KR102253328B1 - 차량용 전원 시스템 - Google Patents

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도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

차량용 전원 시스템(1)은, 고압 전지(10)와, 제1 전원계(100)와, 제2 전원계(200)와, 제3 전원계(300)를 포함하고, 상기 제1 전원계는, 제1 DCDC 컨버터(21)와 제1 배터리(31)를 포함하고, 자동 운전 시스템(411)을 적어도 포함하는 제1 부하(41)에 전력을 공급하도록 구성되고, 상기 제2 전원계는, 제2 DCDC 컨버터(22)와 제2 배터리(32)를 포함하고, 스티어링 ECU(422), 브레이크 ECU(423), 및 정보 통신부(424)를 적어도 포함하는 제2 부하(42)에 전력을 공급하도록 구성되고, 상기 제3 전원계는, 접속 제어기(23)와 제3 배터리(33)를 포함하고, 상기 스티어링 ECU(431), 상기 브레이크 ECU(432), 및 상기 정보 통신부를 적어도 포함하는 제3 부하(43)에 전력을 공급하도록 구성되어 있다.

Description

차량용 전원 시스템{ELECTRIC POWER SOURCE SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은, 차량용 전원 시스템에 관한 것이다.
일본 특허 공개 제2017-218013호에, ACC(어댑티브 크루즈 컨트롤), LKA(레인 킵 어시스트), 및 자동 브레이크 등을 포함하는 운전 지원 시스템에 전력을 공급하는 전원을, 메인 전원과 서브 전원(백업 전원)으로 용장적으로 구성한 차량용 전원 시스템이 개시되어 있다. 이러한 차량용 전원 시스템에서는, 용장 전원 구성에 의해, 운전 지원 시스템의 동작 중에 메인 전원에 이상이 발생하였다고 해도, 서브 전원에 의해 운전 지원 시스템을 계속해서 동작할 수 있도록 하고 있다.
상기 일본 특허 공개 제2017-218013호에 기재된 차량용 전원 시스템에 있어서, 예를 들어 자동 운전 시스템을 사후 장착으로 차량에 실장하는 경우, 자동 운전 시스템을 기존의 차량 탑재 인프라의 전원계에 접속하는 것이 고려된다. 그러나 자동 운전 시스템을 차량 탑재 인프라의 전원계에 접속하는 구성에서는, 자동 운전 시스템은 차량 탑재 인프라의 부하군에 의해 발생하는 전압 변동의 영향을 받아 버린다. 이 때문에, 자동 운전 시스템에 공급되는 전압이 불안정해져, 자동 운전 시스템이 최적으로 동작하지 않을 가능성이 있다.
본 발명은, 자동 운전 시스템의 전원계를 안정시킬 수 있는 차량용 전원 시스템을 제공한다.
본 발명의 제1 양태에 관한 차량용 전원 시스템은, 고압 전지와, 상기 고압 전지로부터 전력이 공급되도록 구성된 제1 전원계와, 상기 고압 전지로부터 전력이 공급되도록 구성된 제2 전원계와, 상기 고압 전지로부터 전력이 공급되도록 구성된 제3 전원계를 포함하고, 상기 제1 전원계는, 자동 운전 시스템을 적어도 포함하는 제1 부하에 접속되고, 상기 제1 전원계는, 상기 고압 전지로부터 공급되는 전력을 전압 변환하여 출력하도록 구성된 제1 DCDC 컨버터와, 상기 제1 DCDC 컨버터의 출력 전력이 공급되는 제1 배터리를 포함하고, 상기 제1 전원계는, 상기 제1 DCDC 컨버터의 출력 전력 및 상기 제1 배터리의 전력을 상기 제1 부하에 공급하도록 구성되고, 상기 제2 전원계는, 스티어링 ECU, 브레이크 ECU, 및 상기 자동 운전 시스템과의 사이에서 제어 정보를 송수신하도록 구성된 정보 통신부를 적어도 포함하는 제2 부하에 접속되고, 상기 제2 전원계는, 상기 고압 전지로부터 공급되는 전력을 전압 변환하여 출력하도록 구성된 제2 DCDC 컨버터와 상기 제2 DCDC 컨버터의 출력 전력이 공급되는 제2 배터리를 포함하고, 상기 제2 전원계는, 상기 제2 DCDC 컨버터의 출력 전력 및 상기 제2 배터리의 전력을 상기 제2 부하에 공급하도록 구성되고, 상기 제3 전원계는, 상기 스티어링 ECU, 상기 브레이크 ECU, 및 상기 정보 통신부를 적어도 포함하는 제3 부하에 접속되고, 상기 제3 전원계는, 상기 제2 DCDC 컨버터와 상기 제3 부하의 접속 상태를 제어하도록 구성된 접속 제어기와 상기 접속 제어기를 통해 상기 제2 DCDC 컨버터로부터 출력되는 전력이 공급되는 제3 배터리를 포함하고, 상기 제3 전원계는, 상기 제2 DCDC 컨버터로부터 출력되는 전력을 상기 접속 제어기를 통해 상기 제3 부하에 공급하고, 상기 제3 배터리의 전력을 상기 제3 부하에 공급하도록 구성되어 있다.
