WO2017169817A1 - 車載電源用のスイッチ装置および制御装置 - Google Patents

車載電源用のスイッチ装置および制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017169817A1
WO2017169817A1 PCT/JP2017/010557 JP2017010557W WO2017169817A1 WO 2017169817 A1 WO2017169817 A1 WO 2017169817A1 JP 2017010557 W JP2017010557 W JP 2017010557W WO 2017169817 A1 WO2017169817 A1 WO 2017169817A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
switch
control signal
storage device
vehicle
power storage
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/010557
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕通 安則
Original Assignee
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社オートネットワーク技術研究所, 住友電装株式会社, 住友電気工業株式会社 filed Critical 株式会社オートネットワーク技術研究所
Priority to CN201780002337.8A priority Critical patent/CN107949972B/zh
Priority to US15/779,117 priority patent/US10601215B2/en
Publication of WO2017169817A1 publication Critical patent/WO2017169817A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/05—Details with means for increasing reliability, e.g. redundancy arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • This invention relates to the switch apparatus and control apparatus for vehicle-mounted power supplies.
  • Patent Document 1 describes a vehicle equipped with a lead storage battery and a lithium ion storage battery.
  • the lead acid battery is directly connected to the alternator, the starter and the first electrical load.
  • the lead storage battery is also connected to the second electrical load via a bidirectional semiconductor switch.
  • the lithium ion storage battery is connected to the second electrical load via a Li (lithium) storage battery relay.
  • Patent Document 1 the charge rates of the lead storage battery and the lithium ion storage battery are calculated, and the semiconductor switch and the Li storage battery relay are controlled based on conditions using the charge rate and the like.
  • Patent Document 1 when a ground fault occurs between a lead storage battery and a semiconductor switch, the lithium ion storage battery can be separated from the ground fault by turning off the semiconductor switch. Accordingly, the lithium ion storage battery can supply power to the second electric load.
  • a single ECU Electronic Control Unit
  • the semiconductor switch turns off the semiconductor switch. Therefore, if any trouble occurs in the ECU, the semiconductor switch cannot be turned off, and the lithium ion battery cannot be disconnected from the ground fault.
  • an object of the present invention is to provide a switch device for in-vehicle power supply that can more reliably turn off a switch provided between two power storage devices when a ground fault occurs.
  • the first aspect of the on-vehicle power supply switching device includes a separation switch, a first control circuit, a second control circuit, and a logic circuit.
  • the separation switch is connected between the first system and the second system.
  • the first system includes a generator, a first power storage device, and a first vehicle load.
  • the generator generates power at least during vehicle regeneration.
  • the first power storage device is charged by a generator.
  • the first vehicle load is supplied with power from the first power storage device.
  • the second system includes a second power storage device and a second vehicle load.
  • the second vehicle load is supplied with power from the second power storage device.
  • the first control circuit outputs a first temporary control signal for controlling on / off of the separation switch.
  • the second control circuit outputs a second temporary control signal for controlling on / off of the separation switch.
  • the logic circuit turns off the separation switch when at least one of the first temporary control signal and the second temporary control signal is turned off, and both the first temporary control signal and the second temporary control signal are turned on. Sometimes turn on the separation switch.
  • the first control circuit and the second control circuit output a first temporary control signal and a second temporary control signal indicating ON in response to the start of power generation by the generator, and a ground fault occurs in the first system or the second system. When it occurs, the first temporary control signal and the second temporary control signal indicating OFF are output.
  • a second aspect of the switch device for on-vehicle power supply according to the present invention is a switch device for on-vehicle power supply according to the first aspect, and further includes a first switch and a second switch.
  • the first switch is connected between each of the generator and the first vehicle load and the first power storage device, and on / off is controlled by the first control circuit.
  • the second switch is connected between the second vehicle load and the second power storage device, and on / off is controlled by the second control circuit.
  • a third aspect of the switch device for in-vehicle power supply according to the present invention is the switch device for in-vehicle power supply according to the second aspect, and further includes a voltage detection circuit.
  • the voltage detection circuit detects the terminal voltage of the first power storage device closer to the first power storage device than the first switch. In a state where the first switch is turned off, the second switch is turned on, and the separation switch is turned on, the first control circuit obtains the charging rate of the first power storage device based on the terminal voltage.
  • a fourth aspect of the on-vehicle power supply switch device is the on-vehicle power supply switch device according to the second or third aspect, wherein the first control circuit is configured during powering and parking of the vehicle.
  • the first switch is turned on and a first temporary control signal indicating off is output, and the second control circuit turns on the second switch and outputs a second temporary control signal indicating off.
  • a fifth aspect of the switch device for on-vehicle power supply according to the present invention is the switch device for on-vehicle power supply according to any one of the second to fourth aspects, wherein the first switch and the second switch are normally on.
  • the separation switch is a normally-off type switch.
  • a sixth aspect of the switch device for in-vehicle power supply according to the present invention is the switch device for in-vehicle power supply according to any one of the first to fifth, and includes a separation switch, a first control circuit, and a second control.
  • a package containing the circuit and the logic circuit is provided.
  • the aspect of the control device is a device that controls a switch device for in-vehicle power supply.
  • the switch device includes a separation switch.
  • the separation switch is connected between the first system and the second system.
  • the first system includes a generator, a first power storage device, and a first vehicle load.
  • the generator generates power at least during regeneration of the vehicle.
  • the first power storage device is charged by a generator.
  • the first vehicle load is supplied with power from the first power storage device.
  • the second system includes a second power storage device and a second vehicle load.
  • the second vehicle load is supplied with power from the second power storage device.
  • the control device includes a first control circuit, a second control circuit, and a logic circuit.
  • the first control circuit outputs a first temporary control signal for controlling on / off of the separation switch.
  • the second control circuit outputs a second temporary control signal for controlling on / off of the separation switch.
  • the logic circuit turns off the separation switch when at least one of the first temporary control signal and the second temporary control signal indicates OFF, and turns on both the first temporary control signal and the second temporary control signal. When shown, turn on isolation switch.
  • the first control circuit and the second control circuit output a first temporary control signal and a second temporary control signal indicating ON in response to the start of power generation by the generator, and a ground fault occurs in the first system or the second system. When it is determined that it has occurred, the first temporary control signal and the second temporary control signal indicating OFF are output.
  • the separation switch can be turned off by the other.
  • the influence of the ground fault occurring in one of the first system and the second system on the other can be more reliably suppressed.
  • the switch device for on-vehicle power supply it is not necessary to provide a logic circuit for controlling each of the first switch and the second switch. In this case, manufacturing cost and circuit scale can be reduced. Moreover, with respect to the ground fault on the first power storage device side with respect to the first switch, the ground fault and the second system can be shut off by turning off the first switch. Similarly, with respect to the ground fault on the second power storage device side with respect to the second switch, the ground fault and the first system can be shut off by turning off the second switch.
  • the charge rate can be calculated based on the open circuit voltage, the charge rate can be calculated with high accuracy.
  • the third switch as well as the second switch is turned on, the first power storage is performed based on the open circuit voltage while supplying power from the second power storage device to the first vehicle load as well as the second vehicle load.
  • the charging rate of the device can be calculated.
  • power can be supplied to the first vehicle load and the second vehicle load while the first system and the second system are independent of each other.
  • the influence of the ground fault on the other system can be avoided without waiting for the determination of the occurrence of the ground fault.
  • the power consumption can be suppressed and the separation switch can be turned off while the first switch and the second switch are turned on.
  • the switch device for on-vehicle power supply according to the present invention, since the switch device can be handled as a unit, it can be easily attached.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the in-vehicle power supply system 100.
  • This in-vehicle power supply system 100 is mounted on a vehicle.
  • the in-vehicle power supply system 100 includes a switch device 10 for in-vehicle power supply, a generator 1, power storage devices 21 and 22, and vehicle loads 51 and 52.
  • the generator 1 is an alternator, for example, and is represented as “ALT” in the example of FIG.
  • the generator 1 generates power with the rotation of the engine and outputs a DC voltage.
  • the generator 1 may generate power during regeneration of the vehicle and output regenerative power. Thereby, the energy accompanying regeneration of a vehicle can be used effectively.
  • regeneration refers to, for example, traveling of the vehicle in a state where the accelerator opening is an initial value (a value when the accelerator pedal is not depressed by the driver).
  • the power storage device 21 is, for example, a lead battery
  • the power storage device 22 is, for example, a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.
  • the power storage devices 21 and 22 are charged by the generator 1 through the switch device 10 and supply power to the vehicle loads 51 and 52 through the switch device 10.
  • Vehicle loads 51 and 52 are loads mounted on the vehicle.
  • the vehicle loads 51 and 52 may have the same function. In this case, even if an abnormality occurs in one of the vehicle loads 51 and 52, the loss of the function can be avoided by exerting the function of the other. That is, the function of the vehicle load can be made redundant.
  • the vehicle loads 51 and 52 are, for example, headlights, steering motors, or brake motors. For example, in a vehicle that can perform automatic driving, it is effective for stable automatic driving to make the load function related to traveling redundant.
  • the switch device 10 can appropriately connect the generator 1, the power storage devices 21 and 22, and the vehicle loads 51 and 52.
  • the switch device 10 includes switches 41 and 42, a separation switch 43, and a control device 110.
  • the control device 110 includes control circuits 311 and 321 and a logic circuit 11.
  • the switch device 10 includes communication circuits 316, 326, power supply circuits 312, 322, voltage detection circuits 313, 323, 332, 333, current detection circuits 314, 324, 334, and diodes D11, D12. , D21, D22 may be further provided.
  • the switch 41 is, for example, a relay, and is connected between the generator 1 and the power storage device 21, and is connected between the vehicle load 51 and the power storage device 21.
  • the switch 42 is a relay, for example, and is connected between the vehicle load 52 and the power storage device 22.
  • the separation switch 43 is a relay, for example, and is connected between one end of the switch 41 on the vehicle load 51 side and one end of the switch 42 on the vehicle load 52 side. That is, the separation switch 43 is connected to the power storage device 21 via the switch 41 and is connected to the power storage device 22 via the switch 42.
  • the switch device 10 When the switches 41, 42 and the separation switch 43 are turned on / off, the switch device 10 appropriately connects the generator 1, the power storage devices 21, 22, and the vehicle loads 51, 52.
