JP2022072398A - Backup power supply system, failure diagnosis method for backup power supply system, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、バックアップ電源システム、バックアップ電源システムの故障診断方法、及びプログラムに関する。より詳細には、本開示は、主電源の失陥時に負荷に対して電力を供給可能なバックアップ電源システム、バックアップ電源システムの故障診断方法、及びプログラムに関する。 The present disclosure relates to a backup power supply system, a failure diagnosis method for the backup power supply system, and a program. More specifically, the present disclosure relates to a backup power supply system capable of supplying power to a load in the event of a main power failure, a failure diagnosis method for the backup power supply system, and a program.
特許文献1は、冗長電源システム(バックアップ電源システム)を開示する。この冗長電源システムは、主電源、副電源(補助電源)、第1~第4リレー(スイッチ回路、スイッチング素子)、レギュレータと、DCDCコンバータとを備える。DCDCコンバータは、主電源と第1負荷との間に設けられる。第1リレーは、DCDCコンバータと副電源とを通電及び遮断可能に接続する。第2リレーは、DCDCコンバータと第2負荷とを通電及び遮断可能に接続する。第3リレーは、主電源とDCDCコンバータとを通電及び遮断可能に接続する。第4リレーは、主電源と第2負荷とを通電及び遮断可能に接続する。レギュレータは、副電源と第1負荷とを接続する。
このシステムでは、エンジン再始動処理においては、第1リレー及び第4リレーを遮断しかつ第2リレー及び第3リレーを通電して、第2負荷をDCDCコンバータを介して主電源に接続し、第1負荷をレギュレータを介して副電源に接続する。また、エンジン再始動処理において主電源が失陥した場合には、第1リレーを通電しかつ第2~第4リレーを遮断して、第2負荷を主電源から切り離し、第1負荷をDCDCコンバータを介して副電源に接続する。 In this system, in the engine restart process, the first relay and the fourth relay are cut off, the second relay and the third relay are energized, the second load is connected to the main power supply via the DCDC converter, and the second relay is connected. 1 Connect the load to the auxiliary power supply via the regulator. If the main power supply fails in the engine restart process, the first relay is energized and the second to fourth relays are cut off, the second load is disconnected from the main power supply, and the first load is converted to a DCDC converter. Connect to the secondary power supply via.
上記の冗長電源システムにおいて、副電源からの電力供給を安定的に行うために、副電源(第2補助電源)から負荷への電力供給を制御する第1リレー等のリレー(第2スイッチ回路)の故障の診断が可能であることが望ましい。 In the above redundant power supply system, in order to stably supply power from the secondary power supply, a relay (second switch circuit) such as a first relay that controls the power supply from the secondary power supply (second auxiliary power supply) to the load. It is desirable to be able to diagnose the failure of.
本開示の目的は、第2補助電源と負荷とを繋ぐ第2給電路を導通及び遮断する第2スイッチ回路の故障の有無を誤診断する可能性を低減できるバックアップ電源システム、バックアップ電源システムの故障診断方法、及びプログラムを提供することにある。 An object of the present disclosure is a failure of a backup power supply system or a backup power supply system that can reduce the possibility of misdiagnosing the presence or absence of a failure of the second switch circuit that conducts and cuts off the second power supply path that connects the second auxiliary power supply and the load. To provide diagnostic methods and programs.
本開示の一態様のバックアップ電源システムは、第1補助電源と、第1スイッチ回路と、第2スイッチ回路と、診断部と、を備える。前記第1補助電源は、主電源の失陥時に負荷に電力を供給するための電源である。前記第1スイッチ回路は、前記第1補助電源と前記負荷とを繋ぐ第1給電路を導通及び遮断する。前記第2スイッチ回路は、第2補助電源と前記負荷とを繋ぐ第2給電路を導通及び遮断する。前記第2補助電源は、前記主電源の失陥時に前記負荷に電力を供給するための電源であり、前記第1補助電源よりも小容量である。前記診断部は、前記第2スイッチ回路の故障の有無を診断する。前記第2スイッチ回路と前記第2補助電源との接続点に、前記第2スイッチ回路のオープン故障の有無を判定するための判定閾値を超える電圧が前記第2補助電源から印加されている状態で、前記診断部は前記第2スイッチ回路のオープン故障の有無を診断する。 The backup power supply system of one aspect of the present disclosure includes a first auxiliary power supply, a first switch circuit, a second switch circuit, and a diagnostic unit. The first auxiliary power source is a power source for supplying electric power to a load when the main power source fails. The first switch circuit conducts and cuts off the first power supply path connecting the first auxiliary power supply and the load. The second switch circuit conducts and cuts off the second power supply path connecting the second auxiliary power supply and the load. The second auxiliary power source is a power source for supplying electric power to the load when the main power source fails, and has a smaller capacity than the first auxiliary power source. The diagnostic unit diagnoses the presence or absence of a failure of the second switch circuit. In a state where a voltage exceeding the determination threshold value for determining the presence or absence of an open failure of the second switch circuit is applied from the second auxiliary power supply to the connection point between the second switch circuit and the second auxiliary power supply. , The diagnostic unit diagnoses the presence or absence of an open failure of the second switch circuit.
本開示の一態様のバックアップ電源システムの故障診断方法は、主電源の失陥時に負荷への電力の供給が可能な第1補助電源を備えるバックアップ電源システムの故障診断方法であって、第1スイッチング工程と、第2スイッチング工程と、診断工程と、を含む。前記第1スイッチング工程では、第1スイッチ回路によって前記第1補助電源と前記負荷とを繋ぐ第1給電路を導通及び遮断する。前記第2スイッチング工程では、第2スイッチ回路によって、第2補助電源と前記負荷とを繋ぐ第2給電路を導通及び遮断する。前記第2補助電源は、前記主電源の失陥時に前記負荷に電力を供給するための電源であり、前記第1補助電源よりも小容量である。前記診断工程では、前記第2スイッチ回路の故障の有無を診断する。前記診断工程では、前記第2スイッチ回路と前記第2補助電源との接続点に、前記第2スイッチ回路のオープン故障の有無を判定するための判定閾値を超える電圧が前記第2補助電源から印加されている状態で、前記第2スイッチ回路のオープン故障の有無を診断する。 The failure diagnosis method of the backup power supply system according to one aspect of the present disclosure is a failure diagnosis method of a backup power supply system provided with a first auxiliary power supply capable of supplying power to a load when the main power supply fails, and is a first switching method. It includes a step, a second switching step, and a diagnostic step. In the first switching step, the first power supply path connecting the first auxiliary power supply and the load is conducted and cut off by the first switch circuit. In the second switching step, the second switch circuit conducts and cuts off the second power supply path connecting the second auxiliary power supply and the load. The second auxiliary power source is a power source for supplying electric power to the load when the main power source fails, and has a smaller capacity than the first auxiliary power source. In the diagnostic step, the presence or absence of failure of the second switch circuit is diagnosed. In the diagnostic step, a voltage exceeding the determination threshold value for determining the presence or absence of an open failure of the second switch circuit is applied from the second auxiliary power supply to the connection point between the second switch circuit and the second auxiliary power supply. In this state, the presence or absence of an open failure of the second switch circuit is diagnosed.
本開示の一態様のプログラムは、1以上のコンピュータシステムに、前記バックアップ電源システムの故障診断方法を実行させるためのプログラムである。 The program of one aspect of the present disclosure is a program for causing one or more computer systems to execute the failure diagnosis method of the backup power supply system.
本開示によれば、補助電源と負荷とを繋ぐ第2給電路を導通及び遮断するの故障の有無を誤診断する可能性を低減できる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce the possibility of erroneously diagnosing the presence or absence of a failure in conducting and interrupting the second power supply path connecting the auxiliary power supply and the load.
(実施形態)
以下に説明する実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、下記の実施形態及び変形例に限定されない。下記の実施形態及び変形例以外であっても、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(Embodiment)
The embodiments and modifications described below are merely examples of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following embodiments and modifications. Other than the following embodiments and modifications, various changes can be made according to the design and the like as long as they do not deviate from the technical idea of the present disclosure.
(1)概要
まず、実施形態に係るバックアップ電源システム1の概要について、図1及び図2を参照して説明する。
(1) Overview First, an overview of the backup
