JP2019062727A - 電源システム - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、複数の電力系統のうち一部の電力系統において異常が生じた場合であっても、信頼性の低下を抑制できる電源システムを提供する。【解決手段】電源システムは、各系統ES1,ES2に設けられた電力出力部11,12と、各系統ES1,ES2に設けられた電気負荷21,31,32と、隣り合う系統ES1,ES2の間を導通状態又は遮断状態にする系統間スイッチ100と、各系統ES1,ES2に設けられ、電力出力部11,12と電気負荷21,31,32との間を導通状態又は遮断状態にする系統内スイッチ201,202と、を備えている。【選択図】 図1

Description

本発明は、電源システムに関する。
従来、特許文献1に見られるように、複数の電力系統を備える電源システムが知られている。電源システムは、バッテリ等の電源と、電気負荷とを備えている。電源及び電気負荷は、複数の電力系統それぞれに対応して設けられている。電気負荷は、電源から給電されて動作する。
特開2017−141012号公報
複数の電力系統のうち一部の電力系統において異常が生じ得る。この場合であっても、電源システムの信頼性の低下を抑制する上では、異常が生じた電力系統を構成する電源及び電気負荷のうち、使用を継続できるものは、極力使用を継続させることが要求される。
本発明は、複数の電力系統のうち一部の電力系統において異常が生じた場合であっても、信頼性の低下を抑制できる電源システムを提供することを主たる目的とする。
本発明は、複数の電力系統を備える電源システムにおいて、前記各電力系統に設けられ、電力を出力する電力出力部と、前記各電力系統に設けられ、前記電力出力部から給電されて動作する電気負荷と、隣り合う前記電力系統それぞれの有する前記電力出力部を接続するメイン経路と、前記メイン経路に設けられ、オン操作されることにより隣り合う前記電力系統の間を導通状態とし、オフ操作されることにより隣り合う前記電力系統の間を遮断状態とする系統間スイッチと、前記各電力系統において、前記メイン経路のうち前記系統間スイッチよりも前記電力出力部側に設けられ、オン操作されることにより前記電力出力部と前記電気負荷との間を導通状態とし、オフ操作されることにより前記電力出力部と前記電気負荷との間を遮断状態とする系統内スイッチと、を備えている。
本発明は、系統間スイッチ及び系統内スイッチを備えている。系統間スイッチによれば、複数の電力系統のうち、例えば、異常が生じた一部の電力系統を他の電力系統から切り離すことができる。系統内スイッチによれば、異常が生じた電力系統において、電力出力部と電気負荷との間を遮断状態にできる。本発明によれば、複数の電力系統のうち一部の電力系統において異常が生じた場合であっても、系統間スイッチ及び系統内スイッチの操作により、異常が生じた電力系統を構成する電力出力部及び電気負荷の少なくとも一方の使用を極力継続できる。これにより、電源システムの信頼性の低下を抑制できる。
第1実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 冗長負荷を具体的な構成を示す図。 異常時操作処理の手順を示すフローチャート。 異常時操作処理の一例を示すタイムチャート。 異常時操作処理の一例を示すタイムチャート。 第2実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 異常時操作処理の手順を示すフローチャート。 第3実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 異常時操作処理の手順を示すフローチャート。 第3実施形態の変形例2に係る異常時操作処理の手順を示すフローチャート。 第4実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 異常時操作処理の手順を示すフローチャート。 スイッチ操作処理の手順を示すフローチャート。 第4実施形態の変形例に係る車載電源システムの全体構成図。 第5実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第6実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第7実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第2系統が切り離された状態を示す図。 第7実施形態の変形例2に係る車載電源システムの全体構成図。 第8実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第9実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第10実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第10実施形態の変形例に係る車載電源システムの全体構成図。 第11実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第11実施形態の変形例に係る車載電源システムの全体構成図。 第12実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第13実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第13実施形態の変形例に係る車載電源システムの全体構成図。 第14実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第15実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第16実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第17実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第18実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第19実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第20実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 スイッチの電流検出機能を示す図。 異常時操作処理の手順を示すフローチャート。 地絡発生箇所の一例を示す図。 地絡発生箇所、スイッチに流れる電流の流通方向,大きさ、及びオフ操作対象として特定されるスイッチの関係を示す図。 第21実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 異常時操作処理の手順を示すフローチャート。 地絡発生箇所の一例を示す図。 地絡発生箇所、スイッチに流れる電流の流通方向,大きさ、及びオフ操作対象として特定されるスイッチの関係を示す図。 第22実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 異常時操作処理の手順を示すフローチャート。 第23実施形態に係る地絡発生箇所の一例を示す図。 地絡発生箇所、スイッチに流れる電流の大きさ、及びオフ操作対象として特定される個別スイッチの関係を示す図。 第24実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 地絡発生箇所、スイッチに流れる電流の流通方向,大きさ、及びオフ操作対象として特定されるスイッチの関係を示す図。 第25実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 第25実施形態の変形例に係る車載電源システムの全体構成図。 その他の実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 その他の実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。
<第1実施形態>
以下、本発明に係る電源システムを具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、電源システムは、車載主機としてエンジンを備える車両又は駆動モータを搭載する電動車両等に搭載されている。
図1に示すように、電源システムは、電力系統として、第1系統ES1と、第2系統ES2とを備えている。第1系統ES1は、第1電力出力部11、通常負荷21及び第1冗長負荷31を備えている。第2系統ES2は、第2電力出力部12及び第2冗長負荷32を備えている。本実施形態において、各電力出力部11,12は、蓄電装置であり、具体的には例えば、鉛蓄電池又はリチウムイオン蓄電池等の蓄電池である。通常負荷21は、例えば、パワーウィンドウ、エンジンの冷却水を冷却するラジエータの電動ファン、ストップランプ、室内灯、USB電源ソケット及び車室外に設けられるミラーを駆動するモータのうち、少なくとも1つを含む。
電源システムは、メイン経路として、第1経路ML1及び第2経路ML2を備えている。各経路ML1,ML2は、第1系統ES1の有する第1電力出力部11と、第1系統ES1と隣り合う第2系統ES2の有する第2電力出力部12とを接続している。図1では、第1電力出力部11から第2電力出力部12までを接続する各経路ML1,ML2を太線で示している。なお、図2以降においては、便宜上、メイン経路に相当する部材を太線で示していない。
電源システムは、系統間スイッチ100を備えている。第1系統ES1は、第1系統内スイッチ201、第1A個別スイッチ301A及び第1B個別スイッチ301Bを備えている。第2系統ES2は、第2系統内スイッチ202及び第2個別スイッチ302を備えている。各スイッチ201,202,301A,301B,302は、例えば、リレー、又はMOSFET等の半導体スイッチで構成されている。本実施形態において、各スイッチ201,202,301A,301B,302は、オン操作されることにより、自身の第1端子及び第2端子の間の電流の流通を許容する。一方、各スイッチ201,202,301A,301B,302は、オフ操作されることにより、第1端子から第2端子への電流の流通と、第2端子から第1端子への電流の流通とを阻止する。
第1経路ML1には、系統間スイッチ100を介して第2経路ML2が接続されている。すなわち、系統間スイッチ100は、メイン経路としての各経路ML1,ML2に設けられている。第1経路ML1には、第1系統内スイッチ201が設けられている。第1経路ML1のうち、第1系統内スイッチ201に対して系統間スイッチ100とは反対側には、第1電力出力部11の正極が接続されている。第1電力出力部11の負極は接地部位に接続されている。接地部位は、例えば車体である。第1経路ML1のうち、第1系統内スイッチ201に対して系統間スイッチ100側には、第1A個別スイッチ301Aを介して通常負荷21の正極が接続されている。通常負荷21の負極は接地部位に接続されている。第1経路ML1のうち、第1系統内スイッチ201に対して系統間スイッチ100側には、第1B個別スイッチ301Bを介して第1冗長負荷31の正極が接続されている。第1冗長負荷31の負極は接地部位に接続されている。
本実施形態では、第1冗長負荷31及び第2冗長負荷32により電動パワーステアリング装置が構成されている。図2を用いて、この装置について説明する。
第1冗長負荷31は、第1駆動回路31aと、第1モータ31bとを備えている。本実施形態において、第1駆動回路31aは、第1電力出力部11から供給された直流電力と、系統間スイッチ100を介して第2電力出力部12から供給された直流電力とを交流電力に変換して出力する3相インバータ装置である。第1駆動回路31aから出力された交流電力は、第1モータ31bに供給される。第1モータ31bは、3相のものであり、交流電力の供給により駆動されてトルクを発生する。第1モータ31bは、例えば永久磁石同期モータである。
第2冗長負荷32は、第2駆動回路32aと、第2モータ32bとを備えている。本実施形態において、第2冗長負荷32の構成は、第1冗長負荷31の構成と同様である。このため、第2冗長負荷32の詳細な説明を省略する。
第1モータ31b及び第2モータ32bそれぞれのロータには、図示しない出力軸が接続され、これら出力軸には、減速機等を介して操舵用のハンドルSTが接続されている。第1冗長負荷31及び第2冗長負荷32は、第1駆動回路31a及び第2駆動回路32aが互いに情報のやり取りをしながら、運転者の操舵をアシストするアシストトルクを協働により発生する。なお、図2には、便宜上、2つのモータが別々に設置されている構成を示した。ただし、この構成に限らず、1つのモータに2組の3相巻線が巻かれ、各組の巻線にそれぞれの駆動回路から通電される構成などを採用することもできる。
なお、各冗長負荷31,32は、例えば、車輪に制動力を付与する電動ブレーキ装置、車両周囲の状況をモニタするためのカメラや、LIDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)等のレーザレーダ、ミリ波レーダ、バイワイヤシステムであってもよい。更に、電動パワーステアリングの例では、第1冗長負荷と第2冗長負荷とが同じ構成の組合せとされていたが、同等の機能を異なる形式の機器で実現する組合せも可能である。例えば車両前方の監視を目的とした負荷として第1冗長負荷をLIDARとし、第2冗長負荷をカメラとすることも可能である。
第1系統ES1は、第1電流検出部401を備えている。第1電流検出部401は、第1電力出力部11の正極と第1経路ML1とを接続する電気経路に設けられ、第1電力出力部11の出力電流を第1出力電流Ir1として検出する。第2系統ES2は、第2電流検出部402を備えている。第2電流検出部402は、第2電力出力部12の正極と第2経路ML2とを接続する電気経路に設けられ、第2電力出力部12の出力電流を第2出力電流Ir2として検出する。各電流検出部401,402の検出値は、電源システムの備えるコントローラ500に入力される。
コントローラ500は、系統間スイッチ100、各系統内スイッチ201、202及び各個別スイッチ301A,301B,302をオン操作又はオフ操作する。また、コントローラ500は、エンジンの燃焼制御等も行う。なお、上述した各制御は、実際には各別のコントローラによって操作され得るが、図1にはこれらコントローラを合わせて1つのコントローラ500として示している。また、コントローラ500が提供する機能は、例えば、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ハードウェア、又はそれらの組み合わせによって提供することができる。
コントローラ500は、電動パワーステアリング装置を駆動させることにより、運転者のハンドルSTの操作をアシストする制御を行う。本実施形態では、電動パワーステアリング装置が第1冗長負荷31及び第2冗長負荷32に分割されている。これにより、第1冗長負荷31及び第2冗長負荷32のうち一方に異常が生じた場合であっても、他方の冗長負荷を制御に用いることができ、操舵アシストを急に実施できなくなる事態を回避する。また、第1電力出力部11及び第2電力出力部12が備えられていることにより、一方の電力出力部に異常が生じた場合であっても、電源を冗長化でき、第1冗長負荷31及び第2冗長負荷32の動作信頼性を高めることができる。
ところで、第1電力出力部11及び第2電力出力部12の少なくとも一方の出力電流が過度に大きくなることがある。例えば、電源システムのいずれかの箇所が接地部位と短絡する地絡が生じる場合、出力電流が過度に大きくなることがある。このような場合であっても、電源システムのうち使用可能な部分は、例えば車両の退避走行のために、極力使用を継続したい。そこで、本実施形態では、コントローラ500は、図3に示す異常時操作処理を行う。
ステップS10では、第1出力電流Ir1及び第2出力電流Ir2を取得する。そして、取得した第1出力電流Ir1又は第2出力電流Ir2が第1電流閾値Ith1を超えたか否かを判定する。第1電流閾値Ith1は、例えば、地絡が発生していない場合に想定される出力電流の最大値よりも大きい値に設定されている。本実施形態において、ステップS10の処理が電流判定部に相当する。
ステップS10において肯定判定した場合には、ステップS11に進み、系統間スイッチ100をオフ操作する。これにより、第1経路ML1と第2経路ML2とが電気的に遮断され、第1系統ES1と第2系統ES2とが電気的に遮断される。本実施形態において、ステップS11の処理が系統間操作部に相当する。
ステップS12では、系統間スイッチ100がオフ操作されてから第1判定時間Tα経過するまでに、第1出力電流Ir1又は第2出力電流Ir2が、第1電流閾値Ith1よりも大きい第2電流閾値Ith2を超えたか否かを判定する。ステップS12において否定判定した場合には、ステップS21に進み、系統間スイッチ100をオン操作に切り替える。なお、ステップS12で否定判定される状況は、例えば、第1出力電流Ir1又は第2出力電流Ir2にノイズが重畳し、ステップS10で肯定判定されてしまう状況である。
ステップS12において肯定判定した場合には、ステップS13に進む。ステップS13では、第1,第2系統ES1,ES2のうち、出力電流が第2電流閾値Ith2を超えたと判定された系統を対象系統とする場合、対象系統に設けられた系統内スイッチ及び個別スイッチを全てオフ操作する。例えば、対象系統が第1系統ES1である場合、第1系統内スイッチ201及び第1A,第1B個別スイッチ301A,301Bをオフ操作する。なお、第1,第2系統ES1,ES2のうち、対象系統以外の系統に設けられた系統内スイッチ及び個別スイッチは全てオン操作されたままである。例えば、対象系統が第1系統ES1である場合、第2系統内スイッチ202及び第2個別スイッチ302はオン操作されたままである。本実施形態において、ステップS12、S13の処理が系統内操作部に相当する。
ステップS14では、対象系統において、系統内スイッチ及び個別スイッチのうち、電力出力部に近い方のスイッチから順次オン操作する。例えば、対象系統が第1系統ES1である場合、まず第1系統内スイッチ201をオン操作する。その後、ステップS15、S16を経由してステップS14に移行した場合、第1A,第1B個別スイッチ301A,301Bのうち一方のスイッチをオン操作する。その後、ステップS15、S16を経由して再度ステップS14に移行した場合、第1A,第1B個別スイッチ301A,301Bのうち他方のスイッチをオン操作する。
