JP2024114076A - スイッチ制御装置、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチのオン故障が生じているか否かを診断する際に、電気負荷の動作を停止させないようにする。
【解決手段】電源システムは、電気経路１３を介して接続される第１電源１１及び第２電源１２と、電気経路１３に接続され、第１電源１１及び第２電源１２からの電力の供給が可能になっている第１～第３負荷３１～３３と、電気経路１３において、第２電源１２と第２負荷３２の接続点Ｂとの間に設けられた遮断スイッチ４０と、を備える。制御装置５０は、遮断スイッチ４０をオフさせた状態で遮断スイッチ４０のオン故障を診断する。制御装置５０は、第１電源１１が電気経路１３へ電力を出力する電力出力状態であるか否かを判定する判定部５２と、遮断スイッチ４０診断の実施に際し、第１電源１１が電力出力状態であると判定されたことを条件に、遮断スイッチ４０に一時的にオフ指令を出力する指令部５３と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電源システムのスイッチ制御装置、及びプログラムに関する。

従来、複数の電源と、各電源からの電力の供給が可能になっている電気負荷と、を備える電源システムが知られている。例えば、特許文献１には、複数の電源を接続する電気経路に電気負荷が接続されるとともに、一方の電源と電気負荷の接続点との間にスイッチが設けられ、そのスイッチがオン状態に固着するオン故障が生じているか否かを診断する技術が記載されている。

特開２０１８－９３６９４号公報

スイッチのオン故障が生じているか否かを診断する際に、スイッチを一時的にオフさせることがある。スイッチが一時的にオフされると、スイッチを介して電気負荷に接続された電源からの駆動電力の供給が一時的に停止される。この場合、電気負荷の動作が意図せず停止することが懸念される。

本発明は、スイッチのオン故障が生じているか否かを診断する際に、電気負荷の動作を停止させないようにすることができるスイッチ制御装置、及びプログラムを提供することを主たる目的とする。

本発明のスイッチ制御装置は、
電気経路を介して接続される第１電源及び第２電源と、
前記電気経路に接続され、前記第１電源及び前記第２電源からの電力の供給が可能になっている電気負荷と、
前記電気経路において前記第２電源と前記電気負荷の接続点との間に設けられたスイッチと、を備え、前記スイッチをオフさせて当該スイッチのオン故障を診断する電源システムに適用され、
前記第１電源が前記電気経路へ電力を出力する電力出力状態であるか否かを判定する判定部と、
前記診断の実施に際し、前記第１電源が前記電力出力状態であると判定されたことを条件に、前記スイッチに一時的にオフ指令を出力する指令部と、を備える。

上記構成では、スイッチをオフさせて当該スイッチのオン故障が診断される。この場合、スイッチの診断の実施に際し、第２電源から電気負荷への電力供給が一時的に停止され、電気負荷の動作が意図せず停止されることが懸念される。

本発明によれば、第１電源が電気経路へ電力を出力する電力出力状態であるか否かが判定されると共に、スイッチの診断の実施に際し、第１電源が電力出力状態であると判定されたことを条件に、スイッチに一時的にオフ指令が出力される。この場合、スイッチがオフされている間における電気負荷の駆動電力が確保される。これにより、意図せず電気負荷の電源失陥が生じることを抑制でき、電気負荷の動作を停止させないようにすることができる。

第１実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 制御装置が実行する制御の処理手順を示すフローチャート。 制御装置が実行する制御の動作例を示すタイムチャート。 第１実施形態の変形例に係る制御の動作例を示すタイムチャート。 第１実施形態の変形例に係る制御の動作例を示すタイムチャート。 第１実施形態の変形例に係る制御装置が実行する制御の処理手順を示すフローチャート。 第２実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。 制御装置が実行する制御の処理手順を示すフローチャート。 第３実施形態に係る車載電源システムの全体構成図。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係るスイッチ制御装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、スイッチ制御装置は車載の電源システムに適用される。電源システムは、モータを走行動力源とする電動車両に搭載されている。

図１に示すように、電源システムは、第１電源１１及び第２電源１２を有し、それら各電源１１，１２が電気経路１３により接続されている。第１電源１１は、高圧バッテリ２１と、回転電機２２と、ＤＣＤＣコンバータ２３とを備えている。高圧バッテリ２１は、複数の単電池の直列接続体として構成されており、高圧バッテリ２１の定格電圧は例えば数百Ｖである。各単電池は、充放電可能な蓄電池であり、具体的には、リチウムイオン蓄電池である。

回転電機２２は、車両の走行動力源であり、高圧バッテリ２１から給電されて車両の駆動輪に動力を伝達する。また、回転電機２２は、車両走行時において回生発電を行う発電機として機能する。回転電機２２は各相の電流を制御するインバータを有し、高圧バッテリ２１とインバータとは接続されている。これにより、高圧バッテリ２１と回転電機２２との間の通電が可能になっている。ＤＣＤＣコンバータ２３は、高圧バッテリ２１に接続されており、高圧バッテリ２１側の高電圧を降圧するものとなっている。例えば、ＤＣＤＣコンバータ２３は、高圧バッテリ２１側の高電圧を１２Ｖ～１４Ｖの電圧に降圧する。

第２電源１２は、低圧バッテリにより構成されている。この低圧バッテリは、定格電圧が高圧バッテリ２１よりも低く、例えば１２Ｖである。低圧バッテリは、充放電可能な蓄電池であり、例えば鉛蓄電池又はリチウムイオン蓄電池である。

