JP2023079792A - 電源システム及び電源システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷の暗電流による追加バッテリの放電を防止する電源システム及び電源システムの制御方法を提供する。【解決手段】運転者による通常運転モードと、自動運転モードを有する車両に搭載された電源システムは、第１負荷回路と、第２負荷回路と、第１リレーと、第２リレーと、コントローラとを備える。第１負荷回路は、主バッテリからの電力により動作し、通常運転モードの継続に必要な第１負荷が接続されている。第２負荷回路は、主バッテリ又は追加バッテリからの電力により動作し、自動運転モードの継続に必要な第２負荷が接続されている。第１リレーは、第１負荷と第２負荷を接続する給電線に設けられ、第１負荷回路と第２負荷回路の間を導通又は遮断する。第２リレーは、追加バッテリと第２負荷の間を導通又は遮断する。コントローラは、車両の運転モードが通常運転モード又は自動運転モードであるかを判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、電源システム及び電源システムの制御方法に関するものである。

従来より、主バッテリを電源とする第１負荷回路と追加バッテリを電源とする第２負荷回路との間に回路断続機構を有する自動運転車両電源の制御方法が知られている（特許文献１）。第１負荷回路には、運転者による通常運転モードの継続に必要な負荷が接続され、第２負荷回路には、自動運転モードの継続に必要であり、かつ、電圧の維持が必要である自動運転機能負荷が接続されている。この自動運転車両電源の制御方法において、回路断続機構の接続中、第２負荷回路側で検出される負荷状態に基づき、追加バッテリから第１負荷回路側への電力が持ち出しになることが判断されると、回路断続機構を遮断する。

特開２０１７－１７７８５７号公報

特許文献１に記載の自動運転車両電源の制御方法では、追加バッテリと負荷の間を遮断できないため、負荷の暗電流によって、追加バッテリが放電する、という問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、負荷の暗電流による追加バッテリの放電を防止する電源システム及び電源システムの制御方法を提供することである。

本発明は、運転者による通常運転モードと、自動運転モードを有する車両に搭載された電源システムにおいて、主バッテリからの電力により動作し、通常運転モードの継続に必要な第１負荷が接続された第１負荷回路と、主バッテリ又は追加バッテリからの電力により動作し、自動運転モードの継続に必要な第２負荷が接続された第２負荷回路と、第１負荷及び第２負荷を電気的に接続する給電線に設けられ、１負荷回路と第２負荷回路の間を導通又は遮断する第１リレーと、追加バッテリと第２負荷の間を導通又は遮断する第２リレーと、車両の運転モードが通常運転モード又は自動運転モードであるかを判定するコントローラとを備えることにより、上記課題を解決する。

本発明によれば、第２リレーによって追加バッテリと負荷との間を遮断できるため、負荷の暗電流による追加バッテリの放電を防止できる。

図１は、本実施形態に係る電源システムの構成概略図である。 図２Ａは、図１に示すコントローラにより実行される電源システムの制御方法の手順の一例を示すフローチャートである。 図２Ｂは、図１に示すコントローラにより実行される電源システムの制御方法の手順の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る電源システム及び電源システムの制御方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係る電源システム１００の構成概略図である。本実施形態では、電源システム１００が搭載された車両として、駆動源がエンジンであり、自律走行制御機能を備えた車両を例に挙げて説明する。自律走行制御機能を備えた車両は、運転モードとして、通常運転モードと自動運転モードを有する。通常運転モードに設定された場合、車両は、運転者による運転操作（ステアリング操作、アクセル操作、ブレーキ操作等）によって走行する。一方、自動運転モードに設定された場合、車両は、運転者に加えて、図示しない運転支援装置による運転操作によって走行する。

自動運転モードでは、運転支援レベルに応じて、自律走行制御機能で実現される運転支援の内容が異なっていてもよい。運転支援レベルとは、運転支援装置が自律走行制御機能によって車両の運転を支援する際の介入の程度を示すレベルである。運転支援レベルが高くなるほど、車両の運転に対する運転者の寄与度は低くなる。具体的には、運転支援レベルは、米国自動車技術会（SAE：Society of Automotive Engineers）のSAE J3016に基づく定義等を用いて設定することができる。本実施形態では、運転支援装置が実現する運転支援レベルを運転支援レベル２として説明する。さらに、本実施形態では、運転者がステアリングに触れることなく車両が自律的に走行するモード（ハンズオフモードともいう）を有する車両を例に挙げて説明する。ハンズオフモードでは、運転者に代わって、運転支援装置が一部の運転タスクを実行するが、運転者は、運転支援装置から要求があった場合に、運転の制御を取り戻し、手動により運転する準備をする必要がある。また、ハンズオフモードでは、運転支援装置からの要求に対して、運転者が運転操作を行うまでの間、自律走行を継続するための冗長機能が求められる。冗長機能の一例をあげると、例えば、自動運転モードを有する車両には、自律走行制御機能に必要な負荷に対して、バックアップ用の電力供給源として機能する追加バッテリが設けられている。

しかしながら、追加バッテリを搭載することで、車両のイグニッションスイッチがオフ状態の間に、追加バッテリに接続された負荷の暗電流によって、追加バッテリが放電される、という問題もある。負荷の暗電流によって追加バッテリの放電が進むと、追加バッテリのバッテリ残量が減り、自動運転モードにおいて、自律走行の継続に必要な電力を負荷に供給できず、バックアップ用の電力供給源として機能しない場合もある。本発明に係る電源システム及び電源システムの制御方法では、以降に説明する構成及び方法により、負荷の暗電流による追加バッテリの放電を防ぎ、自動運転モードにおいて、自律走行の継続に必要な電力を負荷に供給できる。なお、以降では、上記の運転支援装置は、先進運転支援システム（ADAS：Advanced Driver Assistance System）に含まれる構成として説明する。

図１に示すように、電源システム１００は、第１負荷回路１と、第２負荷回路２と、給電線３と、メインリレー４と、追加リレー５と、コントローラ６と、を備えている。

第１負荷回路１は、鉛バッテリ１１（主バッテリ）又はオルタネータ１４からの電力により動作し、上記の通常運転モードの継続に必要な第１負荷が接続された負荷回路である。本実施形態では、第１負荷回路１は、図１に示すように、給電線３に接続された鉛バッテリ１１、負荷アクチュエータ１２、スタータモータ１３、及びオルタネータ１４を含む。通常運転モードの継続に必要な第１負荷としては、負荷アクチュエータ１２、スタータモータ１３が一例として挙げられる。

鉛バッテリ１１は、従来からエンジン車に搭載されている主バッテリとしての二次電池である。鉛バッテリ１１は、バッテリ残量が低下しないように、発電機としてのオルタネータ１４により充電される。オルタネータ１４は、エンジンによる回転駆動機構（図示しない）により発電し、バッテリ残量が所定のバッテリ残量以上で保たれるように鉛バッテリ１１を充電する。

負荷アクチュエータ１２は、鉛バッテリ１１からの電力又はオルタネータ１４で発電された電力によって作動する補機類である。負荷アクチュエータ１２としては、例えば、空調装置のコンプレッサを駆動する電動モータ、ヘッドライト等が挙げられる。車両のイグニッションスイッチ６８がオンした状態（以降、車両の走行可能状態ともいう）では、鉛バッテリ１１で蓄えられた電力又はオルタネータ１４で発電された電力が負荷アクチュエータ１２に供給される。一方、車両のイグニッションスイッチ６８がオフした状態（以降、車両の駐車状態ともいう）では、鉛バッテリ１１で蓄えられた電力が負荷アクチュエータ１２に供給される。なお、車両の走行可能状態は、車両の車速とは無関係な状態を示しており、車両が走行している状態と車両が停車している状態を含む。

