(57)【要約】【課題】メインバッテリ等からの電力供給が途切れた時に、重要負荷への電源電力供給元をメインバッテリ側からサブバッテリ側に切り替える際に、重要負荷に対する電源電力供給が一時的に停止するのを防止すること。【解決手段】主電源１１と負荷２２、２３との間に接続された第１スイッチ１４と、サブバッテリ１３と前記負荷との間に接続された第２スイッチ１５と、主電源とサブ電源との間の電流逆流を阻止する逆流防止回路１４ａ、１５ａとを備え、前記第２スイッチがオフの状態でも前記サブ電源から前記負荷へ向かう方向の電流通過を許容するように前記逆流防止回路の極性を工夫した。主電源からの電力が途切れた時に、前記第２スイッチがオフのままでも前記逆流防止回路を介して負荷にサブ電源の電源電力が供給されるので、電力供給が途切れない。半導体スイッチのボディダイオード１５ａを利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン電力源と、サブ電力源と、１つ以上の負荷と、前記メイン電力源および前記サブ電力源から前記負荷への電力供給のオンオフを制御するスイッチとを有する電力供給システムであって、
前記メイン電力源と前記負荷との間に接続されオンオフを制御可能な第１スイッチと、
前記サブ電力源と前記負荷との間に接続されオンオフを制御可能な第２スイッチと、
前記メイン電力源と前記サブ電力源との間の電流逆流を阻止する逆流防止回路と、
を備え、
前記逆流防止回路は、少なくとも前記第２スイッチがオフの状態において前記サブ電力源から前記負荷へ向かう方向の電流通過を許容する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記逆流防止回路は、前記メイン電力源から前記負荷の電源ラインへ向かう方向の電流通過を許容し、逆方向の電流通過を阻止する第１ダイオードと、前記サブ電力源から前記負荷の電源ラインへ向かう方向の電流通過を許容し、逆方向の電流通過を阻止する第２ダイオードとを有し、
前記第１スイッチと前記第１ダイオードとが並列に接続され、
前記第２スイッチと前記第２ダイオードとが並列に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記第１ダイオードおよび前記第２ダイオードの少なくとも一方は、前記第１スイッチ及び／又は前記第２スイッチを構成する半導体スイッチデバイスに寄生したボディダイオードである、
ことを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記第１スイッチのオンオフ、および前記第２スイッチのオンオフを制御する電源制御部を有し、
前記電源制御部は、前記第２スイッチ近傍における温度変化、前記メイン電力源側に流れる電流、および前記負荷と接続された電源ラインにおける電流の方向、の少なくとも１つを検知した結果に応じて前記第１スイッチ、および前記第２スイッチのオンオフを制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記負荷は、車両の運転の自動化に寄与する１つ以上のセンサデバイスを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車載システムの重要な負荷に対して電力を供給するために利用可能な電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両は、安定した走行を実現するためにさまざまな機能を備えている。また、例えば運転手の運転操作の支援や、運転の自動化のように一段と高度な機能が搭載される場合があり、今後もますます高度な機能が追加される傾向にある。
【０００３】
このような高度な機能を実現する車載システムは、例えば車室外の映像を撮影する車載カメラや、車両外の障害物などを監視する車載レーダのように、常時稼働することが必要とされる重要な電装品を含んでいる。また、このような車載電装品、すなわち負荷は、通常は車両側から供給される電源電力を利用して動作する。
【０００４】
