JP7095618B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

本開示は、二次電池を含む電源装置の異常発生時の保護制御に関する。

車両には、補機等の電気機器に電力を供給する二次電池を含む電源装置が設けられる。電源装置は、発電機や他の電源からの電力を二次電池に供給して二次電池を充電する充電装置および二次電池と電力供給先との接続を遮断するリレーをさらに含む。このような電源装置において、たとえば、二次電池に異常が発生する場合には、二次電池と電力供給先とが遮断されるようにリレーを動作させる技術が公知である。

たとえば、特開２０１４－０１７９０１号公報（特許文献１）は、組電池の異常時に組電池からの電力供給を停止する主制御部の動作に異常が生じたときに組電池の残容量に応じて退避走行が可能な時間を設定し、退避走行が可能な時間が経過するまでの間、組電池からの電力供給を継続させる技術が開示される。

特開２０１４－０１７９０１号公報

しかしながら、補機等の電気機器に電力を供給する二次電池に異常が生じた場合には、その異常の程度によっては二次電池からの電力供給を継続させる方が車両１に搭載される電気機器を保護する観点から望ましい場合もあり、二次電池からの電力供給を遮断する保護制御の実行タイミングを適切に設定することが求められる。特許文献１は、組電池の残容量に応じて退避走行が可能な時間を設定するものであり、上述のような問題については何ら考慮されていない。

本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電源装置の異常発生時に適切な時期に保護制御を実行する電源装置を提供することである。

本開示のある局面に係る電源装置は、車両の運転中に補機として動作する複数の電気機器の各々に電力供給が可能な二次電池と、車両の運転中の一部の期間に複数の電気機器に電力供給が可能な電力供給装置と、二次電池から複数の電気機器の各々への電力供給を遮断状態にすることが可能なリレーと、二次電池の異常状態を検出する検出装置と、検出装置による検出結果と二次電池の状態と電力供給装置の動作状態とを用いてリレーを制御する制御装置とを備える。制御装置は、検出装置により検出される二次電池の異常状態が第１異常状態である場合には、電力供給装置が動作中である第１条件と、二次電池が放電状態でないという第２条件とを含む遮断許可条件が成立するときに、遮断状態になるようにリレーを制御する。制御装置は、二次電池の異常状態が第１異常状態である場合、遮断許可条件が成立しないときに、二次電池から複数の電気機器の各々への電力供給を継続する。制御装置は、二次電池の異常状態が第１異常状態である場合よりも異常の程度が高い第２異常状態である場合には、遮断許可条件が成立していなくても、遮断状態になるようにリレーを制御する。

このようにすると、二次電池の異常状態が第１異常状態である場合には、遮断許可条件が成立するときに遮断状態になるようにリレーが制御されるので、リレーが遮断されてもその後の補機の動作に影響が発生することを抑制しつつ、電源装置を保護することができる。さらに、第１異常状態である場合に、遮断許可条件が成立しないときには、補機への電力供給が継続されるので、補機の動作を継続することが可能となる。さらに、第２異常状態である場合には、遮断許可条件が成立していなくても、遮断状態になるようにリレーが制御されるので、電源装置を保護することができる。

本開示によると、電源装置の異常発生時に適切な時期に保護制御を実行する電源装置を提供することができる。

本実施の形態に係る電源装置を搭載した車両の全体構成の一例を概略的に示すブロック図である。 第１監視ユニットで実行される処理の一例を示すフローチャートである。 低圧バッテリの異常レベルとリレー遮断許可フラグの状態との組み合わせによって設定されるリレー遮断要求フラグを説明するための図である。 変形例に係る電源装置を搭載した車両の全体構成の一例を概略的に示すブロック図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本実施の形態に係る電源装置を搭載した車両１の全体構成を概略的に示すブロック図である。本実施の形態において車両１は、たとえば、ハイブリッド車両である。

図１に示すように、車両１は、電源装置２と、ＨＶ（Hybrid Vehicle）システム１０と、ＥＰＳ（Electric Power Steering）システム２０と、ブレーキシステム３０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）５０と、モータジェネレータ（以下、ＭＧと記載する）５２とを備える。

ＨＶシステム１０は、たとえば、車両１の運転中に動作する複数の電気機器のうちの車両１がハイブリッド走行するときに低圧バッテリ８０の電力を用いて補機として動作する複数の電気機器（以下、低圧系の電気機器と記載する場合がある）を含む。