スタータモータ１３は、車両の発進時にエンジンを始動し、アイドルストップ時にエンジンを再始動する、エンジン始動用のモータである。

第２負荷回路２は、鉛バッテリ１１又はリチウムイオンバッテリ２１（追加バッテリ）からの電力により動作し、上記の自動運転モードの継続に必要な第２負荷が接続された負荷回路である。本実施形態では、第２負荷回路２は、図１に示すように、給電線３に接続されたＥＰＳアクチュエータ２２、ＡＢＳアクチュエータ２３、ＡＤＡＳアクチュエータ２４、及び電流センサ６１を含む。自動運転モードの継続に必要な第２負荷としては、ＥＰＳアクチュエータ２２、ＡＢＳアクチュエータ２３、ＡＤＡＳアクチュエータ２４が一例として挙げられる。これらのアクチュエータへの入力電圧の範囲は、各アクチュエータの仕様に応じて定められており、アクチュエータを仕様通りに作動させ続けるためには、各アクチュエータへの入力電圧を仕様で定められた入力電圧の範囲内で維持させる必要がある。

リチウムイオンバッテリ２１は、鉛バッテリ１１による電源に対して、車両の自律走行制御機能を継続するための新たな電源として追加された二次電池である。換言すれば、リチウムイオンバッテリ２１は、自動運転モードによる自律走行を継続させるために、第２負荷回路２に含まれる各負荷に電力を供給するバックアップ用の電力供給源である。リチウムイオンバッテリ２１の充電及び放電は、バッテリマネジメントシステム（BMS：Battery Management System）により制御される。図１の例において、メインリレー４及び追加リレー５のオン状態では、リチウムイオンバッテリ２１と第１負荷回路１の間が導通するため、バッテリマネジメントシステムは、オルタネータ１４（発電機）で発電された電力でリチウムイオンバッテリ２１を充電する。後述するように、コントローラ６によって車両の運転モードが自動運転モードと判定された場合、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、メインリレー４はオンからオフに切り替わる。しかし、追加リレー５はオン状態を維持するため、メインリレー４のオンからオフへの切り替わり前後で、追加バッテリと第２負荷回路の間は導通状態を維持する。バッテリマネジメントシステムは、リチウムイオンバッテリ２１で充電された電力を第２負荷に出力させ、リチウムイオンバッテリ２１を放電させる。一旦、自動運転モードにおいてメインリレー４がオンからオフに切り替わると、自動運転モードから通常運転モードに移行するまでの間、メインリレー４はオフ状態を維持するため、リチウムイオンバッテリ２１をオルタネータ１４で発電された電力で充電することはできない。このため、リチウムイオンバッテリ２１の容量は、例えば、自動運転モードによる走行を継続する時間が、少なくとも要求時間以上になるように適切な容量に設定される。

また、リチウムイオンバッテリ２１は、鉛バッテリ１１よりも内部抵抗が小さい特性を有する。このため、例えば、ＥＰＳアクチュエータ２２が作動して大きな電流を消費した場合であっても、電圧を高く維持できる。

ＥＰＳアクチュエータ２２は、電動アシスト力を発生するＥＰＳモータであって、自動運転モードで作動する必要がある負荷である。ＥＰＳアクチュエータ２２は、ステアリング操作に必要な力を電動でアシストして操舵力を軽くする電動パワーステアリングシステム（図示しない）に用いられる。ここで、「ＥＰＳ」とは、「Electric Power Steering（電動パワーステアリング）」の略称である。

ＡＢＳアクチュエータ２３は、油圧ポンプを駆動するポンプモータや電磁バルブであって、自動運転モードで作動する必要がある負荷である。ＡＢＳアクチュエータ２３は、電動の油圧ポンプを有し、マスタシリンダや油圧ポンプからの作動油に基づいて、各ホイールシリンダ液圧を独立に制御するブレーキ液圧制御システム（図示しない）に用いられる。ここで、「ＡＢＳ」とは、「Antilock Brake System（アンチロック・ブレーキ・システム）」の略称である。

ＡＤＡＳアクチュエータ２４は、運転者の運転操作を支援するための様々な運転操作支援を行うアクチュエータであって、自動運転モードで作動する必要がある負荷である。ＡＤＡＳアクチュエータ２４は、先進運転支援システム７０に用いられる。

給電線３は、第１負荷回路１と第２負荷回路２を電気的に接続し、電力供給のためのワイヤーハーネスである。第１負荷回路１に含まれる負荷アクチュエータ１２と、第２負荷回路２に含まれるＥＰＳアクチュエータ２２、ＡＢＳアクチュエータ２３、及びＡＤＡＳアクチュエータ２４には、給電線３を介して電力が供給される。

メインリレー４は、第１負荷回路１と第２負荷回路２の間の給電線３に設けられ、第１負荷回路１と第２負荷回路２の間を導通又は遮断するための回路断続機構である。メインリレー４の一方の端子は、第１負荷回路１側の給電線３に接続され、メインリレー４の他方の端子は、第２負荷回路２側の給電線３に接続されている。本実施形態では、メインリレー４として、ノーマルオープンタイプのリレーを用いる。メインリレー４としては、例えば、メカニカルリレー（機械式リレーともいう）、半導体リレー等が挙げられる。メカニカルリレーは、接点を持ち、電磁作用により機械的に接点を開閉させて、オン及びオフを切り替える。半導体リレーは、接点を持たずに、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等の半導体や電子部品で構成され、電気信号によりオン及びオフを切り替える。本実施形態では、メインリレー４として、過電圧保護や過電流保護のために自律的にオン及びオフを切り替える自己遮断／接続機能を有する半導体リレーを例に挙げて説明する。

メインリレー４には、コントローラ６から開閉制御信号が入力され、メインリレー４は、入力された開閉制御信号に応じてオン又はオフする。またメインリレー４には、開閉制御信号とは別に、コントローラ６から導通維持指令又は解除指令が入力される。メインリレー４は、一旦、導通維持指令が入力されると、解除指令が入力されるまでの間、開閉制御信号の入力の有無とは無関係に、オン状態を維持し続ける。メインリレー４は、導通維持指令の入力後に解除指令が入力されると、オン状態の維持を解除して、再び、開閉制御信号に応じてオン又はオフする。本実施形態のようにメインリレー４が半導体リレーの場合、開閉制御信号は、例えば、スイッチング素子等の半導体をオンからオフ又はオフからオンに切り替えるためのスイッチング信号である。また導通維持指令は、例えば、自己遮断／接続機能によってオンからオフに切り替わるのを防ぐために、自己遮断／接続機能を無効化してオン状態を維持するための信号である。また解除指令は、例えば、自己遮断／接続機能を有効化するための信号である。自己遮断／接続機能としては、例えば、メインリレー４の端子間（第１負荷回路１に接続される端子と第２負荷回路２に接続される端子の間）に印加される電圧が異常電圧の場合に、メインリレー４をオンからオフに切り替える保護機能が挙げられる。異常電圧は、例えば、メインリレー４の仕様で定められた所定の過電圧である。また自己遮断／接続機能としては、例えば、メインリレー４に流れる電流（第１負荷回路１側から第２負荷回路２側へ流れる電流）が異常電流の場合に、メインリレー４をオンからオフに切り替える保護機能が挙げられる。異常電流は、例えば、メインリレー４の仕様で定められた所定の過電流である。なお、以降の説明において、「メインリレー４のオン（オン状態）」とは、メインリレー４の端子間が導通した状態を表し、「メインリレー４のオフ（オフ状態）」とは、メインリレー４の端子間が絶縁された状態（遮断された状態）を表す。

追加リレー５は、第２負荷回路２側の給電線３に電気的に接続され、リチウムイオンバッテリ２１と、ＥＰＳアクチュエータ２２、ＡＢＳアクチュエータ２３、及びＡＤＡＳアクチュエータ２４との間を導通又は遮断するためのバッテリ断続機構である。追加リレー５の一方の端子は、リチウムイオンバッテリ２１に接続され、追加リレー５の他方の端子は、電流センサ６１を介して第２負荷回路２側の給電線３に接続されている。本実施形態では、追加リレー５として、ノーマルクローズタイプのリレーを用いる。追加リレー５としては、メインリレー４と同様に、例えば、メカニカルリレーや半導体リレー等が挙げられる。本実施形態では、追加リレー５として、メカニカルリレーを例に挙げて説明する。

