JP6903951B2 - Power system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の蓄電池を用いた電源システムに関するものである。 The present invention relates to a power supply system using a plurality of storage batteries.
従来、例えば車両に搭載される車載電源システムとして、発電機(例えば、ISGなど)に対して鉛蓄電池とリチウムイオン蓄電池とが並列接続されているとともに、電気負荷に対して当該鉛蓄電池と当該リチウムイオン蓄電池とが並列接続されているシステムがある(例えば、特許文献1)。この車載電源システムでは、2つの蓄電池を使い分けながら各種電気負荷対して電力を供給するとともに、蓄電池を選択してISGからの電力を充電している。 Conventionally, for example, as an in-vehicle power supply system mounted on a vehicle, a lead storage battery and a lithium ion storage battery are connected in parallel to a generator (for example, ISG), and the lead storage battery and the lithium are subjected to an electric load. There is a system in which an ion storage battery is connected in parallel (for example, Patent Document 1). In this in-vehicle power supply system, power is supplied to various electric loads while using two storage batteries properly, and the storage battery is selected to charge the power from the ISG.
このような電源システムにおいては、2つの蓄電池を使い分けるために複数の半導体スイッチが用いられており、システム作動時には、制御部により各スイッチの開閉が適宜制御される。また、電源システムには、非作動時における電気負荷への暗電流供給やフェイルセーフ処置のために、各スイッチを迂回するバイパス経路にバイパスリレーが設けられている。また、バイパス経路を流れる過電流の対策として、当該バイパス経路にはヒューズが適宜設けられている。 In such a power supply system, a plurality of semiconductor switches are used to properly use the two storage batteries, and when the system is operated, the control unit appropriately controls the opening and closing of each switch. In addition, the power supply system is provided with a bypass relay in the bypass path that bypasses each switch in order to supply dark current to the electric load and fail-safe measures when the power supply system is not operating. Further, as a countermeasure against overcurrent flowing through the bypass path, a fuse is appropriately provided in the bypass path.
ここで、電源システムにおいて、制御部に異常が生じると、各スイッチの制御が不能となることから、各スイッチが意図せず開放され、電気負荷に対する電源失陥が生じることが懸念される。また、各スイッチが開放された状態では、バイパス経路を介しての給電が考えられるが、回転電機等に大電流が流れる状況下では、ヒューズが溶断されることが考えられ、ヒューズの溶断により電気負荷の電源失陥が懸念される。 Here, in the power supply system, if an abnormality occurs in the control unit, the control of each switch becomes impossible, so that there is a concern that each switch is unintentionally opened and the power supply is lost due to the electric load. Further, when each switch is open, power supply can be considered through a bypass path, but in a situation where a large current flows through a rotating electric machine or the like, it is considered that the fuse is blown, and electricity is generated by the blown fuse. There is a concern that the power supply of the load will be lost.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、制御部の異常発生時において電気機器の意図しない電源失陥を好適に抑制することができる電源システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to provide a power supply system capable of suitably suppressing an unintended power failure of an electric device when an abnormality occurs in a control unit. is there.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。なお以下においては、理解の容易のため、発明の実施の形態において対応する構成の符号を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。 Hereinafter, means for solving the above problems and their actions and effects will be described. In the following, for the sake of easy understanding, the reference numerals of the corresponding configurations in the embodiment of the invention are appropriately shown in parentheses or the like, but the present invention is not limited to the specific configurations shown in the parentheses or the like.
第1の手段では、
第1電気経路(L1)に並列接続された第1蓄電池(11)及び第2蓄電池(12)を備え、前記第1電気経路に第1電気機器(16)が接続されるとともに、前記両蓄電池の間の前記第1電気経路に並列に設けられた第2電気経路(L2)に第2電気機器(15)が接続される電源システムであって、
前記第1電気経路のうち前記第2電気経路との並列部分において前記第1電気機器との第1接続点(N1)よりも前記第1蓄電池の側に設けられた第1Aスイッチ(SW1A)と、
前記第1電気経路のうち前記第2電気経路との並列部分において前記第1接続点よりも前記第2蓄電池の側に設けられた第1Bスイッチ(SW1B)と、
前記第2電気経路において前記第2電気機器との第2接続点(N2)よりも前記第1蓄電池の側に設けられた第2Aスイッチ(SW2A)と、
前記第2電気経路において前記第2接続点よりも前記第2蓄電池の側に設けられた第2Bスイッチ(SW2B)と、
前記第2Aスイッチに並列に設けられたノーマリクローズ式のバイパススイッチ(31,62)と、
システム作動状態で、前記第1電気機器及び前記第2電気機器への通電要求に応じて、前記第1A,前記第1B,前記第2A,前記第2Bスイッチを閉状態に操作するとともに、前記バイパススイッチを開状態とするスイッチ制御部(51)と、
を備えている。
In the first means
A first storage battery (11) and a second storage battery (12) connected in parallel to the first electric path (L1) are provided, the first electric device (16) is connected to the first electric path, and both storage batteries are connected. A power supply system in which a second electric device (15) is connected to a second electric path (L2) provided in parallel with the first electric path between the two.
A first A switch (SW1A) provided on the side of the first storage battery with respect to the first connection point (N1) with the first electric device in a portion of the first electric path parallel to the second electric path. ,
A first B switch (SW1B) provided on the side of the second storage battery with respect to the first connection point in a portion of the first electric path parallel to the second electric path.
A second A switch (SW2A) provided on the side of the first storage battery with respect to the second connection point (N2) with the second electric device in the second electric path.
A second B switch (SW2B) provided on the side of the second storage battery with respect to the second connection point in the second electric path, and
A normally closed bypass switch (31, 62) provided in parallel with the second A switch, and
In the system operating state, the first A, the first B, the second A, and the second B switches are operated in the closed state in response to the energization request to the first electric device and the second electric device, and the bypass is performed. The switch control unit (51) that opens the switch and
It has.
電源システムの作動状態において、第1Aスイッチ及び第1Bスイッチが選択的に閉状態に操作されることで、第1電気経路を介して、第1蓄電池及び第2蓄電池の少なくともいずれかと第1電気機器との間で通電が行われる。また、第2Aスイッチ及び第2Bスイッチが選択的に閉状態に操作されることで、第2電気経路を介して、第1蓄電池及び第2蓄電池の少なくともいずれかと第2電気機器との間で通電が行われる。 By selectively operating the 1st A switch and the 1st B switch in the closed state in the operating state of the power supply system, at least one of the first storage battery and the second storage battery and the first electric device are operated via the first electric path. Energization is performed between and. Further, by selectively operating the second A switch and the second B switch in the closed state, electricity is supplied between at least one of the first storage battery and the second storage battery and the second electric device via the second electric path. Is done.
かかる場合において、スイッチ制御部で異常が生じると、第1A,第1B,第2A,第2Bの各スイッチに対する制御が不能となるため、これら各スイッチが開状態となる。ただし、ノーマリクローズ式のバイパススイッチが閉鎖されるため、第1蓄電池から第2電気機器への通電を継続することが可能となる。これにより、第2電気機器への通電が意図せず遮断されることにより生じる不都合を回避できる。つまり、制御部の異常発生時において電気機器の意図しない電源失陥を好適に抑制することができる。 In such a case, if an abnormality occurs in the switch control unit, control for each of the first A, first B, second A, and second B switches becomes impossible, so that each of these switches is opened. However, since the normally closed bypass switch is closed, it is possible to continue energizing the second electric device from the first storage battery. As a result, it is possible to avoid the inconvenience caused by unintentionally interrupting the energization of the second electric device. That is, it is possible to suitably suppress an unintended power failure of the electric device when an abnormality occurs in the control unit.
第2の手段では、前記第1電気経路において前記第1Aスイッチの一端側と他端側とを繋ぐバイパス経路(L11)に設けられたノーマリクローズ式の第1バイパススイッチ(61)と、前記バイパス経路に設けられたヒューズ(63)と、を備え、前記第2Aスイッチに並列に設けられた前記バイパススイッチは、第2バイパススイッチ(62)であり、前記第1電気経路における前記第2電気経路との分岐点(N3)と前記第2接続点とを接続するバイパス経路(L12)に設けられており、前記スイッチ制御部は、システム作動状態で、前記第1バイパススイッチ及び前記第2バイパススイッチを開状態とする。 In the second means, the normally closed type first bypass switch (61) provided in the bypass path (L11) connecting one end side and the other end side of the first A switch in the first electric path, and the above. The bypass switch including a fuse (63) provided in the bypass path and provided in parallel with the second A switch is a second bypass switch (62), and the second electric in the first electric path. The switch control unit is provided in a bypass path (L12) connecting a branch point (N3) with the path and the second connection point, and the switch control unit is in the system operating state of the first bypass switch and the second bypass. The switch is opened.
上記構成では、第1Aスイッチ側のバイパス経路に、ノーマリクローズ式の第1バイパススイッチとヒューズとが設けられており、スイッチ制御部での異常発生に伴い第1Aスイッチが開放、第1バイパススイッチが閉鎖された状態では、仮に第1Aスイッチ側のバイパス経路に過剰な電流が流れると、それに伴いヒューズが溶断される。この場合、第1A,第1B,第2A,第2Bの各スイッチが開放され、かつ第1Aスイッチ側のバイパス経路のヒューズが溶断された状態であっても、第2Aスイッチ側の第2バイパススイッチが閉状態になることで、第1蓄電池から第2電気機器への通電を継続することが可能となる。 In the above configuration, a normally closed type first bypass switch and a fuse are provided in the bypass path on the first A switch side, and the first A switch is opened when an abnormality occurs in the switch control unit, and the first bypass switch is opened. In the closed state, if an excessive current flows in the bypass path on the first A switch side, the fuse is blown accordingly. In this case, even if the first A, first B, second A, and second B switches are open and the fuse in the bypass path on the first A switch side is blown, the second bypass switch on the second A switch side is blown. By the closed state, it becomes possible to continue the energization from the first storage battery to the second electric device.
第3の手段では、前記第1電気機器は、発電機能を有する発電機であり、前記スイッチ制御部の状態を監視する監視制御部(52,100)を備え、前記監視制御部は、前記スイッチ制御部が異常であると判定した場合に、前記ヒューズを溶断させないように発電制限をしつつ前記発電機の発電制御を実施する。 In the third means, the first electric device is a generator having a power generation function, includes a monitoring control unit (52,100) for monitoring the state of the switch control unit, and the monitoring control unit is the switch. When it is determined that the control unit is abnormal, the power generation control of the generator is performed while limiting the power generation so as not to blow the fuse.
上記構成では、スイッチ制御部での異常が発生すると、監視制御部により、発電機においてヒューズを溶断させないように発電制限が行われつつ発電制御が実施される。これにより、第1Aスイッチ側のバイパス経路上のヒューズの溶断が回避される。したがって、第1Aスイッチ側のバイパス経路を介して発電機から第1蓄電池への電力供給を実施でき、第1蓄電池の継続的な使用を実現することができる。 In the above configuration, when an abnormality occurs in the switch control unit, the monitoring control unit executes power generation control while limiting power generation so as not to blow the fuse in the generator. As a result, the blown fuse on the bypass path on the first A switch side is avoided. Therefore, it is possible to supply electric power from the generator to the first storage battery via the bypass path on the first A switch side, and it is possible to realize continuous use of the first storage battery.
第4の手段では、前記監視制御部は、前記スイッチ制御部が異常であると判定した場合に、前記第1Aスイッチを閉状態に制御するとともに、その状態下で、前記ヒューズを溶断させないように発電制限をしつつ前記発電機の発電制御を実施する。 In the fourth means, when the switch control unit determines that the switch control unit is abnormal, the monitoring control unit controls the first A switch to a closed state and prevents the fuse from blowing under that state. The power generation control of the generator is carried out while limiting the power generation.