ステップS14において対象系統のスイッチを1つオン操作に切り替えた後、ステップS15では、ステップS14でスイッチがオン操作に切り替えられてから第2判定時間Tβ経過するまでに、第1,第2電流検出部401,402のうち対象系統に設けられた電流検出部により検出された出力電流Irが第2電流閾値Ith2を超えたか否かを判定する。
第2判定時間Tβ経過するまでに第2電流閾値Ith2を超えなかったと判定した場合には、ステップS16に進み、対象系統に設けられた系統内スイッチ及び個別スイッチ全てがオン操作に切り替えられたか否かを判定する。ステップS16において肯定判定した場合には、ステップS21に進む。一方、ステップS16において否定判定した場合には、ステップS14に移行し、対象系統の系統内スイッチ及び個別スイッチのうち、次にオン操作に切り替えるべきスイッチをオン操作に切り替える。本実施形態において、ステップS14、S16の処理が第1切替部に相当する。
ステップS15において第2判定時間Tβ経過するまでに第2電流閾値Ith2を超えたと判定した場合には、ステップS17に進む。ステップS17では、対象系統の系統内スイッチ及び個別スイッチのうち、ステップS14でオン操作に切り替えた場合に、対象系統の電流検出部により検出された出力電流Irが第2電流閾値Ith2を超えたスイッチを特定する。そして、特定したスイッチをコントローラ500の備えるメモリ等の記憶部に記憶させる。本実施形態において、ステップS15、S17の処理が特定部に相当する。
ステップS18では、対象系統の系統内スイッチ及び個別スイッチ全てをオフ操作する。これにより、対象系統の電力出力部の出力電流が過度に大きくならないようにする。
ステップS19では、ステップS17で特定したスイッチが個別スイッチであるか否かを判定する。ステップS19において個別スイッチであると判定した場合には、ステップS20に進み、対象系統の系統内スイッチ及び個別スイッチのうち、ステップS17で特定した個別スイッチのみをオフ操作し、それ以外のスイッチをオン操作する。その後、ステップS21において、系統間スイッチ100をオン操作する。本実施形態において、ステップS20の処理が第2切替部に相当する。
ステップS19において否定判定した場合には、ステップS22に進み、系統間スイッチ100のオフ操作を維持する。
ちなみに、第1経路ML1のうち第1系統内スイッチ201よりも第1電力出力部11側で地絡が発生した場合、第1系統内スイッチ201がオフ操作に切り替えられても、第1電力出力部11の出力電流は上昇し続ける。この場合、第1電力出力部11の備える第1保護部11aを動作させることにより、第1電力出力部11からの電流の出力を停止させればよい。第1保護部11aは、自身が出力電流を検出し、検出した電流が第2電流閾値Ith2を超えたと判定した場合に動作してもよいし、コントローラ500の制御により動作させられてもよい。なお、第1保護部11aが第1電力出力部11に備えられる場合、例えば、第1系統内スイッチ201は第1系統ES1に必須ではない。
また、第2経路ML2のうち第2系統内スイッチ202よりも第2電力出力部12側で地絡が発生した場合、第2系統内スイッチ202がオフ操作に切り替えられても、第2電力出力部12の出力電流は上昇し続ける。この場合、第1保護部11aと同様に、第2電力出力部12の備える第2保護部12aを動作させることにより、第2電力出力部12からの電流の出力を停止させればよい。なお、第2保護部12aが第2電力出力部12に備えられる場合、例えば、第2系統内スイッチ202は第2系統ES2に必須ではない。
図4及び図5に、異常時操作処理の一例を示す。まず、図4には、第1系統ES1において、第1冗長負荷31の正極と第1A個別スイッチ301Aとの間が地絡した場合を示す。図4(a)は、第1,第2出力電流Ir1,Ir2の推移を示し、図4(b)〜(e)は、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201、第1A,第1B個別スイッチ301A,301Bの操作状態の推移を示す。
時刻t1において、上述した箇所に地絡が発生する。これにより、第1電力出力部11及び第2電力出力部12それぞれから地絡箇所に向かって大電流が流れ始め、第1,第2出力電流Ir1,Ir2が上昇し始める。時刻t2において、第1出力電流Ir1が第1電流閾値Ith1を超える。このため、系統間スイッチ100がオフ操作され、地絡が発生した第1系統ES1と、第2系統ES2とが遮断される。これにより、第2出力電流Ir2の上昇は止まる。また、地絡が発生していない正常な第2系統ES2の使用が継続される。
その後、第1出力電流Ir1は上昇し続ける。系統間スイッチ100がオフ操作に切り替えられてから第1判定時間Tαが経過する前の時刻t3において、第1出力電流Ir1が第2電流閾値Ith2を超える。このため、第1系統内スイッチ201及び第1A,第1B個別スイッチ301A,301Bがオフ操作に切り替えられる。その結果、第1出力電流Ir1は0に向かって低下する。
時刻t4において、第1系統内スイッチ201及び第1A,第1B個別スイッチ301A,301Bのうち、第1電力出力部11に一番近い第1系統内スイッチ201がオン操作に切り替えられる。第1系統内スイッチ201がオン操作に切り替えられてから第2判定時間Tβ経過しても、第1出力電流Ir1は第2電流閾値Ith2を超えない。このため、時刻t5において、第1系統内スイッチ201及び第1A,第1B個別スイッチ301A,301Bのうち、第1電力出力部11に次に近いスイッチがオン操作に切り替えられる。本実施形態では、次に近いスイッチが第1A個別スイッチ301A及び第1B個別スイッチ301Bの双方である。そこで、各個別スイッチ301A,301Bのうち、冗長負荷に接続された第1A個別スイッチ301Aがオン操作に切り替えられる。これにより、第1系統ES1において過電流が流れる要因となったスイッチを特定する期間に、第2系統ES2の第2冗長負荷32が使用できなくなる事態が生じる場合に備えて、通常負荷21よりも優先して第1冗長負荷31に第1電力出力部11から給電できる。
第1A個別スイッチ301Aがオン操作に切り替えられると、第1出力電流Ir1が上昇し始める。その後、第1A個別スイッチ301Aがオン操作に切り替えられてから第2判定時間Tβ経過する前の時刻t6において、第1出力電流Ir1が第2電流閾値Ith2を超える。このため、第1系統内スイッチ201及び第1A,第1B個別スイッチ301A,301Bのうち、第1出力電流Ir1が第2電流閾値Ith2を超える要因となったスイッチとして第1A個別スイッチ301Aが特定及び記憶される。また、第1系統内スイッチ201及び第1A個別スイッチ301Aが再度オフ操作に切り替えられる。本実施形態では、以降、記憶された第1A個別スイッチ301Aはオン操作されない。
時刻t7において、第1系統内スイッチ201がオン操作に切り替えられ、時刻t8において、第1B個別スイッチ301Bがオン操作に切り替えられる。時刻t9において、系統間スイッチ100がオン操作に切り替えられる。
ちなみに、時刻t6において、第1系統内スイッチ201及び第1A個別スイッチ301Aのうち、特定された第1A個別スイッチ301Aのみが再度オフ操作に切り替えられてもよい。
続いて、図5には、第1系統ES1において、第1経路ML1のうち第1系統内スイッチ201に対して系統間スイッチ100側に地絡が発生した場合を示す。なお、図5(a)〜(e)は、先の図4(a)〜(e)に対応している。
時刻t1において、上述した箇所に地絡が発生し、時刻t2において、第1出力電流Ir1が第1電流閾値Ith1を超える。このため、系統間スイッチ100がオフ操作される。その後、系統間スイッチ100がオフ操作に切り替えられてから第1判定時間Tαが経過する前の時刻t3において、第1出力電流Ir1が第2電流閾値Ith2を超える。このため、第1系統内スイッチ201及び第1A,第1B個別スイッチ301A,301Bがオフ操作に切り替えられる。
時刻t4において、第1電力出力部11に一番近い第1系統内スイッチ201がオン操作に切り替えられる。その後、第1系統内スイッチ201がオン操作に切り替えられてから第2判定時間Tβ経過する前の時刻t5において、第1出力電流Ir1が第2電流閾値Ith2を超える。このため、第1系統内スイッチ201及び第1A,第1B個別スイッチ301A,301Bのうち、第1出力電流Ir1が第2電流閾値Ith2を超える要因となったスイッチとして第1系統内スイッチ201が特定及び記憶される。また、第1系統内スイッチ201が再度オフ操作に切り替えられる。本実施形態では、以降、記憶された第1系統内スイッチ201はオン操作されない。また、系統間スイッチ100はオフ操作に維持されたままである。
以上説明した本実施形態によれば、第1,第2系統ES1,ES2のうちいずれかにおいて地絡が生じた場合であっても、地絡が生じた系統を構成する電力出力部,負荷の使用を極力継続できる。これにより、電源システムの信頼性の低下を抑制できる。
<第1実施形態の変形例>
図3において、ステップS12〜S22の処理を無くしてもよい。この場合であっても、第1,第2系統ES1,ES2のうち、地絡が生じていない系統を保護するとともに、その系統の使用を継続することはできる。
また、図3において、ステップS14〜S22の処理を無くしてもよい。この場合であっても、対象系統の電力出力部から過電流が出力されることを回避でき、ひいては電力出力部を保護することはできる。
<第2実施形態>
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図6に示すように、電源システムは、電流検出部に代えて、電圧検出部を備えている。なお、図6において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
第1系統ES1は、第1電圧検出部411を備えている。第1電圧検出部411は、第1電力出力部11の出力電圧を第1出力電圧Vr1として検出する。第2系統ES2は、第2電圧検出部412を備えている。第2電圧検出部412は、第2電力出力部12の出力電圧を第2出力電圧Vr2として検出する。各電圧検出部411,412の検出値は、コントローラ500に入力される。
続いて、図7を用いて、本実施形態の異常時操作処理について説明する。この処理は、コントローラ500により実行される。なお、図7において、先の図3に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
ステップS23では、第1出力電圧Vr1及び第2出力電圧Vr2を取得する。そして、取得した第1出力電圧Vr1又は第2出力電圧Vr2が第1電圧閾値Vth1を下回ったか否かを判定する。この処理は、地絡発生時において、出力電流が大きいほど、出力電圧の低下量が大きくなることに基づくものである。本実施形態において、ステップS23の処理が電圧判定部に相当する。
ステップS23において肯定判定した場合には、ステップS11を経由してステップS24に進む。ステップS24では、第1出力電圧Vr1又は第2出力電圧Vr2が、第1電圧閾値Vth1よりも低い第2電圧閾値Vth2を下回ったか否かを判定する。ステップS24において肯定判定した場合には、ステップS13に進む。ステップS13では、第1,第2系統ES1,ES2のうち、出力電圧が第2電圧閾値Vth2を下回ったと判定された系統が対象系統とされる。
ステップS14の処理の完了後、ステップS25に進み、ステップS14でスイッチがオン操作に切り替えられてから第2判定時間Tβ経過するまでに、第1,第2電圧検出部411,412のうち対象系統に設けられた電圧検出部により検出された出力電圧Vrが第2電圧閾値Vth2を下回ったか否かを判定する。
なお、ステップS25において肯定判定した場合には、ステップS17に進む。ステップS17では、対象系統の系統内スイッチ及び個別スイッチのうち、ステップS14でオン操作に切り替えた場合に、対象系統の電圧検出部により検出された出力電圧Vrが第2電圧閾値Vth2を下回ったスイッチを特定する。
以上説明した本実施形態によれば、第1実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
<第3実施形態>
以下、第3実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図8に示すように、電源システムは、個別スイッチに代えて、ヒューズを備えている。なお、図8において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
第1A個別スイッチ301Aに代えて、第1Aヒューズ311Aが備えられ、第1B個別スイッチ301Bに代えて、第1Bヒューズ311Bが備えられ、第2個別スイッチ302に代えて、第2ヒューズ312が備えられている。各ヒューズ311A,311B,312は、例えば、自身に流れる電流が第1電流閾値Ith1を超えても継続して電流を流し、第2電流閾値Ith2を超える前に溶断する。例えば、第2ヒューズ312が溶断すると、第2経路ML2と第2冗長負荷32とが遮断される。
本実施形態によれば、各ヒューズ311A,311B,312と各負荷31,21,32との間に地絡が発生した場合、地絡が発生した箇所に接続されたヒューズが溶断する。このため、第1実施形態のように、地絡が発生していない箇所に対応する個別スイッチを再度オン操作に切り替える必要がない。
一方、第1経路ML1のうち第1系統内スイッチ201に対して系統間スイッチ100側に地絡が発生した場合、又は第2経路ML2のうち第2系統内スイッチ202に対して系統間スイッチ100側に地絡が発生した場合には、第1系統内スイッチ201又は第2系統内スイッチ202の操作が必要となる。この点に鑑み、コントローラ500は、図8に示す異常時操作処理を行う。なお、図8において、先の図3に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
ステップS11の処理の完了後、ステップS30に進み、ステップS11で系統間スイッチ100をオフ操作に切り替えてから第3所定時間Tγ経過しても、第1出力電流Ir1又は第2出力電流Ir2の上昇が継続しているか否かを判定する。この処理は、第1経路ML1のうち第1系統内スイッチ201に対して系統間スイッチ100側、又は第2経路ML2のうち第2系統内スイッチ202に対して系統間スイッチ100側に地絡が発生しているか否かを判定するための処理である。第1系統ES1を例にして説明すると、第1Aヒューズ311Aよりも第1冗長負荷31側で地絡が発生した場合、地絡が発生してからある程度の時間が経過すれば、第1Aヒューズ311Aが溶断するため、第1出力電流Ir1が上昇しなくなり、低下し始める。一方、第1経路ML1のうち第1系統内スイッチ201に対して系統間スイッチ100側で地絡が発生した場合、第1Aヒューズ311A及び第1Bヒューズ311Bのいずれも溶断しないことから、第1出力電流Ir1は上昇し続ける。
なお、本実施形態では、第1,第2系統ES1,ES2のうち、出力電流の上昇が継続していると判定された方の系統を対象系統とする。
ステップS30において肯定判定した場合には、ステップS31に進み、対象系統の系統内スイッチをオフ操作する。例えば、対象系統が第1系統ES1の場合、第1系統内スイッチ201をオフ操作する。これにより、対象系統の電力出力部から大電流が流れることを防止する。
ステップS30において否定判定した場合には、ステップS32に進み、系統間スイッチ100をオン操作する。この場合、対象系統において、地絡箇所に対応するヒューズが溶断した状態とされ得る。
以上説明した本実施形態によれば、異常時操作処理内容を簡素にすることができる。
<第3実施形態の変形例1>
図8に示した構成において、系統内スイッチに相当する第1,第2系統内スイッチ201,202が無くてもよい。
<第3実施形態の変形例2>
図8に示した構成において、第1,第2電流検出部401,402に代えて、図6に示した第1,第2電圧検出部411,412が備えられていてもよい。この場合におけるコントローラ500により実行される異常時操作処理について、図10を用いて説明する。なお、図10において、先の図7に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
ステップS23において肯定判定した場合には、ステップS11を経由してステップS33に進む。ステップS33では、ステップS11で系統間スイッチ100をオフ操作に切り替えてから第3所定時間Tγ経過しても、第1出力電圧Vr1又は第2出力電圧Vr2の低下が継続しているか否かを判定する。この処理は、図9のステップS30の処理と同じ趣旨で設けられた処理である。なお、本実施形態では、第1,第2系統ES1,ES2のうち、出力電圧の低下が継続していると判定された方の系統を対象系統とする。
ステップS33において肯定判定した場合には、ステップS31に進む。一方、ステップS33において否定判定した場合には、ステップS32に進む。
<第4実施形態>
以下、第4実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。図11に、本実施形態の電源システムを示す。図11において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。なお、本実施形態では、通常負荷21を第1通常負荷とし、第1冗長負荷31を第1A冗長負荷31Aとし、第2冗長負荷32を第2A冗長負荷32Aとする。
第1系統ES1は、第1B冗長負荷31Bを備えている。第2系統ES2は、第2通常負荷22及び第2B冗長負荷32Bを備えている。本実施形態において、第1B冗長負荷31B及び第2B冗長負荷32Bは、自車両の前方の走路を撮影する車載カメラである。第1B冗長負荷31B及び第2B冗長負荷32Bの検出情報は、コントローラ500に入力される。
第1系統ES1は、第1A〜C個別スイッチ301A〜301Cを備えている。第2系統ES2は、第2A〜C系統内スイッチ202A〜202Cと、第2A〜C個別スイッチ302A〜302Cとを備えている。各スイッチ301A〜301C,202A〜202C,302A〜302Cは、例えば、リレー、又はMOSFET等の半導体スイッチで構成されている。各系統ES1,ES2の各スイッチは、コントローラ500により操作される。
第1経路ML1のうち、第1系統内スイッチ201に対して系統間スイッチ100側には、第1A個別スイッチ301Aを介して第1A冗長負荷31Aの正極が接続され、第1B個別スイッチ301Bを介して第1B冗長負荷31Bの正極が接続され、第1C個別スイッチ301Cを介して第1通常負荷21の正極が接続されている。
