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JP7627626B2 - Power Control Unit - Google Patents
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JP7627626B2 - Power Control Unit - Google Patents

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JP7627626B2 JP2021107089A JP2021107089A JP7627626B2 JP 7627626 B2 JP7627626 B2 JP 7627626B2 JP 2021107089 A JP2021107089 A JP 2021107089A JP 2021107089 A JP2021107089 A JP 2021107089A JP 7627626 B2 JP7627626 B2 JP 7627626B2
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Description

開示の実施形態は、電源制御装置に関する。 The disclosed embodiment relates to a power supply control device.

従来、車両の自動運転による走行中に地絡などの電源失陥が発生しても、安全な場所まで退避走行させて停車させることができるように、第1電源と第2電源とを備え、一方の電源系統に地絡が発生した場合に、他方の電源系統によって自動運転用の車載機器(負荷)へ電力を供給する冗長電源システムがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is a redundant power supply system that has a first power supply and a second power supply so that the vehicle can be evacuated to a safe place and stopped even if a power failure such as a ground fault occurs while the vehicle is traveling in autonomous driving mode, and if a ground fault occurs in one of the power supply systems, the other power supply system supplies power to the on-board equipment (load) for autonomous driving (see, for example, Patent Document 1).

冗長電源システムは、自動運転用の第1負荷に接続される第1系統と、第1負荷と同一の機能を備える第2負荷に接続される第2系統と、第1系統および第2系統間を接続切断可能な系統間スイッチとを備える。 The redundant power supply system includes a first system connected to a first load for automatic operation, a second system connected to a second load having the same functions as the first load, and an inter-system switch capable of connecting and disconnecting the first and second systems.

冗長電源システムは、通常時には、系統間スイッチを接続して第1電源から第1負荷および第2負荷へ電力を供給する。そして、冗長電源システムは、第1系統に地絡が発生した場合には、系統間スイッチを遮断して第2電源から第2負荷へ電力を供給し、第2系統に地絡が発生した場合には、系統間スイッチを遮断して第1電源から第1負荷へ電力を供給する。 Under normal circumstances, the redundant power supply system connects the inter-system switch to supply power from the first power supply to the first load and the second load. If a ground fault occurs in the first system, the redundant power supply system shuts off the inter-system switch to supply power from the second power supply to the second load, and if a ground fault occurs in the second system, the redundant power supply system shuts off the inter-system switch to supply power from the first power supply to the first load.

かかる冗長電源システムでは、第2系統で地絡が発生し、系統間スイッチを遮断した後に、第2系統の地絡が解消する場合がある。かかる場合、重畳電源システムは、系統間スイッチを再導通させて、第1電源から第1負荷および第2負荷へ電力を供給する通常状態に復帰する。 In such a redundant power supply system, a ground fault may occur in the second system, and the ground fault in the second system may be eliminated after the inter-system switch is shut off. In such a case, the superimposed power supply system restores electrical continuity to the inter-system switch, and returns to the normal state in which power is supplied from the first power supply to the first load and the second load.

特開2018-182864号公報JP 2018-182864 A

しかしながら、重畳電源システムは、第2系統の地絡が解消してから、第2負荷へ必要十分な電力を供給するまでに時間が掛かるという問題がある。 However, the superimposed power supply system has the problem that it takes time to supply sufficient power to the second load after the ground fault in the second system is resolved.

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、第2系統の地絡が解消してから、第2負荷へ必要十分な電力を供給するまでに掛かる時間を短縮することができる電源制御装置を提供することを目的とする。 One aspect of the embodiment has been made in consideration of the above, and aims to provide a power supply control device that can shorten the time it takes to supply sufficient power to the second load after a ground fault in the second system is resolved.

実施形態の一態様に係る電源制御装置は、第1系統と、第2系統と、系統間スイッチと、供給回路と、制御部とを備える。第1系統は、第1電源の電力を第1負荷に供給する。第2系統は、第2電源の電力を第2負荷に供給する。系統間スイッチは、前記第1系統および前記第2系統を接続する接続経路に設けられ、前記第1系統および前記第2系統を接続および切断可能である。供給回路は、前記第2電源から前記第2負荷に微弱電流を供給する。制御部は、前記第1系統または前記第2系統の地絡を検出すると前記系統間スイッチを遮断し、前記第2系統の地絡が継続している場合は、前記供給回路を介して第2負荷に微弱電流を供給する。 The power supply control device according to one aspect of the embodiment includes a first system, a second system, an inter-system switch, a supply circuit, and a control unit. The first system supplies power from a first power source to a first load. The second system supplies power from a second power source to a second load. The inter-system switch is provided in a connection path connecting the first system and the second system, and is capable of connecting and disconnecting the first system and the second system. The supply circuit supplies a weak current from the second power source to the second load. When the control unit detects a ground fault in the first system or the second system, it shuts off the inter-system switch, and when the ground fault in the second system continues, it supplies a weak current to the second load via the supply circuit.

実施形態の一態様に係る電源制御装置は、第2系統の地絡が解消してから、第2負荷へ必要十分な電力を供給するまでに掛かる時間を短縮することができる。 The power supply control device according to one aspect of the embodiment can reduce the time it takes to supply sufficient power to the second load after a ground fault in the second system is resolved.

