JP2020036464A - 車両用電源システム - Google Patents

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Abstract

【課題】自動運転システムの電源系を安定させることができる車両用電源システムを提供する。【解決手段】高圧電池からの供給電力を電圧変換する第１のＤＣＤＣコンバータ（ＤＤＣ）、第１のＤＤＣの出力電力で充電可能な第１のバッテリ、主に第１のバッテリの電力で動作する自動運転システムを含む第１の負荷を備える第１の電源系と、高圧電池からの供給電力を電圧変換する第２のＤＤＣ、第２のＤＤＣの出力電力で充電可能な第２のバッテリ、主に第２のバッテリの電力で動作するステアリングＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、及び情報通信部を含む第２の負荷を備える第２の電源系と、第２のＤＤＣと第３の負荷との接続状態を制御する接続制御器、接続制御器を介して出力される電力で充電可能な第３のバッテリ、主に第３のバッテリの電力で動作するステアリングＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、及び情報通信部を含む第３の負荷とを備える第３の電源系と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される車両用電源システムに関する。
特許文献１に、ＡＣＣ（アダプティブ・クルーズ・コントロール）、ＬＫＡ（レーン・キープ・アシスト）、及び自動ブレーキなどを含む運転支援システムに電力を供給する電源を、メイン電源とサブ電源（バックアップ電源）とで冗長的に構成した車両用電源システムが、開示されている。このような車両用電源システムでは、冗長電源構成によって、運転支援システムの動作中にメイン電源に異常が発生したとしても、サブ電源によって運転支援システムを継続して動作できるようにしている。
特開２０１７−２１８０１３号公報
上記特許文献１に記載された車両用電源システムにおいて、例えば自動運転システムを後付けで車両に実装するような場合、自動運転システムを既設の車載インフラの電源系に接続する構成を採用することが考えられる。しかしながら、自動運転システムを車載インフラの電源系に接続する構成では、車載インフラの負荷群によって生じる電圧変動の影響を自動運転システムがそのまま受けてしまう。このため、自動運転システムへ供給される電圧が不安定となり、自動運転システムが最適に動作しないおそれがある。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、自動運転システムの電源系を安定させることができる車両用電源システム、を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、高圧電池と、高圧電池から電力が供給される第１、第２、及び第３の電源系とを備える車両用電源システムであって、第１の電源系は、自動運転システムを少なくとも含む第１の負荷を接続し、高圧電池から供給される電力を電圧変換して出力する第１のＤＣＤＣコンバータと、第１のＤＣＤＣコンバータの出力電力で充電可能な第１のバッテリとを備え、第１のＤＣＤＣコンバータの出力電力及び第１のバッテリの電力を第１の負荷に供給し、第２の電源系は、ステアリングＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、及び自動運転システムとの間で制御情報を送受信する情報通信部を少なくとも含む第２の負荷を接続し、高圧電池から供給される電力を電圧変換して出力する第２のＤＣＤＣコンバータと、第２のＤＣＤＣコンバータの出力電力で充電可能な第２のバッテリとを備え、第２のＤＣＤＣコンバータの出力電力及び第２のバッテリの電力を第２の負荷に供給し、第３の電源系は、ステアリングＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、及び情報通信部を少なくとも含む第３の負荷を接続し、第２のＤＣＤＣコンバータと第３の負荷との接続状態を制御する接続制御器と、接続制御器を介して出力される電力で充電可能な第３のバッテリとを備え、接続制御器を介して出力される電力及び第３のバッテリの電力を第３の負荷に供給する。
上記本発明の車両用電源システムによれば、自動運転システムの電源系を安定させることができる。
本発明の一実施形態に係る車両用電源システムの概略構成を示す図 図１の制御部が行うＤＤＣ制御処理の手順を示すフローチャート
［概要］
本発明では、自動運転システムの電源系を車載インフラの電源系から切り離した電源システムを構築する。これにより、自動運転システムの電源系が車載インフラの電源系で生じる電圧変動の影響を受けなくなる。よって、自動運転システムの電源系を安定させることができる。
