JP7210521B2 - 電源切換制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、電源切換制御システムに関する。
冗長運転のために複数の電力系統を備え、複数の電力系統のうちの一部の電力系統に異常が生じた場合でも他の電力系統の使用を継続させることができる電源システムが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１に記載の電源システムでは、それぞれの電力系統に電源等を備える電力出力部と負荷とが設けられ、それぞれの電力系統において電力出力部から負荷へ給電される。また、特許文献２に記載の電源システムでは、複数の電源から負荷に流れる電流を一致させる電流バランス制御が実施される。
特開２０１９－６２７２７号公報 特開２００４－１６６４３７号公報
特許文献１，２に記載の電源システムは、共通の負荷に対して並列に接続された第１電源及び第２電源の何れか一方が共通の負荷に給電することにより、第１電源及び第２電源の何れか他方に失陥が生じた場合でも、共通の負荷を冗長とするというシステムではない。
本発明は、上記事情に鑑み、共通の負荷に対して並列に接続された第１電源及び第２電源の何れか一方が共通の負荷に給電することにより、共通の負荷を冗長することができると共に、バックアップ用の第２電源を確実に充電できる電源切換制御システムを提供することを目的とする。
本発明の電源切換制御システムは、負荷に対して並列に接続された第１電源及び第２電源を備え、前記第１電源、前記第２電源、及び前記負荷が給電経路に対して電力供給部の側から前記第１電源、前記負荷、前記第２電源の順序で接続された電源システムにおいて、前記負荷に対して給電する電源を前記第１電源と前記第２電源との間で切り換える電源切換制御システムであって、前記給電経路における前記第１電源の接続点と前記負荷の接続点との間に設けられ、ＯＦＦ状態で前記第２電源の側から前記第１電源の側への電流を遮断するＭＯＳＦＥＴである第１スイッチと、前記給電経路における前記第２電源の接続点と前記負荷の接続点との間に設けられ、ＯＦＦ状態で前記第１電源の側から前記第２電源の側への電流を遮断するＭＯＳＦＥＴである第２スイッチと、前記第２電源の充電時に前記第２スイッチをＯＮ状態にする制御部と、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間において前記給電経路に対して直列に接続された第３スイッチとを備え、前記第３スイッチは、ＯＦＦ状態で双方向の電流を遮断し、前記給電経路における前記第１スイッチと前記第３スイッチとの間と前記第２スイッチと前記第３スイッチとの間とに複数の前記負荷のそれぞれが接続されている。
本発明によれば、共通の負荷に対して並列に接続された第１電源及び第２電源の何れか一方が共通の負荷に給電することにより、共通の負荷を冗長することができると共に、バックアップ用の第２電源を確実に充電できる。
図１は、本発明の一実施形態に係る電源切換制御システムを備える車載電源システムを示す図である。 図２は、図１に示す車載電源システムにおいて第１スイッチよりもメインバッテリー側において地絡が生じた場合の作用を示す図である。 図３は、本発明の他の実施形態に係る電源切換制御システムを備える車載電源システムを示す図である。 図４は、本発明の他の実施形態に係る電源切換制御システムを備える車載電源システムを示す図である。 図５は、図４に示す電源切換制御システムにおける失陥サーチ制御の処理を示すフローチャートである。 図６は、図４に示す車載電源システムにおいて第１スイッチと第２スイッチとの間で失陥が生じた場合の作用を示す図である。 図７は、図４に示す車載電源システムにおいて第１スイッチと第２スイッチとの間で失陥が生じた場合の作用を示す図である。 図８は、図４に示す車載電源システムにおいて第１スイッチと第２スイッチとの間で失陥が生じた場合の作用を示す図である。 図９は、図４に示す車載電源システムにおいて第１スイッチと第２スイッチとの間で失陥が生じた場合の作用を示す図である。 図１０は、図４に示す車載電源システムにおいて第１スイッチと第２スイッチとの間で失陥が生じた場合の作用を示す図である。
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、以下に示す実施形態は本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されることはいうまでもない。