  • the generator 1, the power storage device 21 and the vehicle load 51 are electrically connected to each other, and the power storage device 22 and the vehicle load 52 are electrically connected to each other.
  • the generator 1, the power storage device 21, and the vehicle load 51 are electrically disconnected from the power storage device 22 and the vehicle load 52.
  • the vehicle load 51 is fed from the generator 1 or the power storage device 21, and the vehicle load 52 is fed from the power storage device 22.
  • the control circuit 311 controls on / off of the switch 41. Specifically, the control circuit 311 outputs a control signal S1 to the switch 41. The switch 41 is turned on / off according to the control signal S1. In addition, the control circuit 311 outputs a temporary control signal S31 for the separation switch 43 to the logic circuit 11.
  • the control circuit 321 controls on / off of the switch 42. Specifically, the control circuit 321 outputs a control signal S2 to the switch 42. The switch 42 is turned on / off according to the control signal S2. The control circuit 321 outputs a temporary control signal S32 for the separation switch 43 to the logic circuit 11.
  • the logic circuit 11 outputs the control signal S3 to the separation switch 43 based on the temporary control signals S31 and S32.
  • the logic circuit 11 turns on the separation switch 43 when both of the temporary control signals S31 and S32 indicate that the separation switch 43 is on, and at least one of the temporary control signals S31 and S32 indicates that the separation switch 43 is on. When OFF is indicated, the separation switch 43 is turned OFF.
  • the logic circuit 11 is an AND circuit, for example.
  • one set of the control circuits 311 and 321 and the logic circuit 11 is a control device that controls the switches 41 and 42 and the separation switch 43.
  • the control circuit 311 includes a microcomputer and a storage device.
  • the microcomputer executes each processing step (in other words, a procedure) described in the program.
  • the storage device is composed of one or more of various storage devices such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a rewritable nonvolatile memory (EPROM (Erasable Programmable ROM), etc.), and a hard disk device, for example. Is possible.
  • the storage device stores various information, data, and the like, stores a program executed by the microcomputer, and provides a work area for executing the program.
  • the microcomputer functions as various means corresponding to each processing step described in the program, or can realize that various functions corresponding to each processing step are realized.
  • the control circuit 311 is not limited to this, and various procedures executed by the control circuit 311 or various means or various functions implemented may be realized by hardware. The same applies to the control circuit 321.
  • Control circuits 311 and 321 can communicate with each other via communication circuits 316 and 326. This communication may be performed based on CAN (Controller (Area Network), for example.
  • the control circuits 311 and 321 can communicate with each other to control the switches 41 and 42 and the separation switch 43 in a coordinated manner.
  • control circuits 311 and 321 may communicate with other devices via the communication circuits 316 and 326, respectively.
  • the control circuits 311 and 321 may receive information indicating regeneration of the vehicle from the engine ECU.
  • the engine ECU may transmit the accelerator opening to the control circuits 311 and 321.
  • the control circuits 311 and 321 output control signals S1 and S2 for turning on the switches 41 and 42, respectively, and temporary control for turning on the separation switch 43 in response to the start of power generation by the generator 1. Signals S31 and S32 are output.
  • the generator 1 is outputting regenerative electric power should just be notified to the control circuits 311 and 321 from another apparatus, for example.
  • the engine ECU may transmit the regeneration of the vehicle to the control circuits 311 and 321, and the control circuits 311 and 321 may determine that the generator 1 outputs the regenerative power based on this.
  • the logic circuit 11 outputs a control signal S3 for turning on the separation switch 43 based on the temporary control signals S31 and S32.
  • the switches 41 and 42 and the separation switch 43 are turned on. Therefore, the regenerative electric power from the generator 1 is supplied to both the electrical storage devices 21 and 22, and the electrical storage devices 21 and 22 can be charged.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a specific example of the operation of the control circuits 311 and 321.
  • the control circuits 311 and 321 determine whether or not the generator 1 has started to output regenerative power. This may be determined based on a notification from an external device (for example, an engine ECU). When it is determined that the output of regenerative power is not started, the control circuits 311 and 321 execute step ST1 again.
  • the control circuit 311 turns on the switch 41 and outputs an on-state temporary control signal S31.
  • step ST3 the control circuit 321 turns on the switch 42 and outputs an on-state temporary control signal S32. Therefore, the separation switch 43 is turned on by the control signal S3.
  • step ST1 may be performed by one of the control circuits 311 and 321 and the determination result notified to the other.
  • the power system here refers to a path connecting the generator 1, the power storage devices 21 and 22, the switches 41 and 42, the separation switch 43, and the vehicle loads 51 and 52.
  • the power system on the generator 1, power storage device 21 and vehicle load 51 side from the separation switch 43 is also referred to as a first system 71
  • the power system on the power storage device 22 and vehicle load 52 side from the separation switch 43 is the first power system.
  • two systems 72 The switch 41 belongs to the first system 71 and the switch 42 belongs to the second system 72.
  • the separation switch 43 is connected between the first system 71 and the second system 72 and selects between conduction / non-conduction.
  • control circuits 311 and 321 When a ground fault occurs on the second system 72 side, the control circuits 311 and 321 output temporary control signals S31 and S32 for turning off the separation switch 43, respectively, in order to disconnect the second system 72 from the first system 71. To do. Thereby, the influence on this 1st system
  • control circuit 311 turns on the switch 41 so that the first system 71 in which no ground fault has occurred functions. Thereby, the vehicle load 51 is powered by the power storage device 21 or the generator 1 and can exhibit its function.
  • control circuit 321 may turn off the switch. This is because the power storage device 22 cannot supply power to the vehicle load 52.
  • control circuits 311 and 321 provide temporary control signals S31 and S32 for turning off the separation switch 43 in order to disconnect the first system 71 from the second system 72, respectively. Is output. Thereby, the influence on this 2nd system
  • control circuit 321 turns on the switch 42 in order to make the second system 72 in which no ground fault has occurred function.
  • the vehicle load 52 is powered by the power storage device 22 and can perform its function.
  • control circuit 311 may turn off the switch 41. This is because the power storage device 21 cannot supply power to the vehicle load 51.
  • Ground faults are detected based on voltage or current.
  • voltage detection circuits 313, 323, 332, 333 and current detection circuits 314, 324, 334 that function as a ground fault detection unit are provided.
  • the voltage detection circuit 313 detects the terminal voltage of the power storage device 21 on the power storage device 21 side of the switch 41, for example, and outputs the detected voltage to the control circuit 311.
  • the voltage detection circuit 323 detects the terminal voltage of the power storage device 22, for example, on the power storage device 22 side of the switch 42, and outputs the detected voltage to the control circuit 321, for example.
  • the voltage detection circuit 332 detects a voltage applied between the wiring between the switch 41 and the separation switch 43 and the ground, and outputs the detected voltage to the control circuit 311.
  • the voltage detection circuit 333 detects a voltage applied between the wiring between the switch 42 and the separation switch 43 and the ground, and outputs the detected voltage to, for example, the control circuit 311.
  • the current detection circuit 314 detects the current flowing through the power storage device 21 and outputs the detected current to the control circuit 311.
  • a shunt resistor 315 is provided. Shunt resistor 315 is connected in series with switch 41 between each of generator 1 and vehicle load 51 and power storage device 21.
  • the current detection circuit 314 detects the voltage across the shunt resistor 315. The current flowing through the shunt resistor 315 can be calculated based on the voltage across the shunt resistor 315 and the resistance value.
  • the current detection circuit 324 detects the current flowing through the power storage device 22 and outputs the detected current to the control circuit 321.
  • a shunt resistor 325 is provided. Shunt resistor 325 is connected in series with switch 42 between each of separation switch 43 and vehicle load 52 and power storage device 22.
  • the current detection circuit 324 detects the voltage across the shunt resistor 325. The current flowing through the shunt resistor 325 can be calculated based on the voltage across the shunt resistor 325 and the resistance value.
  • the current detection circuit 334 detects the current flowing through the separation switch 43 and outputs the detected current to the control circuit 311.
  • a shunt resistor 335 is provided.
  • the shunt resistor 335 is connected in series with the separation switch 43 between each of the generator 1, the vehicle load 51 and the switch 41, and each of the vehicle load 52 and the switch 42.
  • the current detection circuit 334 detects the voltage across the shunt resistor 335.
  • the current flowing through the shunt resistor 335 can be calculated based on the voltage across the shunt resistor 335 and the resistance value.
  • each voltage detection unit or each current detection unit can detect the ground fault.
  • a large current ground fault current
  • the voltage detected by any of the voltage detection circuits 313, 323, 332, and 333 is smaller than a predetermined value, or the current detection circuit 314
  • the occurrence of a ground fault may be detected when the current detected by any of 324 and 334 is greater than a predetermined value.
  • the control circuits 311 and 321 output temporary control signals S31 and S32 for turning off the separation switch 43, respectively, in response to the detection of the ground fault. As described above, this is because the separation switch 43 is turned off regardless of whether a ground fault occurs in the first system 71 or in the second system 72. As a result, the first system 71 and the second system 72 are separated.
  • the control circuit 311 turns off the switch 41 when it is determined that an entanglement has occurred.
  • the second system 72 turns off the switch 42 by determining that a ground fault has occurred on the side.
  • the ground fault and the second system 72 side cannot be shut off even if the switch 41 is turned off. If it is turned off, the blocking is realized. In other words, whether the ground fault in the first system 71 occurs on the power storage device 21 side with respect to the switch 41 or on the opposite side of the power storage device 21, and whether the operation of the switch 41 is good or not, the separation switch 43.
  • the above-described blocking can be realized by turning off.
  • control circuits 311 and 321 and a logic circuit 11 are provided. As a result, even if one of the control circuits 311 and 321 tries to keep the separation switch 43 on due to malfunction, the other can turn off the separation switch 43. For example, even if the control circuit 311 outputs an ON temporary control signal S31 due to a malfunction, the logic circuit 11 outputs an OFF control signal S3 by appropriately outputting the OFF temporary control signal S32. To do. Thereby, the separation switch 43 can be turned off more reliably.
