JP7392629B2 - 電源システム - Google Patents

Description

本発明は、電源システムに関する。

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。

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、電気負荷として第１負荷及び第２負荷を有し、第１通電経路を介して第１電源から第１負荷に電力を供給する第１系統と、第２通電経路を介して第２電源から第２負荷に電力を供給する第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、各通電経路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では、電源から電気負荷への電力供給を確保し、電気負荷の動作を継続することが可能となる。

特許第５４８８０４６号公報

上記電源システムにおいて、第２通電経路における接続経路との接続点と第２電源との間に系統内スイッチを設けることが考えられる。かかる構成では、いずれの系統でも異常が発生していない場合、系統間スイッチ及び系統内スイッチが閉鎖され、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。一方、例えば第２系統での異常発生に伴い系統間スイッチが開放されると、第２電源の過放電を抑制するために系統内スイッチが開放されるが、第２系統に流れる電流の急激な減少により例えば第２系統に負のサージ電圧が発生し、このサージ電圧が系統間スイッチの負耐圧よりも低くなると、異常が発生していない第１系統と異常が発生した第２系統とを系統間スイッチにより絶縁することができず、第１系統において電気負荷が適正に作動しないことが懸念される。

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、複数の電源系統を有する電源システムにおいて電気負荷への電力供給を適正に実施できる電源システムを提供することにある。

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電源との間に設けられた系統内スイッチと、前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチを閉鎖した状態において前記第２系統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系統間スイッチを開放する状態制御部と、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチの開閉を制御することにより前記第２電源から前記第２系統に流れる電流を制限するとともに、この電流制限に伴って前記第２系統に発生するサージ電圧による前記系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制する抑制部と、を備える。

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動作を継続することが可能となっている。

ここで、第２通電経路における接続経路との接続点と第２電源との間には系統内スイッチが設けられており、第２系統での異常発生に伴い系統間スイッチが開放されると、第２電源の過放電を抑制するために系統内スイッチが開放されるが、第２電源から第２系統に流れる電流の急激な減少により例えば負のサージ電圧が発生する。この場合、発生した負のサージ電圧が系統間スイッチの負耐圧よりも低くなると、系統間スイッチにより第１系統と第２系統とを絶縁することができず、第１系統において電気負荷への電力供給を適正に実施できないことが懸念される。

この点、上記構成では、系統間スイッチが開放される場合に、系統内スイッチの開閉を制御することにより第２電源から第２系統に流れる電流を制限するとともに、その電流制限に伴って第２系統に発生するサージ電圧による系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制するようにした。第２系統での異常発生に伴い第２電源から第２系統に流れる電流が制限されることで、第２電源の過放電を抑制することができる。この電流制限に伴って第２系統にサージ電圧が発生するが、サージ電圧による系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下が抑制されるため、電流制限に伴って第２系統にサージ電圧が発生した場合でも、系統間スイッチを適正に作動させることができる。これにより、第２系統での異常発生において電気負荷への電力供給を適正に実施することができる。

第２の手段では、前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチの開閉を制御することにより前記第２電源から前記第２系統に流れる電流の減少速度を緩和する。

第２系統に発生するサージ電圧の大きさは、第２系統に流れる電流の減少速度に比例する。上記構成では、第２電源から第２系統に流れる電流を制限する際に、系統内スイッチの開閉を制御することにより第２電源から第２系統に流れる電流の減少速度が緩和されるようにした。これにより、第２系統に発生するサージ電圧が抑制され、サージ電圧による系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制することができる。

第３の手段では、前記系統内スイッチは、直列に接続された第１系統内スイッチと第２系統内スイッチとを有しており、前記第１系統内スイッチに並列接続され、前記第２電源から前記接続点に向かう方向を順方向とするダイオードを備え、前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記第１系統内スイッチを開状態とするとともに前記第２系統内スイッチを閉状態とする。

上記構成では、系統間スイッチが開放される場合に、第２系統に負のサージ電圧が発生すると、第２電源から第２系統に電流が流れ、その電流がダイオード及び第２系統内スイッチを介して流れる。この場合、ダイオードの順方向電圧により第２系統に流れる電流の減少速度が緩和され、系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制することができる。

第４の手段では、前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチのデューティー比を徐々に減少させる。

上記構成では、系統間スイッチが開放される場合に、系統内スイッチのデューティー比を徐々に減少させる。これにより、第２系統に流れる電流の減少速度が緩和され、系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制することができる。

第５の手段では、前記制御部は、前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチの負耐圧よりも高い降伏電圧を有するツェナーダイオードを備え、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記第２系統に発生するサージ電圧が前記降伏電圧よりも高いと、前記系統内スイッチを開放して前記第２電源から前記第２系統に流れる電流を制限し、前記第２系統に発生するサージ電圧が前記降伏電圧よりも低くなると、前記ツェナーダイオードにより前記第２電源と前記第２系統との間における電流の制限を解除する。

第２系統に発生するサージ電圧は、第２電源から第２系統に流れる電流を制限することで発生し、第２電源と第２系統との間における電流の制限を解除することで低下が抑制される。上記構成では、系統間スイッチ及び系統内スイッチの負耐圧よりも高い降伏電圧を有するツェナーダイオードを備えており、系統間スイッチが開放される場合に、第２系統に発生するサージ電圧が降伏電圧よりも高いと、系統内スイッチを開放して第２電源から第２系統に流れる電流を制限する。一方、第２系統に発生するサージ電圧が降伏電圧よりも低くなると、ツェナーダイオードにより第２電源と第２系統との間における電流の制限を解除するようにした。これにより、第２系統に負のサージ電圧が発生した場合に、そのサージ電圧が系統間スイッチ及び系統内スイッチの負耐圧まで低下する前にサージ電圧の低下を抑制することができ、サージ電圧により系統間スイッチ及び系統間スイッチの印加電圧がこれらのスイッチの負耐圧を超えて低下することを抑制することができる。