第2経路ML2には、第2電力出力部12に近い方から順に、第2A系統内スイッチ202A、第2B系統内スイッチ202B及び第2C系統内スイッチ202Cが設けられている。第2経路ML2のうち、第2A系統内スイッチ202Aと第2B系統内スイッチ202Bとの間には、第2A個別スイッチ302Aを介して第2A冗長負荷32Aの正極が接続されている。第2経路ML2のうち、第2B系統内スイッチ202Bと第2C系統内スイッチ202Cとの間には、第2B個別スイッチ302Bを介して第2B冗長負荷32Bの正極が接続されている。第2経路ML2のうち、第2C系統内スイッチ202Cよりも系統間スイッチ100側には、第2C個別スイッチ302Cを介して第2通常負荷22の正極が接続されている。
コントローラ500は、各冗長負荷31A,32A,31B,32Bとともに車線維持支援システムを構成する。このシステムは、車載カメラである第1A冗長負荷31A及び第1B冗長負荷31Bの検出情報により自車両の道路の走行車線を認識し、自車両が走行車線を逸脱しそうになった場合、電動パワーステアリング装置のアシストトルクにより自車両を車線中央に引き戻す制御を行う。車載カメラが2つ備えられていることにより、第1A冗長負荷31A及び第1B冗長負荷31Bの一方に異常が生じた場合であっても、他方の検知情報を制御に用いることができ、車線維持支援制御が急に実施できなくなる事態を回避できる。
続いて、図12を用いて、本実施形態の異常時操作処理のうち、第1実施形態との主な相違点について説明する。なお、図12において、先の図3に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。また、以下では、第2系統ES2で地絡が発生した場合を例に説明する。
ステップS14では、第2電力出力部12に近い方のスイッチから順次オン操作される。具体的には、第2A系統内スイッチ202A、第2A個別スイッチ302A、第2B系統内スイッチ202B、第2B個別スイッチ302B、第2C系統内スイッチ202C及び第2C個別スイッチ302Cの順にオン操作される。
ステップS19において否定判定した場合には、ステップS40に進み、図13に示すスイッチ操作処理を行う。
ステップS41では、ステップS17で特定されたスイッチが第2系統ES2のスイッチであるか否かを判定する。
ステップS41において肯定判定した場合には、ステップS42に進み、各系統内スイッチ202A〜202Cのうち、系統間スイッチ100に最も近い第2C系統内スイッチ202C以外の系統内スイッチがステップS17で特定されたか否かを判定する。
ステップS42において肯定判定した場合には、ステップS43に進み、各系統内スイッチ202A〜202Cのうち特定された系統内スイッチと、特定された系統内スイッチに隣り合ってかつ系統間スイッチ100側の系統内スイッチとをオフ操作に維持する。また、各系統内スイッチ202A〜202Cのうちオフ操作に維持されない系統内スイッチと、系統間スイッチ100と、系統間スイッチ100に最も近い個別スイッチである第2C個別スイッチ302Cとをオン操作に切り替える。また、各個別スイッチ302A〜302Cのうちオン操作に切り替えられた系統内スイッチに隣り合う個別スイッチをオン操作に切り替える。
例えば、特定された系統内スイッチが第2A系統内スイッチ202Aである場合、第2A系統内スイッチ202Aと、このスイッチ202Aに隣り合う第2B系統内スイッチ202Bとをオフ操作に維持し、第2C系統内スイッチ202Cと、系統間スイッチ100と、第2C系統内スイッチ202Cに隣り合う第2B,C個別スイッチ302B,302Cとをオン操作に切り替える。これにより、第1電力出力部11を電力供給源とした第2通常負荷22及び第2B冗長負荷32Bの使用を継続できる。
また、例えば、特定された系統内スイッチが第2B系統内スイッチ202Bである場合、第2B系統内スイッチ202Bと、このスイッチ202Bに隣り合う第2C系統内スイッチ202Cとをオフ操作に維持する。また、第2A系統内スイッチ202Aと、系統間スイッチ100と、第2A,C個別スイッチ302A,302Cとをオン操作に切り替える。これにより、第2電力出力部12を電力供給源とした第2A冗長負荷32Aの使用と、第1電力出力部11を電力供給源とした第2通常負荷22の使用とを継続できる。
ステップS42において否定判定した場合には、ステップS44に進み、各系統内スイッチ202A〜202Cのうち、系統間スイッチ100に最も近い第2C系統内スイッチ202CがステップS17で特定されたか否かを判定する。
ステップS44において肯定判定した場合には、ステップS45に進み、特定された第2C系統内スイッチ202Cと、系統間スイッチ100とをオフ操作に維持する。また、第2系統ES2の各スイッチのうち、オフ操作に維持されない第2A,B系統内スイッチ202A,202Bと、これらスイッチ202A,202Bに隣り合う第2A,B個別スイッチ302A,302Bとをオン操作に切り替える。これにより、第2電力出力部12を電力供給源とした第2A冗長負荷32A及び第2B冗長負荷32Bの使用を継続できる。
以上説明した本実施形態によれば、第1実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
<第4実施形態の変形例>
電源システムにおける系統間スイッチ100の位置は、各系統ES1,ES2の電力出力部の容量と各負荷の消費電力とのバランスにより決まる。このため、このバランスによっては、先の図11に示した系統間スイッチ100の位置は、例えば図14に示す位置となり得る。なお、図14において、先の図11に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
<第5実施形態>
以下、第5実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図15に示すように、電源システムは、3つの電力系統である第1〜第3系統ES1〜ES3を備えている。なお、図15において、先の図1等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
電源システムは、第3経路ML3、第1系統間スイッチ111及び第2系統間スイッチ112を備えている。第3系統ES3は、第3系統内スイッチ203及び第3個別スイッチ303を備えている。各スイッチ111,112,203,303は、例えば、リレー、又はMOSFET等の半導体スイッチで構成されている。各スイッチ111,112,203,303は、コントローラ500により操作される。
第1経路ML1には、第1系統間スイッチ111を介して第2経路ML2が接続されている。第2経路ML2には、第2系統間スイッチ112を介して第3経路ML3が接続されている。第2経路ML2のうち、第2系統間スイッチ112側には第2A系統内スイッチ202Aが設けられ、第1系統間スイッチ111側には第2B系統内スイッチ202Bが設けられている。第2経路ML2のうち、第2B系統内スイッチ202Bに対して第1系統間スイッチ111側には、第2A個別スイッチ302Aを介して第2冗長負荷32の正極が接続されている。第2経路ML2のうち、第2B系統内スイッチ202Bと第2A系統内スイッチ202Aとの間には、第2B個別スイッチ302Bを介して第2通常負荷22の正極が接続されている。第2経路ML2のうち、第2A系統内スイッチ202Aに対して第2系統間スイッチ112側には、第2電流検出部402を介して第2電力出力部12の正極が接続されている。
第3系統ES3は、第3電力出力部13と、第3電力出力部13の出力電流を第3出力電流Ir3として検出する第3電流検出部403とを備えている。第3出力電流Ir3は、コントローラ500に入力される。第3電力出力部13は、第1,第2電力出力部11,12と同様に、例えば2次電池である。第3経路ML3には、第3系統内スイッチ203が設けられている。第3経路ML3のうち、第2系統間スイッチ112側には、第3個別スイッチ303を介して第3通常負荷23の正極が接続されている。第3経路ML3のうち、第3系統内スイッチ203に対して第2系統間スイッチ112とは反対側には、第3電流検出部403を介して第3電力出力部13の正極が接続されている。
続いて、本実施形態の異常時操作処理のうち、第1実施形態との主な相違点について説明する。本実施形態では、図3のステップS10、S12、S15の処理において第1〜第3出力電流Ir1〜Ir3が用いられる。詳しくは、ステップS10の処理が、第1〜第3出力電流Ir1〜Ir3のいずれかが第1電流閾値Ith1を超えたか否かを判定する処理に置き換えられる。また、ステップS12の処理が、第1〜第3出力電流Ir1〜Ir3のいずれかが第2電流閾値Ith2を超えたか否かを判定する処理に置き換えられる。また、ステップS15の処理が、ステップS14でスイッチがオン操作に切り替えられてから第2判定時間Tβ経過するまでに、第1〜第3電流検出部401〜403のうち対象系統に設けられた電流検出部により検出された出力電流Irが第2電流閾値Ith2を超えたか否かを判定する処理に置き換えられる。
以上説明した本実施形態によれば、第1実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
<第5実施形態の変形例1>
ちなみに、第3通常負荷23に代えて、第1,第2冗長負荷31,32とともに電動パワーステアリング装置を構成する第3冗長負荷が第3系統ES3に備えられていてもよい。これにより、各系統に冗長負荷が備えられる。
<第5実施形態の変形例2>
図15に示す構成において、各電流検出部401〜403に代えて、図6と同様に、各電力出力部の出力電圧を検出する電圧検出部が備えられていてもよい。
<第6実施形態>
以下、第6実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図16に示すように、電力系統が環状をなしている。なお、図16において、先の図1等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
電源システムは、第1経路MLα、第2経路MLβ、第1系統間スイッチ121及び第2系統間スイッチ122を備えている。第1経路MLαの第1端には、第1系統間スイッチ121を介して第2経路MLβの第1端が接続されている。第1経路MLαの第2端には、第2系統間スイッチ122を介して第2経路MLβの第2端が接続されている。これにより、電力系統が環状をなしている。
第1系統ES1は、第1A,B系統内スイッチ211A,211Bと、第1A〜D個別スイッチ321A〜321Dと、第1A,B通常負荷21A,21Bと、第1冗長負荷31とを備えている。第1経路MLαのうち、第1系統間スイッチ121側には第1B系統内スイッチ211Bが設けられ、第2系統間スイッチ122側には第1A系統内スイッチ211Aが設けられている。第1経路MLαのうち、第1B系統内スイッチ211Bに対して第1系統間スイッチ121側には、第1D個別スイッチ321Dを介して第1冗長負荷31の正極が接続されている。第1経路MLαのうち、第1B系統内スイッチ211Bと第1A系統内スイッチ211Aとの間には、第1A個別スイッチ321A及び第1電流検出部401を介して第1電力出力部11の正極が接続されている。第1経路MLαのうち、第1A系統内スイッチ211Aに対して第2系統間スイッチ122側には、第1B個別スイッチ321Bを介して第1A通常負荷21Aの正極と、第1C個別スイッチ321Cを介して第1B通常負荷21Bの正極とが接続されている。
第2系統ES2は、第2A,B系統内スイッチ212A,212Bと、第2A〜C個別スイッチ322A〜322Cと、第2通常負荷22と、第2冗長負荷32とを備えている。第2経路MLβのうち、第1系統間スイッチ121側には第2B系統内スイッチ212Bが設けられ、第2系統間スイッチ122側には第2A系統内スイッチ212Aが設けられている。第2経路MLβのうち、第2B系統内スイッチ212Bに対して第1系統間スイッチ121側には、第2C個別スイッチ322Cを介して第2冗長負荷32の正極が接続されている。第2経路MLβのうち、第2B系統内スイッチ212Bと第2A系統内スイッチ212Aとの間には、第2A個別スイッチ322A及び第2電流検出部402を介して第2電力出力部12の正極が接続されている。第2経路MLβのうち、第2A系統内スイッチ212Aに対して第2系統間スイッチ122側には、第2B個別スイッチ322Bを介して第2通常負荷22正極が接続されている。
以上説明した本実施形態では、電力系統が環状をなしているため、地絡発生箇所を切り離しやすくできる。
<第7実施形態>
以下、第7実施形態について、第6実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図17に示すように、4つの電力系統が環状をなしている。なお、図17において、先の図16等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
電源システムは、第1〜第4経路MLa〜MLd、第1〜第4系統間スイッチ131〜134を備えている。第1経路MLaの第1端には、第1系統間スイッチ131を介して第2経路MLbの第1端が接続されている。第2経路MLbの第2端には、第2系統間スイッチ132を介して第3経路MLcの第1端が接続されている。第3経路MLcの第2端には、第3系統間スイッチ133を介して第4経路MLdの第1端が接続されている。第4経路MLdの第2端には、第4系統間スイッチ134を介して第1経路MLaの第1端が接続されている。これにより、電力系統が環状をなしている。
第1系統ES1は、第1A,B系統内スイッチ221A,221Bと、第1A〜C個別スイッチ331A〜331Cとを備えている。第1経路MLaのうち、第1系統間スイッチ131側には第1A系統内スイッチ221Aが設けられ、第4系統間スイッチ134側には第1B系統内スイッチ221Bが設けられている。第1経路MLaのうち、第1A系統内スイッチ221Aに対して第1系統間スイッチ131側には、第1A個別スイッチ331A及び第1電流検出部401を介して第1電力出力部11の正極が接続されている。第1経路MLaのうち、第1A系統内スイッチ221Aと第1B系統内スイッチ221Bとの間には、第1B個別スイッチ331Bを介して第1冗長負荷31の正極が接続されている。第1経路MLaのうち、第1B系統内スイッチ221Bに対して第4系統間スイッチ134側には、第1C個別スイッチ331Cを介して第1通常負荷21の正極が接続されている。
第2系統ES2は、第2系統内スイッチ222と、第2A,B個別スイッチ332A,332Bとを備えている。第2経路MLbのうち、第2系統内スイッチ222よりも第1系統間スイッチ131側には、第2A個別スイッチ332A及び第2電流検出部402を介して第2電力出力部12の正極が接続されている。第2経路MLbのうち、第2系統内スイッチ222よりも第2系統間スイッチ132側には、第2B個別スイッチ332Bを介して第2通常負荷22の正極が接続されている。
第3系統ES3は、第3系統内スイッチ223と、第3A,B個別スイッチ333A,333Bとを備えている。第3経路MLcのうち、第3系統内スイッチ223よりも第2系統間スイッチ132側には、第3A個別スイッチ333A及び第3電流検出部403を介して第3電力出力部13の正極が接続されている。第3経路MLcのうち、第3系統内スイッチ223よりも第3系統間スイッチ133側には、第3B個別スイッチ333Bを介して第3通常負荷23の正極が接続されている。
第4系統ES4は、第4A,B系統内スイッチ224A,224Bと、第4A〜C個別スイッチ334A〜334Cとを備えている。第4経路MLdのうち、第4系統間スイッチ134側には第4A系統内スイッチ224Aが設けられ、第3系統間スイッチ133側には第4B系統内スイッチ224Bが設けられている。第4経路MLdのうち、第4A系統内スイッチ224Aに対して第4系統間スイッチ134側には、第4A個別スイッチ334A及び第4電流検出部404を介して第4電力出力部14の正極が接続されている。第4電流検出部404は、第4電力出力部14の出力電流を第4出力電流Ir4として検出する。第4出力電流Ir4は、コントローラ500に入力される。第4電力出力部14は、第1〜第3電力出力部11〜13と同様に、例えば2次電池である。第4経路MLdのうち、第4A系統内スイッチ224Aと第4B系統内スイッチ224Bとの間には、第4B個別スイッチ334Bを介して第2冗長負荷32の正極が接続されている。第4経路MLdのうち、第4B系統内スイッチ224Bに対して第3系統間スイッチ133側には、第4C個別スイッチ334Cを介して第4通常負荷24の正極が接続されている。
続いて、本実施形態の異常時操作処理について説明する。
例えば、第2経路MLbにおいて地絡が発生した場合、コントローラ500は、第1〜第4系統間スイッチ131〜134をオフ操作する。その後、コントローラ500は、各系統ES1〜ES4のうち、対象系統である第2系統ES2以外の系統ES1,ES3,ES4を系統間スイッチ133,134を介して導通状態にできると判定する。このため、図18に示すように、コントローラ500は、第1系統間スイッチ131及び第2系統間スイッチ132のオフ操作を維持し、第3系統間スイッチ133及び第4系統間スイッチ134をオン操作に切り替える。これにより、地絡が発生した第2系統ES2を、第1,第3,第4系統ES1,ES3,ES4から遮断して切り離すことができる。
以上説明した本実施形態によれば、第6実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
<第7実施形態の変形例1>
電動パワーステアリング装置を構成する第1冗長負荷31が備えられていない第2系統ES2に、車載カメラである第1B冗長負荷31Bが備えられていてもよい。また、電動パワーステアリング装置を構成する第2冗長負荷32が備えられていない第3系統ES3に、車載カメラである第2B冗長負荷32Bが備えられていてもよい。共通の制御としての車線維持支援制御に用いられる機器が各系統ES1〜ES4に分散配置されることにより、車線維持支援制御の信頼性を向上させることができる。
<第7実施形態の変形例2>
図17に示す構成において、第1〜第4電流検出部401〜404に代えて、図19に示すように、第1〜第4電力出力部11〜14の出力電圧を検出する第1〜第4電圧検出部411〜414が備えられていてもよい。この構成であっても、例えば図18に示したように、地絡が発生した系統を、他の系統から遮断して切り離すことができる。
<第8実施形態>
以下、第8実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図20に示すように、第1系統ES1は、電力供給源として蓄電池及びオルタネータを備えている。なお、図20において、先の図1等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
