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电源系统和电源系统的控制方法

文献发布时间:2024-07-23 01:35:12


电源系统和电源系统的控制方法

技术领域

本发明涉及一种电源系统和电源系统的控制方法。

背景技术

以往,已知一种在将主蓄电池作为电源的第一负载电路与将追加蓄电池作为电源的第二负载电路之间具有电路间断机构的自动驾驶车辆电源的控制方法(专利文献1)。第一负载电路与使由驾驶者驾驶的通常驾驶模式持续所需的负载连接,第二负载电路与使自动驾驶模式持续所需且维持电压所需的自动驾驶功能负载连接。在该自动驾驶车辆电源的控制方法中,当在电路间断机构连接的期间基于在第二负载电路侧检测出的负载状态而判断为电力从追加蓄电池向第一负载电路侧输出时,使电路间断机构进行切断。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2017-177857号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所述的自动驾驶车辆电源的控制方法中,由于无法将追加蓄电池与负载之间切断,因此,存在由于负载的暗电流导致追加蓄电池放电这样的问题。

本发明要解决的问题在于提供一种防止因负载的暗电流导致的追加蓄电池的放电的电源系统以及电源系统的控制方法。

用于解决问题的方案

本发明具备:第一负载电路,其通过来自主蓄电池的电力进行动作,该第一负载电路连接有使通常驾驶模式持续所需的第一负载;第二负载电路,其通过来自主蓄电池或追加蓄电池的电力进行动作,该第二负载电路连接有使自动驾驶模式持续所需的第二负载;第一继电器,其设置于将第一负载与第二负载电连接的馈电线,用于将第一负载电路与第二负载电路之间导通或切断;第二继电器,其用于将追加蓄电池与第二负载之间导通或切断;以及控制器,其判定用于使车辆启动的启动开关的状态,由此解决上述问题。

发明的效果

根据本发明,由于能够利用第二继电器来将追加蓄电池与负载之间切断,因此能够防止因负载的暗电流导致的追加蓄电池的放电。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的电源系统的结构概要图。

图2A是示出由图1所示的控制器执行的电源系统的控制方法的过程的一例的流程图。

图2B是示出由图1所示的控制器执行的电源系统的控制方法的过程的一例的流程图。

图3是示出图2A所示的步骤S3的子例程的一例的流程图。

具体实施方式

下面,基于附图来说明本发明所涉及的电源系统和电源系统的控制方法的实施方式。

图1是本实施方式所涉及的电源系统100的结构概要图。在本实施方式中,作为搭载有电源系统100的车辆,以驱动源为发动机且具备自主行驶控制功能的车辆为例来进行说明。具备自主行驶控制功能的车辆具有通常驾驶模式和自动驾驶模式作为驾驶模式。车辆在被设定为通常驾驶模式的情况下,根据由驾驶者进行的驾驶操作(转向操作、加速操作、制动操作等)来行驶。另一方面,车辆在被设定为自动驾驶模式的情况下,除了根据由驾驶者进行的驾驶操作之外,还根据由未图示的驾驶辅助装置进行的驾驶操作来行驶。

在自动驾驶模式下,由自主行驶控制功能实现的驾驶辅助的内容也可以根据驾驶辅助级别而不同。驾驶辅助级别是指表示驾驶辅助装置通过自主行驶控制功能对车辆的驾驶进行辅助时所介入的程度的级别。驾驶辅助级别越高,则驾驶者对车辆的驾驶的贡献度越低。具体地说,驾驶辅助级别能够使用基于美国汽车工程师学会(SAE:Society ofAutomotive Engineers)的SAE J3016的定义等来设定。在本实施方式中,将驾驶辅助装置实现的驾驶辅助级别设为驾驶辅助级别2来进行说明。并且,在本实施方式中,以具有车辆在驾驶者不接触方向盘的情况下自主地行驶的模式(也称为脱手模式(Hands off mode))的车辆为例来进行说明。在脱手模式下,由驾驶辅助装置取代驾驶者来执行一部分驾驶任务,但是驾驶者需要进行以下准备:在存在来自驾驶辅助装置的请求的情况下,取回驾驶的控制,并进行通过手动进行驾驶。另外,在脱手模式下,需求用于如下情况的冗余功能:针对来自驾驶辅助装置的请求,在直到驾驶者进行驾驶操作为止的期间使自主行驶持续。若举出冗余功能的一例,例如,在具有自动驾驶模式的车辆中,针对自主行驶控制功能所需的负载,设置有作为备用的电力供给源发挥功能的追加蓄电池。

然而,还存在如下问题:由于搭载追加蓄电池,因此在车辆的点火开关为断开状态的期间,因与追加蓄电池连接的负载的暗电流而导致追加蓄电池放电。当因负载的暗电流导致的追加蓄电池的放电进行时,追加蓄电池的蓄电池余量减少,在自动驾驶模式下,可能无法向负载供给使自主行驶持续所需的电力,从而无法作为备用的电力供给源发挥功能。在本发明所涉及的电源系统和电源系统的控制方法中,通过之后说明的结构和方法,来防止因负载的暗电流导致的追加蓄电池的放电,从而在自动驾驶模式下,能够向负载供给使自主行驶持续所需的电力。此外,之后,将上述的驾驶辅助装置设为高级驾驶辅助系统(ADAS:Advanced Driver Assistance System)所包括的结构来进行说明。

如图1所示,电源系统100具备第一负载电路1、第二负载电路2、馈电线3、主继电器4、追加继电器5以及控制器6。

第一负载电路1是通过来自铅蓄电池11(主蓄电池)或交流发电机14的电力进行动作、且连接有使上述的通常驾驶模式持续所需的第一负载的负载电路。在本实施方式中,如图1所示,第一负载电路1包括与馈电线3连接的铅蓄电池11、负载致动器12、起动马达13以及交流发电机14。作为使通常驾驶模式持续所需的第一负载,作为一例能够例举出负载致动器12、起动马达13。

铅蓄电池11是作为以往搭载于发动机车的主蓄电池的二次电池。铅蓄电池11被作为发电机的交流发电机14充电,使得蓄电池余量不下降。交流发电机14利用由发动机驱动的旋转驱动机构(未图示)来进行发电,对铅蓄电池11充电使得蓄电池余量保持在规定的蓄电池余量以上。

负载致动器12是通过来自铅蓄电池11的电力或由交流发电机14发电得到的电力来进行动作的辅机类。作为负载致动器12,例如能例举驱动空调装置的压缩机的电动马达、前灯等。在车辆的点火开关68接通的状态(之后也称为车辆的可行驶状态)下,向负载致动器12供给由铅蓄电池11储蓄的电力或由交流发电机14发电得到的电力。另一方面,在车辆的点火开关68断开的状态(之后也称为车辆的驻车状态)下,向负载致动器12供给由铅蓄电池11储蓄的电力。此外,车辆的可行驶状态表示与车辆的车速无关的状态,包括车辆行驶的状态和车辆停车的状态。

起动马达13是在车辆起步时使发动机发动、在怠速熄火(idling stop)时使发动机再次发动的发动机发动用的马达。

第二负载电路2是通过来自铅蓄电池11或锂离子蓄电池21(追加蓄电池)的电力进行动作、且连接有使上述的自动驾驶模式持续所需的第二负载的负载电路。在本实施方式中,如图1所示,第二负载电路2包括与馈电线3连接的EPS致动器22、ABS致动器23、ADAS致动器24以及电流传感器61。作为使自动驾驶模式持续所需的第二负载,作为一例能够例举出EPS致动器22、ABS致动器23、ADAS致动器24。向这些致动器的输入电压的范围是根据各致动器的规格来决定的,为了使致动器按其规格持续进行动作,需要使向各致动器的输入电压维持在根据其规格而决定出的输入电压的范围内。