したがって、車両に搭載される電力供給システムにおいては、特に重要な負荷に対して、電源電力の供給が途切れないことが求められている。そのため、例えば高度な機能が搭載される車両においては、車載電源としてメインバッテリだけでなく、サブバッテリも装備している場合がある。すなわち、メインバッテリ等の故障によりメインバッテリから重要な負荷に対して電源電力を供給できない場合に、メインバッテリの代わりにサブバッテリから電源電力を供給することができる。
【０００５】
例えば、特許文献１のバッテリシステム制御装置は、メインバッテリとサブバッテリとを備えている。また、メインバッテリ側の電源ラインと、サブバッテリ側の電源ラインとの間に、２つのスイッチが直列に接続してある。したがって、２つのスイッチを制御することにより、各負荷に対してメインバッテリから電源電力を供給することもできるし、サブバッテリから電源電力を供給することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１８７２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、メインバッテリおよびサブバッテリを備える一般的な車載システムにおいては、通常は各負荷に対してメインバッテリ側から電源電力を供給し、サブバッテリ側の電源ラインはスイッチで負荷から切り離した状態になっている。そして、何らかの原因によりメインバッテリからの電力が途切れたことを検知すると、スイッチを制御してサブバッテリ側の電源ラインを負荷に接続する。したがって、メインバッテリからの電力が途切れた場合でも、サブバッテリから負荷に対して電源電力を供給できるので、電源電力供給が途切れたことにより負荷の機能が停止することを抑制する。
【０００８】
しかしながら、重要な負荷に供給する電源電力の供給元をメインバッテリ側からサブバッテリ側に切り替える際には、時間的な動作遅れが発生する。すなわち、実際にメインバッテリからの電力が途切れてから、その状態を制御部が検知するまでの遅延や、制御部がスイッチを制御してから実際にスイッチが切り替わりサブバッテリ側の電源源力が負荷に供給開始されるまでの遅延などが考えられる。
【０００９】
そのため、メインバッテリの電力供給が途切れてからサブバッテリ側の電源源力が負荷に供給開始されるまでの期間、例えば数秒間程度は、負荷に対して電源電力が供給されない状態になる。つまり、負荷を連続的に機能させることができない。その結果、自動車における運転支援機能や、自動運転機能などに異常が発生する可能性が懸念される。
【００１０】
例えば、重要な負荷自体が個別に大容量のコンデンサ、あるいは大容量の電池を内蔵すれば、メインバッテリからの電力が途切れてからサブバッテリ側の電源源力が負荷に供給開始されるまでの機能停止を回避可能である。しかし、大容量のコンデンサや電池は、大型で重量も大きいので、負荷に内蔵するのは望ましくない。また、車載システム全体のコストが上昇する懸念もある。
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、メインバッテリ等からの電力の途切れに伴って、重要な負荷に対する電源電力の供給元をメインバッテリ側からサブバッテリ側に切り替える際に、重要な負荷に対する電源電力の供給が一時的に停止するのを防止することが可能な電力供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するために、本発明に係る電力供給システムは、下記（１）〜（５）を特徴としている。
（１）  メイン電力源と、サブ電力源と、１つ以上の負荷と、前記メイン電力源および前記サブ電力源から前記負荷への電力供給のオンオフを制御するスイッチとを有する電力供給システムであって、
前記メイン電力源と前記負荷との間に接続されオンオフを制御可能な第１スイッチと、
前記サブ電力源と前記負荷との間に接続されオンオフを制御可能な第２スイッチと、
前記メイン電力源と前記サブ電力源との間の電流逆流を阻止する逆流防止回路と、
を備え、
前記逆流防止回路は、少なくとも前記第２スイッチがオフの状態において前記サブ電力源から前記負荷へ向かう方向の電流通過を許容する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【００１３】
（２）  前記逆流防止回路は、前記メイン電力源から前記負荷の電源ラインへ向かう方向の電流通過を許容し、逆方向の電流通過を阻止する第１ダイオードと、前記サブ電力源から前記負荷の電源ラインへ向かう方向の電流通過を許容し、逆方向の電流通過を阻止する第２ダイオードとを有し、
