JP7815073B2 - Vehicle Power System - Google Patents

Vehicle Power System

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JP7815073B2 JP2022148848A JP2022148848A JP7815073B2 JP 7815073 B2 JP7815073 B2 JP 7815073B2 JP 2022148848 A JP2022148848 A JP 2022148848A JP 2022148848 A JP2022148848 A JP 2022148848A JP 7815073 B2 JP7815073 B2 JP 7815073B2
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Description

本発明は、車両電源システムに関する。 The present invention relates to a vehicle power supply system.

近年、交通参加者の中でも脆弱な立場にある人々にも配慮した持続可能な輸送システムへのアクセスを提供する取り組みが活発化している。この実現に向けて予防安全に関する研究開発を通して交通の安全性や利便性をより一層改善する研究開発に注力している。また、予防安全に貢献する技術の一つとして、自動運転に関する研究開発への注力が行われている。 In recent years, there has been an increase in efforts to provide access to sustainable transportation systems that take into consideration vulnerable traffic users. To achieve this, we are focusing on research and development to further improve road safety and convenience through research and development in preventive safety. We are also focusing on research and development in autonomous driving as one technology that contributes to preventive safety.

自動運転など交通の安全性確保のために機能する機能部を搭載した車両においては、この種の機能部に対する電源供給を安定させることが求められる。例えば、特許文献1には、自動運転のために機能する負荷に対して、車両の電源である第1の電源及び第3の電源から電力を供給可能であり、さらに、充放電が可能な第2の電源から電力を供給可能なシステムが開示されている。 Vehicles equipped with functional units that function to ensure traffic safety, such as autonomous driving, require a stable power supply to these functional units. For example, Patent Document 1 discloses a system that can supply power to a load functioning for autonomous driving from a first power source and a third power source, which are the vehicle's power sources, and can also supply power from a second power source that is capable of charging and discharging.

特開2021-142810号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-142810

特許文献1に開示されたシステムは、負荷への電力供給を冗長化することによって、安全性確保のために機能する負荷を確実に動作させることを可能としている。このようなシステムにおいて、仮に第2の電源から負荷への電力供給ができない場合には、高い安全性を保証するために負荷を動作させないことが考えられる。このため、安全性確保のための機能部を利用する機会が減る可能性があり、課題となっていた。
本願は上記課題の解決のため、自動運転など交通の安全性確保のために機能する機能部を搭載した車両において、電源供給に起因する機能部の利用機会の減少を抑制することを目的とする。そして、延いては持続可能な輸送システムの発展に寄与するものである。
The system disclosed in Patent Document 1 makes it possible to reliably operate the load that functions to ensure safety by providing redundant power supply to the load. In such a system, if power supply from the second power source to the load cannot be provided, it is conceivable that the load will not operate in order to ensure high safety. This may result in fewer opportunities to use the functional unit that ensures safety, which has been an issue.
In order to solve the above problems, the present application aims to suppress the decrease in opportunities to use functional parts due to power supply in vehicles equipped with functional parts that function to ensure traffic safety, such as autonomous driving, and ultimately contribute to the development of sustainable transportation systems.

上記目的を達成するための一態様は、少なくとも運転者による操舵操作の免除を許可して実行する自律運転モードで、少なくとも部分的に自律運転可能な車両に搭載され、メイン低圧電源及び通常負荷を有する主電源系統と、バックアップ低圧電源及び緊急時重要負荷を有し、前記主電源系統と接続されているバックアップ電源系統と、前記バックアップ電源系統の定格電圧よりも高い電圧を出力可能な高圧電源部と、を備える車両電源システムであって、前記バックアップ電源系統は、前記バックアップ低圧電源の状態を監視し、前記バックアップ低圧電源からの電力の入出力を制御するバックアップ電源制御装置を有し、前記バックアップ電源制御装置は、前記バックアップ低圧電源から前記緊急時重要負荷に供給可能な電力量または電力を示す供給可能電力を推定する推定処理を実行可能であり、前記車両が前記自律運転モードで自律運転していないとき、前記バックアップ電源制御装置は、前記推定処理を実行し、前記推定処理で推定された前記供給可能電力が第1閾値以上である場合には、前記車両が前記自律運転モードで自律運転することを許可することを示す信号を出力し、前記車両が前記自律運転モードで自律運転しているとき、前記バックアップ電源制御装置は、前記推定処理を実行し、前記推定処理で推定された前記供給可能電力が第2閾値未満である場合には、前記車両が前記自律運転モードで自律運転することを禁止することを示す信号を出力し、前記車両が前記自律運転モードで自律運転しているとき、前記バックアップ電源制御装置は、前記推定処理を実行し、前記推定処理で推定された前記供給可能電力が第3閾値以下である場合には、前記車両が前記自律運転モードを継続することを許可し、かつ、前記高圧電源部が発生する電力により前記バックアップ低圧電源を充電することを許可することを示す信号を出力し、前記第1閾値は、前記車両が前記自律運転モードで自律運転する場合に前記緊急時重要負荷を動作させるために必要な電力量に基づき定められた電力量または電力に関する閾値である、車両電源システムである。 One aspect for achieving the above object is a vehicle power supply system that is mounted on a vehicle capable of at least partial autonomous driving in an autonomous driving mode that allows the driver to be exempt from steering operations, and that includes a main power supply system having a main low-voltage power supply and a normal load, a backup power supply system having a backup low-voltage power supply and an important emergency load and connected to the main power supply system, and a high-voltage power supply unit capable of outputting a voltage higher than the rated voltage of the backup power supply system, wherein the backup power supply system has a backup power supply control device that monitors the status of the backup low-voltage power supply and controls the input and output of power from the backup low-voltage power supply, and the backup power supply control device is capable of executing an estimation process to estimate a suppliable power amount indicating the amount of power or power that can be supplied from the backup low-voltage power supply to the important emergency load, and when the vehicle is not autonomously driving in the autonomous driving mode, the backup power supply control device executes the estimation process, and when the suppliable power amount estimated in the estimation process is equal to or greater than a first threshold value, If the second threshold is exceeded, the backup power supply control device outputs a signal indicating that the vehicle is permitted to drive autonomously in the autonomous driving mode; when the vehicle is driving autonomously in the autonomous driving mode, the backup power supply control device executes the estimation process, and if the available power supply estimated in the estimation process is less than a second threshold, outputs a signal indicating that the vehicle is prohibited from driving autonomously in the autonomous driving mode; when the vehicle is driving autonomously in the autonomous driving mode, the backup power supply control device executes the estimation process, and if the available power supply estimated in the estimation process is less than or equal to a third threshold, outputs a signal indicating that the vehicle is permitted to continue in the autonomous driving mode and is permitted to charge the backup low-voltage power supply with power generated by the high-voltage power supply unit; the first threshold is a threshold related to the amount of power or power determined based on the amount of power required to operate the emergency important load when the vehicle is driving autonomously in the autonomous driving mode.

上記構成によれば、少なくとも部分的に自律運転可能な車両において、バックアップ低圧電源の供給可能電力が低下した場合であっても自律運転を継続できる。これにより、自律運転に関する負荷への電力供給に起因して、自律運転を利用できる機会が減少することを抑制できる。従って、車両が自律運転を実行可能な機会や時間が増大するので、商品性の向上を図ることができる。 With the above configuration, a vehicle capable of at least partial autonomous driving can continue autonomous driving even if the available power supply from the backup low-voltage power supply decreases. This prevents a decrease in opportunities to use autonomous driving due to the supply of power to loads related to autonomous driving. This increases the opportunities and time during which the vehicle can perform autonomous driving, thereby improving marketability.

実施形態の車両電源システムの概略構成図。1 is a schematic diagram of a vehicle power supply system according to an embodiment; 緊急時重要負荷の構成例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an example of the configuration of an important load in an emergency. 車両電源システムの動作を示すフローチャート。3 is a flowchart showing the operation of the vehicle power supply system. 車両電源システムの動作を示すフローチャート。3 is a flowchart showing the operation of the vehicle power supply system. 車両電源システムの動作を示すタイミングチャート。3 is a timing chart showing the operation of the vehicle power supply system.

以下、本発明の車両電源システムの一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。 One embodiment of a vehicle power supply system of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

[1.車両電源システムの構成]
[1-1.車両電源システムの全体構成]
図1は、車両電源システム1の概略構成図である。図1において実線は電力線を示し、破線は信号線を示す。
[1. Configuration of vehicle power supply system]
[1-1. Overall configuration of vehicle power supply system]
Fig. 1 is a schematic diagram of a vehicle power supply system 1. In Fig. 1, solid lines indicate power lines and dashed lines indicate signal lines.

本実施形態における車両Vの車両電源システム1は、主電源系統10と、主電源系統10と接続するバックアップ電源系統20と、高圧電源系統30と、降圧装置40と、を備える。高圧電源系統30は、降圧装置40を介して主電源系統10及びバックアップ電源系統20と接続している。降圧装置40は、高圧電源系統30を流れる電力を降圧して、主電源系統10及び/またはバックアップ電源系統20に出力する。降圧装置40は、例えば、DC/DCコンバータである。 In this embodiment, the vehicle power supply system 1 of the vehicle V includes a main power supply system 10, a backup power supply system 20 connected to the main power supply system 10, a high-voltage power supply system 30, and a step-down device 40. The high-voltage power supply system 30 is connected to the main power supply system 10 and the backup power supply system 20 via the step-down device 40. The step-down device 40 steps down the power flowing through the high-voltage power supply system 30 and outputs it to the main power supply system 10 and/or the backup power supply system 20. The step-down device 40 is, for example, a DC/DC converter.

本実施形態では、一例として、車両Vが、走行用の動力源として回転電機MGを備える電動車両である場合を説明する。回転電機MGは、例えば3相モータであり、不図示のインバータユニットにより供給される電力により駆動力を発生し、車両Vを走行させる。車両Vは、後述する回転電機MGを備える駆動ユニット321を備える。車両Vは、駆動ユニット321に駆動用の電力を供給する高圧電源31を搭載する。駆動ユニット321は、高圧電源31が出力する高圧の電力の供給を受ける負荷であり、後述する高圧負荷32に含まれる。 In this embodiment, as an example, the vehicle V is an electric vehicle equipped with a rotating electric machine MG as a power source for traveling. The rotating electric machine MG is, for example, a three-phase motor, and generates driving force using power supplied by an inverter unit (not shown), causing the vehicle V to travel. The vehicle V is equipped with a drive unit 321 equipped with the rotating electric machine MG, which will be described later. The vehicle V is equipped with a high-voltage power supply 31 that supplies driving power to the drive unit 321. The drive unit 321 is a load that receives a supply of high-voltage power output by the high-voltage power supply 31, and is included in the high-voltage load 32, which will be described later.

なお、車両Vは、内燃機関を搭載する車両であってもよい。内燃機関は、車両Vを駆動する動力源として機能してもよい。或いは、内燃機関は、不図示の発電機を駆動する動力源として機能し、後述する高圧電源31を充電してもよい。すなわち、車両Vは、内燃機関を備えていない電動車両であってもよいし、内燃機関と車両駆動用の回転電機MGとを備えるハイブリッド車両であってもよいし、内燃機関により駆動される車両であってもよい。車両Vは、例えば、自律運転、或いは、自動運転が可能な車両である。車両Vが、内燃機関を搭載する場合、高圧電源31から電力の供給を受ける高圧負荷32は、例えばスターターモータを含む。 The vehicle V may be a vehicle equipped with an internal combustion engine. The internal combustion engine may function as a power source for driving the vehicle V. Alternatively, the internal combustion engine may function as a power source for driving a generator (not shown) and charge the high-voltage power supply 31 described below. In other words, the vehicle V may be an electric vehicle without an internal combustion engine, a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and a rotating electric machine MG for driving the vehicle, or a vehicle driven by an internal combustion engine. The vehicle V is, for example, a vehicle capable of autonomous driving or automatic driving. When the vehicle V is equipped with an internal combustion engine, the high-voltage load 32 supplied with power from the high-voltage power supply 31 includes, for example, a starter motor.

[1-2.主電源系統の構成]
主電源系統10は、メイン低圧電源11と、通常負荷12と、を有する。
[1-2. Configuration of main power supply system]
The main power supply system 10 includes a main low-voltage power supply 11 and a normal load 12 .

メイン低圧電源11は、高圧電源31よりも低電圧の電源である。メイン低圧電源11は、例えば12[V]の直流電流を出力する。メイン低圧電源11は、例えば、充電および放電が可能な二次電池である。具体的には、メイン低圧電源11としては、鉛バッテリ、リチウムイオンバッテリ、リチウムポリマーバッテリ、リン酸鉄リチウムバッテリ、金属水素化物バッテリ、或いはその他のバッテリが挙げられる。 The main low-voltage power supply 11 is a power supply with a lower voltage than the high-voltage power supply 31. The main low-voltage power supply 11 outputs, for example, a direct current of 12 V. The main low-voltage power supply 11 is, for example, a secondary battery that can be charged and discharged. Specifically, the main low-voltage power supply 11 may be a lead battery, a lithium-ion battery, a lithium polymer battery, a lithium iron phosphate battery, a metal hydride battery, or other batteries.

メイン低圧電源11は、接続線L11に設けられている。接続線L11は、一端部が接続線L10に形成された接点C11に接続され、他端部が車両電源システム1の基準電位を有するグランドラインに接続されている。メイン低圧電源11は、正極側が接続線L11の接点C11側に接続しており、負極側が接続線L11のグランドライン側に接続される。 The main low-voltage power supply 11 is provided on the connection line L11. One end of the connection line L11 is connected to a contact C11 formed on the connection line L10, and the other end is connected to a ground line having a reference potential of the vehicle power supply system 1. The positive side of the main low-voltage power supply 11 is connected to the contact C11 side of the connection line L11, and the negative side is connected to the ground line side of the connection line L11.