電源システムは、第１負荷３１、第２負荷３２及び第３負荷３３を備えている。各負荷３１～３３には、第１電源１１及び第２電源１２からの電力の供給が可能になっている。各負荷３１～３３は、電気経路１３の接続点Ａ，Ｂ，Ｃに接続されている。各負荷３１～３３は、正極側が電気経路１３に接続され、負極側が車体等の接地部位に接続されている。

第１～第３負荷３１～３３には、例えば、各種のＥＣＵが含まれている。ＥＣＵは、処理した情報を記憶するメモリを内蔵しており、メモリには、車両における前回のトリップにおいて処理された情報が保持される。そのため、第１～第３負荷３１～３３は、記憶した情報を長時間に亘って保持するべく、暗電流の供給を要求する。第１～第３負荷３１～，３３は、ＥＣＵの他に、少なくとも一部の機能を長時間に亘って継続するべく、暗電流の供給を要求する電気負荷であってもよく、具体的には、ナビゲーション装置、盗難防止装置、及び灯火機器等であってもよい。なお、図１に示す各負荷３１～３３は、それぞれ単一の電気負荷であってもよいし、複数の電気負荷であってもよい。

なお、各負荷３１～３３は、その他の電気負荷であってもよい。例えば、各負荷３１～３３は、車両の運転支援制御に用いられる電気負荷であり、具体的には、運転者の操舵をアシストするアシストトルクを発生する電動パワーステアリング装置、車輪に制動力を付与する電動ブレーキ装置、車両周囲の状況をモニタするためのカメラや、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）等のレーザレーダ、ミリ波レーダ、バイワイヤシステム等の車両の運転支援制御に用いられる電気負荷であってもよい。また、例えば、各負荷３１～３３は、具体的には、エアコン、オーディオ装置、パワーウィンドウ、エンジンの冷却水を冷却するラジエータの電動ファン、ストップランプ、室内灯、ＵＳＢ電源ソケット及び車室外に設けられるミラーを駆動するモータ等の一般的な電気負荷であってもよい。

電源システムは、遮断スイッチ４０を備えている。遮断スイッチ４０は、ノーマリクローズ式のスイッチであり、例えば、リレー、又はＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチで構成されている。遮断スイッチ４０は、電気経路１３において第２負荷３２の接続点Ｂと第３負荷３３の接続点Ｃとの間に設けられている。

電源システムは、制御装置５０と、遮断スイッチ４０に対して第１電源１１側に設けられた電圧センサ６０及び電流センサ６１と、遮断スイッチ４０に対して第２電源１２側に設けられた電圧センサ６２及び電流センサ６３と、スイッチ電流センサ６４とを備えている。各電圧センサ６０，６２は、電気経路１３の電圧を検出する。第１電源１１側の電流センサ６１は、第１電源１１の出力電流を検出する。第２電源１２側の電流センサ６３は、第２電源１２の出力電流を検出する。スイッチ電流センサ６４は、遮断スイッチ４０に流れる電流を検出する。各電流センサ６１，６３，６４は、例えば、シャント抵抗やホール素子を用いて電流を検出するものである。制御装置５０は、各センサ６０～６４の検出値を取得する。

制御装置５０は、ＣＰＵや各種メモリを有するマイクロコンピュータを主体として構成されている。制御装置５０が提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。

例えば、制御装置５０は、第２電源１２が有する低圧バッテリの端子電圧又はＳＯＣが所定範囲内に収まるように、ＤＣＤＣコンバータ２３の出力電圧を制御する。制御装置５０は、低圧バッテリを充電させる場合、ＤＣＤＣコンバータ２３の出力電圧を低圧バッテリの定格電圧よりも高くなるように制御し、低圧バッテリを放電させる場合、ＤＣＤＣコンバータ２３の出力電圧を低圧バッテリの定格電圧よりも低くなるように制御する。例えば、制御装置５０は、第２電源１２側の各センサ６２，６３の検出値に基づいて、第２電源１２が有する低圧バッテリの端子電圧又はＳＯＣを把握する。

例えば、制御装置５０は、遮断スイッチ４０に流れる電流に基づいて、電気経路１３において過度な電流が流れる過電流異常が生じたか否かを判定すると共に、過電流異常が生じたと判定した場合に、遮断スイッチ４０をオフする。これにより、電気経路１３に過電流が流れることが抑制される。なお、過電流異常は、電気経路１３のいずれかの箇所が接地部位と短絡する地絡や、電気負荷の暴走に起因して発生する。例えば、制御装置５０は、遮断スイッチ４０に流れる電流として、スイッチ電流センサ６４の検出値を用いる。

制御装置５０は、診断部５１を備えている。診断部５１は、遮断スイッチ４０をオフさせて当該スイッチがオン状態に固着するオン故障が生じているか否かを診断する。例えば、診断部５１は、スイッチ電流センサ６４の検出値や、第２電源１２側の電圧センサ６２の検出値に基づいて、遮断スイッチ４０の診断を行う。

ところで、遮断スイッチ４０の診断が実施される際に、遮断スイッチ４０が一時的にオフされると、第２電源１２から第１，第２負荷３１，３２への駆動電力の供給が一時的に停止される。この場合に、例えばＤＣＤＣコンバータ２３の電力出力が停止すると、第１電源１１から第１，第２負荷３１，３２への電力供給が不足し、第１，第２負荷３１，３２の動作が意図せず停止することが懸念される。

