JP7697359B2 - Power supply system and method for controlling the power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、電源システム及び電源システムの制御方法に関するものである。 The present invention relates to a power supply system and a method for controlling a power supply system.
従来より、主バッテリを電源とする第1負荷回路と追加バッテリを電源とする第2負荷回路との間に回路断続機構を有する自動運転車両電源の制御方法が知られている(特許文献1)。第1負荷回路には、運転者による通常運転モードの継続に必要な負荷が接続され、第2負荷回路には、自動運転モードの継続に必要であり、かつ、電圧の維持が必要である自動運転機能負荷が接続されている。この自動運転車両電源の制御方法において、回路断続機構の接続中、第2負荷回路側で検出される負荷状態に基づき、追加バッテリから第1負荷回路側への電力が持ち出しになることが判断されると、回路断続機構を遮断する。 A method for controlling the power supply of an autonomous vehicle having a circuit interrupting mechanism between a first load circuit powered by the main battery and a second load circuit powered by an additional battery is known (Patent Document 1). A load required for the driver to continue normal driving mode is connected to the first load circuit, and an autonomous driving function load that is required for the autonomous driving mode to continue and requires voltage maintenance is connected to the second load circuit. In this method for controlling the power supply of an autonomous vehicle, when the circuit interrupting mechanism is connected and it is determined that power will be drawn from the additional battery to the first load circuit based on the load state detected on the second load circuit side, the circuit interrupting mechanism is cut off.
特許文献1に記載の自動運転車両電源の制御方法では、追加バッテリと負荷の間を遮断できないため、負荷の暗電流によって、追加バッテリが放電する、という問題がある。 The method for controlling the power supply of an autonomous vehicle described in Patent Document 1 has the problem that the additional battery is discharged due to the dark current of the load because the additional battery cannot be disconnected from the load.
本発明が解決しようとする課題は、負荷の暗電流による追加バッテリの放電を防止する電源システム及び電源システムの制御方法を提供することである。 The problem that the present invention aims to solve is to provide a power supply system and a control method for the power supply system that prevent discharge of the additional battery due to the dark current of the load.
本発明は、運転者による通常運転モードと、自動運転モードを有する車両に搭載された電源システムにおいて、主バッテリからの電力により動作し、通常運転モードの継続に必要な第1負荷が接続された第1負荷回路と、主バッテリ又は追加バッテリからの電力により動作し、自動運転モードの継続に必要な第2負荷が接続された第2負荷回路と、第1負荷及び第2負荷を電気的に接続する給電線に設けられ、1負荷回路と第2負荷回路の間を導通又は遮断する第1リレーと、追加バッテリと第2負荷の間を導通又は遮断する第2リレーと、車両の運転モードが通常運転モード又は自動運転モードであるかを判定するコントローラとを備えることにより、上記課題を解決する。 The present invention solves the above problems by providing a power supply system mounted on a vehicle having a normal driving mode and an automatic driving mode, the power supply system including a first load circuit that operates on power from the main battery and is connected to a first load necessary for continuing the normal driving mode, a second load circuit that operates on power from the main battery or an additional battery and is connected to a second load necessary for continuing the automatic driving mode, a first relay that is provided in a power supply line that electrically connects the first load and the second load and that connects or disconnects the first load circuit and the second load circuit, a second relay that connects or disconnects the second load and the additional battery, and a controller that determines whether the vehicle is in the normal driving mode or the automatic driving mode.
本発明によれば、第2リレーによって追加バッテリと負荷との間を遮断できるため、負荷の暗電流による追加バッテリの放電を防止できる。 According to the present invention, the second relay can disconnect the additional battery from the load, thereby preventing the additional battery from discharging due to the dark current of the load.
以下、本発明に係る電源システム及び電源システムの制御方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。 The following describes an embodiment of a power supply system and a method for controlling a power supply system according to the present invention with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る電源システム100の構成概略図である。本実施形態では、電源システム100が搭載された車両として、駆動源がエンジンであり、自律走行制御機能を備えた車両を例に挙げて説明する。自律走行制御機能を備えた車両は、運転モードとして、通常運転モードと自動運転モードを有する。通常運転モードに設定された場合、車両は、運転者による運転操作(ステアリング操作、アクセル操作、ブレーキ操作等)によって走行する。一方、自動運転モードに設定された場合、車両は、運転者に加えて、図示しない運転支援装置による運転操作によって走行する。 Figure 1 is a schematic diagram of a power supply system 100 according to this embodiment. In this embodiment, a vehicle equipped with the power supply system 100 will be described as an example in which the driving source is an engine and the vehicle has an autonomous driving control function. A vehicle equipped with an autonomous driving control function has a normal driving mode and an autonomous driving mode as driving modes. When set to the normal driving mode, the vehicle runs according to driving operations (steering, accelerator, brake, etc.) performed by the driver. On the other hand, when set to the autonomous driving mode, the vehicle runs according to driving operations performed by a driving assistance device (not shown) in addition to the driver.
自動運転モードでは、運転支援レベルに応じて、自律走行制御機能で実現される運転支援の内容が異なっていてもよい。運転支援レベルとは、運転支援装置が自律走行制御機能によって車両の運転を支援する際の介入の程度を示すレベルである。運転支援レベルが高くなるほど、車両の運転に対する運転者の寄与度は低くなる。具体的には、運転支援レベルは、米国自動車技術会(SAE:Society of Automotive Engineers)のSAE J3016に基づく定義等を用いて設定することができる。本実施形態では、運転支援装置が実現する運転支援レベルを運転支援レベル2として説明する。さらに、本実施形態では、運転者がステアリングに触れることなく車両が自律的に走行するモード(ハンズオフモードともいう)を有する車両を例に挙げて説明する。ハンズオフモードでは、運転者に代わって、運転支援装置が一部の運転タスクを実行するが、運転者は、運転支援装置から要求があった場合に、運転の制御を取り戻し、手動により運転する準備をする必要がある。また、ハンズオフモードでは、運転支援装置からの要求に対して、運転者が運転操作を行うまでの間、自律走行を継続するための冗長機能が求められる。冗長機能の一例をあげると、例えば、自動運転モードを有する車両には、自律走行制御機能に必要な負荷に対して、バックアップ用の電力供給源として機能する追加バッテリが設けられている。 In the autonomous driving mode, the content of the driving assistance realized by the autonomous driving control function may differ depending on the driving assistance level. The driving assistance level is a level indicating the degree of intervention when the driving assistance device assists the driving of the vehicle by the autonomous driving control function. The higher the driving assistance level, the lower the contribution of the driver to the driving of the vehicle. Specifically, the driving assistance level can be set using a definition based on SAE J3016 of the Society of Automotive Engineers (SAE). In this embodiment, the driving assistance level realized by the driving assistance device is described as driving assistance level 2. Furthermore, in this embodiment, a vehicle having a mode (also called a hands-off mode) in which the vehicle runs autonomously without the driver touching the steering wheel is described as an example. In the hands-off mode, the driving assistance device executes some driving tasks on behalf of the driver, but the driver needs to regain control of the driving and prepare to drive manually when requested by the driving assistance device. In addition, in the hands-off mode, a redundant function is required to continue autonomous driving until the driver performs driving operation in response to a request from the driving assistance device. As an example of a redundant function, for example, a vehicle with an autonomous driving mode is provided with an additional battery that functions as a backup power supply for the load required for the autonomous driving control function.
しかしながら、追加バッテリを搭載することで、車両のイグニッションスイッチがオフ状態の間に、追加バッテリに接続された負荷の暗電流によって、追加バッテリが放電される、という問題もある。負荷の暗電流によって追加バッテリの放電が進むと、追加バッテリのバッテリ残量が減り、自動運転モードにおいて、自律走行の継続に必要な電力を負荷に供給できず、バックアップ用の電力供給源として機能しない場合もある。本発明に係る電源システム及び電源システムの制御方法では、以降に説明する構成及び方法により、負荷の暗電流による追加バッテリの放電を防ぎ、自動運転モードにおいて、自律走行の継続に必要な電力を負荷に供給できる。なお、以降では、上記の運転支援装置は、先進運転支援システム(ADAS:Advanced Driver Assistance System)に含まれる構成として説明する。 However, mounting an additional battery also poses the problem that the additional battery is discharged by the dark current of the load connected to the additional battery while the vehicle ignition switch is off. If the additional battery discharges due to the dark current of the load, the remaining battery charge of the additional battery decreases, and in the autonomous driving mode, the additional battery may not be able to supply the load with the power required for continuing autonomous driving, and may not function as a backup power supply source. In the power supply system and power supply system control method according to the present invention, the configuration and method described below prevent the additional battery from being discharged due to the dark current of the load, and in the autonomous driving mode, the load can be supplied with the power required for continuing autonomous driving. In the following, the driving assistance device described above will be described as a configuration included in an advanced driver assistance system (ADAS: Advanced Driver Assistance System).
図1に示すように、電源システム100は、第1負荷回路1と、第2負荷回路2と、給電線3と、メインリレー4と、追加リレー5と、コントローラ6と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the power supply system 100 includes a first load circuit 1, a second load circuit 2, a power supply line 3, a main relay 4, an additional relay 5, and a controller 6.
第1負荷回路1は、鉛バッテリ11(主バッテリ)又はオルタネータ14からの電力により動作し、上記の通常運転モードの継続に必要な第1負荷が接続された負荷回路である。本実施形態では、第1負荷回路1は、図1に示すように、給電線3に接続された鉛バッテリ11、負荷アクチュエータ12、スタータモータ13、及びオルタネータ14を含む。通常運転モードの継続に必要な第1負荷としては、負荷アクチュエータ12、スタータモータ13が一例として挙げられる。 The first load circuit 1 is a load circuit that operates using power from a lead battery 11 (main battery) or an alternator 14, and to which a first load necessary for continuing the above-mentioned normal operation mode is connected. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the first load circuit 1 includes a lead battery 11 connected to a power supply line 3, a load actuator 12, a starter motor 13, and an alternator 14. Examples of the first load necessary for continuing the normal operation mode include the load actuator 12 and the starter motor 13.
鉛バッテリ11は、従来からエンジン車に搭載されている主バッテリとしての二次電池である。鉛バッテリ11は、バッテリ残量が低下しないように、発電機としてのオルタネータ14により充電される。オルタネータ14は、エンジンによる回転駆動機構(図示しない)により発電し、バッテリ残量が所定のバッテリ残量以上で保たれるように鉛バッテリ11を充電する。 The lead battery 11 is a secondary battery that has traditionally been installed in engine vehicles as a main battery. The lead battery 11 is charged by an alternator 14, which acts as a generator, so that the remaining battery charge does not decrease. The alternator 14 generates electricity using a rotary drive mechanism (not shown) driven by the engine, and charges the lead battery 11 so that the remaining battery charge is maintained at or above a predetermined remaining battery charge.
負荷アクチュエータ12は、鉛バッテリ11からの電力又はオルタネータ14で発電された電力によって作動する補機類である。負荷アクチュエータ12としては、例えば、空調装置のコンプレッサを駆動する電動モータ、ヘッドライト等が挙げられる。車両のイグニッションスイッチ68がオンした状態(以降、車両の走行可能状態ともいう)では、鉛バッテリ11で蓄えられた電力又はオルタネータ14で発電された電力が負荷アクチュエータ12に供給される。一方、車両のイグニッションスイッチ68がオフした状態(以降、車両の駐車状態ともいう)では、鉛バッテリ11で蓄えられた電力が負荷アクチュエータ12に供給される。なお、車両の走行可能状態は、車両の車速とは無関係な状態を示しており、車両が走行している状態と車両が停車している状態を含む。 The load actuator 12 is an auxiliary device that operates using power from the lead battery 11 or power generated by the alternator 14. Examples of the load actuator 12 include an electric motor that drives a compressor of an air conditioner, a headlight, and the like. When the vehicle's ignition switch 68 is turned on (hereinafter also referred to as the vehicle's runnable state), the load actuator 12 is supplied with power stored in the lead battery 11 or power generated by the alternator 14. On the other hand, when the vehicle's ignition switch 68 is turned off (hereinafter also referred to as the vehicle's parked state), the load actuator 12 is supplied with power stored in the lead battery 11. The runnable state of the vehicle indicates a state that is unrelated to the vehicle speed, and includes a state in which the vehicle is running and a state in which the vehicle is stopped.
スタータモータ13は、車両の発進時にエンジンを始動し、アイドルストップ時にエンジンを再始動する、エンジン始動用のモータである。 The starter motor 13 is a motor for starting the engine when the vehicle starts and restarts the engine when the vehicle is stopped at idle.
第2負荷回路2は、鉛バッテリ11又はリチウムイオンバッテリ21(追加バッテリ)からの電力により動作し、上記の自動運転モードの継続に必要な第2負荷が接続された負荷回路である。本実施形態では、第2負荷回路2は、図1に示すように、給電線3に接続されたEPSアクチュエータ22、ABSアクチュエータ23、ADASアクチュエータ24、及び電流センサ61を含む。自動運転モードの継続に必要な第2負荷としては、EPSアクチュエータ22、ABSアクチュエータ23、ADASアクチュエータ24が一例として挙げられる。これらのアクチュエータへの入力電圧の範囲は、各アクチュエータの仕様に応じて定められており、アクチュエータを仕様通りに作動させ続けるためには、各アクチュエータへの入力電圧を仕様で定められた入力電圧の範囲内で維持させる必要がある。 The second load circuit 2 is a load circuit that operates using power from the lead battery 11 or the lithium ion battery 21 (additional battery) and is connected to a second load necessary for continuing the above-mentioned autonomous driving mode. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the second load circuit 2 includes an EPS actuator 22, an ABS actuator 23, an ADAS actuator 24, and a current sensor 61 connected to the power supply line 3. Examples of the second load necessary for continuing the autonomous driving mode include the EPS actuator 22, the ABS actuator 23, and the ADAS actuator 24. The range of the input voltage to these actuators is determined according to the specifications of each actuator, and in order to continue operating the actuators according to the specifications, it is necessary to maintain the input voltage to each actuator within the input voltage range determined by the specifications.