この場合、スイッチ制御部での異常発生後において、第1蓄電池と発電機(第1電気機器)との間は、第1バイパススイッチを介して導通されるとともに、第1Aスイッチを介して導通される。そして、かかる状態下において、第1Aスイッチ側のバイパス経路上のヒューズを溶断させないように発電制限をしつつ発電機の発電制御が実施される。この場合、発電機から第1蓄電池に供給される発電電力の許容レベルを高めることができ、第1蓄電池の充電を行う上でより好適な構成を実現することができる。 In this case, after an abnormality occurs in the switch control unit, the first storage battery and the generator (first electric device) are conducted through the first bypass switch and the first A switch. To. Then, under such a state, the power generation control of the generator is performed while limiting the power generation so as not to blow the fuse on the bypass path on the first A switch side. In this case, the permissible level of the generated power supplied from the generator to the first storage battery can be increased, and a more suitable configuration for charging the first storage battery can be realized.
第5の手段では、前記第1電気経路において前記第1Aスイッチの一端側と他端側とを繋ぐバイパス経路(L11)に設けられたノーマリオープン式又はラッチ式の第1バイパススイッチ(61)と、前記バイパス経路において前記第1バイパススイッチよりも前記第1蓄電池の側に設けられたヒューズ(63)と、を備え、前記第2Aスイッチに並列に設けられた前記バイパススイッチは、第2バイパススイッチ(62)であり、前記バイパス経路における前記第1バイパススイッチ及び前記ヒューズの間の中間点(N5)と前記第2接続点とを接続するバイパス分岐経路(L13)に設けられており、前記スイッチ制御部は、システム作動状態で、前記第1バイパススイッチ及び前記第2バイパススイッチを開状態とする。 In the fifth means, the normally open type or latch type first bypass switch (61) provided in the bypass path (L11) connecting one end side and the other end side of the first A switch in the first electric path. And the fuse (63) provided on the side of the first storage battery with respect to the first bypass switch in the bypass path, and the bypass switch provided in parallel with the second A switch is a second bypass. It is a switch (62), and is provided in a bypass branch path (L13) connecting an intermediate point (N5) between the first bypass switch and the fuse in the bypass path and the second connection point. The switch control unit opens the first bypass switch and the second bypass switch in the system operating state.
上記構成では、第1Aスイッチ側のバイパス経路に、ノーマリオープン式又はラッチ式の第1バイパススイッチとヒューズとが設けられており、スイッチ制御部での異常発生に伴い第1バイパススイッチが開放された状態となることにより、バイパス経路上のヒューズの溶断が回避される。また、第2バイパススイッチが閉状態になることで、第1蓄電池から第2電気機器への通電を継続することが可能となる。 In the above configuration, a normally open type or latch type first bypass switch and a fuse are provided in the bypass path on the first A switch side, and the first bypass switch is opened when an abnormality occurs in the switch control unit. In this state, the fuse on the bypass path is prevented from being blown. Further, when the second bypass switch is closed, it becomes possible to continue energizing the second electric device from the first storage battery.
本手段では特に、第1Aスイッチの一端側と他端側とを繋ぐバイパス経路が二方に分岐されており、要するに、第1電気経路において第1Aスイッチの第1蓄電池側である一端側が、第1接続点(第1電気経路において第1電気機器との接続点)と第2接続点(第2電気経路において第2電気機器との接続点)とにそれぞれ接続されている。また、バイパス経路において、第1Aスイッチの一端側から延びる分岐前の経路部にヒューズが設けられている。かかる場合、スイッチ制御部での異常発生時において、ヒューズが溶断されると第2電気機器への通電が不可となり得るが、上記のとおりヒューズの溶断が回避されるため、第2電気機器への通電を継続できる。 In this means, in particular, the bypass path connecting one end side and the other end side of the first A switch is branched in two directions. In short, one end side of the first A switch on the first storage battery side in the first electric path is the first. It is connected to one connection point (connection point with the first electric device in the first electric path) and second connection point (connection point with the second electric device in the second electric path), respectively. Further, in the bypass path, a fuse is provided in the path portion before branching extending from one end side of the first A switch. In such a case, when an abnormality occurs in the switch control unit, if the fuse is blown, it may not be possible to energize the second electric device. However, since the blown fuse is avoided as described above, the second electric device is supplied. Energization can be continued.
第6の手段では、前記第1電気機器は、発電機能を有する発電機であり、前記スイッチ制御部の状態を監視する監視制御部(52,100)を備え、前記監視制御部は、前記スイッチ制御部が異常であると判定した場合に、前記第1Aスイッチを閉状態に制御する。 In the sixth means, the first electric device is a generator having a power generation function, includes a monitoring control unit (52,100) for monitoring the state of the switch control unit, and the monitoring control unit is the switch. When the control unit determines that there is an abnormality, the first A switch is controlled to the closed state.
上記構成では、スイッチ制御部での異常発生後において、監視制御部によって第1Aスイッチが閉鎖されることで、発電機(第1電気機器)と第1蓄電池との間が導通される。この場合、発電機により第1蓄電池の充電を適宜行うことで第1蓄電池の継続的な使用を実現することができる。 In the above configuration, after an abnormality occurs in the switch control unit, the monitoring control unit closes the first A switch to conduct conduction between the generator (first electric device) and the first storage battery. In this case, continuous use of the first storage battery can be realized by appropriately charging the first storage battery with the generator.
なお、手段2の構成においては、スイッチ制御部での異常発生後において、第1Aスイッチ側のバイパス経路上のヒューズが溶断され、バイパス経路が遮断されることがあり得るが、監視制御部によって第1Aスイッチが閉鎖されることで、発電機(第1電気機器)と第1蓄電池との間が導通され、第1蓄電池の適宜の充電が可能となっている。 In the configuration of the means 2, after an abnormality occurs in the switch control unit, the fuse on the bypass path on the first A switch side may be blown and the bypass path may be cut off. By closing the 1A switch, the generator (first electric device) and the first storage battery are electrically connected, and the first storage battery can be appropriately charged.
第7の手段では、前記第1電気経路において前記第1Aスイッチの一端側と他端側とを繋ぐバイパス経路(L11)に設けられたノーマリクローズ式の第1バイパススイッチ(61)と、前記バイパス経路において前記第1バイパススイッチよりも前記第1蓄電池の側に設けられたヒューズ(63)と、前記スイッチ制御部の状態を監視する監視制御部(52,100)と、を備え、前記第2Aスイッチに並列に設けられた前記バイパススイッチは、第2バイパススイッチ(62)であり、前記バイパス経路における前記第1バイパススイッチ及び前記ヒューズの間の中間点(N5)と前記第2接続点とを接続するバイパス分岐経路(L13)に設けられており、前記スイッチ制御部は、システム作動状態で、前記第1バイパススイッチ及び前記第2バイパススイッチを開状態とし、前記監視制御部は、前記スイッチ制御部が異常であると判定した場合に、前記第1バイパススイッチを開状態とする。 In the seventh means, the normally closed type first bypass switch (61) provided in the bypass path (L11) connecting one end side and the other end side of the first A switch in the first electric path, and the above. The first bypass switch includes a fuse (63) provided on the side of the first storage battery with respect to the first bypass switch, and a monitoring control unit (52,100) for monitoring the state of the switch control unit. The bypass switch provided in parallel with the 2A switch is a second bypass switch (62), which includes an intermediate point (N5) between the first bypass switch and the fuse in the bypass path and the second connection point. The switch control unit opens the first bypass switch and the second bypass switch in the system operating state, and the monitoring control unit is the switch. When the control unit determines that there is an abnormality, the first bypass switch is opened.
上記構成では、第1Aスイッチ側のバイパス経路に、ノーマリクローズ式の第1バイパススイッチとヒューズとが設けられており、スイッチ制御部での異常発生時には、第1Aスイッチが開放されるとともに、監視制御部によって第1バイパススイッチが開放されることにより、バイパス経路上のヒューズの溶断が回避される。また、第2バイパススイッチが閉状態になることで、第1蓄電池から第2電気機器への通電を継続することが可能となる。 In the above configuration, a normally closed type first bypass switch and a fuse are provided in the bypass path on the first A switch side, and when an abnormality occurs in the switch control unit, the first A switch is opened and monitored. By opening the first bypass switch by the control unit, the blown fuse on the bypass path is avoided. Further, when the second bypass switch is closed, it becomes possible to continue energizing the second electric device from the first storage battery.
本手段では特に、第1Aスイッチの一端側と他端側とを繋ぐバイパス経路が二方に分岐されており、要するに、第1電気経路において第1Aスイッチの第1蓄電池側である一端側が、第1接続点(第1電気経路において第1電気機器との接続点)と第2接続点(第2電気経路において第2電気機器との接続点)とにそれぞれ接続されている。また、バイパス経路において、第1Aスイッチの一端側から延びる分岐前の経路部にヒューズが設けられている。かかる場合、スイッチ制御部での異常発生時において、ヒューズが溶断されると第2電気機器への通電が不可となり得るが、上記のとおりヒューズの溶断が回避されるため、第2電気機器への通電を継続できる。 In this means, in particular, the bypass path connecting one end side and the other end side of the first A switch is branched in two directions. In short, one end side of the first A switch on the first storage battery side in the first electric path is the first. It is connected to one connection point (connection point with the first electric device in the first electric path) and second connection point (connection point with the second electric device in the second electric path), respectively. Further, in the bypass path, a fuse is provided in the path portion before branching extending from one end side of the first A switch. In such a case, when an abnormality occurs in the switch control unit, if the fuse is blown, it may not be possible to energize the second electric device. However, as described above, the blown fuse is avoided, so that the second electric device is supplied. Energization can be continued.
第8の手段では、前記スイッチ制御部から、前記第1バイパススイッチを開状態から閉状態に移行させる旨の信号が出力される場合に、前記第1バイパススイッチの状態移行を遅延させる遅延部(71)を有しており、前記遅延部は、前記監視制御部による前記第1バイパススイッチの開放の後まで、当該第1バイパススイッチの状態移行を遅延させるものである。 In the eighth means, when the switch control unit outputs a signal to shift the first bypass switch from the open state to the closed state, the delay section delays the state shift of the first bypass switch (the eighth bypass switch). 71), the delay unit delays the state transition of the first bypass switch until after the monitoring control unit opens the first bypass switch.
スイッチ制御部での異常発生時において、監視制御部により第1バイパススイッチが開状態に制御される前に、スイッチ制御部からの開指令停止により第1バイパススイッチが閉鎖されると、ヒューズに対する過大な通電によりヒューズが溶断されるおそれがある。なお、スイッチ制御部での異常発生時には、監視制御部での異常判定に時間を要することが考えられる。この点、上記構成では、第1バイパススイッチの状態移行を遅延させる遅延部を設け、その遅延部により、監視制御部による第1バイパススイッチの開放の後まで、第1バイパススイッチの状態移行を遅延させるようにした。これにより、ヒューズの溶断が回避され、第2電気機器への通電を継続できる。 When an abnormality occurs in the switch control unit, if the first bypass switch is closed by stopping the open command from the switch control unit before the monitoring control unit controls the first bypass switch to the open state, the fuse becomes excessive. There is a risk that the fuse will blow due to excessive energization. When an abnormality occurs in the switch control unit, it may take time for the monitoring control unit to determine the abnormality. In this regard, in the above configuration, a delay unit for delaying the state transition of the first bypass switch is provided, and the delay unit delays the state transition of the first bypass switch until after the monitoring control unit opens the first bypass switch. I tried to let you. As a result, the blown fuse is avoided, and the energization of the second electric device can be continued.