［構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用電源システム１の概略構成を示す図である。図１に示した車両用電源システム１は、第１のＤＣＤＣコンバータ（ＤＤＣ）２１及び第１のバッテリ３１を備え、第１の負荷４１を接続した第１の電源系１００と、第２のＤＣＤＣコンバータ（ＤＤＣ）２２及び第２のバッテリ３２を備え、第２の負荷４２を接続した第２の電源系２００と、接続制御器２３及び第３のバッテリ３３を備え、第３の負荷４３を接続した第３の電源系３００と、高圧電池１０と、制御部７０と、で構成されている。車両用電源システム１は、自動運転が可能なハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載される。
高圧電池１０は、充放電可能に構成された高電圧の電池であり、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池とすることができる。この高圧電池１０は、第１のＤＣＤＣコンバータ２１、第２のＤＣＤＣコンバータ２２、及び図示しない電動発電機（ＭＧ）などの車両を駆動させるために必要な所定の機器と接続されており、分配器や遮断器の役割を持つジャンクションボックス（Ｊ／Ｂ）を介して、第１のＤＣＤＣコンバータ２１、第２のＤＣＤＣコンバータ２２、及び所定の機器へ高電圧の電力を並列に供給することができる。
制御部７０は、車両用電源システム１の状態を制御することができる電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。具体的には、制御部７０は、第１のバッテリ３１、第２のバッテリ３２、及び第３のバッテリ３３の情報（電圧、電流、温度など）を取得し、その取得した情報から各バッテリの状態を推定する。各バッテリの情報は、図示しない各バッテリに設けられた電圧センサや、電流センサや、温度センサなどを用いて取得することができる。この推定する状態の詳細は後述する。そして、制御部７０は、推定された状態に基づいて、第１のＤＣＤＣコンバータ２１、第２のＤＣＤＣコンバータ２２、及び接続制御器２３を最適に制御する。この制御方法の詳細は後述する。
＜第１の電源系＞
第１の電源系１００は、例えば、ＯＥＭ(Original Equipment Manufacturing)事業者や、ＭａａＳ(Mobility-as-a-Service)事業者などから車両に提供される自動運転を実施するための自動運転システムを構成する機器などの負荷に対して、負荷動作用の電力を供給するための電源系統である。この自動運転システムを構成する機器は、出荷時に車両に予め導入されてもよいし、出荷後に車両に導入（後付けで実装）されてもよい。この第１の電源系１００は、後述する車載インフラ向けの第２の電源系２００及び第３の電源系３００と切り離して構築される。
第１のＤＣＤＣコンバータ２１は、高圧電池１０から供給される高電圧の電力を所定の低電圧の電力に変換して、第１のバッテリ３１及び第１の負荷４１に出力（供給）することができる。所定の低電圧は、例えば、ＯＥＭ事業者やＭａａＳ事業者などから車両に提供される自動運転システムを構成する機器などを動作させるために必要な電圧とすることができる。
第１のバッテリ３１は、例えば鉛電池やリチウムイオン電池などの、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。この第１のバッテリ３１は、第１のＤＣＤＣコンバータ２１から出力される電力を蓄えることができ、また第１の負荷４１に電力供給できるように構成されている。第１のバッテリ３１の状態は、制御部７０によって監視されている。
第１の負荷４１は、ＯＥＭ事業者やＭａａＳ事業者などから提供される機器であり、一例として、自動運転システム４１１、冷却器４１２、及びその他の機器４１３を含む機器とすることができる。自動運転システム４１１は、車両の自動運転を制御するための機器である。冷却器４１２は、自動運転システム４１１の動作時に発熱する電子制御装置（図示せず）などを冷却して、動作を安定させるための機器である。その他の機器４１３は、自動運転システム４１１及び冷却器４１２以外の自動運転に関わる機器である。なお、この冷却器４１２及びその他の機器４１３は、自動運転システム４１１による自動運転動作に必須な機器でなければ、省略することができる。なお、本実施形態では、第１のバッテリ３１及び第１のＤＣＤＣコンバータ２１が組み込まれた車両に、自動運転システム４１１、冷却器４１２、及びその他の機器４１３が自動運転システムを構成する機器として提供される一例を記載した。しかし、この第１のバッテリ３１及び第１のＤＣＤＣコンバータ２１の一方又は両方は、予め車両に組み込まれずに、例えば自動運転システムを構成する機器などと一緒に後から車両に提供されてもよい。
＜第２の電源系＞
第２の電源系２００は、ＯＥＭ事業者やＭａａＳ事業者などから設計後に提供される機能以外の、設計当初の車両に搭載された各種機能を実現するために構築された車載インフラに接続された各負荷に対して、負荷動作用の電力を供給するための電源系統である。
第２のＤＣＤＣコンバータ２２は、高圧電池１０から供給される高電圧の電力を所定の低電圧の電力に変換して、接続制御器２３、第２のバッテリ３２、及び第２の負荷４２に出力（供給）することができる。所定の低電圧は、車載インフラの第２の負荷４２を動作させるために必要な電圧とすることができる。なお、この第２のＤＣＤＣコンバータ２２は、図示しないインバータや昇圧コンバータなどを含み、電動発電機（ＭＧ）による力行動作及び回生動作を制御するパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）の一部として構成されてもよい。
