JP2008072880A - Power supply system - Google Patents

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JP2008072880A JP2006251706A JP2006251706A JP2008072880A JP 2008072880 A JP2008072880 A JP 2008072880A JP 2006251706 A JP2006251706 A JP 2006251706A JP 2006251706 A JP2006251706 A JP 2006251706A JP 2008072880 A JP2008072880 A JP 2008072880A
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Seiji Makita
聖嗣 牧田
Yoshiaki Oshima
義敬 尾島
Shinya Araki
慎也 荒木
Akihiro Hara
昭博 原
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply system capable of stably supplying electric power, even if fluctuations in the power source voltage of a voltage system is generated. <P>SOLUTION: This power supply system which comprises a DC/DC converter 30 that converts the voltage of a low-voltage system 10 and the voltage of a high-voltage system 12, supplies electric power of the high-voltage system 12 to the low-voltage system 10 via the DC-DC converter 30 through voltage conversion. The low-voltage system 10 is provided with a first feed system that includes a low-voltage system battery 14 and a generator 16, which feeds electric power to a redundant system electric load 22 of the low-voltage system 10; a changeover switch 44 capable of interrupting the electrical continuity between the first feed system and the DC/DC converter 30, and a second feed system 6 that enables supplying of electric power from the DC/DC converter 30 to the redundant system electrical load 22 of the low-voltage system 10, when conduction is interrupted by the changeover switch 44. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両などに搭載された電源システムに係り、特に、一方の電圧系の電力を電圧変換して他方の電圧系に供給する電源システムに関する。   The present invention relates to a power supply system mounted on a vehicle or the like, and more particularly to a power supply system that converts the voltage of one voltage system into a voltage and supplies it to the other voltage system.

従来から、高電圧系と低電圧系との間に直流−直流電圧変換器(DC−DCコンバータ)を設けた電源システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。DC−DCコンバータは、高電圧系と低電圧系との間に介在するインダクタンスと、インダクタンスと接地端子との間に設けられるコンデンサと、を有している。DC−DCコンバータは、一方の系の電力をインダクタンスとコンデンサとを用いて電圧変換して他方の系に供給する。従って、上記の電源システムによれば、低電圧系から高電圧系へ若しくは高電圧系から低電圧系へ又は双方に電力を供給することが可能である。   Conventionally, a power supply system in which a DC-DC voltage converter (DC-DC converter) is provided between a high voltage system and a low voltage system is known (see, for example, Patent Document 1). The DC-DC converter has an inductance interposed between the high voltage system and the low voltage system, and a capacitor provided between the inductance and the ground terminal. The DC-DC converter converts the power of one system into a voltage using an inductance and a capacitor and supplies it to the other system. Therefore, according to the above power supply system, it is possible to supply power from the low voltage system to the high voltage system or from the high voltage system to the low voltage system or both.

また、上記の電源システムにおいては、低電圧系に設けられた低圧バッテリの端子間電圧や温度に基づいてその低圧バッテリが良好な状態にあるか否かが検知される。そして、低圧バッテリが良好な状態にない場合には、高電圧系側から低電圧系側に、低電圧系に設けられた負荷の消費電力に応じた電力が供給され、その負荷の作動が許可される。このため、低圧バッテリが過放電され或いは過充電されるのを抑止することが可能となっていると共に、低電圧系の負荷が作動可能な機会をできるだけ確保することが可能となっている。
特開2004−320877号公報
Further, in the above power supply system, it is detected whether or not the low voltage battery is in a good state based on the voltage and temperature between terminals of the low voltage battery provided in the low voltage system. If the low-voltage battery is not in good condition, power corresponding to the power consumption of the load provided in the low voltage system is supplied from the high voltage system side to the low voltage system side, and the operation of the load is permitted. Is done. For this reason, it is possible to prevent the low-voltage battery from being overdischarged or overcharged, and it is possible to secure as many opportunities as possible to operate the low-voltage load.
JP 2004-320877 A

ところで、各電圧系における電源電圧は、一般的に、変動しやすいものである。しかしながら、各電圧系間の電源電圧の変換を行うDC−DCコンバータは一方の電圧系の電力を電圧変換して他方の電圧系に供給するため、上述の従来技術では、電源電圧の変動の態様によっては、その変動がDC−DCコンバータの給電制御に影響を与えるおそれがある。   Incidentally, the power supply voltage in each voltage system generally tends to fluctuate. However, since the DC-DC converter that converts the power supply voltage between the voltage systems converts the voltage of one voltage system and supplies it to the other voltage system, the above-described conventional technique has a mode of fluctuation of the power supply voltage. Depending on the case, the fluctuation may affect the power supply control of the DC-DC converter.

そこで、本発明は、電圧系の電源電圧に変動が生じても安定した給電を実施することができる、電源システムの提供を目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a power supply system capable of performing stable power supply even when fluctuations occur in the power supply voltage of the voltage system.

上記目的を達成するため、本発明の電源システムは、
第1の電圧系の電圧と第2の電圧系の電圧を変換する電圧変換手段を有し、
前記電圧変換手段を介して一方の電圧系の電力を電圧変換して他方の電圧系に供給する電源システムであって、
いずれか一方の電圧系が、
該電圧系の電気負荷に給電する第1の給電系統と、
前記第1の給電系統と前記電圧変換手段との導通を遮断可能な遮断手段と、
前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする第2の給電系統とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the power supply system of the present invention provides:
Voltage conversion means for converting the voltage of the first voltage system and the voltage of the second voltage system;
A power supply system that converts the voltage of one voltage system through the voltage conversion means and supplies the power to the other voltage system,
Either voltage system is
A first power supply system for supplying power to the electric load of the voltage system;
A blocking means capable of blocking conduction between the first power feeding system and the voltage converting means;
And a second power supply system that enables power supply from the power conversion means to the electric load of the voltage system when the interruption means interrupts the conduction.

これにより、一方の電圧系の電源電圧がどのように変動しても、その電源電圧の電力を供給する前記第1の給電手段と前記電圧変換手段との導通が前記遮断手段によって遮断されれば、前記電圧変換手段は、その変動する電源電圧に影響されずに、その変動する電圧系の電気負荷に対して他方の電圧系から安定した給電を実施することができる。   As a result, no matter how the power supply voltage of one voltage system fluctuates, the conduction between the first power supply means for supplying the power of the power supply voltage and the voltage conversion means is interrupted by the interruption means. The voltage conversion means can perform stable power supply from the other voltage system to the electric load of the voltage system that is not affected by the power supply voltage that fluctuates.

ここで、本発明の電源システムは、
前記該電圧系の給電状態を検出する給電状態検出手段と、前記給電状態検出手段の検出結果に基づいて前記該電圧系の異常を判定する異常判定手段とを備え、前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記該電圧系が異常と判定された場合に、前記導通を遮断すると好ましい。これにより、異常と判定された給電系統を前記電圧変換手段から切り離すことができるので、前記電圧変換手段がその異常の影響を受けずに、前記電圧変換手段から前記第2の給電系統を介して異常給電系統の電気負荷に安定した給電を実施することができる。
Here, the power supply system of the present invention is
A power supply state detecting unit for detecting the power supply state of the voltage system; and an abnormality determining unit for determining an abnormality in the voltage system based on a detection result of the power supply state detecting unit. It is preferable that the conduction is cut off when the voltage system is determined to be abnormal by the determination means. Thereby, since the power feeding system determined to be abnormal can be disconnected from the voltage converting means, the voltage converting means is not affected by the abnormality, and the voltage converting means passes through the second power feeding system. Stable power supply can be performed to the electric load of the abnormal power supply system.

このとき、前記第2の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、前記給電状態検出手段は、前記第2の給電系統を介する電流を検出し、前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記第2の給電系統を介する電流値が所定閾値以上検出された場合に、前記第1の給電系統の異常として前記該電圧系を異常と判定するようにしてもよい。前記導通がある状態では前記第1の給電系統でも前記第2の給電系統でも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電がされ得るため、前記第2の給電系統を介する電流値が大きくなれば、前記第1の給電系統に断線等の異常が発生したとみなせるからである。前記第1の給電系統の異常として前記該電圧系が異常と判定されれば、前記遮断手段によって前記導通が遮断されることとなるので、前記電圧変換手段から前記第2の給電系統を介して異常給電系統の電気負荷に安定した給電を実施することができる。   At this time, the second power supply system enables power supply from the power conversion means to the electric load of the voltage system not only when the interruption means interrupts the conduction but also when there is the conduction. In the power supply system, the power supply state detection means detects a current passing through the second power supply system, and the abnormality determination means has a current value passed through the second power supply system determined by the power supply state detection means. When the threshold value is detected, the voltage system may be determined to be abnormal as an abnormality of the first power feeding system. In the state where there is continuity, the power supply from the power conversion means can be fed to the electric load of the voltage system in both the first power feeding system and the second power feeding system, so that the current value through the second power feeding system This is because it can be considered that an abnormality such as disconnection has occurred in the first power feeding system. If it is determined that the voltage system is abnormal as an abnormality of the first power supply system, the conduction is interrupted by the interruption means, so that the voltage conversion means passes through the second power supply system. Stable power supply can be performed to the electric load of the abnormal power supply system.

また、このとき、前記第2の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、前記給電状態検出手段は、前記第2の給電系統を介する電流を検出し、前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記第2の給電経路を介する電流が検出されない場合に、前記第2の給電系統の異常と判定し、前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記第2の給電系統の異常と判定された場合には、前記導通の遮断を中止するのが好ましい。前記導通がある状態では前記第1の給電系統でも前記第2の給電系統でも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電がされ得るため、前記第2の給電系統を介する電流が検出されなければ、前記第2の給電系統に断線等の異常が発生したとみなせる。この場合、前記第2の給電系統の異常として前記該電圧系が異常と判定されることにより前記遮断手段によって前記導通が遮断されてしまうと、前記該電圧系の電気負荷に対する給電が不能となるおそれがある。したがって、前記異常判定手段によって前記第2の給電系統の異常と判定された場合には前記導通の遮断を中止するのが好適である。   At this time, the second power supply system can supply power from the power conversion means to the electric load of the voltage system not only when the interruption means interrupts the conduction but also when there is the conduction. The power supply state detecting means detects a current passing through the second power supply system, and the abnormality determining means is configured to detect a current passing through the second power supply path by the power supply state detecting means. If it is not detected, it is determined that the second power supply system is abnormal, and the interruption means stops the conduction interruption when the abnormality determination means determines that the second power supply system is abnormal. Is preferred. In the state where there is continuity, the power supply from the power conversion means can be fed to the electric load of the voltage system in both the first power feeding system and the second power feeding system, so that the current through the second power feeding system is If not detected, it can be considered that an abnormality such as disconnection has occurred in the second power feeding system. In this case, when the voltage system is determined to be abnormal as an abnormality of the second power supply system and the continuity is interrupted by the interrupting means, power supply to the electric load of the voltage system becomes impossible. There is a fear. Therefore, it is preferable that the interruption of the conduction is stopped when the abnormality determination means determines that the second power feeding system is abnormal.

ところで、本発明の電源システムにおいて、
前記第2の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、前記遮断手段による遮断期間に前記第2の給電系統を介する電流を検出する給電状態検出手段と、前記給電状態検出手段によって前記第2の給電系統を介する電流値が所定閾値以上検出された場合に前記第1の給電系統の異常と判定する異常判定手段とを備え、前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記第1の給電系統の異常と判定された場合に、前記導通の遮断を継続するようにしてもよい。前記導通がある状態では前記第1の給電系統でも前記第2の給電系統でも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電がされ得るため、前記遮断手段による遮断期間に前記第2の給電系統を介する電流値が大きくなれば、前記第1の給電系統に断線等の異常が発生したとみなせるからである。前記第1の給電系統の異常として前記該電圧系が異常と判定されれば、前記遮断手段によって前記導通が遮断されることとなる。つまり、正常時に前記遮断期間による遮断を行うことで、できるだけ速やかに異常の発生を検出することができる。
By the way, in the power supply system of the present invention,
The second power supply system is a power supply system that enables power supply from the power conversion means to the electric load of the voltage system not only when the interruption means interrupts the conduction but also when there is the conduction. The power supply state detecting means for detecting the current through the second power supply system during the interruption period by the power supply means, and the current value through the second power supply system is detected by the power supply state detecting means above a predetermined threshold value. An abnormality determining unit that determines that the first power feeding system is abnormal when the abnormality determining unit determines that the abnormality of the first power feeding system is determined by the abnormality determining unit. May be continued. In the state where there is continuity, the power supply means can supply power to the electric load of the voltage system in both the first power supply system and the second power supply system. This is because it can be considered that an abnormality such as disconnection has occurred in the first power supply system if the current value through the power supply system increases. If the voltage system is determined to be abnormal as an abnormality of the first power supply system, the conduction is interrupted by the interruption means. That is, the occurrence of an abnormality can be detected as quickly as possible by performing the interruption according to the interruption period at the normal time.

このとき、また、前記第2の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、前記遮断手段による遮断期間に前記第2の給電系統を介する電流を検出する給電状態検出手段と、前記給電状態検出手段によって前記第2の給電系統を介する電流が検出されない場合に前記第2の給電系統の異常と判定する異常判定手段とを備え、前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記第2の給電系統の異常と判定された場合に、前記導通の遮断を中止するのが好ましい。前記導通がある状態では前記第1の給電系統でも前記第2の給電系統でも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電がされ得るため、前記遮断手段による遮断期間に前記第2の給電系統を介する電流が検出されなければ、前記第2の給電系統に断線等の異常が発生したとみなせる。この場合、前記第2の給電系統の異常として前記該電圧系が異常と判定されることにより前記遮断手段によって前記導通が遮断されてしまうと、前記該電圧系の電気負荷に対する給電が不能となるおそれがある。したがって、前記異常判定手段によって前記第2の給電系統の異常と判定された場合には前記導通の遮断を中止するのが好適である。つまり、上記同様に、正常時に前記遮断期間による遮断を行うことで、できるだけ速やかに異常の発生を検出することができる。   At this time, the second power supply system can supply power from the power conversion means to the electric load of the voltage system not only when the interruption means interrupts the conduction but also when there is the conduction. A power supply state detecting means for detecting a current through the second power supply system during a cutoff period by the power supply means, and a current through the second power supply system is detected by the power supply state detecting means. An abnormality determining unit that determines that the second power feeding system is abnormal when the abnormality is not detected, and the blocking unit interrupts the conduction when the abnormality determining unit determines that the second power feeding system is abnormal. Is preferably discontinued. In the state where there is continuity, the power supply means can supply power to the electric load of the voltage system in both the first power supply system and the second power supply system. If no current is detected through the power feeding system, it can be considered that an abnormality such as disconnection has occurred in the second power feeding system. In this case, when the voltage system is determined to be abnormal as an abnormality of the second power supply system and the continuity is interrupted by the interrupting means, power supply to the electric load of the voltage system becomes impossible. There is a fear. Therefore, it is preferable that the interruption of the conduction is stopped when the abnormality determination means determines that the second power feeding system is abnormal. That is, as described above, the occurrence of an abnormality can be detected as quickly as possible by performing the interruption according to the interruption period at the normal time.

ところで、本発明の電源システムにおいて、
前記給電状態検出手段は、前記第1の給電系統の給電電圧を検出し、前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記第1の給電系統の給電電圧値が所定閾値以下検出された場合に、前記第1の給電系統の異常として前記該電圧系を異常と判定するようにしてもよい。前記第1の給電系統の給電電圧が小さくなれば前記第1の給電系統から前記大電圧系の電気負荷に対しての給電能力が下がり、前記第1の給電系統の異常とみなすことができる。前記第1の給電系統の異常として前記該電圧系が異常と判定されれば、前記遮断手段によって前記導通が遮断されることとなるので、前記電圧変換手段から前記第2の給電系統を介して異常給電系統の電気負荷に安定した給電を実施することができる。
By the way, in the power supply system of the present invention,
The power supply state detection unit detects a power supply voltage of the first power supply system, and the abnormality determination unit detects the power supply voltage value of the first power supply system below a predetermined threshold by the power supply state detection unit. In addition, the voltage system may be determined to be abnormal as an abnormality of the first power feeding system. If the power supply voltage of the first power supply system is reduced, the power supply capability from the first power supply system to the electric load of the large voltage system is reduced, and it can be regarded as an abnormality of the first power supply system. If it is determined that the voltage system is abnormal as an abnormality of the first power supply system, the conduction is interrupted by the interruption means, so that the voltage conversion means passes through the second power supply system. Stable power supply can be performed to the electric load of the abnormal power supply system.

このとき、本発明の電源システムにおいて、前記第1の給電系統には発電機が含まれ、前記給電状態検出手段は、前記発電機の発電状態を検出し、前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記発電機の発電状態が発電不良状態と検出された場合に、前記発電機の異常として前記該電圧系を異常と判定するようにしてもよい。前記発電機の異常として前記該電圧系が異常と判定されれば、前記遮断手段によって前記導通が遮断されることとなるので、前記電圧変換手段から前記第2の給電系統を介して異常給電系統の電気負荷に安定した給電を実施することができる。   At this time, in the power supply system of the present invention, the first power supply system includes a generator, the power supply state detection unit detects a power generation state of the generator, and the abnormality determination unit includes the power supply state. When the power generation state of the generator is detected as a power generation failure state by the detection means, the voltage system may be determined to be abnormal as an abnormality of the generator. If the voltage system is determined to be abnormal as an abnormality of the generator, the continuity is interrupted by the interrupting means, so that an abnormal power supply system is connected from the voltage converting means via the second power supply system. It is possible to stably supply power to the electrical load.

このとき、前記第1の給電系統には蓄電装置が含まれ、前記異常判定手段によって前記発電機の異常として前記該電圧系の異常が判定されたことにより前記遮断手段が前記導通を遮断している場合に、前記該電圧系の電気負荷に対し前記蓄電装置からの給電がなされるようにすると好適である。前記発電機の異常により前記遮断手段によって前記導通が遮断されても、前記蓄電装置及び前記電圧変換手段の2つの給電手段から異常給電系統の電気負荷に安定した給電を実施することができる。   At this time, the first power supply system includes a power storage device, and when the abnormality determination unit determines that the abnormality of the voltage system is an abnormality of the generator, the interruption unit interrupts the conduction. It is preferable that power is supplied from the power storage device to the electric load of the voltage system. Even if the continuity is interrupted by the shut-off means due to an abnormality in the generator, stable power feeding can be performed to the electric load of the abnormal power feeding system from the two power feeding means of the power storage device and the voltage converting means.

また、本発明の電源システムにおいて、前記第1の給電系統にエンジンを始動させるためのスタータモータが接続され、前記遮断手段は、前記スタータモータによって前記エンジンが始動する場合に、前記導通を遮断するようにしてもよい。前記スタータモータの駆動による電源電圧の変動が前記電気負荷や前記電圧変換手段に伝わるのを防止することができる。   In the power supply system of the present invention, a starter motor for starting the engine is connected to the first power feeding system, and the shut-off means shuts off the conduction when the engine is started by the starter motor. You may do it. It is possible to prevent the fluctuation of the power supply voltage due to the drive of the starter motor from being transmitted to the electric load and the voltage conversion means.

このとき、前記遮断手段は、前記スタータモータが駆動する前に前記導通を遮断し、前記エンジンの始動により発電機が駆動した後に前記導通の遮断を解除すると好適である。スタータモータの駆動開始時の電圧変動や発電機の駆動開始時の電圧変動が前記電気負荷や前記電圧変換手段に伝わるのを防止することができる。   At this time, it is preferable that the interruption means interrupts the conduction before the starter motor is driven and releases the interruption after the generator is driven by starting the engine. It is possible to prevent voltage fluctuation at the start of driving of the starter motor and voltage fluctuation at the start of driving of the generator from being transmitted to the electric load and the voltage converting means.

さらに、前記導通の遮断の解除は、前記発電機の出力電圧と前記電圧変換手段の前記該電圧系側の出力電圧とが同じになるように設定された後に行われると好適である。前記導通の遮断が解除された時点(非導通から導通になった時点)における両出力設定電圧の違いによって、前記該電圧系の電源電圧に変動が生じ前記電気負荷に給電されるべき電圧が不安定となることを防止することができる。   Further, it is preferable that the disconnection of the conduction is performed after the output voltage of the generator and the output voltage on the voltage system side of the voltage conversion means are set to be the same. Due to the difference between the two output setting voltages at the time when the interruption of the conduction is released (when the conduction is turned off from the non-conduction), the power supply voltage of the voltage system fluctuates and the voltage to be supplied to the electric load is It can prevent becoming stable.

なお、本発明の電源システムにおいて、前記該電圧系の電気負荷を車両の挙動を安定させる車両挙動制御装置とすれば、走行時に重要な車両挙動制御装置に対して、一つの給電系統に異常が発生しても、もう一方の給電系統を介して他方の電圧系から安定した給電を実施することができ、そのような車両挙動制御装置の給電不足等による機能低下を防止することができる。   In the power supply system of the present invention, if the electric load of the voltage system is a vehicle behavior control device that stabilizes the behavior of the vehicle, there is an abnormality in one power supply system with respect to the vehicle behavior control device that is important during traveling. Even if it occurs, stable power supply can be performed from the other voltage system via the other power supply system, and a functional deterioration due to insufficient power supply of such a vehicle behavior control device can be prevented.

また、前記該電圧系の電気負荷を電圧変動によって視覚的変化が生ずる電気負荷(例えば、電圧変動によって明滅しやすいランプやメータなど)とすれば、一方の電圧系の電源電圧がどのように変動しても、その電源電圧の電力を供給する前記第1の給電手段と前記電圧変換手段との導通が前記遮断手段によって遮断されれば、電源電圧の変動によって生ずるそのような電気負荷の明滅等の視覚的変化を防ぐことができる。   Further, if the electric load of the voltage system is an electric load in which a visual change is caused by a voltage change (for example, a lamp or a meter that easily blinks due to the voltage change), how the power supply voltage of one voltage system fluctuates. Even if the continuity between the first power supply means for supplying the power of the power supply voltage and the voltage conversion means is interrupted by the interrupting means, such blinking of the electric load caused by the fluctuation of the power supply voltage, etc. Can prevent visual changes.