接続線L10の一端部には、通常負荷12が接続される。通常負荷12(図中、EL)は、車両Vが搭載する電力負荷である。通常負荷12は単一の機器であってもよいし、複数の機器を含んでもよい。本実施形態において、通常負荷12は、車両Vの走行に関する機能を担う機能部である。通常負荷12は、例えば、車両Vの走行操作、停車操作、又は、運転制御に関する機能を担う負荷を含む。通常負荷12は、高圧負荷32よりも低い電圧により動作するので、高圧負荷32との対比により低圧負荷と呼ぶことができる。また、通常負荷12は、車両Vにおいて、いわゆる補機と呼ばれる機器を含んでもよい。 A normal load 12 is connected to one end of the connection line L10. The normal load 12 (EL in the figure) is an electric power load mounted on the vehicle V. The normal load 12 may be a single device or may include multiple devices. In this embodiment, the normal load 12 is a functional unit that performs functions related to the running of the vehicle V. The normal load 12 includes, for example, loads that perform functions related to running operations, stopping operations, or driving control of the vehicle V. The normal load 12 operates at a lower voltage than the high-voltage load 32, and therefore can be called a low-voltage load in comparison with the high-voltage load 32. The normal load 12 may also include devices in the vehicle V that are known as auxiliary equipment.

具体的には、通常負荷12は、車両Vの運転制御を実行可能なECU50(Electronic Control Unit)を含む。図1に示すECU50は、一つのECUで構成されてもよいし、複数のECUを含んでもよい。例えば、通常負荷12は、車両Vが備える複数のECUの一部を含んでもよい。また、通常負荷12は、車両Vが搭載する制御ユニットであって、ECU50とは異なる不図示の制御ユニットを含んでもよい。 Specifically, the normal load 12 includes an ECU 50 (Electronic Control Unit) capable of executing operational control of the vehicle V. The ECU 50 shown in FIG. 1 may be composed of a single ECU, or may include multiple ECUs. For example, the normal load 12 may include some of the multiple ECUs provided in the vehicle V. Furthermore, the normal load 12 may include a control unit (not shown) that is mounted on the vehicle V and is different from the ECU 50.

また、通常負荷12は、自動ブレーキ装置等の車両Vの制動に用いられる補機負荷を含んでもよい。通常負荷12は、自動ステアリング装置等の車両Vの操舵に用いられる補機負荷を含んでもよい。通常負荷12は、LiDAR(Light Detection And Ranging)等の車両Vの外界情報の取得に用いられる補機負荷を含んでもよい。通常負荷12は、ワイパー装置、パワーウインドウ装置、メーターパネル等の計器類を含んでもよい。 The normal load 12 may also include an auxiliary load used for braking the vehicle V, such as an automatic braking system. The normal load 12 may also include an auxiliary load used for steering the vehicle V, such as an automatic steering system. The normal load 12 may also include an auxiliary load used for acquiring external information about the vehicle V, such as LiDAR (Light Detection and Ranging). The normal load 12 may also include instruments such as a wiper system, a power window system, and a meter panel.

[1-3.バックアップ電源系統の構成]
バックアップ電源系統20は、バックアップ電源ユニット21と、緊急時重要負荷22と、を有する。
[1-3. Configuration of backup power supply system]
The backup power supply system 20 includes a backup power supply unit 21 and an important emergency load 22 .

バックアップ電源ユニット21は、バックアップ低圧電源23と、切替装置24と、切替装置24を制御するバックアップ電源制御装置25と、を備える。 The backup power supply unit 21 includes a backup low-voltage power supply 23, a switching device 24, and a backup power supply control device 25 that controls the switching device 24.

バックアップ電源ユニット21は、第1外部接続端子T211、第2外部接続端子T212、及びグランド端子T213を備える。第1外部接続端子T211には、接続線L10の他端部が接続される。グランド端子T213は、グランドラインに接続される。 The backup power supply unit 21 has a first external connection terminal T211, a second external connection terminal T212, and a ground terminal T213. The other end of the connection line L10 is connected to the first external connection terminal T211. The ground terminal T213 is connected to the ground line.

緊急時重要負荷22(図中、EL)は、車両Vが搭載する電力負荷である。緊急時重要負荷22は、単一の機器であってもよいし、複数の機器を含んでもよい。緊急時重要負荷22は、高圧負荷32よりも低い電圧により動作するので、高圧負荷32との対比により低圧負荷と呼ぶことができる。 The emergency important load 22 (EL in the figure) is an electric power load mounted on the vehicle V. The emergency important load 22 may be a single device or may include multiple devices. The emergency important load 22 operates at a lower voltage than the high-voltage load 32, and therefore can be called a low-voltage load in comparison with the high-voltage load 32.

緊急時重要負荷22は、接続線L21によって、バックアップ電源ユニット21の第2外部接続端子T212に接続される。 The emergency important load 22 is connected to the second external connection terminal T212 of the backup power supply unit 21 via the connection line L21.

切替装置24は、第1端子T241、第2端子T242、及び第3端子T243を備える。第1端子T241は、接続線L211によって、バックアップ電源ユニット21の第1外部接続端子T211に接続されている。第2端子T242は、接続線L212によって、バックアップ電源ユニット21の第2外部接続端子T212に接続されている。 The switching device 24 has a first terminal T241, a second terminal T242, and a third terminal T243. The first terminal T241 is connected to the first external connection terminal T211 of the backup power supply unit 21 by a connection line L211. The second terminal T242 is connected to the second external connection terminal T212 of the backup power supply unit 21 by a connection line L212.

切替装置24は、第1端子T241と第2端子T242とを接する接続線L241を備える。接続線L241には、第1スイッチSW1が設けられている。本実施形態では、第1スイッチSW1は、ノーマリーオープン型(N.O.型)の接点を有するスイッチである。すなわち、第1スイッチSW1は、第1スイッチSW1に操作信号が加わっていない場合にオフ状態に維持され、接続線L241を遮断状態に維持する接点である。第1スイッチSW1は、操作信号が印加されることによりオン状態に切り替わって、第1端子T241と第2端子T242とを接続する。 The switching device 24 includes a connection line L241 connecting the first terminal T241 and the second terminal T242. A first switch SW1 is provided on the connection line L241. In this embodiment, the first switch SW1 is a switch with a normally open (N.O.) contact. That is, when no operation signal is applied to the first switch SW1, the first switch SW1 is maintained in an OFF state, and is a contact that maintains the connection line L241 in an interrupted state. When an operation signal is applied, the first switch SW1 switches to an ON state, connecting the first terminal T241 and the second terminal T242.

例えば、第1スイッチSW1が、電磁力により開閉する電磁スイッチで構成される場合、第1スイッチSW1は、操作電流による電磁力が発生していない場合にオフ状態に維持され、接続線L241を遮断状態に維持する。
第1スイッチSW1は、電磁接触器、電磁開閉器、リレー等の電磁スイッチであってもよいし、半導体スイッチ素子であってもよいし、スイッチ機能を有するDC/DCコンバータ等の回路であってもよい。
For example, if the first switch SW1 is configured as an electromagnetic switch that opens and closes using electromagnetic force, the first switch SW1 is maintained in an off state when no electromagnetic force is generated by the operating current, and maintains the connection line L241 in an interrupted state.
The first switch SW1 may be an electromagnetic switch such as an electromagnetic contactor, an electromagnetic switch, or a relay, or may be a semiconductor switch element, or may be a circuit such as a DC/DC converter having a switching function.

切替装置24は、接続線L241と第3端子T243とを接続する接続線L242を備える。接続線L242は、接続線L241の第1スイッチSW1と第2端子T242との間に形成された接点C241で一端部が接続線L241に接続し、他端部が第3端子T243に接続する。 The switching device 24 includes a connection line L242 that connects the connection line L241 and the third terminal T243. One end of the connection line L242 is connected to the connection line L241 at a contact C241 formed between the first switch SW1 of the connection line L241 and the second terminal T242, and the other end is connected to the third terminal T243.

接続線L242には、第2スイッチSW2が設けられている。第2スイッチSW2は、オン状態において接続線L242を接続し、オフ状態において接続線L242を遮断する。 A second switch SW2 is provided on the connection line L242. When the second switch SW2 is in the on state, it connects the connection line L242, and when it is in the off state, it disconnects the connection line L242.

第2スイッチSW2は、電磁接触器、電磁開閉器、リレー等の電磁スイッチであってもよいし、半導体スイッチ素子であってもよいし、スイッチ機能を有するDC/DCコンバータ等の回路であってもよい。本実施形態において、第2スイッチSW2は、DC/DCコンバータである。このため、後述するように、第2スイッチSW2は、オン状態において接続線L242から接点C241に出力される電圧を昇降圧可能となっている。つまり、本実施形態の第2スイッチSW2は、接続線L242を接続および遮断する機能と、接続線L242から接点C241に出力する電圧を変換する機能とを有する。 The second switch SW2 may be an electromagnetic switch such as an electromagnetic contactor, electromagnetic switch, or relay, or may be a semiconductor switch element, or may be a circuit with a switching function such as a DC/DC converter. In this embodiment, the second switch SW2 is a DC/DC converter. Therefore, as described below, when the second switch SW2 is in the on state, it can step up or step down the voltage output from the connection line L242 to the contact C241. In other words, the second switch SW2 in this embodiment has the function of connecting and disconnecting the connection line L242 and the function of converting the voltage output from the connection line L242 to the contact C241.

切替装置24は、接続線L241と並列に接続する接続線L243を備える。接続線L243の一端部は、接続線L241の第1端子T241と第1スイッチSW1との間に形成された接点C242に接続する。接続線L243の他端部は、接続線L241の接点C241と第2端子T242との間に形成された接点C243に接続する。接続線L243には、第3スイッチSW3が設けられる。 The switching device 24 includes a connection line L243 connected in parallel to the connection line L241. One end of the connection line L243 is connected to a contact C242 formed between the first terminal T241 of the connection line L241 and the first switch SW1. The other end of the connection line L243 is connected to a contact C243 formed between the contact C241 of the connection line L241 and the second terminal T242. A third switch SW3 is provided on the connection line L243.

本実施形態では、第3スイッチSW3は、ノーマリークローズ型(N.C.型)の接点を有するスイッチである。すなわち、第3スイッチSW3は、第3スイッチSW3に操作信号が加わっていない場合にオン状態に維持される接点である。第3スイッチSW3は、操作信号が印加されることによりオフ状態に切り替わって、接続線L243を接続状態にする。 In this embodiment, the third switch SW3 is a switch with a normally closed (N.C.) contact. That is, the third switch SW3 is a contact that is maintained in the ON state when no operation signal is applied to the third switch SW3. When an operation signal is applied to the third switch SW3, the third switch SW3 switches to the OFF state, bringing the connection line L243 into a connected state.

例えば、第3スイッチSW3が、電磁力により開閉する電磁スイッチで構成される場合、第3スイッチSW3は、操作電流による電磁力が発生していない場合にオン状態に維持され、接続線L243を接続状態に維持する。
第3スイッチSW3は、電磁接触器、電磁開閉器、リレー等の電磁スイッチであってもよいし、半導体スイッチ素子であってもよいし、スイッチ機能を有するDC/DCコンバータ等の回路であってもよい。
For example, if the third switch SW3 is configured as an electromagnetic switch that opens and closes using electromagnetic force, the third switch SW3 is maintained in an on state when no electromagnetic force is generated by the operating current, and maintains the connection line L243 in a connected state.
The third switch SW3 may be an electromagnetic switch such as an electromagnetic contactor, an electromagnetic switch, or a relay, or may be a semiconductor switch element, or may be a circuit such as a DC/DC converter having a switching function.

本実施形態では、第1スイッチSW1と第3スイッチSW3とは、スイッチモジュール241としてモジュール化されている。スイッチモジュール241の具体的な構成は制限されず、例えば、スイッチモジュール241は、1つの半導体デバイスであってもよいし、複数のデバイスを含む回路であってもよい。 In this embodiment, the first switch SW1 and the third switch SW3 are modularized as a switch module 241. The specific configuration of the switch module 241 is not limited; for example, the switch module 241 may be a single semiconductor device or a circuit including multiple devices.

切替装置24は、接続線L241とグランドラインとを接続する接続線L244を備える。接続線L244の一端部は接続線L241の第1スイッチSW1と接点C241との間に形成された接点C244に接続する。接続線L244の他端部はグランドラインに接続する。接続線L244には、キャパシタCPが設けられている。 The switching device 24 includes a connection line L244 that connects the connection line L241 to the ground line. One end of the connection line L244 is connected to a contact C244 formed between the first switch SW1 of the connection line L241 and the contact C241. The other end of the connection line L244 is connected to the ground line. A capacitor CP is provided on the connection line L244.

バックアップ低圧電源23は、高圧電源31よりも低電圧の電源である。バックアップ低圧電源23は、例えば12[V]の直流電流を出力する。バックアップ低圧電源23は、例えば、充電および放電が可能な二次電池である。具体的には、バックアップ低圧電源23としては、鉛バッテリ、リチウムイオンバッテリ、リチウムポリマーバッテリ、リン酸鉄リチウムバッテリ、金属水素化物バッテリ、或いはその他のバッテリが挙げられる。 The backup low-voltage power supply 23 is a power supply with a lower voltage than the high-voltage power supply 31. The backup low-voltage power supply 23 outputs a direct current of, for example, 12 V. The backup low-voltage power supply 23 is, for example, a secondary battery that can be charged and discharged. Specifically, the backup low-voltage power supply 23 may be a lead battery, a lithium-ion battery, a lithium polymer battery, a lithium iron phosphate battery, a metal hydride battery, or other batteries.

