(57)【要約】【課題】２つの電源系統から電源供給が可能な負荷が接続された電源線路上でレアショートが発生しても、いずれかの系統の電源電圧が低下してしまうことを防止できる車両用電源装置を提供する。【解決手段】ＯＮ状態で第１負荷を第１系統の電源に接続し、ＯＦＦ状態で第１負荷を第１系統の電源から切り離す第１のリレー回路と、ＯＮ状態で第２負荷を第２系統の電源に接続し、ＯＦＦ状態で第２負荷を第２系統の電源から切り離す第２のリレー回路と、ＯＮ状態で第３負荷を第２系統の電源に接続し、ＯＦＦ状態で第３負荷を第１系統の電源に接続する第３のリレー回路と、第１、第２、及び第３のリレー回路のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する制御部とを備え、制御部は、第１、第２、及び第３のリレー回路を全てＯＮ状態で駆動中に、第２系統の電源電圧が所定値まで低下した場合、第１、第２、及び第３のリレー回路を全てＯＦＦ状態にリセットする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源を２系統有する車両用電源装置であって、
ＯＮ状態で第１の負荷を第１系統の電源に接続し、ＯＦＦ状態で第１の負荷を第１系統の電源から切り離す第１のリレー回路と、
ＯＮ状態で第２の負荷を第２系統の電源に接続し、ＯＦＦ状態で第２の負荷を第２系統の電源から切り離す第２のリレー回路と、
ＯＮ状態で第３の負荷を前記第２系統の電源に接続し、ＯＦＦ状態で第３の負荷を前記第１系統の電源に接続する第３のリレー回路と、
前記第１のリレー回路、前記第２のリレー回路、及び前記第３のリレー回路のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１のリレー回路、前記第２のリレー回路、及び前記第３のリレー回路を全てＯＮ状態で駆動中に、前記第２系統の電源電圧が所定値まで低下した場合、前記第１のリレー回路、前記第２のリレー回路、及び前記第３のリレー回路を全てＯＦＦ状態にリセットする、ことを特徴とする、
車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、負荷に電源を供給する電源系統を２つ備えた車両用電源装置が開示されている。この車両用電源装置では、各電源系統の通電方向を電流検知手段によってそれぞれ監視することで電源線路の短絡異常を検出し、異常を検出した場合には異常がある電源線路に接続された電源系統を切り離すことで電源失陥を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１５３２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の従来の車両用電源装置では、電源線路に挿入されている電流ヒューズが溶断する大電流が流れる短絡が発生した場合には、異常を検知して電源系統を切り離すことができる。しかしながら、この従来の車両用電源装置では、２つの電源系統から電源供給を受けることができる負荷が接続された電源線路において、その電源線路に挿入されている電流ヒューズが溶断にまで至らない程度の電流が流れる短絡（レアショート）が発生した場合には、異常を検知できずに２つの系統のいずれかの電源電圧が低下してしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、２つの電源系統から電源供給を受けることができる負荷が接続された電源線路上でレアショートが発生しても、２つの系統のいずれかの電源電圧が低下してしまうことを防止できる、車両用電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、電源を２系統有する車両用電源装置であって、ＯＮ状態で第１の負荷を第１系統の電源に接続し、ＯＦＦ状態で第１の負荷を第１系統の電源から切り離す第１のリレー回路と、ＯＮ状態で第２の負荷を第２系統の電源に接続し、ＯＦＦ状態で第２の負荷を第２系統の電源から切り離す第２のリレー回路と、ＯＮ状態で第３の負荷を第２系統の電源に接続し、ＯＦＦ状態で第３の負荷を第１系統の電源に接続する第３のリレー回路と、第１のリレー回路、第２のリレー回路、及び第３のリレー回路のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御する制御部と、を備え、制御部は、第１のリレー回路、第２のリレー回路、及び第３のリレー回路を全てＯＮ状態で駆動中に、第２系統の電源電圧が所定値まで低下した場合、第１のリレー回路、第２のリレー回路、及び第３のリレー回路を全てＯＦＦ状態にリセットする、ことを特徴とする。
【０００７】