本発明によれば、電圧系の電源電圧に変動が生じても安定した給電を実施することができる。   According to the present invention, stable power feeding can be performed even if fluctuations occur in the power supply voltage of the voltage system.

以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施例]
図1は、本発明の第1実施例である電源システムの構成図を示す。本実施例のシステムは、例えば車両などに搭載され、電源電圧を昇圧しかつ降圧するための昇降圧型のDC−DCコンバータを制御するシステムである。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a configuration diagram of a power supply system according to a first embodiment of the present invention. The system of the present embodiment is a system that controls a step-up / step-down DC-DC converter that is mounted on, for example, a vehicle or the like and boosts and lowers a power supply voltage.

図1に示す如く、本実施例のシステムは、低電圧系10と高電圧系12との2つの系統を備えている。低電圧系10は、二次バッテリ14及び発電機16を有している。二次バッテリ14は、約12V程度の出力電圧を有する鉛バッテリ等の蓄電装置である。また、発電機16は、車両の回生ブレーキや車両動力の一つである車両エンジンの回転により発電する発電機である。また、高電圧系12は、二次バッテリ18を有している。二次バッテリ18は、約36V程度の出力電圧を有するニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリ等の蓄電装置である。なお、二次バッテリ14や二次バッテリ18は、鉛バッテリ、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素電池、あるいは電気二重層キャパシタなどでもよく、また、それらのいずれかを組み合わせたものでもよい。以下、二次バッテリ14を低圧系バッテリ14と、二次バッテリ18を高圧系バッテリ18と、それぞれ称す。   As shown in FIG. 1, the system of the present embodiment includes two systems, a low voltage system 10 and a high voltage system 12. The low voltage system 10 includes a secondary battery 14 and a generator 16. The secondary battery 14 is a power storage device such as a lead battery having an output voltage of about 12V. The generator 16 is a generator that generates electric power by the rotation of a vehicle engine, which is one of vehicle regenerative brakes and vehicle power. Further, the high voltage system 12 has a secondary battery 18. The secondary battery 18 is a power storage device such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery having an output voltage of about 36V. Note that the secondary battery 14 and the secondary battery 18 may be a lead battery, a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, an electric double layer capacitor, or the like, or a combination of them. Hereinafter, the secondary battery 14 is referred to as a low-voltage battery 14, and the secondary battery 18 is referred to as a high-voltage battery 18.

低電圧系10は、また、ブロワモータやコンプレッサ,電熱ヒータなどの空調装置や緊急通報装置(メーデー)などの電気負荷20,22を有している。低圧系バッテリ14及び発電機16は、蓄えている電力又は発電した電力を主に電気負荷20,22に放電・供給する。電気負荷20,22は、低圧系バッテリ14の蓄えている電力や発電機16の発電した電力が供給されることにより作動可能となる。   The low voltage system 10 also has electric loads 20 and 22 such as an air conditioner such as a blower motor, a compressor, and an electric heater, and an emergency notification device (Mayday). The low-voltage battery 14 and the generator 16 mainly discharge and supply stored electric power or generated electric power to the electric loads 20 and 22. The electric loads 20 and 22 become operable when supplied with electric power stored in the low-voltage battery 14 or electric power generated by the generator 16.

高電圧系12は、また、電動パワーステアリング(EPS)や電動スタビライザ、車両動力の一つである駆動モータなどの電気負荷24を有している。高圧系バッテリ18は、蓄えている電力を主に電気負荷24に放電・供給する。電気負荷24は、高圧系バッテリ18の蓄えている電力が供給されることにより作動可能となる。   The high voltage system 12 also has an electrical load 24 such as an electric power steering (EPS), an electric stabilizer, and a drive motor that is one of vehicle power. The high-voltage battery 18 mainly discharges and supplies the stored electric power to the electric load 24. The electric load 24 becomes operable when the electric power stored in the high-voltage battery 18 is supplied.

また、本実施例のシステムは、直流−直流電圧変換器(以下、DC−DCコンバータと称す)30を備えている。DC−DCコンバータ30は、低電圧系10と高電圧系12との間に介在されている。DC−DCコンバータ30は、低電圧系10と高電圧系12との間の双方向に入力電圧を変換して電力を供給出力する。   In addition, the system of this embodiment includes a direct current-direct current voltage converter (hereinafter referred to as a DC-DC converter) 30. The DC-DC converter 30 is interposed between the low voltage system 10 and the high voltage system 12. The DC-DC converter 30 converts the input voltage bidirectionally between the low voltage system 10 and the high voltage system 12 and supplies and outputs power.

DC−DCコンバータ30は、インダクタンス32と、低圧系コンデンサ34と、高圧系コンデンサ36とを備える昇降圧回路を有している。インダクタンス32は、低圧系10と高圧系12とを結ぶ線路上に直列に接続されている。低圧系コンデンサ34は、インダクタンス32の低圧系10側の端子と接地端子との間に接続されている。また、高圧系コンデンサ36は、インダクタンス32の高圧系12側の端子と接地端子との間に接続されている。低圧系コンデンサ34及び高圧系コンデンサ36は、低圧系バッテリ14や発電機16から供給される電力又は高圧系バッテリ18から供給される電力を蓄えかつ放出することが可能である。そして、低圧系コンデンサ34及び高圧系コンデンサ36は、DC−DCコンバータ30の作動時に放出電力の平滑化を図るうえで必要な部品であり、DC−DCコンバータ30が通常どおり作動する際には予め定められた所定の範囲でリプル電流が流れるものである。   The DC-DC converter 30 has a step-up / step-down circuit including an inductance 32, a low-voltage capacitor 34, and a high-voltage capacitor 36. The inductance 32 is connected in series on a line connecting the low voltage system 10 and the high voltage system 12. The low-voltage capacitor 34 is connected between the terminal on the low-voltage system 10 side of the inductance 32 and the ground terminal. The high-voltage capacitor 36 is connected between a terminal on the high-voltage system 12 side of the inductance 32 and a ground terminal. The low-voltage capacitor 34 and the high-voltage capacitor 36 can store and discharge power supplied from the low-voltage battery 14 and the generator 16 or power supplied from the high-voltage battery 18. The low-voltage capacitor 34 and the high-voltage capacitor 36 are components necessary for smoothing the discharge power when the DC-DC converter 30 is operated. When the DC-DC converter 30 is normally operated, A ripple current flows in a predetermined range.

また、DC−DCコンバータ30は、電子制御ユニットである制御部38と、一対のスイッチング素子40,42と、を有している。スイッチング素子40,42はそれぞれ、例えば半導体により構成されたMOSFETである。スイッチング素子40は、一端がインダクタンス32の高圧系12側の端子に接続されかつ他端が接地されたものとなっている。スイッチング素子42は、一端がインダクタンス32の高圧系12側の端子に接続されかつ他端が高圧系12に接続されたものとなっている。   The DC-DC converter 30 includes a control unit 38 that is an electronic control unit, and a pair of switching elements 40 and 42. Each of the switching elements 40 and 42 is, for example, a MOSFET configured of a semiconductor. The switching element 40 has one end connected to the terminal on the high voltage system 12 side of the inductance 32 and the other end grounded. The switching element 42 has one end connected to the terminal on the high voltage system 12 side of the inductance 32 and the other end connected to the high voltage system 12.

上記した制御部38は、スイッチング素子40,42の各ゲートに接続しており、それらのスイッチング素子40,42をそれぞれスイッチング駆動する。制御部38は、低圧系10から高圧系12への昇圧変換又は高圧系12から低圧系10への降圧変換を実現すべく、スイッチング素子40とスイッチング素子42とを互いに反転動作させる。スイッチング素子40,42はそれぞれ、制御部38からの駆動指令に従ってスイッチング動作する。   The above-described control unit 38 is connected to the gates of the switching elements 40 and 42, and drives the switching elements 40 and 42, respectively. The control unit 38 inverts the switching element 40 and the switching element 42 to realize step-up conversion from the low pressure system 10 to the high pressure system 12 or step-down conversion from the high pressure system 12 to the low pressure system 10. Each of the switching elements 40 and 42 performs a switching operation in accordance with a drive command from the control unit 38.

低電圧系10とDC−DCコンバータ30のインダクタンス32との間には、切替スイッチ44が介在されている。すなわち、低電圧系10の低圧系バッテリ14及び発電機16等の給電系統は、切替スイッチ44を介してDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されている。この切替スイッチ44は、例えば図2に示す如く半導体により構成されたMOSFETである。切替スイッチ44は、DC−DCコンバータ30内に配置されており、そのゲートが上記した制御部38に接続されている。制御部38は、後に詳述の如く適宜、切替スイッチ44をスイッチング駆動する。切替スイッチ44は、制御部38からの駆動指令に従ってスイッチング動作し、低電圧系10の低圧系バッテリ14及び発電機16等の給電系統とインダクタンス32との間を導通・遮断する。   A changeover switch 44 is interposed between the low voltage system 10 and the inductance 32 of the DC-DC converter 30. That is, the power supply system such as the low voltage system battery 14 and the generator 16 of the low voltage system 10 is connected to the inductance 32 side of the DC-DC converter 30 via the changeover switch 44. The changeover switch 44 is, for example, a MOSFET made of a semiconductor as shown in FIG. The changeover switch 44 is disposed in the DC-DC converter 30, and its gate is connected to the control unit 38 described above. As will be described later in detail, the control unit 38 drives the changeover switch 44 as appropriate. The changeover switch 44 performs a switching operation in accordance with a drive command from the control unit 38, and connects / disconnects between the power supply system such as the low voltage system battery 14 and the generator 16 of the low voltage system 10 and the inductance 32.

低電圧系10の有する電気負荷20,22のうち電気負荷20は、低電圧系10の故障等の異常時には作動する必要のない負荷(例えば各種ライトやブロアモータなど)である。電気負荷20は、低圧系バッテリ14及び発電機16に並列に接続されていると共に、切替スイッチ44を介してDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されている。   Of the electric loads 20 and 22 of the low voltage system 10, the electric load 20 is a load (for example, various lights and blower motors) that does not need to operate when an abnormality such as a failure of the low voltage system 10 occurs. The electric load 20 is connected in parallel to the low-voltage battery 14 and the generator 16, and is connected to the inductance 32 side of the DC-DC converter 30 via the changeover switch 44.

一方、電気負荷22は、低電圧系10の故障等の異常時にも作動する必要のある負荷(例えば緊急通報装置やブレーキ装置など)である。電気負荷22は、低圧系バッテリ14及び発電機16に並列に接続されていると共に、切替スイッチ44を介してDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されており、更に、切替スイッチ44を介さずにもDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されている。すなわち、電気負荷22には、低電圧系10の故障等の異常時にも電源供給可能に、低電圧系10からの電源供給ライン46と共に、切替スイッチ44を介さないDC−DCコンバータ30からの電源供給ライン48が接続されている。なお、電源供給ライン46を通じて供給された電流が電源供給ライン48側に流れ込まないようにダイオード8が構成され、また、電源供給ライン48を通じて供給された電流が電源供給ライン46側に流れ込まないようにダイオード7が構成されている。   On the other hand, the electric load 22 is a load (for example, an emergency call device, a brake device, etc.) that needs to operate even when an abnormality such as a failure of the low voltage system 10 occurs. The electric load 22 is connected in parallel to the low-voltage battery 14 and the generator 16, and is connected to the inductance 32 side of the DC-DC converter 30 via the changeover switch 44, and further via the changeover switch 44. Of course, it is connected to the inductance 32 side of the DC-DC converter 30. That is, the electric load 22 is supplied with power from the DC-DC converter 30 not via the changeover switch 44 together with the power supply line 46 from the low voltage system 10 so that power can be supplied even when an abnormality such as a failure of the low voltage system 10 occurs. A supply line 48 is connected. The diode 8 is configured so that the current supplied through the power supply line 46 does not flow into the power supply line 48 side, and the current supplied through the power supply line 48 does not flow into the power supply line 46 side. A diode 7 is configured.

また、制御部38には、電流検出器50が接続されている。電流検出器50は、電源供給ライン48上に配設されている。電流検出器50は、電流プローブやシャント抵抗を用いて、電源供給ライン48を介して電気負荷22に流れる電流に応じた信号を出力する。電流検出器50の出力は、制御部38に供給される。制御部38は、電流検出器50の出力に基づいて、電源供給ライン48を介して電気負荷22に流れる電流I6を検出する。なお、電流I6の向きについて、電源供給ライン48を介して電気負荷22に流れ込む方向を正(+)とする。また、電源供給ライン48、ダイオード8及び電流検出器50からなるc−d間の系を冗長電力供給系統6という。また、冗長電力供給系統6にヒューズの設定が必要となる場合、電流検出器50として電流検出機能付FETを使用すれば、電流検出の機能とヒューズの機能の兼用が可能であり、部品点数も削減可能である。   In addition, a current detector 50 is connected to the control unit 38. The current detector 50 is disposed on the power supply line 48. The current detector 50 outputs a signal corresponding to the current flowing through the electric load 22 via the power supply line 48 using a current probe or a shunt resistor. The output of the current detector 50 is supplied to the control unit 38. Based on the output of the current detector 50, the control unit 38 detects a current I 6 that flows through the electric load 22 via the power supply line 48. As for the direction of the current I6, the direction flowing into the electric load 22 via the power supply line 48 is positive (+). Further, a system between cd including the power supply line 48, the diode 8 and the current detector 50 is referred to as a redundant power supply system 6. If a redundant power supply system 6 requires a fuse, if a current detection function FET is used as the current detector 50, the current detection function and the fuse function can be used together, and the number of parts can be reduced. It can be reduced.

次に、本実施例の電源システムの動作について説明する。   Next, the operation of the power supply system of this embodiment will be described.

本実施例のシステムにおいて、低電圧系10の電気負荷20,22の作動が要求されると、低圧系バッテリ14又は発電機16からその電気負荷20,22へ電力供給が行われる。この場合には、電気負荷20,22の作動が可能になる。また、高電圧系12の電気負荷24の作動が要求されると、高圧系バッテリ18からその電気負荷24へ電力供給が行われる。この場合には、電気負荷24の作動が可能になる。   In the system of this embodiment, when the operation of the electric loads 20 and 22 of the low voltage system 10 is required, power is supplied from the low voltage system battery 14 or the generator 16 to the electric loads 20 and 22. In this case, the electric loads 20 and 22 can be operated. Further, when an operation of the electric load 24 of the high voltage system 12 is requested, power is supplied from the high voltage system battery 18 to the electric load 24. In this case, the electric load 24 can be operated.

DC−DCコンバータ30の制御部38は、低電圧系10の給電状態(例えば、低電圧系10(低圧系バッテリ14)の電圧値や低圧系バッテリ14の残存容量など)と高電圧系12の給電状態(例えば、高電圧系12(高圧系バッテリ18)の電圧値や高圧系バッテリ18の残存容量など)との関係に基づいて、低電圧系10から高電圧系12への昇圧変換が必要であるか否かを判別し、また、逆に高電圧系12から低電圧系10への降圧変換が必要であるか否かを判別することで、DC−DCコンバータ30を起動すべきか否かを判別する。そして、DC−DCコンバータ30を起動すべきときは、切替スイッチ44をオンして低電圧系10とDC−DCコンバータ30とを導通すると共に、また、両電圧系10,12の状態に応じて一対のスイッチング素子40,42のデューティ比を設定する。   The control unit 38 of the DC-DC converter 30 controls the power supply state of the low voltage system 10 (for example, the voltage value of the low voltage system 10 (low voltage system battery 14), the remaining capacity of the low voltage system battery 14) and the high voltage system 12. Boost conversion from the low voltage system 10 to the high voltage system 12 is required based on the relationship with the power supply state (for example, the voltage value of the high voltage system 12 (high voltage battery 18), the remaining capacity of the high voltage battery 18). Whether or not the DC-DC converter 30 should be started by determining whether or not step-down conversion from the high voltage system 12 to the low voltage system 10 is necessary. Is determined. When the DC-DC converter 30 is to be started, the changeover switch 44 is turned on to make the low voltage system 10 and the DC-DC converter 30 conductive, and according to the state of both voltage systems 10 and 12. The duty ratio of the pair of switching elements 40 and 42 is set.

制御部38は、DC−DCコンバータ30により昇圧変換を行うべきときは、まず、設定デューティ比に応じてスイッチング素子40をオンしかつスイッチング素子42をオフする。スイッチング素子40がオン動作しかつスイッチング素子42がオフ動作すると、インダクタンス32に低電圧系10から高電圧系12へ向いて電流が流れることで、そのインダクタンス32に電力が蓄積される。制御部38は、インダクタンス32に電力が蓄積された状態で、次に、設定デューティ比に応じてスイッチング素子40をオフしかつスイッチング素子42をオンする。スイッチング素子40がオフ動作しかつスイッチング素子42がオン動作すると、インダクタンス32に蓄積されていた電力が平滑された状態で高電圧系12側に放出されて、低電圧系10側の電圧よりも高い電圧が高電圧系12に出力される。   When the DC-DC converter 30 is to perform step-up conversion, the control unit 38 first turns on the switching element 40 and turns off the switching element 42 according to the set duty ratio. When the switching element 40 is turned on and the switching element 42 is turned off, a current flows from the low voltage system 10 to the high voltage system 12 through the inductance 32, so that electric power is stored in the inductance 32. Next, the control unit 38 turns off the switching element 40 and turns on the switching element 42 according to the set duty ratio in a state where power is stored in the inductance 32. When the switching element 40 is turned off and the switching element 42 is turned on, the electric power stored in the inductance 32 is discharged to the high voltage system 12 side in a smoothed state and is higher than the voltage on the low voltage system 10 side. The voltage is output to the high voltage system 12.

また、制御部38は、DC−DCコンバータ30により降圧変換を行うべきときは、まず、設定デューティ比に応じてスイッチング素子40をオフしかつスイッチング素子42をオンする。スイッチング素子40がオフ動作しかつスイッチング素子42がオン動作すると、インダクタンス32に高電圧系12から低電圧系10へ向いて電流が流れることで、そのインダクタンス32に電力が蓄積されると共に、低圧系コンデンサ34に電荷が蓄積され、更に、低電圧系10に電力が供給される。制御部38は、インダクタンス32に電力が蓄積された状態で、次に、設定デューティ比に応じてスイッチング素子40をオンしかつスイッチング素子42をオフする。スイッチング素子40がオン動作しかつスイッチング素子42がオフ動作すると、インダクタンス32及び低圧系コンデンサ34に蓄積されていた電力が平滑化された状態で低電圧系12側に放出されて、高電圧系10側の電圧よりも低い電圧が低電圧系10に出力される。   When the DC-DC converter 30 should perform step-down conversion, the control unit 38 first turns off the switching element 40 and turns on the switching element 42 according to the set duty ratio. When the switching element 40 is turned off and the switching element 42 is turned on, a current flows from the high voltage system 12 to the low voltage system 10 through the inductance 32, so that electric power is accumulated in the inductance 32 and the low voltage system. Electric charges are accumulated in the capacitor 34, and power is supplied to the low voltage system 10. Next, the control unit 38 turns on the switching element 40 and turns off the switching element 42 in accordance with the set duty ratio in a state where power is stored in the inductance 32. When the switching element 40 is turned on and the switching element 42 is turned off, the power stored in the inductance 32 and the low voltage system capacitor 34 is discharged to the low voltage system 12 side in a smoothed state, and the high voltage system 10 A voltage lower than the side voltage is output to the low voltage system 10.

従って、本実施例のシステムによれば、一対のスイッチング素子40,42を互いに反転動作させつつ所定のデューティ比でオン・オフ駆動を繰り返すことにより、DC−DCコンバータ30を動作させて、低電圧系10と高電圧系12との間を同期整流で電圧変換させることができ、DC−DCコンバータ30のスイッチング制御によって低電圧系10の電圧を所望のとおり昇圧し又は高電圧系12の電圧を所望のとおり降圧しつつ、低電圧系10又は高電圧系12の有する電力を高電圧系12又は低電圧系10に供給することが可能となっている。   Therefore, according to the system of the present embodiment, the DC-DC converter 30 is operated by repeating the on / off drive at a predetermined duty ratio while the pair of switching elements 40 and 42 are operated in an inverted manner, thereby reducing the low voltage. The voltage conversion between the system 10 and the high voltage system 12 can be performed by synchronous rectification, and the voltage of the low voltage system 10 is boosted as desired by the switching control of the DC-DC converter 30 or the voltage of the high voltage system 12 is increased. The power of the low voltage system 10 or the high voltage system 12 can be supplied to the high voltage system 12 or the low voltage system 10 while stepping down as desired.

ところで、低電圧系10において、発電機16の発電不良や低圧系バッテリ14のオープンや短絡などの故障や電源供給ライン46や48のオープンや短絡などの故障が生ずることがある。これらの故障を検知する手法としては、発電機16及び低圧系バッテリ14にそれぞれ電圧センサや電流センサを設け、個別に故障判定を行うことが考えられる。しかしながら、かかる手法では、低電圧系10の異常を検知するのに多くのセンサ類を設けることが必要になり、電源システムが複雑化するおそれがある。   By the way, in the low voltage system 10, there may be a failure such as a power generation failure of the generator 16, a failure such as an open or short circuit of the low voltage battery 14, or a failure such as an open or short circuit of the power supply line 46 or 48. As a method for detecting these failures, it is conceivable that a voltage sensor and a current sensor are provided in the generator 16 and the low-voltage battery 14 and the failure is individually determined. However, with such a technique, it is necessary to provide a large number of sensors in order to detect an abnormality in the low voltage system 10, and the power supply system may be complicated.

また、低電圧系10に設けられた電気負荷22は、上記の如く、メーデー装置や電動ブレーキ装置などの低電圧系10の異常時にも作動する必要のある負荷であるので、低電圧系10に異常が生じた場合にも、その電源供給を可能とすることが必要である。   Further, as described above, the electric load 22 provided in the low voltage system 10 is a load that needs to operate even when the low voltage system 10 such as a Mayday device or an electric brake device is abnormal. Even when an abnormality occurs, it is necessary to enable power supply.

