JP7548788B2 - On-board power supply device and on-board power supply control method - Google Patents
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Description
開示の実施形態は、車載電源装置および車載電源制御方法に関する。 The disclosed embodiments relate to an on-board power supply device and an on-board power supply control method.
従来、車両の走行中に電源失陥が発生しても、安全な場所まで退避走行させて停車させることができるように、第1電源と第2電源とを備え、一方の電源系統に地絡が発生した場合に、他方の電源から車載機器(負荷)へ電力を供給する冗長電源システムがある。 Conventionally, there is a redundant power supply system that has a first power supply and a second power supply so that the vehicle can be evacuated to a safe place and stopped even if a power failure occurs while the vehicle is running, and if a ground fault occurs in one of the power supply systems, power is supplied to the on-board equipment (load) from the other power supply.
例えば、冗長電源システムは、第1電源から第1負荷へ電力を供給する第1系統と、第2電源から第1負荷と同一の機能を備える第2負荷へ電力を供給する第2系統とを備える。そして、冗長電源システムは、第1系統および第2系統のうち一方の系統に地絡が発生した場合に、他方の系統によってフェイルセーフ制御を行う(例えば、特許文献1参照)。 For example, a redundant power supply system includes a first system that supplies power from a first power source to a first load, and a second system that supplies power from a second power source to a second load that has the same functions as the first load. If a ground fault occurs in one of the first and second systems, the redundant power supply system performs fail-safe control using the other system (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、冗長電源システムでは、過負荷状態による急激な電流の増加または電圧の低下を地絡と誤判定した場合でもフェイルセーフ制御に移行してしまう。地絡と誤判定した場合は、フェイルセーフ制御に移行する前の制御状態に復帰させることが望ましいが、安全性を考慮する必要がある。 However, in a redundant power supply system, if a sudden increase in current or a drop in voltage due to an overload condition is erroneously judged to be a ground fault, the system will transition to fail-safe control. If a ground fault is erroneously judged, it is desirable to return to the control state before transitioning to fail-safe control, but safety must be taken into consideration.
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、フェイルセーフ制御に移行させた後、安全にフェイルセーフ制御に移行する前の制御状態に復帰させることができる車載電源装置および車載電源制御方法を提供することを目的とする。 One aspect of the embodiment has been made in consideration of the above, and aims to provide an on-board power supply device and an on-board power supply control method that can safely return to the control state before transitioning to fail-safe control after transitioning to fail-safe control.
実施形態の一態様に係る車載電源装置は、第1系統と、第2系統と、第1スイッチと、第2スイッチと、異常検出部と、フェイルセーフ部と、判定部とを備える。第1系統は、第1電源から第1負荷へ電力を供給する。第2系統は、第2電源から第2負荷へ電力を供給する。第1スイッチは、前記第1系統と前記第2系統とを接続する。第2スイッチは、前記第2電源と前記第2負荷とを接続する。異常検出部は、前記第1系統および前記第2系統のうち一方の系統に電源失陥が発生したことを検出する。フェイルセーフ部は、前記電源失陥が検出されない正常運転中には前記第1スイッチおよび前記第2スイッチをオンにし、前記電源失陥が検出されると前記第1スイッチをオフにして、前記電源失陥が検出されていない系統によってフェイルセーフ制御を行う。判定部は、前記フェイルセーフ制御に移行した後、前記電源失陥が検出された系統が正常に復帰しているかどうかを判定し、正常に復帰していればフェイルセーフ制御に移行する前の制御状態に復帰させる。前記判定部は、前記第1系統と前記第2系統とで判定の仕方を変更する。 An in-vehicle power supply device according to one aspect of the embodiment includes a first system, a second system, a first switch, a second switch, an abnormality detection unit, a fail-safe unit, and a determination unit. The first system supplies power from a first power source to a first load. The second system supplies power from a second power source to a second load. The first switch connects the first system and the second system. The second switch connects the second power source and the second load. The abnormality detection unit detects that a power failure has occurred in one of the first system and the second system. The fail-safe unit turns on the first switch and the second switch during normal operation in which the power failure is not detected, and turns off the first switch when the power failure is detected, thereby performing fail-safe control using the system in which the power failure is not detected. After transitioning to the fail-safe control, the determination unit determines whether the system in which the power failure was detected has returned to normal, and if it has returned to normal, returns to the control state before transitioning to the fail-safe control. The determination unit changes the method of determination between the first system and the second system.
実施形態の一態様に係る車載電源装置および車載電源制御方法は、フェイルセーフ制御に移行させた後、安全にフェイルセーフ制御に移行する前の制御状態に復帰させることができるという効果を奏する。 The in-vehicle power supply device and in-vehicle power supply control method according to one aspect of the embodiment have the advantage that, after transitioning to fail-safe control, the control state can be safely restored to the state before transitioning to fail-safe control.