  • control circuits 311 and 321 control the switches 41 and 42 independently of each other. That is, the control circuit 311 controls the switch 41 independently of the control circuit 321, and the control circuit 321 controls the switch 42 independently of the control circuit 311. Therefore, the processing of the control circuits 311 and 321 can be simplified as compared with the structure in which the switches 41 and 42 are controlled by the control circuits 311 and 321. Further, since the logic circuit for the switches 41 and 42 is not required, the manufacturing cost and the circuit scale can be reduced.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the control circuits 311 and 321.
  • the control circuits 311 and 321 determine whether or not a ground fault has occurred. Note that the control circuits 311 and 321 may transmit determination results to each other. Thus, even when the control circuits 311 and 321 detect ground faults at different locations, the control circuits 311 and 321 can recognize the occurrence of the ground fault.
  • step ST12 the control circuits 311 and 321 output temporary control signals S31 and S32 that are off, respectively.
  • step ST13 the control circuit 311 determines whether or not a ground fault has occurred in the first system 71. When it is determined that a ground fault has occurred in the first system 71, the control circuit 311 turns off the switch 41 in step ST14. After step ST14 or when it is determined in step ST13 that a ground fault has not occurred in the first system 71, in step ST15, the control circuit 321 has a ground fault in the second system 72. Judge whether or not. When it is determined that a ground fault has occurred in the second system 72, the control circuit 321 turns off the switch 42. When it is determined that no ground fault has occurred in the second system 72, the process ends without executing step ST16.
  • step ST12 does not necessarily need to be performed between steps ST11 and ST13, and should just be performed after the time when the positive judgment was made in step ST11.
  • the control circuit 311 turns off the switch 41, even if it turns on the isolation
  • the influence on the power storage device 22 can be avoided. That is, in order to avoid the influence on the second system 72 due to the ground fault of the first system 71, it is desired to turn off the separation switch 43 more reliably, but the second of the ground fault is caused by the switch 41 being turned off. If the influence on the system 72 can be avoided, the separation switch 43 may be turned on. Therefore, at this time, the control circuits 311 and 321 may output temporary control signals S31 and S32 for turning on the separation switch 43. According to this, the power storage device 22 can supply power to the vehicle loads 51 and 52. An example of specific processing will be described below.
  • the control circuits 311 and 321 output temporary control signals S31 and S32 to turn on the separation switch 43 again with the switch 41 and the separation switch 43 turned off.
  • a ground fault current flows from the power storage device 22 via the switch 42 and the separation switch 43.
  • the separation switch 43 is kept on. Thereby, the power storage device 22 can also supply power to the vehicle load 51.
  • control circuits 311 and 321 output temporary control signals S31 and S32 to turn off the separation switch 43, respectively. Thereby, the influence on the electrical storage apparatus 22 of the said ground fault can be avoided.
  • control circuit 321 can turn off the separation switch 43 alone. Therefore, even in this case, the influence of the ground fault on the second system 72 can be avoided. Note that the control circuit 321 can recognize the runaway of the control circuit 311 by not properly receiving a signal from the control circuit 311, for example.
  • the same processing can be performed. That is, if the control circuit 311 turns off the switch 42 at this time, even if the separation switch 43 is turned on, the influence of the ground fault on the power storage device 21 can be avoided, so that the control circuits 311 and 321 are separated. Temporary control signals S31 and S32 for turning on the switch 43 may be output. Thereby, the generator 1 or the power storage device 21 can supply power not only to the vehicle load 51 but also to the vehicle load 52.
  • the control circuit 311 receives power from the power supply circuit 312 and operates.
  • the power supply circuit 312 is connected to the power storage devices 21 and 22 via diodes D11 and D21, for example, on the input side thereof.
  • the forward direction of the diode D11 is a direction in which a current flows from the power storage device 21 to the power supply circuit 312, and the forward direction of the diode D21 is a direction in which a current flows from the power storage device 22 to the power supply circuit 312.
  • the forward direction of the diode D11 and the forward direction of the diode D21 are the same direction as viewed from the power supply circuit 312, and the diodes D11 and D21 avoid current wraparound between the power storage devices 21 and 22.
  • the power supply circuit 312 converts the input voltage into a voltage suitable as the operating voltage of the control circuit 311 and outputs the voltage.
  • the power supply circuit 312 is a switching regulator, for example.
  • the control circuit 321 also receives power from the power supply circuit 322 and operates similarly to the control circuit 311.
  • the power supply circuit 322 is connected to the power storage devices 21 and 22 via diodes D12 and D22, for example, on the input side thereof.
  • the forward direction of the diode D12 is a direction in which a current flows from the power storage device 21 to the power supply circuit 322, and the forward direction of the diode D22 is a direction in which a current flows from the power storage device 22 to the power supply circuit 322.
  • the forward direction of the diode D12 and the forward direction of the diode D22 are the same as viewed from the power supply circuit 322, and the diodes D12 and D22 avoid a current wraparound between the power storage devices 21 and 22.
  • the power supply circuit 322 converts the input voltage into a voltage suitable as the operating voltage of the control circuit 321 and outputs the voltage.
  • the power supply circuit 322 is a switching regulator, for example.
  • the switch device 10 includes, for example, a package.
  • This package may contain all of the above-described configurations of the switch device 10. Thereby, the switch apparatus 10 can be handled integrally and attachment of the switch apparatus 10 is easy. Moreover, all the above-mentioned structures with which the switch apparatus 10 is provided may be mounted on the predetermined
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the in-vehicle power supply system 100.
  • the in-vehicle power supply system 100 is mounted on the vehicle 200.
  • the vehicle 200 is provided with, for example, an engine room 210, a vehicle compartment 220, and a luggage room 230.
  • the luggage room 230 is provided on the opposite side of the engine room 210 with respect to the passenger compartment 220.
  • the engine room 210 is provided in front of the traveling direction of the vehicle 200, for example.
  • the power storage device 21, the switch device 10, and the generator 1 are arranged in the engine room 210.
  • the power storage device 22 is disposed on the luggage room 230 side.
  • the vehicle loads 51 and 52 are arranged on the vehicle compartment 220 side, for example.
  • the control circuits 311 and 321 turn on the switches 41 and 42, respectively, when the vehicle is powered or parked.
  • the engine ECU may notify the control circuits 311 and 321 that the vehicle is powering.
  • the power running here refers to, for example, traveling of the vehicle in a state where the accelerator opening is larger than the initial value. Moreover, you may judge that the vehicle is parked based on the notification of the engine stop from engine ECU, for example.
  • the control circuits 311 and 321 may turn on the separation switch 43 or turn it off. When the separation switch 43 is on, the generator 1 and the power storage devices 21 and 22 can supply power to the vehicle loads 51 and 52.
  • the vehicle load 51 is supplied with power from the power storage device 21 and the vehicle load 52 is supplied with power from the power storage device 22. That is, power can be supplied to the vehicle loads 51 and 52 while the first system 71 and the second system 72 are independent of each other. In addition, when a ground fault occurs in one of the first system 71 and the second system 72 in this state, the influence of the ground fault on the other system can be avoided without waiting for the determination of the occurrence of the ground fault. If the separation switch 43 is on, it is conceivable that power supply to the vehicle loads 51 and 52 may be deficient during the period from when the ground fault occurs until the separation switch 43 is turned off. If the separation switch 43 is turned off during power running or parking, even if a ground fault occurs in the first system 71, the vehicle load 52, and even if a second system 72 ground fault occurs, the vehicle load 51, respectively. Power can be supplied stably.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the control circuits 311 and 321.
  • control circuits 311 and 321 determine whether the vehicle is powering or parked. This determination can be made, for example, based on a notification from an external device (for example, engine ECU). If a negative determination is made, control circuits 311 and 321 execute step ST21 again.
  • step ST22 the control circuit 311 turns on the switch 41 and outputs an off temporary control signal S31.
  • step ST23 the control circuit 321 turns on the switch 42 and outputs an off temporary control signal S32.
  • the execution order of steps ST22 and ST23 may be reversed, or steps ST22 and ST23 may be executed in parallel.
  • the switches 41 and 42 may be normally-on type switches, and the separation switch 43 may be a normally-off type switch. According to this, even when the control circuits 311 and 321 stop operating at the time of parking, for example, the switches 41 and 42 can be turned on and the separation switch 43 can be turned off. Therefore, power consumption during parking can be reduced.
  • Control circuit 311 may calculate the charging rate of power storage device 21 based on this open circuit voltage.
  • the relationship between the open circuit voltage and the charging rate may be set in advance and stored in a storage medium, for example. Since the relationship between the open-circuit voltage and the charging rate can be obtained in advance almost accurately, the control circuit 311 can obtain the charging rate of the power storage device 21 with high accuracy. Hereinafter, this calculation is also referred to as high-precision calculation.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control circuits 311 and 321 when the charging rate of the power storage device 21 is calculated.
  • the control circuit 311 turns off the switch 41, the control circuit 321 turns on the switch 42, and the control circuits 311 and 321 output temporary control signals S31 and S32 that are on, respectively. Thereby, the separation switch 43 is turned on.
  • step ST ⁇ b> 32 voltage detection circuit 313 detects the terminal voltage of power storage device 21 as an open voltage, and outputs this to control circuit 311.
  • step ST33 the control circuit 311 calculates the charging rate of the power storage device 21 based on the open circuit voltage. Note that after detecting the open circuit voltage, the control circuits 311 and 321 may return the switches 41 and 42 and the separation switch 43 to the state before step ST31.
  • the charging rate of the power storage device 21 may be calculated by the following method using the charging rate calculated in the high-accuracy calculation. That is, once the switch 41 is turned off and the charging rate is obtained by high accuracy calculation, the switch 41 is turned on and the charging rate is calculated as follows.
  • the control circuit 311 detects the current flowing through the power storage device 21 using the current detection circuit 314, the charge rate calculated based on the open circuit voltage, and the detected current
  • the charging rate of the power storage device 21 may be calculated by a known method on the basis of the integration. Although this calculation method is lower in calculation accuracy of the charging rate than the high accuracy calculation, the switch 41 can be turned on, so that the power storage device 21 can function as a power source for the vehicle load 51.
  • calculation based on integration of current is also referred to as low-accuracy calculation.
