JP2023042332A - 電源切換制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の負荷が並列に接続された冗長電源システムにおいて、電源側又は負荷側の異常で電源失陥が生じた際に、給電可能な状態の電源の残容量が不足している場合であっても、作動優先度の高い負荷への給電を必要な時間維持できるようにする。【解決手段】電源切換制御システム１０は、第１～第５スイッチ１１～１５と、電源失陥を判定する第１、第２電源失陥判定部３１，３２と、第１～第５スイッチ１１～１５を制御するスイッチ制御部３０とを備え、スイッチ制御部３０は、第１、第２電源失陥判定部３１，３２により電源失陥が判定され、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の残容量が所定の閾値未満である場合に、複数の重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３を作動優先度が低い方から順に第３～第５スイッチ１３～１５により給電線８Ｇから遮断していき、メインバッテリ２及びサブバッテリ３から重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への供給電流を逓減させる。【選択図】図１

Description

本発明は、電源切換制御システムに関する。
メイン電源、サブ電源、及び複数の補機負荷が並列接続される車載電源システムにおいて、メイン電源からの出力電力が低下した場合に、作動優先度の高い補機負荷に対して、サブ電源からより多くの電力を供給するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、冗長運転のために複数の電力系統を備える車載電源システムにおいて、一部の電力系統において異常が生じた場合であっても、その異常が生じた電力系統の電源や負荷のうち使用を継続できるものについては極力使用を継続させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１７－１２７１１２号公報 特開２０１９－６２７２７号公報
特許文献１に記載の車載電源システムでは、サブ電源から各補記負荷への供給電力を調整するＤＣ／ＤＣコンバータに故障が生じた場合、冗長運転が不能となる。即ち、ＤＣ／ＤＣコンバータへの依存度が高く信頼性が低い。また、ＤＣ／ＤＣコンバータは高価で大型である。
特許文献２に記載の車載電源システムでは、異常が生じた電力系統の電源（蓄電池）の残容量が不足している場合、作動優先度の高い負荷の使用継続を実現できないことが考えられる。
本発明は、上記事情に鑑み、冗長運転のために複数の電源が給電経路に並列に接続され、この給電経路に複数の負荷が並列に接続された電源システムにおいて、電源側又は負荷側の異常で電源失陥が生じた際に、給電可能な状態の電源の残容量が不足している場合であっても、作動優先度の高い負荷への給電を必要な時間維持できるようにすることを目的とする。
本発明の電源切換制御システムは、給電経路に対して並列に接続され作動優先度が設定された複数の負荷と、前記給電経路に対して並列に接続され複数の前記負荷に給電する複数の電源との接続・遮断を切り換える切換部と、前記電源の側又は前記負荷の側の異常で生じた電源失陥を検知する電源失陥検知部と、前記切換部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記電源失陥検知部により前記電源失陥が検知され、複数の前記電源の残容量、充電率又は電圧が所定の閾値未満又は以下である場合に、複数の前記負荷を前記作動優先度が低い方から順に前記切換部により前記給電経路から遮断していくことにより、前記電源から前記負荷への供給電流を逓減させる。
本発明によれば、冗長運転のために複数の電源が給電経路に並列に接続され、この給電経路に複数の負荷が並列に接続された電源システムにおいて、電源側又は負荷側の異常で電源失陥が生じた際に、給電可能な状態の電源の残容量が不足している場合であっても、作動優先度の高い負荷への給電を必要な時間維持できる。
図１は、本発明の一実施形態に係る電源切換制御システムを備える車載電源システムを示す図である。 図２は、自動運転走行から停車するまでの間のメインバッテリ又はサブバッテリの充電率［％］の推移を示すグラフである。 図３は、メインバッテリ側又はサブバッテリ側の異常による電源失陥が発生し、正常なバッテリの残容量［Ａｈ］が閾値未満であり、退避走行時間の間、優先度１の重要負荷への給電を維持するという条件での第３～第５スイッチの制御を示す表である。 図４は、優先度３の重要負荷側の異常による電源失陥が発生し、メインバッテリ及びサブバッテリの残容量［Ａｈ］が閾値未満であり、退避走行時間の間、優先度１の重要負荷への給電を維持するという条件での第３～第５スイッチの制御を示す表である。 図５は、優先度２の重要負荷側の異常による電源失陥が発生し、メインバッテリ及びサブバッテリの残容量［Ａｈ］が閾値未満であり、退避走行時間の間、優先度１の重要負荷への給電を維持するという条件での第３～第５スイッチの制御を示す表である。 図６は、優先度１の重要負荷側の異常による電源失陥が発生し、メインバッテリ及びサブバッテリの残容量［Ａｈ］が閾値未満で有り、退避走行時間の間、優先度２の重要負荷への給電を維持するという条件での第３～第５スイッチの制御を示す表である。 図７は、図１の電源切換制御システムの処理を説明するためのフローチャートである。 図８は、図１の電源切換制御システムの処理を説明するためのフローチャートである。 図９は、図１の電源切換制御システムの処理を説明するためのフローチャートである。 図１０は、図１の電源切換制御システムの処理を説明するためのフローチャートである。 図１１は、本発明の他の実施形態に係る電源切換制御システムを備える車載電源システムを示す図である。 図１２は、図１１の電源切換制御システムの処理を説明するためのフローチャートである。 図１３は、図１１の電源切換制御システムの処理を説明するためのフローチャートである。
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限られるものではなく、以下に示す実施形態は本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用される。
図１は、本発明の一実施形態に係る電源切換制御システム１０を備える車載電源システム１を示す図である。この図に示すように、車載電源システム１は、メインバッテリ２と、サブバッテリ３と、高圧／低圧ＤＣ電源４と、電源切換制御システム１０とを備える。この車載電源システム１では、メインバッテリ２とサブバッテリ３とが並列で一般負荷Ｌと複数（本実施形態では３個）の重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３とに接続されている。また、車載電源システム１では、走行中の通常時に一般負荷Ｌと重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３とに対してメインバッテリ２とサブバッテリ３とから給電する。即ち、車載電源システム１では、走行中の通常時に電源の冗長が行われる。なお、停車時には電源の冗長は行われない。
車載電源システム１は、メインバッテリ２を管理するＢＭＳ（Battery Management System）５と、サブバッテリ３を管理するＢＭＳ６と、車載電源システム１の全体の制御を司るＥＣＵ（Electronic Control Unit）７とを備える。ＢＭＳ５は、メインバッテリ２の状態（残容量［Ａｈ］やＳＯＣ［％］：State of Chargeや電源電圧［Ｖ］）の情報をＥＣＵ７へ送信し、ＢＭＳ６は、サブバッテリ３の状態（残容量［Ａｈ］やＳＯＣ［％］や電源電圧［Ｖ］）の情報をＥＣＵ７へ送信する。
高圧／低圧ＤＣ電源４の出力端子と電源切換制御システム１０の入力端子１０Ａとは、給電線８Ａにより接続されている。この給電線８Ａには、ＢＭＳ５を介してメインバッテリ２が接続され、一般負荷Ｌも接続されている。