本実施形態に係るバックアップ電源システム1は、例えば、車両9(図2参照)に搭載され、車両9に設けられた主電源4の失陥時に、車両9に搭載された負荷に対して電力を供給するために用いられる。つまり、バックアップ電源システム1は、主電源4と負荷とを備える車両9に搭載される。本開示でいう「主電源4の失陥時」とは、主電源4の故障、劣化又は断線等によって主電源4から負荷等への電力の供給が停止することをいう。
The backup
車両9は、駆動システム10と、駆動システム10が搭載される車体(車両本体)91と、を備える。駆動システム10は、バックアップ電源システム1と、主電源4と、ECU(Electronic Control Unit)7と、負荷5と、を有する。
The
主電源4は、例えば、自動運転が可能な車両9に搭載されたバッテリ(一例として鉛蓄電池)である。車両9には主電源4から電力が供給される複数種類の負荷(例えば、ブレーキシステム、シフトバイワイヤシステム、電動パワーステアリングシステムなど)が搭載されている。本実施形態では、主電源4の失陥時にバックアップ電源システム1によって電力供給される負荷5が、ブレーキシステム(以下、「ブレーキシステム5」ともいう)である場合について説明する。つまり、負荷5は自動運転が可能な車両9に搭載されている。
The
ブレーキシステム5は、車両9の各車輪に設けられたブレーキ機構を電動で動作させるシステムである。ブレーキシステム5は、駆動制御部51と、アクチュエータ52と、を備える。駆動制御部51は、運転者によるブレーキペダルの操作量に基づいて、アクチュエータ52に制御信号を出力することで、アクチュエータ52の駆動を制御する。アクチュエータ52は、駆動制御部51からの制御信号に応じて、各車輪に設けられたブレーキ機構を動作させて各車輪にブレーキを掛けるように構成されている。ブレーキシステム5は、主電源4又はバックアップ電源システム1から供給される電力により動作するように構成されている。なお、アクチュエータ52は、油圧で制動力を発生する油圧アクチュエータを含んでもよく、電動で油圧アクチュエータを制御することによって、制御信号に応じた制動力を発生してもよい。
The
主電源4が正常である場合、主電源4から負荷5(すなわちブレーキシステム5)に電力が供給される。一方、主電源4の失陥時には、バックアップ電源システム1から負荷5に電力が供給される。したがって、主電源4の失陥時においても、負荷5は、運転者の操作に応じて動作可能となる。
When the
バックアップ電源システム1は、第1補助電源22と、第1スイッチ回路26と、第2スイッチ回路27と、診断部211と、を備える。第1補助電源22は、主電源4の失陥時に負荷5に電力を供給するための電源である。第1スイッチ回路26は、第1補助電源22と負荷5とを繋ぐ第1給電路L1を導通及び遮断する。第2スイッチ回路27は、第2補助電源3と負荷5とを繋ぐ第2給電路L2を導通及び遮断する。第2補助電源3は、主電源4の失陥時に負荷5に電力を供給するための電源であり、第1補助電源22よりも小容量である。診断部211は、第2スイッチ回路27の故障の有無を診断する。
The backup
第2スイッチ回路27と第2補助電源3との接続点(入力端子T2)に、判定閾値を超える電圧が第2補助電源3から印加されている状態で、診断部211は第2スイッチ回路27のオープン故障の有無を診断する。判定閾値は、第2スイッチ回路27のオープン故障の有無を判定するための閾値である。
The diagnostic unit 211 uses the
ここで、バックアップ電源システム1は、第1スイッチ回路26及び第2スイッチ回路27の導通及び遮断を制御する制御回路21を備えている。第2スイッチ回路27の「オープン故障」とは、制御回路21が第2スイッチ回路27をオンに制御したにも関わらず、第2スイッチ回路27がオフ(オープン状態)を維持しているような故障である。
Here, the backup
第2補助電源3が主電源4によって充電される二次電池であり、第2補助電源3が十分に充電されていない場合、第2補助電源3から接続点(入力端子T2)に印加される電圧が判定閾値以下となる場合がある。第2補助電源3から接続点(入力端子T2)に印加される電圧が判定閾値以下である状態では、第2スイッチ回路27と第2補助電源3との接続点(中点P1)の電圧は第2補助電源3の電圧に等しくなるため、接続点(中点P1)の電圧が判定閾値よりも低下する。この場合、第2スイッチ回路27のオープン故障を診断するために、第2スイッチ回路27をオンに制御し、第2スイッチ回路27が正常にオンになっていても、接続点(中点P1)の電圧が判定閾値よりも低下しているために、診断部211は、第2スイッチ回路27がオンに切り替わらないオープン故障が発生していると誤診断する可能性がある。
The second
本実施形態では、接続点(中点P1)である入力端子T2に判定閾値を超える電圧が印加されている状態で、診断部211は第2スイッチ回路27のオープン故障の有無を診断するので、第2補助電源3の電圧が判定閾値以下であるために発生する誤診断を抑制できる。したがって、第2スイッチ回路27の故障の有無を誤診断する可能性を低減できるバックアップ電源システム1を提供することができる。
In the present embodiment, the diagnostic unit 211 diagnoses the presence or absence of an open failure of the
なお、以下では、第2スイッチ回路27が、負荷5と第2補助電源3との間に直列に接続される第1スイッチング素子SW3及び第2スイッチング素子SW4の直列回路を有する形態について説明する。第1スイッチング素子SW3及び第2スイッチング素子SW4はそれぞれボディダイオードを有している。ここにおいて、第1スイッチング素子SW3の「オープン故障」とは、制御回路21が第1スイッチング素子SW3をオンに制御したにも関わらず、第1スイッチング素子SW3がオフ(オープン状態)を維持しているような故障である。同様に、第2スイッチング素子SW4の「オープン故障」とは、制御回路21が第2スイッチング素子SW4をオンに制御したにも関わらず、第2スイッチング素子SW4がオフ状態を維持しているような故障である。以下では、第1スイッチング素子SW3及び第2スイッチング素子SW4を単にスイッチと記載する場合もある。
In the following, a mode in which the
(2)詳細
次に、実施形態に係るバックアップ電源システム1の詳細について、図1を参照して説明する。
(2) Details Next, the details of the backup
本実施形態に係るバックアップ電源システム1は、図1に示すように、バックアップ電源装置2と、第2補助電源3と、を備える。つまり、本実施形態のバックアップ電源システム1は、第2補助電源3を更に含んでいる。
As shown in FIG. 1, the backup
バックアップ電源装置2は、制御回路21と、第1補助電源22と、電源回路23と、第1駆動回路24と、第2駆動回路25と、ラッチ回路31と、複数(図1では5つ)のスイッチSW1~SW5と、比較回路28と、強制回路29と、複数(図1では4つ)のダイオードD1~D4と、を備える。また、バックアップ電源装置2は、複数(図1では2つ)の入力端子T1,T2と、1つの出力端子T3と、を更に備える。つまり、本実施形態に係るバックアップ電源システム1では、第1補助電源22と第2補助電源3とが別々に設けられている。スイッチSW1,SW2は、第1スイッチ回路26を構成し、スイッチSW3,SW4は、第2スイッチ回路27を構成している。
The backup
(2.1)端子
入力端子T1は、イグニッションスイッチ8を介して主電源4に接続されている。入力端子T1は、イグニッションスイッチ8がオンのときに、主電源4から供給される電力をバックアップ電源装置2に入力するための端子である。
(2.1) Terminal The input terminal T1 is connected to the
入力端子T2は、第2補助電源3に接続されている。入力端子T2は、第2補助電源3から供給される電力をバックアップ電源装置2に入力するための端子である。
The input terminal T2 is connected to the second
出力端子T3は、ブレーキシステム5に接続されている。出力端子T3は、第1補助電源22又は第2補助電源3から供給される電力をブレーキシステム5に出力するための端子である。
The output terminal T3 is connected to the
また、ブレーキシステム5には、イグニッションスイッチ8を介して主電源4が接続されている。したがって、ブレーキシステム5は、主電源4が正常であり、かつイグニッションスイッチ8がオンのときには、主電源4から電力が供給される。
Further, the
(2.2)補助電源
第1補助電源22及び第2補助電源3は、主電源4のバックアップ用(すなわち補助又は予備)の電源である。言い換えると、第1補助電源22及び第2補助電源3は、主電源4の失陥時に負荷5に対して電力を供給可能な補助電源である。
(2.2) Auxiliary power supply The first
第1補助電源22は、バックアップ電源装置2内部の給電路101の分岐点N2と電源回路23との間に接続されている。第2補助電源3は、イグニッションスイッチ8と入力端子T2との間に接続されている。第1補助電源22及び第2補助電源3の各々の出力は、例えば、車両9に搭載されているECU7等によって制御される。
The first
第1補助電源22及び第2補助電源3の各々は、例えば、電気二重層キャパシタ(EDLC:Electrical Double Layer Capacitor)である。なお、第1補助電源22及び第2補助電源3の各々は、リチウムイオンキャパシタ(LIC:Lithium Ion Capacitor)、又はリチウムイオン電池(LIB:Lithium Ion Battery)等の二次電池であってもよい。リチウムイオンキャパシタでは、EDLCと同様の材質(例えば活性炭)で正極が形成され、LIBと同様の材質(例えば黒鉛等の炭素材料)で負極が形成される。
Each of the first
また、第1補助電源22及び第2補助電源3の各々は、電気二重層キャパシタに限らず、例えば、以下に説明する構成を有する電気化学デバイスであってもよい。ここでいう電気化学デバイスは、正極部材と、負極部材と、非水電解液と、を備える。正極部材は、正極集電体と、正極集電体に担持され正極活物質を含む正極材料層と、を有する。正極材料層は、アニオン(ドーパント)をドープ及び脱ドープする正極活物質として導電性高分子を含む。負極部材は、負極活物質を含む負極材料層を有する。負極活物質は、一例として、リチウムイオンの吸蔵及び放出を伴う酸化還元反応が進行する物質であり、具体的には、炭素材料、金属化合物、合金又はセラミックス材料等である。非水電解液は、一例として、リチウムイオン伝導性を有する。この種の非水電解液は、リチウム塩と、リチウム塩を溶解させる非水溶液と、を含んでいる。このような構成の電気化学デバイスは、電気二重層キャパシタ等に比べて、高いエネルギ密度を有する。
Further, each of the first
また、第1補助電源22及び第2補助電源3の各々は、電気的に並列、直列、又は並列かつ直列に接続された、2個以上の蓄電デバイス(例えば電気二重層キャパシタ)にて構成されていてもよい。すなわち、2個以上の蓄電デバイスの並列回路若しくは直列回路、又はその組み合わせによって、1つの第1補助電源22及び1つの第2補助電源3がそれぞれ実現されてもよい。
Further, each of the first
ここで、本実施形態に係るバックアップ電源システム1では、第1補助電源22及び第2補助電源3は、主電源4から供給される電力によって充電される。具体的には、第1補助電源22は、イグニッションスイッチ8がオンになり、かつスイッチSW5がオンになると主電源4から電力が供給され、この電力により充電される。また、第2補助電源3は、イグニッションスイッチ8がオンになると主電源4から電力が供給され、この電力により充電される。なお、第2補助電源3は、平滑コンデンサ32と、DC/DCコンバータ33と、制御部34と、スイッチSW6と、を備える。イグニッションスイッチ8がオンになり、主電源4から第2補助電源3に電力が供給されると、DC/DCコンバータ33は、主電源4から供給される直流電圧の電圧値を変換して平滑コンデンサ32を充電する。スイッチSW6は、第2補助電源3に設けられた制御部34によって導通及び遮断される。制御部34は、例えばブレーキシステム5からリモート駐車を実施することを示すリモート駐車実施信号が入力されると、スイッチSW6を導通させ、第2補助電源3からブレーキシステム5へ給電可能な状態とする。なお、車両9のユーザ(運転者又は同乗者)が、例えば、専用のリモコン等を用いて車両9のECU7に対して自動運転による駐車を指示すると、ECU7が車両9を制御して所望の駐車位置に車両9を駐車させるリモート駐車が実行される。ECU7が車両9を自動運転で駐車させる場合、主電源4が失陥した状態でもブレーキシステム5を動作させる必要があるので、リモート駐車時に主電源4が失陥した場合はバックアップ電源システム1がブレーキシステム5に対して電力を供給するのである。なお、本実施形態では車両9がリモート駐車を行う場合にバックアップ電源システム1がブレーキシステム5に対して電力を供給するのであるが、車両9が行う自動運転動作はリモート駐車に限定されない。バックアップ電源システム1は、車両9がリモート駐車以外の自動運転動作(例えば定速巡航、車線変更など)を行う場合に車両9の負荷に対して給電してもよい。なお、制御部34は、イグニッションスイッチ8がオンになった後の所定期間もスイッチSW6を導通させてもよい。上記の所定期間は、イグニッションスイッチ8がオンになった後、つまり主電源4が投入された後に、第1スイッチ回路26及び第2スイッチ回路27の故障診断を行う期間(以下では、この期間を「初期診断タイミング」とも言う)となり、例えば10秒程度の期間である。
Here, in the backup
ここで、第1スイッチ回路26及び第2スイッチ回路27の「故障診断」は、第2スイッチ回路27を構成するスイッチSW3の故障(オープン故障)の診断を含む。「故障診断」は、スイッチSW3のショート故障、スイッチSW4のオープン故障、又はスイッチSW4のショート故障の診断を含んでもよい。また、「故障診断」は、第1スイッチ回路26を構成するスイッチSW1又はSW2の故障(オープン故障又はショート故障)の診断を含んでもよい。
Here, the "failure diagnosis" of the
また、第1補助電源22及び第2補助電源3は、イグニッションスイッチ8がオフになると放電するように構成されている。したがって、イグニッションスイッチ8を再度オンにしたときには、第1補助電源22及び第2補助電源3は未充電の状態である。本開示でいう「未充電の状態」とは、満充電の状態、つまり電気エネルギが十分に蓄えられている状態よりも電気エネルギの残量が少ない状態をいう。
Further, the first
(2.3)電源回路
電源回路23は、制御回路21の動作電圧を生成する回路である。電源回路23は、入力端子T1及びダイオードD1,D3を介して入力される主電源4の出力電圧を、所定の電圧(例えば5V)に降圧して制御回路21に出力する。また、電源回路23は、ダイオードD2を介して入力される第1補助電源22の出力電圧を、所定の電圧(例えば5V)に降圧して制御回路21に出力する。さらに、電源回路23は、ダイオードD4を介して入力される第2補助電源3の出力電圧を、所定の電圧(例えば5V)に降圧して制御回路21に出力する。制御回路21は、電源回路23の出力電力によって動作可能になる。
(2.3) Power supply circuit The
(2.4)駆動回路
スイッチSW1~SW5を導通及び遮断する駆動回路は、第1駆動回路24と、第2駆動回路25とを含む。
(2.4) Drive Circuit The drive circuit that conducts and cuts off the switches SW1 to SW5 includes a
第1駆動回路24は、2つのスイッチSW1,SW2をまとめて駆動するように構成されている。具体的には、第1駆動回路24は、比較回路28の出力信号に従って、スイッチSW1,SW2をオン(導通)/オフ(遮断)するための駆動信号を生成し、生成した駆動信号をスイッチSW1,SW2に出力する。スイッチSW1,SW2は、第1駆動回路24からの駆動信号に従ってオン/オフする。
The