リチウムイオンバッテリ21は、鉛バッテリ11による電源に対して、車両の自律走行制御機能を継続するための新たな電源として追加された二次電池である。換言すれば、リチウムイオンバッテリ21は、自動運転モードによる自律走行を継続させるために、第2負荷回路2に含まれる各負荷に電力を供給するバックアップ用の電力供給源である。リチウムイオンバッテリ21の充電及び放電は、バッテリマネジメントシステム(BMS:Battery Management System)により制御される。図1の例において、メインリレー4及び追加リレー5のオン状態では、リチウムイオンバッテリ21と第1負荷回路1の間が導通するため、バッテリマネジメントシステムは、オルタネータ14(発電機)で発電された電力でリチウムイオンバッテリ21を充電する。後述するように、コントローラ6によって車両の運転モードが自動運転モードと判定された場合、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、メインリレー4はオンからオフに切り替わる。しかし、追加リレー5はオン状態を維持するため、メインリレー4のオンからオフへの切り替わり前後で、追加バッテリと第2負荷回路の間は導通状態を維持する。バッテリマネジメントシステムは、リチウムイオンバッテリ21で充電された電力を第2負荷に出力させ、リチウムイオンバッテリ21を放電させる。一旦、自動運転モードにおいてメインリレー4がオンからオフに切り替わると、自動運転モードから通常運転モードに移行するまでの間、メインリレー4はオフ状態を維持するため、リチウムイオンバッテリ21をオルタネータ14で発電された電力で充電することはできない。このため、リチウムイオンバッテリ21の容量は、例えば、自動運転モードによる走行を継続する時間が、少なくとも要求時間以上になるように適切な容量に設定される。 The lithium ion battery 21 is a secondary battery added as a new power source to the lead battery 11 to continue the autonomous driving control function of the vehicle. In other words, the lithium ion battery 21 is a backup power supply source that supplies power to each load included in the second load circuit 2 to continue autonomous driving in the autonomous driving mode. Charging and discharging of the lithium ion battery 21 are controlled by a battery management system (BMS). In the example of FIG. 1, when the main relay 4 and the additional relay 5 are in the on state, the lithium ion battery 21 and the first load circuit 1 are conductive, so that the battery management system charges the lithium ion battery 21 with the power generated by the alternator 14 (generator). As will be described later, when the controller 6 determines that the driving mode of the vehicle is the autonomous driving mode, the main relay 4 is switched from on to off when the circuit voltage of the second load circuit 2 falls outside a predetermined voltage range. However, since the additional relay 5 remains on, a conductive state is maintained between the additional battery and the second load circuit before and after the main relay 4 switches from on to off. The battery management system outputs the power charged in the lithium ion battery 21 to the second load, discharging the lithium ion battery 21. Once the main relay 4 switches from on to off in the autonomous driving mode, the main relay 4 remains off until the autonomous driving mode switches to the normal driving mode, so that the lithium ion battery 21 cannot be charged with the power generated by the alternator 14. For this reason, the capacity of the lithium ion battery 21 is set to an appropriate capacity so that the time during which the vehicle continues to drive in the autonomous driving mode is at least equal to or longer than the required time.
また、リチウムイオンバッテリ21は、鉛バッテリ11よりも内部抵抗が小さい特性を有する。このため、例えば、EPSアクチュエータ22が作動して大きな電流を消費した場合であっても、電圧を高く維持できる。 The lithium ion battery 21 also has a characteristic that its internal resistance is smaller than that of the lead battery 11. Therefore, for example, even if the EPS actuator 22 is activated and consumes a large current, the voltage can be maintained high.
EPSアクチュエータ22は、電動アシスト力を発生するEPSモータであって、自動運転モードで作動する必要がある負荷である。EPSアクチュエータ22は、ステアリング操作に必要な力を電動でアシストして操舵力を軽くする電動パワーステアリングシステム(図示しない)に用いられる。ここで、「EPS」とは、「Electric Power Steering(電動パワーステアリング)」の略称である。 The EPS actuator 22 is an EPS motor that generates an electric assist force, and is a load that must operate in the autonomous driving mode. The EPS actuator 22 is used in an electric power steering system (not shown) that electrically assists the force required for steering operation to reduce steering effort. Here, "EPS" is an abbreviation for "Electric Power Steering."
ABSアクチュエータ23は、油圧ポンプを駆動するポンプモータや電磁バルブであって、自動運転モードで作動する必要がある負荷である。ABSアクチュエータ23は、電動の油圧ポンプを有し、マスタシリンダや油圧ポンプからの作動油に基づいて、各ホイールシリンダ液圧を独立に制御するブレーキ液圧制御システム(図示しない)に用いられる。ここで、「ABS」とは、「Antilock Brake System(アンチロック・ブレーキ・システム)」の略称である。 The ABS actuator 23 is a pump motor or electromagnetic valve that drives a hydraulic pump, and is a load that must operate in the automatic driving mode. The ABS actuator 23 has an electric hydraulic pump and is used in a brake fluid pressure control system (not shown) that independently controls the hydraulic pressure of each wheel cylinder based on hydraulic fluid from a master cylinder or hydraulic pump. Here, "ABS" is an abbreviation for "Antilock Brake System."
ADASアクチュエータ24は、運転者の運転操作を支援するための様々な運転操作支援を行うアクチュエータであって、自動運転モードで作動する必要がある負荷である。ADASアクチュエータ24は、先進運転支援システム70に用いられる。 The ADAS actuator 24 is an actuator that performs various driving operation assistance functions to assist the driver in driving operations, and is a load that must operate in the autonomous driving mode. The ADAS actuator 24 is used in the advanced driver assistance system 70.
給電線3は、第1負荷回路1と第2負荷回路2を電気的に接続し、電力供給のためのワイヤーハーネスである。第1負荷回路1に含まれる負荷アクチュエータ12と、第2負荷回路2に含まれるEPSアクチュエータ22、ABSアクチュエータ23、及びADASアクチュエータ24には、給電線3を介して電力が供給される。 The power supply line 3 is a wire harness that electrically connects the first load circuit 1 and the second load circuit 2 and supplies power. Power is supplied via the power supply line 3 to the load actuator 12 included in the first load circuit 1 and the EPS actuator 22, the ABS actuator 23, and the ADAS actuator 24 included in the second load circuit 2.
メインリレー4は、第1負荷回路1と第2負荷回路2の間の給電線3に設けられ、第1負荷回路1と第2負荷回路2の間を導通又は遮断するための回路断続機構である。メインリレー4の一方の端子は、第1負荷回路1側の給電線3に接続され、メインリレー4の他方の端子は、第2負荷回路2側の給電線3に接続されている。本実施形態では、メインリレー4として、ノーマルオープンタイプのリレーを用いる。メインリレー4としては、例えば、メカニカルリレー(機械式リレーともいう)、半導体リレー等が挙げられる。メカニカルリレーは、接点を持ち、電磁作用により機械的に接点を開閉させて、オン及びオフを切り替える。半導体リレーは、接点を持たずに、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)等の半導体や電子部品で構成され、電気信号によりオン及びオフを切り替える。本実施形態では、メインリレー4として、過電圧保護や過電流保護のために自律的にオン及びオフを切り替える自己遮断/接続機能を有する半導体リレーを例に挙げて説明する。 The main relay 4 is provided on the power supply line 3 between the first load circuit 1 and the second load circuit 2, and is a circuit interrupting mechanism for conducting or interrupting between the first load circuit 1 and the second load circuit 2. One terminal of the main relay 4 is connected to the power supply line 3 on the first load circuit 1 side, and the other terminal of the main relay 4 is connected to the power supply line 3 on the second load circuit 2 side. In this embodiment, a normally open type relay is used as the main relay 4. Examples of the main relay 4 include a mechanical relay (also called a mechanical relay) and a semiconductor relay. A mechanical relay has contacts and mechanically opens and closes the contacts by electromagnetic action to switch on and off. A semiconductor relay does not have contacts and is composed of semiconductors and electronic components such as MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors), and switches on and off by an electric signal. In this embodiment, a semiconductor relay having a self-interrupting/connecting function that autonomously switches on and off for overvoltage protection and overcurrent protection will be described as an example of the main relay 4.
メインリレー4には、コントローラ6から開閉制御信号が入力され、メインリレー4は、入力された開閉制御信号に応じてオン又はオフする。またメインリレー4には、開閉制御信号とは別に、コントローラ6から導通維持指令又は解除指令が入力される。メインリレー4は、一旦、導通維持指令が入力されると、解除指令が入力されるまでの間、開閉制御信号の入力の有無とは無関係に、オン状態を維持し続ける。メインリレー4は、導通維持指令の入力後に解除指令が入力されると、オン状態の維持を解除して、再び、開閉制御信号に応じてオン又はオフする。本実施形態のようにメインリレー4が半導体リレーの場合、開閉制御信号は、例えば、スイッチング素子等の半導体をオンからオフ又はオフからオンに切り替えるためのスイッチング信号である。また導通維持指令は、例えば、自己遮断/接続機能によってオンからオフに切り替わるのを防ぐために、自己遮断/接続機能を無効化してオン状態を維持するための信号である。また解除指令は、例えば、自己遮断/接続機能を有効化するための信号である。自己遮断/接続機能としては、例えば、メインリレー4の端子間(第1負荷回路1に接続される端子と第2負荷回路2に接続される端子の間)に印加される電圧が異常電圧の場合に、メインリレー4をオンからオフに切り替える保護機能が挙げられる。異常電圧は、例えば、メインリレー4の仕様で定められた所定の過電圧である。また自己遮断/接続機能としては、例えば、メインリレー4に流れる電流(第1負荷回路1側から第2負荷回路2側へ流れる電流)が異常電流の場合に、メインリレー4をオンからオフに切り替える保護機能が挙げられる。異常電流は、例えば、メインリレー4の仕様で定められた所定の過電流である。なお、以降の説明において、「メインリレー4のオン(オン状態)」とは、メインリレー4の端子間が導通した状態を表し、「メインリレー4のオフ(オフ状態)」とは、メインリレー4の端子間が絶縁された状態(遮断された状態)を表す。 A switching control signal is input from the controller 6 to the main relay 4, and the main relay 4 turns on or off according to the input switching control signal. In addition to the switching control signal, a continuity maintenance command or a release command is input from the controller 6 to the main relay 4. Once a continuity maintenance command is input to the main relay 4, the main relay 4 continues to maintain the on state until a release command is input, regardless of whether or not a switching control signal is input. When a release command is input after a continuity maintenance command is input, the main relay 4 releases the maintenance of the on state and turns on or off again according to the switching control signal. In the case where the main relay 4 is a semiconductor relay as in this embodiment, the switching control signal is, for example, a switching signal for switching a semiconductor such as a switching element from on to off or from off to on. The continuity maintenance command is, for example, a signal for disabling the self-shutdown/connection function and maintaining the on state in order to prevent the self-shutdown/connection function from switching from on to off. The release command is, for example, a signal for enabling the self-shutdown/connection function. An example of the self-shutoff/connection function is a protection function that switches the main relay 4 from on to off when the voltage applied between the terminals of the main relay 4 (between the terminal connected to the first load circuit 1 and the terminal connected to the second load circuit 2) is an abnormal voltage. The abnormal voltage is, for example, a predetermined overvoltage defined in the specifications of the main relay 4. An example of the self-shutoff/connection function is a protection function that switches the main relay 4 from on to off when the current flowing through the main relay 4 (current flowing from the first load circuit 1 side to the second load circuit 2 side) is an abnormal current. The abnormal current is, for example, a predetermined overcurrent defined in the specifications of the main relay 4. In the following description, "on (on state) of the main relay 4" refers to a state in which the terminals of the main relay 4 are conductive, and "off (off state) of the main relay 4" refers to a state in which the terminals of the main relay 4 are insulated (cut off).
追加リレー5は、第2負荷回路2側の給電線3に電気的に接続され、リチウムイオンバッテリ21と、EPSアクチュエータ22、ABSアクチュエータ23、及びADASアクチュエータ24との間を導通又は遮断するためのバッテリ断続機構である。追加リレー5の一方の端子は、リチウムイオンバッテリ21に接続され、追加リレー5の他方の端子は、電流センサ61を介して第2負荷回路2側の給電線3に接続されている。本実施形態では、追加リレー5として、ノーマルクローズタイプのリレーを用いる。追加リレー5としては、メインリレー4と同様に、例えば、メカニカルリレーや半導体リレー等が挙げられる。本実施形態では、追加リレー5として、メカニカルリレーを例に挙げて説明する。 The additional relay 5 is electrically connected to the power supply line 3 on the second load circuit 2 side, and is a battery interrupting mechanism for establishing or interrupting electrical continuity between the lithium ion battery 21 and the EPS actuator 22, the ABS actuator 23, and the ADAS actuator 24. One terminal of the additional relay 5 is connected to the lithium ion battery 21, and the other terminal of the additional relay 5 is connected to the power supply line 3 on the second load circuit 2 side via a current sensor 61. In this embodiment, a normally closed type relay is used as the additional relay 5. As with the main relay 4, examples of the additional relay 5 include a mechanical relay and a semiconductor relay. In this embodiment, a mechanical relay will be used as an example of the additional relay 5.
追加リレー5には、コントローラ6から開閉制御信号が入力され、追加リレー5は、入力された開閉制御信号に応じてオン又はオフする。また追加リレー5には、開閉制御信号とは別に、コントローラ6から導通維持指令又は解除指令が入力される。追加リレー5は、一旦、導通維持指令が入力されると、解除指令が入力されるまでの間、開閉制御信号の入力の有無とは無関係に、オン状態を維持し続ける。追加リレー5は、導通維持指令の入力後に解除指令が入力されると、オン状態の維持を解除して、再び、開閉制御信号に応じてオン又はオフする。本実施形態のように追加リレー5がメカニカルリレーの場合、開閉制御信号は、例えば、磁界を発生させてオフからオンに切り替えるための電圧印加信号、磁界を消失させてオンからオフに切り替えるための電圧停止信号である。また導通維持指令は、例えば、磁界を発生させ続けてオン状態を維持するための強制電圧印加信号である。なお、以降の説明において、「追加リレー5のオン(オン状態)」とは、追加リレー5の端子間が導通した状態を表し、「追加リレー5のオフ(オフ状態)」とは、追加リレー5の端子間が絶縁された状態(遮断された状態)を表す。 An opening/closing control signal is input from the controller 6 to the additional relay 5, and the additional relay 5 turns on or off according to the input opening/closing control signal. In addition to the opening/closing control signal, a continuity maintenance command or a release command is input from the controller 6 to the additional relay 5. Once a continuity maintenance command is input to the additional relay 5, the additional relay 5 continues to maintain the on state until a release command is input, regardless of whether or not the opening/closing control signal is input. When a release command is input after the continuity maintenance command is input, the additional relay 5 releases the maintenance of the on state and turns on or off again according to the opening/closing control signal. In the case where the additional relay 5 is a mechanical relay as in this embodiment, the opening/closing control signal is, for example, a voltage application signal for generating a magnetic field to switch from off to on, or a voltage stop signal for eliminating the magnetic field to switch from on to off. In addition, the continuity maintenance command is, for example, a forced voltage application signal for continuing to generate a magnetic field and maintaining the on state. In the following explanation, "additional relay 5 on (on state)" refers to a state in which the terminals of additional relay 5 are conductive, and "additional relay 5 off (off state)" refers to a state in which the terminals of additional relay 5 are insulated (cut off).