第２のバッテリ３２は、例えば鉛電池やリチウムイオン電池などの、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。この第２のバッテリ３２は、第２のＤＣＤＣコンバータ２２から出力される電力を蓄えることができ、また自らが蓄えている電力を第２の負荷４２や接続制御器２３に出力（供給）できるように構成されている。第２のバッテリ３２の状態は、制御部７０によって監視されている。
第２の負荷４２は、一例として、ステアリング（ＥＰＳ）を制御するＥＣＵ４２２、ブレーキを制御するＥＣＵ４２３、及びインタフェースボックス（Ｉ/Ｆ＿ＢＯＸ）４２４、並びにこれら列挙したもの以外の車両に搭載される一般的な機器４２１を含む。インタフェースボックス４２４は、ＯＥＭ事業者やＭａａＳ事業者などから車両に提供された自動運転システム４１１と車両に搭載された各種システムとの間で情報を通信する情報通信部であり、ゲートウェイとしての役割を果たす。このインタフェースボックス４２４は、自動運転システム４１１と通信して、自動運転システム４１１で生成された車両の自動運転に関する運行計画である軌道データを取得及び記憶することができる。
＜第３の電源系＞
第３の電源系３００は、第２の電源系２００のバックアップを目的として冗長的に構成された電源系統である。この第３の電源系３００は、第２の電源系２００において電源失陥が生じた場合など、緊急時に車両を安全に退避行動させるために必要な負荷を継続して動作させることが可能なように構成されている。
接続制御器２３は、第２のＤＣＤＣコンバータ２２と第３の負荷４３との間に挿入され、第２のＤＣＤＣコンバータ２２と第３の負荷４３との接続状態を制御する。接続制御器２３は、例えば、導通又は遮断の状態に切り替える半導体リレーや、入力電圧を電圧変換（同圧、昇圧、降圧）して出力するＤＣＤＣコンバータで構成されてもよい。この接続制御器２３は、第２のＤＣＤＣコンバータ２２から出力される電力の一部を第３のバッテリ３３及び第３の負荷４３に出力（供給）することができる。
第３のバッテリ３３は、例えば鉛電池やリチウムイオン電池などの、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。この第３のバッテリ３３は、接続制御器２３から出力される電力を蓄えることができ、また第３の負荷４３に電力供給できるように構成されている。第３のバッテリ３３の状態は、制御部７０によって監視されている。
第３の負荷４３は、一例として、ステアリング（ＥＰＳ）を制御するＥＣＵ４３１、ブレーキを制御するＥＣＵ４３２、及び上述したインタフェースボックス（Ｉ/Ｆ＿ＢＯＸ）４２４を含む。ステアリングＥＣＵ４３１は、ステアリングＥＣＵ４２２と同等の機能を冗長的に構成したものである。ブレーキＥＣＵ４３２は、ブレーキＥＣＵ４２３と同等の機能を冗長的に構成したものである。
なお、上述した本実施形態の構成例では、ステアリングＥＣＵ及びブレーキＥＣＵを、第２の電源系２００及び第３の電源系３００のそれぞれに独立して接続させた冗長構成としているが、単一の構成を第２の電源系２００及び第３の電源系３００のいずれからも電力供給が可能なように構成してもよい。また、インタフェースボックス４２４を、第２の電源系２００及び第３の電源系３００のいずれからも電力供給が可能な単一の構成としているが、第２の電源系２００及び第３の電源系３００のそれぞれに独立して２つ接続させた冗長構成としてもよい。
［構成による作用］
上述した第１の電源系１００、第２の電源系２００、及び第３の電源系３００で構成された車両用電源システム１で実現可能な作用の一例を説明する。
車両用電源システム１では、自動運転システム４１１を含む第１の電源系１００が、車載インフラの第２の電源系２００及び第３の電源系３００と切り離して構成されている。つまり、第１の電源系１００と、第２の電源系２００及び第３の電源系３００との間に、電圧変動を抑制できるＤＣＤＣコンバータ２１及び２２を介在させることで、上記電源系の切り離しを実施している。この構成により、車載インフラに接続された第２の負荷４２及び第３の負荷４３によって生じる電圧変動の影響を、自動運転システム４１１が受けることを回避できる。よって、自動運転システム４１１が接続された第１の電源系１００が安定し、自動運転を最適に動作させることができる。
また、車両用電源システム１では、インタフェースボックス４２４に自動運転システム４１１による自動運転計画である軌道データが記憶されている。これにより、例えば自動運転での走行時に第１の電源系１００の第１のバッテリ３１に電源失陥が生じた場合には、自動運転システム４１１が停止やリセットしてしまうが、インタフェースボックス４２４に記憶された軌道データに従って、ステアリングＥＣＵ４２２及びブレーキＥＣＵ４２３を最適に制御して、路肩に停止などの安全な状態になるまで車両を操作することができる。