第9の手段では、前記監視制御部は、システム作動状態で、前記第1バイパススイッチを常時開状態とする。 In the ninth means, the monitoring control unit always opens the first bypass switch in the system operating state.
上記構成では、システム作動時において、第1バイパススイッチは、スイッチ制御部の異常発生の前後を通じて開状態で維持される。第1バイパススイッチが開状態のままであるため、過電流によるヒューズの溶断が回避される。 In the above configuration, when the system is operating, the first bypass switch is maintained in an open state before and after the occurrence of an abnormality in the switch control unit. Since the first bypass switch remains open, the fuse is prevented from blowing due to overcurrent.
第10の手段では、前記第1電気機器は、発電機能を有する発電機であり、前記監視制御部は、前記スイッチ制御部が異常であると判定した場合に、前記第1Aスイッチを閉状態に制御する。 In the tenth means, the first electric device is a generator having a power generation function, and the monitoring control unit closes the first A switch when the switch control unit determines that the switch control unit is abnormal. Control.
上記構成では、スイッチ制御部での異常発生後において、監視制御部によって第1Aスイッチが閉鎖されることで、発電機(第1電気機器)と第1蓄電池との間が導通される。この場合、発電機により第1蓄電池の充電を適宜行うことで第1蓄電池の継続的な使用を実現することができる。 In the above configuration, after an abnormality occurs in the switch control unit, the monitoring control unit closes the first A switch to conduct conduction between the generator (first electric device) and the first storage battery. In this case, continuous use of the first storage battery can be realized by appropriately charging the first storage battery with the generator.
第11の手段では、前記第1Aスイッチは、互いに並列に設けられた複数のスイッチ部(21,22)を有し、前記複数のスイッチ部には、それぞれ個別に電源駆動部(41,42)が設けられており、前記複数のスイッチ部は、前記電源駆動部ごとに入力される指令信号により閉状態に操作される。 In the eleventh means, the first A switch has a plurality of switch units (21, 22) provided in parallel with each other, and each of the plurality of switch units has a power supply drive unit (41, 42). Is provided, and the plurality of switch units are operated in a closed state by a command signal input for each power supply drive unit.
上記構成では、第1電気経路に設けられた第1Aスイッチにおいて、互いに並列の複数のスイッチ部が、各々個別の電源駆動部により駆動されて閉状態に操作されるようになっている。この場合、第1Aスイッチにおいて仮にいずれかのスイッチ部で電源故障が生じても、電源故障の生じていないスイッチ部の開閉が可能となる。ゆえに、スイッチ制御部での異常発生後において、発電機の発電による第1蓄電池への給電を確実に行わせることができる。 In the above configuration, in the first A switch provided in the first electric path, a plurality of switch units parallel to each other are driven by individual power supply drive units to be operated in a closed state. In this case, even if a power failure occurs in any of the switch portions of the first A switch, the switch portion in which the power failure does not occur can be opened and closed. Therefore, after the occurrence of an abnormality in the switch control unit, it is possible to reliably supply power to the first storage battery by the power generation of the generator.
第12の手段では、
第1電気経路(L1)に並列接続された第1蓄電池(11)及び第2蓄電池(12)を備え、前記第1電気経路に第1電気機器(16)が接続されるとともに、前記両蓄電池の間の前記第1電気経路に並列に設けられた第2電気経路(L2)に第2電気機器(15)が接続される電源システムであって、
前記第1電気経路のうち前記第2電気経路との並列部分において前記第1電気機器との第1接続点(N1)よりも前記第1蓄電池の側に設けられた第1Aスイッチ(SW1A)と、
前記第1電気経路のうち前記第2電気経路との並列部分において前記第1接続点よりも前記第2蓄電池の側に設けられた第1Bスイッチ(SW1B)と、
前記第2電気経路において前記第2電気機器との第2接続点(N2)よりも前記第1蓄電池の側に設けられた第2Aスイッチ(SW2A)と、
前記第2電気経路において前記第2接続点よりも前記第2蓄電池の側に設けられた第2Bスイッチ(SW2B)と、
前記第1電気経路において前記第1Aスイッチの一端側と他端側とを繋ぐ第1バイパス経路(L11)に設けられたノーマリクローズ式の第1バイパススイッチ(61)と、
前記第1接続点と前記第2接続点とを繋ぐ第2バイパス経路(L14)に設けられたノーマリクローズ式の第2バイパススイッチ(65)と、
前記第1バイパス経路に設けられたヒューズ(63)と、
システム作動状態で、前記第1電気機器及び前記第2電気機器への通電要求に応じて、前記第1A,前記第1B,前記第2A,前記第2Bスイッチを閉状態に操作するとともに、前記第1,前記第2バイパススイッチを開状態とするスイッチ制御部(51)と、
前記スイッチ制御部の状態を監視する監視制御部(52,100)と、
を備え、
前記監視制御部は、前記スイッチ制御部が異常であると判定した場合に、前記第2Aスイッチを閉状態に制御する。
In the twelfth means
A first storage battery (11) and a second storage battery (12) connected in parallel to the first electric path (L1) are provided, the first electric device (16) is connected to the first electric path, and both storage batteries are connected. A power supply system in which a second electric device (15) is connected to a second electric path (L2) provided in parallel with the first electric path between the two.
A first A switch (SW1A) provided on the side of the first storage battery with respect to the first connection point (N1) with the first electric device in a portion of the first electric path parallel to the second electric path. ,
A first B switch (SW1B) provided on the side of the second storage battery with respect to the first connection point in a portion of the first electric path parallel to the second electric path.
A second A switch (SW2A) provided on the side of the first storage battery with respect to the second connection point (N2) with the second electric device in the second electric path.
A second B switch (SW2B) provided on the side of the second storage battery with respect to the second connection point in the second electric path, and
A normally closed type first bypass switch (61) provided in the first bypass path (L11) connecting one end side and the other end side of the first A switch in the first electric path.
A normally closed type second bypass switch (65) provided in the second bypass path (L14) connecting the first connection point and the second connection point, and
A fuse (63) provided in the first bypass path and
In the system operating state, the first A, the first B, the second A, and the second B switch are operated in the closed state in response to the energization request to the first electric device and the second electric device, and the first 1, the switch control unit (51) that opens the second bypass switch, and
A monitoring control unit (52,100) that monitors the status of the switch control unit, and
With
When the switch control unit determines that the switch control unit is abnormal, the monitoring control unit controls the second A switch to the closed state.
電源システムの作動状態において、第1Aスイッチ及び第1Bスイッチが選択的に閉状態に操作されることで、第1電気経路を介して、第1蓄電池及び第2蓄電池の少なくともいずれかと第1電気機器との間で通電が行われる。また、第2Aスイッチ及び第2Bスイッチが選択的に閉状態に操作されることで、第2電気経路を介して、第1蓄電池及び第2蓄電池の少なくともいずれかと第2電気機器との間で通電が行われる。 By selectively operating the 1st A switch and the 1st B switch in the closed state in the operating state of the power supply system, at least one of the first storage battery and the second storage battery and the first electric device are operated via the first electric path. Energization is performed between and. Further, by selectively operating the second A switch and the second B switch in the closed state, electricity is supplied between at least one of the first storage battery and the second storage battery and the second electric device via the second electric path. Is done.
かかる場合において、スイッチ制御部で異常が生じると、第1A,第1B,第2A,第2Bの各スイッチに対する制御が不能となるため、これら各スイッチが開状態となるとともに、第1バイパス経路及び第2バイパス経路を介して第1蓄電池と第2電気機器とが接続される状態となる。このとき、仮に第1バイパス経路に過剰な電流が流れると、ヒューズが溶断される。ただし、監視制御部によって第2Aスイッチが閉鎖されるため、第1蓄電池から第2電気機器への通電を継続することが可能となる。これにより、第2電気機器への通電が意図せず遮断されることにより生じる不都合を回避できる。つまり、制御部の異常発生時において電気機器の意図しない電源失陥を好適に抑制することができる。 In such a case, if an abnormality occurs in the switch control unit, control for the first A, first B, second A, and second B switches becomes impossible, so that each of these switches is opened and the first bypass path and the first bypass path are opened. The first storage battery and the second electric device are connected to each other via the second bypass path. At this time, if an excessive current flows through the first bypass path, the fuse is blown. However, since the second A switch is closed by the monitoring control unit, it is possible to continue energizing the second electric device from the first storage battery. As a result, it is possible to avoid the inconvenience caused by unintentionally interrupting the energization of the second electric device. That is, it is possible to suitably suppress an unintended power failure of the electric device when an abnormality occurs in the control unit.
第13の手段では、前記スイッチ制御部から、前記第2Aスイッチを閉状態から開状態に移行させる旨の信号が出力される場合に、前記第2Aスイッチの状態移行を遅延させる遅延部(82)を有しており、前記遅延部は、前記監視制御部による前記第2Aスイッチの閉鎖の後まで、当該第1Aスイッチの状態移行を遅延させるものである。 In the thirteenth means, when the switch control unit outputs a signal to shift the second A switch from the closed state to the open state, the delay section (82) delays the state shift of the second A switch. The delay unit delays the state transition of the first A switch until after the monitoring control unit closes the second A switch.
スイッチ制御部での異常発生時において、監視制御部により第2Aスイッチが閉状態に制御される前に、スイッチ制御部からの閉指令停止により第2Aスイッチが開放されると、第2電気機器における電源失陥のおそれがある。なお、スイッチ制御部での異常発生時には、監視制御部での異常判定に時間を要することが考えられる。この点、上記構成では、第2Aスイッチの状態移行を遅延させる遅延部を設け、その遅延部により、監視制御部による第2Aスイッチの閉鎖の後まで、第2Aスイッチの状態移行を遅延させるようにした。これにより、第2電気機器における電源失陥が回避され、第2電気機器への通電を適正に実施できる。 When an abnormality occurs in the switch control unit, if the second A switch is opened by stopping the closing command from the switch control unit before the monitoring control unit controls the second A switch to the closed state, the second electric device will be used. There is a risk of power failure. When an abnormality occurs in the switch control unit, it may take time for the monitoring control unit to determine the abnormality. In this regard, in the above configuration, a delay unit for delaying the state transition of the second A switch is provided, and the delay unit delays the state transition of the second A switch until after the monitoring control unit closes the second A switch. did. As a result, the power failure in the second electric device can be avoided, and the second electric device can be properly energized.
第14の手段では、前記第1電気機器は、発電機能を有する発電機であり、前記監視制御部は、前記スイッチ制御部が異常であると判定した場合に、前記第2Aスイッチに加えて、前記第1Aスイッチを閉状態に制御する。 In the fourteenth means, the first electric device is a generator having a power generation function, and when the monitoring control unit determines that the switch control unit is abnormal, in addition to the second A switch, the first electric device is added to the second A switch. The first A switch is controlled to be closed.
上記構成では、スイッチ制御部での異常発生後において、監視制御部によって第1A,第2Aスイッチが閉鎖されることで、発電機(第1電気機器)と第1蓄電池との間が導通される。この場合、発電機により第1蓄電池の充電を適宜行うことで第1蓄電池の継続的な使用を実現することができる。 In the above configuration, after an abnormality occurs in the switch control unit, the monitoring control unit closes the first A and second A switches, so that the generator (first electric device) and the first storage battery are electrically connected. .. In this case, continuous use of the first storage battery can be realized by appropriately charging the first storage battery with the generator.