バックアップ低圧電源23は、接続線L213に設けられている。接続線L213の一端部は切替装置24の第3端子T243に接続される。接続線L213の他端部はグランドラインに接続されている。バックアップ低圧電源23は、正極側が切替装置24の第3端子T243側、負極側がグランドライン側となるように接続線L213に設けられている。 The backup low-voltage power supply 23 is connected to the connection line L213. One end of the connection line L213 is connected to the third terminal T243 of the switching device 24. The other end of the connection line L213 is connected to the ground line. The backup low-voltage power supply 23 is connected to the connection line L213 so that its positive side is on the third terminal T243 side of the switching device 24 and its negative side is on the ground line side.

第2スイッチSW2がオン状態のとき、バックアップ低圧電源23は、接続線L213から切替装置24の接続線L242を通ってバックアップ電源系統20に電力を供給する。バックアップ低圧電源23から出力される電力は、第2スイッチSW2で所望の電圧に昇圧または降圧されて、バックアップ電源系統20に供給される。第2スイッチSW2がオフ状態のとき、切替装置24の接続線L242が遮断状態となるので、バックアップ低圧電源23からバックアップ電源系統20に電力は供給されない。 When the second switch SW2 is in the on state, the backup low-voltage power supply 23 supplies power to the backup power supply system 20 from the connection line L213 through the connection line L242 of the switching device 24. The power output from the backup low-voltage power supply 23 is stepped up or down to the desired voltage by the second switch SW2 and supplied to the backup power supply system 20. When the second switch SW2 is in the off state, the connection line L242 of the switching device 24 is cut off, so no power is supplied from the backup low-voltage power supply 23 to the backup power supply system 20.

上述のように、バックアップ電源系統20には、第1端子T241と第2端子T242との間に、ノーマリーオープン型の接点を有する第1スイッチSW1と、ノーマリークローズ型の接点を有する第3スイッチSW3とが、並列に接続されている。 As described above, in the backup power supply system 20, a first switch SW1 having a normally open contact and a third switch SW3 having a normally closed contact are connected in parallel between the first terminal T241 and the second terminal T242.

第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3の少なくとも一方がオン状態である場合、バックアップ電源系統20は主電源系統10と接続される。この状態では、第1外部接続端子T211を通じて、バックアップ低圧電源23から主電源系統10に電力を供給することが可能となり、メイン低圧電源11から緊急時重要負荷22に電力を供給することもできる。 When at least one of the first switch SW1 and the third switch SW3 is in the on state, the backup power supply system 20 is connected to the main power supply system 10. In this state, power can be supplied from the backup low-voltage power supply 23 to the main power supply system 10 via the first external connection terminal T211, and power can also be supplied from the main low-voltage power supply 11 to the emergency important load 22.

一方、第1スイッチSW1及び第3スイッチSW3の双方がオフ状態である場合、バックアップ電源系統20と主電源系統10との接続が遮断される。 On the other hand, when both the first switch SW1 and the third switch SW3 are in the off state, the connection between the backup power supply system 20 and the main power supply system 10 is cut off.

バックアップ電源制御装置25(図中、BMS)は、バックアップ電源制御装置25は、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、及び第3スイッチSW3と信号線で接続されている。バックアップ電源制御装置25は、ECU50の制御に従って、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、及び、第3スイッチSW3の切り替えを制御する。バックアップ電源制御装置25は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを備え、プロセッサによってプログラムを実行することにより、ソフトウェアとハードウェアとの協働によりバックアップ電源系統20を制御する。この場合、バックアップ電源制御装置25は、プログラムやデータを記憶する記憶部を備えてもよく、記憶部は、例えばROM(Read Only Memory)である。バックアップ電源制御装置25は、プログラムされたハードウェアにより構成されてもよい。 The backup power supply control device 25 (BMS in the figure) is connected to the first switch SW1, the second switch SW2, and the third switch SW3 via signal lines. The backup power supply control device 25 controls the switching of the first switch SW1, the second switch SW2, and the third switch SW3 under the control of the ECU 50. The backup power supply control device 25 includes a processor such as a CPU (Central Processing Unit), and controls the backup power system 20 through collaboration between software and hardware by executing a program using the processor. In this case, the backup power supply control device 25 may include a memory unit that stores programs and data, such as a ROM (Read Only Memory). The backup power supply control device 25 may also be configured as programmed hardware.

バックアップ電源制御装置25は、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、及び第3スイッチSW3のそれぞれに対し、信号線を通じて操作信号を出力する。バックアップ電源制御装置25は、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、及び第3スイッチSW3のそれぞれに対し、操作信号を出力する状態と操作信号を出力しない状態とを切り替えることができる。 The backup power supply control device 25 outputs operation signals to each of the first switch SW1, second switch SW2, and third switch SW3 via signal lines. The backup power supply control device 25 can switch each of the first switch SW1, second switch SW2, and third switch SW3 between a state in which an operation signal is output and a state in which an operation signal is not output.

第1スイッチSW1は、ノーマリーオープン型のスイッチである。バックアップ電源制御装置25は、第1スイッチSW1に操作信号を出力することによって第1スイッチSW1をオフ状態からオン状態に切り替えさせる。第3スイッチSW3は、ノーマリークローズ型のスイッチである。バックアップ電源制御装置25は、第3スイッチSW3に操作信号を出力することにより、第3スイッチSW3をオン状態からオフ状態に切り替えさせる。 The first switch SW1 is a normally open switch. The backup power supply control device 25 outputs an operation signal to the first switch SW1 to switch the first switch SW1 from an off state to an on state. The third switch SW3 is a normally closed switch. The backup power supply control device 25 outputs an operation signal to the third switch SW3 to switch the third switch SW3 from an on state to an off state.

バックアップ電源制御装置25は、第2スイッチSW2に操作信号を出力することによって、第2スイッチSW2にオン状態とオフ状態とを切り替えさせる。また、バックアップ電源制御装置25は、第2スイッチSW2に操作信号を出力することによって、第2スイッチSW2における昇圧または降圧を制御する。すなわち、バックアップ電源制御装置25は第2スイッチSW2の出力電圧を制御する。 The backup power supply control device 25 outputs an operation signal to the second switch SW2, thereby switching the second switch SW2 between an on state and an off state. The backup power supply control device 25 also outputs an operation signal to the second switch SW2, thereby controlling the voltage increase or decrease of the second switch SW2. In other words, the backup power supply control device 25 controls the output voltage of the second switch SW2.

バックアップ電源制御装置25は、例えば、高圧電源部36またはバックアップ低圧電源23から電力の供給を受けて動作する。 The backup power supply control device 25 operates by receiving power from, for example, the high-voltage power supply unit 36 or the backup low-voltage power supply 23.

バックアップ電源制御装置25は、バックアップ低圧電源23の充電状態を検出する機能を有する。バックアップ低圧電源23の充電状態とは、例えば、SOC(State Of Charge)である。バックアップ電源制御装置25は、例えば、バックアップ低圧電源23の両端電圧を検出することによって、バックアップ低圧電源23の電池残量を検出する。また、バックアップ電源制御装置25は、バックアップ低圧電源23に入出力する電流をカウントすることによって、バックアップ低圧電源23の電池残量を検出してもよい。バックアップ電源制御装置25は、例えば、バックアップ低圧電源23の満充電容量(FCC:Full Charge Capacity)と、実際の残容量を示すRM(Remaining Capacity)とに基づいて、SOCを算出してもよい。これらの機能により、バックアップ電源制御装置25は、バックアップ低圧電源23が出力可能な電力量(例えば、ワット時[Wh]を単位とする)あるいは電力(例えば、ワット[W]を単位とする)である、供給可能電力を推定する、推定処理を実行する。推定処理は、バックアップ低圧電源23が緊急時重要負荷22に供給可能な電力量または電力を示す供給可能電力を推定する処理であり、供給可能電力推定処理と言い換えることができる。 The backup power supply control device 25 has the function of detecting the state of charge of the backup low-voltage power supply 23. The state of charge of the backup low-voltage power supply 23 is, for example, the SOC (State of Charge). The backup power supply control device 25 detects the remaining battery capacity of the backup low-voltage power supply 23, for example, by detecting the voltage across the backup low-voltage power supply 23. The backup power supply control device 25 may also detect the remaining battery capacity of the backup low-voltage power supply 23 by counting the current input and output to and from the backup low-voltage power supply 23. The backup power supply control device 25 may calculate the SOC, for example, based on the full charge capacity (FCC: Full Charge Capacity) of the backup low-voltage power supply 23 and the RM (Remaining Capacity) indicating the actual remaining capacity. Using these functions, the backup power supply control device 25 executes an estimation process to estimate the available power supply, which is the amount of power (e.g., in watt-hours [Wh]) or power (e.g., in watts [W]) that the backup low-voltage power supply 23 can output. The estimation process is a process to estimate the available power supply, which indicates the amount of power or power that the backup low-voltage power supply 23 can supply to the emergency important load 22, and can be rephrased as an available power supply estimation process.

本実施形態において、緊急時重要負荷22は、車両Vの走行に関する機能を担う機能部であり、例えば、車両Vの走行操作、停車操作、又は、運転制御に関する機能を担う負荷を含む。緊急時重要負荷22は、車両Vの走行中において緊急時に対応するための機能を担う負荷を含む。具体的には、緊急時重要負荷22は、車両Vの走行に関するミニマル・リスク・マヌーバー(MRM:Minimal Risk Maneuver)の実行に関する機能を担う負荷を含む。例えば、MRMは、駆動源の駆動力が喪失した場合でも車両Vを安全に道路の路肩に移動させて停車させるための必要最低限の走行操作、停車操作、運転制御の少なくともいずれかに該当する操作または制御を含む。 In this embodiment, the important emergency load 22 is a functional unit that performs functions related to the driving of the vehicle V, and includes, for example, a load that performs functions related to driving operations, stopping operations, or driving control of the vehicle V. The important emergency load 22 includes a load that performs functions to respond to an emergency while the vehicle V is driving. Specifically, the important emergency load 22 includes a load that performs functions related to the execution of a minimal risk maneuver (MRM) related to the driving of the vehicle V. For example, MRM includes operations or controls that correspond to at least one of the minimum driving operations, stopping operations, and driving controls required to safely move the vehicle V to the shoulder of the road and stop it even if the driving force of the drive source is lost.

緊急時重要負荷22は、車両Vの運転制御を実行可能な前述のECU50の一部または全部を含んでもよい。緊急時重要負荷22は、車両Vが搭載する制御ユニットであって、ECU50とは異なる不図示の制御ユニットを含んでもよい。 The emergency important load 22 may include part or all of the aforementioned ECU 50, which is capable of executing driving control of the vehicle V. The emergency important load 22 may be a control unit mounted on the vehicle V and may include a control unit (not shown) different from the ECU 50.

緊急時重要負荷22に含まれる負荷の一部は、主電源系統10の通常負荷12に含まれる負荷と重複していてもよい。すなわち、通常負荷12の一部が緊急時重要負荷22にもなっていてもよく、この負荷は主電源系統10及びバックアップ電源系統20の両方に属することになる。この構成によれば、緊急時重要負荷22を冗長化することができる。換言すると、主電源系統10の通常負荷12と重複する緊急時重要負荷22は、主電源系統10に供給される電力によって動作可能であり、バックアップ電源系統20に供給される電力によっても動作可能である。このため、主電源系統10の通常負荷12と重複する緊急時重要負荷22は、主電源系統10の異常が発生しても動作可能であり、バックアップ電源系統20に異常が発生しても動作を実行できる。 Some of the loads included in the emergency important loads 22 may overlap with the loads included in the normal loads 12 of the main power supply system 10. That is, some of the normal loads 12 may also be emergency important loads 22, and these loads will belong to both the main power supply system 10 and the backup power supply system 20. This configuration allows the emergency important loads 22 to be made redundant. In other words, the emergency important loads 22 that overlap with the normal loads 12 of the main power supply system 10 can operate using power supplied to the main power supply system 10 and can also operate using power supplied to the backup power supply system 20. Therefore, the emergency important loads 22 that overlap with the normal loads 12 of the main power supply system 10 can operate even if an abnormality occurs in the main power supply system 10, and can also operate even if an abnormality occurs in the backup power supply system 20.

[1-4.高圧電源系統の構成]
高圧電源系統30は、高圧電源31と、高圧負荷32と、を有する。
[1-4. Configuration of high-voltage power supply system]
The high-voltage power supply system 30 includes a high-voltage power supply 31 and a high-voltage load 32 .

高圧電源31は、メイン低圧電源11及びバックアップ低圧電源23よりも高電圧の電力を供給する電源である。高圧電源31は、接続線L31に接続している。接続線L31の一端部はグランドラインに接続しており、高圧電源31は、負極側が接続線L31のグランドライン側に接続される。 The high-voltage power supply 31 is a power supply that supplies power at a higher voltage than the main low-voltage power supply 11 and the backup low-voltage power supply 23. The high-voltage power supply 31 is connected to a connection line L31. One end of the connection line L31 is connected to a ground line, and the negative side of the high-voltage power supply 31 is connected to the ground line side of the connection line L31.

高圧負荷32は、通常負荷12及び緊急時重要負荷22よりも高い電圧で動作する電力負荷であり、高圧電源31から供給される電力により動作する。本実施形態では、高圧負荷32は、車両Vを駆動する駆動ユニット321と、車両Vの車室内の空気調和を行う空調装置322(図中、A/C)と、を含む。 The high-voltage load 32 is an electric power load that operates at a higher voltage than the normal load 12 and the important emergency load 22, and is powered by electric power supplied from the high-voltage power supply 31. In this embodiment, the high-voltage load 32 includes a drive unit 321 that drives the vehicle V, and an air conditioning device 322 (A/C in the figure) that conditions the air inside the passenger compartment of the vehicle V.