これに対して、本実施例のシステムは、以下に詳細に示す如く、DC−DCコンバータ30に接続された低電圧系10の異常を簡素な構成で検知すると共に、更に、低電圧系10の異常が生じた場合にその低電圧系10の異常箇所をDC−DCコンバータ30から切り離しつつ冗長系の電気負荷22に電源供給を行うこととしている。   On the other hand, the system of the present embodiment detects an abnormality of the low voltage system 10 connected to the DC-DC converter 30 with a simple configuration as described in detail below. When an abnormality occurs, power is supplied to the redundant electrical load 22 while disconnecting the abnormal part of the low voltage system 10 from the DC-DC converter 30.

図3は、本実施例のDC−DCコンバータ30において電源供給ライン48を介して電気負荷22に流れる電流I6と切替スイッチ44のオン・オフとの関係を表す第1の図である。   FIG. 3 is a first diagram showing the relationship between the current I6 flowing through the electric load 22 via the power supply line 48 and the on / off of the changeover switch 44 in the DC-DC converter 30 of the present embodiment.

本第1実施例において、電気負荷22には、上述の如く、低電圧系10の故障等の異常時にも電力供給可能に、低電圧系10からの電源供給ライン46と共に、切替スイッチ44を介さないDC−DCコンバータ30からの電源供給ライン48(冗長電力供給系統6)が接続されている。制御部38は、電流検出器50の出力に基づいて、冗長電力供給系統6に流れる電流I6を監視する。   In the first embodiment, as described above, the electric load 22 is supplied with the power supply line 46 from the low voltage system 10 via the changeover switch 44 so that power can be supplied even in the event of an abnormality such as a failure of the low voltage system 10. A power supply line 48 (redundant power supply system 6) from the non-DC-DC converter 30 is connected. The control unit 38 monitors the current I6 flowing through the redundant power supply system 6 based on the output of the current detector 50.

一方、低電圧系10において、低圧系バッテリ14や発電機16や電源供給ライン46等の低電圧系10の給電系統の異常が生じた場合には(例えば、低圧系バッテリ14の端子やセルのオープン故障、発電機16の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン46(この場合、電源供給ライン48を除く低圧系10内の電源ライン(すなわち、図1において、a−b間、b−c間の電源ライン))の断線などの異常が生じた場合には)、低圧系バッテリ14や発電機16から低電圧系10の電気負荷22に電力を供給することが困難となる。この際、低電圧系10の電源電圧が低下するため低電圧系10の電源電圧の低下を抑えようと制御するDC−DCコンバータ30から多くの電力が持ち出され、通常供給され得る電流の範囲を超える過大な供給電流がDC−DCコンバータ30から電気負荷22に冗長電力供給系統6を介して流れ出る。従って、冗長電力供給系統6(電源供給ライン48)を流れる電流I6を監視することとすれば、低電圧系10の各種の異常を検知することは可能である。   On the other hand, in the low voltage system 10, when an abnormality occurs in the power supply system of the low voltage system 10, such as the low voltage system battery 14, the generator 16, and the power supply line 46 (for example, the terminals of the low voltage system battery 14 and the cell An open failure, a failure accompanied by a decrease in the power supplied to the generator 16, a power supply line 46 (in this case, power supply lines in the low-voltage system 10 excluding the power supply line 48 (ie, between a and b in FIG. When an abnormality such as disconnection of the power line between c)) occurs, it becomes difficult to supply power from the low voltage battery 14 or the generator 16 to the electric load 22 of the low voltage system 10. At this time, since the power supply voltage of the low voltage system 10 decreases, a large amount of power is taken out from the DC-DC converter 30 that controls to suppress the decrease of the power supply voltage of the low voltage system 10, and the range of current that can be normally supplied is reduced. Excessive supply current exceeding flows out from the DC-DC converter 30 to the electric load 22 via the redundant power supply system 6. Therefore, if the current I6 flowing through the redundant power supply system 6 (power supply line 48) is monitored, various abnormalities in the low voltage system 10 can be detected.

また、本実施例において、低電圧系10とDC−DCコンバータ30のインダクタンス32との間には、上記の如く、切替スイッチ44が介在されている。低電圧系10の電気負荷20,22のうち電気負荷20は、切替スイッチ44を介してDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されているが、電気負荷22は、その接続の他に更に、切替スイッチ44を介さずにもDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されている。従って、低電圧系10の異常が生じた場合に、その低電圧系10をDC−DCコンバータ30から切り離すこととしても、高電圧系12からそのDC−DCコンバータ30を経由して直接に冗長系の電気負荷22に電力を供給することは可能である。   In the present embodiment, the changeover switch 44 is interposed between the low voltage system 10 and the inductance 32 of the DC-DC converter 30 as described above. Of the electric loads 20 and 22 of the low voltage system 10, the electric load 20 is connected to the inductance 32 side of the DC-DC converter 30 via the changeover switch 44, but the electric load 22 is further connected in addition to the connection. The DC-DC converter 30 is connected to the inductance 32 side without going through the changeover switch 44. Therefore, even when the low voltage system 10 is abnormal, the low voltage system 10 is disconnected from the DC-DC converter 30, but the redundant system is directly connected from the high voltage system 12 via the DC-DC converter 30. It is possible to supply electric power to the electrical load 22 of the current.

したがって、図3に示される低圧系10の異常を判定するための閾値Ithは、DC−DCコンバータ30の通常作動時に冗長電力供給系統6を流れる電流よりも大きく、低電圧系10に異常が生じたと判断できる電流値に設定すればよい。また、電気負荷22が動作しているにもかかわらず、電流検出器50によって電流I6が検出されない場合には、冗長電力供給系統6の断線等の異常とみなすことができる。なお、低電圧系10の異常が検出された場合には、例えば運転者に異常を知らせるためのウォーニングを出力するようにしてもよい。   Therefore, the threshold value Ith for determining the abnormality of the low-voltage system 10 shown in FIG. 3 is larger than the current flowing through the redundant power supply system 6 during the normal operation of the DC-DC converter 30 and an abnormality occurs in the low-voltage system 10. It may be set to a current value at which it can be determined. Further, when the current I 50 is not detected by the current detector 50 even though the electric load 22 is operating, it can be regarded as an abnormality such as disconnection of the redundant power supply system 6. When an abnormality of the low voltage system 10 is detected, for example, a warning for notifying the driver of the abnormality may be output.

図4〜6のそれぞれは、第1実施例のDC−DCコンバータ30において制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。本実施例の電源システムにおいては、上記の如く、冗長電力供給系統6上に電流検出器50が設けられており、DC−DCコンバータ30の制御部38がその電流検出器50の出力に基づいてそのラインに流れる電流I6の監視を行う(図4ステップ10、図5ステップ20、図6ステップ30)。制御部38は、冗長電力供給系統6を流れる電流I6が零か否かを判断し(図4ステップ11、図5ステップ21、図6ステップ31)、電流I6が零であれば、冗長電力供給系統6の異常であるとみなして、運転者に異常のある旨を警告する(図4ステップ12、図5ステップ22、図6ステップ32)。この場合の冗長電力供給系統6の異常として、電源供給ライン48やダイオード8のオープン故障、電流検出器50自体の故障などが挙げられる。   Each of FIGS. 4 to 6 shows a flowchart of an example of a control routine executed by the control unit 38 in the DC-DC converter 30 of the first embodiment. In the power supply system of the present embodiment, the current detector 50 is provided on the redundant power supply system 6 as described above, and the control unit 38 of the DC-DC converter 30 is based on the output of the current detector 50. The current I6 flowing through the line is monitored (step 10 in FIG. 4, step 20 in FIG. 5, step 30 in FIG. 6). The control unit 38 determines whether or not the current I6 flowing through the redundant power supply system 6 is zero (Step 11, FIG. 5, Step 21, and FIG. 6 Step 31). If the current I6 is zero, the redundant power supply is performed. Considering that the system 6 is abnormal, the driver is warned that there is an abnormality (step 12, FIG. 5, step 22, FIG. 6, step 32 in FIG. 6). As an abnormality of the redundant power supply system 6 in this case, an open failure of the power supply line 48 and the diode 8, a failure of the current detector 50 itself, and the like can be mentioned.

一方、制御部38は、冗長電力供給系統6を流れる電流I6が閾値Ith以上の場合には(図4ステップ13、図5ステップ23、図6ステップ33)、低電圧系10の給電系統の異常(例えば、低圧系バッテリ14の端子やセルのオープン故障、発電機16の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン46の断線)であるとみなして、切替スイッチ44のオフ及びDC−DCコンバータ30の制御切替を実施する。この場合、切替スイッチ44をオフした後にDC−DCコンバータ30の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替えてもよいし(図4ステップ14,15)、切替スイッチ44のオフとDC−DCコンバータ30の昇圧制御から降圧制御への切替を同時に実施してもよいし(図5ステップ24)、DC−DCコンバータ30の昇圧制御から降圧制御への切り替え後に切替スイッチ44をオフしてもよい(図6ステップ34,35)。図4のステップ14,15のように、切替スイッチ44をオフした後にDC−DCコンバータ30の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替えるようにすれば、速やかに低電圧系10の給電系統に係る異常個所からDC−DCコンバータ30を切り離すことができる。つまり、低電圧系10の給電系統の異常の影響がDC−DCコンバータ30や電気負荷22に及ぶのを速やかに防ぎ、DC−DCコンバータ30からの安定した給電を電気負荷22に対し行うことができる。また、図6のステップ34,35のように、DC−DCコンバータ30の昇圧制御から降圧制御への切り替え後に切替スイッチ44をオフするようにすれば、低圧系10の電源の異常による低電圧系10における電力供給能力の低下をDC−DCコンバータ30からの給電によって速やかに回復させることができる。また、DC−DCコンバータ30から速やかに電力を賄うことができるため、低圧系コンデンサ34の容量の大きさを小さくすることができるとともに、その体積も小さくすることができる。   On the other hand, when the current I6 flowing through the redundant power supply system 6 is greater than or equal to the threshold value Ith (step 13, FIG. 5, step 23, FIG. 6, step 33), the control unit 38 detects an abnormality in the power supply system of the low voltage system 10. (For example, a failure of a terminal or a cell of the low-voltage battery 14 or an open failure of the low-voltage battery 14, a failure accompanied by a decrease in the power supplied to the generator 16, or a disconnection of the power supply line 46). 30 control switching is performed. In this case, the control of the DC-DC converter 30 may be switched from step-up control to step-down control after the change-over switch 44 is turned off (steps 14 and 15 in FIG. 4). Switching from step-up control to step-down control may be performed simultaneously (step 24 in FIG. 5), or the switch 44 may be turned off after switching from step-up control to step-down control of the DC-DC converter 30 (FIG. 6). Steps 34, 35). If the control of the DC-DC converter 30 is switched from step-up control to step-down control after the changeover switch 44 is turned off as in steps 14 and 15 of FIG. The DC-DC converter 30 can be disconnected from the location. That is, it is possible to quickly prevent the influence of the abnormality of the power supply system of the low voltage system 10 from reaching the DC-DC converter 30 and the electric load 22 and to perform stable power supply from the DC-DC converter 30 to the electric load 22. it can. If the changeover switch 44 is turned off after switching from step-up control to step-down control of the DC-DC converter 30 as in steps 34 and 35 in FIG. 10 can be quickly recovered by the power supply from the DC-DC converter 30. In addition, since power can be supplied from the DC-DC converter 30 quickly, the capacity of the low-voltage capacitor 34 can be reduced and the volume thereof can also be reduced.

かかる構成によれば、冗長電力供給系統6を流れるI6を監視して、通常の供給電流よりも大きな閾値Ithを超える供給電流が流れたときに、低電圧系10に異常が生じたと判定することができる。この場合には、低電圧系10の異常を検知するのに、低圧系バッテリ14及び発電機16ごとに電流検出器などを設けることは不要であり、DC−DCコンバータ30内にのみ検出素子を設けることとすれば十分である。また、低圧系バッテリ14及び発電機16に流れる電流値を個別に検出することは不要であって、冗長電力供給系統6を流れる電流I6を監視することとすれば十分である。   According to such a configuration, I6 flowing through the redundant power supply system 6 is monitored, and it is determined that an abnormality has occurred in the low voltage system 10 when a supply current exceeding a threshold Ith larger than the normal supply current flows. Can do. In this case, it is not necessary to provide a current detector or the like for each of the low voltage battery 14 and the generator 16 in order to detect an abnormality in the low voltage system 10, and a detection element is provided only in the DC-DC converter 30. It is sufficient to provide it. In addition, it is not necessary to individually detect the current values flowing through the low-voltage battery 14 and the generator 16, and it is sufficient to monitor the current I6 flowing through the redundant power supply system 6.

従って、本実施例の電源システムによれば、低電圧系10の異常検知をDC−DCコンバータ30内に設けた素子のみで行うことが可能であるので、簡素な構成で低電圧系10の異常を検知することが可能となっている。このため、安価でかつ少ない組み付け工数で低電圧系10の異常検知システムを構築することが可能である。   Therefore, according to the power supply system of the present embodiment, the abnormality detection of the low voltage system 10 can be performed only by the elements provided in the DC-DC converter 30, and therefore the abnormality of the low voltage system 10 can be achieved with a simple configuration. Can be detected. For this reason, it is possible to construct an abnormality detection system for the low-voltage system 10 at a low cost and with a small number of assembly steps.

また、上記の構成によれば、通常作動時にはオンとされる切替スイッチ44を、低電圧系10に異常が生じたことが検知された場合にオフとすることができる。切替スイッチ44がオフにされると、低電圧系10(具体的には、低圧系バッテリ14、発電機16、及び電気負荷20)はDC−DCコンバータ30から切り離されるが、一方、低電圧系10の電気負荷22は依然として電源供給ライン48を通じてDC−DCコンバータ30との接続を継続する。この場合には、高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して低電圧系10の低圧系バッテリ14や発電機16から電気負荷20に電力が供給されることは生じ得ないが、電気負荷22には高電圧系12からのDC−DCコンバータ30を介した電力は供給され得る。   According to the above configuration, the changeover switch 44 that is turned on during normal operation can be turned off when it is detected that an abnormality has occurred in the low-voltage system 10. When the changeover switch 44 is turned off, the low voltage system 10 (specifically, the low voltage battery 14, the generator 16, and the electrical load 20) is disconnected from the DC-DC converter 30, while the low voltage system The ten electrical loads 22 continue to connect to the DC-DC converter 30 through the power supply line 48. In this case, power cannot be supplied from the high voltage system 12 to the electrical load 20 from the low voltage system battery 14 or the generator 16 of the low voltage system 10 via the DC-DC converter 30. 22 can be supplied with power from the high voltage system 12 via the DC-DC converter 30.

従って、本実施例の電源システムによれば、異常が生じた低電圧系10を切替スイッチ44の開放によりDC−DCコンバータ30から切り離しつつ、その低電圧系10の電気負荷22には高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して給電することが可能である。この点、本実施例の電源システムにおいては、異常が生じた低電圧系10に高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して無駄に電力が供給されるのを防止することが可能となっている。また、低電圧系10に例えば電源供給ライン46の断線などに起因して低圧系バッテリ14や発電機16からの給電が不可能となる異常が生じても、冗長系の電気負荷22に対しては電源供給を行うことが可能となっており、その電気負荷22の作動を確保することが可能となっている。また、低電圧系10の電源をDC−DCコンバータ30から切り離すことができるので、低電圧系10の電源の異常の影響がDC−DCコンバータ30や電気負荷22に及ぶのを防ぎ、DC−DCコンバータ30からの安定した給電を電気負荷22に対し行うことができる。   Therefore, according to the power supply system of the present embodiment, the low voltage system 10 in which an abnormality has occurred is disconnected from the DC-DC converter 30 by opening the changeover switch 44, and the high voltage system is connected to the electric load 22 of the low voltage system 10. Power can be supplied from 12 through the DC-DC converter 30. In this respect, in the power supply system of the present embodiment, it is possible to prevent wasteful power supply from the high voltage system 12 via the DC-DC converter 30 to the low voltage system 10 in which an abnormality has occurred. ing. Further, even if an abnormality occurs in the low voltage system 10 due to, for example, disconnection of the power supply line 46 and the power supply from the low voltage system battery 14 or the generator 16 becomes impossible, the redundant system load 22 is not affected. Can be supplied with power, and the operation of the electric load 22 can be secured. Further, since the power source of the low voltage system 10 can be disconnected from the DC-DC converter 30, the influence of the abnormality of the power source of the low voltage system 10 is prevented from reaching the DC-DC converter 30 and the electric load 22, and the DC-DC Stable power supply from the converter 30 can be performed on the electric load 22.

[第2実施例]
本発明の第2実施例の電源システムの構成は、図1に示される第1の実施例と同様である。上記の第1実施例においては、通常作動時にはオンとされる切替スイッチ44を低電圧系10に異常が生じたことが検知された場合にオフとするように制御していたが、第2実施例においては、切替スイッチ44を低電圧系10に異常が生じたことが検知されていない場合でもオフするように制御する。すなわち、正常作動時における機能チェックの実施をする。
[Second Embodiment]
The configuration of the power supply system of the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment shown in FIG. In the first embodiment, the changeover switch 44 that is turned on during normal operation is controlled to turn off when it is detected that an abnormality has occurred in the low-voltage system 10, but the second embodiment In the example, the changeover switch 44 is controlled to be turned off even when it is not detected that an abnormality has occurred in the low voltage system 10. That is, a function check is performed during normal operation.

図7は、本実施例のDC−DCコンバータ30において電源供給ライン48を介して電気負荷22に流れる電流I6と切替スイッチ44のオン・オフとの関係を表す第2の図である。   FIG. 7 is a second diagram showing the relationship between the current I6 flowing through the electric load 22 via the power supply line 48 and the on / off of the changeover switch 44 in the DC-DC converter 30 of the present embodiment.

本第2実施例において、電気負荷22には、上述の如く、低電圧系10の故障等の異常時にも電源供給可能に、低電圧系10からの電源供給ライン46と共に、切替スイッチ44を介さないDC−DCコンバータ30からの電源供給ライン48(冗長電力供給系統6)が接続されている。制御部38は、電流検出器50の出力に基づいて、冗長電力供給系統6に流れる電流I6を監視する。   In the second embodiment, as described above, the electric load 22 can be supplied with power even in the event of an abnormality such as a failure of the low voltage system 10 through the changeover switch 44 together with the power supply line 46 from the low voltage system 10. The power supply line 48 (redundant power supply system 6) from the non-DC-DC converter 30 is connected. The control unit 38 monitors the current I6 flowing through the redundant power supply system 6 based on the output of the current detector 50.

一方、制御部38は、所定の周期(例えば、DC−DCコンバータ30に内蔵の低圧系コンデンサ34の容量で電気負荷22が動作可能な時間以内)で、切替スイッチ44を短時間(例えば、低圧系10の異常判定が可能な時間)だけオフする。DC−DCコンバータ30の低電圧系10側の出力電圧(インダクタンス32と低圧系コンデンサ34との接続点dの電圧)を発電機16の出力電圧(点bの電圧)より少し高めの電圧(例えば、1Vの差)に設定した場合、切替スイッチ44がオフの期間内に電流検出器50によって電流I6が検出されない場合には、冗長電力供給系統6の断線等の異常とみなすことができる。ダイオード7とダイオード8によるダイオードOR回路によって、正常な回路であれば、両ダイオードのうちアノード側の電圧の大きいダイオードから電流が流れるからである。なお、冗長電力供給系統6の断線等の異常が検出された場合には、例えば運転者に異常を知らせるためのウォーニングを出力するようにしてもよい。   On the other hand, the control unit 38 sets the changeover switch 44 for a short time (for example, low voltage) within a predetermined cycle (for example, within a time during which the electric load 22 can operate with the capacity of the low voltage system capacitor 34 built in the DC-DC converter 30). The system 10 is turned off only for a time during which the abnormality of the system 10 can be determined. A voltage (for example, a voltage at a connection point d between the inductance 32 and the low-voltage capacitor 34) on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 is slightly higher than an output voltage (voltage at the point b) of the generator 16 (for example, 1V), if the current I50 is not detected by the current detector 50 within the period when the changeover switch 44 is off, it can be regarded as an abnormality such as disconnection of the redundant power supply system 6. This is because if a diode OR circuit composed of the diode 7 and the diode 8 is a normal circuit, a current flows from a diode having a large anode side voltage among the two diodes. When an abnormality such as disconnection of the redundant power supply system 6 is detected, a warning for notifying the driver of the abnormality may be output, for example.

また、低電圧系10において、低圧系バッテリ14の端子やセルのオープン故障、発電機16の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン46(この場合、電源供給ライン48を除く低圧系10内の電源ライン(すなわち、図1において、a−b間、b−c間の電源ライン))の断線などの低電圧系10の給電系統の異常が生じた場合には、低圧系バッテリ14や発電機16から低電圧系10の電気負荷22に電力を供給することが困難となる。この際、低電圧系10の電源電圧が低下するため低電圧系10の電源電圧の低下を抑えようと制御するDC−DCコンバータ30から多くの電力が持ち出され、通常供給され得る電流の範囲を超える過大な供給電流がDC−DCコンバータ30から電気負荷22に冗長電力供給系統6を介して流れ出る。そこで、切替スイッチ44がオフの期間内に通常供給され得る電流の範囲を超える過大な供給電流がDC−DCコンバータ30から電気負荷22に冗長電力供給系統6を介して流れ出ている場合には、低電圧系10の給電系統の異常によって低圧系バッテリ14や発電機16から電気負荷20,22への電力供給が十分に行われていないとみなすことができる。つまり、制御部38は、切替スイッチ44がオフの期間内に電流検出器50によって電流I6が所定の閾値Ith以上検出された場合には、低圧系バッテリ14の端子やセルのオープン故障、発電機16の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン46(この場合、電源供給ライン48を除く低圧系10内の電源ライン(すなわち、図1において、a−b間、b−c間の電源ライン))の断線などの低電圧系10の給電系統の異常と判定する。   Further, in the low voltage system 10, a failure of a terminal or cell of the low voltage battery 14, a failure accompanied by a decrease in the power supplied to the generator 16, a power supply line 46 (in this case, the low voltage system 10 excluding the power supply line 48) When an abnormality occurs in the power supply system of the low voltage system 10 such as disconnection of the power supply line (that is, the power supply line between ab and bc in FIG. 1), the low voltage system battery 14 and the power generation It becomes difficult to supply power from the machine 16 to the electric load 22 of the low voltage system 10. At this time, since the power supply voltage of the low voltage system 10 decreases, a large amount of power is taken out from the DC-DC converter 30 that controls to suppress the decrease of the power supply voltage of the low voltage system 10, and the range of current that can be normally supplied is reduced. Excessive supply current exceeding flows out from the DC-DC converter 30 to the electric load 22 via the redundant power supply system 6. Therefore, when an excessive supply current exceeding the range of current that can be normally supplied within the period in which the changeover switch 44 is off flows from the DC-DC converter 30 to the electric load 22 via the redundant power supply system 6, It can be considered that power supply from the low voltage battery 14 or the generator 16 to the electric loads 20 and 22 is not sufficiently performed due to an abnormality in the power supply system of the low voltage system 10. That is, when the current detector 50 detects the current I6 at a predetermined threshold value Ith or more during the period when the changeover switch 44 is OFF, the control unit 38 detects that the terminal of the low-voltage battery 14 or the cell has failed, the generator 16, a failure accompanied by a decrease in the supply power, the power supply line 46 (in this case, the power supply lines in the low-voltage system 10 excluding the power supply line 48 (that is, the power supply lines between ab and bc in FIG. 1) It is determined that there is an abnormality in the power supply system of the low-voltage system 10 such as disconnection)).