図1は、実施形態に係る電源制御装置の構成例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of the configuration of a power supply control device according to an embodiment. 図2は、実施形態に係る電源制御装置の動作例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of the operation of the power supply control device according to the embodiment. 図3は、実施形態に係る電源制御装置の動作例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of the operation of the power supply control device according to the embodiment. 図4は、実施形態に係る電源制御装置の動作例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of the operation of the power supply control device according to the embodiment. 図5は、実施形態に係る電源制御装置の動作例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of the operation of the power supply control device according to the embodiment. 図6は、実施形態に係る電源制御装置の動作例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of the operation of the power supply control device according to the embodiment. 図7は、実施形態に係る電源制御装置の制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a process executed by the control unit of the power supply control device according to the embodiment.

以下、添付図面を参照して、電源制御装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。以下では、自動運転機能を備える車両に搭載されて負荷へ電力を供給する電源制御装置を例に挙げて説明するが、実施形態に係る電源制御装置は、自動運転機能を備えていない車両に搭載されてもよい。 Embodiments of the power supply control device will be described in detail below with reference to the attached drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below. The following describes an example of a power supply control device that is installed in a vehicle with an autonomous driving function and supplies power to a load, but the power supply control device according to the embodiment may also be installed in a vehicle that does not have an autonomous driving function.

また、以下では、電源制御装置が搭載される車両が電気自動車またはハイブリット自動車である場合について説明するが、電源制御装置が搭載される車両は、内燃機関によって走行するエンジン自動車であってもよい。 In the following, we will explain the case where the vehicle in which the power supply control device is installed is an electric vehicle or a hybrid vehicle, but the vehicle in which the power supply control device is installed may also be an engine vehicle that runs on an internal combustion engine.

なお、実施形態に係る電源制御装置は、第1電源と第2電源とを備え、第1電源および第2電源のいずれか一方の電源系統に電源失陥が発生した場合に、他方の電源系統によってバックアップする任意の装置に搭載されてもよい。 The power supply control device according to the embodiment may be installed in any device that includes a first power supply and a second power supply, and that backs up the first or second power supply using the other power supply system in the event of a power failure in either the first or second power supply system.

[1.電源制御装置の構成]
図1は、実施形態に係る電源制御装置の構成例を示す説明図である。図1に示すように、実施形態に係る電源制御装置1は、第1電源10と、第1負荷101と、一般負荷102と、第2負荷103と、自動運転制御装置100とに接続される。電源制御装置1は、第1電源10の電力を第1負荷101および一般負荷102に供給する第1系統110と、後述する第2電源20の電力を第2負荷103に供給する第2系統120とを備える。
[1. Configuration of power supply control device]
Fig. 1 is an explanatory diagram showing a configuration example of a power supply control device according to an embodiment. As shown in Fig. 1, the power supply control device 1 according to the embodiment is connected to a first power supply 10, a first load 101, a general load 102, a second load 103, and an automatic operation control device 100. The power supply control device 1 includes a first system 110 that supplies power from the first power supply 10 to the first load 101 and the general load 102, and a second system 120 that supplies power from a second power supply 20 (described later) to the second load 103.

第1負荷101は、自動運転用の負荷を含む。例えば、第1負荷101は、自動運転中に動作するステアリングモータ、電動ブレーキ装置、車載カメラ、およびレーダ等を含む。一般負荷102は、例えば、ディスプレイ、エアコン、オーディオ、ビデオ、および各種ライト等を含む。 The first load 101 includes a load for autonomous driving. For example, the first load 101 includes a steering motor, an electric brake device, an in-vehicle camera, a radar, and the like that operate during autonomous driving. The general load 102 includes, for example, a display, an air conditioner, an audio device, a video device, various lights, and the like.

第2負荷103は、第1負荷101と同様の機能を備える。第2負荷103は、例えば、ステアリングモータ、電動ブレーキ装置、車載カメラ、およびレーダ等の自動運転中に動作する装置を含む。第1負荷101、一般負荷102、および第2負荷103は、電源制御装置1から供給される電力によって動作する。自動運転制御装置100は、第1負荷101または第2負荷103を動作させて、車両を自動運転制御する装置である。 The second load 103 has the same functions as the first load 101. The second load 103 includes devices that operate during autonomous driving, such as a steering motor, an electric brake device, an in-vehicle camera, and a radar. The first load 101, the general load 102, and the second load 103 operate using power supplied from the power supply control device 1. The autonomous driving control device 100 is a device that controls the autonomous driving of a vehicle by operating the first load 101 or the second load 103.

第1電源10は、DC/DCコンバータ(以下、「DC/DC11」と記載する)と、鉛バッテリ(以下、「PbB12」と記載する)とを含む。なお、第1電源10の電池は、PbB12以外の任意の2次電池であってもよい。 The first power source 10 includes a DC/DC converter (hereinafter referred to as "DC/DC11") and a lead battery (hereinafter referred to as "PbB12"). Note that the battery of the first power source 10 may be any secondary battery other than PbB12.