以下、添付図面を参照して、車載電源装置および車載電源制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。以下では、自動運転機能を備える車両に搭載されて負荷へ電力を供給する車載電源装置を例に挙げて説明するが、実施形態に係る車載電源装置は、自動運転機能を備えていない車両に搭載されてもよい。 Embodiments of an on-board power supply device and an on-board power supply control method will be described in detail below with reference to the attached drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below. The following description will be given using an example of an on-board power supply device that is mounted on a vehicle equipped with an autonomous driving function and supplies power to a load, but the on-board power supply device according to the embodiment may also be mounted on a vehicle that does not have an autonomous driving function.
[第1実施例]
図1は、実施形態に係る車載電源装置の構成例を示す説明図である。図2に示すように、実施形態に係る車載電源装置1は、第1負荷101と、第2負荷102と、発電機103と、自動運転制御装置104とに接続される。
[First embodiment]
Fig. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of an on-board power supply device according to an embodiment. As shown in Fig. 2, an on-board power supply device 1 according to the embodiment is connected to a
第1負荷101は、自動運転中に動作するステアリングモータ、電動ブレーキ装置、車載カメラ、およびレーダ等を含む。また、第1負荷101は、エアコン、オーディオ、ビデオ、各種ライト等の一般負荷も含む。
The
第2負荷102は、少なくとも、ステアリングモータ、電動ブレーキ装置、車載カメラ、およびレーダ等の自動運転中に動作する装置を含む。第1負荷101および第2負荷102は、車載電源装置1から供給される電力によって動作する。
The
発電機103は、車両の回生エネルギーを電力に変換して発電する装置である。なお、発電機103は、車両がエンジンを備える場合、エンジンの回転力を電力に変換して発電するオルタネータであってもよい。自動運転制御装置104は、第1負荷101および第2負荷102を動作させて、車両を自動運転制御する制御装置である。
The
車載電源装置1は、第1電源10と、第2電源20と、制御部30と、充放電部40と、第1スイッチと41、第2スイッチ42とを備える。さらに、車載電源装置1は、電圧センサ51,53と、電流センサ52,54,55とを備える。
The vehicle-mounted power supply device 1 includes a
第1電源10は、例えば、鉛バッテリである。第1電源は、第1負荷101と、発電機103と、第1スイッチ41とに接続される。第1電源10と第1スイッチ41との間には、電圧センサ51と電流センサ52とが接続される。
The
第2電源20は、例えば、リチウムイオンバッテリである。第2電源20は、低温時でも必要最低限の電圧が供給できるように、第1電源10よりも高い電圧となるバッテリが選定される。第2電源20は、第1電源による電力供給ができなくなった場合のバックアップ用電源である。
The
第2電源20は、第2スイッチ42を介して充放電部40に接続される。つまり、第2スイッチ42は、第2電源20と充放電部40とを接続切断可能に接続する。第2スイッチ42と第2電源20との間には、電流センサ54が接続される。
The
充放電部40は、例えば、DC/DCコンバータである。充放電部40は、第1スイッチ41と第2負荷102とに接続される。充放電部40は、第1電源10の電圧を昇圧して第2電源20を充電し、充電が完了したら停止状態になる。また、充放電部40は、第2電源の電圧を降圧して第2負荷102へ電力を供給する。
The charging/
かかる車載電源装置1は、第1電源10から第1負荷101へ電力を供給する第1系統100と、第2電源20から第2負荷102へ電力を供給する第2系統200とを備える。第1スイッチ41は、第1系統100と第2系統とを接続切断可能に接続する。
The vehicle-mounted power supply device 1 includes a
このように、車載電源装置1は、第1系統100と第2系統200とを備える。これにより、車載電源装置1は、第1系統100および第2系統200のうち、一方の系統に電源失陥が発生しても、他方の系統よって電力を供給することにより、車両を安全な場所まで退避走行させて停車させることができる。
In this way, the vehicle-mounted power supply device 1 is equipped with a
制御部30は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。制御部30は、CPUがROMに記憶されたプログラムを、RAMを作業領域として使用して実行することにより機能する異常検出部31と、フェイルセーフ部32と、判定部33とを備える。
The
なお、制御部30が備える異常検出部31、フェイルセーフ部32、および判定部33は、一部または全部がASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成されてもよい。
The
制御部30が備えるフェイルセーフ部32、および判定部33は、それぞれ以下に説明する情報処理の作用を実現または実行する。なお、制御部30の内部構成は、図1に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。
