(57)【要約】【課題】本発明は、電圧系の電源電圧に変動が生じても安定した給電を実施することができる、電源システムの提供を目的とする。【解決手段】低電圧系１０の電圧と高電圧系１２の電圧を変換するＤＣ−ＤＣコンバータ３０を有し、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して高電圧系１２の電力を電圧変換して低電圧系１０に供給する電源システムであって、低電圧系１０が、低電圧系１０の冗長系電気負荷２２に給電する低圧系バッテリ１４や発電機１６等の第１の給電系統と、第１の給電系統とＤＣ−ＤＣコンバータ３０との導通を遮断可能な切替スイッチ４４と、切替スイッチ４４が前記導通を遮断した場合に低電圧系１０の冗長系電気負荷２２に対しＤＣ−ＤＣコンバータ３０からの給電を可能にする第２の給電系統６とを備えることを特徴とする、電源システム。【選択図】図１
2008072880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電圧系の電圧と第２の電圧系の電圧を変換する電圧変換手段を有し、
前記電圧変換手段を介して一方の電圧系の電力を電圧変換して他方の電圧系に供給する電源システムであって、
いずれか一方の電圧系が、
該電圧系の電気負荷に給電する第１の給電系統と、
前記第１の給電系統と前記電圧変換手段との導通を遮断可能な遮断手段と、
前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする第２の給電系統とを備えることを特徴とする、電源システム。
【請求項２】
前記該電圧系の給電状態を検出する給電状態検出手段と、
前記給電状態検出手段の検出結果に基づいて前記該電圧系の異常を判定する異常判定手段とを備え、
前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記該電圧系が異常と判定された場合に、前記導通を遮断する、請求項１記載の電源システム。
【請求項３】
前記第２の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、
前記給電状態検出手段は、前記第２の給電系統を介する電流を検出し、
前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記第２の給電系統を介する電流値が所定閾値以上検出された場合に、前記第１の給電系統の異常として前記該電圧系を異常と判定する、請求項２記載の電源システム。
【請求項４】
前記第２の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、
前記給電状態検出手段は、前記第２の給電系統を介する電流を検出し、
前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記第２の給電経路を介する電流が検出されない場合に、前記第２の給電系統の異常と判定し、
前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記第２の給電系統の異常と判定された場合には、前記導通の遮断を中止する、請求項２に記載の電源システム。
【請求項５】
前記第２の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、
前記遮断手段による遮断期間に前記第２の給電系統を介する電流を検出する給電状態検出手段と、
前記給電状態検出手段によって前記第２の給電系統を介する電流値が所定閾値以上検出された場合に前記第１の給電系統の異常と判定する異常判定手段とを備え、
前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記第１の給電系統の異常と判定された場合に、前記導通の遮断を継続する、請求項１に記載の電源システム。
【請求項６】
前記第２の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、
前記遮断手段による遮断期間に前記第２の給電系統を介する電流を検出する給電状態検出手段と、
前記給電状態検出手段によって前記第２の給電系統を介する電流が検出されない場合に前記第２の給電系統の異常と判定する異常判定手段とを備え、
前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記第２の給電系統の異常と判定された場合に、前記導通の遮断を中止する、請求項１に記載の電源システム。
【請求項７】
前記給電状態検出手段は、前記第１の給電系統の給電電圧を検出し、
前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記第１の給電系統の給電電圧値が所定閾値以下検出された場合に、前記第１の給電系統の異常として前記該電圧系を異常と判定する、請求項２記載の電源システム。
【請求項８】
前記第１の給電系統には発電機が含まれ、
前記給電状態検出手段は、前記発電機の発電状態を検出し、
前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記発電機の発電状態が発電不良状態と検出された場合に、前記発電機の異常として前記該電圧系を異常と判定する、請求項２または７記載の電源システム。
【請求項９】
前記第１の給電系統には蓄電装置が含まれ、
前記異常判定手段によって前記発電機の異常として前記該電圧系の異常が判定されたことにより前記遮断手段が前記導通を遮断している場合に、前記該電圧系の電気負荷に対し前記蓄電装置からの給電がなされる、請求項８記載の電源システム。
【請求項１０】
前記第１の給電系統にエンジンを始動させるためのスタータモータが接続され、
前記遮断手段は、前記スタータモータによって前記エンジンが始動する場合に、前記導通を遮断する、請求項１から９のいずれかに記載の電源システム。
【請求項１１】
前記遮断手段は、前記スタータモータが駆動する前に前記導通を遮断し、前記エンジンの始動により発電機が駆動した後に前記導通の遮断を解除する、請求項１０記載の電源システム。
【請求項１２】
前記導通の遮断の解除は、前記発電機の出力電圧と前記電圧変換手段の前記該電圧系側の出力電圧とが同じになるように設定された後に行われる、請求項１１記載の電源システム。
【請求項１３】
前記該電圧系の電気負荷には、車両の挙動を安定させる車両挙動制御装置が含まれる、請求項１から１２のいずれかに記載の電源システム。
【請求項１４】
前記該電圧系の電気負荷には、電圧変動によって視覚的変化が生ずる電気負荷が含まれる、請求項１から１２のいずれかに記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などに搭載された電源システムに係り、特に、一方の電圧系の電力を電圧変換して他方の電圧系に供給する電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高電圧系と低電圧系との間に直流−直流電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）を設けた電源システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。ＤＣ−ＤＣコンバータは、高電圧系と低電圧系との間に介在するインダクタンスと、インダクタンスと接地端子との間に設けられるコンデンサと、を有している。ＤＣ−ＤＣコンバータは、一方の系の電力をインダクタンスとコンデンサとを用いて電圧変換して他方の系に供給する。従って、上記の電源システムによれば、低電圧系から高電圧系へ若しくは高電圧系から低電圧系へ又は双方に電力を供給することが可能である。
【０００３】
また、上記の電源システムにおいては、低電圧系に設けられた低圧バッテリの端子間電圧や温度に基づいてその低圧バッテリが良好な状態にあるか否かが検知される。そして、低圧バッテリが良好な状態にない場合には、高電圧系側から低電圧系側に、低電圧系に設けられた負荷の消費電力に応じた電力が供給され、その負荷の作動が許可される。このため、低圧バッテリが過放電され或いは過充電されるのを抑止することが可能となっていると共に、低電圧系の負荷が作動可能な機会をできるだけ確保することが可能となっている。
【特許文献１】特開２００４−３２０８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、各電圧系における電源電圧は、一般的に、変動しやすいものである。しかしながら、各電圧系間の電源電圧の変換を行うＤＣ−ＤＣコンバータは一方の電圧系の電力を電圧変換して他方の電圧系に供給するため、上述の従来技術では、電源電圧の変動の態様によっては、その変動がＤＣ−ＤＣコンバータの給電制御に影響を与えるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、電圧系の電源電圧に変動が生じても安定した給電を実施することができる、電源システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の電源システムは、
第１の電圧系の電圧と第２の電圧系の電圧を変換する電圧変換手段を有し、
前記電圧変換手段を介して一方の電圧系の電力を電圧変換して他方の電圧系に供給する電源システムであって、
いずれか一方の電圧系が、
該電圧系の電気負荷に給電する第１の給電系統と、
前記第１の給電系統と前記電圧変換手段との導通を遮断可能な遮断手段と、
前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする第２の給電系統とを備えることを特徴とする。
【０００７】
これにより、一方の電圧系の電源電圧がどのように変動しても、その電源電圧の電力を供給する前記第１の給電手段と前記電圧変換手段との導通が前記遮断手段によって遮断されれば、前記電圧変換手段は、その変動する電源電圧に影響されずに、その変動する電圧系の電気負荷に対して他方の電圧系から安定した給電を実施することができる。
【０００８】
ここで、本発明の電源システムは、
前記該電圧系の給電状態を検出する給電状態検出手段と、前記給電状態検出手段の検出結果に基づいて前記該電圧系の異常を判定する異常判定手段とを備え、前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記該電圧系が異常と判定された場合に、前記導通を遮断すると好ましい。これにより、異常と判定された給電系統を前記電圧変換手段から切り離すことができるので、前記電圧変換手段がその異常の影響を受けずに、前記電圧変換手段から前記第２の給電系統を介して異常給電系統の電気負荷に安定した給電を実施することができる。
【０００９】
このとき、前記第２の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、前記給電状態検出手段は、前記第２の給電系統を介する電流を検出し、前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記第２の給電系統を介する電流値が所定閾値以上検出された場合に、前記第１の給電系統の異常として前記該電圧系を異常と判定するようにしてもよい。前記導通がある状態では前記第１の給電系統でも前記第２の給電系統でも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電がされ得るため、前記第２の給電系統を介する電流値が大きくなれば、前記第１の給電系統に断線等の異常が発生したとみなせるからである。前記第１の給電系統の異常として前記該電圧系が異常と判定されれば、前記遮断手段によって前記導通が遮断されることとなるので、前記電圧変換手段から前記第２の給電系統を介して異常給電系統の電気負荷に安定した給電を実施することができる。
【００１０】
また、このとき、前記第２の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、前記給電状態検出手段は、前記第２の給電系統を介する電流を検出し、前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記第２の給電経路を介する電流が検出されない場合に、前記第２の給電系統の異常と判定し、前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記第２の給電系統の異常と判定された場合には、前記導通の遮断を中止するのが好ましい。前記導通がある状態では前記第１の給電系統でも前記第２の給電系統でも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電がされ得るため、前記第２の給電系統を介する電流が検出されなければ、前記第２の給電系統に断線等の異常が発生したとみなせる。この場合、前記第２の給電系統の異常として前記該電圧系が異常と判定されることにより前記遮断手段によって前記導通が遮断されてしまうと、前記該電圧系の電気負荷に対する給電が不能となるおそれがある。したがって、前記異常判定手段によって前記第２の給電系統の異常と判定された場合には前記導通の遮断を中止するのが好適である。
【００１１】
ところで、本発明の電源システムにおいて、
前記第２の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、前記遮断手段による遮断期間に前記第２の給電系統を介する電流を検出する給電状態検出手段と、前記給電状態検出手段によって前記第２の給電系統を介する電流値が所定閾値以上検出された場合に前記第１の給電系統の異常と判定する異常判定手段とを備え、前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記第１の給電系統の異常と判定された場合に、前記導通の遮断を継続するようにしてもよい。前記導通がある状態では前記第１の給電系統でも前記第２の給電系統でも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電がされ得るため、前記遮断手段による遮断期間に前記第２の給電系統を介する電流値が大きくなれば、前記第１の給電系統に断線等の異常が発生したとみなせるからである。前記第１の給電系統の異常として前記該電圧系が異常と判定されれば、前記遮断手段によって前記導通が遮断されることとなる。つまり、正常時に前記遮断期間による遮断を行うことで、できるだけ速やかに異常の発生を検出することができる。
【００１２】