図１は、本発明の一実施形態に係る電源切換制御システム１０を備える車載電源システム１を示す図である。この図に示すように、車載電源システム１は、メインバッテリー２と、サブバッテリー３と、電力供給部４と、電源切換制御システム１０とを備える。本実施形態の車載電源システム１では、メインバッテリー２とサブバッテリー３とがダイオードＯＲ回路１１を介して並列で負荷Ｌに接続されており、通常時には、メインバッテリー２から負荷Ｌに給電され、メインバッテリー２側に失陥が生じた場合にはサブバッテリー３から負荷Ｌに給電される。
本実施形態の車載電源システム１では、メインバッテリー２が定格電圧が１２Ｖの常用電源であり、サブバッテリー３が定格電圧が１２Ｖの非常用電源である。メインバッテリー２及びサブバッテリー３のマイナス端子は、アースケーブルＥＣを介してボディグランドに接続されている。なお、メインバッテリー２及びサブバッテリー３の少なくとも一方を、キャパシタ等の他の電源に代えてもよい。
電力供給部４は、例えば４８Ｖ等の高圧（ＨＶ）の電源５とＤＣ／ＤＣコンバータ６とを備える。電源５は、高圧の電力をＤＣ／ＤＣコンバータ６に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、電源５から出力された高圧の電力を降圧して電源切換制御システム１０のダイオードＯＲ回路１１に出力する。
電源切換制御システム１０は、ダイオードＯＲ回路１１と、制御装置２０とを備える。ダイオードＯＲ回路１１は、第１スイッチ１２と、第２スイッチ１３と、第１保護ヒューズ１４と、第２保護ヒューズ１５と、第３保護ヒューズ１６とを備える。第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３は、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である。第１スイッチ１２のソースＳとＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力端子とが第１配線Ｈ１で接続され、第１スイッチ１２のドレインＤと第２スイッチ１３のドレインＤとが第２配線Ｈ２で接続されている。さらに、第２スイッチ１３のソースＳとサブバッテリー３のプラス端子とが第３配線Ｈ３で接続されている。この第３配線Ｈ３には第２保護ヒューズ１５が設けられている。なお、第３配線Ｈ３の終端とサブバッテリー３のプラス端子との接続点を接続点Ｐ３と称する。
第１配線Ｈ１の接続点Ｐ１から分岐した第４配線Ｈ４には第１保護ヒューズ１４が設けられており、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力端子及び第１スイッチ１２のソースＳが、第１保護ヒューズ１４を介してメインバッテリー２のプラス端子に接続されている。また、第２配線Ｈ２の接続点Ｐ２から分岐した第５配線Ｈ５には第３保護ヒューズ１６が設けられており、第１スイッチ１２のドレインＤ及び第２スイッチ１３のドレインＤが、第３保護ヒューズ１６を介して負荷Ｌに接続されている。
メインバッテリー２、サブバッテリー３、及び負荷Ｌは、第１配線Ｈ１、第２配線Ｈ２及び第３配線Ｈ３で構成された給電経路ＥＬに対して、電力供給部４側からメインバッテリー２、負荷Ｌ、サブバッテリー３の順序で接続されている。また、第１スイッチ１２は、給電経路ＥＬにおける接続点Ｐ１と接続点Ｐ２との間に設けられ、第２スイッチ１３は、給電経路ＥＬにおける接続点Ｐ２と接続点Ｐ３との間に設けられている。
Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴである第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３は、ＯＦＦ状態でドレインＤからソースＳへの電流を遮断する。ＯＦＦ状態の第１スイッチ１２は、サブバッテリー３側からメインバッテリー２側への電流を遮断する。また、ＯＦＦ状態の第２スイッチ１３は、メインバッテリー２側からサブバッテリー３側への電流を遮断する。