The fail-
異常検出部31は、第1系統100および第2系統200のうち一方の系統に電源失陥が発生したことを検出する。フェイルセーフ部32は、電源失陥が検出されない正常運転中には第1スイッチ41および第2スイッチ42をオンにし、電源失陥が検出されると第1スイッチ41をオフにして、電源失陥が検出されていない系統によってフェイルセーフ制御を行う。
The
判定部33は、フェイルセーフ制御に移行した後、電源失陥が検出された系統が正常に復帰しているかどうかを判定し、正常に復帰していればフェイルセーフ制御に移行する前の制御状態に復帰させる。
After switching to fail-safe control, the
また、判定部33は、第1系統100と第2系統200とで正常に復帰しているかどうかの判定の仕方を変更する。これにより、車載電源装置1は、フェイルセーフ制御に移行させた後、安全にフェイルセーフ制御に移行する前の制御状態に復帰させることができる。以下、図2~図9を参照して、車載電源装置1の動作例について説明する。
The
図2~図9は、実施形態に係る車載電源装置の動作例を示す説明図である。図2に示すように、フェイルセーフ部32は、電源失陥が検出されない正常運転中には、第1スイッチ41および第2スイッチ42をオンにして第1電源10から第1負荷101および第2負荷102へ電力を供給し、第1負荷101および第2負荷102のそれぞれから50%ずつのトルクを出力させる。
Figures 2 to 9 are explanatory diagrams showing an example of the operation of the vehicle-mounted power supply device according to the embodiment. As shown in Figure 2, during normal operation when no power supply failure is detected, the fail-
その後、フェイルセーフ部32は、第1系統100または第2系統200で電源失陥が発生した場合、失陥が発生していない方の系統に接続されている第1負荷101または第2負荷102によって50%のトルクを出力させるフェイルセーフ制御を行う。これにより、車両は、第1系統100または第2系統200で電源失陥が発生しても、退避走行を行うことができる。
Then, if a power failure occurs in the
例えば、車載電源装置1では、図3に示すように、正常運転中に第1系統100に地絡110が発生する場合がある。車載電源装置1では、正常運転中に第1系統100に地絡110が発生すると、第1電源10および第2電源20から地絡点へ過電流が流れ、第1系統100および第2系統200の電圧が急激に低下する。
For example, as shown in FIG. 3, in the on-board power supply device 1, a
異常検出部31は、電圧センサ51または電圧センサ53によって検出される第1系統100または第2系統200の電圧が地絡判定閾値未満になった場合に、第1系統100および第2系統200のうち一方の系統に地絡が発生したことを検出する。
The
さらに、異常検出部31は、電流センサ52を流れる電流の向きによって、第1系統100および第2系統200のうち、どちらの系統に地絡が発生したのかを判定する。異常検出部31は、電流センサ52に第2系統200から第1系統100へ電流が流れる場合に、第1系統100に地絡が発生したと判定する。
Furthermore, the
なお、異常検出部31は、電流センサ52に第1系統100から第2系統200へ電流が流れる場合には、第2系統200に地絡が発生したと判定する(図6参照)。かかる場合については、図6を参照して後述する。異常検出部31は、第1系統100に地絡が発生したことを検出した場合、その旨を示す情報をフェイルセーフ部32および判定部33へ出力する。
When a current flows through the
図4に示すように、フェイルセーフ部32は、異常検出部31から第1系統100に地絡が発生したことを検出したことを示す情報が入力されると、第1スイッチ41をオフに
し、自動運転制御装置104に第1系統100に電源失陥が発生したことを通知するフェイルセーフ制御を行う。これにより、フェイルセーフ部32は、第2電源20の放電を防止しつつ、第2電源20から第2負荷102へ電力を供給し、自動運転制御装置104が第2系統200によって退避走行制御を行うことができる。
4, when the fail-
自動運転制御装置104は、第1系統100に電源失陥が発生したことの通知を受けたときは、第2負荷102を用いて、路側帯等の停車可能な安全な場所まで退避走行制御を行い、退避走行して停車してから、自動運転制御を禁止する。これにより、電源失陥中の自動運転による事故を防止することができる。
When the automatic
ここで、車載電源装置1では、例えば、第1負荷101が過負荷状態になった場合に、第1系統100および第2系統200の電圧が地絡判定閾値未満になり、電流の向きが第2系統200から第1系統100に流れることがある。このため、異常検出部31は、第1負荷101が過負荷状態になった場合に、第1系統100に地絡が発生したと誤検出することがある。ただし、車載電源装置1では、第1系統100に地絡が発生していなければ、第1スイッチ41をオフにした後、第1系統100の電圧は、正常運転時の電圧まで復帰する。
Here, in the vehicle-mounted power supply device 1, for example, when the
そこで、図5に示すように、判定部33は、異常検出部31から第1系統100に地絡が発生したことを検出したことを示す情報が入力されると、第1スイッチ41がオフされた後に電圧センサ51によって検出される第1系統100の電圧を監視する。
As shown in FIG. 5, when the
そして、判定部33は、第1系統100の電圧が正常電圧(正常範囲)まで上昇(復帰)すると、第1系統100が正常に復帰していると判定し、第1スイッチ41をオンにして、フェイルセーフ制御に移行する前の制御状態(図2参照)に復帰させる。これにより、車載電源装置1は、フェイルセーフ制御に移行させた後、安全にフェイルセーフ制御に移行する前の制御状態に復帰させることができる。このような復帰判定を行う場合、電流センサ54,55は、省略することができる。