このとき、また、前記第２の給電系統は、前記遮断手段が前記導通を遮断した場合に限らず前記導通がある場合にも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電を可能にする給電系統であって、前記遮断手段による遮断期間に前記第２の給電系統を介する電流を検出する給電状態検出手段と、前記給電状態検出手段によって前記第２の給電系統を介する電流が検出されない場合に前記第２の給電系統の異常と判定する異常判定手段とを備え、前記遮断手段は、前記異常判定手段によって前記第２の給電系統の異常と判定された場合に、前記導通の遮断を中止するのが好ましい。前記導通がある状態では前記第１の給電系統でも前記第２の給電系統でも該電圧系の電気負荷に対し前記電源変換手段からの給電がされ得るため、前記遮断手段による遮断期間に前記第２の給電系統を介する電流が検出されなければ、前記第２の給電系統に断線等の異常が発生したとみなせる。この場合、前記第２の給電系統の異常として前記該電圧系が異常と判定されることにより前記遮断手段によって前記導通が遮断されてしまうと、前記該電圧系の電気負荷に対する給電が不能となるおそれがある。したがって、前記異常判定手段によって前記第２の給電系統の異常と判定された場合には前記導通の遮断を中止するのが好適である。つまり、上記同様に、正常時に前記遮断期間による遮断を行うことで、できるだけ速やかに異常の発生を検出することができる。
【００１３】
ところで、本発明の電源システムにおいて、
前記給電状態検出手段は、前記第１の給電系統の給電電圧を検出し、前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記第１の給電系統の給電電圧値が所定閾値以下検出された場合に、前記第１の給電系統の異常として前記該電圧系を異常と判定するようにしてもよい。前記第１の給電系統の給電電圧が小さくなれば前記第１の給電系統から前記大電圧系の電気負荷に対しての給電能力が下がり、前記第１の給電系統の異常とみなすことができる。前記第１の給電系統の異常として前記該電圧系が異常と判定されれば、前記遮断手段によって前記導通が遮断されることとなるので、前記電圧変換手段から前記第２の給電系統を介して異常給電系統の電気負荷に安定した給電を実施することができる。
【００１４】
このとき、本発明の電源システムにおいて、前記第１の給電系統には発電機が含まれ、前記給電状態検出手段は、前記発電機の発電状態を検出し、前記異常判定手段は、前記給電状態検出手段によって前記発電機の発電状態が発電不良状態と検出された場合に、前記発電機の異常として前記該電圧系を異常と判定するようにしてもよい。前記発電機の異常として前記該電圧系が異常と判定されれば、前記遮断手段によって前記導通が遮断されることとなるので、前記電圧変換手段から前記第２の給電系統を介して異常給電系統の電気負荷に安定した給電を実施することができる。
【００１５】
このとき、前記第１の給電系統には蓄電装置が含まれ、前記異常判定手段によって前記発電機の異常として前記該電圧系の異常が判定されたことにより前記遮断手段が前記導通を遮断している場合に、前記該電圧系の電気負荷に対し前記蓄電装置からの給電がなされるようにすると好適である。前記発電機の異常により前記遮断手段によって前記導通が遮断されても、前記蓄電装置及び前記電圧変換手段の２つの給電手段から異常給電系統の電気負荷に安定した給電を実施することができる。
【００１６】
また、本発明の電源システムにおいて、前記第１の給電系統にエンジンを始動させるためのスタータモータが接続され、前記遮断手段は、前記スタータモータによって前記エンジンが始動する場合に、前記導通を遮断するようにしてもよい。前記スタータモータの駆動による電源電圧の変動が前記電気負荷や前記電圧変換手段に伝わるのを防止することができる。
【００１７】
このとき、前記遮断手段は、前記スタータモータが駆動する前に前記導通を遮断し、前記エンジンの始動により発電機が駆動した後に前記導通の遮断を解除すると好適である。スタータモータの駆動開始時の電圧変動や発電機の駆動開始時の電圧変動が前記電気負荷や前記電圧変換手段に伝わるのを防止することができる。
【００１８】
さらに、前記導通の遮断の解除は、前記発電機の出力電圧と前記電圧変換手段の前記該電圧系側の出力電圧とが同じになるように設定された後に行われると好適である。前記導通の遮断が解除された時点（非導通から導通になった時点）における両出力設定電圧の違いによって、前記該電圧系の電源電圧に変動が生じ前記電気負荷に給電されるべき電圧が不安定となることを防止することができる。
【００１９】
なお、本発明の電源システムにおいて、前記該電圧系の電気負荷を車両の挙動を安定させる車両挙動制御装置とすれば、走行時に重要な車両挙動制御装置に対して、一つの給電系統に異常が発生しても、もう一方の給電系統を介して他方の電圧系から安定した給電を実施することができ、そのような車両挙動制御装置の給電不足等による機能低下を防止することができる。
【００２０】
また、前記該電圧系の電気負荷を電圧変動によって視覚的変化が生ずる電気負荷（例えば、電圧変動によって明滅しやすいランプやメータなど）とすれば、一方の電圧系の電源電圧がどのように変動しても、その電源電圧の電力を供給する前記第１の給電手段と前記電圧変換手段との導通が前記遮断手段によって遮断されれば、電源電圧の変動によって生ずるそのような電気負荷の明滅等の視覚的変化を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電圧系の電源電圧に変動が生じても安定した給電を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。
【００２３】
［第１実施例］
図１は、本発明の第１実施例である電源システムの構成図を示す。本実施例のシステムは、例えば車両などに搭載され、電源電圧を昇圧しかつ降圧するための昇降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを制御するシステムである。
【００２４】
図１に示す如く、本実施例のシステムは、低電圧系１０と高電圧系１２との２つの系統を備えている。低電圧系１０は、二次バッテリ１４及び発電機１６を有している。二次バッテリ１４は、約１２Ｖ程度の出力電圧を有する鉛バッテリ等の蓄電装置である。また、発電機１６は、車両の回生ブレーキや車両動力の一つである車両エンジンの回転により発電する発電機である。また、高電圧系１２は、二次バッテリ１８を有している。二次バッテリ１８は、約３６Ｖ程度の出力電圧を有するニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリ等の蓄電装置である。なお、二次バッテリ１４や二次バッテリ１８は、鉛バッテリ、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素電池、あるいは電気二重層キャパシタなどでもよく、また、それらのいずれかを組み合わせたものでもよい。以下、二次バッテリ１４を低圧系バッテリ１４と、二次バッテリ１８を高圧系バッテリ１８と、それぞれ称す。
【００２５】
低電圧系１０は、また、ブロワモータやコンプレッサ，電熱ヒータなどの空調装置や緊急通報装置（メーデー）などの電気負荷２０，２２を有している。低圧系バッテリ１４及び発電機１６は、蓄えている電力又は発電した電力を主に電気負荷２０，２２に放電・供給する。電気負荷２０，２２は、低圧系バッテリ１４の蓄えている電力や発電機１６の発電した電力が供給されることにより作動可能となる。
【００２６】
高電圧系１２は、また、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）や電動スタビライザ、車両動力の一つである駆動モータなどの電気負荷２４を有している。高圧系バッテリ１８は、蓄えている電力を主に電気負荷２４に放電・供給する。電気負荷２４は、高圧系バッテリ１８の蓄えている電力が供給されることにより作動可能となる。
【００２７】
また、本実施例のシステムは、直流−直流電圧変換器（以下、ＤＣ−ＤＣコンバータと称す）３０を備えている。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、低電圧系１０と高電圧系１２との間に介在されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、低電圧系１０と高電圧系１２との間の双方向に入力電圧を変換して電力を供給出力する。
【００２８】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、インダクタンス３２と、低圧系コンデンサ３４と、高圧系コンデンサ３６とを備える昇降圧回路を有している。インダクタンス３２は、低圧系１０と高圧系１２とを結ぶ線路上に直列に接続されている。低圧系コンデンサ３４は、インダクタンス３２の低圧系１０側の端子と接地端子との間に接続されている。また、高圧系コンデンサ３６は、インダクタンス３２の高圧系１２側の端子と接地端子との間に接続されている。低圧系コンデンサ３４及び高圧系コンデンサ３６は、低圧系バッテリ１４や発電機１６から供給される電力又は高圧系バッテリ１８から供給される電力を蓄えかつ放出することが可能である。そして、低圧系コンデンサ３４及び高圧系コンデンサ３６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の作動時に放出電力の平滑化を図るうえで必要な部品であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が通常どおり作動する際には予め定められた所定の範囲でリプル電流が流れるものである。
【００２９】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、電子制御ユニットである制御部３８と、一対のスイッチング素子４０，４２と、を有している。スイッチング素子４０，４２はそれぞれ、例えば半導体により構成されたＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子４０は、一端がインダクタンス３２の高圧系１２側の端子に接続されかつ他端が接地されたものとなっている。スイッチング素子４２は、一端がインダクタンス３２の高圧系１２側の端子に接続されかつ他端が高圧系１２に接続されたものとなっている。
【００３０】
上記した制御部３８は、スイッチング素子４０，４２の各ゲートに接続しており、それらのスイッチング素子４０，４２をそれぞれスイッチング駆動する。制御部３８は、低圧系１０から高圧系１２への昇圧変換又は高圧系１２から低圧系１０への降圧変換を実現すべく、スイッチング素子４０とスイッチング素子４２とを互いに反転動作させる。スイッチング素子４０，４２はそれぞれ、制御部３８からの駆動指令に従ってスイッチング動作する。
【００３１】
低電圧系１０とＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２との間には、切替スイッチ４４が介在されている。すなわち、低電圧系１０の低圧系バッテリ１４及び発電機１６等の給電系統は、切替スイッチ４４を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されている。この切替スイッチ４４は、例えば図２に示す如く半導体により構成されたＭＯＳＦＥＴである。切替スイッチ４４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０内に配置されており、そのゲートが上記した制御部３８に接続されている。制御部３８は、後に詳述の如く適宜、切替スイッチ４４をスイッチング駆動する。切替スイッチ４４は、制御部３８からの駆動指令に従ってスイッチング動作し、低電圧系１０の低圧系バッテリ１４及び発電機１６等の給電系統とインダクタンス３２との間を導通・遮断する。
【００３２】
低電圧系１０の有する電気負荷２０，２２のうち電気負荷２０は、低電圧系１０の故障等の異常時には作動する必要のない負荷（例えば各種ライトやブロアモータなど）である。電気負荷２０は、低圧系バッテリ１４及び発電機１６に並列に接続されていると共に、切替スイッチ４４を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されている。
【００３３】
一方、電気負荷２２は、低電圧系１０の故障等の異常時にも作動する必要のある負荷（例えば緊急通報装置やブレーキ装置など）である。電気負荷２２は、低圧系バッテリ１４及び発電機１６に並列に接続されていると共に、切替スイッチ４４を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されており、更に、切替スイッチ４４を介さずにもＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されている。すなわち、電気負荷２２には、低電圧系１０の故障等の異常時にも電源供給可能に、低電圧系１０からの電源供給ライン４６と共に、切替スイッチ４４を介さないＤＣ−ＤＣコンバータ３０からの電源供給ライン４８が接続されている。なお、電源供給ライン４６を通じて供給された電流が電源供給ライン４８側に流れ込まないようにダイオード８が構成され、また、電源供給ライン４８を通じて供給された電流が電源供給ライン４６側に流れ込まないようにダイオード７が構成されている。
【００３４】
また、制御部３８には、電流検出器５０が接続されている。電流検出器５０は、電源供給ライン４８上に配設されている。電流検出器５０は、電流プローブやシャント抵抗を用いて、電源供給ライン４８を介して電気負荷２２に流れる電流に応じた信号を出力する。電流検出器５０の出力は、制御部３８に供給される。制御部３８は、電流検出器５０の出力に基づいて、電源供給ライン４８を介して電気負荷２２に流れる電流Ｉ６を検出する。なお、電流Ｉ６の向きについて、電源供給ライン４８を介して電気負荷２２に流れ込む方向を正（＋）とする。また、電源供給ライン４８、ダイオード８及び電流検出器５０からなるｃ−ｄ間の系を冗長電力供給系統６という。また、冗長電力供給系統６にヒューズの設定が必要となる場合、電流検出器５０として電流検出機能付ＦＥＴを使用すれば、電流検出の機能とヒューズの機能の兼用が可能であり、部品点数も削減可能である。
【００３５】
次に、本実施例の電源システムの動作について説明する。
【００３６】
本実施例のシステムにおいて、低電圧系１０の電気負荷２０，２２の作動が要求されると、低圧系バッテリ１４又は発電機１６からその電気負荷２０，２２へ電力供給が行われる。この場合には、電気負荷２０，２２の作動が可能になる。また、高電圧系１２の電気負荷２４の作動が要求されると、高圧系バッテリ１８からその電気負荷２４へ電力供給が行われる。この場合には、電気負荷２４の作動が可能になる。