DC/DC11は、発電機と、PbB12よりも電圧が高い高圧バッテリとに接続され、発電機および高圧バッテリの電圧を降圧して第1系統110に出力する。発電機は、例えば、走行する車両の運動エネルギーを電気に変換して発電するオルタネータである。高圧バッテリは、例えば、電気自動車やハイブリット自動車に搭載される車両駆動用のバッテリである。 The DC/DC 11 is connected to a generator and a high-voltage battery with a higher voltage than the PbB 12, and steps down the voltage of the generator and the high-voltage battery and outputs it to the first system 110. The generator is, for example, an alternator that converts the kinetic energy of a traveling vehicle into electricity to generate electricity. The high-voltage battery is, for example, a battery for driving the vehicle that is installed in an electric vehicle or a hybrid vehicle.

なお、第1電源10は、エンジン自動車に搭載される場合、DC/DC11の代わりにオルタネータ(発電機)が設けられる。DC/DC11は、PbB12の充電、第1負荷101および一般負荷102への電力供給、第2負荷103への電力供給、および後述する第2電源20の充電を行う。 When the first power source 10 is installed in an engine vehicle, an alternator (generator) is provided instead of the DC/DC 11. The DC/DC 11 charges the PbB 12, supplies power to the first load 101 and the general load 102, supplies power to the second load 103, and charges the second power source 20 described below.

電源制御装置1は、第2電源20と、系統間スイッチ41と、電池用スイッチ42と、バックアップスイッチ43と、制御部3と、第1電圧センサ51と、第2電圧センサ52と、供給回路53とを備える。第2電源20は、第1電源10による電力供給ができなくなった場合のバックアップ用電源である。第2電源20は、リチウムイオンバッテリ(以下、「LiB21」と記載する)を備える。なお、第2電源20の電池は、LiB21以外の任意の2次電池であってもよい。 The power supply control device 1 includes a second power supply 20, an inter-system switch 41, a battery switch 42, a backup switch 43, a control unit 3, a first voltage sensor 51, a second voltage sensor 52, and a supply circuit 53. The second power supply 20 is a backup power supply in case the first power supply 10 is unable to supply power. The second power supply 20 includes a lithium ion battery (hereinafter referred to as "LiB21"). Note that the battery of the second power supply 20 may be any secondary battery other than LiB21.

系統間スイッチ41は、第1系統110と第2系統120とを接続する接続経路130に設けられ、第1系統110と第2系統120とを接続および切断可能なスイッチである。電池用スイッチ42は、LiB21と第2系統120とを接続および切断可能なスイッチである。具体的には、電池用スイッチ42は、LiB21とバックアップスイッチ43および供給回路53とを接続および切断可能なスイッチである。 The inter-system switch 41 is provided in the connection path 130 that connects the first system 110 and the second system 120, and is a switch that can connect and disconnect the first system 110 and the second system 120. The battery switch 42 is a switch that can connect and disconnect the LiB21 and the second system 120. Specifically, the battery switch 42 is a switch that can connect and disconnect the LiB21 and the backup switch 43 and the supply circuit 53.

バックアップスイッチ43は、電池用スイッチ42と第2系統120とを接続および切断可能なスイッチである。供給回路53は、バックアップスイッチ43と並列に接続され、LiB21から出力される電流および電圧と、LiB21へ入力される電流および電圧とを調整する。 The backup switch 43 is a switch that can connect and disconnect the battery switch 42 and the second system 120. The supply circuit 53 is connected in parallel with the backup switch 43, and adjusts the current and voltage output from the LiB21 and the current and voltage input to the LiB21.

供給回路53は、例えば、DC/DCなどの降圧回路であり、LiB21から出力される電流量を低減して第2系統120へ供給する。これにより、供給回路53は、第2電源20から第2系統120に適切に調整した微弱電流を供給することができる。供給回路53は、制御部3によって動作制御される。 The supply circuit 53 is, for example, a step-down circuit such as a DC/DC, and reduces the amount of current output from the LiB 21 and supplies it to the second system 120. This allows the supply circuit 53 to supply an appropriately adjusted weak current from the second power source 20 to the second system 120. The operation of the supply circuit 53 is controlled by the control unit 3.

なお、供給回路53は、DC/DCに限定されるものではなく、抵抗であってもよい。これにより、供給回路53は、安価かつ簡易な構成によって、第2電源20から第2系統120に適切に調整した微弱電流を供給することができる。 The supply circuit 53 is not limited to DC/DC and may be a resistor. This allows the supply circuit 53 to supply an appropriately adjusted weak current from the second power source 20 to the second system 120 with an inexpensive and simple configuration.

第1電圧センサ51は、第1系統110に設けられ、第1系統110の電圧を検出し、検出結果を制御部3に出力する。第2電圧センサ52は、第2系統120に設けられ、第2系統120の電圧を検出し、検出結果を制御部3に出力する。 The first voltage sensor 51 is provided in the first system 110, detects the voltage of the first system 110, and outputs the detection result to the control unit 3. The second voltage sensor 52 is provided in the second system 120, detects the voltage of the second system 120, and outputs the detection result to the control unit 3.