前記第１スイッチと前記第１ダイオードとが並列に接続され、
前記第２スイッチと前記第２ダイオードとが並列に接続されている、
ことを特徴とする上記（１）に記載の電力供給システム。
【００１４】
（３）  前記第１ダイオードおよび前記第２ダイオードの少なくとも一方は、前記第１スイッチ及び／又は前記第２スイッチを構成する半導体スイッチデバイスに寄生したボディダイオードである、
ことを特徴とする上記（２）に記載の電力供給システム。
【００１５】
（４）  前記第１スイッチのオンオフ、および前記第２スイッチのオンオフを制御する電源制御部を有し、
前記電源制御部は、前記第２スイッチ近傍における温度変化、前記メイン電力源側に流れる電流、および前記負荷と接続された電源ラインにおける電流の方向、の少なくとも１つを検知した結果に応じて前記第１スイッチ、および前記第２スイッチのオンオフを制御する、
ことを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の電力供給システム。
【００１６】
（５）  前記負荷は、車両の運転の自動化に寄与する１つ以上のセンサデバイスを含む、
ことを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の電力供給システム。
【００１７】
上記（１）の構成の電力供給システムによれば、メイン電力源からの電力の途切れに伴って、負荷に対する電源電力の供給元をメイン電力源側からサブ電力源側に切り替える際に、負荷に対する電源電力の供給が一時的に停止するのを避けることができる。すなわち、メイン電力源からの電力が途切れてから第２スイッチがオンに切り替わるまでの途中のタイミングでは、逆流防止回路がサブ電力源から負荷へ向かう方向の電流通過を許容するので、第２スイッチの電流経路を使うことなくサブ電力源の電源電力を負荷に供給できる。つまり、メイン電力源からの電力が途切れると、直ちにサブ電力源側から負荷に対して電源電力が供給されるので、電源電力の供給元の切り替えに時間がかかっても、負荷への電力供給が途切れることはなく負荷における機能停止が発生しない。
【００１８】
上記（２）の構成の電力供給システムによれば、第１ダイオードが、メイン電力源から負荷の電源ラインへ向かう方向の電流通過を許容し、逆方向の電流通過を阻止する。また、第２ダイオードが、サブ電力源から負荷の電源ラインへ向かう方向の電流通過を許容し、逆方向の電流通過を阻止する。また、第１スイッチと第１ダイオードとが並列に接続されているので、第１スイッチがオフの状態でも、第１ダイオードの順方向に電流を流して負荷に電力を供給できる。また、第２スイッチと第２ダイオードとが並列に接続されているので、第２スイッチがオフの状態でも、第２ダイオードの順方向に電流を流して負荷に電力を供給できる。
【００１９】
上記（３）の構成の電力供給システムによれば、必要な回路を少ない部品数で構成できる。例えば、ＭＯＳ型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のような半導体スイッチデバイスは、構造上それ自身に寄生したボディダイオードを有しているので、このボディダイオードを第１ダイオード又は第２ダイオードとして利用する場合には、第１ダイオード又は第２ダイオードを新たな部品として追加する必要がなく、部品数を削減できる。
【００２０】
上記（４）の構成の電力供給システムによれば、電源制御部が電源からの電力の途切れを把握できるので、適切な制御が可能になる。例えば、第２ダイオードとしてボディダイオードを使用する場合には、通電時にボディダイオードが発熱して温度が上昇する可能性があり、電流値上限の制約も通常より大きくなる。しかし、電源制御部が適切な制御を実施することにより、ボディダイオードにおける問題の発生を回避できる。
【００２１】