상기 본 발명의 차량용 전원 시스템에 의하면, 자동 운전 시스템의 전원계를 안정시킬 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 의의는 유사 요소들을 유사 도면 부호로 나타낸 첨부 도면을 참조로 하여 후술된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 차량용 전원 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 제어부가 행하는 DDC 제어 처리의 순서를 나타내는 흐름도.
[개요]
본 발명에서는, 자동 운전 시스템의 전원계를 차량 탑재 인프라의 전원계로부터 분리한 전원 시스템을 구축한다. 이에 의해, 자동 운전 시스템의 전원계가 차량 탑재 인프라의 전원계에서 발생하는 전압 변동의 영향을 받지 않게 된다. 따라서, 자동 운전 시스템의 전원계를 안정시킬 수 있다.
[구성]
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 차량용 전원 시스템(1)의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 나타낸 차량용 전원 시스템(1)은, 제1 DCDC 컨버터(DDC)(21) 및 제1 배터리(31)를 구비하고, 제1 부하(41)를 접속한 제1 전원계(100)와, 제2 DCDC 컨버터(DDC)(22) 및 제2 배터리(32)를 구비하고, 제2 부하(42)를 접속한 제2 전원계(200)와, 접속 제어기(23) 및 제3 배터리(33)를 구비하고, 제3 부하(43)를 접속한 제3 전원계(300)와, 고압 전지(10)와, 제어부(70)로 구성되어 있다. 차량용 전원 시스템(1)은, 자동 운전이 가능한 하이브리드 자동차나 전기 자동차 등에 탑재된다.
고압 전지(10)는, 충방전 가능하게 구성된 고전압의 전지이며, 예를 들어 리튬 이온 전지나 니켈 수소 전지로 할 수 있다. 이 고압 전지(10)는, 제1 DCDC 컨버터(21), 제2 DCDC 컨버터(22), 및 도시하지 않은 전동 발전기(MG) 등의 차량을 구동시키기 위해 필요한 소정의 기기와 접속되어 있고, 분배기나 차단기의 역할을 갖는 정션 박스(J/B)를 통해, 제1 DCDC 컨버터(21), 제2 DCDC 컨버터(22), 및 소정의 기기에 고전압의 전력을 병렬로 공급할 수 있다.
제어부(70)는, 차량용 전원 시스템(1)의 상태를 제어할 수 있는 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit)이다. 구체적으로는, 제어부(70)는, 제1 배터리(31), 제2 배터리(32), 및 제3 배터리(33)의 정보(전압, 전류, 온도 등)를 취득하고, 그 취득한 정보로부터 각 배터리의 상태를 추정한다. 각 배터리의 정보는, 도시하지 않은 각 배터리에 마련된 전압 센서나, 전류 센서나, 온도 센서 등을 사용하여 취득할 수 있다. 이 추정하는 상태의 상세는 후술한다. 그리고 제어부(70)는 추정된 상태에 기초하여, 제1 DCDC 컨버터(21), 제2 DCDC 컨버터(22), 및 접속 제어기(23)를 최적으로 제어한다. 이 제어 방법의 상세는 후술한다.
<제1 전원계>
제1 전원계(100)는, 예를 들어 OEM(Original Equipment Manufacturing) 사업자나, MaaS(Mobility-as-a-Service) 사업자 등으로부터 차량에 제공되는 자동 운전을 실시하기 위한 자동 운전 시스템을 구성하는 기기 등의 부하에 대해, 부하 동작용 전력을 공급하기 위한 전원 계통이다. 이 자동 운전 시스템을 구성하는 기기는, 출하 시에 차량에 미리 도입되어도 되고, 출하 후에 차량에 도입(사후 장착으로 실장)되어도 된다. 이 제1 전원계(100)는, 후술하는 차량 탑재 인프라에 적합한 제2 전원계(200) 및 제3 전원계(300)와 분리되어 구축된다.