また本実施形態では、開閉制御信号による追加リレー5の導通又は遮断を例に挙げて説明するが、リチウムイオンバッテリ21と第2負荷回路2に含まれる各負荷との間の導通又は遮断はその他の方法で行われてもよい。例えば、電源システムとしては、DCDCコンバータがリチウムイオンバッテリ21と追加リレー5の間に設けられ、リチウムイオンバッテリ21の電圧をDCDCコンバータで昇圧して出力する構成も考えられる。この構成の場合、DCDCコンバータ単体でもリレーとして機能できるため、DCDCコンバータの制御によって、リチウムイオンバッテリ21と追加リレー5の間を導通又は遮断してもよい。 In addition, in this embodiment, the conduction or interruption of the additional relay 5 by the opening/closing control signal is described as an example, but the conduction or interruption between the lithium ion battery 21 and each load included in the second load circuit 2 may be performed by other methods. For example, the power supply system may be configured such that a DCDC converter is provided between the lithium ion battery 21 and the additional relay 5, and the voltage of the lithium ion battery 21 is boosted by the DCDC converter and output. In this configuration, since the DCDC converter alone can function as a relay, the conduction or interruption between the lithium ion battery 21 and the additional relay 5 may be performed by controlling the DCDC converter.
次に、コントローラ6について説明する。コントローラ6は、ハードウェア及びソフトウェアを備えたコンピュータにより構成され、プログラムを格納したメモリと、このメモリに格納されたプログラムを実行するCPU等を有した電子制御ユニット(ECU:Electronic Control unit)である。なお、動作回路としては、CPUに代えて又はこれとともに、MPU、DSP、ASIC、FPGAなどを用いることができる。コントローラ6は、CPUがROMに格納されたプログラムを実行することで、様々な機能を実現する。コントローラ6が実現する機能については後述する。 Next, the controller 6 will be described. The controller 6 is an electronic control unit (ECU) that is configured by a computer equipped with hardware and software, and has a memory that stores programs and a CPU that executes the programs stored in the memory. Note that as the operating circuit, an MPU, DSP, ASIC, FPGA, etc. can be used instead of or in addition to the CPU. The controller 6 realizes various functions by the CPU executing the programs stored in the ROM. The functions realized by the controller 6 will be described later.
図1に示すように、コントローラ6には、電流センサ61、自動運転モードスイッチ62、第1電圧センサ63、第2電圧センサ64、バッテリ電圧センサ65、ブレーキスイッチ66、トルクセンサ67、イグニッションスイッチ68、車速センサ69、及び先進運転支援システム70から各種情報が入力される。また、コントローラ6は、入力された情報に基づく処理を実行し、実行結果に基づいて、開閉制御信号、導通維持指令、又は解除指令をメインリレー4及び/又は追加リレー5に出力する。さらに、コントローラ6は、入力された情報に基づく処理を実行し、実行結果に基づいて、制御指令を表示機器71及びブザー72に出力する。 As shown in FIG. 1, various information is input to the controller 6 from a current sensor 61, an automatic driving mode switch 62, a first voltage sensor 63, a second voltage sensor 64, a battery voltage sensor 65, a brake switch 66, a torque sensor 67, an ignition switch 68, a vehicle speed sensor 69, and an advanced driving assistance system 70. The controller 6 also executes processing based on the input information, and outputs an opening/closing control signal, a continuity maintenance command, or a release command to the main relay 4 and/or the additional relay 5 based on the execution result. The controller 6 also executes processing based on the input information, and outputs a control command to a display device 71 and a buzzer 72 based on the execution result.
電流センサ61は、メインリレー4と追加リレー5の間に設けられ、リチウムイオンバッテリ21に対する電流の向きを検出する。電流センサ61による検出結果は、コントローラ6に出力される。 The current sensor 61 is provided between the main relay 4 and the additional relay 5, and detects the direction of the current to the lithium-ion battery 21. The detection result by the current sensor 61 is output to the controller 6.
自動運転モードスイッチ62は、運転者により操作可能なスイッチであって、自動運転モードを開始するためのスイッチである。車両の運転モードが通常運転モードの場合、運転者が自動運転モードスイッチ62をオンにすることで、自動運転モードが開始される。また車両の運転モードが自動運転モードの場合、運転者が自動運転モードスイッチ62をオフすることで、通常運転モードが開始される。自動運転モードスイッチ62の形態及び設置位置等は特に限定されないが、自動運転モードスイッチ62の一例としては、ステアリングに設けられ、運転者が操作可能なボタンが挙げられる。運転者による自動運転モードスイッチ62の操作の情報は、コントローラ6及び先進運転支援システム70に出力される。 The autonomous driving mode switch 62 is a switch that can be operated by the driver and is a switch for starting the autonomous driving mode. When the driving mode of the vehicle is the normal driving mode, the autonomous driving mode is started when the driver turns on the autonomous driving mode switch 62. When the driving mode of the vehicle is the autonomous driving mode, the driver turns off the autonomous driving mode switch 62 to start the normal driving mode. The form and installation position of the autonomous driving mode switch 62 are not particularly limited, but an example of the autonomous driving mode switch 62 is a button provided on the steering wheel that can be operated by the driver. Information on the operation of the autonomous driving mode switch 62 by the driver is output to the controller 6 and the advanced driving assistance system 70.
第1電圧センサ63は、第1負荷回路1の回路電圧を検出する。第1負荷回路1の回路電圧とは、第1負荷回路1側の給電線3の電圧である。第1電圧センサ63は、例えば、第1負荷回路1に含まれる各構成に対して並列に接続される。第1電圧センサ63による検出結果は、コントローラ6に出力される。また本実施形態のように、メインリレー4として、自己遮断/接続機能を有する半導体リレーを用いた場合、第1電圧センサ63による検出結果は、メインリレー4にも出力される。 The first voltage sensor 63 detects the circuit voltage of the first load circuit 1. The circuit voltage of the first load circuit 1 is the voltage of the power supply line 3 on the first load circuit 1 side. The first voltage sensor 63 is connected in parallel to each component included in the first load circuit 1, for example. The detection result by the first voltage sensor 63 is output to the controller 6. Furthermore, when a semiconductor relay having a self-interrupting/connecting function is used as the main relay 4 as in this embodiment, the detection result by the first voltage sensor 63 is also output to the main relay 4.
第2電圧センサ64は、第2負荷回路2の回路電圧を検出する。第2負荷回路2の回路電圧とは、第2負荷回路2側の給電線3の電圧である。第2電圧センサ64は、例えば、第2負荷回路2に含まれる各負荷に対して並列に接続される。第2電圧センサ64による検出結果は、コントローラ6に出力される。また本実施形態のように、メインリレー4として、自己遮断/接続機能を有する半導体リレーを用いた場合、第2電圧センサ64による検出結果は、メインリレー4にも出力される。 The second voltage sensor 64 detects the circuit voltage of the second load circuit 2. The circuit voltage of the second load circuit 2 is the voltage of the power supply line 3 on the second load circuit 2 side. The second voltage sensor 64 is connected in parallel to each load included in the second load circuit 2, for example. The detection result by the second voltage sensor 64 is output to the controller 6. Furthermore, when a semiconductor relay having a self-interrupting/connecting function is used as the main relay 4 as in this embodiment, the detection result by the second voltage sensor 64 is also output to the main relay 4.
バッテリ電圧センサ65は、リチウムイオンバッテリ21のバッテリ電圧を検出する。バッテリ電圧センサ65による検出結果は、コントローラ6に出力される。ブレーキスイッチ66は、運転者によるブレーキ操作を検出する。ブレーキスイッチ66により検出された運転者によるブレーキ操作の情報は、コントローラ6に出力される。トルクセンサ67は、運転者によるステアリング操作によりステアリングシャフトに加わる操舵トルクを検出する。トルクセンサ67により検出された運転者によるステアリング操作の情報は、コントローラ6に出力される。 The battery voltage sensor 65 detects the battery voltage of the lithium ion battery 21. The detection result by the battery voltage sensor 65 is output to the controller 6. The brake switch 66 detects the braking operation by the driver. Information on the braking operation by the driver detected by the brake switch 66 is output to the controller 6. The torque sensor 67 detects the steering torque applied to the steering shaft due to the steering operation by the driver. Information on the steering operation by the driver detected by the torque sensor 67 is output to the controller 6.
イグニッションスイッチ68は、車両を起動させるための起動スイッチ(メインパワースイッチともいう)である。本実施形態のように駆動源がエンジンの車両の場合、イグニッションスイッチ68がオンすると、エンジンが始動して車両は走行可能状態になる。一方、イグニッションスイッチ68がオフすると、エンジンが停止して車両は駐車状態になる。イグニッションスイッチ68の方式としては、例えば、鍵穴に挿入された車両の鍵を乗員が回すことで車両が起動するエンジンキー方式、乗員がボタン形状を押すことで車両が起動するプッシュスタート方式が挙げられる。またイグニッションスイッチ68には、車両の駆動源を起動させるための表示(ON表示)又は車両の駆動源を停止させるための表示(OFF表示)の他に、車両の走行とは関連がないカーナビケーションやオーディオ等の電気系統に通電させる表示(ACC表示)、スタータモータ13を駆動させて、空調システムの起動が可能な表示(START表示)等が設けられていてもよい。運転者によるイグニッションスイッチ68の操作の情報は、コントローラ6に出力される。車速センサ69は、車両の車速を検出する。車速センサ69による検出結果は、コントローラ6に出力される。 The ignition switch 68 is a start switch (also called a main power switch) for starting the vehicle. In the case of a vehicle whose driving source is an engine as in this embodiment, when the ignition switch 68 is turned on, the engine starts and the vehicle is ready to run. On the other hand, when the ignition switch 68 is turned off, the engine stops and the vehicle is parked. The ignition switch 68 can be, for example, an engine key type in which the vehicle is started by the occupant turning the vehicle key inserted in the keyhole, or a push start type in which the vehicle is started by the occupant pressing a button. In addition to an indication (ON indication) for starting the driving source of the vehicle or an indication (OFF indication) for stopping the driving source of the vehicle, the ignition switch 68 may also be provided with an indication (ACC indication) for energizing electrical systems such as car navigation and audio that are not related to the running of the vehicle, an indication (START indication) for driving the starter motor 13 to start the air conditioning system, and the like. Information on the operation of the ignition switch 68 by the driver is output to the controller 6. The vehicle speed sensor 69 detects the vehicle speed. The detection result by the vehicle speed sensor 69 is output to the controller 6.
先進運転支援システム70は、自動ブレーキ制御やオートクルーズ制御やレーンキープ制御などを行い、運転者の運転を支援するためのシステムである。先進運転支援システム70での処理結果は、コントローラ6に出力される。表示機器71は、自動運転モードに何等かの異常が発生したことを運転者に知らせ、運転者に運転操作を行うよう促すための警告表示を表示する。ブザー72は、自動運転モードに何等かの異常が発生したことを運転者に知らせ、運転者に運転操作を行うよう促すための警告音を出力する。 The advanced driving assistance system 70 is a system that performs automatic brake control, auto-cruise control, lane keeping control, etc., and assists the driver in driving. The processing results of the advanced driving assistance system 70 are output to the controller 6. The display device 71 displays a warning display to inform the driver that some abnormality has occurred in the autonomous driving mode, and to urge the driver to perform driving operations. The buzzer 72 outputs a warning sound to inform the driver that some abnormality has occurred in the autonomous driving mode, and to urge the driver to perform driving operations.
次に、図2A、図2Bを用いて、コントローラ6により実現される機能について説明する。図2A及び図2Bは、図1に示すコントローラ6により実行される電源システム100の制御方法の手順の一例を示すフローチャートである。なお、この制御方法の手順は、イグニッションスイッチ68がオフした状態(車両の駐車状態)から開始される。 Next, the functions realized by the controller 6 will be described with reference to Figures 2A and 2B. Figures 2A and 2B are flowcharts showing an example of the procedure of the control method of the power supply system 100 executed by the controller 6 shown in Figure 1. The procedure of this control method starts with the ignition switch 68 in an OFF state (the vehicle is in a parked state).
ステップS1では、コントローラ6は、リレーをオンさせる閉制御信号(以降、単に閉制御信号という)をメインリレー4に出力し、リレーをオフさせる開制御信号(以降、単に開制御信号という)を追加リレー5に出力する。車両の駐車状態において、追加リレー5と第2負荷回路2に含まれる各負荷の間が導通すると、負荷の暗電流によってリチウムイオンバッテリ21が放電される。このステップでの処理によって、追加リレー5と第2負荷回路2に含まれる各負荷の間が遮断されるため、負荷の暗電流によるリチウムイオンバッテリ21の放電を防ぐことができる。 In step S1, the controller 6 outputs a close control signal (hereinafter simply referred to as a close control signal) to the main relay 4 to turn on the relay, and outputs an open control signal (hereinafter simply referred to as an open control signal) to turn off the relay to the additional relay 5. When the vehicle is parked, and electrical continuity is established between the additional relay 5 and each load included in the second load circuit 2, the lithium ion battery 21 is discharged by the dark current of the load. The processing in this step cuts off electrical continuity between the additional relay 5 and each load included in the second load circuit 2, thereby preventing the lithium ion battery 21 from being discharged by the dark current of the load.