第６の手段では、順方向が互いに逆向きとなるように直列接続された２つのダイオードにより双方向ダイオードが構成されており、前記双方向ダイオードは、前記系統内スイッチに並列接続されており、前記双方向ダイオードを構成する２つのダイオードのうち、前記接続点から前記第２電源に向かう方向を順方向とするダイオードは、前記ツェナーダイオードである。

上記構成では、系統内スイッチに並列接続された双方向ダイオードが設けられており、この双方向ダイオードを構成する２つのダイオードのうち、接続点から第２電源に向かう方向を順方向とするダイオードを、ツェナーダイオードにより構成するようにした。そのため、系統間スイッチが開放される場合に、第２系統に発生するサージ電圧が降伏電圧よりも高いと、開放された系統内スイッチ、及び双方向ダイオードの整流機能により、第２電源から第２系統に流れる電流が停止される。一方、第２系統に発生するサージ電圧が降伏電圧よりも低くなると、双方向ダイオードのうち、ツェナーダイオードの整流機能が失われることにより双方向ダイオードを介して第２電源から第２系統に電流が流れる。これにより、第２系統に負のサージ電圧が発生した場合に、そのサージ電圧の低下が抑止され、サージ電圧により系統間スイッチの印加電圧が系統内スイッチの負耐圧を超えて低下することを抑制することができる。

第７の手段では、順方向が互いに逆向きとなるように直列接続された２つの前記ツェナーダイオードにより双方向ツェナーダイオードが構成されており、前記双方向ツェナーダイオードの一端は、前記系統内スイッチの一対の主端子のうちの一方の主端子に接続されており、前記双方向ツェナーダイオードの他端は、前記系統内スイッチの開閉制御端子に接続されている。

上記構成では、２つのツェナーダイオードにより双方向ツェナーダイオードが設けられており、この双方向ツェナーダイオードの一端が、系統内スイッチの一対の主端子のうちの一方の主端子に接続され、双方向ツェナーダイオードの他端が、系統内スイッチの開閉制御端子に接続されるようにした。そのため、系統間スイッチが開放される場合に、第２系統に発生するサージ電圧が降伏電圧よりも高いと、双方向ツェナーダイオードの整流機能により、系統内スイッチが開放された状態に維持される。一方、第２系統に発生するサージ電圧が降伏電圧よりも低くなると、一方のツェナーダイオードの整流機能が失われることにより系統内スイッチが閉鎖され、系統内スイッチを介して第２系統から第２電源に電流が流れる。これにより、第２系統に負のサージ電圧が発生した場合に、そのサージ電圧の低下が抑止され、サージ電圧により系統間スイッチの印加電圧が系統内スイッチの耐圧を超えて低下することを抑制することができる。

第８の手段では、前記接続経路において前記系統間スイッチよりも前記第２系統側に設けられ、前記系統間スイッチよりも高耐圧である遮断スイッチを備え、前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記遮断スイッチを開放した後に前記系統内スイッチを開放する。

第２系統で異常が発生した場合に、異常が発生していない第１系統と異常が発生した第２系統とを素早く絶縁するために、系統間スイッチには高速性が要求される。系統間スイッチが高速性に加え高耐圧性を有していれば、第２系統に発生するサージ電圧に耐えることができるとも考えられる。しかし、系統間スイッチとして高速性及び高耐圧性を有するスイッチを使用する場合には、電源システムのコスト負担が大きくなることが懸念される。

この点、上記構成では、接続経路において系統間スイッチよりも第２系統側に、系統間スイッチよりも高耐圧である遮断スイッチを設け、系統間スイッチが開放される場合に、遮断スイッチを開放した後に系統内スイッチを開放するようにした。この場合、系統間スイッチは高速性を有すればよく、高耐圧性を有する必要がないため、電源システムのコスト負担を軽減することができる。また、系統間スイッチが開放される場合に、系統内スイッチが開放される前に遮断スイッチを開放するようにしたため、系統内スイッチの開放に伴って第２系統にサージ電圧が発生しても、高耐圧性を有する遮断スイッチにより系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下が抑制される。そのため、第２電源から第２系統に流れる電流を制限しつつ、系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制することができる。

第９の手段では、前記遮断スイッチは、第１遮断スイッチであり、前記第２通電経路における前記接続点と前記系統内スイッチとの間に設けられ、前記系統内スイッチよりも高耐圧である第２遮断スイッチを備え、前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記第１遮断スイッチを開放した後であり、且つ前記系統内スイッチを開放する前に前記第２遮断スイッチを開放する。

上記構成では、接続経路において系統間スイッチよりも第２系統側に、系統間スイッチよりも高耐圧である第１遮断スイッチを設けるとともに、第２通電経路における接続点と系統内スイッチとの間に、系統内スイッチよりも高耐圧である第２遮断スイッチを設ける。そして、系統間スイッチが開放される場合に、第１遮断スイッチを開放した後であり、且つ系統内スイッチが開放される前に第２遮断スイッチを閉鎖するようにした。この場合、第２遮断スイッチの開放に伴って第２系統にサージ電圧が発生しても、高耐圧性を有する第１遮断スイッチにより系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下が抑制される。また、高耐圧性を有する第２遮断スイッチにより系統内スイッチの印加電圧の過剰な低下が抑制される。そのため、第２電源から第２系統に流れる電流を制限しつつ、系統間スイッチ及び系統内スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制することができる。