第1系統ES1は、第1電力出力部としての第1蓄電池41と、オルタネータ600と、第1A,B系統内スイッチ231A,231Bと、第1A,B電流検出部401A,401Bとを備えている。第1A電流検出部401Aは、第1蓄電池41の出力電流を第1A出力電流I1aとして検出する。第1B電流検出部401Bは、オルタネータ600の出力電流を第1B出力電流I1bとして検出する。第1A,B出力電流I1a,I1bは、コントローラ500に入力される。第2系統ES2は、第2電力出力部としての第2蓄電池42を備えている。本実施形態において、各蓄電池41,42は、定格電圧(例えば12V)が互いに同じである。各蓄電池41,42は、例えば鉛蓄電池である。
第1経路ML1のうち、系統間スイッチ100側には第1B系統内スイッチ231Bが設けられ、系統間スイッチ100とは反対側には第1A系統内スイッチ231Aが設けられている。第1経路ML1のうち、第1A系統内スイッチ231Aと第1B系統内スイッチ231Bとの間には、ヒューズ311C及び第1B電流検出部401Bを介してオルタネータ600の出力側が接続されている。第1経路ML1のうち、第1A系統内スイッチ231Aに対して第1B系統内スイッチ231Bとは反対側には、第1A電流検出部401Aを介して第1蓄電池41の正極が接続されている。
オルタネータ600は、車両に搭載されたエンジン700の出力軸から動力を供給されることにより発電し、電流を出力する。オルタネータ600の出力電流により、第1蓄電池41及び第2蓄電池42を充電したり、各負荷21,31,32に電力を供給したりすることができる。なお、本実施形態において、オルタネータ600の発電制御は、コントローラ500により実行されることとする。
続いて、本実施形態の異常時操作処理のうち、第1実施形態との主な相違点について説明する。
図3のステップS10、S12、S15において、第1A,B出力電流I1a,I1b及び第2出力電流Ir2が用いられる。
第1系統ES1で地絡が発生した場合を例に説明すると、ステップS14では、第1A系統内スイッチ231A、第1B系統内スイッチ231Bの順にオン操作される。その後、第1A,B個別スイッチ301A,301Bのうち、一方がオン操作され、その後、他方がオン操作される。
以上説明した本実施形態によれば、第1実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
<第9実施形態>
以下、第9実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図21に示すように、第1系統ES1は、電力供給源として、車載高圧蓄電池800からの電力を出力するDCDCコンバータ51を備えている。高圧蓄電池800が高圧側蓄電装置に相当し、第2蓄電池42が低圧側蓄電装置に相当する。なお、図21において、先の図1及び図20等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
高圧蓄電池800は、第2蓄電池42よりも高い定格電圧(例えば数百V)を有しており、例えばリチウムイオン蓄電池である。高圧蓄電池800には、回転電機900が接続されている。回転電機900は、車載主機であり、高圧蓄電池800から給電されて駆動輪に動力を伝達する。
電源システムは、DCDCコンバータ51を備えている。DCDCコンバータ51は、第1接続部51A及び第2接続部51Bを備えている。第1接続部51Aは、高圧蓄電池800に並列接続されている。第2接続部51Bの正極側には、第1電流検出部401を介して第1経路ML1が接続され、負極側には接地部位が接続されている。DCDCコンバータ51は、第1接続部51Aから入力された直流電圧を降圧して第2接続部51Bから出力する降圧機能と、第2接続部51Bから入力された直流電圧を昇圧して第1接続部51Aから出力する昇圧機能とを備えている。DCDCコンバータ51は、コントローラ500により制御される。なお、DCDCコンバータ51の制御電源は、高圧蓄電池800側から別途降圧して受電する、又は第2系統ES2側の電源系から受電する等により、第1系統ES1側の電源を一度切り離した後も動作可能である。
以上説明した本実施形態によれば、第1実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
<第10実施形態>
以下、第10実施形態について、第9実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図22に示すように、電源システムの構成を変更する。なお、図22において、先の図21等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。また、以降、コントローラ500の図示を省略する。
第2系統ES2は、オルタネータ600を備えている。オルタネータ600の出力側には、第2経路ML2が接続されている。第2経路ML2には、第1系統間スイッチ141を介して第1経路ML1が接続されている。第2経路ML2のうち、第2A系統内スイッチ232Aと第2B系統内スイッチ232Bとの間には、第2蓄電池42の正極が接続されている。
電源システムは、電力系統として、第1中圧系統EM1及び第2中圧系統EM2を備えている。電源システムは、電気経路として、第1中圧経路MM1及び第2中圧経路MM2を備えている。
第1中圧系統EM1は、第1中圧系統内スイッチ251と、第1中圧個別スイッチ351と、電力出力部としての中圧蓄電池91と、電気負荷としての中圧負荷61と、第1中圧電流検出部421とを備えている。中圧蓄電池91は、第2蓄電池42よりも高い定格電圧(例えば48V)を有している。第1中圧電流検出部421は、中圧蓄電池91の出力電流を検出してコントローラ500に出力する。本実施形態において、中圧蓄電池91が高圧側蓄電装置に相当し、第2蓄電池42が低圧側蓄電装置に相当する。
第2中圧系統EM2は、第2中圧系統内スイッチ252と、第2中圧個別スイッチ352と、第2中圧負荷62と、電力出力部としての中圧回転電機63と、第2中圧電流検出部422とを備えている。中圧回転電機63は、エンジン700の出力軸から動力を供給されることにより発電し、電流を出力する。中圧回転電機63の出力電流により、中圧蓄電池91を充電したり、各中圧負荷61,62に電力を供給したりすることができる。また、中圧回転電機63は、給電により電動機として駆動される。第2中圧電流検出部422は、中圧回転電機63の出力電流を検出してコントローラ500に出力する。
第1中圧経路MM1には、第2系統間スイッチ142を介して第2中圧経路MM2が接続されている。第1中圧経路MM1には、第1中圧系統内スイッチ251が設けられている。第1中圧経路MM1のうち、第1中圧系統内スイッチ251に対して第2系統間スイッチ142とは反対側には、第1中圧電流検出部421を介して中圧蓄電池91の正極と、第1接続部51Aとが接続されている。中圧蓄電池91の負極には、接地部位が接続されている。DCDCコンバータ51を介して、第1中圧系統EM1及び第1系統ES1の間の電力のやりとりが可能とされている。第1中圧経路MM1のうち、第1中圧系統内スイッチ251に対して第2系統間スイッチ142側には、第1中圧個別スイッチ351を介して、第1中圧負荷61の正極が接続されている。
第2中圧経路MM2には、第2中圧系統内スイッチ252が設けられている。第2中圧経路MM2のうち、第2中圧系統内スイッチ252に対して第2系統間スイッチ142とは反対側には、第2中圧電流検出部422を介して中圧回転電機63の出力側が接続されている。第2中圧経路MM2のうち、第2中圧系統内スイッチ252に対して第2系統間スイッチ142側には、第2中圧個別スイッチ352を介して第2中圧負荷62の正極が接続されている。
続いて、本実施形態の異常時操作処理のうち、第1実施形態との主な相違点について説明する。図3のステップS10、S12、S15において、各電流検出部401,402,421,422により検出された出力電流が用いられる。
本実施形態によれば、第1,第2中圧系統EM1,EM2において地絡が発生した場合であっても、例えば、地絡が発生した系統を他の系統から切り離すことができる。
<第10実施形態の変形例>
図23に示すように、第2中圧経路MM2のうち、第2中圧系統内スイッチ252に対して第2系統間スイッチ142とは反対側に、電力出力部としての第2DCDCコンバータ52を介して、高圧蓄電池800が接続されていてもよい。第2DCDCコンバータ51は、高圧蓄電池800から出力された直流電圧を降圧して第2中圧系統EM2に出力する降圧機能と、中圧蓄電池91から出力された直流電圧を昇圧して高圧蓄電池800に出力する昇圧機能とを備えている。本実施形態によれば、第2DCDCコンバータ52を介して、高圧蓄電池800から第2中圧系統EM2へと電力を供給することができる。
なお、図23では、第2蓄電池42と中圧蓄電池91との関係において、中圧蓄電池91が高圧側蓄電装置に相当し、第2蓄電池42が低圧側蓄電装置に相当する。また、中圧蓄電池91と高圧蓄電池800との関係において、高圧蓄電池800が高圧側蓄電装置に相当し、中圧蓄電池91が低圧側蓄電装置に相当する。
<第11実施形態>
以下、第11実施形態について、第9実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図24に示すように、電源システムの構成を変更する。なお、図24において、先の図21等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
電源システムは、第1高圧蓄電池801と、第1回転電機901と、第2高圧蓄電池802と、第2回転電機902とを備えている。各高圧蓄電池801,802は、互いに定格電圧が同じであり、第1,第2蓄電池41,42よりも高い定格電圧(例えば数百V)を有している。各高圧蓄電池801,802は、例えばリチウムイオン蓄電池である。第1高圧蓄電池801には、第1回転電機901が接続されている。第1回転電機901は、第1高圧蓄電池801から給電されて駆動される。第2高圧蓄電池802には、第2回転電機902が接続されている。第2回転電機902は、第2高圧蓄電池802から給電されて駆動される。第1高圧蓄電池801を備える電力系統が第1高圧系統とされ、第2高圧蓄電池802を備える電力系統が第2高圧系統とされている。
電源システムは、第1系統間スイッチ151及び第2系統間スイッチ152を備えている。第1経路ML1には、第1系統間スイッチ151を介して、第2経路ML2が接続されている。第1高圧蓄電池801の正極には、第2系統間スイッチ152を介して、第2高圧蓄電池802の正極が接続されている。第1系統間スイッチ151及び第2系統間スイッチ152は、コントローラ500により操作される。
第1系統ES1は、第1A,B系統内スイッチ201A,201Bと、第1A,B個別スイッチ301A,301Bと、第1冗長負荷31と、第1通常負荷21とを備えている。また、第1系統ES1は、第1蓄電池41と、第1DCDCコンバータ71と、第1A,B電流検出部401A,401Bとを備えている。第1DCDCコンバータ71は、第1高圧蓄電池801から出力された直流電圧を降圧して第1系統ES1に出力する降圧機能と、第1蓄電池41から出力された直流電圧を昇圧して第1高圧蓄電池801に出力する昇圧機能とを備えている。第1A電流検出部401Aは、降圧動作時における第1DCDCコンバータ71の出力電流を検出してコントローラ500に出力する。第1B電流検出部401Bは、第1蓄電池41の出力電流を検出してコントローラ500に出力する。
第2系統ES2は、第2A,B系統内スイッチ202A,202Bと、第2A,B個別スイッチ302A,302Bと、第2冗長負荷32と、第2通常負荷22とを備えている。また、第2系統ES2は、第2蓄電池42と、第2DCDCコンバータ72と、第2A,B電流検出部402A,402Bとを備えている。第2DCDCコンバータ72は、第2高圧蓄電池802から出力された直流電圧を降圧して第2系統ES2に出力する降圧機能と、第2蓄電池42から出力された直流電圧を昇圧して第2高圧蓄電池802に出力する昇圧機能とを備えている。第2A電流検出部402Aは、降圧動作時における第2DCDCコンバータ72の出力電流を検出してコントローラ500に出力する。第2B電流検出部402Bは、第2蓄電池42の出力電流を検出してコントローラ500に出力する。
本実施形態では、第1系統ES1と第1高圧系統とが第1DCDCコンバータ71により接続され、第2系統ES1と第2高圧系統とが第2DCDCコンバータ72により接続されている。このため、第1系統ES1、第1高圧系統、第2高圧系統及び第2系統ES2が環状をなしている。したがって、地絡発生箇所を切り離しやすくできる。
ちなみに、第1,第2高圧系統に系統内スイッチが設けられていてもよい。具体的には例えば、第1,第2高圧蓄電池801,802の正極と第1,第2DCDCコンバータ71,72の第1接続部とを接続する電気経路に系統内スイッチが設けられていてもよい。
<第11実施形態の変形例>
図25に示すように、第1系統ES1における系統内スイッチの設置態様を変更してもよい。図25には、第1系統ES1における系統内スイッチ201A,201B,201Cを示す。また、第2系統ES2における系統内スイッチの設置態様を変更してもよい。図25には、第2系統ES2における系統内スイッチ202A,202B,202Cを示す。
<第12実施形態>
以下、第12実施形態について、第11実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図26に示すように、電源システムの構成を変更する。なお、図26において、先の図24等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
電源システムは、第1〜第4経路ML1〜ML4と、第1〜第4系統間スイッチ151〜154とを備えている。第2経路ML2には、第3系統間スイッチ153を介して、第3経路ML3が接続されている。第3経路ML3には、第4系統間スイッチ154を介して、第4経路ML4が接続されている。
第2系統ES2は、第2A,B系統内スイッチ232A,232Bと、第2個別スイッチ302と、第2冗長負荷32と、第2蓄電池42と、第2電流検出部402と、第1オルタネータ601とを備えている。第1オルタネータ601は、エンジン700の出力軸から動力を供給されることにより発電し、電流を出力する。第2電流検出部402は、第2経路ML2に設けられている。第2経路ML2のうち第2電流検出部402に対して第1系統間スイッチ151とは反対側には、第2蓄電池42の正極が接続されている。また、第2経路ML2のうち第2電流検出部402に対して第1系統間スイッチ151とは反対側には、第2A系統内スイッチ232Aを介して第1オルタネータ601の出力側が接続されている。
第3系統ES3は、第3A,B系統内スイッチ233A,233Bと、第3個別スイッチ303と、第3冗長負荷33と、第3蓄電池43と、第3電流検出部403と、第2オルタネータ602とを備えている。第3蓄電池43は、定格電圧が第2蓄電池42と同じである。第2オルタネータ602は、エンジン700の出力軸から動力を供給されることにより発電し、電流を出力する。第3電流検出部403は、第3経路ML3に設けられている。第3経路ML3のうち第3電流検出部403に対して第3系統間スイッチ153との接続点側には、第3蓄電池43の正極が接続されている。また、第3経路ML3のうち第3電流検出部403に対して第3系統間スイッチ153との接続点側には、第3A系統内スイッチ233Aを介して第2オルタネータ602の出力側が接続されている。
第4系統ES4は、第4系統内スイッチ204と、第4A,B個別スイッチ304A,304Bと、第2通常負荷22と、第4冗長負荷34と、第4電流検出部404と、第2DCDCコンバータ72とを備えている。第2DCDCコンバータ72は、第2高圧蓄電池802から出力された直流電圧を降圧して第4系統ES4に出力する降圧機能と、第4系統ES4側の直流電圧を昇圧して第2高圧蓄電池802に出力する昇圧機能とを備えている。第4電流検出部404は、降圧動作時における第2DCDCコンバータ72の出力電流を検出する。
なお、本実施形態では、例えば、図3のステップS10、S12、S15において、各電流検出部401〜404により検出された出力電流が用いられればよい。
ちなみに、第2系統ES2及び第3系統ES3に通常負荷が備えられていてもよい。
<第13実施形態>
以下、第13実施形態について、第12実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図27に示すように、電源システムの構成を変更する。なお、図27において、先の図26等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。また、図27では、エンジン700の図示を省略している。
第1系統ES1は、第1DCDCコンバータ81を備えている。第1DCDCコンバータ81は、第1中圧系統EM1側の直流電圧を降圧して第1系統ES1に出力する降圧機能と、第1系統ES1側の直流電圧を昇圧して第1中圧系統EM1側に出力する昇圧機能とを備えている。第1電流検出部401は、降圧動作時における第1DCDCコンバータ81の出力電流を検出する。
第4系統ES4は、第2DCDCコンバータ82を備えている。第2DCDCコンバータ82は、第3中圧系統EM3側の直流電圧を降圧して第4系統ES4に出力する降圧機能と、第4系統ES4側の直流電圧を昇圧して第3中圧系統EM3側に出力する昇圧機能とを備えている。第4電流検出部404は、降圧動作時における第2DCDCコンバータ82の出力電流を検出する。
電源システムは、第1〜第4中圧系統EM1〜EM4と、第5〜7系統間スイッチ155〜157と、第1〜第4中圧経路MM1〜MM4とを備えている。
第1中圧系統EM1は、第1A,B中圧系統内スイッチ251A,251B、第1中圧個別スイッチ351、第1中圧蓄電池91、第1中圧オルタネータ611及び第1中圧電流検出部421を備えている。第1中圧蓄電池91は、定格電圧が各高圧蓄電池801,802よりも低くて、かつ、第2,第3蓄電池42,43よりも高い。第1中圧オルタネータ611は、エンジン700の出力軸から動力を供給されることにより発電し、電流を出力する。第1中圧オルタネータ611は、定格出力電圧が第1,第2オルタネータ601,602よりも高い。
第1中圧経路MM1には、第1A,B中圧系統内スイッチ251A,251Bが設けられている。第1中圧経路MM1のうち、一方の側には第5系統間スイッチ155を介して第2中圧経路MM2が接続され、他方の側には第1DCDCコンバータ81の第1接続部が接続されている。第2中圧経路MM2のうち、第1B中圧系統内スイッチ251Bに対して第5系統間スイッチ155側には、第1中圧個別スイッチ351を介して第1中圧負荷61の正極が接続されている。第2中圧経路MM2のうち、第1A中圧系統内スイッチ251Aと第1B中圧系統内スイッチ251Bとの間には、第1中圧蓄電池91の正極が接続されている。第2中圧経路MM2のうち、第1A中圧系統内スイッチ251Aに対して第1DCDCコンバータ81側には、第1中圧オルタネータ611の出力側が接続されている。第2中圧経路MM2のうち、第1中圧蓄電池91との接続点よりも第1B中圧系統内スイッチ251B側には、第1中圧電流検出部421が設けられている。