  • the control circuit 311 may repeatedly perform high accuracy calculation and low accuracy calculation. For example, high accuracy calculation may be performed every time low accuracy calculation is performed a plurality of times. In the low-accuracy calculation, the charging rate may be calculated based on the charging rate calculated using the most recent high-accuracy calculation and the current integration. According to this, it is possible to reduce an error that occurs every time low-precision calculation is performed a plurality of times, every time high-precision calculation is performed.
  • the charging rate of the power storage device 21 has been described, but the same applies to the power storage device 22. That is, while the switch 41 and the separation switch 43 are turned on and the switch 42 is turned off, the terminal voltage of the power storage device 22 is detected as an open voltage, and the charging rate of the power storage device 22 is calculated based on the open voltage. . Thereby, the charging rate of the power storage device 22 can be calculated with high accuracy.
  • the charging rate of the power storage device 22 is calculated using the current flowing through the power storage device 22 and the charging rate calculated based on the open circuit voltage. Also in the power storage device 22, the high accuracy calculation and the low accuracy calculation may be repeatedly executed.
  • Switch apparatus for vehicle-mounted power supplies 11 Logic circuit 21, 22 Power storage device (1st power storage device and 2nd power storage device) 41, 42 switches (first switch and second switch) 43 Separation switch 51, 52 Vehicle load (first vehicle load and second vehicle load) 71 1st system 72 2nd system 110 Control apparatus 311 321 Control circuit (1st control circuit and 2nd control circuit) 313 Voltage detection circuit S31, S32 Temporary control signal (first temporary control signal and second temporary control signal)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

地絡発生時において２つの蓄電装置の間に設けられるスイッチをより確実にオフできる車載電源用のスイッチ装置を提供する。第１系統は発電機、発電機によって充電される第１蓄電装置、および、第１蓄電装置から給電される第１車両負荷を含む。第２系統は第２蓄電装置および第２蓄電装置から給電される第２車両負荷を含む。分離スイッチは第１系統と第２系統との間に接続される。第１制御回路および第２制御回路は、それぞれ分離スイッチを制御するための第１仮制御信号および第２仮制御信号を出力する。論理回路は、第１仮制御信号および第２仮制御信号のいずれもがオンを示すときに分離スイッチをオンする。第１制御回路および第２制御回路は、発電機の発電中に、オンを示す第１仮制御信号および第２仮制御信号を出力し、地絡が生じたときには、オフを示す第１仮制御信号および第２仮制御信号を出力する。

Description

車載電源用のスイッチ装置および制御装置
　この発明は、車載電源用のスイッチ装置および制御装置に関する。
　特許文献１には、鉛蓄電池およびリチウムイオン蓄電池を搭載した車両が記載されている。鉛蓄電池はオルタネータ、スタータおよび第１電気負荷に直接に接続される。またこの鉛蓄電池は双方向の半導体スイッチを介して第２電気負荷にも接続されている。リチウムイオン蓄電池はＬｉ（リチウム）蓄電池リレーを介して第２電気負荷に接続されている。
　特許文献１では、鉛蓄電池およびリチウムイオン蓄電池の充電率を算出し、その充電率などを用いた条件に基づいて、半導体スイッチおよびＬｉ蓄電池リレーを制御している。
特開２０１２－１３０１０８号公報
　例えば特許文献１において、鉛蓄電池と半導体スイッチとの間において、地絡が生じたときには、半導体スイッチをオフすることで、リチウムイオン蓄電池を当該地絡から切り離すことができる。これにより、リチウムイオン蓄電池は第２電気負荷に給電できる。しかしながら、特許文献１では、単一のＥＣＵ(Electronic Control Unit)が半導体スイッチをオフしている。よって、このＥＣＵに何らかの不具合が生じると、半導体スイッチをオフすることができず、リチウムイオン電池を地絡から切り離すことができない。
　そこで本発明は、地絡発生時において２つの蓄電装置の間に設けられるスイッチをより確実にオフできる車載電源用のスイッチ装置を提供することを目的とする。
　本発明にかかる車載電源用のスイッチ装置の第１の態様は、分離スイッチ、第１制御回路、第２制御回路および論理回路を備える。分離スイッチは、第１系統と第２系統との間に接続される。第１系統は、発電機、第１蓄電装置および第１車両負荷を備える。発電機は少なくとも車両の回生時に発電する。第１蓄電装置は、発電機によって充電される。第１車両負荷は第１蓄電装置から給電される。第２系統は、第２蓄電装置および第２車両負荷を備える。第２車両負荷は、第２蓄電装置から給電される。第１制御回路は、分離スイッチのオン／オフを制御するための第１仮制御信号を出力する。第２制御回路は、分離スイッチのオン／オフを制御するための第２仮制御信号を出力する。論理回路は、第１仮制御信号および第２仮制御信号の少なくともいずれか一方がオフを示すときに分離スイッチをオフし、第１仮制御信号および第２仮制御信号のいずれもがオンを示すときに分離スイッチをオンする。第１制御回路および第２制御回路は、発電機の発電の開始に応じて、オンを示す第１仮制御信号および第２仮制御信号を出力し、第１系統または第２系統に地絡が生じたときには、オフを示す第１仮制御信号および第２仮制御信号を出力する。
　本発明にかかる車載電源用のスイッチ装置の第２の態様は、第１の態様にかかる車載電源用のスイッチ装置であって、第１スイッチと第２スイッチとを更に備える。第１スイッチは、発電機および第１車両負荷の各々と、第１蓄電装置との間に接続され、第１制御回路によってオン／オフが制御される。第２スイッチは、第２車両負荷と第２蓄電装置との間に接続され、第２制御回路によってオン／オフが制御される。
　本発明にかかる車載電源用のスイッチ装置の第３の態様は、第２の態様にかかる車載電源用のスイッチ装置であって、電圧検出回路を更に備える。電圧検出回路は、第１スイッチよりも第１蓄電装置側において、第１蓄電装置の端子電圧を検出する。第１スイッチがオフし、第２スイッチがオンし、分離スイッチがオンした状態で、第１制御回路は、端子電圧に基づいて第１蓄電装置の充電率を求める。
　本発明にかかる車載電源用のスイッチ装置の第４の態様は、第２または第３に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、車両の力行中および駐車中に、第１制御回路は、第１スイッチをオンし、オフを示す第１仮制御信号を出力し、第２制御回路は、第２スイッチをオンし、オフを示す第２仮制御信号を出力する。
　本発明にかかる車載電源用のスイッチ装置の第５の態様は、第２から第４のいずれか一つの態様にかかる車載電源用のスイッチ装置であって、第１スイッチおよび第２スイッチはノーマリオン型のスイッチであり、分離スイッチはノーマリオフ型のスイッチである。
　本発明にかかる車載電源用のスイッチ装置の第６の態様は、第１から第５のいずれか一つにかかる車載電源用のスイッチ装置であって、分離スイッチ、第１制御回路、第２制御回路および論理回路を収納するパッケージを備える。
　本発明にかかる制御装置の態様は、車載電源用のスイッチ装置を制御する装置である。当該スイッチ装置は、分離スイッチを備える。分離スイッチは第１系統と第２系統との間に接続される。第１系統は発電機、第１蓄電装置および第１車両負荷を備える。発電機は、少なくとも車両の回生時に発電する。第１蓄電装置は発電機によって充電される。第１車両負荷は第１蓄電装置から給電される。第２系統は第２蓄電装置および第２車両負荷を備える。第２車両負荷は第２蓄電装置から給電される。制御装置は、第１制御回路、第２制御回路および論理回路を備える。第１制御回路は、分離スイッチのオン／オフを制御するための第１仮制御信号を出力する。第２制御回路は、分離スイッチのオン／オフを制御するための第２仮制御信号を出力する。論理回路は、第１仮制御信号および第２仮制御信号の少なくともいずれか一方がオフを示すときに、分離スイッチをオフし、第１仮制御信号および第２仮制御信号のいずれもがオンを示すときに、分離スイッチをオンする。第１制御回路および第２制御回路は、発電機の発電の開始に応じて、オンを示す第１仮制御信号および第２仮制御信号を出力し、第１系統または第２系統に地絡が生じたと判断したときには、オフを示す第１仮制御信号および第２仮制御信号を出力する。
　本発明にかかる車載電源用のスイッチ装置の第１の態様および制御装置の態様によれば、第１制御回路および第２制御回路の一方が暴走したとしても、他方によって分離スイッチをオフできるので、第１系統および第２系統の一方で生じた地絡の、他方への影響をより確実に抑制することができる。
　本発明にかかる車載電源用のスイッチ装置の第２の態様によれば、第１スイッチおよび第２スイッチの各々については、これを制御するための論理回路を設ける必要がない。この場合、製造コストおよび回路規模を低減できる。また第１スイッチよりも第１蓄電装置側の地絡に対しては、第１スイッチのオフにより、当該地絡と第２系統を遮断できる。同様に、第２スイッチよりも第２蓄電装置側の地絡に対しては、第２スイッチのオフにより、当該地絡と第１系統を遮断できる。
　本発明にかかる車載電源用のスイッチ装置の第３の態様によれば、開放電圧に基づいて充電率を算出できるので、高い精度で充電率を算出できる。また第２スイッチのみならず第３スイッチをもオンしているので、第２蓄電装置から第２車両負荷のみならず第１車両負荷へも電力を供給しつつ、開放電圧に基づいて第１蓄電装置の充電率を算出できる。