メインバッテリ２としては、１２Ｖの鉛バッテリやリチウムイオンバッテリ等を例示できる。本実施形態では、メインバッテリ２は、１２Ｖの鉛バッテリである。また、一般負荷Ｌとしては、エアーコンディショナー（Ａ／Ｃ）、オーディオ、車幅灯、フォグランプ、デフォッガー（デフロスター）等を例示できる。
高圧／低圧ＤＣ電源４は、４８Ｖ等の高圧を１２Ｖ等の低圧に降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ（図示省略）を備え、メインバッテリ２、サブバッテリ３、一般負荷Ｌ、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３、電源切換制御システム１０等に低圧の電力を出力する。
電源切換制御システム１０の入力端子１０Ａと入出力端子１０Ｂとは、給電線８Ｂで接続され、電源切換制御システム１０の入出力端子１０Ｂとサブバッテリ３とはＢＭＳ６を介して給電線８Ｃで接続されている。
サブバッテリ３としては、鉛バッテリと接続可能な１２Ｖのリチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリ、又は鉛バッテリ等を例示できる。本実施形態では、サブバッテリ３は、鉛バッテリと接続可能なリチウムイオンバッテリである。
電源切換制御システム１０には複数の出力端子１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅが設けられている。出力端子１０Ｃと重要負荷ＩＬ１とは給電線８Ｄで接続され、出力端子１０Ｄと重要負荷ＩＬ２とは給電線８Ｅで接続され、出力端子１０Ｅと重要負荷ＩＬ３とは給電線８Ｆで接続されている。
作動優先度が１番（以下、優先度１という）の重要負荷ＩＬ１としては、電動ブレーキ、電動パーキングブレーキ、電動操舵装置（ＳＢＷ：Steer By Wire）の副装置、ドアロック装置、電動パワーステアリング装置、ＡＤＡＳ（Advanced Driver-Assistance System、先進運転支援システム）の副装置、ＤＣＭ（Data Communication Module）の主電源、エアバック装置の主電源、カメラ、運転者側のヘッドランプ、ヘッドアップディスプレイ等を例示できる。
作動優先度が２番（以下、優先度２という）の重要負荷ＩＬ２としては、ＥＣＵ７、電動操舵装置の主装置、ＡＤＡＳの主装置、リモート駐車ＥＣＵ、メーター、カメラ等を例示できる。また、作動優先度が３番（以下、優先度３という）の重要負荷ＩＬ３としては、横滑り・空転防止装置（ＶＤＣ：Vehicle Dynamic Control）、助手席側のヘッドランプ等を例示できる。
電源切換制御システム１０は、第１スイッチ１１と第２スイッチ１２とを備える。第１スイッチ１１と第２スイッチ１２とは、給電線８Ｂに設けられている。第１スイッチ１１は、入力端子１０Ａ側（即ちメインバッテリ２側）に設けられ、第２スイッチ１２は、入出力端子１０Ｂ側（即ちサブバッテリ３側）に設けられている。
給電線８Ｂにおける第１スイッチ１１と第２スイッチ１２との間には、給電線８Ｇが接続されている。この給電線８Ｇと出力端子１０Ｃとは、給電線８Ｈで接続され、給電線８Ｇと出力端子１０Ｄとは、給電線８Ｉで接続され、給電線８Ｇと出力端子１０Ｅとは、給電線８Ｊで接続されている。即ち、優先度１の重要負荷ＩＬ１が、給電線８Ｄ，８Ｈで給電線８Ｇに接続され、優先度２の重要負荷ＩＬ２が、給電線８Ｅ，８Ｉで給電線８Ｇに接続され、優先度３の重要負荷ＩＬ３が、給電線８Ｆ，８Ｊで給電線８Ｇに接続されている。これにより、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３が、給電線８Ｇに並列で接続されている。
車載電源システム１は、給電線８Ｂと給電線８Ｇとの接続点Ｐを境に、メインバッテリ２側とサブバッテリ３側とに分かれている。第１スイッチ１１は、メインバッテリ２側に設けられており、メインバッテリ２、高圧／低圧ＤＣ電源４、及び一般負荷Ｌを、電源切換制御システム１０に対して接続又は遮断する。他方で、第２スイッチ１２は、サブバッテリ３側に設けられており、サブバッテリ３を、電源切換制御システム１０に対して接続又は遮断する。
電源切換制御システム１０は、第３スイッチ１３と、第４スイッチ１４と、第５スイッチ１５とを備える。第３スイッチ１３は、優先度１の重要負荷ＩＬ１を給電線８Ｇに接続する給電線８Ｈに設けられている。第４スイッチ１４は、優先度２の重要負荷ＩＬ２を給電線８Ｇに接続する給電線８Ｉに設けられている。第５スイッチ１５は、優先度３の重要負荷ＩＬ３を給電線８Ｇに接続する給電線８Ｊに設けられている。
第３スイッチ１３は、優先度１の重要負荷ＩＬ１を給電線８Ｇに対して接続又は遮断する。第４スイッチ１４は、優先度２の重要負荷ＩＬ２を給電線８Ｇに対して接続又は遮断する。第５スイッチ１５は、優先度３の重要負荷ＩＬ３を給電線８Ｇに対して接続又は遮断する。
第１～第５スイッチ１１～１５としては、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等の半導体リレー、機械式リレーを例示できる。電源切換制御システム１０は、スイッチ制御部３０を備える。第１～第５スイッチ１１～１５は、スイッチ制御線ＳＣＬでスイッチ制御部３０に接続されており、スイッチ制御部３０から送信される制御信号により、接続／遮断（ＯＮ／ＯＦＦ）が切り換えられる。
スイッチ制御部３０は、通信インターフェース２１を介してＥＣＵ７に通信可能に接続されている。ＥＣＵ７は、ＢＭＳ５から受信したメインバッテリ２の状態の情報とＢＭＳ６から受信したサブバッテリ３の状態の情報とをスイッチ制御部３０に送信する。
電源切換制御システム１０は、第１～第５電流／電圧センサ１６～２０と、第１電源失陥判定部３１と、第２電源失陥判定部３２とを備える。第１～第５電流／電圧センサ１６～２０は、電流値［Ａ］及び電圧値［Ｖ］の少なくとも一方を計測して第１電源失陥判定部３１と第２電源失陥判定部３２とに送信する。
第１電流／電圧センサ１６は、給電線８Ｂにおける入力端子１０Ａと第１スイッチ１１との間に設けられ、第２電流／電圧センサ１７は、給電線８Ｂにおける第２スイッチ１２と入出力端子１０Ｂとの間に設けられている。また、第３電流／電圧センサ１８は、第３スイッチ１３と出力端子１０Ｃとの間に設けられ、第４電流／電圧センサ１９は、第４スイッチ１４と出力端子１０Ｄとの間に設けられ、第５電流／電圧センサ２０は、第５スイッチ１５と出力端子１０Ｅとの間に設けられている。
第１電源失陥判定部３１は、第１電流／電圧センサ１６及び第２電流／電圧センサ１７から受信した電流値［Ａ］及び電圧値［Ｖ］の少なくとも一方、あるいは、受信した電圧値［Ｖ］の差（電位差）ΔＶ、電流値［Ａ］の符号（電流の向き）に応じて、電源失陥の有無を判定する。特に、第１電源失陥判定部３１は、電源失陥が生じた場合には、その電源失陥がメインバッテリ２側とサブバッテリ３側との何れの異常により生じたかを判定する。そして、第１電源失陥判定部３１は、判定結果をスイッチ制御部３０に送信する。
第２電源失陥判定部３２は、第３～第５電流／電圧センサ１８～２０から受信した電流値［Ａ］及び電圧値［Ｖ］の少なくとも一方に応じて、電源失陥の有無を判定する。特に、第２電源失陥判定部３２は、電源失陥が生じた場合には、その電源失陥が重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３の何れの異常により生じたかを判定する。そして、第２電源失陥判定部３２は、判定結果をスイッチ制御部３０に送信する。
電源失陥としては、高圧／低圧ＤＣ電源４の故障（内部ショート）や地絡等を要因とする瞬断・瞬停や、高圧／低圧ＤＣ電源４の故障（出力低下）やメインバッテリ２やサブバッテリ３の劣化等を要因とする電圧低下や、高圧／低圧ＤＣ電源４の故障等を要因とする電圧変動等を例示できる。
第１電源失陥判定部３１の判定条件の閾値としては、例えば、正常な電圧値［Ｖ］を８Ｖ以上１６Ｖ以下、電圧低下の閾値を８Ｖ未満、過電流の閾値を１５０Ａ以上というように設定すればよい。また、第２電源失陥判定部３２の判定条件の閾値としては、例えば、電圧低下の閾値を５Ｖ以下、過電流の閾値を３０Ａ以上というように設定すればよい。
スイッチ制御部３０は、自己診断機能（ＤＩＡＧ；Diagnostic）を有しており、第１電源失陥判定部３１又は第２電源失陥判定部３２から電源失陥有りとの判定結果を受信した場合、ＤＩＡＧ信号をＥＣＵ７へ送信する。ＤＩＡＧ信号には、車載電源システム１の異常状態の情報（電源失陥を生じさせた異常の詳細情報等）、第１～第５電流／電圧センサ１６～２０の計測値等の情報が含まれる。