【００３７】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御部３８は、低電圧系１０の給電状態（例えば、低電圧系１０（低圧系バッテリ１４）の電圧値や低圧系バッテリ１４の残存容量など）と高電圧系１２の給電状態（例えば、高電圧系１２（高圧系バッテリ１８）の電圧値や高圧系バッテリ１８の残存容量など）との関係に基づいて、低電圧系１０から高電圧系１２への昇圧変換が必要であるか否かを判別し、また、逆に高電圧系１２から低電圧系１０への降圧変換が必要であるか否かを判別することで、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を起動すべきか否かを判別する。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を起動すべきときは、切替スイッチ４４をオンして低電圧系１０とＤＣ−ＤＣコンバータ３０とを導通すると共に、また、両電圧系１０，１２の状態に応じて一対のスイッチング素子４０，４２のデューティ比を設定する。
【００３８】
制御部３８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０により昇圧変換を行うべきときは、まず、設定デューティ比に応じてスイッチング素子４０をオンしかつスイッチング素子４２をオフする。スイッチング素子４０がオン動作しかつスイッチング素子４２がオフ動作すると、インダクタンス３２に低電圧系１０から高電圧系１２へ向いて電流が流れることで、そのインダクタンス３２に電力が蓄積される。制御部３８は、インダクタンス３２に電力が蓄積された状態で、次に、設定デューティ比に応じてスイッチング素子４０をオフしかつスイッチング素子４２をオンする。スイッチング素子４０がオフ動作しかつスイッチング素子４２がオン動作すると、インダクタンス３２に蓄積されていた電力が平滑された状態で高電圧系１２側に放出されて、低電圧系１０側の電圧よりも高い電圧が高電圧系１２に出力される。
【００３９】
また、制御部３８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０により降圧変換を行うべきときは、まず、設定デューティ比に応じてスイッチング素子４０をオフしかつスイッチング素子４２をオンする。スイッチング素子４０がオフ動作しかつスイッチング素子４２がオン動作すると、インダクタンス３２に高電圧系１２から低電圧系１０へ向いて電流が流れることで、そのインダクタンス３２に電力が蓄積されると共に、低圧系コンデンサ３４に電荷が蓄積され、更に、低電圧系１０に電力が供給される。制御部３８は、インダクタンス３２に電力が蓄積された状態で、次に、設定デューティ比に応じてスイッチング素子４０をオンしかつスイッチング素子４２をオフする。スイッチング素子４０がオン動作しかつスイッチング素子４２がオフ動作すると、インダクタンス３２及び低圧系コンデンサ３４に蓄積されていた電力が平滑化された状態で低電圧系１２側に放出されて、高電圧系１０側の電圧よりも低い電圧が低電圧系１０に出力される。
【００４０】
従って、本実施例のシステムによれば、一対のスイッチング素子４０，４２を互いに反転動作させつつ所定のデューティ比でオン・オフ駆動を繰り返すことにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を動作させて、低電圧系１０と高電圧系１２との間を同期整流で電圧変換させることができ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のスイッチング制御によって低電圧系１０の電圧を所望のとおり昇圧し又は高電圧系１２の電圧を所望のとおり降圧しつつ、低電圧系１０又は高電圧系１２の有する電力を高電圧系１２又は低電圧系１０に供給することが可能となっている。
【００４１】
ところで、低電圧系１０において、発電機１６の発電不良や低圧系バッテリ１４のオープンや短絡などの故障や電源供給ライン４６や４８のオープンや短絡などの故障が生ずることがある。これらの故障を検知する手法としては、発電機１６及び低圧系バッテリ１４にそれぞれ電圧センサや電流センサを設け、個別に故障判定を行うことが考えられる。しかしながら、かかる手法では、低電圧系１０の異常を検知するのに多くのセンサ類を設けることが必要になり、電源システムが複雑化するおそれがある。
【００４２】
また、低電圧系１０に設けられた電気負荷２２は、上記の如く、メーデー装置や電動ブレーキ装置などの低電圧系１０の異常時にも作動する必要のある負荷であるので、低電圧系１０に異常が生じた場合にも、その電源供給を可能とすることが必要である。
【００４３】
これに対して、本実施例のシステムは、以下に詳細に示す如く、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に接続された低電圧系１０の異常を簡素な構成で検知すると共に、更に、低電圧系１０の異常が生じた場合にその低電圧系１０の異常箇所をＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離しつつ冗長系の電気負荷２２に電源供給を行うこととしている。
【００４４】
図３は、本実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において電源供給ライン４８を介して電気負荷２２に流れる電流Ｉ６と切替スイッチ４４のオン・オフとの関係を表す第１の図である。
【００４５】
本第１実施例において、電気負荷２２には、上述の如く、低電圧系１０の故障等の異常時にも電力供給可能に、低電圧系１０からの電源供給ライン４６と共に、切替スイッチ４４を介さないＤＣ−ＤＣコンバータ３０からの電源供給ライン４８（冗長電力供給系統６）が接続されている。制御部３８は、電流検出器５０の出力に基づいて、冗長電力供給系統６に流れる電流Ｉ６を監視する。
【００４６】
一方、低電圧系１０において、低圧系バッテリ１４や発電機１６や電源供給ライン４６等の低電圧系１０の給電系統の異常が生じた場合には（例えば、低圧系バッテリ１４の端子やセルのオープン故障、発電機１６の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン４６（この場合、電源供給ライン４８を除く低圧系１０内の電源ライン（すなわち、図１において、ａ−ｂ間、ｂ−ｃ間の電源ライン））の断線などの異常が生じた場合には）、低圧系バッテリ１４や発電機１６から低電圧系１０の電気負荷２２に電力を供給することが困難となる。この際、低電圧系１０の電源電圧が低下するため低電圧系１０の電源電圧の低下を抑えようと制御するＤＣ−ＤＣコンバータ３０から多くの電力が持ち出され、通常供給され得る電流の範囲を超える過大な供給電流がＤＣ−ＤＣコンバータ３０から電気負荷２２に冗長電力供給系統６を介して流れ出る。従って、冗長電力供給系統６（電源供給ライン４８）を流れる電流Ｉ６を監視することとすれば、低電圧系１０の各種の異常を検知することは可能である。
【００４７】
また、本実施例において、低電圧系１０とＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２との間には、上記の如く、切替スイッチ４４が介在されている。低電圧系１０の電気負荷２０，２２のうち電気負荷２０は、切替スイッチ４４を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されているが、電気負荷２２は、その接続の他に更に、切替スイッチ４４を介さずにもＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されている。従って、低電圧系１０の異常が生じた場合に、その低電圧系１０をＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離すこととしても、高電圧系１２からそのＤＣ−ＤＣコンバータ３０を経由して直接に冗長系の電気負荷２２に電力を供給することは可能である。
【００４８】
したがって、図３に示される低圧系１０の異常を判定するための閾値Ｉｔｈは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の通常作動時に冗長電力供給系統６を流れる電流よりも大きく、低電圧系１０に異常が生じたと判断できる電流値に設定すればよい。また、電気負荷２２が動作しているにもかかわらず、電流検出器５０によって電流Ｉ６が検出されない場合には、冗長電力供給系統６の断線等の異常とみなすことができる。なお、低電圧系１０の異常が検出された場合には、例えば運転者に異常を知らせるためのウォーニングを出力するようにしてもよい。
【００４９】
図４〜６のそれぞれは、第１実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。本実施例の電源システムにおいては、上記の如く、冗長電力供給系統６上に電流検出器５０が設けられており、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御部３８がその電流検出器５０の出力に基づいてそのラインに流れる電流Ｉ６の監視を行う（図４ステップ１０、図５ステップ２０、図６ステップ３０）。制御部３８は、冗長電力供給系統６を流れる電流Ｉ６が零か否かを判断し（図４ステップ１１、図５ステップ２１、図６ステップ３１）、電流Ｉ６が零であれば、冗長電力供給系統６の異常であるとみなして、運転者に異常のある旨を警告する（図４ステップ１２、図５ステップ２２、図６ステップ３２）。この場合の冗長電力供給系統６の異常として、電源供給ライン４８やダイオード８のオープン故障、電流検出器５０自体の故障などが挙げられる。
【００５０】
一方、制御部３８は、冗長電力供給系統６を流れる電流Ｉ６が閾値Ｉｔｈ以上の場合には（図４ステップ１３、図５ステップ２３、図６ステップ３３）、低電圧系１０の給電系統の異常（例えば、低圧系バッテリ１４の端子やセルのオープン故障、発電機１６の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン４６の断線）であるとみなして、切替スイッチ４４のオフ及びＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御切替を実施する。この場合、切替スイッチ４４をオフした後にＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替えてもよいし（図４ステップ１４，１５）、切替スイッチ４４のオフとＤＣ−ＤＣコンバータ３０の昇圧制御から降圧制御への切替を同時に実施してもよいし（図５ステップ２４）、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の昇圧制御から降圧制御への切り替え後に切替スイッチ４４をオフしてもよい（図６ステップ３４，３５）。図４のステップ１４，１５のように、切替スイッチ４４をオフした後にＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替えるようにすれば、速やかに低電圧系１０の給電系統に係る異常個所からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を切り離すことができる。つまり、低電圧系１０の給電系統の異常の影響がＤＣ−ＤＣコンバータ３０や電気負荷２２に及ぶのを速やかに防ぎ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０からの安定した給電を電気負荷２２に対し行うことができる。また、図６のステップ３４，３５のように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の昇圧制御から降圧制御への切り替え後に切替スイッチ４４をオフするようにすれば、低圧系１０の電源の異常による低電圧系１０における電力供給能力の低下をＤＣ−ＤＣコンバータ３０からの給電によって速やかに回復させることができる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０から速やかに電力を賄うことができるため、低圧系コンデンサ３４の容量の大きさを小さくすることができるとともに、その体積も小さくすることができる。
【００５１】
かかる構成によれば、冗長電力供給系統６を流れるＩ６を監視して、通常の供給電流よりも大きな閾値Ｉｔｈを超える供給電流が流れたときに、低電圧系１０に異常が生じたと判定することができる。この場合には、低電圧系１０の異常を検知するのに、低圧系バッテリ１４及び発電機１６ごとに電流検出器などを設けることは不要であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０内にのみ検出素子を設けることとすれば十分である。また、低圧系バッテリ１４及び発電機１６に流れる電流値を個別に検出することは不要であって、冗長電力供給系統６を流れる電流Ｉ６を監視することとすれば十分である。
【００５２】
従って、本実施例の電源システムによれば、低電圧系１０の異常検知をＤＣ−ＤＣコンバータ３０内に設けた素子のみで行うことが可能であるので、簡素な構成で低電圧系１０の異常を検知することが可能となっている。このため、安価でかつ少ない組み付け工数で低電圧系１０の異常検知システムを構築することが可能である。
【００５３】
また、上記の構成によれば、通常作動時にはオンとされる切替スイッチ４４を、低電圧系１０に異常が生じたことが検知された場合にオフとすることができる。切替スイッチ４４がオフにされると、低電圧系１０（具体的には、低圧系バッテリ１４、発電機１６、及び電気負荷２０）はＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離されるが、一方、低電圧系１０の電気負荷２２は依然として電源供給ライン４８を通じてＤＣ−ＤＣコンバータ３０との接続を継続する。この場合には、高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して低電圧系１０の低圧系バッテリ１４や発電機１６から電気負荷２０に電力が供給されることは生じ得ないが、電気負荷２２には高電圧系１２からのＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介した電力は供給され得る。
【００５４】