追加リレー５には、コントローラ６から開閉制御信号が入力され、追加リレー５は、入力された開閉制御信号に応じてオン又はオフする。また追加リレー５には、開閉制御信号とは別に、コントローラ６から導通維持指令又は解除指令が入力される。追加リレー５は、一旦、導通維持指令が入力されると、解除指令が入力されるまでの間、開閉制御信号の入力の有無とは無関係に、オン状態を維持し続ける。追加リレー５は、導通維持指令の入力後に解除指令が入力されると、オン状態の維持を解除して、再び、開閉制御信号に応じてオン又はオフする。本実施形態のように追加リレー５がメカニカルリレーの場合、開閉制御信号は、例えば、磁界を発生させてオフからオンに切り替えるための電圧印加信号、磁界を消失させてオンからオフに切り替えるための電圧停止信号である。また導通維持指令は、例えば、磁界を発生させ続けてオン状態を維持するための強制電圧印加信号である。なお、以降の説明において、「追加リレー５のオン（オン状態）」とは、追加リレー５の端子間が導通した状態を表し、「追加リレー５のオフ（オフ状態）」とは、追加リレー５の端子間が絶縁された状態（遮断された状態）を表す。

また本実施形態では、開閉制御信号による追加リレー５の導通又は遮断を例に挙げて説明するが、リチウムイオンバッテリ２１と第２負荷回路２に含まれる各負荷との間の導通又は遮断はその他の方法で行われてもよい。例えば、電源システムとしては、ＤＣＤＣコンバータがリチウムイオンバッテリ２１と追加リレー５の間に設けられ、リチウムイオンバッテリ２１の電圧をＤＣＤＣコンバータで昇圧して出力する構成も考えられる。この構成の場合、ＤＣＤＣコンバータ単体でもリレーとして機能できるため、ＤＣＤＣコンバータの制御によって、リチウムイオンバッテリ２１と追加リレー５の間を導通又は遮断してもよい。

次に、コントローラ６について説明する。コントローラ６は、ハードウェア及びソフトウェアを備えたコンピュータにより構成され、プログラムを格納したメモリと、このメモリに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ等を有した電子制御ユニット（ECU:Electronic Control unit）である。なお、動作回路としては、ＣＰＵに代えて又はこれとともに、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどを用いることができる。コントローラ６は、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、様々な機能を実現する。コントローラ６が実現する機能については後述する。

図１に示すように、コントローラ６には、電流センサ６１、自動運転モードスイッチ６２、第１電圧センサ６３、第２電圧センサ６４、バッテリ電圧センサ６５、ブレーキスイッチ６６、トルクセンサ６７、イグニッションスイッチ６８、車速センサ６９、及び先進運転支援システム７０から各種情報が入力される。また、コントローラ６は、入力された情報に基づく処理を実行し、実行結果に基づいて、開閉制御信号、導通維持指令、又は解除指令をメインリレー４及び／又は追加リレー５に出力する。さらに、コントローラ６は、入力された情報に基づく処理を実行し、実行結果に基づいて、制御指令を表示機器７１及びブザー７２に出力する。

電流センサ６１は、メインリレー４と追加リレー５の間に設けられ、リチウムイオンバッテリ２１に対する電流の向きを検出する。電流センサ６１による検出結果は、コントローラ６に出力される。

自動運転モードスイッチ６２は、運転者により操作可能なスイッチであって、自動運転モードを開始するためのスイッチである。車両の運転モードが通常運転モードの場合、運転者が自動運転モードスイッチ６２をオンにすることで、自動運転モードが開始される。また車両の運転モードが自動運転モードの場合、運転者が自動運転モードスイッチ６２をオフすることで、通常運転モードが開始される。自動運転モードスイッチ６２の形態及び設置位置等は特に限定されないが、自動運転モードスイッチ６２の一例としては、ステアリングに設けられ、運転者が操作可能なボタンが挙げられる。運転者による自動運転モードスイッチ６２の操作の情報は、コントローラ６及び先進運転支援システム７０に出力される。

第１電圧センサ６３は、第１負荷回路１の回路電圧を検出する。第１負荷回路１の回路電圧とは、第１負荷回路１側の給電線３の電圧である。第１電圧センサ６３は、例えば、第１負荷回路１に含まれる各構成に対して並列に接続される。第１電圧センサ６３による検出結果は、コントローラ６に出力される。また本実施形態のように、メインリレー４として、自己遮断／接続機能を有する半導体リレーを用いた場合、第１電圧センサ６３による検出結果は、メインリレー４にも出力される。

第２電圧センサ６４は、第２負荷回路２の回路電圧を検出する。第２負荷回路２の回路電圧とは、第２負荷回路２側の給電線３の電圧である。第２電圧センサ６４は、例えば、第２負荷回路２に含まれる各負荷に対して並列に接続される。第２電圧センサ６４による検出結果は、コントローラ６に出力される。また本実施形態のように、メインリレー４として、自己遮断／接続機能を有する半導体リレーを用いた場合、第２電圧センサ６４による検出結果は、メインリレー４にも出力される。

バッテリ電圧センサ６５は、リチウムイオンバッテリ２１のバッテリ電圧を検出する。バッテリ電圧センサ６５による検出結果は、コントローラ６に出力される。ブレーキスイッチ６６は、運転者によるブレーキ操作を検出する。ブレーキスイッチ６６により検出された運転者によるブレーキ操作の情報は、コントローラ６に出力される。トルクセンサ６７は、運転者によるステアリング操作によりステアリングシャフトに加わる操舵トルクを検出する。トルクセンサ６７により検出された運転者によるステアリング操作の情報は、コントローラ６に出力される。

イグニッションスイッチ６８は、車両を起動させるための起動スイッチ（メインパワースイッチともいう）である。本実施形態のように駆動源がエンジンの車両の場合、イグニッションスイッチ６８がオンすると、エンジンが始動して車両は走行可能状態になる。一方、イグニッションスイッチ６８がオフすると、エンジンが停止して車両は駐車状態になる。イグニッションスイッチ６８の方式としては、例えば、鍵穴に挿入された車両の鍵を乗員が回すことで車両が起動するエンジンキー方式、乗員がボタン形状を押すことで車両が起動するプッシュスタート方式が挙げられる。またイグニッションスイッチ６８には、車両の駆動源を起動させるための表示（ＯＮ表示）又は車両の駆動源を停止させるための表示（ＯＦＦ表示）の他に、車両の走行とは関連がないカーナビケーションやオーディオ等の電気系統に通電させる表示（ＡＣＣ表示）、スタータモータ１３を駆動させて、空調システムの起動が可能な表示（ＳＴＡＲＴ表示）等が設けられていてもよい。運転者によるイグニッションスイッチ６８の操作の情報は、コントローラ６に出力される。車速センサ６９は、車両の車速を検出する。車速センサ６９による検出結果は、コントローラ６に出力される。

先進運転支援システム７０は、自動ブレーキ制御やオートクルーズ制御やレーンキープ制御などを行い、運転者の運転を支援するためのシステムである。先進運転支援システム７０での処理結果は、コントローラ６に出力される。表示機器７１は、自動運転モードに何等かの異常が発生したことを運転者に知らせ、運転者に運転操作を行うよう促すための警告表示を表示する。ブザー７２は、自動運転モードに何等かの異常が発生したことを運転者に知らせ、運転者に運転操作を行うよう促すための警告音を出力する。

次に、図２Ａ、図２Ｂを用いて、コントローラ６により実現される機能について説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、図１に示すコントローラ６により実行される電源システム１００の制御方法の手順の一例を示すフローチャートである。なお、この制御方法の手順は、イグニッションスイッチ６８がオフした状態（車両の駐車状態）から開始される。

ステップＳ１では、コントローラ６は、リレーをオンさせる閉制御信号（以降、単に閉制御信号という）をメインリレー４に出力し、リレーをオフさせる開制御信号（以降、単に開制御信号という）を追加リレー５に出力する。車両の駐車状態において、追加リレー５と第２負荷回路２に含まれる各負荷の間が導通すると、負荷の暗電流によってリチウムイオンバッテリ２１が放電される。このステップでの処理によって、追加リレー５と第２負荷回路２に含まれる各負荷の間が遮断されるため、負荷の暗電流によるリチウムイオンバッテリ２１の放電を防ぐことができる。