スイッチ制御部３０は、メインバッテリ２側の電圧とサブバッテリ３側の電圧とが拮抗している状態では、第１～第５スイッチ１１～１５を全てＯＮにする。これにより、高圧／低圧ＤＣ電源４がメインバッテリ２、サブバッテリ３、一般負荷Ｌ、及び重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３に給電する。
また、スイッチ制御部３０は、サブバッテリ３の充電時にも第１～第５スイッチ１１～１５を全てＯＮにする。これにより、高圧／低圧ＤＣ電源４がメインバッテリ２、サブバッテリ３、一般負荷Ｌ、及び重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３に給電する。サブバッテリ３の充電時には、サブバッテリ３が満充電になるまで、第２スイッチ１２はＯＮに維持される。この間、電源冗長制御は実行されず、ＡＤＡＳシステムは、自動運転を停止し、手動運転に設定する。
また、スイッチ制御部３０は、サブバッテリ３が満充電（但し、メインバッテリ２側の電圧＞サブバッテリ３側の電圧）の場合、第２スイッチ１２をＯＦＦにする。これにより、高圧／低圧ＤＣ電源４は、メインバッテリ２、一般負荷Ｌ、及び重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３に給電する。
また、スイッチ制御部３０は、車両のアイドリングストップの開始を通知する信号をＥＣＵ７から受信した場合に、第１スイッチ１１をＯＦＦにし第２スイッチ１２をＯＮにする。また、第３～第５スイッチ１３～１５をＯＮにする。これにより、高圧／低圧ＤＣ電源４が重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３から遮断され、サブバッテリ３が、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３に接続されて重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３に給電する。
ここで、車両がガソリン車の場合、高圧／低圧ＤＣ電源４は、オルタネータであり、アイドリングストップからのエンジン再始動時にはクランキングにより出力電圧に変動が生じる。そこで、アイドリングストップ時には、スイッチ制御部３０が、第１スイッチ１１を一時的にＯＦＦにして高圧／低圧ＤＣ電源４を重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３から遮断し、サブバッテリ３から重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への給電に切り換える。これにより、アイドリングストップからのエンジン再始動時に高圧／低圧ＤＣ電源４の電圧変動の影響が重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３に及ぶことを防止する。
スイッチ制御部３０は、第１電源失陥判定部３１によりメインバッテリ２側の異常により電源失陥が発生していることが判定された場合に、第１スイッチ１１をＯＦＦにする。これにより、異常のあるメインバッテリ２側が車載電源システム１から遮断され、正常状態のサブバッテリ３から重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への給電が維持される。他方で、スイッチ制御部３０は、第１電源失陥判定部３１によりサブバッテリ３側の異常により電源失陥が発生していることが判定された場合に、第２スイッチ１２をＯＦＦにする。これにより、異常のあるサブバッテリ３側が車載電源システム１から遮断され、正常状態のメインバッテリ２から重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への給電が維持される。
スイッチ制御部３０は、第２電源失陥判定部３２により重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３の何れかの側の異常により電源失陥が発生していることが判定された場合に、異常のある重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３に対応するスイッチ（第３～第５スイッチ１３～１５の何れか）をＯＦＦにする。これにより、異常のある重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３が車載電源システム１から遮断され、正常状態の重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への給電が維持される。
ところで、ＡＤＡＳシステム（自動運転機能）を搭載する車両では、自動運転走行に関わる機能として、ＡＤＡＳの主装置や副装置等の判断機能、メーターやヘッドアップディスプレイ等の表示機能、横滑り・空転防止や電動ブレーキ等の制動機能、電動操舵装置の主装置や副装置等の操舵機能、カメラやヘッドランプ等の認知機能を例示できる。ＡＤＡＳシステムを搭載する車両の自動運転走行中に、第１電源失陥判定部３１又は第２電源失陥判定部３２により電源失陥の発生が判定された場合、即ち、自動運転走行に関わる機能を実現する重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３の少なくとも一つへの給電を維持できないことが判明した場合には、当該車両を安全な場所に停車させる必要がある。
ここで、当該車両を自動運転走行から安全な場所に停車させるまでの時間（以下、退避走行時間という）、正常な重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への給電を維持する必要がある。例えば、退避走行時間を１８０秒以上と想定した場合、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３の消費電流が６０［Ａ］であれば、メインバッテリ２又はサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が３Ａｈ以上必要となる。
そこで、スイッチ制御部３０は、自動運転走行中に重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３の少なくとも一つへの給電を維持できないことが判明した場合、上記退避走行時間の間、作動優先度の高い重要負荷ＩＬ１（又はＩＬ２）への給電が維持されるように、第３～第５スイッチ１３～１５のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する。以下、車両の退避走行時の電源切換制御システム１０の処理について説明する。
図２は、自動運転走行から停車するまでの間（退避走行時間の間）のメインバッテリ２又はサブバッテリ３の充電率（ＳＯＣ［％］）の推移を示すグラフである。このグラフの一点鎖線で示すように、メインバッテリ２又はサブバッテリ３が満充電（ＳＯＣ＝１００％）の場合には、退避走行時間の間、全ての重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への給電を維持できる。それに対して、このグラフに２点鎖線で示すように、メインバッテリ２又はサブバッテリ３の充電率によっては、退避走行時間の間、第３～第５スイッチ１３～１５の全てをＯＮに維持したのでは、全ての重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への給電を維持できない場合がある。
