JP2022093981A - 電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】過電圧発生時において電気負荷を適正に動作させることができる電源システムを提供すること。【解決手段】電源システム１００は、第１電源１０，１２から電気負荷３２に電力を供給する第１系統ＥＳ１と、第２電源１６から第２通電経路ＬＡ２を介して電気負荷に電力を供給する第２系統ＥＳ２と、接続経路ＬＢに設けられた系統間スイッチＳＷ１と、を有する。第２電源は、第１電源の電源電圧により充電可能な蓄電池１６を含む。電源システム１００は、系統間スイッチを切り替える切替制御部４０と、蓄電池の充電を行わせ、かつ放電要求に応じて蓄電池の放電を行わせる充放電部２１，２２，２３，２４とを備える。充放電部は、系統間スイッチが閉鎖された状態で、いずれかの系統で過電圧が発生した場合に、切替制御部により系統間スイッチが開状態に切り替えられる前に、蓄電池への充電が開始される構成となっている。【選択図】 図１

Description

本発明は、電源システムに関する。

近年、例えば車両に適用され、この車両の各種装置に電力を供給する電源システムが知られている。この電源システムでは、車両の運転時に、例えば電動ブレーキ装置や電動ステアリング装置など、車両の運転に必要な機能を実施する電気負荷に電力を供給する系統で異常が発生し、これによりその機能が失われてしまうと、車両の運転を継続することができない。車両の運転中における異常発生時でも、その機能が失われないようにするために、電気負荷に電力を供給する電源として第１電源及び第２電源を有する装置が知られている。

この装置に適用される電源システムとして、例えば特許文献１では、１つの機能を実施する電気負荷として第１負荷及び第２負荷を有し、第１負荷に接続された第１電源を含む第１系統と、第２負荷に接続された第２電源を含む第２系統と、を有するものが知られている。この電源システムでは、各系統を接続する接続経路に系統間スイッチが設けられており、系統間スイッチは、コントローラにより一方の系統で異常が発生したと判定された場合に開放される。これにより、異常が発生していない他方の系統の電気負荷により車両の運転に必要な機能を確保し、車両の運転を継続することが可能となる。

特開２０１９－６２７２７号公報

上記電源システムにおいて、系統間スイッチが閉鎖された状態において第１系統及び第２系統のいずれかで過電圧が発生した場合には、コントローラにより系統間スイッチの開状態への切り替えが行われる。しかし、そのスイッチ開放までの間に各系統の電気負荷に過剰な高電圧が印加されると、その電圧印加に起因する不具合が生じることが懸念される。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、過電圧発生時において電気負荷を適正に動作させることができる電源システムを提供することにある。

上記課題を解決するための第１の手段は、第１電源から第１通電経路を介して電気負荷に電力を供給する第１系統と、第２電源から第２通電経路を介して前記電気負荷に電力を供給する第２系統と、前記第１通電経路と前記第２通電経路とを接続する接続経路に設けられた系統間スイッチと、を有する電源システムであって、前記第１電源は、前記電気負荷の駆動を可能にする電源電圧を出力し、前記第２電源は、前記第１電源の電源電圧により充電可能な蓄電池を含み、前記系統間スイッチを閉状態と開状態とで切り替える切替制御部と、前記第２通電経路における前記接続経路との接続点と前記第２電源との間に設けられ、前記電源電圧による前記蓄電池の充電を行わせ、かつその充電終了後に放電要求に応じて前記蓄電池の放電を行わせる充放電部と、を備え、前記充放電部は、前記系統間スイッチが閉鎖された状態で、前記第１系統及び前記第２系統のいずれかで過電圧が発生した場合に、前記切替制御部により前記系統間スイッチが閉状態から開状態に切り替えられる前に前記蓄電池への充電が開始される構成となっている。

上記構成によれば、第１電源から第１通電経路を介して電気負荷に電力を供給する第１系統と、第２電源から第２通電経路を介して電気負荷に電力を供給する第２系統と、が設けられている。そのため、電気負荷に対して、第１電源及び第２電源による冗長的な電力供給が可能となる。また、第１，第２通電経路を互いに接続する接続経路に系統間スイッチが設けられている。そのため、系統間スイッチを閉状態に切り替えることで、第１電源からの電力供給により第２電源の蓄電池を第１電源の電源電圧より充電し、放電要求に応じて蓄電池の放電を行わせることが可能となっている。また、いずれか一方の系統で地絡や断線等の電源失陥異常が発生したと判定された場合には、系統間スイッチを開状態に切り替えることで、電源失陥異常が発生していない他方の系統の電源からの電力供給により電気負荷の動作を継続することが可能となっている。

ここで、系統間スイッチが閉鎖された状態において第１系統及び第２系統のいずれかで過電圧が発生した場合には、切替制御部により系統間スイッチの開状態への切り替えが行われる。しかし、そのスイッチ開放までの間に各系統の電気負荷に過剰な高電圧が印加されると、その電圧印加に起因する不具合が生じることが懸念される。

この点、上記構成では、いずれかの系統で過電圧が発生した場合において、系統間スイッチが開状態に切り替えられる前に蓄電池への充電が開始されるようにした。これにより、蓄電池による過電圧の回収が可能となり、各系統の電気負荷に過剰な高電圧が印加されることが抑制され、過電圧発生時において電気負荷を適正に動作させることができる。

第２の手段では、前記充放電部は、前記蓄電池の充電終了後に、前記系統間スイッチが閉鎖された状態での前記蓄電池の充放電を規制する規制部と、前記規制部による規制期間において前記過電圧が発生した場合に、前記切替制御部により前記系統間スイッチが閉状態から開状態に切り替えられる前であり、かつ前記規制期間に、前記接続点と前記第２電源とを接続する接続部と、を備える。

上記構成では、蓄電池の充電終了後に、蓄電池の充放電が規制されている。そのため、放電要求に伴い第２系統で蓄電池からの電力供給が行われる際において、蓄電池の電圧を電源電圧に基づく所望の電圧に維持することが可能となる。一方、この充放電の規制期間において過電圧が発生した場合には、過電圧を蓄電池に回収させることができない。

この点、上記構成では、蓄電池の充放電の規制期間においていずれかの系統で過電圧が発生した場合には、系統間スイッチが開状態に切り替えられる前であり、かつ当該規制期間に、接続点と第２電源とが接続されることで、充放電の規制期間に蓄電池による過電圧の回収が可能となる。これにより、放電要求時及び過電圧発生時において電気負荷を適正に動作させることができる。

第３の手段では、前記第２通電経路における前記接続経路との接続点と前記第２電源との間に、互いに並列に第１経路及び第２経路が設けられており、前記規制部は、前記第１経路に設けられており、前記接続部は、前記第２経路に設けられている。

上記構成では、第２系統における接続経路の接続点と第２電源との間に、第１経路及び第２経路が互いに並列に設けられており、第１経路では、蓄電池の充電終了後、放電要求があるまでの期間において、蓄電池の充放電が規制される。そのため、この充放電の規制期間において過電圧が発生した場合には、第１経路を介して過電圧を蓄電池に回収させることができない。

この点、上記構成では、第１経路に並列して第２経路が設けられており、第１経路の規制期間において過電圧が発生した場合には、第２経路により接続点と第２電源とが接続されるようにした。これにより、第１経路を介して過電圧を蓄電池に回収させることができない規制期間に、第２経路を介して過電圧を蓄電池に回収させることができる。

第４の手段では、前記接続部は、前記接続点の電圧である接続点電圧が前記接続点電圧の所定の上限値よりも低い場合に、前記接続点から前記蓄電池への通電を規制し、前記上限値よりも高い場合に、前記接続点から前記蓄電池への通電を許容する通電制御回路を含む。

上記構成では、第２経路に接続点から蓄電池への通電を制御する通電制御回路が設けられており、この通電制御回路により、接続点電圧が所定の上限値よりも低い場合に、接続点から蓄電池への通電が規制されるようにした。また、当該接続点電圧が上限値よりも高い場合に、接続点から蓄電池への通電が許容されるようにした。そのため、いずれかの系統で過電圧が発生し、接続点電圧が上限値よりも高くなった場合には、通電制御回路による規制が解除され、第２経路を介して過電圧を蓄電池に回収させることができる。また、通電制御回路は、第２経路に設けられるハードウェアであるため、接続点電圧が上限値よりも高くなったことに伴って、早期に過電圧を蓄電池に回収させることができる。

第５の手段では、前記通電制御回路は、前記接続点電圧と前記蓄電池の電池電圧との電圧差が所定の閾値電圧よりも小さい場合に、前記接続点電圧が前記上限値よりも低いとして前記接続点から前記蓄電池への通電を規制し、前記閾値電圧よりも大きい場合に、前記上限値よりも高いとして前記接続点から前記蓄電池への通電を許容する。

上記構成では、接続点電圧が高くなったことを、接続点電圧と電池電圧との電圧差を用いて判定する。そのため、電池電圧を基準として用いて、接続点電圧が高くなったことを適正に判定することができる。

第６の手段では、前記通電制御回路は、前記第２経路において前記蓄電池から前記接続点への通電を規制する向きに配置されたダイオードを含む。

上記構成では、通電制御回路としてダイオードが設けられ、ダイオードの整流作用により蓄電池から接続点への通電が規制されるようにした。また、接続点電圧と電池電圧との電圧差が閾値電圧よりも小さい場合に、このダイオードの順方向電圧により接続点から蓄電池への通電が規制されるようにした。これにより、過電圧発生時には、上記電圧差がダイオードの順方向電圧を超えたことに伴って、接続点から蓄電池へ電流が流れ、第２経路を介して過電圧を蓄電池に回収させることができる。

第７の手段では、前記通電制御回路は、前記第２経路において前記接続点から前記蓄電池への通電を規制する向きに配置されたツェナーダイオードを含む。

上記構成では、通電制御回路としてツェナーダイオードが設けられ、接続点電圧と電池電圧との電圧差が閾値電圧よりも小さい場合に、ツェナーダイオードの整流作用により接続点から蓄電池への通電が規制されるようにした。これにより、過電圧発生時には、上記電圧差がツェナーダイオードの降伏電圧を超えたことに伴って、接続点から蓄電池へ電流が流れ、第２経路を介して過電圧を蓄電池に回収させることができる。

第８の手段では、前記充放電部は、前記第２通電経路を開放又は閉鎖する系統内スイッチを含み、前記切替制御部は、前記系統内スイッチを閉状態と開状態とで切り替え、前記蓄電池の充電終了後に、前記系統間スイッチが閉鎖された状態での前記系統内スイッチを開状態に制御し、前記充放電部は、さらに、前記切替制御部とは独立して前記系統内スイッチを閉状態と開状態とで切り替える系統内切替部を含み、前記系統内切替部は、前記切替制御部による前記系統内スイッチの開放制御期間において前記過電圧が発生した場合に、前記切替制御部により前記系統間スイッチが閉状態から開状態に切り替えられる前であり、かつ前記開放制御期間に、前記系統内スイッチを開状態から閉状態に切り替える。