そこで、制御装置５０は、判定部５２、指令部５３を備えている。判定部５２は、第１電源１１が電気経路１３へ電力を出力する電力出力状態であるか否かを判定する。指令部５３は、遮断スイッチ４０の診断の実施に際し、第１電源１１が電力出力状態であると判定されたことを条件に、遮断スイッチ４０に一時的にオフ指令を出力する。

図２に、制御装置５０により実行される制御の処理手順を示す。この制御は、起動スイッチがオン操作されたことをトリガとして実行される。起動スイッチは、例えばイグニッションスイッチ又はプッシュ式のスタートスイッチであり、車両のユーザにより操作される。

ここでは、起動スイッチがオン操作された直後において、ＤＣＤＣコンバータ２３の動作は停止しており、第２電源１２により各負荷３１～３３の駆動電力が供給されている状況を想定する。

ステップＳ１０において、電気経路１３の経路電圧を取得する。そして、取得した経路電圧を制御装置５０が有するメモリに記憶する。この場合、起動スイッチのオン直後ではＤＣＤＣコンバータ２３の動作が停止しているため、電気経路１３の経路電圧は第２電源１２の出力電圧に応じた値となる。

ステップＳ１１において、第２電源１２の出力電圧よりもＤＣＤＣコンバータ２３の出力電圧が高くなるように、ＤＣＤＣコンバータ２３の電力出力指令を出力する。具体的には、ＤＣＤＣコンバータ２３の電力出力指令は、ＤＣＤＣコンバータ２３が有するスイッチの駆動指令である。

ステップＳ１２において、電力出力指令の出力後における電気経路１３の経路電圧を取得する。この場合、電気経路１３の経路電圧は、ＤＣＤＣコンバータ２３の出力電圧に応じた値となる。なお、ステップＳ１０，Ｓ１２の処理において、電気経路１３の経路電圧としては、第１電源１１側の電圧センサ６０の検出値、及び第２電源１２側の電圧センサ６２の検出値の少なくともいずれか一方を用いることが可能である。

ステップＳ１３において、第１電源１１が電力出力状態であるか否かを判定する。本実施形態では、電力出力指令の出力後において電気経路１３の経路電圧が上昇したか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１２の処理で取得した経路電圧から、ステップＳ１０の処理で取得した経路電圧（すなわち、メモリに記憶される電圧）を差し引いた電圧上昇値が所定の閾値より高いか否かを判定する。閾値は、０Ｖより高い値である。ステップＳ１３において肯定判定した場合、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１３において否定判定した場合、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１４において、遮断スイッチ４０を所定の期間オフさせる旨のオフ指令を出力する。

ステップＳ１５において、遮断スイッチ４０のオフ指令が出力された状態で、電気経路１３における第２電源１２側の経路電圧を取得する。電気経路１３における第２電源１２側の経路電圧としては、第２電源１２側の電圧センサ６２の検出値を用いることが可能である。診断部５１は、遮断スイッチ４０のオフ指令が出力されている期間内にステップＳ１５の処理を実行する。

ステップＳ１６において、電気経路１３における第２電源１２側の経路電圧に基づいて、遮断スイッチ４０のオン故障の有無を判定する。ステップＳ１６において遮断スイッチ４０のオン故障が生じていないと判定した場合、ステップＳ１７に進む。一方、ステップＳ１６において遮断スイッチ４０のオン故障が生じていると判定した場合、ステップＳ１８に進む。

例えば、遮断スイッチ４０のオン故障が生じていなければ、遮断スイッチ４０のオフ指令が出力された場合、遮断スイッチ４０が実際にオフされ、電気経路１３における第２電源１２側の経路電圧は電力出力指令の出力前の値に戻ると考えられる。そのため、ステップＳ１５において取得した経路電圧と、ステップＳ１０の処理で取得した経路電圧との差の絶対値が所定の判定値以下の場合に、遮断スイッチ４０のオン故障が生じていないと判定する。一方、遮断スイッチ４０のオン故障が生じていれば、遮断スイッチ４０のオフ指令が出力されても、遮断スイッチ４０が実際にはオフされず、電気経路１３における第２電源１２側の経路電圧は電力出力指令の出力後のままになると考えられる。そのため、診断部５１は、上述した経路電圧の差の絶対値が判定値を超える場合に、遮断スイッチ４０のオン故障が生じていると判定する。ここでは、判定値は、例えば正値でありかつ０付近の値である。

なお、遮断スイッチ４０におけるオン故障の有無の判定方法は上述したものに限らない。例えば、遮断スイッチ４０に流れる電流を取得し、その取得値に基づいて、遮断スイッチ４０のオン故障の有無を判定してもよい。この場合、オフの状態で遮断スイッチ４０に流れる電流が判定値よりも小さい場合に、遮断スイッチ４０のオン故障が生じていないと判定する。一方、オフの状態で遮断スイッチ４０に流れる電流が判定値以上である場合に、遮断スイッチ４０のオン故障が生じていると判定する。ここでは、判定値は、例えば０より大きい値である。なお、遮断スイッチ４０に流れる電流としては、スイッチ電流センサ６４の検出値を用いることが可能である。

ステップＳ１７，Ｓ１８において、フラグを設定する。例えば、フラグは、制御装置５０に対して上位の制御装置に伝達され、自動運転モードへの移行の可否を設定するのに用いられる。具体的には、フラグがオフの場合に、自動運転モードへの移行が許可され、フラグがオンの場合に、自動運転モードへの移行が禁止される。ステップＳ１７では、フラグをオフに設定する。一方、ステップＳ１８では、フラグをオンに設定する。