ここで、第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３は、後述のドライバ２１，２２からゲート電圧を印加されることによりＯＮ状態となってドレインＤからソースＳへ電流を流す。さらに、第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３は、ドライバ２１，２２からゲート電圧を印加されていない状態でも、ソースＳ側の電圧がドレインＤ側の電圧よりも高い場合に、ソースＳからドレインＤへ電流を流すＯＮ状態となる。他方で、第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３は、ドライバ２１，２２からゲート電圧を印加されておらず、ドレインＤ側の電圧がソースＳ側の電圧よりも高い場合に、ドレインＤからソースＳへの電流を遮断するＯＦＦ状態となる。なお、以下の説明では、第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３が、ドライバ２１，２２からゲート電圧を印加されることによりＯＮとなった状態を強制ＯＮ状態と称する。他方で、第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３が、ドライバ２１，２２からゲート電圧を印加されていないときにＯＮとなった状態をＯＮ状態と称する。さらに、第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３が、ドライバ２１，２２からゲート電圧を印加されていないときにＯＦＦとなった状態をＯＦＦ状態と称する。
第１スイッチ１２のソースＳ側の電圧がドレインＤ側の電圧より高い場合には、第１スイッチ１２が、ＯＮ状態となってメインバッテリー２側から負荷Ｌ側及びサブバッテリー３側へ電流を流す。他方で、第１スイッチ１２のドレインＤ側の電圧がソースＳ側の電圧より高い場合には、第１スイッチ１２が、ＯＦＦ状態となってメインバッテリー２側から負荷Ｌ側及びサブバッテリー３側への電流を遮断する。
第２スイッチ１３のソースＳ側の電圧がドレインＤ側の電圧より高い場合には、第２スイッチ１３が、ＯＮ状態となってサブバッテリー３側から負荷Ｌ側及びメインバッテリー２側へ電流を流す。他方で、第２スイッチ１３のドレインＤ側の電圧がソースＳ側の電圧より高い場合には、第２スイッチ１３が、ＯＦＦ状態となってサブバッテリー３側から負荷Ｌ側及びメインバッテリー２側への電流を遮断する。
制御装置２０は、ドライバ２１，２２と、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）２３とを備える。ドライバ２１は、抵抗やコンデンサ等を備えるゲート駆動回路であり、ＭＰＵ２３から出力される制御信号に応じて、第１スイッチ１２に印加するゲート駆動電圧を、強制ＯＮ状態にすることが可能な電圧と、ＯＮ状態及びＯＦＦ状態にすることが可能な電圧とに切り換える。また、ドライバ２２は、抵抗やコンデンサ等を備えるゲート駆動回路であり、ＭＰＵ２３から出力される制御信号に応じて、第２スイッチ１３に印加するゲート駆動電圧を、強制ＯＮ状態にすることが可能な電圧と、ＯＮ状態及びＯＦＦ状態にすることが可能な電圧とに切り換える。
ＭＰＵ２３は、車載のＥＣＵ（Electronic Control Unit）７からのＯＮ／ＯＦＦの指示に応じて、第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３の強制ＯＮ状態／ＯＮ又はＯＦＦ状態を切り換える制御信号をドライバ２１，２２に出力する。ＭＰＵ２３は、通常時は、第１スイッチ１２を強制ＯＮ状態、第２スイッチ１３をＯＮ又はＯＦＦ状態に設定することによって、電力供給部４又はメインバッテリー２から負荷Ｌへ給電させる。なお、電力供給部４又はメインバッテリー２から負荷Ｌへ給電する場合に、第１スイッチ１２をゲート電圧が印加された強制ＯＮ状態に設定することは必須ではない。第１スイッチ１２がゲート電圧が印加されていないＯＮ状態になることによっても、電力供給部４又はメインバッテリー２から負荷Ｌへ給電することができる。
他方で、ＭＰＵ２３は、サブバッテリー３の充電時には、第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３を強制ＯＮ状態に設定する。なお、サブバッテリー３を充電する場合に、第１スイッチ１２をゲート電圧が印加された強制ＯＮ状態に設定することは必須ではない。第１スイッチ１２がゲート電圧が印加されていないＯＮ状態になることによっても、電力供給部４又はメインバッテリー２からサブバッテリー３へ給電することができる。
図２は、図１に示す車載電源システム１において第１スイッチ１２よりもメインバッテリー２側において地絡が生じた場合の作用を示す図である。この図に示すように、第１スイッチ１２よりもメインバッテリー２側（電力供給部４側）において地絡が生じた場合、第１スイッチ１２のソースＳ側の電圧がドレインＤ側の電圧より低くなる。この場合、第１スイッチ１２が、ＯＦＦ状態になることにより、第１スイッチ１２は双方向の電流を遮断する。他方で、第２スイッチ１３のソースＳ側の電圧がドレインＤ側の電圧より高くなる。これにより、第２スイッチ１３が、ＯＮ状態になり、サブバッテリー３側から負荷Ｌ側へ電流を流す。この際、第１スイッチ１２が双方向の電流を遮断するので、サブバッテリー３からメインバッテリー２へは電流が流れずにサブバッテリー３から負荷Ｌへ給電される。