駆動ユニット321は、回転電機MGと、回転電機MGを制御するパワー制御ユニットPCUと、を備える。パワー制御ユニットPCUは、不図示のDC/DCコンバータ、及び、不図示のインバータ等を備える。 The drive unit 321 includes a rotating electric machine MG and a power control unit PCU that controls the rotating electric machine MG. The power control unit PCU includes a DC/DC converter (not shown) and an inverter (not shown), etc.

駆動ユニット321は、接続線L31の他端部に接続されている。駆動ユニット321は、高圧電源31から供給される直流の電力を、パワー制御ユニットPCUによって三相交流の電力に変換して、回転電機MGに供給する。これにより、回転電機MGは、高圧電源31の電力によって車両Vを駆動する動力を発生させる。 The drive unit 321 is connected to the other end of the connection line L31. The drive unit 321 converts the DC power supplied from the high-voltage power supply 31 into three-phase AC power using the power control unit PCU and supplies it to the rotating electric machine MG. As a result, the rotating electric machine MG generates power to drive the vehicle V using the power from the high-voltage power supply 31.

空調装置322は、接続線L31の高圧電源31と駆動ユニット321との間に形成された接点C31で接続線L31に接続する接続線L32に接続されている。空調装置322は、高圧電源31の電力によって動作する。 The air conditioning unit 322 is connected to a connection line L32, which connects to the connection line L31 at a contact C31 formed between the high-voltage power supply 31 and the drive unit 321 of the connection line L31. The air conditioning unit 322 operates using power from the high-voltage power supply 31.

降圧装置40は、接続線L40に設けられている。接続線L40の一端部は接点C32に接続し、他端部が接点C12に接続している。接点C32は、接続線L31の高圧電源31と接点C31との間に形成された接点である。接点C12は、接続線L10の接点C11と、接続線L10の他端部との間に形成された接点である。ここで、接続線L10の他端部とは、バックアップ電源系統20の第1外部接続端子T211に相当する。 The step-down device 40 is provided on the connection line L40. One end of the connection line L40 is connected to contact C32, and the other end is connected to contact C12. Contact C32 is a contact formed between the high-voltage power supply 31 and contact C31 of the connection line L31. Contact C12 is a contact formed between contact C11 of the connection line L10 and the other end of the connection line L10. Here, the other end of the connection line L10 corresponds to the first external connection terminal T211 of the backup power supply system 20.

このように、高圧電源系統30は、降圧装置40を介して、主電源系統10及びバックアップ電源系統20と接続している。 In this way, the high-voltage power supply system 30 is connected to the main power supply system 10 and the backup power supply system 20 via the step-down device 40.

降圧装置40は、高圧電源系統30を流れる電力を降圧する。降圧装置40は、例えば、DC/DCコンバータである。降圧装置40は、高圧電源系統30が出力する電圧を降圧させて、主電源系統10及びバックアップ電源系統20に供給する。 The step-down device 40 reduces the voltage of the power flowing through the high-voltage power supply system 30. The step-down device 40 is, for example, a DC/DC converter. The step-down device 40 reduces the voltage output by the high-voltage power supply system 30 and supplies it to the main power supply system 10 and the backup power supply system 20.

降圧装置40は、接続状態と遮断状態とを切り替え可能である。降圧装置40が接続状態のとき、高圧電源系統30は、接続線L40及び降圧装置40を介して、主電源系統10及びバックアップ電源系統20に接続される。降圧装置40が遮断状態のとき、高圧電源系統30は、主電源系統10及びバックアップ電源系統20と遮断される。 The step-down device 40 can be switched between a connected state and a disconnected state. When the step-down device 40 is in a connected state, the high-voltage power supply system 30 is connected to the main power supply system 10 and the backup power supply system 20 via the connection line L40 and the step-down device 40. When the step-down device 40 is in a disconnected state, the high-voltage power supply system 30 is disconnected from the main power supply system 10 and the backup power supply system 20.

高圧電源31は、車両Vが搭載する発電装置であってもよいし、車両Vが搭載する電池であってもよい。電池としては、例えば、充電および放電が可能な二次電池が挙げられる。具体的には、リチウムイオンバッテリ、リチウムポリマーバッテリ、リン酸鉄リチウムバッテリ、金属水素化物バッテリ、或いはその他のバッテリを高圧電源31として用いることができる。この場合、高圧電源31は、例えば、200[V]の直流電流を出力する。 The high-voltage power supply 31 may be a power generation device mounted on the vehicle V, or a battery mounted on the vehicle V. Examples of batteries include secondary batteries that can be charged and discharged. Specifically, a lithium-ion battery, lithium polymer battery, lithium iron phosphate battery, metal hydride battery, or other battery can be used as the high-voltage power supply 31. In this case, the high-voltage power supply 31 outputs a direct current of, for example, 200 V.

高圧電源31が二次電池を備える場合、高圧電源31は、二次電池に電力を供給する発電装置を含んでもよい。また、高圧電源31が発電装置のみにより構成されてもよい。発電装置としては、例えば、回転電機MGを用いてもよい。例えば、車両Vの制動時に回転電機MGを回生ブレーキとして機能させ、回転電機MGで発電される回生電力を高圧電源31として利用できる。また、車両Vが内燃機関を有する車両である場合、車両Vは、内燃機関の動力により駆動されるジェネレータを備える。このジェネレータを高圧電源31として利用してもよい。ジェネレータは、発電した交流電流を不図示の昇圧回路や整流回路を介して出力する。また、ジェネレータが出力する交流電流が、直接または不図示の昇圧回路や整流回路を介して、降圧装置40に供給される構成であってもよい。 When the high-voltage power supply 31 includes a secondary battery, the high-voltage power supply 31 may also include a power generation device that supplies power to the secondary battery. Alternatively, the high-voltage power supply 31 may consist solely of a power generation device. For example, a rotating electric machine MG may be used as the power generation device. For example, when braking the vehicle V, the rotating electric machine MG may function as a regenerative brake, and the regenerative power generated by the rotating electric machine MG may be used as the high-voltage power supply 31. Furthermore, when the vehicle V has an internal combustion engine, the vehicle V includes a generator driven by the power of the internal combustion engine. This generator may be used as the high-voltage power supply 31. The generator outputs the generated AC current via a boost circuit or rectifier circuit (not shown). Alternatively, the AC current output by the generator may be supplied to the step-down device 40 directly or via a boost circuit or rectifier circuit (not shown).

高圧電源31及び降圧装置40は、高圧電源部36を構成する。高圧電源部36は、バックアップ電源系統20の定格電圧よりも高い電圧を出力可能である。また、高圧電源部36は、メイン低圧電源11の定格電圧よりも高い電圧を出力可能であってもよい。
高圧電源部36は、例えば、二次電池で構成される高圧電源31と降圧装置40により構成される。高圧電源31が内燃機関により駆動されるジェネレータで構成される場合、ジェネレータに接続される不図示の昇圧回路や整流回路を、降圧装置40を代替する構成部としてもよい。すなわち、高圧電源部36が、ジェネレータ及びその周辺回路で構成されてもよい。
The high-voltage power supply 31 and the step-down device 40 constitute a high-voltage power supply unit 36. The high-voltage power supply unit 36 is capable of outputting a voltage higher than the rated voltage of the backup power supply system 20. The high-voltage power supply unit 36 may also be capable of outputting a voltage higher than the rated voltage of the main low-voltage power supply 11.
The high-voltage power supply unit 36 is configured by a high-voltage power supply 31 formed, for example, from a secondary battery, and a step-down device 40. When the high-voltage power supply 31 is configured by a generator driven by an internal combustion engine, a boost circuit or a rectifier circuit (not shown) connected to the generator may be used as a component replacing the step-down device 40. In other words, the high-voltage power supply unit 36 may be configured by the generator and its peripheral circuits.

高圧電源部36は、少なくとも、通常動作モード、及び、高電圧モードを実行可能であり、例えば、ECU50の制御に従って通常動作モードと高電圧モードとを切り替える。通常動作モードは、通常負荷12及び緊急時重要負荷22への電力供給を目的とする動作モードである。通常動作モードにおける高圧電源部36の出力電圧は、通常負荷12及び緊急時重要負荷22の定格入力電圧の範囲に含まれる電圧である。例えば、メイン低圧電源11及びバックアップ低圧電源23の定格出力電圧が12[V]である車両Vにおいて、高圧電源部36は、通常動作モードにおいて12[V]~15[V]の範囲の電圧を出力する。 The high-voltage power supply unit 36 is capable of operating in at least a normal operation mode and a high-voltage mode, and switches between the normal operation mode and the high-voltage mode, for example, under the control of the ECU 50. The normal operation mode is an operation mode intended to supply power to the normal load 12 and the emergency important load 22. The output voltage of the high-voltage power supply unit 36 in the normal operation mode is a voltage within the range of the rated input voltage of the normal load 12 and the emergency important load 22. For example, in a vehicle V in which the rated output voltage of the main low-voltage power supply 11 and the backup low-voltage power supply 23 is 12 V, the high-voltage power supply unit 36 outputs a voltage in the range of 12 V to 15 V in the normal operation mode.

高電圧モードは、高圧電源部36が供給する電力によりバックアップ低圧電源23を充電することを目的とする動作モードである。高電圧モードにおける高圧電源部36の出力電圧は、バックアップ低圧電源23に対する充電が可能であり、好ましくは、バックアップ低圧電源23の高圧充電が可能な電圧である。 The high-voltage mode is an operating mode intended to charge the backup low-voltage power supply 23 with power supplied by the high-voltage power supply unit 36. The output voltage of the high-voltage power supply unit 36 in high-voltage mode is capable of charging the backup low-voltage power supply 23, and is preferably a voltage that allows high-voltage charging of the backup low-voltage power supply 23.

通常動作モードにおいても、高圧電源部36の出力電圧がバックアップ低圧電源23の出力電圧よりも高い場合、高圧電源部36の電力によりバックアップ低圧電源23が充電される。高圧充電とは、通常動作モードにおいてバックアップ低圧電源23が充電される場合に比べて短時間で、バックアップ低圧電源23の充電状態を上昇させる動作をいう。つまり、高圧充電は高圧電源部36が高電圧モードで動作することにより、バックアップ低圧電源23を速やかに充電する動作をいう。高電圧モードで、高圧電源部36は、例えば、通常動作モードの2倍、3倍、或いはそれを超える電圧を出力する。
また、高圧電源部36が出力する電力によってバックアップ低圧電源23が充電される場合、同時にメイン低圧電源11が充電されてもよい。
Even in the normal operation mode, if the output voltage of the high-voltage power supply unit 36 is higher than the output voltage of the backup low-voltage power supply 23, the backup low-voltage power supply 23 is charged by the power of the high-voltage power supply unit 36. High-voltage charging refers to an operation that increases the state of charge of the backup low-voltage power supply 23 in a shorter time than when the backup low-voltage power supply 23 is charged in the normal operation mode. In other words, high-voltage charging refers to an operation in which the high-voltage power supply unit 36 operates in the high-voltage mode to quickly charge the backup low-voltage power supply 23. In the high-voltage mode, the high-voltage power supply unit 36 outputs a voltage that is, for example, two or three times or more than that in the normal operation mode.
Furthermore, when the backup low-voltage power supply 23 is charged by the power output from the high-voltage power supply unit 36, the main low-voltage power supply 11 may be charged at the same time.

車両電源システム1は、ECU50を備える。ECU50は、上述したように複数のECUを含んでもよいし、単一のデバイスであってもよい。ECU50は、車両制御装置の一例に対応する。 The vehicle power supply system 1 includes an ECU 50. As described above, the ECU 50 may include multiple ECUs, or may be a single device. The ECU 50 corresponds to an example of a vehicle control device.

ECU50は、通常負荷12、緊急時重要負荷22、バックアップ電源制御装置25、及び、高圧負荷32に信号線により接続される。ECU50が接続される機器は上記の各部に制限されない。ECU50は、車両Vが搭載する各機器のうち図1に示されていない機器に接続されてもよい。 The ECU 50 is connected by signal lines to the normal load 12, the emergency important load 22, the backup power supply control device 25, and the high-voltage load 32. The devices to which the ECU 50 is connected are not limited to those listed above. The ECU 50 may also be connected to devices installed in the vehicle V that are not shown in FIG. 1.

ECU50は、例えば、CPU等のプロセッサを備え、プロセッサによってプログラムを実行することにより、ソフトウェアとハードウェアとの協働により車両電源システム1の各部を制御する。この場合、ECU50は、プログラムやデータを記憶する記憶部を備えてもよく、記憶部は、例えばROMである。また、ECU50は、プログラムされたハードウェアにより構成されてもよい。 The ECU 50 includes a processor such as a CPU, and controls each part of the vehicle power supply system 1 through collaboration between software and hardware by executing a program using the processor. In this case, the ECU 50 may also include a memory unit, such as a ROM, that stores programs and data. The memory unit may also be configured as programmed hardware.

ECU50には、操作部55が接続される。操作部55は、車両Vのユーザにより操作されるスイッチ等を含む。例えば、操作部55は、ユーザが車両Vの起動および停止を指示するために操作するSSSW(Start Stop SWitch)56を含む。また、操作部55は、ユーザが車両Vの自律運転の実行を指示するスイッチ等を含む。操作部55は、不図示のリモコン装置と無線接続し、リモコン装置による操作を検出する無線通信装置であってもよい。ここで、車両Vのユーザとは、例えば車両Vの運転者であるが、運転者以外の人であって車両Vを使用する人を含んでもよい。 An operation unit 55 is connected to the ECU 50. The operation unit 55 includes switches and the like operated by the user of the vehicle V. For example, the operation unit 55 includes a start/stop switch (SSSW) 56 that the user operates to instruct the vehicle V to start and stop. The operation unit 55 also includes switches and the like that the user uses to instruct the vehicle V to perform autonomous driving. The operation unit 55 may be a wireless communication device that is wirelessly connected to a remote control device (not shown) and detects operations performed by the remote control device. Here, the user of the vehicle V is, for example, the driver of the vehicle V, but may also include someone other than the driver who uses the vehicle V.