低圧系の電気機器は、たとえば、ＰＣＵ５０を制御する制御装置と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御する制御装置と、エンジン（図示せず）を制御する制御装置と、エンジンに搭載される電気機器（たとえば、燃料噴射装置等）等の補機を含む。エンジンは、たとえば、発電機に接続され、発電電力の発生源として用いられてもよいし、あるいは、駆動輪に連結され、駆動力の発生源として用いられてもよい。

ＨＶシステム１０は、補機（たとえば、上述の各種制御装置およびエンジンに搭載される電気機器のうちの少なくともいずれか）に流れる電流を検出するセンサをさらに含む。当該センサは、検出した電流を示す信号を第１監視ユニット２００に送信する。さらに、ＨＶシステム１０は、エンジンに対する作動指令に関する情報を第１監視ユニット２００に送信する。さらに、ＨＶシステム１０は、後述するＤＣ／ＤＣコンバータ４０に対する作動指令に関する情報を第１監視ユニット２００に送信する。

ＥＰＳシステム２０は、たとえば、電動パワーステアリングの補機として動作する電気機器を含む。電動パワーステアリングの補機として動作する電気機器は、たとえば、ユーザの操舵力をアシストするアシスト力を発生させるアクチュエータと、アクチュエータを制御するステアリング制御装置とを含む。ステアリング制御装置は、アクチュエータに通電される電流を調整する。ＥＰＳシステム２０は、補機（たとえば、アクチュエータ）に流れる電流を検出するセンサをさらに含む。当該センサは、検出した電流を示す信号を第１監視ユニット２００に送信する。さらに、ＥＰＳシステム２０は、アクチュエータに対する作動指令に関する情報を第１監視ユニット２００に送信する。

ブレーキシステム３０は、たとえば、制動装置の補機として動作する電気機器を含む。制御装置の補機として動作する電気機器は、アンチロックブレーキシステムを構成する電気機器を含み、たとえば、制動装置において発生する制動力を制御するアクチュエータと、アクチュエータを制御するブレーキ制御装置とを含む。ブレーキ制御装置は、アクチュエータに通電される電流を調整する。ブレーキシステム３０は、補機（たとえば、アクチュエータ）に流れる電流を検出するセンサをさらに含む。当該センサは、検出した電流を示す信号を第１監視ユニット２００に送信する。さらに、ブレーキシステム３０は、アクチュエータに対する作動指令に関する情報を第１監視ユニット２００に送信する。

ＰＣＵ５０は、高圧バッテリ９０とＭＧ５２との間で電力変換を行なう。ＰＣＵ５０は、たとえば、高圧バッテリ９０から電力を受けてＭＧ５２を駆動するインバータ、および、インバータに供給される直流電圧のレベルを調整するコンバータ（いずれも図示せず）等を含んで構成される。

ＭＧ５２は、三相交流回転電機であって、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型動機電動機である。ＭＧ５２は、電動機（モータ）としての機能と発電機（ジェネレータ）としての機能とを有する。ＭＧ５２は、ＰＣＵ５０を介して高圧バッテリ９０と接続される。

ＭＧ５２は、たとえば、車両１の走行時においては、ＰＣＵ５０に含まれるインバータによって駆動される。ＭＧ５２の動力は、駆動輪（図示せず）に伝達される。また、ＭＧ５２は、たとえば、車両１の制動時においては、駆動輪によりＭＧ５２が駆動され、ＭＧ５２が発電機として動作して、回生制動を行なう。ＭＧ５２によって発電された電力は、ＰＣＵ５０を介して高圧バッテリ９０に蓄えられる。

電源装置２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と、第１リレー６０と、第２リレー７０と、低圧バッテリ８０と、高圧バッテリ９０と、第１監視ユニット２００と、第２監視ユニット３００とを含む。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、第２リレー７０を経由して電力の供給元となる高圧バッテリ９０に接続されるとともに、電力の供給先として、ＨＶシステム１０、ＥＰＳシステム２０、ブレーキシステム３０および第１リレー６０を経由して低圧バッテリ８０に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、たとえば、第１リレー６０がオン状態である場合に、第１監視ユニット２００からの制御信号に応じて、高圧バッテリ９０から出力される直流電力を低圧バッテリ８０の充電が可能な直流電力あるいはＨＶシステム１０、ＥＰＳシステム２０およびブレーキシステム３０の動作が可能な直流電力に変換して低圧バッテリ８０に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０には、たとえば、出力電圧を検出するセンサが設けられ、当該センサは、検出した出力電圧を示す信号を第１監視ユニット２００に送信する。