When the voltage of the
なお、第1系統100が正常に復帰していると判定したときに第1スイッチ41をオンにするタイミングは停車中であることが望ましい。走行中に第1スイッチ41をオンにすると、第2負荷102に第2電源20の電圧に加え、第1電源10の電圧が加わることで、電圧変動が生じ運転挙動が変化するためである。
When it is determined that the
また、判定部33は、第1系統100が正常に復帰していると判定した場合、自動運転制御装置104に自動運転制御を許可する。このとき、判定部33は、第2電源20の電圧が自動運転制御に必要な所定電圧未満であれば、第2電源20の電圧が所定電圧以上になるまで充放電部40によって第2電源20を充電してから自動運転制御装置104に自動運転を許可する。なお、第2電源20の電圧値は、判定部33が図示しない外部の電池監視装置から入手する。判定部33が直接第2電源20の電圧を図示せぬ電圧センサにより計測してもよい。
When the
これにより、自動運転制御装置104は、安全に自動運転を再開することができる。また、自動運転制御装置104は、再度、地絡が発生しても、正常に退避走行制御を行うことができる。なお、自動運転制御装置104は自動運転の再開を停車中に行うことが望ましい。走行中に自動運転を再開すると、第2負荷102による駆動に第1負荷101による駆動が加わり、運転挙動が変化するためである。判定部33が自動運転制御装置104に自動運転制御を許可するタイミングを停車中としてもよい。
This allows the automatic
また、車載電源装置1では、図6に示すように、正常運転中に第2系統200に地絡110が発生する場合がある。車載電源装置1では、正常運転中に第2系統200に地絡110が発生すると、第1電源10および第2電源20から地絡点へ過電流が流れ、第1系統100および第2系統200の電圧が急激に低下する。
In addition, as shown in FIG. 6, in the vehicle-mounted power supply device 1, a
異常検出部31は、電圧センサ51または電圧センサ53によって検出される第1系統100または第2系統200の電圧が地絡判定閾値未満になった場合に、第1系統100および第2系統200のうち一方の系統に地絡が発生したことを検出する。
The
さらに、異常検出部31は、電流センサ52を流れる電流の向きによって、第1系統100および第2系統200のうち、どちらの系統に地絡が発生したのかを判定する。異常検出部31は、電流センサ52に第1系統100から第2系統200へ電流が流れる場合には、第2系統200に地絡が発生したと判定する。異常検出部31は、第2系統200に地絡が発生したことを検出した場合、その旨を示す情報をフェイルセーフ部32および判定部33へ出力する。
Furthermore, the
図7に示すように、フェイルセーフ部32は、異常検出部31から第2系統200に地絡が発生したことを検出したことを示す情報が入力されると、第1スイッチ41および第2スイッチ42をオフにするとともに、自動運転制御装置104に第2系統200に電源失陥が発生したことを通知するフェイルセーフ制御を行う。これにより、フェイルセーフ部32は、第1電源10の放電を防止しつつ、第1電源10から第1負荷101へ電力を供給し、自動運転制御装置104は第1系統100によって退避走行制御を行うことができる。
As shown in FIG. 7, when the fail-
自動運転制御装置104は、第2系統200に電源失陥が発生したことの通知を受けたときは、第1負荷101を用いて、路側帯等の停車可能な安全な場所まで退避走行制御を行い、退避走行して停車してから、自動運転制御を禁止する。これにより、電源失陥中の自動運転による事故を防止することができる。
When the automatic
ここで、車載電源装置1では、例えば、第2負荷102が過負荷状態になった場合に、第1系統100および第2系統200の電圧が地絡判定閾値未満になり、電流の向きが第1系統100から第2系統200に流れることがある。このため、異常検出部31は、第2負荷102が過負荷状態になった場合に、第2系統200に地絡が発生したと誤検出することがある。ただし、車載電源装置1では、第2系統200に地絡が発生していなければ、第1スイッチ41および第2スイッチ42をオフにした後、第2スイッチ42をオンにすると、第2系統200の電圧は、正常運転時の電圧まで復帰する。
Here, in the vehicle-mounted power supply device 1, for example, when the
そこで、図8に示すように、判定部33は、異常検出部31から第2系統200に地絡が発生したことを検出したことを示す情報が入力されると、第1スイッチ41および第2スイッチ42がオフされた後に第2スイッチ42をオンにして第2系統200が正常復帰しているかを確認する。このとき、第2系統200が正常復帰していれば、車両の走行中に第2スイッチ42をオンにすると、退避走行制御されている第1負荷101の動作中に、第2負荷102が動作して車両の挙動に影響を与える恐れがある。
As shown in FIG. 8, when the
このため、判定部33は、退避走行制御によって車両が安全な場所まで退避走行した後などの停車中に、第2スイッチ42をオンにする。これにより、判定部33は、第2負荷102の動作が車両の挙動に影響を与えることを防止することができる。なお、判定部33は、車両の走行速度が低速(例えば、30km/h以下)の場合には、車両の走行中に第2スイッチ42をオンにすることもできる。停車した情報や車両の走行速度の情報は、自動運転制御装置104または他の制御装置から入手する。
For this reason, the
その後、判定部33は、第2系統200の電圧が正常範囲まで復帰し、第2電源20の電圧と、電圧センサ53によって検出される第2系統200の電圧との差が閾値以下になると、第2系統200が正常に復帰していると判定し、第1スイッチ41をオンにして、フェイルセーフ制御に移行する前の制御状態(図2参照)に復帰させる。これにより、車載電源装置1は、フェイルセーフ制御に移行させた後、安全にフェイルセーフ制御に移行する前の制御状態に復帰させることができる。このような復帰判定を行う場合、電流センサ54,55は、省略することができる。