上記構成では、第２系統における接続経路の接続点と第２電源との間に系統内スイッチが設けられており、切替制御部により、蓄電池の充電終了後に、系統内スイッチが開状態に制御され、蓄電池の充放電が規制される。そのため、放電要求に伴い第２系統で蓄電池からの電力供給が行われる際において、蓄電池の電圧を電源電圧に基づく所望の電圧に維持することが可能となる。一方、この系統内スイッチの開放制御期間において過電圧が発生した場合には、過電圧を蓄電池に回収させることができない。

この点、上記構成では、切替制御部とは独立して系統内スイッチの開閉を切り替え可能に構成されている。そして、切替制御部による系統内スイッチの開放制御期間において過電圧が発生した場合には、系統間スイッチが開状態に切り替えられる前であり、かつ当該開放制御期間に、系統内スイッチが閉状態に切り替えられるようにした。これにより、上記開放制御期間において接続点と第２電源とが接続され、過電圧を蓄電池に回収させることができる。

第９の手段では、前記系統内切替部は、前記接続点の電圧である接続点電圧が前記接続点電圧の所定の上限値よりも低い場合に、前記系統内スイッチを閉状態から開状態に切り替える信号を前記系統内スイッチに出力し、前記上限値よりも高い場合に、前記系統内スイッチを開状態から閉状態に切り替える信号を前記系統内スイッチに出力する信号出力回路を含む。

上記構成では、系統内スイッチの開閉を切り替える信号を出力する信号出力回路が設けられており、この信号出力回路により、接続点電圧が所定の上限値よりも低い場合に、系統内スイッチを開状態に切り替える信号が系統内スイッチに出力されるようにした。また、当該接続点電圧が上限値よりも高い場合に、系統内スイッチを閉状態に切り替える信号が系統内スイッチに出力されるようにした。そのため、いずれかの系統で過電圧が発生し、接続点電圧が上限値よりも高くなった場合には、信号出力回路により系統内スイッチが閉状態に切り替えられ、系統内スイッチを介して過電圧を蓄電池に回収させることができる。また、信号出力回路は、切替制御部とは独立して系統内スイッチの開閉を切り替えるハードウェアであるため、接続点電圧が上限値よりも高くなったことに伴って、早期に過電圧を蓄電池に回収させることができる。

第１０の手段では、前記信号出力回路は、前記接続点電圧と前記蓄電池の電池電圧との電圧差が所定の閾値電圧よりも小さい場合に、前記接続点電圧が前記上限値よりも低いとして前記系統内スイッチを閉状態から開状態に切り替える信号を前記系統内スイッチに出力し、前記閾値電圧よりも大きい場合に、前記上限値よりも高いとして前記系統内スイッチを開状態から閉状態に切り替える信号を前記系統内スイッチに出力する。

上記構成では、接続点電圧が高くなったことを、接続点電圧と電池電圧との電圧差を用いて判定する。そのため、電池電圧を基準として用いて、接続点電圧が高くなったことを適正に判定することができる。

第１１の手段では、前記信号出力回路は、コンパレータを含み、前記コンパレータの一対の入力端子のうちの一方の入力端子は、前記系統内スイッチの一対の主端子のうちの一対の入力端子のうちの一方の主端子に接続されており、前記コンパレータの他方の入力端子は、前記系統内スイッチの一対の主端子のうちの他方の主端子に接続されており、前記コンパレータの出力端子は、前記系統内スイッチの開閉制御端子に接続されている。

上記構成では、信号出力回路としてコンパレータを設け、このコンパレータの一方の入力端子が、系統内スイッチの一方の主端子に接続され、コンパレータの他方の入力端子が、系統内スイッチの他方の主端子に接続され、コンパレータの出力端子が、系統内スイッチの開閉制御端子に接続されるようにした。そのため、切替制御部により系統間スイッチが開放された状態で、過電圧が発生しておらず接続点電圧と電池電圧との電圧差が閾値電圧よりも小さいと、系統内スイッチが開放された状態に維持される。一方、過電圧の発生により上記電圧差が閾値電圧よりも大きくなると、系統内スイッチが閉状態に切り替わり、系統内スイッチを介して過電圧を蓄電池に回収させることができる。

第１２の手段では、前記信号出力回路は、順方向が互いに逆向きとなるように直列接続された２つのツェナーダイオードである双方向ツェナーダイオードを含み、前記双方向ツェナーダイオードの一端は、前記系統内スイッチの一対の主端子のうちの一方の主端子に接続されており、前記双方向ツェナーダイオードの他端は、前記系統内スイッチの開閉制御端子に接続されている。

上記構成では、信号出力回路として双方向ツェナーダイオードを設け、この双方向ツェナーダイオードの一端が、系統内スイッチの一対の主端子のうちの一方の主端子に接続され、双方向ツェナーダイオードの他端が、系統内スイッチの開閉制御端子に接続されるようにした。そのため、切替制御部により系統間スイッチが開放された状態で、過電圧が発生しておらず接続点電圧と電池電圧との電圧差が閾値電圧よりも小さいと、双方向ツェナーダイオードの整流作用により、系統内スイッチが開放された状態に維持される。一方、過電圧の発生により上記電圧差が閾値電圧よりも大きくなると、一方のツェナーダイオードの整流作用が失われることにより系統内スイッチが閉状態に切り替わり、系統内スイッチを介して過電圧を蓄電池に回収させることができる。

第１３の手段では、前記切替制御部とは独立して前記系統間スイッチを閉状態と開状態とで切り替える系統間切替部を備え、前記系統間切替部は、前記過電圧の発生後に前記蓄電池への充電が開始された状態で、前記接続点と前記第２電源との間に所定の閾値電流よりも大きい電流が流れた場合に、前記切替制御部により前記系統間スイッチが閉状態から開状態に切り替えられる前に、前記系統間スイッチを閉状態から開状態に切り替える。

上記構成では、切替制御部とは独立して系統間スイッチの開閉を切り替え可能に構成されている。そして、いずれかの系統で過電圧が発生した後に蓄電池への充電が開始された状態において、接続点と第２電源との間に所定の閾値電流よりも大きい電流が流れた場合には、切替制御部により系統間スイッチが開状態に切り替えられる前に、系統間スイッチを開状態に切り替えるようにした。これにより、過電圧発生後において、早期に系統間スイッチを開状態に切り替えることができ、一方の系統で発生した過電圧の影響が、他方の系統に及ぶことを抑制することができる。この場合、系統間スイッチの開状態への切り替えは、蓄電池への過電圧の回収開始よりも遅れることとなるが、上記構成では、蓄電池への過電圧の回収開始により各系統の電気負荷に過剰な高電圧が印加されることが抑制されているため、この遅延による影響を抑制することができる。

第１４の手段では、前記切替制御部は、前記系統間切替部が前記系統間スイッチを閉状態から開状態に切り替えたにも関わらず前記接続点の電圧である接続点電圧が所定の規定電圧よりも高い場合に、前記接続点と前記第２電源との間を遮断する。

第１系統で過電圧が発生した場合には、系統間スイッチを開状態に切り替えることで蓄電池への充電が終了するため、この充電により蓄電池が過充電となることはない。一方、第２系統で過電圧が発生した場合には、系統間スイッチを開状態に切り替えても蓄電池への充電が継続されるため、蓄電池が過充電となることが懸念される。つまり、第１系統で過電圧が発生した場合と第２系統で過電圧が発生した場合とでは、蓄電池の適正な保護の点から、蓄電池に対する処理を切り替える必要がある。

この点、上記構成では、系統間スイッチを開状態に切り替えたにも関わらず接続点電圧が所定の基準電圧よりも高い場合に、接続点と前記第２電源との間を遮断するようにした。これにより、第２系統で過電圧が発生した場合において、蓄電池を適正に保護することができる。

第１実施形態における電源システムの全体構成図。 系統間切替部の構成図。 過電圧の回収処理の一例を示すタイムチャート。 過電圧の回収処理の一例を示すタイムチャート。 第１実施形態の変形例における電源システムの全体構成図。 第２実施形態における電源システムの全体構成図。 第３実施形態における電源システムの全体構成図。 第４実施形態における電源システムの全体構成図。 その他の実施形態における電源システムの全体構成図。 その他の実施形態における電源システムの全体構成図。 ダイオードの切り替え構成を示す図。 その他の実施形態における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車載の電源システム１００として具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、電源システム１００は、一般負荷３０及び特定負荷３２に電力を供給するシステムである。電源システム１００は、高圧蓄電池１０と、ＤＣＤＣコンバータとしてのコンバータ１２と、第１蓄電池１４と、第２蓄電池１６と、スイッチ部２０と、リレースイッチＳＭＲ（システムメインリレースイッチ）と、制御装置４０と、を備えている。

高圧蓄電池１０は、第１蓄電池１４及び第２蓄電池１６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。コンバータ１２は、高圧蓄電池１０から供給される電力を電源電圧ＶＡの電力に変換して、一般負荷３０及び特定負荷３２に供給する電圧生成部である。本実施形態では、電源電圧ＶＡは、一般負荷３０及び特定負荷３２の駆動を可能にする電圧である。

一般負荷３０は、移動体としての車両において運転制御に用いられない電気負荷（以下、単に負荷）であり、例えばエアコン、オーディオ装置、パワーウィンドウ等である。

一方、特定負荷３２は、車両の運転制御に用いられる少なくとも１つの機能を実施する負荷であり、例えば車両の操舵を制御する電動パワーステアリング装置５０、車輪に制動力を付与する電動ブレーキ装置５１、車両周囲の状況を監視する走行制御装置５２等である。なお、本実施形態において、特定負荷３２が「電気負荷」に相当する。

そのため、これらの特定負荷３２に異常が発生し、その機能の全てが失われると、運転制御を行うことができない。そのため、特定負荷３２では、異常が発生した場合でもその機能の全てが失われないようにするため、機能毎に冗長に設けられた第１負荷３４と第２負荷３６とを有している。具体的には、電動パワーステアリング装置５０は、第１ステアリングモータ５０Ａと第２ステアリングモータ５０Ｂとを有している。電動ブレーキ装置５１は、第１ブレーキ装置５１Ａと第２ブレーキ装置５１Ｂとを有している。走行制御装置５２は、カメラ５２Ａとレーザレーダ５２Ｂとを有している。第１ステアリングモータ５０Ａと第１ブレーキ装置５１Ａとカメラ５２Ａとが、第１負荷３４に相当し、第２ステアリングモータ５０Ｂと第２ブレーキ装置５１Ｂとレーザレーダ５２Ｂとが、第２負荷３６に相当する。

第１負荷３４と第２負荷３６とは、併せて１つの機能を実現するものであるが、それぞれ単独でもその機能の一部を実現可能なものである。例えば電動パワーステアリング装置５０では、第１ステアリングモータ５０Ａと第２ステアリングモータ５０Ｂとにより車両の自由な操舵が可能であり、操舵速度や操舵範囲等に一定の制限がある中で、各ステアリングモータ５０Ａ，５０Ｂにより車両の操舵が可能である。