锂离子蓄电池21是作为用于使车辆的自主行驶控制功能持续的新的电源而对基于铅蓄电池11的电源追加的二次电池。换言之,锂离子蓄电池21是为了使基于自动驾驶模式的自主行驶持续而向第二负载电路2中包括的各负载供给电力的备用的电力供给源。锂离子蓄电池21的充电和放电由蓄电池管理系统(BMS:Battery Management System)控制。在图1的例子中,在主继电器4和追加继电器5的接通状态下,锂离子蓄电池21与第一负载电路1之间导通,因此,蓄电池管理系统使用由交流发电机14(发电机)发电得到的电力对锂离子蓄电池21充电。如后述那样,在由控制器6判定为车辆的驾驶模式为自动驾驶模式的情况下,当第二负载电路2的电路电压变为规定的电压范围外时,主继电器4从接通切换为断开。但是,追加继电器5维持接通状态,因此,在主继电器4从接通切换为断开的前后,追加蓄电池与第二负载电路之间维持导通状态。蓄电池管理系统将被充电到锂离子蓄电池21中的电力输出到第二负载,来使锂离子蓄电池21放电。一旦当在自动驾驶模式下主继电器4从接通切换为断开时,在直到从自动驾驶模式转移到通常驾驶模式为止的期间,主继电器4维持断开状态,因此,无法使用由交流发电机14发电得到的电力对锂离子蓄电池21充电。因此,锂离子蓄电池21的容量例如被设定为使得使基于自动驾驶模式的行驶持续的时间至少为请求时间以上的适当的容量。

另外,锂离子蓄电池21具有内部电阻比铅蓄电池11的内部电阻小的特性。因此,例如,即使在EPS致动器22进行动作而消耗了大的电流的情况下,也能够将电压维持得高。

EPS致动器22是产生电动助力的EPS马达,是在自动驾驶模式下需要进行动作的负载。EPS致动器22用于以电动的方式协助转向操作所需的力来减轻转向力的电动助力转向系统(未图示)。在此,“EPS”是“Electric Power Steering(电动助力转向)”的简称。

ABS致动器23是用于驱动液压泵的泵马达、电磁阀,是在自动驾驶模式下需要进行动作的负载。ABS致动器23用于制动器液压控制系统(未图示),该制动器液压控制系统具有电动的液压泵,基于来自主缸、液压泵的工作油来独立地控制各轮缸液压。在此,“ABS”是“Antilock Brake System(制动防抱死系统)”的简称。

ADAS致动器24是进行用于辅助驾驶者的驾驶操作的各种驾驶操作辅助的致动器,是在自动驾驶模式下需要进行动作的负载。ADAS致动器24用于高级驾驶辅助系统70。

馈电线3是将第一负载电路1与第二负载电路2电连接且用于电力供给的线束(wire harness)。第一负载电路1中包括的负载致动器12、以及第二负载电路2中包括的EPS致动器22、ABS致动器23和ADAS致动器24经由馈电线3被供给电力。

主继电器4是设置于第一负载电路1与第二负载电路2之间的馈电线3且用于将第一负载电路1与第二负载电路2之间进行导通或切断的电路间断机构。主继电器4的一方的端子与第一负载电路1侧的馈电线3连接,主继电器4的另一方的端子与第二负载电路2侧的馈电线3连接。在本实施方式中,作为主继电器4,使用常开式的继电器。作为主继电器4,例如能够例举机械继电器(也称为机械式继电器)、半导体继电器等。机械继电器具有接点,利用电磁作用以机械的方式使接点进行开闭,来切换接通与断开。半导体继电器不具有接点,由MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)等半导体、电子部件构成,根据电信号来切换接通与断开。在本实施方式中,作为主继电器4,以具有为了过电压保护、过电流保护而自主地切换接通与断开的自切断/连接功能的半导体继电器为例来进行说明。

从控制器6向主继电器4输入开闭控制信号,主继电器4根据被输入的开闭控制信号来进行接通或断开。另外,除开闭控制信号之外,从控制器6向主继电器4还输入导通维持指令或解除指令。主继电器4如果一旦被输入导通维持指令,则在直到被输入解除指令为止的期间与有无开闭控制信号的输入无关地持续维持接通状态。主继电器4如果在被输入导通维持指令之后被输入解除指令,则解除接通状态的维持,再次根据开闭控制信号进行接通或断开。在如本实施方式那样主继电器4是半导体继电器的情况下,开闭控制信号例如是用于将开关元件等半导体从接通切换为断开或者从断开切换为接通的开关信号。另外,导通维持指令例如是用于为了防止由于自切断/连接功能而从接通切换为断开从而将自切断/连接功能无效化并维持接通状态的信号。另外,解除指令例如是用于将自切断/连接功能有效化的信号。作为自切断/连接功能,例如能够例举在被施加到主继电器4的端子间(与第一负载电路1连接的端子同与第二负载电路2连接的端子之间)的电压为异常电压的情况下将主继电器4从接通切换为断开的保护功能。异常电压例如是根据主继电器4的规格而决定的规定的过电压。另外,作为自切断/连接功能,例如能够例举在流过主继电器4的电流(从第一负载电路1侧向第二负载电路2侧流动的电流)为异常电流的情况下将主继电器4从接通切换为断开的保护功能。异常电流例如是根据主继电器4的规格而决定的规定的过电流。此外,在以后的说明中,“主继电器4的接通(接通状态)”是表示主继电器4的端子间导通的状态,“主继电器4的断开(断开状态)”是表示主继电器4的端子间被绝缘的状态(被切断的状态)。

另外,在本实施方式中,作为主继电器4,以除了自切断/连接功能之外还具有自主地执行故障诊断的自诊断功能的半导体继电器为例来进行说明。当从控制器6向主继电器4输入了故障诊断开始信号时,主继电器4利用自诊断功能进行故障诊断。在本实施方式中,作为主继电器4的故障诊断,以对主继电器4是否发生了粘连为接通状态的接通粘连的诊断(也称为接通粘连故障的诊断、短路故障的诊断)为例来进行说明。在后文描述主继电器4的接通粘连故障的诊断。

追加继电器5是与第二负载电路2侧的馈电线3电连接且用于将锂离子蓄电池21与EPS致动器22、ABS致动器23及ADAS致动器24之间导通或切断的蓄电池间断机构。追加继电器5的一方的端子与锂离子蓄电池21连接,追加继电器5的另一方的端子经由电流传感器61来与第二负载电路2侧的馈电线3连接。在本实施方式中,作为追加继电器5,使用常闭式的继电器。作为追加继电器5,与主继电器4同样地例如能够例举出机械继电器、半导体继电器等。在本实施方式中,作为追加继电器5,以机械继电器为例来进行说明。

从控制器6向追加继电器5输入开闭控制信号,追加继电器5根据被输入的开闭控制信号来进行接通或断开。另外,除开闭控制信号之外,从控制器6向追加继电器5还输入导通维持指令或解除指令。追加继电器5如果一旦被输入导通维持指令,则在直到被输入解除指令为止的期间与有无开闭控制信号的输入无关地持续维持接通状态。追加继电器5如果在被输入导通维持指令之后被输入解除指令,则解除接通状态的维持,再次根据开闭控制信号进行接通或断开。在如本实施方式那样追加继电器5是机械继电器的情况下,开闭控制信号例如是用于使磁场产生来从断开切换为接通的电压施加信号、用于使磁场消失来从接通切换为断开的电压停止信号。另外,导通维持指令例如是用于使磁场持续产生来维持接通状态的强制电压施加信号。此外,在以后的说明中,“追加继电器5的接通(接通状态)”是表示追加继电器5的端子间导通的状态,“追加继电器5的断开(断开状态)”是表示追加继电器5的端子间被绝缘的状态(被切断的状态)。