After that, when the voltage of the
なお、第2系統200が正常に復帰していると判定したときに第1スイッチ41をオンにするタイミングは停車中であることが望ましい。走行中に第1スイッチ41をオンにすると、第1負荷101に第1電源10の電圧に加え、第2電源20の電圧が加わることで、電圧変動が生じ運転挙動が変化するためである。
When it is determined that the
また、判定部33は、第2系統200が正常に復帰していると判定した場合、自動運転制御装置104に自動運転制御を許可する。このとき、判定部33は、第2電源20の電圧が自動運転制御に必要な所定電圧未満であれば、第2電源20の電圧が所定電圧以上になるまで充放電部40によって第2電源20を充電してから自動運転制御装置104に自動運転を許可する。
When the
これにより、自動運転制御装置104は、安全に自動運転を再開することができる。また、自動運転制御装置104は、再度、地絡が発生しても、正常に退避走行制御を行うことができる。なお、自動運転制御装置104は自動運転の再開を停車中に行うことが望ましい。走行中に自動運転を再開すると、第1負荷101による駆動に第2負荷102による駆動が加わり、運転挙動が変化するためである。判定部33が自動運転制御装置104に自動運転制御を許可するタイミングを停車中としてもよい。
This allows the automatic
なお、判定部33によって第2系統200が正常に復帰しているかどうかの判定方法は、図8を参照して説明した判定方法に限定されない。例えば、図9に示すように、判定部33は、第2スイッチ42をオンにせずに、第1スイッチ41をオンにして、第2系統200が正常に復帰しているかどうかを判定することもできる。
The method by which the
この場合、判定部33は、第1系統100の電圧変動を抑制するため、例えば、第2スイッチ42をオフにした後、第1スイッチ41をPWM(Pulse Width Modulation)制御によって間欠的にオンにする。これにより、判定部33は、第1系統100の電圧変動を抑制することができる。
In this case, in order to suppress the voltage fluctuation of the
そして、判定部33は、電圧センサ53によって検出される第2系統200の電圧が正常電圧まで上昇すると、第2系統200が正常に復帰していると判定する。このように、判定部33は、第2スイッチ42をオンにせずに、第1スイッチ41をオンにすることによっても、第2系統200が正常に復帰しているかどうかを判定することができる。なお、この場合、判定部33は、かかる判定を停車中に行うことが望ましい。前述のように第1スイッチ41をオンにすると、多少なりとも電圧変動が生じるため、運転挙動に影響を与えないためである。
Then, when the voltage of the
また、判定部33は、第1スイッチ41が導通させる電圧を調整可能な半導体スイッチである場合、第2スイッチ42をオフにした後、第1スイッチ41をハーフオン状態にする。これにより、判定部33は、第1系統100の電圧変動を抑制することができる。
In addition, when the
そして、判定部33は、電圧センサ53によって検出される第2系統200の電圧が正常電圧まで上昇すると、第2系統200が正常に復帰していると判定する。このように、判定部33は、第2スイッチ42をオンにせずに、半導体スイッチである第1スイッチ41をハーフオンにすることによっても、第2系統200が正常に復帰しているかどうかを判定することができる。この場合も、判定部33は、かかる判定を停車中に行うことが望ましい。
Then, when the voltage of the
次に、図10を参照して、車載電源装置1の制御部30が実行する処理の一例について説明する。図10は、実施形態に係る車載電源装置の制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
Next, an example of a process executed by the
制御部30は、車両が起動されている期間に、図10に示す処理を繰り返し実行する。図10に示すように、制御部30は、第1系統100に電源失陥が発生したか否かを判定する(ステップS101)。制御部30は、第1系統100に電源失陥が発生したと判定した場合(ステップS101,Yes)、第1スイッチ41をオフにし(ステップS102)、自動運転制御装置104に第1系統100に電源失陥が発生したことを通知する(ステップS103)ことで、一連のフェイルセーフ制御を行う。自動運転制御装置104は、この通知を受けて退避走行制御に切り替える。
The
その後、制御部30は、第1系統100の電圧が正常電圧まで上昇したか否かを判定する(ステップS104)。制御部30は、第1系統100の電圧が正常電圧まで上昇していないと判定した場合(ステップS104,No)、その時点から1秒経過したか否かを判定する(ステップS108)。
Then, the
制御部30は、1秒経過していないと判定した場合(ステップS108,No)、ステップS104の判定処理を繰り返す。制御部30は、1秒経過したと判定した場合(ステップS108,Yes)、第1系統100に真の電源失陥が発生していると判断し第2スイッチ42をオンしたまま、処理を終了する。これにより自動運転制御装置104による第2負荷102を用いた退避走行制御が継続される。
If the
また、制御部30は、1秒以内に第1系統100の電圧が正常電圧まで上昇したと判定した場合(ステップS104,Yes)、つまり、第1系統100の電圧が正常範囲まで復帰した場合、第1系統100が正常に復帰した、すなわち電源失陥は過電圧等に起因する一時的な異常であったと判定する(ステップS105)。続いて、制御部30は、フェイルセーフ制御に移行する前の制御状態に戻す(ステップS106)。すなわち、第1スイッチ41をオンにする。
If the
そして、制御部30は、自動運転制御装置104に自動運転制御を許可し(ステップS107)、処理を終了する。その後、制御部30は、再度、ステップS101から処理を開始する。これにより、自動運転制御装置104は自動運転を再開する。
Then, the
また、制御部30は、第1系統100に電源失陥が発生していないと判定した場合(ステップS101,No)、第2系統200に電源失陥が発生したか否かを判定する(ステップS110)。制御部30は、第2系統200に電源失陥が発生していないと判定した場合(ステップS110,No)、処理を終了する。その後、制御部30は、再度、ステップS101から処理を開始する。