第2駆動回路25は、スイッチSW3~SW5を各別に制御するように構成されている。具体的には、第2駆動回路25は、制御回路21からの第3~第5制御信号に従って、スイッチSW3~SW5をオン(導通)/オフ(遮断)するための第3~第5駆動信号を作成し、作成した第3~第5駆動信号をスイッチSW3~SW5に出力する。スイッチSW3~SW5は、第2駆動回路25からの第3~第5駆動信号に従ってオン/オフする。
The
(2.5)ラッチ回路
ラッチ回路31は、第1駆動回路24によるスイッチSW1,SW2のチャタリング等を防止するための回路である。ラッチ回路31は、制御回路21からの制御に従って(すなわちソフトウエア的に)、比較回路28から第1駆動回路24に入力される信号を制御する。制御回路21は、比較回路28の出力信号(すなわちHレベル信号又はLレベル信号)を監視する。より詳細には、制御回路21は、比較回路28の出力信号が変動したとき、その変動が短時間内での変動である場合は、ラッチ回路31によって、比較回路28から第1駆動回路24に入力される信号を変動前の信号に維持(ラッチ)する。これにより、スイッチSW1,SW2のチャタリングが防止される。また、制御回路21は、比較回路28の出力信号が変動したとき、その変動が短時間内の変動でない場合は、比較回路28から第1駆動回路24に入力される信号を維持しない。これにより、第1駆動回路24は、比較回路28の出力信号に従ってスイッチSW1,SW2を駆動することが可能となる。なお、バックアップ電源装置2がラッチ回路31を備えることは必須ではなく、適宜省略が可能である。
(2.5) Latch circuit The
(2.6)スイッチング素子
バックアップ電源装置2が備える複数のスイッチSW1~SW5の各々は、例えば、エンハンスメント型のPチャネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。複数のスイッチSW1~SW5は、第1駆動回路24又は第2駆動回路25から出力される駆動信号に従ってオン(導通)/オフ(遮断)する。
(2.6) Switching element Each of the plurality of switches SW1 to SW5 included in the backup
スイッチSW1,SW2は、入力端子T1と出力端子T3とを結ぶ給電路101のうち、第1補助電源22と出力端子T3との間に設けられている。つまり、給電路101は、主電源4と負荷5とを繋ぐ第1給電路L1の一部を構成する。スイッチSW1,SW2は、給電路101において互いに直列に接続されている。スイッチSW1のソースは、第1補助電源22に接続され、スイッチSW1のドレインは、スイッチSW2のドレインに接続されている。スイッチSW2のソースは、出力端子T3に接続されている。スイッチSW1,SW2のゲートは共に第1駆動回路24に接続されている。第1駆動回路24の駆動信号に応じてスイッチSW1,SW2を共にオンすることで、第1補助電源22に蓄えられた電力をスイッチSW1,SW2を介してブレーキシステム5に供給することができる。
The switches SW1 and SW2 are provided between the first
スイッチSW3,SW4は、入力端子T2と出力端子T3とを結ぶ給電路102に設けられている。つまり、給電路102は、第2補助電源3と負荷5とを繋ぐ第2給電路L2の一部を構成する。スイッチSW3,SW4は、給電路102において互いに直列に接続されている。スイッチSW4のソースは入力端子T2に接続され、スイッチSW4のドレインはスイッチSW3のドレインに接続されている。また、スイッチSW3のソースは出力端子T3に接続されている。そして、スイッチSW3,SW4を共にオンすることで、第2補助電源3に蓄えられた電力をスイッチSW3,SW4を介してブレーキシステム5に供給することができる。
The switches SW3 and SW4 are provided in the
ここで、本実施形態に係るバックアップ電源システム1では、第1補助電源22及び第2補助電源3のうち一方の補助電源からブレーキシステム5に電力を供給するように構成されている。したがって、スイッチSW1,SW2をオンして第1補助電源22からブレーキシステム5に電力を供給可能な状態にすると、スイッチSW3,SW4をオフして第2補助電源3からの給電を停止する。また、スイッチSW3,SW4をオンして第2補助電源3からブレーキシステム5に電力を供給可能な状態にすると、スイッチSW1,SW2をオフして第1補助電源22からの給電を停止する。
Here, the backup
本実施形態に係るバックアップ電源システム1では、スイッチSW1,SW2により第1スイッチ回路26が構成され、スイッチSW3,SW4により第2スイッチ回路27が構成されている。つまり、本実施形態に係るバックアップ電源システム1は、第1給電路L1を導通及び遮断する第1スイッチ回路26と、第2給電路L2を導通及び遮断する第2スイッチ回路27とを備えている。
In the backup
スイッチSW5は、入力端子T1と出力端子T3とを結ぶ給電路101のうち、入力端子T1と第1補助電源22との間に設けられている。スイッチSW5のソースは、ダイオードD1を介して入力端子T1に接続され、スイッチSW5のドレインは、第1補助電源22に接続されている。イグニッションスイッチ8がオンになり、電源回路23から制御回路21に動作電圧が供給されると、制御回路21はスイッチSW5をオンにする。本実施形態のバックアップ電源システム1では、イグニッションスイッチ8がオンで、かつスイッチSW5がオンになることで、主電源4から供給される電力によって第1補助電源22が充電される。
The switch SW5 is provided between the input terminal T1 and the first
(2.7)比較回路
比較回路28は、給電路101の直流電圧を分圧回路30で分圧した分圧電圧V1と基準電圧Vrefとを比較し、比較結果に応じて第1駆動回路24を制御することでスイッチSW1,SW2のオン(導通)/オフ(遮断)を制御する。これにより、主電源4の失陥時に、比較回路28の制御によって(すなわちハードウエア的に)第1補助電源22から負荷5に電力の供給が可能になる。比較回路28は、分圧電圧V1と基準電圧Vrefとを比較することで、主電源4の失陥及び復旧を監視している。スイッチSW1、SW2は第1スイッチ回路26を構成するため、第1スイッチ回路26は、比較回路28の制御に応じて(換言すれば主電源4の失陥及び/又は復旧に応じて)制御される。
(2.7) Comparison circuit The
より詳細には、比較回路28は、分圧電圧V1が基準電圧Vref以上である場合は、主電源4には失陥が発生していないと判定して、Hレベル信号を第1駆動回路24に出力することでスイッチSW1,SW2を共にオンする。また、比較回路28は、分圧電圧V1が基準電圧Vref未満である場合は、主電源4に失陥が発生していると判定して、Lレベル信号を第1駆動回路24に出力することでスイッチSW1,SW2を共にオフにする。
More specifically, when the voltage dividing voltage V1 is equal to or higher than the reference voltage Vref, the
比較回路28は、第1入力部(すなわち+側の入力部)と、第2入力部(すなわち-側の入力部)と、出力部とを有する。第1入力部には、基準電圧Vrefが入力される。第2入力部は、分圧回路30を介して給電路101の分岐点N1に接続される。分岐点N1は、給電路101における第1補助電源22と第1スイッチ回路26との間に位置している。分圧回路30は、2つの電気抵抗部品R1,R2を有する。2つの電気抵抗部品R1,R2は、分岐点N1と接地点との間において直列に並んで接続されている。比較回路28の第2入力部は、2つの電気抵抗部品R1,R2の間に接続されている。比較回路28の出力部は、第1駆動回路24に接続されており、上記のHレベル信号及びLレベル信号を出力する。
The
(2.8)強制回路
強制回路29は、制御回路21からの制御に従って(すなわちソフトウエア的に)、第1駆動回路24を介してスイッチSW1,SW2を強制的にオン(導通)/オフ(遮断)にする。これにより、スイッチSW1,SW2とスイッチSW3,SW4とが共にオンになるときに、強制回路29によって、スイッチSW1,SW2を強制的にオフにすることで、スイッチSW1,SW2とスイッチSW3,SW4とが共にオンになることを回避できる。この結果、第1補助電源22と第2補助電源3の間を各スイッチSW1~SW4を経由して貫通電流が流れることを抑制できる。なお、上記の「強制的」とは、比較回路28による第1駆動回路24の制御と、強制回路29による第1駆動回路24の制御とが重なった場合、強制回路29による第1駆動回路24の制御が優先されるという意味である。
(2.8) Forced circuit The forced
例えば、制御回路21が、車両側(例えばECU7)からの要求によって第2補助電源3からの電力を負荷5に供給するためにスイッチSW3,SW4をオンにするときに、主電源4に失陥が発生した場合を想定する。この場合は、強制回路29が無ければ、制御回路21は、車両側からの要求によってSW3,SW4をオンにし、更に、主電源4の失陥を検出した比較回路28によって(すなわちハードウエア的に)スイッチSW1,SW2がオンにされる。すなわち、スイッチSW1~SW4が共にオンになる。しかし、本実施形態では、強制回路29を備えるため、上記の場合のようにスイッチSW1~SW4が共にオンになる場合は、強制回路29によってスイッチSW1,SW2が強制的にオフされる。この結果、スイッチSW1,SW2とスイッチSW3,SW4とが共にオンになることが抑制される。
For example, when the
(2.9)制御回路
制御回路21は、例えば、プロセッサ及びメモリを有するマイクロコンピュータで構成されている。つまり、制御回路21は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムで実現されている。そして、プロセッサが適宜のプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが制御回路21として機能する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
(2.9) Control circuit The
制御回路21は、第1駆動回路24、第2駆動回路25、ラッチ回路31、強制回路29を制御する。この制御により、制御回路21は、スイッチSW1~SW5を制御する。
The
より詳細には、制御回路21は、車両側(例えばECU7)からの信号に従って、第2駆動回路25を介してスイッチSW3,SW4のオン/オフを制御する。ECU7は、「外部装置」の一例である。その際、制御回路21は、第2駆動回路25を介してスイッチSW3,SW4をオンに制御するときは、先に強制回路29を介して第1駆動回路24を制御することでスイッチSW1,SW2を強制的にオフにする。その後、制御回路21は、第2駆動回路25を介してスイッチSW3,SW4をオンにする。これにより、スイッチSW1~SW4が同時にオンになる期間が発生することを抑制できる。この結果、第1補助電源22と第2補助電源3との間で貫通電流が発生することを抑制できる。
More specifically, the
また、制御回路21は、第2駆動回路25を介してスイッチSW3,SW4をオフに制御すべきときに、主電源4に失陥が発生しており、かつ、第1補助電源22が十分に充電されていない場合は、強制回路29による第1駆動回路24の制御によってスイッチSW1,SW2を強制的にオフにする状態を維持すると共に第2駆動回路25を介してスイッチSW3,SW4をオンにする制御を継続する。これにより、第2補助電源3から負荷5に電力を供給でき、負荷5に電力が供給されなくなることを抑制する。
Further, in the
そして、制御回路21は、主電源4の失陥が復旧するか又は第1補助電源22が十分に充電されると、第2駆動回路25を介してスイッチSW3,SW4をオフに制御し、その後、強制回路29による第1駆動回路24の強制的な制御を解除する。
Then, when the failure of the
また、制御回路21は、主電源4に失陥が発生していない又は第1補助電源22が十分に充電されている場合は、第2駆動回路25を介してスイッチSW3,SW4をオフにする。その後に、制御回路21は、強制回路29による第1駆動回路24の強制的な制御を解除する。
Further, the
なお、制御回路21は、主電源4の出力電圧及び第1補助電源22の出力電圧を監視している。これにより、制御回路21は、主電源4に失陥が発生しているか否か、及び、第1補助電源22が十分に充電されているか否かを監視している。なお、第1補助電源22が十分に充電されているとは、第1補助電源22の充電電圧(出力電圧)が所定の充電電圧以上であることである。
The
また、制御回路21は、第2スイッチ回路27の故障を診断する診断部211を有する。診断部211は、第2補助電源3の出力電圧を利用して第2スイッチ回路27の故障を診断する。診断部211は、第2補助電源3から負荷5に電力を供給可能な給電可能状態となる給電期間において、第2スイッチ回路27の故障を診断する。なお、診断部211は、給電期間において、第2補助電源3の出力電圧が、所定の判定閾値を超えている場合に、第2スイッチ回路27の故障を診断するように構成されている。ここで、判定閾値は、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子のオープン故障の有無を診断するための閾値である。
Further, the
なお、上記の給電期間は、一定期間であることが望ましい。上記の給電期間が一定期間であることで、診断部211が故障診断を行うために第2補助電源3から電力を供給可能とする給電期間を制限できる。これにより、第2補助電源3の浪費を抑制できる。
The above power supply period is preferably a fixed period. Since the power supply period is a fixed period, it is possible to limit the power supply period during which the diagnosis unit 211 can supply power from the second
本実施形態では、診断部211は、第2スイッチ回路27の故障診断では、スイッチSW3及びSW4の故障(例えばオープン故障及びショート故障)の有無を診断する。
In the present embodiment, the diagnosis unit 211 diagnoses the presence or absence of a failure (for example, an open failure and a short failure) of the switches SW3 and SW4 in the failure diagnosis of the
診断部211は、スイッチSW3のオープン故障の診断を以下のように行う。診断部211は、第2補助電源3の給電期間において第2補助電源3の出力電圧が判定閾値を超えている場合に、第2駆動回路25を介してスイッチSW4をオフにした状態でスイッチSW3をオンになるように制御する。診断部211は、この制御状態でスイッチSW3及びSW4の中点P2の電圧を検出し、中点P2の電圧と判定閾値との高低を比較する。診断部211は、中点P2の電圧が判定閾値を超えている場合はスイッチSW3がオープン故障でないと判定し、中点P2の電圧が判定閾値以下である場合はスイッチSW3がオープン故障であると判定する。換言すると、スイッチSW3(第1スイッチング素子)を導通させる制御信号がスイッチSW3に入力され、スイッチSW4(第2スイッチング素子)を遮断させる遮断信号がスイッチSW4に入力された状態で、診断部211は、スイッチSW3及びSW4の中点P2の電圧と判定閾値との高低に基づいて、スイッチSW3のオープン故障の有無を診断する。このように、診断部211は、スイッチSW3及びSW4の中点P2の電圧を検出し、中点P2の電圧と判定閾値との高低を比較することで、スイッチSW3のオープン故障の有無を診断することができる。
The diagnosis unit 211 diagnoses the open failure of the switch SW3 as follows. When the output voltage of the second