車両Vの停止状態において、車両電源システム1はオフ状態となる。車両電源システム1のオフ状態では、高圧電源31から供給される電力によって、ECU50が動作可能な状態を維持する。この状態は、いわゆるスリープ状態あるいは低消費電力状態と呼ばれる状態であってもよい。スリープ状態あるいは低消費電力状態で、ECU50は、例えば、ECU50の一部のコンポーネントへの電力供給が停止した状態であってもよい。また、スリープ状態あるいは低消費電力状態において、ECU50の動作クロック数や、ECU50が操作部55の状態あるいは各種センサーの状態を検出するサンプリング周波数が、車両Vの動作中よりも長い周期に設定されてもよい。 When the vehicle V is stopped, the vehicle power supply system 1 is in an off state. When the vehicle power supply system 1 is in an off state, the ECU 50 remains operable using power supplied from the high-voltage power supply 31. This state may be what is known as a sleep state or a low-power consumption state. In the sleep state or low-power consumption state, the ECU 50 may be in a state in which, for example, power supply to some of the ECU 50's components is stopped. Furthermore, in the sleep state or low-power consumption state, the operating clock rate of the ECU 50 and the sampling frequency at which the ECU 50 detects the state of the operation unit 55 or the states of various sensors may be set to a longer cycle than when the vehicle V is operating.

車両電源システム1のオフ状態では、通常負荷12及び緊急時重要負荷22に、電力が供給される。これは、車両電源システム1のオフ状態で緊急時重要負荷22や通常負荷12を動作させるためである。例えば、緊急時重要負荷22に含まれるセンサー、或いは、緊急時重要負荷22に接続されるセンサーの検出値を、ECU50により監視する場合が挙げられる。また、例えば、緊急時重要負荷22に含まれるカメラによって駐車中の車両Vの周囲を監視する機能を実行する場合が挙げられる。このような場合、緊急時重要負荷22を動作させるため、高圧電源部36から緊急時重要負荷22に電力が供給される。通常負荷12にも同様に、高圧電源部36から電力が供給される。これらの電力は、いわゆる暗電流と呼ばれる。上述のように第3スイッチSW3はノーマリークローズ型であるため、バックアップ電源制御装置25が停止している状態であっても、第3スイッチSW3を介して、緊急時重要負荷22へ主電源系統10から電力を供給できる。 When the vehicle power supply system 1 is in the off state, power is supplied to the normal load 12 and the emergency important load 22. This is to operate the emergency important load 22 and the normal load 12 while the vehicle power supply system 1 is in the off state. For example, the ECU 50 may monitor the detection values of a sensor included in the emergency important load 22 or a sensor connected to the emergency important load 22. Another example is a case where a camera included in the emergency important load 22 performs a function of monitoring the surroundings of a parked vehicle V. In such cases, to operate the emergency important load 22, power is supplied from the high-voltage power supply unit 36 to the emergency important load 22. Power is also supplied from the high-voltage power supply unit 36 to the normal load 12. This power is referred to as dark current. As described above, because the third switch SW3 is normally closed, power can be supplied from the main power supply system 10 to the emergency important load 22 via the third switch SW3 even when the backup power supply control device 25 is stopped.

車両電源システム1において、車両Vの起動状態では、高圧電源31から主電源系統10の各部へ電力が供給される。さらに、主電源系統10及び緊急時重要負荷22に対して、高圧電源部36から電力が供給される。車両Vの停止状態では、上述のように高圧電源部36から暗電流が緊急時重要負荷22へ流れる。 In the vehicle power supply system 1, when the vehicle V is in a startup state, power is supplied from the high-voltage power supply 31 to each component of the main power supply system 10. Furthermore, power is supplied from the high-voltage power supply unit 36 to the main power supply system 10 and the emergency important load 22. When the vehicle V is in a stopped state, as described above, a dark current flows from the high-voltage power supply unit 36 to the emergency important load 22.

ところで、主電源系統10において短絡や地絡が発生した場合、車両電源システム1の保護のため、高圧電源部36から緊急時重要負荷22への電力供給が停止することがある。例えば、車両電源システム1を構成する回路には複数の箇所に不図示のヒューズが設けられる。地絡や短絡が発生すると、接続線L31、L32、L40等に設けられるヒューズが切れ、高圧電源部36から緊急時重要負荷22への電力供給が停止する。また、保護機能により降圧装置40が出力を遮断されることもあり得る。 If a short circuit or ground fault occurs in the main power supply system 10, the power supply from the high-voltage power supply unit 36 to the emergency important load 22 may be stopped to protect the vehicle power supply system 1. For example, fuses (not shown) are provided at multiple locations in the circuits that make up the vehicle power supply system 1. If a ground fault or short circuit occurs, the fuses provided in the connection lines L31, L32, L40, etc. will blow, stopping the power supply from the high-voltage power supply unit 36 to the emergency important load 22. The protection function may also shut off the output of the step-down device 40.

このような場合であっても緊急時重要負荷22に対する電力供給が途絶しないように、車両電源システム1は、バックアップ低圧電源23から緊急時重要負荷22への電力供給を行うことができる。この機能は、車両Vの自律運転を実行中におけるミニマル・リスク・マヌーバーを実現する。具体的には、第2スイッチSW2がオンに切り替わることにより、バックアップ低圧電源23が接続線L212に接続され、バックアップ低圧電源23から緊急時重要負荷22への電力供給が開始される。或いは、車両Vの起動中に緊急時重要負荷22が動作している間は、バックアップ電源制御装置25によって第2スイッチSW2が状態になっており、降圧装置40からバックアップ電源系統20への電力供給が途絶する事態に備える構成であってもよい。この場合、第2スイッチSW2から降圧装置40に向かう方向に電流が流れないように、降圧装置40の出力電圧に対応して第2スイッチSW2の出力電圧が調整されていればよい。 Even in such a case, the vehicle power supply system 1 can supply power from the backup low-voltage power supply 23 to the emergency important load 22 so that the power supply to the emergency important load 22 is not interrupted. This function realizes minimal-risk maneuvers while the vehicle V is autonomously driving. Specifically, by switching the second switch SW2 on, the backup low-voltage power supply 23 is connected to the connection line L212, and power supply from the backup low-voltage power supply 23 to the emergency important load 22 begins. Alternatively, while the emergency important load 22 is operating during startup of the vehicle V, the backup power supply control device 25 may keep the second switch SW2 in the OFF state to prepare for a situation in which the power supply from the step-down device 40 to the backup power supply system 20 is interrupted. In this case, the output voltage of the second switch SW2 may be adjusted in accordance with the output voltage of the step-down device 40 so that current does not flow from the second switch SW2 toward the step-down device 40.

ECU50は、ミニマル・リスク・マヌーバーを実現するため、バックアップ低圧電源23による緊急時重要負荷22への電力供給が可能であることを、車両Vが自律運転を実行するための条件とする。 In order to achieve minimal-risk maneuvers, the ECU 50 sets the condition for the vehicle V to perform autonomous driving as being that the backup low-voltage power supply 23 is able to supply power to the emergency critical load 22.

車両Vが自律運転を実行している動作状態を、自律運転モードと呼ぶ。自律運転モードにおいて、車両Vは、自律運転モードにおいて、少なくとも運転者による操舵操作を免除して走行する。すなわち、自律運転モードでは、自律運転制御部220は、少なくとも車線維持制御部221及びステアリング制御部222を利用してユーザによる操舵を必要とせず車両Vを走行させる。自律運転モードにおいて、自律運転制御部220は、部分的な自律運転を実行する。部分的な自律運転とは、自律運転制御部220が有する自律運転に関する機能のうち一部を実行することであり、例えば、車線維持制御部221及びステアリング制御部222による操舵を行う一方、ブレーキ制御部223及び走行制御部224による自律運転機能を実行することを含んでもよいし、含まなくてもよい。 The operating state in which vehicle V is performing autonomous driving is called autonomous driving mode. In autonomous driving mode, vehicle V drives without requiring at least steering operation by the driver. That is, in autonomous driving mode, autonomous driving control unit 220 drives vehicle V without requiring steering by the user, using at least lane keeping control unit 221 and steering control unit 222. In autonomous driving mode, autonomous driving control unit 220 performs partial autonomous driving. Partial autonomous driving means executing some of the autonomous driving-related functions possessed by autonomous driving control unit 220. For example, this may or may not include steering by lane keeping control unit 221 and steering control unit 222, while executing autonomous driving functions by brake control unit 223 and driving control unit 224.

ECU50は、操作部55の操作、或いは、予め設定された車両Vの動作状態をトリガーとして、車両Vの自律運転を実行する。つまり、車両Vの自律運転モードを開始させる。この場合、ECU50は、自律運転制御部220を制御して、自律運転を開始させる。また、ECU50は、車両Vが自律運転を実行中に、操作部55の操作、或いは、予め設定された車両Vの動作状態をトリガーとして、車両Vの自律運転を停止する。この場合、ECU50は、自律運転制御部220を制御して、自律運転モードを終了して自律運転を停止させ、通常走行モードに移行する。通常走行モードは車両Vの走行のためにユーザによる操舵を必要とする動作モードである。 The ECU 50 executes autonomous driving of the vehicle V when triggered by operation of the operation unit 55 or a preset operating state of the vehicle V. That is, it initiates the autonomous driving mode of the vehicle V. In this case, the ECU 50 controls the autonomous driving control unit 220 to start autonomous driving. Furthermore, while the vehicle V is performing autonomous driving, the ECU 50 stops the autonomous driving of the vehicle V when triggered by operation of the operation unit 55 or a preset operating state of the vehicle V. In this case, the ECU 50 controls the autonomous driving control unit 220 to end the autonomous driving mode, stop autonomous driving, and transition to normal driving mode. The normal driving mode is an operating mode that requires steering by the user to drive the vehicle V.

ECU50は、バックアップ電源制御装置25により、バックアップ低圧電源23の供給可能電力を推定させる。この場合、バックアップ電源制御装置25は、供給可能電力を推定し、推定値の出力、または、推定値に基づく信号の出力を行う。 The ECU 50 causes the backup power supply control device 25 to estimate the available power supply of the backup low-voltage power supply 23. In this case, the backup power supply control device 25 estimates the available power supply and outputs the estimated value or a signal based on the estimated value.

バックアップ電源制御装置25が信号出力を行うとは、バックアップ電源制御装置25が、車両Vの自律運転を許可することを示す信号、車両Vの自律運転の継続を許可することを示す信号、及び、車両Vの自律運転を禁止することを示す信号を出力することをいう。これらの信号の出力は、ECU50または他の制御装置が推定値に基づいて実行してもよいが、本実施形態ではバックアップ電源制御装置25が実行する例を説明する。 When the backup power supply control device 25 outputs a signal, it means that the backup power supply control device 25 outputs a signal indicating that autonomous driving of the vehicle V is permitted, a signal indicating that continuation of autonomous driving of the vehicle V is permitted, and a signal indicating that autonomous driving of the vehicle V is prohibited. These signals may be output by the ECU 50 or another control device based on estimated values, but this embodiment describes an example in which the backup power supply control device 25 outputs them.

バックアップ電源制御装置25は、ECU50が車両Vの自律運転を開始する際に、推定処理を実行し、バックアップ低圧電源23の供給可能電力が、ミニマル・リスク・マヌーバーの実現のために十分であるか否かを判定する。この判定において、バックアップ電源制御装置25は、後述する各種の閾値を参照する。これらの閾値は、予めECU50またはバックアップ電源制御装置25が保持または記憶している。 When the ECU 50 starts autonomous driving of the vehicle V, the backup power supply control device 25 performs estimation processing to determine whether the power that can be supplied from the backup low-voltage power supply 23 is sufficient to achieve a minimal-risk maneuver. In making this determination, the backup power supply control device 25 references various thresholds, which will be described later. These thresholds are held or stored in advance by the ECU 50 or the backup power supply control device 25.

バックアップ電源制御装置25は、バックアップ低圧電源23の供給可能電力が十分でないと判定した場合に、車両Vの自律運転を禁止することを示す信号を出力する。この信号は、例えば、禁止信号と呼ぶことができる。ECU50は、バックアップ電源制御装置25から禁止信号が入力された場合、自律運転を開始しない。また、ECU50は、車両Vの自律運転を実行中にバックアップ電源制御装置25から禁止信号が入力された場合、自律運転を終了する。 If the backup power supply control device 25 determines that the backup low-voltage power supply 23 does not have sufficient power to supply, it outputs a signal indicating that autonomous driving of the vehicle V is to be prohibited. This signal may be called, for example, a prohibition signal. If the prohibition signal is input from the backup power supply control device 25, the ECU 50 does not start autonomous driving. Furthermore, if the prohibition signal is input from the backup power supply control device 25 while autonomous driving of the vehicle V is being performed, the ECU 50 terminates autonomous driving.

バックアップ電源制御装置25は、バックアップ低圧電源23の供給可能電力が十分であると判定した場合や、供給可能電力が十分ではないが充電により回復可能な場合に、車両Vの自律運転を許可することを示す信号、または、車両Vの自律運転の継続を許可することを示す信号を出力する。これらの信号は、例えば、許可信号と呼ぶことができる。 When the backup power supply control device 25 determines that the backup low-voltage power supply 23 has sufficient power to supply, or when the power supply is insufficient but can be restored by charging, it outputs a signal indicating that autonomous driving of the vehicle V is permitted, or a signal indicating that continuation of autonomous driving of the vehicle V is permitted. These signals can be referred to as, for example, permission signals.