ここで、図2A及び図2Bに示すフローチャートにおいて、開制御信号をメインリレー4又は追加リレー5に出力する前に行われるコントローラ6の処理について説明する。本実施形態では、コントローラ6は、メインリレー4及び追加リレー5のうち少なくとも何れか一方がオンするように、メインリレー4及び追加リレー5の開閉制御を行う。具体的に、コントローラ6は、メインリレー4の状態及び追加リレー5の状態に関する情報を取得し、追加リレー5がオフ状態の場合、開制御信号をメインリレー4に出力せず、またメインリレー4がオフ状態の場合、開制御信号を追加リレー5に出力しない。この処理は、メインリレー4及び追加リレー5がともにオフ状態となり、第2負荷回路に含まれる各負荷への電力供給が途絶えることを防ぐためである。 2A and 2B, the process of the controller 6 performed before outputting the open control signal to the main relay 4 or the additional relay 5 will be described. In this embodiment, the controller 6 controls the opening and closing of the main relay 4 and the additional relay 5 so that at least one of the main relay 4 and the additional relay 5 is turned on. Specifically, the controller 6 acquires information on the state of the main relay 4 and the state of the additional relay 5, and when the additional relay 5 is in the off state, it does not output the open control signal to the main relay 4, and when the main relay 4 is in the off state, it does not output the open control signal to the additional relay 5. This process is to prevent the main relay 4 and the additional relay 5 from both being turned off, causing a cutoff in the power supply to each load included in the second load circuit.
メインリレー4及び追加リレー5の状態に関する情報としては、例えば、電流センサ61の検出結果が挙げられ、コントローラ6は、電流センサ61により検出結果から、メインリレー4及び追加リレー5の状態を判定する。 The information regarding the state of the main relay 4 and the additional relay 5 includes, for example, the detection result of the current sensor 61, and the controller 6 determines the state of the main relay 4 and the additional relay 5 from the detection result of the current sensor 61.
例えば、コントローラ6は、電流センサ61により検出された電流方向(以降、検出電流方向という)が、リチウムイオンバッテリ21への方向の場合、メインリレー4及び追加リレー5がともにオン状態と判定する。またコントローラ6は、検出電流方向が、リチウムイオンバッテリ21から第1負荷回路1への方向の場合、メインリレー4及び追加リレー5がともにオン状態と判定してもよい。またコントローラ6は、検出電流方向が、リチウムイオンバッテリ21から第2負荷回路2に含まれる各負荷への方向の場合、メインリレー4がオフ状態及び追加リレー5がオン状態と判定する。またコントローラ6は、検出電流方向がいずれの方向でもない場合、少なくとも追加リレー5がオフ状態と判定する。なお、電流センサ61の検出結果を用いた判定方法は一例に過ぎない。例えば、メインリレー4及び追加リレー5のそれぞれからオン状態又はオフ状態を示す信号を取得可能な場合、コントローラ6は、メインリレー4及び追加リレー5から取得した信号に基づき、メインリレー4及び追加リレー5の状態を判定してもよい。以降のステップでの説明において、コントローラ6がメインリレー4又は追加リレー5に開制御信号を出力する場合、開制御信号の出力前に、コントローラ6は上述した処理を実行しているものとする。 For example, when the current direction detected by the current sensor 61 (hereinafter referred to as the detected current direction) is the direction toward the lithium ion battery 21, the controller 6 determines that both the main relay 4 and the additional relay 5 are in the ON state. The controller 6 may also determine that both the main relay 4 and the additional relay 5 are in the ON state when the detected current direction is from the lithium ion battery 21 to the first load circuit 1. The controller 6 determines that the main relay 4 is in the OFF state and the additional relay 5 is in the ON state when the detected current direction is from the lithium ion battery 21 to each load included in the second load circuit 2. The controller 6 determines that at least the additional relay 5 is in the OFF state when the detected current direction is not in either direction. Note that the determination method using the detection result of the current sensor 61 is merely an example. For example, when signals indicating an ON state or an OFF state can be acquired from each of the main relay 4 and the additional relay 5, the controller 6 may determine the states of the main relay 4 and the additional relay 5 based on the signals acquired from the main relay 4 and the additional relay 5. In the explanation of the following steps, when the controller 6 outputs an open control signal to the main relay 4 or the additional relay 5, it is assumed that the controller 6 executes the above-mentioned processing before outputting the open control signal.
図2Aに戻り、ステップS2では、コントローラ6は、イグニッションスイッチ68からの操作情報に基づき、車両が駐車状態であるか否かを判定する。コントローラ6は、イグニッションスイッチ68から、車両の駆動源が起動していることを示すオン信号を取得した場合、車両が駐車状態から走行可能状態に移行したとして、車両が駐車状態ではないと判定する。一方、コントローラ6は、イグニッションスイッチ68から、車両の駆動源が停止していることを示すオフ信号を取得した場合、車両が駐車状態と判定する。コントローラ6により否定的な判定がされた場合、ステップS3に進む。コントローラ6により肯定的な判定がされた場合、否定的な判定がされるまで、すなわち、イグニッションスイッチ68がオンとなり車両が走行可能な状態になるまで、ステップS2で待機する。コントローラ6の処理がステップS2で待機している間、追加リレー5はステップS1の処理によってオフしているため、負荷の暗電流によるリチウムイオンバッテリ21の放電を防ぐことができる。なお、車両が駐車状態であるか否かを判定する方法は、イグニッションスイッチ68からの操作情報に基づく判定方法に限られず、本願出願時に知られているその他の判定方法であってもよい。 Returning to FIG. 2A, in step S2, the controller 6 determines whether the vehicle is in a parked state based on the operation information from the ignition switch 68. When the controller 6 receives an ON signal from the ignition switch 68 indicating that the drive source of the vehicle is activated, the controller 6 determines that the vehicle is not in a parked state, assuming that the vehicle has transitioned from a parked state to a runnable state. On the other hand, when the controller 6 receives an OFF signal from the ignition switch 68 indicating that the drive source of the vehicle is stopped, the controller 6 determines that the vehicle is in a parked state. When the controller 6 makes a negative determination, the controller 6 proceeds to step S3. When the controller 6 makes a positive determination, the controller 6 waits in step S2 until a negative determination is made, that is, until the ignition switch 68 is turned on and the vehicle is in a runnable state. While the controller 6 is waiting in step S2, the additional relay 5 is turned off by the process of step S1, so that the discharge of the lithium ion battery 21 due to the dark current of the load can be prevented. The method for determining whether the vehicle is in a parked state is not limited to a method based on operation information from the ignition switch 68, but may be any other method known at the time of filing of this application.
ステップS3では、コントローラ6は、閉制御信号をメインリレー4に出力し、開制御信号を追加リレー5に出力する。なお、メインリレー4に対しての処理はステップS1と同様のため、コントローラ6は、閉制御信号をメインリレー4に出力しなくてもよい。 In step S3, the controller 6 outputs a close control signal to the main relay 4 and outputs an open control signal to the additional relay 5. Note that since the processing for the main relay 4 is the same as in step S1, the controller 6 does not need to output a close control signal to the main relay 4.
またステップS3では、コントローラ6は、追加リレー5がオフ状態の場合、所定速度以上の車速を検出したタイミングで、追加リレー5をオフからオンに切り替えてもよい。例えば、コントローラ6は、車速センサ69からの検出結果により、車両の車速が数km/h以上となったことを検出した場合、検出したタイミングで、開制御信号を追加リレー5に出力してもよい。所定速度は、予め定められた速度である。 In addition, in step S3, if the additional relay 5 is in the off state, the controller 6 may switch the additional relay 5 from off to on at the timing when it detects that the vehicle speed is equal to or greater than a predetermined speed. For example, if the controller 6 detects that the vehicle speed is equal to or greater than several km/h based on the detection result from the vehicle speed sensor 69, it may output an open control signal to the additional relay 5 at the detection timing. The predetermined speed is a speed that is set in advance.
ステップS4では、コントローラ6は、車両の運転モードが自動運転モード又は通常運転モードであるかを判定する。例えば、コントローラ6は、自動運転モードスイッチ62からオン信号を取得した場合、車両の運転モードが自動運転モードと判定してもよい。またコントローラ6は、第2負荷回路2に含まれる各負荷に対して負荷を作動させるための制御信号の出力を検出した場合、車両の運転モードが自動運転モードと判定してもよい。またコントローラ6は、第2負荷回路2に含まれる各負荷が作動中であることを示す信号を取得した場合、車両の運転モードが自動運転モードと判定してもよい。コントローラ6は、上述した例のうち何れか一つに該当する場合、車両の運転モードが自動運転モードと判定する。一方、コントローラ6は、上述した例のいずれも該当しない場合、車両の運転モードが通常運転モードと判定する。車両の運転モードが自動運転モードと判定された場合、ステップS5に進み、車両の運転モードが通常運転モードと判定された場合、図2Bに示すステップS12に進む。 In step S4, the controller 6 determines whether the driving mode of the vehicle is the automatic driving mode or the normal driving mode. For example, the controller 6 may determine that the driving mode of the vehicle is the automatic driving mode when it acquires an on signal from the automatic driving mode switch 62. The controller 6 may also determine that the driving mode of the vehicle is the automatic driving mode when it detects the output of a control signal for operating each load included in the second load circuit 2. The controller 6 may also determine that the driving mode of the vehicle is the automatic driving mode when it acquires a signal indicating that each load included in the second load circuit 2 is operating. The controller 6 determines that the driving mode of the vehicle is the automatic driving mode when any one of the above examples applies. On the other hand, the controller 6 determines that the driving mode of the vehicle is the normal driving mode when none of the above examples applies. When it is determined that the driving mode of the vehicle is the automatic driving mode, the process proceeds to step S5, and when it is determined that the driving mode of the vehicle is the normal driving mode, the process proceeds to step S12 shown in FIG. 2B.
なお、車両の運転モードが通常運転モードと判定する方法として、自動運転モードではないことを判定する方法を例に挙げて説明したが、別の方法で車両の運転モードが通常運転モードと判定してもよい。例えば、コントローラ6は、自動運転モードスイッチ62からオフ信号を取得した場合、車両の運転モードが通常運転モードと判定してもよい。またコントローラ6は、ブレーキスイッチ66から運転者によるブレーキ操作の信号を取得した場合、車両の運転モードが通常運転モードと判定してもよい。またコントローラ6は、トルクセンサ67から運転者によるステアリング操作の信号を取得した場合、車両の運転モードが通常運転モードと判定してもよい。コントローラ6は、上述した例のうち何れか一つに該当する場合、車両の運転モードが通常運転モードと判定してもよい。また、コントローラ6は、先進運転支援システム70から、車両の運転モードを示す運転モード信号を取得し、運転モード信号に基づき、車両の運転モードが自動運転モード又は通常運転モードであるかを判定してもよい。例えば、先進運転支援システム70は、自動運転モードスイッチ62からオン信号を取得した場合、車両の運転モードが自動運転モードと判定する。また先進運転支援システム70は、自動運転モードスイッチ62からオフ信号を取得した場合、車両の運転モードが通常運転モードと判定する。コントローラ6は、先進運転支援システム70から取得した運転モード信号に応じて、車両の運転モードが自動運転モード又は通常運転モードであるかを判定してもよい。 Although the method of determining that the driving mode of the vehicle is the normal driving mode has been described as an example of a method of determining that the driving mode of the vehicle is not the automatic driving mode, the driving mode of the vehicle may be determined to be the normal driving mode by another method. For example, the controller 6 may determine that the driving mode of the vehicle is the normal driving mode when an off signal is acquired from the automatic driving mode switch 62. The controller 6 may also determine that the driving mode of the vehicle is the normal driving mode when a signal of a brake operation by the driver is acquired from the brake switch 66. The controller 6 may also determine that the driving mode of the vehicle is the normal driving mode when a signal of a steering operation by the driver is acquired from the torque sensor 67. The controller 6 may determine that the driving mode of the vehicle is the normal driving mode when any one of the above examples applies. The controller 6 may also obtain a driving mode signal indicating the driving mode of the vehicle from the advanced driving assistance system 70, and determine whether the driving mode of the vehicle is the automatic driving mode or the normal driving mode based on the driving mode signal. For example, when the advanced driving assistance system 70 receives an on signal from the autonomous driving mode switch 62, it determines that the driving mode of the vehicle is the autonomous driving mode. When the advanced driving assistance system 70 receives an off signal from the autonomous driving mode switch 62, it determines that the driving mode of the vehicle is the normal driving mode. The controller 6 may determine whether the driving mode of the vehicle is the autonomous driving mode or the normal driving mode according to the driving mode signal received from the advanced driving assistance system 70.
ステップS5では、コントローラ6は、解除指令をメインリレー4に出力し、導通維持指令を追加リレー5に出力する。追加リレー5での説明のとおり、導通維持指令は、オン状態を維持させる強制力を持つ指令である。このため、例えば、何等かの原因で開閉制御信号が追加リレー5に入力されたとしても、その前に導通維持指令が追加リレー5に入力されている場合、追加リレー5は、入力された開閉制御信号を無視して、導通維持指令によりオン状態を強制的に維持する。車両の運転モードが自動運転モードと判定された場合、このステップにおいて、コントローラ6は、追加リレー5をオン状態に維持させる。またコントローラ6は、解除指令を追加リレー5に出力するまでの間、所定の周期ごと(例えば、100msごと)に、導通維持指令を追加リレー5に出力する。これにより、自動運転モードにおいて、追加リレー5がオフする可能性を更に低減させることができる。一方、メインリレー4に対しては、コントローラ6は、解除指令を出力して、メインリレー4を開閉制御信号によって制御可能な状態にする。本実施形態のように、メインリレー4が自己遮断/接続機能を有する半導体リレーの場合、メインリレー4の自己遮断/接続機能は解除指令によって有効化する。 In step S5, the controller 6 outputs a release command to the main relay 4 and outputs a continuity maintenance command to the additional relay 5. As explained in the additional relay 5, the continuity maintenance command is a command that has a compulsory force to maintain the on state. For this reason, for example, even if an opening/closing control signal is input to the additional relay 5 for some reason, if a continuity maintenance command has been input to the additional relay 5 before that, the additional relay 5 ignores the input opening/closing control signal and forcibly maintains the on state by the continuity maintenance command. If the driving mode of the vehicle is determined to be the automatic driving mode, in this step, the controller 6 keeps the additional relay 5 in the on state. In addition, the controller 6 outputs a continuity maintenance command to the additional relay 5 at predetermined intervals (for example, every 100 ms) until the release command is output to the additional relay 5. This can further reduce the possibility that the additional relay 5 is turned off in the automatic driving mode. On the other hand, the controller 6 outputs a release command to the main relay 4 to make the main relay 4 controllable by the opening/closing control signal. In the present embodiment, when the main relay 4 is a semiconductor relay with a self-shutoff/connection function, the self-shutoff/connection function of the main relay 4 is enabled by a release command.