第2中圧系統EM2は、第2中圧系統内スイッチ252、第2中圧個別スイッチ352、第2中圧負荷62、第3DCDCコンバータ83及び第2中圧電流検出部422を備えている。第2中圧経路MM2には、第2中圧系統内スイッチ252が設けられている。第2中圧経路MM2のうち、第2中圧系統内スイッチ252に対して第5系統間スイッチ155側には、第2中圧個別スイッチ352を介して第2中圧負荷62の正極が接続されている。第2中圧経路MM2のうち、第2中圧系統内スイッチ252に対して第5系統間スイッチ155とは反対側には、第3DCDCコンバータ83の第2接続部が接続されている。第3DCDCコンバータ83は、第1高圧蓄電池801から出力された直流電圧を降圧して第2中圧系統EM2側に出力する降圧機能と、第2中圧系統EM2の直流電圧を昇圧して第1高圧蓄電池801に出力する昇圧機能とを備えている。第2中圧電流検出部422は、降圧動作時における第3DCDCコンバータ83の出力電流を検出する。
第1中圧経路MM1のうち、第1中圧電流検出部421に対して第1DCDCコンバータ81側には、第6系統間スイッチ156を介して、第3経路MM3が接続されている。
第3中圧系統EM3は、第3A,B中圧系統内スイッチ253A,253B、第3中圧個別スイッチ353、第2中圧蓄電池92、第2中圧オルタネータ612及び第3中圧電流検出部423を備えている。第2中圧蓄電池92は、定格電圧が第1中圧蓄電池91と同じである。第2中圧オルタネータ612は、エンジン700の出力軸から動力を供給されることにより発電し、電流を出力する。第2中圧オルタネータ612は、定格出力電圧が第1中圧オルタネータ611と同じである。
第3中圧経路MM3には、第3A,B中圧系統内スイッチ253A,253Bが設けられている。第3中圧経路MM3のうち、第6系統間スイッチ156との接続点とは反対側には、第7系統間スイッチ157を介して第4中圧経路MM4が接続されている。第3中圧経路MM3のうち、第3B中圧系統内スイッチ253Bに対して第7系統間スイッチ157側には、第3中圧個別スイッチ353を介して第3中圧負荷63の正極が接続されている。第3中圧経路MM3のうち、第3A中圧系統内スイッチ253Aと第3B中圧系統内スイッチ253Bとの間には、第2中圧蓄電池92の正極が接続されている。第3中圧経路MM3のうち、第3A中圧系統内スイッチ253Aに対して第6系統間スイッチ156との接続点側には、第2中圧蓄電池92の正極が接続されている。第3中圧経路MM3のうち、第3A中圧系統内スイッチ253Aに対して第2DCDCコンバータ82側には、第2中圧オルタネータ612の出力側が接続されている。第3中圧経路MM3のうち、第2中圧蓄電池92との接続点よりも第3B中圧系統内スイッチ253B側には、第3中圧電流検出部423が設けられている。
第4中圧系統EM4は、第4中圧系統内スイッチ254、第4中圧個別スイッチ354、第4中圧負荷64、第4DCDCコンバータ84及び第4中圧電流検出部424を備えている。第4中圧経路MM4には、第4中圧系統内スイッチ254が設けられている。第4中圧経路MM4のうち、第4中圧系統内スイッチ254に対して第7系統間スイッチ157側には、第4中圧個別スイッチ354を介して第4中圧負荷64の正極が接続されている。第4中圧経路MM4のうち、第4中圧系統内スイッチ254に対して第7系統間スイッチ157とは反対側には、第4DCDCコンバータ84の第2接続部が接続されている。第4DCDCコンバータ84は、第2高圧蓄電池802から出力された直流電圧を降圧して第4中圧系統EM4側に出力する降圧機能と、第4中圧系統EM4の直流電圧を昇圧して第2高圧蓄電池802に出力する昇圧機能とを備えている。第4中圧電流検出部424は、降圧動作時における第4DCDCコンバータ84の出力電流を検出する。
なお、本実施形態では、例えば、図3のステップS10、S12、S15において、各電流検出部401〜404,421〜424により検出された出力電流が用いられればよい。
ちなみに、各中圧系統EM1〜EM4の少なくとも2つに、冗長負荷が備えられていてもよい。
<第13実施形態の変形例>
図28に示すように、第3DCDCコンバータ83及び第4DCDCコンバータ84が、共通の高圧蓄電池800と電力のやりとりが可能とされていてもよい。
<第14実施形態>
以下、第14実施形態について、第12実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図29に示すように、電源システムの構成を変更する。なお、図29において、先の図26及び図27等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
第2系統ES2と第2中圧系統EM2とは、第1DCDCコンバータ81を介して電力のやりとりが可能とされている。また、第3系統ES3と第4中圧系統EM4とは、第2DCDCコンバータ82を介して電力のやりとりが可能とされている。
以上説明した本実施形態によれば、第12実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
<第15実施形態>
以下、第15実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図30に示すように、系統間スイッチ及び系統内スイッチの構成を変更する。なお、図30において、先の図1等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
電源システムは、第1モジュールMJ1及び第2モジュールMJ2を備えている。第1モジュールMJ1は、第1A〜第1Cスイッチ261a〜261cと、第1中間スイッチ160aとを備えている。各スイッチ261a〜261c,160aは、NチャネルMOSFETである。第1Aスイッチ261aのドレインには、第1Bスイッチ261bのドレインが接続されている。第1Bスイッチ261bのソースには、第1Cスイッチ261cのドレインと、第1中間スイッチ160aのソースとが接続されている。第1Cスイッチ261cのソースには、第1冗長負荷31及び通常負荷21それぞれの正極が接続されている。第1Aスイッチ261a及び第1Bスイッチ261bは、第1経路ML1に設けられている。
第2モジュールMJ2は、第2A〜第2Cスイッチ262a〜262cと、第2中間スイッチ160bとを備えている。各スイッチ262a〜262c,160bは、NチャネルMOSFETである。第2Aスイッチ262aのドレインには、第2Bスイッチ262bのドレインが接続されている。第2Bスイッチ262bのソースには、第2Cスイッチ262cのドレインと、第2中間スイッチ160bのソースとが接続されている。第2Cスイッチ262cのソースには、第2冗長負荷32の正極が接続されている。第2中間スイッチ160bのドレインには、第1中間スイッチ160aのドレインが接続されている。第2Aスイッチ262a及び第2Bスイッチ262bは、第2経路ML2に設けられている。なお、本実施形態において、第1,第2モジュールMJ1,MJ2は、互いに同じ構成である。
本実施形態では、第1中間スイッチ160a及び第2中間スイッチ160bが系統間スイッチ160を構成する。また、第1A〜第1Cスイッチ261a〜261cが第1モジュールスイッチ261を構成し、第1モジュールスイッチ261は、第1系統ES1の系統内スイッチ及び個別スイッチを構成する。また、第2A〜第2Cスイッチ262a〜262cが第2モジュールスイッチ272を構成し、第2モジュールスイッチ272は、第2系統ES2の系統内スイッチ及び個別スイッチを構成する。
系統間スイッチ160を構成する第1,第2中間スイッチ160a,160bは、図1の系統間スイッチ100と同様に操作される。第1,第2中間スイッチ160a,160bは、互いにドレイン同士が接続されているため、オフ操作されることにより双方向の電流の流通を阻止する。
第1A,Bスイッチ261a,261bは、図1の第1系統内スイッチ201と同様に操作される。第1A,Bスイッチ261a,261bは、互いにドレイン同士が接続されているため、オフ操作されることにより双方向の電流の流通を阻止する。第1Cスイッチ261cは、図1の第1A個別スイッチ301A又は第1B個別スイッチ301Bと同様に操作される。
第2A,Bスイッチ262a,262bは、図1の第2系統内スイッチ202と同様に操作される。第2Cスイッチ262cは、図1の第2個別スイッチ302と同様に操作される。
第1Aスイッチ261aによれば、第1電力出力部11で地絡が発生した場合であっても、第1Aスイッチ261aのオフ操作により過電流が流れることを防止できる。また、第2Aスイッチ262aによれば、第2電力出力部12で地絡が発生した場合であっても、第2Aスイッチ262aのオフ操作により過電流が流れることを防止できる。
<第16実施形態>
以下、第16実施形態について、第15実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図31に示すように、系統間スイッチ及び系統内スイッチの構成を変更する。なお、図31において、先の図8等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
電源システムは、第1モジュールMJA及び第2モジュールMJBを備えている。第1モジュールMJAは、第1Aスイッチ271a及び第1Bスイッチ271bと、第1中間スイッチ161aとを備えている。各スイッチ271a,271b,161aは、NチャネルMOSFETである。第1Aスイッチ271aのドレインには、第1Bスイッチ271bのドレインが接続されている。第1Bスイッチ271bのソースには、第1中間スイッチ161aのソースと、第1Aヒューズ311A及び第1Bヒューズ311Bとが接続されている。第1Aスイッチ271a及び第1Bスイッチ271bは、第1経路ML1に設けられている。
第2モジュールMJBは、第2Aスイッチ272a及び第2Bスイッチ272bと、第2中間スイッチ161bとを備えている。各スイッチ272a,272b,161bは、NチャネルMOSFETである。第2Aスイッチ272aのドレインには、第2Bスイッチ272bのドレインが接続されている。第2Bスイッチ272bのソースには、第2中間スイッチ161bのソースと、第2ヒューズ312とが接続されている。第2中間スイッチ161bのドレインには、第1中間スイッチ161aのドレインが接続されている。第2Aスイッチ272a及び第2Bスイッチ272bは、第2経路ML2に設けられている。なお、本実施形態において、第1,第2モジュールMJA,MJBは、互いに同じ構成である。
本実施形態では、第1中間スイッチ161a及び第2中間スイッチ161bが系統間スイッチ161を構成する。また、第1A,Bスイッチ271a,271bが第1系統ES1の第1系統内スイッチ271を構成する。また、第2A,Bスイッチ272a,272bが第2系統ES2の第2系統内スイッチ272を構成する。
系統間スイッチ161を構成する第1,第2中間スイッチ161a,161bは、図3の系統間スイッチ100と同様に操作される。第1A,Bスイッチ271a,271bは、図1の第1系統内スイッチ201と同様に操作される。第2A,Bスイッチ272a,272bは、図1の第2系統内スイッチ202と同様に操作される。
<第17実施形態>
以下、第17実施形態について、第16実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図32に示すように、系統間スイッチ及び系統内スイッチの構成を変更する。なお、図32において、先の図31等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
電源システムは、第1モジュールMJα及び第2モジュールMJβを備えている。第1モジュールMJαは、第1A〜第1Dスイッチ281a〜281dと、第1中間スイッチ162a及び第2中間スイッチ162bとを備えている。各スイッチ281a〜281d,162a,162bは、NチャネルMOSFETである。第1Aスイッチ281a及び第1Bスイッチ281bは、ドレイン同士が接続され、第1Cスイッチ281c及び第1Dスイッチ281dは、ドレイン同士が接続されている。第1Bスイッチ281bのソースには、第1Cスイッチ281cのソースが接続されている。第1Dスイッチ281dのソースには、第1中間スイッチ162aのソースと、第1Aヒューズ311A及び第1Bヒューズ311Bとが接続されている。第1A〜第1Dスイッチ281a〜281dは、第1経路ML1に設けられている。
第2モジュールMJβは、第2A〜第2Dスイッチ282a〜282dと、第3中間スイッチ162c及び第4中間スイッチ162dとを備えている。各スイッチ282a〜282d,162c,162dは、NチャネルMOSFETである。第2Aスイッチ282a及び第2Bスイッチ282bは、ドレイン同士が接続され、第2Cスイッチ282c及び第2Dスイッチ282dは、ドレイン同士が接続されている。第2Bスイッチ282bのソースには、第2Cスイッチ282cのソースが接続されている。第2Dスイッチ282dのソースには、第3中間スイッチ162cのソースと、第2ヒューズ312とが接続されている。第2A〜第2Dスイッチ282a〜282dは、第2経路ML2に設けられている。なお、本実施形態において、第1,第2モジュールMJα,MJβは、互いに同じ構成である。
第1中間スイッチ162a及び第2中間スイッチ162bは、ドレイン同士が接続され、第3中間スイッチ162c及び第4中間スイッチ162dは、ドレイン同士が接続されている。第2中間スイッチ162bのソースには、第4中間スイッチ162dのソースが接続されている。
本実施形態では、第1〜第4中間スイッチ162a〜162dが系統間スイッチ162を構成する。また、第1A〜第1Dスイッチ281a〜281dが第1系統ES1の第1系統内スイッチ281を構成する。また、第2A〜第2Dスイッチ282a〜282dが第2系統ES2の第2系統内スイッチ282を構成する。
系統間スイッチ162を構成する第1〜第4中間スイッチ162a〜162dは、図1の系統間スイッチ100と同様に操作される。第1A〜第1Dスイッチ281a〜281dは、図1の第1系統内スイッチ201と同様に操作される。第2A〜第2Dスイッチ282a〜282dは、図1の第2系統内スイッチ202と同様に操作される。
以上説明した本実施形態では、各スイッチ162,281,282のそれぞれが、ドレイン同士が接続されたNチャネルMOSFETを2組備えて構成されている。これにより、各スイッチを構成するNチャネルMOSFETのいずれかがショート故障した場合であっても、オフ操作された場合において双方向の電流の流通を阻止する機能を維持することができる。
ちなみに、各モジュールMJα,MJβは、ドレイン同士が接続されたNチャネルMOSFETに代えて、ソース同士が接続されたNチャネルMOSFETを3組備えていてもよい。
<第18実施形態>
以下、第18実施形態について、第17実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図33に示すように、系統間スイッチ及び系統内スイッチの構成を変更する。なお、図33において、先の図32等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
電源システムは、第1モジュール291、第2モジュール292及び中間モジュール163を備えている。第1モジュール291は、第1系統ES1の系統内スイッチに相当し、第2モジュール292は、第2系統ES2の系統内スイッチに相当し、中間モジュール163は、系統間スイッチに相当する。なお、本実施形態において、各モジュール291,292,163は、互いに同じ構成である。
第1モジュール291は、第1A〜第1Dスイッチ291a〜291dを備えている。各スイッチ291a〜291dは、NチャネルMOSFETである。第1Aスイッチ291a及び第1Bスイッチ291bは、ドレイン同士が接続され、第1Cスイッチ291c及び第1Dスイッチ291dは、ドレイン同士が接続されている。第1Aスイッチ291a及び第1Bスイッチ291bの直列接続体には、第1Cスイッチ291c及び第1Dスイッチ291dの直列接続体が並列接続されている。第1B,Dスイッチ291b,291dのソースには、第1Aヒューズ311A及び第1Bヒューズ311Bが接続されている。第1A〜第1Dスイッチ291a〜291dは、第1経路ML1に設けられている。
第2モジュール292は、第2A〜第2Dスイッチ292a〜292dを備えている。各スイッチ292a〜292dは、NチャネルMOSFETである。第2A〜第2Dスイッチ292a〜292dは、第2経路ML2に設けられている。中間モジュール163は、第1〜第4中間スイッチ163a〜163dを備えている。各スイッチ163a〜163dは、NチャネルMOSFETである。第2A,Cスイッチ292a,292cのソースには、第2,第4中間スイッチ163b,163dのソースが接続されている。第1,第3中間スイッチ163a,163cのソースには、第1B,Dスイッチ291b,291dのソースが接続されている。
本実施形態では、各モジュール291,292,163のそれぞれが、ドレイン同士が接続されたNチャネルMOSFETの並列接続体で構成されている。これは、各スイッチを構成するNチャネルMOSFETのいずれかがショート故障した場合に備えた構成である。つまり、MOSFETがショート故障した場合であっても、ショート故障したMOSFETが、オン操作されたMOSFETのオン抵抗値よりも大きい抵抗値を有することがある。この場合であっても、MOSFETの並列接続体でモジュールが構成されていることにより、一対のMOSFETの直列接続体のうち、ショート故障が発生していない直列接続体に電流を多く流すことができる。これにより、ショート故障が生じたMOSFETの発熱を抑制することができる。
ちなみに、各モジュール163,291,292は、ドレイン同士が接続されたNチャネルMOSFETに代えて、ソース同士が接続されたNチャネルMOSFETを2組備えていてもよい。また、各モジュール163,291,292において、NチャネルMOSFETの直列接続体が3組以上並列接続されていてもよい。
<第19実施形態>