各特定負荷３２は、手動運転において、ドライバによる制御を支援する機能を実現する。また、各特定負荷３２は、車両の走行や停止などの挙動を自動で制御する自動運転において、自動運転に必要な機能を実現する。そのため、特定負荷３２は、車両の運転に必要な少なくとも１つの機能を実施する負荷ともいうことができる。

第１負荷３４は、第１通電経路ＬＡ１を介してコンバータ１２に接続されており、この第１通電経路ＬＡ１に第１蓄電池１４及び一般負荷３０が接続されている。第１蓄電池１４は、例えば鉛蓄電池であり、コンバータ１２の電源電圧ＶＡにより充電可能に構成されている。本実施形態では、第１通電経路ＬＡ１により接続されたコンバータ１２、第１蓄電池１４、一般負荷３０及び第１負荷３４により、第１系統ＥＳ１が構成されている。なお、本実施形態において、高圧蓄電池１０及びコンバータ１２が「第１電源」に相当する。

また、第２負荷３６は、第２通電経路ＬＡ２を介して第２蓄電池１６に接続されている。第２蓄電池１６は、例えばリチウムイオン蓄電池である。本実施形態では、第２通電経路ＬＡ２により接続された第２蓄電池１６及び第２負荷３６により、第２系統ＥＳ２が構成されている。なお、本実施形態において、第２蓄電池１６が「第２電源、蓄電池」に相当する。

スイッチ部２０は、各系統を互いに接続する接続経路ＬＢに設けられている。接続経路ＬＢの一端は、接続点ＰＡにおいて第１通電経路ＬＡ１に接続されており、接続経路ＬＢの他端は、接続点ＰＢにおいて第２通電経路ＬＡ２に接続されている。スイッチ部２０では、第１スイッチＳＷ１と、第１抵抗素子ＲＥ１と、第２スイッチＳＷ２とが、この順に直列接続されている。スイッチ部２０において、第１スイッチＳＷ１は、第２スイッチＳＷ２よりも第１系統ＥＳ１側に設けられている。なお、本実施形態において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が「系統間スイッチ」に相当する。

本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２として、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（以下、単にＭＯＳＦＥＴ）が用いられている。そのため、第１スイッチＳＷ１には第１寄生ダイオードＤＡ１が並列接続されており、第２スイッチＳＷ２には第２寄生ダイオードＤＡ２が並列接続されている。本実施形態では、第１，第２寄生ダイオードＤＡ１，ＤＡ２の向きが互いに逆向きとなるように、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が直列接続されている。詳細には、第１寄生ダイオードＤＡ１は、アノードを第２系統ＥＳ２側、カソードを第１系統ＥＳ１側となるように配置されている。また、第２寄生ダイオードＤＡ２は、アノードを第１系統ＥＳ１側、カソードを第２系統ＥＳ２側となるように配置されている。

リレースイッチＳＭＲは、第２通電経路ＬＡ２に設けられている。具体的には、リレースイッチＳＭＲは、接続経路ＬＢとの接続点ＰＢと第２蓄電池１６との間の部分に設けられている。リレースイッチＳＭＲでは、第３スイッチＳＷ３と、第２抵抗素子ＲＥ２と、第４スイッチＳＷ４とが、この順に直列接続されている。リレースイッチＳＭＲにおいて、第３スイッチＳＷ３は、第４スイッチＳＷ４よりも接続点ＰＢ側に設けられている。

本実施形態では、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４として、ＭＯＳＦＥＴが用いられている。そのため、第３スイッチＳＷ３には第３寄生ダイオードＤＡ３が並列接続されており、第４スイッチＳＷ４には第４寄生ダイオードＤＡ４が並列接続されている。本実施形態では、第３，第４寄生ダイオードＤＡ３，ＤＡ４の向きが互いに逆向きとなるように、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が直列接続されている。詳細には、第３寄生ダイオードＤＡ３は、アノードを接続点ＰＢ側、カソードを第２蓄電池１６側となるように配置されている。また、第４寄生ダイオードＤＡ４は、アノードを第２蓄電池１６側、カソードを接続点ＰＢ側となるように配置されている。

接続経路ＬＢには、電流検出部２８が設けられている。電流検出部２８は、スイッチ部２０における第１抵抗素子ＲＥ１に並列接続されており、接続経路ＬＢに流れる系統間電流ＩＡの大きさ及び向きを検出する。

制御装置４０は、電流検出部２８から取得される検出値に基づいて、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切替操作すべく、第１，第２切替信号ＳＣ１，ＳＣ２を生成し、第１，第２切替信号ＳＣ１，ＳＣ２による指令を各スイッチＳＷ１，ＳＷ２に出力する。第１，第２切替信号ＳＣ１，ＳＣ２により、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開放した状態（開状態）と、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉鎖した状態（閉状態）とが切り替えられる。なお、本実施形態において、制御装置４０が「切替制御部」に相当する。

制御装置４０は、コンバータ１２を動作制御すべく、第１制御信号ＳＤ１を生成し、第１制御信号ＳＤ１による指令をコンバータ１２に出力する。第１制御信号ＳＤ１により、コンバータ１２の動作状態と動作停止状態とが切り替えられる。制御装置４０は、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４を切替操作すべく、第３，第４切替信号ＳＣ３，ＳＣ４を生成し、第３，第４切替信号ＳＣ３，ＳＣ４による指令を各スイッチＳＷ３，ＳＷ４に出力する。第３，第４切替信号ＳＣ３，ＳＣ４により、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が開状態と閉状態とで切り替えられる。

また、制御装置４０は、報知部４４と、ＩＧスイッチ４５と、入力部４６とに接続されており、これらを制御する。報知部４４は、視覚的又は聴覚的にドライバに報知する装置であり、例えば車室内に設置されたディスプレイやスピーカである。ＩＧスイッチ４５は、車両の起動スイッチである。制御装置４０は、ＩＧスイッチ４５の開放又は閉鎖を監視する。入力部４６は、ドライバの操作を受け付ける装置であり、例えばハンドル、レバー、ボタン、ペダル、音声入力装置である。

制御装置４０は、上述した特定負荷３２を用いて車両を手動運転及び自動運転する。制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭ内の演算プログラムや制御データを参照して、手動運転及び自動運転するための種々の機能を実現する。

なお、手動運転とは、ドライバの操作によって車両を運転制御する状態を表す。また、自動運転とは、ドライバの操作によらず制御装置４０による制御内容で車両を運転制御する状態を表す。具体的には、自動運転とは、米国運輸省道路交通安全局（ＮＨＴＳＡ）によって定められたレベル０からレベル５までの自動運転レベルのうち、レベル３以上の自動運転のことをいう。レベル３は、制御装置４０が、走行環境を観測しつつ、ハンドル操作と加減速との両方を制御するレベルである。

ところで、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉鎖された状態において第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれかで過電圧異常（以下、単に過電圧）が発生した場合には、制御装置４０により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開状態への切り替えが行われる。ここで過電圧は、コンバータ１２が出力する電源電圧ＶＡの異常上昇や各系統ＥＳ１，ＥＳ２のインダクタンス成分により発生するサージ電圧である。第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開放までの間に各系統ＥＳ１，ＥＳ２の負荷３４，３６に過剰な高電圧が印加されると、その電圧印加に起因する不具合が生じることが懸念される。

そこで、本実施形態では、いずれかの系統ＥＳ１，ＥＳ２で過電圧が発生した場合において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態に切り替えられる前に第２蓄電池１６への充電が開始されるようにした。以下、その具体的な構成について説明する。

本実施形態では、電源システム１００は、ＤＣＤＣコンバータとしてのコンバータ２１と、スイッチ部２２と、放電部２３と、を備えている。以下では、区別のためにコンバータ１２を第１コンバータ１２と呼び、コンバータ２１を第２コンバータ２１と呼ぶ。また、スイッチ部２０を第１スイッチ部２０と呼び、スイッチ部２２を第２スイッチ部２２と呼ぶ。

第２コンバータ２１、第２スイッチ部２２及び放電部２３は、第２通電経路ＬＡ２に設けられている。具体的には、第２通電経路ＬＡ２における接続点ＰＢとリレースイッチＳＭＲとの間には、充電経路ＬＣ１、放電経路ＬＣ２及び短絡接続経路ＬＣ３が互いに並列に設けられており、第２コンバータ２１は、充電経路ＬＣ１に設けられている。また、第２スイッチ部２２は放電経路ＬＣ２に設けられており、放電部２３は短絡接続経路ＬＣ３に設けられている。

第２コンバータ２１は、第１コンバータ１２からの電力供給により、電源電圧ＶＡよりも高い電圧に電力変換して第２蓄電池１６を充電する。つまり、第２コンバータ２１は、電源電圧ＶＡを昇圧する昇圧動作を実施するものであり、第２蓄電池１６は、電源電圧ＶＡにより充電可能な蓄電池である。本実施形態では、第２コンバータ２１は、第２蓄電池１６の電圧である蓄電池電圧ＶＢを降圧する降圧動作を実施することができる。つまり、第２コンバータ２１は、昇降圧動作が可能な双方向コンバータである。

第２スイッチ部２２は、直列接続された第５スイッチＳＷ５と第６スイッチＳＷ６とを備えている。第２スイッチ部２２において、第５スイッチＳＷ５は、第６スイッチＳＷ６よりもリレースイッチＳＭＲ側に設けられている。本実施形態では、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６として、ＭＯＳＦＥＴが用いられている。そのため、第５スイッチＳＷ５には第５寄生ダイオードＤＡ５が並列接続されており、第６スイッチＳＷ６には第６寄生ダイオードＤＡ６が並列接続されている。本実施形態では、第５，第６寄生ダイオードＤＡ５，ＤＡ６の向きが互いに逆向きとなるように、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が直列接続されている。詳細には、第５寄生ダイオードＤＡ５は、アノードを接続点ＰＢ側、カソードをリレースイッチＳＭＲ側となるように配置されている。また、第４寄生ダイオードＤＡ４は、アノードをリレースイッチＳＭＲ側、カソードを接続点ＰＢ側となるように配置されている。

放電部２３は、第７スイッチＳＷ７と直列接続された第１～第６ダイオードＤＤ１～ＤＤ６とを備えている。第７スイッチＳＷ７は、第１～第６ダイオードＤＤ１～ＤＤ６よりもリレースイッチＳＭＲ側に設けられている。本実施形態では、第７スイッチＳＷ７として、ＭＯＳＦＥＴが用いられている。そのため、第７スイッチＳＷ７には第７寄生ダイオードＤＡ７が並列接続されている。第７寄生ダイオードＤＡ７は、アノードを接続点ＰＢ側、カソードをリレースイッチＳＭＲ側となるように配置されている。第１～第６ダイオードＤＤ１～ＤＤ６のそれぞれは、カソードを接続経路ＬＢ側、アノードをリレースイッチＳＭＲ側となるように配置されている。つまり、第７寄生ダイオードＤＡ７と第１～第６ダイオードＤＤ１～ＤＤ６とは、その向きが互いに逆向きとなるように接続されている。そして、第１～第６ダイオードＤＤ１～ＤＤ６は、その整流作用により接続点ＰＢから第２蓄電池１６への通電を規制する。