そして、切替スイッチ44のオフ状態を保持し、その低電圧系10をDC−DCコンバータ30から切り離すこととしても、高電圧系12からそのDC−DCコンバータ30を経由して直接に冗長系の電気負荷22に電源を供給することは可能である。   Even when the switch 44 is kept off and the low voltage system 10 is disconnected from the DC-DC converter 30, the redundant electrical system is directly connected from the high voltage system 12 via the DC-DC converter 30. It is possible to supply power to the load 22.

図8は、第2実施例のDC−DCコンバータ30において制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。制御部38は、切替スイッチ44をオンさせる(ステップ40)。本実施例の電源システムにおいては、上記の如く、冗長電力供給系統6上に電流検出器50が設けられており、DC−DCコンバータ30の制御部38がその電流検出器50の出力に基づいてそのラインに流れる電流I6の監視を行う(ステップ41)。制御部38は、切替スイッチ44のオン後の所定時間後に切替スイッチ44をオフさせ(ステップ42)、切替スイッチ44のオフの間に冗長電力供給系統6を流れる電流I6が零か否かを判断し(ステップ43)、電流I6が零であれば、冗長電力供給系統6の異常であるとみなして、運転者に異常のある旨を警告する(ステップ44)。この場合の冗長電力供給系統6の異常として、電源供給ライン48やダイオード8のオープン故障、電流検出器50自体の故障などが挙げられる。   FIG. 8 shows a flowchart of an example of a control routine executed by the control unit 38 in the DC-DC converter 30 of the second embodiment. The control unit 38 turns on the changeover switch 44 (step 40). In the power supply system of the present embodiment, the current detector 50 is provided on the redundant power supply system 6 as described above, and the control unit 38 of the DC-DC converter 30 is based on the output of the current detector 50. The current I6 flowing through the line is monitored (step 41). The control unit 38 turns off the changeover switch 44 after a predetermined time after the changeover switch 44 is turned on (step 42), and determines whether or not the current I6 flowing through the redundant power supply system 6 is zero while the changeover switch 44 is turned off. However, if the current I6 is zero, it is considered that the redundant power supply system 6 is abnormal, and the driver is warned that there is an abnormality (step 44). As an abnormality of the redundant power supply system 6 in this case, an open failure of the power supply line 48 and the diode 8, a failure of the current detector 50 itself, and the like can be mentioned.

一方、制御部38は、冗長電力供給系統6を流れる電流I6が閾値Ith以上の場合には(ステップ45)、低電圧系10の電源の異常(例えば、低圧系バッテリ14の端子やセルのオープン故障、発電機16の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン46の断線)であるとみなして、DC−DCコンバータ30の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替える(ステップ46)。   On the other hand, when the current I6 flowing through the redundant power supply system 6 is greater than or equal to the threshold value Ith (step 45), the control unit 38 detects that the power supply of the low voltage system 10 is abnormal (for example, the terminal of the low voltage system battery 14 or the cell is open). The control of the DC-DC converter 30 is switched from step-up control to step-down control, assuming that it is a failure, a failure accompanied by a decrease in the power supplied to the generator 16, or a disconnection of the power supply line 46 (step 46).

かかる構成においても、冗長電力供給系統6を流れるI6を監視して、通常の供給電流よりも大きな閾値Ithを超える供給電流が流れたときに、低電圧系10に異常が生じたと判定することができる。この場合においても、低電圧系10の異常を検知するのに、低圧系バッテリ14及び発電機16ごとに電流検出器などを設けることは不要であり、DC−DCコンバータ30内にのみ検出素子を設けることとすれば十分である。また、低圧系バッテリ14及び発電機16に流れる電流値を個別に検出することは不要であって、冗長電力供給系統6を流れる電流I6を監視することとすれば十分である。   Even in such a configuration, it is possible to monitor I6 flowing through the redundant power supply system 6 and determine that an abnormality has occurred in the low voltage system 10 when a supply current exceeding a threshold Ith larger than the normal supply current flows. it can. Even in this case, it is not necessary to provide a current detector or the like for each of the low voltage system battery 14 and the generator 16 in order to detect an abnormality in the low voltage system 10, and a detection element is provided only in the DC-DC converter 30. It is sufficient to provide it. In addition, it is not necessary to individually detect the current values flowing through the low-voltage battery 14 and the generator 16, and it is sufficient to monitor the current I6 flowing through the redundant power supply system 6.

従って、本実施例の電源システムによれば、低電圧系10の異常検知をDC−DCコンバータ30内に設けた素子のみで行うことが可能であるので、簡素な構成で低電圧系10の異常を検知することが可能となっている。   Therefore, according to the power supply system of the present embodiment, the abnormality detection of the low voltage system 10 can be performed only by the elements provided in the DC-DC converter 30, and therefore the abnormality of the low voltage system 10 can be achieved with a simple configuration. Can be detected.

また、上記の構成においても、切替スイッチ44がオフにされると、低電圧系10(具体的には、低圧系バッテリ14、発電機16、及び電気負荷20)はDC−DCコンバータ30から切り離されるが、一方、低電圧系10の電気負荷22は依然として電源供給ライン48を通じてDC−DCコンバータ30との接続を継続する。この場合には、高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して低電圧系10の低圧系バッテリ14や発電機16,電気負荷20に電力が供給されることは生じ得ないが、電気負荷22には高電圧系12からのDC−DCコンバータ30を介した電力は供給され得る。   Also in the above configuration, when the changeover switch 44 is turned off, the low voltage system 10 (specifically, the low voltage system battery 14, the generator 16, and the electric load 20) is disconnected from the DC-DC converter 30. On the other hand, the electrical load 22 of the low voltage system 10 still continues to be connected to the DC-DC converter 30 through the power supply line 48. In this case, power cannot be supplied from the high voltage system 12 to the low voltage system battery 14, the generator 16, and the electrical load 20 of the low voltage system 10 via the DC-DC converter 30. 22 can be supplied with power from the high voltage system 12 via the DC-DC converter 30.

従って、本実施例の電源システムによれば、異常が生じた低電圧系10を切替スイッチ44の開放によりDC−DCコンバータ30から切り離しつつ、その低電圧系10の電気負荷22には高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して給電することが可能である。また、低電圧系10に例えば電源供給ライン46の断線などに起因して低圧系バッテリ14や発電機16からの給電が不可能となる異常が生じても、冗長系の電気負荷22に対しては電源供給を行うことが可能となっており、その電気負荷22の作動を確保することが可能となっている。また、低電圧系10の電源をDC−DCコンバータ30から切り離すことができるので、低電圧系10の電源の異常の影響がDC−DCコンバータ30や電気負荷22に及ぶのを防ぎ、DC−DCコンバータ30からの安定した給電を電気負荷22に対し行うことができる。   Therefore, according to the power supply system of the present embodiment, the low voltage system 10 in which an abnormality has occurred is disconnected from the DC-DC converter 30 by opening the changeover switch 44, and the high voltage system is connected to the electric load 22 of the low voltage system 10. Power can be supplied from 12 through the DC-DC converter 30. Further, even if an abnormality occurs in the low voltage system 10 due to, for example, disconnection of the power supply line 46 and the power supply from the low voltage system battery 14 or the generator 16 becomes impossible, the redundant system load 22 is not affected. Can be supplied with power, and the operation of the electric load 22 can be secured. Further, since the power source of the low voltage system 10 can be disconnected from the DC-DC converter 30, the influence of the abnormality of the power source of the low voltage system 10 is prevented from reaching the DC-DC converter 30 and the electric load 22, and the DC-DC Stable power supply from the converter 30 can be performed on the electric load 22.

[第3実施例]
図9は、本発明の第3実施例である電源システムの構成図を示す。第3実施例では、電気負荷22が起動と停止を繰り返す間欠動作をする電気負荷である場合についての例である。なお、図9に示される第3実施例の電源システムにおいて、図1に示す構成と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。
[Third embodiment]
FIG. 9 shows a configuration diagram of a power supply system according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the electric load 22 is an example of an electric load that performs an intermittent operation that repeatedly starts and stops. In the power supply system of the third embodiment shown in FIG. 9, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図9において、制御部38は、電気負荷22の動作状態を検出するために、信号線9を備える。制御部38は、信号線9を介して電気負荷22の動作状態を示す動作信号BL3を取得する。例えば、動作信号BL3=0の場合には電気負荷22は停止していることを示し、動作信号BL3=1の場合には電気負荷22が動作中であることを示す。   In FIG. 9, the control unit 38 includes a signal line 9 in order to detect the operating state of the electric load 22. The control unit 38 acquires an operation signal BL3 indicating the operation state of the electric load 22 via the signal line 9. For example, the operation signal BL3 = 0 indicates that the electrical load 22 is stopped, and the operation signal BL3 = 1 indicates that the electrical load 22 is in operation.

あるいは、制御部38は、電気負荷22を強制的に動作させるために、信号線9を備えてもよい。制御部38は、信号線9を介して電気負荷22の動作を指令する動作指令信号BL3を出力する。制御部38は、電気負荷22の動作を開始させたい場合には電気負荷22の動作開始の指令であることを示すBL3=1の動作指令信号を出力し、電気負荷22の動作を停止させたい場合には電気負荷22の動作停止の指令であることを示すBL3=0の動作指令信号を出力する。電気負荷22は、これらの動作指令信号に従って、動作する。   Alternatively, the control unit 38 may include the signal line 9 in order to force the electric load 22 to operate. The control unit 38 outputs an operation command signal BL3 that commands the operation of the electric load 22 via the signal line 9. When it is desired to start the operation of the electric load 22, the control unit 38 outputs an operation command signal of BL3 = 1 indicating that the operation of the electric load 22 is started, and stops the operation of the electric load 22. In this case, an operation command signal of BL3 = 0 indicating that the operation of the electric load 22 is stopped is output. The electric load 22 operates according to these operation command signals.

上記の第1実施例においては、通常作動時にはオンとされる切替スイッチ44を低電圧系10に異常が生じたことが検知された場合にオフとするように制御していたが、第3実施例においては、切替スイッチ44を低電圧系10に異常が生じたことが検知されていない場合でもオフするように制御する。すなわち、正常作動時における機能チェックの実施をする。   In the first embodiment, the changeover switch 44 that is turned on during normal operation is controlled to turn off when it is detected that an abnormality has occurred in the low voltage system 10, but the third embodiment In the example, the changeover switch 44 is controlled to be turned off even when it is not detected that an abnormality has occurred in the low voltage system 10. That is, a function check is performed during normal operation.

本実施例のDC−DCコンバータ30において電源供給ライン48を介して電気負荷22に流れる電流I6と切替スイッチ44のオン・オフとの関係は、第2の実施例の場合の図7と同様である。   In the DC-DC converter 30 of the present embodiment, the relationship between the current I6 flowing through the electric load 22 via the power supply line 48 and the on / off of the changeover switch 44 is the same as in FIG. 7 in the second embodiment. is there.

第3の実施例では、第2の実施例と同様に、制御部38は、所定の周期(例えば、DC−DCコンバータ30に内蔵の低圧系コンデンサ34の容量で電気負荷22が動作可能な時間以内)で、切替スイッチ44を短時間(例えば、低圧系10の異常判定が可能な時間)だけオフする。そして、制御部38は、DC−DCコンバータ30の出力電圧(インダクタンス32と低圧系コンデンサ34との接続点dの電圧)を発電機16の出力電圧(点bの電圧)より少し高めの電圧(例えば、1Vの差)に設定し、切替スイッチ44がオフの期間内に電流検出器50によって電流I6が検出されない場合には、冗長電力供給系統6の断線等の異常と判定する。   In the third embodiment, as in the second embodiment, the control unit 38 determines that the electrical load 22 can operate with a predetermined period (for example, the capacity of the low-voltage capacitor 34 built in the DC-DC converter 30). The changeover switch 44 is turned off for a short time (for example, a time during which the low pressure system 10 can be determined to be abnormal). Then, the control unit 38 sets the output voltage of the DC-DC converter 30 (the voltage at the connection point d between the inductance 32 and the low-voltage capacitor 34) to a voltage (a voltage slightly higher than the output voltage of the generator 16 (the voltage at the point b)). For example, when the current I 50 is not detected by the current detector 50 during the period when the changeover switch 44 is OFF, it is determined that the redundant power supply system 6 is abnormal such as disconnection.

また、第2の実施例と同様に、制御部38は、切替スイッチ44がオフの期間内に電流検出器50によって電流I6が所定の閾値Ith以上検出された場合には、低圧系バッテリ14の端子やセルのオープン故障、発電機16の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン46(この場合、電源供給ライン48を除く低圧系10内の電源ライン(すなわち、図1において、a−b間、b−c間の電源ライン))の断線などの低電圧系10の電源の異常と判定する。   Similarly to the second embodiment, the control unit 38 controls the low voltage battery 14 when the current detector 50 detects a current I6 that is equal to or greater than a predetermined threshold value Ith within a period in which the changeover switch 44 is off. Terminal or cell open failure, failure accompanied by a decrease in power supplied to the generator 16, power supply line 46 (in this case, power supply lines in the low-voltage system 10 excluding the power supply line 48 (ie, ab in FIG. 1) And the power supply line between b and c) is determined to be abnormal in the power supply of the low voltage system 10 such as disconnection.

しかしながら、電気負荷22が動作をしていないことにより、または、間欠動作により動作が停止していないことにより、その消費電流が発生していないときに、電流検出器50によって電流I6を検出することによって、冗長電力供給系統6の断線等の異常や低電圧系10の電源の異常を判定しても、誤判定のおそれがある。そこで、第3の実施例では、その誤判定を回避するために、図10のように動作する。   However, the current detector 50 detects the current I6 when the consumption current is not generated because the electric load 22 is not operating or is not stopped due to intermittent operation. Therefore, even if an abnormality such as disconnection of the redundant power supply system 6 or an abnormality of the power supply of the low voltage system 10 is determined, there is a risk of erroneous determination. Therefore, the third embodiment operates as shown in FIG. 10 in order to avoid the erroneous determination.

図10は、第3実施例のDC−DCコンバータ30において制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。制御部38は、切替スイッチ44をオンさせる(ステップ50)。本実施例の電源システムにおいては、上記の如く、冗長電力供給系統6上に電流検出器50が設けられており、DC−DCコンバータ30の制御部38がその電流検出器50の出力に基づいてそのラインに流れる電流I6の監視を行う(ステップ51)。制御部38は、BL3=1(電気負荷22が動作中)であり(ステップ52)且つ切替スイッチ44がオフのときに(ステップ53)、冗長電力供給系統6を流れる電流I6が零か否かを判断し(ステップ54)、電流I6が零であれば、冗長電力供給系統6の異常であるとみなして、運転者に異常のある旨を警告する(ステップ55)。この場合の冗長電力供給系統6の異常として、電源供給ライン48やダイオード8のオープン故障、電流検出器50自体の故障などが挙げられる。   FIG. 10 shows a flowchart of an example of a control routine executed by the control unit 38 in the DC-DC converter 30 of the third embodiment. The control unit 38 turns on the changeover switch 44 (step 50). In the power supply system of the present embodiment, the current detector 50 is provided on the redundant power supply system 6 as described above, and the control unit 38 of the DC-DC converter 30 is based on the output of the current detector 50. The current I6 flowing through the line is monitored (step 51). The control unit 38 determines whether or not the current I6 flowing through the redundant power supply system 6 is zero when BL3 = 1 (the electric load 22 is operating) (step 52) and the changeover switch 44 is off (step 53). If the current I6 is zero, it is considered that the redundant power supply system 6 is abnormal, and the driver is warned that there is an abnormality (step 55). As an abnormality of the redundant power supply system 6 in this case, an open failure of the power supply line 48 and the diode 8, a failure of the current detector 50 itself, and the like can be mentioned.

一方、制御部38は、BL3=1(電気負荷22が動作中)であり(ステップ52)且つ切替スイッチ44がオフのときに(ステップ53)、冗長電力供給系統6を流れる電流I6が閾値Ith以上の場合には(ステップ56)、低電圧系10の給電系統の異常(例えば、低圧系バッテリ14の端子やセルのオープン故障、発電機16の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン46の断線)であるとみなして、DC−DCコンバータ30の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替える(ステップ57)。   On the other hand, when BL3 = 1 (the electric load 22 is operating) (step 52) and the changeover switch 44 is off (step 53), the control unit 38 sets the current I6 flowing through the redundant power supply system 6 to the threshold value Ith. In the above case (step 56), an abnormality in the power supply system of the low voltage system 10 (for example, an open failure of a terminal or a cell of the low voltage system battery 14, a failure accompanied by a decrease in the power supplied to the generator 16, a power supply line 46 The control of the DC-DC converter 30 is switched from step-up control to step-down control (step 57).

なお、制御部36は、切替スイッチ44をオフさせずに、BL3=1の場合に、電流検出器50の出力に基づいてそのラインに流れる電流I6の監視を行い、異常を検出してもよい。すなわち、制御部38は、BL3=1のときに冗長電力供給系統6を流れる電流I6が零か否かを判断し、電流I6が零であれば、冗長電力供給系統6の異常であるとみなして、運転者に警告する。一方、制御部38は、BL3=1のときに冗長電力供給系統6を流れる電流I6が閾値Ith以上の場合には、DC−DCコンバータ30の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替える。   Note that the controller 36 may detect an abnormality by monitoring the current I6 flowing through the line based on the output of the current detector 50 when BL3 = 1 without turning off the changeover switch 44. . That is, the control unit 38 determines whether or not the current I6 flowing through the redundant power supply system 6 is zero when BL3 = 1. If the current I6 is zero, the controller 38 considers that the redundant power supply system 6 is abnormal. Warning the driver. On the other hand, when the current I6 flowing through the redundant power supply system 6 is equal to or greater than the threshold value Ith when BL3 = 1, the control unit 38 switches the control of the DC-DC converter 30 from step-up control to step-down control.

かかる構成においても、冗長電力供給系統6を流れるI6を監視して、通常の供給電流よりも大きな閾値Ithを超える供給電流が流れたときに、低電圧系10に異常が生じたと判定することができる。この場合においても、低電圧系10の異常を検知するのに、低圧系バッテリ14及び発電機16ごとに電流検出器などを設けることは不要であり、DC−DCコンバータ30内にのみ検出素子を設けることとすれば十分である。また、低圧系バッテリ14及び発電機16に流れる電流値を個別に検出することは不要であって、冗長電力供給系統6を流れる電流I6を監視することとすれば十分である。   Even in such a configuration, it is possible to monitor I6 flowing through the redundant power supply system 6 and determine that an abnormality has occurred in the low voltage system 10 when a supply current exceeding a threshold Ith larger than the normal supply current flows. it can. Even in this case, it is not necessary to provide a current detector or the like for each of the low voltage system battery 14 and the generator 16 in order to detect an abnormality in the low voltage system 10, and a detection element is provided only in the DC-DC converter 30. It is sufficient to provide it. In addition, it is not necessary to individually detect the current values flowing through the low-voltage battery 14 and the generator 16, and it is sufficient to monitor the current I6 flowing through the redundant power supply system 6.

従って、本第3実施例の電源システムによれば、低電圧系10の異常検知をDC−DCコンバータ30内に設けた素子のみで行うことが可能であるので、簡素な構成で低電圧系10の異常を検知することが可能となっている。   Therefore, according to the power supply system of the third embodiment, it is possible to detect the abnormality of the low voltage system 10 only with the elements provided in the DC-DC converter 30, so that the low voltage system 10 has a simple configuration. It is possible to detect abnormalities.

また、上記の構成においても、切替スイッチ44がオフにされると、低電圧系10(具体的には、低圧系バッテリ14、発電機16、及び電気負荷20)はDC−DCコンバータ30から切り離されるが、一方、低電圧系10の電気負荷22は依然として電源供給ライン48を通じてDC−DCコンバータ30との接続を継続する。この場合には、高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して低電圧系10の低圧系バッテリ14や発電機16,電気負荷20に電力が供給されることは生じ得ないが、電気負荷22には高電圧系12からのDC−DCコンバータ30を介した電力は供給され得る。   Also in the above configuration, when the changeover switch 44 is turned off, the low voltage system 10 (specifically, the low voltage system battery 14, the generator 16, and the electric load 20) is disconnected from the DC-DC converter 30. On the other hand, the electrical load 22 of the low voltage system 10 still continues to be connected to the DC-DC converter 30 through the power supply line 48. In this case, power cannot be supplied from the high voltage system 12 to the low voltage system battery 14, the generator 16, and the electrical load 20 of the low voltage system 10 via the DC-DC converter 30. 22 can be supplied with power from the high voltage system 12 via the DC-DC converter 30.