制御部3は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。なお、制御部3は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成されてもよい。 The control unit 3 includes a microcomputer having a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), etc., and various circuits. The control unit 3 may also be configured with hardware such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).

制御部3は、CPUがROMに記憶されたプログラムを、RAMを作業領域として使用して実行することにより、電源制御装置1の動作を制御する。制御部3は、第1電圧センサ51および第2電圧センサ52から入力される検出結果に基づいて、第1系統110または第2系統120の地絡を検出する。制御部3による地絡の検出方法の具体例については、後述する。 The control unit 3 controls the operation of the power supply control device 1 by having the CPU execute a program stored in the ROM using the RAM as a working area. The control unit 3 detects a ground fault in the first system 110 or the second system 120 based on the detection results input from the first voltage sensor 51 and the second voltage sensor 52. A specific example of a method for detecting a ground fault by the control unit 3 will be described later.

制御部3は、第1系統110または第2系統120の地絡を検出した場合、その旨を自動運転制御装置100に通知する。なお、制御部3は、第1系統110または第2系統120の地絡を検出した場合、自動運転が不可能な状態である旨を自動運転制御装置100に通知してもよい。また、制御部3は、第1系統110または第2系統120の地絡を検出していない場合、自動運転が可能な状態である旨を自動運転制御装置100に通知してもよい。 When the control unit 3 detects a ground fault in the first system 110 or the second system 120, it notifies the automatic driving control device 100 of that fact. When the control unit 3 detects a ground fault in the first system 110 or the second system 120, it may notify the automatic driving control device 100 that automatic driving is not possible. When the control unit 3 does not detect a ground fault in the first system 110 or the second system 120, it may notify the automatic driving control device 100 that automatic driving is possible.

制御部3は、第1系統110に地絡等の電源失陥が発生した場合には、系統間スイッチ41を遮断し、電池用スイッチ42およびバックアップスイッチ43を導通して、第2電源20から第2負荷103に電力を供給する。また、制御部3は、第2系統120に地絡等の電源失陥が発生した場合には、系統間スイッチ41を遮断し、電池用スイッチ42を遮断した状態で、第1電源10から第1負荷101および一般負荷102に電力を供給する。 When a power failure such as a ground fault occurs in the first system 110, the control unit 3 shuts off the system switch 41, turns on the battery switch 42 and the backup switch 43, and supplies power from the second power source 20 to the second load 103. When a power failure such as a ground fault occurs in the second system 120, the control unit 3 shuts off the system switch 41, and supplies power from the first power source 10 to the first load 101 and the general load 102 with the battery switch 42 shut off.

これにより、電源制御装置1は、自動運転中にいずれか一方の系統が地絡しても、他方の系統を使用し、自動運転制御装置100によって車両を安全な場所まで退避走行させて停車させることができる。次に、図2~図6を参照し、電源制御装置1の動作について説明する。 As a result, even if a ground fault occurs in one of the systems during autonomous driving, the power supply control device 1 can use the other system and have the autonomous driving control device 100 evacuate the vehicle to a safe location and stop the vehicle. Next, the operation of the power supply control device 1 will be described with reference to Figures 2 to 6.

[2.電源制御装置の通常時動作]
制御部3は、第1系統110および第2系統120に地絡が発生していない通常時には、図2に示すように、電池用スイッチ42を遮断し、バックアップスイッチ43を導通した状態で系統間スイッチ41を導通し、第1電源10から第1負荷101、一般負荷102、および第2負荷103に電力を供給する。
[2. Normal operation of the power supply control device]
During normal operation when no ground fault has occurred in the first system 110 and the second system 120, the control unit 3 turns off the battery switch 42 as shown in FIG. 2 , turns on the inter-system switch 41 while keeping the backup switch 43 conductive, and supplies power from the first power source 10 to the first load 101, the general load 102, and the second load 103.

[3.電源制御装置の地絡発生時動作]
次に、図3~図6を参照して、電源制御装置1の地絡発生時動作について説明する。図3に示すように、電源制御装置1では、例えば、第1系統110で地絡200が発生した場合、または、第2系統120で地絡201が発生した場合、地絡点に向けて過電流が流れるため、第1電圧センサ51および第2電圧センサ52によって検出される電圧が地絡閾値以下になる。
[3. Operation of the power supply control device when a ground fault occurs]
Next, the operation of the power supply control device 1 when a ground fault occurs will be described with reference to Figures 3 to 6. As shown in Figure 3, in the power supply control device 1, for example, when a ground fault 200 occurs in the first system 110 or when a ground fault 201 occurs in the second system 120, an overcurrent flows toward the ground fault point, and the voltages detected by the first voltage sensor 51 and the second voltage sensor 52 become equal to or lower than the ground fault threshold value.