ステップS6では、コントローラ6は、第2負荷回路2の回路電圧に基づき、電源システム100で電圧異常が発生したか否か判定する。コントローラ6は、第2電圧センサ64の検出結果に基づき、追加バッテリ側の回路電圧(第2負荷回路2の回路電圧)が所定の電圧範囲外であるか否かを判定する。所定の電圧範囲は、単位を電圧とする範囲であって、予め定めれた範囲である。所定の電圧範囲のうち上限値は、第2負荷回路2に含まれる各負荷への過電圧を防ぐために定められた電圧値であり、所定範囲のうち下限値は、第2負荷回路2に含まれる各負荷を仕様どおり作動させるに定められた電圧値である。コントローラ6により否定的な判定がされた場合、すなわち、電源システム100に電圧異常が発生していないと判定された場合、ステップS7に進む。一方、コントローラ6により肯定的な判定がされた場合、すなわち、電源システム100に電圧異常が発生していると判定された場合、ステップS8に進む。 In step S6, the controller 6 determines whether or not a voltage abnormality has occurred in the power supply system 100 based on the circuit voltage of the second load circuit 2. Based on the detection result of the second voltage sensor 64, the controller 6 determines whether or not the circuit voltage on the additional battery side (circuit voltage of the second load circuit 2) is outside a predetermined voltage range. The predetermined voltage range is a range in units of voltage, and is a range that has been determined in advance. The upper limit of the predetermined voltage range is a voltage value determined to prevent overvoltage to each load included in the second load circuit 2, and the lower limit of the predetermined range is a voltage value determined to operate each load included in the second load circuit 2 according to specifications. If the controller 6 makes a negative determination, that is, if it is determined that no voltage abnormality has occurred in the power supply system 100, the process proceeds to step S7. On the other hand, if the controller 6 makes a positive determination, that is, if it is determined that a voltage abnormality has occurred in the power supply system 100, the process proceeds to step S8.
ステップS7では、コントローラ6は、閉制御信号をメインリレー4及び追加リレー5に出力する。なお、図2Aの例では、ステップS8との対比のためにステップS7を記載している。しかし、ステップS1又はステップS3の処理によって、メインリレー4はオンしており、またステップS5の処理によって、追加リレー5はオンしているため、コントローラ6は、ステップS7での処理を省略してもよい。ステップS7での処理が終了すると、ステップS4に戻り、再び、車両の運転モードの判定が行われる。自動運転モードで車両が走行可能な状態において、電源システム100に電圧異常が発生しない場合、ステップS4~ステップS7の処理が繰り返し実行されるため、メインリレー4及び追加リレー5はともにオン状態を維持する。 In step S7, the controller 6 outputs a close control signal to the main relay 4 and the additional relay 5. In the example of FIG. 2A, step S7 is described for comparison with step S8. However, since the main relay 4 is turned on by the processing of step S1 or step S3, and the additional relay 5 is turned on by the processing of step S5, the controller 6 may omit the processing of step S7. When the processing of step S7 ends, the process returns to step S4, and the driving mode of the vehicle is determined again. When the vehicle is in a state in which it can run in the autonomous driving mode and no voltage abnormality occurs in the power supply system 100, the processing of steps S4 to S7 is repeatedly executed, so that both the main relay 4 and the additional relay 5 remain on.
ステップS6で肯定的な判定がされた場合、ステップS8に進む。ステップS8では、コントローラ6は、開制御信号をメインリレー4に出力し、閉制御信号を追加リレー5に出力する。メインリレー4は、自動運転モードにおいて、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、オンからオフに切り替わる。一方で、追加リレー5は、自動運転モードにおいて、ステップS5の処理によって、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外であっても、第2負荷回路2の回路電圧とは無関係に、オン状態を維持する。メインリレー4の切り替わりによって、第2負荷回路2に含まれる各負荷に対しては、第1負荷回路1側からの電力供給が遮断される。しかし、追加リレー5がオン状態を維持するため、第2負荷回路2に含まれる各負荷に対しては、リチウムイオンバッテリ21から電力が供給される。つまり、自動運転モードにおいて、第2負荷回路2に含まれる各負荷は、第1負荷回路1側からの電力供給が遮断されても、リチウムイオンバッテリ21からの電力によって作動し続けることができる。なお、ステップS5の処理によって、追加リレー5には導通維持指令が入力されているため、コントローラ6は、閉制御信号を追加リレー5に出力しなくてもよい。 If the determination in step S6 is affirmative, the process proceeds to step S8. In step S8, the controller 6 outputs an open control signal to the main relay 4 and outputs a close control signal to the additional relay 5. In the automatic driving mode, when the circuit voltage of the second load circuit 2 falls outside a predetermined voltage range, the main relay 4 is switched from on to off. On the other hand, in the automatic driving mode, the additional relay 5 maintains an on state regardless of the circuit voltage of the second load circuit 2, even if the circuit voltage of the second load circuit 2 falls outside the predetermined voltage range, by the processing of step S5. By switching the main relay 4, the power supply from the first load circuit 1 side to each load included in the second load circuit 2 is cut off. However, since the additional relay 5 maintains an on state, power is supplied from the lithium ion battery 21 to each load included in the second load circuit 2. In other words, in the automatic driving mode, each load included in the second load circuit 2 can continue to operate by power from the lithium ion battery 21 even if the power supply from the first load circuit 1 side is cut off. In addition, since a continuity maintenance command has been input to the additional relay 5 by the processing of step S5, the controller 6 does not need to output a close control signal to the additional relay 5.
また本実施形態のようにメインリレー4が自己遮断/接続機能を有する半導体リレーの場合、メインリレー4のオンからオフの切り替わりは、メインリレー4の自己遮断/接続機能による切り替わりであってもよい。例えば、メインリレー4が、第2電圧センサ64からの検出結果に基づき、第2負荷回路2の回路電圧(第2負荷回路2に接続されたメインリレー4の端子電圧)が所定の電圧範囲外であることを検出すると、自己遮断/接続機能によってオンからオフに切り替わってもよい。コントローラ6から開制御信号がメインリレー4に伝達されるよりも、自己遮断/接続機能でメインリレー4がオンからオフに切り替わる方が早いため、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外となる時間をより短くすることができ、第2負荷回路2に含まれる各負荷をより保護することができる。 In addition, in the case where the main relay 4 is a semiconductor relay having a self-shutoff/connection function as in this embodiment, the switching of the main relay 4 from on to off may be a switching by the self-shutoff/connection function of the main relay 4. For example, when the main relay 4 detects that the circuit voltage of the second load circuit 2 (the terminal voltage of the main relay 4 connected to the second load circuit 2) is outside a predetermined voltage range based on the detection result from the second voltage sensor 64, the main relay 4 may be switched from on to off by the self-shutoff/connection function. Since the main relay 4 switches from on to off by the self-shutoff/connection function faster than the open control signal is transmitted from the controller 6 to the main relay 4, the time during which the circuit voltage of the second load circuit 2 is outside the predetermined voltage range can be shortened, and each load included in the second load circuit 2 can be better protected.
ステップS9では、コントローラ6は、自動運転モードで異常が発生したことを運転者に知らせるために、警告表示の信号を表示機器71に出力する。またコントローラ6は、警告音の信号をブザー72に出力してもよい。またコントローラ6は、警告表示の信号を表示機器71に出力するとともに、警告音の信号をブザー72に出力してもよい。このステップでの処理によって、運転者には、自動運転モードから通常運転モードへの移行が促される。別の言い方をすれば、このステップは、運転者に対して、運転支援装置により行われていた運転の制御を取り戻すよう要求するためのステップである。追加リレー5はステップS5での処理によってオン状態を維持しているため、第2負荷回路2に含まれる各負荷はリチウムイオンバッテリ21からの電力によって作動し、自動運転モードによる車両の自律走行が継続している。 In step S9, the controller 6 outputs a warning display signal to the display device 71 to inform the driver that an abnormality has occurred in the autonomous driving mode. The controller 6 may also output a warning sound signal to the buzzer 72. The controller 6 may also output a warning display signal to the display device 71 and a warning sound signal to the buzzer 72. The processing in this step prompts the driver to transition from the autonomous driving mode to the normal driving mode. In other words, this step is a step for requesting the driver to regain control of the driving that was being performed by the driving assistance device. Since the additional relay 5 is maintained in the on state by the processing in step S5, each load included in the second load circuit 2 is operated by power from the lithium ion battery 21, and the autonomous driving of the vehicle in the autonomous driving mode continues.
運転者による操作介入が自動運転モードの解除条件であるため、運転者がブレーキ操作、アクセル操作、及びステアリング操作等の運転操作を行うと、ステップS10では、コントローラ6は、車両の運転モードが自動運転モードから通常運転モードに移行したと判定する。例えば、コントローラ6は、ブレーキスイッチ66から運転者によるブレーキ操作の信号を取得した場合、又はトルクセンサ67から運転者によるステアリング操作の信号を取得した場合、自動運転モードが解除されて、車両の運転モードが通常運転モードに移行したと判定する。 Because the condition for canceling the autonomous driving mode is the intervention of an operation by the driver, when the driver performs a driving operation such as braking, accelerating, or steering, in step S10, the controller 6 determines that the vehicle's driving mode has transitioned from the autonomous driving mode to the normal driving mode. For example, when the controller 6 receives a signal of braking operation by the driver from the brake switch 66, or a signal of steering operation by the driver from the torque sensor 67, it determines that the autonomous driving mode has been cancelled and the vehicle's driving mode has transitioned to the normal driving mode.
ステップS11では、コントローラ6は、閉制御信号をメインリレー4及び追加リレー5に出力する。ステップS5の処理によって、追加リレー5には導通維持指令が入力されているため、コントローラ6は、閉制御信号を追加リレー5に出力しなくてもよい。またコントローラ6は、ステップS5で出力した導通維持指令に対しての解除指令を追加リレー5に出力してもよい。ステップS11での処理が終了すると、コントローラ6は、図2A及び図2Bに示す処理を終了させる。 In step S11, the controller 6 outputs a close control signal to the main relay 4 and the additional relay 5. Because a continuity maintenance command has been input to the additional relay 5 by the process of step S5, the controller 6 does not need to output a close control signal to the additional relay 5. The controller 6 may also output a release command to the additional relay 5 in response to the continuity maintenance command output in step S5. When the process of step S11 ends, the controller 6 ends the process shown in Figures 2A and 2B.
ステップS4において、車両の運転モードが通常運転モードと判定された場合、図2Bに示すステップS12に進む。ステップS12では、コントローラ6は、導通維持指令をメインリレー4に出力し、解除指令を追加リレー5に出力する。メインリレー4での説明のとおり、導通維持指令は、オン状態を維持させる強制力を持つ指令である。このため、例えば、何等かの原因で開閉制御信号がメインリレー4に入力されたとしても、その前に導通維持指令がメインリレー4に入力されている場合、メインリレー4は、入力された開閉制御信号を無視して、導通維持指令によりオン状態を強制的に維持する。車両の運転モードが通常運転モードと判定された場合、このステップにおいて、コントローラ6は、メインリレー4をオン状態に維持させる。またコントローラ6は、解除指令をメインリレー4に出力するまでの間、所定の周期ごと(例えば、100msごと)に、導通維持指令をメインリレー4に出力する。これにより、通常運転モードにおいて、メインリレー4がオフする可能性を更に低減させることができる。本実施形態のようにメインリレー4が自己遮断/接続機能を有する半導体リレーの場合、このステップによって、メインリレー4の自己遮断/接続機能が無効化されるため、メインリレー4が自己遮断/接続機能によってオンからオフに切り替わることを防止できる。一方、追加リレー5に対しては、コントローラ6は、解除指令を出力して、追加リレー5を開閉制御信号によって制御可能な状態にする。 If the operation mode of the vehicle is determined to be the normal operation mode in step S4, the process proceeds to step S12 shown in FIG. 2B. In step S12, the controller 6 outputs a continuity maintenance command to the main relay 4 and outputs a release command to the additional relay 5. As described in the main relay 4, the continuity maintenance command is a command that has a compulsory force to maintain the on state. For this reason, for example, even if an opening/closing control signal is input to the main relay 4 for some reason, if a continuity maintenance command has been input to the main relay 4 before that, the main relay 4 ignores the input opening/closing control signal and forcibly maintains the on state by the continuity maintenance command. If the operation mode of the vehicle is determined to be the normal operation mode, in this step, the controller 6 maintains the main relay 4 in the on state. In addition, the controller 6 outputs a continuity maintenance command to the main relay 4 at predetermined intervals (for example, every 100 ms) until it outputs a release command to the main relay 4. This can further reduce the possibility that the main relay 4 will be turned off in the normal operation mode. In the case where the main relay 4 is a semiconductor relay having a self-shutoff/connection function as in this embodiment, this step disables the self-shutoff/connection function of the main relay 4, thereby preventing the main relay 4 from switching from on to off due to the self-shutoff/connection function. Meanwhile, the controller 6 outputs a release command to the additional relay 5, making the additional relay 5 controllable by the opening/closing control signal.
ステップS13では、コントローラ6は、第2負荷回路2の回路電圧に基づき、電源システム100で電圧異常が発生したか否か判定する。ステップS13は、ステップS6に対応したステップのため、ステップS13の説明についてはステップS6の説明を援用する。コントローラ6により否定的な判定がされた場合、すなわち、電源システム100に電圧異常が発生していないと判定された場合、図2Aに示すステップS4に戻る。一方、コントローラ6により肯定的な判定がされた場合、すなわち、電源システム100に電圧異常が発生していると判定された場合、ステップS14に進む。 In step S13, the controller 6 determines whether or not a voltage abnormality has occurred in the power supply system 100 based on the circuit voltage of the second load circuit 2. Since step S13 corresponds to step S6, the explanation of step S13 is based on the explanation of step S6. If the controller 6 makes a negative determination, i.e., if it is determined that no voltage abnormality has occurred in the power supply system 100, the process returns to step S4 shown in FIG. 2A. On the other hand, if the controller 6 makes a positive determination, i.e., if it is determined that a voltage abnormality has occurred in the power supply system 100, the process proceeds to step S14.