従って、本実施例の電源システムによれば、異常が生じた低電圧系１０を切替スイッチ４４の開放によりＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離しつつ、その低電圧系１０の電気負荷２２には高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して給電することが可能である。この点、本実施例の電源システムにおいては、異常が生じた低電圧系１０に高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して無駄に電力が供給されるのを防止することが可能となっている。また、低電圧系１０に例えば電源供給ライン４６の断線などに起因して低圧系バッテリ１４や発電機１６からの給電が不可能となる異常が生じても、冗長系の電気負荷２２に対しては電源供給を行うことが可能となっており、その電気負荷２２の作動を確保することが可能となっている。また、低電圧系１０の電源をＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離すことができるので、低電圧系１０の電源の異常の影響がＤＣ−ＤＣコンバータ３０や電気負荷２２に及ぶのを防ぎ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０からの安定した給電を電気負荷２２に対し行うことができる。
【００５５】
［第２実施例］
本発明の第２実施例の電源システムの構成は、図１に示される第１の実施例と同様である。上記の第１実施例においては、通常作動時にはオンとされる切替スイッチ４４を低電圧系１０に異常が生じたことが検知された場合にオフとするように制御していたが、第２実施例においては、切替スイッチ４４を低電圧系１０に異常が生じたことが検知されていない場合でもオフするように制御する。すなわち、正常作動時における機能チェックの実施をする。
【００５６】
図７は、本実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において電源供給ライン４８を介して電気負荷２２に流れる電流Ｉ６と切替スイッチ４４のオン・オフとの関係を表す第２の図である。
【００５７】
本第２実施例において、電気負荷２２には、上述の如く、低電圧系１０の故障等の異常時にも電源供給可能に、低電圧系１０からの電源供給ライン４６と共に、切替スイッチ４４を介さないＤＣ−ＤＣコンバータ３０からの電源供給ライン４８（冗長電力供給系統６）が接続されている。制御部３８は、電流検出器５０の出力に基づいて、冗長電力供給系統６に流れる電流Ｉ６を監視する。
【００５８】
一方、制御部３８は、所定の周期（例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に内蔵の低圧系コンデンサ３４の容量で電気負荷２２が動作可能な時間以内）で、切替スイッチ４４を短時間（例えば、低圧系１０の異常判定が可能な時間）だけオフする。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の出力電圧（インダクタンス３２と低圧系コンデンサ３４との接続点ｄの電圧）を発電機１６の出力電圧（点ｂの電圧）より少し高めの電圧（例えば、１Ｖの差）に設定した場合、切替スイッチ４４がオフの期間内に電流検出器５０によって電流Ｉ６が検出されない場合には、冗長電力供給系統６の断線等の異常とみなすことができる。ダイオード７とダイオード８によるダイオードＯＲ回路によって、正常な回路であれば、両ダイオードのうちアノード側の電圧の大きいダイオードから電流が流れるからである。なお、冗長電力供給系統６の断線等の異常が検出された場合には、例えば運転者に異常を知らせるためのウォーニングを出力するようにしてもよい。
【００５９】
また、低電圧系１０において、低圧系バッテリ１４の端子やセルのオープン故障、発電機１６の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン４６（この場合、電源供給ライン４８を除く低圧系１０内の電源ライン（すなわち、図１において、ａ−ｂ間、ｂ−ｃ間の電源ライン））の断線などの低電圧系１０の給電系統の異常が生じた場合には、低圧系バッテリ１４や発電機１６から低電圧系１０の電気負荷２２に電力を供給することが困難となる。この際、低電圧系１０の電源電圧が低下するため低電圧系１０の電源電圧の低下を抑えようと制御するＤＣ−ＤＣコンバータ３０から多くの電力が持ち出され、通常供給され得る電流の範囲を超える過大な供給電流がＤＣ−ＤＣコンバータ３０から電気負荷２２に冗長電力供給系統６を介して流れ出る。そこで、切替スイッチ４４がオフの期間内に通常供給され得る電流の範囲を超える過大な供給電流がＤＣ−ＤＣコンバータ３０から電気負荷２２に冗長電力供給系統６を介して流れ出ている場合には、低電圧系１０の給電系統の異常によって低圧系バッテリ１４や発電機１６から電気負荷２０，２２への電力供給が十分に行われていないとみなすことができる。つまり、制御部３８は、切替スイッチ４４がオフの期間内に電流検出器５０によって電流Ｉ６が所定の閾値Ｉｔｈ以上検出された場合には、低圧系バッテリ１４の端子やセルのオープン故障、発電機１６の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン４６（この場合、電源供給ライン４８を除く低圧系１０内の電源ライン（すなわち、図１において、ａ−ｂ間、ｂ−ｃ間の電源ライン））の断線などの低電圧系１０の給電系統の異常と判定する。
【００６０】
そして、切替スイッチ４４のオフ状態を保持し、その低電圧系１０をＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離すこととしても、高電圧系１２からそのＤＣ−ＤＣコンバータ３０を経由して直接に冗長系の電気負荷２２に電源を供給することは可能である。
【００６１】
図８は、第２実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。制御部３８は、切替スイッチ４４をオンさせる（ステップ４０）。本実施例の電源システムにおいては、上記の如く、冗長電力供給系統６上に電流検出器５０が設けられており、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御部３８がその電流検出器５０の出力に基づいてそのラインに流れる電流Ｉ６の監視を行う（ステップ４１）。制御部３８は、切替スイッチ４４のオン後の所定時間後に切替スイッチ４４をオフさせ（ステップ４２）、切替スイッチ４４のオフの間に冗長電力供給系統６を流れる電流Ｉ６が零か否かを判断し（ステップ４３）、電流Ｉ６が零であれば、冗長電力供給系統６の異常であるとみなして、運転者に異常のある旨を警告する（ステップ４４）。この場合の冗長電力供給系統６の異常として、電源供給ライン４８やダイオード８のオープン故障、電流検出器５０自体の故障などが挙げられる。
【００６２】
一方、制御部３８は、冗長電力供給系統６を流れる電流Ｉ６が閾値Ｉｔｈ以上の場合には（ステップ４５）、低電圧系１０の電源の異常（例えば、低圧系バッテリ１４の端子やセルのオープン故障、発電機１６の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン４６の断線）であるとみなして、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替える（ステップ４６）。
【００６３】
かかる構成においても、冗長電力供給系統６を流れるＩ６を監視して、通常の供給電流よりも大きな閾値Ｉｔｈを超える供給電流が流れたときに、低電圧系１０に異常が生じたと判定することができる。この場合においても、低電圧系１０の異常を検知するのに、低圧系バッテリ１４及び発電機１６ごとに電流検出器などを設けることは不要であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０内にのみ検出素子を設けることとすれば十分である。また、低圧系バッテリ１４及び発電機１６に流れる電流値を個別に検出することは不要であって、冗長電力供給系統６を流れる電流Ｉ６を監視することとすれば十分である。
【００６４】
従って、本実施例の電源システムによれば、低電圧系１０の異常検知をＤＣ−ＤＣコンバータ３０内に設けた素子のみで行うことが可能であるので、簡素な構成で低電圧系１０の異常を検知することが可能となっている。
【００６５】
また、上記の構成においても、切替スイッチ４４がオフにされると、低電圧系１０（具体的には、低圧系バッテリ１４、発電機１６、及び電気負荷２０）はＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離されるが、一方、低電圧系１０の電気負荷２２は依然として電源供給ライン４８を通じてＤＣ−ＤＣコンバータ３０との接続を継続する。この場合には、高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して低電圧系１０の低圧系バッテリ１４や発電機１６，電気負荷２０に電力が供給されることは生じ得ないが、電気負荷２２には高電圧系１２からのＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介した電力は供給され得る。
【００６６】
従って、本実施例の電源システムによれば、異常が生じた低電圧系１０を切替スイッチ４４の開放によりＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離しつつ、その低電圧系１０の電気負荷２２には高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して給電することが可能である。また、低電圧系１０に例えば電源供給ライン４６の断線などに起因して低圧系バッテリ１４や発電機１６からの給電が不可能となる異常が生じても、冗長系の電気負荷２２に対しては電源供給を行うことが可能となっており、その電気負荷２２の作動を確保することが可能となっている。また、低電圧系１０の電源をＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離すことができるので、低電圧系１０の電源の異常の影響がＤＣ−ＤＣコンバータ３０や電気負荷２２に及ぶのを防ぎ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０からの安定した給電を電気負荷２２に対し行うことができる。
【００６７】
［第３実施例］
図９は、本発明の第３実施例である電源システムの構成図を示す。第３実施例では、電気負荷２２が起動と停止を繰り返す間欠動作をする電気負荷である場合についての例である。なお、図９に示される第３実施例の電源システムにおいて、図１に示す構成と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。
【００６８】
図９において、制御部３８は、電気負荷２２の動作状態を検出するために、信号線９を備える。制御部３８は、信号線９を介して電気負荷２２の動作状態を示す動作信号ＢＬ３を取得する。例えば、動作信号ＢＬ３＝０の場合には電気負荷２２は停止していることを示し、動作信号ＢＬ３＝１の場合には電気負荷２２が動作中であることを示す。
【００６９】
あるいは、制御部３８は、電気負荷２２を強制的に動作させるために、信号線９を備えてもよい。制御部３８は、信号線９を介して電気負荷２２の動作を指令する動作指令信号ＢＬ３を出力する。制御部３８は、電気負荷２２の動作を開始させたい場合には電気負荷２２の動作開始の指令であることを示すＢＬ３＝１の動作指令信号を出力し、電気負荷２２の動作を停止させたい場合には電気負荷２２の動作停止の指令であることを示すＢＬ３＝０の動作指令信号を出力する。電気負荷２２は、これらの動作指令信号に従って、動作する。
【００７０】
上記の第１実施例においては、通常作動時にはオンとされる切替スイッチ４４を低電圧系１０に異常が生じたことが検知された場合にオフとするように制御していたが、第３実施例においては、切替スイッチ４４を低電圧系１０に異常が生じたことが検知されていない場合でもオフするように制御する。すなわち、正常作動時における機能チェックの実施をする。
【００７１】
本実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において電源供給ライン４８を介して電気負荷２２に流れる電流Ｉ６と切替スイッチ４４のオン・オフとの関係は、第２の実施例の場合の図７と同様である。
【００７２】
第３の実施例では、第２の実施例と同様に、制御部３８は、所定の周期（例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に内蔵の低圧系コンデンサ３４の容量で電気負荷２２が動作可能な時間以内）で、切替スイッチ４４を短時間（例えば、低圧系１０の異常判定が可能な時間）だけオフする。そして、制御部３８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧（インダクタンス３２と低圧系コンデンサ３４との接続点ｄの電圧）を発電機１６の出力電圧（点ｂの電圧）より少し高めの電圧（例えば、１Ｖの差）に設定し、切替スイッチ４４がオフの期間内に電流検出器５０によって電流Ｉ６が検出されない場合には、冗長電力供給系統６の断線等の異常と判定する。
【００７３】
また、第２の実施例と同様に、制御部３８は、切替スイッチ４４がオフの期間内に電流検出器５０によって電流Ｉ６が所定の閾値Ｉｔｈ以上検出された場合には、低圧系バッテリ１４の端子やセルのオープン故障、発電機１６の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン４６（この場合、電源供給ライン４８を除く低圧系１０内の電源ライン（すなわち、図１において、ａ−ｂ間、ｂ−ｃ間の電源ライン））の断線などの低電圧系１０の電源の異常と判定する。
【００７４】
しかしながら、電気負荷２２が動作をしていないことにより、または、間欠動作により動作が停止していないことにより、その消費電流が発生していないときに、電流検出器５０によって電流Ｉ６を検出することによって、冗長電力供給系統６の断線等の異常や低電圧系１０の電源の異常を判定しても、誤判定のおそれがある。そこで、第３の実施例では、その誤判定を回避するために、図１０のように動作する。
【００７５】