제1 DCDC 컨버터(21)는, 고압 전지(10)로부터 공급되는 고전압의 전력을 소정의 저전압의 전력으로 변환하여, 제1 배터리(31) 및 제1 부하(41)에 출력(공급)할 수 있다. 소정의 저전압은, 예를 들어 OEM 사업자나 MaaS 사업자 등으로부터 차량에 제공되는 자동 운전 시스템을 구성하는 기기 등을 동작시키기 위해 필요한 전압으로 할 수 있다.
제1 배터리(31)는, 예를 들어 납 전지나 리튬 이온 전지 등의, 충방전 가능하게 구성된 전력 저장 요소이다. 이 제1 배터리(31)는, 제1 DCDC 컨버터(21)로부터 출력되는 전력을 축적할 수 있고, 또한 제1 부하(41)에 전력 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 제1 배터리(31)의 상태는, 제어부(70)에 의해 감시되고 있다.
제1 부하(41)는, OEM 사업자나 MaaS 사업자 등으로부터 제공되는 기기이며, 일례로서, 자동 운전 시스템(411)을 포함하는 기기로 할 수 있다. 또한, 냉각기(412), 및 그 밖의 기기(413)를 더 포함하는 기기여도 된다. 자동 운전 시스템(411)은, 차량의 자동 운전을 제어하기 위한 기기이다. 냉각기(412)는, 자동 운전 시스템(411)의 동작 시에 발열하는 전자 제어 장치(도시하지 않음) 등을 냉각하여, 동작을 안정시키기 위한 기기이다. 그 밖의 기기(413)는, 자동 운전 시스템(411) 및 냉각기(412) 이외의 자동 운전에 관계되는 기기이다. 또한, 이 냉각기(412) 및 그 밖의 기기(413)는, 자동 운전 시스템(411)에 의한 자동 운전 동작에 필수적인 기기가 아니면, 생략할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 배터리(31) 및 제1 DCDC 컨버터(21)가 조립된 차량에, 자동 운전 시스템(411), 냉각기(412), 및 그 밖의 기기(413)가 자동 운전 시스템을 구성하는 기기로서 제공되는 일례를 기재하였다. 그러나 이 제1 배터리(31) 및 제1 DCDC 컨버터(21) 중 한쪽 또는 양쪽은, 미리 차량에 조립되지 않고, 예를 들어 자동 운전 시스템을 구성하는 기기 등과 함께 추후에 차량에 제공되어도 된다.
<제2 전원계>
제2 전원계(200)는, OEM 사업자나 MaaS 사업자 등으로부터 설계 후에 제공되는 기능 이외의, 설계 당초의 차량에 탑재된 각종 기능을 실현하기 위해 구축된 차량 탑재 인프라에 접속된 각 부하에 대해, 부하 동작용 전력을 공급하기 위한 전원 계통이다.
제2 DCDC 컨버터(22)는, 고압 전지(10)로부터 공급되는 고전압의 전력을 소정의 저전압의 전력으로 변환하여, 접속 제어기(23), 제2 배터리(32), 및 제2 부하(42)에 출력(공급)할 수 있다. 소정의 저전압은, 차량 탑재 인프라의 제2 부하(42)를 동작시키기 위해 필요한 전압으로 할 수 있다. 또한, 이 제2 DCDC 컨버터(22)는, 도시하지 않은 인버터나 승압 컨버터 등을 포함하고, 전동 발전기(MG)에 의한 역행 동작 및 회생 동작을 제어하는 파워 컨트롤 유닛(PCU)의 일부로서 구성되어도 된다.
제2 배터리(32)는, 예를 들어 납 전지나 리튬 이온 전지 등의, 충방전 가능하게 구성된 전력 저장 요소이다. 이 제2 배터리(32)는, 제2 DCDC 컨버터(22)로부터 출력되는 전력을 축적할 수 있고, 또한 자신이 축적하고 있는 전력을 제2 부하(42)나 접속 제어기(23)에 출력(공급)할 수 있도록 구성되어 있다. 제2 배터리(32)의 상태는, 제어부(70)에 의해 감시되고 있다.