従って、本実施例の電源システムによれば、異常が生じた低電圧系10を切替スイッチ44の開放によりDC−DCコンバータ30から切り離しつつ、その低電圧系10の電気負荷22には高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して給電することが可能である。また、低電圧系10に例えば電源供給ライン46の断線などに起因して低圧系バッテリ14や発電機16からの給電が不可能となる異常が生じても、冗長系の電気負荷22に対しては電源供給を行うことが可能となっており、その電気負荷22の作動を確保することが可能となっている。また、低電圧系10の電源をDC−DCコンバータ30から切り離すことができるので、低電圧系10の電源の異常の影響がDC−DCコンバータ30や電気負荷22に及ぶのを防ぎ、DC−DCコンバータ30からの安定した給電を電気負荷22に対し行うことができる。また、電気負荷22の動作中に低電圧系10の異常判定を実施するので、電気負荷22の非動作中に異常判定することによる誤判定を防止することができる。   Therefore, according to the power supply system of the present embodiment, the low voltage system 10 in which an abnormality has occurred is disconnected from the DC-DC converter 30 by opening the changeover switch 44, and the high voltage system is connected to the electric load 22 of the low voltage system 10. Power can be supplied from 12 through the DC-DC converter 30. Further, even if an abnormality occurs in the low voltage system 10 due to, for example, disconnection of the power supply line 46 and the power supply from the low voltage system battery 14 or the generator 16 becomes impossible, the redundant system load 22 is not affected. Can be supplied with power, and the operation of the electric load 22 can be secured. Further, since the power source of the low voltage system 10 can be disconnected from the DC-DC converter 30, the influence of the abnormality of the power source of the low voltage system 10 is prevented from reaching the DC-DC converter 30 and the electric load 22, and the DC-DC Stable power supply from the converter 30 can be performed on the electric load 22. Moreover, since the abnormality determination of the low voltage system 10 is performed during the operation of the electric load 22, an erroneous determination due to the abnormality determination during the non-operation of the electric load 22 can be prevented.

[第4実施例]
図11は、本発明の第4実施例である電源システムの構成図を示す。第4実施例では、発電機(オルタネータ)16に異常が起こった場合についての例である。発電機16に異常が起こると、発電能力が低下したり発電自体が停止したりする。したがって、発電機16の異常により低圧系バッテリ14の電圧が低下するために緊急通報装置や電動ブレーキ装置などの電気負荷22の機能が損なわれないようにする必要がある。なお、図11に示される第4実施例の電源システムにおいて、図1に示す構成と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。
[Fourth embodiment]
FIG. 11 shows a configuration diagram of a power supply system according to the fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment is an example of a case where an abnormality has occurred in the generator (alternator) 16. When an abnormality occurs in the generator 16, the power generation capacity is reduced or the power generation itself is stopped. Therefore, it is necessary to prevent the function of the electrical load 22 such as the emergency call device or the electric brake device from being impaired because the voltage of the low-voltage battery 14 decreases due to the abnormality of the generator 16. In the power supply system of the fourth embodiment shown in FIG. 11, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図11において、制御部38には、発電機16の異常を検出するための異常検出器5が接続されている。異常検出器5は、発電機16の発電情報を制御部38に出力する。異常検出器5は、たとえば、発電機16が発電中か否かを示す発電状態を出力する(例えば、発電中である場合にはHi信号を出力し発電中でない場合にはLo信号を出力する、いわゆるL端子が流用可能である)。制御部38は、イグニッションがON状態である場合など発電機16が本来発電している条件であるにもかかわらず異常検出器5の発電状態に基づいて発電機16が発電状態ではないと認識した場合には、発電機16の異常と判定する。異常検出器5は、たとえば、発電機16の出力電流や出力電圧を直接監視することによって発電機16の発電状態を検出可能である。また、制御部38は、検出される発電機16の発電量が所定値以下である場合に、発電不良であるとして発電機16の異常を判定してもよい。   In FIG. 11, the abnormality detector 5 for detecting an abnormality of the generator 16 is connected to the control unit 38. The abnormality detector 5 outputs the power generation information of the generator 16 to the control unit 38. The abnormality detector 5 outputs, for example, a power generation state indicating whether or not the power generator 16 is generating power (for example, outputs a Hi signal when power is being generated, and outputs a Lo signal when power is not being generated. The so-called L terminal can be used). The control unit 38 recognizes that the generator 16 is not in the power generation state based on the power generation state of the abnormality detector 5 in spite of the condition that the generator 16 originally generates power, such as when the ignition is ON. In this case, it is determined that the generator 16 is abnormal. The abnormality detector 5 can detect the power generation state of the generator 16 by directly monitoring the output current and output voltage of the generator 16, for example. Moreover, the control part 38 may determine the abnormality of the generator 16 as being a power generation failure, when the power generation amount of the generator 16 detected is below a predetermined value.

図12は、本実施例における、発電機16の異常検出と切替スイッチ44のオン・オフとDC−DCコンバータ30の切替制御との関係を表す図である。DC−DCコンバータ30は、通常動作時には低電圧系10から高電圧系12の方向に昇圧制御を実施するが、異常検出器5によって発電機16の異常が検出されると、電気負荷22への電力供給能力が低下したとみなされ、切替スイッチ44をオフさせるとともに昇圧制御から降圧制御に切り替える。   FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship among abnormality detection of the generator 16, ON / OFF of the changeover switch 44, and switching control of the DC-DC converter 30 in the present embodiment. The DC-DC converter 30 performs step-up control in the direction from the low voltage system 10 to the high voltage system 12 during normal operation. However, when an abnormality of the generator 16 is detected by the abnormality detector 5, It is considered that the power supply capability has decreased, and the changeover switch 44 is turned off and the step-up control is switched to the step-down control.

本実施例において、低電圧系10とDC−DCコンバータ30のインダクタンス32との間には、上記の如く、切替スイッチ44が介在されている。低電圧系10の電気負荷20,22のうち電気負荷20は、切替スイッチ44を介してDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されているが、電気負荷22は、その接続の他に更に、切替スイッチ44を介さずにもDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されている。従って、発電機16の異常が生じた場合に、その発電機16をDC−DCコンバータ30から切り離すこととしても、低圧系バッテリ14から、及び、DC−DCコンバータ30を経由して高電圧系12から、冗長系の電気負荷22に電源を供給することは可能である。   In the present embodiment, the changeover switch 44 is interposed between the low voltage system 10 and the inductance 32 of the DC-DC converter 30 as described above. Of the electric loads 20 and 22 of the low voltage system 10, the electric load 20 is connected to the inductance 32 side of the DC-DC converter 30 via the changeover switch 44, but the electric load 22 is further connected in addition to the connection. The DC-DC converter 30 is connected to the inductance 32 side without going through the changeover switch 44. Therefore, when the abnormality of the generator 16 occurs, even if the generator 16 is disconnected from the DC-DC converter 30, the high-voltage system 12 from the low-voltage battery 14 and via the DC-DC converter 30. Therefore, it is possible to supply power to the redundant electrical load 22.

図13は、第4実施例の制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートである。制御部38は、異常検出器5の出力に基づいて発電機16の異常を監視する(ステップ60)。制御部38は、発電機16の異常が検出された場合に(ステップ62)、DC−DCコンバータ30に対して昇圧制御から降圧制御への動作切替信号を送信し、DC−DCコンバータ30の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替えるとともに、切替スイッチ44をオフさせる(ステップ64)。   FIG. 13 is a flowchart of an example of a control routine executed by the control unit 38 of the fourth embodiment. The controller 38 monitors the abnormality of the generator 16 based on the output of the abnormality detector 5 (step 60). When the abnormality of the generator 16 is detected (step 62), the control unit 38 transmits an operation switching signal from step-up control to step-down control to the DC-DC converter 30 to control the DC-DC converter 30. Is switched from step-up control to step-down control, and the changeover switch 44 is turned off (step 64).

かかる構成によれば、通常作動時にはオンとされる切替スイッチ44を、発電機16に異常が生じたことが検知された場合にオフとすることができる。切替スイッチ44がオフにされると、低電圧系10(具体的には、低圧系バッテリ14、発電機16、及び電気負荷20)はDC−DCコンバータ30から切り離されるが、一方、低電圧系10の電気負荷22は依然として低圧系バッテリ14との接続及び電源供給ライン48を通じてDC−DCコンバータ30との接続を継続する。この場合には、高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して低電圧系10の低圧系バッテリ14や発電機16,電気負荷20に電力が供給されることは生じ得ないが、電気負荷22には低圧系バッテリ14からの電力及び高電圧系12からのDC−DCコンバータ30を介した電力は供給され得る。   According to this configuration, the changeover switch 44 that is turned on during normal operation can be turned off when it is detected that an abnormality has occurred in the generator 16. When the changeover switch 44 is turned off, the low voltage system 10 (specifically, the low voltage battery 14, the generator 16, and the electrical load 20) is disconnected from the DC-DC converter 30, while the low voltage system The ten electric loads 22 continue to be connected to the low-voltage battery 14 and to the DC-DC converter 30 through the power supply line 48. In this case, power cannot be supplied from the high voltage system 12 to the low voltage system battery 14, the generator 16, and the electrical load 20 of the low voltage system 10 via the DC-DC converter 30. The electric power from the low-voltage system battery 14 and the electric power from the high-voltage system 12 via the DC-DC converter 30 can be supplied to 22.

従って、本実施例の電源システムによれば、異常が生じた低電圧系10を切替スイッチ44の開放によりDC−DCコンバータ30から切り離しつつ、その低電圧系10の電気負荷22には、高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して給電することが可能であるとともに低圧系バッテリ14から給電することが可能である。この点、本実施例の電源システムにおいては、切替スイッチ44のオフによって、異常が生じた低電圧系10に高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して無駄に電力が供給されるのを防止することが可能となっている。また、冗長系の電気負荷22への給電を、低圧系バッテリ14とDC−DCコンバータ30を介した高電圧バッテリ18との両方で行うことによって、冗長負荷22を最優先に給電することができ、冗長負荷22への給電可能時間も延長することが可能である。事故発生時に緊急信号を送信するメーデー装置やドライバーのブレーキ操作をアシストし車両の挙動を安定化させることができる電動ブレーキ装置の場合には、動作時間の延長が商品性の向上につながる。この場合、電気負荷20や電気負荷24の動作を停止または制限することによって、冗長負荷22への給電可能時間をより一層延長することができる。また、発電機16の故障を検出することによって、冗長負荷22への供給電力の低下が生じる前に所定の保護制御に速やかに移行することができる。   Therefore, according to the power supply system of the present embodiment, the low voltage system 10 in which an abnormality has occurred is disconnected from the DC-DC converter 30 by opening the changeover switch 44, and the electric load 22 of the low voltage system 10 has a high voltage. Power can be supplied from the system 12 via the DC-DC converter 30 and can be supplied from the low-voltage battery 14. In this respect, in the power supply system of this embodiment, when the changeover switch 44 is turned off, power is supplied from the high voltage system 12 through the DC-DC converter 30 to the low voltage system 10 in which an abnormality has occurred. It is possible to prevent. Further, by supplying power to the redundant electrical load 22 by both the low voltage battery 14 and the high voltage battery 18 via the DC-DC converter 30, the redundant load 22 can be supplied with the highest priority. In addition, it is possible to extend the time during which power can be supplied to the redundant load 22. In the case of a Mayday device that transmits an emergency signal in the event of an accident or an electric brake device that can assist the driver's brake operation and stabilize the behavior of the vehicle, the extension of the operation time leads to an improvement in the merchantability. In this case, by stopping or limiting the operations of the electric load 20 and the electric load 24, the power supply possible time to the redundant load 22 can be further extended. Further, by detecting the failure of the generator 16, it is possible to promptly shift to a predetermined protection control before a decrease in the power supplied to the redundant load 22 occurs.

[第5実施例]
図14は、本発明の第5実施例である電源システムの構成図を示す。第5実施例においては、低圧系バッテリ14から冗長負荷22への電力供給経路である電源供給ライン46の電圧の検出結果に基づいて、切替スイッチ44のオン・オフ等が制御される。冗長負荷22に供給している電圧が低下した場合、障害のあった箇所から冗長負荷22とDC−DCコンバータ30を分離し、冗長負荷22とDC−DCコンバータ30を接続することによって、冗長負荷22の機能を保護する。なお、図14に示される第5の実施例の電源システムにおいて、図1に示す構成と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。
[Fifth embodiment]
FIG. 14 shows a configuration diagram of a power supply system according to the fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, on / off of the changeover switch 44 is controlled based on the detection result of the voltage of the power supply line 46 that is the power supply path from the low-voltage battery 14 to the redundant load 22. When the voltage supplied to the redundant load 22 is reduced, the redundant load 22 and the DC-DC converter 30 are separated from the location where the failure has occurred, and the redundant load 22 and the DC-DC converter 30 are connected to each other. 22 functions are protected. In the power supply system of the fifth embodiment shown in FIG. 14, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図14において、制御部38には、電源供給ライン46の電圧を検出するための電圧検出器4が接続されている。電圧検出器4は、電源供給ライン46の電圧情報を制御部38に出力する。電圧検出器4は、低圧系バッテリ14から冗長負荷22への供給電圧(すなわち、電源供給ライン46の電圧)の低下を判定するための閾値を有しており、その供給電圧が閾値以下となった場合に、制御部38に電圧低下信号を出力する。電圧低下信号を受信した制御部38は、低圧系バッテリ14の充電残容量の低下等の何らかの異常により電源供給ライン46の電圧が低下したとみなして、切替スイッチ44をオフするとともに、DC−DCコンバータ30に対して電圧変換方向を昇圧方向から降圧方向に切り替える動作切替信号を出力する。DC−DCコンバータ30は、通常動作時には低電圧系10から高電圧系12の方向に昇圧制御を実施するが、電源供給ライン46の電圧低下により動作切替信号を受信すると、切替スイッチ44をオフさせるとともに昇圧制御から降圧制御に切り替える。切替スイッチ44のオフによって、異常時にDC−DCコンバータ30から冗長負荷22に供給されるべき電力が、低圧系バッテリ14に供給されないようにすることができる。なお、電源供給ライン46の電圧が上記閾値より高くなった場合には、制御部38は、切替スイッチ44をオンするとともに降圧制御から昇圧制御に切り替えて、通常動作に復帰する。   In FIG. 14, the voltage detector 4 for detecting the voltage of the power supply line 46 is connected to the control unit 38. The voltage detector 4 outputs the voltage information of the power supply line 46 to the control unit 38. The voltage detector 4 has a threshold value for determining a decrease in the supply voltage (that is, the voltage of the power supply line 46) from the low-voltage battery 14 to the redundant load 22, and the supply voltage is equal to or less than the threshold value. In the case, the voltage drop signal is output to the control unit 38. The control unit 38 that has received the voltage drop signal considers that the voltage of the power supply line 46 has dropped due to some abnormality such as a reduction in the remaining charge capacity of the low-voltage battery 14, turns off the changeover switch 44, and DC-DC An operation switching signal for switching the voltage conversion direction from the step-up direction to the step-down direction is output to the converter 30. The DC-DC converter 30 performs step-up control in the direction from the low voltage system 10 to the high voltage system 12 during normal operation, but when the operation switching signal is received due to a voltage drop in the power supply line 46, the switch 44 is turned off. At the same time, step-up control is switched to step-down control. By turning off the changeover switch 44, it is possible to prevent the power to be supplied from the DC-DC converter 30 to the redundant load 22 from being supplied to the low-voltage battery 14 in the event of an abnormality. When the voltage of the power supply line 46 becomes higher than the threshold value, the control unit 38 turns on the changeover switch 44 and switches from step-down control to step-up control to return to normal operation.

また、制御部38は、電圧検出器4によって電源供給ライン46の電圧が所定の閾値電圧以下で、且つ、DC−DCコンバータ30の低電圧系10側の電圧が所定の閾値電圧以上の場合には、電源供給ライン46の電圧低下の原因が電源供給ライン46の断線と特定することが可能である。   Further, the control unit 38 determines that the voltage detector 4 causes the voltage of the power supply line 46 to be equal to or lower than a predetermined threshold voltage and the voltage on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 is equal to or higher than the predetermined threshold voltage. The cause of the voltage drop of the power supply line 46 can be specified as the disconnection of the power supply line 46.

図15は、本実施例における、電圧検出器4の電圧検出と切替スイッチ44のオン・オフとDC−DCコンバータ30の切替制御との関係を示す図である。Vmは低圧系バッテリ14から冗長負荷22への供給電圧(すなわち、電源供給ライン46の電圧)を表し、VdはDC−DCコンバータ30の低電圧系10側の電圧を表し、Vtは電源供給ライン46の電圧低下を判定するための閾値を表す。DC−DCコンバータ30は、通常動作時には低電圧系10から高電圧系12の方向に昇圧制御を実施するが、Vm及びVdが閾値Vt以下になると、低電圧系10の異常とみなされ、制御部38による切替スイッチ44のオフとともに昇圧制御から降圧制御に切り替える。なお、Vmのみが閾値Vt以下になった場合には、切替スイッチ44はオンで昇圧制御のまま、運転者に対し異常がある旨を警告するようにしてもよい。   FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship among voltage detection of the voltage detector 4, on / off of the changeover switch 44, and switching control of the DC-DC converter 30 in the present embodiment. Vm represents the supply voltage from the low voltage system battery 14 to the redundant load 22 (that is, the voltage of the power supply line 46), Vd represents the voltage on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30, and Vt represents the power supply line. The threshold value for determining the voltage drop of 46 is represented. The DC-DC converter 30 performs step-up control in the direction from the low voltage system 10 to the high voltage system 12 during normal operation. However, when Vm and Vd are equal to or lower than the threshold value Vt, the low voltage system 10 is considered to be abnormal. The step-up control is switched to the step-down control when the selector switch 44 is turned off by the unit 38. Note that when only Vm becomes equal to or less than the threshold value Vt, the changeover switch 44 may be turned on and remain in step-up control to warn the driver that there is an abnormality.

本実施例において、低電圧系10とDC−DCコンバータ30のインダクタンス32との間には、上記の如く、切替スイッチ44が介在されている。低電圧系10の電気負荷20,22のうち電気負荷20は、切替スイッチ44を介してDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されているが、電気負荷22は、その接続の他に更に、切替スイッチ44を介さずにもDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されている。従って、電源供給ライン46の電圧低下が生じた場合に、その発電機16をDC−DCコンバータ30から切り離すこととしても、高電圧系12からそのDC−DCコンバータ30を経由して直接に冗長系の電気負荷22に電力を供給することは可能である。また、電源供給ライン46が断線していなければ、低圧系バッテリ14からも電気負荷22に電力供給することが可能である。   In the present embodiment, the changeover switch 44 is interposed between the low voltage system 10 and the inductance 32 of the DC-DC converter 30 as described above. Of the electric loads 20 and 22 of the low voltage system 10, the electric load 20 is connected to the inductance 32 side of the DC-DC converter 30 via the changeover switch 44, but the electric load 22 is further connected in addition to the connection. The DC-DC converter 30 is connected to the inductance 32 side without going through the changeover switch 44. Therefore, even if the generator 16 is disconnected from the DC-DC converter 30 when a voltage drop occurs in the power supply line 46, the redundant system is directly connected from the high voltage system 12 via the DC-DC converter 30. It is possible to supply electric power to the electrical load 22 of the current. If the power supply line 46 is not disconnected, it is possible to supply power to the electric load 22 from the low-voltage battery 14.

図16は、第5実施例の制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートである。制御部38は、電圧検出器4の出力に基づいて電源供給ライン46の電圧を監視する(ステップ70)。制御部38は、電源供給ライン46の電圧Vmが閾値Vt以下となり、且つ、DC−DCコンバータ30の低電圧系10側の電圧Vdが閾値Vt以下となった場合には(ステップ72,74)、DC−DCコンバータ30の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替えるとともに、切替スイッチ44をオフさせ、運転者に対し警告する(ステップ76)。一方、制御部38は、電源供給ライン46の電圧Vmが閾値Vt以下となり、且つ、DC−DCコンバータ30の低電圧系10側の電圧Vdが閾値Vt以下ではない場合には(ステップ72,74)、電源供給ライン46の断線とみなし、切替スイッチ44や電圧変換方向の切替をせずに運転者に警告のみ実施する(ステップ78)。電源供給ライン46の断線と特定できれば、電源供給ライン47及びオン状態の切替スイッチ44を介して、低圧系バッテリ14から冗長負荷22への電力供給を継続できるからである。   FIG. 16 is a flowchart of an example of a control routine executed by the control unit 38 of the fifth embodiment. The control unit 38 monitors the voltage of the power supply line 46 based on the output of the voltage detector 4 (step 70). When the voltage Vm of the power supply line 46 is equal to or lower than the threshold value Vt and the voltage Vd on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 is equal to or lower than the threshold value Vt (Steps 72 and 74). The control of the DC-DC converter 30 is switched from step-up control to step-down control, and the changeover switch 44 is turned off to warn the driver (step 76). On the other hand, when the voltage Vm of the power supply line 46 is equal to or lower than the threshold value Vt and the voltage Vd on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 is not equal to or lower than the threshold value Vt (steps 72 and 74). The power supply line 46 is regarded as a disconnection, and only a warning is given to the driver without switching the changeover switch 44 or the voltage conversion direction (step 78). This is because if the disconnection of the power supply line 46 can be specified, the power supply from the low-voltage battery 14 to the redundant load 22 can be continued through the power supply line 47 and the on-state changeover switch 44.

かかる構成によれば、通常作動時にはオンとされる切替スイッチ44を、DC−DCコンバータ30の低電圧系10側の電圧Vd及び電源供給ライン46の電圧Vmの低下が生じたことが検知された場合にオフとすることができる。切替スイッチ44がオフにされると、低電圧系10(具体的には、低圧系バッテリ14、発電機16)はDC−DCコンバータ30から切り離されるが、一方、低電圧系10の電気負荷22は依然として電源供給ライン48を通じてDC−DCコンバータ30との接続を継続する。この場合には、高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して低電圧系10の低圧系バッテリ14や発電機16に電力が供給されることは生じ得ないが、電気負荷22には高電圧系12からのDC−DCコンバータ30を介した電力は供給され得る。   According to such a configuration, it has been detected that the changeover switch 44 that is turned on during normal operation has caused a drop in the voltage Vd on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 and the voltage Vm of the power supply line 46. In case it can be turned off. When the changeover switch 44 is turned off, the low voltage system 10 (specifically, the low voltage battery 14 and the generator 16) is disconnected from the DC-DC converter 30, while the electric load 22 of the low voltage system 10 is disconnected. Still continues to connect to the DC-DC converter 30 through the power supply line 48. In this case, power cannot be supplied from the high voltage system 12 to the low voltage system battery 14 or the generator 16 of the low voltage system 10 via the DC-DC converter 30, but the electrical load 22 is not high. Electric power from the voltage system 12 via the DC-DC converter 30 can be supplied.