另外,在本实施方式中,以基于开闭控制信号的追加继电器5的导通或切断为例来进行说明,但也可以使用其它方法来进行锂离子蓄电池21与第二负载电路2中包括的各负载之间的导通或切断。例如,作为电源系统,还考虑在锂离子蓄电池21与追加继电器5之间设置DC-DC转换器且使用DC-DC转换器将锂离子蓄电池21的电压升压并输出的结构。在该结构的情况下,即使是DC-DC转换器单体也能够作为继电器发挥功能,因此,也可以通过对DC-DC转换器的控制来将锂离子蓄电池21与追加继电器5之间导通或切断。

接着,对控制器6进行说明。控制器6由具备硬件和软件的计算机构成,是具有保存有程序的存储器和执行该存储器中保存的程序的CPU等的电子控制单元(ECU:ElectronicControl unit)。此外,作为动作电路,能够取代CPU或者与该CPU一起使用MPU、DSP、ASIC、FPGA等。控制器6通过CPU执行ROM中保存的程序来实现各种功能。在后文描述控制器6所实现的功能。

如图1所示,从电流传感器61、自动驾驶模式开关62、第一电压传感器63、第二电压传感器64、蓄电池电压传感器65、制动开关66、转矩传感器67、点火开关68、车速传感器69以及高级驾驶辅助系统70向控制器6输入各种信息。另外,控制器6执行基于被输入的信息的处理,并基于执行结果来将开闭控制信号、导通维持指令或解除指令输出到主继电器4和/或追加继电器5。并且,控制器6执行基于被输入的信息的处理,并基于执行结果来将控制指令输出到显示设备71和蜂鸣器72。另外,控制器6执行基于被输入的信息的处理,并基于执行结果来进行主继电器4的故障诊断。

电流传感器61被设置在主继电器4与追加继电器5之间,用于检测电流相对于锂离子蓄电池21的方向。电流传感器61的检测结果被输出到控制器6。另外,在如本实施方式那样主继电器4是具有自诊断功能的半导体继电器的情况下,电流传感器61的检测结果也被输出到主继电器4。

自动驾驶模式开关62是能够由驾驶者操作的开关,是用于使自动驾驶模式开始的开关。在车辆的驾驶模式为通常驾驶模式的情况下,驾驶者通过将自动驾驶模式开关62设为接通来开始自动驾驶模式。另外,在车辆的驾驶模式为自动驾驶模式的情况下,驾驶者通过将自动驾驶模式开关62断开来开始通常驾驶模式。对于自动驾驶模式开关62的方式和设置位置等没有特别限定,但作为自动驾驶模式开关62的一例,能够例举出设置于方向盘且能够由驾驶者操作的按钮。由驾驶者进行的对自动驾驶模式开关62的操作的信息被输出到控制器6和高级驾驶辅助系统70。

第一电压传感器63对第一负载电路1的电路电压进行检测。第一负载电路1的电路电压是指第一负载电路1侧的馈电线3的电压。第一电压传感器63例如与第一负载电路1中包括的各结构并联连接。第一电压传感器63的检测结果被输出到控制器6。另外,在如本实施方式那样使用具有自切断/连接功能的半导体继电器来作为主继电器4的情况下,第一电压传感器63的检测结果也被输出到主继电器4。

第二电压传感器64对第二负载电路2的电路电压进行检测。第二负载电路2的电路电压是指第二负载电路2侧的馈电线3的电压。第二电压传感器64例如与第二负载电路2中包括的各负载并联连接。第二电压传感器64的检测结果被输出到控制器6。另外,在如本实施方式那样使用具有自切断/连接功能的半导体继电器来作为主继电器4的情况下,第二电压传感器64的检测结果也被输出到主继电器4。

蓄电池电压传感器65对锂离子蓄电池21的蓄电池电压进行检测。蓄电池电压传感器65的检测结果被输出到控制器6。制动开关66对由驾驶者进行的制动操作进行检测。由制动开关66检测到的由驾驶者进行的制动操作的信息被输出到控制器6。转矩传感器67对根据由驾驶者进行的转向操作而对转向轴施加的转向转矩进行检测。由转矩传感器67检测到的由驾驶者进行的转向操作的信息被输出到控制器6。

点火开关68是用于使车辆启动的启动开关(也称为主电源开关)。在如本实施方式那样驱动源是发动机的车辆的情况下,当点火开关68接通时,发动机开动,车辆变为可行驶状态。另一方面,当点火开关68断开时,发动机停止,车辆变为驻车状态。作为点火开关68的方式,例如例举出乘车人员通过转动被插入到钥匙孔中的车辆的钥匙来使车辆启动的发动机钥匙方式、乘车人员通过按下按钮形状来使车辆启动的一键启动(push start)方式。另外,在点火开关68除了设置有用于使车辆的驱动源启动的显示(ON显示)或用于使车辆的驱动源停止的显示(OFF显示)之外,还可以设置有用于使与车辆的行驶没有关联的汽车导航、音响等电气系统通电的显示(ACC显示)、使起动马达13驱动而能够启动空调系统的显示(START显示)等。由驾驶者进行的对点火开关68的操作的信息被输出到控制器6。车速传感器69对车辆的车速进行检测。车速传感器69的检测结果被输出到控制器6。

高级驾驶辅助系统70是用于进行自动制动控制、自动巡航控制、车道保持控制等来辅助驾驶者的驾驶的系统。高级驾驶辅助系统70中的处理结果被输出到控制器6。显示设备71向驾驶者通知在自动驾驶模式下发生了某种异常这一情况,显示用于提示驾驶者进行驾驶操作的警告显示。蜂鸣器72向驾驶者通知在自动驾驶模式下发生了某种异常这一情况,输出用于提示驾驶者进行驾驶操作的警告声。

接着,使用图2A、图2B和图3来说明由控制器6实现的功能。图2A和图2B是示出由图1所示的控制器6执行的电源系统100的控制方法的过程的一例的流程图。此外,该控制方法的过程从点火开关68断开的状态(车辆的驻车状态)起开始。

在步骤S1中,控制器6向主继电器4输出用于使继电器接通的闭控制信号(之后简称为闭控制信号),向追加继电器5输出用于使继电器断开的开控制信号(之后简称为开控制信号)。在车辆的驻车状态下,当追加继电器5与第二负载电路2中包括的各负载之间导通时,由于负载的暗电流而导致锂离子蓄电池21放电。通过该步骤中的处理来将追加继电器5与第二负载电路2中包括的各负载之间切断,因此能够防止因负载的暗电流导致的锂离子蓄电池21的放电。

在此,在图2A和图2B所示的流程图中,说明在向主继电器4或追加继电器5输出开控制信号之前进行的控制器6的处理。在本实施方式中,控制器6以使主继电器4及追加继电器5中的至少任一方接通的方式进行主继电器4和追加继电器5的开闭控制。具体地说,控制器6获取与主继电器4的状态及追加继电器5的状态有关的信息,在追加继电器5为断开状态的情况下,不向主继电器4输出开控制信号,另外,在主继电器4为断开状态的情况下,不向追加继电器5输出开控制信号。该处理是为了防止主继电器4和追加继电器5均变为断开状态而导致向第二负载电路中包括的各负载的电力供给中断。

作为与主继电器4及追加继电器5的状态有关的信息,例如能够例举出电流传感器61的检测结果,控制器6根据电流传感器61的检测结果来判定主继电器4和追加继电器5的状态。