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、エンジン(内燃機関)を駆動源として走行する車両において当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源システムを具体化するものとしている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, in a vehicle traveling with an engine (internal combustion engine) as a drive source, an in-vehicle power supply system that supplies electric power to various devices of the vehicle is embodied. In each of the following embodiments, parts that are the same or equal to each other are designated by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will be incorporated for the parts having the same reference numerals.
(第1実施形態)
図1に示すように、本電源システムは、第1蓄電部としての鉛蓄電池11と第2蓄電部としてのリチウムイオン蓄電池12とを有する2電源システムである。各蓄電池11,12からはスタータ13や、各種の電気負荷14,15、回転電機16への給電が可能となっている。また、各蓄電池11,12に対しては回転電機16による充電が可能となっている。本システムでは、回転電機16に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12が接続されるとともに、電気負荷14,15に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12が接続されている。なお、回転電機16が「第1電気機器」に相当し、電気負荷15が「第2電気機器」に相当する。電気負荷15の要求電流は、回転電機16の要求電流よりも小さいものとなっている。
(First Embodiment)
As shown in FIG. 1, this power supply system is a dual power supply system having a lead storage battery 11 as a first power storage unit and a lithium
図示による具体的な説明は割愛するが、リチウムイオン蓄電池12は、収容ケースに収容されて基板一体の電池ユニットUとして構成されている。電池ユニットUは、出力端子P1,P2,P3を有しており、このうち出力端子P1に鉛蓄電池11とスタータ13と電気負荷14とが接続され、出力端子P2に回転電機16が接続され、出力端子P3に電気負荷15が接続されている。
Although a specific description by illustration is omitted, the lithium
各電気負荷14,15は、各蓄電池11,12から供給される供給電力の電圧について要求が相違するものである。このうち電気負荷15には、供給電力の電圧が一定又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求負荷が含まれる。これに対し、電気負荷14は、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷である。電気負荷15は被保護負荷とも言える。また、電気負荷15は電源失陥が許容されない負荷であり、電気負荷14は、電気負荷15に比べて電源失陥が許容される負荷であるとも言える。
The electric loads 14 and 15 have different requirements for the voltage of the supplied power supplied from the
定電圧要求負荷である電気負荷15の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、メータ装置、エンジンECU等の各種ECUが挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。電気負荷15として、電動ステアリング装置やブレーキ装置等の走行系アクチュエータが含まれていてもよい。また、電気負荷14の具体例としては、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。
Specific examples of the
回転電機16は、3相交流モータとそのモータの駆動を制御するモータ制御部とを有するモータ機能付き発電機であり、機電一体型のISG(Integrated Starter Generator)として構成されている。回転電機16は、エンジン出力軸や車軸の回転により発電(回生発電)を行う発電機能と、エンジン出力軸に回転力を付与する力行機能とを備えている。回転電機16の力行機能により、アイドリングストップ中、自動停止されているエンジンを再始動させる際にエンジンに回転力が付与される。回転電機16は、発電電力を各蓄電池11,12や電気負荷14,15に供給する。
The rotary
次に、電池ユニットUの電気的構成について説明する。 Next, the electrical configuration of the battery unit U will be described.
電池ユニットUには、ユニット内電気経路として、出力端子P1とリチウムイオン蓄電池12とを繋ぐ第1電気経路L1を有しており、その第1電気経路L1の中間点である接続点N1に出力端子P2が接続されている。この場合、第1電気経路L1は、鉛蓄電池11とリチウムイオン蓄電池12とを電気的に繋ぐ経路であり、第1電気経路L1上の接続点N1に回転電機16が接続されている。第1電気経路L1において、接続点N1よりも鉛蓄電池11の側に第1AスイッチSW1Aが設けられ、接続点N1よりもリチウムイオン蓄電池12の側に第1BスイッチSW1Bが設けられている。第1電気経路L1とN1−P2間の電気経路とは、回転電機16に対する入出力電流を流すことを想定した大電流経路であり、この経路を介して、各蓄電池11,12及び回転電機16の相互の通電が行われる。
The battery unit U has a first electric path L1 connecting the output terminal P1 and the lithium
また、電池ユニットUには、第1電気経路L1に並列に第2電気経路L2が設けられており、その第2電気経路L2の中間点である接続点N2に出力端子P3が接続されている。なお、第2電気経路L2の一端は、第1電気経路L1上において出力端子P1と第1AスイッチSW1Aとの間の分岐点N3に接続され、他端は、第1電気経路L1上において第1BスイッチSW1Bとリチウムイオン蓄電池12との間の分岐点N4に接続されている。第2電気経路L2において、接続点N2よりも鉛蓄電池11の側に第2AスイッチSW2Aが設けられ、接続点N2よりもリチウムイオン蓄電池12の側に第2BスイッチSW2Bが設けられている。第2電気経路L2とN2−P3間の電気経路とは、第1電気経路L1側と比べて小電流を流すことを想定した小電流経路(すなわち、第1電気経路L1に比べて許容電流が小さい小電流経路)であり、この経路を介して、各蓄電池11,12から電気負荷15への通電が行われる。なお、接続点N1が「第1接続点」に相当し、接続点N2が「第2接続点」に相当する。
Further, the battery unit U is provided with a second electric path L2 in parallel with the first electric path L1, and an output terminal P3 is connected to a connection point N2 which is an intermediate point of the second electric path L2. .. One end of the second electric path L2 is connected to a branch point N3 between the output terminal P1 and the first A switch SW1A on the first electric path L1, and the other end is connected to the first B on the first electric path L1. It is connected to the branch point N4 between the switch SW1B and the lithium
電源システムの作動状態において、第1AスイッチSW1A及び第1BスイッチSW1Bが選択的に閉状態に操作されることで、第1電気経路L1を介して、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の少なくともいずれかと回転電機16との間で通電が行われる。また、第2AスイッチSW2A及び第2BスイッチSW2Bが選択的に閉状態に操作されることで、第2電気経路L2を介して、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の少なくともいずれかと電気負荷15との間で通電が行われる。
In the operating state of the power supply system, the first A switch SW1A and the first B switch SW1B are selectively operated in the closed state, so that at least one of the lead storage battery 11 and the lithium
各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2Bは、それぞれMOSFET等の半導体スイッチング素子を用いて構成されており、言うなればノーマリオープン式のスイッチである。具体的には、例えば第1AスイッチSW1Aは、寄生ダイオードの向きを互いに逆にして直列接続された半導体スイッチング素子からなるスイッチ部21と、同じく寄生ダイオードの向きを互いに逆にして直列接続された半導体スイッチング素子からなるスイッチ部22とを有し、これら各スイッチ部21,22が並列接続されることで構成されている。他のスイッチも同様の構成を有している。すなわち、第1BスイッチSW1Bは、スイッチ部23,24が並列接続されることで構成され、第2AスイッチSW2Aは、スイッチ部25,26が並列接続されることで構成され、第2BスイッチSW2Bは、スイッチ部27,28が並列接続されることで構成されている。
Each of the switches SW1A, SW1B, SW2A, and SW2B is configured by using a semiconductor switching element such as a MOSFET, so to speak, it is a normally open type switch. Specifically, for example, the first A switch SW1A is a
上記の各スイッチ部21〜28では、寄生ダイオードの向きを互いに逆にする一対の半導体スイッチング素子をそれぞれ有することから、例えば第1AスイッチSW1Aがオフ(開放)となった場合、つまり各半導体スイッチング素子がオフとなった場合において、寄生ダイオードを通じて電流が流れることが完全に遮断される。つまり、各電気経路L1,L2において意図せず電流が流れることを回避できる。
Since each of the
なお、図1では、寄生ダイオードが互いにアノード同士で接続されるようにしたが、寄生ダイオードのカソード同士が接続されるようにしてもよい。半導体スイッチング素子として、MOSFETに代えて、IGBTやバイポーラトランジスタ等を用いることも可能である。IGBTやバイポーラトランジスタを用いた場合には、上記寄生ダイオードの代わりとなるダイオードを各半導体スイッチング素子にそれぞれ並列に接続させればよい。 In FIG. 1, the parasitic diodes are connected to each other by the anodes, but the cathodes of the parasitic diodes may be connected to each other. As the semiconductor switching element, it is also possible to use an IGBT, a bipolar transistor, or the like instead of the MOSFET. When an IGBT or a bipolar transistor is used, a diode instead of the parasitic diode may be connected to each semiconductor switching element in parallel.