そこで、スイッチ制御部３０は、第１電源失陥判定部３１によりメインバッテリ２側の電源失陥が判定され、サブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が閾値（例えば３Ａｈ）以上である場合、第１スイッチ１１をＯＦＦにし、第２スイッチ１２をＯＮに維持し、第３～第５スイッチ１３～１５をＯＮに維持する。これにより、退避走行時間の間、サブバッテリ３から全ての重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への給電が維持される。それに対して、スイッチ制御部３０は、第１電源失陥判定部３１によりメインバッテリ２側の電源失陥が判定され、サブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が閾値未満である場合、第１スイッチ１１をＯＦＦにし、第２、第３スイッチ１２，１３をＯＮに維持し、第４、第５スイッチ１４，１５を、第５スイッチ１５、第４スイッチ１４の順にＯＦＦにしていく。即ち、この場合、第４、第５スイッチ１４，１５を、対応する重要負荷ＩＬ２，ＩＬ３の作動優先度の低い方から順にＯＦＦにしていく。これにより、退避走行時間の間、サブバッテリ３から重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への供給電流が逓減され、サブバッテリ３の放電時間が延長されることで、優先度１の重要負荷ＩＬ１への給電が維持される。
また、スイッチ制御部３０は、第１電源失陥判定部３１によりサブバッテリ３側の異常による電源失陥が判定され、メインバッテリ２の残容量［Ａｈ］が閾値（例えば３Ａｈ）以上である場合、第２スイッチ１２をＯＦＦにし、第１スイッチ１１をＯＮに維持し、第３～第５スイッチ１３～１５をＯＮに維持する。これにより、退避走行時間の間、メインバッテリ２から全ての重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への給電が維持される。それに対して、スイッチ制御部３０は、第１電源失陥判定部３１によりサブバッテリ３側の異常による電源失陥が判定され、メインバッテリ２の残容量［Ａｈ］が閾値未満である場合、第２スイッチ１２をＯＦＦにし、第１、第３スイッチ１１，１３をＯＮに維持し、第４、第５スイッチ１４，１５を、第５スイッチ１５、第４スイッチ１４の順にＯＦＦにしていく。これにより、退避走行時間の間、メインバッテリ２から重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への供給電流が逓減され、メインバッテリ２の放電時間が延長されることで、優先度１の重要負荷ＩＬ１への給電が維持される。
図３は、メインバッテリ２側又はサブバッテリ３側の異常による電源失陥が発生し、正常なバッテリの残容量［Ａｈ］が閾値未満であり、退避走行時間の間、優先度１（高）の重要負荷ＩＬ１への給電を維持するという条件での第３～第５スイッチ１３～１５の制御を示す表である。この表に示すように、退避走行時間の第１段階（図２のＴｉｍｅ Ｓｔｅｐ １）では、第３～第５スイッチ１３～１５がＯＮに維持される。そして、退避走行時間の第２段階（図２のＴｉｍｅ Ｓｔｅｐ ２）では、優先度３（低）の重要負荷ＩＬ３に対応する第５スイッチ１５がＯＦＦになり、退避走行時間の第３段階（図２のＴｉｍｅ Ｓｔｅｐ ３）では、優先度２（中）の重要負荷ＩＬ２に対応する第４スイッチ１４がＯＦＦになる。これにより、メインバッテリ２又はサブバッテリ３から重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への供給電流が、例えば、６０Ａ、４０Ａ、２０Ａと逓減される。
また、スイッチ制御部３０は、第２電源失陥判定部３２により優先度３の重要負荷ＩＬ３側の異常による電源失陥が判定され、メインバッテリ２又はサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が閾値（例えば３Ａｈ）以上である場合、第１～第４スイッチ１１～１４をＯＮに維持し、第５スイッチ１５をＯＦＦにする。これにより、退避走行時間の間、メインバッテリ２及びサブバッテリ３から重要負荷ＩＬ１，ＩＬ２への給電が維持される。それに対して、スイッチ制御部３０は、第２電源失陥判定部３２により優先度３の重要負荷ＩＬ３側の異常による電源失陥が判定され、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が閾値未満である場合、第１～第３スイッチ１１～１３をＯＮに維持し、第５スイッチ１５をＯＦＦにし、退避走行時間の途中で、第４スイッチ１４をＯＦＦにする。これにより、退避走行時間の間、メインバッテリ２又はサブバッテリ３から優先度１、２の重要負荷ＩＬ１，ＩＬ２への供給電流が逓減され、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の放電時間が延長されることで、優先度１の重要負荷ＩＬ１への給電が維持される。
図４は、優先度３（低）の重要負荷ＩＬ３側の異常による電源失陥が発生し、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が閾値未満であり、退避走行時間の間、優先度１（高）の重要負荷ＩＬ１への給電を維持するという条件での第３～第５スイッチ１３～１５の制御を示す表である。この表に示すように、退避走行時間の第１段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ １）では、優先度３の重要負荷ＩＬ３に対応する第５スイッチ１５がＯＦＦ、優先度１、２の重要負荷ＩＬ１，ＩＬ２に対応する第３、第４スイッチ１３，１４がＯＮに維持される。次に、退避走行時間の第２段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ２）では、優先度２（中）の重要負荷ＩＬ２に対応する第４スイッチ１４がＯＦＦになる。そして、退避走行時間の第３段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ３）では、優先度１の重要負荷ＩＬ１に対応する第３スイッチ１３がＯＮに維持される。これにより、退避走行時間の間、メインバッテリ２及びサブバッテリ３から優先度１、２の重要負荷ＩＬ１，ＩＬ２への供給電流が、例えば、４０Ａ、２０Ａ、２０Ａと逓減される。
また、スイッチ制御部３０は、第２電源失陥判定部３２により優先度２の重要負荷ＩＬ２側の異常による電源失陥が判定され、メインバッテリ２又はサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が閾値（例えば３Ａｈ）以上である場合、第１～第３スイッチ１１～１３及び第５スイッチ１５をＯＮに維持し、第４スイッチ１４をＯＦＦにする。これにより、退避走行時間の間、メインバッテリ２及びサブバッテリ３から重要負荷ＩＬ１，ＩＬ３への給電が維持される。それに対して、スイッチ制御部３０は、第２電源失陥判定部３２により優先度２の重要負荷ＩＬ２側の電源失陥が判定され、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が閾値未満である場合、第１～第３スイッチ１１～１３をＯＮに維持し、第４スイッチ１４をＯＦＦにし、退避走行時間の途中で、第５スイッチ１５をＯＦＦにする。これにより、退避走行時間の間、メインバッテリ２及びサブバッテリ３から優先度１、３の重要負荷ＩＬ１，ＩＬ３への供給電流が逓減され、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の放電時間が延長されることで、優先度１の重要負荷ＩＬ１への給電が維持される。
図５は、優先度２（中）の重要負荷ＩＬ２側の異常による電源失陥が発生し、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が閾値未満であり、退避走行時間の間、優先度１（高）の重要負荷ＩＬ１への給電を維持するという条件での第３～第５スイッチ１３～１５の制御を示す表である。この表に示すように、退避走行時間の第１段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ １）では、優先度２の重要負荷ＩＬ２に対応する第４スイッチ１４がＯＦＦ、優先度１、３（低）の重要負荷ＩＬ１，ＩＬ３に対応する第３、第５スイッチ１３，１５がＯＮに維持される。次に、退避走行時間の第２段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ２）では、優先度３の重要負荷ＩＬ３に対応する第５スイッチ１５がＯＦＦになる。そして、退避走行時間の第３段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ３）では、優先度１の重要負荷ＩＬ１に対応する第３スイッチ１３がＯＮに維持される。これにより、退避走行時間の間、メインバッテリ２及びサブバッテリ３から優先度１、３の重要負荷ＩＬ１，ＩＬ３への供給電流が、例えば、４０Ａ、２０Ａ、２０Ａと逓減される。