ステップS13で否定的な判定がされた場合、ステップS4に戻り、再び、車両の運転モードの判定が行われる。通常運転モードで車両の走行可能な状態において、電源システム100に電圧異常が発生しない場合、ステップS4、ステップS12、及びステップS13の処理が繰り返し実行されるため、メインリレー4及び追加リレー5はともにオン状態を維持する。なお、ステップS4、ステップS12、及びステップS13の処理が繰り返し実行されている間に、イグニッションスイッチ68がオフされると、コントローラ6は、車両が走行可能な状態から駐車状態に移行したと判定して、ステップS1の処理と同様に、閉制御信号をメインリレー4に出力し、開制御信号を追加リレー5に出力する。メインリレー4はオン状態を維持したまま、追加リレー5がオンからオフに切り替わる。 If a negative determination is made in step S13, the process returns to step S4, and the vehicle operation mode is determined again. If no voltage abnormality occurs in the power supply system 100 when the vehicle is in a normal operation mode and capable of running, the processes of steps S4, S12, and S13 are repeatedly executed, so that the main relay 4 and the additional relay 5 both remain in the on state. If the ignition switch 68 is turned off while the processes of steps S4, S12, and S13 are repeatedly executed, the controller 6 determines that the vehicle has transitioned from a state capable of running to a parked state, and outputs a close control signal to the main relay 4 and an open control signal to the additional relay 5, as in the process of step S1. The main relay 4 remains in the on state, and the additional relay 5 switches from on to off.
ここで、第1負荷回路1と第2負荷回路2との間が導通し、第1負荷回路1側から第2負荷回路側に電流が流れている状態から、追加リレー5がオンからオフに切り替わった場合に発生する可能性がある電源システム100の状態について説明する。例えば、ステップS4、ステップS12、及びステップS13の処理が繰り返し実行されている場合、メインリレー4及び追加リレー5はともにオン状態を維持するため、リチウムイオンバッテリ21には、追加リレー5を介して第1負荷回路1側からの電流が入力される。本実施形態のように追加リレー5がメカニカルリレーの場合、追加リレー5がオンからオフに切り替わると、メカニカルリレーのコイルに流れる電流を維持しようとして、追加リレー5には逆起電力が発生する。逆起電力は瞬間的に発生するサージ電圧となり、給電線3を介してメインリレー4に入力される。本実施形態のようにメインリレー4が自己遮断/接続機能を有する半導体リレーの場合、メインリレー4はサージ電圧を検出すると、自己遮断/接続機能によりオンからオフに切り替わるおそれがある。しかしながら、メインリレー4は、ステップS12での処理によって自己遮断/接続機能が無効化されてオン状態を維持しているため、追加リレー5のオンからオフの切り替わりによってサージ電圧がメインリレー4に入力されても、メインリレー4がオンからオフに切り替わることを防止できる。これにより、第2負荷回路2に含まれる各負荷には、第1負荷回路1側から電力を供給し続けることができ、第2負荷回路2の回路電圧を維持できる。 Here, a state of the power supply system 100 that may occur when the additional relay 5 is switched from on to off from a state in which the first load circuit 1 and the second load circuit 2 are conductive and current flows from the first load circuit 1 side to the second load circuit side will be described. For example, when the processes of steps S4, S12, and S13 are repeatedly executed, the main relay 4 and the additional relay 5 both maintain the on state, so that the current from the first load circuit 1 side is input to the lithium ion battery 21 via the additional relay 5. When the additional relay 5 is a mechanical relay as in this embodiment, when the additional relay 5 is switched from on to off, a counter electromotive force is generated in the additional relay 5 in an attempt to maintain the current flowing through the coil of the mechanical relay. The counter electromotive force becomes a surge voltage that is generated instantaneously and is input to the main relay 4 via the power supply line 3. When the main relay 4 is a semiconductor relay having a self-interrupting/connecting function as in this embodiment, the main relay 4 may switch from on to off due to the self-interrupting/connecting function when it detects a surge voltage. However, because the self-shutoff/connection function of the main relay 4 is disabled by the process in step S12 and the main relay 4 remains on, even if a surge voltage is input to the main relay 4 by switching the additional relay 5 from on to off, the main relay 4 can be prevented from switching from on to off. This allows power to continue to be supplied from the first load circuit 1 to each load included in the second load circuit 2, and the circuit voltage of the second load circuit 2 can be maintained.
図2Bに戻り、ステップS13で肯定的な判定がされた場合、ステップS14に進む。ステップS14では、コントローラ6は、閉制御信号をメインリレー4に出力し、開制御信号を追加リレー5に出力する。追加リレー5は、通常運転モードにおいて、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、オンからオフに切り替わる。一方で、メインリレー4は、通常運転モードにおいて、ステップS12での処理によって、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外であっても、第2負荷回路2の回路電圧とは無関係に、オン状態を維持する。上述のとおり、メインリレー4がオン状態で追加リレー5がオンからオフに切り替わるため、このステップにおいても追加リレー5の切り替わりに伴うサージ電圧が発生するおそれがあるが、メインリレー4はステップS12の処理によってオン状態を維持する。なお、ステップS12の処理によって、メインリレー4には導通維持指令が入力されているため、コントローラ6は、閉制御信号をメインリレー4に出力しなくてもよい。 Returning to FIG. 2B, if the determination in step S13 is affirmative, the process proceeds to step S14. In step S14, the controller 6 outputs a close control signal to the main relay 4 and outputs an open control signal to the additional relay 5. In the normal operation mode, when the circuit voltage of the second load circuit 2 falls outside the predetermined voltage range, the additional relay 5 switches from on to off. On the other hand, in the normal operation mode, the main relay 4 maintains the on state regardless of the circuit voltage of the second load circuit 2, even if the circuit voltage of the second load circuit 2 falls outside the predetermined voltage range, as a result of the processing in step S12. As described above, since the additional relay 5 switches from on to off while the main relay 4 is on, there is a risk of a surge voltage occurring due to the switching of the additional relay 5 in this step as well, but the main relay 4 maintains the on state as a result of the processing in step S12. Note that, since a continuity maintenance command has been input to the main relay 4 by the processing in step S12, the controller 6 does not need to output a close control signal to the main relay 4.
ステップS15では、コントローラ6は、第2負荷回路2の回路電圧に基づき、ステップS13で発生した電圧異常が継続しているか否かを否か判定する。ステップS15は、ステップS6及びステップS13に対応したステップのため、ステップS15の説明についてはステップS6及びステップS13の説明を援用する。コントローラ6により否定的な判定がされた場合、すなわち、電源システム100に電圧異常が発生していないと判定された場合、図2Aに示すステップS11に進む。一方、コントローラ6により肯定的な判定がされた場合、すなわち、電源システム100の電圧異常が発生し続けていると判定された場合、肯定的な判定がされるまで、ステップS15で待機する。 In step S15, the controller 6 determines whether the voltage abnormality that occurred in step S13 continues based on the circuit voltage of the second load circuit 2. Since step S15 corresponds to step S6 and step S13, the explanation of step S15 is based on the explanation of step S6 and step S13. If the controller 6 makes a negative determination, i.e., if it is determined that no voltage abnormality has occurred in the power supply system 100, the process proceeds to step S11 shown in FIG. 2A. On the other hand, if the controller 6 makes a positive determination, i.e., if it is determined that the voltage abnormality continues to occur in the power supply system 100, the process waits in step S15 until a positive determination is made.
ステップS15で待機している間に、イグニッションスイッチ68がオフされた場合、コントローラ6は、車両が走行可能状態から駐車状態に移行したと判定して、ステップS1の処理と同様に、閉制御信号をメインリレー4に出力し、開制御信号を追加リレー5に出力する。またコントローラ6は、ステップS12で出力した導通維持指令に対しての解除指令をメインリレー4に出力してもよい。 If the ignition switch 68 is turned off while waiting in step S15, the controller 6 determines that the vehicle has transitioned from a drivable state to a parked state, and outputs a close control signal to the main relay 4 and an open control signal to the additional relay 5, similar to the processing in step S1. The controller 6 may also output a release command to the main relay 4 in response to the continuity maintenance command output in step S12.
ステップS15で否定的な判定がされた場合、図2Aに示すステップS11に進み、ステップS11では、コントローラ6は、閉制御信号をメインリレー4及び追加リレー5に出力する。ステップS12の処理によって、メインリレー4には導通維持指令が入力されているため、コントローラ6は、閉制御信号をメインリレー4に出力しなくてもよい。またコントローラ6は、ステップS12で出力した導通維持指令に対しての解除指令をメインリレー4に出力してもよい。ステップS11での処理が終了すると、コントローラ6は、図2A及び図2Bに示す処理を終了させる。 If a negative determination is made in step S15, the process proceeds to step S11 shown in FIG. 2A, where the controller 6 outputs a close control signal to the main relay 4 and the additional relay 5. Since a continuity maintenance command has been input to the main relay 4 by the process of step S12, the controller 6 does not need to output a close control signal to the main relay 4. The controller 6 may also output a release command to the main relay 4 in response to the continuity maintenance command output in step S12. When the process of step S11 ends, the controller 6 ends the process shown in FIG. 2A and FIG. 2B.
なお、ステップS15からステップS11に進み、その後、イグニッションスイッチ68がオフされると、コントローラ6は、車両が走行可能状態から駐車状態に移行したと判定して、ステップS1の処理と同様に、閉制御信号をメインリレー4に出力し、開制御信号を追加リレー5に出力する。またコントローラ6は、ステップS12で出力した導通維持指令に対しての解除指令をメインリレー4に出力してもよい。 When the process proceeds from step S15 to step S11 and the ignition switch 68 is then turned off, the controller 6 determines that the vehicle has transitioned from a drivable state to a parked state, and outputs a close control signal to the main relay 4 and an open control signal to the additional relay 5, similar to the process of step S1. The controller 6 may also output a release command to the main relay 4 in response to the continuity maintenance command output in step S12.
以上のように、本実施形態に係る電源システム100は、運転者による通常運転モードと自動運転モードを有する車両に搭載された電源システムであって、第1負荷回路1と、第2負荷回路2と、メインリレー4と、追加リレー5と、コントローラ6とを備える。第1負荷回路1は、鉛バッテリ11又はオルタネータ14からの電力により動作し、通常運転モードの継続に必要な負荷アクチュエータ12及びスタータモータ13が接続されている。第2負荷回路2は、鉛バッテリ11又はリチウムイオンバッテリ21からの電力により動作し、自動運転モードの継続に必要なEPSアクチュエータ22、ABSアクチュエータ23、及びADASアクチュエータ24が接続されている。メインリレー4は、第1負荷回路1と第2負荷回路2を電気的に接続する給電線3に設けられ、第1負荷回路1と第2負荷回路2の間を導通又は遮断する。追加リレー5は、リチウムイオンバッテリ21と第2負荷回路2に含まれる各負荷との間を導通又は遮断する。本実施形態では、メインリレー4は、車両の運転モードが自動運転モードの場合(図2AのステップS4で自動運転モードと判定)、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、(図2AのステップS6でYES)、オンからオフに切り替わる。コントローラ6は、車両の運転モードが通常運転モードと判定した場合(図2AのステップS4で通常運転モードと判定)、第2負荷回路2の回路電圧とは無関係に、メインリレー4のオン状態を維持させる(図2BのステップS3、ステップS14)。 As described above, the power supply system 100 according to this embodiment is a power supply system mounted on a vehicle having a normal driving mode and an automatic driving mode controlled by a driver, and includes a first load circuit 1, a second load circuit 2, a main relay 4, an additional relay 5, and a controller 6. The first load circuit 1 operates with power from a lead battery 11 or an alternator 14, and is connected to a load actuator 12 and a starter motor 13 required for continuing the normal driving mode. The second load circuit 2 operates with power from a lead battery 11 or a lithium ion battery 21, and is connected to an EPS actuator 22, an ABS actuator 23, and an ADAS actuator 24 required for continuing the automatic driving mode. The main relay 4 is provided on a power supply line 3 that electrically connects the first load circuit 1 and the second load circuit 2, and provides conduction or interruption between the first load circuit 1 and the second load circuit 2. The additional relay 5 provides conduction or interruption between the lithium ion battery 21 and each load included in the second load circuit 2. In this embodiment, when the driving mode of the vehicle is the automatic driving mode (determined as the automatic driving mode in step S4 of FIG. 2A) and the circuit voltage of the second load circuit 2 falls outside a predetermined voltage range (YES in step S6 of FIG. 2A), the main relay 4 is switched from ON to OFF. When the driving mode of the vehicle is determined to be the normal driving mode (determined as the normal driving mode in step S4 of FIG. 2A), the controller 6 maintains the ON state of the main relay 4 regardless of the circuit voltage of the second load circuit 2 (steps S3 and S14 of FIG. 2B).
追加リレー5によってリチウムイオンバッテリ21と第2負荷回路2に含まれる各負荷との間を遮断できるため、車両の駐車状態において、リチウムイオンバッテリ21が負荷の暗電流によって放電し、リチウムイオンバッテリ21のバッテリ残量が低下するのを防止できる。その結果、自動運転モードで車両が走行可能な状態において、メインリレー4をオフする事態が発生しても、リチウムイオンバッテリ21は第2負荷回路2に含まれる各負荷に対して自律走行を継続するための電力を供給できる。また放電終始電圧以下になった状態でリチウムイオンバッテリ21が放電し続ける状態、いわゆる、リチウムイオンバッテリ21の過放電を防ぐことができる。その結果、リチウムイオンバッテリ21の劣化を緩和でき、リチウムイオンバッテリ21の電池寿命を延ばすことができる。また追加リレー5を設けることで、通常運転モードにおいて、追加リレー5がオンからオフに切り替わった際にサージ電圧が発生し、メインリレー4がサージ電圧によってオンからオフに切り替わることが懸念される。しかし、本実施形態の電源システム100及び電源システム100の制御方法では、通常運転モードにおいて、メインリレー4がオン状態を維持するため、メインリレー4がサージ電圧によってオンからオフに切り替わることを防止できる。これにより、第2負荷回路2に含まれる各負荷には、第1負荷回路1側から電力を供給し続けることができ、第2負荷回路2の回路電圧を維持できる。つまり、本実施形態の電源システム100及び電源システム100の制御方法によれば、暗電流放電によるリチウムイオンバッテリ21のバッテリ残量低下を防ぐとともに、第1負荷回路1側からの電圧で第2負荷回路2の回路電圧を維持できる。 Since the additional relay 5 can cut off between the lithium ion battery 21 and each load included in the second load circuit 2, it is possible to prevent the lithium ion battery 21 from discharging due to the dark current of the load and the remaining battery level of the lithium ion battery 21 from decreasing when the vehicle is parked. As a result, even if the main relay 4 is turned off when the vehicle is in an autonomous driving mode, the lithium ion battery 21 can supply power to each load included in the second load circuit 2 to continue autonomous driving. In addition, it is possible to prevent the lithium ion battery 21 from continuing to discharge when the voltage becomes lower than the discharge end voltage, that is, the overdischarge of the lithium ion battery 21. As a result, it is possible to mitigate the deterioration of the lithium ion battery 21 and extend the battery life of the lithium ion battery 21. In addition, by providing the additional relay 5, there is a concern that a surge voltage will be generated when the additional relay 5 is switched from on to off in the normal driving mode, and the main relay 4 will be switched from on to off due to the surge voltage. However, in the power supply system 100 and the control method for the power supply system 100 of this embodiment, the main relay 4 is maintained in the on state in the normal operation mode, so that the main relay 4 can be prevented from switching from on to off due to the surge voltage. As a result, power can be continuously supplied from the first load circuit 1 side to each load included in the second load circuit 2, and the circuit voltage of the second load circuit 2 can be maintained. In other words, according to the power supply system 100 and the control method for the power supply system 100 of this embodiment, it is possible to prevent the remaining battery charge of the lithium ion battery 21 from decreasing due to dark current discharge, and to maintain the circuit voltage of the second load circuit 2 with the voltage from the first load circuit 1 side.