제2 부하(42)는, 일례로서, 스티어링(EPS)을 제어하는 ECU(422), 브레이크를 제어하는 ECU(423), 및 인터페이스 박스(I/F_BOX)(424), 그리고 이들 열거한 것 이외의 차량에 탑재되는 일반적인 기기(421)를 포함한다. 인터페이스 박스(424)는, OEM 사업자나 MaaS 사업자 등으로부터 차량에 제공된 자동 운전 시스템(411)과 차량에 탑재된 각종 시스템 사이에서 정보를 통신하는 정보 통신부이며, 게이트웨이로서의 역할을 한다. 이 인터페이스 박스(424)는, 자동 운전 시스템(411)과 통신하여, 자동 운전 시스템(411)에서 생성된 차량의 자동 운전에 관한 운행 계획인 경로 데이터를 취득 및 기억할 수 있다.
<제3 전원계>
제3 전원계(300)는, 제2 전원계(200)의 백업을 목적으로 하여 용장적으로 구성된 전원 계통이다. 이 제3 전원계(300)는, 제2 전원계(200)에 있어서 전원 실함이 발생한 경우 등, 긴급 시에 차량을 안전하게 퇴피 행동시키기 위해 필요한 부하를 계속해서 동작시키는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
접속 제어기(23)는, 제2 DCDC 컨버터(22)와 제3 부하(43) 사이에 삽입되어, 제2 DCDC 컨버터(22)와 제3 부하(43)의 접속 상태를 제어한다. 접속 제어기(23)는, 예를 들어 도통 또는 차단의 상태로 전환하는 반도체 릴레이나, 입력 전압을 전압 변환(동일 전압, 승압, 강압)하여 출력하는 DCDC 컨버터로 구성되어도 된다. 이 접속 제어기(23)는, 제2 DCDC 컨버터(22)로부터 출력되는 전력의 일부를 제3 배터리(33) 및 제3 부하(43)에 출력(공급)할 수 있다.
제3 배터리(33)는, 예를 들어 납 전지나 리튬 이온 전지 등의, 충방전 가능하게 구성된 전력 저장 요소이다. 이 제3 배터리(33)는, 접속 제어기(23)로부터 출력되는 전력을 축적할 수 있고, 또한 제3 부하(43)에 전력 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 제3 배터리(33)의 상태는, 제어부(70)에 의해 감시되고 있다.
제3 부하(43)는, 일례로서, 스티어링(EPS)을 제어하는 ECU(431), 브레이크를 제어하는 ECU(432), 및 상술한 인터페이스 박스(I/F_BOX)(424)를 포함한다. 스티어링 ECU(431)는, 스티어링 ECU(422)와 동등한 기능을 용장적으로 구성한 것이다. 브레이크 ECU(432)는, 브레이크 ECU(423)와 동등한 기능을 용장적으로 구성한 것이다.
또한, 상술한 본 실시 형태의 구성예에서는, 스티어링 ECU 및 브레이크 ECU를, 제2 전원계(200) 및 제3 전원계(300)의 각각에 독립적으로 접속시킨 용장 구성으로 하고 있지만, 단일의 구성을 제2 전원계(200) 및 제3 전원계(300) 중 어느 것으로부터도 전력 공급이 가능하도록 구성해도 된다. 또한, 인터페이스 박스(424)를 제2 전원계(200) 및 제3 전원계(300) 중 어느 것으로부터도 전력 공급이 가능한 단일의 구성으로 하고 있지만, 제2 전원계(200) 및 제3 전원계(300)의 각각에 독립적으로 2개 접속시킨 용장 구성으로 해도 된다.
[구성에 의한 작용]
상술한 제1 전원계(100), 제2 전원계(200) 및 제3 전원계(300)로 구성된 차량용 전원 시스템(1)에서 실현 가능한 작용의 일례를 설명한다.
차량용 전원 시스템(1)에서는, 자동 운전 시스템(411)을 포함하는 제1 전원계(100)가 차량 탑재 인프라의 제2 전원계(200) 및 제3 전원계(300)와 분리되어 구성되어 있다. 즉, 제1 전원계(100)와, 제2 전원계(200) 및 제3 전원계(300) 사이에, 전압 변동을 억제할 수 있는 DCDC 컨버터(21 및 22)를 개재시킴으로써, 상기 전원계의 분리를 실시하고 있다. 이 구성에 의해, 차량 탑재 인프라에 접속된 제2 부하(42) 및 제3 부하(43)에 의해 발생하는 전압 변동의 영향을, 자동 운전 시스템(411)이 받는 것을 피할 수 있다. 따라서, 자동 운전 시스템(411)이 접속된 제1 전원계(100)가 안정되어, 자동 운전을 최적으로 동작시킬 수 있다.