例如,在由电流传感器61检测到的电流方向(之后称为检测电流方向)为流向锂离子蓄电池21的方向的情况下,控制器6判定为主继电器4和追加继电器5均为接通状态。另外,控制器6也可以在检测电流方向为从锂离子蓄电池21流向第一负载电路1的方向的情况下判定为主继电器4和追加继电器5均为接通状态。另外,在检测电流方向为从锂离子蓄电池21流向第二负载电路2中包括的各负载的方向的情况下,控制器6判定为主继电器4为断开状态且追加继电器5为接通状态。另外,在检测电流方向不是任一个方向的情况下,控制器6判定为至少追加继电器5为断开状态。此外,使用了电流传感器61的检测结果的判定方法只不过是一例。例如,在能够从主继电器4和追加继电器5分别获取表示接通状态或断开状态的信号的情况下,控制器6也可以基于从主继电器4和追加继电器5获取到的信号,来判定主继电器4和追加继电器5的状态。在之后的步骤中的说明中,在控制器6向主继电器4或追加继电器5输出开控制信号的情况下,控制器6在输出开控制信号之前执行上述的处理。

返回到图2A,在步骤S2中,控制器6基于来自点火开关68的操作信息,来判定车辆是否为驻车状态。控制器6在从点火开关68获取到表示车辆的驱动源启动的接通信号的情况下,设为车辆从驻车状态转移为了可行驶状态,判定为车辆不为驻车状态。另一方面,控制器6在从点火开关68获取到表示车辆的驱动源停止的断开信号的情况下,判定为车辆为驻车状态。在由控制器6进行了否定的判定的情况下,进入步骤S3。在由控制器6进行了肯定的判定的情况下,在步骤S2待机,直到进行了否定的判定为止、即直到点火开关68变为接通从而车辆变为可行驶的状态为止。在控制器6的处理在步骤S2待机的期间,追加继电器5由于步骤S1的处理而断开,因此,能够防止因负载的暗电流导致的锂离子蓄电池21的放电。此外,判定车辆是否为驻车状态的方法不限于基于来自点火开关68的操作信息的判定方法,也可以是在本申请申请时已知的其它判定方法。

当进入步骤S3时,控制器6的处理进入图3所示的子例程的步骤S31。图3是示出图2A所示的步骤S3的子例程的一例的流程图。

在步骤S31中,控制器6向追加继电器5输出导通维持指令。追加继电器5根据导通指令而从断开切换为接通,锂离子蓄电池21与第二负载电路2侧的馈电线3之间导通。如对追加继电器5的说明那样,导通维持指令是具有用于使接通状态维持的强制力的指令。因此,例如,即使由于某种原因而向追加继电器5输入了开闭控制信号,在此之前向追加继电器5输入了导通维持指令的情况下,追加继电器5也忽略被输入的开闭控制信号,而根据导通维持指令强制地维持接通状态。在执行主继电器4的故障诊断之前,在该步骤中,控制器6使追加继电器5维持在接通状态。另外,控制器6在直到向追加继电器5输出了解除指令为止的期间,按每个规定的周期(例如,每隔100ms)向追加继电器5输出导通维持指令。由此,在执行后述的步骤S33中的主继电器的故障诊断的期间,能够进一步降低追加继电器5断开的可能性。

在步骤S32中,控制器6向主继电器4输出开控制信号。在主继电器4没有发生接通粘连故障的情况下,主继电器4从接通切换为断开,第一负载电路1与第二负载电路2之间被切断。即使第一负载电路1与第二负载电路2之间由于主继电器4的断开而被切断,也通过步骤S31中的处理向主继电器4的第二负载电路2侧的端子施加锂离子蓄电池21的电压。另外,向第二负载电路2中包括的各负载施加锂离子蓄电池21的电压。另一方面,在主继电器4中发生了接通粘连故障的情况下,主继电器4不从接通切换为断开,第一负载电路1与第二负载电路2之间维持导通状态。

在步骤S33中,控制器6向主继电器4输出故障诊断开始信号。在本实施方式中,主继电器4以故障诊断开始信号的输入为触发,利用自诊断功能执行故障诊断。例如,主继电器4基于第一电压传感器63和第二电压传感器64的检测结果,来判定第一负载电路1的电路电压与第二负载电路2的电路电压的电压差是否为规定的判定电压以上。判定电压是为了判定继电器的接通粘连故障而决定的电压阈值。在第一负载电路1的电路电压与第二负载电路2的电路电压的电压差为规定的判定电压以上的情况下,主继电器4判定为没有发生接通粘连故障。另一方面,在第一负载电路1的电路电压与第二负载电路2的电路电压的电压差小于规定的判定电压的情况下,主继电器4判定为发生了接通粘连故障。另外,例如,主继电器4也可以基于电流传感器61的检测结果,来判定电流是否从第一负载电路1侧经由主继电器4流向第二负载电路2侧的方向。在电流从第一负载电路1侧经由主继电器4流向第二负载电路2侧的情况下,主继电器4判定为发生了接通粘连故障。另一方面,在电流没有从第一负载电路1侧经由主继电器4流向第二负载电路2侧的情况下,主继电器4判定为没有发生接通粘连故障。由主继电器4进行的故障诊断的执行结果被输出到控制器6。

在步骤S34中,控制器6基于步骤S33中的故障诊断的结果,来判定主继电器4是否发生了故障。控制器6在得到了没有发生接通粘连故障的诊断结果作为步骤S33的故障诊断结果的情况下,判定为主继电器4没有发生故障。另一方面,控制器6在得到了发生了接通粘连故障的诊断结果作为步骤S33的故障诊断结果的情况下,判定为主继电器4发生了故障。在由控制器6进行了否定的判定的情况下,进入步骤S35,在由控制器6进行了肯定的判定的情况下,进入步骤S36。

在步骤S35中,控制器6向主继电器4和追加继电器5输出闭控制信号。另外,控制器6向追加继电器5输出针对在步骤S31中输出的导通维持指令的解除指令。由于通过步骤S31的处理向追加继电器5输入了导通维持指令,因此控制器6也可以不向追加继电器5输出闭控制信号。当步骤S35中的处理结束时,离开图3所示的子例程,进入图2A所示的步骤S4。

在步骤S34中进行了肯定的判定的情况下,进入步骤S36。在步骤S36中,控制器6向高级驾驶辅助系统70输出用于禁止车辆的驾驶模式被设定为自动驾驶模式的指令。高级驾驶辅助系统70在获取到自动驾驶模式的设定禁止指令的情况下,例如使来自自动驾驶模式开关62的接通信号无效化。另外,控制器6也可以向显示设备71输出警告显示的信号,以向驾驶者通知由于主继电器4的故障而禁止了自动驾驶模式的设定这一情况。另外,控制器6也可以向蜂鸣器72输出警告声的信号。另外,控制器6还可以向显示设备71输出警告显示的信号,并且向蜂鸣器72输出警告声的信号。是因为,由于判定为主继电器4发生了故障,因此禁止自动驾驶模式下的车辆的行驶。当步骤S36中的处理结束时,离开图3所示的子例程,进入图2A所示的步骤S4。

当图3的步骤S35或步骤S36的处理结束时,进入图2A的步骤S4。在步骤S4中,控制器6判定主继电器4是否发生了故障。例如,控制器6参照图3的步骤S34的判定结果,来判定主继电器4是否发生了故障。在由控制器6进行了肯定的判定的情况下,进入图2B所示的步骤S13,在由控制器6进行了否定的判定的情况下,进入步骤S5。此外,在本实施方式中,在点火开关68的接通状态下且在主继电器4的故障诊断完成的情况下,车辆能够进行行驶。即,步骤S3的处理作为车辆的故障诊断的期间而在车辆的停车状态下进行。