この本発明の一態様の車両用電源装置では、ＯＦＦ状態で第３の負荷への電源供給元を第２系統の電源から第１系統の電源に切り替える第３のリレー回路に合わせて、ＯＦＦ状態で第１の負荷への第１系統の電源による電源供給を遮断する第１のリレー回路を設けている。この構成により、第３の負荷が接続された電源線路のレアショートが原因で全リレー回路がＯＦＦ状態となり、第３の負荷への電源供給元が第２系統の電源から第１系統の電源に切り替わった場合でも、レアショートによる短絡電流の増加分を第１の負荷による電流消費の削減分でカバーすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
上記本発明の車両用電源装置によれば、２つの系統から電源供給を受けることができる負荷（第３の負荷）が接続された電源線路上でレアショートが発生した場合、２つの系統のいずれかの電源電圧が低下してしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用電源装置の概略構成を示す図
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る車両用電源装置による制御を説明する図
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係る車両用電源装置による制御を説明する図
【図２Ｃ】本発明の一実施形態に係る車両用電源装置による制御を説明する図
【図２Ｄ】本発明の一実施形態に係る車両用電源装置による制御を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［概要］
本発明の電源を２系統有する車両用電源装置は、電源供給元の系統が選択可能な負荷の電源線路がレアショートしたことが原因で、当該負荷への電源供給元が第２系統の電源から第１系統の電源に自動的に切り替わった場合、レアショートによる短絡電流の増加分を第１系統に接続された他の負荷による電流消費をカットして電源収支が崩れないようにする。これにより、２つの系統のいずれかの電源電圧が低下してしまうことを抑制することができる。
【００１１】
［車両用電源装置の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用電源装置１の概略構成を示す図である。図１に例示した車両用電源装置１は、第１のＤＣＤＣコンバーター１１、第１の補機バッテリー１２、第１のリレー回路１３、第４のリレー回路１４、及び第１のリレー制御ＥＣＵ１５を含む第１系統と、第２のＤＣＤＣコンバーター２１、第２の補機バッテリー２２、第２のリレー回路２３、第３のリレー回路２４、及び第２のリレー制御ＥＣＵ２５を含む第２系統と、を備えて構成されている。この車両用電源装置１は、第１系統及び第２系統を適切に制御して、第１のカット対象補機負荷１０１、第２のカット対象補機負荷２０１、及び両系統電源供給負荷２０２に電力を供給する。
【００１２】
＜第１系統＞
第１のＤＣＤＣコンバーター１１は、図示しない電力供給手段から供給される電力を所定の電力に変換して出力することができる構成である。
【００１３】
第１の補機バッテリー１２は、例えば、リチウムイオン電池などの充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。この第１の補機バッテリー１２は、第１のＤＣＤＣコンバーター１１から出力される電力を蓄えることができるように構成されている。また、第１の補機バッテリー１２は、自らが蓄えている電力を第１のリレー回路１３や第４のリレー回路１４を介して、第１のカット対象補機負荷１０１や第２系統の両系統電源供給負荷２０２に供給できるように構成されている。
【００１４】
第１のリレー回路１３は、第１のＤＣＤＣコンバーター１１の出力端と第１のカット対象補機負荷１０１との間に設けられる、１極単投型のリレー回路である。この第１のリレー回路１３は、第２系統の第２のリレー制御ＥＣＵ２５による制御に従って、リレーＯＮ状態において第１のＤＣＤＣコンバーター１１の出力端と第１のカット対象補機負荷１０１とを接続し、リレーＯＦＦ状態において第１のカット対象補機負荷１０１を第１のＤＣＤＣコンバーター１１の出力端から切り離すように設けられている。なお、第１のリレー回路１３と第１のカット対象補機負荷１０１との間には、電流ヒューズ１６が挿入されていてもよい。
【００１５】
第４のリレー回路１４は、第１のＤＣＤＣコンバーター１１の出力端と第２系統の第３のリレー回路２４との間に設けられる、１極単投型のリレー回路である。この第４のリレー回路１４は、第１のリレー制御ＥＣＵ１５による制御に従って、リレーＯＮ状態において第１のＤＣＤＣコンバーター１１の出力端と第３のリレー回路２４とを接続し、リレーＯＦＦ状態において第３のリレー回路２４を第１のＤＣＤＣコンバーター１１の出力端から切り離すように設けられている。