このため、制御部3は、第2電圧センサ52によって検出される電圧が地絡閾値以下になった場合に、第1系統110または第2系統120に地絡200,201が発生したと仮判定する。そして、制御部3は、地絡200,201が発生したと仮判定すると、系統間スイッチ41およびバックアップスイッチ43を遮断し、電池用スイッチ42を導通する。 Therefore, when the voltage detected by the second voltage sensor 52 becomes equal to or lower than the ground fault threshold, the control unit 3 provisionally determines that a ground fault 200, 201 has occurred in the first system 110 or the second system 120. Then, when the control unit 3 provisionally determines that a ground fault 200, 201 has occurred, it shuts off the inter-system switch 41 and the backup switch 43, and turns on the battery switch 42.

これにより、第1系統110と第2系統120との接続が切断され、第1電源10から第1系統110へ電力が供給され、第2電源20から供給回路53を介して第2系統120へ電力が供給される。このとき、制御部3は、供給回路53を制御して、実際にバックアップを行うときよりも少ない電流を第2系統120に供給させる。これにより、電源制御装置1は、LiB21の放電量を抑制することができる。 As a result, the connection between the first system 110 and the second system 120 is cut off, power is supplied from the first power source 10 to the first system 110, and power is supplied from the second power source 20 to the second system 120 via the supply circuit 53. At this time, the control unit 3 controls the supply circuit 53 to supply less current to the second system 120 than when actually performing backup. This allows the power supply control device 1 to suppress the amount of discharge from the LiB 21.

なお、第1系統110または第2系統120において地絡200,201が発生した場合、第1電圧センサ51によって検出される電圧も地絡閾値以下になる。このため、制御部3は、第1電圧センサ51または第2電圧センサ52の少なくともいずれか一方によって検出される電圧が地絡閾値以下になった場合に、第1系統110または第2系統120に地絡が発生したと仮判定することもできる。 When a ground fault 200, 201 occurs in the first system 110 or the second system 120, the voltage detected by the first voltage sensor 51 also becomes equal to or lower than the ground fault threshold. Therefore, the control unit 3 can provisionally determine that a ground fault has occurred in the first system 110 or the second system 120 when the voltage detected by at least one of the first voltage sensor 51 or the second voltage sensor 52 becomes equal to or lower than the ground fault threshold.

その後、制御部3は、第1電圧センサ51によって検出される電圧が所定時間以上地絡閾値以下であり、第2電圧センサ52によって検出される電圧が所定時間以内に地絡閾値を超えるまで復帰した場合、第1系統110に地絡200が発生したと本判定する。 Then, if the voltage detected by the first voltage sensor 51 is below the ground fault threshold for a predetermined time or more, and the voltage detected by the second voltage sensor 52 returns to above the ground fault threshold within the predetermined time, the control unit 3 determines that a ground fault 200 has occurred in the first system 110.

この場合、図4に示すように、制御部3は、バックアップスイッチ43を導通し、第2電源20から供給回路53を介さずに第2負荷103に電力を供給し、その旨を自動運転制御装置100に通知する。これにより、自動運転制御装置100は、第2電源20から供給される電力によって第2負荷103を動作させて、車両を安全な場所まで退避走行させて停車させることができる。 In this case, as shown in FIG. 4, the control unit 3 turns on the backup switch 43, supplies power from the second power source 20 to the second load 103 without going through the supply circuit 53, and notifies the automatic driving control device 100 of this fact. As a result, the automatic driving control device 100 can operate the second load 103 using the power supplied from the second power source 20, and can evacuate the vehicle to a safe place and stop it.

また、制御部3は、第1系統110または第2系統120に地絡が発生したと仮判定した後、第2電圧センサ52によって検出される電圧が地絡閾値以下であり、第1電圧センサ51によって検出される電圧が所定時間以内に地絡閾値を超えるまで復帰した場合、第2系統120に地絡201が発生したと本判定する。 In addition, after the control unit 3 provisionally determines that a ground fault has occurred in the first system 110 or the second system 120, if the voltage detected by the second voltage sensor 52 is equal to or lower than the ground fault threshold and the voltage detected by the first voltage sensor 51 returns to exceed the ground fault threshold within a predetermined time, the control unit 3 makes a definite determination that a ground fault 201 has occurred in the second system 120.

この場合、図5に示すように、制御部3は、第1電源10から第1負荷101に電力を供給し、その旨を自動運転制御装置100に通知する。これにより、自動運転制御装置100は、第1電源10から供給される電力によって第1負荷101を動作させて、車両を安全な場所まで退避走行させて停車させることができる。 In this case, as shown in FIG. 5, the control unit 3 supplies power from the first power source 10 to the first load 101 and notifies the automatic driving control device 100 of this fact. As a result, the automatic driving control device 100 can operate the first load 101 using the power supplied from the first power source 10, and can evacuate the vehicle to a safe place and stop the vehicle.

ここで、一般的な電源制御装置は、第2系統120に地絡201が発生したと本判定した場合、LiB21の放電を防止するために、電池用スイッチ42を遮断する。しかしながら、一般的な電源制御装置は、その後、第2系統120の地絡201が解消し、図2に示す通常時動作に復帰する場合、第2負荷103へ必要十分な電力を供給するまでに時間が掛かるという問題がある。 Here, when a typical power supply control device determines that a ground fault 201 has occurred in the second system 120, it shuts off the battery switch 42 to prevent the LiB 21 from discharging. However, when the ground fault 201 in the second system 120 is subsequently eliminated and normal operation as shown in FIG. 2 is resumed, a problem occurs in that it takes time for the typical power supply control device to supply sufficient power to the second load 103.