図１０は、第３実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。制御部３８は、切替スイッチ４４をオンさせる（ステップ５０）。本実施例の電源システムにおいては、上記の如く、冗長電力供給系統６上に電流検出器５０が設けられており、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御部３８がその電流検出器５０の出力に基づいてそのラインに流れる電流Ｉ６の監視を行う（ステップ５１）。制御部３８は、ＢＬ３＝１（電気負荷２２が動作中）であり（ステップ５２）且つ切替スイッチ４４がオフのときに（ステップ５３）、冗長電力供給系統６を流れる電流Ｉ６が零か否かを判断し（ステップ５４）、電流Ｉ６が零であれば、冗長電力供給系統６の異常であるとみなして、運転者に異常のある旨を警告する（ステップ５５）。この場合の冗長電力供給系統６の異常として、電源供給ライン４８やダイオード８のオープン故障、電流検出器５０自体の故障などが挙げられる。
【００７６】
一方、制御部３８は、ＢＬ３＝１（電気負荷２２が動作中）であり（ステップ５２）且つ切替スイッチ４４がオフのときに（ステップ５３）、冗長電力供給系統６を流れる電流Ｉ６が閾値Ｉｔｈ以上の場合には（ステップ５６）、低電圧系１０の給電系統の異常（例えば、低圧系バッテリ１４の端子やセルのオープン故障、発電機１６の供給電力の低下を伴う故障、電源供給ライン４６の断線）であるとみなして、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替える（ステップ５７）。
【００７７】
なお、制御部３６は、切替スイッチ４４をオフさせずに、ＢＬ３＝１の場合に、電流検出器５０の出力に基づいてそのラインに流れる電流Ｉ６の監視を行い、異常を検出してもよい。すなわち、制御部３８は、ＢＬ３＝１のときに冗長電力供給系統６を流れる電流Ｉ６が零か否かを判断し、電流Ｉ６が零であれば、冗長電力供給系統６の異常であるとみなして、運転者に警告する。一方、制御部３８は、ＢＬ３＝１のときに冗長電力供給系統６を流れる電流Ｉ６が閾値Ｉｔｈ以上の場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替える。
【００７８】
かかる構成においても、冗長電力供給系統６を流れるＩ６を監視して、通常の供給電流よりも大きな閾値Ｉｔｈを超える供給電流が流れたときに、低電圧系１０に異常が生じたと判定することができる。この場合においても、低電圧系１０の異常を検知するのに、低圧系バッテリ１４及び発電機１６ごとに電流検出器などを設けることは不要であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０内にのみ検出素子を設けることとすれば十分である。また、低圧系バッテリ１４及び発電機１６に流れる電流値を個別に検出することは不要であって、冗長電力供給系統６を流れる電流Ｉ６を監視することとすれば十分である。
【００７９】
従って、本第３実施例の電源システムによれば、低電圧系１０の異常検知をＤＣ−ＤＣコンバータ３０内に設けた素子のみで行うことが可能であるので、簡素な構成で低電圧系１０の異常を検知することが可能となっている。
【００８０】
また、上記の構成においても、切替スイッチ４４がオフにされると、低電圧系１０（具体的には、低圧系バッテリ１４、発電機１６、及び電気負荷２０）はＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離されるが、一方、低電圧系１０の電気負荷２２は依然として電源供給ライン４８を通じてＤＣ−ＤＣコンバータ３０との接続を継続する。この場合には、高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して低電圧系１０の低圧系バッテリ１４や発電機１６，電気負荷２０に電力が供給されることは生じ得ないが、電気負荷２２には高電圧系１２からのＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介した電力は供給され得る。
【００８１】
従って、本実施例の電源システムによれば、異常が生じた低電圧系１０を切替スイッチ４４の開放によりＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離しつつ、その低電圧系１０の電気負荷２２には高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して給電することが可能である。また、低電圧系１０に例えば電源供給ライン４６の断線などに起因して低圧系バッテリ１４や発電機１６からの給電が不可能となる異常が生じても、冗長系の電気負荷２２に対しては電源供給を行うことが可能となっており、その電気負荷２２の作動を確保することが可能となっている。また、低電圧系１０の電源をＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離すことができるので、低電圧系１０の電源の異常の影響がＤＣ−ＤＣコンバータ３０や電気負荷２２に及ぶのを防ぎ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０からの安定した給電を電気負荷２２に対し行うことができる。また、電気負荷２２の動作中に低電圧系１０の異常判定を実施するので、電気負荷２２の非動作中に異常判定することによる誤判定を防止することができる。
【００８２】
［第４実施例］
図１１は、本発明の第４実施例である電源システムの構成図を示す。第４実施例では、発電機（オルタネータ）１６に異常が起こった場合についての例である。発電機１６に異常が起こると、発電能力が低下したり発電自体が停止したりする。したがって、発電機１６の異常により低圧系バッテリ１４の電圧が低下するために緊急通報装置や電動ブレーキ装置などの電気負荷２２の機能が損なわれないようにする必要がある。なお、図１１に示される第４実施例の電源システムにおいて、図１に示す構成と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。
【００８３】
図１１において、制御部３８には、発電機１６の異常を検出するための異常検出器５が接続されている。異常検出器５は、発電機１６の発電情報を制御部３８に出力する。異常検出器５は、たとえば、発電機１６が発電中か否かを示す発電状態を出力する（例えば、発電中である場合にはＨｉ信号を出力し発電中でない場合にはＬｏ信号を出力する、いわゆるＬ端子が流用可能である）。制御部３８は、イグニッションがＯＮ状態である場合など発電機１６が本来発電している条件であるにもかかわらず異常検出器５の発電状態に基づいて発電機１６が発電状態ではないと認識した場合には、発電機１６の異常と判定する。異常検出器５は、たとえば、発電機１６の出力電流や出力電圧を直接監視することによって発電機１６の発電状態を検出可能である。また、制御部３８は、検出される発電機１６の発電量が所定値以下である場合に、発電不良であるとして発電機１６の異常を判定してもよい。
【００８４】
図１２は、本実施例における、発電機１６の異常検出と切替スイッチ４４のオン・オフとＤＣ−ＤＣコンバータ３０の切替制御との関係を表す図である。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、通常動作時には低電圧系１０から高電圧系１２の方向に昇圧制御を実施するが、異常検出器５によって発電機１６の異常が検出されると、電気負荷２２への電力供給能力が低下したとみなされ、切替スイッチ４４をオフさせるとともに昇圧制御から降圧制御に切り替える。
【００８５】
本実施例において、低電圧系１０とＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２との間には、上記の如く、切替スイッチ４４が介在されている。低電圧系１０の電気負荷２０，２２のうち電気負荷２０は、切替スイッチ４４を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されているが、電気負荷２２は、その接続の他に更に、切替スイッチ４４を介さずにもＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されている。従って、発電機１６の異常が生じた場合に、その発電機１６をＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離すこととしても、低圧系バッテリ１４から、及び、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を経由して高電圧系１２から、冗長系の電気負荷２２に電源を供給することは可能である。
【００８６】
図１３は、第４実施例の制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートである。制御部３８は、異常検出器５の出力に基づいて発電機１６の異常を監視する（ステップ６０）。制御部３８は、発電機１６の異常が検出された場合に（ステップ６２）、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に対して昇圧制御から降圧制御への動作切替信号を送信し、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替えるとともに、切替スイッチ４４をオフさせる（ステップ６４）。
【００８７】
かかる構成によれば、通常作動時にはオンとされる切替スイッチ４４を、発電機１６に異常が生じたことが検知された場合にオフとすることができる。切替スイッチ４４がオフにされると、低電圧系１０（具体的には、低圧系バッテリ１４、発電機１６、及び電気負荷２０）はＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離されるが、一方、低電圧系１０の電気負荷２２は依然として低圧系バッテリ１４との接続及び電源供給ライン４８を通じてＤＣ−ＤＣコンバータ３０との接続を継続する。この場合には、高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して低電圧系１０の低圧系バッテリ１４や発電機１６，電気負荷２０に電力が供給されることは生じ得ないが、電気負荷２２には低圧系バッテリ１４からの電力及び高電圧系１２からのＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介した電力は供給され得る。
【００８８】
従って、本実施例の電源システムによれば、異常が生じた低電圧系１０を切替スイッチ４４の開放によりＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離しつつ、その低電圧系１０の電気負荷２２には、高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して給電することが可能であるとともに低圧系バッテリ１４から給電することが可能である。この点、本実施例の電源システムにおいては、切替スイッチ４４のオフによって、異常が生じた低電圧系１０に高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して無駄に電力が供給されるのを防止することが可能となっている。また、冗長系の電気負荷２２への給電を、低圧系バッテリ１４とＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介した高電圧バッテリ１８との両方で行うことによって、冗長負荷２２を最優先に給電することができ、冗長負荷２２への給電可能時間も延長することが可能である。事故発生時に緊急信号を送信するメーデー装置やドライバーのブレーキ操作をアシストし車両の挙動を安定化させることができる電動ブレーキ装置の場合には、動作時間の延長が商品性の向上につながる。この場合、電気負荷２０や電気負荷２４の動作を停止または制限することによって、冗長負荷２２への給電可能時間をより一層延長することができる。また、発電機１６の故障を検出することによって、冗長負荷２２への供給電力の低下が生じる前に所定の保護制御に速やかに移行することができる。
【００８９】
［第５実施例］
図１４は、本発明の第５実施例である電源システムの構成図を示す。第５実施例においては、低圧系バッテリ１４から冗長負荷２２への電力供給経路である電源供給ライン４６の電圧の検出結果に基づいて、切替スイッチ４４のオン・オフ等が制御される。冗長負荷２２に供給している電圧が低下した場合、障害のあった箇所から冗長負荷２２とＤＣ−ＤＣコンバータ３０を分離し、冗長負荷２２とＤＣ−ＤＣコンバータ３０を接続することによって、冗長負荷２２の機能を保護する。なお、図１４に示される第５の実施例の電源システムにおいて、図１に示す構成と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。
【００９０】
図１４において、制御部３８には、電源供給ライン４６の電圧を検出するための電圧検出器４が接続されている。電圧検出器４は、電源供給ライン４６の電圧情報を制御部３８に出力する。電圧検出器４は、低圧系バッテリ１４から冗長負荷２２への供給電圧（すなわち、電源供給ライン４６の電圧）の低下を判定するための閾値を有しており、その供給電圧が閾値以下となった場合に、制御部３８に電圧低下信号を出力する。電圧低下信号を受信した制御部３８は、低圧系バッテリ１４の充電残容量の低下等の何らかの異常により電源供給ライン４６の電圧が低下したとみなして、切替スイッチ４４をオフするとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に対して電圧変換方向を昇圧方向から降圧方向に切り替える動作切替信号を出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、通常動作時には低電圧系１０から高電圧系１２の方向に昇圧制御を実施するが、電源供給ライン４６の電圧低下により動作切替信号を受信すると、切替スイッチ４４をオフさせるとともに昇圧制御から降圧制御に切り替える。切替スイッチ４４のオフによって、異常時にＤＣ−ＤＣコンバータ３０から冗長負荷２２に供給されるべき電力が、低圧系バッテリ１４に供給されないようにすることができる。なお、電源供給ライン４６の電圧が上記閾値より高くなった場合には、制御部３８は、切替スイッチ４４をオンするとともに降圧制御から昇圧制御に切り替えて、通常動作に復帰する。
【００９１】
また、制御部３８は、電圧検出器４によって電源供給ライン４６の電圧が所定の閾値電圧以下で、且つ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の電圧が所定の閾値電圧以上の場合には、電源供給ライン４６の電圧低下の原因が電源供給ライン４６の断線と特定することが可能である。