　本発明にかかる車載電源用のスイッチ装置の第４の態様によれば、第１系統および第２系統が互いに独立した状態で、第１車両負荷および第２車両負荷へ給電できる。またこの状態で第１系統および第２系統の一方に地絡が生じたときには、地絡発生の判断を待つことなく、当該地絡の、他方の系統への影響を回避できる。
　本発明にかかる車載電源用のスイッチ装置の第５の態様によれば、例えば駐車時に、消費電力を抑制して、第１スイッチおよび第２スイッチをオンしつつ、分離スイッチをオフできる。
　本発明にかかる車載電源用のスイッチ装置の第６の態様によれば、スイッチ装置を一体で取り扱うことができるので、取り付けを容易にできる。
車載電源システムの一例を概略的に示す図である。 制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。 制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。 車載電源システムの一例を概略的に示すブロック図である。 制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。 制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
　＜構成＞
　図１は、車載電源システム１００の構成の一例を概略的に示す図である。この車載電源システム１００は車両に搭載される。車載電源システム１００は、車載電源用のスイッチ装置１０と発電機１と蓄電装置２１，２２と車両負荷５１，５２とを備えている。
　発電機１は例えばオルタネータであって、図１の例示では「ＡＬＴ」と表記されている。例えば発電機１はエンジンの回転に伴って発電して、直流電圧を出力する。この発電機１は、例えば車両の回生時に発電して、回生電力を出力してもよい。これにより、車両の回生に伴うエネルギーを有効に活用することができる。なおここでいう回生とは、例えば、アクセル開度が初期値（運転手によってアクセルペダルが踏まれていないときの値）である状態での車両の走行をいう。
　蓄電装置２１は例えば鉛バッテリであり、蓄電装置２２は例えばリチウムイオンバッテリまたはニッケル水素バッテリである。蓄電装置２１，２２はスイッチ装置１０を介して発電機１によって充電され、またスイッチ装置１０を介して車両負荷５１，５２に給電する。
　車両負荷５１，５２は車両に搭載される負荷である。例えば車両負荷５１，５２は同じ機能を有していてもよい。この場合、車両負荷５１，５２のいずれか一方に異常が生じても、他方がその機能を発揮することで、当該機能の消失を回避することができる。つまり車両負荷の機能を冗長できる。車両負荷５１，５２は、例えばヘッドライト、ステアリング用の電動機、または、ブレーキ用の電動機である。例えば自動運転を行うことができる車両においては、走行に関する負荷の機能を冗長することが、安定的な自動運転にとって有効である。
　スイッチ装置１０は発電機１、蓄電装置２１，２２および車両負荷５１，５２を適宜に接続することができる。例えばスイッチ装置１０はスイッチ４１，４２と分離スイッチ４３と制御装置１１０とを備えている。制御装置１１０は制御回路３１１，３２１と論理回路１１とを備えている。なお図１に例示するように、スイッチ装置１０は、通信回路３１６，３２６と電源回路３１２，３２２と電圧検出回路３１３，３２３，３３２，３３３と電流検出回路３１４，３２４，３３４とダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２とを更に備えていてもよい。
　スイッチ４１は例えばリレーであって、発電機１と蓄電装置２１との間に接続されており、また車両負荷５１と蓄電装置２１との間に接続されている。スイッチ４２は例えばリレーであって、車両負荷５２と蓄電装置２２との間に接続されている。分離スイッチ４３は例えばリレーであって、スイッチ４１の車両負荷５１側の一端と、スイッチ４２の車両負荷５２側の一端との間に接続されている。つまり分離スイッチ４３はスイッチ４１を介して蓄電装置２１に接続され、スイッチ４２を介して蓄電装置２２に接続される。
　スイッチ４１，４２および分離スイッチ４３のオン／オフによって、スイッチ装置１０は発電機１，蓄電装置２１，２２および車両負荷５１，５２を適宜に導通する。例えばスイッチ４１，４２がオンし、分離スイッチ４３がオフしているときには、発電機１、蓄電装置２１および車両負荷５１は互いに導通し、蓄電装置２２および車両負荷５２は互いに導通する。また発電機１、蓄電装置２１および車両負荷５１は蓄電装置２２および車両負荷５２と電気的に切り離される。このとき、車両負荷５１は発電機１または蓄電装置２１から給電され、車両負荷５２は蓄電装置２２から給電される。
　制御回路３１１はスイッチ４１のオン／オフを制御する。具体的には、制御回路３１１はスイッチ４１へと制御信号Ｓ１を出力する。スイッチ４１は制御信号Ｓ１に応じてオン／オフする。また、制御回路３１１は分離スイッチ４３用の仮制御信号Ｓ３１を論理回路１１へと出力する。
　制御回路３２１はスイッチ４２のオン／オフを制御する。具体的には、制御回路３２１はスイッチ４２へと制御信号Ｓ２を出力する。スイッチ４２は制御信号Ｓ２に応じてオン／オフする。また制御回路３２１は分離スイッチ４３用の仮制御信号Ｓ３２を論理回路１１へと出力する。
　論理回路１１は、仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２に基づいて制御信号Ｓ３を分離スイッチ４３へと出力する。論理回路１１は、仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２のいずれもが分離スイッチ４３のオンを示しているときに、分離スイッチ４３をオンさせ、仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２の少なくともいずれか一方が分離スイッチ４３のオフを示しているときに、分離スイッチ４３をオフさせる。論理回路１１は例えばアンド回路である。
　以上のように、制御回路３１１，３２１および論理回路１１の一組は、スイッチ４１，４２および分離スイッチ４３を制御する制御装置である。
　なおここでは、制御回路３１１はマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成される。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ（換言すれば手順）を実行する。上記記憶装置は、例えばＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable ROM)等）、ハードディスク装置などの各種記憶装置の１つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、制御回路３１１はこれに限らず、制御回路３１１によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアで実現しても構わない。制御回路３２１も同様である。
　制御回路３１１，３２１は通信回路３１６，３２６を介して相互に通信することができる。この通信は例えばＣＡＮ(Controller Area Network)に準拠して行ってもよい。制御回路３１１，３２１は互いに通信して、スイッチ４１，４２および分離スイッチ４３を協調して制御することができる。
　また制御回路３１１，３２１は、それぞれ通信回路３１６，３２６を介して、他の装置と通信を行ってもよい。例えば不図示のエンジンＥＣＵ(Electronic Control Unit)が設けられる場合、制御回路３１１，３２１は、車両の回生を示す情報を、このエンジンＥＣＵから受信してもよい。あるいは、エンジンＥＣＵはアクセルの開度を制御回路３１１，３２１に送信してもよい。
　＜回生電力＞
　例えば制御回路３１１，３２１は、発電機１の発電の開始に応じて、それぞれスイッチ４１，４２をオンするための制御信号Ｓ１，Ｓ２を出力し、また、分離スイッチ４３をオンするための仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２をそれぞれ出力する。なお発電機１が回生電力を出力していることは、例えば他の装置から制御回路３１１，３２１へと通知されればよい。例えば、エンジンＥＣＵが車両の回生を制御回路３１１，３２１に送信し、制御回路３１１，３２１がこれに基づいて発電機１が回生電力を出力していると判断してもよい。論理回路１１は、仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２に基づいて、分離スイッチ４３をオンするための制御信号Ｓ３を出力する。これにより、スイッチ４１，４２および分離スイッチ４３がオンする。よって、発電機１からの回生電力が蓄電装置２１，２２の両方に供給され、蓄電装置２１，２２を充電することができる。
　図２は、制御回路３１１，３２１の上記動作の具体的な一例を示すフローチャートである。まずステップＳＴ１にて、制御回路３１１，３２１は発電機１が回生電力の出力を開始しているかどうかを判断する。これは、外部の装置（例えばエンジンＥＣＵ）からの通知に基づいて判断されればよい。回生電力の出力を開始していないと判断したときには、制御回路３１１，３２１は再びステップＳＴ１を実行する。回生電力の出力を開始していると判断したときには、ステップＳＴ２にて、制御回路３１１はスイッチ４１をオンし、オンの仮制御信号Ｓ３１を出力する。次にステップＳＴ３にて制御回路３２１はスイッチ４２をオンし、オンの仮制御信号Ｓ３２を出力する。したがって制御信号Ｓ３により、分離スイッチ４３がオンする。
　なおステップＳＴ２，ＳＴ３の実行順序は逆でもよく、互いに並行して実行されてもよい。またステップＳＴ１の判断は、制御回路３１１，３２１の一方が行い、その判断結果を他方に通知してもよい。
　＜地絡＞
　以下では、電力系統に生じる地絡を考慮する。ここでいう電力系統とは、発電機１、蓄電装置２１，２２、スイッチ４１，４２、分離スイッチ４３および車両負荷５１，５２を繋ぐ経路を示す。また以下では、分離スイッチ４３よりも発電機１、蓄電装置２１および車両負荷５１側の電力系統を第１系統７１とも呼び、分離スイッチ４３よりも蓄電装置２２および車両負荷５２側の電力系統を第２系統７２とも呼ぶ。スイッチ４１は第１系統７１に属し、スイッチ４２は第２系統７２に属する。分離スイッチ４３は第１系統７１と第２系統７２とに間に接続されて、これらの導通／非導通を選択する。
　第２系統７２側に地絡が発生したときには、第２系統７２を第１系統７１から切り離すべく、制御回路３１１，３２１は、それぞれ分離スイッチ４３をオフするための仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２を出力する。これにより、この地絡の第１系統７１への影響を回避することができる。
　また地絡が発生していない第１系統７１を機能させるべく、制御回路３１１はスイッチ４１をオンする。これにより、車両負荷５１は蓄電装置２１または発電機１によって給電されて、機能を発揮することができる。
　第２系統７２では地絡が発生しているので、制御回路３２１はスイッチ４２をオフしてもよい。蓄電装置２２は車両負荷５２へと給電できないからである。
　第１系統７１側に地絡が発生したときにも、第１系統７１を第２系統７２から切り離すべく、制御回路３１１，３２１は、それぞれ分離スイッチ４３をオフするための仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２を出力する。これにより、この地絡の第２系統７２への影響を回避することができる。
　また地絡が発生していない第２系統７２を機能させるべく、制御回路３２１はスイッチ４２をオンする。これにより、車両負荷５２は蓄電装置２２によって給電されて、機能を発揮することができる。
　第１系統７１では地絡が発生しているので、制御回路３１１はスイッチ４１をオフしてもよい。蓄電装置２１は車両負荷５１へと給電できないからである。
　次に地絡の検出について述べる。地絡は電圧または電流に基づいて検出される。図１の例示では、例えば地絡検出部として機能する、電圧検出回路３１３，３２３，３３２，３３３および電流検出回路３１４，３２４，３３４が設けられている。