なお、上位の制御装置は、フラグがオンである場合に、遮断スイッチ４０のオン故障が生じた旨をユーザに通知する処理を行ってもよい。

図３に、制御装置５０が実行する制御の一例を示す。図３に示す動作例は、遮断スイッチ４０にオン故障が生じていない場合の動作例である。図３において、（ａ）は電気経路１３において遮断スイッチ４０よりも第２電源１２側の電圧Ｖ２の推移を示し、（ｂ）は電気経路１３において遮断スイッチ４０よりも第１電源１１側の電圧Ｖ１の推移を示し、（ｃ）は遮断スイッチ４０のオンオフを示す。図３では、時刻ｔ１以前において、第１電源１１の電力出力が生じていないとしている。

制御装置５０は、時刻ｔ１において、電気経路１３の経路電圧を取得し、取得した電圧値Ｖａをメモリに記憶する。制御装置５０は、時刻ｔ２において、ＤＣＤＣコンバータ２３の電力出力指令を出力する。これにより、第１電源１１側の電圧Ｖ１及び第２電源１２側の電圧Ｖ２が上昇する。

制御装置５０は、時刻ｔ３において、電力出力指令の出力後における電気経路１３の経路電圧を取得し、取得した電圧値からメモリに記憶された電圧値Ｖａを差し引いた電圧上昇値が閾値より高いと判定する。これに伴い、制御装置５０は、遮断スイッチ４０のオフ指令を出力する。これにより、遮断スイッチ４０がオフされるため、第２電源１２側の電圧Ｖ２が電力出力指令の出力前の値に戻る。制御装置５０は、遮断スイッチ４０のオフ指令が出力されている間において、第２電源１２側の電圧センサ６２の検出値を取得する。制御装置５０は、取得した第２電源１２側の電圧センサ６２の検出値に基づいて、遮断スイッチ４０のオン故障の有無を判定し、その判定結果に応じて故障フラグを設定する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

第１電源１１が電気経路１３へ電力を出力する電力出力状態であるか否かが判定されると共に、遮断スイッチ４０の診断の実施に際し、第１電源１１が電力出力状態であると判定されたことを条件に、遮断スイッチ４０に一時的にオフ指令が出力される。この場合、遮断スイッチ４０がオフされている間における第１負荷３１及び第２負荷３２の駆動電力が確保される。これにより、意図せず第１負荷３１及び第２負荷３２の電源失陥が生じることを抑制でき、第１負荷３１及び第２負荷３２の動作を停止させないようにすることができる。

電気経路１３の経路電圧に基づいて、第１電源１１が電力出力状態であるか否かの判定が行われる。具体的には、電力出力指令の出力後において電気経路１３の経路電圧が上昇した場合に、第１電源１１が電力出力状態であると判定される。これにより、第１電源１１が電力出力状態であることを的確に判定することができる。

＜第１実施形態の変形例＞
・先の図２のステップＳ１３の処理において、第１電源１１が電力出力状態であるか否かを判定する判定方法を変更してもよい。ここでは、第１電源１１の出力電流を用いた判定方法について説明する。

ステップＳ１３において、第１電源１１の出力電流を取得し、第１電源１１の出力電流が所定の閾値電流Ｉｔｈ１を超えていると判定した場合、第１電源１１が電力出力状態であると判定する。第１電源１１の出力電流としては、第１電源１１側の電流センサ６１の検出値を用いることが可能である。一方、第１電源１１の出力電流が閾値電流Ｉｔｈ１以下であると判定した場合、第１電源１１が電力出力状態でないと判定する。例えば、閾値電流Ｉｔｈ１は、０より大きい値である。

図４に、本実施形態に係る制御装置５０が実行する制御の動作例を示す。図４（ｂ）は第１電源１１の出力電流Ｉ１の推移を示す。なお、図４（ａ），（ｃ）は、先の図３（ｂ），（ｃ）に対応している。

制御装置５０は、時刻ｔ１において、ＤＣＤＣコンバータ２３の電力出力指令を出力する。これにより、電気経路１３における遮断スイッチ４０に対して第１電源１１側の電圧Ｖ１、及び第１電源１１の出力電流Ｉ１が上昇する。制御装置５０は、時刻ｔ２において、第１電源１１の出力電流が閾値電流Ｉｔｈ１を超えていると判定する。これに伴い、制御装置５０は、遮断スイッチ４０のオフ指令を出力する。これにより、遮断スイッチ４０がオフされる。

・第２電源１２に流れる電流を用いて遮断スイッチ４０の診断を実行してもよい。

ステップＳ１３において、第２電源１２に流れる電流を取得する。ここでは、第２電源１２が有する低圧バッテリが充電される向きに流れる電流を正とし、第２電源１２が有する低圧バッテリが放電される向きに流れる電流を負として、第２電源１２に流れる電流を取得する。第２電源１２に流れる電流が所定の閾値電流Ｉｔｈ２を超えていると判定した場合、第１電源１１が電力出力状態であると判定する。閾値電流Ｉｔｈ２は、例えば、０以上の値に設定される。つまり、閾値電流Ｉｔｈ２は、第１電源１１から第２電源１２に向けて、電気経路１３に電流が流れていることを判定可能な値に設定される。第２電源１２に流れる電流としては、第２電源１２側の電流センサ６３の検出値を用いる。