これに加えて、さらに第２の電源系２００の第２のバッテリ３２に電源失陥が生じた場合でも、ステアリングＥＣＵ４２２及びブレーキＥＣＵ４２３は機能停止してしまうが、第３の電源系３００の第３のバッテリ３３によってステアリングＥＣＵ４３１及びブレーキＥＣＵ４３２の動作を継続することができる。これにより、インタフェースボックス４２４に記憶された軌道データに従って、ステアリングＥＣＵ４３１及びブレーキＥＣＵ４３２を最適に制御して、路肩に停止などの安全な状態になるまで車両を操作することができる。
［制御］
次に、図２を参照して、車両用電源システム１で実行される制御について説明する。図２は、本実施形態に係る車両用電源システム１の制御部７０が行うＤＣＤＣコンバータ（ＤＤＣ）制御処理の手順を示すフローチャートである。
図２に示すＤＤＣ制御処理は、車両の電源がオンされると開始され、電源がオフされるまで繰り返し実行される。
ステップＳ２０１：制御部７０が、第１のバッテリ３１、第２のバッテリ３２、及び第３のバッテリ３３から得られるバッテリ情報に基づいて、各バッテリの状態を推定する。推定する状態には、一例として、充電状態ＳＯＣ(State Of Charge)、機能状態ＳＯＦ(State Of Function)、開放電圧ＯＣＶ(Open Circuit Voltage)、容量、予め規定された条件に基づく（所定電圧から所定電流で所定時間放電した時の）出力電圧などが挙げられる。
ステップＳ２０２：制御部７０が、推定された第２のバッテリ３２の状態が充電が必要な状態であるか否かを判断する。この充電が必要な状態か否かは、第２のバッテリ３２の状態を推定するために取得した値が所定の範囲内にあるか否かで判断することができる。例えば、推定ＳＯＣが範囲Ａ［％］にあるか否かで判断してもよいし、推定ＯＣＶが範囲Ｂ［Ｖ］にあるか否かで判断してもよいし、推定容量が範囲Ｃ［Ａｈ］にあるか否かで判断してもよいし、推定出力電圧が範囲Ｄ［Ｖ］にあるか否かで判断してもよい。また、これらの判断をいずれか１つ又は複数組み合わせて行うことができる。これらの範囲Ａ乃至範囲Ｄは、第２の負荷４２の動作に要求される値に応じて適宜設定される。第２のバッテリ３２の状態を推定するために取得した値が上記範囲内にある場合は（Ｓ２０２、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３に処理を進め、第２のバッテリ３２の状態を推定するために取得した値が上記範囲内にない場合は（Ｓ２０２、Ｎｏ）、ステップＳ２０６に処理を進める。
ステップＳ２０３：制御部７０が、推定された第３のバッテリ３３の状態が充電が必要な状態であるか否かを判断する。この充電が必要な状態か否かは、第３のバッテリ３３の状態を推定するために取得した値が所定の範囲内にあるか否かで判断することができる。例えば、推定ＳＯＣが範囲Ｅ［％］にあるか否かで判断してもよいし、推定ＯＣＶが範囲Ｆ［Ｖ］にあるか否かで判断してもよいし、推定容量が範囲Ｇ［Ａｈ］にあるか否かで判断してもよいし、推定出力電圧が範囲Ｈ［Ｖ］にあるか否かで判断してもよい。また、これらの判断をいずれか１つ又は複数組み合わせて行うことができる。これらの範囲Ｅ乃至範囲Ｈは、第３の負荷４３の動作に要求される値に応じて適宜設定される。第３のバッテリ３３の状態を推定するために取得した値が上記範囲内にある場合は（Ｓ２０３、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４に処理を進め、第３のバッテリ３３の状態を推定するために取得した値が上記範囲内にない場合は（Ｓ２０３、Ｎｏ）、ステップＳ２０６に処理を進める。
ステップＳ２０４：制御部７０が、推定された第１のバッテリ３１の状態が充電が必要な状態であるか否かを判断する。この充電が必要な状態か否かは、第１のバッテリ３１の状態を推定するために取得した値が所定の範囲内にあるか否かで判断することができる。例えば、推定ＳＯＣが範囲Ｉ［％］にあるか否かで判断してもよいし、推定ＯＣＶが範囲Ｊ［Ｖ］にあるか否かで判断してもよいし、推定容量が範囲Ｋ［Ａｈ］にあるか否かで判断してもよいし、推定出力電圧が範囲Ｌ［Ｖ］にあるか否かで判断してもよい。また、これらの判断をいずれか１つ又は複数組み合わせて行うことができる。これらの範囲Ｉ乃至範囲Ｌは、第１の負荷４１の動作に要求される値に応じて適宜設定される。第１のバッテリ３１の状態を推定するために取得した値が上記範囲内にある場合は（Ｓ２０４、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６に処理を進め、第１のバッテリ３１の状態を推定するために取得した値が上記範囲内にない場合は（Ｓ２０４、Ｎｏ）、ステップＳ２０５に処理を進める。
なお、上述した範囲Ａ乃至範囲Ｌは、全て異なる値であってもよいし、一部が同じ値であってもよいし。
ステップＳ２０５：制御部７０が、第２のＤＣＤＣコンバータ２２よりも第１のＤＣＤＣコンバータ２１を優先させた電力供給制御を実施する。すなわち、第２のバッテリ３２や第３のバッテリ３３よりも第１のバッテリ３１の充電を促進させて蓄電量を増やす制御を実施する。この制御により、例えば、第１のバッテリ３１が過放電状態に陥ることを防止したり、電圧が低下して第１の負荷４１の機能がリセットしてしまうことを防止したりすることができる。この第１のＤＣＤＣコンバータ２１を優先させた電力供給制御としては、例えば、第１のＤＣＤＣコンバータ２１への電圧指示値を通常時（第１のバッテリ３１の状態が所定の範囲にある時）の電圧指示値よりも高くして、第１のバッテリ３１への充電を促進させる制御などが可能である。このような制御は、高圧電池１０から汲み出せる電力に制限がある場合など、第１のＤＣＤＣコンバータ２１及び第２のＤＣＤＣコンバータ２２の双方の電圧指示を同時に高くできない場合に有用である。この電力供給制御を実施した後にステップＳ２０７に処理を進める。