第１リレー６０は、第１監視ユニット２００からの制御信号に応じてＨＶシステム１０、ＥＰＳシステム２０、ブレーキシステム３０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の各々と、低圧バッテリ８０とを電気的に接続状態（オン状態）にしたり、遮断状態（オフ状態）にしたりする。

第２リレー７０は、第２監視ユニット３００からの制御信号に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ４０およびＰＣＵ５０の各々と、高圧バッテリ９０とを電気的に接続状態（オン状態）にしたり、遮断状態（オフ状態）にしたりする。

低圧バッテリ８０は、車両１に補機として搭載される複数の電気機器の各々に電力を供給可能とする蓄電装置である。車両１に搭載される補機は、たとえば、車両１に搭載される複数の電気機器のうちの高圧バッテリ９０を電源とする電気機器以外の電気機器を含む。そのため、補機は、たとえば、第１監視ユニット２００および第２監視ユニット３００を含む。低圧バッテリ８０は、たとえば、所定の出力電圧（たとえば、１２Ｖ程度、２４Ｖ程度あるいは４８Ｖ程度）の鉛蓄電池等の二次電池である。

高圧バッテリ９０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。高圧バッテリ９０としては、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池が用いられる。高圧バッテリ９０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ等であってもよい。高圧バッテリ９０は、たとえば、複数個のセルあるいは電池モジュールを組み合わせて構成される所定の出力電圧（たとえば、数百Ｖ）の組電池である。

高圧バッテリ９０は、ＰＣＵ５０との間での電力の授受に用いられたり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０への電力の供給に用いられたりする。

第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の状態を監視する。具体的には、低圧バッテリ８０には、たとえば、第１温度センサ２０２と、第１電圧センサ２０４と、第１電流センサ２０６とが設けられる。

第１温度センサ２０２は、低圧バッテリ８０の温度ＴＢを検出して、検出された温度ＴＢを示す信号を第１監視ユニット２００に送信する。第１電圧センサ２０４は、低圧バッテリ８０の電圧ＶＢを検出して、検出された電圧ＶＢを示す信号を第１監視ユニット２００に送信する。第１電流センサ２０６は、低圧バッテリ８０の電流ＩＢを検出して、検出された電流ＩＢを示す信号を第１監視ユニット２００に送信する。

第１監視ユニット２００は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置であるメモリ、および、入出力バッファ（いずれも図示せず）を含んで構成される。第１監視ユニット２００は、各種センサ（第１温度センサ２０２、第１電圧センサ２０４および第１電流センサ２０６）からの信号、ならびにメモリに格納されたプログラム等をＣＰＵを用いて実行することによって所定の処理を実行する。第１監視ユニット２００は、第２監視ユニット３００と通信バス（図示せず）を経由して通信可能に構成される。第１監視ユニット２００は、たとえば、第２監視ユニット３００から高圧バッテリ９０の状態に関する情報を受信したり、第２監視ユニット３００に低圧バッテリ８０の状態に関する情報を送信したりする。

第２監視ユニット３００は、高圧バッテリ９０の状態を監視する。具体的には、高圧バッテリ９０には、たとえば、第２温度センサ３０２と、第２電圧センサ３０４と、第２電流センサ３０６とが設けられる。第２監視ユニット３００は、第１監視ユニット２００と通信バスを経由して通信可能に構成される。

第２温度センサ３０２は、高圧バッテリ９０の温度ＴＢ２を検出して、検出された温度ＴＢ２を示す信号を第２監視ユニット３００に送信する。第２電圧センサ３０４は、高圧バッテリ９０の電圧ＶＢ２を検出して、検出された電圧ＶＢ２を示す信号を第２監視ユニット３００に送信する。第２電流センサ３０６は、高圧バッテリ９０の電流ＩＢ２を検出して、検出された電流ＩＢ２を示す信号を第２監視ユニット３００に送信する。

以上のような構成を有する車両１に搭載される電源装置２において、低圧バッテリ８０に異常が発生する場合には、低圧バッテリ８０と電力供給先（ＨＶシステム１０、ＥＰＳシステム２０およびブレーキシステム３０）とが遮断されるように第１リレー６０が動作させられる。

しかしながら、低圧バッテリ８０に異常が生じた場合には、その異常の程度によっては低圧バッテリ８０からの電力供給を継続させる方が車両１に搭載される電気機器を保護する観点から望ましい場合もあり、低圧バッテリ８０からの電力供給を遮断する保護制御の実行タイミングを適切に設定することが求められる。