図５に、本実施形態に係る制御装置５０が実行する制御の動作例を示す。図５（ｂ）は、第２電源１２に流れる電流Ｉ２の推移を示す。なお、図５（ａ），（ｃ）は、先の図４（ａ），（ｃ）に対応している。

制御装置５０は、時刻ｔ１において、ＤＣＤＣコンバータ２３の電力出力指令を出力する。これにより、電気経路１３における遮断スイッチ４０に対して第１電源１１側の電圧Ｖ１、及び第２電源１２に流れる電流Ｉ２が上昇する。制御装置５０は、時刻ｔ２において、第２電源１２に流れる電流が閾値電流Ｉｔｈ２を超えていると判定する。これに伴い、制御装置５０は、遮断スイッチ４０のオフ指令を出力する。これにより、遮断スイッチ４０がオフされる。

本実施形態によれば、第２電源１２側の電流センサ６３の検出値が、第１電源１１が電力出力状態であるか否かの判定に用いられる。第２電源１２側の電流センサ６３の検出値は、例えば第２電源１２が有する低圧バッテリのＳＯＣを把握するのにも用いられる。この場合、電源システムに設けられるセンサが増大することを抑制しつつ、遮断スイッチ４０の診断を実行することができる。

・遮断スイッチ４０に流れる電流を用いて遮断スイッチ４０の診断を実行してもよい。この場合、ステップＳ１３において、上述した第２電源１２に流れる電流を用いた遮断スイッチ４０の診断と同様の処理を実行する。遮断スイッチ４０に流れる電流としては、スイッチ電流センサ６４の検出値を用いることが可能である。なお、先の図５（ｂ）を遮断スイッチ４０に流れる電流の推移を示すとした場合に、本実施形態に係る制御装置５０が実行する制御の動作例は、図５と同様である。

本実施形態によれば、スイッチ電流センサ６４の検出値が、第１電源１１が電力出力状態であるか否かの判定に用いられる。スイッチ電流センサ６４の検出値は、例えば過電流異常を検出するのにも用いられる。この場合、電源システムに設けられるセンサが増大することを抑制しつつ、遮断スイッチ４０の診断を実行することができる。

・先の図２のステップＳ１３の処理において、電気経路１３の経路電圧が所定の閾値電圧を超えている場合に、第１電源１１が電力出力状態であると判定してもよい。この場合、ステップＳ１０の処理を実行しなくてもよい。なお、閾値電圧は、例えば第２電源１２が有する低圧バッテリの定格電圧よりも高い値である。

・先の図２のステップＳ１３の処理において、電気経路１３の経路電圧、第１電源１１の出力電流、第２電源１２に流れる電流及び遮断スイッチ４０に流れる電流のうち少なくとも２つを用いて、第１電源１１が電力出力状態であるか否かの判定を実行してもよい。

・先の図２のステップＳ１３の処理において、ＤＣＤＣコンバータ２３の電力出力指令が出力されていると判定した場合に、第１電源１１が電力出力状態であると判定してもよい。この場合、ステップＳ１０，Ｓ１２の処理を実行しなくてもよい。

・本実施形態では、制御装置５０は、図６に示す制御を実行する。この制御は、起動スイッチがオン操作された場合に実行されることに代えて、所定周期ごとに実行される。ここでは、車両が走行しており、ＤＣＤＣコンバータ２３の動作中において遮断スイッチ４０の診断が行われる状況を想定する。図６において、先の図２に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。

本実施形態では、先の図２のステップＳ１０～Ｓ１２の処理を実行することに代えて、図６に示すように、ステップＳ２０の処理を実行する。ステップＳ２０において、電気経路１３において遮断スイッチ４０よりも第１電源１１の側に接続されている第１，第２負荷３１,３２の要求電力に応じて、第１電源１１の電力出力の大きさを変更する。具体的には、第１，第２負荷３１,３２の要求電力が高いほど、ＤＣＤＣコンバータ２３の出力電圧の設定値を高く設定する。ステップＳ２０の処理が「電力調整部」に相当する。

ステップＳ１３では、第１電源１１の出力電流、第２電源１２に流れる電流及び遮断スイッチ４０に流れる電流のうち少なくとも１つを用いて、第１電源１１が電力出力状態であるか否かの判定を実行する。

本実施形態によれば、第１，第２負荷３１，３２の要求電力が大きいほど、ＤＣＤＣコンバータ２３の出力電圧の設定値が高く設定される。これにより、第１，第２負荷３１，３２の要求電力が増大しても、第１電源１１から第１，第２負荷３１，３２への駆動電力の供給を可能とすることができる。そのため、遮断スイッチ４０の診断中において、第１電源１１から第１，第２負荷３１，３２への駆動電力の供給が不足する事態の発生を的確に抑制することができる。

・先の図２のステップＳ１３の処理において、第１電源１１が電力出力状態であるか否かを判定する判定条件を変更してもよい。

電気経路１３において遮断スイッチ４０よりも第１電源１１側では、第１負荷３１及び第２負荷３２の少なくとも一方の要求電力が変わることが考えられ、第１負荷３１及び第２負荷３２の動作保証をするには、要求電力の変化を見込んで、第１電源１１から第１負荷３１及び第２負荷３２への電力供給の適否を判定する判定条件を定めておくことが望ましい。また、判定条件が狭すぎると、遮断スイッチ４０の診断の機会が不要に減ることが懸念される。