ステップＳ２０６：制御部７０が、第１のＤＣＤＣコンバータ２１よりも第２のＤＣＤＣコンバータ２２を優先させた電力供給制御を実施する。すなわち、第１のバッテリ３１よりも第２のバッテリ３２や第３のバッテリ３３の充電を促進させて蓄電量を増やす制御を実施する。この制御により、例えば、第２のバッテリ３２が過放電状態に陥ることを防止したり、電圧が低下して第２の負荷４２の機能がリセットしてしまうことを防止したりすることができる。この第２のＤＣＤＣコンバータ２２を優先させた電力供給制御としては、例えば、第２のＤＣＤＣコンバータ２２への電圧指示値を通常時（第２のバッテリ３２及び第３のバッテリ３３の状態が所定の範囲にある時）の電圧指示値よりも高くして、第２のバッテリ３２への充電を促進させる制御などが可能である。この電力供給制御を実施した後にステップＳ２０７に処理を進める。
ステップＳ２０７：制御部７０が、本ＤＤＣ制御処理を終了する所定のイベントが発生したか否かを判断する。所定のイベントとは、例えば車両の電源がオフされることや、車両走行が終了することである。イベントが発生した場合は（Ｓ２０７、Ｙｅｓ）、本ＤＤＣ制御処理が終了し、イベントが発生していない場合は（Ｓ２０７、Ｎｏ）、ステップＳ２０１に処理を戻す。
このＤＤＣ制御処理では、第１のＤＣＤＣコンバータ２１と第２のＤＣＤＣコンバータ２２とを協調制御することにより、第１のバッテリ３１、第２のバッテリ３２、及び第３のバッテリ３３への電力供給を最適に制御することができる。例えば、自動運転システム４１１が接続された第１の電源系１００の第１のバッテリ３１の容量が低下した場合、高圧電池１０から第１のバッテリ３１への電力供給を車載インフラの電源系の第２のバッテリ３２及び第３のバッテリ３３よりも優先的に実施することができる。
［本実施形態における作用・効果］
以上のように、本実施形態に係る車両用電源システム１によれば、自動運転システム４１１が接続された第１の電源系１００を車載インフラの第２の電源系２００及び第３の電源系３００と切り離している。これにより、車載インフラの第２の負荷４２及び第３の負荷４３によって生じる電圧変動を、自動運転システム４１１が接続された第１の電源系１００が受けることがない。従って、自動運転システム４１１の電源系が安定し、自動運転を最適に動作させることができる。
また、本実施形態に係る車両用電源システム１によれば、制御部７０が、各バッテリの状態を管理しかつ各ＤＣＤＣコンバータ（ＤＤＣ）を協調して制御することによって、各バッテリの状態が所定の範囲にあるように高圧電池１０から各バッテリへの電力供給を適切に制御している。これにより、例えば高圧電池１０から汲み出せる電力に制限があるような場合、第１のバッテリ３１の容量低下時などに第１のＤＣＤＣコンバータ２１を優先させた電力供給を実施するので、高圧電池１０からの電力汲み出し量を抑えつつ、自動運転システム４１１の動作中にドライバーの意図に関係なく自動運転が勝手にリセットされてしまうといった事態を防ぐことができる。また、例えば高圧電池１０から汲み出せる電力に制限があるような場合、第２のバッテリ３２や第３のバッテリ３３の容量低下時などに第２のＤＣＤＣコンバータ２２を優先させた電力供給を実施するので、第２のバッテリ３２や第３のバッテリ３３の過放電を防止したり、車両の走行時に「走る・曲がる・止まる」の操作が重くなるなどといったことを防止したりすることができる。
また、本実施形態に係る車両用電源システム１によれば、制御部７０が各バッテリの状態が所定の範囲にあるように協調制御することに加え、インタフェースボックス４２４が自動運転システム４１１で生成された自動運転の軌道データを記憶している。これにより、第１のＤＣＤＣコンバータ２１よりも第２のＤＣＤＣコンバータ２２を優先させた電力供給を実施している間も、インタフェースボックス４２４の情報に基づいて自動運転を継続することができる。従って、車両走行中にＯＥＭ事業者やＭａａＳ事業者などから提供された自動運転システム４１１に万一不具合が生じても、車両の車載インフラに接続された各負荷によって自動運転走行を維持することができる。
本発明の車両用電源システムは、ＯＥＭ事業者やＭａａＳ事業者などから提供される自動運転システムが実装された車両などに利用可能である。
１ 車両用電源システム
１０ 高圧電池
２１、２２ ＤＣＤＣコンバータ（ＤＤＣ）
２３ 接続制御器
３１〜３３ バッテリ
４１〜４３ 負荷
７０ 制御部
１００、２００、３００ 電源系

Claims (5)

  1. 高圧電池と、当該高圧電池から電力が供給される第１、第２、及び第３の電源系とを備える車両用電源システムであって、
    前記第１の電源系は、
    自動運転システムを少なくとも含む第１の負荷を接続し、
    前記高圧電池から供給される電力を電圧変換して出力する第１のＤＣＤＣコンバータと、