以下、第19実施形態について、第18実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図34に示すように、系統間スイッチ及び系統内スイッチの構成を変更する。なお、図34において、先の図33等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
電源システムは、第1〜第3モジュールM1〜M3を備えている。第1モジュールM1は、第1系統ES1の系統内スイッチに相当し、第2モジュールM2は、第2系統ES2の系統内スイッチに相当し、第3モジュールM3は、系統間スイッチに相当する。なお、本実施形態において、各モジュールM1〜M3は、互いに同じ構成である。
第1モジュールM1は、4つの第1素子群293を備えている。第1モジュールM1は、2つの第1素子群293の直列接続体が互いに並列接続されて構成されている。第2モジュールM2は、4つの第2素子群294を備え、第3モジュールM3は、4つの第3素子群295を備えている。
本実施形態において、各素子群293〜295のそれぞれは、図33に示したように、各モジュール291,292,163を構成する2つのNチャネルMOSFETの直列接続体が並列接続された構成である。このため、第1〜第3モジュールM1〜M3は、それぞれMOSFETを16個備えている。本実施形態によれば、第17,第18実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
<第20実施形態>
以下、第20実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図35に示すように、先の図1に示した構成において、第1A個別スイッチ301A、第1B個別スイッチ301B及び第2個別スイッチ302が設けられていない。このため、第1冗長負荷31及び通常負荷21は、第1経路ML1に個別スイッチを介さず接続されており、第2冗長負荷32は、個別スイッチを介さず第2経路ML2に接続されている。なお、図35において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
電源システムは、第1電流検出部401及び第2電流検出部402を備えていない。本実施形態では、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202が電流検出部を構成する。このため、電流センサやシャント抵抗等を備える必要がない。系統間スイッチ100を例にして説明すると、図36に示すように、系統間スイッチ100は、ソース同士が接続された2つのNチャネルMOSFETである。系統間スイッチ100の端子間電圧Vdsがコントローラ500により検出される。コントローラ500は、検出した端子間電圧Vdsに基づいて、系統間スイッチ100に流れる電流の大きさと、系統間スイッチ100に流れる電流流通方向とを検出する。
図37に、本実施形態の異常時操作処理について説明する。この処理は、コントローラ500により実行される。
ステップS50では、上述した検出方法により、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202それぞれに流れる電流の流通方向及び電流の大きさを検出する。本実施形態において、ステップS50の処理が方向検出部に相当する。
ステップS51では、検出した系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202の電流流通方向に基づいて、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202の中からオフ操作対象とするスイッチを特定する。ステップS51の処理が、スイッチ群特定部及び対象スイッチ特定部に相当する。以下、図38及び図39を用いて、この特定方法について説明する。
図38に示すA〜Hは、地絡の発生箇所の一例である。Aは、第1電力出力部11であり、Bは、第1経路ML1のうち第1系統内スイッチ201と第1電力出力部11とで挟まれた経路であり、Cは、第1経路ML1のうち第1系統内スイッチ201と系統間スイッチ100とで挟まれた経路である。Dは、第2経路ML2のうち系統間スイッチ100と第2系統内スイッチ202とで挟まれた経路であり、Eは、第2経路ML2のうち第2系統内スイッチ202と第2電力出力部12とで挟まれた経路であり、Fは、第2電力出力部12である。Gは、第1経路ML1と通常負荷21,第1冗長負荷31の正極とを接続する電気経路、又は通常負荷21,第1冗長負荷31であり、Hは、第2経路ML2と第2冗長負荷32の正極とを接続する電気経路、又は第2冗長負荷32である。
図39は、地絡発生箇所と、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202の電流流通方向の向き,大きさ、並びにステップS51でオフ操作対象として特定されるスイッチの関係を示す。
電源システムに地絡が発生していない場合、図39の(a)の欄に示すように、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202はオフ操作対象として特定されない。なお、図39の(a)の欄には、一例として、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202の電流流通方向の全てが第1電力出力部11から第2電力出力部12に向かう方向であることを示す。
地絡発生箇所がA又はBである場合、図39の(b)の欄に示すように、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202の電流流通方向が全て同じ方向であると判定される。この場合、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202のうち、電流流通方向において最も下流側の第1系統内スイッチ201(対象スイッチに相当)がオフ操作対象として特定される。
地絡発生箇所がC又はGである場合、図39の(c)の欄に示すように、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202のうち、隣り合って設けられた一群のスイッチであって、検出された電流流通方向が互いに逆向きとなる第1系統内スイッチ201及び系統間スイッチ100(スイッチ群に相当)がオフ操作対象として特定される。
地絡が発生すると、各電力出力部11,12から地絡発生箇所に向かって大電流が流れる。ここで、系統間スイッチ100及び各系統内スイッチ201,202のうち、第1,第2経路ML1,ML2において地絡発生箇所に隣り合って設けられたスイッチ群は、電流流通方向が互いに逆向きとなる。このため、このようなスイッチ群を特定することにより、地絡発生箇所を特定できる。
地絡発生箇所がD又はHである場合、図39の(d)の欄に示すように、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202のうち、隣り合って設けられた一群のスイッチであって、検出された電流流通方向が互いに逆向きとなる系統間スイッチ100及び第2系統内スイッチ202(スイッチ群に相当)がオフ操作対象として特定される。
地絡発生箇所がE/Fである場合、図39の(e)の欄に示すように、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202の電流流通方向が全て同じ方向であると判定される。この場合、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202のうち、電流流通方向において最も下流側の第2系統内スイッチ202(対象スイッチに相当)がオフ操作対象として特定される。
ステップS51において特定されたスイッチの情報は、コントローラ500の備えるメモリ等の記憶部に記憶させる。
図37の説明に戻り、ステップS52では、ステップS51において特定されたスイッチが複数のスイッチである場合、これらスイッチのうち少なくとも1つのスイッチに流れる電流が電流閾値Iαを超えているか否かを判定する。本実施形態では、ステップS51において特定された複数のスイッチ全てに流れる電流が電流閾値Iαを超えているか否かを判定する。ステップS52の処理は、地絡が発生しているか否かを判定するための処理である。電流閾値Iαは、例えば、電源システムにおいて地絡が発生していない場合に想定される出力電流の最大値に設定されている。
また、ステップS52では、ステップS51において特定されたスイッチが1つのスイッチである場合、このスイッチに流れる電流が電流閾値Iαを超えているか否かを判定する。
ステップS52において否定判定した場合には、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202のオン操作を維持する。
一方、ステップS52において肯定判定した場合には、ステップS53に進み、ステップS53において特定したスイッチをオフ操作に切り替える。ステップS53の処理が切替操作部に相当する。以下、ステップS53の処理の具体例について説明する。
地絡発生箇所がA又はBである場合、第1系統内スイッチ201をオフ操作に切り替える。これにより、第1経路ML1のうち第1系統内スイッチ201よりも第1電力出力部11側の経路、及び第1電力出力部11を電源システムから切り離すことができる。
地絡発生箇所がC又はGである場合、第1系統内スイッチ201及び系統間スイッチ100をオフ操作に切り替える。これにより、第1経路ML1、通常負荷21、第1冗長負荷31及び第1電力出力部11を電源システムから切り離すことができる。
地絡発生箇所がD又はHである場合、系統間スイッチ100及び第2系統内スイッチ202をオフ操作に切り替える。これにより、第2経路ML2のうち第2系統内スイッチ202よりも系統間スイッチ100側の経路、及び第2冗長負荷32を電源システムから切り離すことができる。
地絡発生箇所がE又はFである場合、第2系統内スイッチ202をオフ操作に切り替える。これにより、第2経路ML2のうち第2系統内スイッチ202よりも第2電力出力部12側の経路、及び第2電力出力部12を電源システムから切り離すことができる。
<第21実施形態>
以下、第21実施形態について、第20実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図40に示すように、第1個別スイッチ301及び第2個別スイッチ302が設けられている。第1個別スイッチ301は、通常負荷21及び第1冗長負荷31それぞれの正極と第1経路ML1とを接続する電気経路に設けられている。第1個別スイッチ301及び第2個別スイッチ302は、コントローラ500により操作される。第1個別スイッチ301及び第2個別スイッチ302は、例えば、先の図30に符号261c,262cで示したように1つのNチャネルMOSFETであってもよい。なお、図40において、先の図35に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
図41に、本実施形態の異常時操作処理について説明する。この処理は、コントローラ500により実行される。なお、図41において、先の図37に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
ステップS51では、検出した系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202の電流流通方向に基づいて、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202の中からオフ操作対象とするスイッチを特定する。ステップS51の処理が個別特定部を含む。以下、図42及び図43を用いて、この特定方法について説明する。図42において、先の図38と相違する地絡発生箇所について説明すると、Gは、通常負荷21,第1冗長負荷31それぞれの正極と第1経路ML1とを接続する電気経路のうち第1個別スイッチ301よりも通常負荷21,第1冗長負荷31側の経路、通常負荷21、又は第1冗長負荷31である。Hは、第2経路ML2と第2冗長負荷32の正極とを接続する電気経路のうち第2個別スイッチ302よりも第2冗長負荷32側の経路、又は第2冗長負荷32である。Cは、第1経路ML1のうち第1系統内スイッチ201と系統間スイッチ100とに挟まれた経路、又は通常負荷21,第1冗長負荷31それぞれの正極と第1経路ML1とを接続する電気経路のうち第1個別スイッチ301が設けられた箇所よりも第1経路ML1側の経路である。Dは、第2経路ML2のうち系統間スイッチ100と第2系統内スイッチ202とに挟まれた経路、又は第2経路ML2と第2冗長負荷32の正極とを接続する電気経路のうち第2個別スイッチ302よりも第2経路ML2側の経路である。
地絡発生箇所がC又はGである場合、図43の(c)の欄に示すように、第1系統内スイッチ201及び系統間スイッチ100に加え、第1個別スイッチ301がオフ操作対象として特定される。第1個別スイッチ301は、第1,第2経路ML1,ML2のうち、第1系統内スイッチ201と系統間スイッチ100とに挟まれた経路に接続された個別スイッチである。
地絡発生箇所がD又はHである場合、図43の(d)の欄に示すように、系統間スイッチ100及び第2系統内スイッチ202に加え、第2個別スイッチ302がオフ操作対象として特定される。
図41の説明に戻り、ステップS52において肯定判定した場合には、ステップS54に進む。ステップS54では、ステップS51において特定したスイッチに個別スイッチが含まれているか否かを判定する。ステップS54において否定判定した場合には、個別スイッチをオフ操作対象として特定していないと判定し、ステップS53に進む。ステップS53では、ステップS51において特定したスイッチ全てをオフ操作に切り替える。
一方、ステップS54において第1個別スイッチ301又は第2個別スイッチ302をオフ操作対象として特定したと判定した場合には、ステップS55に進む。ステップS55では、ステップS51において特定した個別スイッチをオフ操作に切り替える。
ステップS56では、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202それぞれに流れる電流全てが電流閾値Iα以下になっているか否かを判定する。ステップS56において否定判定した場合には、ステップS53に進む。
ステップS56において肯定判定した場合には、ステップS51において特定した全てのスイッチのうち、ステップS55においてオフ操作に切り替えた個別スイッチのみがオフ操作に維持される。
以上説明した本実施形態によれば、電源システムにおいて、地絡が発生した場合であっても、その地絡により使用できなくなる部分を極力狭めることができる。
<第22実施形態>
以下、第22実施形態について、第21実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図44に示すように、先に図40に示す構成において第1電流検出部401及び第2電流検出部402が設けられている。なお、図44において、先の図40及び図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
図45に、本実施形態の異常時操作処理について説明する。この処理は、コントローラ500により実行される。なお、図45において、先の図41に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
ステップS58では、第1出力電流Ir1及び第2出力電流Ir2を検出する。また、ステップS58では、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202それぞれの電流流通方向を検出する。系統間スイッチ100を例にして説明すると、本実施形態では、系統間スイッチ100の両端の電圧の大小関係に基づいて、系統間スイッチ100の電流流通方向を検出する。例えば、系統間スイッチ100の両端のうち、第1経路ML1側の電圧が第2経路ML2側の電圧よりも高い場合、系統間スイッチ100の電流流通方向が、第1経路ML1側から第2経路ML2側へと向かう方向であると判定する。ステップS58の処理の完了後、ステップS51に進む。
ステップS51の完了後、ステップS59において、ステップS58で検出した第1出力電流Ir1及び第2出力電流Ir2のうち、少なくとも1つが電流閾値Iαを超えているか否かを判定する。本実施形態では、第1出力電流Ir1及び第2出力電流Ir2の双方が電流閾値Iαを超えているか否かを判定する。
ステップS59において否定判定した場合には、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第2系統内スイッチ202のオン操作を維持する。一方、ステップS59において肯定判定した場合には、ステップS54に進む。
ステップS60の処理の完了後、ステップS60に進む。ステップS60では、第1出力電流Ir1が電流閾値Iα以下になっているとの条件と、第2出力電流Ir2が電流閾値Iα以下になっているとの条件との双方が成立しているか否かを判定する。ステップS60において否定判定した場合には、ステップS53に進む。
以上説明した本実施形態によれば、第22実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
<第23実施形態>
以下、第23実施形態について、第21実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、先の図1に示した構成において、第1電流検出部401及び第2電流検出部402が設けられていない。
コントローラ500は、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201、第2系統内スイッチ202、第1A個別スイッチ301A、第1B個別スイッチ301B及び第2個別スイッチ302それぞれについて、検出した端子間電圧Vdsに基づいて、流れる電流の大きさ及び電流流通方向を検出する。
図46に、本実施形態の地絡発生箇所を示す。図46において、先の図42と相違する地絡発生箇所について説明すると、Gは、第1B個別スイッチ301Bと通常負荷21の正極とを接続する電気経路、又は通常負荷21である。Iは、第1A個別スイッチ301Aと第1冗長負荷31の正極とを接続する電気経路、又は第1冗長負荷31である。Cは、第1経路ML1のうち第1系統内スイッチ201と系統間スイッチ100とに挟まれた経路、又は第1A個別スイッチ301A及び第1B個別スイッチ301Bと第1経路ML1とを接続する電気経路である。