そこで、本実施の形態においては、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の異常状態が異常レベル１である場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が動作中である第１条件と、低圧バッテリ８０が放電状態でないという第２条件とを含む遮断許可条件が成立するときに、遮断状態になるように第１リレー６０を制御するものとする。さらに、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の異常状態が異常レベル１である場合、遮断許可条件が成立しないときに、低圧バッテリ８０から複数の電気機器の各々への電力供給を継続するものとする。さらに、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の異常状態が異常レベル１である場合よりも異常の程度が高い異常レベル２である場合には、遮断許可条件が成立していなくても、遮断状態になるように第１リレー６０を制御するものとする。

このようにすると、低圧バッテリ８０の異常状態が異常レベル１である場合には、遮断許可条件が成立するときに遮断状態になるように第１リレー６０が制御されるので、第１リレー６０が遮断されてもその後の補機の動作に影響が発生することを抑制しつつ、電源装置２を保護することができる。さらに、異常レベル１である場合に、遮断許可条件が成立しないときには、補機への電力供給が継続されるので、補機の動作を継続することが可能となる。さらに、異常レベル２である場合には、遮断許可条件が成立していなくても、遮断状態になるように第１リレー６０が制御されるので、電源装置２を保護することができる。

以下、図２を参照して、第１監視ユニット２００で実行される処理を説明する。図２は、第１監視ユニット２００で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、第１監視ユニット２００により、所定の処理周期で繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０が異常レベル２の異常状態であるか否かを判定する。

第１監視ユニット２００は、ＨＶシステム１０、ＥＰＳシステム２０、ブレーキシステム３０、第１温度センサ２０２、第１電圧センサ２０４および第１電流センサ２０６から取得した情報を用いて低圧バッテリ８０が正常状態であるか、異常レベル１の異常状態であるか、あるいは、異常レベル２の異常状態であるかを判定する。

低圧バッテリ８０の異常状態は、たとえば、高温状態と、過電圧状態と、低電圧状態と、放電過電流状態と、充電過電流状態と、第１温度センサ２０２の故障状態と、第１電圧センサ２０４の故障状態と、第１電流センサ２０６の故障状態と、第１リレー６０の故障状態と、第１監視ユニット２００の故障状態とを含む。

第１監視ユニット２００は、たとえば、低圧バッテリ８０の温度ＴＢがしきい値ＴＢ（１）よりも高く、かつ、しきい値ＴＢ（２）以下である場合に、低圧バッテリ８０が異常レベル１の高温状態であると判定する。なお、しきい値ＴＢ（２）は、しきい値ＴＢ（１）よりも高い値である。

さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、低圧バッテリ８０の温度ＴＢがしきい値ＴＢ（２）よりも高い場合に、低圧バッテリ８０が異常レベル２の高温状態であると判定する。なお、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の温度ＴＢがしきい値ＴＢ（１）以下である場合、低圧バッテリ８０の温度が正常状態であると判定する。

さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、低圧バッテリ８０の電圧ＶＢがしきい値ＶＢ（１）よりも高く、かつ、しきい値ＶＢ（２）以下である場合に、低圧バッテリ８０が異常レベル１の過電圧状態であると判定する。なお、しきい値ＶＢ（２）は、しきい値ＶＢ（１）よりも高い値である。

さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、低圧バッテリ８０の電圧ＶＢがしきい値ＶＢ（２）よりも高い場合に、低圧バッテリ８０が異常レベル２の過電圧状態であると判定する。

さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、低圧バッテリ８０の電圧ＶＢがしきい値ＶＢ（３）よりも低く、かつ、しきい値ＶＢ（４）以上である場合に、低圧バッテリ８０が異常レベル１の低電圧状態であると判定する。なお、しきい値ＶＢ（４）は、しきい値ＶＢ（３）よりも低い値である。

さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、低圧バッテリ８０の電圧ＶＢがしきい値ＶＢ（４）よりも低い場合に、低圧バッテリ８０が異常レベル２の低電圧状態であると判定する。なお、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０が過電圧状態でも低電圧状態でもなければ、低圧バッテリ８０の電圧が正常状態であると判定する。

さらに、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の電流ＩＢが放電側の電流であって（たとえば、正値であって）、その大きさがしきい値ＩＢ（１）よりも大きく、かつ、しきい値ＩＢ（２）以下である場合に、低圧バッテリ８０が異常レベル１の放電過電流状態であると判定する。なお、しきい値ＩＢ（１）は、しきい値ＩＢ（２）よりも大きい値である。