制御装置４０は、第２コンバータ２１を動作制御すべく、第２制御信号ＳＤ２を生成し、第２制御信号ＳＤ２による指令を第２コンバータ２１に出力する。第２制御信号ＳＤ２により、第２コンバータ２１の動作状態と動作停止状態とが切り替えられるとともに、第２コンバータ２１の昇圧動作による蓄電池電圧ＶＢと電源電圧ＶＡとの電圧差、つまり第２コンバータ２１の昇圧量ＢＡが制御される。また、制御装置４０は、第５～第７スイッチＳＷ５～ＳＷ７を切替操作すべく、第５～第７切替信号ＳＣ５～ＳＣ７を生成し、第５～第７切替信号ＳＣ５～ＳＣ７による指令を各スイッチＳＷ５～ＳＷ７に出力する。第５～第７切替信号ＳＣ５～ＳＣ７により、第５～第７スイッチＳＷ５～ＳＷ７が開状態と閉状態とで切り替えられる。

制御装置４０は、上記信号を用いて第２蓄電池１６の充放電を制御する。具体的には、制御装置４０は、上記信号を用いて第２コンバータ２１、第２スイッチ部２２及び放電部２３を制御する。これにより、第２コンバータ２１は、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉鎖された状態で電源電圧ＶＡにより第２蓄電池１６の充電を行い、第２スイッチ部２２は、その充電終了後に放電要求に応じて第２蓄電池１６の放電を行う。また、放電部２３の第７スイッチＳＷ７を閉状態としておくことで、接続点ＰＢに印加される電圧である負荷電圧ＶＤが蓄電池電圧ＶＢよりも低下したことに伴って、早期に第２蓄電池１６の放電を行うことが可能となる。なお、本実施形態において、負荷電圧ＶＤが「接続点電圧」に相当する。

また、第２コンバータ２１による充電終了後、放電要求があるまでの期間において、第２コンバータ２１、第２スイッチ部２２及び放電部２３は、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉鎖された状態で第２蓄電池１６の充放電を規制する。具体的には、第２コンバータ２１は、昇圧動作を停止することで第２蓄電池１６の充電を規制する。第２スイッチ部２２は、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が開状態とされることで第２蓄電池１６の放電を規制する。放電部２３は、第１～第６ダイオードＤＤ１～ＤＤ６の順方向電圧により第２蓄電池１６の放電を規制する。なお、本実施形態において、第２コンバータ２１及び第２スイッチ部２２が「規制部」に相当し、充電経路ＬＣ１、放電経路ＬＣ２及び短絡接続経路ＬＣ３が「第１経路」に相当する。

第２蓄電池１６の充放電が規制されている規制期間において、いずれかの系統ＥＳ１，ＥＳ２で過電圧が発生した場合、制御装置４０により第２コンバータ２１の昇圧動作が再び開始されるまでは、又は制御装置４０により第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が閉鎖されるまでは、第２蓄電池１６による過電圧の回収ができない。そして、制御装置４０による第２コンバータ２１の昇圧動作開始又は第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６の閉鎖が、制御装置４０による第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開放と同時に、又はそれよりも後に実施されるため、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態に切り替えられる前に第２蓄電池１６への充電を開始することができない。

本実施形態では、充電経路ＬＣ１、放電経路ＬＣ２及び短絡接続経路ＬＣ３に並列に配置された過電圧接続経路ＬＣ４が設けられており、この過電圧接続経路ＬＣ４に接続部２４が設けられている。接続部２４は、第８スイッチＳＷ８と第７ダイオードＤＤ７とを備えている。なお、本実施形態において、過電圧接続経路ＬＣ４が「第２経路」に相当する。

第８スイッチＳＷ８は、第７ダイオードＤＤ７よりもリレースイッチＳＭＲ側に設けられている。本実施形態では、第８スイッチＳＷ８として、ＭＯＳＦＥＴが用いられている。そのため、第８スイッチＳＷ８には第８寄生ダイオードＤＡ８が並列接続されている。第８寄生ダイオードＤＡ８は、アノードをリレースイッチＳＭＲ側、カソードを接続点ＰＢ側となるように配置されている。制御装置４０は、第８スイッチＳＷ８を切替操作すべく、第８切替信号ＳＣ８を生成し、第８切替信号ＳＣ８による指令を第８スイッチＳＷ８に出力する。第８切替信号ＳＣ８により、第８スイッチＳＷ８が開状態と閉状態とで切り替えられる。

第７ダイオードＤＤ７は、カソードをリレースイッチＳＭＲ側、アノードを接続経路ＬＢ側となるように配置されている。つまり、第８寄生ダイオードＤＡ８と第７ダイオードＤＤ７とは、その向きが互いに逆向きとなるように接続されている。そして、第７ダイオードＤＤ７は、その整流作用により第２蓄電池１６から接続点ＰＢへの通電を規制する。また、第７ダイオードＤＤ７は、その順方向電圧により接続点ＰＢから第２蓄電池１６への通電を規制する。

具体的には、第７ダイオードＤＤ７は、所定の順方向電圧降下量（例えば０．７Ｖ）を有している。そのため、リレースイッチＳＭＲにおける第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４及び第８スイッチＳＷ８が閉鎖された状態において、第７ダイオードＤＤ７は、接続部２４のリレースイッチＳＭＲ側に印加される蓄電池電圧ＶＢと、接続部２４の接続点ＰＢ側に印加される負荷電圧ＶＤとの間に、順方向電圧降下量による基準電圧差ΔＶＫを生じさせている。

したがって、第７ダイオードＤＤ７は、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶ、具体的には負荷電圧ＶＤから蓄電池電圧ＶＢを差し引いた値である電圧差ΔＶが基準電圧差ΔＶＫよりも小さい場合に、接続点ＰＢから第２蓄電池１６への通電を規制する。また、電圧差ΔＶが基準電圧差ΔＶＫよりも大きい場合に、接続点ＰＢから第２蓄電池１６への通電を許容する。なお、本実施形態において、基準電圧差ΔＶＫは「所定の閾値電圧」に相当し、蓄電池電圧ＶＢに基準電圧差ΔＶＫを加えたものが「上限値」に相当し、第７ダイオードＤＤ７は、「通電制御回路」に相当する。

これにより、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉鎖された状態で、第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれかで過電圧が発生した場合に、電圧差ΔＶが基準電圧差ΔＶＫよりも大きくなることに伴って、第２蓄電池１６への充電が開始される。その結果、所定の制御周期毎に行われる制御装置４０の処理よりも早く第２蓄電池１６への充電を開始することができる。具体的には、制御装置４０により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉状態から開状態に切り替えられる前に第２蓄電池１６への充電を開始することができる。また、制御装置４０による第２コンバータ２１及び第２スイッチ部２２の規制期間、つまり制御装置４０による第２コンバータ２１の昇圧動作開始又は第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６の閉鎖前に第２蓄電池１６への充電を開始することができる。なお、本実施形態において、第２コンバータ２１、第２スイッチ部２２、放電部２３及び接続部２４が「充放電部」に相当する。

さらに、本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態に切り替えられる前に第２蓄電池１６への充電が開始されることを利用して、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉状態から開状態に切り替えるようにした。具体的には、リレースイッチＳＭＲにおける第２抵抗素子ＲＥ２に充電電流が流れることで、制御装置４０とは独立して第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉状態と開状態とで切り替える系統間切替部２９を設けるようにした。

系統間切替部２９は、リレースイッチＳＭＲにおける第２抵抗素子ＲＥ２に並列接続されており、第２蓄電池１６の充電電流により、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉状態と開状態とで切り替える系統間信号ＳＥを生成し、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２に出力する。つまり、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２では、第１，第２切替信号ＳＣ１，ＳＣ２と系統間信号ＳＥとにより開状態と閉状態とが切り替えられる。

図２に、系統間切替部２９の構成を示す。系統間切替部２９は、第１～第３コンパレータＣＭ１～ＣＭ３及び第３～第９抵抗素子ＲＥ３～ＲＥ９を備えている。第１コンパレータＣＭ１の反転入力端子ＴＡは、第３抵抗素子ＲＥ３を介して第３スイッチＳＷ３と第２抵抗素子ＲＥ２との間の中間点ＰＣに接続されているとともに、第５抵抗素子ＲＥ５を介して第１コンパレータＣＭ１の出力端子ＴＣに接続されている。第１コンパレータＣＭ１の非反転入力端子ＴＢは、第４抵抗素子ＲＥ４を介して第２抵抗素子ＲＥ２と第４スイッチＳＷ４との間の中間点ＰＤに接続されているとともに、第６抵抗素子ＲＥ６を介して所定の参照電圧Ｖｒｆが入力されている。

第２コンパレータＣＭ２の反転入力端子ＴＡは、第７抵抗素子ＲＥ７を介して第１コンパレータＣＭ１の出力端子ＴＣに接続されているとともに、第９抵抗素子ＲＥ９を介して第２コンパレータＣＭ２の出力端子ＴＣに接続されている。第２コンパレータＣＭ２の非反転入力端子ＴＢは、第８抵抗素子ＲＥ８を介して参照電圧Ｖｒｆを出力する電圧源に接続されている。これにより、第２抵抗素子ＲＥ２に充電電流が流れることにより第２抵抗素子ＲＥ２に発生する電圧差が、第１，第２コンパレータＣＭ１，ＣＭ２により増幅されて増幅信号ＳＺが生成され、第２コンパレータＣＭ２の出力端子ＴＣから出力される。増幅信号ＳＺは、第２抵抗素子ＲＥ２に流れる充電電流が大きいほど大きくなる。

第３コンパレータＣＭ３の反転入力端子ＴＡには、所定の基準電圧Ｖｔｈが入力されており、第３コンパレータＣＭ３の非反転入力端子ＴＢは、第２コンパレータＣＭ２の出力端子ＴＣに接続されている。ここで基準電圧Ｖｔｈは、第２抵抗素子ＲＥ２に所定の閾値電流Ｉｔｈの充電電流が流れた場合に、第２抵抗素子ＲＥ２に発生する電圧差であり、閾値電流Ｉｔｈは第２コンバータ２１による充電電流よりも大きい電流である。第３コンパレータＣＭ３は、第２コンパレータＣＭ２から出力される増幅信号ＳＺが基準電圧Ｖｔｈよりも小さい場合に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態から閉状態に切り替える系統間信号ＳＥを出力端子ＴＣから出力する。また、第３コンパレータＣＭ３は、増幅信号ＳＺが基準電圧Ｖｔｈよりも大きい場合に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉状態から開状態に切り替える系統間信号ＳＥを出力端子ＴＣから出力する。

