放电期间，内阻估计单元206通过使用电池201的升压/降压操作时的电压差和电流差来估计电池201的内阻。脉冲放电将周期性地重复电池201的放电和停止放电。
同样如图4所示，电池传感器203包括作为处理器的示例的中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。当CPU执行存储在ROM中的程序时，由CPU实施脉冲放电控制单元205和内阻估计单元206的处理功能。所述程序包括用于使CPU执行处理流程的程序。RAM在基于CPU执行的程序的计算中存储包括中间数据等的各种数据。
内阻估计单元206将估计的内阻发送至电压控制器10的劣化检测单元16。劣化检测单元16基于由内阻估计单元15估计的内阻和由内阻估计单元206估计的内阻来检测电池201的劣化。因此，为了检测电池201的劣化，考虑了由内阻估计单元15估计的内阻和由内阻估计单元206估计的内阻两者，所以检测电池201的劣化的精度提高。
电池201的劣化模式包括能够基于由内阻估计单元15估计的内阻来检测劣化而基于由内阻估计单元206估计的内阻而不能检测到劣化的模式。另一方面，存在基于由内阻估计单元15估计的内阻不能检测到劣化而能够基于由内阻估计单元206估计的内阻检测到劣化的模式。因此，劣化检测单元16能够基于内阻估计单元206估计的内阻而检测到基于内阻估计单元15估计的内阻不能检测到的劣化模式。另一方面，劣化检测单元16能够基于内阻估计单元15估计的内阻而检测到基于内阻估计单元206估计的内阻不能检测到的劣化模式。
电池201的劣化模式包括能够基于由内阻估计单元15估计的内阻来检测劣化并且还能够基于由内阻估计单元206估计的内阻来检测劣化的模式。因此，当已经使用任意内阻估计方式检测到劣化时，劣化检测单元16能够高度精确地判定检测到的劣化模式是使用任意内阻估计方式可检测到的劣化模式。
基于实施例描述了电源系统；然而，本发明不限于上述实施例。可以在本发明的范围内可应用诸如与另一实施例的部分或全部的组合和替换的各种变形例和改进例。

Claims (13)

1.一种电源系统，其特征在于包括：
第一电路，其包括连接到第一负载的第一电源线、连接到所述第一电源线的供电电源、以及连接到所述第一电源线的第一电池；
第二电路，其包括连接到第二负载的第二电源线和连接到所述第二电源线的第二电池，所述第二负载被配置为执行功能以代替由所述第一负载执行的功能；以及
电压控制器，其包括转换器控制单元和直流-直流转换器，所述直流-直流转换器连接在所述第一电源线和所述第二电源线之间，所述转换器控制单元被配置为通过使用来自所述第一电源线的输入电压控制所述直流-直流转换器，使得将高于或等于所述第二电池的电压的输出电压输出至所述第二电源线。
2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于：
所述电压控制器包括第一异常检测单元，所述第一异常检测单元被配置为检测所述第一电路的异常；
所述转换器控制单元被配置为当所述第一异常检测单元未检测到所述第一电路的异常时，通过使用来自所述第一电源线的所述输入电压来控制所述直流-直流转换器，使得所述高于或等于所述第二电池的所述电压的所述输出电压从所述直流-直流转换器输出到所述第二电源线，以及
所述转换器控制单元被配置为当所述第一异常检测单元已经检测到所述第一电路的所述异常时，控制所述直流-直流转换器，使得所述第一电源线与所述第二电源线中断。
3.根据权利要求2所述的电源系统，其特征在于：
所述转换器控制单元被配置为当所述第一异常检测单元已经检测出所述第一电源线的电压变得低于所述第二电池的所述电压的第一欠压故障时，控制所述直流-直流转换器，使得所述第一电源线与所述第二电源线中断。
4.根据权利要求2或3所述的电源系统，其特征在于进一步包括：
第三电源线，其连接在第三负载与位于所述第二电池和所述第二电源线之间的节点之间；以及
第一中断机构，其连接在所述节点与所述第二电源线之间，其中，
所述转换器控制单元被配置为当所述第一异常检测单元已经检测到所述第一电路的所述异常时，控制所述第一中断机构，使得在来自所述第二电池的用于致动所述第三负载的电力变空之前使所述节点与所述第二电源线中断。
5.根据权利要求4所述的电源系统，其特征在于：
所述电源系统被安装在车辆上，并且
所述第三负载包括转向控制器，所述转向控制器被配置为通过线控转向来控制所述车辆的车轮转向角。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的电源系统，其特征在于，
所述电压控制器包括第二异常检测单元，所述第二异常检测单元被配置为检测所述第二电路的异常，并且
所述转换器控制单元被配置为当所述第二异常检测单元已经检测到所述第二电路的所述异常时，控制所述直流-直流转换器，使得所述第一电源线与所述第二电源线中断。
7.根据权利要求6所述的电源系统，其特征在于：
所述转换器控制单元被配置为当所述第一异常检测单元已经检测到所述第二电源线的电压变得低于所述第一电池的电压的第二欠压故障时，控制所述直流-直流转换器，使得所述第一电源线与所述第二电源线中断。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电源系统，其特征在于，
所述输出电压高于或等于所述第二电池在完全充电状态下的电压。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电源系统，其特征在于进一步包括：
电池传感器，其被配置为监测所述第二电池；以及
劣化检测单元，其被配置为检测所述第二电池的劣化，其中，
所述电压控制器包括第一内阻估计单元，其被配置为通过升高和降低所述第二电池的电压来估计所述第二电池的内阻；
所述电池传感器包括第二内阻估计单元，其被配置为通过使所述第二电池执行脉冲放电来估计所述第二电池的内阻；以及
所述劣化检测单元被配置为基于由所述第一内阻估计单元估计的所述内阻和由所述第二内阻估计单元估计的所述内阻来检测所述第二电池的劣化。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电源系统，其特征在于，
所述第一负载和所述第二负载各被配置为通过执行与所述第一负载和所述第二负载中的另一负载执行的功能相同的功能来备份所述另一负载。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电源系统，其特征在于，
所述电源系统被安装在车辆上，并且
所述第一负载和所述第二负载各具有与对所述车辆的运动的控制相关联的运动控制功能，并且所述第一负载和所述第二负载各被配置为备份所述第一负载和所述第二负载中的另一负载执行的所述运动控制功能。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电源系统，其特征在于，
所述直流-直流转换器被配置为根据由所述转换器控制单元执行的控制而将所述输出电压输出到所述第二电源线。
13.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于：
所述第一负载和所述第二负载各具有对所述第一负载和所述第二负载中的另一负载的功能进行备份的功能。
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