従って、本実施例の電源システムによれば、異常が生じた低電圧系10を切替スイッチ44の開放によりDC−DCコンバータ30から切り離しつつ、その低電圧系10の電気負荷22には高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して給電することが可能である。この点、本実施例の電源システムにおいては、異常が生じた低電圧系10に高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して無駄に電力が供給されるのを防止することが可能となっている。なお、電源供給ライン46の断線がなければ、低圧系バッテリ14からも電気負荷22に電力供給することが可能である。このとき、冗長系の電気負荷22への給電を、低圧系バッテリ14とDC−DCコンバータ30を介した高電圧バッテリ18との両方で行うことによって、冗長負荷22を最優先に給電することができ、冗長負荷22への給電可能時間も延長することが可能である。事故発生時に緊急信号を送信するメーデー装置の場合には、動作時間の延長が商品性の向上につながる。この場合、電気負荷20や電気負荷24の動作を停止または制限することによって、冗長負荷22への給電可能時間をより一層延長することができる。   Therefore, according to the power supply system of the present embodiment, the low voltage system 10 in which an abnormality has occurred is disconnected from the DC-DC converter 30 by opening the changeover switch 44, and the high voltage system is connected to the electric load 22 of the low voltage system 10. Power can be supplied from 12 through the DC-DC converter 30. In this respect, in the power supply system of the present embodiment, it is possible to prevent wasteful power supply from the high voltage system 12 via the DC-DC converter 30 to the low voltage system 10 in which an abnormality has occurred. ing. If the power supply line 46 is not disconnected, it is possible to supply power to the electric load 22 from the low-voltage battery 14. At this time, by supplying power to the redundant electrical load 22 by both the low voltage battery 14 and the high voltage battery 18 via the DC-DC converter 30, the redundant load 22 can be supplied with the highest priority. It is also possible to extend the time during which power can be supplied to the redundant load 22. In the case of a Mayday device that transmits an emergency signal in the event of an accident, extending the operating time leads to an improvement in merchantability. In this case, by stopping or limiting the operations of the electric load 20 and the electric load 24, the power supply possible time to the redundant load 22 can be further extended.

[第6実施例]
図17は、本発明の第6実施例である電源システムの構成図を示す。第6実施例においては、低圧系バッテリ14から冗長負荷22への電力供給経路である電源供給ライン46の電圧の検出結果に基づいて、切替スイッチ44のオン・オフ等が制御される。冗長負荷22に供給している電圧が低下した場合、障害のあった箇所から冗長負荷22とDC−DCコンバータ30を分離し、冗長負荷22とDC−DCコンバータ30を接続することによって、冗長負荷22の機能を保護する。本第6実施例の電源システムは、第5実施例におけるダイオード7,8からなるダイオードOR回路を切替スイッチ3に変更したものである。なお、図17に示される第6の実施例の電源システムにおいて、図1に示す構成と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。
[Sixth embodiment]
FIG. 17 shows a configuration diagram of a power supply system according to the sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, on / off of the changeover switch 44 is controlled based on the detection result of the voltage of the power supply line 46 that is the power supply path from the low-voltage battery 14 to the redundant load 22. When the voltage supplied to the redundant load 22 is reduced, the redundant load 22 and the DC-DC converter 30 are separated from the location where the failure has occurred, and the redundant load 22 and the DC-DC converter 30 are connected to each other. 22 functions are protected. The power supply system of the sixth embodiment is obtained by changing the diode OR circuit including the diodes 7 and 8 in the fifth embodiment to the changeover switch 3. In the power supply system of the sixth embodiment shown in FIG. 17, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

制御部38は、電源供給ライン46の電圧及びDC−DCコンバータ30の低電圧系10側の電圧が所定の閾値電圧以下になると、切替スイッチ44をオフすることにより低圧系バッテリ14とDC−DCコンバータ30を分離する。また、制御部38は、切替スイッチ3を制御することにより、電気負荷22と電源供給ライン46を分離して、電気負荷22と電源供給ライン48を接続する。また、制御部38は、DC−DCコンバータ30に対して、昇圧方向から降圧方向に電圧変換方向の切り替えを指令する動作切替信号を送信する。   When the voltage of the power supply line 46 and the voltage on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 are equal to or lower than a predetermined threshold voltage, the control unit 38 turns off the changeover switch 44 to turn off the low voltage system battery 14 and the DC-DC. The converter 30 is separated. Further, the control unit 38 controls the changeover switch 3 to separate the electric load 22 and the power supply line 46 and connect the electric load 22 and the power supply line 48. In addition, the control unit 38 transmits an operation switching signal that instructs the DC-DC converter 30 to switch the voltage conversion direction from the step-up direction to the step-down direction.

そして、DC−DCコンバータ30は、制御部38から動作切替信号を受信すると昇圧制御から降圧制御に切り替える。電源供給ライン46が断線した場合、電圧検出器4によって電圧低下が検出されるが、電源供給ライン47,48を介して低圧系バッテリ14から電力を供給できるので、警告のみを出して通常動作する。ここで、電圧検出器4によって電圧低下が検出されても低圧系バッテリ14からDC−DCコンバータ30に供給されている電圧が所定の閾値より高い場合に、電源供給ライン46の断線とみなす。   When the DC-DC converter 30 receives the operation switching signal from the control unit 38, the DC-DC converter 30 switches from step-up control to step-down control. When the power supply line 46 is disconnected, a voltage drop is detected by the voltage detector 4, but power can be supplied from the low-voltage battery 14 via the power supply lines 47 and 48, so that only a warning is issued and normal operation is performed. . Here, even if a voltage drop is detected by the voltage detector 4, if the voltage supplied from the low voltage battery 14 to the DC-DC converter 30 is higher than a predetermined threshold value, it is regarded as a disconnection of the power supply line 46.

なお、DC−DCコンバータ30の低電圧系10側の出力電圧(点dの電圧)を発電機16(低圧系バッテリ14)の出力電圧(点bの電圧)より少し高めの電圧(例えば、1Vの差)に設定した場合、切替スイッチ44がオフの期間内に電源供給ライン48に電流が流れない場合には、電源供給ライン48の断線とみなすことができる。この場合、運転者に対し警告してもよい。なお、DC−DCコンバータ30の降圧制御時に高圧系バッテリ18に接続される電気負荷24の動作を制限した場合、電気負荷22への電力供給可能時間をその制限に伴い延長することができる。そして、低圧系バッテリ14から電気負荷22へ供給している電圧が、所定の閾値より高くなった場合に通常動作に復帰する。このように、低圧系バッテリ14の端子はずれや電源供給ライン46の断線などの故障が生じても、電気負荷22が即時に機能停止することを防止できる。   Note that the output voltage (voltage at point d) on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 is slightly higher than the output voltage (voltage at point b) of the generator 16 (low voltage system battery 14) (for example, 1V). When the changeover switch 44 is off, if no current flows through the power supply line 48 during the off-period, the power supply line 48 can be regarded as a disconnection. In this case, the driver may be warned. When the operation of the electric load 24 connected to the high voltage battery 18 is restricted during the step-down control of the DC-DC converter 30, the power supply possible time to the electric load 22 can be extended along with the restriction. Then, when the voltage supplied from the low voltage system battery 14 to the electric load 22 becomes higher than a predetermined threshold value, the normal operation is restored. In this way, even if a failure such as a terminal disconnection of the low-voltage battery 14 or a disconnection of the power supply line 46 occurs, it is possible to prevent the electrical load 22 from being immediately stopped.

ここで、切替スイッチ3は、例えば、図18に示す如く半導体により構成されたMOSFETである。切替スイッチ3のゲートは、制御部38に接続されている。切替スイッチ3は、制御部38からの駆動指令に従ってスイッチング動作し、電気負荷22の電力供給経路を電源供給ライン46または48に切り替える。   Here, the changeover switch 3 is, for example, a MOSFET made of a semiconductor as shown in FIG. The gate of the changeover switch 3 is connected to the control unit 38. The changeover switch 3 performs a switching operation according to a drive command from the control unit 38 and switches the power supply path of the electric load 22 to the power supply line 46 or 48.

図19は、本実施例における、電圧検出器4の電圧検出と切替スイッチ44のオン・オフと切替スイッチ3のオン・オフとDC−DCコンバータ30の切替制御との関係を示す図である。Vm,Vd,Vtは、図15の場合と同様である。   FIG. 19 is a diagram illustrating a relationship among voltage detection of the voltage detector 4, ON / OFF of the changeover switch 44, ON / OFF of the changeover switch 3, and switching control of the DC-DC converter 30 in the present embodiment. Vm, Vd, and Vt are the same as those in FIG.

DC−DCコンバータ30は、通常動作時には低電圧系10から高電圧系12の方向に昇圧制御を実施するが、Vm及びVdが閾値Vt以下になると、低電圧系10の異常とみなされ、制御部38による切替スイッチ44のオフと電源供給ライン46側から電源供給ライン48側への切替スイッチ3の切り替えとともに昇圧制御から降圧制御に切り替える。なお、Vmのみが閾値Vt以下になった場合には、切替スイッチ44はオンで昇圧制御のまま、運転者に対し異常がある旨を警告するようにしてもよい。   The DC-DC converter 30 performs step-up control in the direction from the low voltage system 10 to the high voltage system 12 during normal operation. The step-up control is switched to the step-down control as the change-over switch 44 is turned off by the unit 38 and the change-over switch 3 is switched from the power supply line 46 side to the power supply line 48 side. Note that when only Vm becomes equal to or less than the threshold value Vt, the changeover switch 44 may be turned on and remain in step-up control to warn the driver that there is an abnormality.

本実施例において、低電圧系10とDC−DCコンバータ30のインダクタンス32との間には、上記の如く、切替スイッチ44が介在されている。低電圧系10の電気負荷20,22のうち電気負荷20は、切替スイッチ44を介してDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されているが、電気負荷22は、その接続の他に更に、切替スイッチ44を介さずにもDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されている。したがって、電源供給ライン46の電圧低下が生じた場合に、その発電機16をDC−DCコンバータ30から切り離すこととしても、高電圧系12からそのDC−DCコンバータ30を経由して直接に冗長系の電気負荷22に電源を供給することは可能である。   In the present embodiment, the changeover switch 44 is interposed between the low voltage system 10 and the inductance 32 of the DC-DC converter 30 as described above. Of the electric loads 20 and 22 of the low voltage system 10, the electric load 20 is connected to the inductance 32 side of the DC-DC converter 30 via the changeover switch 44, but the electric load 22 is further connected in addition to the connection. The DC-DC converter 30 is connected to the inductance 32 side without going through the changeover switch 44. Therefore, even if the generator 16 is disconnected from the DC-DC converter 30 when a voltage drop occurs in the power supply line 46, the redundant system is directly connected from the high voltage system 12 via the DC-DC converter 30. It is possible to supply power to the electrical load 22.

図20は、第6実施例の制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートである。制御部38は、電圧検出器4の出力に基づいて電源供給ライン46の電圧を監視する(ステップ80)。制御部38は、電源供給ライン46の電圧Vmが閾値Vt以下となり、且つ、DC−DCコンバータ30の低電圧系10側の電圧Vdが閾値Vt以下となった場合には(ステップ82,84)、切替スイッチ3によって電気負荷22の接続先を電源供給ライン36から電源供給ライン38に切り替え、DC−DCコンバータ30の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替えるとともに、切替スイッチ44をオフさせ、運転者に対し警告する(ステップ86)。一方、制御部38は、電源供給ライン46の電圧Vmが閾値Vt以下となり、且つ、電源供給ライン47の電圧Vdが閾値Vt以下ではない場合には(ステップ82,84)、電源供給ライン46の断線とみなして、切替スイッチ44や電圧変換方向の切替をせずに運転者に警告のみ実施する(ステップ88)。電源供給ライン46の断線と特定できれば、電源供給ライン47及びオン状態の切替スイッチ44を介して、低圧系バッテリ14から冗長負荷22への電力供給を継続できるからである。   FIG. 20 is a flowchart of an example of a control routine executed by the control unit 38 of the sixth embodiment. The control unit 38 monitors the voltage of the power supply line 46 based on the output of the voltage detector 4 (step 80). When the voltage Vm of the power supply line 46 is equal to or lower than the threshold value Vt and the voltage Vd on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 is equal to or lower than the threshold value Vt (steps 82 and 84). The switch 3 switches the connection destination of the electrical load 22 from the power supply line 36 to the power supply line 38, switches the control of the DC-DC converter 30 from step-up control to step-down control, turns off the switch 44, and Is warned (step 86). On the other hand, when the voltage Vm of the power supply line 46 is less than or equal to the threshold value Vt and the voltage Vd of the power supply line 47 is not less than or equal to the threshold value Vt (steps 82 and 84), the control unit 38 Considering a disconnection, only a warning is given to the driver without switching the selector switch 44 or the voltage conversion direction (step 88). This is because if the disconnection of the power supply line 46 can be specified, the power supply from the low-voltage battery 14 to the redundant load 22 can be continued through the power supply line 47 and the on-state changeover switch 44.

かかる構成によれば、通常作動時にはオンとされる切替スイッチ44を、DC−DCコンバータ30の低電圧系10側の電圧Vd及び電源供給ライン46の電圧Vmの低下が生じたことが検知された場合にオフとすることができる。切替スイッチ44がオフにされると、低電圧系10(具体的には、低圧系バッテリ14、発電機16)はDC−DCコンバータ30から切り離されるが、一方、低電圧系10の電気負荷22は依然として電源供給ライン48を通じてDC−DCコンバータ30との接続を継続する。この場合には、高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して低電圧系10の低圧系バッテリ14や発電機16に電力が供給されることは生じ得ないが、電気負荷22には高電圧系12からのDC−DCコンバータ30を介した電力は供給され得る。   According to such a configuration, it has been detected that the changeover switch 44 that is turned on during normal operation has caused a drop in the voltage Vd on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 and the voltage Vm of the power supply line 46. In case it can be turned off. When the changeover switch 44 is turned off, the low voltage system 10 (specifically, the low voltage battery 14 and the generator 16) is disconnected from the DC-DC converter 30, while the electric load 22 of the low voltage system 10 is disconnected. Still continues to connect to the DC-DC converter 30 through the power supply line 48. In this case, power cannot be supplied from the high voltage system 12 to the low voltage system battery 14 or the generator 16 of the low voltage system 10 via the DC-DC converter 30, but the electrical load 22 is not high. Electric power from the voltage system 12 via the DC-DC converter 30 can be supplied.

従って、本実施例の電源システムによれば、異常が生じた低電圧系10を切替スイッチ44の開放によりDC−DCコンバータ30から切り離しつつ、その低電圧系10の電気負荷22には高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して給電することが可能である。この点、本実施例の電源システムにおいては、異常が生じた低電圧系10に高電圧系12からDC−DCコンバータ30を介して無駄に電力が供給されるのを防止することが可能となっている。なお、電源供給ライン46の断線がなければ、低圧系バッテリ14からも電気負荷22に電力供給することが可能である。このとき、冗長系の電気負荷22への給電を、低圧系バッテリ14とDC−DCコンバータ30を介した高電圧バッテリ18との両方で行うことによって、冗長負荷22を最優先に給電することができ、冗長負荷22への給電可能時間も延長することが可能である。事故発生時に緊急信号を送信するメーデー装置などの場合には、動作時間の延長が商品性の向上につながる。この場合、電気負荷20や電気負荷24の動作を停止または制限することによって、冗長負荷22への給電可能時間をより一層延長することができる。   Therefore, according to the power supply system of the present embodiment, the low voltage system 10 in which an abnormality has occurred is disconnected from the DC-DC converter 30 by opening the changeover switch 44, and the high voltage system is connected to the electric load 22 of the low voltage system 10. Power can be supplied from 12 through the DC-DC converter 30. In this respect, in the power supply system of the present embodiment, it is possible to prevent wasteful power supply from the high voltage system 12 via the DC-DC converter 30 to the low voltage system 10 in which an abnormality has occurred. ing. If the power supply line 46 is not disconnected, it is possible to supply power to the electric load 22 from the low-voltage battery 14. At this time, by supplying power to the redundant electrical load 22 by both the low voltage battery 14 and the high voltage battery 18 via the DC-DC converter 30, the redundant load 22 can be supplied with the highest priority. It is also possible to extend the time during which power can be supplied to the redundant load 22. In the case of a Mayday device that transmits an emergency signal in the event of an accident, the extension of the operation time leads to an improvement in merchandise. In this case, by stopping or limiting the operations of the electric load 20 and the electric load 24, the power supply possible time to the redundant load 22 can be further extended.

[第7実施例]
図21は、本発明の第7実施例である電源システムの構成図を示す。図21に示される第7の電源システムにおいて、図1に示す構成と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。第7実施例のシステムは、例えば車両などに搭載され、電源電圧を昇圧しかつ降圧するための昇降圧型のDC−DCコンバータを制御するシステムであって、排出ガスの低減や燃費向上のために停車中にエンジンを自動停止させるアイドリングストップシステムである。第7実施例では、アイドリングストップシステムによりエンジンを停止させる前にDC−DCコンバータ30を昇圧制御から降圧制御に切り替えることによって、電気負荷20,22に電力を供給する、または、供給可能状態にする。そして、エンジンの再始動時に、エンジンを始動させるスタータ2が駆動する前にスタータ2を構成する低電圧系10をDC−DCコンバータ30から切り離す。低電圧系10から切り離されたDC−DCコンバータ30から電気負荷22に給電することによって、スタータ2の駆動による電圧変動の影響が電気負荷22に及ばずに、電気負荷22に安定した電力供給が可能となる。
[Seventh embodiment]
FIG. 21 shows a configuration diagram of a power supply system according to the seventh embodiment of the present invention. In the seventh power supply system shown in FIG. 21, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. The system of the seventh embodiment is a system that is mounted on, for example, a vehicle and controls a step-up / step-down DC-DC converter that boosts and lowers a power supply voltage, for reducing exhaust gas and improving fuel efficiency. This is an idling stop system that automatically stops the engine while the vehicle is stopped. In the seventh embodiment, the DC-DC converter 30 is switched from step-up control to step-down control before the engine is stopped by the idling stop system, so that electric power is supplied to the electric loads 20 and 22 or can be supplied. . Then, when the engine is restarted, the low voltage system 10 constituting the starter 2 is disconnected from the DC-DC converter 30 before the starter 2 for starting the engine is driven. By supplying power to the electric load 22 from the DC-DC converter 30 separated from the low voltage system 10, the influence of voltage fluctuation due to the drive of the starter 2 does not reach the electric load 22, and stable electric power supply to the electric load 22 is achieved. It becomes possible.

図22は、第7実施例の電源システムの動作を示すタイムチャートである。図21及び図22を参照しながら、本実施例の電源システムの動作について説明する。   FIG. 22 is a time chart showing the operation of the power supply system of the seventh embodiment. The operation of the power supply system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施例のシステムにおいて、低電圧系10の電気負荷20,22の作動が要求されると、低圧系バッテリ14又は発電機16からその電気負荷20,22へ電力供給が行われる。この場合には、電気負荷20,22の作動が可能になる。また、高電圧系12の電気負荷24の作動が要求されると、高圧系バッテリ18からその電気負荷24へ電力供給が行われる。この場合には、電気負荷24の作動が可能になる。   In the system of this embodiment, when the operation of the electric loads 20 and 22 of the low voltage system 10 is required, power is supplied from the low voltage system battery 14 or the generator 16 to the electric loads 20 and 22. In this case, the electric loads 20 and 22 can be operated. Further, when an operation of the electric load 24 of the high voltage system 12 is requested, power is supplied from the high voltage system battery 18 to the electric load 24. In this case, the electric load 24 can be operated.

DC−DCコンバータ30の制御部38は、上述の実施例と同様に、低電圧系10の給電状態(例えば、低電圧系10(低圧系バッテリ14)の電圧値や低圧系バッテリ14の残存容量など)と高電圧系12の給電状態(例えば、高電圧系12(高圧系バッテリ18)の電圧値や高圧系バッテリ18の残存容量など)との関係に基づいて、低電圧系10から高電圧系12への昇圧変換が必要であるか否かを判別し、また、逆に高電圧系12から低電圧系10への降圧変換が必要であるか否かを判別することで、DC−DCコンバータ30を起動すべきか否かを判別する。そして、DC−DCコンバータ30を起動すべきときは、切替スイッチ44をオンして低電圧系10とDC−DCコンバータ30とを導通すると共に、また、両電圧系10,12の状態に応じて一対のスイッチング素子40,42のデューティ比を設定する。   As in the above-described embodiment, the control unit 38 of the DC-DC converter 30 supplies power to the low voltage system 10 (for example, the voltage value of the low voltage system 10 (low voltage battery 14) and the remaining capacity of the low voltage battery 14). Etc.) and the power supply state of the high voltage system 12 (for example, the voltage value of the high voltage system 12 (high voltage battery 18) and the remaining capacity of the high voltage battery 18). By determining whether or not step-up conversion to the system 12 is necessary, and conversely determining whether or not step-down conversion from the high voltage system 12 to the low voltage system 10 is necessary, DC-DC It is determined whether or not the converter 30 should be activated. When the DC-DC converter 30 is to be started, the changeover switch 44 is turned on to make the low voltage system 10 and the DC-DC converter 30 conductive, and according to the state of both voltage systems 10 and 12. The duty ratio of the pair of switching elements 40 and 42 is set.