第３コンパレータＣＭ３の出力端子ＴＣは、制御装置４０と第１スイッチＳＷ１のゲート端子とを接続する第１配線ＬＤ１に接続されているとともに、制御装置４０と第２スイッチＳＷ２のゲート端子とを接続する第２配線ＬＤ２に接続されている。そのため、系統間切替部２９は、制御装置４０とは独立して第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉状態と開状態とで切り替えることができる。

これにより、系統間切替部２９は、第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれかでの過電圧発生後、第２蓄電池１６への充電が開始された状態で、接続点ＰＢと第２蓄電池１６との間に閾値電流Ｉｔｈよりも大きい電流が流れたことに伴って、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉状態から開状態に切り替える。その結果、制御周期毎に行われる制御装置４０の処理よりも早く第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉状態から開状態に切り替えることができる。

続いて、図３,図４に、第２蓄電池１６による過電圧の回収処理の一例を示す。図３は、車両の走行中に第１系統ＥＳ１で過電圧が発生した場合における蓄電池電圧ＶＢと負荷電圧ＶＤとの推移を示す。

図３,図４において、（Ａ）は、ＩＧスイッチ４５の状態の推移を示し、（Ｂ）は、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉状態の推移を示し、（Ｃ）は、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の開閉状態の推移を示す。また、（Ｄ）は、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６の開閉状態の推移を示し、（Ｅ）は、第７スイッチＳＷ７の開閉状態の推移を示し、（Ｆ）は、第８スイッチＳＷ８の開閉状態の推移を示す。さらに、（Ｇ）は、蓄電池電圧ＶＢの推移を示し、（Ｈ）は、負荷電圧ＶＤの推移を示し、（Ｉ）は、接続部２４の開閉状態の推移を示し、（Ｊ）は、第２蓄電池１６の通電電流を示す系統内電流ＩＢの推移を示す。ここで接続部２４の開状態は、接続部２４を介して第２蓄電池１６の充電電流が流れている状態を示し、接続部２４の閉状態は、接続部２４を介して第２蓄電池１６の充電電流が流れていない状態を示す。

図３に示すように、時刻ｔ１までのＩＧスイッチ４５の開期間、つまり電源システム１００の休止状態において、第１～第８スイッチＳＷ１～ＳＷ８が開放されており、第１コンバータ１２及び第２コンバータ２１が動作停止状態に切り替えられている。そのため、ＩＧスイッチ４５の開期間では、接続部２４は開状態となり、負荷電圧ＶＤ及び系統内電流ＩＢがゼロとなる。

時刻ｔ１にＩＧスイッチ４５が閉状態に切り替えられると、制御装置４０により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉状態に切り替えられるとともに、第１コンバータ１２を動作状態に切り替える指令が出力される。これにより、第１コンバータ１２が動作状態に切り替えられ、負荷電圧ＶＤが電源電圧ＶＡまで上昇し、車両の走行が可能となる。

また、時刻ｔ１に制御装置４０により第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が閉状態に切り替えられるとともに、第２コンバータ２１を動作状態に切り替える指令が出力される。これにより、第２コンバータ２１を介した第２蓄電池１６の充電が開始され、蓄電池電圧ＶＢは、電源電圧ＶＡよりも高い所定の昇圧電圧ＶＭ（図３（Ｇ）参照）まで上昇する。

なお、第２蓄電池１６の充電期間において、一時的に第２コンバータ２１の動作を昇圧動作から降圧動作に切り替え、第２蓄電池１６からの放電を実施するようにしてもよい。これにより、第２蓄電池１６の充電期間において第２コンバータ２１及びリレースイッチＳＭＲの動作確認を行うことができる。

そして、時刻ｔ２に蓄電池電圧ＶＢが昇圧電圧ＶＭまで上昇すると、制御装置４０により第２コンバータ２１を動作停止状態に切り替える指令が出力される。そのため、第２コンバータ２１による第２蓄電池１６の充電が規制される。また、時刻ｔ２に制御装置４０により第７スイッチＳＷ７及び第８スイッチＳＷ８が閉状態に切り替えられるとともに、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が開状態に維持される。なお、放電部２３では、第７スイッチＳＷ７が閉状態に切り替えられても、第１～第６ダイオードＤＤ１～ＤＤ６の順方向電圧により放電が規制される。そのため、第２コンバータ２１、第２スイッチ部２２及び放電部２３により第２蓄電池１６の充放電が規制された状態が維持される。これにより、時刻ｔ２以降において、第２蓄電池１６の充放電が規制された状態で、車両の走行が行われる。

車両の走行中に、第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれか一方で過電圧が発生したことが判定される。いずれの系統ＥＳ１，ＥＳ２でも過電圧が発生していないと判定された場合、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉鎖された状態に維持される。これにより、第１コンバータ１２及び第１蓄電池１４のそれぞれから第１，第２負荷３４，３６に電力供給が可能となる。第１コンバータ１２からの電力供給により、長時間の自動運転時にも継続的な電力供給が可能となり、第１蓄電池１４からの電力供給により、電圧変動の少ない電力供給が可能となる。その結果、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間では、第１負荷３４と第２負荷３６とを用いた手動運転又は自動運転が行われる。

いずれか一方の系統ＥＳ１，ＥＳ２で過電圧が発生したと判定された場合、制御装置４０により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態に切り替えられる。図３では、時刻ｔ３に第１系統ＥＳ１で過電圧が発生している。これにより、負荷電圧ＶＤが上昇し、系統間電流ＩＡが増加する。制御装置４０は、電流検出部２８により系統間電流ＩＡの増加を検出すると、その後の時刻ｔ６に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態に切り替える（図３（Ｂ）破線参照）とともに第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６を閉状態に切り替える。これにより、放電経路ＬＣ２を介して第２蓄電池１６から第２負荷３６への電力供給が開始され、車両の走行が継続される。

しかし、図３（Ｈ）に破線で示すように、時刻ｔ６まで第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉鎖した状態に維持すると、負荷電圧ＶＤが第１，第２負荷３４，３６の上限電圧ＶＨを超えて上昇してしまうことがある。この場合、第１，第２負荷３４，３６に過剰な高電圧が印加され、その電圧印加に起因する不具合が生じることが懸念される。

本実施形態では、時刻ｔ３に第１系統ＥＳ１で過電圧が発生した場合に、時刻ｔ６よりも前の時刻ｔ４に、負荷電圧ＶＤが、昇圧電圧ＶＭよりも基準電圧差ΔＶＫだけ大きい回収電圧ＶＰまで上昇すると、接続部２４が閉状態に切り替わり、この時刻ｔ４に第２蓄電池１６への充電が開始される。これにより、第１，第２負荷３４，３６に過剰な高電圧が印加されることが抑制される。具体的には、第２蓄電池１６の充電開始により、第１，第２負荷３４，３６に流れ込む電流が減少して負荷電圧ＶＤの上昇速度が低下し、図３（Ｈ）に一点鎖線で示すように、時刻ｔ６までに負荷電圧ＶＤが上限電圧ＶＨを超えて上昇することが抑制される。

第２蓄電池１６への充電開始により第２蓄電池１６の充電電流が増加する。そして、時刻ｔ６よりも前の時刻ｔ５に系統内電流ＩＢが閾値電流Ｉｔｈまで上昇すると、系統間切替部２９により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態に切り替えられる。これにより、第１系統ＥＳ１で発生した過電圧の影響が、過電圧が発生していない第２系統ＥＳ２に及ぶことが抑制される。

その後の時刻ｔ６に、制御装置４０により第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が閉状態に切り替えられると、負荷電圧ＶＤが蓄電池電圧ＶＢと等しくなり、第２スイッチ部２２を介した第２蓄電池１６の放電が開始される。本実施形態では、時刻ｔ６における蓄電池電圧ＶＢが回収電圧ＶＰよりも低いため、負荷電圧ＶＤが回収電圧ＶＰを超えて低下し、この時刻ｔ６に接続部２４が開状態に切り替わる。

続いて、図４に、車両の走行中の時刻ｔ３に第２系統ＥＳ２で過電圧が発生した場合における蓄電池電圧ＶＢと負荷電圧ＶＤとの推移を示す。なお、図４において、時刻ｔ５までの処理は、図３と同一であるため、説明を省略する。

図４に示すように、時刻ｔ５に系統内電流ＩＢが閾値電流Ｉｔｈまで上昇すると、系統間切替部２９により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態に切り替えられる。これにより、第２系統ＥＳ２で発生した過電圧の影響が、過電圧が発生していない第１系統ＥＳ１に及ぶことが抑制される。

その後の時刻ｔ６に、制御装置４０により第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が閉状態に切り替えられる。しかし、第２系統ＥＳ２で過電圧が発生した場合、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態に切り替えられても第２蓄電池１６への充電が継続されるため、負荷電圧ＶＤが回収電圧ＶＰよりも高い状態に維持される。

本実施形態では、制御装置４０は、時刻ｔ６後に負荷電圧ＶＤを取得し、取得された負荷電圧ＶＤが回収電圧ＶＰよりも高いか否かを判定する。負荷電圧ＶＤが回収電圧ＶＰよりも高い場合には、第２系統ＥＳ２で過電圧が発生したと判定し、その後の時刻ｔ７に、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４を開状態に切り替える。これにより、第２蓄電池１６への充電が遮断され、第２蓄電池１６の過充電が抑制される。なお、本実施形態において、回収電圧ＶＰが「規定電圧」に相当する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

・本実施形態では、いずれかの系統ＥＳ１，ＥＳ２で過電圧が発生した場合において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態に切り替えられる前に第２蓄電池１６への充電が開始されるようにした。これにより、第２蓄電池１６による過電圧の回収が可能となり、各系統ＥＳ１，ＥＳ２の負荷３４，３６に上限電圧ＶＨを超える過剰な高電圧が印加されることが抑制され、過電圧発生時において第１，第２負荷３４，３６を適正に動作させることができる。

・本実施形態では、第２通電経路ＬＡ２における接続点ＰＢとリレースイッチＳＭＲとの間に、第２コンバータ２１、第２スイッチ部２２及び放電部２３が設けられるようにした。これにより、第２蓄電池１６の充電終了後に、放電要求があるまでの期間において、第２蓄電池１６の充放電を規制することが可能となり、放電要求に伴い第２系統ＥＳ２で第２蓄電池１６からの電力供給が行われる際において、第２蓄電池１６の蓄電池電圧ＶＢを電源電圧ＶＡに基づく所望の電圧に維持することが可能となる。一方、この充放電の規制期間においていずれかの系統ＥＳ１，ＥＳ２で過電圧が発生した場合には、第２蓄電池１６への充電の開始が遅れることが懸念される。

そこで、本実施形態では、第２通電経路ＬＡ２における接続点ＰＢとリレースイッチＳＭＲとの間に、さらに接続部２４が設けられている。そして、第２蓄電池１６の充放電の規制期間においていずれかの系統ＥＳ１，ＥＳ２で過電圧が発生した場合には、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態に切り替えられる前であり、かつ当該規制期間に、接続部２４により接続点ＰＢとリレースイッチＳＭＲ、つまり接続点ＰＢと第２蓄電池１６とが接続されるようにした。これにより、充放電の規制期間に第２蓄電池１６による過電圧の回収が可能となり、放電要求時及び過電圧発生時において第１，第２負荷３４，３６を適正に動作させることができる。