第１０の手段では、前記接続点は第１接続点であり、前記抑制部は、前記第２通電経路における前記第１接続点と前記系統内スイッチとの間の第２接続点と、所定の基準電圧を出力する基準電圧部材との間に接続され、前記基準電圧部材から前記第２接続点に向かう方向を順方向とし、且つ前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチの正耐圧よりも低い降伏電圧を有するツェナーダイオードを備え、前記基準電圧は、前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチの負耐圧よりも高い電圧に設定されており、前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチを開放する。

上記構成では、第２接続点と基準電圧部材との間に、基準電圧部材から第２接続点に向かう方向を順方向とするツェナーダイオードを設け、このツェナーダイオードの降伏電圧を系統間スイッチ及び系統内スイッチの正耐圧よりも低くなるようにした。これにより、第２系統に正のサージ電圧が発生した場合に、ツェナーダイオードの整流機能が失われることにより系統間スイッチ及び系統内スイッチの印加電圧がツェナーダイオードの降伏電圧に維持され、当該印加電圧がこれらのスイッチの正耐圧を超えて上昇することを抑制することができる。また、基準電圧部材の基準電圧を、系統間スイッチ及び系統内スイッチの負耐圧よりも高い電圧に設定するようにした。これにより、第２系統に負のサージ電圧が発生した場合に、ツェナーダイオードの整流機能により系統間スイッチ及び系統内スイッチの印加電圧が基準電圧に維持され、当該印加電圧がこれらのスイッチの負耐圧を超えて低下することを抑制することができる。

第１実施形態の電源システムの全体構成図。 第１実施形態の制御処理の手順を示すフローチャート。 第１実施形態の制御処理の一例を示すタイムチャート。 第１実施形態の変形例における制御処理の手順を示すフローチャート。 第２実施形態の電源システムの全体構成図。 第２実施形態の制御処理の手順を示すフローチャート。 第２実施形態の制御処理の一例を示すタイムチャート。 第１実施形態の変形例における電源システムの全体構成図。 第３実施形態の電源システムの全体構成図。 第３実施形態の制御処理の手順を示すフローチャート。 第３実施形態の制御処理の一例を示すタイムチャート。 第３実施形態の変形例における電源システムの全体構成図。 第３実施形態の変形例における制御処理の手順を示すフローチャート。 第３実施形態の変形例における制御処理の一例を示すタイムチャート。 第４実施形態の電源システムの全体構成図。 第４実施形態の制御処理の一例を示すタイムチャート。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る電源システムを車載の電源システム１００として具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、電源システム１００は、一般負荷３０及び特定負荷３２に電力を供給するシステムである。電源システム１００は、高圧蓄電池１０と、ＤＣＤＣコンバータ（以下、コンバータ）１２と、第１蓄電池１４と、第２蓄電池１６と、スイッチ部２０と、リレースイッチＳＭＲ（システムメインリレースイッチ）と、制御装置４０と、を備えている。

高圧蓄電池１０は、第１，第２蓄電池１４，１６よりも高い定格電圧（例えば数百Ｖ）を有しており、例えばリチウムイオン蓄電池である。コンバータ１２は、高圧蓄電池１０から供給される電力を電源電圧ＶＡの電力に変換して、一般負荷３０及び特定負荷３２に供給する電圧生成部である。本実施形態では、電源電圧ＶＡは、一般負荷３０及び特定負荷３２の駆動を可能にする電圧である。

一般負荷３０は、移動体としての車両において運転制御に用いられない電気負荷（以下、単に負荷）であり、例えばエアコン、オーディオ装置、パワーウィンドウ等である。

一方、特定負荷３２は、車両の運転制御に用いられる少なくとも１つの機能を実施する負荷であり、例えば車両の操舵を制御する電動パワーステアリング装置５０、車輪に制動力を付与する電動ブレーキ装置５１、車両周囲の状況を監視する走行制御装置５２等である。なお、本実施形態において、特定負荷３２が「電気負荷」に相当する。

そのため、これらの特定負荷３２に異常が発生し、その機能の全てが失われると、運転制御を行うことができない。そのため、特定負荷３２では、異常が発生した場合でもその機能の全てが失われないようにするため、機能毎に冗長に設けられた第１負荷３４と第２負荷３６とを有している。具体的には、電動パワーステアリング装置５０は、第１ステアリングモータ５０Ａと第２ステアリングモータ５０Ｂとを有している。電動ブレーキ装置５１は、第１ブレーキ装置５１Ａと第２ブレーキ装置５１Ｂとを有している。走行制御装置５２は、カメラ５２Ａとレーザレーダ５２Ｂとを有している。第１ステアリングモータ５０Ａと第１ブレーキ装置５１Ａとカメラ５２Ａとが、第１負荷３４に相当し、第２ステアリングモータ５０Ｂと第２ブレーキ装置５１Ｂとレーザレーダ５２Ｂとが、第２負荷３６に相当する。

第１負荷３４と第２負荷３６とは、併せて１つの機能を実現するものであるが、それぞれ単独でもその機能の一部を実現可能なものである。例えば電動パワーステアリング装置５０では、第１ステアリングモータ５０Ａと第２ステアリングモータ５０Ｂとにより車両の自由な操舵が可能であり、操舵速度や操舵範囲等に一定の制限がある中で、各ステアリングモータ５０Ａ，５０Ｂにより車両の操舵が可能である。

各特定負荷３２は、手動運転において、ドライバによる制御を支援する機能を実現する。また、各特定負荷３２は、車両の走行や停止などの挙動を自動で制御する自動運転において、自動運転に必要な機能を実現する。そのため、特定負荷３２は、車両の運転に必要な少なくとも１つの機能を実施する負荷ともいうことができる。