When the
また、制御部30は、第2系統200に電源失陥が発生したと判定した場合(ステップS110,Yes)、第1スイッチ41および第2スイッチ42をオフにし(ステップS111)、自動運転制御装置104に第2系統200に電源失陥が発生したことを通知する(ステップS112)ことで、一連のフェイルセーフ制御を行う。その後、制御部30は、車両が停車したか否かを判定する(ステップS113)。
When the
制御部30は、停車していないと判定した場合(ステップS113,No)、停車したと判定するまで、ステップS113の判定処理を繰り返す。そして、制御部30は、停車したと判定した場合(ステップS113,Yes)、第2スイッチ42をオンにする(ステップS114)。
When the
続いて、制御部30は、第2電源20の電圧と、第2系統200の電圧との差が閾値以下か否かを判定する(ステップS115)。制御部30は、閾値以下でないと判定した場合(ステップS115,No)、その時点から1秒経過したか否かを判定する(ステップS119)。
Next, the
制御部30は、1秒経過していないと判定した場合(ステップS119,No)、ステップS115の判定処理を繰り返す。制御部30は、1秒経過したと判定した場合(ステップS119,Yes)、第2系統200に真の電源失陥が発生していると判断し第2スイッチ42をオフにして(ステップS120)、処理を終了する。これにより自動運転制御装置104による第1負荷101を用いた退避走行制御が継続される。
If the
また、制御部30は、1秒以内に第2電源20の電圧と、第2系統200の電圧との差が閾値以下になったと判定した場合(ステップS115,Yes)、つまり、第2系統200の電圧が正常範囲まで復帰した場合、第2系統200が正常に復帰した、すなわち電源失陥は過電圧等に起因する一時的な異常であったと判定する(ステップS116)。続いて、制御部30は、フェイルセーフ制御に移行する前の制御状態に戻す(ステップS117)。すなわち、第1スイッチ41と第2スイッチ42をオンにする。
If the
そして、制御部30は、自動運転制御装置104に自動運転制御を許可し(ステップS118)、処理を終了する。その後、制御部30は、再度、ステップS101から処理を開始する。これにより、自動運転制御装置104は自動運転を再開する。
Then, the
次に、本実施形態に係る第2~第4実施例について説明する。第1実施例では、地絡判定を電圧センサ51または電圧センサ53と電流センサ52で行い、復帰判定を電圧センサ51または電圧センサ53で行った。他の実施例として、地絡判定を電流センサ52のみで行うことができ、また復帰判定を電流センサ54または電流センサ55で行うことができる。第2~第4実施例は、地絡判定と復帰判定の手法の組み合わせに応じたものである。第2~第4実施例に係る車載電源装置の回路構成は、図1に示すものと同一であり、地絡判定および復帰判定の方法が一部第1実施例とは異なる。
Next, second to fourth examples of this embodiment will be described. In the first example, the ground fault determination is performed by the
[第2実施例]
第2実施例では、異常検出部31は、第1実施例と同様に、電圧センサ51、または電圧センサ53と電流センサ52の検知結果に基づいて地絡判定を行う。また、第2実施例では、判定部33は、電流センサ54または電流センサ55を使用して復帰判定を行う。
[Second embodiment]
In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the
具体的には、判定部33は、第1系統100の復帰判定を行う場合、電流センサ55によって検出される電流値が正常範囲まで復帰すれば、第1系統100が正常に復帰していると判定する。判定部33は、電流センサ55によって検出される電流値が正常範囲まで復帰していなければ、第1系統100が復帰していないと判定する。
Specifically, when the
また、判定部33は、第2系統200の復帰判定を行う場合、電流センサ54によって検出される電流値が正常範囲まで復帰すれば、第2系統200が正常に復帰していると判定する。判定部33は、電流センサ54によって検出される電流値が正常範囲まで復帰していなければ、第2系統200が復帰していないと判定する。
When the
[第3実施例]
第3実施例では、異常検出部31は、電流センサ52のみを使用して、地絡判定を行う。具体的には、異常検出部31は、電流センサ52で検出した電流値が過電流を検出する過電流閾値以上の場合に地絡が発生したと判定し、地絡した系統を、第1実施例と同様に、電流センサ52で検出した電流の向きで判定する。
[Third Example]
In the third embodiment, the
また、第3実施例では、判定部33は、第1実施例と同様に、電圧センサ51または電圧センサ53を使用して復帰判定を行う。なお、第3実施例の場合、電流センサ54および電流センサ55を省略することができる。
In the third embodiment, the
[第4実施例]
第4実施例では、異常検出部31は、第3実施例と同様に、電流センサ52のみを使用して、地絡判定を行う。また、第4実施例では、判定部33は、第2実施例と同様に、電流センサ54または電流センサ55を使用して、復帰判定を行う。なお、第4実施例の場合、電圧センサ51および電圧センサ53を省略することができる。
[Fourth embodiment]
In the fourth embodiment, the
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further advantages and modifications may readily occur to those skilled in the art. Therefore, the invention in its broader aspects is not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and equivalents thereof.