具体的には、第２コンバータ２１、第２スイッチ部２２及び放電部２３が設けられた各経路ＬＣ１～ＬＣ３に並列して過電圧接続経路ＬＣ４が設けられており、この過電圧接続経路ＬＣ４に接続部２４が設けられるようにした。そのため、第２コンバータ２１、第２スイッチ部２２及び放電部２３による各経路ＬＣ１～ＬＣ３の規制期間において過電圧が発生した場合には、過電圧接続経路ＬＣ４により接続点ＰＢと第２蓄電池１６とを接続することが可能となり、当該規制期間に第２蓄電池１６による過電圧の回収が可能となる。

・本実施形態では、接続部２４として過電圧接続経路ＬＣ４に第７ダイオードＤＤ７が設けられており、この第７ダイオードＤＤ７が有する所定の順方向電圧降下量により、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶが所定の基準電圧差ΔＶＫよりも小さい場合に、接続点ＰＢから第２蓄電池１６への通電が規制される。また、当該電圧差ΔＶが基準電圧差ΔＶＫよりも大きい場合に、接続点ＰＢから第２蓄電池１６への通電が許容されるようにした。そのため、いずれかの系統ＥＳ１，ＥＳ２で過電圧が発生し、上記電圧差ΔＶが基準電圧差ΔＶＫよりも大きくなった場合には、第７ダイオードＤＤ７による規制が解除され、過電圧接続経路ＬＣ４を介して過電圧を第２蓄電池１６に回収させることができる。また、第７ダイオードＤＤ７はハードウェアである素子であるため、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶが基準電圧差ΔＶＫよりも大きくなったことに伴って、早期に過電圧を第２蓄電池１６に回収させることができる。

・本実施形態では、蓄電池電圧ＶＢが高くなったことを、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶを用いて判定する。そのため、蓄電池電圧ＶＢを基準として用いて、蓄電池電圧ＶＢが高くなったことを適正に判定することができる。

・本実施形態では、制御装置４０とは独立して第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉を切り替え可能な系統間切替部２９が設けられている。そして、いずれかの系統ＥＳ１，ＥＳ２で過電圧が発生したことに応じて接続点ＰＢと第２蓄電池１６との間に所定の閾値電流Ｉｔｈよりも大きい系統内電流ＩＢが流れた場合には、制御装置４０により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態に切り替えられる前に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態に切り替えるようにした。これにより、過電圧発生後において、早期に第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態に切り替えることができ、一方の系統で発生した過電圧の影響が、他方の系統に及ぶことを抑制することができる。この場合、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開状態への切り替えは、第２蓄電池１６への過電圧の回収開始よりも遅れることとなるが、本実施形態では、第２蓄電池１６への過電圧の回収開始により各系統ＥＳ１，ＥＳ２の負荷３４，３６に過剰な高電圧が印加されることが抑制されているため、この遅延による影響を抑制することができる。

・第１系統ＥＳ１で過電圧が発生した場合には、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態に切り替えることで第２蓄電池１６への充電が終了するため、この充電により第２蓄電池１６が過充電となることはない。一方、第２系統ＥＳ２で過電圧が発生した場合には、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態に切り替えても第２蓄電池１６への充電が継続されるため、第２蓄電池１６が過充電となることが懸念される。つまり、第１系統ＥＳ１で過電圧が発生した場合と第２系統ＥＳ２で過電圧が発生した場合とでは、第２蓄電池１６の適正な保護の点から、第２蓄電池１６に対する処理を切り替える必要がある。

この点、本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態に切り替えたにも関わらず負荷電圧ＶＤが回収電圧ＶＰよりも高い場合に、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４を開状態に切り替えて接続点ＰＢと第２蓄電池１６との間を遮断するようにした。これにより、第２系統ＥＳ２で過電圧が発生した場合において、第２蓄電池１６を適正に保護することができる。

（第１実施形態の変形例）
図５に示すように、接続部２４に第８スイッチＳＷ８が設けられなくてもよい。つまり、接続部２４が第７ダイオードＤＤ７のみにより構成されていてもよい。

（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６を参照しつつ説明する。

本実施形態では、接続部２４が第１ツェナーダイオード（以下、第１ツェナー）ＤＴ１により構成されている点で、第１実施形態と異なる。第１ツェナーＤＴ１は、カソードを接続経路ＬＢ側、アノードをリレースイッチＳＭＲ側となるように配置されており、その整流作用により接続点ＰＢから第２蓄電池１６への通電を規制する。

第１ツェナーＤＴ１は、所定の降伏電圧ＶＺを有している。本実施形態では、第１ツェナーＤＴ１の降伏電圧ＶＺが、いずれの系統ＥＳ１，ＥＳ２でも過電圧が発生していない場合における負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶよりも大きくなるように設定されている。そのため、第１ツェナーＤＴ１は、電圧差ΔＶが降伏電圧ＶＺよりも小さい場合に、第１ツェナーＤＴ１の整流作用により接続点ＰＢから第２蓄電池１６への通電を規制する。また、電圧差ΔＶが降伏電圧ＶＺよりも大きい場合に、第１ツェナーＤＴ１の整流作用が失われることにより接続点ＰＢから第２蓄電池１６への通電を許容する。なお、本実施形態において、降伏電圧ＶＺは「所定の閾値電圧」に相当し、第１ツェナーＤＴ１は、「通電制御回路」に相当する。

これにより、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉鎖され、かつ第２コンバータ２１、第２スイッチ部２２及び放電部２３により第２蓄電池１６の充放電が規制された状態で、第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれかで過電圧が発生した場合に、電圧差ΔＶが基準電圧差ΔＶＫよりも大きくなることに伴って、第２蓄電池１６への充電が開始される。その結果、所定の制御周期毎に行われる制御装置４０の処理よりも早く第２蓄電池１６への充電を開始することができる。

以上詳述した本実施形態によれば、接続部２４として過電圧接続経路ＬＣ４に第１ツェナーＤＴ１が設けられており、この第１ツェナーＤＴ１の整流動作により、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶが所定の降伏電圧ＶＺよりも小さい場合に、接続点ＰＢから第２蓄電池１６への通電が規制される。また、当該電圧差ΔＶが降伏電圧ＶＺよりも大きい場合に、接続点ＰＢから第２蓄電池１６への通電が許容されるようにした。そのため、いずれかの系統ＥＳ１，ＥＳ２で過電圧が発生し、上記電圧差ΔＶが降伏電圧ＶＺよりも大きくなった場合には、第１ツェナーＤＴ１による規制が解除され、過電圧接続経路ＬＣ４を介して過電圧を第２蓄電池１６に回収させることができる。また、第１ツェナーＤＴ１はハードウェアである素子であるため、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶが基準電圧差ΔＶＫよりも大きくなったことに伴って、早期に過電圧を第２蓄電池１６に回収させることができる。

（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７を参照しつつ説明する。

本実施形態では、接続部２４及び過電圧接続経路ＬＣ４が設けられていない点で、第１実施形態と異なる。また、制御装置４０とは独立して第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６を閉状態と開状態とで切り替える系統内切替部２７が設けられている点で、第１実施形態と異なる。なお、本実施形態において、第２コンバータ２１、第２スイッチ部２２、放電部２３及び系統内切替部２７が「充放電部」に相当する。

系統内切替部２７は、第２スイッチ部２２に並列に設けられており、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶにより、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６を閉状態と開状態とで切り替える系統内信号ＳＧを生成し、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６に出力する。つまり、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６では、第５，第６切替信号ＳＣ５，ＳＣ６と系統内信号ＳＧとにより開状態と閉状態とが切り替えられる。

具体的には、系統内切替部２７は、第４コンパレータＣＭ４を備えている。第４コンパレータＣＭ４の反転入力端子ＴＡは、第２スイッチ部２２の接続点ＰＢ側、つまり、直列接続された第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６のうちの第６スイッチＳＷ６側の主端子に接続されており、負荷電圧ＶＤが印加されている。第４コンパレータＣＭ４の非反転入力端子ＴＢは、第２スイッチ部２２のリレースイッチＳＭＲ側、つまり、直列接続された第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６のうちの第５スイッチＳＷ５側の主端子に接続されており、蓄電池電圧ＶＢが印加されている。

第４コンパレータＣＭ４は、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶが所定の閾値電圧ＶＸよりも小さい場合に、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６を閉状態から開状態に切り替える系統内信号ＳＧを出力端子ＴＣから出力する。また、第４コンパレータＣＭ４は、電圧差ΔＶが閾値電圧ＶＸよりも大きい場合に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態から閉状態に切り替える系統内信号ＳＧを出力端子ＴＣから出力する。

第４コンパレータＣＭ４の出力端子ＴＣは、制御装置４０と第５スイッチＳＷ５のゲート端子とを接続する配線に接続されているとともに、制御装置４０と第６スイッチＳＷ６のゲート端子とを接続する配線に接続されている。そのため、系統内切替部２７は、制御装置４０とは独立して第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６を閉状態と開状態とで切り替えることができる。なお、本実施形態において、第４コンパレータＣＭ４が「信号出力回路」に相当し、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が「系統内スイッチ」に相当し、ゲート端子が「開閉制御端子」に相当する。また、閾値電圧ＶＸが「所定の閾値電圧」に相当し、蓄電池電圧ＶＢに閾値電圧ＶＸを加えたものが「上限値」に相当する。

これにより、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉鎖され、かつ第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が開放された状態で、第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれかで過電圧が発生した場合に、電圧差ΔＶが閾値電圧ＶＸよりも大きくなることに伴って、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が閉状態に切り替えられ、第２蓄電池１６への充電が開始される。その結果、制御装置４０により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態から閉状態に切り替えられる前であり、かつ制御装置４０により第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が開状態から閉状態に切り替えられる前に第２蓄電池１６への充電を開始することができる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

・本実施形態では、制御装置４０とは独立して第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６の開閉を切り替え可能な系統内切替部２７が設けられている。そして、制御装置４０により第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が開放制御された開放制御期間において過電圧が発生した場合には、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態に切り替えられる前であり、かつ当該開放制御期間に系統内切替部２７により第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６を閉状態に切り替えるようにした。これにより、上記開放制御期間に第２蓄電池１６による過電圧の回収が可能となり、過電圧発生時において第１，第２負荷３４，３６を適正に動作させることができる。

・本実施形態では、系統内切替部２７として第４コンパレータＣＭ４が設けられており、この第４コンパレータＣＭ４により、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶが所定の閾値電圧ＶＸよりも小さい場合に、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６を開状態に切り替える信号が第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６に出力される。また、当該電圧差ΔＶが閾値電圧ＶＸよりも大きい場合に、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６を閉状態に切り替える信号が第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６に出力されるようにした。