エンジンが作動中の通常状態では、発電機16によって発電された電力は、低圧系バッテリ14、電気負荷20,22に供給される。また、DC−DCコンバータ30の昇圧制御によって、低電圧系10の電力は高電圧系12の高圧系バッテリ18や電気負荷24に供給される。この通常状態では、制御部38は切替スイッチ44をオンにして導通状態にしている。   In a normal state in which the engine is operating, the electric power generated by the generator 16 is supplied to the low-voltage battery 14 and the electric loads 20 and 22. Further, the power of the low voltage system 10 is supplied to the high voltage battery 18 of the high voltage system 12 and the electric load 24 by the boost control of the DC-DC converter 30. In this normal state, the control unit 38 turns on the changeover switch 44 to make it conductive.

アイドリングストップシステムからエンジンの停止要求信号を受信した制御部38は、DC−DCコンバータ30の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替え、切り替え後にエンジン停止許可信号をアイドリングストップシステムに送信する。エンジン停止許可信号を受信したアイドリングストップシステムは、エンジンを停止させる。エンジンの停止によって発電機16による発電は停止する。   The control unit 38 that has received the engine stop request signal from the idling stop system switches the control of the DC-DC converter 30 from step-up control to step-down control, and transmits an engine stop permission signal to the idling stop system after switching. The idling stop system that has received the engine stop permission signal stops the engine. Power generation by the generator 16 is stopped by stopping the engine.

そして、エンジンの再始動は電動モータ内蔵のスタータ2の駆動によって行われる。制御部38は、スタータ2の駆動を事前に知らせる駆動前信号を受信した場合に、切替スイッチ44をオフして非導通状態にする。切替スイッチ44のオフによって、スタータ2や低圧系バッテリ14や電気負荷20からDC−DCコンバータ30の低電圧系10側の出力が分離される。制御部38は、分離後に、スタータ2の駆動を許可する許可信号をスタータ2の駆動を制御する制御システムに送信し、スタータ2の駆動がなされる。スタータ2の駆動によりエンジンが再始動するとともに発電機16の発電も開始する。発電機16の発電状態を検出した制御部38は、切替スイッチ44をオンにするとともに、DC−DCコンバータ30の制御を降圧制御から昇圧制御に切り替える。   The engine is restarted by driving a starter 2 with a built-in electric motor. When the control unit 38 receives a pre-drive signal that informs in advance of the drive of the starter 2, the control unit 38 turns off the changeover switch 44 to make it non-conductive. When the changeover switch 44 is turned off, the output on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 is separated from the starter 2, the low voltage battery 14, and the electric load 20. After the separation, the control unit 38 transmits a permission signal for permitting the drive of the starter 2 to a control system that controls the drive of the starter 2, and the starter 2 is driven. When the starter 2 is driven, the engine restarts and the generator 16 starts generating power. The control unit 38 that has detected the power generation state of the generator 16 turns on the changeover switch 44 and switches the control of the DC-DC converter 30 from step-down control to step-up control.

このように、切替スイッチ44のオン・オフとDC−DCコンバータ30の電圧変換方向を制御することによって、電気負荷20や22に安定した電力を供給可能となる。すなわち、発電機16の発電が停止するエンジンの停止中であっても、DC−DCコンバータ30を降圧制御に切り替えることによって高圧系バッテリ18からの給電が可能となり、低圧系バッテリ14、電気負荷20,22に安定的な給電が可能となる。また、スタータ2の駆動により低電圧系10の電源電圧が変動するエンジンの再始動時であっても、切替スイッチ44のオフによってその電圧変動の影響が電気負荷22やDC−DCコンバータ30の低電圧系10側の出力に及ばないため、電気負荷22に安定的な給電が可能となる。スタータ2の駆動によってダイオード7のアノード側の低電圧系10の電源電圧は低下するが、DC−DCコンバータ30の低電圧系10側(ダイオード8のアノード側)の出力電圧のほうがダイオード7のアノード側の低電圧系10の電源電圧より高いため、電気負荷22にはDC−DCコンバータ30から安定的な給電がなされることになる。   In this way, by controlling the on / off of the changeover switch 44 and the voltage conversion direction of the DC-DC converter 30, stable electric power can be supplied to the electric loads 20 and 22. That is, even when the engine at which the power generation of the generator 16 is stopped is stopped, the DC-DC converter 30 is switched to step-down control so that power can be supplied from the high-voltage battery 18, and the low-voltage battery 14 and the electric load 20 can be supplied. , 22 can be stably fed. Further, even when the engine restarts when the power supply voltage of the low voltage system 10 fluctuates due to driving of the starter 2, the influence of the voltage fluctuation due to the changeover of the changeover switch 44 is low in the electric load 22 and the DC-DC converter 30. Since it does not reach the output on the voltage system 10 side, stable power feeding to the electric load 22 is possible. Although the power supply voltage of the low voltage system 10 on the anode side of the diode 7 is reduced by driving the starter 2, the output voltage on the low voltage system 10 side (the anode side of the diode 8) of the DC-DC converter 30 is the anode of the diode 7. Since the voltage is higher than the power supply voltage of the low-voltage system 10 on the side, the electric load 22 is stably fed from the DC-DC converter 30.

なお、電気負荷22がランプやメータなどの電圧変動により明滅する電気負荷の場合には、下記の制御を行うとよい。アイドリングストップシステムからエンジンの停止要求信号を受信した制御部38は、DC−DCコンバータ30の低電圧系10側の出力電圧を発電機16と同じ発電電圧に設定した後に、DC−DCコンバータ30の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替え、切り替え後にエンジン停止許可信号をアイドリングストップシステムに送信する。エンジン停止許可信号を受信したアイドリングストップシステムはエンジンを停止させる。エンジンの停止によって発電機16による発電は停止する。   In the case where the electrical load 22 is an electrical load that blinks due to voltage fluctuation such as a lamp or meter, the following control may be performed. The control unit 38 that has received the engine stop request signal from the idling stop system sets the output voltage on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 to the same power generation voltage as that of the generator 16, and then the DC-DC converter 30. The control is switched from step-up control to step-down control, and an engine stop permission signal is transmitted to the idling stop system after switching. The idling stop system that has received the engine stop permission signal stops the engine. Power generation by the generator 16 is stopped by stopping the engine.

エンジンの再始動時には、上述と同様に、制御部38は、スタータ2の駆動を事前に知らせる駆動前信号を受信した場合に、切替スイッチ44をオフして非導通状態にする。そして、制御部38は、発電機16の出力電圧をDC−DCコンバータ30の低電圧系10側の出力電圧に設定した後に、スタータ2の駆動を許可する許可信号をスタータ2の駆動を制御する制御システムに送信し、スタータ2の駆動がなされる。スタータ2の駆動によりエンジンが再始動するとともに発電機16の発電も開始する。発電機16の発電状態を発電電圧等によって検出した制御部38は、切替スイッチ44をオンにするとともに、DC−DCコンバータ30の制御を降圧制御から昇圧制御に切り替える。   When the engine is restarted, as described above, the control unit 38 turns off the changeover switch 44 and puts it into a non-conducting state when it receives a pre-drive signal notifying the drive of the starter 2 in advance. Then, after setting the output voltage of the generator 16 to the output voltage on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30, the control unit 38 controls the drive of the starter 2 with a permission signal permitting the drive of the starter 2. The data is transmitted to the control system, and the starter 2 is driven. When the starter 2 is driven, the engine restarts and the generator 16 starts generating power. The control unit 38 that has detected the power generation state of the generator 16 based on the generated voltage or the like turns on the changeover switch 44 and switches the control of the DC-DC converter 30 from step-down control to step-up control.

このように、切替スイッチ44のオン・オフとDC−DCコンバータ30の電圧変換方向及びその出力電圧と発電機16の出力電圧を制御することによって、電気負荷22がランプやメータなどの電圧変動により明滅する電気負荷であっても明滅を防ぐことができる。すなわち、エンジンの停止や再始動をする場合に、発電機16の出力電圧とDC−DCコンバータ30の低電圧系10側の出力電圧とを同じに設定することでランプやメータへの電圧変動を抑えて電力供給系統を切り替えることができるので、電圧変動による明滅を防ぐことができ、また、車両としての商品性が向上する。   In this way, by controlling the on / off of the changeover switch 44, the voltage conversion direction of the DC-DC converter 30, the output voltage thereof, and the output voltage of the generator 16, the electric load 22 is caused by voltage fluctuations such as lamps and meters. Even an electric load that blinks can prevent blinking. That is, when the engine is stopped or restarted, the output voltage of the generator 16 and the output voltage on the low-voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 are set to be the same, so that the voltage fluctuation to the lamp or meter is changed. Since the power supply system can be switched while being suppressed, blinking due to voltage fluctuation can be prevented, and the merchantability of the vehicle is improved.

ところで、アイドリングストップシステムによりエンジンが停止している場合に下記の制御を実行してもよい。制御部38は、アイドリングストップシステムによってエンジンが停止している場合に、低圧系バッテリ14と高圧系バッテリ18の残容量を各バッテリの電圧やSOC(State of Charge)によって監視し、それらの残容量が所定の閾値以下になった場合に閾値以下になったバッテリを充電する制御を実施する。   Incidentally, the following control may be executed when the engine is stopped by the idling stop system. When the engine is stopped by the idling stop system, the control unit 38 monitors the remaining capacity of the low voltage system battery 14 and the high voltage system battery 18 by the voltage of each battery or SOC (State of Charge), and the remaining capacity thereof. When the battery voltage becomes equal to or lower than a predetermined threshold value, control is performed to charge a battery that is equal to or lower than the threshold value.

ここで、所定の閾値とは、エンジンの再始動時にすべての負荷が正常に動作できる最低限の残容量である。低圧系バッテリ14に対する所定の閾値とはスタータ2を駆動可能な残容量であり、高圧系バッテリ18に対する所定の閾値とはスタータ2の駆動中に電気負荷22が必要とする残容量であってエンジン始動後にDC−DCコンバータ30が昇圧制御を開始するまで高圧系負荷18が少なくとも駆動できる残容量である。   Here, the predetermined threshold is a minimum remaining capacity at which all loads can operate normally when the engine is restarted. The predetermined threshold for the low voltage battery 14 is a remaining capacity capable of driving the starter 2, and the predetermined threshold for the high voltage battery 18 is a remaining capacity required by the electric load 22 during driving of the starter 2, and the engine. This is the remaining capacity at which the high-voltage system load 18 can be driven at least until the DC-DC converter 30 starts the boost control after startup.

制御部38は、例えば、エンジンの停止中に低圧系バッテリ14の残容量が所定の閾値以下になった場合に、切替スイッチ44をオフして非導通状態にする。切替スイッチ44のオフによって、スタータ2や低圧系バッテリ14や電気負荷20からDC−DCコンバータ30の低電圧系10側の出力が分離される。制御部38は、分離後に、スタータ2の駆動を許可する許可信号をスタータ2の駆動を制御する制御システムに送信し、スタータ2の駆動がなされる。スタータ2の駆動によりエンジンが再始動するとともに発電機16の発電も開始する。発電機16の発電状態を検出した制御部38は、切替スイッチ44をオンにするとともに、DC−DCコンバータ30の制御を降圧制御から昇圧制御に切り替える。このように、エンジンの停止中に低圧系バッテリ14の残容量が所定の閾値以下になった場合に発電機16を強制的に発電させることによって低圧系バッテリ14の充電が可能となる。なお、制御部38は、エンジンの停止中に低圧系バッテリ14の残容量が所定の閾値以下になった場合であっても高圧系バッテリ18の残容量が十分ある場合には、スタータ2を駆動させずに切替スイッチ44をオンの状態のまま、DC−DCコンバータ30の降圧制御によって高圧系バッテリ18の残容量が所定の閾値に低下するまで低電圧系10側に給電して低圧系バッテリ14を充電するようにしてもよい。   For example, when the remaining capacity of the low-voltage system battery 14 is equal to or lower than a predetermined threshold value while the engine is stopped, the control unit 38 turns off the changeover switch 44 to make it non-conductive. When the changeover switch 44 is turned off, the output on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 is separated from the starter 2, the low voltage battery 14, and the electric load 20. After the separation, the control unit 38 transmits a permission signal for permitting the drive of the starter 2 to a control system that controls the drive of the starter 2, and the starter 2 is driven. When the starter 2 is driven, the engine restarts and the generator 16 starts generating power. The control unit 38 that has detected the power generation state of the generator 16 turns on the changeover switch 44 and switches the control of the DC-DC converter 30 from step-down control to step-up control. As described above, the low-voltage battery 14 can be charged by forcibly generating power when the remaining capacity of the low-voltage battery 14 becomes a predetermined threshold value or less while the engine is stopped. Note that the control unit 38 drives the starter 2 when the remaining capacity of the high-voltage battery 18 is sufficient even when the remaining capacity of the low-voltage battery 14 falls below a predetermined threshold value while the engine is stopped. Without the changeover switch 44 being turned on, the low voltage system battery 14 is fed by supplying power to the low voltage system 10 side until the remaining capacity of the high voltage system battery 18 is lowered to a predetermined threshold by the step-down control of the DC-DC converter 30. May be charged.

また、制御部38は、例えば、エンジンの停止中に高圧系バッテリ18の残容量が所定の閾値以下になった場合に、切替スイッチ44をオフして非導通状態にする。切替スイッチ44のオフによって、スタータ2や低圧系バッテリ14や電気負荷20からDC−DCコンバータ30の低電圧系10側の出力が分離される。制御部38は、分離後に、スタータ2の駆動を許可する許可信号をスタータ2の駆動を制御する制御システムに送信し、スタータ2の駆動がなされる。スタータ2の駆動によりエンジンが再始動するとともに発電機16の発電も開始する。発電機16の発電状態を検出した制御部38は、切替スイッチ44をオンにするとともに、DC−DCコンバータ30の制御を降圧制御から昇圧制御に切り替える。このように、エンジンの停止中に高圧系バッテリ18の残容量が所定の閾値以下になった場合に強制的に昇圧制御することによって高圧系バッテリ18の充電が可能となる。なお、制御部38は、エンジンの停止中に高圧系バッテリ18の残容量が所定の閾値以下になった場合であっても低圧系バッテリ14の残容量が十分ある場合には、スタータ2を駆動させずに切替スイッチ44をオンの状態のまま、DC−DCコンバータ30の昇圧制御によって低圧系バッテリ18の残容量が所定の閾値に低下するまで高電圧系12側に給電して高圧系バッテリ18を充電するようにしてもよい。   Further, for example, when the remaining capacity of the high-voltage battery 18 becomes equal to or less than a predetermined threshold value while the engine is stopped, the control unit 38 turns off the changeover switch 44 to make it non-conductive. When the changeover switch 44 is turned off, the output on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 is separated from the starter 2, the low voltage battery 14, and the electric load 20. After the separation, the control unit 38 transmits a permission signal for permitting the drive of the starter 2 to a control system that controls the drive of the starter 2, and the starter 2 is driven. When the starter 2 is driven, the engine restarts and the generator 16 starts generating power. The control unit 38 that has detected the power generation state of the generator 16 turns on the changeover switch 44 and switches the control of the DC-DC converter 30 from step-down control to step-up control. As described above, when the remaining capacity of the high-voltage battery 18 becomes equal to or lower than the predetermined threshold value while the engine is stopped, the high-voltage battery 18 can be charged by forcibly boosting the voltage. Note that the control unit 38 drives the starter 2 when the remaining capacity of the low-voltage battery 14 is sufficient even when the remaining capacity of the high-voltage battery 18 falls below a predetermined threshold value while the engine is stopped. Without switching, the high voltage system battery 18 is fed by supplying power to the high voltage system 12 until the remaining capacity of the low voltage system battery 18 is lowered to a predetermined threshold value by the boost control of the DC-DC converter 30 with the changeover switch 44 turned on. May be charged.

このように、各バッテリの残容量が所定の閾値以下になった場合に閾値以下になったバッテリを充電する制御を実施することによって、エンジンの再始動時に、低電圧系10の電気負荷20,22や高電圧系12の電気負荷24への供給電力が不足するということを防止し、アイドリングストップシステムによるエンジン停止を適正時間にすることができる。   In this way, when the remaining capacity of each battery becomes equal to or less than a predetermined threshold value, the electric load 20 of the low voltage system 10 is controlled when the engine is restarted by performing control for charging the battery that is equal to or less than the threshold value. Therefore, it is possible to prevent the power supply to the electric load 24 of the high voltage system 12 and the high voltage system 12 from being insufficient, and to stop the engine by the idling stop system at an appropriate time.

ところで、エンジン停止中におけるDC−DCコンバータ30の電力損失を抑えるために、アイドリングストップシステムによりエンジンが停止する場合に下記の制御を実行してもよい。図23は、第7実施例の電源システムの動作を示す第2のタイムチャートである。アイドリングストップシステムからエンジンの停止要求信号を受信した制御部38は、DC−DCコンバータ30の昇圧制御を停止させ、停止させた後にエンジン停止許可信号をアイドリングストップシステムに送信する。エンジン停止許可信号を受信したアイドリングストップシステムはエンジンを停止させる。エンジンの停止によって発電機16による発電は停止する。したがって、エンジンの停止中は、電気負荷20や22には低圧系バッテリ14から電力が供給され、高圧系負荷24には高圧系バッテリ18から電力が供給されることになる。   By the way, in order to suppress the power loss of the DC-DC converter 30 while the engine is stopped, the following control may be executed when the engine is stopped by the idling stop system. FIG. 23 is a second time chart showing the operation of the power supply system of the seventh embodiment. Receiving the engine stop request signal from the idling stop system, the control unit 38 stops the boost control of the DC-DC converter 30, and transmits the engine stop permission signal to the idling stop system. The idling stop system that has received the engine stop permission signal stops the engine. Power generation by the generator 16 is stopped by stopping the engine. Therefore, when the engine is stopped, the electric loads 20 and 22 are supplied with electric power from the low voltage system battery 14, and the high voltage system load 24 is supplied with electric power from the high voltage system battery 18.

エンジンの再始動時には、上述と同様に、制御部38は、スタータ2の駆動を事前に知らせる駆動前信号を受信した場合に、切替スイッチ44をオフして非導通状態にする。そして、制御部38は、DC−DCコンバータ30の制御を停止状態から降圧制御に切り替えた後に、スタータ2の駆動を許可する許可信号をスタータ2の駆動を制御する制御システムに送信し、スタータ2の駆動がなされる。スタータ2の駆動によりエンジンが再始動するとともに発電機16の発電も開始する。発電機16の発電状態を発電電圧等によって検出した制御部38は、切替スイッチ44をオンにするとともに、DC−DCコンバータ30の制御を降圧制御から昇圧制御に切り替える。   When the engine is restarted, as described above, the control unit 38 turns off the changeover switch 44 and puts it into a non-conducting state when it receives a pre-drive signal notifying the drive of the starter 2 in advance. Then, after switching the control of the DC-DC converter 30 from the stopped state to the step-down control, the control unit 38 transmits a permission signal for permitting the drive of the starter 2 to the control system for controlling the drive of the starter 2. Is driven. When the starter 2 is driven, the engine restarts and the generator 16 starts generating power. The control unit 38 that has detected the power generation state of the generator 16 based on the generated voltage or the like turns on the changeover switch 44 and switches the control of the DC-DC converter 30 from step-down control to step-up control.

なお、エンジン停止前に発電機16の出力電圧を徐変させて低圧系バッテリ14の開放電圧にしてからエンジンを停止させることによって、低圧系負荷20,22の電圧変動を防ぐことができる。また、エンジン停止中は、低圧系バッテリ14及び高圧系バッテリ18の残容量を監視し、それらの残容量が所定の閾値以下になった場合に閾値以下になったバッテリを充電する上述と同様の制御を実施してもよい。   In addition, the voltage fluctuation of the low-voltage loads 20 and 22 can be prevented by gradually changing the output voltage of the generator 16 to the open voltage of the low-voltage battery 14 before stopping the engine and then stopping the engine. Further, when the engine is stopped, the remaining capacities of the low-voltage battery 14 and the high-voltage battery 18 are monitored, and when those remaining capacities are below a predetermined threshold, the batteries that are below the threshold are charged. Control may be implemented.

このように、エンジンの停止中にDC−DCコンバータ30を停止させることによって、DC−DCコンバータ30による電力損失を抑えることができる。   In this way, by stopping the DC-DC converter 30 while the engine is stopped, power loss due to the DC-DC converter 30 can be suppressed.

[第8実施例]
図24は、本発明の第8実施例である電源システムの構成図を示す。図24に示される第8の電源システムにおいて、図1に示す構成と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。第8実施例のシステムは、第7実施例のシステムと同様のアイドリングストップシステムである。第7実施例と異なり、第8実施例では、電気負荷22を電気負荷22aと22bに分けている。電気負荷22aは、低電圧系10の故障等の異常時にも作動する必要のある負荷(例えば緊急通報装置やブレーキ装置など)である。電気負荷22bは、ランプやメータなどの電圧変動により明滅する電気負荷である。
[Eighth embodiment]
FIG. 24 shows a configuration diagram of a power supply system according to the eighth embodiment of the present invention. In the eighth power supply system shown in FIG. 24, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. The system of the eighth embodiment is an idling stop system similar to the system of the seventh embodiment. Unlike the seventh embodiment, in the eighth embodiment, the electric load 22 is divided into electric loads 22a and 22b. The electrical load 22a is a load (for example, an emergency notification device, a brake device, etc.) that needs to operate even when an abnormality such as a failure of the low voltage system 10 occurs. The electrical load 22b is an electrical load that blinks due to voltage fluctuations such as lamps and meters.

低電圧系10とDC−DCコンバータ30のインダクタンス32との間には、切替スイッチ44a,44bが介在されている。すなわち、低電圧系10の低圧系バッテリ14及び発電機16は、切替スイッチ44aを介してDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されている。この切替スイッチ44a,44bは、例えば図2に示す如く半導体により構成されたMOSFETである。切替スイッチ44a,44bは、DC−DCコンバータ30内に配置されており、そのゲートが上記した制御部38に接続されている。制御部38は、後に詳述の如く適宜、切替スイッチ44a,44bをスイッチング駆動する。切替スイッチ44a,44bは、制御部38からの駆動指令に従ってスイッチング動作し、低電圧系10とインダクタンス32との間を導通・遮断する。   Changeover switches 44 a and 44 b are interposed between the low voltage system 10 and the inductance 32 of the DC-DC converter 30. That is, the low voltage system battery 14 and the generator 16 of the low voltage system 10 are connected to the inductance 32 side of the DC-DC converter 30 via the changeover switch 44a. The changeover switches 44a and 44b are MOSFETs made of a semiconductor as shown in FIG. 2, for example. The changeover switches 44a and 44b are disposed in the DC-DC converter 30, and their gates are connected to the control unit 38 described above. As will be described later in detail, the control unit 38 performs switching driving of the changeover switches 44a and 44b as appropriate. The change-over switches 44a and 44b perform a switching operation in accordance with a drive command from the control unit 38, and conduct / cut off between the low voltage system 10 and the inductance 32.