第１負荷３４は、第１系統内経路ＬＡ１を介してコンバータ１２に接続されており、コンバータ１２から第１系統内経路ＬＡ１を介して第１負荷３４に電力が供給される。そして、この第１系統内経路ＬＡ１に第１蓄電池１４及び一般負荷３０が接続されている。第１蓄電池１４は、例えば鉛蓄電池である。本実施形態では、第１系統内経路ＬＡ１により接続されたコンバータ１２、第１蓄電池１４、一般負荷３０及び第１負荷３４により、第１系統ＥＳ１が構成されている。第１系統内経路ＬＡ１には、第１系統ＥＳ１のインダクタンス成分ＺＡ１が示されている。なお、本実施形態において、第１系統内経路ＬＡ１が「第１通電経路」に相当し、高圧蓄電池１０及びコンバータ１２が「第１電源」に相当する。

また、第２負荷３６は、第２系統内経路ＬＡ２を介して第２蓄電池１６に接続されており、第２蓄電池１６から第２系統内経路ＬＡ２を介して第２負荷３６に電力が供給される。第２蓄電池１６は、例えばリチウムイオン蓄電池である。本実施形態では、第２系統内経路ＬＡ２により接続された第２蓄電池１６及び第２負荷３６により、第２系統ＥＳ２が構成されている。第２系統内経路ＬＡ２には、第２系統ＥＳ２のインダクタンス成分ＺＡ２が示されている。なお、本実施形態において、第２系統内経路ＬＡ２が「第２通電経路」に相当し、第２蓄電池１６が「第２電源」に相当する。

スイッチ部２０は、第１系統内経路ＬＡ１と第２系統内経路ＬＡ２とを接続する接続経路ＬＢに設けられている。接続経路ＬＢの一端は、接続点ＰＡにおいて第１系統内経路ＬＡ１に接続されており、接続経路ＬＢの他端は、接続点ＰＢにおいて第２系統内経路ＬＡ２と接続されている。スイッチ部２０は、直列接続された第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２とを備えている。スイッチ部２０において、第１スイッチＳＷ１は、第２スイッチＳＷ２よりも第１系統ＥＳ１側に設けられている。なお、本実施形態において、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が「系統間スイッチ」に相当する。

本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２として、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（以下、単にＭＯＳＦＥＴ）が用いられている。そのため、第１スイッチＳＷ１には第１寄生ダイオードＤＡ１が並列接続されており、第２スイッチＳＷ２には第２寄生ダイオードＤＡ２が並列接続されている。本実施形態では、第１，第２寄生ダイオードＤＡ１，ＤＡ２の向きが互いに逆向きとなるように、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が直列接続されている。詳細には、第１寄生ダイオードＤＡ１は、アノードを第２系統ＥＳ２側、カソードを第１系統ＥＳ１側となるように配置されている。また、第２寄生ダイオードＤＡ２は、アノードを第１系統ＥＳ１側、カソードを第２系統ＥＳ２側となるように配置されている。

第１系統内経路ＬＡ１には、第１電流検出部２７が設けられており、接続経路ＬＢには、第２電流検出部２８が設けられている。第１電流検出部２７は、第１系統内経路ＬＡ１のうち接続点ＰＡと第１負荷３４との間の部分に設けられており、当該部分に流れる第１系統内電流ＩＡの大きさ及び向きを検出する。第２電流検出部２８は、接続経路ＬＢのうちスイッチ部２０よりも第１系統ＥＳ１側の部分に設けられており、当該部分に流れる系統間電流ＩＢの大きさ及び向きを検出する。

リレースイッチＳＭＲは、第２系統内経路ＬＡ２における接続点ＰＢと第２蓄電池１６との間の部分に設けられており、第２系統内経路ＬＡ２における当該部分を開放又は閉鎖する。リレースイッチＳＭＲの開閉により、第２蓄電池１６から第２系統ＥＳ２に流れる電流が制御される。

制御装置４０は、第１，第２電流検出部２７，２８の検出値に基づいて、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切替操作すべく、第１，第２切替信号ＳＣ１，ＳＣ２を生成し、第１，第２切替信号ＳＣ１，ＳＣ２による指令を第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２に出力する。また、制御装置４０は、第１，第２電流検出部２７，２８の検出値に基づいて、リレースイッチＳＭＲを切替操作する。さらに、制御装置４０は、コンバータ１２を動作制御すべく、制御信号ＳＤを生成し、制御信号ＳＤによる指令をコンバータ１２に出力する。制御信号ＳＤにより、コンバータ１２の動作状態と動作停止状態とが切り替えられる。

また、制御装置４０は、報知部４４と、ＩＧスイッチ４５と、入力部４６とに接続されており、これらを制御する。報知部４４は、視覚または聴覚的にドライバに報知する装置であり、例えば車室内に設置されたディスプレイやスピーカである。ＩＧスイッチ４５は、車両の起動スイッチである。制御装置４０は、ＩＧスイッチ４５の開放又は閉鎖を監視する。入力部４６は、ドライバの操作を受け付ける装置であり、例えばハンドル、レバー、ボタン、ペダル、音声入力装置である。

制御装置４０は、上述した特定負荷３２を用いて車両を手動運転及び自動運転する。制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭ内の演算プログラムや制御データを参照して、手動運転及び自動運転するための種々の機能を実現する。

なお、手動運転とは、入力部４６を用いたドライバの操作によって車両を運転制御する状態を表す。また、自動運転とは、ドライバの操作によらず制御装置４０による制御内容で車両を運転制御する状態を表す。具体的には、自動運転とは、米国運輸省道路交通***（ＮＨＴＳＡ）によって定められたレベル０からレベル５までの自動運転レベルのうち、レベル３以上の自動運転のことをいう。レベル３は、制御装置４０が、走行環境を観測しつつ、ハンドル操作と加減速との両方を制御するレベルである。