具体的には、一般的な電源制御装置は、電池用スイッチ42を遮断してから、第2系統120の地絡201が解消し、系統間スイッチ41を導通して通常時動作を開始するまでの間、第2負荷103には一切電力を供給しない。このため、一般的な電源制御装置は、通常時動作を開始してから第2負荷103に供給される電力が徐々に増大して必要十分な電力になるまでに時間が掛かる。 Specifically, a typical power supply control device does not supply any power to the second load 103 from the time the battery switch 42 is cut off until the ground fault 201 in the second system 120 is resolved and the inter-system switch 41 is turned on to start normal operation. For this reason, a typical power supply control device takes time from the start of normal operation until the power supplied to the second load 103 gradually increases to the necessary and sufficient power.

そこで、電源制御装置1の制御部3は、第1系統110または第2系統120の地絡200,201を検出すると系統間スイッチ41を遮断し、第2系統120の地絡201が継続している場合は、供給回路53を介して第2負荷103に微弱電流を供給する。 The control unit 3 of the power supply control device 1 therefore shuts off the inter-system switch 41 when it detects a ground fault 200, 201 in the first system 110 or the second system 120, and if the ground fault 201 in the second system 120 continues, supplies a weak current to the second load 103 via the supply circuit 53.

具体的には、図5に示すように、制御部3は、第2系統120に地絡201が発生したと本判定した後、供給回路53を制御し、地絡系統を判定するときに供給する電流(図3参照)よりも小さな微弱電流を第2電源20から供給回路53を介して第2系統120に供給する。 Specifically, as shown in FIG. 5, after the control unit 3 has determined that a ground fault 201 has occurred in the second system 120, it controls the supply circuit 53 to supply a weak current from the second power source 20 to the second system 120 via the supply circuit 53, the weak current being smaller than the current supplied when determining whether the system has a ground fault (see FIG. 3).

そして、制御部3は、第2電圧センサ52から電圧の検出結果を取得して第2系統120の地絡201が解消するかどうかを監視する。このとき、電源制御装置1は、地絡201の監視に必要最小限の微弱電流を第2電源20から第2系統に120に供給するので、LiB21の放電量を最小限に抑えることができる。 Then, the control unit 3 obtains the voltage detection result from the second voltage sensor 52 and monitors whether the ground fault 201 of the second system 120 is resolved. At this time, the power supply control device 1 supplies the minimum weak current required for monitoring the ground fault 201 from the second power supply 20 to the second system 120, so that the discharge amount of the LiB 21 can be minimized.

また、このとき、制御部3は、供給回路53を制御して、間欠的(例えば、数秒に1回)に微弱電流を第2系統120に供給することもできる。これにより、制御部3は、LiB21の放電量をさらに低減することができる。 At this time, the control unit 3 can also control the supply circuit 53 to intermittently (e.g., once every few seconds) supply a weak current to the second system 120. This allows the control unit 3 to further reduce the discharge amount of the LiB21.

そして、図6に示すように、第2系統120の地絡が解消すると、第2電圧センサ52によって検出される電圧が回復する。制御部3は、第2電圧センサ52によって検出される電圧が地絡閾値を超えると、第2系統120の地絡201が解消したと判定する。 As shown in FIG. 6, when the ground fault in the second system 120 is eliminated, the voltage detected by the second voltage sensor 52 recovers. When the voltage detected by the second voltage sensor 52 exceeds the ground fault threshold, the control unit 3 determines that the ground fault 201 in the second system 120 has been eliminated.

制御部3は、第2系統120の地絡201が解消すると、系統間スイッチ41およびバックアップスイッチ43を導通し、電池用スイッチ42を遮断して、図2に示す通常時動作の状態に復帰する。 When the ground fault 201 in the second system 120 is resolved, the control unit 3 turns on the system switch 41 and the backup switch 43, turns off the battery switch 42, and returns to the normal operation state shown in Figure 2.

このとき、電源制御装置1は、系統間スイッチ41を導通する前に、微弱電流を第2負荷103に供給しているので、通常時動作の状態に復帰してから、第2負荷103へ必要十分な電力を供給するまでに掛かる時間を短縮することができる。 At this time, the power supply control device 1 supplies a weak current to the second load 103 before turning on the system switch 41, so that the time it takes to supply sufficient power to the second load 103 after returning to the normal operating state can be shortened.

このように、制御部3は、系統間スイッチ41を遮断した後、第2系統120の地絡201が継続していると判定した場合は、電池用スイッチ42を導通させ、バックアップスイッチ43を遮断して供給回路53を介して第2負荷103に微弱電流を供給させる。 In this way, if the control unit 3 determines that the ground fault 201 in the second system 120 continues after cutting off the system-to-system switch 41, it turns on the battery switch 42, cuts off the backup switch 43, and supplies a weak current to the second load 103 via the supply circuit 53.