1 車載電源装置
10 第1電源
20 第2電源
30 制御部
31 異常検出部
32 フェイルセーフ部
33 判定部
40 充放電部
41 第1スイッチ
42 第2スイッチ
51,53 電圧センサ
52,54,55 電流センサ
100 第1系統
200 第2系統
101 第1負荷
102 第2負荷
103 発電機
104 自動運転制御装置
REFERENCE SIGNS LIST 1 Vehicle-mounted
Claims (8)
前記第2電源と前記第2負荷とを接続する第2スイッチと、
前記第1系統の電源失陥を検出すると前記第1スイッチをオフ、前記第2スイッチをオンにして前記第2系統によって前記第2電源から前記第2負荷に電力を供給するフェイルセーフ制御を行うと共に、前記第2系統の電源失陥を検出すると前記第1スイッチおよび前記第2スイッチをオフにして前記第1系統によって前記第1電源から前記第1負荷に電力を供給するフェイルセーフ制御を行う制御部と
を備え、
前記第1系統は、前記第1電源から直接電力が供給され、
前記第2系統は、前記第2電源から前記第2スイッチを介して電力が供給され、
前記制御部は、
前記第1系統が失陥した場合、前記第2系統によるフェイルセーフ制御中に、前記第1電源から直接供給される前記第1系統の電圧または電流を検出し、前記第1系統の電圧または電流が正常範囲まで復帰すると、前記第1スイッチをオンにし、
前記第2系統が失陥した場合、前記第1系統によるフェイルセーフ制御によって退避走行した後の停車中に、前記第1スイッチまたは前記第2スイッチを制御して、前記第1電源または前記第2電源から前記第2系統に電力を供給して前記第2系統の電圧または電流を検出し、前記第2系統の電圧または電流が正常範囲まで復帰すると、前記第1スイッチをオンにする
ことを特徴とする車載電源装置。 a first switch connecting a first system for supplying power from a first power source to a first load and a second system for supplying power from a second power source to a second load;
a second switch connecting the second power source and the second load;
a control unit that performs fail-safe control of supplying power from the second power source to the second load by the second system by turning off the first switch and turning on the second switch when a power failure of the first system is detected, and that performs fail -safe control of supplying power from the first power source to the first load by the first system by turning off the first switch and the second switch when a power failure of the second system is detected ,
The first system is supplied with power directly from the first power source,
the second system is supplied with power from the second power source via the second switch,
The control unit is
When the first system fails, a voltage or current of the first system directly supplied from the first power source is detected during fail-safe control by the second system, and when the voltage or current of the first system returns to a normal range, the first switch is turned on;
When the second system fails, the first switch or the second switch is controlled by the fail-safe control of the first system while the vehicle is stopped after an evacuation run to supply power from the first power source or the second power source to the second system, and a voltage or a current of the second system is detected, and when the voltage or the current of the second system returns to a normal range, the first switch is turned on.
1. An in-vehicle power supply device comprising:
前記第2系統が失陥した場合、前記停車中に前記第2スイッチをオンにして前記第2電源から前記第2系統に電力を供給し、前記第2電源の電圧と前記第2系統の電圧との差が閾値以下になると、正常範囲まで復帰していると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の車載電源装置。 The control unit is
2. The in-vehicle power supply device according to claim 1, characterized in that, in the event of a failure of the second system, the second switch is turned on while the vehicle is stopped to supply power from the second power source to the second system, and when a difference in voltage between the second power source and the second system becomes equal to or less than a threshold value, it is determined that the voltage has returned to the normal range.