ところで、第２系統ＥＳ２での異常発生に伴い第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放されると、第２系統ＥＳ２において、第２蓄電池１６の過放電を抑制するためにリレースイッチＳＭＲが開放される。しかし、リレースイッチＳＭＲの開放に伴って第２蓄電池１６から第２系統ＥＳ２に流れる電流である第２系統内電流ＩＣが急激に減少すると、例えば第２系統ＥＳ２のインダクタンス成分ＺＡ２（以下、単に第２系統ＥＳ２）に負のサージ電圧ＶＳが発生する。そして、このサージ電圧ＶＳが第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の負電圧側の耐圧である負耐圧Ｖｔｈよりも低くなると、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２により異常が発生していない第１系統ＥＳ１と異常が発生した第２系統ＥＳ２とを絶縁することができず、第１系統ＥＳ１において第１負荷３４が適正に作動しないことが懸念される。

本実施形態では、制御処理において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される場合に、リレースイッチＳＭＲの開閉を制御することにより第２系統内電流ＩＣを制限するとともに、この電流制限に伴って第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳによる第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の印加電圧の過剰な低下を抑制するようにした。具体的には、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放された場合に、リレースイッチＳＭＲの開閉を制御することにより第２系統内電流ＩＣを減少させつつその減少速度を緩和し、サージ電圧ＶＳによる第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の印加電圧が第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の負耐圧Ｖｔｈよりも低くならないようにした。

リレースイッチＳＭＲは、直列接続された第３スイッチＳＷ３と第４スイッチＳＷ４とを備えている。リレースイッチＳＭＲにおいて、第３スイッチＳＷ３は、第４スイッチＳＷ４よりも第２蓄電池１６側に設けられている。なお、本実施形態において、リレースイッチＳＭＲが「系統内スイッチ」に相当し、第３スイッチＳＷ３が「第２系統内スイッチ」に相当し、第４スイッチＳＷ４が「第１系統内スイッチ」に相当する。

本実施形態では、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４として、ＭＯＳＦＥＴが用いられている。そのため、第３スイッチＳＷ３には第３寄生ダイオードＤＡ３が並列接続されており、第４スイッチＳＷ４には第４寄生ダイオードＤＡ４が並列接続されている。本実施形態では、第３，第４寄生ダイオードＤＡ３，ＤＡ４の向きが互いに逆向きとなるように、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が直列接続されている。詳細には、第３寄生ダイオードＤＡ３は、アノードを接続点ＰＢ側、カソードを第２蓄電池１６側となるように配置されている。また、第４寄生ダイオードＤＡ４は、アノードを第２蓄電池１６側、カソードを接続点ＰＢ側となるように配置されている。つまり、第４寄生ダイオードＤＡ４は、第２蓄電池１６から接続点ＰＢに向かう向きを順方向とするように配置されている。

制御装置４０は、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４を切替操作すべく、第３，第４切替信号ＳＣ３，ＳＣ４を生成し、第３，第４切替信号ＳＣ３，ＳＣ４による指令を第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４に出力する。そして、制御処理では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放された場合に、リレースイッチＳＭＲの開閉制御として、第３スイッチＳＷ３を閉鎖するとともに、第４スイッチＳＷ４を開放するようにした。

この場合、第２系統内電流ＩＣは、第３スイッチＳＷ３及び第４寄生ダイオードＤＡ４を介して流れ、第４寄生ダイオードＤＡ４が有する順方向電圧ＶＥにより第２系統内電流ＩＣが制限される。これにより、第２蓄電池１６の過放電を抑制することができる。この電流制限に伴って第２系統ＥＳ２にサージ電圧ＶＳが発生するが、第４寄生ダイオードＤＡ４による第２系統内電流ＩＣの制限効果は小さいため、上記制限に伴う第２系統内電流ＩＣの減少速度は緩和される。そのため、電流制限に伴って第２系統ＥＳ２にサージ電圧ＶＳが発生した場合でも、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４を適正に作動させることができる。これにより、第２系統ＥＳ２での異常発生において第１負荷３４への電力供給を適正に実施することができる。

図２に、本実施形態の制御処理のフローチャートを示す。制御装置４０は、ＩＧスイッチ４５が閉鎖されると、所定の制御周期毎に制御処理を繰り返し実施する。なお、ＩＧスイッチ４５の閉鎖当初において、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４は閉鎖されており、コンバータ１２は動作状態とされている。

制御処理を開始すると、ステップＳ１０，Ｓ１１において、第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれか一方で異常が発生したか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１０において、第１系統ＥＳ１に異常が発生したか否かを判定する。ステップＳ１０で否定判定すると、ステップＳ１１において、第２系統ＥＳ２に異常が発生したか否かを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１１の処理が「異常判定部」に相当する。また、本実施形態において、異常は、地絡や断線等の電源失陥異常である。

なお、異常の発生は、第１，第２電流検出部２７，２８で検出される各電流ＩＡ，ＩＢの大きさにより判定することができる。例えば第１系統ＥＳ１で地絡が発生した場合、第１電流検出部２７で検出される第１系統内電流ＩＡの大きさは、地絡判定のための所定の電流閾値Ｉｔｈ以上となる。また例えば第２系統ＥＳ２で地絡が発生した場合、第２電流検出部２８で検出される系統間電流ＩＢの大きさは、電流閾値Ｉｔｈ以上となる。したがって、第１，第２電流検出部２７，２８で検出される各電流ＩＡ，ＩＢの大きさにより、どちらの系統ＥＳ１，ＥＳ２で異常が発生したかを判定することができる。

いずれの系統ＥＳ１，ＥＳ２でも異常が発生していないと判定された場合、ステップＳ１１で否定判定する。この場合、制御処理を終了する。これにより、コンバータ１２及び第１，第２蓄電池１４，１６による第１，第２負荷３４，３６への冗長的な電力供給が実施され、第１，第２負荷３４，３６は協働して運転制御に必要な１つの機能を実施する。