さらに、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の電流ＩＢが放電側の電流であって、その大きさがしきい値ＩＢ（２）よりも大きい場合に、低圧バッテリ８０の異常レベル２の放電過電流状態であると判定する。

さらに、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の電流ＩＢが充電側の電流であって（たとえば、負値であって）、その大きさがしきい値ＩＢ（１）よりも大きく、かつ、しきい値ＩＢ（２）以下である場合に、低圧バッテリ８０が異常レベル１の充電過電流状態であると判定する。

さらに、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の電流ＩＢが充電側の電流であって、その大きさがしきい値ＩＢ（２）よりも大きい場合に、低圧バッテリ８０の異常レベル２の充電過電流状態であると判定する。なお、放電過電流状態が異常レベル１であるか異常レベル２であるかを判定するしきい値と、充電過電流状態が異常レベル１であるか異常レベル２であるかを判定するしきい値とは、それぞれ異なる値であってもよい。

さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、第１温度センサ２０２によって検出される低圧バッテリ８０の温度ＴＢが通常とり得ない温度である場合に（たとえば、通常とり得る所定の温度範囲を超える場合に）、第１温度センサ２０２が故障状態であると判定する。この場合、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の異常レベル２の異常状態であると判定する。

さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、第１電圧センサ２０４によって検出される低圧バッテリ８０の電圧ＶＢが通常とり得ない温度である場合に（たとえば、通常とり得る所定の電圧範囲を超える場合に）、第１電圧センサ２０４が故障状態であると判定する。この場合、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の異常レベル２の異常状態であると判定する。

さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、第１電流センサ２０６によって検出される低圧バッテリ８０の電流ＩＢが通常とり得ない温度である場合に（たとえば、通常とり得る所定の電流範囲を超える場合に）、第１電流センサ２０６が故障状態であると判定する。この場合、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の異常レベル２の異常状態であると判定する。

さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、第１リレー６０を遮断状態とする作動指令を第１リレー６０に出力しているにもかかわらず低圧バッテリ８０に電流が流れる場合や、低圧バッテリ８０の電圧が所定の状態にならない場合に、第１リレー６０が故障状態であると判定する。

さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、第１リレー６０を接続状態とする作動指令を第１リレー６０に出力しているにもかかわらず低圧バッテリ８０に電流が流れない場合や、低圧バッテリ８０の電圧が所定の状態にならない場合に、第１リレー６０が故障状態であると判定する。

第１リレー６０が故障状態であると判定される場合、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の異常レベル２の異常状態であると判定する。

さらに、第１監視ユニット２００は、通信可能に接続される他の電気機器（たとえば、第２監視ユニット３００）との通信が不可状態になる場合に、第１監視ユニット２００が故障状態であると判定する。第１監視ユニット２００は、このような故障状態を判定する場合に、低圧バッテリ８０の異常レベル２の異常状態であると判定する。

低圧バッテリ８０が異常レベル２の異常状態であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。一方、低圧バッテリ８０が異常レベル２の異常状態でないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０２に移される。

Ｓ１０２にて、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０が異常レベル１の異常状態であるか否かを判定する。低圧バッテリ８０が上述の複数種類の異常レベル１の異常状態のうちのいずれかの異常状態であることによって異常レベル１の異常状態であると判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。

Ｓ１０４にて、第１監視ユニット２００は、リレー遮断許可フラグがオフ状態であるか否かを判定する。リレー遮断許可フラグは、遮断許可条件が成立しているか否かを示すフラグである。

第１監視ユニット２００は、たとえば、遮断許可条件が成立する場合にリレー遮断許可フラグをオン状態にし、遮断許可条件が成立しない場合にリレー遮断許可フラグをオフ状態にする。

第１監視ユニット２００は、たとえば、以下の複数の条件のうちの少なくともいずれかの条件が成立する場合には、遮断許可条件が成立しないと判定し、リレー遮断許可フラグをオフ状態にする。さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、以下の複数の条件がいずれも成立しない場合に遮断許可条件が成立すると判定し、リレー遮断許可フラグをオン状態にする。

複数の条件は、たとえば、低圧バッテリ８０が放電中であるという条件と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が非作動中であるという条件と、ブレーキシステム３０において要求される電流がしきい値以上であるという条件と、ＥＰＳシステム２０において要求される電流がしきい値以上であるかあるいはサージ電流がしきい値以上であるという条件とを含む。