上記（５）の構成の電力供給システムによれば、センサデバイスに供給される電源電力に瞬断等が発生するのを避けることができる。これにより、車両の運転の自動化に際して信頼性の向上が期待できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の電力供給システムによれば、メインバッテリ等からの電力の途切れに伴って、重要な負荷に対する電源電力の供給元をメインバッテリ側からサブバッテリ側に切り替える際に、重要な負荷に対する電源電力の供給が一時的に停止するのを防止できる。すなわち、メイン電力源からの電力の供給が途切れてから第２スイッチがオンに切り替わるまでの途中のタイミングでは、逆流防止回路がサブ電力源から負荷へ向かう方向の電流通過を許容するので、第２スイッチの電流経路を使うことなくサブ電力源の電源電力を負荷に供給できる。つまり、メイン電力源からの電力の途切れが発生すると、直ちにサブ電力源側から負荷に対して電源電力が供給されるので、電源電力の供給元の切り替えに時間がかかっても、負荷への電力供給が途切れることはなく負荷における機能停止が発生しない。
【００２３】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施形態における電力供給システムの構成例を示す電気回路図である。
【図２】図２は、図１に示した電力供給システムにおける複数の状態の一覧を表す模式図である。
【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）、および図３（ｃ）は、図１に示した電力供給システムの互いに異なる状態における電源電流経路を示す電気回路図である。
【図４】図４は、図１に示した電力供給システムの動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態における電力供給システム１０の構成例を示す電気回路図である。
本実施形態に係る電力供給システム１０は、自動車などの車両上において、各種の電装品などの負荷に対して電源電力を供給する機能を実現することを想定して構成されている。特に、本実施形態の電力供給システム１０は、重要な負荷に対し瞬断も含めて電源電力の供給が途絶えないように特別な機能を備えている。
【００２７】
電力供給システム１０は、主電源として車載バッテリ１１を備えている。また、主電源からの電力が途切れた場合に備えて、サブバッテリ１３も備えている。オルタネータ（ＡＬＴ）１２は、自車両の動作時に発電し、直流の電源電力を出力する。オルタネータ１２により供給される電源電力は、車載バッテリ１１およびサブバッテリ１３をそれぞれ充電するために利用可能である。
【００２８】
一例として、車載バッテリ１１の出力する定格電源電圧およびサブバッテリ１３の出力する定格電源電圧は、１２［Ｖ］程度に定められている。なお、充電動作の影響などにより、通常時は車載バッテリ１１の出力電圧（例えば１４［Ｖ］）がサブバッテリ１３の出力電圧よりも高くなる。
【００２９】
図１に示した例では、自車両に搭載されている負荷として、一般負荷２１、重要負荷２２、および２３が存在している。一般負荷２１は、例えば車室内照明用ランプ、ミラー駆動用モータ、窓開閉用モータ、ドアロック用モータ、ワイパ駆動用モータ、ヒータのような一般的な電装品に相当する。
【００３０】
重要負荷２２は、例えば自車両の進行方向前方などの映像を撮影する車載カメラや、その映像をデジタル処理して自車両と道路との位置関係を把握したり、障害物などを検出する電子制御ユニット（ＥＣＵ）などに相当し、運転操作の支援や運転の自動化などの用途で使用される電装品である。
【００３１】
重要負荷２３は、例えば自車両の進行方向前方、側方、後方などの周囲の状況を監視して障害物などを検知するためのレーダに相当し、運転操作の支援や運転の自動化などの用途で使用される電装品である。
【００３２】
重要負荷２２および２３については、短時間であってもその機能が停止すると、運転状況の把握に悪影響を及ぼし、自動運転などの信頼性が著しく低下する可能性がある。そのため、電源電力の供給元を切り替える際に、重要負荷２２、２３に対する電力供給の瞬断などが発生することを防止する必要がある。
【００３３】
図１に示した例では、一般負荷２１が電源ライン４１に接続され、重要負荷２２および２３が電源ライン４２に接続されている。また、車載バッテリ１１およびオルタネータ１２が電源ライン４１と接続され、サブバッテリ１３が電源ライン４３と接続されている。
【００３４】