또한, 차량용 전원 시스템(1)에서는, 인터페이스 박스(424)에 자동 운전 시스템(411)에 의한 자동 운전 계획인 경로 데이터가 기억되어 있다. 이에 의해, 예를 들어 자동 운전에서의 주행 시에 제1 전원계(100)의 제1 배터리(31)에 전원 실함이 발생한 경우에는, 자동 운전 시스템(411)이 정지되거나 리셋되어 버리지만, 인터페이스 박스(424)에 기억된 경로 데이터에 따라서, 스티어링 ECU(422) 및 브레이크 ECU(423)를 최적으로 제어하여, 갓길에 정지 등의 안전한 상태로 될 때까지 차량을 조작할 수 있다.
이에 더하여, 또한 제2 전원계(200)의 제2 배터리(32)에 전원 실함이 발생한 경우라도, 스티어링 ECU(422) 및 브레이크 ECU(423)는 기능 정지되어 버리지만, 제3 전원계(300)의 제3 배터리(33)에 의해 스티어링 ECU(431) 및 브레이크 ECU(432)의 동작을 계속할 수 있다. 이에 의해, 인터페이스 박스(424)에 기억된 경로 데이터에 따라서, 스티어링 ECU(431) 및 브레이크 ECU(432)를 최적으로 제어하여, 갓길에 정지 등의 안전한 상태로 될 때까지 차량을 조작할 수 있다.
[제어]
다음으로, 도 2를 참조하여, 차량용 전원 시스템(1)에서 실행되는 제어에 대해 설명한다. 도 2는, 본 실시 형태에 관한 차량용 전원 시스템(1)의 제어부(70)가 행하는 DCDC 컨버터(DDC) 제어 처리의 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 2에 나타내는 DDC 제어 처리는, 차량의 전원이 온되면 개시되고, 전원이 오프될 때까지 반복 실행된다.
스텝 S201: 제어부(70)가, 제1 배터리(31), 제2 배터리(32), 및 제3 배터리(33)로부터 얻어지는 배터리 정보에 기초하여, 각 배터리의 상태를 추정한다. 추정하는 상태에는, 일례로서, 충전 상태 SOC(State Of Charge), 기능 상태 SOF(State Of Function), 개방 전압 OCV(Open Circuit Voltage), 용량, 미리 규정된 조건에 기초하는(소정 전압으로부터 소정 전류로 소정 시간 방전하였을 때의) 출력 전압 등을 들 수 있다.
스텝 S202: 제어부(70)가, 추정된 제2 배터리(32)의 상태가 충전이 필요한 상태인지 여부를 판단한다. 이 충전이 필요한 상태인지 여부는, 제2 배터리(32)의 상태를 추정하기 위해 취득한 값이 소정의 범위 내에 있는지 여부로 판단할 수 있다. 예를 들어, 추정 SOC가 범위 A[％]에 있는지 여부로 판단해도 되고, 추정 OCV가 범위 B[V]에 있는지 여부로 판단해도 되고, 추정 용량이 범위 C[Ah]에 있는지 여부로 판단해도 되고, 추정 출력 전압이 범위 D[V]에 있는지 여부로 판단해도 된다. 또한, 이들 판단을 어느 하나 또는 복수 조합하여 행할 수 있다. 이들 범위 A 내지 범위 D는, 제2 부하(42)의 동작에 요구되는 값에 따라서 적절하게 설정된다. 제2 배터리(32)의 상태를 추정하기 위해 취득한 값이 상기 범위 내에 있는 경우는(S202, "예"), 스텝 S203으로 처리를 진행하고, 제2 배터리(32)의 상태를 추정하기 위해 취득한 값이 상기 범위 내에 있지 않은 경우는(S202, "아니오"), 스텝 S206으로 처리를 진행한다.
스텝 S203: 제어부(70)가, 추정된 제3 배터리(33)의 상태가 충전이 필요한 상태인지 여부를 판단한다. 이 충전이 필요한 상태인지 여부는, 제3 배터리(33)의 상태를 추정하기 위해 취득한 값이 소정의 범위 내에 있는지 여부로 판단할 수 있다. 예를 들어, 추정 SOC가 범위 E[％]에 있는지 여부로 판단해도 되고, 추정 OCV가 범위 F[V]에 있는지 여부로 판단해도 되고, 추정 용량이 범위 G[Ah]에 있는지 여부로 판단해도 되고, 추정 출력 전압이 범위 H[V]에 있는지 여부로 판단해도 된다. 또한, 이들 판단을 어느 하나 또는 복수 조합하여 행할 수 있다. 이들 범위 E 내지 범위 H는, 제3 부하(43)의 동작에 요구되는 값에 따라서 적절하게 설정된다. 제3 배터리(33)의 상태를 추정하기 위해 취득한 값이 상기 범위 내에 있는 경우는(S203, "예"), 스텝 S204로 처리를 진행하고, 제3 배터리(33)의 상태를 추정하기 위해 취득한 값이 상기 범위 내에 있지 않은 경우는(S203, "아니오"), 스텝 S206으로 처리를 진행한다.