また、スイッチ制御部３０は、第２電源失陥判定部３２により優先度１の重要負荷ＩＬ１側の異常による電源失陥が判定され、メインバッテリ２又はサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が閾値（例えば３Ａｈ）以上である場合、第１、第２、第４、第５スイッチ１１，１２，１４，１５をＯＮに維持し、第３スイッチ１３をＯＦＦにする。これにより、退避走行時間の間、メインバッテリ２及びサブバッテリ３から優先度２、３の重要負荷ＩＬ２，ＩＬ３への給電が維持される。それに対して、スイッチ制御部３０は、第２電源失陥判定部３２により優先度１の重要負荷ＩＬ１側の異常による電源失陥が判定され、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が閾値未満である場合、第１、第２、第４、第５スイッチ１１，１２，１４，１５をＯＮに維持し、第３スイッチ１３をＯＦＦにし、退避走行時間の途中で、第５スイッチ１５をＯＦＦにする。これにより、退避走行時間の間、メインバッテリ２及びサブバッテリ３から優先度２、３の重要負荷ＩＬ２，ＩＬ３への供給電流が逓減され、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の放電時間が延長されることで、優先度２の重要負荷ＩＬ２への給電が維持される。
図６は、優先度１（高）の重要負荷ＩＬ１側の異常による電源失陥が発生し、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が閾値未満であり、退避走行時間の間、優先度２（中）の重要負荷ＩＬ２への給電を維持するという条件での第３～第５スイッチ１３～１５の制御を示す表である。この表に示すように、退避走行時間の第１段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ １）では、優先度１の重要負荷ＩＬ１に対応する第３スイッチ１３がＯＦＦ、優先度２、３（低）の重要負荷ＩＬ２，ＩＬ３に対応する第４、第５スイッチ１４，１５がＯＮに維持される。次に、退避走行時間の第２段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ２）では、優先度３の重要負荷ＩＬ３に対応する第５スイッチ１５がＯＦＦになる。そして、退避走行時間の第３段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ３）では、優先度２の重要負荷ＩＬ２に対応する第４スイッチ１４がＯＮに維持される。これにより、退避走行時間の間、メインバッテリ２及びサブバッテリ３から優先度２、３の重要負荷ＩＬ２，ＩＬ３への供給電流が、例えば、４０Ａ、２０Ａ、２０Ａと逓減される。
図７～図１０は、本実施形態の電源切換制御システム１０の処理を説明するためのフローチャートである。これらのフローチャートに示す処理は、車両が発進すると開始されてステップＳ１に移行する。
ステップＳ１において、スイッチ制御部３０は、第１～第５スイッチ１１～１５を全てＯＮにする。これにより、メインバッテリ２とサブバッテリ３とが、一般負荷Ｌ及び重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３に接続され、一般負荷Ｌ及び重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３に給電する。また、スイッチ制御部３０は、ＢＭＳ５が保有するメインバッテリ２の残容量［Ａｈ］の情報と、ＢＭＳ６が保有するサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］の情報とをＥＣＵ７から取得する。
次に、ステップＳ２において、第２電源失陥判定部３２は、全ての重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３において過電流等の異常が生じていない（正常）状態であるか否かを判定する。ステップＳ２において肯定判定がされた場合にはステップＳ３に移行し、ステップＳ２において否定判定がされた場合には図９のステップＳ２１に移行する。
ステップＳ３において、第１電源失陥判定部３１は、メインバッテリ２側とサブバッテリ３側との双方に電源失陥が無い（正常）状態であるか否かを判定する。ステップＳ３において肯定判定がされた場合にはステップＳ４に移行し、ステップＳ３において否定判定がされた場合にはステップＳ３１に移行する。
ステップＳ４において、スイッチ制御部３０は、車両が停車したか否かを判定する。ステップＳ４において肯定判定がされた場合には処理を終了し、ステップＳ４において否定判定がされた場合にはステップＳ１に移行する。
ステップＳ３１において、第１電源失陥判定部３１は、メインバッテリ２側の異常による電源失陥が発生したか、サブバッテリ３側の異常による電源失陥が発生したかを判定する。ステップＳ３１においてメインバッテリ２側の異常による電源失陥が発生したと判定された場合にはステップＳ３２に移行し、ステップＳ３１においてサブバッテリ３側の異常による電源失陥が発生したと判定された場合には図８のステップＳ３１１に移行する。
ステップＳ３２において、スイッチ制御部３０は、第１スイッチ１１をＯＦＦにする。次に、ステップＳ３３において、スイッチ制御部３０は、ＤＩＡＧ信号をＥＣＵ７へ送信する。次に、ステップＳ３４において、スイッチ制御部３０は、サブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が３Ａｈ以上であるか否かを判定する。ステップＳ３４において肯定判定がされた場合にはステップＳ３５に移行し、ステップＳ３４において否定判定がされた場合にはステップＳ３６に移行する。
ステップＳ３５において、スイッチ制御部３０は、第３～第５スイッチ１３～１５をＯＮに維持し、サブバッテリ３から重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への給電を維持する。ステップＳ３５からステップＳ４に移行する。他方で、ステップＳ３６において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第１段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ １）で第３～第５スイッチ１３～１５をＯＮに維持する。次に、ステップＳ３７において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第２段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ２）で第５スイッチ１５をＯＦＦにする。次に、ステップＳ３８において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第３段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ３）で第４スイッチ１４をＯＦＦにする。ステップＳ３８からステップＳ４に移行する。
図８のステップＳ３１１において、スイッチ制御部３０は、第２スイッチ１２をＯＦＦにする。次に、ステップＳ３１２において、スイッチ制御部３０は、ＤＩＡＧ信号をＥＣＵ７へ送信する。次に、ステップＳ３１３において、スイッチ制御部３０は、メインバッテリ２の残容量［Ａｈ］が３Ａｈ以上であるか否かを判定する。ステップＳ３１３において肯定判定がされた場合にはステップＳ３１４に移行し、ステップＳ３１３において否定判定がされた場合にはステップＳ３１５に移行する。