　電圧検出回路３１３は、例えばスイッチ４１よりも蓄電装置２１側において、蓄電装置２１の端子電圧を検出し、検出した電圧を制御回路３１１へと出力する。電圧検出回路３２３は、例えばスイッチ４２よりも蓄電装置２２側において、蓄電装置２２の端子電圧を検出し、検出した電圧を例えば制御回路３２１へと出力する。電圧検出回路３３２は、スイッチ４１および分離スイッチ４３の間の配線と、接地との間に印加される電圧を検出し、検出した電圧を制御回路３１１へと出力する。電圧検出回路３３３は、スイッチ４２および分離スイッチ４３の間の配線と、接地との間に印加される電圧を検出し、検出した電圧を例えば制御回路３１１へと出力する。
　電流検出回路３１４は蓄電装置２１を流れる電流を検出し、検出した電流を制御回路３１１へと出力する。図１の例示では、シャント抵抗３１５が設けられている。シャント抵抗３１５は、発電機１および車両負荷５１の各々と蓄電装置２１との間において、スイッチ４１と直列に接続されている。電流検出回路３１４はシャント抵抗３１５の両端電圧を検出する。シャント抵抗３１５を流れる電流は、シャント抵抗３１５の両端電圧および抵抗値に基づいて算出できる。
　電流検出回路３２４は蓄電装置２２を流れる電流を検出し、検出した電流を制御回路３２１へと出力する。図１の例示では、シャント抵抗３２５が設けられている。シャント抵抗３２５は、分離スイッチ４３および車両負荷５２の各々と蓄電装置２２との間において、スイッチ４２と直列に接続されている。電流検出回路３２４はシャント抵抗３２５の両端電圧を検出する。シャント抵抗３２５を流れる電流は、シャント抵抗３２５の両端電圧および抵抗値に基づいて算出できる。
　電流検出回路３３４は分離スイッチ４３を流れる電流を検出し、検出した電流を制御回路３１１へと出力する。図１の例示では、シャント抵抗３３５が設けられている。シャント抵抗３３５は、発電機１、車両負荷５１およびスイッチ４１の各々と、車両負荷５２およびスイッチ４２の各々との間において、分離スイッチ４３と直列に接続されている。電流検出回路３３４はシャント抵抗３３５の両端電圧を検出する。シャント抵抗３３５を流れる電流は、シャント抵抗３３５の両端電圧および抵抗値に基づいて算出できる。
　地絡が発生すると、大きな電流（地絡電流）が発生したり、あるいは、電圧が低下するので、各電圧検出部または各電流検出部によって、地絡を検出できる。例えばスイッチ４１，４２および分離スイッチ４３がオンしているときに、電圧検出回路３１３，３２３，３３２，３３３のいずれかによって検出される電圧が所定値よりも小さかったり、あるいは、電流検出回路３１４，３２４，３３４のいずれかによって検出される電流が所定値よりも大きいときに、地絡の発生を検出してもよい。これらの所定値は、それぞれ予め設定されて記憶媒体に記憶されていてもよい。
　制御回路３１１，３２１は、この地絡の検出に応答して、それぞれ、分離スイッチ４３をオフする仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２を出力する。上述のように、地絡が第１系統７１に発生しても第２系統７２に発生しても、分離スイッチ４３をオフさせるためである。これにより、第１系統７１と第２系統７２とが分離される。
　この状態において、例えば電圧検出回路３１３，３３２によって検出される電圧が所定値よりも小さかったり、あるいは、電流検出回路３１４によって検出される電流が所定値よりも大きいときには、第１系統７１側において地絡が発生していると判断して、制御回路３１１はスイッチ４１をオフする。
　あるいは、上記の状態において、例えば電圧検出回路３２３，３３３によって検出される電圧が所定値よりも小さかったり、あるいは、電流検出回路３２４によって検出される電流が所定値よりも大きいときには、第２系統７２側において地絡が発生していると判断して、制御回路３２１はスイッチ４２をオフする。
　ところで、このような地絡発生時には、スイッチ４１，４２に比べて、分離スイッチ４３をより確実にオフすることが望ましい。例えば第１系統７１において地絡が発生したときには、たとえスイッチ４１をオフできなくても、分離スイッチ４３さえオフできれば、当該地絡の第２系統７２への影響を回避することができる。これにより、第２系統７２において蓄電装置２２から車両負荷５２へと電力を供給できる。なお例えば第１系統７１において蓄電装置２１とスイッチ４１との間に地絡が生じている場合には、スイッチ４１をオフできれば、当該地絡の第２系統７２への影響を回避できる。しかしながら、スイッチ４１に対して蓄電装置２１とは反対側で地絡が発生しているときにはスイッチ４１をオフしても地絡と第２系統７２側との遮断を行えないが、分離スイッチ４３をオフすれば当該遮断が実現される。つまり第１系統７１における地絡がスイッチ４１に対して蓄電装置２１側で発生しても、蓄電装置２１と反対側で発生しても、またスイッチ４１の動作の良否に拘わらず、分離スイッチ４３のオフによって上記遮断を実現できる。
　同様に、第２系統７２に地絡が生じている場合、仮にスイッチ４２をオフできなくても、分離スイッチ４３さえオフできれば、当該地絡の第１系統７１側への影響を回避できる。したがって、スイッチ４１，４２のオフに優先して、分離スイッチ４３を確実にオフすることが望ましい。
　そこで、本スイッチ装置１０では、制御回路３１１，３２１および論理回路１１が設けられている。これにより、たとえ制御回路３１１，３２１の一方が誤動作によって、分離スイッチ４３のオンを維持しようとしても、他方が分離スイッチ４３をオフすることができる。例えば、制御回路３１１が誤動作により、オンの仮制御信号Ｓ３１を出力しても、制御回路３２１が適切にオフの仮制御信号Ｓ３２を出力することで、論理回路１１はオフの制御信号Ｓ３を出力する。これにより、分離スイッチ４３をより確実にオフすることができる。
　一方で上述のように、制御回路３１１，３２１は互いに独立してスイッチ４１，４２を制御する。つまり、制御回路３１１は制御回路３２１とは独立してスイッチ４１を制御し、制御回路３２１は制御回路３１１とは独立してスイッチ４２を制御する。よって、スイッチ４１，４２を、制御回路３１１，３２１によって制御する構造に比して、制御回路３１１，３２１の処理を簡易にできる。またスイッチ４１，４２用の論理回路が不要になるので、製造コストおよび回路規模を低減することができる。
　図３は、制御回路３１１，３２１の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳＴ１１にて、制御回路３１１，３２１は、それぞれ地絡が発生したか否かを判断する。なお制御回路３１１，３２１は判断結果を互いに送信するとよい。これにより、制御回路３１１，３２１が異なる箇所の地絡を検出する場合であっても、制御回路３１１，３２１は地絡の発生を認識することができる。
　地絡が発生したと判断したときには、ステップＳＴ１２にて、制御回路３１１，３２１はオフの仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２をそれぞれ出力する。次にステップＳＴ１３にて、制御回路３１１は、第１系統７１において地絡が発生しているか否かを判断する。第１系統７１に地絡が発生していると判断したときには、ステップＳＴ１４にて、制御回路３１１はスイッチ４１をオフする。ステップＳＴ１４の次、または、ステップＳＴ１３にて第１系統７１に地絡が発生していないと判断したときには、ステップＳＴ１５にて、制御回路３２１は、第２系統７２に地絡が発生しているか否かを判断する。第２系統７２に地絡が発生したと判断したときには、制御回路３２１はスイッチ４２をオフする。第２系統７２において地絡が発生していないと判断したときには、ステップＳＴ１６を実行することなく処理を終了する。
　なおステップＳＴ１３，ＳＴ１４の一組とステップＳＴ１５，ＳＴ１６の一組との実行順序は逆であってもよい。またステップＳＴ１２は、必ずしもステップＳＴ１１，ＳＴ１３の間で実行される必要はなく、ステップＳＴ１１において肯定的な判断がなされた時点よりも後に実行されればよい。
　なお、第１系統７１の地絡が、スイッチ４１よりも蓄電装置２１側で発生しているときには、制御回路３１１がスイッチ４１をオフすれば、分離スイッチ４３をオンしても、当該地絡の蓄電装置２２への影響を回避することができる。つまり、第１系統７１の地絡による第２系統７２への影響を回避するために、分離スイッチ４３をより確実にオフすることが望まれるものの、スイッチ４１のオフによって、当該地絡の第２系統７２への影響を回避できる場合には、分離スイッチ４３をオンしてもよいのである。よってこのとき、制御回路３１１，３２１は、分離スイッチ４３をオンする仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２を出力してもよい。これによれば、蓄電装置２２が車両負荷５１，５２へと給電することができる。以下に具体的な処理の一例を説明する。
　例えば第１系統７１の地絡に応答して、スイッチ４１および分離スイッチ４３をオフした状態で、制御回路３１１，３２１は、分離スイッチ４３を再びオンすべく、仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２をそれぞれ出力する。もし地絡がスイッチ４１よりも発電機１または車両負荷５１側に発生していれば、蓄電装置２２からスイッチ４２および分離スイッチ４３を経由して、地絡電流が流れる。逆に言えば、この状態で、蓄電装置２２を流れる電流が所定値よりも小さいときには、スイッチ４１よりも蓄電装置２１側に地絡が生じていると判断することができる。よって、当該電流が所定値よりも小さいときには、分離スイッチ４３をオンに維持する。これにより、蓄電装置２２は車両負荷５１へも給電できる。その一方で、当該電流が所定値よりも大きいときには、制御回路３１１，３２１は、分離スイッチ４３をターンオフすべく、仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２をそれぞれ出力する。これにより、当該地絡の蓄電装置２２への影響を回避することができる。
　なおスイッチ４１よりも蓄電装置２１側に地絡が生じたと判断したときに、制御回路３１１が暴走してスイッチ４１をオンしたとしても、制御回路３２１が単独で分離スイッチ４３をオフできる。よってこの場合でも、当該地絡の第２系統７２への影響を回避することができる。なお制御回路３２１は、例えば制御回路３１１から適切に信号を受信しないことにより、制御回路３１１の暴走を認識できる。
　また第２系統７２において、スイッチ４２よりも蓄電装置２２側に地絡が発生したときにも同様に処理できる。つまり、このとき制御回路３１１がスイッチ４２をオフすれば、分離スイッチ４３をオンしても、当該地絡の蓄電装置２１への影響を回避することができるので、制御回路３１１，３２１は、分離スイッチ４３をオンする仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２を出力してもよい。これにより、発電機１または蓄電装置２１は車両負荷５１のみならず、車両負荷５２へも給電できる。
　車両負荷５１，５２が同一機能を有している場合には、車両負荷５１，５２の両方に電力を供給することにより、車両負荷５１，５２の機能冗長を実現できる。
　＜制御回路の電源＞
　図１の例示では、制御回路３１１は電源回路３１２から電力を受け取って動作する。電源回路３１２は、例えばその入力側において、それぞれダイオードＤ１１，Ｄ２１を介して蓄電装置２１，２２に接続されている。ダイオードＤ１１の順方向は、蓄電装置２１から電源回路３１２へと電流が流れる方向であり、ダイオードＤ２１の順方向は、蓄電装置２２から電源回路３１２へと電流が流れる方向である。ダイオードＤ１１の順方向とダイオードＤ２１の順方向とは電源回路３１２から見て同じ方向であって、ダイオードＤ１１，Ｄ２１は、蓄電装置２１，２２間の電流の回り込みを回避する。電源回路３１２は、入力された電圧を制御回路３１１の動作電圧として適した電圧に変換し、当該電圧を出力する。電源回路３１２は例えばスイッチングレギュレータである。