【００９２】
図１５は、本実施例における、電圧検出器４の電圧検出と切替スイッチ４４のオン・オフとＤＣ−ＤＣコンバータ３０の切替制御との関係を示す図である。Ｖｍは低圧系バッテリ１４から冗長負荷２２への供給電圧（すなわち、電源供給ライン４６の電圧）を表し、ＶｄはＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の電圧を表し、Ｖｔは電源供給ライン４６の電圧低下を判定するための閾値を表す。ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、通常動作時には低電圧系１０から高電圧系１２の方向に昇圧制御を実施するが、Ｖｍ及びＶｄが閾値Ｖｔ以下になると、低電圧系１０の異常とみなされ、制御部３８による切替スイッチ４４のオフとともに昇圧制御から降圧制御に切り替える。なお、Ｖｍのみが閾値Ｖｔ以下になった場合には、切替スイッチ４４はオンで昇圧制御のまま、運転者に対し異常がある旨を警告するようにしてもよい。
【００９３】
本実施例において、低電圧系１０とＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２との間には、上記の如く、切替スイッチ４４が介在されている。低電圧系１０の電気負荷２０，２２のうち電気負荷２０は、切替スイッチ４４を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されているが、電気負荷２２は、その接続の他に更に、切替スイッチ４４を介さずにもＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されている。従って、電源供給ライン４６の電圧低下が生じた場合に、その発電機１６をＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離すこととしても、高電圧系１２からそのＤＣ−ＤＣコンバータ３０を経由して直接に冗長系の電気負荷２２に電力を供給することは可能である。また、電源供給ライン４６が断線していなければ、低圧系バッテリ１４からも電気負荷２２に電力供給することが可能である。
【００９４】
図１６は、第５実施例の制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートである。制御部３８は、電圧検出器４の出力に基づいて電源供給ライン４６の電圧を監視する（ステップ７０）。制御部３８は、電源供給ライン４６の電圧Ｖｍが閾値Ｖｔ以下となり、且つ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の電圧Ｖｄが閾値Ｖｔ以下となった場合には（ステップ７２，７４）、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替えるとともに、切替スイッチ４４をオフさせ、運転者に対し警告する（ステップ７６）。一方、制御部３８は、電源供給ライン４６の電圧Ｖｍが閾値Ｖｔ以下となり、且つ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の電圧Ｖｄが閾値Ｖｔ以下ではない場合には（ステップ７２，７４）、電源供給ライン４６の断線とみなし、切替スイッチ４４や電圧変換方向の切替をせずに運転者に警告のみ実施する（ステップ７８）。電源供給ライン４６の断線と特定できれば、電源供給ライン４７及びオン状態の切替スイッチ４４を介して、低圧系バッテリ１４から冗長負荷２２への電力供給を継続できるからである。
【００９５】
かかる構成によれば、通常作動時にはオンとされる切替スイッチ４４を、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の電圧Ｖｄ及び電源供給ライン４６の電圧Ｖｍの低下が生じたことが検知された場合にオフとすることができる。切替スイッチ４４がオフにされると、低電圧系１０（具体的には、低圧系バッテリ１４、発電機１６）はＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離されるが、一方、低電圧系１０の電気負荷２２は依然として電源供給ライン４８を通じてＤＣ−ＤＣコンバータ３０との接続を継続する。この場合には、高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して低電圧系１０の低圧系バッテリ１４や発電機１６に電力が供給されることは生じ得ないが、電気負荷２２には高電圧系１２からのＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介した電力は供給され得る。
【００９６】
従って、本実施例の電源システムによれば、異常が生じた低電圧系１０を切替スイッチ４４の開放によりＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離しつつ、その低電圧系１０の電気負荷２２には高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して給電することが可能である。この点、本実施例の電源システムにおいては、異常が生じた低電圧系１０に高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して無駄に電力が供給されるのを防止することが可能となっている。なお、電源供給ライン４６の断線がなければ、低圧系バッテリ１４からも電気負荷２２に電力供給することが可能である。このとき、冗長系の電気負荷２２への給電を、低圧系バッテリ１４とＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介した高電圧バッテリ１８との両方で行うことによって、冗長負荷２２を最優先に給電することができ、冗長負荷２２への給電可能時間も延長することが可能である。事故発生時に緊急信号を送信するメーデー装置の場合には、動作時間の延長が商品性の向上につながる。この場合、電気負荷２０や電気負荷２４の動作を停止または制限することによって、冗長負荷２２への給電可能時間をより一層延長することができる。
【００９７】
［第６実施例］
図１７は、本発明の第６実施例である電源システムの構成図を示す。第６実施例においては、低圧系バッテリ１４から冗長負荷２２への電力供給経路である電源供給ライン４６の電圧の検出結果に基づいて、切替スイッチ４４のオン・オフ等が制御される。冗長負荷２２に供給している電圧が低下した場合、障害のあった箇所から冗長負荷２２とＤＣ−ＤＣコンバータ３０を分離し、冗長負荷２２とＤＣ−ＤＣコンバータ３０を接続することによって、冗長負荷２２の機能を保護する。本第６実施例の電源システムは、第５実施例におけるダイオード７，８からなるダイオードＯＲ回路を切替スイッチ３に変更したものである。なお、図１７に示される第６の実施例の電源システムにおいて、図１に示す構成と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。
【００９８】
制御部３８は、電源供給ライン４６の電圧及びＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の電圧が所定の閾値電圧以下になると、切替スイッチ４４をオフすることにより低圧系バッテリ１４とＤＣ−ＤＣコンバータ３０を分離する。また、制御部３８は、切替スイッチ３を制御することにより、電気負荷２２と電源供給ライン４６を分離して、電気負荷２２と電源供給ライン４８を接続する。また、制御部３８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に対して、昇圧方向から降圧方向に電圧変換方向の切り替えを指令する動作切替信号を送信する。
【００９９】
そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、制御部３８から動作切替信号を受信すると昇圧制御から降圧制御に切り替える。電源供給ライン４６が断線した場合、電圧検出器４によって電圧低下が検出されるが、電源供給ライン４７，４８を介して低圧系バッテリ１４から電力を供給できるので、警告のみを出して通常動作する。ここで、電圧検出器４によって電圧低下が検出されても低圧系バッテリ１４からＤＣ−ＤＣコンバータ３０に供給されている電圧が所定の閾値より高い場合に、電源供給ライン４６の断線とみなす。
【０１００】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の出力電圧（点ｄの電圧）を発電機１６（低圧系バッテリ１４）の出力電圧（点ｂの電圧）より少し高めの電圧（例えば、１Ｖの差）に設定した場合、切替スイッチ４４がオフの期間内に電源供給ライン４８に電流が流れない場合には、電源供給ライン４８の断線とみなすことができる。この場合、運転者に対し警告してもよい。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の降圧制御時に高圧系バッテリ１８に接続される電気負荷２４の動作を制限した場合、電気負荷２２への電力供給可能時間をその制限に伴い延長することができる。そして、低圧系バッテリ１４から電気負荷２２へ供給している電圧が、所定の閾値より高くなった場合に通常動作に復帰する。このように、低圧系バッテリ１４の端子はずれや電源供給ライン４６の断線などの故障が生じても、電気負荷２２が即時に機能停止することを防止できる。
【０１０１】
ここで、切替スイッチ３は、例えば、図１８に示す如く半導体により構成されたＭＯＳＦＥＴである。切替スイッチ３のゲートは、制御部３８に接続されている。切替スイッチ３は、制御部３８からの駆動指令に従ってスイッチング動作し、電気負荷２２の電力供給経路を電源供給ライン４６または４８に切り替える。
【０１０２】
図１９は、本実施例における、電圧検出器４の電圧検出と切替スイッチ４４のオン・オフと切替スイッチ３のオン・オフとＤＣ−ＤＣコンバータ３０の切替制御との関係を示す図である。Ｖｍ，Ｖｄ，Ｖｔは、図１５の場合と同様である。
【０１０３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、通常動作時には低電圧系１０から高電圧系１２の方向に昇圧制御を実施するが、Ｖｍ及びＶｄが閾値Ｖｔ以下になると、低電圧系１０の異常とみなされ、制御部３８による切替スイッチ４４のオフと電源供給ライン４６側から電源供給ライン４８側への切替スイッチ３の切り替えとともに昇圧制御から降圧制御に切り替える。なお、Ｖｍのみが閾値Ｖｔ以下になった場合には、切替スイッチ４４はオンで昇圧制御のまま、運転者に対し異常がある旨を警告するようにしてもよい。
【０１０４】
本実施例において、低電圧系１０とＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２との間には、上記の如く、切替スイッチ４４が介在されている。低電圧系１０の電気負荷２０，２２のうち電気負荷２０は、切替スイッチ４４を介してＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されているが、電気負荷２２は、その接続の他に更に、切替スイッチ４４を介さずにもＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されている。したがって、電源供給ライン４６の電圧低下が生じた場合に、その発電機１６をＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離すこととしても、高電圧系１２からそのＤＣ−ＤＣコンバータ３０を経由して直接に冗長系の電気負荷２２に電源を供給することは可能である。
【０１０５】
図２０は、第６実施例の制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートである。制御部３８は、電圧検出器４の出力に基づいて電源供給ライン４６の電圧を監視する（ステップ８０）。制御部３８は、電源供給ライン４６の電圧Ｖｍが閾値Ｖｔ以下となり、且つ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の電圧Ｖｄが閾値Ｖｔ以下となった場合には（ステップ８２，８４）、切替スイッチ３によって電気負荷２２の接続先を電源供給ライン３６から電源供給ライン３８に切り替え、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替えるとともに、切替スイッチ４４をオフさせ、運転者に対し警告する（ステップ８６）。一方、制御部３８は、電源供給ライン４６の電圧Ｖｍが閾値Ｖｔ以下となり、且つ、電源供給ライン４７の電圧Ｖｄが閾値Ｖｔ以下ではない場合には（ステップ８２，８４）、電源供給ライン４６の断線とみなして、切替スイッチ４４や電圧変換方向の切替をせずに運転者に警告のみ実施する（ステップ８８）。電源供給ライン４６の断線と特定できれば、電源供給ライン４７及びオン状態の切替スイッチ４４を介して、低圧系バッテリ１４から冗長負荷２２への電力供給を継続できるからである。
【０１０６】
かかる構成によれば、通常作動時にはオンとされる切替スイッチ４４を、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の電圧Ｖｄ及び電源供給ライン４６の電圧Ｖｍの低下が生じたことが検知された場合にオフとすることができる。切替スイッチ４４がオフにされると、低電圧系１０（具体的には、低圧系バッテリ１４、発電機１６）はＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離されるが、一方、低電圧系１０の電気負荷２２は依然として電源供給ライン４８を通じてＤＣ−ＤＣコンバータ３０との接続を継続する。この場合には、高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して低電圧系１０の低圧系バッテリ１４や発電機１６に電力が供給されることは生じ得ないが、電気負荷２２には高電圧系１２からのＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介した電力は供給され得る。
【０１０７】