続いて、本実施形態の異常時操作処理について説明する。コントローラ500は、第1,第2経路ML1,ML2のうち、図41のステップS51で特定したスイッチ群に挟まれた経路に接続された複数の個別スイッチを特定する。そして、コントローラ500は、図41のステップS52,S54で肯定判定した場合、ステップS51で特定した系統内スイッチ,系統間スイッチ100をオン操作に維持したまま、ステップS55において、特定した複数の個別スイッチのうち、流れる電流が電流閾値Iαを超えている方の個別スイッチをオフ操作に切り替える。
具体的には、コントローラ500は、ステップS51で系統間スイッチ100及び第1系統内スイッチ201をオフ操作対象として特定した場合、第1経路ML1のうち、系統間スイッチ100及び第1系統内スイッチ201に挟まれた経路に接続された第1A個別スイッチ301A及び第1B個別スイッチ301Bを特定する。コントローラ500は、その後ステップS52,S54で肯定判定した場合、ステップS55において、特定した第1A個別スイッチ301A及び第1B個別スイッチ301Bのうち、流れる電流が電流閾値Iαを超えている方の個別スイッチをオフ操作に切り替える。この処理は、地絡発生箇所を的確に特定するためのものである。以下、この特定方法について図47を用いて説明する。図47に示す「大」は、流れる電流が電流閾値Iαを超えていることを示し、「小」は、流れる電流が電流閾値Iα以下であることを示す。
地絡発生箇所がC、G又はIの場合、系統間スイッチ100及び第1系統内スイッチ201がオフ操作対象として特定される。ここで、地絡発生箇所がIの場合、図47の(b)の欄に示すように、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第1A個別スイッチ301Aそれぞれに流れる電流が電流閾値Iαを超えるものの、第1B個別スイッチ301Bに流れる電流は電流閾値Iα以下になるとコントローラ500により判定される。この場合、ステップS51において、第1A個別スイッチ301A及び第1B個別スイッチ301Bのうち、第1A個別スイッチ301Aのみがオフ操作に切り替えられる。
地絡発生箇所がGの場合、図47の(c)の欄に示すように、系統間スイッチ100、第1系統内スイッチ201及び第1B個別スイッチ301Bそれぞれに流れる電流が電流閾値Iαを超えるものの、第1A個別スイッチ301Aに流れる電流は電流閾値Iα以下になるとコントローラ500により判定される。この場合、ステップS51において、第1A個別スイッチ301A及び第1B個別スイッチ301Bのうち、第1B個別スイッチ301Bのみがオフ操作に切り替えられる。
地絡発生箇所がCの場合、図47の(a)の欄に示すように、系統間スイッチ100及び第1系統内スイッチ201それぞれに流れる電流が電流閾値Iαを超えるものの、第1A個別スイッチ301A及び第1B個別スイッチ301Bそれぞれに流れる電流は電流閾値Iα以下になるとコントローラ500により判定される。この場合、ステップS51において第1A個別スイッチ301A及び第1B個別スイッチ301Bがオフ操作に切り替えられる。なお、第1A個別スイッチ301A及び第1B個別スイッチ301Bがオフ操作に切り替えられることは必須ではなく、オン操作に維持されていてもよい。
ちなみに、その後、ステップS56において肯定判定した場合、ステップS51で特定した全てのスイッチのうち、ステップS55でオフ操作に切り替えた個別スイッチのみオン操作に維持される。
以上説明した本実施形態によれば、各電気負荷が専用の個別スイッチを介してメイン経路に接続されている構成においても、地絡発生箇所を電源システムから的確に切り離すことができる。
<第24実施形態>
以下、第24実施形態について、第21〜第23実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、電源システムとして図48に示す構成が用いられている。なお、図48において、先の図16に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
本実施形態では、図16の第2系統間スイッチ122を第1系統間スイッチ121Aと称し、図16の第1系統間スイッチ121を第2系統間スイッチ121Bと称すこととする。また、第1経路MLαのうち第1A系統内スイッチ211Aと第1B系統内スイッチ211Bとに挟まれた経路と、第1電力出力部11の正極とを接続するメイン経路を第1電源経路Mαとする。また、第2経路MLβのうち第2A系統内スイッチ212Aと第2B系統内スイッチ212Bとに挟まれた経路と、第2電力出力部12の正極とを接続するメイン経路を第2電源経路Mβとする。
第1電源経路Mαには、第1C系統内スイッチ211Cが設けられ、第2電源経路Mβには、第2C系統内スイッチ212Cが設けられている。第1C系統内スイッチ211C及び第2C系統内スイッチ212Cは、コントローラ500により操作される。
本実施形態においても、第20〜第23実施形態で説明した異常時操作処理により、電源システムにおいて、地絡発生箇所を切り離すことができる。図48には、地絡発生箇所の一例としてZ1〜Z3が記載されている。Z1は、第1電源経路Mαのうち、第1C系統内スイッチ211Cと第1電力出力部11の正極に挟まれた経路である。Z2は、第1経路MLαのうち第1A系統内スイッチ211Aと第1B系統内スイッチ211Bとに挟まれた経路である。Z3は、第1経路MLαのうち第1系統間スイッチ121Aと第1A系統内スイッチ211Aとに挟まれた経路である。
図49は、地絡発生箇所Z1〜Z3、各スイッチ211C,211A,211B,121A,121B,212A,212B,212Cの電流流通方向の向き,大きさ、並びに図41のステップS51においてオフ操作対象として特定される系統間,系統内スイッチの関係を示す。
地絡発生箇所がZ1である場合、図49の(a)の欄に示すように、各スイッチ211C,211A,211B,121A,121B,212A,212B,212Cの電流流通方向が全て同じ方向であると判定される。この場合、各スイッチ211C,211A,211B,121A,121B,212A,212B,212Cのうち、電流流通方向において最も下流側の第1C系統内スイッチ211C(対象スイッチに相当)がオフ操作対象として特定される。なお、図49の(a)の欄には、各スイッチ211C,211A,211B,121A,121B,212A,212B,212Cに流れる電流が電流閾値Iαを超える場合を示す。
地絡発生箇所がZ2である場合、図49の(b)の欄に示すように、第1C系統内スイッチ211Cの電流流通方向と、それ以外の各スイッチ211A,211B,121A,121B,212A,212B,212Cの電流流通方向とが逆向きになると判定される。また、逆向きになると判定された各スイッチ211C,211A,211Bの電流が電流閾値Iαを超えていると判定される。この場合、検出された電流流通方向が互いに逆向きとなって、かつ、流れる電流が電流閾値Iαを超えている第1C系統内スイッチ211C、第1A系統内スイッチ211A及び第1B系統内スイッチ211B(スイッチ群に相当)がオフ操作対象として特定される。
地絡発生箇所がZ3である場合、図49の(c)の欄に示すように、第1C系統内スイッチ211C及び第1A系統内スイッチ211Aの電流流通方向と、第1系統間スイッチ121A、第2A系統内スイッチ212A及び第2C系統内スイッチ212Cの電流流通方向とが逆向きになると判定される。また、逆向きになると判定された各スイッチ211A,121Aの電流が電流閾値Iαを超えていると判定される。この場合、検出された電流流通方向が互いに逆向きとなって、かつ、流れる電流が電流閾値Iαを超えている第1A系統内スイッチ211A及び第1系統間スイッチ121A(スイッチ群に相当)がオフ操作対象として特定される。
地絡発生箇所がZ3である場合、図49の(c)の欄とは異なり、図49の(d)の欄に示すように、第1B系統内スイッチ211B、第2系統間スイッチ121B及び第2B系統内スイッチ212Bに電流が流れることもある。図49の(c)の欄には、第2系統間スイッチ121Bと第2B系統内スイッチ212Bとの電流流通方向が逆になる例を示す。この場合、オフ操作対象として、第2系統間スイッチ121Bと第2B系統内スイッチ212Bが特定されるおそれがある。ここで、本実施形態では、電流流通方向が逆向きになると判定されたスイッチ群のうち、流れる電流が電流閾値Iαを超えているスイッチがオフ操作対象として特定される。このため、オフ操作対象のスイッチが誤って特定されることを防止することができる。
なお、メイン経路のうち、本実施形態の方法で特定された系統間,系統内スイッチで挟まれた経路に接続される個別スイッチが存在する場合、第21,第23実施形態で説明した異常時操作処理を適用すればよい。
以上説明した本実施形態によれば、環状のメイン経路が備えられる構成において、オフ操作対象とするスイッチを的確に特定することができる。
<第25実施形態>
以下、第25実施形態について、第21実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、電源システムとして図50に示す構成が用いられている。なお、図50において、先の図35に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
電源システムは、第1モジュールMA及び第2モジュールMBを備えている。第1モジュールMAは、第1系統内スイッチ201、第1系統間スイッチ171及び第1コントローラ500Aを内蔵している。第2モジュールMBは、第2系統内スイッチ202、第2系統間スイッチ172及び第2コントローラ500Bを内蔵している。第1モジュールMAは、第1系統ES1に対応して個別に設けられたモジュールであり、第2モジュールMBは、第2系統ES2に対応して個別に設けられたモジュールである。
第1系統内スイッチ201は、第1A系統内スイッチ201a及び第1B系統内スイッチ201bを備えている。第1A系統内スイッチ201a及び第1B系統内スイッチ201bは、NチャネルMOSFETである。第1A系統内スイッチ201aのドレインには、第1経路ML1を介して第1電力出力部11が接続されている。第1A系統内スイッチ201aのソースには、第1B系統内スイッチ201bのソースが接続されている。
第1系統間スイッチ171は、第1A系統間スイッチ171a及び第1B系統間スイッチ171bを備えている。第1A系統間スイッチ171a及び第1B系統間スイッチ171bは、NチャネルMOSFETである。第1A系統間スイッチ171aのドレインには、第1経路ML1を介して第1B系統内スイッチ201bのドレインが接続されている。
第2系統内スイッチ202は、第2A系統内スイッチ202a及び第2B系統内スイッチ202bを備えている。第2A系統内スイッチ202a及び第2B系統内スイッチ202bは、NチャネルMOSFETである。第2B系統内スイッチ202bのドレインには、第2経路ML2を介して第2電力出力部12が接続されている。
第2系統間スイッチ172は、第2A系統間スイッチ172a及び第2B系統間スイッチ172bを備えている。第2A系統間スイッチ172a及び第2B系統間スイッチ172bは、NチャネルMOSFETである。第2B系統間スイッチ172bのドレインには、第2経路ML2を介して第2A系統内スイッチ202aのソースが接続されている。第2A系統間スイッチ172aのドレインには、電源システムが備えるメイン経路としての中央部経路MLMを介して、第1B系統間スイッチ171bのドレインが接続されている。
第1モジュールMAは、第1〜第4ドライバ511〜514及び第1〜第4電流検出部521〜524を内蔵している。第1ドライバ511は、第1コントローラ500Aからの指令を受けて、第1A系統内スイッチ201aを操作する。第2ドライバ512は、第1コントローラ500Aからの指令を受けて、第1B系統内スイッチ201bを操作する。第3ドライバ513は、第1コントローラ500Aからの指令を受けて、第1A系統間スイッチ171aを操作する。第4ドライバ514は、第1コントローラ500Aからの指令を受けて、第1B系統間スイッチ171bを操作する。
第1電流検出部521は、第1A系統内スイッチ201aに流れる電流を検出する。第2電流検出部522は、第1B系統内スイッチ201bに流れる電流を検出する。第3電流検出部523は、第1A系統間スイッチ171aに流れる電流を検出する。第4電流検出部524は、第1B系統間スイッチ171bに流れる電流を検出する。各電流検出部521〜524は、例えば、第20実施形態で説明したように、自身の検出対象とするスイッチの端子間電圧Vdsを電流情報として検出すればよい。
第1〜第4電流検出部521〜524の検出値は、第1コントローラ500Aに入力される。第1コントローラ500Aは、各電流検出部521〜524の検出値に基づいて、各スイッチ201a,201b,171a,171bに流れる電流の大きさと電流流通方向とを検出する。
第2モジュールMBは、第5〜第8ドライバ515〜518及び第5〜第8電流検出部525〜528を内蔵している。第5ドライバ515は、第2コントローラ500Bからの指令を受けて、第2A系統間スイッチ172aを操作する。第6ドライバ516は、第2コントローラ500Bからの指令を受けて、第2B系統間スイッチ172bを操作する。第7ドライバ517は、第2コントローラ500Bからの指令を受けて、第2A系統内スイッチ202aを操作する。第8ドライバ518は、第2コントローラ500Bからの指令を受けて、第2B系統内スイッチ202bを操作する。
第5電流検出部525は、第2A系統間スイッチ172aに流れる電流を検出する。第6電流検出部526は、第2B系統間スイッチ172bに流れる電流を検出する。第7電流検出部527は、第2A系統内スイッチ202aに流れる電流を検出する。第8電流検出部528は、第2B系統内スイッチ202bに流れる電流を検出する。各電流検出部525〜528は、例えば、第20実施形態で説明したように、自身の検出対象とするスイッチの端子間電圧Vdsを電流情報として検出すればよい。
第5〜第8電流検出部525〜528の検出値は、第2コントローラ500Bに入力される。第2コントローラ500Bは、各電流検出部525〜528の検出値に基づいて、各スイッチ202a,202b,172a,172bに流れる電流の大きさと電流流通方向とを検出する。
第1コントローラ500A及び第2コントローラ500Bは、互いに情報のやり取りが可能とされている。本実施形態では、第1コントローラ500A及び第2コントローラ500Bの協働により、第20実施形態で説明した異常時操作処理を行うことができる。例えば、地絡発生箇所が先の図38に示したGの場合、図37のステップS51において、第1系統内スイッチ201及び第1系統間スイッチ171が特定される。この特定は、第1コントローラ500Aのみで実施できる。一方、例えば、地絡発生箇所が中央部経路MLMの場合、図37のステップS51において、第1系統間スイッチ171及び第2系統間スイッチ172が特定される。この特定は、第1コントローラ500A及び第2コントローラ500Bの協働で実施できる。
本実施形態では、複数のスイッチ、電流検出部及びコントローラがモジュール化された第1,第2モジュールMA,MBが電源システムに備えられている。このため、各モジュール内において、地絡箇所の特定処理や各モジュールが内蔵しているスイッチの操作を極力完結することができる。これにより、地絡が発生した場合において、各コントローラ500A,500Bの操作対象となるスイッチを操作する処理等の遅れを抑制できる。その結果、地絡が発生してから、地絡発生箇所を電源システムから切り離すまでの時間の遅延を抑制できる。
<第25実施形態の変形例>
・第1コントローラ500A及び第2コントローラ500Bが互いに情報のやり取りが可能とされている構成に代えて、第1コントローラ500A及び第2コントローラ500Bの上位のコントローラを電源システムに備える構成としてもよい。この場合、上位のコントローラが、異常時操作処理の主体となる。
・第25実施形態で説明した構成は、第21〜第24実施形態においても適用することができる。
・系統間スイッチや系統内スイッチを構成するスイッチの数は、2個に限らず、例えば、図32〜図34に示したように4つ又は16個であってもよい。
・系統間,系統内スイッチそれぞれを構成する各スイッチに対して電流検出部が1つ備えられる構成に限らず、図51に示すように、系統間,系統内スイッチそれぞれに対して電流検出部が1つ備えられる構成であってもよい。図51において、先の図50に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
電源システムは、第1〜第4電流検出部531〜534を備えている。第1電流検出部531は、第1系統内スイッチ201に流れる電流を検出し、第2電流検出部532は、第1系統間スイッチ171に流れる電流を検出する。第3電流検出部533は、第2系統間スイッチ172に流れる電流を検出し、第4電流検出部534は、第2系統内スイッチ202に流れる電流を検出する。第1,第2電流検出部531,532の検出値は、第1コントローラ500Aに入力される。第3,第4電流検出部533,534の検出値は、第2コントローラ500Bに入力される。
<その他の実施形態>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・先の図1の第1系統ES1側の構成が、図52に示す構成に変更されてもよい。
・上記第1〜第19実施形態において、個別スイッチに代えて、第3実施形態のヒューズが用いられてもよい。
・走行制御としては、車線維持支援制御に限らず、例えば以下の制御であってもよい。
ブレーキ制御により制動時の車輪のロックを防止するアンチロックブレーキ制御であってもよい。この場合、第1,第2冗長負荷のそれぞれは、制動時の各車輪のブレーキ油圧を独立に調整できるABSアクチュエータであればよい。
設定速度よりも遅い前走車が検知された場合にブレーキ制御により自車両を減速させて一定の車間距離を維持し、前走車が検知されなくなった場合に自車両を再加速させて設定車速で走行させるクルーズコントロールであってもよい。この構成において、前走車は、図9の第1B,第2B冗長負荷31B,32Bにより検出されればよい。なお、この場合、第1B,第2B冗長負荷31B,32Bの少なくとも一方がミリ波レーダであってもよい。また、この場合、図9の第1A,第2A冗長負荷31A,32Aのそれぞれが上記ABSアクチュエータであってもよい。
図11の第1B,第2B冗長負荷31B,32Bにより自車両前方の車両や歩行者が検知された場合、車輪に制動力を自動的に付与する自動ブレーキ制御であってもよい。なお、この場合、第1B,第2B冗長負荷31B,32Bの少なくとも一方がミリ波レーダであってもよい。また、この場合、図9の第1A,第2A冗長負荷31A,32Aのそれぞれが上記ABSアクチュエータであってもよい。