図示は省略するが、第２スイッチ１３よりもサブバッテリー３側において地絡が生じた場合、第２スイッチ１３のソースＳ側の電圧がドレインＤ側の電圧より低くなる。この場合、第２スイッチ１３が、ＯＦＦ状態になることにより、第２スイッチ１３は双方向の電流を遮断する。他方で、第１スイッチ１２のソースＳ側の電圧がドレインＤ側の電圧より高くなる。これにより、第１スイッチ１２が、ＯＮ状態になり、メインバッテリー２側から負荷Ｌ側へ電流を流す。この際、第２スイッチ１３が双方向の電流を遮断するので、電力供給部４又はメインバッテリー２からサブバッテリー３へは電流が流れずに電力供給部４又はメインバッテリー２から負荷Ｌへ給電される。
以上説明したように、本実施形態の電源切換制御システム１０では、メインバッテリー２とサブバッテリー３とが、ＭＯＳＦＥＴである第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３を備えるダイオードＯＲ回路１１を介して共通の負荷Ｌに接続されている。これによって、メインバッテリー２側又はサブバッテリー３側で地絡が生じて第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３の何れか一方がＯＦＦ状態になった場合でも、地絡が生じていないバッテリー（又は電力供給部４）から負荷Ｌへ給電できる。
また、メインバッテリー２、サブバッテリー３、及び負荷Ｌが、給電経路ＥＬに対して電力供給部４側からメインバッテリー２、負荷Ｌ、サブバッテリー３の順序で接続されているところ、メインバッテリー２と負荷Ｌとの間の第１スイッチ１２をＯＮ状態又は強制ＯＮ状態、負荷Ｌとサブバッテリー３との間の第２スイッチ１３を強制ＯＮ状態とすることにより、電力供給部４又はメインバッテリー２からサブバッテリー３に給電してサブバッテリー３を充電することができる。また、通常の負荷Ｌへの給電時には、第１スイッチ１２をＯＮ状態又は強制ＯＮ状態、第２スイッチ１３をＯＦＦ状態にすることにより、電力供給部４又はメインバッテリー２から負荷Ｌへ給電することができる。
また、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴである第１スイッチ１２のソースＳがメインバッテリー２及び電力供給部４に接続されている。同じくＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴである第２スイッチ１３のドレインＤと第１スイッチ１２のドレインＤとが、相互に接続されると共に負荷Ｌに接続されている。さらに、第２スイッチ１３のソースＳがサブバッテリー３に接続されている。これにより、第１スイッチ１２のソースＳ側（メインバッテリー２側又は電力供給部４側）で地絡が生じた場合には、第１スイッチ１２のソースＳ側の電圧がドレインＤ側の電圧より低くなることにより、第１スイッチ１２がＯＦＦ状態となる。これによって、サブバッテリー３側からメインバッテリー２側への電流を遮断でき、サブバッテリー３から負荷Ｌへ給電できる。他方で、第２スイッチ１３のソースＳ側（サブバッテリー３側）で地絡が生じた場合には、第２スイッチ１３のソースＳ側の電圧がドレインＤ側の電圧より低くなることにより、第２スイッチ１３がＯＦＦ状態となる。これによって、メインバッテリー２側又は電力供給部４側からサブバッテリー３側への電流を遮断でき、メインバッテリー２又は電力供給部４から負荷Ｌへ給電できる。
図３は、本発明の他の実施形態に係る電源切換制御システム１１０を備える車載電源システム１０１を示す図である。なお、上記実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、上記実施形態についての説明を援用する。
図３に示すように、本実施形態の車載電源システム１０１は、給電経路ＥＬに対して並列に接続された複数のスイッチユニット１１２と、複数の負荷Ｌとを備える。複数のスイッチユニット１１２のそれぞれは、第１スイッチ１２と第２スイッチ１３とを備える。また、スイッチユニット１１２毎に負荷Ｌが設けられている。複数の負荷Ｌのそれぞれは、第１スイッチ１２と第２スイッチ１３とのドレインＤ同士を接続する第２配線Ｈ２に対して第５配線Ｈ５で接続されている。なお、ドライバ２１，２２（図１参照）の図示を省略している。