また、主電源側の電源ライン４１と負荷側の電源ライン４２とは、半導体スイッチデバイス１４を介して接続されている。サブ電源側の電源ライン４３と電源ライン４２とは半導体スイッチデバイス１５を介して接続されている。
【００３５】
本実施形態の半導体スイッチデバイス１４および１５は、図１に示すようにいずれも通電のオンオフ制御が可能なＭＯＳ型のパワーＦＥＴである。そのため、半導体スイッチデバイス１４はそれに寄生したボディダイオード１４ａを有し、半導体スイッチデバイス１５もボディダイオード１５ａを有している。
【００３６】
半導体スイッチデバイス１４のボディダイオード１４ａは、主電源側の電源ライン４１から重要負荷側の電源ライン４２に向かう方向の通電を許容し、それと逆方向の電流を阻止する極性で接続されている。また、半導体スイッチデバイス１５のボディダイオード１５ａは、サブ電源側の電源ライン４３から重要負荷側の電源ライン４２に向かう方向の通電を許容し、それと逆方向の電流を阻止する極性で接続されている。本実施形態の電力供給システム１０においては、一般的な回路構成と異なり、ボディダイオード１４ａ、１５ａが、特別な機能を実現するために積極的に利用されている。
【００３７】
図１に示すように、半導体スイッチデバイス１５の近傍に温度センサ３１が設置されている。この温度センサ３１は、ボディダイオード１５ａの発熱に起因する温度変化を検知するために備えられている。
【００３８】
また、主電源側の電源ライン４１に電流センサ３２が接続されている。この電流センサ３２は、車載バッテリ１１から負荷側に向かって流れる電源電流ｉ０１の大きさを検出するために利用される。電流センサ３２は、例えば抵抗値の非常に小さい抵抗器とその端子間の微少な電位差を高感度で検出する検出器とで構成できる。
【００３９】
また、重要負荷２２、２３の電源ライン４２には、電流センサ３３が接続されている。この電流センサ３３は、電源ライン４２に流れる電源電流ｉ０２の通電方向を検知するために利用される。すなわち、車載バッテリ１１から重要負荷２２、２３に向かって電源電流ｉ０２が流れる状態と、サブバッテリ１３から重要負荷２２、２３に向かって電源電流ｉ０２が流れる状態とは、電流センサ３３の出力により区別される。
【００４０】
電力供給システム１０は、その全体を制御するための電源制御部１６を備えている。電源制御部１６は、例えばマイクロコンピュータなどの制御要素を含む電子制御ユニットとして構成される。
【００４１】
図１に示した電源制御部１６は、制御信号ＳＧ１を用いて半導体スイッチデバイス１４のオンオフを制御することができる。また、制御信号ＳＧ２を用いて半導体スイッチデバイス１５のオンオフを制御することができる。また、電源制御部１６は信号ＳＧ３、ＳＧ４、およびＳＧ５を監視することにより、温度センサ３１、電流センサ３２、および３３の検出状態をそれぞれ把握できる。
【００４２】
図２は、図１に示した電力供給システム１０における複数の状態の一覧を表す模式図である。また、図３（ａ）、図３（ｂ）、および図３（ｃ）は、図１に示した電力供給システム１０の互いに異なる状態における電源電流経路を示す電気回路図である。
【００４３】
＜状態Ａ＞
車両の通常の動作状態においては、図２に示した「状態Ａ」のように、半導体スイッチデバイス１４がオン、半導体スイッチデバイス１５がオフになる。したがって、図３（ａ）に示すように、電源電流ｉ０１が半導体スイッチデバイス１４の本体を通過し、車載バッテリ１１の電源電力が重要負荷２２、２３に供給される。
【００４４】
また、通常は車載バッテリ１１の電圧がサブバッテリ１３よりも高いので、ボディダイオード１５ａに逆方向のバイアス電圧が印加され、ボディダイオード１５ａは電流の逆流を阻止する。また、半導体スイッチデバイス１５がオフであるので、サブバッテリ１３から電源ライン４２に向かう電流（ｉ０３）は流れない。そのため、重要負荷２２、２３に対して主電源のみが電力を供給する。
【００４５】
＜状態Ｂ＞
何らかの原因により主電源からの電力が途切れると、電源ライン４１に所定の電源電圧が現れない状態になる。しかし、主電源からの電力の途切れが生じたことを瞬時に把握するのは難しく、主電源からの電力が途切れた直後は図２に示した「状態Ｂ」になる。「状態Ｂ」においても、「状態Ａ」と同様に半導体スイッチデバイス１４がオン、半導体スイッチデバイス１５がオフの状態が継続する。
【００４６】