스텝 S204: 제어부(70)가, 추정된 제1 배터리(31)의 상태가 충전이 필요한 상태인지 여부를 판단한다. 이 충전이 필요한 상태인지 여부는, 제1 배터리(31)의 상태를 추정하기 위해 취득한 값이 소정의 범위 내에 있는지 여부로 판단할 수 있다. 예를 들어, 추정 SOC가 범위 I[％]에 있는지 여부로 판단해도 되고, 추정 OCV가 범위 J[V]에 있는지 여부로 판단해도 되고, 추정 용량이 범위 K[Ah]에 있는지 여부로 판단해도 되고, 추정 출력 전압이 범위 L[V]에 있는지 여부로 판단해도 된다. 또한, 이들 판단을 어느 하나 또는 복수 조합하여 행할 수 있다. 이들 범위 I 내지 범위 L은, 제1 부하(41)의 동작에 요구되는 값에 따라서 적절하게 설정된다. 제1 배터리(31)의 상태를 추정하기 위해 취득한 값이 상기 범위 내에 있는 경우는(S204, "예"), 스텝 S206으로 처리를 진행하고, 제1 배터리(31)의 상태를 추정하기 위해 취득한 값이 상기 범위 내에 있지 않은 경우는(S204, "아니오"), 스텝 S205로 처리를 진행한다.
또한, 상술한 범위 A 내지 범위 L은, 모두 상이한 값이어도 되고, 일부가 동일한 값이어도 된다.
스텝 S205: 제어부(70)가, 제2 DCDC 컨버터(22)보다 제1 DCDC 컨버터(21)를 우선시킨 전력 공급 제어를 실시한다. 즉, 제2 배터리(32)나 제3 배터리(33)보다 제1 배터리(31)의 충전을 촉진시켜 축전량을 증가시키는 제어를 실시한다. 이 제어에 의해, 예를 들어 제1 배터리(31)가 과방전 상태에 빠지는 것을 억제하거나, 전압이 저하되어 제1 부하(41)의 기능이 리셋되어 버리는 것을 억제하거나 할 수 있다. 이 제1 DCDC 컨버터(21)를 우선시킨 전력 공급 제어로서는, 예를 들어 제1 DCDC 컨버터(21)에의 전압 지시값을 통상 시(제1 배터리(31)의 상태가 소정의 범위에 있을 때)의 전압 지시값보다 높게 하여, 제1 배터리(31)에의 충전을 촉진시키는 제어 등이 가능하다. 이러한 제어는, 고압 전지(10)로부터 추출할 수 있는 전력에 제한이 있는 경우 등, 제1 DCDC 컨버터(21) 및 제2 DCDC 컨버터(22)의 양쪽의 전압 지시를 동시에 높게 할 수 없는 경우에 유용하다. 이 전력 공급 제어를 실시한 후에 스텝 S207로 처리를 진행한다.
스텝 S206: 제어부(70)가, 제1 DCDC 컨버터(21)보다 제2 DCDC 컨버터(22)를 우선시킨 전력 공급 제어를 실시한다. 즉, 제1 배터리(31)보다 제2 배터리(32)나 제3 배터리(33)의 충전을 촉진시켜 축전량을 증가시키는 제어를 실시한다. 이 제어에 의해, 예를 들어 제2 배터리(32)가 과방전 상태에 빠지는 것을 억제하거나, 전압이 저하되어 제2 부하(42)의 기능이 리셋되어 버리는 것을 억제하거나 할 수 있다. 이 제2 DCDC 컨버터(22)를 우선시킨 전력 공급 제어로서는, 예를 들어 제2 DCDC 컨버터(22)에의 전압 지시값을 통상 시(제2 배터리(32) 및 제3 배터리(33)의 상태가 소정의 범위에 있을 때)의 전압 지시값보다 높게 하여, 제2 배터리(32)에의 충전을 촉진시키는 제어 등이 가능하다. 이 전력 공급 제어를 실시한 후에 스텝 S207로 처리를 진행한다.