本実施形態の電源切換制御システム１１０では、上記実施形態と同様に、メインバッテリー２とサブバッテリー３とが、ＭＯＳＦＥＴである第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３を備えるダイオードＯＲ回路１１１を介して共通の負荷Ｌに接続されている。本実施形態の電源切換制御システム１１０では、メインバッテリー２とサブバッテリー３とから負荷Ｌに至るダイオードＯＲ回路１１１が複数、並列に設けられている。これによって、メインバッテリー２側又はサブバッテリー３側で地絡が生じて複数の第１スイッチ１２及び複数の第２スイッチ１３の何れか一方がＯＦＦ状態になった場合でも、地絡が生じていないバッテリー（又は電力供給部４）から複数の負荷Ｌへ給電できる。
また、メインバッテリー２、サブバッテリー３、及び負荷Ｌが、給電経路ＥＬに対して電力供給部４側からメインバッテリー２、負荷Ｌ、サブバッテリー３の順序で接続されているところ、複数の第１スイッチ１２をＯＮ状態又は強制ＯＮ状態、複数の第２スイッチ１３を強制ＯＮ状態とすることにより、電力供給部４又はメインバッテリー２からサブバッテリー３に給電してサブバッテリー３を充電することができる。また、通常の負荷Ｌへの給電時には、複数の第１スイッチ１２をＯＮ状態又は強制ＯＮ状態、複数の第２スイッチ１３をＯＦＦ状態にすることにより、電力供給部４又はメインバッテリー２から複数の負荷Ｌへ給電することができる。
ここで、本実施形態の電源切換制御システム１１０では、第１配線Ｈ１が複数の第１スイッチ１２とメインバッテリー２及び電力供給部４とを接続し、第３配線Ｈ３が複数の第２スイッチ１３とサブバッテリー３とを接続している。第１配線Ｈ１に失陥が生じた場合には、第３配線Ｈ３を通してサブバッテリー３から複数の負荷Ｌへ給電でき、第３配線Ｈ３に失陥が生じた場合には、第１配線Ｈ１を通してメインバッテリー２又は電力供給部４から複数の負荷Ｌへ給電できる。
図４は、本発明の他の実施形態に係る電源切換制御システム２１０を備える車載電源システム２０１を示す図である。なお、上記実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、上記実施形態についての説明を援用する。
図４に示すように、本実施形態の車載電源システム２０１では、複数の負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が給電経路ＥＬに対して並列で接続されている。また、本実施形態に係る電源切換制御システム２１０は、給電経路ＥＬに設けられた第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３と、給電経路ＥＬにおける第１スイッチ１２と第２スイッチ１３との間に設けられた第１～第３スイッチユニット２１１，２１２，２１３とを備える。
複数の負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、電力供給部４側から負荷Ｌ１，負荷Ｌ２，負荷Ｌ３，負荷Ｌ４の順序で設けられている。第１スイッチ１２は、給電経路ＥＬにおけるメインバッテリー２の接続点Ｐ１と負荷Ｌ１の接続点Ｐ４との間に設けられている。第２スイッチ１３は、給電経路ＥＬにおける負荷Ｌ４の接続点Ｐ７とサブバッテリー３の接続点Ｐ３との間に設けられている。
第１～第３スイッチユニット２１１，２１２，２１３は、電力供給部４側から第１スイッチユニット２１１，第２スイッチユニット２１２，第３スイッチユニット２１３の順序で設けられている。第１スイッチユニット２１１は、給電経路ＥＬにおける負荷Ｌ１の接続点Ｐ４と負荷Ｌ２の接続点Ｐ５との間に設けられている。第２スイッチユニット２１２は、給電経路ＥＬにおける負荷Ｌ２の接続点Ｐ５と負荷Ｌ３の接続点Ｐ６との間に設けられている。第３スイッチユニット２１３は、給電経路ＥＬにおける負荷Ｌ３の接続点Ｐ６と負荷Ｌ４の接続点Ｐ７との間に設けられている。
第１～第３スイッチユニット２１１，２１２，２１３は、第３スイッチ２１４及び第４スイッチ２１５を備える。第３スイッチ２１４及び第４スイッチ２１５は、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴである。第３スイッチ２１４のソースＳと第４スイッチ２１５のソースＳとが相互に接続され、第３スイッチ２１４のドレインＤが自身よりも電力供給部４側の負荷Ｌ１～Ｌ３に接続されている。なお、第１スイッチユニット２１１の第３スイッチ２１４のドレインＤは、第１スイッチ１２のドレインＤにも接続されている。
