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公開番号2022070775
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-05-13
出願番号2020180040
出願日2020-10-27
発明の名称電源システム
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02J 7/34 20060101AFI20220506BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電気負荷への電力供給を適正に実施しつつ、蓄電池の充電と放電とを適正に行うことができる電源システムを提供すること。
【解決手段】電源システム100は、第1電源10,12から電気負荷34,36に電力を供給する第1系統ES1と、第2電源16から第2通電経路LA2を介して電気負荷に電力を供給する第2系統ES2と、接続経路LBに設けられた系統間スイッチSW1と、を有する。第2電源は蓄電池16を含み、第2通電経路における接続経路との接続点PBと第2電源との間に第1経路LC1及び第2経路LC2が設けられている。電源システム100は、第1経路LC1に設けられ、第1電源の電源電圧よりも高い電圧に蓄電池を充電する充電部26と、第2経路LC2に設けられ、蓄電池の放電を規制する放電規制部24と、を備え、放電規制部で異常が発生したことを判定し、異常と判定された場合に第2電源の使用を制限する。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
第1電源(10,12)から第1通電経路(LA1)を介して電気負荷(34,36)に電力を供給する第1系統(ES1)と、
第2電源(16)から第2通電経路(LA2)を介して前記電気負荷に電力を供給する第2系統(ES2)と、
前記第1通電経路と前記第2通電経路とを接続する接続経路(LB)に設けられた系統間スイッチ(SW1)と、を有する電源システム(100)であって、
前記第1電源は、前記電気負荷の駆動を可能にする電源電圧を出力し、
前記第2電源は、前記第1電源の電源電圧により充電可能な蓄電池(16)を含み、
前記第2通電経路における前記接続経路との接続点(PB)と前記第2電源との間に、互いに並列に第1経路(LC1)及び第2経路(LC2)が設けられており、
前記系統間スイッチを閉鎖した第1状態と、開放した第2状態とを切り替える切替制御部(40)と、
前記第1経路に設けられ、前記第1状態において前記第1電源からの電力供給により当該第1電源の電源電圧よりも高い電圧に前記蓄電池を充電する充電部(26)と、
前記第2経路に設けられ、前記第2系統での前記蓄電池の放電を規制する放電規制部(24)と、
前記放電規制部で異常が発生したことを判定する異常判定部(40)と、
前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合に前記第2電源の使用を制限する使用制限部(40)と、を備える電源システム。
続きを表示(約 1,400 文字)【請求項2】
前記充電部は、前記第1電源の電源電圧を昇圧する昇圧動作を実施するものであり、
前記異常判定部は、前記充電部の昇圧動作中において、前記第2電源側における前記第1経路及び前記第2経路の分岐点(PC)の電圧と前記接続点の電圧との間の電圧差を取得し、その電圧差に基づいて前記放電規制部の異常を判定する請求項1に記載の電源システム。
【請求項3】
前記放電規制部は、前記第2経路を開放又は閉鎖する電池用スイッチ(SW2,SW3,SW8,SW9)を含み、
前記切替制御部は、前記電池用スイッチの開閉を制御し、
前記異常判定部は、前記充電部の昇圧動作中において、前記電池用スイッチを開放制御した状態で前記電圧差が所定の第1閾値よりも小さい場合に、又は前記電池用スイッチを閉鎖制御した状態で前記電圧差が所定の第2閾値よりも大きい場合に、前記放電規制部で異常が生じていると判定する請求項2に記載の電源システム。
【請求項4】
前記放電規制部は、前記第2経路において前記接続点から前記蓄電池への電流の流れを規制し、かつ前記蓄電池の電圧と前記電源電圧との間に所定の基準電圧差を生じさせる整流素子(DA4~DA6)を含み、
前記充電部の昇圧量を、前記基準電圧差に対応する対応値よりも大きい値まで調整可能な昇圧制御部(40)を備え、
前記異常判定部は、前記昇圧量が前記対応値よりも小さい状態で前記整流素子に電流が流れた場合に、又は前記昇圧量が前記対応値よりも大きい状態で前記整流素子に電流が流れない場合に、前記放電規制部で異常が生じていると判定する請求項1に記載の電源システム。
【請求項5】
前記異常判定部は、前記昇圧量のバラツキの程度を示すバラツキ情報を取得し、このバラツキ情報に応じて前記対応値を変化させる請求項4に記載の電源システム。
【請求項6】
前記第2通電経路において、前記第2電源側における前記第1経路及び前記第2経路の分岐点(PC)と前記第2電源との間に設けられた系統内スイッチ(SW4)を備え、
前記異常判定部は、前記系統内スイッチを開放した状態で前記放電規制部の異常を判定する請求項1から5までのいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項7】
前記切替制御部は、前記系統内スイッチの開閉を制御し、
前記異常判定部は、前記切替制御部が前記系統内スイッチを開放した状態から閉鎖した状態に切り替えた場合における前記分岐点の電圧の変化の有無に基づいて前記系統内スイッチで異常が発生したことを判定する請求項6に記載の電源システム。
【請求項8】
車両に搭載された電源システムであって、
前記電気負荷は、前記車両において運転に必要な少なくとも1つの機能を実施する負荷であって、かつ前記車両の運転支援機能を実施する負荷であり、
前記車両は、前記運転支援機能を用いる第1モードによる走行と、前記運転支援機能を用いない第2モードによる走行が可能であり、