ここで、図２Ａ及び図２Ｂに示すフローチャートにおいて、開制御信号をメインリレー４又は追加リレー５に出力する前に行われるコントローラ６の処理について説明する。本実施形態では、コントローラ６は、メインリレー４及び追加リレー５のうち少なくとも何れか一方がオンするように、メインリレー４及び追加リレー５の開閉制御を行う。具体的に、コントローラ６は、メインリレー４の状態及び追加リレー５の状態に関する情報を取得し、追加リレー５がオフ状態の場合、開制御信号をメインリレー４に出力せず、またメインリレー４がオフ状態の場合、開制御信号を追加リレー５に出力しない。この処理は、メインリレー４及び追加リレー５がともにオフ状態となり、第２負荷回路に含まれる各負荷への電力供給が途絶えることを防ぐためである。

メインリレー４及び追加リレー５の状態に関する情報としては、例えば、電流センサ６１の検出結果が挙げられ、コントローラ６は、電流センサ６１により検出結果から、メインリレー４及び追加リレー５の状態を判定する。

例えば、コントローラ６は、電流センサ６１により検出された電流方向（以降、検出電流方向という）が、リチウムイオンバッテリ２１への方向の場合、メインリレー４及び追加リレー５がともにオン状態と判定する。またコントローラ６は、検出電流方向が、リチウムイオンバッテリ２１から第１負荷回路１への方向の場合、メインリレー４及び追加リレー５がともにオン状態と判定してもよい。またコントローラ６は、検出電流方向が、リチウムイオンバッテリ２１から第２負荷回路２に含まれる各負荷への方向の場合、メインリレー４がオフ状態及び追加リレー５がオン状態と判定する。またコントローラ６は、検出電流方向がいずれの方向でもない場合、少なくとも追加リレー５がオフ状態と判定する。なお、電流センサ６１の検出結果を用いた判定方法は一例に過ぎない。例えば、メインリレー４及び追加リレー５のそれぞれからオン状態又はオフ状態を示す信号を取得可能な場合、コントローラ６は、メインリレー４及び追加リレー５から取得した信号に基づき、メインリレー４及び追加リレー５の状態を判定してもよい。以降のステップでの説明において、コントローラ６がメインリレー４又は追加リレー５に開制御信号を出力する場合、開制御信号の出力前に、コントローラ６は上述した処理を実行しているものとする。

図２Ａに戻り、ステップＳ２では、コントローラ６は、イグニッションスイッチ６８からの操作情報に基づき、車両が駐車状態であるか否かを判定する。コントローラ６は、イグニッションスイッチ６８から、車両の駆動源が起動していることを示すオン信号を取得した場合、車両が駐車状態から走行可能状態に移行したとして、車両が駐車状態ではないと判定する。一方、コントローラ６は、イグニッションスイッチ６８から、車両の駆動源が停止していることを示すオフ信号を取得した場合、車両が駐車状態と判定する。コントローラ６により否定的な判定がされた場合、ステップＳ３に進む。コントローラ６により肯定的な判定がされた場合、否定的な判定がされるまで、すなわち、イグニッションスイッチ６８がオンとなり車両が走行可能な状態になるまで、ステップＳ２で待機する。コントローラ６の処理がステップＳ２で待機している間、追加リレー５はステップＳ１の処理によってオフしているため、負荷の暗電流によるリチウムイオンバッテリ２１の放電を防ぐことができる。なお、車両が駐車状態であるか否かを判定する方法は、イグニッションスイッチ６８からの操作情報に基づく判定方法に限られず、本願出願時に知られているその他の判定方法であってもよい。

ステップＳ３では、コントローラ６は、閉制御信号をメインリレー４に出力し、開制御信号を追加リレー５に出力する。なお、メインリレー４に対しての処理はステップＳ１と同様のため、コントローラ６は、閉制御信号をメインリレー４に出力しなくてもよい。

またステップＳ３では、コントローラ６は、追加リレー５がオフ状態の場合、所定速度以上の車速を検出したタイミングで、追加リレー５をオフからオンに切り替えてもよい。例えば、コントローラ６は、車速センサ６９からの検出結果により、車両の車速が数km/h以上となったことを検出した場合、検出したタイミングで、開制御信号を追加リレー５に出力してもよい。所定速度は、予め定められた速度である。

ステップＳ４では、コントローラ６は、車両の運転モードが自動運転モード又は通常運転モードであるかを判定する。例えば、コントローラ６は、自動運転モードスイッチ６２からオン信号を取得した場合、車両の運転モードが自動運転モードと判定してもよい。またコントローラ６は、第２負荷回路２に含まれる各負荷に対して負荷を作動させるための制御信号の出力を検出した場合、車両の運転モードが自動運転モードと判定してもよい。またコントローラ６は、第２負荷回路２に含まれる各負荷が作動中であることを示す信号を取得した場合、車両の運転モードが自動運転モードと判定してもよい。コントローラ６は、上述した例のうち何れか一つに該当する場合、車両の運転モードが自動運転モードと判定する。一方、コントローラ６は、上述した例のいずれも該当しない場合、車両の運転モードが通常運転モードと判定する。車両の運転モードが自動運転モードと判定された場合、ステップＳ５に進み、車両の運転モードが通常運転モードと判定された場合、図２Ｂに示すステップＳ１２に進む。

なお、車両の運転モードが通常運転モードと判定する方法として、自動運転モードではないことを判定する方法を例に挙げて説明したが、別の方法で車両の運転モードが通常運転モードと判定してもよい。例えば、コントローラ６は、自動運転モードスイッチ６２からオフ信号を取得した場合、車両の運転モードが通常運転モードと判定してもよい。またコントローラ６は、ブレーキスイッチ６６から運転者によるブレーキ操作の信号を取得した場合、車両の運転モードが通常運転モードと判定してもよい。またコントローラ６は、トルクセンサ６７から運転者によるステアリング操作の信号を取得した場合、車両の運転モードが通常運転モードと判定してもよい。コントローラ６は、上述した例のうち何れか一つに該当する場合、車両の運転モードが通常運転モードと判定してもよい。また、コントローラ６は、先進運転支援システム７０から、車両の運転モードを示す運転モード信号を取得し、運転モード信号に基づき、車両の運転モードが自動運転モード又は通常運転モードであるかを判定してもよい。例えば、先進運転支援システム７０は、自動運転モードスイッチ６２からオン信号を取得した場合、車両の運転モードが自動運転モードと判定する。また先進運転支援システム７０は、自動運転モードスイッチ６２からオフ信号を取得した場合、車両の運転モードが通常運転モードと判定する。コントローラ６は、先進運転支援システム７０から取得した運転モード信号に応じて、車両の運転モードが自動運転モード又は通常運転モードであるかを判定してもよい。

ステップＳ５では、コントローラ６は、解除指令をメインリレー４に出力し、導通維持指令を追加リレー５に出力する。追加リレー５での説明のとおり、導通維持指令は、オン状態を維持させる強制力を持つ指令である。このため、例えば、何等かの原因で開閉制御信号が追加リレー５に入力されたとしても、その前に導通維持指令が追加リレー５に入力されている場合、追加リレー５は、入力された開閉制御信号を無視して、導通維持指令によりオン状態を強制的に維持する。車両の運転モードが自動運転モードと判定された場合、このステップにおいて、コントローラ６は、追加リレー５をオン状態に維持させる。またコントローラ６は、解除指令を追加リレー５に出力するまでの間、所定の周期ごと（例えば、１００ｍｓごと）に、導通維持指令を追加リレー５に出力する。これにより、自動運転モードにおいて、追加リレー５がオフする可能性を更に低減させることができる。一方、メインリレー４に対しては、コントローラ６は、解除指令を出力して、メインリレー４を開閉制御信号によって制御可能な状態にする。本実施形態のように、メインリレー４が自己遮断／接続機能を有する半導体リレーの場合、メインリレー４の自己遮断／接続機能は解除指令によって有効化する。