第１監視ユニット２００は、たとえば、低圧バッテリ８０の電流ＩＢが放電側の値である場合に、低圧バッテリ８０が放電中であるという条件が成立していると判定する。

さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０に対して作動指令が出力されていない場合や、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧が動作状態を示す所定範囲よりも低い場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が非作動中であるという条件が成立していると判定する。

さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、ブレーキシステム３０のアクチュエータが所定の動作（たとえば、急制動時のアンチロック制御）の実行中である場合、所定の動作を開始する条件（たとえば、車両１の走行中に車輪がロック状態となるという条件）が成立する場合、あるいは、ブレーキシステム３０のアクチュエータに流れる電流がしきい値以上である場合に、ブレーキシステム３０において要求される電流がしきい値以上であるという条件が成立していると判定する。

さらに、第１監視ユニット２００は、たとえば、ＥＰＳシステム２０のアクチュエータが所定の動作（たとえば、急旋回時のアシスト制御）の実行中である場合、所定の動作を開始する条件（たとえば、ハンドルの回転速度がしきい値以上という条件）が成立する場合、あるいは、ＥＰＳシステム２０のアクチュエータに流れる電流がしきい値以上である場合に、ＥＰＳシステム２０において要求される電流がしきい値以上であるという条件が成立していると判定する。

あるいは、第１監視ユニット２００は、操舵輪が縁石に乗り上げるなどして路面反力がＥＰＳシステム２０のアクチュエータに入力されることによって生じるサージ電流がしきい値以上である場合に、サージ電流がしきい値以上であるという条件が成立していると判定する。

第１監視ユニット２００は、リレー遮断許可フラグがオフ状態であると判定される場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。また、Ｓ１０２にて、低圧バッテリ８０が異常レベル１の異常状態でない（すなわち、正常状態である）と判定される場合、処理はＳ１０６に移される。

Ｓ１０６にて、第１監視ユニット２００は、第１リレー６０が接続状態になるように制御する。具体的には、第１監視ユニット２００は、第１リレー６０の遮断要求フラグをオフ状態に設定する。遮断要求フラグは、第１リレー６０の遮断が要求されている状態を示すフラグである。第１監視ユニット２００は、遮断要求フラグがオフ状態であって、かつ、第１リレー６０が接続状態である場合には、第１リレー６０の接続状態を継続する。また、第１監視ユニット２００は、遮断要求フラグがオフ状態であって、かつ、第１リレー６０が遮断状態である場合には、接続状態になるように第１リレー６０を制御する。

なお、Ｓ１０４にて、リレー遮断許可フラグがオフ状態でない（すなわち、オン状態である）と判定される場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。

Ｓ１０８にて，第１監視ユニット２００は、第１リレー６０が遮断状態になるように制御する。具体的には、第１監視ユニット２００は、第１リレー６０の遮断要求フラグをオン状態に設定する。第１監視ユニット２００は、遮断要求フラグがオン状態であって、かつ、第１リレー６０が接続状態である場合には、遮断状態になるように第１リレー６０を制御する。また、第１監視ユニット２００は、遮断要求フラグがオン状態であって、かつ、第１リレー６０が遮断状態である場合には、第１リレー６０の遮断状態を継続する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る電源装置２の動作について図３を参照しつつ説明する。

図３は、低圧バッテリ８０の異常レベルとリレー遮断許可フラグの状態との組み合わせによって設定されるリレー遮断要求フラグを説明するための図である。図３には、低圧バッテリ８０の状態を、正常状態である場合と、異常レベル１の異常状態である場合と、異常レベル２の異常状態である場合とに分けて、それぞれの場合において、リレー遮断許可フラグがオン状態であるときの遮断要求フラグの状態と、リレー遮断許可フラグがオフ状態であるときの遮断要求フラグの状態とが示されている。

たとえば、第１温度センサ２０２、第１電圧センサ２０４および第１電流センサ２０６のうちのいずれかが故障するなどして低圧バッテリ８０が異常レベル２の異常状態であると判定されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、図３に示すように、リレー遮断許可フラグがオン状態である場合にもオフ状態である場合にも遮断要求フラグがオン状態に設定される。そのため、遮断状態になるように第１リレー６０が制御される（Ｓ１０８）。