在步骤S5中,控制器6判定车辆的驾驶模式为自动驾驶模式还是通常驾驶模式。例如,控制器6既可以在从自动驾驶模式开关62获取到接通信号的情况下判定为车辆的驾驶模式为自动驾驶模式。另外,控制器6也可以在针对第二负载电路2中包括的各负载检测到用于使负载进行动作的控制信号的输出的情况下判定为车辆的驾驶模式为自动驾驶模式。另外,控制器6还可以在获取到表示第二负载电路2中包括的各负载处于动作期间的信号的情况下判定为车辆的驾驶模式为自动驾驶模式。在符合上述的例子中的任一者的情况下,控制器6判定为车辆的驾驶模式为自动驾驶模式。另一方面,在不符合上述的例子中任何例子的情况下,控制器6判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式。在判定为车辆的驾驶模式为自动驾驶模式的情况下,进入步骤S6,在判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式的情况下,进入图2B所示的步骤S13。

此外,作为判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式的方法,以判定不处于自动驾驶模式的方法为例来进行了说明,但也可以使用另外的方法判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式。例如,控制器6既可以在从自动驾驶模式开关62获取到断开信号的情况下判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式。另外,控制器6也可以在从制动开关66获取到由驾驶者进行的制动操作的信号的情况下判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式。另外,控制器6还可以在从转矩传感器67获取到由驾驶者进行的转向操作的信号的情况下判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式。也可以是,在符合上述的例子中的任一者的情况下,控制器6判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式。另外,控制器6也可以从高级驾驶辅助系统70获取表示车辆的驾驶模式的驾驶模式信号,并基于驾驶模式信号来判定车辆的驾驶模式为自动驾驶模式还是通常驾驶模式。例如,高级驾驶辅助系统70在从自动驾驶模式开关62获取到接通信号的情况下,判定为车辆的驾驶模式为自动驾驶模式。另外,高级驾驶辅助系统70在从自动驾驶模式开关62获取到断开信号的情况下,判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式。控制器6也可以根据从高级驾驶辅助系统70获取到的驾驶模式信号,来判定车辆的驾驶模式为自动驾驶模式还是通常驾驶模式。

在步骤S6中,控制器6向主继电器4输出解除指令,并向追加继电器5输出导通维持指令。在判定为车辆的驾驶模式为自动驾驶模式的情况下,在该步骤中,控制器6使追加继电器5维持在接通状态。另外,控制器6在直到向追加继电器5输出了解除指令为止的期间,按每个规定的周期(例如,每隔100ms)向追加继电器5输出导通维持指令。由此,在自动驾驶模式中,能够进一步降低追加继电器5断开的可能性。另一方面,控制器6对主继电器4输出解除指令,来将主继电器4设为能够根据开闭控制信号被控制的状态。在如本实施方式那样主继电器4是具有自切断/连接功能的半导体继电器的情况下,根据解除指令来使主继电器4的自切断/连接功能有效化。

在步骤S7中,控制器6基于第二负载电路2的电路电压,来判定在电源系统100中是否发生了电压异常。控制器6基于第二电压传感器64的检测结果,来判定追加蓄电池侧的电路电压(第二负载电路2的电路电压)是否为规定的电压范围外。规定的电压范围是单位设为电压的范围,是预先决定的范围。规定的电压范围中的上限值是为了防止向第二负载电路2中包括的各负载的过电压而决定的电压值,规定范围中的下限值是被决定为使得第二负载电路2中包括的各负载按其规格进行动作的电压值。在由控制器6进行了否定的判定的情况下、即在判定为在电源系统100中没有发生电压异常的情况下,进入步骤S8。另一方面,在由控制器6进行了肯定的判定的情况下、即在判定为在电源系统100中发生了电压异常的情况下,进入步骤S9。

在步骤S8中,控制器6向主继电器4和追加继电器5输出闭控制信号。此外,在图2A的例子中,为了与步骤S9进行对比而记载了步骤S8。然而,通过步骤S3中的处理,主继电器4和追加继电器5处于接通,因此控制器6也可以省略步骤S8中的处理。当步骤S8中的处理结束时,返回到步骤S5,再次进行对车辆的驾驶模式的判定。在车辆在自动驾驶模式下为可行驶的状态下,在电源系统100中没有发生电压异常的情况下,重复执行步骤S5~步骤S8的处理,因此,主继电器4和追加继电器5均维持接通状态。

在步骤S7中进行了肯定的判定的情况下,进入步骤S9。在步骤S9中,控制器6向主继电器4输出开控制信号,并向追加继电器5输出闭控制信号。当在自动驾驶模式下第二负载电路2的电路电压为规定的电压范围外时,主继电器4从接通切换为断开。另一方面,在自动驾驶模式下,即使第二负载电路2的电路电压为规定的电压范围外,追加继电器5也与第二负载电路2的电路电压无关地,通过步骤S6的处理维持接通状态。通过主继电器4的切换,针对第二负载电路2中包括的各负载切断了来自第一负载电路1侧的电力供给。然而,由于追加继电器5维持接通状态,因此,从锂离子蓄电池21向第二负载电路2中包括的各负载供给电力。也就是说,在自动驾驶模式下,第二负载电路2中包括的各负载即使被切断来自第一负载电路1侧的电力供给,也能够通过来自锂离子蓄电池21的电力持续进行动作。此外,通过步骤S6的处理向追加继电器5输入了导通维持指令,因此控制器6也可以不向追加继电器5输出闭控制信号。

另外,在如本实施方式那样主继电器4是具有自切断/连接功能的半导体继电器的情况下,主继电器4从接通向断开的切换也可以是利用主继电器4的自切断/连接功能的切换。例如,也可以是,主继电器4当基于来自第二电压传感器64的检测结果而检测到第二负载电路2的电路电压(与第二负载电路2连接的主继电器4的端子电压)为规定的电压范围外时,利用自切断/连接功能从接通切换为断开。与从控制器6向主继电器4传递开控制信号相比,主继电器4利用自切断/连接功能从接通切换为断开更快,因此,能够使第二负载电路2的电路电压为规定的电压范围外的时间更短,能够进一步保护第二负载电路2中包括的各负载。

在步骤S10中,控制器6向显示设备71输出警告显示的信号,以向驾驶者通知在自动驾驶模式下发生了异常这一情况。另外,控制器6也可以向蜂鸣器72输出警告声的信号。另外,控制器6还可以向显示设备71输出警告显示的信号,并且向蜂鸣器72输出警告声的信号。通过该步骤中的处理来对驾驶者提示从自动驾驶模式转移到通常驾驶模式。换言之,该步骤是用于对驾驶者请求取回由驾驶辅助装置进行的驾驶的控制的步骤。追加继电器5通过步骤S6中的处理而维持接通状态,因此第二负载电路2中包括的各负载通过来自锂离子蓄电池21的电力进行动作,持续进行基于自动驾驶模式的车辆的自主行驶。

由驾驶者进行的操作介入为自动驾驶模式的解除条件,因此,当驾驶者进行了制动操作、加速操作和转向操作等驾驶操作时,在步骤S11中,控制器6判定为车辆的驾驶模式从自动驾驶模式转移为了通常驾驶模式。例如,控制器6在从制动开关66获取到由驾驶者进行的制动操作的信号的情况下,或者在从转矩传感器67获取到由驾驶者进行的转向操作的信号的情况下,判定为自动驾驶模式被解除且车辆的驾驶模式转移为了通常驾驶模式。

在步骤S12中,控制器6向主继电器4和追加继电器5输出闭控制信号。由于通过步骤S6的处理而向追加继电器5输入了导通维持指令,因此控制器6也可以不向追加继电器5输出闭控制信号。另外,控制器6也可以向追加继电器5输出针对在步骤S6中输出的导通维持指令的解除指令。当步骤S12中的处理结束时,控制器6使图2A和图2B所示的处理结束。