そこで、判定部５２は、電気経路１３において、遮断スイッチ４０よりも第１電源１１側に接続されている第１負荷３１及び第２負荷３２の要求電力に応じて、第１電源１１が電力出力状態であるか否かの判定条件を変更する。

具体的には、先の図２のステップＳ１３において、第１負荷３１の要求電力及び第２負荷３２の要求電力の少なくともいずれか一方が高いほど、第１電源１１の出力電力が高くなる側に判定条件を変更する。例えば、ＤＣＤＣコンバータ２３の電力出力指令が出力される前後における電圧上昇値を用いて電力出力状態の判定を実行する場合に、各負荷３１，３２の要求電力の合計要求電力が高いほど、判定に用いる閾値を高く設定する。

本実施形態によれば、各負荷３１，３２の要求電力の少なくともいずれか一方に応じて、第１電源１１が電力出力状態であるか否かの判定条件を変更する構成とした。これにより、各負荷３１，３２の要求電力が変わることを想定しつつ、適切な故障診断を実現できる。

・電気経路１３に第３負荷３３を設けない構成とすることが可能である。

＜第２実施形態＞
本実施形態では、遮断スイッチ４０の診断の実施に際し、第２負荷３２への通電が制限される。

本実施形態では、第１負荷３１は、第２負荷３２に比べて、遮断スイッチ４０の診断において動作を継続させることが優先される負荷であるとする。例えば、第１負荷３１は、ＥＣＵ等の少なくとも一部の機能の継続が長時間に亘って要求される電気負荷であり、第２負荷３２は、一般的な電気負荷である。この場合、遮断スイッチ４０診断が実施される際に、第２負荷３２が動作していることに起因して、第１負荷３１への電力供給が不足することが懸念される。この点に鑑みて、本実施形態では、遮断スイッチ４０の診断の実施に際し、第２負荷３２への通電が制限される。

図７に示すように、電源システムは、負荷スイッチ４１を備えている。負荷スイッチ４１は、ノーマリクローズ式のスイッチであり、例えば、リレー、又はＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチで構成されている。負荷スイッチ４１は、第２負荷３２の接続点Ｂと、第２負荷３２の正極側とを接続する電気経路に設けられている。制御装置５０は、遮断スイッチ４０のオフ指令の出力の前に、負荷スイッチ４１をオフすることにより、第２負荷３２への通電を制限する。なお、図７において、先の図１と重複する構成については、便宜上、同一の符号を付すと共に一部を不図示としている。

電源システムは、負荷スイッチ４１に流れる電流を検出する負荷電流センサ６５を備えている。負荷電流センサ６５は、例えば、シャント抵抗やホール素子を用いて電流を検出するものである。

指令部５３は、第２負荷３２への通電の制限が不可となる場合に、遮断スイッチ４０のオフ指令の出力を行わない。例えば、指令部５３は、オフの状態で負荷スイッチ４１に流れる電流を取得し、その取得した電流値が所定値以上である場合、第２負荷３２への通電の制限が不可であるとし、遮断スイッチ４０のオフ指令の出力を行わない。負荷スイッチ４１に流れる電流としては、負荷電流センサ６５の検出値を用いることが可能である。なお、第２負荷３２への通電の制限が不可となる状況としては、負荷スイッチ４１にオン故障が生じている状況が考えられる。

図８に示すように、ステップＳ３０において、第２負荷３２への通電の制限が不可であるか否かを判定する。ステップＳ３０において否定判定した場合、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１において、遮断スイッチ４０の診断の実施に際し、遮断スイッチ４０のオフ指令の出力の前に、負荷スイッチ４１をオフすることにより第２負荷３２への通電を制限する。一方、ステップＳ３０において肯定判定した場合、ステップＳ１８に進む。つまり、第２負荷３２への通電の制限が不可であると判定した場合、遮断スイッチ４０のオフ指令の出力を行わない。なお、ステップＳ３１の処理が「通電制限部」に相当する。図８において、先の図２に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。

遮断スイッチ４０の診断の実際に際して、第２負荷３２への通電が制限されることにより、遮断スイッチ４０がオフされている間において、第１電源１１から、第２負荷３２への駆動電力の供給よりも、第１負荷３１への駆動電力の供給が優先して行われる。その結果、第１負荷３１への駆動電力の供給が不足することを的確に抑制することができる。

遮断スイッチ４０の診断の実施に際して、第２負荷３２への通電の制限が不可であると判定された場合、遮断スイッチ４０のオフ指令が出力されない構成とした。これにより、第１負荷３１への駆動電力の供給が不足する懸念のある状況では、遮断スイッチ４０の診断を行わないようにすることができる。

＜第２実施形態の変形例＞
・先の図８のステップＳ３１において、負荷スイッチ４１をオフすることに代えて、第２負荷３２の動作を停止したり、第２負荷３２の要求電力を低減したりすることにより、第２負荷３２への通電を制限してもよい。

・先の図８のステップＳ３１において、電気経路１３において、遮断スイッチ４０よりも第１電源１１の側に接続されている各負荷３１，３２の要求電力に応じて、第２負荷３２への通電を制限する。例えば、各負荷３１，３２の要求電力の合計電力が所定電力以上である場合に、第２負荷３２への通電を制限し、合計電力が所定電力を下回る場合に、第２負荷３２への通電の制限を行わない。本実施形態によれば、第１負荷３１への電力供給が不足する可能性が低い状況では、第２負荷３２の機能が不要に制限されることを抑制できる。