스텝 S207: 제어부(70)가, 본 DDC 제어 처리를 종료하는 소정의 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단한다. 소정의 이벤트라 함은, 예를 들어 차량의 전원이 오프되는 것이나, 차량 주행이 종료되는 것을 말한다. 이벤트가 발생한 경우는(S207, "예"), 본 DDC 제어 처리가 종료되고, 이벤트가 발생하지 않은 경우는(S207, "아니오"), 스텝 S201로 처리를 복귀시킨다.
이 DDC 제어 처리에서는, 제1 DCDC 컨버터(21)와 제2 DCDC 컨버터(22)를 협조 제어함으로써, 제1 배터리(31), 제2 배터리(32), 및 제3 배터리(33)에의 전력 공급을 최적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 자동 운전 시스템(411)이 접속된 제1 전원계(100)의 제1 배터리(31)의 용량이 저하된 경우, 고압 전지(10)로부터 제1 배터리(31)로의 전력 공급을 차량 탑재 인프라의 전원계의 제2 배터리(32) 및 제3 배터리(33)보다 우선적으로 실시할 수 있다.
[본 실시 형태에 있어서의 작용·효과]
이상과 같이, 본 실시 형태에 관한 차량용 전원 시스템(1)에 의하면, 자동 운전 시스템(411)이 접속된 제1 전원계(100)를 차량 탑재 인프라의 제2 전원계(200) 및 제3 전원계(300)와 분리하고 있다. 이에 의해, 차량 탑재 인프라의 제2 부하(42) 및 제3 부하(43)에 의해 발생하는 전압 변동을, 자동 운전 시스템(411)이 접속된 제1 전원계(100)가 받는 일이 없다. 따라서, 자동 운전 시스템(411)의 전원계가 안정되어, 자동 운전을 최적으로 동작시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 차량용 전원 시스템(1)에 의하면, 제어부(70)가, 각 배터리의 상태를 관리하면서 각 DCDC 컨버터(DDC)를 협조하여 제어함으로써, 각 배터리의 상태가 소정의 범위에 있도록 고압 전지(10)로부터 각 배터리로의 전력 공급을 적절하게 제어하고 있다. 이에 의해, 예를 들어 고압 전지(10)로부터 추출할 수 있는 전력에 제한이 있는 경우, 제1 배터리(31)의 용량 저하 시 등에 제1 DCDC 컨버터(21)를 우선시킨 전력 공급을 실시하므로, 고압 전지(10)로부터의 전력 공급량을 억제하면서, 자동 운전 시스템(411)의 동작 중에 운전자의 의도에 관계없이 자동 운전이 자발적으로 리셋되어 버리는 것과 같은 사태를 방지할 수 있다. 또한, 예를 들어 고압 전지(10)로부터 추출할 수 있는 전력에 제한이 있는 경우, 제2 배터리(32)나 제3 배터리(33)의 용량 저하 시 등에 제2 DCDC 컨버터(22)를 우선시킨 전력 공급을 실시하므로, 제2 배터리(32)나 제3 배터리(33)의 과방전을 억제하거나, 차량의 주행 시에 「주행·선회·정지」의 조작이 무거워지는 등과 같은 것을 억제하거나 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 차량용 전원 시스템(1)에 의하면, 제어부(70)가 각 배터리의 상태가 소정의 범위에 있도록 협조 제어하는 것 외에도, 인터페이스 박스(424)가 자동 운전 시스템(411)에서 생성된 자동 운전의 경로 데이터를 기억하고 있다. 이에 의해, 제1 DCDC 컨버터(21)보다 제2 DCDC 컨버터(22)를 우선시킨 전력 공급을 실시하고 있는 동안에도, 인터페이스 박스(424)의 정보에 기초하여 자동 운전을 계속할 수 있다. 따라서, 차량 주행 중에 OEM 사업자나 MaaS 사업자 등으로부터 제공된 자동 운전 시스템(411)에 만일 결함이 발생해도, 차량의 차량 탑재 인프라에 접속된 각 부하에 의해 자동 운전 주행을 유지할 수 있다.