しかし、電源ライン４２の電圧が低下して、サブバッテリ１３の電圧よりも低くなると、ボディダイオード１５ａに順方向のバイアス電圧が印加され、ボディダイオード１５ａは導通状態になる。したがって、図３（ｂ）に示すように、ボディダイオード１５ａを通過する経路で電源電流ｉ０３が流れる状態になり、サブバッテリ１３の電源電力が重要負荷２２、２３に供給される。
【００４７】
つまり、主電源からの電力の途切れが発生すると、「状態Ａ」から「状態Ｂ」に遷移するので、半導体スイッチデバイス１４、１５の状態を切り替えなくても、重要負荷２２、２３に対してサブバッテリ１３の電源電力を供給できる。そのため、重要負荷２２、２３は主電源からの電力が途切れた場合でも連続的に動作を継続することができる。
【００４８】
このように、電源電流ｉ０３を積極的に流す目的でボディダイオード１５ａを利用する場合には、ボディダイオード１５ａの発熱による温度上昇や、電流値の制限について事前に十分に考慮した設計をしておく必要がある。
【００４９】
なお、「状態Ｂ」では半導体スイッチデバイス１４がオンであるため、サブバッテリ１３の電源電力が電源ライン４３、ボディダイオード１５ａ、電源ライン４２、半導体スイッチデバイス１４を経由して一般負荷２１にも供給される。
【００５０】
＜状態Ｃ＞
図１に示した電源制御部１６が主電源からの電力の途切れを検知すると、電源制御部１６の制御により図２の「状態Ｂ」から「状態Ｃ」に遷移する。「状態Ｃ」では、図２に示すように半導体スイッチデバイス１４がオフ、半導体スイッチデバイス１５がオンに切り替わる。
【００５１】
したがって、図３（ｃ）に示すように、半導体スイッチデバイス１５の本体を通過する電源電流ｉ０３が流れ、サブバッテリ１３の電源電力が重要負荷２２、２３に供給される。また、この場合はボディダイオード１５ａよりもオン状態の半導体スイッチデバイス１５の本体の方が抵抗値が小さいので、ボディダイオード１５ａを流れる電流は大きく減少する。
【００５２】
また、半導体スイッチデバイス１４がオフであり、ボディダイオード１４ａは逆方向のバイアス電圧が印加された状態になるため、電源ライン４２から電源ライン４１に向かう方向の電流は阻止され、一般負荷２１に対する電源電力の供給は停止する。
【００５３】
以上のように、主電源からの電力が途切れた場合に、電力供給システム１０は、「状態Ａ」から「状態Ｂ」を経由して「状態Ｃ」に遷移するので、主電源からの電力の途切れを検知するのが遅れたり、半導体スイッチデバイス１４、１５のオンオフの切替に時間がかかる場合であっても、重要負荷２２、２３に対する電源電力供給が途切れることはない。
【００５４】
＜電力供給システムの動作＞
図４は、図１に示した電力供給システム１０の動作例を示すフローチャートである。図４に示す制御は、電源制御部１６により実施される。
【００５５】
主電源からの電力供給が途切れていない初期状態では、電源制御部１６は、最初のステップＳ１１で制御信号ＳＧ１およびＳＧ２を出力し、主電源側の半導体スイッチデバイス１４をオン、サブバッテリ１３側の半導体スイッチデバイス１５をオフにする。これにより、図２に示す「状態Ａ」になる。すなわち、図３（ａ）に示すように電源電流ｉ０１が流れ、車載バッテリ１１からの電源電力が重要負荷２２および２３に供給される。
【００５６】
電源制御部１６は、ステップＳ１２で信号ＳＧ３、ＳＧ４、およびＳＧ５の状態を監視する。これにより、主電源からの電力の途切れの有無を識別可能になる。すなわち、主電源からの電力が途切れると図２の「状態Ａ」から「状態Ｂ」に遷移し、図３（ｂ）のようにボディダイオード１５ａに電源電流ｉ０３が流れる。したがって、ボディダイオード１５ａが発熱して温度が上昇するので、その変化を温度センサ３１で検出できる。
【００５７】
また、主電源からの電力が途切れると図３（ａ）の状態から図３（ｂ）の状態に変化するので、電源ライン４１を流れる電源電流ｉ０１が大幅に減少する。したがって、電流センサ３２で電源電流ｉ０１を検知することにより、主電源からの電力の途切れの有無を識別できる。
【００５８】
また、主電源からの電力の途切れが発生すると図３（ａ）の状態から図３（ｂ）の状態に変化するので、これに伴って電源ライン４２を流れる電流の方向が変化する。したがって、電流センサ３３を用いて電源ライン４２における電流の方向を検知することにより、主電源からの電力の途切れの有無を識別できる。