これにより、電源制御装置1は、第2系統120に地絡201が発生した後、地絡201が解消した場合、第2負荷103へ必要十分な電力を供給するまでに掛かる時間を短縮することができる。 As a result, when a ground fault 201 occurs in the second system 120 and then is resolved, the power supply control device 1 can reduce the time it takes to supply sufficient power to the second load 103.

また、電源制御装置1では、地絡200,201ではなく、第1負荷101または一般負荷102が一時的に過負荷状態になった場合に、第1電圧センサ51によって検出される電圧が一時的に地絡閾値以下になることがある。また、電源制御装置1では、第2負荷103が一時的に過負荷状態になった場合に、第2電圧センサ52によって検出される電圧が一時的に地絡閾値以下になることがある。 In addition, in the power supply control device 1, if the first load 101 or the general load 102 is temporarily overloaded, rather than if there is a ground fault 200, 201, the voltage detected by the first voltage sensor 51 may temporarily fall below the ground fault threshold. In addition, in the power supply control device 1, if the second load 103 is temporarily overloaded, the voltage detected by the second voltage sensor 52 may temporarily fall below the ground fault threshold.

この場合、電源制御装置1では、継続的に第1電源10から第1負荷101および一般負荷102に電力が供給され、第2電源20から供給回路53を介して第2負荷103に電力が供給される。このため、制御部3は、第1系統110または第2系統120に地絡200,201が発生したと仮判定した後、所定時間が経過する前に第1電圧センサ51および第2電圧センサ52によって検出される電圧が共に地絡閾値を超えるまで復帰すれば、一過性の電圧低下であって、電源に異常がないと本判定する。その後、制御部3は、図2に示した通常動作に復帰させるため、電池用スイッチ42を遮断し、系統間スイッチ41およびバックアップスイッチ43を再導通する。 In this case, in the power supply control device 1, power is continuously supplied from the first power source 10 to the first load 101 and the general load 102, and power is supplied from the second power source 20 to the second load 103 via the supply circuit 53. Therefore, after the control unit 3 provisionally determines that a ground fault 200, 201 has occurred in the first system 110 or the second system 120, if the voltages detected by the first voltage sensor 51 and the second voltage sensor 52 both return to exceeding the ground fault threshold before a predetermined time has elapsed, the control unit 3 determines that this is a temporary voltage drop and that there is no abnormality in the power supply. After that, in order to return to normal operation as shown in FIG. 2, the control unit 3 shuts off the battery switch 42 and re-connects the system switch 41 and the backup switch 43.

[4.制御部が実行する処理]
次に、図7を参照して実施形態に係る電源制御装置1の制御部3が実行する処理について説明する。図7は、実施形態に係る電源制御装置の制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
[4. Processing Executed by the Control Unit]
Next, a process executed by the control unit 3 of the power supply control device 1 according to the embodiment will be described with reference to Fig. 7. Fig. 7 is a flowchart showing an example of a process executed by the control unit of the power supply control device according to the embodiment.

制御部3は、通常時動作中に図7に示す処理を繰り返し実行する。具体的には、図7に示すように、制御部3は、まず、地絡が発生したか否かを判定する(ステップS101)。制御部3は、地絡が発生していないと判定した場合(ステップS101,No)、処理を終了して再度ステップS101から処理を開始する。 The control unit 3 repeatedly executes the process shown in FIG. 7 during normal operation. Specifically, as shown in FIG. 7, the control unit 3 first determines whether or not a ground fault has occurred (step S101). If the control unit 3 determines that a ground fault has not occurred (step S101, No), it ends the process and starts the process again from step S101.

また、制御部3は、地絡が発生したと判定した場合(ステップS101,Yes)、系統間スイッチ41を遮断し(ステップS102)、電池用スイッチ42を導通し、(ステップS103)、バックアップスイッチ43を遮断する(ステップS104)。そして、制御部3は、供給回路53を制御し、第2電源20から供給回路53を介して第2負荷103に電流を供給する(ステップS105)。 When the control unit 3 determines that a ground fault has occurred (step S101, Yes), it shuts off the system switch 41 (step S102), turns on the battery switch 42 (step S103), and shuts off the backup switch 43 (step S104). Then, the control unit 3 controls the supply circuit 53 to supply current from the second power source 20 to the second load 103 via the supply circuit 53 (step S105).

その後、制御部3は、電源系統が正常復帰したか否かを判定する(ステップS106)。制御部3は、正常復帰したと判定した場合(ステップS106,Yes)、処理をステップS110へ移す。また、制御部3は、正常復帰していないと判定した場合(ステップS106,No)、第2系統120の地絡か否かを判定する(ステップS107)。 Then, the control unit 3 determines whether the power supply system has returned to normal (step S106). If the control unit 3 determines that the power supply system has returned to normal (step S106, Yes), the process proceeds to step S110. If the control unit 3 determines that the power supply system has not returned to normal (step S106, No), the control unit 3 determines whether a ground fault has occurred in the second system 120 (step S107).