そのため、いずれかの系統ＥＳ１，ＥＳ２で過電圧が発生し、上記電圧差ΔＶが閾値電圧ＶＸよりも大きくなった場合には、第４コンパレータＣＭ４により第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が閉状態に切り替えられ、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６を介して過電圧を第２蓄電池１６に回収させることができる。また、第４コンパレータＣＭ４はハードウェアである素子であるため、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶが閾値電圧ＶＸよりも大きくなったことに伴って、早期に過電圧を第２蓄電池１６に回収させることができる。

・本実施形態では、蓄電池電圧ＶＢが高くなったことを、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶを用いて判定する。そのため、蓄電池電圧ＶＢを基準として用いて、蓄電池電圧ＶＢが高くなったことを適正に判定することができる。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について、第３実施形態との相違点を中心に図８を参照しつつ説明する。

本実施形態では、系統内切替部２７が第１双方向ツェナーダイオード（以下、第１双方向ツェナー）ＤＷ１及び第２双方向ツェナーダイオード（以下、第２双方向ツェナー）ＤＷ２により構成されている点で、第３実施形態と異なる。

本実施形態では、第２スイッチ部２２のリレースイッチＳＭＲ側、つまり、直列接続された第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６のうちの第５スイッチＳＷ５側の主端子と、第５スイッチＳＷ５のゲート端子との間に第３配線ＬＤ３が設けられており、この第３配線ＬＤ３に第１双方向ツェナーＤＷ１が設けられている。つまり、第１双方向ツェナーＤＷ１の一端は、第５スイッチＳＷ５の一対の主端子のうちの一方の主端子に接続されており、第１双方向ツェナーＤＷ１の他端は、第５スイッチＳＷ５のゲート端子に接続されている。そのため、第５スイッチＳＷ５では、第５切替信号ＳＣ５と、第１双方向ツェナーＤＷ１を介して入力される系統内信号ＳＧとにより開状態と閉状態とが切り替えられる。

第１双方向ツェナーＤＷ１は、第２ツェナーダイオード（以下、第２ツェナー）ＤＴ２と第３ツェナーダイオード（以下、第３ツェナー）ＤＴ３とを備えており、第２，第３ツェナーＤＴ２，ＤＴ３の向きが互いに逆向きとなるように、第２，第３ツェナーＤＴ２，ＤＴ３が直列接続されている。詳細には、第２ツェナーＤＴ２は、第３ツェナーＤＴ３よりもリレースイッチＳＭＲ側に設けられており、アノードをゲート端子側、カソードをリレースイッチＳＭＲ側となるように配置されている。また、第４ツェナーＤＴ４は、アノードをリレースイッチＳＭＲ側、カソードをゲート端子側となるように配置されている。

また、本実施形態では、第２スイッチ部２２の接続点ＰＢ側、つまり、直列接続された第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６のうちの第６スイッチＳＷ６側の主端子と、第６スイッチＳＷ６のゲート端子との間に第４配線ＬＤ４が設けられており、この第４配線ＬＤ４に第２双方向ツェナーＤＷ２が設けられている。つまり、第２双方向ツェナーＤＷ２の一端は、第６スイッチＳＷ６の一対の主端子のうちの一方の主端子に接続されており、第２双方向ツェナーＤＷ２の他端は、第６スイッチＳＷ６のゲート端子に接続されている。そのため、第６スイッチＳＷ６では、第６切替信号ＳＣ６と、第２双方向ツェナーＤＷ２を介して入力される系統内信号ＳＧとにより開状態と閉状態とが切り替えられる。

第２双方向ツェナーＤＷ２は、第４ツェナーダイオード（以下、第４ツェナー）ＤＴ４と第５ツェナーダイオード（以下、第５ツェナー）ＤＴ５とを備えており、第４，第５ツェナーＤＴ４，ＤＴ５の向きが互いに逆向きとなるように、第４，第５ツェナーＤＴ４，ＤＴ５が直列接続されている。詳細には、第４ツェナーＤＴ４は、第５ツェナーＤＴ５よりもゲート端子側に設けられており、アノードを接続点ＰＢ側、カソードをゲート端子側となるように配置されている。また、第４ツェナーＤＴ４は、アノードをゲート端子側、カソードを接続点ＰＢ側となるように配置されている。

第２～第５ツェナーＤＴ２～ＤＴ５は、同一の降伏電圧ＶＺを有している。本実施形態では、第１ツェナーＤＴ１の降伏電圧ＶＺが、いずれの系統ＥＳ１，ＥＳ２でも過電圧が発生していない場合における負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶよりも大きくなるように設定されている。そのため、第２双方向ツェナーＤＷ２は、電圧差ΔＶが降伏電圧ＶＺよりも小さい場合に、第５ツェナーＤＴ５の整流作用により第６スイッチＳＷ６のゲート端子に負荷電圧ＶＤが印加されることを規制し、第６スイッチＳＷ６を閉状態から開状態に切り替える電圧レベルの系統内信号ＳＧを第６スイッチＳＷ６のゲート端子に出力する。また、第１双方向ツェナーＤＷ１は、第２ツェナーＤＴ２の整流作用により第５スイッチＳＷ５のゲート端子に蓄電池電圧ＶＢが印加されることを規制し、第５スイッチＳＷ５を閉状態から開状態に切り替える電圧レベルの系統内信号ＳＧを第５スイッチＳＷ５のゲート端子に出力する。

一方、電圧差ΔＶが降伏電圧ＶＺよりも大きくなると、第５ツェナーＤＴ５の整流作用が失われることにより第６スイッチＳＷ６のゲート端子に負荷電圧ＶＤが印加される。つまり、第６スイッチＳＷ６を開状態から閉状態に切り替える電圧レベルの系統内信号ＳＧが第６スイッチＳＷ６のゲート端子に出力される。これにより、第６スイッチＳＷ６が、閉状態から開状態に切り替えられると、第６スイッチＳＷ６及び第５寄生ダイオードＤＡ５を介して第２蓄電池１６への充電が開始される。なお、本実施形態において、第１，第２双方向ツェナーＤＷ１，ＤＷ２が「信号出力回路」に相当し、降伏電圧ＶＺが「所定の閾値電圧」に相当する。

つまり、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉鎖され、かつ第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が開放された状態で、第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれかで過電圧が発生した場合に、電圧差ΔＶが降伏電圧ＶＺよりも大きくなることに伴って、第２蓄電池１６への充電が開始される。その結果、制御装置４０により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態から閉状態に切り替えられる前であり、かつ制御装置４０により第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が開状態から閉状態に切り替えられる前に第２蓄電池１６への充電を開始することができる。

以上詳述した本実施形態によれば、系統内切替部２７として第１，第２双方向ツェナーＤＷ１，ＤＷ２が設けられている。そして、この第１，第２双方向ツェナーＤＷ１，ＤＷ２により、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶが所定の降伏電圧ＶＺよりも小さい場合に、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６を開状態に切り替える信号が第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６に出力されるようにした。また、当該電圧差ΔＶが降伏電圧ＶＺよりも大きい場合には、第２双方向ツェナーＤＷ２により、第６スイッチＳＷ６を閉状態に切り替える信号が第６スイッチＳＷ６に出力されるようにした。

そのため、いずれかの系統ＥＳ１，ＥＳ２で過電圧が発生し、上記電圧差ΔＶが降伏電圧ＶＺよりも大きくなった場合には、第６スイッチＳＷ６が閉状態に切り替えられ、第６スイッチＳＷ６及び第５寄生ダイオードＤＡ５を介して過電圧を第２蓄電池１６に回収させることができる。また、第１，第２双方向ツェナーＤＷ１，ＤＷ２はハードウェアである素子であるため、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶが閾値電圧ＶＸよりも大きくなったことに伴って、早期に過電圧を第２蓄電池１６に回収させることができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。

・各負荷３４，３６は、例えば以下の装置であってもよい。

車両に走行用動力を付与する走行用モータとその駆動回路であってもよい。この場合、第１，第２負荷３４，３６のそれぞれは、例えば３相の永久磁石同期モータと３相インバータ装置である。

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装置であってもよい。この場合、第１，第２負荷３４，３６のそれぞれは、例えば制動時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る。

自車両の前を走行する前走車を検出し、前走車が検知された場合には前走車との車間距離を一定に維持し、前走車が検知されなくなった場合には自車両を予め設定された車速で走行させるクルーズコントロール装置であってもよい。この場合、第１，第２負荷３４，３６のそれぞれは、例えばミリ波レーダである。

・各負荷３４，３６は、必ずしも同じ構成の組合せである必要がなく、同等の機能を異なる形式の機器で実現する組合せであってもよい。また、第１，第２負荷３４，３６は、それぞれが異なる負荷ではなく、同一の負荷であってもよい。つまり、第１，第２負荷３４，３６が、ＬＡ１第１通電経路ＬＡ１及び第２通電経路ＬＡ２の両方から電力供給を受ける同一の負荷であってもよい。

・第１電源は、コンバータに限られず、オルタネータであってもよい。

・上記実施形態では、第１コンバータ１２の電源電圧ＶＡにより第２蓄電池１６を充電する場合に、第２コンバータ２１により電源電圧ＶＡを昇圧して第２蓄電池１６を充電する例を示したがこれに限られず、例えば以下のように充電してもよい。

電源電圧ＶＡを昇降圧させずに第２蓄電池１６を充電するようにしてもよい。この場合、図９に示すように、第２コンバータ２１は不要となり、いずれの系統ＥＳ１，ＥＳ２でも過電圧が発生していないと判定された場合において、蓄電池電圧ＶＢは電源電圧ＶＡと等しくなる。

電源電圧ＶＡを降圧して第２蓄電池１６を充電するようにしてもよい。この場合、いずれの系統ＥＳ１，ＥＳ２でも過電圧が発生していないと判定された場合において、蓄電池電圧ＶＢは電源電圧ＶＡよりも低くなる。

図１０に、電源電圧ＶＡを降圧して第２蓄電池１６を充電する場合の電源システム１００を示す。図１，図９，図１０では、この順に蓄電池電圧ＶＢが低下しており、蓄電池電圧ＶＢの低下に応じて放電部２３に含まれるダイオードであって、第７寄生ダイオードＤＡ７以外のダイオードＤＤ１～ＤＤ６の数が減少している。また、蓄電池電圧ＶＢの低下に応じて接続部２４含まれるダイオードであって、第８寄生ダイオードＤＡ８以外のダイオードＤＤ７～ＤＤ１２の数が増加している。

なお、図１１に示すように、直列接続されるダイオードの数を切り替えられる構成を用いることで、蓄電池電圧ＶＢが変化した場合でも共通の電源システム１００を使用することが可能となる。

・上記実施形態において、電源システム１００に放電部２３は必ずしも設けられる必要はない。そして、第１実施形態及び第２実施形態では、放電部２３が設けられない場合には、第２スイッチ部２２が、直列接続された複数のダイオードにより構成されていてもよい。