また本実施形態では、コントローラ6は、車両の運転モードが通常運転モードと判定した場合(図2AのステップS4で通常運転モードと判定)、オン状態を維持させる導通維持指令をメインリレー4に出力する(図2BのステップS12)。これにより、通常運転モードにおいて、メインリレー4のオン状態を維持できるため、第1負荷回路1と第2負荷回路2の間は導通状態を維持する。その結果、通常運転モードにおいて、メインリレー4がサージ電圧等の外的要因によってオンからオフに切り替わるのを防止できる。 In addition, in this embodiment, when the controller 6 determines that the vehicle's driving mode is the normal driving mode (determined to be the normal driving mode in step S4 in FIG. 2A), it outputs a continuity maintenance command to the main relay 4 to maintain the on state (step S12 in FIG. 2B). This allows the main relay 4 to be maintained in the on state in the normal driving mode, so that the continuity between the first load circuit 1 and the second load circuit 2 is maintained. As a result, in the normal driving mode, it is possible to prevent the main relay 4 from switching from on to off due to an external factor such as a surge voltage.
また本実施形態では、メインリレー4に出力される導通維持指令は、第2負荷回路2の回路電圧及び追加リレー5のオンからオフへの切り替わりとは無関係に、メインリレー4のオン状態を維持させる指令である(図2BのステップS12)。これにより、第2負荷回路2の回路電圧又は追加リレー5のオンからオフの切り替わりに起因して、開制御信号に相当する信号がメインリレー4に入力されても、メインリレー4のオン状態を維持できる。 In addition, in this embodiment, the continuity maintenance command output to the main relay 4 is a command to maintain the on state of the main relay 4 regardless of the circuit voltage of the second load circuit 2 and the switching of the additional relay 5 from on to off (step S12 in FIG. 2B). As a result, even if a signal equivalent to an open control signal is input to the main relay 4 due to the circuit voltage of the second load circuit 2 or the switching of the additional relay 5 from on to off, the on state of the main relay 4 can be maintained.
また本実施形態では、コントローラ6は、車両の運転モードが自動運転モードと判定した場合(図2AのステップS4で自動運転モードと判定)、導通維持指令を解除させる解除指令を、メインリレー4に出力する(図2AのステップS5)。これにより、自動運転モードにおいて、メインリレー4のオン及びオフを開閉制御信号で制御できる。その結果、本実施形態のように、コントローラ6は、自動運転モードにおいて、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外と判定された場合、メインリレー4をオフさせることができる(図2AのステップS8)。 In addition, in this embodiment, when the controller 6 determines that the vehicle's driving mode is the autonomous driving mode (determined to be the autonomous driving mode in step S4 of FIG. 2A), it outputs a release command to the main relay 4 to release the continuity maintenance command (step S5 of FIG. 2A). This allows the main relay 4 to be turned on and off by the opening and closing control signal in the autonomous driving mode. As a result, as in this embodiment, when the controller 6 determines that the circuit voltage of the second load circuit 2 is outside a predetermined voltage range in the autonomous driving mode, it can turn off the main relay 4 (step S8 of FIG. 2A).
また本実施形態では、メインリレー4は、第2負荷回路2の回路電圧が異常電圧となると、オンからオフに切り替わる自己遮断/接続機能を有し、導通維持指令は、メインリレー4の自己遮断/接続機能を無効化する指令であり、解除指令は、メインリレー4の自己遮断/接続機能を有効化する指令である。コントローラ6の開制御信号でメインリレー4をオンからオフに切り替える場合よりも早く、メインリレー4をオンからオフに切り替えることができ、異常電圧が発生した場合に、第2負荷回路2に含まれる回路をより保護することができる。 In addition, in this embodiment, the main relay 4 has a self-shutoff/connection function that switches from on to off when the circuit voltage of the second load circuit 2 becomes an abnormal voltage, and the maintain continuity command is a command to disable the self-shutoff/connection function of the main relay 4, and the release command is a command to enable the self-shutoff/connection function of the main relay 4. The main relay 4 can be switched from on to off faster than when the open control signal of the controller 6 switches the main relay 4 from on to off, and the circuits included in the second load circuit 2 can be better protected when an abnormal voltage occurs.
また本実施形態では、コントローラ6は、車両の運転モードが通常運転モードと判定した場合(図2AのステップS4で自動運転モードと判定)、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、追加リレー5をオフさせる(図2BのステップS14)。メインリレー4はオン状態を維持しているため、追加リレー5がオンからオフに切り替わった際にサージ電圧が発生しても、第2負荷回路2の回路電圧を安定させることができる。その結果、第2負荷回路2に含まれる各負荷の保護を図ることができる。 In addition, in this embodiment, when the controller 6 determines that the vehicle is in the normal driving mode (determined to be in the automatic driving mode in step S4 of FIG. 2A), if the circuit voltage of the second load circuit 2 falls outside a predetermined voltage range, it turns off the additional relay 5 (step S14 of FIG. 2B). Since the main relay 4 maintains the on state, the circuit voltage of the second load circuit 2 can be stabilized even if a surge voltage occurs when the additional relay 5 switches from on to off. As a result, each load included in the second load circuit 2 can be protected.
また本実施形態では、コントローラ6は、車両が駐車状態であるか否かを判定し、車両が駐車状態であると判定した場合、追加リレー5をオフさせる。これにより、上述した効果と同様の効果を奏する。また車両の駐車状態において、リチウムイオンバッテリ21と第2負荷回路2に含まれる各負荷との間は遮断されるため、負荷の暗電流によってリチウムイオンバッテリ21が放電されるのを防止できる。暗電流放電によるリチウムイオンバッテリ21のバッテリ残量低下を防げるため、第2負荷回路2に含まれる各負荷は、リチウムイオンバッテリ21からの電力によって、仕様通りに作動できる。 In addition, in this embodiment, the controller 6 determines whether the vehicle is in a parked state, and if it determines that the vehicle is in a parked state, turns off the additional relay 5. This provides the same effect as described above. When the vehicle is parked, the lithium ion battery 21 is disconnected from each load included in the second load circuit 2, so that the lithium ion battery 21 can be prevented from being discharged due to the dark current of the load. Since the decrease in the remaining battery charge of the lithium ion battery 21 due to dark current discharge can be prevented, each load included in the second load circuit 2 can operate according to specifications using power from the lithium ion battery 21.
また本実施形態では、コントローラ6は、メインリレー4の状態及び追加リレー5の状態に関する情報を取得し、追加リレー5がオフ状態の場合、開制御信号をメインリレー4に出力せず、メインリレー4がオフ状態の場合、開制御信号を追加リレー5に出力しない。これにより、メインリレー4及び追加リレー5がともにオフ状態となり、第2負荷回路2に含まれる各負荷への電力供給が途絶えることを防止できる。また、複雑な処理を必要とせず、メインリレー4の状態及び追加リレー5の状態を監視するのみで、第2負荷回路2側への電力供給が遮断されるのを防げるため、コントローラ6の演算負荷の低減や処理速度の向上を図ることができる。 In addition, in this embodiment, the controller 6 acquires information regarding the state of the main relay 4 and the state of the additional relay 5, and when the additional relay 5 is in the off state, it does not output an open control signal to the main relay 4, and when the main relay 4 is in the off state, it does not output an open control signal to the additional relay 5. As a result, both the main relay 4 and the additional relay 5 are in the off state, and it is possible to prevent the power supply to each load included in the second load circuit 2 from being interrupted. In addition, since it is possible to prevent the power supply to the second load circuit 2 from being interrupted by simply monitoring the state of the main relay 4 and the state of the additional relay 5 without requiring complex processing, it is possible to reduce the calculation load of the controller 6 and improve the processing speed.
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The above-described embodiments are described to facilitate understanding of the present invention, and are not described to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiments is intended to include all design modifications and equivalents that fall within the technical scope of the present invention.
上述した実施形態では、コントローラ6が、車両の運転モードが通常運転モードと判定した場合、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、追加リレー5をオフさせ、また車両が駐車状態と判定した場合、追加リレー5をオフさせる場合を示した。しかし、コントローラ6は、追加リレー5を介して、所定の電流値以上の電流がリチウムイオンバッテリ21へ流れている場合、追加リレー5をオフさせなくてもよい。所定の電流値は、追加リレー5のオンからオフへの切り替わりによって発生するサージ電圧に基づいて予め定められた電流である。例えば、図2BのステップS14において、コントローラ6は、追加リレー5に直列接続された電流センサ(図示しない)から、追加リレー5に流れる電流の情報を取得する。そして、コントローラ6は、追加リレー5を介してリチウムイオンバッテリ21へ流れる電流が所定の電流値以上の場合、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外であっても、開制御信号を追加リレー5に出力しない。また例えば、コントローラ6は、車両が駐車状態と判定した場合にも、追加リレー5を介してリチウムイオンバッテリ21へ流れる電流が所定の電流値以上の場合、車両が駐車状態であっても、開制御信号を追加リレー5に出力しない。追加リレー5に流れる電流の電流値が大きいほど、オンからオフへの切り替わりでサージ電圧が発生しやすくなるため、サージ電圧の発生を抑制することができる。 In the above embodiment, when the controller 6 determines that the driving mode of the vehicle is the normal driving mode, the controller 6 turns off the additional relay 5 when the circuit voltage of the second load circuit 2 falls outside the predetermined voltage range, and when the controller 6 determines that the vehicle is in a parked state, the controller 6 turns off the additional relay 5. However, when a current of a predetermined current value or more flows to the lithium ion battery 21 through the additional relay 5, the controller 6 does not have to turn off the additional relay 5. The predetermined current value is a current that is predetermined based on a surge voltage generated by switching the additional relay 5 from on to off. For example, in step S14 of FIG. 2B, the controller 6 acquires information on the current flowing through the additional relay 5 from a current sensor (not shown) connected in series to the additional relay 5. Then, when the current flowing to the lithium ion battery 21 through the additional relay 5 is a predetermined current value or more, the controller 6 does not output an open control signal to the additional relay 5 even if the circuit voltage of the second load circuit 2 is outside the predetermined voltage range. For example, even if the controller 6 determines that the vehicle is in a parked state, if the current flowing to the lithium ion battery 21 via the additional relay 5 is equal to or greater than a predetermined current value, the controller 6 does not output an open control signal to the additional relay 5 even if the vehicle is in a parked state. The greater the current value of the current flowing through the additional relay 5, the more likely a surge voltage is to occur when switching from on to off, so the occurrence of the surge voltage can be suppressed.
また上述した実施形態では、主バッテリとして、鉛バッテリ11を用いた場合を示したが、主バッテリとして、リチウムイオンバッテリやニッケル水素電池などの二次電池を用いもよい。また上述した実施形態では、追加バッテリとして、リチウムイオンバッテリ21を用いた場合を示したが、追加バッテリとして、複数のバッテリを用いてもよいし、キャパシタとDCDCコンバータの組み合わせてもよいし、またニッケル水素電池を用いてもよい。また上述した実施形態では、第1負荷回路1の発電機として、オルタネータ14を用いた場合を示したが、第1負荷回路の発電機としては、ジェネレータやモータジェネレータ等を用いてもよい。また上述した実施形態では、第2負荷回路2に含まれる負荷として、EPSアクチュエータ22、ABSアクチュエータ23、ADASアクチュエータ24を用いた場合を示したが、自動運転モードの継続に必要な負荷は、車両の仕様や運転支援装置の仕様によって変更してもよい。また上述した実施形態では、追加リレー5及びリチウムイオンバッテリ21が第2負荷回路2に含まれない場合を示したが、第2負荷回路2は追加リレー5及びリチウムイオンバッテリ21を含んでいてもよい。また上述した実施形態では、メインリレー4として、自己遮断/接続機能を有する半導体リレーを用いた場合を示したが、メインリレー4として、自己遮断/接続機能を有さない半導体リレー、メカニカルリレーを用いてもよい。また上述した実施形態では、追加リレー5として、メカニカルリレーを用いた場合を示したが、追加リレー5として、半導体リレーを用いてもよい。 In the above embodiment, the lead battery 11 is used as the main battery, but a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel hydrogen battery may be used as the main battery. In the above embodiment, the lithium ion battery 21 is used as the additional battery, but multiple batteries may be used as the additional battery, or a combination of a capacitor and a DCDC converter may be used, or a nickel hydrogen battery may be used. In the above embodiment, the alternator 14 is used as the generator of the first load circuit 1, but a generator, a motor generator, or the like may be used as the generator of the first load circuit. In the above embodiment, the EPS actuator 22, the ABS actuator 23, and the ADAS actuator 24 are used as the loads included in the second load circuit 2, but the loads required to continue the automatic driving mode may be changed depending on the specifications of the vehicle and the specifications of the driving assistance device. In the above embodiment, the additional relay 5 and the lithium ion battery 21 are not included in the second load circuit 2, but the second load circuit 2 may include the additional relay 5 and the lithium ion battery 21. In the above embodiment, a semiconductor relay having a self-shutoff/connection function is used as the main relay 4, but a semiconductor relay or a mechanical relay not having a self-shutoff/connection function may be used as the main relay 4. In the above embodiment, a mechanical relay is used as the additional relay 5, but a semiconductor relay may be used as the additional relay 5.