ステップＳ６では、コントローラ６は、第２負荷回路２の回路電圧に基づき、電源システム１００で電圧異常が発生したか否か判定する。コントローラ６は、第２電圧センサ６４の検出結果に基づき、追加バッテリ側の回路電圧（第２負荷回路２の回路電圧）が所定の電圧範囲外であるか否かを判定する。所定の電圧範囲は、単位を電圧とする範囲であって、予め定めれた範囲である。所定の電圧範囲のうち上限値は、第２負荷回路２に含まれる各負荷への過電圧を防ぐために定められた電圧値であり、所定範囲のうち下限値は、第２負荷回路２に含まれる各負荷を仕様どおり作動させるに定められた電圧値である。コントローラ６により否定的な判定がされた場合、すなわち、電源システム１００に電圧異常が発生していないと判定された場合、ステップＳ７に進む。一方、コントローラ６により肯定的な判定がされた場合、すなわち、電源システム１００に電圧異常が発生していると判定された場合、ステップＳ８に進む。

ステップＳ７では、コントローラ６は、閉制御信号をメインリレー４及び追加リレー５に出力する。なお、図２Ａの例では、ステップＳ８との対比のためにステップＳ７を記載している。しかし、ステップＳ１又はステップＳ３の処理によって、メインリレー４はオンしており、またステップＳ５の処理によって、追加リレー５はオンしているため、コントローラ６は、ステップＳ７での処理を省略してもよい。ステップＳ７での処理が終了すると、ステップＳ４に戻り、再び、車両の運転モードの判定が行われる。自動運転モードで車両が走行可能な状態において、電源システム１００に電圧異常が発生しない場合、ステップＳ４～ステップＳ７の処理が繰り返し実行されるため、メインリレー４及び追加リレー５はともにオン状態を維持する。

ステップＳ６で肯定的な判定がされた場合、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、コントローラ６は、開制御信号をメインリレー４に出力し、閉制御信号を追加リレー５に出力する。メインリレー４は、自動運転モードにおいて、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、オンからオフに切り替わる。一方で、追加リレー５は、自動運転モードにおいて、ステップＳ５の処理によって、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外であっても、第２負荷回路２の回路電圧とは無関係に、オン状態を維持する。メインリレー４の切り替わりによって、第２負荷回路２に含まれる各負荷に対しては、第１負荷回路１側からの電力供給が遮断される。しかし、追加リレー５がオン状態を維持するため、第２負荷回路２に含まれる各負荷に対しては、リチウムイオンバッテリ２１から電力が供給される。つまり、自動運転モードにおいて、第２負荷回路２に含まれる各負荷は、第１負荷回路１側からの電力供給が遮断されても、リチウムイオンバッテリ２１からの電力によって作動し続けることができる。なお、ステップＳ５の処理によって、追加リレー５には導通維持指令が入力されているため、コントローラ６は、閉制御信号を追加リレー５に出力しなくてもよい。

また本実施形態のようにメインリレー４が自己遮断／接続機能を有する半導体リレーの場合、メインリレー４のオンからオフの切り替わりは、メインリレー４の自己遮断／接続機能による切り替わりであってもよい。例えば、メインリレー４が、第２電圧センサ６４からの検出結果に基づき、第２負荷回路２の回路電圧（第２負荷回路２に接続されたメインリレー４の端子電圧）が所定の電圧範囲外であることを検出すると、自己遮断／接続機能によってオンからオフに切り替わってもよい。コントローラ６から開制御信号がメインリレー４に伝達されるよりも、自己遮断／接続機能でメインリレー４がオンからオフに切り替わる方が早いため、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外となる時間をより短くすることができ、第２負荷回路２に含まれる各負荷をより保護することができる。

ステップＳ９では、コントローラ６は、自動運転モードで異常が発生したことを運転者に知らせるために、警告表示の信号を表示機器７１に出力する。またコントローラ６は、警告音の信号をブザー７２に出力してもよい。またコントローラ６は、警告表示の信号を表示機器７１に出力するとともに、警告音の信号をブザー７２に出力してもよい。このステップでの処理によって、運転者には、自動運転モードから通常運転モードへの移行が促される。別の言い方をすれば、このステップは、運転者に対して、運転支援装置により行われていた運転の制御を取り戻すよう要求するためのステップである。追加リレー５はステップＳ５での処理によってオン状態を維持しているため、第２負荷回路２に含まれる各負荷はリチウムイオンバッテリ２１からの電力によって作動し、自動運転モードによる車両の自律走行が継続している。

運転者による操作介入が自動運転モードの解除条件であるため、運転者がブレーキ操作、アクセル操作、及びステアリング操作等の運転操作を行うと、ステップＳ１０では、コントローラ６は、車両の運転モードが自動運転モードから通常運転モードに移行したと判定する。例えば、コントローラ６は、ブレーキスイッチ６６から運転者によるブレーキ操作の信号を取得した場合、又はトルクセンサ６７から運転者によるステアリング操作の信号を取得した場合、自動運転モードが解除されて、車両の運転モードが通常運転モードに移行したと判定する。

ステップＳ１１では、コントローラ６は、閉制御信号をメインリレー４及び追加リレー５に出力する。ステップＳ５の処理によって、追加リレー５には導通維持指令が入力されているため、コントローラ６は、閉制御信号を追加リレー５に出力しなくてもよい。またコントローラ６は、ステップＳ５で出力した導通維持指令に対しての解除指令を追加リレー５に出力してもよい。ステップＳ１１での処理が終了すると、コントローラ６は、図２Ａ及び図２Ｂに示す処理を終了させる。

ステップＳ４において、車両の運転モードが通常運転モードと判定された場合、図２Ｂに示すステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、コントローラ６は、導通維持指令をメインリレー４に出力し、解除指令を追加リレー５に出力する。メインリレー４での説明のとおり、導通維持指令は、オン状態を維持させる強制力を持つ指令である。このため、例えば、何等かの原因で開閉制御信号がメインリレー４に入力されたとしても、その前に導通維持指令がメインリレー４に入力されている場合、メインリレー４は、入力された開閉制御信号を無視して、導通維持指令によりオン状態を強制的に維持する。車両の運転モードが通常運転モードと判定された場合、このステップにおいて、コントローラ６は、メインリレー４をオン状態に維持させる。またコントローラ６は、解除指令をメインリレー４に出力するまでの間、所定の周期ごと（例えば、１００ｍｓごと）に、導通維持指令をメインリレー４に出力する。これにより、通常運転モードにおいて、メインリレー４がオフする可能性を更に低減させることができる。本実施形態のようにメインリレー４が自己遮断／接続機能を有する半導体リレーの場合、このステップによって、メインリレー４の自己遮断／接続機能が無効化されるため、メインリレー４が自己遮断／接続機能によってオンからオフに切り替わることを防止できる。一方、追加リレー５に対しては、コントローラ６は、解除指令を出力して、追加リレー５を開閉制御信号によって制御可能な状態にする。

ステップＳ１３では、コントローラ６は、第２負荷回路２の回路電圧に基づき、電源システム１００で電圧異常が発生したか否か判定する。ステップＳ１３は、ステップＳ６に対応したステップのため、ステップＳ１３の説明についてはステップＳ６の説明を援用する。コントローラ６により否定的な判定がされた場合、すなわち、電源システム１００に電圧異常が発生していないと判定された場合、図２Ａに示すステップＳ４に戻る。一方、コントローラ６により肯定的な判定がされた場合、すなわち、電源システム１００に電圧異常が発生していると判定された場合、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１３で否定的な判定がされた場合、ステップＳ４に戻り、再び、車両の運転モードの判定が行われる。通常運転モードで車両の走行可能な状態において、電源システム１００に電圧異常が発生しない場合、ステップＳ４、ステップＳ１２、及びステップＳ１３の処理が繰り返し実行されるため、メインリレー４及び追加リレー５はともにオン状態を維持する。なお、ステップＳ４、ステップＳ１２、及びステップＳ１３の処理が繰り返し実行されている間に、イグニッションスイッチ６８がオフされると、コントローラ６は、車両が走行可能な状態から駐車状態に移行したと判定して、ステップＳ１の処理と同様に、閉制御信号をメインリレー４に出力し、開制御信号を追加リレー５に出力する。メインリレー４はオン状態を維持したまま、追加リレー５がオンからオフに切り替わる。