【００５９】
電源制御部１６は、ステップＳ１２で監視している信号ＳＧ３、ＳＧ４、およびＳＧ５の状態に基づき、ボディダイオード１５ａの温度上昇、電源ライン４１を流れる電源電流ｉ０１の減少、および電源ライン４２を流れる電流の方向の変化、の１つ又は複数の条件の組合せに基づいて主電源からの電力の途切れの有無を識別する。そして、主電源からの電力の途切れを検知するとステップＳ１３からＳ１４に進む。
【００６０】
電源制御部１６は、ステップＳ１４で制御信号ＳＧ１およびＳＧ２の状態を切り替えて、主電源側の半導体スイッチデバイス１４をオフ、サブバッテリ１３側の半導体スイッチデバイス１５をオンにする。これにより、図２に示す「状態Ｃ」になる。すなわち、図３（ｃ）に示すように半導体スイッチデバイス１５の本体を通る経路で電源電流ｉ０３が流れ、サブバッテリ１３からの電源電力が重要負荷２２および２３に供給される。
【００６１】
もちろん、電源制御部１６がステップＳ１４を実行して「状態Ｃ」に遷移する前に、電力供給システム１０の回路自体は「状態Ｂ」に遷移しているので、ステップＳ１４が実行される前から図３（ｂ）のようにボディダイオード１５ａを通る経路で電源電流ｉ０３が流れている。したがって、ステップＳ１４の実行タイミングに遅延が生じた場合でも、重要負荷２２および２３に対する電源電力の供給が途絶えることはない。
【００６２】
電源制御部１６は、「状態Ｃ」に遷移した後、ステップＳ１５で信号ＳＧ３、ＳＧ４、およびＳＧ５の状態を監視する。これにより、主電源からの電力が途切れた状態から回復したか否かを識別する。
【００６３】
主電源が正常な状態に回復すると、電源制御部１６はステップＳ１６からＳ１７に進み「状態Ａ」に遷移する。すなわち、制御信号ＳＧ１、ＳＧ２の状態を切り替えて、半導体スイッチデバイス１４をオン、半導体スイッチデバイス１５をオフにする。したがって、図３（ａ）の状態になり、再び車載バッテリ１１からの電源電力が電源ライン４１、半導体スイッチデバイス１４、電源ライン４２を経由して重要負荷２２および２３に供給される。
【００６４】
また、電源制御部１６がステップＳ１７の制御により、図３（ｃ）の状態から図３（ａ）の状態に切り替える前であっても、主電源が回復すると電源電流ｉ０１が流れるので、切替の際に重要負荷２２、２３への電源電力供給が途絶えることはない。
【００６５】
すなわち、主電源が回復すると電源ライン４１の電圧が電源ライン４２よりも高くなるので、ボディダイオード１４ａが順方向の電圧でバイアスされた状態になり、半導体スイッチデバイス１４がオフであってもボディダイオード１４ａを通って電源電流ｉ０１が流れる。
【００６６】
以上、説明したように、本実施形態に係る電力供給システム１０においては、車載バッテリ１１等の故障により主電源からの電力が途切れた場合に、重要負荷２２、２３への電源電力供給が一時的に途切れるのを避けることができる。すなわち、電源制御部１６が半導体スイッチデバイス１５をオンに切り替える前のタイミングでも図３（ｂ）のようにボディダイオード１５ａの経路で電源電流ｉ０３が流れるので、サブバッテリ１３の電源電力を重要負荷２２、２３へ直ちに供給できる。
【００６７】
したがって、車載カメラやレーダのように運転の支援や自動運転のために利用される重要負荷２２、２３に対する電源電力供給の信頼性を向上し、車両の運転における安全性を向上させることが可能になる。
【００６８】
また、主電源からの電力が途切れた場合に、電源制御部１６が半導体スイッチデバイス１５をオンに切り替えることにより、ボディダイオード１５ａの発熱の継続を避けることができる。また、半導体スイッチデバイス１４をオフに切り替えることにより、サブバッテリ１３の電源電力が電源ライン４１側に流れるのを防止し、サブバッテリ１３の電源電力が消耗するまでの時間を延ばすことができる。
【００６９】
また、電源制御部１６がボディダイオード１５ａの近傍の温度変化、電源ライン４１を流れる電源電流ｉ０１の大きさ、又は電源ライン４２を流れる電源電流ｉ０２の方向を検知することにより、主電源からの電力の途切れの有無を正しく識別することが可能になる。
【００７０】