    前記第１のＤＣＤＣコンバータの出力電力で充電可能な第１のバッテリと、を備え、
    前記第１のＤＣＤＣコンバータの出力電力及び前記第１のバッテリの電力を前記第１の負荷に供給し、
    前記第２の電源系は、
    ステアリングＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、及び前記自動運転システムとの間で制御情報を送受信する情報通信部を少なくとも含む第２の負荷を接続し、
    前記高圧電池から供給される電力を電圧変換して出力する第２のＤＣＤＣコンバータと、
    前記第２のＤＣＤＣコンバータの出力電力で充電可能な第２のバッテリと、を備え、
    前記第２のＤＣＤＣコンバータの出力電力及び前記第２のバッテリの電力を前記第２の負荷に供給し、
    前記第３の電源系は、
    ステアリングＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、及び前記情報通信部を少なくとも含む第３の負荷を接続し、
    前記第２のＤＣＤＣコンバータと前記第３の負荷との接続状態を制御する接続制御器と、
    前記接続制御器を介して出力される電力で充電可能な第３のバッテリと、を備え、
    前記接続制御器を介して出力される電力及び前記第３のバッテリの電力を前記第３の負荷に供給する、
    車両用電源システム。
  2. 前記第１、第２、及び第３のバッテリの状態に基づいて、前記第１のＤＣＤＣコンバータ、前記第２のＤＣＤＣコンバータ、及び前記接続制御器を制御する制御部を備え、
    前記制御部は、前記第２及び第３のバッテリの状態が共に所定の範囲にあり、かつ、前記第１のバッテリの状態が所定の範囲にない場合には、前記第２のＤＣＤＣコンバータよりも前記第１のＤＣＤＣコンバータを優先させた電力供給を実施し、それ以外の場合には、前記第１のＤＣＤＣコンバータよりも前記第２のＤＣＤＣコンバータを優先させた電力供給を実施する、
    請求項１に記載の車両用電源システム。
  3. 前記情報通信部は、前記自動運転システムで生成された車両の自動運転に関する運行計画である軌道データを取得及び記憶する、
    請求項１又は請求項２に記載の車両用電源システム。
  4. 前記第１の負荷は、前記第１のＤＣＤＣコンバータの出力電力及び前記第１のバッテリの電力で動作して前記自動運転システムを冷却する冷却器をさらに含む、
    請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用電源システム。
  5. 前記接続制御器は、入力される電力を電圧変換して出力する第３のＤＣＤＣコンバータ或いは導通又は遮断の状態に切り替える半導体リレーである、
    請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両用電源システム。
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RU2019122309A RU2716732C1 (ru) 2018-08-30 2019-07-16 Система источника электрической мощности для транспортного средства
CN201910642158.1A CN110871687B (zh) 2018-08-30 2019-07-16 车辆用电源系统
BR102019017989-9A BR102019017989B1 (pt) 2018-08-30 2019-08-29 Sistema de fonte de energia elétrica para veículo

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021142824A (ja) * 2020-03-11 2021-09-24 本田技研工業株式会社 車両用電源装置
JP2021142810A (ja) * 2020-03-11 2021-09-24 本田技研工業株式会社 車両用電源装置
JP2021187284A (ja) * 2020-05-29 2021-12-13 日産自動車株式会社 車両制御装置
JP2023007472A (ja) * 2021-06-30 2023-01-18 ベイジン バイドゥ ネットコム サイエンス テクノロジー カンパニー リミテッド 無人運転給電システム、給電制御方法、パワードメインコントローラー及び車両
WO2024004193A1 (ja) * 2022-07-01 2024-01-04 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用のバックアップ制御装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7103071B2 (ja) * 2018-08-30 2022-07-20 トヨタ自動車株式会社 車両用電源システム
CN113640695A (zh) * 2020-05-11 2021-11-12 杭州海康汽车软件有限公司 检测装置及检测方法