在步骤S5中判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式的情况下,进入图2B所示的步骤S13。在步骤S13中,控制器6向主继电器4输出导通维持指令,并向追加继电器5输出解除指令。如对主继电器4的说明那样,导通维持指令是具有用于使接通状态维持的强制力的指令。因此,例如,即使由于某种原因而向主继电器4输入了开闭控制信号,在此之前向主继电器4输入了导通维持指令的情况下,主继电器4也忽略被输入的开闭控制信号,而根据导通维持指令强制地维持接通状态。在判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式的情况下,在该步骤中,控制器6使主继电器4维持在接通状态。另外,控制器6在直到向主继电器4输出了解除指令为止的期间,按每个规定的周期(例如,每隔100ms)向主继电器4输出导通维持指令。由此,在通常驾驶模式下,能够进一步降低主继电器4断开的可能性。在如本实施方式那样主继电器4是具有自切断/连接功能的半导体继电器的情况下,通过该步骤来使主继电器4的自切断/连接功能无效化,因此能够防止主继电器4由于自切断/连接功能而从接通切换为断开。另一方面,控制器6对追加继电器5输出解除指令,来将追加继电器5设为能够根据开闭控制信号被控制的状态。

在步骤S14中,控制器6基于第二负载电路2的电路电压,来判定在电源系统100中是否发生了电压异常。步骤S14是与步骤S7对应的步骤,因此,关于步骤S14的说明,引用对步骤S7的说明。在由控制器6进行了否定的判定的情况下、即在判定为在电源系统100中没有发生电压异常的情况下,返回到图2A所示的步骤S4。另一方面,在由控制器6进行了肯定的判定的情况下、即在判定为在电源系统100中发生了电压异常的情况下,进入步骤S15。

在步骤S14中进行了否定的判定的情况下,返回到步骤S4,再次进行主继电器4是否发生了故障的判定。无论主继电器4是否发生了故障,在车辆在通常驾驶模式下为可行驶的状态下,在电源系统100中没有发生电压异常的情况下,都重复执行步骤S4(步骤S5)、步骤S13以及步骤S14的处理,因此主继电器4和追加继电器5均维持接通状态。此外,当在重复执行步骤S4(步骤S5)、步骤S13以及步骤S14的处理的期间点火开关68被断开时,控制器6判定为车辆从可行驶的状态转移为了驻车状态,与步骤S1的处理同样地向主继电器4输出闭控制信号,并向追加继电器5输出开控制信号。在主继电器4保持着维持接通状态的状态下,追加继电器5从接通切换为断开。

在此,对电源系统100的在以下情况下可能产生的状态进行说明:追加继电器5从第一负载电路1与第二负载电路2之间导通从而电流从第一负载电路1侧流向第二负载电路侧的状态起从接通切换为断开。例如,在重复执行步骤S5、步骤S13以及步骤S14的处理的情况下,主继电器4和追加继电器5均维持接通状态,因此向锂离子蓄电池21经由追加继电器5输入来自第一负载电路1侧的电流。在如本实施方式那样追加继电器5是机械继电器的情况下,当追加继电器5从接通切换为断开时,在追加继电器5中产生反电动势以维持流过机械继电器的线圈的电流。反电动势变为瞬间产生的浪涌电压,经由馈电线3被输入到主继电器4。在如本实施方式那样主继电器4是具有自切断/连接功能的半导体继电器的情况下,存在当主继电器4检测到浪涌电压时由于自切断/连接功能而从接通切换为断开的担扰。然而,主继电器4的自切断/连接功能通过步骤S13中的处理被无效化而维持接通状态,因此,即使由于追加继电器5从接通向断开的切换而向主继电器4输入了浪涌电压,也能够防止主继电器4从接通切换为断开。由此,能够从第一负载电路1侧向第二负载电路2中包括的各负载持续供给电力,能够维持第二负载电路2的电路电压。

返回到图2B,在步骤S14中进行了肯定的判定的情况下,进入步骤S15。在步骤S15中,控制器6向主继电器4输出闭控制信号,并向追加继电器5输出开控制信号。当在通常驾驶模式下第二负载电路2的电路电压为规定的电压范围外时,追加继电器5从接通切换为断开。另一方面,在通常驾驶模式下,即使第二负载电路2的电路电压为规定的电压范围外,主继电器4也与第二负载电路2的电路电压无关地,通过步骤S13中的处理维持接通状态。如上述那样,在主继电器4为接通状态下追加继电器5从接通切换为断开,因此在该步骤中还存在伴随着加继电器5的切换而产生浪涌电压的担扰,但主继电器4通过步骤S13的处理而维持接通状态。此外,通过步骤S13的处理向主继电器4输入了导通维持指令,因此控制器6也可以不向主继电器4输出闭控制信号。

在步骤S16中,控制器6基于第二负载电路2的电路电压,来判定在步骤S14中产生的电压异常是否是否持续着。步骤S16是与步骤S7及步骤S14对应的步骤,因此,关于步骤S16的说明,引用对步骤S7和步骤S14的说明。在由控制器6进行了否定的判定的情况下、即在判定为在电源系统100中没有发生电压异常的情况下,进入图2A所示的步骤S12。另一方面,在由控制器6进行了肯定的判定的情况下、即在判定为持续发生着电源系统100的电压异常的情况下,在步骤S16待机,直到进行了肯定的判定为止。

在点火开关68在步骤S16待机的期间被断开的情况下,控制器6判定为车辆从可行驶状态转移为了驻车状态,与步骤S1的处理同样地向主继电器4输出闭控制信号,并向追加继电器5输出开控制信号。另外,控制器6也可以向主继电器4输出针对在步骤S13中输出的导通维持指令的解除指令。

在步骤S16中进行了否定的判定的情况下,进入图2A所示的步骤S12,在步骤S12中,控制器6向主继电器4和追加继电器5输出闭控制信号。由于通过步骤S13的处理而向主继电器4输入了导通维持指令,因此,控制器6也可以不向主继电器4输出闭控制信号。另外,控制器6也可以向主继电器4输出针对在步骤S13中输出的导通维持指令的解除指令。当步骤S12中的处理结束时,控制器6使图2A和图2B所示的处理结束。

此外,从步骤S16进入步骤S12,之后当点火开关68被断开时,控制器6判定为车辆从可行驶状态转移为了驻车状态,与步骤S1的处理同样地向主继电器4输出闭控制信号,并向追加继电器5输出开控制信号。另外,控制器6也可以向主继电器4输出针对在步骤S13中输出的导通维持指令的解除指令。

如以上那样,本实施方式所涉及的电源系统100搭载于具有自动驾驶模式和由驾驶者驾驶的通常驾驶模式的车辆,所述电源系统具备第一负载电路1、第二负载电路2、主继电器4、追加继电器5以及控制器6。第一负载电路1通过来自铅蓄电池11或交流发电机14的电力进行动作,连接有使通常驾驶模式持续所需的负载致动器12和起动马达13。第二负载电路2通过来自铅蓄电池11或锂离子蓄电池21的电力进行动作,连接有使自动驾驶模式持续所需的EPS致动器22、ABS致动器23以及ADAS致动器24。主继电器4设置于将第一负载电路1与第二负载电路2电连接的馈电线3,用于将第一负载电路1与第二负载电路2之间进行导通或切断。追加继电器5用于将锂离子蓄电池21与第二负载电路2中包括的各负载之间导通或切断。在本实施方式中,在点火开关68断开的情况下,主继电器4为接通状态,在点火开关68断开的情况下,追加继电器5为断开状态。控制器6在判定为点火开关68从断开切换为了接通的情况下(图2A的步骤S2中为“是”),在使追加继电器5接通之后(图3的步骤S31)使主继电器4断开(图3的步骤S32)。在主继电器4断开且追加继电器5接通的状态下执行主继电器4的故障诊断(图3的步骤S33)。