また、診断部211は、スイッチSW4のオープン故障の診断を以下のように行う。診断部211は、第2補助電源3の給電期間において、第2駆動回路25を介してスイッチSW3をオフ、スイッチSW4をオンに制御する。診断部211は、この制御状態でスイッチSW4の両端の電圧、つまり、スイッチSW4と第2補助電源3との中点P1の電圧と、スイッチSW3,SW4の中点P2の電圧と、を検出する。診断部211は、スイッチSW4の両端の電圧(中点P1の電圧及び中点P2の電圧)が同電位であれば、スイッチSW4がオープン故障でないと判定する。診断部211は、スイッチSW4の両端の電圧に電圧差があれば、スイッチSW4がオープン故障であると判定する。
Further, the diagnosis unit 211 diagnoses the open failure of the switch SW4 as follows. The diagnostic unit 211 controls the switch SW3 to be turned off and the switch SW4 to be turned on via the
また、診断部211は、スイッチSW3のショート故障の診断を以下のように行う。すなわち、診断部211は、第2補助電源3の給電可能期間において、第1駆動回路24を介してスイッチSW1,SW2をオンに制御し、第2駆動回路25を介してスイッチSW3,SW4をオフ、スイッチSW5をオンに制御する。診断部211は、この制御状態でスイッチSW3の両端の電圧(スイッチSW3と出力端子T3との中点P3の電圧、及び、中点P2の電圧)を検出する。この検出の結果、診断部211は、スイッチSW3の両端の電圧に電圧差が有る場合は、スイッチSW3はショート故障でないと判定し、スイッチSW3の両端の電圧が同電圧である場合は、スイッチSW3はショート故障であると判定する。
Further, the diagnosis unit 211 diagnoses a short-circuit failure of the switch SW3 as follows. That is, the diagnostic unit 211 controls the switches SW1 and SW2 to be turned on via the
また、診断部211は、スイッチSW4のショート故障の診断を以下のように行う。すなわち、診断部211は、第2補助電源3の給電可能期間において、第2駆動回路25を介してスイッチSW3,SW4をオフに制御し、この制御状態でスイッチSW4の両端の電圧(中点P1の電圧及び中点P2の電圧)を検出する。この検出の結果、診断部211は、スイッチSW4の両端の電圧に電圧差が有る場合は、スイッチSW4はショート故障でないと判定し、スイッチSW4の両端の電圧が同電圧である場合は、スイッチSW4はショート故障であると判定する。
Further, the diagnosis unit 211 diagnoses a short-circuit failure of the switch SW4 as follows. That is, the diagnostic unit 211 controls the switches SW3 and SW4 to be turned off via the
本実施形態では、第2補助電源3は、制御回路21以外の装置(例えば車両9のECU7)によって制御される。第2補助電源3は、第2スイッチ回路27の故障診断のために、ECU7の制御によって、制御回路21の起動時(イグニッションスイッチ8がオンになったタイミング)から一定時間、電圧(すなわち電力)を出力する。制御回路21の診断部211は、この一定時間に合わせて第2スイッチ回路27の故障診断を行う。つまり、診断部211は、イグニッションスイッチ8がオンになり、主電源4が投入された後の初期診断タイミングにおいて、第2スイッチ回路27の故障診断を行う。これにより、診断部211は、第2補助電源3の給電期間に合わせて、第2スイッチ回路27の故障診断を行うことができる。
In the present embodiment, the second
また、制御回路21は、外部装置(例えば車両9のECU7)からの信号(信号Sig1)に基づいて、第2補助電源3が負荷5に電力を供給可能な給電可能状態に切り替わるタイミングで、第2スイッチ回路27の故障診断を行う(すなわち診断モードを実行する)。ここで、「外部装置からの信号」は、例えば、車両9に所定の自動運転動作を行わせる旨の信号であり、具体的には、車両9をリモート駐車させる旨の信号(例えば後述のリモート駐車の実施を要求する要求信号)である。車両9をリモート駐車させる際は、主電源4が失陥した場合に第1補助電源22及び第2補助電源3のいずれかから負荷5に給電が可能なように、第1補助電源22及び第2補助電源3のいずれかから負荷5に電力供給が可能な状態とする必要がある。そこで、バックアップ電源システム1の診断部211は、車両9をリモート駐車させる場合に、第2補助電源3から負荷5に電力を供給可能な状態とする前に、第2スイッチ回路27の故障診断を行う。
Further, the
すなわち、本実施形態の診断部211は、制御回路21の起動時からの一定期間(初期診断タイミング)と、その後の外部装置からの信号に基づいた期間とのいずれかの期間において、第2スイッチ回路27の故障診断が可能である。なお、制御回路21は、第2補助電源3の電圧出力(電力供給)の有無を監視し、第2補助電源3から電圧が出力されていることを確認した後に、第2スイッチ回路27の故障診断を行う。
That is, the diagnostic unit 211 of the present embodiment has a second switch in either a fixed period (initial diagnosis timing) from the start of the
(2.10)ダイオード
ダイオードD1は、入力端子T1と出力端子T3とを結ぶ給電路101のうち、入力端子T1とスイッチSW5との間に設けられている。ダイオードD1のアノードは、入力端子T1に接続され、ダイオードD1のカソードは、スイッチSW5のソースに接続されている。
(2.10) Diode The diode D1 is provided between the input terminal T1 and the switch SW5 in the
ダイオードD2は、第1補助電源22と電源回路23との間に設けられている。ダイオードD2のアノードは、第1補助電源22に接続され、ダイオードD2のカソードは、電源回路23に接続されている。
The diode D2 is provided between the first
ダイオードD3は、ダイオードD1及びスイッチSW5の接続点と電源回路23との間に設けられている。ダイオードD3のアノードは、ダイオードD1及びスイッチSW5の接続点に接続され、ダイオードD3のカソードは、電源回路23に接続されている。
The diode D3 is provided between the connection point of the diode D1 and the switch SW5 and the
ダイオードD4は、入力端子T2と電源回路23との間に設けられている。ダイオードD4のアノードは、入力端子T2に接続され、ダイオードD4のカソードは、電源回路23に接続されている。
The diode D4 is provided between the input terminal T2 and the
ここで、主電源4の出力電圧が第1補助電源22及び第2補助電源3の出力電圧よりも高い場合、ダイオードD1,D3が導通し、かつダイオードD2,D4が非導通となり、主電源4の出力電圧がダイオードD1,D3を介して電源回路23に入力される。そして、電源回路23は、入力された主電源4の出力電圧を、所定の電圧(例えば5V)に降圧して制御回路21に出力する。
Here, when the output voltage of the
また、第1補助電源22の出力電圧が主電源4及び第2補助電源3の出力電圧よりも高い場合、ダイオードD2が導通し、かつダイオードD1,D3,D4が非導通となり、第1補助電源22の出力電圧がダイオードD2を介して電源回路23に入力される。そして、電源回路23は、入力された第1補助電源22の出力電圧を、所定の電圧(例えば5V)に降圧して制御回路21に出力する。
Further, when the output voltage of the first
さらに、第2補助電源3の出力電圧が主電源4及び第1補助電源22の出力電圧よりも高い場合、ダイオードD4が導通し、かつダイオードD1,D2,D3が非導通となり、第2補助電源3の出力電圧がダイオードD4を介して電源回路23に入力される。そして、電源回路23は、入力された第2補助電源3の出力電圧を、所定の電圧(例えば5V)に降圧して制御回路21に出力する。
Further, when the output voltage of the second
(3)動作
以下、バックアップ電源システム1の動作を説明する。
(3) Operation The operation of the backup
(3.1)基本動作
イグニッションスイッチ8がオンになり主電源4からバックアップ電源システム1に電力が供給されると、第1補助電源22及び第2補助電源3の充電が開始される。なお、主電源4からバックアップ電源システム1に電力が供給されて、バックアップ電源システム1が起動する時点では、第1補助電源22及び第2補助電源3の電圧は略0Vに低下していると想定する。
(3.1) Basic Operation When the
第1補助電源22の充電が完了するまでの間に、バックアップ電源システム1の制御回路21が、ブレーキシステム5又は車両9のECU7からリモート駐車の実施要求を受信すると、制御回路21は、第1補助電源22に比べて小容量で充電時間が短い第2補助電源3からブレーキシステム5に電力を供給可能にする。すなわち、制御回路21は、スイッチSW1,SW2をオフ、スイッチSW3,SW4をオンにして、第2補助電源3とブレーキシステム5とを繋ぐ第2給電路L2を導通させる。制御回路21は、第2補助電源3からの給電開始を直接制御できないため、第2補助電源3からブレーキシステム5へ給電する場合には、主電源4が失陥していない状態でも第2給電路L2を導通する。主電源4の失陥が発生した場合、第2補助電源3は、例えばブレーキシステム5からの指令を受けて給電を開始し、第2補助電源3から第2給電路L2を介してブレーキシステム5に電力が供給される。換言すれば、主電源4の失陥時に第1補助電源22の充電が完了していない場合、第2補助電源3から第2給電路L2を介して負荷(ブレーキシステム5)に給電する。このように、第2補助電源3がブレーキシステム5に対して実際に給電するのは、主電源4が失陥した場合である。
When the
なお、主電源4の失陥が発生することなく、第1補助電源22の充電が完了した場合、制御回路21は、スイッチSW1~SW4をオフにして、主電源4の失陥を監視する。制御回路21は、ブレーキシステム5又は車両9のECU7からリモート駐車の実施要求を受信しても、スイッチSW1~SW4をオフに維持する。そして、制御回路21は、主電源4の失陥を検出した場合にスイッチSW1,SW2をオンにして、第1補助電源22とブレーキシステム5とを繋ぐ第1給電路L1を導通させ、第1補助電源22からブレーキシステム5に電力を供給する。
When the charging of the first
(3.2)故障診断動作
上述のように、バックアップ電源システム1は、車両9がリモート駐車を行う場合に主電源4が失陥すると、ブレーキシステム5に対して電力を供給するのであるが、スイッチSW1~SW4が正常に作動するかを確認するため、車両9が1回運行する間にスイッチSW1~SW4の故障診断を1回行っている。
(3.2) Failure diagnosis operation As described above, the backup
以下では、図3~図6を参照して、バックアップ電源システム1が行う故障診断動作について説明する。
Hereinafter, the failure diagnosis operation performed by the backup
図4は、車両9がリモート駐車を実施する場合のみ第2補助電源3が負荷5に対して給電可能な状態に制御される場合の動作を示すフローチャートである。また、図3において、「F1」は、第1補助電源22の充電状態を示すフラグである。フラグF1の値がLoであれば第1補助電源22の充電が完了していない状態を示し、フラグF1の値がHiであれば第1補助電源22の充電が完了した状態を示している。「Sig2」は、例えばブレーキシステム5から制御回路21に入力されるリモート駐車実施信号である。リモート駐車実施信号Sig2の値がLoであればリモート駐車の実施を指示していない状態であり、リモート駐車実施信号Sig2の値がHiであればリモート駐車の実施を指示している状態である。「SBIN」は、第2補助電源3の出力状態を示すフラグである。フラグSBINの値がHiの期間は、第2補助電源3から判定閾値を超える電圧が入力されている期間である。「Bout」は、バックアップ電源システム1から負荷5への電圧の出力状態を示すフラグである。フラグBoutの値がHiの期間は、バックアップ電源システム1から負荷5へ電圧が出力される期間である。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation when the second
時点t1においてイグニッションスイッチ8がオンになると、主電源4からバックアップ電源システム1に電力が投入され、制御回路21が起動する(ステップS1)。バックアップ電源システム1の起動時は第1補助電源22及び第2補助電源3の電圧は略0Vに低下していると想定する。主電源4から第2補助電源3に電力が供給されると、第2補助電源3のDC/DCコンバータ33が平滑コンデンサ32の充電を開始する。なお、バックアップ電源システム1の起動時には、制御回路21が、スイッチSW5をオフにしており、この時点では第1補助電源22の充電は開始されていない。
When the
制御回路21は、ブレーキシステム5のECUと通信を行い、スイッチSW2,SW3のショート故障診断を実行する許可をブレーキシステム5のECUから受信すると、診断部211がスイッチSW2,SW3のショート故障診断を実行する(ステップS2)。
When the
診断部211は、時点t2~t3までの期間にスイッチSW2をオフに制御し、スイッチSW1,SW2の中点P4の電圧に基づいてスイッチSW2にショート故障が発生しているか否かを診断する。出力端子T3には主電源4から電圧が印加されているので、診断部211は、中点P4の電圧が判定閾値よりも低ければ、スイッチSWにショート故障が発生していないと判断する。なお、判定閾値は、主電源4の電圧よりも低く、かつ、充電完了時の第1補助電源22及び第2補助電源3の電圧よりも低い電圧に設定されている。
The diagnostic unit 211 controls the switch SW2 to be turned off during the period from the time points t2 to t3, and diagnoses whether or not a short-circuit failure has occurred in the switch SW2 based on the voltage of the midpoint P4 of the switches SW1 and SW2. Since the voltage is applied to the output terminal T3 from the
また、診断部211は、時点t3~t4までの期間にスイッチSW3をオフに制御し、スイッチSW3,SW4の中点P2の電圧に基づいてスイッチSW3にショート故障が発生しているか否かを診断する。診断部211は、中点P2の電圧が判定閾値よりも低ければ、スイッチSWにショート故障が発生していないと判断する。 Further, the diagnostic unit 211 controls the switch SW3 to be off during the period from the time point t3 to t4, and diagnoses whether or not a short-circuit failure has occurred in the switch SW3 based on the voltage of the midpoint P2 of the switches SW3 and SW4. do. If the voltage at the midpoint P2 is lower than the determination threshold value, the diagnostic unit 211 determines that a short-circuit failure has not occurred in the switch SW.