ECU50は、車両Vの自律運転を開始する場合、バックアップ電源制御装置25から許可信号が入力されたことを条件として、車両Vの自律運転を開始する。また、ECU50は、車両Vの自律運転を実行中にバックアップ電源制御装置25から許可信号が入力された場合、自律運転を継続する。ECU50は、車両Vの自律運転を実行中に所定時間毎にバックアップ電源制御装置25から許可信号が入力されるか否かを判定し、許可信号が入力されない状態が所定時間以上継続した場合に、自律運転を終了する。 When autonomous driving of vehicle V is initiated, ECU 50 initiates autonomous driving of vehicle V on the condition that an authorization signal has been input from backup power supply control device 25. Furthermore, if an authorization signal is input from backup power supply control device 25 while autonomous driving of vehicle V is being performed, ECU 50 continues autonomous driving. While autonomous driving of vehicle V is being performed, ECU 50 determines whether an authorization signal has been input from backup power supply control device 25 at predetermined time intervals, and terminates autonomous driving if the state in which an authorization signal has not been input continues for a predetermined time or longer.

[1-5.緊急時重要負荷の構成]
図2は、緊急時重要負荷22の構成例を示すブロック図である。
図2には、緊急時重要負荷22に含まれる機能部として、自律運転制御部220を例示する。自律運転制御部220は、例えば、車線維持制御部221、ステアリング制御部222、ブレーキ制御部223、及び、走行制御部224を含む。自律運転制御部220を構成する各機能部は、複数のECUにより構成されてもよいし、図2に示した複数の機能部が1つのECUで構成されてもよく、自律運転制御部220が1つのECUであってもよい。また、自律運転制御部220は、ECUとは異なる、制御機能を有するデバイスで構成されてもよく、コンピューターがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。
[1-5. Configuration of important loads in emergencies]
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the emergency important load 22. As shown in FIG.
2 illustrates an autonomous driving control unit 220 as an example of a functional unit included in the emergency important load 22. The autonomous driving control unit 220 includes, for example, a lane keeping control unit 221, a steering control unit 222, a brake control unit 223, and a driving control unit 224. Each functional unit constituting the autonomous driving control unit 220 may be configured with multiple ECUs, or the multiple functional units shown in FIG. 2 may be configured with a single ECU, and the autonomous driving control unit 220 may be a single ECU. Furthermore, the autonomous driving control unit 220 may be configured with a device having a control function different from an ECU, or may be realized by a computer executing software.

図2には、緊急時重要負荷22に含まれる機能部の例として、センシングユニット61、電動ステアリングユニット62、ブレーキ駆動装置63、及び、スロットル制御装置64を示す。これらの一部または全部は通常負荷12に含まれてもよい。また、緊急時重要負荷22は、図2に示していない機能部や駆動部を備えてもよい。 Figure 2 shows a sensing unit 61, an electric steering unit 62, a brake drive device 63, and a throttle control device 64 as examples of functional units included in the emergency important load 22. Some or all of these may be included in the normal load 12. In addition, the emergency important load 22 may have functional units and drive units not shown in Figure 2.

センシングユニット61は、車両Vの外部の状況や車両Vの走行状態を検出する1または複数のセンサーを含む。センシングユニット61は、例えば、上述したLiDAR、カメラ、レーダー及び/またはレーザーにより構成される4Dセンサー、加速度センサー、ジャイロセンサー、地磁気センサー、GNSS(Global Navigation Satellite System)ユニット等である。センシングユニット61は複数のセンサーを統合したユニットであってもよいし、センシングユニット61に含まれるセンサーが個別に自律運転制御部220に接続されてもよい。 The sensing unit 61 includes one or more sensors that detect the conditions outside the vehicle V and the driving conditions of the vehicle V. The sensing unit 61 may be, for example, the above-mentioned LiDAR, a camera, a 4D sensor composed of radar and/or laser, an acceleration sensor, a gyro sensor, a geomagnetic sensor, a GNSS (Global Navigation Satellite System) unit, etc. The sensing unit 61 may be a unit that integrates multiple sensors, or the sensors included in the sensing unit 61 may be individually connected to the autonomous driving control unit 220.

センシングユニット61は、車両Vが自律運転を実行している間、自律運転制御部220の制御に従って、車両Vの自律運転を実行するために必要な情報を自律運転制御部220に出力する。センシングユニット61は、車両Vが自律運転を実行していないときには、車両Vのカーナビゲーションシステムが車両Vの位置を表示するための情報等を、自律運転制御部220やECU50に出力する。 While vehicle V is performing autonomous driving, sensing unit 61 outputs information necessary for vehicle V to perform autonomous driving to autonomous driving control unit 220 in accordance with the control of autonomous driving control unit 220. When vehicle V is not performing autonomous driving, sensing unit 61 outputs information, such as information for vehicle V's car navigation system to display the position of vehicle V, to autonomous driving control unit 220 and ECU 50.

電動ステアリングユニット62は、車両Vの操舵装置を制御する。例えば、電動ステアリングユニット62は、不図示のステアリングギヤボックスに連結されたモータを動作させることにより、車両Vの操舵を制御する。 The electric steering unit 62 controls the steering device of the vehicle V. For example, the electric steering unit 62 controls the steering of the vehicle V by operating a motor connected to a steering gearbox (not shown).

電動ステアリングユニット62は、車両Vが自律運転を実行している間、自律運転制御部220の制御に従って、車両Vの操舵装置を駆動する。これにより、ユーザーが操舵操作を行わずに車両Vを走行させることができる。電動ステアリングユニット62は、車両Vが自律運転を実行していないときには、操作部55や不図示のステアリングホイールによるユーザの操作に応じて車両Vの操舵装置を動作させる。 The electric steering unit 62 drives the steering device of the vehicle V in accordance with the control of the autonomous driving control unit 220 while the vehicle V is performing autonomous driving. This allows the vehicle V to travel without the user performing steering operations. When the vehicle V is not performing autonomous driving, the electric steering unit 62 operates the steering device of the vehicle V in response to user operation via the operation unit 55 or a steering wheel (not shown).

ブレーキ駆動装置63は、車両Vの制動装置を制御する。例えば、ブレーキ駆動装置63は、車両Vのブレーキシステムをモータまたは油圧装置により動作させて、車両Vの減速、停止、停止状態の維持を実現する。 The brake drive device 63 controls the braking device of the vehicle V. For example, the brake drive device 63 operates the brake system of the vehicle V using a motor or hydraulic device to decelerate, stop, and maintain the stopped state of the vehicle V.

ブレーキ駆動装置63は、車両Vが自律運転を実行している間、自律運転制御部220の制御に従って、制動装置を制御する。これにより、車両Vは、ユーザがブレーキ操作を行わなくても自動的に減速および停止をする自律運転を実行する。ブレーキ駆動装置63は、車両Vが自律運転を実行していないときには、操作部55や不図示のブレーキペダルによるユーザの操作に応じて車両Vの制動装置を動作させる。 The brake drive device 63 controls the braking device in accordance with the control of the autonomous driving control unit 220 while the vehicle V is performing autonomous driving. This allows the vehicle V to perform autonomous driving, automatically slowing down and stopping the vehicle without the user operating the brakes. When the vehicle V is not performing autonomous driving, the brake drive device 63 operates the braking device of the vehicle V in response to user operation via the operation unit 55 or a brake pedal (not shown).

スロットル制御装置64は、車両Vを走行させる駆動源を制御する。スロットル制御装置64は、内燃機関を搭載する車両Vにおいては内燃機関への燃料供給を制御し、駆動源としてモータを搭載する車両Vにおいては、モータの回転を制御する。 The throttle control device 64 controls the drive source that drives the vehicle V. In vehicles V equipped with an internal combustion engine, the throttle control device 64 controls the supply of fuel to the internal combustion engine, and in vehicles V equipped with a motor as a drive source, the throttle control device 64 controls the rotation of the motor.

スロットル制御装置64は、車両Vが自律運転を実行している間、自律運転制御部220の制御に従って駆動源を制御する。これにより、車両Vは、ユーザがスロットル操作等の加速のための操作を行わなくても自動的に車両Vを加速させる自律運転を実行する。スロットル制御装置64は、車両Vが自律運転を実行していないときには、操作部55や不図示のアクセルペダルによるユーザの操作に応じて車両Vの駆動源を動作させる。 The throttle control device 64 controls the drive source in accordance with the control of the autonomous driving control unit 220 while the vehicle V is performing autonomous driving. As a result, the vehicle V performs autonomous driving that automatically accelerates the vehicle V without the user performing any operation for acceleration, such as throttle operation. When the vehicle V is not performing autonomous driving, the throttle control device 64 operates the drive source of the vehicle V in response to user operation via the operation unit 55 or an accelerator pedal (not shown).

車線維持制御部221及びステアリング制御部222は、車両Vの自律運転機能に含まれる車線維持機能を実現する。例えば、車線維持制御部221は、センシングユニット61により検出された情報に基づいて、車両Vが車線に対して適切な位置で走行する状態を維持するように、車両Vの操舵量および操舵方向を算出する。ステアリング制御部222は、車線維持制御部221が算出した操舵量および操舵方向に基づいて、電動ステアリングユニット62を制御し、車両Vが車線に対して適切な位置で走行する状態を維持するように、車両Vの操舵を行わせる。 The lane keeping control unit 221 and steering control unit 222 implement the lane keeping function included in the autonomous driving function of the vehicle V. For example, the lane keeping control unit 221 calculates the steering amount and steering direction of the vehicle V based on information detected by the sensing unit 61 so that the vehicle V maintains a state in which it is traveling at an appropriate position relative to the lane. The steering control unit 222 controls the electric steering unit 62 based on the steering amount and steering direction calculated by the lane keeping control unit 221, and steers the vehicle V so that the vehicle V maintains a state in which it is traveling at an appropriate position relative to the lane.

ブレーキ制御部223は、ブレーキ駆動装置63を制御することによって、車両Vの自律運転機能に含まれるブレーキ制御機能を実現する。例えば、ブレーキ制御部223は、ブレーキ駆動装置63により、車両Vによる適切な走行速度を維持させる。また、例えば、ブレーキ制御部223は、ブレーキ駆動装置63により、車両Vの進行方向に位置する他の車両や障害物に対して適切な距離を維持させる。また、例えば、ブレーキ制御部223は、ブレーキ駆動装置63により、車両Vの進行方向または車両Vの周囲に存在する人や物体への衝突を回避するための制動を行わせる。また、例えば、ブレーキ制御部223は、ブレーキ駆動装置63により、車両Vの停車中に、車両Vの停止状態を維持させる。 The brake control unit 223 controls the brake drive device 63 to realize the brake control function included in the autonomous driving function of the vehicle V. For example, the brake control unit 223 causes the brake drive device 63 to maintain an appropriate driving speed of the vehicle V. Also, for example, the brake control unit 223 causes the brake drive device 63 to maintain an appropriate distance from other vehicles or obstacles located in the direction of travel of the vehicle V. Also, for example, the brake control unit 223 causes the brake drive device 63 to apply braking to avoid collision with people or objects located in the direction of travel of the vehicle V or around the vehicle V. Also, for example, the brake control unit 223 causes the brake drive device 63 to maintain the stopped state of the vehicle V while the vehicle V is stopped.

走行制御部224は、スロットル制御装置64を制御することによって、車両Vの自律運転機能に含まれる加速制御機能を実現する。例えば、走行制御部224は、スロットル制御装置64により、車両Vによる適切な走行速度を維持させる。 The driving control unit 224 controls the throttle control device 64 to realize the acceleration control function included in the autonomous driving function of the vehicle V. For example, the driving control unit 224 causes the throttle control device 64 to maintain an appropriate driving speed of the vehicle V.

このように、緊急時重要負荷22に含まれる自律運転制御部220は、車両Vの機能部を制御することによって、車両Vの自律運転を実行させる。車両Vの自律運転は、少なくとも、車線維持制御部221及びステアリング制御部222による車線維持の機能を含む。また、車両Vの自律運転は、いわゆる緊急時に、車両Vを、道路上において安全性が高い位置で停車させる制御を含んでもよい。 In this way, the autonomous driving control unit 220 included in the emergency important load 22 controls the functional units of the vehicle V to cause the vehicle V to perform autonomous driving. The autonomous driving of the vehicle V includes at least the lane keeping function performed by the lane keeping control unit 221 and the steering control unit 222. Furthermore, the autonomous driving of the vehicle V may also include control to stop the vehicle V at a safe position on the road in the event of a so-called emergency.

[2.車両電源システムの動作]
車両電源システム1の動作について説明する。
図3及び図4は、車両電源システム1の動作を示すフローチャートである。図3は、車両Vが自律運転を開始する際の動作を示し、図4は車両Vが自律運転を実行中の動作を示す。本実施形態では、上述のようにバックアップ電源制御装置25が図3及び図4の動作を実行する例を説明するが、これらの動作をECU50や、他の制御装置が実行することも制限されない。
2. Vehicle Power Supply System Operation
The operation of the vehicle power supply system 1 will now be described.
3 and 4 are flowcharts showing the operation of the vehicle power supply system 1. Fig. 3 shows the operation when the vehicle V starts autonomous driving, and Fig. 4 shows the operation while the vehicle V is performing autonomous driving. In this embodiment, an example will be described in which the backup power supply control device 25 performs the operations shown in Figs. 3 and 4 as described above, but there is no limitation to the ECU 50 or another control device performing these operations.

バックアップ電源制御装置25は、ECU50が自律運転を開始することのトリガーを検知する(ステップS11)。ステップS11は、例えば、ECU50が自律運転を開始することを通知する信号を、バックアップ電源制御装置25に出力することである。 The backup power supply control device 25 detects a trigger that causes the ECU 50 to start autonomous driving (step S11). Step S11, for example, involves outputting a signal to the backup power supply control device 25 notifying the ECU 50 that it will start autonomous driving.