制御部3は、第2系統の地絡でない、つまり、第1系統110の地絡であると判定した場合(ステップS107,No)、バックアップスイッチ43を導通し(ステップS113)、第2電源20から供給回路53を介さずに直接第2負荷103に電流を供給して処理を終了する。 If the control unit 3 determines that the fault is not a ground fault in the second system, i.e., that the fault is a ground fault in the first system 110 (step S107, No), it turns on the backup switch 43 (step S113) and supplies current from the second power source 20 directly to the second load 103 without passing through the supply circuit 53, and ends the process.

また、制御部3は、第2系統120の地絡であると判定した場合(ステップS107,Yes)、供給回路53を制御し、第2電源20から供給回路53を介して第2負荷103に微弱電流を供給する(ステップS108)。 If the control unit 3 determines that there is a ground fault in the second system 120 (step S107, Yes), it controls the supply circuit 53 to supply a weak current from the second power source 20 to the second load 103 via the supply circuit 53 (step S108).

その後、制御部3は、第2系統120の地絡が解消したか否かを判定する(ステップS109)。制御部3は、第2系統120の地絡が解消していないと判定した場合(ステップS109,No)、処理をステップS108へ移す。 Then, the control unit 3 determines whether the ground fault in the second system 120 has been resolved (step S109). If the control unit 3 determines that the ground fault in the second system 120 has not been resolved (step S109, No), the control unit 3 proceeds to step S108.

また、制御部3は、第2系統120の地絡が解消したと判定した場合(ステップS109、Yes)、系統間スイッチ41を導通し(ステップS110)、電池用スイッチ42を遮断し(ステップS111)、バックアップスイッチ43を導通する(ステップS112)。これにより、電源制御装置1は、通常時動作に復帰する。そして、制御部3は、処理を終了して、ステップS101から再度処理を開始する。 If the control unit 3 determines that the ground fault in the second system 120 has been resolved (step S109, Yes), it turns on the system switch 41 (step S110), turns off the battery switch 42 (step S111), and turns on the backup switch 43 (step S112). This causes the power supply control device 1 to return to normal operation. The control unit 3 then ends the process and starts the process again from step S101.

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further advantages and modifications may readily occur to those skilled in the art. Therefore, the invention in its broader aspects is not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and equivalents thereof.

1 電源制御装置
10 第1電源
11 DC/DC
12 PbB
20 第2電源
21 LiB
3 制御部
41 系統間スイッチ
42 電池用スイッチ
43 バックアップスイッチ
51 第1電圧センサ
52 第2電圧センサ
53 供給回路
100 自動運転制御装置
101 第1負荷
102 一般負荷
103 第2負荷
110 第1系統
120 第2系統
1 Power supply control device 10 First power supply 11 DC/DC
12 PbB
20 Second power supply 21 LiB
3 Control unit 41 Inter-system switch 42 Battery switch 43 Backup switch 51 First voltage sensor 52 Second voltage sensor 53 Supply circuit 100 Automatic operation control device 101 First load 102 General load 103 Second load 110 First system 120 Second system

Claims (4)

第1電源の電力を第1負荷に供給する第1系統と、
第2電源の電力を第2負荷に供給する第2系統と、
前記第1系統および前記第2系統を接続する接続経路に設けられ、前記第1系統および前記第2系統を接続および切断可能な系統間スイッチと、
前記第2電源から前記第2負荷に微弱電流を供給する供給回路と、
前記第1系統または前記第2系統の地絡を検出すると前記系統間スイッチを遮断し、前記第2系統の地絡が継続している場合は、前記供給回路を介して前記第2負荷に微弱電流を供給する制御部と
を備えることを特徴とする電源制御装置。
a first system that supplies power from a first power source to a first load;
a second system that supplies power from a second power source to a second load;
an inter-system switch provided in a connection path connecting the first system and the second system, the inter-system switch being capable of connecting and disconnecting the first system and the second system;
a supply circuit for supplying a weak current from the second power source to the second load;
a control unit that, when a ground fault is detected in the first system or the second system, shuts off the inter-system switch, and, when the ground fault in the second system continues, supplies a weak current to the second load via the supply circuit.
前記第2系統に、前記第2電源を接続および遮断可能な電池用スイッチと、
前記電池用スイッチと前記第2系統との間に設けられる前記供給回路に並列接続されるバックアップスイッチと
を備え、
前記制御部は、
前記系統間スイッチを遮断した後、前記第2系統の地絡が継続していると判定した場合は、前記電池用スイッチを導通させ、前記バックアップスイッチを遮断して前記供給回路を介して前記第2負荷に微弱電流を供給させる
ことを特徴とする請求項1に記載の電源制御装置。
a battery switch capable of connecting and disconnecting the second power source to the second system;
a backup switch connected in parallel to the supply circuit provided between the battery switch and the second system,
The control unit is
2. The power supply control device according to claim 1, wherein, if it is determined that the ground fault in the second system continues after the inter-system switch is cut off, the battery switch is made conductive, the backup switch is cut off, and a weak current is supplied to the second load via the supply circuit.
前記供給回路は、降圧回路である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電源制御装置。
3. The power supply control device according to claim 1, wherein the supply circuit is a step-down circuit.
前記供給回路は、抵抗である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電源制御装置。
3. The power supply control device according to claim 1, wherein the supply circuit is a resistor.
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