一方、たとえば、低圧バッテリ８０の温度ＴＢがしきい値ＴＢ（１）よりも高く、かつ、しきい値ＴＢ（２）以下である場合には、低圧バッテリ８０の異常状態は、異常レベル２の異常状態でなく（Ｓ１００にてＮＯ）、異常レベル１の異常状態であると判定されるため（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、リレー遮断許可フラグがオフ状態であるか否かが判定される（Ｓ１０４）。

たとえば、低圧バッテリ８０が放電中である場合には、遮断許可条件が成立しないため、リレー遮断許可フラグがオフ状態とされる（Ｓ１０４にてＹＥＳ）。そのため、図３に示すように、低圧バッテリ８０が異常レベル１の異常状態であって、かつ、リレー遮断許可フラグがオフ状態である場合には、遮断要求フラグがオフ状態に設定される。そのため、接続状態になるように第１リレー６０が制御される（Ｓ１０６）。

一方、低圧バッテリ８０が放電中でなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が作動中であって、ブレーキシステム３０のアクチュエータにおいてもＥＰＳシステムのアクチュエータにおいてもしきい値以上の電流が要求されない場合には、遮断許可条件が成立するため、リレー遮断許可フラグがオン状態とされる（Ｓ１０４にてＮＯ）。そのため、図３に示すように、低圧バッテリ８０が異常レベル１の異常状態であって、かつ、リレー遮断許可フラグがオン状態である場合には、遮断要求フラグがオン状態に設定される。その結果、遮断状態になるように第１リレー６０が制御される（Ｓ１０８）。

また、たとえば、低圧バッテリ８０の温度ＴＢがしきい値Ｂ（１）以下になるなどして低圧バッテリ８０が正常状態になると（Ｓ１００にてＮＯ，Ｓ１０２にてＮＯ）、図３に示すように、リレー遮断許可フラグがオン状態である場合にもオフ状態である場合にも遮断要求フラグがオフ状態に設定される。そのため、接続状態になるように第１リレー６０が制御される（Ｓ１０６）。

以上のようにして、本実施の形態に係る電源装置２によると、低圧バッテリ８０の異常状態が異常レベル１の異常状態である場合には、遮断許可条件が成立するときに遮断状態になるように第１リレー６０が制御されるので、第１リレー６０が遮断されてもその後の補機（たとえば、ＨＶシステム１０、ＥＰＳシステム２０およびブレーキシステム３０の補機）の動作に影響が発生することを抑制しつつ、電源装置２を保護することができる。さらに、異常レベル１の異常状態である場合に、遮断許可条件が成立しないときには、補機への電力供給が継続されるので、補機の動作を継続することが可能となる。さらに、異常レベル２の異常状態である場合には、遮断許可条件が成立していなくても、遮断状態になるように第１リレー６０が制御されるので、電源装置２を保護することができる。したがって、電源装置の異常発生時に適切な時期に保護制御を実行する電源装置を提供することができる。

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、複数の条件は、低圧バッテリ８０が放電中であるという条件と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が非作動中であるという条件と、ブレーキシステム３０において要求される電流がしきい値以上であるという条件と、ＥＰＳシステム２０において要求される電流がしきい値以上であるかあるいはサージ電流がしきい値以上であるという条件とを含む複数の条件のうちのいずれもが成立しない場合に遮断許可条件が成立すると判定するものとして説明したが、たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が非作動状態であるという条件と、低圧バッテリ８０が放電状態であるという条件とがいずれも成立しない場合に（すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が作動中であって、低圧バッテリ８０が放電状態でない場合に）、遮断許可条件が成立すると判定してもよい。

さらに上述の実施の形態では、車両１は、ハイブリッド車両である場合を一例として説明したが、車両１は、低圧バッテリと、低圧バッテリを電源とする電気機器を搭載する車両あればよく、たとえば、電気自動車であってもよいし、あるいは、エンジンを搭載する車両であってもよい。

以下、車両１がエンジンを搭載する車両である場合の構成について説明する。図４は、変形例に係る電源装置２を搭載した車両の全体構成の一例を概略的に示すブロック図である。

図４に示すように、本変形例における車両１は、電源装置２と、ＥＦＩ（Electric Fuel Injection）システム１２と、ＥＰＳ（Electric Power Steering）システム２０と、ブレーキシステム３０とを備える。