ここで、各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2Bの駆動部の構成について説明する。図2は、第1AスイッチSW1Aの駆動部の構成を示す回路図である。第1AスイッチSW1Aは、スイッチ部21を構成するスイッチング素子21a,21bと、スイッチ部22を構成するスイッチング素子22a,22bとを有している。そして、スイッチ部21を駆動する電源駆動部41として、スイッチング素子21a,21bごとに駆動回路41a,41bが設けられ、スイッチ部22を駆動する電源駆動部42として、スイッチング素子22a,22bごとに駆動回路42a,42bが設けられている。各駆動回路41a,41b,42a,42bには、制御部(後述のメイン制御部51又はサブ制御部52)から開閉操作のための指令信号が入力される。各駆動回路41a,41b,42a,42bは、指令信号に基づいて各スイッチング素子21a,21b,22a,22bを開放又は閉鎖させる。本実施形態では特に、各駆動回路41a,41b,42a,42bは、スイッチ閉鎖状態で制御部からのオフ指令信号(例えばロー信号)が入力された場合に、各スイッチング素子21a,21b,22a,22bを所定の遅延時間を待って開放させる遅延機能を有している。例えば、遅延時間は50msec程度である。
Here, the configuration of the drive unit of each switch SW1A, SW1B, SW2A, SW2B will be described. FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a drive unit of the first A switch SW1A. The first A switch SW1A has switching
電源駆動部41,42には個別に電源電圧Vccが供給される。上記構成によれば、互いに並列のスイッチ部21,22が各々個別の電源駆動部41,42により駆動されるため、一方のスイッチ部で電源故障が生じても、他方のスイッチ部の開閉が可能となっている。図示による説明は割愛するが、他のスイッチSW1B,SW2A,SW2Bにおいても同様の構成を有している。
The power supply voltage Vcc is individually supplied to the power
また、電池ユニットUには、出力端子P1と出力端子P3とを繋ぐバイパス経路L3が設けられ、そのバイパス経路L3上にバイパスリレー31とヒューズ32とが設けられている。つまり、バイパスリレー31は、第2AスイッチSW2Aに並列に設けられている。バイパスリレー31は、「バイパススイッチ」に相当し、ノーマリクローズ式のメカニカルリレースイッチである。バイパスリレー31を閉鎖することで、第2AスイッチSW2Aがオフであっても鉛蓄電池11と電気負荷15とが電気的に接続される。例えば、車両の電源スイッチ(イグニッションスイッチ)がオフされている状態では、各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2Bがオフ(閉鎖)されており、かかる状態では、バイパスリレー31を介して電気負荷15に対して暗電流が供給される。
Further, the battery unit U is provided with a bypass path L3 connecting the output terminal P1 and the output terminal P3, and a
バイパス経路L3は、第2電気経路L2と同様に、第1電気経路L1に比べて許容電流が小さい小電流経路であり、その許容電流に応じた経路上限電流が流れることによりヒューズ32が溶断されるようになっている。なお、バイパス経路L3及びバイパスリレー31を、電池ユニットU外に設けることも可能である。
Like the second electric path L2, the bypass path L3 is a small current path having a smaller allowable current than the first electric path L1, and the
電池ユニットUは、各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2B、及びバイパスリレー31のオンオフ(開閉)を制御するメイン制御部51と、メイン制御部51の状態を監視するサブ制御部52とを備えている。これら各制御部51,52は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されており、例えば同一基板に実装されている。メイン制御部51は、電源スイッチのオン状態、すなわちシステム作動状態で、電気負荷15や回転電機16への通電要求に応じて、各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2Bを閉状態に操作するとともに、バイパスリレー31を開状態とする。この場合、メイン制御部51は、各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2Bのいずれかを閉鎖させる際にはスイッチ指令信号としてオン信号(ハイ信号)を出力し、開放させる際にはスイッチ指令信号としてオフ信号(ロー信号)を出力する。また、メイン制御部51は、バイパスリレー31を開放させる際にはリレー指令信号としてオン信号(ハイ信号)を出力し、閉鎖させる際にはリレー指令信号としてオフ信号(ロー信号)を出力する。
The battery unit U includes a
サブ制御部52は、メイン制御部51との間で相互に通信可能となっており、その通信状況に基づいてメイン制御部51の状態を監視する。つまり、サブ制御部52により、メイン制御部51の異常の有無が判定される。また、サブ制御部52は、メイン制御部51が異常であると判定した場合に、第1AスイッチSW1Aをオンさせる機能を有している。なお、メイン制御部51が「スイッチ制御部」に相当し、サブ制御部52が「監視制御部」に相当する。
The
電池ユニットU内の各制御部51,52には、電池ユニットU外のECU100が接続されている。これら制御部51,52及びECU100は、CAN等の通信ネットワークにより接続されて相互に通信可能となっており、各制御部51,52及びECU100に記憶される各種データが互いに共有できるものとなっている。ECU100は、各制御部51,52に対して上位制御装置となっており、各蓄電池11,12の蓄電状態や車両の運転状態等に基づいて、各制御部51,52に対して、各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2Bやバイパスリレー31の開閉制御に関する指令を出力する。これにより、本電源システムにおいて、鉛蓄電池11とリチウムイオン蓄電池12とを選択的に用いて充放電が実施される。
An
ところで、電源システムの作動状態下において、メイン制御部51で異常が生じると、メイン制御部51がリセットされ、それに伴い各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2Bがオフ(開放)される。この場合、スイッチ開放に伴い被保護負荷である電気負荷15に対する電源失陥が生じることが懸念される。この点、第2AスイッチSW2Aに並列に設けられたノーマリクローズ式のバイパスリレー31が閉鎖されることにより、鉛蓄電池11から電気負荷15への通電を継続され、電気負荷15の電源失陥が回避される。
By the way, when an abnormality occurs in the
また本実施形態では、サブ制御部52が、メイン制御部51が異常であると判定した場合に、各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2Bのうち、第1AスイッチSW1Aを閉状態に制御する。これにより、メイン制御部51での異常発生後において、鉛蓄電池11と回転電機16とが導通され、鉛蓄電池11の充電が可能となっている。
Further, in the present embodiment, when the
図3は、サブ制御部52によるメイン制御部51の監視処理を示すフローチャートであり、本処理は、例えば所定周期で繰り返し実施される。
FIG. 3 is a flowchart showing a monitoring process of the
ステップS11では、メイン制御部51における異常の有無を判定する。このとき、例えばメイン制御部51とサブ制御部52との間の通信異常を判定することで、メイン制御部51において異常が生じる旨が判定される。メイン制御部51において異常が生じていなければ、そのまま本処理を終了する。
In step S11, it is determined whether or not there is an abnormality in the
また、メイン制御部51において異常が生じていれば、ステップS12に進み、第1AスイッチSW1Aをオン(閉鎖)する旨を指令する。なおこのとき、ステップS11がYESであることを条件に直ちに第1AスイッチSW1Aをオンするのではなく、ECU100からの回転電機16の発電要求が生じたことに基づいて、第1AスイッチSW1Aをオンするようにしてもよい。
If an abnormality has occurred in the
その後、ステップS13では、メイン制御部51において異常が生じたことをECU100に対して通知する。ECU100は、メイン制御部51の異常情報に基づいて、回転電機16の力行駆動を禁止する等のフェイルセーフ処理を実施する。
After that, in step S13, the
図4は、メイン制御部51での異常発生時における処置を示すタイムチャートである。なお、システム作動時には、都度の状況に応じて、メイン制御部51により各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2Bが適宜オンオフされるが、便宜上、ここでは第1AスイッチSW1A及び第2AスイッチSW2Aについてのみ示している。
FIG. 4 is a time chart showing measures taken when an abnormality occurs in the
図4において、タイミングt11以前は、メイン制御部51が正常動作しており、メイン制御部51の指令信号により、例えばスイッチSW1A,SW2Aが閉鎖されるとともに、バイパスリレー31が開状態で保持されている。
In FIG. 4, before the timing t11, the
そして、タイミングt11でメイン制御部51の異常が生じると、メイン制御部51から各スイッチSW1A,SW2Aやバイパスリレー31への指令信号がそれぞれ遮断される。この場合、電源駆動部(図2参照)により、各スイッチSW1A,SW2Aを開放するタイミングが遅延され、オフ指令信号の出力から各スイッチSW1A,SW2Aの開放操作までの期間(t11〜t12の期間)内において、バイパスリレー31が開放される。なお、図4において、期間Taは電源駆動部による遅延期間、期間Tbはバイパスリレー31が閉状態に移行するための所要期間(メカ動作期間)であり、Ta>Tbとなっている。このとき、第2AスイッチSW2Aが開放される前に、バイパスリレー31が閉鎖されるため、鉛蓄電池11から電気負荷15への電力供給が途切れることなく継続的に行われる。これにより、電気負荷15において電源失陥による動作不良が抑制されるようになっている。
Then, when an abnormality occurs in the
その後、タイミングt13では、サブ制御部52においてメイン制御部51が異常である旨が判定され、サブ制御部52により第1AスイッチSW1Aがオン(閉鎖)される。タイミングt13以降においては、鉛蓄電池11と回転電機16とが第1電気経路L1を介して導通されるため、回転電機16の発電により鉛蓄電池11が適宜充電される。
After that, at the timing t13, the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the present embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
システム作動時においてメイン制御部51で異常が生じた場合に、第2AスイッチSW2Aに並列に設けられたノーマリクローズ式のバイパスリレー31が閉鎖される構成にしたため、鉛蓄電池11から電気負荷15への通電を継続することが可能となる。これにより、電気負荷15への通電が意図せず遮断されることにより生じる不都合を回避できる。つまり、メイン制御部51の異常発生時において電気負荷15の意図しない電源失陥を好適に抑制することができる。電気負荷15は、各種ECUを含む被保護負荷であり、電源失陥が生じると、車両制御の停止に伴うエンスト等が懸念されるが、こうした不都合を回避できる。
When an abnormality occurs in the
メイン制御部51が異常であると判定された場合に、サブ制御部52により第1AスイッチSW1Aを閉鎖させる構成にしたため、メイン制御部51の異常発生後においても、鉛蓄電池11と回転電機16との間を導通させることができる。これにより、回転電機16により鉛蓄電池11を適宜充電させることができ、鉛蓄電池11の継続的な使用を実現することができる。
When the
電池ユニットU内にメイン制御部51とサブ制御部52とを設け、これら両方の制御部51,52により同一のスイッチをそれぞれで開閉操作できるようにした。この場合、電池ユニットUにおいて、スイッチ操作のための冗長構成を好適に実現できる。例えば、電池ユニットUにおいてスイッチ制御のための出力端子や信号線、電気経路を比較的簡易に実現できる。
A
第1電気経路L1に設けられた第1AスイッチSW1Aにおいて、互いに並列の複数のスイッチ部21,22が、各々個別の電源駆動部41,42により駆動されて閉状態に操作されるように構成した。この場合、第1AスイッチSW1Aにおいて仮にいずれかのスイッチ部で電源故障が生じても、電源故障の生じていないスイッチ部の開閉が可能となる。ゆえに、メイン制御部51での異常発生後において、回転電機16の発電による鉛蓄電池11への給電を確実に行わせることができる。
In the first A switch SW1A provided in the first electric path L1, a plurality of
(第1実施形態の別例)
・電源システムにおいて、メイン制御部51の異常発生後にサブ制御部52により第1AスイッチSW1Aを閉鎖させる構成を有していなくてもよい。また、第1電気機器は、発電機能と力行機能とを有する回転電機16以外であってもよく、例えば上記両機能のうち発電機能のみを有する発電機や、力行機能のみを有する電動機であってもよい。
(Another example of the first embodiment)
-The power supply system does not have to have a configuration in which the first A switch SW1A is closed by the
以下に、第1実施形態以外の実施形態を説明する。なお、以下の各実施形態については上記第1実施形態との相違点を中心に説明をする。 Hereinafter, embodiments other than the first embodiment will be described. The following embodiments will be described focusing on the differences from the first embodiment.
(第2実施形態)
第2実施形態の電源システムを図5に示す。図5では、図1と比べて、バイパスリレーに関する構成が相違している。すなわち、第1電気経路L1において第1AスイッチSW1Aの一端側と他端側との間にはバイパス経路L11が設けられ、そのバイパス経路L11に、ノーマリクローズ式の第1バイパスリレー61とヒューズ63とが設けられている。また、第1電気経路L1において鉛蓄電池11側の第2電気経路L2との分岐点N3と接続点N2とを接続するバイパス経路L12には第2バイパスリレー62が設けられている。図5の構成では、鉛蓄電池11と電気負荷15との間においてヒューズを介さずに第2バイパスリレー62が設けられている。第1バイパスリレー61が「第1バイパススイッチ」に相当し、第2バイパスリレー62が「第2バイパススイッチ」に相当する。なお、ヒューズ63は、電池ユニットUの外部に設けられていてもよいし、電池ユニットUの内部に設けられていてもよい。
(Second Embodiment)
The power supply system of the second embodiment is shown in FIG. In FIG. 5, the configuration related to the bypass relay is different from that in FIG. That is, a bypass path L11 is provided between one end side and the other end side of the first A switch SW1A in the first electric path L1, and the normally closed type
メイン制御部51は、システム作動状態で、各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2B、及び各バイパスリレー61,62の開閉を制御する。また、サブ制御部52は、メイン制御部51が異常であると判定した場合に、第1AスイッチSW1Aを閉状態に制御するとともに、メイン制御部51が異常である旨をECU100に通知する。ECU100は、メイン制御部51の異常情報に基づいて、回転電機16の発電制御を実施する。このとき、ECU100は、回転電機16の発電を許可するものの、発電電流を所定の上限値に制限する。この上限値は、第1電気経路L1を流れる発電電流によりヒューズ63が溶断されることを防止するものであり、ヒューズ63の溶断電流値に応じて定められているとよい。回転電機16では、ECU100からの指示に基づいて発電を実施する。なお、本実施形態では、サブ制御部52及びECU100が「監視制御部」に相当する。
The
図6は、メイン制御部51での異常発生時における処置を示すタイムチャートである。なお図6は、上述した図4の一部を変更したものであり、ここでは図4との相違点について説明する。
FIG. 6 is a time chart showing measures taken when an abnormality occurs in the
図6において、タイミングt21以前は、メイン制御部51が正常動作しており、例えばスイッチSW1A,SW2Aが閉鎖されるとともに、バイパスリレー61,62が開状態で保持されている。
In FIG. 6, before the timing t21, the
そして、タイミングt21でメイン制御部51の異常が生じると、各スイッチSW1A,SW2Aやバイパスリレー61,62への指令信号がそれぞれ遮断される。これにより、タイミングt22までの期間において、バイパスリレー61,62が閉鎖されるとともに、それに続いて、各スイッチSW1A,SW2Aが開放される。このとき、鉛蓄電池11から電気負荷15への電力供給が途切れることなく継続的に行われる。
Then, when an abnormality occurs in the
その後、タイミングt23では、メイン制御部51の異常判定に基づいて、サブ制御部52により第1AスイッチSW1Aがオン(閉鎖)される。さらにその後、タイミングt24では、メイン制御部51が異常である旨がECU100にて把握され、回転電機16による発電制限が開始される。なお、タイミングt24以降、回転電機16の力行駆動が禁止される。
After that, at the timing t23, the first A switch SW1A is turned on (closed) by the
ここで、回転電機16による発電制限が実施され、ヒューズ63の溶断が回避されることで、バイパス経路L11を介して回転電機16から鉛蓄電池11への電力供給が実施され、鉛蓄電池11の継続的な使用が可能となっている。また本実施形態では、メイン制御部51での異常発生後においてサブ制御部52により第1AスイッチSW1Aが閉鎖されるため、鉛蓄電池11と回転電機16との間においては、バイパス経路L11に加えて、第1電気経路L1も導通状態となる。そのため、回転電機16から鉛蓄電池11に供給される発電電力の許容レベルを高めることができる。この場合、電気負荷15やその他電気負荷14での電力消費が大きくなっても、鉛蓄電池11の容量低下を抑制できる。
Here, the power generation is restricted by the rotary
なお、メイン制御部51の異常発生時には、回転電機16の発電制限が実施される前にヒューズ63が溶断されることも考えられる。ただしこの場合、ヒューズ63が溶断された状態であっても、第2バイパスリレー62が閉状態になっているため、鉛蓄電池11から電気負荷15への通電を継続することが可能となっている。また、サブ制御部52により第1AスイッチSW1Aが閉鎖されるため、回転電機16の発電による鉛蓄電池11の充電が可能となっている。
When an abnormality occurs in the
本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to this embodiment, the following excellent effects can be obtained.