【００１６】
第１のリレー制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１５は、第１系統から電源供給を受けて、第１のＤＣＤＣコンバーター１１の出力電圧などに基づいて、第４のリレー回路１４のＯＮ状態／ＯＦＦ状態を切り替える制御を行うことができる構成である。具体的には、第１のリレー制御ＥＣＵ１５は、第２系統の両系統電源供給負荷２０２に電源を供給できるようにする場合に、第４のリレー回路１４をＯＮ状態に制御する。
【００１７】
＜第２系統＞
第２のＤＣＤＣコンバーター２１は、図示しない電力供給手段から供給される電力を所定の電力に変換して出力することができる構成である。
【００１８】
第２の補機バッテリー２２は、例えば、リチウムイオン電池などの充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。この第２の補機バッテリー２２は、第２のＤＣＤＣコンバーター２１から出力される電力を蓄えることができるように構成されている。また、第２の補機バッテリー２２は、自らが蓄えている電力を第２のリレー回路２３や第３のリレー回路２４を介して、第２のカット対象補機負荷２０１や両系統電源供給負荷２０２に供給できるように構成されている。
【００１９】
第２のリレー回路２３は、第２のＤＣＤＣコンバーター２１の出力端と第２のカット対象補機負荷２０１との間に設けられる、１極単投型のリレー回路である。この第２のリレー回路２３は、第２のリレー制御ＥＣＵ２５による制御に従って、リレーＯＮ状態において第２のＤＣＤＣコンバーター２１の出力端と第２のカット対象補機負荷２０１とを接続し、リレーＯＦＦ状態において第２のカット対象補機負荷２０１を第２のＤＣＤＣコンバーター２１の出力端から切り離すように設けられている。なお、第２のリレー回路２３と第２のカット対象補機負荷２０１との間には、電流ヒューズ２６が挿入されていてもよい。
【００２０】
第３のリレー回路２４は、第１系統の第１のＤＣＤＣコンバーター１１の出力端（第４のリレー回路１４）及び第２のＤＣＤＣコンバーター２１の出力端と両系統電源供給負荷２０２との間に設けられる、１極双投型のリレー回路である。この第３のリレー回路２４は、第２のリレー制御ＥＣＵ２５による制御に従って、リレーＯＮ状態において第２のＤＣＤＣコンバーター２１の出力端と両系統電源供給負荷２０２とを接続し、リレーＯＦＦ状態において第１のＤＣＤＣコンバーター１１の出力端（第４のリレー回路１４）と両系統電源供給負荷２０２とを接続するように設けられている。なお、第３のリレー回路２４と両系統電源供給負荷２０２との間には、電流ヒューズ２７が挿入されていてもよい。
【００２１】
第２のリレー制御ＥＣＵ２５（請求項における「制御部」に該当）は、第２系統から電源供給を受けて、第２のＤＣＤＣコンバーター２１の出力電圧などに基づいて、第１系統の第１のリレー回路１３、第２のリレー回路２３、及び第３のリレー回路２４のＯＮ状態／ＯＦＦ状態を切り替える制御を行うことができる構成である。
【００２２】
具体的には、第２のリレー制御ＥＣＵ２５は、第１のカット対象補機負荷１０１、第２のカット対象補機負荷２０１、及び両系統電源供給負荷２０２に電力を供給するときには、第１のリレー回路１３、第２のリレー回路２３、及び第３のリレー回路２４を全てＯＮ状態で駆動する。そして、第２のリレー制御ＥＣＵ２５は、全てのリレー回路をＯＮ状態で駆動している状態のときに第２系統の電源電圧である第２のＤＣＤＣコンバーター２１の出力電圧が所定値まで低下した場合には、第１のリレー回路１３、第２のリレー回路２３、及び第３のリレー回路２４を全てＯＦＦ状態にリセットすることを行う。
【００２３】
＜負荷＞
第１のカット対象補機負荷１０１（請求項における「第１の負荷」に該当）は、第１のＤＣＤＣコンバーター１１から出力される電力及び／又は第１の補機バッテリー１２に蓄えられている電力で動作することができる車載装置である。
【００２４】
第２のカット対象補機負荷２０１（請求項における「第２の負荷」に該当）は、第２のＤＣＤＣコンバーター２１から出力される電力及び／又は第２の補機バッテリー２２に蓄えられている電力で動作することができる車載装置である。
【００２５】
両系統電源供給負荷２０２（請求項における「第３の負荷」に該当）は、第１系統の第１のＤＣＤＣコンバーター１１から出力される電力及び／又は第１の補機バッテリー１２に蓄えられている電力で動作することも、第２系統の第２のＤＣＤＣコンバーター２１から出力される電力及び／又は第２の補機バッテリー２２に蓄えられている電力で動作することもできる車載装置である。この両系統電源供給負荷２０２は、例えば、自動運転において電源トラブルが発生したときなどに車両を安全に退避行動させるための構成とすることができる。