また上述した実施形態では、本発明に係る電源システム及び電源システムの制御方法を運転支援レベル2のハンズオフモードを有する車両に適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明に係る電源システム及び電源システムの制御方法は、運転支援レベル3の車両にも適用できる。 In the above-described embodiment, the power supply system and the power supply system control method according to the present invention are described as being applied to a vehicle having a hands-off mode with driving assistance level 2. However, the power supply system and the power supply system control method according to the present invention can also be applied to a vehicle with driving assistance level 3.
また上述した実施形態では、本発明に係る電源システム及び電源システムの制御方法を駆動源がエンジンの車両(エンジン自動車)に適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明に係る電源システム及び電源システムの制御方法は、駆動源がバッテリの車両(電気自動車)、駆動源がエンジン及びバッテリの車両(ハイブリッド自動車)、駆動源が燃料電池の車両(燃料電池自動車)にも適用できる。要するに、主バッテリからの電力により動作し、通常運転モードの継続に必要な第1負荷が接続された第1負荷回路と、追加バッテリからの電力により動作し、自動運転モードの継続に必要な第2負荷が接続された第2負荷回路をと、第1負荷と第2負荷を電気的に接続する給電線に設けられ、第1負荷回路と第2負荷回路の間を導通又は遮断する第1リレーと、追加バッテリと第2負荷の間を導通又は遮断する第2リレーと、車両の運転モードを判定するコントローラを備えた電源システムを搭載した車両に適用できる。 In the above-mentioned embodiment, the power supply system and the control method of the power supply system according to the present invention are applied to a vehicle whose driving source is an engine (engine automobile). However, the power supply system and the control method of the power supply system according to the present invention can also be applied to a vehicle whose driving source is a battery (electric automobile), a vehicle whose driving source is an engine and a battery (hybrid automobile), and a vehicle whose driving source is a fuel cell (fuel cell automobile). In short, the power supply system can be applied to a vehicle equipped with a first load circuit that operates with power from the main battery and is connected to a first load necessary for continuing the normal driving mode, a second load circuit that operates with power from the additional battery and is connected to a second load necessary for continuing the automatic driving mode, a first relay that is provided on a power supply line electrically connecting the first load and the second load and that connects or disconnects between the first load circuit and the second load circuit, a second relay that connects or disconnects between the additional battery and the second load, and a controller that determines the driving mode of the vehicle.
また上述した実施形態では、図2AのステップS10で車両の運転モードが自動運転モードから通常運転モードに移行後、ステップS11に進む制御手順を例に挙げて説明した。しかし、ステップS10の処理後、ステップS4で車両の運転モードが通常運転モードと判定された場合と同様に、図2Bに示すステップS12に進んでもよい。 In the above embodiment, the control procedure is described as an example in which the vehicle's driving mode transitions from the autonomous driving mode to the normal driving mode in step S10 in FIG. 2A and then proceeds to step S11. However, after processing in step S10, the process may proceed to step S12 shown in FIG. 2B, as in the case where the vehicle's driving mode is determined to be the normal driving mode in step S4.
また上述した実施形態では、図2AのステップS6、図2BのステップS13及びステップS15において、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外であるか否かを判定する場合を説明した。しかし、いずれのステップにおいても第1負荷回路1と第2負荷回路2はメインリレー4によって導通しているため、各ステップにおいて、コントローラ6は、第1負荷回路1の回路電圧が所定の電圧範囲外であるか否かを判定してもよい。また上述した実施形態では、図2BのステップS13において、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外である場合、追加リレー5がコントローラ6によってオンからオフに切り替わる場合を説明した。しかし、車両の運転モードが通常運転モードにおいて、追加リレー5をオンからオフに切り替える条件は、追加リレー5に流れる電流が所定の電流閾値以上の場合であってもよい。例えば、車両の運転モードが通常運転モードと判定された場合(図2AのステップS4で通常運転モードと判定)、コントローラ6は、電流センサ61からの検出結果に基づき、追加リレー5に流れる電流と所定の電流閾値とを比較する。追加リレー5に流れる電流の向きは特に限定されず、コントローラ6は、追加リレー5に流れる電流の絶対値と所定の電流閾値とを比較する。所定の電流閾値は、単位が電流であり、追加リレー5の接点寿命に基づき定められた電流閾値である。コントローラ6は、追加リレー5に流れる電流の絶対値が所定の電流閾値以上の場合、開制御信号を追加リレー5に出力する。これにより、通常運転モードにおいて、過剰な電流が追加リレー5に流れ場合、追加リレー5をオンからオフに切り替えることで、追加リレー5の接点が摩耗する速度を緩和させることができる。 In the above-described embodiment, the case where it is determined whether or not the circuit voltage of the second load circuit 2 is outside the predetermined voltage range in step S6 in FIG. 2A, and in steps S13 and S15 in FIG. 2B is determined. However, since the first load circuit 1 and the second load circuit 2 are conductive through the main relay 4 in each step, the controller 6 may determine whether or not the circuit voltage of the first load circuit 1 is outside the predetermined voltage range in each step. In the above-described embodiment, the case where the additional relay 5 is switched from on to off by the controller 6 in step S13 in FIG. 2B when the circuit voltage of the second load circuit 2 is outside the predetermined voltage range is described. However, when the driving mode of the vehicle is the normal driving mode, the condition for switching the additional relay 5 from on to off may be when the current flowing through the additional relay 5 is equal to or greater than a predetermined current threshold. For example, when the driving mode of the vehicle is determined to be the normal driving mode (determined to be the normal driving mode in step S4 in FIG. 2A), the controller 6 compares the current flowing through the additional relay 5 with a predetermined current threshold based on the detection result from the current sensor 61. The direction of the current flowing through the additional relay 5 is not particularly limited, and the controller 6 compares the absolute value of the current flowing through the additional relay 5 with a predetermined current threshold. The predetermined current threshold is a current threshold in units of current and is determined based on the contact life of the additional relay 5. When the absolute value of the current flowing through the additional relay 5 is equal to or greater than the predetermined current threshold, the controller 6 outputs an open control signal to the additional relay 5. As a result, when an excessive current flows through the additional relay 5 in the normal operation mode, the additional relay 5 can be switched from on to off to slow the rate at which the contacts of the additional relay 5 wear out.
また上述した実施形態では、図2AのステップS6でコントローラ6がメインリレー4をオフさせる条件として、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外となる条件を例に挙げて説明した。しかし、ステップS6において、コントローラ6は、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲の下限値よりも低い場合、又は、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲の上限値よりも高い場合、メインリレー4をオフさせてもよい。同様に、上述した実施形態では、図2BのステップS13でコントローラ6が追加リレー5をオフさせる条件として、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲外となる条件を例に挙げて説明した。しかし、ステップS13において、コントローラ6は、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲の下限値よりも低い場合、又は、第2負荷回路2の回路電圧が所定の電圧範囲の上限値よりも高い場合、追加リレー5をオフさせてもよい。 In the above embodiment, the condition that the circuit voltage of the second load circuit 2 is outside the predetermined voltage range has been described as an example of the condition that the controller 6 turns off the main relay 4 in step S6 of FIG. 2A. However, in step S6, the controller 6 may turn off the main relay 4 when the circuit voltage of the second load circuit 2 is lower than the lower limit of the predetermined voltage range, or when the circuit voltage of the second load circuit 2 is higher than the upper limit of the predetermined voltage range. Similarly, in the above embodiment, the condition that the circuit voltage of the second load circuit 2 is outside the predetermined voltage range has been described as an example of the condition that the controller 6 turns off the additional relay 5 in step S13 of FIG. 2B. However, in step S13, the controller 6 may turn off the additional relay 5 when the circuit voltage of the second load circuit 2 is lower than the lower limit of the predetermined voltage range, or when the circuit voltage of the second load circuit 2 is higher than the upper limit of the predetermined voltage range.
1…第1負荷回路
11…鉛バッテリ
12…負荷アクチュエータ
13…スタータモータ
14…オルタネータ
2…第2負荷回路
21…リチウムイオンバッテリ
22…EPSアクチュエータ
23…ABSアクチュエータ
24…ADASアクチュエータ
3…給電線
4…メインリレー
5…追加リレー
6…コントローラ
61…電流センサ
62…自動運転モードスイッチ
63…第1電圧センサ
64…第2電圧センサ
65…バッテリ電圧センサ
66…ブレーキスイッチ
67…トルクセンサ
68…イグニッションスイッチ
69…車速センサ
70…先進運転支援システム
71…表示機器
72…ブザー
100…電源システム
1...First load circuit 11...Lead battery 12...Load actuator 13...Starter motor 14...Alternator 2...Second load circuit 21...Lithium ion battery 22...EPS actuator 23...ABS actuator 24...ADAS actuator 3...Power supply line 4...Main relay 5...Additional relay 6...Controller 61...Current sensor 62...Automatic driving mode switch 63...First voltage sensor 64...Second voltage sensor 65...Battery voltage sensor 66...Brake switch 67...Torque sensor 68...Ignition switch 69...Vehicle speed sensor 70...Advanced driving assistance system 71...Display device 72...Buzzer 100...Power supply system
Claims (10)
主バッテリからの電力により動作し、前記通常運転モードの継続に必要な第1負荷が接続された第1負荷回路と、
前記主バッテリ又は追加バッテリからの電力により動作し、前記自動運転モードの継続に必要な第2負荷が接続された第2負荷回路と、
前記第1負荷と前記第2負荷を電気的に接続する給電線に設けられ、前記第1負荷回路と前記第2負荷回路の間を導通又は遮断する第1リレーと、
前記追加バッテリと前記第2負荷の間を導通又は遮断する第2リレーと、
前記車両の運転モードを判定するコントローラと、を備え、
前記第1リレーは、前記運転モードが前記自動運転モードの場合、前記第2負荷回路の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、オンからオフに切り替わり、
前記コントローラは、前記運転モードが前記通常運転モードと判定した場合、前記第2負荷回路の前記回路電圧とは無関係に、前記第1リレーのオン状態を維持させる電源システム。 A power supply system mounted on a vehicle having a normal driving mode by a driver and an automatic driving mode,
a first load circuit that is operated by power from a main battery and to which a first load necessary for continuing the normal operation mode is connected;
a second load circuit that operates using power from the main battery or the additional battery and to which a second load necessary for continuing the automatic driving mode is connected;
a first relay provided in a power supply line electrically connecting the first load and the second load, the first relay establishing or interrupting conduction between the first load circuit and the second load circuit;
a second relay for establishing or interrupting conduction between the additional battery and the second load;
a controller for determining a driving mode of the vehicle;
When the operation mode is the automatic operation mode, the first relay is switched from on to off when a circuit voltage of the second load circuit falls outside a predetermined voltage range,
When the controller determines that the operation mode is the normal operation mode, the controller maintains the first relay in an on state regardless of the circuit voltage of the second load circuit.
前記第1指令は、前記第1リレーの前記自己遮断/接続機能を無効化する指令であり、
前記第2指令は、前記第1リレーの前記自己遮断/接続機能を有効化する指令である請求項4に記載の電源システム。 the first relay has a self-shutoff/connection function of switching from on to off when a circuit voltage of the second load circuit becomes an abnormal voltage;
the first command is a command to disable the self-shutoff/connection function of the first relay,
The power supply system according to claim 4 , wherein the second command is a command to activate the self-shutoff/connection function of the first relay.
前記車両が駐車状態であるか否かを判定し、
前記車両が駐車状態であると判定した場合、前記第2リレーをオフさせる請求項1~6の何れかに記載の電源システム。 The controller:
determining whether the vehicle is in a parked state;
7. The power supply system according to claim 1, wherein when it is determined that the vehicle is in a parked state, the second relay is turned off.
前記第1リレーの状態及び前記第2リレーの状態に関する情報を取得し、
前記第2リレーがオフ状態の場合、オフさせる指令を前記第1リレーに出力せず、
前記第1リレーがオフ状態の場合、オフさせる指令を前記第2リレーに出力しない請求項1~8の何れかに記載の電源システム。 The controller:
Obtaining information regarding a state of the first relay and a state of the second relay;
When the second relay is in an off state, a command to turn off the first relay is not outputted to the first relay;
9. The power supply system according to claim 1, wherein when the first relay is in an off state, a command to turn off the second relay is not output to the second relay.
前記電源システムは、
主バッテリからの電力により動作し、前記通常運転モードの継続に必要な第1負荷が接続された第1負荷回路と、
前記主バッテリ又は追加バッテリからの電力により動作し、前記自動運転モードの継続に必要な第2負荷が接続された第2負荷回路と、
前記第1負荷と前記第2負荷を電気的に接続する給電線に設けられ、前記第1負荷回路と前記第2負荷回路の間を導通又は遮断する第1リレーと、
前記追加バッテリと前記第2負荷の間を導通又は遮断する第2リレーと、
前記車両の運転モードを判定するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記運転モードが前記自動運転モードと判定した場合、前記第2負荷回路の回路電圧が所定の電圧範囲外になると、前記第1リレーをオンからオフに切り替え、
前記運転モードが前記通常運転モードと判定した場合、前記第2負荷回路の前記回路電圧とは無関係に、前記第1リレーのオン状態を維持させる電源システムの制御方法。 A control method for a power supply system mounted on a vehicle having a normal driving mode by a driver and an automatic driving mode, the control method being executed by a controller, the control method comprising:
The power supply system includes:
a first load circuit that is operated by power from a main battery and to which a first load necessary for continuing the normal operation mode is connected;
a second load circuit that operates using power from the main battery or the additional battery and to which a second load necessary for continuing the automatic driving mode is connected;
a first relay provided in a power supply line electrically connecting the first load and the second load, the first relay establishing or interrupting conduction between the first load circuit and the second load circuit;
a second relay for establishing or interrupting conduction between the additional battery and the second load;
a controller for determining a driving mode of the vehicle;
The controller:
When the operation mode is determined to be the automatic operation mode, if a circuit voltage of the second load circuit falls outside a predetermined voltage range, the first relay is switched from on to off;
A control method for a power supply system, comprising: when the operation mode is determined to be the normal operation mode, maintaining the first relay in an on state regardless of the circuit voltage of the second load circuit.
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