バックアップ電源制御装置25は、推定処理を実行し、バックアップ低圧電源23が緊急時重要負荷22に供給可能な供給可能電力を推定する(ステップS12)。バックアップ電源制御装置25は、推定処理で得られた推定値を第1閾値と比較し、推定値が第1閾値以下であるか否かを判定する(ステップS13)。 The backup power supply control device 25 performs an estimation process to estimate the available power that the backup low-voltage power supply 23 can supply to the emergency critical load 22 (step S12). The backup power supply control device 25 compares the estimated value obtained in the estimation process with a first threshold value and determines whether the estimated value is equal to or less than the first threshold value (step S13).

推定値が第1閾値以下であると判定した場合(ステップS13;YES)、バックアップ電源制御装置25は、自律運転を禁止することを示す信号、すなわち禁止信号をECU50に出力し(ステップS14)、本処理を終了する。推定値が第1閾値以下でないと判定した場合(ステップS13;NO)、バックアップ電源制御装置25は、自律運転を許可することを示す信号、すなわち許可信号をECU50に出力し(ステップS15)、本処理を終了する。 If it is determined that the estimated value is less than or equal to the first threshold value (step S13; YES), the backup power supply control device 25 outputs a signal indicating that autonomous driving is prohibited, i.e., a prohibition signal, to the ECU 50 (step S14), and terminates this processing. If it is determined that the estimated value is not less than or equal to the first threshold value (step S13; NO), the backup power supply control device 25 outputs a signal indicating that autonomous driving is permitted, i.e., a permission signal, to the ECU 50 (step S15), and terminates this processing.

図3の動作により、バックアップ低圧電源23の供給可能電力が十分である場合に、ECU50は車両Vの自律運転を開始することができる。
なお、バックアップ電源制御装置25は、図3の動作は、車両Vが自律運転モードを実行していないときであって、自律運転モードの開始のトリガーが発生していない場合に、予め設定された周期で図3の動作を実行してもよい。
3, the ECU 50 can start autonomous driving of the vehicle V when the backup low-voltage power supply 23 can supply sufficient power.
In addition, the backup power supply control device 25 may perform the operation of Figure 3 at a predetermined period when the vehicle V is not executing the autonomous driving mode and no trigger for starting the autonomous driving mode has occurred.

図4において、バックアップ電源制御装置25は、車両Vが自律運転を実行中であるか否かを判定する(ステップS21)。車両Vが自律運転を実行中でない場合(ステップS21;NO)、バックアップ電源制御装置25は待機する。 In FIG. 4, the backup power supply control device 25 determines whether the vehicle V is performing autonomous driving (step S21). If the vehicle V is not performing autonomous driving (step S21; NO), the backup power supply control device 25 waits.

車両Vが自律運転を実行中である場合(ステップS21;YES)、バックアップ電源制御装置25は推定処理を実行する(ステップS22)。バックアップ電源制御装置25は、推定処理で得られた推定値を第2閾値と比較し、推定値が第2閾値未満であるか否かを判定する(ステップS23)。 If the vehicle V is performing autonomous driving (step S21; YES), the backup power supply control device 25 performs estimation processing (step S22). The backup power supply control device 25 compares the estimated value obtained in the estimation processing with a second threshold value and determines whether the estimated value is less than the second threshold value (step S23).

推定値が第2閾値未満であると判定した場合(ステップS23;YES)、バックアップ電源制御装置25は、自律運転を禁止することを示す信号、すなわち禁止信号をECU50に出力し(ステップS24)、本処理を終了する。ステップS24でバックアップ電源制御装置25が出力する禁止信号は、自律運転の継続を禁止することを示す信号とである。 If it is determined that the estimated value is less than the second threshold value (step S23; YES), the backup power supply control device 25 outputs a signal indicating that autonomous driving is prohibited, i.e., a prohibition signal, to the ECU 50 (step S24), and ends this processing. The prohibition signal output by the backup power supply control device 25 in step S24 is a signal indicating that continuation of autonomous driving is prohibited.

推定値が第2閾値未満でないと判定した場合(ステップS23;NO)、バックアップ電源制御装置25は、推定値が第3閾値以下であるか否かを判定する(ステップS25)。 If it is determined that the estimated value is not less than the second threshold (step S23; NO), the backup power supply control device 25 determines whether the estimated value is less than or equal to the third threshold (step S25).

推定値が第3閾値以下であると判定した場合(ステップS23;YES)、バックアップ電源制御装置25は、高圧電源部36を高電圧モードで動作させてバックアップ低圧電源23を充電することを指示する信号を出力する(ステップS26)。これにより、ECU50は、高圧電源31及び/または降圧装置40を制御して、高電圧モードで高圧電源部36を動作させる。また、ECU50またはバックアップ電源制御装置25は、第2スイッチSW2をオンにすることによって、バックアップ低圧電源23に高圧電源部36を接続する。これにより、高圧電源部36が出力する高電圧の電力によってバックアップ低圧電源23への高圧充電が行われる。 If it is determined that the estimated value is equal to or less than the third threshold (step S23; YES), the backup power supply control device 25 outputs a signal instructing the high-voltage power supply unit 36 to operate in high-voltage mode to charge the backup low-voltage power supply 23 (step S26). This causes the ECU 50 to control the high-voltage power supply 31 and/or the step-down device 40 to operate the high-voltage power supply unit 36 in high-voltage mode. The ECU 50 or backup power supply control device 25 also turns on the second switch SW2 to connect the high-voltage power supply unit 36 to the backup low-voltage power supply 23. This causes the backup low-voltage power supply 23 to be charged with high-voltage power output by the high-voltage power supply unit 36.

その後、バックアップ電源制御装置25は、車両Vの自律運転を許可することを示す信号をECU50に出力し(ステップS27)、本処理を終了する。ステップS27でバックアップ電源制御装置25が出力する禁止信号は、自律運転の継続を許可することを示す信号である。 The backup power supply control device 25 then outputs a signal to the ECU 50 indicating that autonomous driving of the vehicle V is permitted (step S27), and this processing ends. The prohibition signal output by the backup power supply control device 25 in step S27 is a signal indicating that continuation of autonomous driving is permitted.

推定値が第3閾値以下でないと判定した場合(ステップS23;NO)、バックアップ電源制御装置25は、ステップS27に移行する。 If it is determined that the estimated value is not less than the third threshold value (step S23; NO), the backup power supply control device 25 proceeds to step S27.

図5は、車両電源システム1の動作を示すタイミングチャートである。
図5(a)は車両Vの動作モードを示し、図5(b)は高圧電源部36の動作モードを示し、図5(c)はECU50による高圧電源部36の制御を示す。図5(d)はバックアップ電源系統20の状態を示す。図5(e)はバックアップ電源制御装置25が推定した供給可能電力を示すグラフであり、縦軸が供給可能電力または電力量であり、横軸は時間である。図5(e)には第1閾値TH1、第2閾値TH2、及び、第3閾値TH3を示す。
FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the vehicle power supply system 1.
Figure 5(a) shows the operating modes of vehicle V, Figure 5(b) shows the operating modes of high-voltage power supply unit 36, and Figure 5(c) shows the control of high-voltage power supply unit 36 by ECU 50. Figure 5(d) shows the state of backup power supply system 20. Figure 5(e) is a graph showing the available power supply estimated by backup power supply control device 25, with the vertical axis representing the available power supply or amount of power and the horizontal axis representing time. Figure 5(e) shows a first threshold value TH1, a second threshold value TH2, and a third threshold value TH3.

本実施形態において、第3閾値TH3は第1閾値TH1と同じか、第1閾値TH1より低い値である。第2閾値TH2は、第3閾値TH3よりも低い値である。第1閾値TH1は、車両Vが自律運転モードで自律運転する場合に緊急時重要負荷22を動作させるために必要な電力量に基づき定められた電力量または電力に関する閾値である。 In this embodiment, the third threshold TH3 is the same as or lower than the first threshold TH1. The second threshold TH2 is lower than the third threshold TH3. The first threshold TH1 is a threshold related to the amount of power or electricity determined based on the amount of power required to operate the emergency important load 22 when the vehicle V is operating autonomously in the autonomous driving mode.

時刻T1において、車両Vは通常走行モードで走行している。このとき、バックアップ低圧電源23の供給可能電力は第1閾値TH1よりも低い。このため、バックアップ電源制御装置25は、バックアップ低圧電源23によるバックアップ給電が可能とは判断せず、状態監視を行っている。ECU50は、高圧電源部36に対して高圧充電を指示しており、高圧電源部36は高電圧モードで電力を供給している。 At time T1, vehicle V is traveling in normal traveling mode. At this time, the power that can be supplied by backup low-voltage power supply 23 is lower than first threshold value TH1. Therefore, backup power supply control device 25 does not determine that backup power supply from backup low-voltage power supply 23 is possible, and continues monitoring the status. ECU 50 instructs high-voltage power supply unit 36 to perform high-voltage charging, and high-voltage power supply unit 36 is supplying power in high-voltage mode.

高圧充電が行われるとバックアップ低圧電源23の供給可能電力が回復する。図5の例では時刻T2で供給可能電力が第1閾値TH1を超える。この場合、バックアップ電源制御装置25は、時刻T2においてバックアップ給電が可能と判定する。ECU50は、高圧電源部36に対し低圧充電を指示する。低圧充電とは高圧電源部36が通常動作モードで出力する電力によってバックアップ低圧電源23を充電することである。この指示に従って、高圧電源部36は通常動作モードで電力を供給する。 When high-voltage charging is performed, the power that can be supplied by the backup low-voltage power supply 23 is restored. In the example of Figure 5, the power that can be supplied exceeds the first threshold value TH1 at time T2. In this case, the backup power supply control device 25 determines that backup power supply is possible at time T2. The ECU 50 instructs the high-voltage power supply unit 36 to perform low-voltage charging. Low-voltage charging means charging the backup low-voltage power supply 23 with power output by the high-voltage power supply unit 36 in normal operation mode. In accordance with this instruction, the high-voltage power supply unit 36 supplies power in normal operation mode.

時刻T3で、車両Vの自律運転を開始するトリガーが発生したと仮定する。ここで、バックアップ電源制御装置25は、時刻T3における供給可能電力が第1閾値TH1よりも高いので、自律運転を許可することを示す信号を出力する。ECU50は、バックアップ電源制御装置25が出力する信号に従って、車両Vの自律運転モードを開始する。 Assume that a trigger to start autonomous driving of vehicle V occurs at time T3. Here, the backup power supply control device 25 outputs a signal indicating that autonomous driving is permitted, because the available power supply at time T3 is higher than the first threshold TH1. ECU 50 starts the autonomous driving mode of vehicle V in accordance with the signal output by backup power supply control device 25.

図5の例では、何らかの要因により時刻T3の後にバックアップ低圧電源23の供給可能電力が低下する。この例では、時刻T4において、供給可能電力の推定値が第3閾値TH3より低くなるが、第2閾値TH2よりは高い値となる。この場合、バックアップ電源制御装置25は、時刻T4で、ステップS26の動作により、高電圧モードで充電することを指示する信号を出力する。この信号を受けて、ECU50は、高圧電源部36に対し高圧充電を指示する。この指示のタイミングは、例えば時刻T5である。ECU50の指示に従って高圧電源部36は、高電圧モードを実行する。これにより、バックアップ低圧電源23に対する高圧充電が開始され、車両Vは自律運転モードを継続することができる。 In the example of FIG. 5, the available power supply of the backup low-voltage power supply 23 decreases after time T3 due to some factor. In this example, at time T4, the estimated available power supply becomes lower than the third threshold value TH3 but higher than the second threshold value TH2. In this case, at time T4, the backup power supply control device 25 outputs a signal instructing charging in high-voltage mode by the operation of step S26. In response to this signal, the ECU 50 instructs the high-voltage power supply unit 36 to perform high-voltage charging. This instruction is issued, for example, at time T5. In accordance with the instruction from the ECU 50, the high-voltage power supply unit 36 executes high-voltage mode. This starts high-voltage charging of the backup low-voltage power supply 23, allowing the vehicle V to continue in autonomous driving mode.

[3.他の実施形態]
上記実施形態は本発明を適用した一具体例を示すものであり、発明が適用される形態を限定するものではない。
3. Other Embodiments
The above embodiment shows a specific example to which the present invention is applied, and does not limit the form to which the invention is applied.

例えば、バックアップ電源制御装置25がバックアップ低圧電源23の供給可能電力を推定する方法は、上述した方法に制限されない。例えば、バックアップ低圧電源23に、バックアップ低圧電源23への充放電を管理および制御する電源制御装置が取り付けられている場合、電源制御装置によって供給可能電力を常時、或いは所定時間毎に推定してもよい。この場合、バックアップ電源制御装置25は、バックアップ低圧電源23の電源制御装置から供給可能電力の推定値を取得してもよい。 For example, the method by which the backup power supply control device 25 estimates the available power supply of the backup low-voltage power supply 23 is not limited to the method described above. For example, if the backup low-voltage power supply 23 is equipped with a power supply control device that manages and controls charging and discharging to the backup low-voltage power supply 23, the available power supply may be estimated by the power supply control device continuously or at predetermined time intervals. In this case, the backup power supply control device 25 may obtain an estimated value of the available power supply from the power supply control device of the backup low-voltage power supply 23.

図1の構成は一例であり、例えば、降圧装置40が高圧電源31と一体に構成され、降圧装置40により昇圧または高圧された電力が高圧負荷32に供給される構成であってよい。また、図5に示したタイミングチャートは一動作例に過ぎず、車両電源システム1の動作は適宜に変更可能である。 The configuration shown in Figure 1 is one example; for example, the step-down device 40 may be integrated with the high-voltage power supply 31, and power boosted or increased in voltage by the step-down device 40 may be supplied to the high-voltage load 32. Furthermore, the timing chart shown in Figure 5 is merely one example of operation, and the operation of the vehicle power supply system 1 can be modified as appropriate.