ステップS2のショート故障診断においてショート故障が発生していれば(ステップS3:No)、制御回路21は、スイッチSW2,SW3の異常を検知したため、異常終了する(ステップS14)。異常終了した場合、制御回路21は、スイッチSW2,SW3のショート故障を示すフラグをメモリに記憶する。制御回路21は、スイッチSW2,SW3のショート故障を示すフラグがメモリに記憶されている間は、ブレーキシステム5からリモート駐車実施信号Sig2が入力された場合でも、ブレーキシステム5に対して給電を行わず、車両9はリモート駐車の実施を停止する。
If a short failure has occurred in the short failure diagnosis in step S2 (step S3: No), the
ステップS2のショート故障診断においてショート故障が発生していなければ(ステップS3:Yes)、制御回路21は、時点t5に第2駆動回路25を介してスイッチSW5をオンにして、第1補助電源22の充電を開始させる。そして、制御回路21は、ブレーキシステム5から入力されるリモート駐車実施信号Sig2がHiであるか否かを判断する(ステップS4)。
If no short failure has occurred in the short failure diagnosis in step S2 (step S3: Yes), the
その後、時点t6に、リモート駐車を実施させるリモート駐車実施信号Sig2がHiになると(ステップS4:Yes)、診断部211は、フラグSBINの値がHiであるか否か、つまり第2補助電源3から判定閾値を超える電圧が入力されているか否かを判定する(ステップS5)。
After that, when the remote parking execution signal Sig2 for executing the remote parking becomes Hi at the time point t6 (step S4: Yes), the diagnostic unit 211 determines whether or not the value of the flag SBIN is Hi, that is, the second
なお、第2補助電源3の制御部34は、時点t6においてリモート駐車実施信号Sig2がHiになると、スイッチSW6をオンにして、ブレーキシステム5へ給電可能な状態としており、フラグSBINの値が時点t6においてLoからHiに切り替わる。したがって、診断部211は、ステップS5においてフラグSBINの値がHiであると判定し(ステップS5:Yes)、スイッチSW3及びSW4の故障診断を行う。ここでは、診断部211は、スイッチSW3のオープン故障の故障診断と、スイッチSW4のオープン故障及びショート故障の故障診断を行う(ステップS6)。本実施形態では、車両9が所定の自動運転動作(例えばリモート駐車)を行うタイミングで、第2スイッチ回路27が第2給電路L2を導通する前に、診断部211が、スイッチSW3及びSW4(第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子)のオープン故障の有無を診断する。
When the remote parking execution signal Sig2 becomes Hi at the time point t6, the
診断部211は、時点t7から時点t8までの期間にスイッチSW3をオン、スイッチSW4をオフに制御して、スイッチSW3のオープン故障の有無を診断する。このとき、診断部211は、中点P2の電圧が判定閾値以上であれば、スイッチSW3のオープン故障は発生していないと判断し、中点P2の電圧が判定閾値よりも低ければ、スイッチSW3のオープン故障が発生していると判断する。 The diagnosis unit 211 controls the switch SW3 to be on and the switch SW4 to be off during the period from the time point t7 to the time point t8, and diagnoses the presence or absence of an open failure of the switch SW3. At this time, the diagnostic unit 211 determines that the open failure of the switch SW3 has not occurred if the voltage of the midpoint P2 is equal to or higher than the determination threshold, and if the voltage of the midpoint P2 is lower than the determination threshold, the switch SW3 Judge that an open failure has occurred.
また、診断部211は、時点t8から時点t9までの期間にスイッチSW3,SW4を共にオフに制御して、スイッチSW4のショート故障の有無を判断する。このとき、中点P1には第2補助電源3から判定閾値を超える電圧が印加されている。したがって、診断部211は、中点P2の電圧が判定閾値よりも低ければ、スイッチSW4のショート故障は発生していないと判断し、中点P2の電圧が判定閾値以上であれば、スイッチSW4のショート故障が発生していると判断する。
Further, the diagnostic unit 211 controls both the switches SW3 and SW4 to be turned off during the period from the time point t8 to the time point t9, and determines whether or not there is a short-circuit failure of the switch SW4. At this time, a voltage exceeding the determination threshold is applied to the midpoint P1 from the second
また、診断部211は、時点t9から時点t10までの期間にスイッチSW3をオフ、SW4をオンに制御して、スイッチSW4のオープン故障の有無を判断する。このとき、診断部211は、中点P2の電圧が判定閾値以上であれば、スイッチSW4のオープン故障は発生していないと判断し、中点P2の電圧が判定閾値よりも低ければ、スイッチSW4のオープン故障が発生していると判断する。 Further, the diagnostic unit 211 controls the switch SW3 to be turned off and the switch SW4 to be turned on during the period from the time point t9 to the time point t10, and determines whether or not the switch SW4 has an open failure. At this time, the diagnostic unit 211 determines that the open failure of the switch SW4 has not occurred if the voltage of the midpoint P2 is equal to or higher than the determination threshold value, and if the voltage of the midpoint P2 is lower than the determination threshold value, the switch SW4 Judge that an open failure has occurred.
ステップS6の故障診断において、スイッチSW3又はSW4に異常有りと診断されると(ステップS7:No)、診断部211は異常終了する(ステップS14)。異常終了した場合、制御回路21は、スイッチSW3又はSW4での異常有りを示すフラグをメモリに記憶する。制御回路21は、スイッチSW3又はSW4での異常有りを示すフラグがメモリに記憶されている間は、ブレーキシステム5からリモート駐車実施信号Sig2が入力された場合でも、ブレーキシステム5に対して給電を行わず、車両9はリモート駐車の実施を停止する。
When it is diagnosed that there is an abnormality in the switch SW3 or SW4 in the failure diagnosis in step S6 (step S7: No), the diagnosis unit 211 ends abnormally (step S14). When abnormally terminated, the
ステップS6の故障診断において、スイッチSW3及びSW4が正常であると診断されると(ステップS7:Yes)、時点t11において制御部21はスイッチSW3,SW4を両方共にオンにして、第2補助電源3からブレーキシステム5に給電可能な状態とする。
When the switches SW3 and SW4 are diagnosed as normal in the failure diagnosis in step S6 (step S7: Yes), the
例えば、リモート駐車によって車両9を駐車場から自動的に出庫する場合、ブレーキシステム5を動作させるための電源が確保されている必要がある。つまり、主電源4が失陥する場合に備えて、バックアップ電源システム1がブレーキシステム5に給電可能な状態に切り替わるのであるが、主電源4の起動直後で第1補助電源22の充電が完了していないため、第2補助電源3からブレーキシステム5に給電可能な状態とする。そして、第2補助電源3からブレーキシステム5に給電可能な状態になると、車両9のECU7は、車両9にリモート駐車を実施させる(ステップS8)。
For example, when the
時点t12においてブレーキシステム5から入力されるリモート駐車実施信号Sig2がLoになると、つまりリモート駐車が終了すると(ステップS9:Yes)、制御部21は、スイッチSW3,SW4をオフにして、第2補助電源3からの給電を停止する状態に切り替える。そして、診断部211は、第1補助電源22の電圧V22が所定の閾値(例えば8V)以上であるか否かを判断する(ステップS10)。
When the remote parking execution signal Sig2 input from the
その後、第1補助電源22の電圧V22が閾値以上になると(ステップS10:Yes)、診断部211は、スイッチSW1及びSW2の故障診断を行う。ここでは、診断部211は、スイッチSW1のオープン故障及びショート故障の故障診断と、スイッチSW2のオープン故障の故障診断を行う(ステップS11)。
After that, when the voltage V22 of the first
診断部211は、時点t13から時点t14までの期間にスイッチSW1をオフ、スイッチSW2をオンに制御して、スイッチSW2のオープン故障の有無を診断する。このとき、診断部211は、スイッチSW1,SW2の中点P4の電圧が判定閾値以上であれば、スイッチSW2のオープン故障は発生していないと判断し、中点P4の電圧が判定閾値よりも低ければ、スイッチSW2のオープン故障が発生していると判断する。 The diagnosis unit 211 controls the switch SW1 to be turned off and the switch SW2 to be turned on during the period from the time point t13 to the time point t14, and diagnoses the presence or absence of an open failure of the switch SW2. At this time, if the voltage of the midpoint P4 of the switches SW1 and SW2 is equal to or higher than the determination threshold value, the diagnostic unit 211 determines that the open failure of the switch SW2 has not occurred, and the voltage of the midpoint P4 is higher than the determination threshold value. If it is low, it is determined that an open failure of the switch SW2 has occurred.
また、診断部211は、時点t14から時点t15までの期間にスイッチSW1,SW2を共にオフに制御して、スイッチSW1のショート故障の有無を判断する。このとき、診断部211は、中点P4の電圧が判定閾値よりも低ければ、スイッチSW1のショート故障は発生していないと判断し、中点P4の電圧が判定閾値以上であれば、スイッチSW1のショート故障が発生していると判断する。 Further, the diagnostic unit 211 controls both the switches SW1 and SW2 to be turned off during the period from the time point t14 to the time point t15, and determines whether or not there is a short-circuit failure of the switch SW1. At this time, the diagnostic unit 211 determines that a short-circuit failure of the switch SW1 has not occurred if the voltage of the midpoint P4 is lower than the determination threshold value, and if the voltage of the midpoint P4 is equal to or higher than the determination threshold value, the switch SW1 Judge that a short-circuit failure has occurred.
また、診断部211は、時点t15から時点t16までの期間にスイッチSW2をオフ、SW1をオンに制御して、スイッチSW1のオープン故障の有無を判断する。このとき、診断部211は、中点P4の電圧が判定閾値以上であれば、スイッチSW1のオープン故障は発生していないと判断し、中点P4の電圧が判定閾値よりも低ければ、スイッチSW1のオープン故障が発生していると判断する。 Further, the diagnostic unit 211 controls the switch SW2 to be turned off and the switch SW1 to be turned on during the period from the time point t15 to the time point t16, and determines whether or not the switch SW1 has an open failure. At this time, the diagnostic unit 211 determines that the open failure of the switch SW1 has not occurred if the voltage of the midpoint P4 is equal to or higher than the determination threshold value, and if the voltage of the midpoint P4 is lower than the determination threshold value, the switch SW1 Judge that an open failure has occurred.
以上のようにして、スイッチSW1,SW2の故障診断が行われるのであるが、ステップS11の故障診断において、スイッチSW1又はSW2に異常有りと診断されると(ステップS12:No)、診断部211は異常終了する(ステップS15)。異常終了した場合、制御回路21は、スイッチSW1又はSW2に異常があることを示すフラグをメモリに記憶する。制御回路21は、スイッチSW1又はSW2に異常があることを示すフラグがメモリに記憶されている間は、ブレーキシステム5からリモート駐車実施信号Sig2が入力された場合でも、ブレーキシステム5に対して給電を行わない。
As described above, the failure diagnosis of the switches SW1 and SW2 is performed. However, when it is diagnosed that there is an abnormality in the switch SW1 or SW2 in the failure diagnosis in step S11 (step S12: No), the diagnosis unit 211 is performed. Abnormal termination (step S15). When abnormally terminated, the
また、ステップS11の故障診断において、スイッチSW1及びSW2が正常であると診断されると(ステップS12:Yes)、診断部211は診断処理を正常終了する(ステップS13)。 Further, in the failure diagnosis in step S11, when the switches SW1 and SW2 are diagnosed as normal (step S12: Yes), the diagnosis unit 211 normally ends the diagnosis process (step S13).
なお、その後の時点t17において、第1補助電源22の充電電圧が所定の閾値に達し、充電が完了すると、その後のリモート駐車時には、バックアップ電源システム1は、第1補助電源22からブレーキシステム5に電力を供給する状態となる。第1補助電源22の充電電圧が所定の閾値に達した後も、制御部21は、スイッチSW5をオン状態に維持しており、第1補助電源22の充電は継続される。
At the subsequent time point t17, when the charging voltage of the first
図4のフローチャートに示す動作では、ステップS5において第2補助電源3から判定閾値を超える電圧が供給されていなかった場合、ステップS6のスイッチSW3,SW4の故障診断は実行されない。この場合、ステップS8でリモート駐車を実行する際、診断部211は、スイッチSW3,SW4の故障診断を実行する。このときの故障診断動作について図5のフローチャートを参照して説明する。
In the operation shown in the flowchart of FIG. 4, if the voltage exceeding the determination threshold value is not supplied from the second
スイッチSW3,SW4の故障診断を未実施の状態で、ブレーキシステム5から制御回路21に入力されるリモート駐車実施信号Sig2がHiになると(ステップS21)、診断部211は、フラグSBINの値がHiであるか否かを判定する(ステップS22)。
When the remote parking execution signal Sig2 input from the
フラグSBINの値がHi、つまり第2補助電源3から判定閾値を超える電圧が入力されていれば(ステップS22:Yes)、診断部211は、スイッチSW3及びSW4の故障診断を行う。ここでは、診断部211は、スイッチSW3のオープン故障の故障診断と、スイッチSW4のオープン故障及びショート故障の故障診断を行う(ステップS23)。スイッチSW3のオープン故障の故障診断と、スイッチSW4のオープン故障及びショート故障の故障診断については、ステップS6の処理と同様であるので、その説明は省略する。 If the value of the flag SBIN is Hi, that is, a voltage exceeding the determination threshold value is input from the second auxiliary power supply 3 (step S22: Yes), the diagnosis unit 211 performs failure diagnosis of the switches SW3 and SW4. Here, the diagnosis unit 211 performs a failure diagnosis of the open failure of the switch SW3 and a failure diagnosis of the open failure and the short failure of the switch SW4 (step S23). Since the failure diagnosis of the open failure of the switch SW3 and the failure diagnosis of the open failure and the short failure of the switch SW4 are the same as the process of step S6, the description thereof will be omitted.