前記第2系統が失陥した場合、前記停車中に、前記第1スイッチをオンにして前記第1電源から前記第2系統に電力を供給し、前記第2系統の電圧が正常電圧まで上昇すると、正常範囲まで復帰していると判定するWhen the second system fails, the first switch is turned on while the vehicle is stopped to supply power from the first power source to the second system, and when the voltage of the second system rises to a normal voltage, it is determined that the voltage has returned to the normal range.
ことを特徴とする請求項1に記載の車載電源装置。2. The vehicle-mounted power supply device according to claim 1.
前記停車中に前記第1スイッチをPWM(Pulse Width Modulation)制御によって間欠的にオンにして前記第1電源から前記第2系統に電力を供給する
ことを特徴とする請求項3に記載の車載電源装置。 The control unit is
4. The in-vehicle power supply device according to claim 3 , wherein the first switch is intermittently turned on by PWM (Pulse Width Modulation) control while the vehicle is stopped to supply power from the first power supply to the second system .
導通させる電圧を調整可能な半導体スイッチであり、
前記制御部は、
前記停車中に前記第1スイッチをハーフオン状態にして、前記第1電源から前記第2系統に電力を供給する
ことを特徴とする請求項3に記載の車載電源装置。 The first switch is
A semiconductor switch capable of adjusting the voltage to be conducted,
The control unit is
The first switch is set to a half-on state while the vehicle is stopped , and power is supplied from the first power source to the second system.
4. The vehicle-mounted power supply device according to claim 3 .
車両の自動運転中に前記電源失陥が検出されると、前記フェイルセーフ制御によって前記車両が停車してから、自動運転制御装置に自動運転制御の禁止を通知し、
前記電源失陥を検出した系統が正常範囲まで復帰していると判定した場合に、自動運転制御装置に自動運転の許可を通知する
ことを特徴とする請求項1~5のいずれか一つに記載の車載電源装置。 The control unit is
When the power failure is detected during the automatic driving of the vehicle, the vehicle is stopped by the fail-safe control, and then the automatic driving control device is notified of the prohibition of the automatic driving control;
The in-vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that when it is determined that the system in which the power failure was detected has returned to a normal range, an automatic driving control device is notified of permission for automatic driving.
を備え、
前記制御部は、
正常範囲まで復帰していると判定した場合に、前記第2電源の電圧が所定電圧未満であれば、前記第2電源の電圧が所定電圧以上になるまで前記充電部によって前記第2電源を充電してから前記自動運転制御装置に自動運転の許可を通知する
ことを特徴とする請求項6に記載の車載電源装置。 a charging unit that charges the second power source,
The control unit is
7. The in-vehicle power supply device according to claim 6, wherein when it is determined that the voltage of the second power supply has returned to the normal range, if the voltage of the second power supply is less than a predetermined voltage, the charging unit charges the second power supply until the voltage of the second power supply becomes equal to or greater than the predetermined voltage, and then notifies the automatic driving control device of permission for automatic driving.
前記第1系統の電源失陥を検出すると前記第1スイッチをオフ、前記第2スイッチをオンにして前記第2系統によって前記第2電源から前記第2負荷に電力を供給するフェイルセーフ制御を行うと共に、前記第2系統の電源失陥を検出すると前記第1スイッチおよび前記第2スイッチをオフにして前記第1系統によって前記第1電源から前記第1負荷に電力を供給し、
前記第1系統が失陥した場合、前記第2系統によるフェイルセーフ制御中に、前記第1電源から直接供給される前記第1系統の電圧または電流を検出し、前記第1系統の電圧または電流が正常範囲まで復帰すると、前記第1スイッチをオンにし、
前記第2系統が失陥した場合、前記第1系統によるフェイルセーフ制御によって退避走行した後の停車中に、前記第1スイッチまたは前記第2スイッチを制御して、前記第1電源または前記第2電源から前記第2系統に電力を供給して前記第2系統の電圧または電流を検出し、前記第2系統の電圧または電流が正常範囲まで復帰すると、前記第1スイッチをオンにする
ことを特徴とする車載電源制御方法。 a control unit of a power supply control device comprising: a first switch connecting a first system that supplies power from a first power source to a first load and a second system that supplies power from a second power source to a second load ; and a second switch connecting the second power source and the second load, wherein the first system is supplied with power directly from the first power source and the second system is supplied with power from the second power source via the second switch;
when a power failure of the first system is detected, the first switch is turned off and the second switch is turned on to perform fail-safe control for supplying power from the second power source to the second load by the second system, and when a power failure of the second system is detected, the first switch and the second switch are turned off to supply power from the first power source to the first load by the first system;
When the first system fails, a voltage or current of the first system directly supplied from the first power source is detected during fail-safe control by the second system, and when the voltage or current of the first system returns to a normal range, the first switch is turned on;
When the second system fails, the first switch or the second switch is controlled by the fail-safe control of the first system while the vehicle is stopped after an evacuation run to supply power from the first power source or the second power source to the second system, and a voltage or a current of the second system is detected, and when the voltage or the current of the second system returns to a normal range, the first switch is turned on.
2. A method for controlling an in-vehicle power supply comprising:
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