一方、いずれか一方の系統ＥＳ１，ＥＳ２で異常が発生したと判定された場合、異常が発生した系統側への電力供給を停止させるとともに、異常が発生していない系統の電気負荷への電力供給を継続させる処理を実施する。

具体的には、ステップＳ１０で肯定判定すると、まずステップＳ１２において、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開放する。第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、高速スイッチング動作が可能であり、この第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の高速スイッチング動作により、異常が発生した第１系統ＥＳ１と異常が発生していない第２系統ＥＳ２とを素早く絶縁することができる。

続くステップＳ１３では、コンバータ１２を動作停止状態とする指令を出力し、ステップＳ１４に進む。コンバータ１２を動作停止状態とすると、コンバータ１２から第１系統ＥＳ１に流れる電流の急激な減少により第１系統ＥＳ１のインダクタンス成分ＺＡ１（以下、単に第１系統ＥＳ１）に例えば負のサージ電圧ＶＳが発生する。そこで、ステップＳ１３では、コンバータ１２の状態を制御することにより、コンバータ１２から第１系統ＥＳ１に流れる電流を徐々に減少させ、サージ電圧ＶＳによる第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の印加電圧が第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の負耐圧Ｖｔｈよりも低くならないようにする。

ステップＳ１４では、報知部４４を介して、ドライバに第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれか一方で異常が発生したことをドライバに知らせ、制御処理を終了する。

また、ステップＳ１１で肯定判定すると、まずステップＳ２０において、第４スイッチＳＷ４が閉鎖されているか否かを判定する。ステップＳ２０で肯定判定すると、ステップＳ２１に進む。一方、ステップＳ２０で否定判定すると、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２１では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開放する。続くステップＳ２２では、リレースイッチＳＭＲのうち第４スイッチＳＷ４のみを開放し、ステップＳ１４に進む。本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開放すると、第２系統ＥＳ２に負のサージ電圧ＶＳが発生し、このサージ電圧ＶＳにより、第２系統内電流ＩＣは、第３スイッチＳＷ３及び第４寄生ダイオードＤＡ４を介して流れる。なお、本実施形態において、ステップＳ２０の処理が「状態制御部」に相当し、ステップＳ２２の処理が「抑制部」に相当する。

一方、ステップＳ２３では、つまり、以前に実施された制御処理において第４スイッチＳＷ４が開放されている場合、第３スイッチＳＷ３を開放する所定の開放条件が成立したか否かを判定する。開放条件は、例えば第４スイッチＳＷ４が開放されてからの経過時間が所定の時間閾値Ｙｔｈよりも長くなったとの条件や、第２蓄電池１６の温度が所定の温度閾値Ｔｔｈよりも高くなったとの条件である。

開放条件が成立していないと判定された場合、ステップＳ２３で否定判定する。この場合、制御処理を終了する。一方、開放条件が成立していると判定された場合、ステップＳ２３で肯定判定する。この場合、ステップＳ２４において、第４スイッチＳＷ４を開放し、つまり、リレースイッチＳＭＲを開放し、制御処理を終了する。

続いて、図３に、制御処理の一例を示す。図３は、車両走行中に第２系統ＥＳ２で地絡異常（以下、単に地絡）が発生した場合における負荷電圧ＶＤと第２系統内電流ＩＣとの推移を示す。ここで負荷電圧ＶＤは、第２負荷３６に印加される電圧を示し、具体的には第２系統ＥＳ２における接続点ＰＢの電圧を示す。そのため、第２系統ＥＳ２で地絡が発生する前において、負荷電圧ＶＤは電源電圧ＶＡとなり、第２系統ＥＳ２で地絡が発生した後において、負荷電圧ＶＤはサージ電圧ＶＳとなる。なお、本実施形態において、負荷電圧ＶＤは「印加電圧」の一例である。

図３において、（Ａ）は、ＩＧスイッチ４５の開閉状態の推移を示し、（Ｂ）は、第１スイッチＳＷ１の開閉状態の推移を示し、（Ｃ）は、第２スイッチＳＷ２の開閉状態の推移を示し、（Ｄ）は、第３スイッチＳＷ３の開閉状態の推移を示し、（Ｅ）は、第４スイッチＳＷ４の開閉状態の推移を示す。また、（Ｆ）は、負荷電圧ＶＤの推移を示し、（Ｇ）は、第２系統内電流ＩＣの推移を示す。

図３に示すように、時刻ｔ１までのＩＧスイッチ４５の開期間、つまり電源システム１００の休止状態において、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４が開放されており、コンバータ１２が動作停止状態に切り替えられている。そのため、ＩＧスイッチ４５の開期間では、負荷電圧ＶＤ及び第２系統内電流ＩＣがゼロとなる。

時刻ｔ１にＩＧスイッチ４５が閉鎖されると、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉鎖されるとともに、コンバータ１２を動作状態に切り替える指令が出力される。これにより、コンバータ１２が動作状態に切り替えられ、電源電圧ＶＡの上昇に伴い負荷電圧ＶＤが所定の動作電圧ＶＭまで上昇し、車両の走行が可能となる。ここで動作電圧ＶＭは、第１，第２負荷３４，３６の駆動電圧範囲内の電圧である。

また、時刻ｔ１に第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が閉鎖される。これにより、コンバータ１２からの電力供給により第２蓄電池１６が充電される。なお、第２系統内電流ＩＣは、第２蓄電池１６から第２系統ＥＳ２に流れる電流とされているため、第２蓄電池１６が充電される場合には、第２系統内電流ＩＣは負の値となる。