なお、図１に示した半導体スイッチデバイス１４および１５の各々については、例えば機械式リレーのように半導体スイッチデバイス以外の部品で置き換えることもできる。但し、その場合は各ボディダイオード１４ａ、１５ａと同等の機能を有する新たな部品、すなわちダイオードを各接点と並列に接続する必要がある。但し、図１のように半導体スイッチデバイス１４、１５を採用することにより、部品数の削減、小型化、および軽量化の点で有利になる。
【００７１】
なお、電源制御部１６が図４のステップＳ１２で監視する信号ＳＧ３〜ＳＧ５については、いずれか１つを監視するだけでも主電源からの電力の途切れの有無を識別可能である。また、信号ＳＧ３〜ＳＧ５の複数の状態の適切な組合せに基づいて主電源からの電力の途切れの有無を識別してもよい。
【００７２】
ここで、上述した本発明の実施形態に係る電力供給システムの特徴をそれぞれ以下［１］〜［５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］  メイン電力源（車載バッテリ１１）と、サブ電力源（サブバッテリ１３）と、１つ以上の負荷（重要負荷２２、２３）と、前記メイン電力源および前記サブ電力源から前記負荷への電力供給のオンオフを制御するスイッチとを有する電力供給システム（１０）であって、
前記メイン電力源と前記負荷との間に接続されオンオフを制御可能な第１スイッチ（半導体スイッチデバイス１４）と、
前記サブ電力源と前記負荷との間に接続されオンオフを制御可能な第２スイッチ（半導体スイッチデバイス１５）と、
前記メイン電力源と前記サブ電力源との間の電流逆流を阻止する逆流防止回路（ボディダイオード１４ａ、１５ａ）と、
を備え、
前記逆流防止回路（ボディダイオード１５ａ）は、少なくとも前記第２スイッチがオフの状態において前記サブ電力源から前記負荷へ向かう方向の電流通過を許容する、
ことを特徴とする電力供給システム。
【００７３】
［２］  前記逆流防止回路は、前記メイン電力源から前記負荷の電源ラインへ向かう方向の電流通過を許容し、逆方向の電流通過を阻止する第１ダイオード（ボディダイオード１４ａ）と、前記サブ電力源から前記負荷の電源ラインへ向かう方向の電流通過を許容し、逆方向の電流通過を阻止する第２ダイオード（ボディダイオード１５ａ）とを有し、
前記第１スイッチと前記第１ダイオードとが並列に接続され、
前記第２スイッチと前記第２ダイオードとが並列に接続されている、
ことを特徴とする上記［１］に記載の電力供給システム。
【００７４】
［３］  前記第１ダイオードおよび前記第２ダイオードの少なくとも一方は、前記第１スイッチ及び／又は前記第２スイッチを構成する半導体スイッチデバイス（１４、１５）に寄生したボディダイオード（１４ａ、１５ａ）である、
ことを特徴とする上記［２］に記載の電力供給システム。
【００７５】
［４］  前記第１スイッチのオンオフ、および前記第２スイッチのオンオフを制御する電源制御部（１６）を有し、
前記電源制御部は、前記第２スイッチ近傍における温度変化、前記メイン電力源側に流れる電流、および前記負荷と接続された電源ラインにおける電流の方向、の少なくとも１つを検知した結果に応じて前記第１スイッチ、および前記第２スイッチのオンオフを制御する（Ｓ１２〜Ｓ１４）、
ことを特徴とする上記［１］乃至［３］のいずれかに記載の電力供給システム。
【００７６】
［５］  前記負荷は、車両の運転の自動化に寄与する１つ以上のセンサデバイス（重要負荷２２、２３）を含む、
ことを特徴とする上記［１］乃至［４］のいずれかに記載の電力供給システム。
【符号の説明】
【００７７】
１０  電力供給システム
１１  車載バッテリ
１２  オルタネータ
１３  サブバッテリ
１４，１５  半導体スイッチデバイス
１４ａ，１５ａ  ボディダイオード
１６  電源制御部
２１  一般負荷
２２，２３  重要負荷
３１  温度センサ
３２，３３  電流センサ
４１，４２，４３  電源ライン
４４  アース
ｉ０１，ｉ０２，ｉ０３  電源電流
ＳＧ１，ＳＧ２  制御信号
ＳＧ３，ＳＧ４，ＳＧ５  信号
【図１】
2020182318.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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