【００２６】
［車両用電源装置による制御］
次に、図２Ａ乃至図２Ｄをさらに参照して、本発明の一実施形態に係る車両用電源装置１による制御を説明する。ここでは、第１のリレー回路１３、第２のリレー回路２３、及び第３のリレー回路２４を全てＯＮ状態で駆動している最中に、第３のリレー回路２４と両系統電源供給負荷２０２とを接続する電源線路において、電流ヒューズ２７が溶断にまで至らない程度の電流が流れる短絡（レアショート）が発生した場合を説明する。
【００２７】
第３のリレー回路２４と両系統電源供給負荷２０２とを接続する電源線路においてレアショートが発生すると、この短絡地点から不要な電流が流れ続けるため、第２のＤＣＤＣコンバーター２１から供給される電力と第２系統の電源線路に接続された各負荷によって消費される電力とのバランスが崩れて、第２系統における電源収支が成立しなくなる。これにより、第２の補機バッテリー２２に蓄えられた電力が消費され続け、第２のＤＣＤＣコンバーター２１の出力電圧（第２系統の電源電圧）が徐々に低下していく（図２Ｂ）。
【００２８】
第２系統から電源供給を受けている第２のリレー制御ＥＣＵ２５は、第２のＤＣＤＣコンバーター２１の出力電圧（第２系統の電源電圧）が、自らが正常に動作できる限界である所定の電圧値（所定値）よりも低下すると動作できなくなり、実行中の制御が全てリセットされる（図２Ｃ）。
【００２９】
第２のリレー制御ＥＣＵ２５の制御が全てリセットされると、第１のリレー回路１３、第２のリレー回路２３、及び第３のリレー回路２４が、全てＯＦＦ状態に切り替わる（図２Ｄ）。これにより、第２のカット対象補機負荷２０１とレアショートが発生している電源線路及び両系統電源供給負荷２０２とが第２のＤＣＤＣコンバーター２１の出力電圧（第２系統の電源電圧）から切り離されて、第２系統における電源収支が回復する。
【００３０】
一方、第１のリレー回路１３、第２のリレー回路２３、及び第３のリレー回路２４のＯＦＦ状態への切り替えにより、レアショートが発生している電源線路及び両系統電源供給負荷２０２が第１のＤＣＤＣコンバーター１１の出力電圧（第１系統の電源電圧）に接続されることになるが、第１のカット対象補機負荷１０１が第１のＤＣＤＣコンバーター１１の出力電圧（第１系統の電源電圧）から切り離されて消費電流がカットされる。ここで、第１のカット対象補機負荷１０１による電流削減分が、レアショートの短絡地点から流れ続ける不要な電流増加分と同等又はそれ以上であれば、第１のＤＣＤＣコンバーター１１から供給される電力と負荷によって消費される電力とのバランスがリレー回路のリセット前と比べて大幅に崩れず、第１系統における電源収支は成立することになる。
【００３１】
［本実施形態における作用・効果］
上述した本発明の一実施形態に係る車両用電源装置１によれば、ＯＦＦ状態で両系統電源供給負荷２０２への電源供給元を第２系統の電源から第１系統の電源に切り替える第３のリレー回路２４に合わせて、ＯＦＦ状態で第１のカット対象補機負荷１０１への第１系統の電源による電源供給を遮断する第１のリレー回路１３を設けている。
【００３２】
この構成により、両系統電源供給負荷２０２が接続された電源線路のレアショートが原因で全リレー回路がＯＦＦ状態となり、両系統電源供給負荷２０２への電源供給元が第２系統の電源から第１系統の電源に切り替わった場合でも、レアショートによる短絡電流の増加分を第１のカット対象補機負荷１０１による電流消費の削減分でカバーすることができる。よって、２つの系統から電源供給を受けることができる両系統電源供給負荷２０２が接続された電源線路上でレアショートが発生した場合、２つの系統のいずれかの電源電圧が低下してしまうことを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の車両用電源装置は、負荷に電源を供給する電源系統を２つ備えた車両などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  車両用電源装置
１１、２１  ＤＣＤＣコンバーター
１２、２２  補機バッテリー
１３、１４、２３、２４  リレー回路
１４、２４  低圧負荷
１５、２５  リレー制御ＥＣＵ
１６、２６、２７  電流ヒューズ
１０１、２０１  カット対象補機負荷
２０２  両系統電源供給負荷
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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