車両の走行中に、第１系統ＥＳ１及び第２系統ＥＳ２のいずれか一方で地絡が発生したか否かが判定される。いずれの系統ＥＳ１，ＥＳ２でも地絡が発生していないと判定された場合、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４が閉鎖された状態に維持される。これにより、コンバータ１２及び第１蓄電池１４のそれぞれから第１，第２負荷３４，３６に電力供給が可能となる。コンバータ１２からの電力供給により、長時間の自動運転時にも継続的な電力供給が可能となり、第１蓄電池１４からの電力供給により、電圧変動の少ない電力供給が可能となる。その結果、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間では、第１負荷３４と第２負荷３６とを用いた手動運転及び自動運転が行われる。

いずれか一方の系統ＥＳ１，ＥＳ２で地絡が発生したと判定された場合、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の開閉が制御される。図３では、時刻ｔ２に第２系統ＥＳ２で地絡が発生する。これにより、負荷電圧ＶＤが低下する。

また、系統間電流ＩＢが上昇し、その後の時刻ｔ３に、系統間電流ＩＢが電流閾値Ｉｔｈ以上となる。これにより、第２系統ＥＳ２で地絡が発生したと判定される。この場合、時刻ｔ３に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される。これにより、地絡が発生していない第１系統ＥＳ１と地絡が発生した第２系統ＥＳ２とを絶縁することができ、第１系統ＥＳ１において、第１負荷３４への電力供給を適正に実施することができる。

また、この時刻ｔ３に、第２蓄電池１６の過放電を抑制するために、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の開閉が制御され、第２系統内電流ＩＣが制限される。この電流制限に伴って第２系統ＥＳ２にサージ電圧ＶＳが発生する。図３（Ｄ），（Ｇ）に破線で示すように、第２蓄電池１６の過放電を抑制するために、時刻ｔ３に第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が共に開放されると、第２系統内電流ＩＣが急激に減少する。第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳの大きさは、第２系統ＥＳ２に流れる電流の減少速度に比例する。そのため、第２系統内電流ＩＣが急激に減少すると、図３（Ｆ）に破線で示すように、負荷電圧ＶＤが第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の負耐圧Ｖｔｈよりも低くなり、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２により地絡が発生していない第１系統ＥＳ１と地絡が発生した第２系統ＥＳ２とを絶縁することができない。

そこで、本実施形態では、図３（Ｃ），（Ｄ）に実線で示すように、時刻ｔ３にリレースイッチＳＭＲのうち第４スイッチＳＷ４のみが閉鎖される。そのため、第２系統内電流ＩＣは、第３スイッチＳＷ３及び第４寄生ダイオードＤＡ４を介して流れ、第４寄生ダイオードＤＡ４が有する順方向電圧ＶＥにより第２系統内電流ＩＣが制限される。これにより、第２蓄電池１６の過放電を抑制することができる。

一方、第４寄生ダイオードＤＡ４による第２系統内電流ＩＣの制限効果は小さいため、上記制限に伴い第２系統内電流ＩＣは減少するが、その減少速度が緩和される（図３（Ｇ）の実線参照）。これにより、サージ電圧ＶＳの過剰な低下が抑制され、図３（Ｆ）に実線で示すように、負荷電圧ＶＤが第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の負耐圧Ｖｔｈよりも低くなることを抑制することができる。

その後、時刻ｔ４に、第３スイッチＳＷ３の開放条件が成立すると、第３スイッチＳＷ３が開放される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

・第２系統ＥＳ２での異常発生に伴い、異常が発生していない第１系統ＥＳ１と異常が発生した第２系統ＥＳ２とを絶縁するために、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される。本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される場合に、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の開閉を制御することにより第２系統内電流ＩＣを制限するとともに、その電流制限に伴って第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳによる負荷電圧ＶＤの過剰な低下を抑制するようにした。第２系統内電流ＩＣが制限されることで、第２蓄電池１６の過放電を抑制することができる。この電流制限に伴って第２系統ＥＳ２にサージ電圧ＶＳが発生するが、本実施形態では、サージ電圧ＶＳによる負荷電圧ＶＤの過剰な低下が抑制されるため、電流制限に伴って第２系統ＥＳ２にサージ電圧ＶＳが発生した場合でも、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を適正に作動させることができる。これにより、第１系統ＥＳ１において、第１負荷３４への電力供給を適正に実施することができる。

・本実施形態では、第２系統内電流ＩＣを制限する際に、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の開閉を制御することにより第２系統内電流ＩＣの減少速度が緩和されるようにした。第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳの大きさは、第２系統内電流ＩＣを含む第２系統ＥＳ２に流れる電流の減少速度に比例する。そのため、第２系統内電流ＩＣの減少速度が緩和されることで、第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳが抑制され、サージ電圧ＶＳによる負荷電圧ＶＤの過剰な低下を抑制することができる。

・具体的には、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される場合に、第４スイッチＳＷ４を開状態とするとともに第３スイッチＳＷ３を閉状態とするようにした。この場合、第２系統ＥＳ２に負のサージ電圧ＶＳが発生すると、第２系統内電流ＩＣは、第３スイッチＳＷ３及び第４寄生ダイオードＤＡ４を介して流れる。これにより、第４寄生ダイオードＤＡ４の順方向電圧ＶＥにより第２系統ＥＳ２に流れる電流の減少速度が緩和され、負荷電圧ＶＤの過剰な低下を抑制することができる。

（第１実施形態の変形例）
時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間において、第３スイッチＳＷ３のデューティー比を制御することで、第２系統内電流ＩＣの減少速度を緩和してもよい。ここでデューティー比は、開閉が制御される第３スイッチＳＷ３の規定周期に対する第３スイッチＳＷ３の閉鎖時間の比率を意味する。