図11の第1B,第2B冗長負荷31B,32Bにより自車両の後方の死角を監視し、車線変更時に運転者に危険性を警報する車線変更支援制御を行ってもよい。また、第1B,第2B冗長負荷31B,32Bの検知情報に基づいて自車両が走行車線から逸脱しそうな場合、運転者に注意を促す車線逸脱警告制御であってもよい。
・上記各実施形態に示した電源システムのうち、例えば環状にメイン経路が接続されていない電源システムでは、系統間スイッチを介して接続されたメイン経路の両端に電力出力部が接続される構成としたがこれに限らない。例えば、系統間スイッチを介して接続されたメイン経路のうち、ある電気負荷との接続点と、他の電気負荷との接続点とに挟まれた位置に電力出力部が接続される構成であってもよい。図53に、この構成の一例を示す。図53に示す構成では、第1経路MLαのうち、第1A,B通常負荷21A,21Bとの接続点と、第1冗長負荷31との接続点とに挟まれた位置に第1電力出力部11が接続されている。また、第2経路MLβのうち、第2通常負荷22との接続点と、第2冗長負荷32との接続点とに挟まれた位置に第2電力出力部12が接続されている。なお、図53において、先の図16に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
・上記第1〜第19実施形態では、対象系統において、系統内スイッチ及び個別スイッチのうち、電力出力部に近い方のスイッチから順次オン操作したがこれに限らない。例えば、対象系統において、系統内スイッチ及び個別スイッチのうち、電力出力部に近い方の系統内スイッチから順次オン操作し、その後、電力出力部に近い方の個別スイッチから順次オン操作してもよい。
・蓄電装置としては、例えば、水素貯蔵タンクから供給された水素に基づいて電力を生成する燃料電池であってもよい。また、蓄電装置としては、例えば、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオンキャパシタ等のキャパシタであってもよい。
・DCDCコンバータは、降圧機能及び昇圧機能のうち、いずれか1つの機能のみ備えていてもよい。
・電源システムが搭載される車両としては、主機としてエンジンのみを備える車両に限らず、例えば、回転電機のみを備える車両であってもよい。また、電源システムの搭載先としては、車両に限らない。
100…系統間スイッチ、201,202…第1,第2系統内スイッチ、301A,301B…第1A,第1B個別スイッチ、302…第2個別スイッチ、31,32…第1,第2冗長負荷、500…コントローラ、ES1,ES2…第1,第2系統。

Claims (31)

  1. 複数の電力系統(ES1〜ES4,EM1〜EM4)を備える電源システムにおいて、
    前記各電力系統に設けられ、電力を出力する電力出力部(11〜14,41〜43,600,51,63,91等)と、
    前記各電力系統に設けられ、前記電力出力部から給電されて動作する電気負荷(31〜34,21〜24,61,62等)と、
    隣り合う前記電力系統それぞれの有する前記電力出力部を接続するメイン経路(ML1,ML2,MLα,MLβ等)と、
    前記メイン経路に設けられ、オン操作されることにより隣り合う前記電力系統の間を導通状態とし、オフ操作されることにより隣り合う前記電力系統の間を遮断状態とする系統間スイッチ(100,121,122,131〜134等)と、
    前記各電力系統において、前記メイン経路のうち前記系統間スイッチよりも前記電力出力部側に設けられ、オン操作されることにより前記電力出力部と前記電気負荷との間を導通状態とし、オフ操作されることにより前記電力出力部と前記電気負荷との間を遮断状態とする系統内スイッチ(201,202,211A,211B,212A,212B等)と、を備える電源システム。
  2. 前記各電力系統に設けられ、前記電力出力部の出力電流を検出する検出部(401,402等)と、
    前記検出部により検出された出力電流が上昇して閾値電流を超えたことを判定する電流判定部と、
    前記各電力系統のうち少なくとも1つの電力系統において前記検出部により検出された出力電流が前記閾値電流を超えたと前記電流判定部により判定された場合、複数の前記電力系統それぞれの間を遮断状態に切り替えるべく前記系統間スイッチをオフ操作に切り替える系統間操作部と、を備える請求項1に記載の電源システム。
  3. 前記各電力系統に設けられ、オン操作されることにより前記電気負荷と前記メイン経路との間を導通状態とし、オフ操作されることにより前記電気負荷と前記メイン経路との間を遮断状態とする個別スイッチ(301A,301B,302等)を備え、
    前記検出部により検出された出力電流が前記閾値電流を超えたと判定された前記電力系統を対象系統とし、前記閾値電流を第1閾値電流とする場合、前記系統間操作部により前記系統間スイッチがオフ操作に切り替えられた後、前記検出部により検出された出力電流が前記第1閾値電流よりも大きい第2閾値電流を超えたと判定したとき、前記対象系統における前記個別スイッチ及び前記系統内スイッチをオフ操作に切り替える系統内操作部を備える請求項2に記載の電源システム。
  4. 前記各電力系統において、前記電気負荷が複数設けられており、
    前記各電力系統において、前記電気負荷毎に前記個別スイッチが設けられており、
    前記系統内操作部は、前記対象系統における前記各個別スイッチ及び前記系統内スイッチをオフ操作に切り替え、
    前記系統内操作部により前記各個別スイッチがオフ操作に切り替えられた後、前記対象系統において前記各個別スイッチを順次オン操作に切り替える第1切替部と、
    前記対象系統における前記各個別スイッチのうち、前記第1切替部によりオン操作に切り替えたときに、前記検出部により検出された出力電流が前記第2閾値電流を超える個別スイッチを特定する特定部と、
    前記対象系統における前記各個別スイッチのうち、前記特定部により特定された個別スイッチをオフ操作し、それ以外の個別スイッチをオン操作に切り替える第2切替部と、を備える請求項3に記載の電源システム。
  5. 前記電力系統を3つ以上備え、
    前記検出部により検出された出力電流が前記閾値電流を超えたと判定された前記電力系統を対象系統とする場合、前記系統間操作部は、複数の前記電力系統それぞれの間を遮断状態に切り替えるべく前記系統間スイッチをオフ操作に切り替えた後、前記各電力系統のうち、前記対象系統以外の少なくとも2つの電力系統を前記系統間スイッチを介して導通状態にできると判定したとき、前記対象系統以外の少なくとも2つの電力系統の間を導通状態に切り替えるべく前記系統間スイッチをオン操作する請求項2〜4のいずれか1項に記載の電源システム。
  6. 前記各電力系統に設けられ、前記電力出力部の出力電圧を検出する検出部(411,412)と、
    前記検出部により検出された出力電圧が低下して閾値電圧を下回ったことを判定する電圧判定部と、
    前記各電力系統のうち少なくとも1つの電力系統において前記検出部により検出された出力電圧が前記閾値電圧を下回ったと前記電圧判定部により判定された場合、複数の前記電力系統それぞれの間を遮断状態に切り替えるべく前記系統間スイッチをオフ操作に切り替える系統間操作部と、を備える請求項1に記載の電源システム。
  7. 前記各電力系統に設けられ、オン操作されることにより前記電気負荷と前記メイン経路との間を導通状態とし、オフ操作されることにより前記電気負荷と前記メイン経路との間を遮断状態とする個別スイッチ(301A,301B,302)を備え、
    前記検出部により検出された出力電圧が前記閾値電圧を下回ったと判定された前記電力系統を対象系統とし、前記閾値電圧を第1閾値電圧とする場合、前記系統間操作部により前記系統間スイッチがオフ操作に切り替えられた後、前記検出部により検出された出力電圧が前記第1閾値電圧よりも小さい第2閾値電圧を下回ったと判定したとき、前記対象系統における前記個別スイッチ及び前記系統内スイッチをオフ操作に切り替える系統内操作部を備える請求項6に記載の電源システム。
  8. 前記各電力系統において、前記電気負荷が複数設けられており、
    前記各電力系統において、前記電気負荷毎に前記個別スイッチが設けられており、
    前記系統内操作部は、前記対象系統における前記各個別スイッチ及び前記系統内スイッチをオフ操作に切り替え、
    前記系統内操作部により前記各個別スイッチがオフ操作に切り替えられた後、前記対象系統において前記各個別スイッチを順次オン操作に切り替える第1切替部と、
    前記対象系統における前記各個別スイッチのうち、前記第1切替部によりオン操作に切り替えたときに、前記検出部により検出された出力電圧が前記第2閾値電圧を下回る個別スイッチを特定する特定部と、
    前記対象系統における前記各個別スイッチのうち、前記特定部により特定された個別スイッチをオフ操作し、それ以外の個別スイッチをオン操作に切り替える第2切替部と、を備える請求項7に記載の電源システム。
  9. 前記電力系統を3つ以上備え、
    前記検出部により検出された出力電圧が前記閾値電圧を下回ったと判定された前記電力系統を対象系統とする場合、前記系統間操作部は、複数の前記電力系統それぞれの間を遮断状態に切り替えるべく前記系統間スイッチをオフ操作に切り替えた後、前記各電力系統のうち、前記対象系統以外の少なくとも2つの電力系統を前記系統間スイッチを介して導通状態にできると判定したとき、前記対象系統以外の少なくとも2つの電力系統の間を導通状態に切り替えるべく前記系統間スイッチをオン操作する請求項6〜8のいずれか1項に記載の電源システム。
  10. 前記各電力系統において、前記電気負荷と前記メイン経路との間に設けられたヒューズ(311A,311B,312)を備える請求項2に記載の電源システム。
  11. 前記検出部により検出された出力電流が前記閾値電流を超えたと判定された前記電力系統を対象系統とする場合、前記系統間操作部により前記系統間スイッチがオフ操作に切り替えられてから所定時間経過したときにおいて前記出力電流が上昇し続けていると判定したとき、前記対象系統における前記系統内スイッチをオフ操作に切り替える系統内操作部を備える請求項10に記載の電源システム。
  12. 前記各電力系統において、前記電気負荷と前記メイン経路との間に設けられたヒューズ(311A,311B,312)を備える請求項6に記載の電源システム。
  13. 前記検出部により検出された出力電圧が前記閾値電圧を下回ったと判定された前記電力系統を対象系統とする場合、前記系統間操作部により前記系統間スイッチがオフ操作に切り替えられてから所定時間経過したときにおいて前記出力電圧が低下し続けていると判定したとき、前記対象系統における前記系統内スイッチをオフ操作に切り替える系統内操作部を備える請求項12に記載の電源システム。
  14. 隣り合う前記電力系統それぞれの前記電力出力部の間を接続する前記メイン経路に設けられた前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチにおける電流流通方向を検出する方向検出部と、
    前記方向検出部の検出対象となった前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチのうち、前記メイン経路において隣り合って設けられた一群のスイッチであって、検出された電流流通方向が互いに逆向きとなるスイッチで構成されるスイッチ群を特定するスイッチ群特定部と、を備える請求項1に記載の電源システム。
  15. 前記スイッチ群特定部により特定されたスイッチ群のうち少なくとも1つのスイッチに流れる電流が電流閾値を超えたと判定することを条件として、前記スイッチ群特定部により特定されたスイッチ群をオフ操作に切り替える切替操作部を備える請求項14に記載の電源システム。
  16. 前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチのそれぞれは、複数のスイッチ(201a,201b,171a,171b,202a,202b,172a,172b)で構成されており、
    前記各電力系統に対応したモジュールであって、前記系統間スイッチ、前記系統内スイッチ、前記方向検出部、前記スイッチ群特定部及び前記切替操作部が一体化されたモジュール(MA,MB)を備える請求項15に記載の電源システム。
  17. 前記各電力系統に設けられるとともに前記メイン経路に接続され、オン操作されることにより前記電気負荷と前記メイン経路との間を導通状態とし、オフ操作されることにより前記電気負荷と前記メイン経路との間を遮断状態とする個別スイッチ(301,301A,301B,302)と、
    前記メイン経路のうち、前記スイッチ群特定部により特定されたスイッチ群に挟まれた経路に接続された前記個別スイッチを特定する個別特定部と、を備える請求項15又は16に記載の電源システム。
  18. 前記切替操作部は、前記少なくとも1つのスイッチに流れる電流が前記電流閾値を超えたと判定した場合、前記スイッチ群特定部により特定されたスイッチ群をオン操作に維持したまま、前記個別特定部により特定された前記個別スイッチをオフ操作に切り替え、その後前記スイッチ群特定部により特定されたスイッチ群に流れる電流が前記電流閾値を超えていると判定した場合、前記スイッチ群特定部により特定されたスイッチ群をオフ操作に切り替える請求項17に記載の電源システム。
  19. 前記電気負荷は、前記各電力系統に複数設けられ、
    前記個別スイッチは、前記各電気負荷に対応して個別に設けられ、
    前記個別特定部は、前記メイン経路のうち、前記スイッチ群特定部により特定されたスイッチ群に挟まれた経路に接続された複数の前記個別スイッチを特定し、
    前記切替操作部は、前記少なくとも1つのスイッチに流れる電流が前記電流閾値を超えたと判定した場合、前記スイッチ群特定部により特定されたスイッチ群をオン操作に維持したまま、前記個別特定部により特定された複数の前記個別スイッチのうち、流れる電流が前記電流閾値を超えている方の個別スイッチをオフ操作に切り替える請求項17又は18に記載の電源システム。
  20. 隣り合う前記電力系統それぞれの前記電力出力部の間を接続する前記メイン経路に設けられた前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチにおける電流流通方向を検出する方向検出部と、
    検出された前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチにおける電流流通方向が全て同じ方向であると判定した場合、前記方向検出部の検出対象となった前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチのうち、電流流通方向において最も下流側のスイッチを対象スイッチとして特定する対象スイッチ特定部を備える請求項1,14〜19のいずれか1項に記載の電源システム。
  21. 前記対象スイッチ特定部により特定された前記対象スイッチに流れる電流が電流閾値を超えたと判定した場合、前記対象スイッチをオフ操作に切り替える切替操作部を備える請求項20に記載の電源システム。
  22. 前記各電力系統の前記メイン経路(MLα,MLβ)が前記系統間スイッチを介して環状に接続されており、
    前記スイッチ群特定部は、前記メイン経路において隣り合って設けられた一群のスイッチであって、検出された電流流通方向が互いに逆向きとなってかつ流れる電流が電流閾値を超えているスイッチで構成されるスイッチ群を特定する請求項14〜21のいずれか1項に記載の電源システム。
  23. 前記各電力系統の前記メイン経路(MLα,MLβ,MLa〜MLd等)が前記系統間スイッチを介して環状に接続されている請求項2〜21のいずれか1項に記載の電源システム。
  24. 車両に搭載される電源システムにおいて、
    前記各電力系統のうち少なくとも2つが備える前記電気負荷には、前記車両の共通の制御を行うためのセンサ及びアクチュエータの少なくとも一方である冗長負荷(31〜34等)が含まれている請求項1〜23のいずれか1項に記載の電源システム。
  25. 前記電力出力部毎に設けられ、該電力出力部の電流の出力を停止させる保護部(11a,12a)を備える請求項1〜24のいずれか1項に記載の電源システム。
  26. 高圧側蓄電装置(800〜802)を備え、
    前記各電力系統のうち少なくとも1つは、前記電力出力部として、前記高圧側蓄電装置よりも定格電圧が低い低圧側蓄電装置(42,43等)を有し、
    前記各電力系統のうち少なくとも1つは、前記電力出力部として、前記高圧側蓄電装置から出力される直流電圧を降圧して前記低圧側蓄電装置に出力する機能、及び前記低圧側蓄電装置から出力される直流電圧を昇圧して前記高圧側蓄電装置に出力する機能のうち少なくとも1つを含むDCDCコンバータ(51,52,71,72,81〜84)を有する請求項1〜25のいずれか1項に記載の電源システム。
  27. エンジン(700)を備える車両に搭載される電源システムにおいて、
    前記各電力系統のうち少なくとも1つは、前記電力出力部として、蓄電装置(42等)を有し、
    前記各電力系統のうち少なくとも1つは、前記電力出力部として、前記エンジンの出力軸から動力が供給されることにより発電する回転電機(600〜602,63,611,612)を有する請求項1〜25のいずれか1項に記載の電源システム。
  28. 高圧側蓄電装置(801,802)を備え、
    前記各電力系統のうち少なくとも2つのそれぞれは、前記電力出力部として、前記高圧側蓄電装置から出力される直流電圧を変圧して出力するDCDCコンバータ(71,72等)を有する請求項1〜25のいずれか1項に記載の電源システム。
  29. 前記各電力系統のうち、一部の電力系統が備える前記電気負荷の定格電圧が、残りの電力系統が備える前記電気負荷の定格電圧と相違している請求項1〜28のいずれか1項に記載の電源システム。
  30. 前記各電力系統に設けられ、ドレイン同士又はソース同士が接続されたNチャネルMOSFETの直列接続体を有するモジュール(MJ1,MJ2等)を備え、
    隣り合う前記電力系統それぞれの前記モジュールのNチャネルMOSFETを備えて前記系統間スイッチ(160等)が構成されており、前記系統間スイッチは、オン操作されることにより双方向の電流の流通を許容し、オフ操作されることにより双方向の電流の流通を阻止する機能を有する請求項1〜29のいずれか1項に記載の電源システム。
  31. 前記各モジュールは、ドレイン同士又はソース同士が接続されたNチャネルMOSFETの直列接続体を複数備え、
    前記各モジュールにおいて、前記各直列接続体が互いに並列接続されている請求項30に記載の電源システム。
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