メイン制御部51での異常発生後において、仮にバイパス経路L11に過剰な電流が流れるとヒューズ63が溶断される。この場合、仮にヒューズ63が溶断されても、第2バイパスリレー62が閉状態になっているため、鉛蓄電池11から電気負荷15への通電を継続することが可能となる。これにより、電気負荷15への通電が意図せず遮断されることにより生じる不都合を回避できる。
If an excessive current flows through the bypass path L11 after an abnormality occurs in the
メイン制御部51の異常発生後において、ヒューズ63を溶断させないように発電制限をしつつ回転電機16の発電制御を実施する構成にした。この場合、発電制限によってヒューズ63の溶断が回避されれば、バイパス経路L11を介して回転電機16から鉛蓄電池11への電力供給を実施できる。
After an abnormality occurs in the
ヒューズ63が溶断していない状態において、サブ制御部52により第1AスイッチSW1Aが閉鎖されていれば、鉛蓄電池11と回転電機16との間において、バイパス経路L11と第1電気経路L1との2系統での通電が可能となる。この場合、回転電機16から鉛蓄電池11に供給される発電電力の許容レベルを高めることができ、鉛蓄電池11の充電を行う上でより好適な構成を実現することができる。
If the first A switch SW1A is closed by the
(第2実施形態の別例)
・図5の構成では、メイン制御部51での異常発生後において、サブ制御部52により第1AスイッチSW1Aを閉鎖する処理と、サブ制御部52により異常発生をECU100に通知する処理との少なくともいずれかを省略することも可能である。この場合、鉛蓄電池11と回転電機16との間において、バイパス経路L11と第1電気経路L1とのうちいずれか一方での通電が可能となる。
(Another example of the second embodiment)
In the configuration of FIG. 5, at least one of a process of closing the first A switch SW1A by the
・図5の構成において、第1バイパスリレー61としてノーマリオープン式のバイパススイッチを用いることも可能である。この場合、メイン制御部51の異常発生時には、第1バイパスリレー61が開状態となるため、ヒューズ63の溶断を回避できる。
-In the configuration of FIG. 5, it is also possible to use a normally open type bypass switch as the
(第3実施形態)
第3実施形態の電源システムを図7に示す。図7では、図1と比べて、バイパスリレーに関する構成が相違している。すなわち、第1電気経路L1において第1AスイッチSW1Aの一端側と他端側との間にはバイパス経路L11が設けられ、そのバイパス経路L11に、ノーマリオープン式の第1バイパスリレー61とヒューズ63とが設けられている。ヒューズ63は、バイパス経路L11において第1バイパスリレー61よりも鉛蓄電池11の側に設けられている。また、バイパス経路L11における第1バイパスリレー61及びヒューズ63の間の中間点N5と接続点N2とを接続するバイパス分岐経路L13には第2バイパスリレー62が設けられている。なお、ヒューズ63は、電池ユニットUの外部に設けられていてもよいし、電池ユニットUの内部に設けられていてもよい。
(Third Embodiment)
The power supply system of the third embodiment is shown in FIG. In FIG. 7, the configuration related to the bypass relay is different from that in FIG. That is, a bypass path L11 is provided between one end side and the other end side of the first A switch SW1A in the first electric path L1, and the normally open type
メイン制御部51は、システム作動状態で、各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2B、及び各バイパスリレー61,62を開状態に制御する。なお本実施形態では、第1バイパスリレー61がノーマリオープン式であるため、システム作動時において第1バイパスリレー61への指令信号はオフ信号となっている。また、サブ制御部52は、メイン制御部51が異常であると判定した場合に、第1AスイッチSW1Aを閉状態に制御するとともに、メイン制御部51が異常である旨をECU100に通知する。ECU100は、メイン制御部51の異常情報に基づいて、回転電機16の力行駆動を禁止する等のフェイルセーフ処理を実施する。
The
図8は、メイン制御部51での異常発生時における処置を示すタイムチャートである。なお図8は上述の図4の一部を変更したものであり、ここでは図4との相違点について説明する。
FIG. 8 is a time chart showing measures taken when an abnormality occurs in the
図8において、タイミングt31以前は、メイン制御部51が正常動作しており、例えばスイッチSW1A,SW2Aが閉鎖されるとともに、バイパスリレー61,62が開状態で保持されている。
In FIG. 8, before the timing t31, the
そして、タイミングt31でメイン制御部51の異常が生じると、各スイッチSW1A,SW2Aや第2バイパスリレー62への指令信号がそれぞれ遮断される。これにより、タイミングt32までの期間において、第2バイパスリレー62が閉鎖されるとともに、それに続いて、各スイッチSW1A,SW2Aが開放される。このとき、鉛蓄電池11から電気負荷15への電力供給が途切れることなく継続的に行われる。第1バイパスリレー61はノーマリオープン式であるため、メイン制御部51の異常発生の前後を通じて開状態で維持される。第1バイパスリレー61が開状態のままであるため、過電流によるヒューズ63の溶断が回避される。
Then, when an abnormality occurs in the
その後、タイミングt33では、メイン制御部51の異常判定に基づいて、サブ制御部52により第1AスイッチSW1Aがオン(閉鎖)される。タイミングt33以降においては、鉛蓄電池11と回転電機16とが第1電気経路L1を介して導通されるため、回転電機16の発電により鉛蓄電池11が適宜充電される。
After that, at the timing t33, the first A switch SW1A is turned on (closed) by the
本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to this embodiment, the following excellent effects can be obtained.
メイン制御部51での異常発生後において、ノーマリオープン式の第1バイパスリレー61が開放された状態となることにより、ヒューズ63の溶断を回避できる。また、第2バイパスリレー62が閉状態になることで、鉛蓄電池11から電気負荷15への通電を継続することが可能となる。これにより、電気負荷15への通電が意図せず遮断されることにより生じる不都合を回避できる。
After an abnormality occurs in the
本実施形態では特に、第1AスイッチSW1Aの一端側と他端側とを繋ぐバイパス経路L11が二方に分岐されており、要するに、第1電気経路L1において第1AスイッチSW1Aの鉛蓄電池11側である一端側が、接続点N1(第1電気経路L1において回転電機16との接続点)と接続点N2(第2電気経路L2において電気負荷15との接続点)とにそれぞれ接続されている。また、バイパス経路L11において、第1AスイッチSW1Aの一端側から延びる分岐前の経路部(バイパス経路L11において中間点N5よりも鉛蓄電池11側)にヒューズ63が設けられている。かかる場合、メイン制御部51での異常発生時には、鉛蓄電池11と電気負荷15とがヒューズ63を経由する経路で繋がるため、ヒューズ63が溶断されると電気負荷15への通電が不可となり得るが、上記のとおりヒューズ63の溶断が回避されるため、電気負荷15への通電を継続できる。
In this embodiment, in particular, the bypass path L11 connecting one end side and the other end side of the first A switch SW1A is branched in two directions, that is, in the first electric path L1, on the lead storage battery 11 side of the first A switch SW1A. One end side is connected to a connection point N1 (a connection point with the rotary
メイン制御部51が異常であると判定された場合に、サブ制御部52により第1AスイッチSW1Aを閉鎖させる構成にしたため、メイン制御部51の異常発生後においても、鉛蓄電池11と回転電機16との間を導通させることができる。これにより、回転電機16により鉛蓄電池11を適宜充電させることができ、鉛蓄電池11の継続的な使用を実現することができる。
When the
(第3実施形態の別例)
・図7において、ノーマリオープン式の第1バイパスリレー61に代えて、ラッチ式のバイパスリレーを用いることも可能である。この場合、メイン制御部51の異常発生後において、第1バイパスリレー61を閉鎖させる指令信号が出力されなければ、第1バイパスリレー61が開状態のまま保持される。
(Another example of the third embodiment)
-In FIG. 7, it is also possible to use a latch type bypass relay instead of the normally open type
(第4実施形態)
本実施形態の構成は、基本的に第3実施形態で説明した図7と同じであるが、バイパス経路L11に設けた第1バイパスリレー61がノーマリクローズ式である点で相違している。
(Fourth Embodiment)
The configuration of this embodiment is basically the same as that of FIG. 7 described in the third embodiment, except that the
メイン制御部51は、システム作動状態で、各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2B、及び各バイパスリレー61,62を開状態に制御する。また、サブ制御部52は、メイン制御部51が異常であると判定した場合に、第1バイパスリレー61を開状態に制御するとともに、第1AスイッチSW1Aを閉状態に制御し、さらに、メイン制御部51が異常である旨をECU100に通知する。ECU100は、メイン制御部51の異常情報に基づいて、回転電機16の力行駆動を禁止する等のフェイルセーフ処理を実施する。
The
また本実施形態では、第1バイパスリレー61がリレー指令信号により開状態から閉状態に移行する際に、第1バイパスリレー61の状態移行を遅延させることとしている。具体的には、図9に示すように、メイン制御部51と第1バイパスリレー61との間にはリレー駆動部71が設けられており、そのリレー駆動部71が「遅延部」に相当する。例えば、サブ制御部52による異常判定に要する時間を想定しておき、その想定時間よりも長い時間をリレー駆動部71の遅延時間としている。遅延時間は例えば150msecである。
Further, in the present embodiment, when the
図10は、サブ制御部52によるメイン制御部51の監視処理を示すフローチャートであり、本処理は、例えば所定周期で繰り返し実施される。本処理は、上述した図3の処理の一部を変更したものであり、具体的にはステップS21を追加したことのみ相違している。
FIG. 10 is a flowchart showing a monitoring process of the
図10において、メイン制御部51において異常が生じていると判定されると(ステップS11がYES)、ステップS21では、第1バイパスリレー61を開放する旨を指令する。その後、第1AスイッチSW1Aの閉鎖指令と、ECU100への通知を実施する(ステップS12,S13)。
In FIG. 10, when it is determined that an abnormality has occurred in the main control unit 51 (YES in step S11), in step S21, a command is given to open the
図11は、メイン制御部51での異常発生時における処置を示すタイムチャートである。なお図11は上述の図4の一部を変更したものであり、ここでは図4との相違点について説明する。
FIG. 11 is a time chart showing measures taken when an abnormality occurs in the
図11において、タイミングt41以前は、メイン制御部51が正常動作しており、例えばスイッチSW1A,SW2Aが閉鎖されるとともに、バイパスリレー61,62が開状態で保持されている。
In FIG. 11, before the timing t41, the
そして、タイミングt41でメイン制御部51の異常が生じると、各スイッチSW1A,SW2Aや各バイパスリレー61,62への指令信号がそれぞれ遮断される。これにより、タイミングt42までの期間において、第2バイパスリレー62が閉鎖されるとともに、それに続いて、各スイッチSW1A,SW2Aが開放される。このとき、鉛蓄電池11から電気負荷15への電力供給が途切れることなく継続的に行われる。
Then, when an abnormality occurs in the
また本実施形態では、第1バイパスリレー61について、メイン制御部51からのリレー指令信号により開状態から閉状態に移行する際に、状態移行が遅延されるようになっており、例えば期間Tcが遅延期間である。この場合、遅延期間Tcは、メイン制御部51での異常発生から、サブ制御部52による第1バイパスリレー61の開放後となるまでの期間である。これにより、第1バイパスリレー61は、メイン制御部51の異常発生の前後を通じて開状態で維持される。第1バイパスリレー61が開状態のままであるため、過電流によるヒューズ63の溶断が回避される。
Further, in the present embodiment, when the
その後、タイミングt43では、メイン制御部51の異常判定に基づいて、サブ制御部52により第1AスイッチSW1Aがオン(閉鎖)される。タイミングt43以降においては、鉛蓄電池11と回転電機16とが第1電気経路L1を介して導通されるため、回転電機16の発電により鉛蓄電池11が適宜充電される。
After that, at the timing t43, the first A switch SW1A is turned on (closed) by the
本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to this embodiment, the following excellent effects can be obtained.