由于能够利用追加继电器5将锂离子蓄电池21与第二负载电路2中包括的各负载之间切断,因此,能够防止在车辆的驻车状态下锂离子蓄电池21由于负载的暗电流而放电从而导致锂离子蓄电池21的蓄电池余量下降。其结果,在车辆在自动驾驶模式下为可行驶的状态下,即使发生了主继电器4被断开的事态,锂离子蓄电池21也能够对第二负载电路2中包括的各负载供给用于使自主行驶持续的电力。另外,能够防止锂离子蓄电池21在变为了放电终止电压以下的状态下持续放电的状态、即所谓的锂离子蓄电池21的过放电。其结果,能够缓和锂离子蓄电池21的劣化,能够延长锂离子蓄电池21的电池寿命。

在此,使用与本实施方式所涉及的电源系统100不同的、不具备追加继电器5和锂离子蓄电池21的比较例所涉及的电源系统,来说明直到完成主继电器的故障诊断为止所花费的时间。设为比较例所涉及的电源系统除了不具备追加继电器5和锂离子蓄电池21这点以外与电源系统100结构相同。在比较例所涉及的电源系统中,当在主继电器接通的状态下点火开关从断开切换为接通时,在第一负载电路与第二负载电路之间导通的状态下执行主继电器的故障诊断。在车辆的启动后,例如由于交流发电机的电压变动,直到第一负载电路的电路电压收敛于规定的电压为止会花费时间。因此,直到第一负载电路的电路电压收敛于规定的电压为止都无法执行主继电器的故障诊断,直到开始进行主继电器的故障诊断为止花费时间。也就是说,在比较例所涉及的电源系统中,存在从车辆的启动后到主继电器的故障诊断完成为止花费时间这样的问题。然而,在本实施方式的电源系统100和电源系统100的控制方法中,当点火开关68从断开切换为接通时,追加继电器5接通,因此向主继电器4的端子施加锂离子蓄电池21的电压。然后,在追加继电器5接通之后主继电器4断开,在第一负载电路1与第二负载电路2之间切断的状态下执行主继电器4的故障诊断。在车辆的启动后,锂离子蓄电池21的电压的变动比交流发电机14的输出电压的变动少,因此,被施加到主继电器4的第二负载电路2侧的电压比被施加到主继电器4的第一负载电路1侧的电压更早地收敛。因此,能够在无需等待到第一负载电路1的电路电压稳定的情况下以第二负载电路2的电路电压为基准执行主继电器4的故障诊断。与如比较例那样以第一负载电路1的电路电压为基准执行主继电器的故障诊断的情况相比,能够更早地开始进行主继电器4的故障诊断。也就是说,根据本实施方式的电源系统100和电源系统100的控制方法,能够防止因暗电流放电导致的锂离子蓄电池21的蓄电池余量下降,并且缩短直到主继电器4的故障诊断完成为止的时间。

另外,在本实施方式中,控制器6进行以下处理:获取与主继电器4的状态及追加继电器5的状态有关的信息,在追加继电器5为断开状态的情况下,不向主继电器4输出开控制信号,在主继电器4为断开状态的情况下,不向追加继电器5输出开控制信号。由此,能够防止主继电器4和追加继电器5均变为断开状态而导致向第二负载电路2中包括的各负载的电力供给中断。另外,不需要复杂的处理,仅通过监视主继电器4的状态和追加继电器5的状态,就防止向第二负载电路2侧的电力供给被切断,因此能够实现控制器6的运算负载的降低、处理速度的提高。

另外,在本实施方式中,在执行主继电器4的故障诊断的期间,控制器6维持追加继电器5的接通状态。由此,在执行主继电器4的故障诊断的期间,锂离子蓄电池21与第二负载电路2中包括的各负载之间维持导通状态。其结果,在第一负载电路1与第二负载电路2之间切断的状态下,即使执行主继电器4的故障诊断,也能够从锂离子蓄电池21向第二负载电路2中包括的各负载持续供给电力,能够维持第二负载电路2的电路电压。

另外,在本实施方式中,在判定为主继电器4发生了故障的情况下(图3的步骤S34中为“是”),控制器6输出用于禁止车辆的驾驶模式被设定为自动驾驶模式的指令。由此,能够在主继电器4发生了故障的状态下禁止车辆在自动驾驶模式下行驶。

此外,以上说明的实施方式是为了易于理解本发明而记载的,并不是为了限定本发明而记载的。因而,主旨在于上述的实施方式中公开的各要素也包括属于本发明的技术范围的全部设计变更、等同物。

在上述的实施方式中,说明了在主继电器4的故障诊断完成并判定为了车辆的驾驶模式为通常驾驶模式的情况下(在图2A的步骤S6中判定为通常驾驶模式)维持追加继电器5的接通状态的情况。然而,也可以是,在主继电器4的故障诊断完成之后,控制器6在判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式的情况下,将追加继电器5从接通切换为断开。由此,能够防止例如在车辆的停车状态下锂离子蓄电池21对与锂离子蓄电池21连接的负载放电,能够防止锂离子蓄电池21的蓄电池余量的下降。

另外,在上述的实施方式中,说明了在点火开关68从断开切换为接通之后执行主继电器4的故障诊断的情况。然而,主继电器4的故障诊断也可以在点火开关68从接通切换为断开之后执行。例如,也可以是,控制器6判定点火开关68是否从接通切换为了断开,在判定为点火开关68从接通切换为了断开的情况下,向主继电器4输出故障诊断开始信号。此时,与图3的步骤S33不同,控制器6也可以在使主继电器4接通的状态下向主继电器4输出故障诊断开始信号。是因为,在车辆转移为驻车状态之后直到主继电器4的故障诊断完成为止所花费的时间即使长也可以。另外,在主继电器4的故障诊断在点火开关68从接通切换为断开之后执行的情况下,在点火开关68接下来从断开切换为接通时,控制器6判定点火开关68从断开向接通的切换是否是在规定的间隔以内进行的。然后,控制器6在判定为点火开关68从断开向接通的切换是在规定的间隔以内进行的情况下,即使点火开关68从断开切换为了接通,也不向主继电器4输出故障诊断开始信号。规定的间隔是基于主继电器4的规格而决定的期间。能够防止主继电器4的故障诊断在短期间内执行,能够缩短从车辆启动起到车辆开始行驶为止的时间。

另外,在上述的实施方式中,说明了在图3的步骤S32中控制器6不控制第一负载电路1的电路电压而将追加继电器5从断开切换为接通的情况。然而,控制器6也可以在控制第一负载电路1的电路电压之后将追加继电器5从断开切换为接通。例如,控制器6也可以在使追加继电器5接通之前,通过控制交流发电机14来将第一负载电路1的电路电压设定为锂离子蓄电池21的电压。然后,控制器6也可以在使第一负载电路1的电路电压与锂离子蓄电池21的电压对应之后,将追加继电器5从断开切换为接通。由此,能够防止在追加继电器5从断开切换为接通时由于第一负载电路1的电路电压与锂离子蓄电池21的电压的电压差而在追加继电器5流过励磁涌流(inrush current)。其结果,能够实现对追加继电器5的故障的抑制,另外能够缓和追加继电器5的接点磨损的速度。此外,控制器6为了使第一负载电路1中包括的各负载按其规格进行动作,而在使追加继电器5接通之后,通过控制交流发电机14来将第一负载电路的电路电压设定为用于使车辆行驶的电压。