JP7453897B2 (ja) * 2020-11-13 2024-03-21 本田技研工業株式会社 車両用電源装置、及び車両用電源装置の制御方法
CN112810692A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 北京新能源汽车技术创新中心有限公司 基于汽车转向系统冗余电源、电源拓扑结构及供电方法
JP2022137976A (ja) * 2021-03-09 2022-09-22 トヨタ自動車株式会社 制御装置、車両、制御方法及び制御プログラム
EP4094971A1 (en) * 2021-05-25 2022-11-30 Volvo Truck Corporation A high voltage traction system for a vehicle
JP2023007581A (ja) * 2021-07-02 2023-01-19 トヨタ自動車株式会社 車両用制御装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09200902A (ja) * 1996-01-18 1997-07-31 Isuzu Motors Ltd 電気自動車用電源装置
JP2010119257A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Toyota Motor Corp 電源装置および車両
JP2011030363A (ja) * 2009-07-24 2011-02-10 Toyota Industries Corp 車両用電源装置
JP6012915B1 (ja) * 2015-01-21 2016-10-25 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP2017177857A (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 日産自動車株式会社 自動運転車両電源の制御方法と制御装置
JP2017182137A (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 デマンド型運行管理システムの制御方法及びデマンド型運行管理システム
US20180086210A1 (en) * 2016-09-27 2018-03-29 Ford Global Technologies, Llc Safety critical systems control in autonomous vehicles
JP2018058444A (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 株式会社デンソー 自動運転制御装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4066381B2 (ja) * 2005-03-01 2008-03-26 三菱電機株式会社 車載電子制御装置
JP2008290555A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Toyota Motor Corp 車両用駆動装置の制御装置
US7719134B2 (en) * 2007-06-12 2010-05-18 Mitsubishi Electric Corporation In-vehicle mount electronic controller
JP5553385B2 (ja) * 2010-09-02 2014-07-16 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 電源制御装置
JP2013176251A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Nissan Motor Co Ltd 電源装置
DE102013225020A1 (de) 2013-12-05 2015-06-11 Robert Bosch Gmbh Bordnetz zur fehlertoleranten und redundanten Versorgung
DE102014214103A1 (de) * 2014-07-21 2016-01-21 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Versorgung zumindest eines Verbrauchers
DE102015200124A1 (de) 2015-01-08 2016-07-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Versorgen mindestens eines Verbrauchers
DE102015222544A1 (de) 2015-11-16 2017-05-18 Robert Bosch Gmbh Bordnetz
DE102016200097A1 (de) 2016-01-07 2017-07-13 Robert Bosch Gmbh Bordnetz
JP6308225B2 (ja) 2016-01-13 2018-04-11 トヨタ自動車株式会社 車載電源システム