[4.上記実施形態によりサポートされる構成]
上記実施形態は、以下の構成をサポートする。
4. Configurations supported by the above embodiment
The above embodiment supports the following configurations.

(構成1)少なくとも運転者による操舵操作の免除を許可して実行する自律運転モードで、少なくとも部分的に自律運転可能な車両に搭載され、メイン低圧電源及び通常負荷を有する主電源系統と、バックアップ低圧電源及び緊急時重要負荷を有し、前記主電源系統と接続されているバックアップ電源系統と、前記バックアップ電源系統の定格電圧よりも高い電圧を出力可能な高圧電源部と、を備える車両電源システムであって、前記バックアップ電源系統は、前記バックアップ低圧電源の状態を監視し、前記バックアップ低圧電源からの電力の入出力を制御するバックアップ電源制御装置を有し、前記バックアップ電源制御装置は、前記バックアップ低圧電源から前記緊急時重要負荷に供給可能な電力量または電力を示す供給可能電力を推定する推定処理を実行可能であり、前記車両が前記自律運転モードで自律運転していないとき、前記バックアップ電源制御装置は、前記推定処理を実行し、前記推定処理で推定された前記供給可能電力が第1閾値以上である場合には、前記車両が前記自律運転モードで自律運転することを許可することを示す信号を出力し、前記車両が前記自律運転モードで自律運転しているとき、前記バックアップ電源制御装置は、前記推定処理を実行し、前記推定処理で推定された前記供給可能電力が第2閾値未満である場合には、前記車両が前記自律運転モードで自律運転することを禁止することを示す信号を出力し、前記車両が前記自律運転モードで自律運転しているとき、前記バックアップ電源制御装置は、前記推定処理を実行し、前記推定処理で推定された前記供給可能電力が第3閾値以下である場合には、前記車両が前記自律運転モードを継続することを許可し、かつ、前記高圧電源部が発生する電力により前記バックアップ低圧電源を充電することを許可することを示す信号を出力し、前記第1閾値は、前記車両が前記自律運転モードで自律運転する場合に前記緊急時重要負荷を動作させるために必要な電力量に基づき定められた電力量または電力に関する閾値である、車両電源システム。
構成1によれば、バックアップ低圧電源の供給可能電力が低い場合に自律運転モードの実行を回避するとともに、自律運転モードの実行中は、バックアップ低圧電源の供給可能電力が低下した場合であっても充電を行うことで自律運転モードの継続を可能とする。これにより、少なくとも部分的に自律運転可能な車両において、バックアップ低圧電源の供給可能電力が低下した場合であっても自律運転を継続できる。従って、自律運転に関する負荷への電力供給に起因して、自律運転を利用できる機会が減少することを抑制できる。そのため、車両が自律運転を実行可能な機会や時間が増大するので、商品性の向上を図ることができる。
(Configuration 1) A vehicle power supply system is mounted on a vehicle capable of at least partial autonomous driving in an autonomous driving mode that allows at least the driver to be exempt from steering operation, and includes: a main power supply system having a main low-voltage power supply and a normal load; a backup power supply system having a backup low-voltage power supply and an important emergency load and connected to the main power supply system; and a high-voltage power supply unit capable of outputting a voltage higher than a rated voltage of the backup power supply system, wherein the backup power supply system has a backup power supply control device that monitors the state of the backup low-voltage power supply and controls input and output of power from the backup low-voltage power supply, and the backup power supply control device is capable of executing an estimation process to estimate a suppliable power indicating the amount of power or power that can be supplied from the backup low-voltage power supply to the important emergency load, and when the vehicle is not autonomously driving in the autonomous driving mode, the backup power supply control device executes the estimation process, and if the suppliable power estimated by the estimation process is equal to or greater than a first threshold value, when the available power supply estimated by the estimation process is less than a third threshold, the backup power supply control device outputs a signal indicating that the vehicle is permitted to continue in the autonomous driving mode and that the backup low-voltage power supply is permitted to charge with power generated by the high-voltage power supply unit, and the first threshold is a threshold related to an amount of power or power determined based on an amount of power required to operate the emergency important load when the vehicle is autonomously driving in the autonomous driving mode.
According to configuration 1, the autonomous driving mode is avoided when the backup low-voltage power supply's available power is low, and while the autonomous driving mode is being executed, the autonomous driving mode can be continued by charging even if the available power supply of the backup low-voltage power supply decreases. This allows a vehicle that is at least partially capable of autonomous driving to continue autonomous driving even if the available power supply of the backup low-voltage power supply decreases. Therefore, it is possible to prevent a decrease in opportunities to use autonomous driving due to the supply of power to loads related to autonomous driving. This increases the opportunities and time that the vehicle can execute autonomous driving, thereby improving marketability.

(構成2)前記第3閾値は、前記第1閾値以下の電力量または電力を示す値であり、前記第2閾値より大きい電力量または電力を示す値である、構成1に記載の車両電源システム。
構成2によれば、自律運転モードの実行中にバックアップ低圧電源から緊急時重要負荷への電力供給が可能な最低限の状態を維持し、かつ、自律運転に関する負荷への電力供給に起因して自律運転を利用できる機会が減少することを抑制できる。
(Configuration 2) The vehicle power supply system according to configuration 1, wherein the third threshold is a value indicating an amount of electric power or power equal to or less than the first threshold and is a value indicating an amount of electric power or power greater than the second threshold.
According to configuration 2, a minimum state is maintained in which power can be supplied from the backup low-voltage power supply to important loads in an emergency while the autonomous operation mode is being executed, and it is possible to prevent a decrease in opportunities to use autonomous operation due to the supply of power to loads related to autonomous operation.

(構成3)前記高圧電源部は、前記バックアップ電源系統の定格電圧よりも高電圧の電力を出力する高電圧モード、及び、前記高電圧モードよりも低電圧の電力を出力する通常電圧モードと、を実行可能であり、前記バックアップ電源制御装置は、前記推定処理で推定された前記供給可能電力が第3閾値以下である場合には、前記高圧電源部が前記高電圧モードで発生する電力により前記バックアップ低圧電源を充電することを許可することを示す信号を出力する、構成1または構成2に記載の車両電源システム。
構成3によれば、自律運転モードの実行中にバックアップ低圧電源の供給可能電力が低下した場合に、より短時間で供給可能電力を回復させることができる。
(Configuration 3) The vehicle power supply system according to Configuration 1 or 2, wherein the high-voltage power supply unit is capable of operating in a high-voltage mode in which it outputs power at a voltage higher than a rated voltage of the backup power supply system, and a normal voltage mode in which it outputs power at a voltage lower than that in the high-voltage mode, and wherein the backup power supply control device outputs a signal indicating that it is permitted for the high-voltage power supply unit to charge the backup low-voltage power supply with power generated in the high-voltage mode when the available power supply estimated in the estimation process is equal to or less than a third threshold.
According to the third aspect, when the available power supply of the backup low-voltage power supply drops while the autonomous operation mode is being executed, the available power supply can be restored in a shorter time.

1…車両電源システム、10…電源系統、11…メイン低圧電源、12…通常負荷、20…バックアップ電源系統、21…バックアップ電源ユニット、22…緊急時重要負荷、23…バックアップ低圧電源、24…切替装置、25…バックアップ電源制御装置、30…高圧電源系統、31…高圧電源、32…高圧負荷、36…高圧電源部、40…降圧装置、50…ECU、55…操作部、56…SSSW、241…スイッチモジュール、321…駆動ユニット、322…空調装置、CP…キャパシタ、MG…回転電機、PCU…パワー制御ユニット、SW1…第1スイッチ、SW2…第2スイッチ、SW3…第3スイッチ、V…車両。 1...vehicle power supply system, 10...power supply system, 11...main low-voltage power supply, 12...normal load, 20...backup power supply system, 21...backup power supply unit, 22...critical emergency load, 23...backup low-voltage power supply, 24...switching device, 25...backup power supply control device, 30...high-voltage power supply system, 31...high-voltage power supply, 32...high-voltage load, 36...high-voltage power supply section, 40...step-down device, 50...ECU, 55...operation section, 56...SSSW, 241...switch module, 321...drive unit, 322...air conditioning unit, CP...capacitor, MG...rotating electric machine, PCU...power control unit, SW1...first switch, SW2...second switch, SW3...third switch, V...vehicle.

Claims (2)

少なくとも運転者による操舵操作の免除を許可して実行する自律運転モードで、少なくとも部分的に自律運転可能な車両に搭載され、メイン低圧電源及び通常負荷を有する主電源系統と、バックアップ低圧電源及び緊急時重要負荷を有し、前記主電源系統と接続されているバックアップ電源系統と、前記バックアップ電源系統の定格電圧よりも高い電圧を出力可能な高圧電源部と、を備える車両電源システムであって、
前記バックアップ電源系統は、
前記バックアップ低圧電源の状態を監視し、前記バックアップ低圧電源からの電力の入出力を制御するバックアップ電源制御装置を有し、
前記バックアップ電源制御装置は、前記バックアップ低圧電源から前記緊急時重要負荷に供給可能な電力量または電力を示す供給可能電力を推定する推定処理を実行可能であり、
前記車両が前記自律運転モードで自律運転していないとき、前記バックアップ電源制御装置は、
前記推定処理を実行し、
前記推定処理で推定された前記供給可能電力が第1閾値以上である場合には、前記車両が前記自律運転モードで自律運転することを許可することを示す信号を出力し、
前記推定処理で推定された前記供給可能電力が第3閾値以下である場合には、前記車両が前記自律運転モードで自律運転することを許可することを示す信号が出力されず、
前記車両が前記自律運転モードで自律運転しているとき、前記バックアップ電源制御装置は、
前記推定処理を実行し、
前記推定処理で推定された前記供給可能電力が第2閾値未満である場合には、前記車両が前記自律運転モードで自律運転することを禁止することを示す信号を出力し、
前記車両が前記自律運転モードで自律運転しているとき、前記バックアップ電源制御装置は、
前記推定処理を実行し、
前記推定処理で推定された前記供給可能電力が第3閾値以下である場合には、前記車両が前記自律運転モードを継続することを許可し、かつ、前記高圧電源部が発生する電力により前記バックアップ低圧電源を充電することを許可することを示す信号を出力し、
前記第1閾値は、前記車両が前記自律運転モードで自律運転する場合に前記緊急時重要負荷を動作させるために必要な電力量に基づき予め定められた電力量または電力に関する閾値であり、
前記第2閾値は、前記第3閾値よりも低く予め定められた値であり、
前記第3閾値は、前記第1閾値以下の電力量または電力を示す値として予め定められた値であり、前記第2閾値より大きい電力量または電力を示す値である、車両電源システム。
A vehicle power supply system is mounted on a vehicle capable of at least partial autonomous driving in an autonomous driving mode that allows and executes the autonomous driving operation by at least a driver, and includes: a main power supply system having a main low-voltage power supply and a normal load; a backup power supply system having a backup low-voltage power supply and an important emergency load and connected to the main power supply system; and a high-voltage power supply unit capable of outputting a voltage higher than the rated voltage of the backup power supply system,
The backup power supply system includes:
a backup power supply control device that monitors the state of the backup low-voltage power supply and controls input and output of power from the backup low-voltage power supply;
the backup power supply control device is capable of executing an estimation process to estimate a supplyable power indicating an amount of power or power that can be supplied from the backup low-voltage power supply to the emergency important load,
When the vehicle is not autonomously driving in the autonomous driving mode, the backup power supply control device
Execute the estimation process,
If the available power supply estimated in the estimation process is equal to or greater than a first threshold, outputting a signal indicating that the vehicle is permitted to autonomously drive in the autonomous driving mode;
When the available power supply estimated in the estimation process is equal to or less than a third threshold, a signal indicating that the vehicle is permitted to autonomously drive in the autonomous driving mode is not output,
When the vehicle is autonomously driving in the autonomous driving mode, the backup power supply control device
Execute the estimation process,
If the available power supply estimated in the estimation process is less than a second threshold, outputting a signal indicating that the vehicle is prohibited from autonomously driving in the autonomous driving mode;
When the vehicle is autonomously driving in the autonomous driving mode, the backup power supply control device
Execute the estimation process,
when the suppliable power estimated in the estimation process is equal to or less than a third threshold, outputting a signal indicating that the vehicle is permitted to continue in the autonomous driving mode and that the backup low-voltage power supply is permitted to be charged with the power generated by the high-voltage power supply unit;
the first threshold is a threshold related to an amount of power or power that is determined in advance based on an amount of power required to operate the emergency important load when the vehicle is autonomously driving in the autonomous driving mode,
the second threshold is a predetermined value lower than the third threshold,
The third threshold is a predetermined value indicating an amount of electric power or power equal to or less than the first threshold, and is a value indicating an amount of electric power or power greater than the second threshold.
前記高圧電源部は、前記バックアップ電源系統の定格電圧よりも高電圧の電力を出力する高電圧モード、及び、前記高電圧モードよりも低電圧の電力を出力する通常電圧モードを実行可能であり、
前記バックアップ電源制御装置は、前記推定処理で推定された前記供給可能電力が第3閾値以下である場合には、前記高圧電源部が前記高電圧モードで発生する電力により前記バックアップ低圧電源を充電することを許可することを示す信号を出力する、請求項に記載の車両電源システム。
the high-voltage power supply unit is capable of executing a high-voltage mode in which power is output at a voltage higher than a rated voltage of the backup power supply system, and a normal voltage mode in which power is output at a voltage lower than that of the high-voltage mode;
2. The vehicle power supply system according to claim 1, wherein, when the available power supply estimated in the estimation process is equal to or less than a third threshold, the backup power supply control device outputs a signal indicating that the high-voltage power supply unit is permitted to charge the backup low-voltage power supply with power generated in the high-voltage mode.
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