第４スイッチ２１５のドレインＤは、自身よりもサブバッテリー３側の負荷Ｌ２～Ｌ４に接続されている。なお、第３スイッチユニット２１３の第４スイッチ２１５のドレインＤは、第２スイッチ１３のドレインＤにも接続されている。
制御装置２２０は、第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３用のドライバ２１，２２（図１参照）と、第１～第３スイッチユニット２１１～２１３用のドライバ（図示省略）と、ＭＰＵ２２３とを備える。第１～第３スイッチユニット２１１～２１３用のドライバは、抵抗やコンデンサ等を備えるゲート駆動回路であり、ＭＰＵ２２３から出力される制御信号に応じて、第３スイッチ２１４及び第４スイッチ２１５に印加するゲート駆動電圧を、強制ＯＮ状態にすることが可能な電圧、ＯＮ又はＯＦＦ状態にすることが可能な電圧に切り換える。
ＭＰＵ２２３は、通常時は、第１スイッチ１２、第３スイッチ２１４及び第４スイッチ２１５を強制ＯＮ状態、第２スイッチ１３をＯＦＦ状態に設定することによって、電力供給部４又はメインバッテリー２から複数の負荷Ｌ１～Ｌ４へ給電させる。他方で、ＭＰＵ２２３は、サブバッテリー３の充電時には、第１スイッチ１２、第２スイッチ１３、第３スイッチ２１４、及び第４スイッチ２１５を強制ＯＮ状態に設定する。
ここで、本実施形態の電源切換制御システム２１０では、第１スイッチ１２と第２スイッチ１３との間で地絡等の失陥が生じた場合に失陥の発生箇所を探知する失陥サーチ制御を実施する。以下、この失陥サーチ制御について説明する。
図５は、図４に示す電源切換制御システム２１０における失陥サーチ制御の処理を示すフローチャートである。また、図６～図１０は、図４に示す車載電源システム２０１において第１スイッチ１２と第２スイッチ１３との間で失陥が生じた場合の作用を示す図である。
図５のフローチャートに示すように、ステップ１において、ＭＰＵ２２３は、メインバッテリー２の電圧Ｖmainとサブバッテリー３の電圧Ｖsubとが通常時に比して低圧の所定値（例えば６Ｖ）以下であるか否かを判定する。ステップ１において肯定判定がされた場合にはステップ２に移行し、ステップ１において否定判定がされた場合には繰り返しステップ１が実行される。
ステップ２において、ＭＰＵ２２３は、第１～第３スイッチユニット２１１～２１３の中で中央に位置する第２スイッチユニット２１２をＯＦＦ状態にする。これにより、例えば、図６及び図８に示すように、第２スイッチユニット２１２とメインバッテリー２との間で地絡等の失陥が生じた場合には、第２スイッチユニット２１２のメインバッテリー２側の電圧は低下した状態であるのに対して、第２スイッチユニット２１２のサブバッテリー３側の電圧は１２Ｖに復帰する。そして、第２スイッチユニット２１２とサブバッテリー３との間の負荷Ｌ３，Ｌ４に対してサブバッテリー３から給電される。
図５に示すように、ステップ２からステップ３に移行する。ステップ３において、ＭＰＵ２２３は、第２スイッチユニット２１２のメインバッテリー２側の電圧が第２スイッチユニット２１２のサブバッテリー３側の電圧より低いか否かを判定する。ステップ３において肯定判定がされた場合にはステップ４に移行し、ステップ３において否定判定がされた場合にはステップ７に移行する。
ステップ４において、ＭＰＵ２２３は、第１～第３スイッチユニット２１１～２１３の中で最もメインバッテリー２側に位置する第１スイッチユニット２１１をＯＦＦ状態にする。これにより、例えば、図７に示すように、第１スイッチユニット２１１と第２スイッチユニット２１２との間で地絡等の失陥が生じた場合に、第１スイッチユニット２１１のサブバッテリー３側の電圧は低下した状態であるのに対して、第１スイッチユニット２１１のメインバッテリー２側の電圧は１２Ｖに復帰する。そして、第１スイッチ１２と第１スイッチユニット２１１との間の負荷Ｌ１に対してメインバッテリー２又は電力供給部４から給電される。また、例えば、図９に示すように、第１スイッチユニット２１１と第１スイッチ１２との間で地絡等の失陥が生じた場合には、第１スイッチユニット２１１のメインバッテリー２側及びサブバッテリー３側の双方の電圧が低圧（例えば６Ｖ以下）に低下した状態となる。