ステップS23の故障診断において、スイッチSW3又はSW4に異常有りと診断されると(ステップS24:No)、診断部211は異常終了する(ステップS26)。異常終了した場合、制御回路21は、スイッチSW3又はSW4に異常ありを示すフラグをメモリに記憶する。制御回路21は、スイッチSW3又はSW4に異常ありを示すフラグがメモリに記憶されている間は、ブレーキシステム5に対して給電を行わず、車両9はリモート駐車の実施を停止する。
When it is diagnosed that there is an abnormality in the switch SW3 or SW4 in the failure diagnosis in step S23 (step S24: No), the diagnosis unit 211 ends abnormally (step S26). When abnormally terminated, the
ステップS24の故障診断において、スイッチSW3及びSW4が正常であると診断されると(ステップS24:Yes)、制御部21はスイッチSW3,SW4を両方共にオンにして、第2補助電源3からブレーキシステム5に給電可能な状態とする。バックアップ電源システム1の第2補助電源3が給電可能な状態になると、車両9のECU7は、リモート駐車を実施させる(ステップS25)。
When the switches SW3 and SW4 are diagnosed as normal in the failure diagnosis in step S24 (step S24: Yes), the
なお、ステップS22において、第2補助電源3から判定閾値を超える電圧が入力されていないと判定された場合(ステップS22;No)、診断部211は、スイッチSW3,SW4の故障診断を行うことなく、異常終了する(S26)。 When it is determined in step S22 that a voltage exceeding the determination threshold value has not been input from the second auxiliary power supply 3 (step S22; No), the diagnostic unit 211 does not perform failure diagnosis of the switches SW3 and SW4. , Abnormal termination (S26).
また、本実施形態のバックアップ電源システム1では、第1補助電源22と第2補助電源3との間の給電路のうち第2給電路L2が短絡するショート故障の有無を診断しており、この診断動作を図6に基づいて説明する。
Further, in the backup
バックアップ電源システム1が定常処理を実行中(ステップS51)、制御回路21は、ブレーキシステム5からリモート駐車の実施の指示があるか否か、換言するとブレーキシステム5からのリモート駐車実施信号Sig2がOFFであるか否かを判断する(ステップS52)。
While the backup
リモート駐車実施信号Sig2がONであれば(ステップS52:No)、診断部211は、第2給電路L2のショート異常がない、つまり正常であると判定するための第1タイマ、及び、第2給電路L2のショート異常があると判定するための第2タイマのカウンタをそれぞれクリアした後(ステップS58)、ステップS52に戻る。 If the remote parking execution signal Sig2 is ON (step S52: No), the diagnostic unit 211 has a first timer and a second timer for determining that there is no short-circuit abnormality in the second power supply path L2, that is, it is normal. After clearing the counters of the second timers for determining that there is a short circuit abnormality in the power supply path L2 (step S58), the process returns to step S52.
リモート駐車実施信号Sig2がOFFであれば、診断部211は、第2補助電源3の出力状態を示すフラグSBINの値がHiであるかLoであるかを判断する(ステップS53)。
If the remote parking execution signal Sig2 is OFF, the diagnostic unit 211 determines whether the value of the flag SBIN indicating the output state of the second
ステップS53においてフラグSBINの値がHiであれば(ステップS53:Yes)、診断部211は、入力端子T2と出力端子T3との間がショート状態であるか否かを診断する(ステップS54)。診断部211は、スイッチSW3,SW4をオフに制御する。ここで、スイッチSW3,SW4が正常にオフになっていれば、第2補助電源3は接続点である入力端子T2(中点P1)に電圧を印加していないので、中点P1の電圧は判定閾値よりも低くなる。一方、スイッチSW3,SW4でショート故障が発生していると、中点P1には主電源4からの電圧が入力されるため、中点P1の電圧が判定閾値以上になる。したがって、診断部211は、スイッチSW3,SW4をオフに制御した状態での中点P1(接続点である入力端子T2)の電圧に基づいて、入力端子T2と出力端子T3との間のショート状態が発生しているか否かを診断することができる。
If the value of the flag SBIN is Hi in step S53 (step S53: Yes), the diagnostic unit 211 diagnoses whether or not there is a short circuit between the input terminal T2 and the output terminal T3 (step S54). The diagnostic unit 211 controls the switches SW3 and SW4 to be turned off. Here, if the switches SW3 and SW4 are normally turned off, the second
診断部211は、ステップS54の診断が終了すると、第1タイマのカウンタをクリアした後(ステップS55)、ショート状態で第2タイマが一定時間のカウントを終了したか否かを判断する(ステップS56)。ここで、ステップS54においてショート状態ではないと診断されるか、ショート状態が一定時間継続しなかった場合(ステップS56:No)、診断部211はステップS52に戻る。 When the diagnosis in step S54 is completed, the diagnosis unit 211 determines whether or not the second timer has finished counting for a certain period of time in the short state after clearing the counter of the first timer (step S55) (step S56). ). Here, if it is diagnosed in step S54 that the short state is not performed, or if the short state does not continue for a certain period of time (step S56: No), the diagnosis unit 211 returns to step S52.
一方、ステップS54においてショート状態で第2タイマが一定時間のカウントを終了した場合(ステップS56:Yes)、診断部211は、入力端子T2と出力端子T3との間のショート異常が発生したと判断する(ステップS57)。この場合、ブレーキシステム5からリモート駐車実施信号Sig2が制御回路21に入力されても、制御回路21は、第1補助電源22及び第2補助電源3からブレーキシステム5に電力を供給させないので、リモート駐車は実行されない。
On the other hand, when the second timer finishes counting for a certain period of time in the short state in step S54 (step S56: Yes), the diagnostic unit 211 determines that a short-circuit abnormality has occurred between the input terminal T2 and the output terminal T3. (Step S57). In this case, even if the remote parking execution signal Sig2 is input to the
また、ステップS53においてフラグSBINの値がLoであれば(ステップS53:No)、診断部211は、第2タイマのカウンタをクリアした後(ステップS59)第1タイマが一定時間をカウントアップしたか否かを判断する(ステップS60)。ここで、第1タイマが一定時間のカウントアップを終了していない場合(ステップS61:No)、ステップS52の処理に戻る。第1タイマが一定時間のカウントアップを終了した場合(ステップS61:Yes)、診断部211は、入力端子T2と出力端子T3との間のショート異常は発生しておらず、正常と判断して処理を終了する。 If the value of the flag SBIN is Lo in step S53 (step S53: No), has the diagnostic unit 211 counted up for a certain period of time after clearing the counter of the second timer (step S59)? It is determined whether or not (step S60). Here, if the first timer has not completed the count-up for a certain period of time (step S61: No), the process returns to the process of step S52. When the first timer finishes counting up for a certain period of time (step S61: Yes), the diagnostic unit 211 determines that a short circuit error between the input terminal T2 and the output terminal T3 has not occurred and is normal. End the process.
このように、診断部211は、主電源4が失陥しておらず、第2補助電源3が接続点T2に電圧を印加していない状態(第2状態)で、接続点(入力端子T2)の電圧に基づいて、第2スイッチ回路27のショート故障の有無を診断している。診断部211が第2スイッチ回路27のショート故障の有無を診断しているので、制御回路21は、第2スイッチ回路27でショート故障が発生していないことを確認した後に、第1補助電源22から第1給電路L1を介して負荷(ブレーキシステム5)に給電することができる。したがって、第1補助電源22から給電するためにスイッチSW1,SW2をオンした場合に、第1補助電源22と第2補助電源3との間に貫通電流が流れるのを抑制することができる。
As described above, in the diagnostic unit 211, the connection point (input terminal T2) is in a state where the
(4)変形例
上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(4) Modifications The above embodiment is only one of the various embodiments of the present disclosure. The above-described embodiment can be variously modified depending on the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved.
(4.1)変形例1
変形例1のバックアップ電源システム1では、第2補助電源3が、主電源4が投入された後の所定期間に接続点である入力端子T2に電圧を印加している。そして、診断部211は、この所定期間に第1スイッチング素子(スイッチSW3)及び第2スイッチング素子(スイッチSW4)のオープン故障の有無を診断しており、この点で変形例1と上記の実施形態とは相違する。なお、変形例1に係るバックアップ電源システム1の構成は上記の実施形態と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
(4.1)
In the backup
変形例1のバックアップ電源システム1の動作を図7のフローチャートに基づいて説明する。
The operation of the backup
図7のステップS31~S33までの動作は、図4のステップS1~S3までの動作と同様であるのでその説明は省略する。 Since the operations of steps S31 to S33 in FIG. 7 are the same as the operations of steps S1 to S3 of FIG. 4, the description thereof will be omitted.
ステップS32のショート故障診断においてショート故障が発生していれば(ステップS33:No)、制御回路21は、スイッチSW2,SW3の異常を検知したため、異常終了する(ステップS41)。
If a short failure has occurred in the short failure diagnosis in step S32 (step S33: No), the
ステップS32のショート故障診断においてショート故障が発生していなければ(ステップS33:Yes)、制御回路21は、第2駆動回路25を介してスイッチSW5をオンにして、第1補助電源22の充電を開始させる。そして、診断部211は、フラグSBINの値がHiであるか否か、つまり第2補助電源3から判定閾値を超える電圧が入力されているか否かを判定する(ステップS34)。
If a short failure has not occurred in the short failure diagnosis in step S32 (step S33: Yes), the
ステップS34においてフラグSBINの値がHiであれば(ステップS34:Yes)、診断部211はスイッチSW3及びSW4の故障診断を行う。ここでは、診断部211は、スイッチSW3のオープン故障の故障診断と、スイッチSW4のオープン故障及びショート故障の故障診断を行う(ステップS35)。 If the value of the flag SBIN is Hi in step S34 (step S34: Yes), the diagnostic unit 211 performs failure diagnosis of the switches SW3 and SW4. Here, the diagnosis unit 211 performs a failure diagnosis of the open failure of the switch SW3 and a failure diagnosis of the open failure and the short failure of the switch SW4 (step S35).
ステップS35の故障診断において、スイッチSW3及びSW4が正常であると診断されると(ステップS36:Yes)、診断部211は、第1補助電源22の電圧V22が所定の閾値(例えば8V)以上であるか否かを判断する(ステップS37)。
When the switches SW3 and SW4 are diagnosed as normal in the failure diagnosis in step S35 (step S36: Yes), the diagnosis unit 211 determines that the voltage V22 of the first
また、ステップS34においてフラグSBINの値がLoであれば(ステップS34:No)、診断部211はスイッチSW3及びSW4の故障診断を行わず、ステップS37の処理に移行する。つまり、診断部211は、主電源4が投入された後の所定期間に、第2補助電源3から接続点(入力端子T2)に印加される電圧が判定閾値以下であれば、スイッチSW3及びSW4(第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子)のオープン故障の有無を診断しない。これにより、第2補助電源3から接続点(入力端子T2)に判定閾値を超える電圧が印加されている状態で、スイッチSW3及びSW4のオープン故障の有無を診断することができ、オープン故障の有無を誤診断する可能性を低減できる。
If the value of the flag SBIN is Lo in step S34 (step S34: No), the diagnostic unit 211 does not perform failure diagnosis of the switches SW3 and SW4, and proceeds to the process of step S37. That is, if the voltage applied from the second
第1補助電源22が充電されて第1補助電源22の電圧V22が閾値以上になると(ステップS37:Yes)、診断部211は、スイッチSW1及びSW2の故障診断を行う。ここでは、診断部211は、スイッチSW1のオープン故障及びショート故障の故障診断と、スイッチSW2のオープン故障の故障診断を行う(ステップS38)。
When the first
ステップS38の故障診断において、スイッチSW1又はSW2に異常有りと診断されると(ステップS39:No)、診断部211は異常終了する(ステップS42)。 When it is diagnosed that there is an abnormality in the switch SW1 or SW2 in the failure diagnosis in step S38 (step S39: No), the diagnosis unit 211 ends abnormally (step S42).
ステップS38の故障診断において、スイッチSW1及びSW2が正常であると診断されると(ステップS39:Yes)、診断部211は診断処理を正常終了する(ステップS40)。 When the switches SW1 and SW2 are diagnosed as normal in the failure diagnosis in step S38 (step S39: Yes), the diagnosis unit 211 normally ends the diagnosis process (step S40).