従って、本実施例の電源システムによれば、異常が生じた低電圧系１０を切替スイッチ４４の開放によりＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離しつつ、その低電圧系１０の電気負荷２２には高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して給電することが可能である。この点、本実施例の電源システムにおいては、異常が生じた低電圧系１０に高電圧系１２からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して無駄に電力が供給されるのを防止することが可能となっている。なお、電源供給ライン４６の断線がなければ、低圧系バッテリ１４からも電気負荷２２に電力供給することが可能である。このとき、冗長系の電気負荷２２への給電を、低圧系バッテリ１４とＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介した高電圧バッテリ１８との両方で行うことによって、冗長負荷２２を最優先に給電することができ、冗長負荷２２への給電可能時間も延長することが可能である。事故発生時に緊急信号を送信するメーデー装置などの場合には、動作時間の延長が商品性の向上につながる。この場合、電気負荷２０や電気負荷２４の動作を停止または制限することによって、冗長負荷２２への給電可能時間をより一層延長することができる。
【０１０８】
［第７実施例］
図２１は、本発明の第７実施例である電源システムの構成図を示す。図２１に示される第７の電源システムにおいて、図１に示す構成と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。第７実施例のシステムは、例えば車両などに搭載され、電源電圧を昇圧しかつ降圧するための昇降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを制御するシステムであって、排出ガスの低減や燃費向上のために停車中にエンジンを自動停止させるアイドリングストップシステムである。第７実施例では、アイドリングストップシステムによりエンジンを停止させる前にＤＣ−ＤＣコンバータ３０を昇圧制御から降圧制御に切り替えることによって、電気負荷２０，２２に電力を供給する、または、供給可能状態にする。そして、エンジンの再始動時に、エンジンを始動させるスタータ２が駆動する前にスタータ２を構成する低電圧系１０をＤＣ−ＤＣコンバータ３０から切り離す。低電圧系１０から切り離されたＤＣ−ＤＣコンバータ３０から電気負荷２２に給電することによって、スタータ２の駆動による電圧変動の影響が電気負荷２２に及ばずに、電気負荷２２に安定した電力供給が可能となる。
【０１０９】
図２２は、第７実施例の電源システムの動作を示すタイムチャートである。図２１及び図２２を参照しながら、本実施例の電源システムの動作について説明する。
【０１１０】
本実施例のシステムにおいて、低電圧系１０の電気負荷２０，２２の作動が要求されると、低圧系バッテリ１４又は発電機１６からその電気負荷２０，２２へ電力供給が行われる。この場合には、電気負荷２０，２２の作動が可能になる。また、高電圧系１２の電気負荷２４の作動が要求されると、高圧系バッテリ１８からその電気負荷２４へ電力供給が行われる。この場合には、電気負荷２４の作動が可能になる。
【０１１１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御部３８は、上述の実施例と同様に、低電圧系１０の給電状態（例えば、低電圧系１０（低圧系バッテリ１４）の電圧値や低圧系バッテリ１４の残存容量など）と高電圧系１２の給電状態（例えば、高電圧系１２（高圧系バッテリ１８）の電圧値や高圧系バッテリ１８の残存容量など）との関係に基づいて、低電圧系１０から高電圧系１２への昇圧変換が必要であるか否かを判別し、また、逆に高電圧系１２から低電圧系１０への降圧変換が必要であるか否かを判別することで、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を起動すべきか否かを判別する。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を起動すべきときは、切替スイッチ４４をオンして低電圧系１０とＤＣ−ＤＣコンバータ３０とを導通すると共に、また、両電圧系１０，１２の状態に応じて一対のスイッチング素子４０，４２のデューティ比を設定する。
【０１１２】
エンジンが作動中の通常状態では、発電機１６によって発電された電力は、低圧系バッテリ１４、電気負荷２０，２２に供給される。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の昇圧制御によって、低電圧系１０の電力は高電圧系１２の高圧系バッテリ１８や電気負荷２４に供給される。この通常状態では、制御部３８は切替スイッチ４４をオンにして導通状態にしている。
【０１１３】
アイドリングストップシステムからエンジンの停止要求信号を受信した制御部３８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替え、切り替え後にエンジン停止許可信号をアイドリングストップシステムに送信する。エンジン停止許可信号を受信したアイドリングストップシステムは、エンジンを停止させる。エンジンの停止によって発電機１６による発電は停止する。
【０１１４】
そして、エンジンの再始動は電動モータ内蔵のスタータ２の駆動によって行われる。制御部３８は、スタータ２の駆動を事前に知らせる駆動前信号を受信した場合に、切替スイッチ４４をオフして非導通状態にする。切替スイッチ４４のオフによって、スタータ２や低圧系バッテリ１４や電気負荷２０からＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の出力が分離される。制御部３８は、分離後に、スタータ２の駆動を許可する許可信号をスタータ２の駆動を制御する制御システムに送信し、スタータ２の駆動がなされる。スタータ２の駆動によりエンジンが再始動するとともに発電機１６の発電も開始する。発電機１６の発電状態を検出した制御部３８は、切替スイッチ４４をオンにするとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を降圧制御から昇圧制御に切り替える。
【０１１５】
このように、切替スイッチ４４のオン・オフとＤＣ−ＤＣコンバータ３０の電圧変換方向を制御することによって、電気負荷２０や２２に安定した電力を供給可能となる。すなわち、発電機１６の発電が停止するエンジンの停止中であっても、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を降圧制御に切り替えることによって高圧系バッテリ１８からの給電が可能となり、低圧系バッテリ１４、電気負荷２０，２２に安定的な給電が可能となる。また、スタータ２の駆動により低電圧系１０の電源電圧が変動するエンジンの再始動時であっても、切替スイッチ４４のオフによってその電圧変動の影響が電気負荷２２やＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の出力に及ばないため、電気負荷２２に安定的な給電が可能となる。スタータ２の駆動によってダイオード７のアノード側の低電圧系１０の電源電圧は低下するが、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側（ダイオード８のアノード側）の出力電圧のほうがダイオード７のアノード側の低電圧系１０の電源電圧より高いため、電気負荷２２にはＤＣ−ＤＣコンバータ３０から安定的な給電がなされることになる。
【０１１６】
なお、電気負荷２２がランプやメータなどの電圧変動により明滅する電気負荷の場合には、下記の制御を行うとよい。アイドリングストップシステムからエンジンの停止要求信号を受信した制御部３８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の出力電圧を発電機１６と同じ発電電圧に設定した後に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替え、切り替え後にエンジン停止許可信号をアイドリングストップシステムに送信する。エンジン停止許可信号を受信したアイドリングストップシステムはエンジンを停止させる。エンジンの停止によって発電機１６による発電は停止する。
【０１１７】
エンジンの再始動時には、上述と同様に、制御部３８は、スタータ２の駆動を事前に知らせる駆動前信号を受信した場合に、切替スイッチ４４をオフして非導通状態にする。そして、制御部３８は、発電機１６の出力電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の出力電圧に設定した後に、スタータ２の駆動を許可する許可信号をスタータ２の駆動を制御する制御システムに送信し、スタータ２の駆動がなされる。スタータ２の駆動によりエンジンが再始動するとともに発電機１６の発電も開始する。発電機１６の発電状態を発電電圧等によって検出した制御部３８は、切替スイッチ４４をオンにするとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を降圧制御から昇圧制御に切り替える。
【０１１８】
このように、切替スイッチ４４のオン・オフとＤＣ−ＤＣコンバータ３０の電圧変換方向及びその出力電圧と発電機１６の出力電圧を制御することによって、電気負荷２２がランプやメータなどの電圧変動により明滅する電気負荷であっても明滅を防ぐことができる。すなわち、エンジンの停止や再始動をする場合に、発電機１６の出力電圧とＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の出力電圧とを同じに設定することでランプやメータへの電圧変動を抑えて電力供給系統を切り替えることができるので、電圧変動による明滅を防ぐことができ、また、車両としての商品性が向上する。
【０１１９】
ところで、アイドリングストップシステムによりエンジンが停止している場合に下記の制御を実行してもよい。制御部３８は、アイドリングストップシステムによってエンジンが停止している場合に、低圧系バッテリ１４と高圧系バッテリ１８の残容量を各バッテリの電圧やＳＯＣ（State  of  Charge）によって監視し、それらの残容量が所定の閾値以下になった場合に閾値以下になったバッテリを充電する制御を実施する。
【０１２０】
ここで、所定の閾値とは、エンジンの再始動時にすべての負荷が正常に動作できる最低限の残容量である。低圧系バッテリ１４に対する所定の閾値とはスタータ２を駆動可能な残容量であり、高圧系バッテリ１８に対する所定の閾値とはスタータ２の駆動中に電気負荷２２が必要とする残容量であってエンジン始動後にＤＣ−ＤＣコンバータ３０が昇圧制御を開始するまで高圧系負荷１８が少なくとも駆動できる残容量である。
【０１２１】
制御部３８は、例えば、エンジンの停止中に低圧系バッテリ１４の残容量が所定の閾値以下になった場合に、切替スイッチ４４をオフして非導通状態にする。切替スイッチ４４のオフによって、スタータ２や低圧系バッテリ１４や電気負荷２０からＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の出力が分離される。制御部３８は、分離後に、スタータ２の駆動を許可する許可信号をスタータ２の駆動を制御する制御システムに送信し、スタータ２の駆動がなされる。スタータ２の駆動によりエンジンが再始動するとともに発電機１６の発電も開始する。発電機１６の発電状態を検出した制御部３８は、切替スイッチ４４をオンにするとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を降圧制御から昇圧制御に切り替える。このように、エンジンの停止中に低圧系バッテリ１４の残容量が所定の閾値以下になった場合に発電機１６を強制的に発電させることによって低圧系バッテリ１４の充電が可能となる。なお、制御部３８は、エンジンの停止中に低圧系バッテリ１４の残容量が所定の閾値以下になった場合であっても高圧系バッテリ１８の残容量が十分ある場合には、スタータ２を駆動させずに切替スイッチ４４をオンの状態のまま、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の降圧制御によって高圧系バッテリ１８の残容量が所定の閾値に低下するまで低電圧系１０側に給電して低圧系バッテリ１４を充電するようにしてもよい。
【０１２２】
また、制御部３８は、例えば、エンジンの停止中に高圧系バッテリ１８の残容量が所定の閾値以下になった場合に、切替スイッチ４４をオフして非導通状態にする。切替スイッチ４４のオフによって、スタータ２や低圧系バッテリ１４や電気負荷２０からＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の出力が分離される。制御部３８は、分離後に、スタータ２の駆動を許可する許可信号をスタータ２の駆動を制御する制御システムに送信し、スタータ２の駆動がなされる。スタータ２の駆動によりエンジンが再始動するとともに発電機１６の発電も開始する。発電機１６の発電状態を検出した制御部３８は、切替スイッチ４４をオンにするとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を降圧制御から昇圧制御に切り替える。このように、エンジンの停止中に高圧系バッテリ１８の残容量が所定の閾値以下になった場合に強制的に昇圧制御することによって高圧系バッテリ１８の充電が可能となる。なお、制御部３８は、エンジンの停止中に高圧系バッテリ１８の残容量が所定の閾値以下になった場合であっても低圧系バッテリ１４の残容量が十分ある場合には、スタータ２を駆動させずに切替スイッチ４４をオンの状態のまま、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の昇圧制御によって低圧系バッテリ１８の残容量が所定の閾値に低下するまで高電圧系１２側に給電して高圧系バッテリ１８を充電するようにしてもよい。
【０１２３】
このように、各バッテリの残容量が所定の閾値以下になった場合に閾値以下になったバッテリを充電する制御を実施することによって、エンジンの再始動時に、低電圧系１０の電気負荷２０，２２や高電圧系１２の電気負荷２４への供給電力が不足するということを防止し、アイドリングストップシステムによるエンジン停止を適正時間にすることができる。
【０１２４】