図５に示すように、ステップ４からステップ５に移行する。ステップ５において、ＭＰＵ２２３は、第１スイッチユニット２１１のメインバッテリー２側の電圧が１２Ｖに復帰し、第１スイッチユニット２１１のサブバッテリー３側の電圧が１２Ｖに比して低圧の所定値（例えば、６Ｖ）以下であるか否かを判定する。ステップ５において肯定判定がされた場合には失陥サーチ制御の処理を終了し、ステップ５において否定判定がされた場合にはステップ６に移行する。
ステップ６において、ＭＰＵ２２３は、第１スイッチユニット２１１をＯＦＦ状態に保持し、第１スイッチ１２をＯＦＦ状態にし、第２スイッチユニット２１２を強制ＯＮ状態にする。これにより、例えば、図１０に示すように、第１スイッチユニット２１１と第１スイッチ１２との間で地絡等の失陥が生じた場合に、第１スイッチユニット２１１のメインバッテリー２側の電圧は低圧に低下した状態であるのに対して、第１スイッチユニット２１１のサブバッテリー３側の電圧は１２Ｖに復帰する。そして、最もメインバッテリー２側の負荷Ｌ１を除く負荷Ｌ２～Ｌ４に対してサブバッテリー３から給電される。ステップ６の処理が実行された後、失陥サーチ制御の処理を終了する。
ステップ３から移行したステップ７において、ＭＰＵ２２３は、第１～第３スイッチユニット２１１～２１３の中で最もサブバッテリー３側に位置する第３スイッチユニット２１３をＯＦＦ状態にする。これにより、例えば、第２スイッチユニット２１２と第３スイッチユニット２１３との間で失陥が生じた場合に、第１スイッチユニット２１１のサブバッテリー３側の電圧は低圧（例えば６Ｖ以下）に低下した状態であるのに対して、第１スイッチユニット２１２のメインバッテリー２側の電圧は１２Ｖに復帰する。そして、第２スイッチ１３と第３スイッチユニット２１３との間の負荷Ｌ４に対してサブバッテリー３から給電される。また、例えば、第３スイッチユニット２１３と第２スイッチ１３との間で失陥が生じた場合には、第３スイッチユニット２１３のメインバッテリー２側及びサブバッテリー３側の双方の電圧が低圧に低下した状態となる。
ステップ７からステップ８に移行する。ステップ８において、ＭＰＵ２２３は、第３スイッチユニット２１３のサブバッテリー３側の電圧が１２Ｖに復帰し、第３スイッチユニット２１３のメインバッテリー２側の電圧が１２Ｖに比して低圧の所定値（例えば、６Ｖ）以下であるか否かを判定する。ステップ８において肯定判定がされた場合には失陥サーチ制御の処理を終了し、ステップ８において否定判定がされた場合にはステップ９に移行する。
ステップ９において、ＭＰＵ２２３は、第３スイッチユニット２１３をＯＦＦ状態に保持し、第２スイッチ１３をＯＦＦ状態にし、第２スイッチユニット２１２を強制ＯＮ状態にする。これにより、例えば、第３スイッチユニット２１３と第２スイッチ１３との間で失陥が生じた場合に、第３スイッチユニット２１３のサブバッテリー３側の電圧は低下した状態であるのに対して、第３スイッチユニット２１３のメインバッテリー２側の電圧は１２Ｖに復帰する。そして、最もサブバッテリー３側の負荷Ｌ４を除く負荷Ｌ１～Ｌ３に対してメインバッテリー２から給電される。ステップ９の処理が実行された後、失陥サーチ制御の処理を終了する。
以上説明したように、本実施形態に係る電源切換制御システム２１０によれば、第１スイッチ１２と第２スイッチ１３との間で失陥が生じた場合に、複数の負荷Ｌ１～Ｌ４のうちの何れか一つを除く残りの負荷に対してメインバッテリー２又は電力供給部４とサブバッテリー３との少なくとも一方から給電できる。
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態に変更を加えてもよいし、適宜公知や周知の技術を組み合わせる等してもよい。
例えば、上記実施形態では、ＭＯＳＦＥＴである第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３をＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴとしたが、第１スイッチ１２及び第２スイッチ１３をＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴとしてもよい。この場合、上記実施形態とはソースＳとドレインＤとの位置関係を反転させればよい。また、第１～第３スイッチユニット２１１～２１３をＭＯＳＦＥＴで構成するのは必須ではなく、他の半導体スイッチに代えてもよい。
さらに、上記実施形態では、電力供給部４として高圧の電源５とＤＣ／ＤＣコンバータ６とを設けたが、例えば、電力供給部４としてオルタネータを設け、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の高圧の電力を降圧する電圧変換部を設けないようにしてもよい。