このように、変形例1のバックアップ電源システム1では、主電源4が投入された後の所定期間(初期診断タイミング)に、スイッチSW3及びSW4のオープン故障の有無を診断することができる。
As described above, in the backup
なお、変形例1において、主電源4の投入後の所定期間にスイッチSW3及びSW4のオープン故障の診断が行われなかった場合、上記実施形態のように、車両9がリモート駐車を行うタイミングでスイッチSW3及びSW4のオープン故障の診断が行われる。つまり、所定の自動運転動作(例えばリモート駐車)を行うタイミングで、第2スイッチ回路27が第2給電路L2を導通する前に、診断部211が、スイッチSW3,SW4(第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子)のオープン故障の有無を診断する。これにより、診断部211は、自動運転動作(例えばリモート駐車)を開始する前に、スイッチSW3,SW4のオープン故障の有無を診断することができる。
In the first modification, when the diagnosis of the open failure of the switches SW3 and SW4 is not performed in the predetermined period after the
(4.2)その他の変形例
上述の実施形態に係るバックアップ電源システム1と同様の機能は、バックアップ電源システム1の故障診断方法、コンピュータプログラム、又はコンピュータプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。
(4.2) Other Modifications The same function as the backup
一態様に係るバックアップ電源システム1の故障診断方法は、主電源4の失陥時に負荷5への電力の供給が可能な第1補助電源22を備えるバックアップ電源システム1の故障診断方法である。故障診断方法は、第1スイッチング工程と、第2スイッチング工程と、診断工程と、を含む。第1スイッチング工程では、第1スイッチ回路26によって第1補助電源22と負荷5とを繋ぐ第1給電路L1を導通及び遮断する。第2スイッチング工程では、第2スイッチ回路27によって、第2補助電源3と負荷5とを繋ぐ第2給電路L2を導通及び遮断する。第2補助電源3は、主電源4の失陥時に負荷5に電力を供給するための、第1補助電源22よりも小容量の電源である。診断工程では、第2スイッチ回路27の故障の有無を診断する。診断工程では、第2スイッチ回路27と第2補助電源3との接続点(入力端子T2)に、判定閾値を超える電圧が第2補助電源3から印加されている状態で、第2スイッチ回路27のオープン故障の有無を診断する。判定閾値は、第2スイッチ回路27のオープン故障の有無を判定するための閾値である。
The failure diagnosis method of the backup
一態様に係るプログラムは、上述のバックアップ電源システム1の故障診断方法を、1以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。
The program according to one aspect is a program for causing one or more processors to execute the above-mentioned failure diagnosis method of the backup
なお、本開示におけるバックアップ電源システム1は、例えば制御回路21等にコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示におけるバックアップ電源システム1としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。さらに、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む1ないし複数の電子回路で構成される。
The backup
また、バックアップ電源システム1における複数の機能が、1つの筐体内に集約されていることはバックアップ電源システム1に必須の構成ではなく、バックアップ電源システム1の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。上記の実施形態では、バックアップ電源装置2と、第2補助電源3とが別々の筐体に設けられているが、バックアップ電源装置2と、第2補助電源3とが1つの筐体に設けられていてもよい。
Further, it is not an essential configuration for the backup
上記の実施形態では、第2スイッチ回路27が、第1スイッチング素子SW3及び第2スイッチング素子SW4の直列回路を含んでいるが、第2スイッチ回路27は、双方向の電流を遮断可能なトライアックなどの半導体スイッチで構成されてもよいし、リレーの接点等で構成されてもよい。
In the above embodiment, the
上記の実施形態では、第1スイッチ回路26がハードウエア的に制御され、第2スイッチ回路27がソフトウエア的に制御されるが、第1スイッチ回路26がソフトウエア的に制御され、第2スイッチ回路27がハードウエア的に制御されてもよい。
In the above embodiment, the
上記の実施形態での2値の比較において、「以上」としているところは「より大きい」であってもよい。つまり、2値の比較において、2値が等しい場合を含むか否かは、基準値等の設定次第で任意に変更できるので、「以上」か「より大きい」かに技術上の差異はない。同様に、「未満」としているところは「以下」であってもよい。 In the comparison of the two values in the above embodiment, the place where "greater than or equal to" may be "greater than or equal to". That is, in the comparison of the two values, whether or not the two values are equal can be arbitrarily changed depending on the setting of the reference value or the like, so there is no technical difference between "greater than or equal to" and "greater than". Similarly, what is "less than" may be "less than or equal to".
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様のバックアップ電源システム(1)は、第1補助電源(22)と、第1スイッチ回路(26)と、第2スイッチ回路(27)と、診断部(211)と、を備える。第1補助電源(22)は、主電源(4)の失陥時に負荷(5)に電力を供給するための電源である。第1スイッチ回路(26)は、第1補助電源(22)と負荷(5)とを繋ぐ第1給電路(L1)を導通及び遮断する。第2スイッチ回路(27)は、第2補助電源(3)と負荷(5)とを繋ぐ第2給電路(L2)を導通及び遮断する。第2補助電源(3)は、主電源(4)の失陥時に負荷(5)に電力を供給するための電源であり、第1補助電源(22)よりも小容量である。診断部(211)は、第2スイッチ回路(27)の故障の有無を診断する。第2スイッチ回路(27)と第2補助電源(3)との接続点(T2)に、第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を判定するための判定閾値を超える電圧が第2補助電源(3)から印加されている状態で、診断部(211)は第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を診断する。
(summary)
As described above, the backup power supply system (1) of the first aspect includes the first auxiliary power supply (22), the first switch circuit (26), the second switch circuit (27), and the diagnostic unit (211). ) And. The first auxiliary power source (22) is a power source for supplying electric power to the load (5) when the main power source (4) fails. The first switch circuit (26) conducts and cuts off the first power supply path (L1) connecting the first auxiliary power supply (22) and the load (5). The second switch circuit (27) conducts and cuts off the second power supply path (L2) connecting the second auxiliary power supply (3) and the load (5). The second auxiliary power source (3) is a power source for supplying electric power to the load (5) when the main power source (4) fails, and has a smaller capacity than the first auxiliary power source (22). The diagnosis unit (211) diagnoses the presence or absence of a failure of the second switch circuit (27). At the connection point (T2) between the second switch circuit (27) and the second auxiliary power supply (3), a voltage exceeding the determination threshold value for determining the presence or absence of an open failure of the second switch circuit (27) is the second auxiliary. The diagnostic unit (211) diagnoses the presence or absence of an open failure of the second switch circuit (27) while the voltage is applied from the power supply (3).
この態様によれば、第2補助電源(3)から接続点(T2)に印加される電圧が判定閾値以下であると、第2スイッチ回路(27)にオープン故障が発生していない場合でも、オープン故障と誤診断する可能性がある。第2補助電源(3)から接続点(T2)に判定閾値を超える電圧が印加されている状態で、診断部(211)が、第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を診断するので、第2補助電源(3)と負荷(5)とを繋ぐ第2給電路(L2)を導通及び遮断する第2スイッチ回路(27)の故障の有無を誤診断する可能性を低減できる。 According to this aspect, if the voltage applied from the second auxiliary power supply (3) to the connection point (T2) is equal to or less than the determination threshold value, even if an open failure does not occur in the second switch circuit (27), There is a possibility of misdiagnosis as an open failure. Since the diagnostic unit (211) diagnoses the presence or absence of an open failure of the second switch circuit (27) while a voltage exceeding the determination threshold is applied from the second auxiliary power supply (3) to the connection point (T2). It is possible to reduce the possibility of erroneously diagnosing the presence or absence of a failure of the second switch circuit (27) that conducts and cuts off the second power supply path (L2) connecting the second auxiliary power supply (3) and the load (5).
第2の態様のバックアップ電源システム(1)では、第1の態様において、第2補助電源(3)が、主電源(4)が投入された後の所定期間に接続点(T2)に電圧を印加する。診断部(211)は、所定期間に、第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を診断する。 In the backup power supply system (1) of the second aspect, in the first aspect, the second auxiliary power supply (3) applies a voltage to the connection point (T2) in a predetermined period after the main power supply (4) is turned on. Apply. The diagnosis unit (211) diagnoses the presence or absence of an open failure of the second switch circuit (27) in a predetermined period.
この態様によれば、主電源(4)が投入された後の所定期間に、第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を診断することができる。 According to this aspect, it is possible to diagnose the presence or absence of an open failure of the second switch circuit (27) in a predetermined period after the main power supply (4) is turned on.
第3の態様のバックアップ電源システム(1)では、第2の態様において、診断部(211)は、所定期間に、第2補助電源(3)から接続点(T2)に印加される電圧が判定閾値以下であれば、第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を診断しない。 In the backup power supply system (1) of the third aspect, in the second aspect, the diagnostic unit (211) determines the voltage applied from the second auxiliary power supply (3) to the connection point (T2) in a predetermined period. If it is equal to or less than the threshold value, the presence or absence of an open failure of the second switch circuit (27) is not diagnosed.
この態様によれば、第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を誤診断する可能性を低減できる。 According to this aspect, the possibility of erroneously diagnosing the presence or absence of an open failure of the second switch circuit (27) can be reduced.
第4の態様のバックアップ電源システム(1)では、第3の態様において、負荷(5)は自動運転が可能な車両(9)に搭載されている。所定期間にオープン故障の有無を診断していない場合、車両(9)が所定の自動運転動作を行うタイミングで、第2スイッチ回路(27)が第2給電路(L2)を導通する前に、診断部(211)が、第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を診断する。 In the backup power supply system (1) of the fourth aspect, in the third aspect, the load (5) is mounted on the vehicle (9) capable of automatic driving. If the presence or absence of an open failure has not been diagnosed in a predetermined period, at the timing when the vehicle (9) performs a predetermined automatic driving operation, before the second switch circuit (27) conducts the second power supply path (L2). The diagnosis unit (211) diagnoses the presence or absence of an open failure of the second switch circuit (27).
この態様によれば、自動運転動作を開始する前に、第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を診断することができる。 According to this aspect, it is possible to diagnose the presence or absence of an open failure of the second switch circuit (27) before starting the automatic operation operation.
第5の態様のバックアップ電源システム(1)では、第1の態様において、負荷(5)は自動運転が可能な車両(9)に搭載されている。車両(9)が所定の自動運転動作を行うタイミングで、第2スイッチ回路(27)が第2給電路(L2)を導通する前に、診断部(211)が、第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を診断する。 In the backup power supply system (1) of the fifth aspect, in the first aspect, the load (5) is mounted on the vehicle (9) capable of automatic driving. At the timing when the vehicle (9) performs a predetermined automatic driving operation, the diagnostic unit (211) performs the second switch circuit (27) before the second switch circuit (27) conducts the second power supply path (L2). Diagnose the presence or absence of open failure.
この態様によれば、自動運転動作を開始する前に、第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を診断することができる。 According to this aspect, it is possible to diagnose the presence or absence of an open failure of the second switch circuit (27) before starting the automatic operation operation.
第6の態様のバックアップ電源システム(1)では、第1~5のいずれかの態様において、第2スイッチ回路(27)は、負荷(5)と第2補助電源(3)との間に直列に接続される第1スイッチング素子(SW3)及び第2スイッチング素子(SW4)の直列回路を有する。第1スイッチング素子(SW3)及び第2スイッチング素子(SW4)はそれぞれボディダイオードを有する。第1状態で、診断部(211)は、第1スイッチング素子(SW3)及び第2スイッチング素子(SW4)の中点の電圧と判定閾値との高低に基づいて、第1スイッチング素子(SW3)のオープン故障の有無を診断する。第1状態は、第1スイッチング素子(SW3)を導通させる制御信号が第1スイッチング素子(SW3)に入力され、第2スイッチング素子(SW4)を遮断させる遮断信号が第2スイッチング素子(SW4)に入力された状態である。 In the backup power supply system (1) of the sixth aspect, in any one of the first to fifth aspects, the second switch circuit (27) is connected in series between the load (5) and the second auxiliary power supply (3). It has a series circuit of a first switching element (SW3) and a second switching element (SW4) connected to. The first switching element (SW3) and the second switching element (SW4) each have a body diode. In the first state, the diagnostic unit (211) of the first switching element (SW3) is based on the height of the voltage at the midpoint of the first switching element (SW3) and the second switching element (SW4) and the determination threshold value. Diagnose the presence or absence of open failure. In the first state, a control signal for conducting the first switching element (SW3) is input to the first switching element (SW3), and a cutoff signal for blocking the second switching element (SW4) is sent to the second switching element (SW4). It is in the entered state.
この態様によれば、第1スイッチング素子(SW3)及び第2スイッチング素子(SW4)の中点の電圧と判定閾値との高低に基づいて、第1スイッチング素子(SW3)のオープン故障の有無を診断することができる。 According to this aspect, the presence or absence of an open failure of the first switching element (SW3) is diagnosed based on the height of the voltage at the midpoint of the first switching element (SW3) and the second switching element (SW4) and the determination threshold value. can do.
第7の態様のバックアップ電源システム(1)では、第1~6のいずれかの態様において、診断部(211)は、第2状態で、接続点(T2)の電圧に基づいて、第2スイッチ回路(27)のショート故障の有無を診断する。第2状態は、主電源(4)が失陥しておらず、第2補助電源(3)が接続点(T2)に電圧を印加していない状態である。 In the backup power supply system (1) of the seventh aspect, in any one of the first to sixth aspects, the diagnostic unit (211) is the second switch in the second state based on the voltage of the connection point (T2). Diagnose the presence or absence of a short circuit failure in the circuit (27). The second state is a state in which the main power supply (4) has not failed and the second auxiliary power supply (3) has not applied a voltage to the connection point (T2).
この態様によれば、ショート故障の有無を診断することで、第1補助電源(22)と第2補助電源(3)との間に貫通電流が流れるのを抑制することができる。 According to this aspect, by diagnosing the presence or absence of a short circuit failure, it is possible to suppress the flow of a through current between the first auxiliary power supply (22) and the second auxiliary power supply (3).
第8の態様のバックアップ電源システム(1)では、第1~7のいずれかの態様において、第1補助電源(22)及び第2補助電源(3)は、主電源(4)から供給される電力によって充電される。主電源(4)の失陥時に第1補助電源(22)の充電が完了していない場合、第2補助電源(3)から第2給電路(L2)を介して負荷(5)に給電する。 In the backup power supply system (1) of the eighth aspect, in any one of the first to seventh aspects, the first auxiliary power supply (22) and the second auxiliary power supply (3) are supplied from the main power supply (4). It is charged by electric power. If the charging of the first auxiliary power supply (22) is not completed when the main power supply (4) fails, power is supplied from the second auxiliary power supply (3) to the load (5) via the second power supply path (L2). ..