　制御回路３２１も、制御回路３１１と同様に、電源回路３２２から電力を受け取って動作する。電源回路３２２は、例えばその入力側において、それぞれダイオードＤ１２，Ｄ２２を介して蓄電装置２１，２２に接続されている。ダイオードＤ１２の順方向は、蓄電装置２１から電源回路３２２へと電流が流れる方向であり、ダイオードＤ２２の順方向は、蓄電装置２２から電源回路３２２へと電流が流れる方向である。ダイオードＤ１２の順方向とダイオードＤ２２の順方向とは電源回路３２２から見て同じ方向であって、ダイオードＤ１２，Ｄ２２は蓄電装置２１，２２間の電流の回り込みを回避する。電源回路３２２は、入力された電圧を制御回路３２１の動作電圧として適した電圧に変換して、当該電圧を出力する。電源回路３２２は例えばスイッチングレギュレータである。
　このような構成によれば、蓄電装置２１，２２の一方が消失しても、他方が制御回路３１１，３２１へと電源を供給することができる。
　＜スイッチ装置＞
　スイッチ装置１０は例えばパッケージを備えている。このパッケージには、スイッチ装置１０が備える上述の構成の全てを収納していてもよい。これにより、スイッチ装置１０を一体で取り扱うことができ、スイッチ装置１０の取り付けが容易である。またスイッチ装置１０が備える上述の全ての構成は、所定の基板上に実装されていてもよい。
　＜車両＞
　図４は、車載電源システム１００の構成の一例を示すブロック図である。図４の例示では、車載電源システム１００は車両２００に搭載されている。車両２００には、例えばエンジンルーム２１０、車室２２０およびラゲッジルーム２３０が設けられている。ラゲッジルーム２３０は車室２２０に対してエンジンルーム２１０とは反対側に設けられる。エンジンルーム２１０は例えば車両２００の進行方向の前方に設けられている。
　図４の例示では、蓄電装置２１、スイッチ装置１０および発電機１は、エンジンルーム２１０に配置されている。また蓄電装置２２はラゲッジルーム２３０側に配置されている。車両負荷５１，５２は例えば車室２２０側に配置されている。
　＜スイッチ制御の例＞
　以下、スイッチ４１，４２および分離スイッチ４３の制御の例について述べる。
　＜力行時および駐車時＞
　制御回路３１１，３２１は、車両の力行時または駐車時には、それぞれスイッチ４１，４２をオンする。車両が力行していることは、例えばエンジンＥＣＵから制御回路３１１，３２１へと通知されてもよい。なおここでいう力行とは、例えば、アクセル開度が初期値よりも大きい状態での車両の走行をいう。また、車両が駐車していることは、例えばエンジンＥＣＵからエンジンの停止の通知に基づいて判断してもよい。
　車両の力行時または駐車時において、スイッチ４１，４２がオンするので、このとき車両負荷５１，５２には電力が供給される。よって車両負荷５１，５２の機能冗長が実現できる。また制御回路３１１，３２１は分離スイッチ４３をオンしてもよく、オフしてもよい。分離スイッチ４３がオンしているときには、発電機１および蓄電装置２１，２２が車両負荷５１，５２に電源を供給できる。
　分離スイッチ４３がオフしているときには、車両負荷５１は蓄電装置２１から給電され、車両負荷５２は蓄電装置２２から給電される。つまり、第１系統７１および第２系統７２が互いに独立した状態で、車両負荷５１，５２へ給電できる。またこの状態で第１系統７１および第２系統７２の一方に地絡が生じたときには、地絡発生の判断を待つことなく、当該地絡の、他方の系統への影響を回避できる。もし分離スイッチ４３がオンしていると、地絡が発生してから分離スイッチ４３がオフするまでの期間において、車両負荷５１，５２への給電に不備が生じることが考えられる。力行時または駐車時に分離スイッチ４３がオフしていると、たとえ第１系統７１に地絡が発生しても車両負荷５２へ、第２系統７２地絡が発生しても車両負荷５１へ、それぞれ安定的に給電できるのである。
　図５は、制御回路３１１，３２１の上記動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳＴ２１にて、制御回路３１１，３２１は、車両が力行しているか、駐車しているかを判断する。この判断は例えば外部の装置（例えばエンジンＥＣＵ）からの通知に基づいて行うことができる。否定的な判断がなされると、制御回路３１１，３２１は再びステップＳＴ２１を実行する。
　肯定的な判断がなされると、ステップＳＴ２２にて、制御回路３１１はスイッチ４１をオンし、オフの仮制御信号Ｓ３１を出力する。次にステップＳＴ２３にて、制御回路３２１はスイッチ４２をオンし、オフの仮制御信号Ｓ３２を出力する。なおステップＳＴ２２，ＳＴ２３の実行順序は逆であってもよく、あるいは、ステップＳＴ２２，ＳＴ２３が並行して実行されてもよい。
　＜スイッチ＞
　例えば、スイッチ４１，４２はノーマリオン型のスイッチであり、分離スイッチ４３はノーマリオフ型のスイッチであってもよい。これによれば、例えば駐車時に、制御回路３１１，３２１が動作を停止しても、スイッチ４１，４２をオンでき、分離スイッチ４３をオフできる。したがって、駐車時における消費電力を低減することができる。
　＜蓄電装置の充電率の算出＞
　＜開放電圧に基づく充電率の算出＞
　スイッチ４１をオフしたときに電圧検出回路３１３によって検出される蓄電装置２１の端子電圧は、蓄電装置２１の開放電圧とみなすことができる。制御回路３１１はこの開放電圧に基づいて蓄電装置２１の充電率を算出してもよい。開放電圧と充電率との関係は例えば予め設定されて、記憶媒体に記憶されていてもよい。開放電圧と充電率との関係はほぼ正確に予め求めることができるので、制御回路３１１は蓄電装置２１の充電率を高い精度で求めることができる。以下、この算出を高精度算出とも呼ぶ。
　なおスイッチ４１をオフしているときには、車両負荷５１，５２への電力の供給を維持すべく、スイッチ４２および分離スイッチ４３をオンすることが望ましい。つまり、高精度算出を行うときには、スイッチ４２および分離スイッチ４３をオンすることが望ましい。
　図６は、蓄電装置２１の充電率を算出するときの、制御回路３１１，３２１の動作の一例を示すフローチャートである。まずステップＳＴ３１にて、制御回路３１１はスイッチ４１をオフし、制御回路３２１はスイッチ４２をオンし、制御回路３１１，３２１は、それぞれオンの仮制御信号Ｓ３１，Ｓ３２を出力する。これにより、分離スイッチ４３はオンする。次にステップＳＴ３２にて、電圧検出回路３１３は蓄電装置２１の端子電圧を開放電圧として検出し、これを制御回路３１１へと出力する。次にステップＳＴ３３にて、制御回路３１１は開放電圧に基づいて蓄電装置２１の充電率を算出する。なお、開放電圧を検出した後には、制御回路３１１，３２１は、スイッチ４１，４２および分離スイッチ４３を、ステップＳＴ３１の前の状態に戻してもよい。
　＜電流に基づく充電率の算出＞
　上記高精度算出方法では、蓄電装置２１の開放電圧を検出するためにスイッチ４１をオフする必要がある。よって、蓄電装置２１からの給電を行うことができない。そこで、スイッチ４１をオンしているときには、高精度算出において算出された充電率を用いた以下の方法によって蓄電装置２１の充電率を算出してもよい。つまり一旦はスイッチ４１をオフして高精度算出により充電率を求めた上で、スイッチ４１をオンし、以下のように充電率を算出する。
　例えば制御回路３１１は、スイッチ４１をオンしているときには、蓄電装置２１を流れる電流を、電流検出回路３１４を用いて検出し、開放電圧に基づいて算出された上記の充電率と、検出した電流の積算とに基づいて、公知の手法により、蓄電装置２１の充電率を算出してもよい。この算出方法は、高精度算出に比べて、充電率の算出精度は低いものの、スイッチ４１をオンできるので、蓄電装置２１を車両負荷５１の電源として機能させることができる。以下では、電流の積算に基づく算出を、低精度算出とも呼ぶ。
　制御回路３１１は、高精度算出と低精度算出とを繰り返し行ってもよい。例えば低精度算出を複数回行うたびに、高精度算出を行ってもよい。また低精度算出では、直近の高精度算出を用いて算出された充電率と、電流の積算とに基づいて、充電率を算出するとよい。これによれば、複数回の低精度算出の度に生じる誤差を、高精度算出の度に低減することができる。
　なお上述の例では、蓄電装置２１の充電率について述べたものの、蓄電装置２２でも同様である。つまり、スイッチ４１と分離スイッチ４３とをオンしつつ、スイッチ４２をオフした状態で、蓄電装置２２の端子電圧を開放電圧として検出し、この開放電圧に基づいて蓄電装置２２の充電率を算出する。これにより、高精度に蓄電装置２２の充電率を算出できる。
　一方で、スイッチ４１をオンしているときには、蓄電装置２２を流れる電流と、開放電圧に基づいた算出した充電率とを用いて、蓄電装置２２の充電率を算出する。蓄電装置２２においても、高精度算出と低精度算出とを繰り返し実行してもよい。
　上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。
　以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　１　発電機
　１０　車載電源用のスイッチ装置
　１１　論理回路
　２１，２２　蓄電装置（第１蓄電装置および第２蓄電装置）
　４１，４２　スイッチ（第１スイッチおよび第２スイッチ）
　４３　分離スイッチ
　５１，５２　車両負荷（第１車両負荷および第２車輌負荷）
　７１　第１系統
　７２　第２系統
　１１０　制御装置
　３１１，３２１　制御回路（第１制御回路および第２制御回路）
　３１３　電圧検出回路
　Ｓ３１，Ｓ３２　仮制御信号（第１仮制御信号および第２仮制御信号）

Claims (7)

  1. 　少なくとも車両の回生時に発電する発電機、前記発電機によって充電される第１蓄電装置、および、前記第１蓄電装置から給電される第１車両負荷を含む第１系統と、第２蓄電装置、および、前記第２蓄電装置から給電される第２車両負荷を含む第２系統との間に接続される分離スイッチと、
    　前記分離スイッチのオン／オフを制御するための第１仮制御信号を出力する第１制御回路と、
    　前記分離スイッチのオン／オフを制御するための第２仮制御信号を出力する第２制御回路と、
    　前記第１仮制御信号および前記第２仮制御信号の少なくともいずれか一方がオフを示すときに前記分離スイッチをオフし、前記第１仮制御信号および前記第２仮制御信号のいずれもがオンを示すときに前記分離スイッチをオンする論理回路と
    を備え、
    　前記第１制御回路および前記第２制御回路は、前記発電機の発電の開始に応じて、オンを示す前記第１仮制御信号および前記第２仮制御信号を出力し、前記第１系統または前記第２系統に地絡が生じたときには、オフを示す前記第１仮制御信号および前記第２仮制御信号を出力する、車載電源用のスイッチ装置。
  2. 　請求項１に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
    　前記発電機および前記第１車両負荷の各々と、前記第１蓄電装置との間に接続され、前記第１制御回路によってオン／オフが制御される第１スイッチと、
    　前記第２車両負荷と前記第２蓄電装置との間に接続され、前記第２制御回路によってオン／オフが制御される第２スイッチと
    を更に備える、車載電源用のスイッチ装置。
  3. 　請求項２に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
    　前記第１スイッチよりも前記第１蓄電装置側において、前記第１蓄電装置の端子電圧を検出する電圧検出回路を更に備え、
    　前記第１スイッチがオフし、前記第２スイッチがオンし、前記分離スイッチがオンした状態で、前記第１制御回路は、前記端子電圧に基づいて前記第１蓄電装置の充電率を求める、車載電源用のスイッチ装置。
  4. 　請求項２または請求項３に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
    　前記車両の力行中および駐車中に、
    　前記第１制御回路は、前記第１スイッチをオンし、オフを示す前記第１仮制御信号を出力し、
    　前記第２制御回路は、前記第２スイッチをオンし、オフを示す前記第２仮制御信号を出力する、車載電源用のスイッチ装置。
  5. 　請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