ここで、第１負荷回路１と第２負荷回路２との間が導通し、第１負荷回路１側から第２負荷回路側に電流が流れている状態から、追加リレー５がオンからオフに切り替わった場合に発生する可能性がある電源システム１００の状態について説明する。例えば、ステップＳ４、ステップＳ１２、及びステップＳ１３の処理が繰り返し実行されている場合、メインリレー４及び追加リレー５はともにオン状態を維持するため、リチウムイオンバッテリ２１には、追加リレー５を介して第１負荷回路１側からの電流が入力される。本実施形態のように追加リレー５がメカニカルリレーの場合、追加リレー５がオンからオフに切り替わると、メカニカルリレーのコイルに流れる電流を維持しようとして、追加リレー５には逆起電力が発生する。逆起電力は瞬間的に発生するサージ電圧となり、給電線３を介してメインリレー４に入力される。本実施形態のようにメインリレー４が自己遮断／接続機能を有する半導体リレーの場合、メインリレー４はサージ電圧を検出すると、自己遮断／接続機能によりオンからオフに切り替わるおそれがある。しかしながら、メインリレー４は、ステップＳ１２での処理によって自己遮断／接続機能が無効化されてオン状態を維持しているため、追加リレー５のオンからオフの切り替わりによってサージ電圧がメインリレー４に入力されても、メインリレー４がオンからオフに切り替わることを防止できる。これにより、第２負荷回路２に含まれる各負荷には、第１負荷回路１側から電力を供給し続けることができ、第２負荷回路２の回路電圧を維持できる。

図２Ｂに戻り、ステップＳ１３で肯定的な判定がされた場合、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、コントローラ６は、閉制御信号をメインリレー４に出力し、開制御信号を追加リレー５に出力する。追加リレー５は、通常運転モードにおいて、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、オンからオフに切り替わる。一方で、メインリレー４は、通常運転モードにおいて、ステップＳ１２での処理によって、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外であっても、第２負荷回路２の回路電圧とは無関係に、オン状態を維持する。上述のとおり、メインリレー４がオン状態で追加リレー５がオンからオフに切り替わるため、このステップにおいても追加リレー５の切り替わりに伴うサージ電圧が発生するおそれがあるが、メインリレー４はステップＳ１２の処理によってオン状態を維持する。なお、ステップＳ１２の処理によって、メインリレー４には導通維持指令が入力されているため、コントローラ６は、閉制御信号をメインリレー４に出力しなくてもよい。

ステップＳ１５では、コントローラ６は、第２負荷回路２の回路電圧に基づき、ステップＳ１３で発生した電圧異常が継続しているか否かを否か判定する。ステップＳ１５は、ステップＳ６及びステップＳ１３に対応したステップのため、ステップＳ１５の説明についてはステップＳ６及びステップＳ１３の説明を援用する。コントローラ６により否定的な判定がされた場合、すなわち、電源システム１００に電圧異常が発生していないと判定された場合、図２Ａに示すステップＳ１１に進む。一方、コントローラ６により肯定的な判定がされた場合、すなわち、電源システム１００の電圧異常が発生し続けていると判定された場合、肯定的な判定がされるまで、ステップＳ１５で待機する。

ステップＳ１５で待機している間に、イグニッションスイッチ６８がオフされた場合、コントローラ６は、車両が走行可能状態から駐車状態に移行したと判定して、ステップＳ１の処理と同様に、閉制御信号をメインリレー４に出力し、開制御信号を追加リレー５に出力する。またコントローラ６は、ステップＳ１２で出力した導通維持指令に対しての解除指令をメインリレー４に出力してもよい。

ステップＳ１５で否定的な判定がされた場合、図２Ａに示すステップＳ１１に進み、ステップＳ１１では、コントローラ６は、閉制御信号をメインリレー４及び追加リレー５に出力する。ステップＳ１２の処理によって、メインリレー４には導通維持指令が入力されているため、コントローラ６は、閉制御信号をメインリレー４に出力しなくてもよい。またコントローラ６は、ステップＳ１２で出力した導通維持指令に対しての解除指令をメインリレー４に出力してもよい。ステップＳ１１での処理が終了すると、コントローラ６は、図２Ａ及び図２Ｂに示す処理を終了させる。

なお、ステップＳ１５からステップＳ１１に進み、その後、イグニッションスイッチ６８がオフされると、コントローラ６は、車両が走行可能状態から駐車状態に移行したと判定して、ステップＳ１の処理と同様に、閉制御信号をメインリレー４に出力し、開制御信号を追加リレー５に出力する。またコントローラ６は、ステップＳ１２で出力した導通維持指令に対しての解除指令をメインリレー４に出力してもよい。

以上のように、本実施形態に係る電源システム１００は、運転者による通常運転モードと自動運転モードを有する車両に搭載された電源システムであって、第１負荷回路１と、第２負荷回路２と、メインリレー４と、追加リレー５と、コントローラ６とを備える。第１負荷回路１は、鉛バッテリ１１又はオルタネータ１４からの電力により動作し、通常運転モードの継続に必要な負荷アクチュエータ１２及びスタータモータ１３が接続されている。第２負荷回路２は、鉛バッテリ１１又はリチウムイオンバッテリ２１からの電力により動作し、自動運転モードの継続に必要なＥＰＳアクチュエータ２２、ＡＢＳアクチュエータ２３、及びＡＤＡＳアクチュエータ２４が接続されている。メインリレー４は、第１負荷回路１と第２負荷回路２を電気的に接続する給電線３に設けられ、第１負荷回路１と第２負荷回路２の間を導通又は遮断する。追加リレー５は、リチウムイオンバッテリ２１と第２負荷回路２に含まれる各負荷との間を導通又は遮断する。本実施形態では、メインリレー４は、車両の運転モードが自動運転モードの場合（図２ＡのステップＳ４で自動運転モードと判定）、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、（図２ＡのステップＳ６でＹＥＳ）、オンからオフに切り替わる。コントローラ６は、車両の運転モードが通常運転モードと判定した場合（図２ＡのステップＳ４で通常運転モードと判定）、第２負荷回路２の回路電圧とは無関係に、メインリレー４のオン状態を維持させる（図２ＢのステップＳ３、ステップＳ１４）。

追加リレー５によってリチウムイオンバッテリ２１と第２負荷回路２に含まれる各負荷との間を遮断できるため、車両の駐車状態において、リチウムイオンバッテリ２１が負荷の暗電流によって放電し、リチウムイオンバッテリ２１のバッテリ残量が低下するのを防止できる。その結果、自動運転モードで車両が走行可能な状態において、メインリレー４をオフする事態が発生しても、リチウムイオンバッテリ２１は第２負荷回路２に含まれる各負荷に対して自律走行を継続するための電力を供給できる。また放電終始電圧以下になった状態でリチウムイオンバッテリ２１が放電し続ける状態、いわゆる、リチウムイオンバッテリ２１の過放電を防ぐことができる。その結果、リチウムイオンバッテリ２１の劣化を緩和でき、リチウムイオンバッテリ２１の電池寿命を延ばすことができる。また追加リレー５を設けることで、通常運転モードにおいて、追加リレー５がオンからオフに切り替わった際にサージ電圧が発生し、メインリレー４がサージ電圧によってオンからオフに切り替わることが懸念される。しかし、本実施形態の電源システム１００及び電源システム１００の制御方法では、通常運転モードにおいて、メインリレー４がオン状態を維持するため、メインリレー４がサージ電圧によってオンからオフに切り替わることを防止できる。これにより、第２負荷回路２に含まれる各負荷には、第１負荷回路１側から電力を供給し続けることができ、第２負荷回路２の回路電圧を維持できる。つまり、本実施形態の電源システム１００及び電源システム１００の制御方法によれば、暗電流放電によるリチウムイオンバッテリ２１のバッテリ残量低下を防ぐとともに、第１負荷回路１側からの電圧で第２負荷回路２の回路電圧を維持できる。