US10807547B2 (en) * 2016-02-10 2020-10-20 Denso Corporation On-board power supply apparatus
JP6455486B2 (ja) 2016-06-07 2019-01-23 トヨタ自動車株式会社 電源システム
US10093187B2 (en) * 2016-08-01 2018-10-09 Ford Global Technologies, Llc Redundant power supply
DE102016214539A1 (de) * 2016-08-05 2018-02-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Versorgen eines Fahrzeugs mit Elektrizität
JP6790713B2 (ja) 2016-10-19 2020-11-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車
DE102016221250A1 (de) 2016-10-28 2018-05-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes
JP6702214B2 (ja) * 2017-01-31 2020-05-27 トヨタ自動車株式会社 電源装置及び車両
JP6711312B2 (ja) * 2017-05-12 2020-06-17 株式会社デンソー 車両の自動運転制御システム
US10752116B2 (en) 2018-03-16 2020-08-25 Ford Global Technologies, Llc Vehicle backup electrical power system
JP7103071B2 (ja) 2018-08-30 2022-07-20 トヨタ自動車株式会社 車両用電源システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09200902A (ja) * 1996-01-18 1997-07-31 Isuzu Motors Ltd 電気自動車用電源装置
JP2010119257A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Toyota Motor Corp 電源装置および車両
JP2011030363A (ja) * 2009-07-24 2011-02-10 Toyota Industries Corp 車両用電源装置
JP6012915B1 (ja) * 2015-01-21 2016-10-25 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP2017177857A (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 日産自動車株式会社 自動運転車両電源の制御方法と制御装置
JP2017182137A (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 デマンド型運行管理システムの制御方法及びデマンド型運行管理システム
US20180086210A1 (en) * 2016-09-27 2018-03-29 Ford Global Technologies, Llc Safety critical systems control in autonomous vehicles
JP2018058444A (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 株式会社デンソー 自動運転制御装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021142824A (ja) * 2020-03-11 2021-09-24 本田技研工業株式会社 車両用電源装置
JP2021142810A (ja) * 2020-03-11 2021-09-24 本田技研工業株式会社 車両用電源装置
JP7010989B2 (ja) 2020-03-11 2022-01-26 本田技研工業株式会社 車両用電源装置
JP7010988B2 (ja) 2020-03-11 2022-01-26 本田技研工業株式会社 車両用電源装置
JP2021187284A (ja) * 2020-05-29 2021-12-13 日産自動車株式会社 車両制御装置
JP2023007472A (ja) * 2021-06-30 2023-01-18 ベイジン バイドゥ ネットコム サイエンス テクノロジー カンパニー リミテッド 無人運転給電システム、給電制御方法、パワードメインコントローラー及び車両
WO2024004193A1 (ja) * 2022-07-01 2024-01-04 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用のバックアップ制御装置

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