メイン制御部51での異常発生後において、サブ制御部52によって第1バイパスリレー61が開放されることにより、ヒューズ63の溶断を回避できる。また、第2バイパスリレー62が閉状態になることで、鉛蓄電池11から電気負荷15への通電を継続することが可能となる。これにより、電気負荷15への通電が意図せず遮断されることにより生じる不都合を回避できる。
After the abnormality occurs in the
本実施形態では特に、第1AスイッチSW1Aの一端側と他端側とを繋ぐバイパス経路L11が二方に分岐されており、要するに、第1電気経路L1において第1AスイッチSW1Aの鉛蓄電池11側である一端側が、接続点N1(第1電気経路L1において回転電機16との接続点)と接続点N2(第2電気経路L2において電気負荷15との接続点)とにそれぞれ接続されている。また、バイパス経路L11において、第1AスイッチSW1Aの一端側から延びる分岐前の経路部(バイパス経路L11において中間点N5よりも鉛蓄電池11側)にヒューズ63が設けられている。かかる場合、メイン制御部51での異常発生時には、鉛蓄電池11と電気負荷15とがヒューズ63を経由する経路で繋がるため、ヒューズ63が溶断されると電気負荷15への通電が不可となり得るが、上記のとおりヒューズ63の溶断が回避されるため、電気負荷15への通電を継続できる。
In this embodiment, in particular, the bypass path L11 connecting one end side and the other end side of the first A switch SW1A is branched in two directions, that is, in the first electric path L1, on the lead storage battery 11 side of the first A switch SW1A. One end side is connected to a connection point N1 (a connection point with the rotary
メイン制御部51での異常発生時において、サブ制御部52により第1バイパスリレー61が開状態に制御される前に、メイン制御部51からの開指令停止により第1バイパスリレー61が閉鎖されると、ヒューズ63に対する過大な通電によりヒューズ63が溶断されるおそれがある。この点、第1バイパスリレー61の状態移行を遅延させる構成を設け、サブ制御部52による第1バイパスリレー61の開放の後まで、第1バイパスリレー61の状態移行を遅延させるようにした。これにより、ヒューズ63の溶断が回避され、電気負荷15への通電を継続できる。
When an abnormality occurs in the
メイン制御部51が異常であると判定された場合に、サブ制御部52により第1AスイッチSW1Aを閉鎖させる構成にしたため、メイン制御部51の異常発生後においても、鉛蓄電池11と回転電機16との間を導通させることができる。これにより、回転電機16により鉛蓄電池11を適宜充電させることができ、鉛蓄電池11の継続的な使用を実現することができる。
When the
(第4実施形態の別例)
・システム作動時において、サブ制御部52からのリレー指令信号により第1バイパスリレー61を常時開放させておく構成としてもよい。この場合、第1バイパスリレー61は、メイン制御部51の異常発生の前後を通じて開状態で維持される。第1バイパスリレー61が開状態のままであるため、過電流によるヒューズ63の溶断が回避される。
(Another example of the fourth embodiment)
-The
(第5実施形態)
第5実施形態の電源システムを図12に示す。図12では、図1と比べて、バイパスリレーに関する構成が相違している。すなわち、第1電気経路L1において第1AスイッチSW1Aの一端側と他端側との間にはバイパス経路L11(第1バイパス経路)が設けられ、そのバイパス経路L11に、ノーマリクローズ式の第1バイパスリレー61とヒューズ63とが設けられている。また、接続点N1と接続点N2とを繋ぐバイパス経路L14(第2バイパス経路)には第2バイパスリレー65が設けられている。本構成では、鉛蓄電池11と電気負荷15との間に、第1バイパスリレー61と第2バイパスリレー62とが直列に設けられている。第1バイパスリレー61が「第1バイパススイッチ」に相当し、第2バイパスリレー65が「第2バイパススイッチ」に相当する。なお、ヒューズ63は、電池ユニットUの外部に設けられていてもよいし、電池ユニットUの内部に設けられていてもよい。
(Fifth Embodiment)
The power supply system of the fifth embodiment is shown in FIG. In FIG. 12, the configuration related to the bypass relay is different from that in FIG. That is, in the first electric path L1, a bypass path L11 (first bypass path) is provided between one end side and the other end side of the first A switch SW1A, and the bypass path L11 is a normally closed type first. A
メイン制御部51は、システム作動状態で、各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2B、及び各バイパスリレー61,65の開閉を制御する。また、サブ制御部52は、メイン制御部51が異常であると判定した場合に、第1AスイッチSW1A及び第2AスイッチSW2Aを閉状態に制御するとともに、第2バイパスリレー65を開状態に制御し、さらに、メイン制御部51が異常である旨をECU100に通知する。ECU100は、メイン制御部51の異常情報に基づいて、回転電機16の力行駆動を禁止する等のフェイルセーフ処理を実施する。
The
また本実施形態では、メイン制御部51から、スイッチSW1A,SW2Aを閉状態から開状態に移行させる旨の信号が出力される場合に、スイッチSW1A,SW2Aの状態移行を遅延させることとしている。具体的には、図13に示すように、メイン制御部51とスイッチSW1A,SW2Aとの間にはスイッチ駆動部81,82が設けられており、そのスイッチ駆動部81,82が「遅延部」に相当する。例えば、サブ制御部52による異常判定に要する時間を想定しておき、その想定時間よりも長い時間をスイッチ駆動部81,82の遅延時間としている。遅延時間は例えば150msecである。なお、スイッチ駆動部81,82は、その駆動部ごとに図2に示す電源駆動部41,42に相当するものである。
Further, in the present embodiment, when a signal for shifting the switches SW1A and SW2A from the closed state to the open state is output from the
図14は、メイン制御部51での異常発生時における処置を示すタイムチャートである。なお図14は上述の図4の一部を変更したものであり、ここでは図4との相違点について説明する。
FIG. 14 is a time chart showing measures taken when an abnormality occurs in the
図14において、タイミングt51以前は、メイン制御部51が正常動作しており、例えばスイッチSW1A,SW2Aが閉鎖されるとともに、バイパスリレー61,65が開状態で保持されている。
In FIG. 14, before the timing t51, the
そして、タイミングt51でメイン制御部51の異常が生じると、各スイッチSW1A,SW2Aや各バイパスリレー61,65への指令信号がそれぞれ遮断される。このとき、各スイッチSW1A,SW2Aの状態移行が遅延されるようになっており、例えば期間Tdが遅延期間である。その後、タイミングt52では、各バイパスリレー61,65が閉鎖される。
Then, when an abnormality occurs in the
その後、タイミングt53では、メイン制御部51の異常判定に基づいて、サブ制御部52により第1AスイッチSW1A及び第2AスイッチSW2Aのオン指令信号が出力される。この場合、各スイッチSW1A,SW2Aの状態移行の遅延期間Tdは、メイン制御部51での異常発生から、サブ制御部52による各スイッチSW1A,SW2Aの閉鎖後となるまでの期間である。これにより、各スイッチSW1A,SW2Aは、メイン制御部51の異常発生の前後を通じて閉状態で維持される。第2AスイッチSW2Aが閉状態のままであるため、鉛蓄電池11から電気負荷15への電力供給が途切れることなく継続的に行われる。
After that, at the timing t53, the
タイミングt53以降には、第1AスイッチSW1Aが閉状態にあり、鉛蓄電池11と回転電機16とが第1電気経路L1を介して導通されるため、回転電機16の発電により鉛蓄電池11が適宜充電される。
After the timing t53, the first A switch SW1A is in the closed state, and the lead-acid battery 11 and the rotary
タイミングt53以降において、ヒューズ63が溶断されていないことも考えられる。かかる状況を想定し、ECU100が、ヒューズ63が溶断されないように、回転電機16の発電制御を指令する構成であってもよい。
It is also conceivable that the
本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to this embodiment, the following excellent effects can be obtained.
メイン制御部51の異常発生時に、各スイッチSW1A,SW1B,SW2A,SW2Bの開放に伴いバイパス経路L11,L14を介して鉛蓄電池11と電気負荷15とが接続される構成において、メイン制御部51での異常発生後に、サブ制御部52により第2AスイッチSW2Aを閉状態に制御するようにした。この場合、仮にバイパス経路L11上のヒューズ63が溶断されても、鉛蓄電池11から電気負荷15への通電を継続することが可能となる。これにより、電気負荷15への通電が意図せず遮断されることにより生じる不都合を回避できる。
In a configuration in which the lead-acid battery 11 and the
メイン制御部51での異常発生時において、サブ制御部52により第2AスイッチSW2Aが閉状態に制御される前に、メイン制御部51からの閉指令停止により第2AスイッチSW2Aが開放されると、電気負荷15における電源失陥のおそれがある。この点、上記構成では、第2AスイッチSW2Aの状態移行を遅延させる構成を設け、サブ制御部52による第2AスイッチSW2Aの閉鎖の後まで、第2AスイッチSW2Aの状態移行を遅延させるようにした。これにより、電気負荷15における電源失陥が回避され、電気負荷15への通電を適正に実施できる。
When an abnormality occurs in the
なお、サブ制御部52による第2AスイッチSW2Aの閉鎖制御が行われない場合には、仮にバイパスリレー61,65が閉鎖された状態での通電に伴いヒューズ63が溶断されると、電気負荷15の電源失陥が懸念されるが、本実施形態によれば、こうした不都合を回避できる。
If the
メイン制御部51が異常であると判定された場合に、サブ制御部52により第1AスイッチSW1A及び第2AスイッチSW2Aを閉鎖させる構成にしたため、メイン制御部51の異常発生後においても、鉛蓄電池11と回転電機16との間を導通させることができる。これにより、回転電機16により鉛蓄電池11を適宜充電させることができ、鉛蓄電池11の継続的な使用を実現することができる。
When the
(第5実施形態の別例)
・システム作動時において、サブ制御部52からのリレー指令信号により第2バイパスリレー65を常時開放させておく構成としてもよい。
(Another example of the fifth embodiment)
-The
(他の実施形態)
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
(Other embodiments)
The above embodiment may be changed as follows, for example.