・先の図８のステップＳ３０の処理を行わなくてもよい。

＜第３実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態に対して、電源システムの構成を変更している。本実施形態では、図９に示すように、電気経路１３には、各負荷３１～３３の接続点どうしの間となる複数の位置にそれぞれ遮断スイッチ４０が設けられている。すなわち、
・電気経路１３において、各負荷３１，３２の接続点Ａ，Ｂの間となる位置と、
・電気経路１３において、各負荷３２，３３の接続点Ｂ，Ｃの間となる位置と、
において遮断スイッチ４０がそれぞれ設けられている。図９では、電気経路１３において接続点Ａ，Ｂの間に設けられた遮断スイッチ４０を「遮断スイッチ４０ａ」とし、電気経路１３において接続点Ｂ，Ｃの間に設けられた遮断スイッチ４０を「遮断スイッチ４０ｂ」としている。なお、図９において、先の図１と重複する構成については、便宜上、同一の符号を付すと共に一部を不図示としている。

指令部５３は、電気経路１３に設けられた複数の遮断スイッチ４０ａ，４０ｂに一時的にオフ指令を出力する。本実施形態では、指令部５３は、各遮断スイッチ４０ａ，４０ｂの診断の実施に際し、電気経路１３に設けられた各遮断スイッチ４０ａ，４０ｂを１つずつオフ対象としてオフ指令を出力する。例えば、指令部５３は、遮断スイッチ４０ａをオフ対象としてオフ指令を出力し、遮断スイッチ４０ａの診断が行われた後、遮断スイッチ４０ｂをオフ対象としてオフ指令を出力する。

上記構成では、遮断スイッチ４０ａに対して電気経路１３の第１電源１１側には、第１負荷３１が接続され、遮断スイッチ４０ｂに対して電気経路１３の第１電源１１側には、第１，第２負荷３１,３２が接続されている。この場合、遮断スイッチ４０ｂがオフされた場合、遮断スイッチ４０ａがオフされた場合に比べて、電気経路１３において第１電源１１側に接続されている電気負荷の数が多いことに起因して、第１電源１１から第１，第２負荷３１，３２への駆動電力の供給が不足する可能性が高くなると考えられる。

そこで、判定部５２は、電気経路１３において、指令部５３によりオフ対象となる遮断スイッチ４０よりも第１電源１１の側に接続されている電気負荷の数に応じて、第１電源１１が電力出力状態であるか否かの判定条件を変更する。

具体的には、判定部５２は、遮断スイッチ４０ｂをオフ対象とする場合において、遮断スイッチ４０ａをオフ対象とする場合に比べて、第１電源１１の出力電力が高くなる側に判定条件を変更する。例えば、判定部５２は、ＤＣＤＣコンバータ２３の電力出力指令が出力される前後における電圧上昇値を用いて電力出力状態の判定を実行する場合に、電気経路１３においてオフ対象の遮断スイッチ４０に対して第１電源１１側に接続されている電気負荷の数が多いほど、判定に用いる閾値を高く設定する。

本実施形態によれば、電気経路１３において、遮断スイッチ４０ａ，４０ｂに対して第１電源１１側に接続されている電気負荷の数に応じて、第１電源１１が電力出力状態であるか否かの判定条件を変更する構成とした。これにより、電気負荷の数が変わることにより、電気負荷の要求電力が変わることを想定しつつ、適切な故障診断を実現できる。

＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・第１電源１１の構成を変更してもよい。例えば、第１電源１１を充放電可能な蓄電池としてもよい。

・遮断スイッチ４０及び負荷スイッチ４１は、ノーマリクローズ式のスイッチでなくてもよい。

・電源システムは、車両に搭載されるもの以外であってもよく、車両以外の移動体に搭載されていてもよい。また、電源システムは定置式のものであってもよい。

・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

上述の実施形態から抽出される技術思想を以下に記載する。
［構成１］
電気経路（１３）を介して接続される第１電源（１１）及び第２電源（１２）と、
前記電気経路に接続され、前記第１電源及び前記第２電源からの電力の供給が可能になっている電気負荷（３１～３３）と、
前記電気経路において前記第２電源と前記電気負荷の接続点との間に設けられたスイッチ（４０）と、を備え、前記スイッチをオフさせて当該スイッチのオン故障を診断する電源システムに適用され、
前記第１電源が前記電気経路へ電力を出力する電力出力状態であるか否かを判定する判定部と、
前記診断の実施に際し、前記第１電源が前記電力出力状態であると判定されたことを条件に、前記スイッチに一時的にオフ指令を出力する指令部と、を備える、スイッチ制御装置（５０）。
［構成２］
前記判定部は、前記電気経路の経路電圧、前記第１電源の出力電流、及び前記電気経路に流れる電流の向きの少なくともいずれかに基づいて、前記第１電源が前記電力出力状態であるか否かを判定する、構成１に記載のスイッチ制御装置。
［構成３］
前記判定部は、前記電気経路において前記スイッチよりも前記第１電源の側に接続されている前記電気負荷の要求電力に応じて、前記第１電源が前記電力出力状態であるか否かの判定条件を変更する、構成１又は２に記載のスイッチ制御装置。
［構成４］
前記電気経路には、前記電気負荷が複数接続され、電気負荷の接続点どうしの間となる複数の位置にそれぞれ前記スイッチ（４０ａ，４０ｂ）が設けられており、
前記指令部は、前記診断の実施に際し、前記電気経路に設けられた複数の前記スイッチを１つずつオフ対象としてオフ指令を出力するものであり、
前記判定部は、前記電気経路において、前記指令部によりオフ対象となる前記スイッチよりも前記第１電源の側に接続されている前記電気負荷の数に応じて、前記第１電源が前記電力出力状態であるか否かの判定条件を変更する、構成１～３のいずれか１つに記載のスイッチ制御装置。
［構成５］
前記診断の実施に際し、前記指令部による前記スイッチのオフ指令の出力の前に、前記電気経路において前記スイッチよりも前記第１電源の側に接続されている前記電気負荷への通電を制限する通電制限部を備える、構成１～４のいずれか一つに記載のスイッチ制御装置。
［構成６］
前記通電制限部は、前記電気経路において前記スイッチよりも前記第１電源の側に接続されている前記電気負荷の要求電力に応じて、当該電気負荷への通電を制限する、請求項５に記載のスイッチ制御装置。
［構成７］
前記指令部は、前記通電制限部による通電の制限が不可となる場合に、前記スイッチのオフ指令の出力を行わない、構成５又は６に記載のスイッチ制御装置。
［構成８］
前記第１電源は、前記電気経路への電力出力の大きさを調整可能に構成されており、
前記診断の実施に際し、前記電気経路において前記スイッチよりも前記第１電源の側に接続されている前記電気負荷の要求電力に応じて、前記第１電源の電力出力の大きさを変更する電力調整部を備える、構成１～７のいずれか１つに記載のスイッチ制御装置。