Claims (6)

  1. 차량용 전원 시스템(1)에 있어서,
    고압 전지(10)와,
    상기 고압 전지로부터 전력이 공급되도록 구성된 제1 전원계(100)와,
    상기 고압 전지로부터 전력이 공급되도록 구성된 제2 전원계(200)와,
    상기 고압 전지로부터 전력이 공급되도록 구성된 제3 전원계(300)를 포함하고,
    상기 제1 전원계는, 자동 운전 시스템(411)을 적어도 포함하는 제1 부하(41)에 접속되고,
    상기 제1 전원계는, 상기 고압 전지로부터 공급되는 전력을 전압 변환하여 출력하도록 구성된 제1 DCDC 컨버터(21)와 상기 제1 DCDC 컨버터의 출력 전력이 공급되는 제1 배터리(31)를 포함하고,
    상기 제1 전원계는, 상기 제1 DCDC 컨버터의 출력 전력 및 상기 제1 배터리의 전력을 상기 제1 부하에 공급하도록 구성되고,
    상기 제2 전원계는, 스티어링 ECU(422), 브레이크 ECU(423), 및 상기 자동 운전 시스템과의 사이에서 제어 정보를 송수신하도록 구성된 정보 통신부(424)를 적어도 포함하는 제2 부하(42)에 접속되고,
    상기 제2 전원계는, 상기 고압 전지로부터 공급되는 전력을 전압 변환하여 출력하도록 구성된 제2 DCDC 컨버터(22)와 상기 제2 DCDC 컨버터의 출력 전력이 공급되는 제2 배터리(32)를 포함하고,
    상기 제2 전원계는, 상기 제2 DCDC 컨버터의 출력 전력 및 상기 제2 배터리의 전력을 상기 제2 부하에 공급하도록 구성되고,
    상기 제3 전원계는, 스티어링 ECU(431), 브레이크 ECU(432), 및 상기 정보 통신부를 적어도 포함하는 제3 부하(43)에 접속되고,
    상기 제3 전원계는 상기 제2 DCDC 컨버터와 상기 제3 부하의 접속 상태를 제어하도록 구성된 접속 제어기(23)와 상기 접속 제어기를 통해 상기 제2 DCDC 컨버터로부터 출력되는 전력이 공급되는 제3 배터리(33)를 포함하고,
    상기 제3 전원계는, 상기 제2 DCDC 컨버터로부터 출력되는 전력을 상기 접속 제어기를 통해 상기 제3 부하에 공급하고, 상기 제3 배터리의 전력을 상기 제3 부하에 공급하도록 구성되어 있는, 차량용 전원 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배터리의 상태, 상기 제2 배터리의 상태, 및 상기 제3 배터리의 상태에 기초하여, 상기 제1 DCDC 컨버터, 상기 제2 DCDC 컨버터 및 상기 접속 제어기를 제어하도록 구성된 제어부(70)를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 배터리의 상태가 제1 소정 조건을 만족시키지 않고, 또한 상기 제2 배터리의 상태 및 상기 제3 배터리의 상태가 제2 소정 조건을 만족시키는 경우에는, 상기 제2 DCDC 컨버터보다 상기 제1 DCDC 컨버터를 우선시킨 전력 공급을 실시하고,
    그 이외의 경우에는, 상기 제1 DCDC 컨버터보다 상기 제2 DCDC 컨버터를 우선시킨 전력 공급을 실시하도록 구성되어 있는, 차량용 전원 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 배터리의 상태, 상기 제2 배터리의 상태, 및 상기 제3 배터리의 상태의 각각은, 충전 상태, 기능 상태, 개방 전압, 미리 규정된 조건하의 출력 전압 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제1 소정 조건은, 상기 제1 배터리의 상태의 값이 제1 소정의 범위 내에 있을 때에 만족되고,
    상기 제2 소정 조건은, 상기 제2 배터리의 상태의 값이 제2 소정의 범위 내에 있고, 또한 상기 제3 배터리의 상태의 값이 제3 소정의 범위 내에 있는 경우에 만족되는, 차량용 전원 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정보 통신부는, 상기 자동 운전 시스템에서 생성된 차량의 자동 운전에 관한 운행 계획인 경로 데이터를 취득 및 기억하는, 차량용 전원 시스템.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 부하는, 상기 제1 DCDC 컨버터의 출력 전력 및 상기 제1 배터리의 전력에 의해 동작하여 상기 자동 운전 시스템을 냉각하는 냉각기(412)를 더 포함하는, 차량용 전원 시스템.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속 제어기는, 입력되는 전력을 전압 변환하여 출력하도록 구성된 제3 DCDC 컨버터, 혹은 도통의 상태와 차단의 상태를 전환하는 반도체 릴레이인, 차량용 전원 시스템.
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