また本実施形態では、コントローラ６は、車両の運転モードが通常運転モードと判定した場合（図２ＡのステップＳ４で通常運転モードと判定）、オン状態を維持させる導通維持指令をメインリレー４に出力する（図２ＢのステップＳ１２）。これにより、通常運転モードにおいて、メインリレー４のオン状態を維持できるため、第１負荷回路１と第２負荷回路２の間は導通状態を維持する。その結果、通常運転モードにおいて、メインリレー４がサージ電圧等の外的要因によってオンからオフに切り替わるのを防止できる。

また本実施形態では、メインリレー４に出力される導通維持指令は、第２負荷回路２の回路電圧及び追加リレー５のオンからオフへの切り替わりとは無関係に、メインリレー４のオン状態を維持させる指令である（図２ＢのステップＳ１２）。これにより、第２負荷回路２の回路電圧又は追加リレー５のオンからオフの切り替わりに起因して、開制御信号に相当する信号がメインリレー４に入力されても、メインリレー４のオン状態を維持できる。

また本実施形態では、コントローラ６は、車両の運転モードが自動運転モードと判定した場合（図２ＡのステップＳ４で自動運転モードと判定）、導通維持指令を解除させる解除指令を、メインリレー４に出力する（図２ＡのステップＳ５）。これにより、自動運転モードにおいて、メインリレー４のオン及びオフを開閉制御信号で制御できる。その結果、本実施形態のように、コントローラ６は、自動運転モードにおいて、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外と判定された場合、メインリレー４をオフさせることができる（図２ＡのステップＳ８）。

また本実施形態では、メインリレー４は、第２負荷回路２の回路電圧が異常電圧となると、オンからオフに切り替わる自己遮断／接続機能を有し、導通維持指令は、メインリレー４の自己遮断／接続機能を無効化する指令であり、解除指令は、メインリレー４の自己遮断／接続機能を有効化する指令である。コントローラ６の開制御信号でメインリレー４をオンからオフに切り替える場合よりも早く、メインリレー４をオンからオフに切り替えることができ、異常電圧が発生した場合に、第２負荷回路２に含まれる回路をより保護することができる。

また本実施形態では、コントローラ６は、車両の運転モードが通常運転モードと判定した場合（図２ＡのステップＳ４で自動運転モードと判定）、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、追加リレー５をオフさせる（図２ＢのステップＳ１４）。メインリレー４はオン状態を維持しているため、追加リレー５がオンからオフに切り替わった際にサージ電圧が発生しても、第２負荷回路２の回路電圧を安定させることができる。その結果、第２負荷回路２に含まれる各負荷の保護を図ることができる。

また本実施形態では、コントローラ６は、車両が駐車状態であるか否かを判定し、車両が駐車状態であると判定した場合、追加リレー５をオフさせる。これにより、上述した効果と同様の効果を奏する。また車両の駐車状態において、リチウムイオンバッテリ２１と第２負荷回路２に含まれる各負荷との間は遮断されるため、負荷の暗電流によってリチウムイオンバッテリ２１が放電されるのを防止できる。暗電流放電によるリチウムイオンバッテリ２１のバッテリ残量低下を防げるため、第２負荷回路２に含まれる各負荷は、リチウムイオンバッテリ２１からの電力によって、仕様通りに作動できる。

また本実施形態では、コントローラ６は、メインリレー４の状態及び追加リレー５の状態に関する情報を取得し、追加リレー５がオフ状態の場合、開制御信号をメインリレー４に出力せず、メインリレー４がオフ状態の場合、開制御信号を追加リレー５に出力しない。これにより、メインリレー４及び追加リレー５がともにオフ状態となり、第２負荷回路２に含まれる各負荷への電力供給が途絶えることを防止できる。また、複雑な処理を必要とせず、メインリレー４の状態及び追加リレー５の状態を監視するのみで、第２負荷回路２側への電力供給が遮断されるのを防げるため、コントローラ６の演算負荷の低減や処理速度の向上を図ることができる。

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

上述した実施形態では、コントローラ６が、車両の運転モードが通常運転モードと判定した場合、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、追加リレー５をオフさせ、また車両が駐車状態と判定した場合、追加リレー５をオフさせる場合を示した。しかし、コントローラ６は、追加リレー５を介して、所定の電流値以上の電流がリチウムイオンバッテリ２１へ流れている場合、追加リレー５をオフさせなくてもよい。所定の電流値は、追加リレー５のオンからオフへの切り替わりによって発生するサージ電圧に基づいて予め定められた電流である。例えば、図２ＢのステップＳ１４において、コントローラ６は、追加リレー５に直列接続された電流センサ（図示しない）から、追加リレー５に流れる電流の情報を取得する。そして、コントローラ６は、追加リレー５を介してリチウムイオンバッテリ２１へ流れる電流が所定の電流値以上の場合、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外であっても、開制御信号を追加リレー５に出力しない。また例えば、コントローラ６は、車両が駐車状態と判定した場合にも、追加リレー５を介してリチウムイオンバッテリ２１へ流れる電流が所定の電流値以上の場合、車両が駐車状態であっても、開制御信号を追加リレー５に出力しない。追加リレー５に流れる電流の電流値が大きいほど、オンからオフへの切り替わりでサージ電圧が発生しやすくなるため、サージ電圧の発生を抑制することができる。

また上述した実施形態では、主バッテリとして、鉛バッテリ１１を用いた場合を示したが、主バッテリとして、リチウムイオンバッテリやニッケル水素電池などの二次電池を用いもよい。また上述した実施形態では、追加バッテリとして、リチウムイオンバッテリ２１を用いた場合を示したが、追加バッテリとして、複数のバッテリを用いてもよいし、キャパシタとＤＣＤＣコンバータの組み合わせてもよいし、またニッケル水素電池を用いてもよい。また上述した実施形態では、第１負荷回路１の発電機として、オルタネータ１４を用いた場合を示したが、第１負荷回路の発電機としては、ジェネレータやモータジェネレータ等を用いてもよい。また上述した実施形態では、第２負荷回路２に含まれる負荷として、ＥＰＳアクチュエータ２２、ＡＢＳアクチュエータ２３、ＡＤＡＳアクチュエータ２４を用いた場合を示したが、自動運転モードの継続に必要な負荷は、車両の仕様や運転支援装置の仕様によって変更してもよい。また上述した実施形態では、追加リレー５及びリチウムイオンバッテリ２１が第２負荷回路２に含まれない場合を示したが、第２負荷回路２は追加リレー５及びリチウムイオンバッテリ２１を含んでいてもよい。また上述した実施形態では、メインリレー４として、自己遮断／接続機能を有する半導体リレーを用いた場合を示したが、メインリレー４として、自己遮断／接続機能を有さない半導体リレー、メカニカルリレーを用いてもよい。また上述した実施形態では、追加リレー５として、メカニカルリレーを用いた場合を示したが、追加リレー５として、半導体リレーを用いてもよい。

また上述した実施形態では、本発明に係る電源システム及び電源システムの制御方法を運転支援レベル２のハンズオフモードを有する車両に適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明に係る電源システム及び電源システムの制御方法は、運転支援レベル３の車両にも適用できる。

また上述した実施形態では、本発明に係る電源システム及び電源システムの制御方法を駆動源がエンジンの車両（エンジン自動車）に適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明に係る電源システム及び電源システムの制御方法は、駆動源がバッテリの車両（電気自動車）、駆動源がエンジン及びバッテリの車両（ハイブリッド自動車）、駆動源が燃料電池の車両（燃料電池自動車）にも適用できる。要するに、主バッテリからの電力により動作し、通常運転モードの継続に必要な第１負荷が接続された第１負荷回路と、追加バッテリからの電力により動作し、自動運転モードの継続に必要な第２負荷が接続された第２負荷回路をと、第１負荷と第２負荷を電気的に接続する給電線に設けられ、第１負荷回路と第２負荷回路の間を導通又は遮断する第１リレーと、追加バッテリと第２負荷の間を導通又は遮断する第２リレーと、車両の運転モードを判定するコントローラを備えた電源システムを搭載した車両に適用できる。