この態様によれば、第1補助電源(22)に比べて小容量の第2補助電源(3)の方が短時間で充電できるので、主電源(4)の失陥時に第1補助電源(22)の充電が完了していない場合でも、第2補助電源(3)から負荷(5)に電力を供給できる。 According to this aspect, since the second auxiliary power supply (3) having a smaller capacity can be charged in a shorter time than the first auxiliary power supply (22), the first auxiliary power supply (4) fails when the main power supply (4) fails. Even when the charging of 22) is not completed, the power can be supplied from the second auxiliary power source (3) to the load (5).
第9の態様のバックアップ電源システム(1)では、第1~8のいずれかの態様において、第2補助電源(3)を更に備える。 In the backup power supply system (1) of the ninth aspect, the second auxiliary power supply (3) is further provided in any one of the first to eighth aspects.
この態様によれば、第2補助電源(3)を含めたバックアップ電源システム(1)を提供できる。 According to this aspect, a backup power supply system (1) including a second auxiliary power supply (3) can be provided.
第10の態様のバックアップ電源システム(1)の故障診断方法は、主電源(4)の失陥時に負荷(5)への電力の供給が可能な第1補助電源(22)を備えるバックアップ電源システムの故障診断方法であって、第1スイッチング工程と、第2スイッチング工程と、診断工程と、を含む。第1スイッチング工程では、第1スイッチ回路(26)によって第1補助電源(22)と負荷(5)とを繋ぐ第1給電路(L1)を導通及び遮断する。第2スイッチング工程では、第2スイッチ回路(27)によって、第2補助電源(3)と負荷(5)とを繋ぐ第2給電路(L2)を導通及び遮断する。第2補助電源(3)は、主電源(4)の失陥時に負荷(5)に電力を供給するための電源であり、第1補助電源(22)よりも小容量である。診断工程では、第2スイッチ回路(27)の故障の有無を診断する。診断工程では、第2スイッチ回路(27)と第2補助電源(3)との接続点(T2)に、第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を判定するための判定閾値を超える電圧が第2補助電源(3)から印加されている状態で、第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を診断する。 The failure diagnosis method of the backup power supply system (1) according to the tenth aspect is a backup power supply system including a first auxiliary power supply (22) capable of supplying power to the load (5) when the main power supply (4) fails. The failure diagnosis method includes a first switching step, a second switching step, and a diagnosis step. In the first switching step, the first power supply path (L1) connecting the first auxiliary power supply (22) and the load (5) is conducted and cut off by the first switch circuit (26). In the second switching step, the second power supply path (L2) connecting the second auxiliary power supply (3) and the load (5) is conducted and cut off by the second switch circuit (27). The second auxiliary power source (3) is a power source for supplying electric power to the load (5) when the main power source (4) fails, and has a smaller capacity than the first auxiliary power source (22). In the diagnosis step, the presence or absence of failure of the second switch circuit (27) is diagnosed. In the diagnostic step, a voltage exceeding the determination threshold value for determining the presence or absence of an open failure of the second switch circuit (27) at the connection point (T2) between the second switch circuit (27) and the second auxiliary power supply (3). Is applied from the second auxiliary power supply (3), and the presence or absence of an open failure of the second switch circuit (27) is diagnosed.
この態様によれば、第2補助電源(3)から接続点(T2)に印加される電圧が判定閾値以下であると、第2スイッチ回路(27)にオープン故障が発生していない場合でも、オープン故障と誤診断する可能性がある。第2補助電源(3)から接続点(T2)に判定閾値を超える電圧が印加されている状態で、診断部(211)が、第2スイッチ回路(27)のオープン故障の有無を診断するので、第2補助電源(3)と負荷(5)とを繋ぐ第2給電路(L2)を導通及び遮断する第2スイッチ回路(27)の故障の有無を誤診断する可能性を低減できる。 According to this aspect, if the voltage applied from the second auxiliary power supply (3) to the connection point (T2) is equal to or less than the determination threshold value, even if an open failure does not occur in the second switch circuit (27), There is a possibility of misdiagnosis as an open failure. Since the diagnostic unit (211) diagnoses the presence or absence of an open failure of the second switch circuit (27) while a voltage exceeding the determination threshold is applied from the second auxiliary power supply (3) to the connection point (T2). It is possible to reduce the possibility of erroneously diagnosing the presence or absence of a failure of the second switch circuit (27) that conducts and cuts off the second power supply path (L2) connecting the second auxiliary power supply (3) and the load (5).
第11の態様のプログラムは、1以上のコンピュータシステムに、第10の態様のバックアップ電源システム(1)の故障診断方法を実行させるためのプログラムである。 The program of the eleventh aspect is a program for causing one or more computer systems to execute the failure diagnosis method of the backup power supply system (1) of the tenth aspect.
この態様によれば、スイッチング素子の故障の有無を誤診断する可能性を低減できる。 According to this aspect, the possibility of erroneous diagnosis of the presence or absence of failure of the switching element can be reduced.
上記態様に限らず、実施形態に係るバックアップ電源システム(1)の種々の構成(変形例を含む)は、バックアップ電源システム(1)の故障診断方法、(コンピュータ)プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化可能である。 Not limited to the above aspects, the various configurations (including modifications) of the backup power supply system (1) according to the embodiment are the failure diagnosis method of the backup power supply system (1), the (computer) program, or the non-recorded program. It can be embodied in a temporary recording medium or the like.
第2~第10の態様に係る構成については、バックアップ電源システム(1)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。 The configurations according to the second to tenth aspects are not essential configurations for the backup power supply system (1) and can be omitted as appropriate.
1 バックアップ電源システム
3 第2補助電源
4 主電源
5 ブレーキシステム(負荷)
9 車両
22 第1補助電源
26 第1スイッチ回路
27 第2スイッチ回路
211 診断部
L1 第1給電路
L2 第2給電路
SW3 スイッチ(第1スイッチング素子)
SW4 スイッチ(第2スイッチング素子)
T2 入力端子(接続点)
1 Backup
9
SW4 switch (second switching element)
T2 input terminal (connection point)
Claims (11)
前記第1補助電源と前記負荷とを繋ぐ第1給電路を導通及び遮断する第1スイッチ回路と、
前記主電源の失陥時に前記負荷に電力を供給するための、前記第1補助電源よりも小容量の第2補助電源と、前記負荷と、を繋ぐ第2給電路を導通及び遮断する第2スイッチ回路と、
前記第2スイッチ回路の故障の有無を診断する診断部と、を備え、
前記第2スイッチ回路と前記第2補助電源との接続点に、前記第2スイッチ回路のオープン故障の有無を判定するための判定閾値を超える電圧が前記第2補助電源から印加されている状態で、前記診断部は前記第2スイッチ回路のオープン故障の有無を診断する、
バックアップ電源システム。 The first auxiliary power supply to supply power to the load when the main power supply fails,
A first switch circuit that conducts and cuts off the first power supply path that connects the first auxiliary power supply and the load.
A second power supply path that connects a second auxiliary power supply having a capacity smaller than that of the first auxiliary power supply and the load for supplying power to the load when the main power supply fails is conducted and cut off. Switch circuit and
A diagnostic unit for diagnosing the presence or absence of a failure of the second switch circuit is provided.
In a state where a voltage exceeding the determination threshold value for determining the presence or absence of an open failure of the second switch circuit is applied from the second auxiliary power supply to the connection point between the second switch circuit and the second auxiliary power supply. , The diagnostic unit diagnoses the presence or absence of an open failure of the second switch circuit.
Backup power system.
前記診断部は、前記所定期間に、前記第2スイッチ回路のオープン故障の有無を診断する、
請求項1に記載のバックアップ電源システム。 The second auxiliary power supply applies a voltage to the connection point during a predetermined period after the main power supply is turned on.
The diagnostic unit diagnoses the presence or absence of an open failure of the second switch circuit during the predetermined period.
The backup power supply system according to claim 1.
請求項2に記載のバックアップ電源システム。 If the voltage applied from the second auxiliary power supply to the connection point is equal to or less than the determination threshold value during the predetermined period, the diagnostic unit does not diagnose the presence or absence of an open failure of the second switch circuit.
The backup power supply system according to claim 2.
前記所定期間にオープン故障の有無を診断していない場合、前記車両が所定の自動運転動作を行うタイミングで、前記第2スイッチ回路が前記第2給電路を導通する前に、前記診断部が、前記第2スイッチ回路のオープン故障の有無を診断する、
請求項3に記載のバックアップ電源システム。 The load is mounted on a vehicle that can be driven automatically.
If the presence or absence of an open failure has not been diagnosed during the predetermined period, the diagnostic unit may perform a predetermined automatic driving operation at the timing before the second switch circuit conducts the second power supply path. Diagnosing the presence or absence of an open failure of the second switch circuit,
The backup power supply system according to claim 3.
前記車両が所定の自動運転動作を行うタイミングで、前記第2スイッチ回路が前記第2給電路を導通する前に、前記診断部が、前記第2スイッチ回路のオープン故障の有無を診断する、
請求項1に記載のバックアップ電源システム。 The load is mounted on a vehicle that can be driven automatically.
At the timing when the vehicle performs a predetermined automatic driving operation, the diagnostic unit diagnoses the presence or absence of an open failure of the second switch circuit before the second switch circuit conducts the second power supply path.
The backup power supply system according to claim 1.
前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子はそれぞれボディダイオードを有し、
前記第1スイッチング素子を導通させる制御信号が前記第1スイッチング素子に入力され、前記第2スイッチング素子を遮断させる遮断信号が前記第2スイッチング素子に入力された状態で、前記診断部は、前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子の中点の電圧と前記判定閾値との高低に基づいて、前記第1スイッチング素子のオープン故障の有無を診断する、
請求項1~5のいずれか1項に記載のバックアップ電源システム。 The second switch circuit includes a series circuit of a first switching element and a second switching element connected in series between the load and the second auxiliary power supply.
The first switching element and the second switching element each have a body diode.
The diagnostic unit is in a state where the control signal for conducting the first switching element is input to the first switching element and the cutoff signal for blocking the second switching element is input to the second switching element. Based on the high and low of the voltage at the midpoint of the 1 switching element and the 2nd switching element and the determination threshold value, the presence or absence of an open failure of the 1st switching element is diagnosed.
The backup power supply system according to any one of claims 1 to 5.
請求項1~6のいずれかに記載のバックアップ電源システム。 The diagnostic unit of the second switch circuit is based on the voltage of the connection point in a state where the main power supply has not failed and the second auxiliary power supply has not applied a voltage to the connection point. Diagnose the presence or absence of short circuit failure,
The backup power supply system according to any one of claims 1 to 6.
前記主電源の失陥時に前記第1補助電源の充電が完了していない場合、前記第2補助電源から前記第2給電路を介して前記負荷に給電する、
請求項1~7のいずれか1項に記載のバックアップ電源システム。 The first auxiliary power supply and the second auxiliary power supply are charged by the electric power supplied from the main power supply, and are charged.
If the charging of the first auxiliary power supply is not completed at the time of the failure of the main power supply, the load is supplied from the second auxiliary power supply via the second power supply path.
The backup power supply system according to any one of claims 1 to 7.
請求項1~8のいずれか1項に記載のバックアップ電源システム。 The second auxiliary power supply is further provided.
The backup power supply system according to any one of claims 1 to 8.
第1スイッチ回路によって前記第1補助電源と前記負荷とを繋ぐ第1給電路を導通及び遮断する第1スイッチング工程と、
第2スイッチ回路によって、前記主電源の失陥時に前記負荷に電力を供給するための、前記第1補助電源よりも小容量の第2補助電源と、前記負荷と、を繋ぐ第2給電路を導通及び遮断する第2スイッチング工程と、
前記第2スイッチ回路の故障の有無を診断する診断工程と、を含み、
前記診断工程では、
前記第2スイッチ回路と前記第2補助電源との接続点に、前記第2スイッチ回路のオープン故障の有無を判定するための判定閾値を超える電圧が前記第2補助電源から印加されている状態で、前記第2スイッチ回路のオープン故障の有無を診断する、
バックアップ電源システムの故障診断方法。 It is a failure diagnosis method for a backup power supply system equipped with a first auxiliary power supply that can supply power to the load when the main power supply fails.
A first switching step of conducting and disconnecting a first power supply path connecting the first auxiliary power supply and the load by a first switch circuit.
A second power supply path connecting the load and the second auxiliary power supply having a capacity smaller than that of the first auxiliary power supply for supplying power to the load when the main power supply fails by the second switch circuit is provided. The second switching process of conducting and shutting off,
Includes a diagnostic step of diagnosing the presence or absence of failure of the second switch circuit.
In the diagnostic step,
In a state where a voltage exceeding the determination threshold value for determining the presence or absence of an open failure of the second switch circuit is applied from the second auxiliary power supply to the connection point between the second switch circuit and the second auxiliary power supply. , Diagnosing the presence or absence of an open failure of the second switch circuit,
Backup power system failure diagnosis method.
請求項10記載のバックアップ電源システムの故障診断方法を実行させるための
プログラム。 For one or more computer systems
A program for executing the failure diagnosis method of the backup power supply system according to claim 10.
Priority Applications (1)
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