１ ：車載電源システム（電源システム）
２ ：メインバッテリー（第１電源）
３ ：サブバッテリー（第２電源）
４ ：電力供給部
１０ ：電源切換制御システム
１２ ：第１スイッチ
１３ ：第２スイッチ
２０ ：制御装置（制御部）
１０１ ：車載電源システム（電源システム）
１１０ ：電源切換制御システム
１１２ ：スイッチユニット
２０１ ：車載電源システム（電源システム）
２１０ ：電源切換制御システム
２１１～２１３：第１～第３スイッチユニット（第３スイッチ）
２２０ ：制御装置（制御部）
Ｌ，Ｌ１～４ ：負荷
ＥＬ ：給電経路
Ｐ１～Ｐ３ ：接続点
Ｓ ：ソース
Ｄ ：ドレイン
Ｖmain ：電圧（電圧Ｖ１）
Ｖsub ：電圧（電圧Ｖ２）

Claims (5)

  1. 負荷に対して並列に接続された第１電源及び第２電源を備え、前記第１電源、前記第２電源、及び前記負荷が給電経路に対して電力供給部の側から前記第１電源、前記負荷、前記第２電源の順序で接続された電源システムにおいて、前記負荷に対して給電する電源を前記第１電源と前記第２電源との間で切り換える電源切換制御システムであって、
    前記給電経路における前記第１電源の接続点と前記負荷の接続点との間に設けられ、ＯＦＦ状態で前記第２電源の側から前記第１電源の側への電流を遮断するＭＯＳＦＥＴである第１スイッチと、
    前記給電経路における前記第２電源の接続点と前記負荷の接続点との間に設けられ、ＯＦＦ状態で前記第１電源の側から前記第２電源の側への電流を遮断するＭＯＳＦＥＴである第２スイッチと、
    前記第２電源の充電時に前記第２スイッチをＯＮ状態にする制御部と、
    前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間において前記給電経路に対して直列に接続された第３スイッチと
    を備え、
    前記第３スイッチは、ＯＦＦ状態で双方向の電流を遮断し、
    前記給電経路における前記第１スイッチと前記第３スイッチとの間と前記第２スイッチと前記第３スイッチとの間とに複数の前記負荷のそれぞれが接続されている電源切換制御システム。
  2. 前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、
    前記第１スイッチのソースが前記第１電源及び前記電力供給部に接続され、前記第１スイッチのドレインと前記第２スイッチのドレインとが相互に接続されると共に前記負荷に接続され、前記第２スイッチのソースと前記第２電源とが接続されている請求項１に記載の電源切換制御システム。
  3. 前記制御部は、前記電力供給部及び前記第１電源の少なくとも一方から前記負荷へ給電する時、前記第１スイッチをＯＮ状態、前記第２スイッチをＯＦＦ状態にする請求項１又は２に記載の電源切換制御システム。
  4. 複数の前記第３スイッチが、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間において前記給電経路に対して直列に接続され、
    前記給電経路における前記第３スイッチ相互間に前記負荷が接続されている請求項１～３の何れか１項に記載の電源切換制御システム。
  5. 前記制御部は、
    複数の前記第３スイッチの何れか一つをＯＦＦ状態、その他の前記第３スイッチと前記第１スイッチと前記第２スイッチとをＯＮ状態にして、複数の前記第３スイッチの何れか一つと前記第１電源との間の電圧Ｖ１と、複数の前記第３スイッチの何れか一つと前記第２電源との間の電圧Ｖ２とを比較し、
    前記電圧Ｖ１が前記電圧Ｖ２よりも低い場合には、複数の前記第３スイッチの何れか一つと前記第１スイッチとの間の前記第３スイッチをＯＦＦ状態にし、さらに前記電圧Ｖ１が通常時の電圧に復帰し、且つ前記電圧Ｖ２が所定の低電圧以下である条件が成立しない場合には、前記第１スイッチをＯＦＦ状態、複数の前記第３スイッチの何れか一つをＯＦＦ状態からＯＮ状態にし、
    前記電圧Ｖ２が前記電圧Ｖ１よりも高い場合には、複数の前記第３スイッチの何れか一つと前記第２スイッチとの間の前記第３スイッチをＯＦＦ状態にし、さらに前記電圧Ｖ２が通常時の電圧に復帰し、且つ前記電圧Ｖ１が所定の低電圧以下である条件が成立しない場合には、前記第２スイッチをＯＦＦ状態、複数の前記第３スイッチの何れか一つをＯＦＦ状態からＯＮ状態にする請求項４に記載の電源切換制御システム。
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