    　前記第１スイッチおよび前記第２スイッチはノーマリオン型のスイッチであり、前記分離スイッチはノーマリオフ型のスイッチである、車載電源用のスイッチ装置。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車載電源用のスイッチ装置であって、
    　前記分離スイッチ、前記第１制御回路、前記第２制御回路および前記論理回路を収納するパッケージを備える、車載電源用のスイッチ装置。
  7. 　少なくとも車両の回生時に発電する発電機、前記発電機によって充電される第１蓄電装置、および、前記第１蓄電装置から給電される第１車両負荷を含む第１系統と、第２蓄電装置、および、前記第２蓄電装置から給電される第２車両負荷を含む第２系統との間に接続される分離スイッチ
    を備える車載電源用のスイッチ装置を制御する装置であって、
    　前記分離スイッチのオン／オフを制御するための第１仮制御信号を出力する第１制御回路と、
    　前記分離スイッチのオン／オフを制御するための第２仮制御信号を出力する第２制御回路と、
    　前記第１仮制御信号および前記第２仮制御信号の少なくともいずれか一方がオフを示すときに、前記分離スイッチをオフし、前記第１仮制御信号および前記第２仮制御信号のいずれもがオンを示すときに、前記分離スイッチをオンする論理回路と
    を備え、
    　前記第１制御回路および前記第２制御回路は、前記発電機の発電の開始に応じて、オンを示す前記第１仮制御信号および前記第２仮制御信号を出力し、前記第１系統または前記第２系統に地絡が生じたと判断したときには、オフを示す前記第１仮制御信号および前記第２仮制御信号を出力する、制御装置。
PCT/JP2017/010557 2016-03-30 2017-03-16 車載電源用のスイッチ装置および制御装置 WO2017169817A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780002337.8A CN107949972B (zh) 2016-03-30 2017-03-16 车载电源用的开关装置以及控制装置
US15/779,117 US10601215B2 (en) 2016-03-30 2017-03-16 On-vehicle power source switch apparatus and control apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-067383 2016-03-30
JP2016067383A JP6651941B2 (ja) 2016-03-30 2016-03-30 車載電源用のスイッチ装置および制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017169817A1 true WO2017169817A1 (ja) 2017-10-05

Family

ID=59965413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/010557 WO2017169817A1 (ja) 2016-03-30 2017-03-16 車載電源用のスイッチ装置および制御装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10601215B2 (ja)
JP (1) JP6651941B2 (ja)
CN (1) CN107949972B (ja)
WO (1) WO2017169817A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021146802A (ja) * 2020-03-17 2021-09-27 本田技研工業株式会社 電力供給装置及び車両

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6540565B2 (ja) * 2016-03-16 2019-07-10 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用電源供給システム、車両用駆動システム
JP6671223B2 (ja) * 2016-04-12 2020-03-25 ヤマハ発動機株式会社 船舶用電源システム
JP2018182864A (ja) * 2017-04-10 2018-11-15 株式会社デンソー 電力制御装置および電力制御方法
TWI644495B (zh) * 2017-11-24 2018-12-11 和碩聯合科技股份有限公司 輸入保護電路
US11059384B2 (en) * 2018-08-09 2021-07-13 Ford Global Technologies, Llc Power distribution system for vehicle lighting
JP2020053176A (ja) * 2018-09-25 2020-04-02 株式会社デンソー 電池監視システム
CN111169412B (zh) * 2018-11-09 2023-01-10 联发科技（新加坡）私人有限公司 车载终端及开关机方法
JP7205343B2 (ja) * 2019-03-27 2023-01-17 株式会社デンソー 移動体用電源システム
JP7055777B2 (ja) * 2019-07-12 2022-04-18 矢崎総業株式会社 検出装置
GB2590458A (en) * 2019-12-19 2021-06-30 Dyson Technology Ltd Electric vehicle power system bus management
WO2023138847A1 (de) 2022-01-20 2023-07-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Niedervolt-versorgungsanordnung für ein automatisiert oder teilautomatisiert fahrendes fahrzeug und verfahren zum betreiben eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden fahrzeugs
DE102022200880B4 (de) 2022-01-20 2024-02-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Niedervolt-Versorgungsanordnung für ein automatisiert oder teilautomatisiert fahrendes Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs
WO2024013961A1 (ja) * 2022-07-15 2024-01-18 日産自動車株式会社 車両の制御方法および装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60148326A (ja) * 1984-01-10 1985-08-05 富士電機株式会社 保護継電方式
JP2008211891A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Hitachi Ltd ディジタル保護リレー
JP2015076959A (ja) * 2013-10-08 2015-04-20 株式会社オートネットワーク技術研究所 電源システム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011046147A1 (ja) * 2009-10-16 2011-04-21 三菱電機株式会社 車両用電源システム
WO2012046613A1 (ja) * 2010-10-08 2012-04-12 三洋電機株式会社 地絡検出回路及び地絡検出装置
JP5477409B2 (ja) * 2012-03-12 2014-04-23 株式会社デンソー 電源システム
JP6107591B2 (ja) * 2013-10-18 2017-04-05 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両電源システム
CN106458118B (zh) * 2014-05-12 2018-09-28 株式会社自动网络技术研究所 机动车的电源装置
JP2017061240A (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用電源装置及びその制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60148326A (ja) * 1984-01-10 1985-08-05 富士電機株式会社 保護継電方式
JP2008211891A (ja) * 2007-02-26 2008-09-11 Hitachi Ltd ディジタル保護リレー
JP2015076959A (ja) * 2013-10-08 2015-04-20 株式会社オートネットワーク技術研究所 電源システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021146802A (ja) * 2020-03-17 2021-09-27 本田技研工業株式会社 電力供給装置及び車両

Also Published As

Publication number Publication date
JP6651941B2 (ja) 2020-02-19
CN107949972A (zh) 2018-04-20
US20190013664A1 (en) 2019-01-10
CN107949972B (zh) 2020-12-04
JP2017184428A (ja) 2017-10-05
US10601215B2 (en) 2020-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017169817A1 (ja) 車載電源用のスイッチ装置および制御装置
US11752875B2 (en) Power source system
CN108602478B (zh) 车载电源用的开关装置及车载用电源装置
US11465574B2 (en) Power supply system
US10407003B2 (en) Short-circuit protection for vehicle redundant power architecture
JP6662178B2 (ja) 車載電源用のスイッチ装置
US10202042B2 (en) Electric vehicle power conversion system
CN108495771B (zh) 车载电源用的开关装置及车载用的电源装置
JP6330691B2 (ja) 車両用電源装置
US10730391B2 (en) Control of redundant power architecture for a vehicle
WO2015015743A1 (ja) 車両用電源システム
WO2014068918A1 (ja) 車両用電源装置
CN114103838A (zh) 用于自主车辆的电力控制设备和方法
JP6446325B2 (ja) 電源供給装置
US11097675B2 (en) Vehicular power supply system
JP2018061304A (ja) 車両用のバックアップ装置
JP6541414B2 (ja) 電源供給装置
CN108698548B (zh) 车载电源用的充电率监视装置以及车载电源系统
JP2008178270A (ja) 電源制御システム
WO2017175575A1 (ja) 車載電源用のスイッチ装置および車載用電源システム

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17774361

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17774361

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1