低電圧系10の電気負荷22aは、低圧系バッテリ14及び発電機16に並列に接続されていると共に、切替スイッチ44aを介してDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されており、更に、切替スイッチ44aを介さずにもDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されている。すなわち、電気負荷22aには、低電圧系10からの電源供給ライン46aと共に、切替スイッチ44aを介さないDC−DCコンバータ30からの電源供給ライン48aが接続されている。   The electrical load 22a of the low voltage system 10 is connected in parallel to the low voltage system battery 14 and the generator 16, and is connected to the inductance 32 side of the DC-DC converter 30 via the changeover switch 44a. It is connected to the inductance 32 side of the DC-DC converter 30 without going through the changeover switch 44a. That is, the electric load 22a is connected to the power supply line 46a from the low-voltage system 10 and the power supply line 48a from the DC-DC converter 30 not via the changeover switch 44a.

また、低電圧系10の電気負荷22bは、低圧系バッテリ14及び発電機16に並列に接続されていると共に、切替スイッチ44aを介してDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されており、更に、切替スイッチ44aを介さずにも切替スイッチ44bを介してDC−DCコンバータ30のインダクタンス32側に接続されている。すなわち、電気負荷22bには、低電圧系10からの電源供給ライン46bと共に、切替スイッチ44bを介したDC−DCコンバータ30からの電源供給ライン48bが接続されている。   The electric load 22b of the low voltage system 10 is connected in parallel to the low voltage system battery 14 and the generator 16, and is connected to the inductance 32 side of the DC-DC converter 30 via the changeover switch 44a. Furthermore, it is connected to the inductance 32 side of the DC-DC converter 30 via the changeover switch 44b without passing through the changeover switch 44a. That is, the power supply line 48b from the DC-DC converter 30 through the changeover switch 44b is connected to the electrical load 22b together with the power supply line 46b from the low voltage system 10.

次に、第8実施例の電源システムの動作について説明する。エンジンが作動中の通常状態では、発電機16によって発電された電力は、低圧系バッテリ14、電気負荷20,22a,22bに供給される。また、DC−DCコンバータ30の昇圧制御によって、低電圧系10の電力は高電圧系12の高圧系バッテリ18や電気負荷24に供給される。この通常状態では、制御部38は切替スイッチ44a,44bをオンにして導通状態にしている。   Next, the operation of the power supply system according to the eighth embodiment will be described. In a normal state in which the engine is operating, the electric power generated by the generator 16 is supplied to the low voltage battery 14 and the electric loads 20, 22a, 22b. Further, the power of the low voltage system 10 is supplied to the high voltage battery 18 of the high voltage system 12 and the electric load 24 by the boost control of the DC-DC converter 30. In this normal state, the control unit 38 turns on the changeover switches 44a and 44b to bring them into a conductive state.

アイドリングストップシステムからエンジンの停止要求信号を受信した制御部38は、DC−DCコンバータ30の低電圧系10側の出力電圧を発電機16と同じ発電電圧に設定した後に、DC−DCコンバータ30の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替え、切り替え後にエンジン停止許可信号をアイドリングストップシステムに送信する。エンジン停止許可信号を受信したアイドリングストップシステムはエンジンを停止させる。エンジンの停止によって発電機16による発電は停止する。   The control unit 38 that has received the engine stop request signal from the idling stop system sets the output voltage on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 to the same power generation voltage as that of the generator 16, and then the DC-DC converter 30. The control is switched from step-up control to step-down control, and an engine stop permission signal is transmitted to the idling stop system after switching. The idling stop system that has received the engine stop permission signal stops the engine. Power generation by the generator 16 is stopped by stopping the engine.

そして、エンジンの再始動はスタータ2の駆動によって行われる。制御部38は、スタータ2の駆動を事前に知らせる駆動前信号を受信した場合に、切替スイッチ44aをオフして非導通状態にする。切替スイッチ44aのオフによって、スタータ2や低圧系バッテリ14や電気負荷20からDC−DCコンバータ30の低電圧系10側の出力が分離される。制御部38は、分離後に、発電機16の出力電圧をDC−DCコンバータ30の低電圧系10側の出力電圧に設定した後に、スタータ2の駆動を許可する許可信号をスタータ2の駆動を制御する制御システムに送信し、スタータ2の駆動がなされる。スタータ2の駆動によりエンジンが再始動するとともに発電機16の発電も開始する。発電機16の発電状態を検出した制御部38は、切替スイッチ44aをオンにするとともに、DC−DCコンバータ30の制御を降圧制御から昇圧制御に切り替える。   The engine is restarted by driving the starter 2. When the control unit 38 receives a pre-drive signal that notifies the starter 2 of driving in advance, the control unit 38 turns off the changeover switch 44a to make it non-conductive. The output on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 is separated from the starter 2, the low voltage battery 14, and the electric load 20 by turning off the changeover switch 44 a. After the separation, the control unit 38 sets the output voltage of the generator 16 to the output voltage on the low voltage system 10 side of the DC-DC converter 30 and then controls the drive of the starter 2 with a permission signal permitting the drive of the starter 2. And the starter 2 is driven. When the starter 2 is driven, the engine restarts and the generator 16 starts generating power. The control unit 38 that has detected the power generation state of the generator 16 turns on the changeover switch 44a and switches the control of the DC-DC converter 30 from step-down control to step-up control.

そして、上述の実施例と同様に、低電圧系10の電源の異常が検出された場合に、制御部38は、切替スイッチ44a,44bのオフ及びDC−DCコンバータ30の昇圧制御から降圧制御への切替を実施する。   Similarly to the above-described embodiment, when an abnormality in the power supply of the low voltage system 10 is detected, the control unit 38 switches from the switching switches 44a and 44b off and the step-up control of the DC-DC converter 30 to the step-down control. Switch over.

このように、切替スイッチ44aのオン・オフとDC−DCコンバータ30の電圧変換方向を制御することによって、電気負荷20や22a,22bに安定した電力を供給可能となる。また、切替スイッチ44aのオン・オフとDC−DCコンバータ30の電圧変換方向及びその出力電圧と発電機16の出力電圧を制御することによって、電気負荷22bがランプやメータなどの電圧変動により明滅する電気負荷であっても明滅を防ぐことができる。また、低電圧系10の電源の異常が発生した場合に、切替スイッチ44a,44bのオフによって、低電圧系10の異常時にも作動する必要のある負荷である電気負荷22aのみに優先的にDC−DCコンバータ30から給電することができるので、電気負荷22への給電可能時間の延長が可能となる。   Thus, by controlling the on / off of the changeover switch 44a and the voltage conversion direction of the DC-DC converter 30, stable power can be supplied to the electric loads 20, 22a, and 22b. Further, by controlling the on / off of the changeover switch 44a, the voltage conversion direction of the DC-DC converter 30, the output voltage thereof, and the output voltage of the generator 16, the electric load 22b flickers due to voltage fluctuations such as a lamp or meter. Flickering can be prevented even with an electrical load. In addition, when an abnormality occurs in the power supply of the low voltage system 10, DC is preferentially applied only to the electrical load 22a that is a load that needs to operate even when the low voltage system 10 is abnormal by turning off the changeover switches 44a and 44b. -Since power can be supplied from the DC converter 30, it is possible to extend the time during which power can be supplied to the electrical load 22.

ところで、上記の第1乃至第8実施例の電源システムにおいては、DC−DCコンバータを低電圧系10と高電圧系12との間の双方向に入力電圧を変換して電力を供給出力する昇降圧型のものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、低電圧系10から入力される電力を昇圧して高電圧系12へ出力する昇圧型のDC−DCコンバータに適用したものであってもよく、また、高電圧系12から入力される電力を降圧して低電圧系10へ出力する降圧型DC−DCコンバータに適用したものであってもよい。   By the way, in the power supply systems of the first to eighth embodiments, the DC-DC converter converts the input voltage bi-directionally between the low voltage system 10 and the high voltage system 12 to supply and output power. However, the present invention is not limited to this, and is applied to a step-up DC-DC converter that steps up power input from the low voltage system 10 and outputs the boosted power to the high voltage system 12. Alternatively, it may be applied to a step-down DC-DC converter that steps down the power input from the high voltage system 12 and outputs it to the low voltage system 10.

また、上記の第1乃至第8実施例の電源システムのいずれかを組み合わせた制御を実施することも可能である。   Also, it is possible to implement control combining any one of the power supply systems of the first to eighth embodiments.

本発明の第1実施例である電源システムの構成図を示す。The block diagram of the power supply system which is 1st Example of this invention is shown. 本実施例の電源システムが備える切替スイッチの構成図である。It is a block diagram of the selector switch with which the power supply system of a present Example is provided. 本実施例のDC−DCコンバータ30において電源供給ライン48を介して電気負荷22に流れる電流I6と切替スイッチ44のオン・オフとの関係を表す第1の図である。FIG. 3 is a first diagram illustrating a relationship between a current I6 flowing through an electric load 22 via a power supply line 48 and on / off of a changeover switch 44 in the DC-DC converter 30 of the present embodiment. 第1実施例のDC−DCコンバータ30において制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。The flowchart of the example of a control routine which the control part 38 performs in the DC-DC converter 30 of 1st Example is shown. 第1実施例のDC−DCコンバータ30において制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。The flowchart of the example of a control routine which the control part 38 performs in the DC-DC converter 30 of 1st Example is shown. 第1実施例のDC−DCコンバータ30において制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。The flowchart of the example of a control routine which the control part 38 performs in the DC-DC converter 30 of 1st Example is shown. 本実施例のDC−DCコンバータ30において電源供給ライン48を介して電気負荷22に流れる電流I6と切替スイッチ44のオン・オフとの関係を表す第2の図である。FIG. 6 is a second diagram illustrating the relationship between the current I6 flowing through the electric load 22 via the power supply line 48 and the on / off state of the changeover switch 44 in the DC-DC converter 30 of the present embodiment. 第2実施例のDC−DCコンバータ30において制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。The flowchart of the example of a control routine which the control part 38 performs in the DC-DC converter 30 of 2nd Example is shown. 第2実施例のDC−DCコンバータ30において制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。The flowchart of the example of a control routine which the control part 38 performs in the DC-DC converter 30 of 2nd Example is shown. 第3実施例のDC−DCコンバータ30において制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。The flowchart of the example of control routine which the control part 38 performs in the DC-DC converter 30 of 3rd Example is shown. 本発明の第4実施例である電源システムの構成図を示す。The block diagram of the power supply system which is 4th Example of this invention is shown. 本実施例における、発電機16の異常検出と切替スイッチ44のオン・オフとDC−DCコンバータ30の切替制御との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between abnormality detection of the generator 16, ON / OFF of the changeover switch 44, and switching control of the DC-DC converter 30 in a present Example. 第4実施例の制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートである。It is a flowchart of the example of a control routine which the control part 38 of 4th Example performs. 本発明の第5実施例である電源システムの構成図を示す。The block diagram of the power supply system which is 5th Example of this invention is shown. 本実施例における、電圧検出器4の電圧検出と切替スイッチ44のオン・オフとDC−DCコンバータ30の切替制御との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the voltage detection of the voltage detector 4, the ON / OFF of the changeover switch 44, and the switching control of the DC-DC converter 30 in a present Example. 第5実施例の制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートである。It is a flowchart of the example of a control routine which the control part 38 of 5th Example performs. 本発明の第6実施例である電源システムの構成図を示す。The block diagram of the power supply system which is 6th Example of this invention is shown. 本実施例の電源システムが備える切替スイッチの構成図である。It is a block diagram of the selector switch with which the power supply system of a present Example is provided. 本実施例における、電圧検出器4の電圧検出と切替スイッチ44のオン・オフと切替スイッチ3のオン・オフとDC−DCコンバータ30の切替制御との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the voltage detection of the voltage detector 4, ON / OFF of the changeover switch 44, ON / OFF of the changeover switch 3, and the switching control of the DC-DC converter 30 in a present Example. 第6実施例の制御部38が実行する制御ルーチン例のフローチャートである。It is a flowchart of the example of a control routine which the control part 38 of 6th Example performs. 本発明の第7実施例である電源システムの構成図を示す。The block diagram of the power supply system which is 7th Example of this invention is shown. 第7実施例の電源システムの動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the power supply system of 7th Example. 第7実施例の電源システムの動作を示す第2のタイムチャートである。It is a 2nd time chart which shows operation | movement of the power supply system of 7th Example. 本発明の第8実施例である電源システムの構成図を示す。The block diagram of the power supply system which is 8th Example of this invention is shown.

符号の説明Explanation of symbols

2 スタータ
4 電圧検出器
5 異常検出器
6 冗長電力供給系統
7,8 ダイオード
9 信号線
10 低電圧系
12 高電圧系
14 低圧系バッテリ
16 発電機
18 高圧系バッテリ
20 低圧系電気負荷
22 低圧系電気負荷(冗長系負荷)
30 DC−DCコンバータ
32 インダクタ
34 低圧系コンデンサ
38 制御部
3,44 切替スイッチ
2 Starter 4 Voltage detector 5 Abnormality detector 6 Redundant power supply system 7, 8 Diode 9 Signal line 10 Low voltage system 12 High voltage system 14 Low voltage system battery 16 Generator 18 High voltage system battery 20 Low voltage system electrical load 22 Low voltage system electrical load Load (redundant load)
30 DC-DC converter 32 Inductor 34 Low voltage system capacitor 38 Control unit 3,44 Changeover switch

Claims (14)

第1の電圧系の電圧と第2の電圧系の電圧を変換する電圧変換手段を有し、
前記電圧変換手段を介して一方の電圧系の電力を電圧変換して他方の電圧系に供給する電源システムであって、
いずれか一方の電圧系が、
該電圧系の電気負荷に給電する第1の給電系統と、
前記第1の給電系統と前記電圧変換手段との導通を遮断可能な遮断手段と、
前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする第2の給電系統とを備えることを特徴とする、電源システム。
Voltage conversion means for converting the voltage of the first voltage system and the voltage of the second voltage system;
A power supply system that converts the voltage of one voltage system to the other voltage system through the voltage conversion means,
Either voltage system is
A first power supply system for supplying power to the electric load of the voltage system;
A blocking means capable of blocking conduction between the first power feeding system and the voltage converting means;
A power supply system comprising: a second power supply system that enables power supply from the power supply conversion means to the electric load of the voltage system when the interruption means interrupts the conduction.
前記該電圧系の給電状態を検出する給電状態検出手段と、
前記給電状態検出手段の検出結果に基づいて前記該電圧系の異常を判定する異常判定手段とを備え、
前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記該電圧系が異常と判定された場合に、前記導通を遮断する、請求項1記載の電源システム。
Power supply state detecting means for detecting the power supply state of the voltage system;
An abnormality determining means for determining an abnormality of the voltage system based on a detection result of the power supply state detecting means,
2. The power supply system according to claim 1, wherein when the abnormality determination unit determines that the voltage system is abnormal, the interruption unit interrupts the conduction.
前記第2の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、
前記給電状態検出手段は、前記第2の給電系統を介する電流を検出し、
前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記第2の給電系統を介する電流値が所定閾値以上検出された場合に、前記第1の給電系統の異常として前記該電圧系を異常と判定する、請求項2記載の電源システム。
The second power supply system is a power supply system that enables power supply from the power conversion means to the electric load of the voltage system not only when the interruption means interrupts the conduction but also when there is the conduction. There,
The power supply state detection means detects a current through the second power supply system,
The abnormality determining unit determines that the voltage system is abnormal as an abnormality of the first power feeding system when the current value through the second power feeding system is detected by the power feeding state detecting unit to be equal to or greater than a predetermined threshold value. The power supply system according to claim 2.
前記第2の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、
前記給電状態検出手段は、前記第2の給電系統を介する電流を検出し、
前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記第2の給電経路を介する電流が検出されない場合に、前記第2の給電系統の異常と判定し、
前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記第2の給電系統の異常と判定された場合には、前記導通の遮断を中止する、請求項2に記載の電源システム。
The second power supply system is a power supply system that enables power supply from the power conversion means to the electric load of the voltage system not only when the interruption means interrupts the conduction but also when there is the conduction. There,
The power supply state detection means detects a current through the second power supply system,
The abnormality determining means determines that the second power feeding system is abnormal when the current flowing through the second power feeding path is not detected by the power feeding state detecting means;
3. The power supply system according to claim 2, wherein when the abnormality determination unit determines that the second power feeding system is abnormal, the interruption unit stops interruption of the conduction.
前記第2の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、
前記遮断手段による遮断期間に前記第2の給電系統を介する電流を検出する給電状態検出手段と、
前記給電状態検出手段によって前記第2の給電系統を介する電流値が所定閾値以上検出された場合に前記第1の給電系統の異常と判定する異常判定手段とを備え、
前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記第1の給電系統の異常と判定された場合に、前記導通の遮断を継続する、請求項1に記載の電源システム。
The second power supply system is a power supply system that enables power supply from the power conversion means to the electric load of the voltage system not only when the interruption means interrupts the conduction but also when there is the conduction. There,
A power supply state detection means for detecting a current through the second power supply system during a cutoff period by the cutoff means;
An abnormality determining unit that determines that the first power feeding system is abnormal when a current value through the second power feeding system is detected by the power feeding state detecting unit to be equal to or greater than a predetermined threshold;
2. The power supply system according to claim 1, wherein when the abnormality determining unit determines that the first power feeding system is abnormal, the blocking unit continues to block the conduction.
前記第2の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、
前記遮断手段による遮断期間に前記第2の給電系統を介する電流を検出する給電状態検出手段と、
前記給電状態検出手段によって前記第2の給電系統を介する電流が検出されない場合に前記第2の給電系統の異常と判定する異常判定手段とを備え、
前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記第2の給電系統の異常と判定された場合に、前記導通の遮断を中止する、請求項1に記載の電源システム。
The second power supply system is a power supply system that enables power supply from the power conversion means to the electric load of the voltage system not only when the interruption means interrupts the conduction but also when there is the conduction. There,
A power supply state detection means for detecting a current through the second power supply system during a cutoff period by the cutoff means;
An abnormality determining means for determining an abnormality of the second power feeding system when the current through the second power feeding system is not detected by the power feeding state detecting means;
2. The power supply system according to claim 1, wherein when the abnormality determination unit determines that the second power feeding system is abnormal, the interruption unit stops interruption of the conduction.
前記給電状態検出手段は、前記第1の給電系統の給電電圧を検出し、
前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記第1の給電系統の給電電圧値が所定閾値以下検出された場合に、前記第1の給電系統の異常として前記該電圧系を異常と判定する、請求項2記載の電源システム。
The power supply state detecting means detects a power supply voltage of the first power supply system,
The abnormality determination unit determines that the voltage system is abnormal as an abnormality of the first power supply system when the power supply voltage detection value of the first power supply system is detected below a predetermined threshold by the power supply state detection unit. The power supply system according to claim 2.
前記第1の給電系統には発電機が含まれ、
前記給電状態検出手段は、前記発電機の発電状態を検出し、
前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記発電機の発電状態が発電不良状態と検出された場合に、前記発電機の異常として前記該電圧系を異常と判定する、請求項2または7記載の電源システム。
The first power supply system includes a generator,
The power supply state detection means detects the power generation state of the generator,
The abnormality determination unit determines that the voltage system is abnormal as an abnormality of the generator when the power generation state of the generator is detected as a power generation failure state by the power supply state detection unit. The described power supply system.
前記第1の給電系統には蓄電装置が含まれ、
前記異常判定手段によって前記発電機の異常として前記該電圧系の異常が判定されたことにより前記遮断手段が前記導通を遮断している場合に、前記該電圧系の電気負荷に対し前記蓄電装置からの給電がなされる、請求項8記載の電源システム。
The first power supply system includes a power storage device,
When the interruption means is interrupting the continuity due to the abnormality determination means determining the abnormality of the voltage system as an abnormality of the generator, the electric storage device with respect to the electric load of the voltage system The power supply system according to claim 8, wherein power is supplied.
前記第1の給電系統にエンジンを始動させるためのスタータモータが接続され、
前記遮断手段は、前記スタータモータによって前記エンジンが始動する場合に、前記導通を遮断する、請求項1から9のいずれかに記載の電源システム。
A starter motor for starting the engine is connected to the first power feeding system,
10. The power supply system according to claim 1, wherein when the engine is started by the starter motor, the blocking unit blocks the conduction.
前記遮断手段は、前記スタータモータが駆動する前に前記導通を遮断し、前記エンジンの始動により発電機が駆動した後に前記導通の遮断を解除する、請求項10記載の電源システム。   The power supply system according to claim 10, wherein the shut-off means shuts off the continuity before the starter motor is driven, and releases the shut-off of the continuity after the generator is driven by starting the engine. 前記導通の遮断の解除は、前記発電機の出力電圧と前記電圧変換手段の前記該電圧系側の出力電圧とが同じになるように設定された後に行われる、請求項11記載の電源システム。   12. The power supply system according to claim 11, wherein the release of the interruption of conduction is performed after the output voltage of the generator and the output voltage on the voltage system side of the voltage conversion unit are set to be the same. 前記該電圧系の電気負荷には、車両の挙動を安定させる車両挙動制御装置が含まれる、請求項1から12のいずれかに記載の電源システム。   The power supply system according to any one of claims 1 to 12, wherein the electric load of the voltage system includes a vehicle behavior control device that stabilizes the behavior of the vehicle. 前記該電圧系の電気負荷には、電圧変動によって視覚的変化が生ずる電気負荷が含まれる、請求項1から12のいずれかに記載の電源システム。   The power supply system according to any one of claims 1 to 12, wherein the electric load of the voltage system includes an electric load in which a visual change is caused by a voltage fluctuation.
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