ステップＳ３１４において、スイッチ制御部３０は、第３～第５スイッチ１３～１５をＯＮに維持し、メインバッテリ２から重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への給電を維持する。ステップＳ３１４から図７のステップＳ４に移行する。他方で、ステップＳ３１５において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第１段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ １）で第３～第５スイッチ１３～１５をＯＮに維持する。次に、ステップＳ３１６において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第２段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ２）で第５スイッチ１５をＯＦＦにする。次に、ステップＳ３１７において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第３段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ３）で第４スイッチ１４をＯＦＦにする。ステップＳ３１７から図７のステップＳ４に移行する。
図９のステップＳ２１において、第２電源失陥判定部３２は、重要負荷ＩＬ１に対応する第３電流／電圧センサ１８の計測値が異常値であるか否かを判定する。ステップＳ２１において肯定判定がされた場合にはステップＳ２２に移行し、ステップＳ２１において否定判定がされた場合にはステップＳ２１１に移行する。
ステップＳ２１１において、第２電源失陥判定部３２は、重要負荷ＩＬ２に対応する第４電流／電圧センサ１９の計測値が異常値であるか否かを判定する。ステップＳ２１１において肯定判定がされた場合にはステップＳ２１２に移行し、ステップＳ２１１において否定判定がされた場合には、図１０のステップＳ２２１に移行する。
ステップＳ２２において、スイッチ制御部３０は、重要負荷ＩＬ１に対応する第３スイッチ１３をＯＦＦにする。次に、ステップＳ２３において、スイッチ制御部３０は、ＤＩＡＧ信号をＥＣＵ７へ送信する。次に、ステップＳ２４において、スイッチ制御部３０は、メインバッテリ２又はサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が３Ａｈ以上であるか否かを判定する。ステップＳ２４において肯定判定がされた場合（メインバッテリ２及びサブバッテリ３の少なくとも一方の残容量［Ａｈ］が３Ａｈ以上の場合）にはステップＳ２５に移行し、ステップＳ２４において否定判定がされた場合にはステップＳ２６に移行する。
ステップＳ２５において、スイッチ制御部３０は、重要負荷ＩＬ２，ＩＬ３に対応する第４、第５スイッチ１４，１５をＯＮに維持する。ステップＳ２５から図７のステップＳ４に移行する。他方で、ステップＳ２６において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第１段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ １）で重要負荷ＩＬ２，ＩＬ３に対応する第４、第５スイッチ１４，１５をＯＮに維持する。次に、ステップＳ２７において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第２段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ２）で重要負荷ＩＬ２，ＩＬ３に対応する第４、第５スイッチ１４，１５をＯＮに維持する。次に、ステップＳ２８において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第３段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ３）で重要負荷ＩＬ３に対応する第５スイッチ１５をＯＦＦにする。ステップＳ２８から図７のステップＳ４に移行する。
ステップＳ２１２において、スイッチ制御部３０は、重要負荷ＩＬ２に対応する第４スイッチ１４をＯＦＦにする。次に、ステップＳ２１３において、スイッチ制御部３０は、ＤＩＡＧ信号をＥＣＵ７へ送信する。次に、ステップＳ２１４において、スイッチ制御部３０は、メインバッテリ２又はサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が３Ａｈ以上であるか否かを判定する。ステップＳ２１４において肯定判定がされた場合にはステップＳ２１５に移行し、ステップＳ２１４において否定判定がされた場合にはステップＳ２１６に移行する。
ステップＳ２１５において、スイッチ制御部３０は、重要負荷ＩＬ１，ＩＬ３に対応する第３、第５スイッチ１３，１５をＯＮに維持する。ステップＳ２１５から図７のステップＳ４に移行する。他方で、ステップＳ２１６において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第１段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ １）で重要負荷ＩＬ１，ＩＬ３に対応する第３、第５スイッチ１３，１５をＯＮに維持する。次に、ステップＳ２１７において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第２段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ２）で重要負荷ＩＬ１，ＩＬ３に対応する第３、第５スイッチ１３，１５をＯＮに維持する。次に、ステップＳ２１８において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第３段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ３）で重要負荷ＩＬ３に対応する第５スイッチ１５をＯＦＦにする。ステップＳ２１８から図７のステップＳ４に移行する。
図１０のステップＳ２２１において、スイッチ制御部３０は、重要負荷ＩＬ３に対応する第５スイッチ１５をＯＦＦにする。次に、ステップＳ２２２において、スイッチ制御部３０は、ＤＩＡＧ信号をＥＣＵ７へ送信する。次に、ステップＳ２２３において、スイッチ制御部３０は、メインバッテリ２又はサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］が３Ａｈ以上であるか否かを判定する。ステップＳ２２３において肯定判定がされた場合にはステップＳ２２４に移行し、ステップＳ２２３において否定判定がされた場合にはステップＳ２２５に移行する。
ステップＳ２２４において、スイッチ制御部３０は、重要負荷ＩＬ１，ＩＬ２に対応する第３、第４スイッチ１３，１４をＯＮに維持する。ステップＳ２２４から図７のステップＳ４に移行する。他方で、ステップＳ２２５において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第１段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ １）で重要負荷ＩＬ１，ＩＬ２に対応する第３、第４スイッチ１３，１４をＯＮに維持する。次に、ステップＳ２２６において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第２段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ２）で重要負荷ＩＬ１，ＩＬ２に対応する第３、第４スイッチ１３，１４をＯＮに維持する。次に、ステップＳ２２７において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第３段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ３）で重要負荷ＩＬ２に対応する第４スイッチ１４をＯＦＦにする。ステップＳ２２７から図７のステップＳ４に移行する。