図１２に、第１実施形態において、第２スイッチ部２２が直列接続された第１３～第１８ダイオードＤＤ１３～ＤＤ１８により構成されている例を示す。第１３～第１８ダイオードＤＤ１３～ＤＤ１８のそれぞれは、カソードを接続経路ＬＢ側、アノードをリレースイッチＳＭＲ側となるように配置されており、放電経路ＬＣ２において第２蓄電池１６から接続点ＰＢへの通電を規制する。

具体的には、各ダイオードＤＤ１３～ＤＤ１８は、所定の順方向電圧降下量を有している。そのため、リレースイッチＳＭＲにおける第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が閉鎖された状態において、第１３～第１８ダイオードＤＤ１３～ＤＤ１８は、第２スイッチ部２２のリレースイッチＳＭＲ側に印加される蓄電池電圧ＶＢと、第２スイッチ部２２の接続点ＰＢ側に印加される負荷電圧ＶＤとの間に、第１３～第１８ダイオードＤＤ１３～ＤＤ１８の順方向電圧降下量の合計値による基準電圧差ΔＶＫを生じさせている。以下では、区別のために、第７ダイオードＤＤ７の基準電圧差ΔＶＫを第１基準電圧差ΔＶＫ１と呼び、第１３～第１８ダイオードＤＤ１３～ＤＤ１８の基準電圧差ΔＶＫを第２基準電圧差ΔＶＫ２と呼ぶ。

そのため、第１３～第１８ダイオードＤＤ１３～ＤＤ１８は、負荷電圧ＶＤが蓄電池電圧ＶＢよりも第２基準電圧差ΔＶＫ２以上低くなった場合に、第２蓄電池１６から接続点ＰＢへの通電を許容する。また、負荷電圧ＶＤが蓄電池電圧ＶＢよりも第２基準電圧差ΔＶＫ２以上低くなっていない場合に、第２蓄電池１６から接続点ＰＢへの通電を規制する。なお、第２実施形態についても同様である。

・上記第４実施形態において、電源システム１００に第１双方向ツェナーＤＷ１は必ずしも設けられる必要はない。

・上記第１,第２実施形態では、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶに基づいて、接続点ＰＢから第２蓄電池１６への通電を規制する素子を接続部２４に設ける例を示したが、これに限られない。例えば、負荷電圧ＶＤと接地電圧ＧＮＤとの電圧差、つまり負荷電圧ＶＤそのものに基づいて、接続点ＰＢから第２蓄電池１６への通電を規制する素子を接続部２４に設けてもよい。

・上記第３,第４実施形態では、負荷電圧ＶＤと蓄電池電圧ＶＢとの電圧差ΔＶに基づいて、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６を開状態に切り替える信号を第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６に出力する素子を系統内切替部２７に設ける例を示したが、これに限られない。例えば、負荷電圧ＶＤと接地電圧ＧＮＤとの電圧差、つまり負荷電圧ＶＤそのものに基づいて、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６を開状態に切り替える信号を第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６に出力する素子を系統内切替部２７に設けてもよい。

・上記実施形態では、電源システム１００が、手動運転及び自動運転による走行が可能な車両に適用される例を示したが、これに限られない。完全自動運転車など自動運転による走行のみが可能な車両に適用されてもよければ、手動運転による走行のみが可能な車両に適用されてもよい。

例えば自動運転による走行のみが可能な車両に適用された場合、いずれか一方の系統ＥＳ１，ＥＳ２での異常が発生したときには、異常が発生していない他方の系統ＥＳ１，ＥＳ２の負荷３４，３６を用いて、自動運転により車両の走行を停止させる、又は安全な場所に移動させた後に車両を停止させる処理が実施されてもよい。

１０…高圧蓄電池、１２…コンバータ、１６…第２蓄電池、２１…第２コンバータ、２２…第２スイッチ部、２３…放電部、２４…接続部、２７…系統内切替部、３２…特定負荷、４０…制御装置、１００…電源システム、ＥＳ１…第１系統、ＥＳ２…第２系統、ＬＡ１…第１系統内経路、ＬＡ２…第２系統内経路、ＬＢ…接続経路、ＰＢ…接続点、ＳＷ１…第１スイッチ、ＳＷ２…第２スイッチ。

Claims (14)

1. 第１電源（１０，１２）から第１通電経路（ＬＡ１）を介して電気負荷（３２）に電力を供給する第１系統（ＥＳ１）と、
   第２電源（１６）から第２通電経路（ＬＡ２）を介して前記電気負荷に電力を供給する第２系統（ＥＳ２）と、
   前記第１通電経路と前記第２通電経路とを接続する接続経路（ＬＢ）に設けられた系統間スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）と、を有する電源システム（１００）であって、
   前記第１電源は、前記電気負荷の駆動を可能にする電源電圧を出力し、
   前記第２電源は、前記第１電源の電源電圧により充電可能な蓄電池（１６）を含み、
   前記系統間スイッチを閉状態と開状態とで切り替える切替制御部（４０）と、
   前記第２通電経路における前記接続経路との接続点と前記第２電源との間に設けられ、前記電源電圧による前記蓄電池の充電を行わせ、かつその充電終了後に放電要求に応じて前記蓄電池の放電を行わせる充放電部（２１，２２，２３，２４，２７）と、を備え、
   前記充放電部は、前記系統間スイッチが閉鎖された状態で、前記第１系統及び前記第２系統のいずれかで過電圧が発生した場合に、前記切替制御部により前記系統間スイッチが閉状態から開状態に切り替えられる前に前記蓄電池への充電が開始される構成となっている電源システム。
2. 前記充放電部は、
   前記蓄電池の充電終了後に、前記系統間スイッチが閉鎖された状態での前記蓄電池の充放電を規制する規制部（２１，２２，２３）と、
   前記規制部による規制期間において前記過電圧が発生した場合に、前記切替制御部により前記系統間スイッチが閉状態から開状態に切り替えられる前であり、かつ前記規制期間に、前記接続点と前記第２電源とを接続する接続部（２４）と、を備える請求項１に記載の電源システム。
3. 前記第２通電経路における前記接続経路との接続点と前記第２電源との間に、互いに並列に第１経路（ＬＣ１，ＬＣ２，ＬＣ３）及び第２経路（ＬＣ４）が設けられており、
   前記規制部は、前記第１経路に設けられており、
   前記接続部は、前記第２経路に設けられている請求項２に記載の電源システム。
4. 前記接続部は、前記接続点の電圧である接続点電圧が前記接続点電圧の所定の上限値よりも低い場合に、前記接続点から前記蓄電池への通電を規制し、前記上限値よりも高い場合に、前記接続点から前記蓄電池への通電を許容する通電制御回路を含む請求項３に記載の電源システム。
5. 前記通電制御回路は、前記接続点電圧と前記蓄電池の電池電圧との電圧差が所定の閾値電圧よりも小さい場合に、前記接続点電圧が前記上限値よりも低いとして前記接続点から前記蓄電池への通電を規制し、前記閾値電圧よりも大きい場合に、前記上限値よりも高いとして前記接続点から前記蓄電池への通電を許容する請求項４に記載の電源システム。
6. 前記通電制御回路は、前記第２経路において前記蓄電池から前記接続点への通電を規制する向きに配置されたダイオード（ＤＤ７～ＤＤ１０）を含む請求項５に記載の電源システム。
7. 前記通電制御回路は、前記第２経路において前記接続点から前記蓄電池への通電を規制する向きに配置されたツェナーダイオード（ＤＴ１）を含む請求項５に記載の電源システム。
8. 前記充放電部は、前記第２通電経路を開放又は閉鎖する系統内スイッチ（ＳＷ５，ＳＷ６）を含み、
   前記切替制御部は、前記系統内スイッチを閉状態と開状態とで切り替え、前記蓄電池の充電終了後に、前記系統間スイッチが閉鎖された状態での前記系統内スイッチを開状態に制御し、
   前記充放電部は、さらに、前記切替制御部とは独立して前記系統内スイッチを閉状態と開状態とで切り替える系統内切替部（２７）を含み、
   前記系統内切替部は、前記切替制御部による前記系統内スイッチの開放制御期間において前記過電圧が発生した場合に、前記切替制御部により前記系統間スイッチが閉状態から開状態に切り替えられる前であり、かつ前記開放制御期間に、前記系統内スイッチを開状態から閉状態に切り替える請求項１に記載の電源システム。
9. 前記系統内切替部は、前記接続点の電圧である接続点電圧が前記接続点電圧の所定の上限値よりも低い場合に、前記系統内スイッチを閉状態から開状態に切り替える信号を前記系統内スイッチに出力し、前記上限値よりも高い場合に、前記系統内スイッチを開状態から閉状態に切り替える信号を前記系統内スイッチに出力する信号出力回路（ＣＭ４，ＤＷ１，ＤＷ２）を含む請求項８に記載の電源システム。
10. 前記信号出力回路は、前記接続点電圧と前記蓄電池の電池電圧との電圧差が所定の閾値電圧よりも小さい場合に、前記接続点電圧が前記上限値よりも低いとして前記系統内スイッチを閉状態から開状態に切り替える信号を前記系統内スイッチに出力し、前記閾値電圧よりも大きい場合に、前記上限値よりも高いとして前記系統内スイッチを開状態から閉状態に切り替える信号を前記系統内スイッチに出力する請求項９に記載の電源システム。
11. 前記信号出力回路は、コンパレータ（ＣＭ４）を含み、
    前記コンパレータの一対の入力端子のうちの一方の入力端子は、前記系統内スイッチの一対の主端子のうちの一対の入力端子のうちの一方の主端子に接続されており、
    前記コンパレータの他方の入力端子は、前記系統内スイッチの一対の主端子のうちの他方の主端子に接続されており、
    前記コンパレータの出力端子は、前記系統内スイッチの開閉制御端子に接続されている請求項１０に記載の電源システム。
12. 前記信号出力回路は、順方向が互いに逆向きとなるように直列接続された２つのツェナーダイオードである双方向ツェナーダイオード（ＤＷ１，ＤＷ２）を含み、
    前記双方向ツェナーダイオードの一端は、前記系統内スイッチの一対の主端子のうちの一方の主端子に接続されており、
    前記双方向ツェナーダイオードの他端は、前記系統内スイッチの開閉制御端子に接続されている請求項１０に記載の電源システム。
13. 前記切替制御部とは独立して前記系統間スイッチを閉状態と開状態とで切り替える系統間切替部（２９）を備え、
    前記系統間切替部は、前記過電圧の発生後に前記蓄電池への充電が開始された状態で、前記接続点と前記第２電源との間に所定の閾値電流よりも大きい電流が流れた場合に、前記切替制御部により前記系統間スイッチが閉状態から開状態に切り替えられる前に、前記系統間スイッチを閉状態から開状態に切り替える請求項１から１２までのいずれか一項に記載の電源システム。
14. 前記切替制御部は、前記系統間切替部が前記系統間スイッチを閉状態から開状態に切り替えたにも関わらず前記接続点の電圧である接続点電圧が所定の基準電圧よりも高い場合に、前記接続点と前記第２電源との間を遮断する請求項１３に記載の電源システム。

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