ところで、エンジン停止中におけるＤＣ−ＤＣコンバータ３０の電力損失を抑えるために、アイドリングストップシステムによりエンジンが停止する場合に下記の制御を実行してもよい。図２３は、第７実施例の電源システムの動作を示す第２のタイムチャートである。アイドリングストップシステムからエンジンの停止要求信号を受信した制御部３８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の昇圧制御を停止させ、停止させた後にエンジン停止許可信号をアイドリングストップシステムに送信する。エンジン停止許可信号を受信したアイドリングストップシステムはエンジンを停止させる。エンジンの停止によって発電機１６による発電は停止する。したがって、エンジンの停止中は、電気負荷２０や２２には低圧系バッテリ１４から電力が供給され、高圧系負荷２４には高圧系バッテリ１８から電力が供給されることになる。
【０１２５】
エンジンの再始動時には、上述と同様に、制御部３８は、スタータ２の駆動を事前に知らせる駆動前信号を受信した場合に、切替スイッチ４４をオフして非導通状態にする。そして、制御部３８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を停止状態から降圧制御に切り替えた後に、スタータ２の駆動を許可する許可信号をスタータ２の駆動を制御する制御システムに送信し、スタータ２の駆動がなされる。スタータ２の駆動によりエンジンが再始動するとともに発電機１６の発電も開始する。発電機１６の発電状態を発電電圧等によって検出した制御部３８は、切替スイッチ４４をオンにするとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を降圧制御から昇圧制御に切り替える。
【０１２６】
なお、エンジン停止前に発電機１６の出力電圧を徐変させて低圧系バッテリ１４の開放電圧にしてからエンジンを停止させることによって、低圧系負荷２０，２２の電圧変動を防ぐことができる。また、エンジン停止中は、低圧系バッテリ１４及び高圧系バッテリ１８の残容量を監視し、それらの残容量が所定の閾値以下になった場合に閾値以下になったバッテリを充電する上述と同様の制御を実施してもよい。
【０１２７】
このように、エンジンの停止中にＤＣ−ＤＣコンバータ３０を停止させることによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０による電力損失を抑えることができる。
【０１２８】
［第８実施例］
図２４は、本発明の第８実施例である電源システムの構成図を示す。図２４に示される第８の電源システムにおいて、図１に示す構成と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。第８実施例のシステムは、第７実施例のシステムと同様のアイドリングストップシステムである。第７実施例と異なり、第８実施例では、電気負荷２２を電気負荷２２ａと２２ｂに分けている。電気負荷２２ａは、低電圧系１０の故障等の異常時にも作動する必要のある負荷（例えば緊急通報装置やブレーキ装置など）である。電気負荷２２ｂは、ランプやメータなどの電圧変動により明滅する電気負荷である。
【０１２９】
低電圧系１０とＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２との間には、切替スイッチ４４ａ，４４ｂが介在されている。すなわち、低電圧系１０の低圧系バッテリ１４及び発電機１６は、切替スイッチ４４ａを介してＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されている。この切替スイッチ４４ａ，４４ｂは、例えば図２に示す如く半導体により構成されたＭＯＳＦＥＴである。切替スイッチ４４ａ，４４ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０内に配置されており、そのゲートが上記した制御部３８に接続されている。制御部３８は、後に詳述の如く適宜、切替スイッチ４４ａ，４４ｂをスイッチング駆動する。切替スイッチ４４ａ，４４ｂは、制御部３８からの駆動指令に従ってスイッチング動作し、低電圧系１０とインダクタンス３２との間を導通・遮断する。
【０１３０】
低電圧系１０の電気負荷２２ａは、低圧系バッテリ１４及び発電機１６に並列に接続されていると共に、切替スイッチ４４ａを介してＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されており、更に、切替スイッチ４４ａを介さずにもＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されている。すなわち、電気負荷２２ａには、低電圧系１０からの電源供給ライン４６ａと共に、切替スイッチ４４ａを介さないＤＣ−ＤＣコンバータ３０からの電源供給ライン４８ａが接続されている。
【０１３１】
また、低電圧系１０の電気負荷２２ｂは、低圧系バッテリ１４及び発電機１６に並列に接続されていると共に、切替スイッチ４４ａを介してＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されており、更に、切替スイッチ４４ａを介さずにも切替スイッチ４４ｂを介してＤＣ−ＤＣコンバータ３０のインダクタンス３２側に接続されている。すなわち、電気負荷２２ｂには、低電圧系１０からの電源供給ライン４６ｂと共に、切替スイッチ４４ｂを介したＤＣ−ＤＣコンバータ３０からの電源供給ライン４８ｂが接続されている。
【０１３２】
次に、第８実施例の電源システムの動作について説明する。エンジンが作動中の通常状態では、発電機１６によって発電された電力は、低圧系バッテリ１４、電気負荷２０，２２ａ，２２ｂに供給される。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の昇圧制御によって、低電圧系１０の電力は高電圧系１２の高圧系バッテリ１８や電気負荷２４に供給される。この通常状態では、制御部３８は切替スイッチ４４ａ，４４ｂをオンにして導通状態にしている。
【０１３３】
アイドリングストップシステムからエンジンの停止要求信号を受信した制御部３８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の出力電圧を発電機１６と同じ発電電圧に設定した後に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を昇圧制御から降圧制御に切り替え、切り替え後にエンジン停止許可信号をアイドリングストップシステムに送信する。エンジン停止許可信号を受信したアイドリングストップシステムはエンジンを停止させる。エンジンの停止によって発電機１６による発電は停止する。
【０１３４】
そして、エンジンの再始動はスタータ２の駆動によって行われる。制御部３８は、スタータ２の駆動を事前に知らせる駆動前信号を受信した場合に、切替スイッチ４４ａをオフして非導通状態にする。切替スイッチ４４ａのオフによって、スタータ２や低圧系バッテリ１４や電気負荷２０からＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の出力が分離される。制御部３８は、分離後に、発電機１６の出力電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ３０の低電圧系１０側の出力電圧に設定した後に、スタータ２の駆動を許可する許可信号をスタータ２の駆動を制御する制御システムに送信し、スタータ２の駆動がなされる。スタータ２の駆動によりエンジンが再始動するとともに発電機１６の発電も開始する。発電機１６の発電状態を検出した制御部３８は、切替スイッチ４４ａをオンにするとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の制御を降圧制御から昇圧制御に切り替える。
【０１３５】
そして、上述の実施例と同様に、低電圧系１０の電源の異常が検出された場合に、制御部３８は、切替スイッチ４４ａ，４４ｂのオフ及びＤＣ−ＤＣコンバータ３０の昇圧制御から降圧制御への切替を実施する。
【０１３６】
このように、切替スイッチ４４ａのオン・オフとＤＣ−ＤＣコンバータ３０の電圧変換方向を制御することによって、電気負荷２０や２２ａ，２２ｂに安定した電力を供給可能となる。また、切替スイッチ４４ａのオン・オフとＤＣ−ＤＣコンバータ３０の電圧変換方向及びその出力電圧と発電機１６の出力電圧を制御することによって、電気負荷２２ｂがランプやメータなどの電圧変動により明滅する電気負荷であっても明滅を防ぐことができる。また、低電圧系１０の電源の異常が発生した場合に、切替スイッチ４４ａ，４４ｂのオフによって、低電圧系１０の異常時にも作動する必要のある負荷である電気負荷２２ａのみに優先的にＤＣ−ＤＣコンバータ３０から給電することができるので、電気負荷２２への給電可能時間の延長が可能となる。
【０１３７】
ところで、上記の第１乃至第８実施例の電源システムにおいては、ＤＣ−ＤＣコンバータを低電圧系１０と高電圧系１２との間の双方向に入力電圧を変換して電力を供給出力する昇降圧型のものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、低電圧系１０から入力される電力を昇圧して高電圧系１２へ出力する昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータに適用したものであってもよく、また、高電圧系１２から入力される電力を降圧して低電圧系１０へ出力する降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータに適用したものであってもよい。
【０１３８】
また、上記の第１乃至第８実施例の電源システムのいずれかを組み合わせた制御を実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の第１実施例である電源システムの構成図を示す。
【図２】本実施例の電源システムが備える切替スイッチの構成図である。
【図３】本実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において電源供給ライン４８を介して電気負荷２２に流れる電流Ｉ６と切替スイッチ４４のオン・オフとの関係を表す第１の図である。
【図４】第１実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。
【図５】第１実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。
【図６】第１実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。
【図７】本実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において電源供給ライン４８を介して電気負荷２２に流れる電流Ｉ６と切替スイッチ４４のオン・オフとの関係を表す第２の図である。
【図８】第２実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。
【図９】第２実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。
【図１０】第３実施例のＤＣ−ＤＣコンバータ３０において制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートを示す。
【図１１】本発明の第４実施例である電源システムの構成図を示す。
【図１２】本実施例における、発電機１６の異常検出と切替スイッチ４４のオン・オフとＤＣ−ＤＣコンバータ３０の切替制御との関係を表す図である。
【図１３】第４実施例の制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートである。
【図１４】本発明の第５実施例である電源システムの構成図を示す。
【図１５】本実施例における、電圧検出器４の電圧検出と切替スイッチ４４のオン・オフとＤＣ−ＤＣコンバータ３０の切替制御との関係を示す図である。
【図１６】第５実施例の制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートである。
【図１７】本発明の第６実施例である電源システムの構成図を示す。
【図１８】本実施例の電源システムが備える切替スイッチの構成図である。
【図１９】本実施例における、電圧検出器４の電圧検出と切替スイッチ４４のオン・オフと切替スイッチ３のオン・オフとＤＣ−ＤＣコンバータ３０の切替制御との関係を示す図である。
【図２０】第６実施例の制御部３８が実行する制御ルーチン例のフローチャートである。
【図２１】本発明の第７実施例である電源システムの構成図を示す。
【図２２】第７実施例の電源システムの動作を示すタイムチャートである。
【図２３】第７実施例の電源システムの動作を示す第２のタイムチャートである。
【図２４】本発明の第８実施例である電源システムの構成図を示す。
【符号の説明】
【０１４０】
２  スタータ
４  電圧検出器
５  異常検出器
６  冗長電力供給系統
７，８  ダイオード
９  信号線
１０  低電圧系
１２  高電圧系
１４  低圧系バッテリ
１６  発電機
１８  高圧系バッテリ
２０  低圧系電気負荷
２２  低圧系電気負荷（冗長系負荷）
３０  ＤＣ−ＤＣコンバータ
３２  インダクタ
３４  低圧系コンデンサ
３８  制御部
３，４４  切替スイッチ
【図１】
2008072880.tif 000003
【図２】
2008072880.tif 000004
【図３】
2008072880.tif 000005
【図４】
2008072880.tif 000006
【図５】
2008072880.tif 000007
【図６】
2008072880.tif 000008
【図７】
2008072880.tif 000009
【図８】
2008072880.tif 000010
【図９】
2008072880.tif 000011
【図１０】
2008072880.tif 000012
【図１１】
2008072880.tif 000013
【図１２】
2008072880.tif 000014
【図１３】
2008072880.tif 000015
【図１４】
2008072880.tif 000016
【図１５】
2008072880.tif 000017
【図１６】
2008072880.tif 000018
【図１７】
2008072880.tif 000019
【図１８】
2008072880.tif 000020
【図１９】
2008072880.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2008072880.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
2008072880.tif 000025
【図２４】
2008072880.tif 000026