另外,在上述的实施方式中,说明了诊断在主继电器4中是否发生了接通粘连来作为主继电器4的故障诊断的情况。然而,主继电器4的故障诊断也可以是接通粘连故障诊断以及是否发生了粘连为断开状态的断开粘连的诊断(也称为断开粘连故障的诊断、开放故障的诊断)。例如,在接通粘连故障诊断完成后,控制器6向主继电器4输出闭控制信号。主继电器4也可以通过自诊断功能来执行断开粘连故障的诊断。例如,主继电器4基于电流传感器61的检测结果,来判定电流是否经从第一负载电路1侧由主继电器4流向第二负载电路侧的方向。在电流从第一负载电路1侧经由主继电器4流向第二负载电路2侧的情况下,主继电器4判定为没有发生断开粘连故障。另一方面,在电流没有从第一负载电路1侧经由主继电器4流向第二负载电路2侧的情况下,主继电器4判定为发生了断开粘连故障。然后,在控制器6得到了发生了接通粘连故障及断开粘连故障中的至少任一方的故障的诊断结果的情况下,判定为主继电器4发生了故障。另一方面,在控制器6得到了没有发生任何故障的诊断结果的情况下,判定为主继电器4没有发生故障。

另外,在上述的实施方式中,示出了使用铅蓄电池11作为主蓄电池的情况,但作为主蓄电池,也可以使用锂离子蓄电池、镍氢电池等二次电池。另外,在上述的实施方式中,示出了使用锂离子蓄电池21作为追加蓄电池的情况,但作为追加蓄电池,既可以使用多个蓄电池,也可以使用电容器与DC-DC转换器的组合,另外还可以使用镍氢电池。另外,在上述的实施方式中,示出了使用交流发电机14作为第一负载电路1的发电机的情况,但作为第一负载电路的发电机,也可以使用发电机、电动发电机等。另外,在上述的实施方式中,示出了使用EPS致动器22、ABS致动器23、ADAS致动器24作为第二负载电路2中包括的负载的情况,但使自动驾驶模式持续所需的负载也可以根据车辆的规格、驾驶辅助装置的规格而变更。另外,在上述的实施方式中,示出了追加继电器5和锂离子蓄电池21不包括于第二负载电路2的情况,但第二负载电路2也可以包括追加继电器5和锂离子蓄电池21。另外,在上述的实施方式中,示出了使用具有自切断/连接功能和自诊断功能的半导体继电器作为主继电器4的情况,但作为主继电器4,也可以使用不具有自切断/连接功能的半导体继电器、不具有自诊断功能的半导体继电器、不具有自切断/连接功能及自诊断功能中的任一者的半导体继电器、机械继电器。此外,在使用不具有自诊断功能的半导体继电器作为主继电器4的情况下,主继电器4的故障诊断由控制器6执行。例如,控制器6在图3的步骤S33中执行主继电器4的故障诊断。关于故障诊断的方法,引用在上述的实施方式中说明的方法。另外,在上述的实施方式中,示出了使用机械继电器作为追加继电器5的情况,但作为追加继电器5,也可以使用半导体继电器。

另外,在上述的实施方式中,以将本发明所涉及的电源系统和电源系统的控制方法应用于具有驾驶辅助级别2的脱手模式的车辆的情况为例来进行了说明。然而,本发明所涉及的电源系统和电源系统的控制方法也能够应用于驾驶辅助级别3的车辆。

另外,在上述的实施方式中,以将本发明所涉及的电源系统和电源系统的控制方法应用于驱动源为发动机的车辆(发动机汽车)的情况为例来进行了说明。然而,本发明所涉及的电源系统和电源系统的控制方法也能够应用于驱动源为蓄电池的车辆(电动汽车)、驱动源为发动机及蓄电池的车辆(混合动力汽车)、驱动源为燃料电池的车辆(燃料电池汽车)。总之,能够应用于搭载有电源系统的车辆,该电源系统具备:第一负载电路,其通过来自主蓄电池的电力进行动作,该第一负载电路连接有使通常驾驶模式持续所需的第一负载;第二负载电路,其通过来自追加蓄电池的电力进行动作,该第二负载电路连接有使自动驾驶模式持续所需的第二负载;第一继电器,其设置于将第一负载与第二负载电连接的馈电线,用于将第一负载电路与第二负载电路之间导通或切断;第二继电器,其将追加蓄电池与第二负载之间导通或切断;以及控制器,其判定点火开关68的状态。

另外,在上述的实施方式中,以在图2A的步骤S11中车辆的驾驶模式从自动驾驶模式转移为通常驾驶模式之后进入步骤S12的控制过程为例来进行了说明。然而,也可以在步骤S11的处理之后,与在步骤S5中判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式的情况同样地进入图2B所示的步骤S13。

另外,在上述的实施方式中,说明了在图2A的步骤S7、图2B的步骤S14和步骤S16中判定第二负载电路2的电路电压是否为规定的电压范围外的情况。然而,在任意步骤中均通过主继电器4将第一负载电路1与第二负载电路2导通,因此,也可以在各步骤中控制器6判定第一负载电路1的电路电压是否为规定的电压范围外。另外,在上述的实施方式中,说明了在图2B的步骤S14中第二负载电路2的电路电压为规定的电压范围外的情况下控制器6使追加继电器5从接通切换为断开的情况。然而,在车辆的驾驶模式为通常驾驶模式的情况下将追加继电器5从接通切换为断开的条件也可以是流过追加继电器5的电流为规定的电流阈值以上的情况。例如,在判定为车辆的驾驶模式为通常驾驶模式的情况下(在图2A的步骤S5中判定为通常驾驶模式),控制器6基于来自电流传感器61的检测结果,来将流过追加继电器5的电流与规定的电流阈值进行比较。流过追加继电器5的电流的方向没有特别限定,控制器6将流过追加继电器5的电流的绝对值与规定的电流阈值进行比较。规定的电流阈值是单位为电流且基于追加继电器5的接点寿命而决定的电流阈值。在流过追加继电器5的电流的绝对值为规定的电流阈值以上的情况下,控制器6向追加继电器5输出开控制信号。由此,在通常驾驶模式下过量的电流流过了追加继电器5的情况下,通过将追加继电器5从接通切换为断开,能够缓和追加继电器5的接点磨损的速度。

另外,在上述的实施方式中,以第二负载电路2的电路电压为规定的电压范围外的条件作为在图2A的步骤S7中控制器6使主继电器4断开的条件为例来进行了说明。然而,也可以是,在步骤S7中,在第二负载电路2的电路电压低于规定的电压范围的下限值的情况下或在第二负载电路2的电路电压高于规定的电压范围的上限值的情况下,控制器6使主继电器4断开。同样地,在上述的实施方式中,以第二负载电路2的电路电压为规定的电压范围外的条件来作为在图2B的步骤S14中控制器6使追加继电器5断开的条件为例来进行了说明。然而,也可以是,在步骤S14中,在第二负载电路2的电路电压低于规定的电压范围的下限值的情况或第二负载电路2的电路电压高于规定的电压范围的上限值的情况下,控制器6使追加继电器5断开。

产业上的可利用性

1:第一负载电路;11:铅蓄电池;12:负载致动器;13:起动马达;14:交流发电机;2:第二负载电路;21:锂离子蓄电池;22:EPS致动器;23:ABS致动器;24:ADAS致动器;3:馈电线;4:主继电器;5:追加继电器;6:控制器;61:电流传感器;62:自动驾驶模式开关;63:第一电压传感器;64:第二电压传感器;65:蓄电池电压传感器;66:制动开关;67:转矩传感器;68:点火开关;69:车速传感器;70:高级驾驶辅助系统;71:显示设备;72:蜂鸣器;100:电源系统。

相关技术
  • 电源系统、控制系统以及电源系统的电力控制方法
  • 一种控制备用电源的方法、电源、备用电源及供电系统
  • 用于控制不间断电源系统的方法以及相关联的电源系统
  • 电源系统、具有电源系统的车辆、电源系统的控制方法、储存了用于使计算机执行电源系统的控制方法的程序的计算机可读取存储介质
  • 船舶用电源系统、具备该船舶用电源系统的船舶、船舶用电源系统的控制方法以及船舶用电源系统的控制程序
技术分类

06120116672505