以上説明したように、本実施形態の電源切換制御システム１０では、メインバッテリ２側、サブバッテリ３側、又は重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３側の異常で発生した電源失陥が、第１電源失陥判定部３１又は第２電源失陥判定部３２により判定された場合に、スイッチ制御部３０が、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の双方の残容量［Ａｈ］が所定の閾値以上であるか否かを判定する。また、スイッチ制御部３０は、メインバッテリ２とサブバッテリ３との異常のある方を第１、第２スイッチ１１，１２により遮断する。そして、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の双方の残容量［Ａｈ］が所定の閾値未満である場合に、スイッチ制御部３０が、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３を作動優先度が低い方から順に第３～第５スイッチ１３～１５により遮断していくことにより、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への供給電流を逓減させる。
これにより、メインバッテリ２側又はサブバッテリ３側の異常で電源失陥が発生した後の退避走行時間の間、残容量［Ａｈ］が満充電状態に比して少ないメインバッテリ２及びサブバッテリ３の放電時間を延長して作動優先度が高い重要負荷ＩＬ１（又はＩＬ２）への給電を維持することができる。
また、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３の側の異常で発生した電源失陥が第２電源失陥判定部３２により判定された場合に、スイッチ制御部３０が、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の双方の残容量［Ａｈ］が所定の閾値以上であるか否かを判定する。また、スイッチ制御部３０は、異常のある重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３を第３～第５スイッチ１３～１５により遮断する。そして、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の双方の残容量［Ａｈ］が所定の閾値未満である場合に、スイッチ制御部３０が、正常な重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３を作動優先度が低い方から順に第３～第５スイッチ１３～１５により遮断していくことにより、正常の重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への供給電流を逓減させる。
これにより、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３の何れかの側の異常で電源失陥が生じた後の退避走行時間の間、残容量［Ａｈ］が満充電状態に比して少ないメインバッテリ２及びサブバッテリ３の放電時間を延長して作動優先度が高い正常な重要負荷ＩＬ１（又はＩＬ２）への給電を維持することができる。
なお、上記実施形態では、第１電源失陥判定部３１によりメインバッテリ２又はサブバッテリ３側の異常による電源失陥が判定され、且つ、第２電源失陥判定部３２により重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３側の異常による電源失陥が判定されるケース（所謂二重故障）は想定外とした。しかしながら、第２電源失陥判定部３２により重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３側の異常による電源失陥が判定され、且つ、第１電源失陥判定部３１によりメインバッテリ２側又はサブバッテリ３側の異常による電源失陥が判定された場合に、メインバッテリ２とサブバッテリ３との正常な方の残容量［Ａｈ］を確認して当該正常なバッテリからの給電により重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３のうち正常なものを作動させるようにしてもよい。
図１１は、本発明の他の実施形態に係る電源切換制御システム１００を備える車載電源システム１を示す図である。この図に示すように、本実施形態の電源切換制御システム１００は、給電線８Ｇの終端（始端である接続点Ｐの反対側）に接続された蓄電部１０２と、この蓄電部１０２と給電線８Ｇとを接続又は遮断する第６スイッチ１０４とを備える。なお、上記実施形態と同様の構成については、重複する説明は省略し、上記実施形態についての説明を援用する。
蓄電部１０２としては、１２Ｖの鉛バッテリ、鉛バッテリと接続可能な１２Ｖのリチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリ、又は電気二重層キャパシタ（ＤＣ／ＤＣコンバータ内蔵型を含む）等を例示できる。この蓄電部１０２は、メインバッテリ２とサブバッテリ３との双方に電源失陥が生じた場合に重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３に給電する冗長電源である。そのため、スイッチ制御部３０は、第６スイッチ１０４を常時ＯＮに維持することにより、蓄電部１０２を常時、満充電に維持する。
図１２及び図１３は、本実施形態の電源切換制御システム１００の処理を説明するためのフローチャートである。これらのフローチャートに示す処理は、車両が発進すると開始されてステップＳ１００１に移行する。なお、上記実施形態と同様の処理については、重複の説明は省略し、上記実施形態についての説明を援用する。
ステップＳ１００１において、スイッチ制御部３０は、第１～第６スイッチ１１～１５，１０４を全てＯＮにする。これにより、メインバッテリ２とサブバッテリ３とが、一般負荷Ｌ、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３、及び蓄電部１０２に接続され、一般負荷Ｌ、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３、及び蓄電部１０２に給電する。また、スイッチ制御部３０は、ＢＭＳ５が保有するメインバッテリ２の残容量［Ａｈ］の情報と、ＢＭＳ６が保有するサブバッテリ３の残容量［Ａｈ］の情報とをＥＣＵ７から取得し、蓄電部１０２の残容量［Ａｈ］の情報を取得する。
次に、ステップＳ２において、第２電源失陥判定部３２は、全ての重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３側において過電流等の異常が生じていない（正常）状態であるか否かを判定する。ステップＳ２において肯定判定がされた場合にはステップＳ３に移行し、ステップＳ２において否定判定がされた場合には図９のステップＳ２１に移行する。
ステップＳ３において、第１電源失陥判定部３１は、メインバッテリ２側とサブバッテリ３側との双方に電源失陥を発生させる異常が無い（正常）状態であるか否かを判定する。ステップＳ３において肯定判定がされた場合にはステップＳ４に移行し、ステップＳ３において否定判定がされた場合にはステップＳ１００２に移行する。
ステップＳ４において、スイッチ制御部３０は、車両が停車したか否かを判定する。ステップＳ４において肯定判定がされた場合には処理を終了し、ステップＳ４において否定判定がされた場合にはステップＳ１００１に移行する。
ステップＳ１００２において、スイッチ制御部３０は、メインバッテリ２側とサブバッテリ３側との一方の異常による電源失陥が発生したか否かを判定する。ステップＳ１００２において肯定判定がされた場合にはステップＳ３１に移行し、ステップＳ１００２において否定判定がされた場合（メインバッテリ２側とサブバッテリ３側との双方の異常による電源失陥が発生した場合）には図１３のステップＳ１００３に移行する。
ステップＳ３１～Ｓ３８の処理は、メインバッテリ２側の異常による電源失陥が発生した場合の処理であり、上記実施形態と同様である。また、ステップＳ３１において否定判定がされた後の図８のステップＳ３１１～Ｓ３１７の処理は、サブバッテリ３側の異常による電源失陥が発生した場合の処理であり、上記実施形態と同様である。
図１３のステップＳ１００３において、スイッチ制御部３０は、第１、第２スイッチ１１，１２をＯＦＦにし、第３～第６スイッチ１３～１５，１０４をＯＮに維持する。次に、ステップＳ１００４において、スイッチ制御部３０は、ＤＩＡＧ信号をＥＣＵ７に送信する。