ＥＦＩシステム１２は、エンジンに燃料を供給する際に補機として動作する電気機器を含む。エンジンに燃料を供給する際に補機として動作する電気機器は、たとえば、燃料噴射装置と、燃料噴射装置を制御する燃料制御装置とを含む。ＥＦＩシステム１２は、補機（たとえば、燃料噴射装置）に流れる電流を検出するセンサをさらに含む。当該センサは、検出した電流を示す信号を第１監視ユニット２００に送信する。さらに、ＥＦＩシステム１２は、燃料噴射装置に対する作動指令に関する情報を第１監視ユニット２００に送信する。

ＥＰＳシステム２０およびブレーキシステム３０については、図１を用いて説明したＥＰＳシステム２０およびブレーキシステム３０と同様の構成を有しているため、その詳細な説明は繰り返さない。

本変形例に係る電源装置２は、オルタネータ４２と、第１リレー６０と、低圧バッテリ８０と、第１監視ユニット２００とを含む。

オルタネータ４２は、エンジンの動作時において、エンジンの動力を用いて発電する発電機である。オルタネータ４２は、たとえば、エンジンの出力軸とベルト等を介して連結されており、エンジンの出力軸が回転するとともにオルタネータ４２に内蔵するロータが回転することによって、発電動作が実施可能となる。オルタネータ４２において発生した電力は、第１リレー６０を介して低圧バッテリ８０に供給されたり、ＥＦＩシステム１２、ＥＰＳシステム２０およびブレーキシステム３０に供給されたりする。

このように構成される電源装置２においても、第１監視ユニット２００が、低圧バッテリ８０の異常状態が異常レベル１である場合には、オルタネータ４２が動作中である第１条件と、低圧バッテリ８０がしきい値以上の電流が流れる放電状態でないという第２条件とを含む遮断許可条件が成立するときに、遮断状態になるように第１リレー６０を制御するものとする。さらに、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の異常状態が異常レベル１である場合、遮断許可条件が成立しないときに、低圧バッテリ８０から複数の電気機器の各々への電力供給を継続するものとする。さらに、第１監視ユニット２００は、低圧バッテリ８０の異常状態が異常レベル１である場合よりも異常の程度が高い異常レベル２である場合には、遮断許可条件が成立していなくても、遮断状態になるように第１リレー６０を制御するものとする。

このようにすると、低圧バッテリ８０の異常状態が異常レベル１である場合には、遮断許可条件が成立するときに遮断状態になるように第１リレー６０が制御されるので、第１リレー６０が遮断されてもその後の補機の動作に影響が発生することを抑制しつつ、電源装置２を保護することができる。さらに、異常レベル１である場合に、遮断許可条件が成立しないときには、補機への電力供給が継続されるので、補機の動作を継続することが可能となる。さらに、異常レベル２である場合には、遮断許可条件が成立していなくても、遮断状態になるように第１リレー６０が制御されるので、電源装置２を保護することができる。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、２ 電源装置、１０ ＨＶシステム、１２ ＥＦＩシステム、２０ ＥＰＳシステム、３０ ブレーキシステム、４０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、４２ オルタネータ、６０ 第１リレー、７０ 第２リレー、８０ 低圧バッテリ、９０ 高圧バッテリ、２００ 第１監視ユニット、２０２ 第１温度センサ、２０４ 第１電圧センサ、２０６ 第１電流センサ、３００ 第２監視ユニット、３０２ 第２温度センサ、３０４ 第２電圧センサ、３０６ 第２電流センサ。

Claims (1)

1. 車両の運転中に補機として動作する複数の電気機器の各々に電力供給が可能な二次電池と、
   前記車両の運転中の一部の期間に前記複数の電気機器に電力供給が可能な電力供給装置と、
   前記二次電池から前記複数の電気機器の各々への電力供給を遮断状態にすることが可能なリレーと、
   前記二次電池の異常状態を検出する検出装置と、
   前記検出装置による検出結果と前記二次電池の状態と前記電力供給装置の動作状態とを用いて前記リレーを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記検出装置により検出される前記二次電池の異常状態が第１異常状態である場合には、前記電力供給装置が動作中である第１条件と、前記二次電池が放電状態でないという第２条件とを含む遮断許可条件が成立するときに、前記遮断状態になるように前記リレーを制御し、
   前記二次電池の異常状態が前記第１異常状態である場合、前記遮断許可条件が成立しないときに、前記二次電池から前記複数の電気機器の各々への電力供給を継続し、
   前記二次電池の異常状態が前記第１異常状態である場合よりも異常の程度が高い第２異常状態である場合には、前記遮断許可条件が成立していなくても、前記遮断状態になるように前記リレーを制御する、電源装置。

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