１１…第１電源、１２…第２電源、３１～３３…第１～第３負荷、４０…遮断スイッチ、５０…制御装置。

Claims (9)

1. 電気経路（１３）を介して接続される第１電源（１１）及び第２電源（１２）と、
   前記電気経路に接続され、前記第１電源及び前記第２電源からの電力の供給が可能になっている電気負荷（３１～３３）と、
   前記電気経路において前記第２電源と前記電気負荷の接続点との間に設けられたスイッチ（４０）と、を備え、前記スイッチをオフさせて当該スイッチのオン故障を診断する電源システムに適用され、
   前記第１電源が前記電気経路へ電力を出力する電力出力状態であるか否かを判定する判定部と、
   前記診断の実施に際し、前記第１電源が前記電力出力状態であると判定されたことを条件に、前記スイッチに一時的にオフ指令を出力する指令部と、を備える、スイッチ制御装置（５０）。
2. 前記判定部は、前記電気経路の経路電圧、前記第１電源の出力電流、及び前記電気経路に流れる電流の向きの少なくともいずれかに基づいて、前記第１電源が前記電力出力状態であるか否かを判定する、請求項１に記載のスイッチ制御装置。
3. 前記判定部は、前記電気経路において前記スイッチよりも前記第１電源の側に接続されている前記電気負荷の要求電力に応じて、前記第１電源が前記電力出力状態であるか否かの判定条件を変更する、請求項１に記載のスイッチ制御装置。
4. 前記電気経路には、前記電気負荷が複数接続され、電気負荷の接続点どうしの間となる複数の位置にそれぞれ前記スイッチ（４０ａ，４０ｂ）が設けられており、
   前記指令部は、前記診断の実施に際し、前記電気経路に設けられた複数の前記スイッチを１つずつオフ対象としてオフ指令を出力するものであり、
   前記判定部は、前記電気経路において、前記指令部によりオフ対象となる前記スイッチよりも前記第１電源の側に接続されている前記電気負荷の数に応じて、前記第１電源が前記電力出力状態であるか否かの判定条件を変更する、請求項１に記載のスイッチ制御装置。
5. 前記診断の実施に際し、前記指令部による前記スイッチのオフ指令の出力の前に、前記電気経路において前記スイッチよりも前記第１電源の側に接続されている前記電気負荷への通電を制限する通電制限部を備える、請求項１～４のいずれか１項に記載のスイッチ制御装置。
6. 前記通電制限部は、前記電気経路において前記スイッチよりも前記第１電源の側に接続されている前記電気負荷の要求電力に応じて、当該電気負荷への通電を制限する、請求項５に記載のスイッチ制御装置。
7. 前記指令部は、前記通電制限部による通電の制限が不可となる場合に、前記スイッチのオフ指令の出力を行わない、請求項５に記載のスイッチ制御装置。
8. 前記第１電源は、前記電気経路への電力出力の大きさを調整可能に構成されており、
   前記診断の実施に際し、前記電気経路において前記スイッチよりも前記第１電源の側に接続されている前記電気負荷の要求電力に応じて、前記第１電源の電力出力の大きさを変更する電力調整部を備える、請求項１～４のいずれか１項に記載のスイッチ制御装置。
9. 電気経路（１３）を介して接続される第１電源（１１）及び第２電源（１２）と、
   前記電気経路に接続され、前記第１電源及び前記第２電源からの電力の供給が可能になっている電気負荷（３１，３３）と、
   前記電気経路において前記第２電源と前記電気負荷の接続点との間に設けられたスイッチ（４０）と、を備え、前記スイッチをオフさせて当該スイッチのオン故障を診断する電源システムに適用され、コンピュータ（５０）により実行されるプログラムにおいて、
   前記第１電源が前記電気経路へ電力を出力する電力出力状態であるか否かを判定する判定ステップと、
   前記診断の実施に際し、前記第１電源が前記電力出力状態であると判定されたことを条件に、前記スイッチに一時的にオフ指令を出力する指令ステップと、を含む処理を前記コンピュータに実行させる、プログラム。

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