次に、ステップＳ１００５において、スイッチ制御部３０は、蓄電部１０２の残容量［Ａｈ］が３Ａｈ以上であるか否かを判定する。ステップＳ１００５において肯定判定がされた場合にステップＳ１００６に移行し、ステップＳ１００５において否定判定がされた場合にステップＳ１００７に移行する。
ステップＳ１００６において、スイッチ制御部３０は、第３～第５スイッチ１３～１５をＯＮに維持し、蓄電部１０２から重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への給電を維持する。ステップＳ１００６から図１２のステップＳ４に移行する。他方で、ステップＳ１００７において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第１段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ １）で第３～第５スイッチ１３～１５をＯＮに維持する。次に、ステップＳ１００８において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第２段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ２）で第５スイッチ１５をＯＦＦにする。次に、ステップＳ１００９において、スイッチ制御部３０は、退避走行時間の第３段階（Ｔｉｍｅ Ｓｔｅｐ ３）で第４スイッチ１４をＯＦＦにする。ステップＳ１００９から図１２のステップＳ４に移行する。
以上説明したように、本実施形態の電源切換制御システム１００では、蓄電部１０２が、冗長電源として設けられており、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の双方において電源失陥を生じさせる異常が発生した場合には、蓄電部１０２が重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３へ給電する。そして、本実施形態の電源切換制御システム１００では、メインバッテリ２側とサブバッテリ３側との双方の異常で生じた電源失陥が、第１電源失陥判定部３１により判定された場合に、スイッチ制御部３０は、蓄電部１０２の残容量［Ａｈ］が所定の閾値以上であるか否かを判定する。そして、蓄電部１０２の残容量［Ａｈ］が所定の閾値未満である場合に、スイッチ制御部３０が、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３を作動優先度が低い方から順に第３～第５スイッチ１３～１５により遮断していくことにより、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３への供給電流を逓減させる。
これにより、メインバッテリ２側及びサブバッテリ３側の双方の異常で電源失陥が生じた後の退避走行時間の間、残容量［Ａｈ］が満充電状態に比して少ない蓄電部１０２の放電時間を延長して作動優先度が高い重要負荷ＩＬ１（又はＩＬ２）への給電を維持することができる。
また、現行の車載電源システムは、重要負荷への給電を維持するために重要負荷毎に蓄電部を設けているため蓄電部が増加傾向にある。しかし、本実施形態の電源切換制御システム１０により、メインバッテリ２及びサブバッテリ３の２個、又は電源切換制御システム１０内に設けた蓄電部１０２を加えた３個だけで重要負荷ＩＬ１，ＩＬ２への給電を第１～第５スイッチ１１～１５のＯＮ／ＯＦＦ制御により維持することが可能である。
以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態に変更を加えてもよいし、適宜公知や周知の技術を組み合わせる等してもよい。
例えば、上記実施形態では、３個の重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３を設けたが、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３の数は適宜増減してもよい。２個の重要負荷ＩＬ１，ＩＬ２を設ける場合には、メインバッテリ２側又はサブバッテリ３側の異常により電源失陥が生じた後の退避走行時間の間、２個の重要負荷ＩＬ１，ＩＬ２のうち作動優先度の低い方を電源切換制御システム１０，１００から遮断すればよい。
また、上記実施形態では、メインバッテリ２、サブバッテリ３、及び蓄電部１０２の残容量［Ａｈ］が所定の閾値未満である場合に、重要負荷ＩＬ１～ＩＬ３を作動優先度の低い方から順に遮断していく退避走行時間の制御を実行した。しかしながら、例えば、メインバッテリ２、サブバッテリ３、及び蓄電部１０２の残容量［Ａｈ］が所定の閾値以下である場合に、上記退避走行時間の制御を実行するようにしてもよい。さらに、メインバッテリ２、サブバッテリ３、及び蓄電部１０２の充電率（ＳＯＣ）や電圧が所定の閾値未満又は以下である場合に、上記退避走行時間の制御を実行するようにしてもよい。
２ ：メインバッテリ（電源）
３ ：サブバッテリ（電源）
８Ｇ ：給電線（給電経路）
１０ ：電源切換制御システム
１１ ：第１スイッチ（切換部）
１２ ：第２スイッチ（切換部）
１３ ：第３スイッチ（切換部、第３スイッチ）
１４ ：第４スイッチ（切換部、第３スイッチ）
１５ ：第５スイッチ（切換部、第３スイッチ）
３０ ：スイッチ制御部（制御部）
３１ ：第１電源失陥判定部（電源失陥検知部）
３２ ：第２電源失陥判定部（電源失陥検知部）
１００ ：電源切換制御システム
１０２ ：蓄電部（電源）
ＩＬ１ ：重要負荷（負荷）
ＩＬ２ ：重要負荷（負荷）
ＩＬ３ ：重要負荷（負荷）

Claims (3)

  1. 給電経路に対して並列に接続され作動優先度が設定された複数の負荷と、前記給電経路に対して並列に接続され複数の前記負荷に給電する複数の電源との接続・遮断を切り換える切換部と、
    前記電源の側又は前記負荷の側の異常で生じた電源失陥を検知する電源失陥検知部と、
    前記切換部を制御する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、前記電源失陥検知部により前記電源失陥が検知され、複数の前記電源の残容量、充電率又は電圧が所定の閾値未満又は以下である場合に、複数の前記負荷を前記作動優先度が低い方から順に前記切換部により前記給電経路から遮断していくことにより、前記電源から前記負荷への供給電流を逓減させる電源切換制御システム。
  2. 前記負荷は３個以上であり、
    前記制御部は、前記電源失陥検知部により前記負荷の側の異常で生じた前記電源失陥が検知され、複数の前記電源の残容量、充電率又は電圧が前記所定の閾値未満又は以下である場合に、異常のある前記負荷を前記切換部により前記給電経路から遮断し、その後、正常の２個以上の前記負荷を前記作動優先度が低い方から順に前記切換部により前記給電経路から遮断していくことにより、前記電源から前記負荷への供給電流を逓減させる請求項１に記載の電源切換制御システム。
  3. 複数の前記電源は、メインバッテリと、サブバッテリと、蓄電部とを備え、
    前記切換部は、前記メインバッテリと前記給電経路との接続・遮断を切り換える第１スイッチと、前記サブバッテリと前記給電経路との接続・遮断を切り換える第２スイッチと、前記負荷と前記給電経路との接続・遮断を切り換える複数の第３スイッチとを備え、
    前記制御部は、
    前記電源失陥検知部により前記メインバッテリの側の異常で生じた前記電源失陥、及び前記サブバッテリの側の異常で生じた前記電源失陥が検知された場合に、前記第１スイッチにより前記メインバッテリを前記給電経路から遮断し、前記第２スイッチにより前記サブバッテリを前記給電経路から遮断し、前記蓄電部から前記負荷に給電する第１処理と、
    前記第１処理の以後に、前記蓄電部の残容量、充電率又は電圧が前記所定の閾値未満又は以下である場合に、複数の前記負荷を前記作動優先度が低い方から順に前記第３スイッチにより前記給電経路から遮断していくことにより、前記蓄電部から前記負荷への供給電流を逓減させる第２処理と
    を実行する請求項１又は２に記載の電源切換制御システム。
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