また上述した実施形態では、図２ＡのステップＳ１０で車両の運転モードが自動運転モードから通常運転モードに移行後、ステップＳ１１に進む制御手順を例に挙げて説明した。しかし、ステップＳ１０の処理後、ステップＳ４で車両の運転モードが通常運転モードと判定された場合と同様に、図２Ｂに示すステップＳ１２に進んでもよい。

また上述した実施形態では、図２ＡのステップＳ６、図２ＢのステップＳ１３及びステップＳ１５において、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外であるか否かを判定する場合を説明した。しかし、いずれのステップにおいても第１負荷回路１と第２負荷回路２はメインリレー４によって導通しているため、各ステップにおいて、コントローラ６は、第１負荷回路１の回路電圧が所定の電圧範囲外であるか否かを判定してもよい。また上述した実施形態では、図２ＢのステップＳ１３において、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外である場合、追加リレー５がコントローラ６によってオンからオフに切り替わる場合を説明した。しかし、車両の運転モードが通常運転モードにおいて、追加リレー５をオンからオフに切り替える条件は、追加リレー５に流れる電流が所定の電流閾値以上の場合であってもよい。例えば、車両の運転モードが通常運転モードと判定された場合（図２ＡのステップＳ４で通常運転モードと判定）、コントローラ６は、電流センサ６１からの検出結果に基づき、追加リレー５に流れる電流と所定の電流閾値とを比較する。追加リレー５に流れる電流の向きは特に限定されず、コントローラ６は、追加リレー５に流れる電流の絶対値と所定の電流閾値とを比較する。所定の電流閾値は、単位が電流であり、追加リレー５の接点寿命に基づき定められた電流閾値である。コントローラ６は、追加リレー５に流れる電流の絶対値が所定の電流閾値以上の場合、開制御信号を追加リレー５に出力する。これにより、通常運転モードにおいて、過剰な電流が追加リレー５に流れ場合、追加リレー５をオンからオフに切り替えることで、追加リレー５の接点が摩耗する速度を緩和させることができる。

また上述した実施形態では、図２ＡのステップＳ６でコントローラ６がメインリレー４をオフさせる条件として、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外となる条件を例に挙げて説明した。しかし、ステップＳ６において、コントローラ６は、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲の下限値よりも低い場合、又は、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲の上限値よりも高い場合、メインリレー４をオフさせてもよい。同様に、上述した実施形態では、図２ＢのステップＳ１３でコントローラ６が追加リレー５をオフさせる条件として、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲外となる条件を例に挙げて説明した。しかし、ステップＳ１３において、コントローラ６は、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲の下限値よりも低い場合、又は、第２負荷回路２の回路電圧が所定の電圧範囲の上限値よりも高い場合、追加リレー５をオフさせてもよい。

１…第１負荷回路
１１…鉛バッテリ
１２…負荷アクチュエータ
１３…スタータモータ
１４…オルタネータ
２…第２負荷回路
２１…リチウムイオンバッテリ
２２…ＥＰＳアクチュエータ
２３…ＡＢＳアクチュエータ
２４…ＡＤＡＳアクチュエータ
３…給電線
４…メインリレー
５…追加リレー
６…コントローラ
６１…電流センサ
６２…自動運転モードスイッチ
６３…第１電圧センサ
６４…第２電圧センサ
６５…バッテリ電圧センサ
６６…ブレーキスイッチ
６７…トルクセンサ
６８…イグニッションスイッチ
６９…車速センサ
７０…先進運転支援システム
７１…表示機器
７２…ブザー
１００…電源システム

Claims (10)

1. 運転者による通常運転モードと、自動運転モードを有する車両に搭載された電源システムであって、
   主バッテリからの電力により動作し、前記通常運転モードの継続に必要な第１負荷が接続された第１負荷回路と、
   前記主バッテリ又は追加バッテリからの電力により動作し、前記自動運転モードの継続に必要な第２負荷が接続された第２負荷回路と、
   前記第１負荷と前記第２負荷を電気的に接続する給電線に設けられ、前記第１負荷回路と前記第２負荷回路の間を導通又は遮断する第１リレーと、
   前記追加バッテリと前記第２負荷の間を導通又は遮断する第２リレーと、
   前記車両の運転モードを判定するコントローラと、を備え、
   前記第１リレーは、前記運転モードが前記自動運転モードの場合、前記第２負荷回路の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、オンからオフに切り替わり、
   前記コントローラは、前記運転モードが前記通常運転モードと判定した場合、前記第２負荷回路の前記回路電圧とは無関係に、前記第１リレーのオン状態を維持させる電源システム。
2. 前記コントローラは、前記運転モードが前記通常運転モードと判定した場合、オン状態を維持させる第１指令を前記第１リレーに出力する請求項１に記載の電源システム。
3. 前記第１指令は、前記第２負荷回路の前記回路電圧及び前記第２リレーのオンからオフへの切り替わりとは無関係に、前記第１リレーのオン状態を維持させる指令である請求項２に記載の電源システム。
4. 前記コントローラは、前記運転モードが前記自動運転モードと判定した場合、前記第１指令を解除する第２指令を、前記第１リレーに出力する請求項２又は３に記載の電源システム。
5. 前記第１リレーは、前記第２負荷回路の回路電圧が異常電圧となると、オンからオフに切り替わる自己遮断／接続機能を有し、
   前記第１指令は、前記第１リレーの前記自己遮断／接続機能を無効化する指令であり、
   前記第２指令は、前記第１リレーの前記自己遮断／接続機能を有効化する指令である請求項４に記載の電源システム。
6. 前記コントローラは、前記運転モードが前記通常運転モードと判定した場合、前記第２負荷回路の前記回路電圧が前記所定の電圧範囲外になると、前記第２リレーをオフさせる請求項１～５の何れかに記載の電源システム。
7. 前記コントローラは、
   前記車両が駐車状態であるか否かを判定し、
   前記車両が駐車状態であると判定した場合、前記第２リレーをオフさせる請求項１～６の何れかに記載の電源システム。
8. 前記コントローラは、前記第２リレーを介して、所定の電流値以上の電流が前記追加バッテリへ流れている場合、前記第２リレーをオフさせない請求項６又は７に記載の電源システム。
9. 前記コントローラは、
   前記第１リレーの状態及び前記第２リレーの状態に関する情報を取得し、
   前記第２リレーがオフ状態の場合、オフさせる指令を前記第１リレーに出力せず、
   前記第１リレーがオフ状態の場合、オフさせる指令を前記第２リレーに出力しない請求項１～８の何れかに記載の電源システム。
10. コントローラにより実行され、運転者による通常運転モードと、自動運転モードを有する車両に搭載された電源システムの制御方法であって、
    前記電源システムは、
    主バッテリからの電力により動作し、前記通常運転モードの継続に必要な第１負荷が接続された第１負荷回路と、
    前記主バッテリ又は追加バッテリからの電力により動作し、前記自動運転モードの継続に必要な第２負荷が接続された第２負荷回路と、
    前記第１負荷と前記第２負荷を電気的に接続する給電線に設けられ、前記第１負荷回路と前記第２負荷回路の間を導通又は遮断する第１リレーと、
    前記追加バッテリと前記第２負荷の間を導通又は遮断する第２リレーと、
    前記車両の運転モードを判定するコントローラと、を備え、
    前記コントローラは、
    前記運転モードが前記自動運転モードと判定した場合、前記第２負荷回路の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、前記第１リレーをオンからオフに切り替え、
    前記運転モードが前記通常運転モードと判定した場合、前記第２負荷回路の前記回路電圧とは無関係に、前記第１リレーのオン状態を維持させる電源システムの制御方法。

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