・上記各実施形態において、ECU100によりメイン制御部51の状態を監視する構成としてもよい。この場合、ECU100は、メイン制御部51との通信状況等に基づいてメイン制御部51が異常か否かを判定する。また、ECU100の指令信号により第1AスイッチSW1Aを閉鎖操作できる構成としておき、メイン制御部51の異常発生時には、ECU100から、第1AスイッチSW1Aを閉鎖させる旨の指令信号を出力する構成とする。本構成では、ECU100が「監視制御部」に相当する。
-In each of the above embodiments, the state of the
ECU100によりメイン制御部51の状態を監視する構成では、上記以外に、第4実施形態(図7)において、メイン制御部51が異常であると判定した場合に、第1バイパスリレー61を開状態に制御するとよい。また、第5実施形態(図12)において、メイン制御部51が異常であると判定した場合に、第1AスイッチSW1A及び第2AスイッチSW2Aを閉状態に制御するとともに、第2バイパスリレー65を開状態に制御するとよい。
In the configuration in which the state of the
・電池ユニットUにおいて、メイン制御部51やサブ制御部52をユニット外部の構成としてもよい。また、本発明は、電池ユニットUを備えて実現されるものに限られない。つまり、リチウムイオン蓄電池12や各スイッチを一体にパック化した構成以外で実現されてもよい。
-In the battery unit U, the
・電源システムは、第1蓄電池及び第2蓄電池として鉛蓄電池11とリチウムイオン蓄電池12とを備えるものに限られない。例えば、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12のいずれかの代わりに、ニッケル水素蓄電池など他の二次電池を用いる構成としてもよい。また、第1蓄電池及び第2蓄電池をいずれも鉛蓄電池又はリチウムイオン蓄電池にすることも可能である。電源システムにおいて3つ以上の蓄電池を用いることも可能である。
-The power supply system is not limited to the one including the lead storage battery 11 and the lithium
・車載電源装置に限定されず、車載以外の電源装置に本発明を適用することも可能である。 -The present invention is not limited to the in-vehicle power supply device, and the present invention can be applied to a power supply device other than the in-vehicle power supply device.
10…鉛蓄電池(第1蓄電池)、12…リチウムイオン蓄電池(第2蓄電池)、15…電気負荷(第1電気機器)、16…回転電機(第2電気機器)、31…バイパスリレー、51…メイン制御部(スイッチ制御部)、L1…第1電気経路、L2…第2電気経路、SW1A…第1Aスイッチ、SW1B…第1Bスイッチ、SW2A…第2Aスイッチ、SW2B…第2BAスイッチ。 10 ... Lead storage battery (first storage battery), 12 ... Lithium ion storage battery (second storage battery), 15 ... Electric load (first electric device), 16 ... Rotating electric machine (second electric device), 31 ... Bypass relay, 51 ... Main control unit (switch control unit), L1 ... 1st electric path, L2 ... 2nd electric path, SW1A ... 1st A switch, SW1B ... 1st B switch, SW2A ... 2nd A switch, SW2B ... 2nd BA switch.
Claims (3)
前記第1電気経路のうち前記第2電気経路との並列部分において前記第1電気機器との第1接続点(N1)よりも前記第1蓄電池の側に設けられた第1Aスイッチ(SW1A)と、
前記第1電気経路のうち前記第2電気経路との並列部分において前記第1接続点よりも前記第2蓄電池の側に設けられた第1Bスイッチ(SW1B)と、
前記第2電気経路において前記第2電気機器との第2接続点(N2)よりも前記第1蓄電池の側に設けられた第2Aスイッチ(SW2A)と、
前記第2電気経路において前記第2接続点よりも前記第2蓄電池の側に設けられた第2Bスイッチ(SW2B)と、
前記第1電気経路において前記第1Aスイッチの一端側と他端側とを繋ぐバイパス経路(L11)に設けられ、システム停止状態で導通状態となるノーマリクローズ式の第1バイパススイッチ(61)と、
前記バイパス経路に設けられたヒューズ(63)と、
前記第1電気経路における前記第2電気経路との分岐点(N3)と前記第2接続点とを接続するバイパス経路(L12)に設けられ、システム停止状態で導通状態となるノーマリクローズ式の第2バイパススイッチ(62)と、
システム作動状態で、前記第1電気機器及び前記第2電気機器への通電要求に応じて、前記第1A,前記第1B,前記第2A,前記第2Bスイッチを閉状態に操作するとともに、前記第1バイパススイッチ及び前記第2バイパススイッチを開状態とするスイッチ制御部(51)と、
前記スイッチ制御部の状態を監視し、当該スイッチ制御部によるスイッチ制御が不可となる異常の状態であるか否かを判定する監視制御部(52,100)と、
を備え、
前記監視制御部は、前記スイッチ制御部が異常であると判定した場合に、前記第1Aスイッチを閉状態に制御するとともに、その状態下で、前記ヒューズを溶断させないように発電制限をしつつ前記発電機の発電制御を実施する電源システム。 A first storage battery (11) and a second storage battery (12) connected in parallel to the first electric path (L1) are provided, and a first electric device (16) is connected to the first electric path, and both storage batteries are connected. In a power supply system in which a second electric device (15) is connected to a second electric path (L2) provided in parallel with the first electric path between the two, and the first electric device is a generator having a power generation function. There,
A first A switch (SW1A) provided on the side of the first storage battery with respect to the first connection point (N1) with the first electric device in a portion of the first electric path parallel to the second electric path. ,
A first B switch (SW1B) provided on the side of the second storage battery with respect to the first connection point in a portion of the first electric path parallel to the second electric path.
A second A switch (SW2A) provided on the side of the first storage battery with respect to the second connection point (N2) with the second electric device in the second electric path.
A second B switch (SW2B) provided on the side of the second storage battery with respect to the second connection point in the second electric path, and
A normally closed type first bypass switch (61) provided in a bypass path (L11) connecting one end side and the other end side of the first A switch in the first electric path and becomes a conductive state when the system is stopped. ,
A fuse (63) provided in the bypass path and
A normally closed type that is provided in a bypass path (L12) that connects a branch point (N3) with the second electric path and the second connection point in the first electric path, and is in a conductive state when the system is stopped. The second bypass switch (62) and
In the system operating state, the first A, the first B, the second A, and the second B switch are operated in the closed state in response to the energization request to the first electric device and the second electric device, and the first A switch control unit (51) that opens the 1 bypass switch and the 2nd bypass switch, and
Wherein monitoring the state of the switch control unit, the monitoring control unit to determine whether an abnormal state in which the switch control is impossible due to the switch control section (52,100),
With
When the switch control unit determines that the switch control unit is abnormal, the monitoring control unit controls the first A switch to a closed state, and under that state, limits power generation so as not to blow the fuse. A power supply system that controls the power generation of a generator.
前記複数のスイッチ部には、それぞれ個別に電源駆動部(41,42)が設けられており、
前記複数のスイッチ部は、前記電源駆動部ごとに入力される指令信号により閉状態に操作される請求項1に記載の電源システム。 The first A switch has a plurality of switch portions (21, 22) provided in parallel with each other.
Power supply drive units (41, 42) are individually provided for each of the plurality of switch units.
The power supply system according to claim 1, wherein the plurality of switch units are operated in a closed state by a command signal input for each power supply drive unit.
前記第1電気経路のうち前記第2電気経路との並列部分において前記第1電気機器との第1接続点(N1)よりも前記第1蓄電池の側に設けられた第1Aスイッチ(SW1A)と、
前記第1電気経路のうち前記第2電気経路との並列部分において前記第1接続点よりも前記第2蓄電池の側に設けられた第1Bスイッチ(SW1B)と、
前記第2電気経路において前記第2電気機器との第2接続点(N2)よりも前記第1蓄電池の側に設けられた第2Aスイッチ(SW2A)と、
前記第2電気経路において前記第2接続点よりも前記第2蓄電池の側に設けられた第2Bスイッチ(SW2B)と、
前記第1電気経路において前記第1Aスイッチの一端側と他端側とを繋ぐ第1バイパス経路(L11)に設けられ、システム停止状態で導通状態となるノーマリクローズ式の第1バイパススイッチ(61)と、
前記第1接続点と前記第2接続点とを繋ぐ第2バイパス経路(L14)に設けられ、システム停止状態で導通状態となるノーマリクローズ式の第2バイパススイッチ(65)と、
前記第1バイパス経路に設けられたヒューズ(63)と、
システム作動状態で、前記第1電気機器及び前記第2電気機器への通電要求に応じて、前記第1A,前記第1B,前記第2A,前記第2Bスイッチを閉状態に操作するとともに、前記第1,前記第2バイパススイッチを開状態とするスイッチ制御部(51)と、
前記スイッチ制御部の状態の監視として、当該スイッチ制御部によるスイッチ制御が不可となる異常の状態であるか否かを判定し、前記スイッチ制御部が異常であると判定した場合に、前記第1Aスイッチ及び前記第2Aスイッチを閉状態に制御する監視制御部(52,100)と、
前記スイッチ制御部から、前記第1Aスイッチ及び前記第2Aスイッチを閉状態から開状態に移行させる旨の信号が出力される場合に、これら各スイッチの状態移行を遅延させる遅延部(81,82)と、を備え、
前記遅延部は、前記監視制御部による前記第1Aスイッチ及び前記第2Aスイッチの閉鎖の後まで、これら各スイッチの状態移行を遅延させるものである電源システム。 A first storage battery (11) and a second storage battery (12) connected in parallel to the first electric path (L1) are provided, and a first electric device (16) is connected to the first electric path, and both storage batteries are connected. In a power supply system in which a second electric device (15) is connected to a second electric path (L2) provided in parallel with the first electric path between the two , and the first electric device is a generator having a power generation function. There,
A first A switch (SW1A) provided on the side of the first storage battery with respect to the first connection point (N1) with the first electric device in a portion of the first electric path parallel to the second electric path. ,
A first B switch (SW1B) provided on the side of the second storage battery with respect to the first connection point in a portion of the first electric path parallel to the second electric path.
A second A switch (SW2A) provided on the side of the first storage battery with respect to the second connection point (N2) with the second electric device in the second electric path.
A second B switch (SW2B) provided on the side of the second storage battery with respect to the second connection point in the second electric path, and
A normally closed type first bypass switch (61) provided in the first bypass path (L11) connecting one end side and the other end side of the first A switch in the first electric path and becomes a conductive state when the system is stopped. )When,
A normally closed type second bypass switch (65) provided in the second bypass path (L14) connecting the first connection point and the second connection point and is in a conductive state when the system is stopped.
A fuse (63) provided in the first bypass path and
In the system operating state, the first A, the first B, the second A, and the second B switch are operated in the closed state in response to the energization request to the first electric device and the second electric device, and the first 1, the switch control unit (51) that opens the second bypass switch, and
As monitoring of the state of the switch control unit, it is determined whether or not the switch control unit cannot control the switch , and when it is determined that the switch control unit is abnormal, the first A. A monitoring control unit (52,100) that controls the switch and the second A switch in the closed state, and
When the switch control unit outputs a signal to shift the first A switch and the second A switch from the closed state to the open state, the delay section (81, 82) that delays the state transition of each of these switches. And with
The delay unit is a power supply system that delays the state transition of each of the first A switch and the second A switch until after the monitoring and control unit closes the first A switch and the second A switch.
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