前記異常判定部により、前記放電規制部で異常が発生していないと判定されたことを条件に、前記車両の走行モードを前記第2モードから前記第1モードに切り替えることを許可するモード制御部(40)を備える請求項1から7までのいずれか一項に記載の電源システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電源システムに関する。
続きを表示(約 2,400 文字)【背景技術】
【0002】
近年、例えば車両に適用され、この車両の各種装置に電力を供給する電源システムが知られている。この電源システムでは、車両の運転時に、例えば電動ブレーキ装置や電動ステアリング装置など、車両の運転に必要な機能を実施する電気負荷に電力を供給する系統で異常が発生し、これによりその機能が失われてしまうと、車両の運転を継続することができない。車両の運転中における異常発生時でも、その機能が失われないようにするために、電気負荷に電力を供給する電源として第1電源及び第2電源を有する装置が知られている。
【0003】
この装置に適用される電源システムとして、例えば特許文献1では、1つの機能を実施する電気負荷として第1負荷及び第2負荷を有し、第1負荷に接続された第1電源を含む第1系統と、第2負荷に接続された第2電源を含む第2系統と、を有するものが知られている。この電源システムでは、各系統を接続する接続経路に系統間スイッチが設けられており、系統間スイッチは、コントローラにより一方の系統で異常が発生したと判定された場合に開放される。これにより、異常が発生していない他方の系統の電気負荷により車両の運転に必要な機能を確保し、車両の運転を継続することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2019-62727号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記電源システムにおいて、第2系統の第2電源を蓄電池とする構成が考えられる。かかる構成において、第1電源からの電力供給により第2電源の蓄電池を充電しておけば、第1系統で電源異常が生じても、第2電源の電力を用いて負荷の駆動が可能となる。この場合、第2電源の蓄電池を所望の通りに用いるには、蓄電池の充電と放電とを適正に行うことが望ましく、技術的な改善の余地があると考えられる。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電気負荷への電力供給を適正に実施しつつ、蓄電池の充電と放電とを適正に行うことができる電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するための第1の手段は、第1電源から第1通電経路を介して電気負荷に電力を供給する第1系統と、第2電源から第2通電経路を介して前記電気負荷に電力を供給する第2系統と、前記第1通電経路と前記第2通電経路とを接続する接続経路に設けられた系統間スイッチと、を有する電源システムであって、前記第1電源は、前記電気負荷の駆動を可能にする電源電圧を出力し、前記第2電源は、前記第1電源の電源電圧により充電可能な蓄電池を含み、前記第2通電経路における前記接続経路との接続点と前記第2電源との間に、互いに並列に第1経路及び第2経路が設けられており、前記系統間スイッチを閉鎖した第1状態と、開放した第2状態とを切り替える切替制御部と、前記第1経路に設けられ、前記第1状態において前記第1電源からの電力供給により当該第1電源の電源電圧よりも高い電圧に前記蓄電池を充電する充電部と、前記第2経路に設けられ、前記第2系統での前記蓄電池の放電を規制する放電規制部と、前記放電規制部で異常が発生したことを判定する異常判定部と、前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合に前記充電部による前記第2電源の使用を制限する使用制限部と、を備える。
【0008】
上記構成によれば、第1電源から第1通電経路を介して電気負荷に電力を供給する第1系統と、第2電源から第2通電経路を介して電気負荷に電力を供給する第2系統とが設けられている。そのため、電気負荷に対して、第1電源及び第2電源による冗長的な電力供給が可能となる。また、第1,第2通電経路を互いに接続する接続経路に系統間スイッチが設けられている。そのため、いずれか一方の系統で異常が発生したと判定された場合には、系統間スイッチを開放した第2状態とすることで、異常が発生していない他方の系統の電源からの電力供給により電気負荷の作動を継続することが可能となっている。
【0009】
ここで、第1電源からの電力供給により第2電源の蓄電池を第1電源の電源電圧よりも高い電圧に充電しておけば、例えば低温状態や高負荷状態において電気負荷で必要とされる電圧が高くなった場合でも蓄電池からの電力供給により電気負荷を適正に作動させることができる。この場合、蓄電池を電源電圧よりも高い電圧で充電するとともに、蓄電池からの不要な放電を規制することが望ましい。そこで、第2通電経路における接続経路との接続点と第2電源との間に、第1経路及び第2経路を互いに並列に設け、第1経路において、充電部により、系統間スイッチを閉鎖した第1状態において、第1電源からの電力供給により第1電源の電源電圧よりも高い電圧で蓄電池を充電するとともに、第2経路において、放電規制部により、蓄電池からの不要な放電を規制することとしている。ここで、放電規制部に異常が発生していると、蓄電池の充電時において、放電により蓄電池の電圧が十分に上昇しないにも関わらず蓄電池への電力供給が継続されて電源システムの電力消費が増大するなど、蓄電池の充電と放電とを適正に行うことができないことが懸念される。
【0010】
この点、上記構成では、放電規制部で異常が発生したことを判定し、異常が発生したと判定された場合に第2電源の使用を制限するようにした。これにより、放電規制部の異常発生時において、蓄電池への電力供給等が抑制され、蓄電池の充電と放電とを適正に行うことができる。
(【0011】以降は省略されています)

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