図４に示すように、本変形例の制御処理では、ステップＳ２２で第４スイッチＳＷ４が開放されると、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、第３スイッチＳＷ３のデューティー比制御を実施し、ステップＳ１４に進む。第３スイッチＳＷ３のデューティー比制御では、時刻ｔ３からの経過時間が長くなるほどデューティー比を減少させるとともに、デューティー比の減少速度を緩和するようにした。つまり、デューティー比を徐々に減少させるようにした。これにより、第２系統ＥＳ２に流れる電流の減少速度が緩和され、負荷電圧ＶＤの過剰な低下を抑制することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図５～図７を参照しつつ説明する。

本実施形態では、リレースイッチＳＭＲに並列接続された双方向ツェナーダイオード２２が設けられる点で、第１実施形態と異なる。図５に示すように、本実施形態では、第２系統ＥＳ２における接続点ＰＢと第２蓄電池１６との間に、互いに並列に設けられた第１経路ＬＣ１及び第２経路ＬＣ２が設けられており、この第１経路ＬＣ１にリレースイッチＳＭＲが設けられており、第２経路ＬＣ２に双方向ツェナーダイオード２２が設けられている。なお、図５では、リレースイッチＳＭＲが簡略化して示されている。本実施形態において、双方向ツェナーダイオード２２が「双方向ダイオード」の一例である。

双方向ツェナーダイオード２２は、第１ツェナーダイオード（以下、第１ツェナー）ＤＴ１と第２ツェナーダイオード（以下、第２ツェナー）ＤＴ２とを備えており、第１，第２ツェナーＤＴ１，ＤＴ２の向きが互いに逆向きとなるように、第１，第２ツェナーＤＴ１，ＤＴ２が直列接続されている。詳細には、第１ツェナーＤＴ１は、第２ツェナーＤＴ２よりも第２蓄電池１６側に設けられており、アノードを接続点ＰＢ側、カソードを第２蓄電池１６側となるように配置されている。また、第２ツェナーＤＴ２は、アノードを第２蓄電池１６側、カソードを接続点ＰＢ側となるように配置されている。つまり、第１ツェナーＤＴ１は、接続点ＰＢから第２蓄電池１６に向かう向きを順方向とするように配置されている。

第１，第２ツェナーＤＴ１，ＤＴ２は、同一の降伏電圧ＶＺを有している。本実施形態では、第１，第２ツェナーＤＴ１，ＤＴ２の降伏電圧ＶＺが、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の負耐圧Ｖｔｈ及び第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈよりも高くなるように設定されている。以下では、区別のために第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の負耐圧Ｖｔｈを第１負耐圧Ｖｔｈ１と呼び、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈの負耐圧Ｖｔｈを第２負耐圧Ｖｔｈ２と呼ぶ。

図６に、本実施形態の制御処理のフローチャートを示す。図６に示すように、本実施形態の制御処理では、ステップＳ２１で第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される場合に、続くステップＳ２６において、リレースイッチＳＭＲが開放される。本実施形態では、第２経路ＬＣ２に双方向ツェナーダイオード２２が設けられていることで、負荷電圧ＶＤが第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を超えて低下することを抑制することができる。その理由を、図７を用いて説明する。

図７に、本実施形態の制御処理における負荷電圧ＶＤと第２系統内電流ＩＣとの推移を示す。なお、図７における（Ａ）～（Ｇ）は、図３における（Ａ）～（Ｇ）と同一である。また、図７における時刻ｔ１から時刻ｔ３までの処理は、図３における時刻ｔ１から時刻ｔ３までの処理と同一である。そのため、重複した説明を省略する。

図７に示すように、時刻ｔ３に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放されると、この時刻ｔ３に、リレースイッチＳＭＲが開放され、第２系統内電流ＩＣが制限される。本実施形態では、この電流制限に伴って第２系統ＥＳ２に負のサージ電圧ＶＳが発生する。時刻ｔ３から時刻ｔ１１までの期間では、第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳが降伏電圧ＶＺよりも高い。そのため、開放されたリレースイッチＳＭＲ及び第１，第２ツェナーＤＴ１，ＤＴ２の整流機能により、第２系統内電流ＩＣが停止される。第２系統内電流ＩＣが停止されることで、第２蓄電池１６の過放電を抑制することができる。

一方、この電流停止に伴ってサージ電圧ＶＳが低下し、サージ電圧ＶＳにより負荷電圧ＶＤが低下する。図７（Ｆ），（Ｇ）に破線で示すように、電流停止に伴う第２系統内電流ＩＣの急激な減少により、負荷電圧ＶＤが第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の第１負耐圧Ｖｔｈ１よりも低くなると、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２により地絡が発生していない第１系統ＥＳ１と地絡が発生した第２系統ＥＳ２とを絶縁することができない。また、電流停止に伴う第２系統内電流ＩＣの急激な減少により、負荷電圧ＶＤが第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の第２負耐圧Ｖｔｈ２よりも低くなると、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４により第２蓄電池１６の過放電を抑制することができない。

本実施形態では、時刻ｔ１１に、サージ電圧ＶＳが降伏電圧ＶＺよりも低くなると、第１，第２ツェナーＤＴ１，ＤＴ２のうち、第１ツェナーＤＴ１の整流機能が失われることにより双方向ツェナーダイオード２２を介して正の第２系統内電流ＩＣ、つまり第２蓄電池１６から第２系統ＥＳ２に電流が流れる（図７（Ｇ）の実線参照）。これにより、図７（Ｆ）に実線で示すように、負荷電圧ＶＤが降伏電圧ＶＺに維持されてサージ電圧ＶＳの低下が抑制され、負荷電圧ＶＤが第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２よりも低くなることを抑制することができる。

その後、時刻ｔ１２に、サージ電圧ＶＳが降伏電圧ＶＺよりも高くなると、第１，第２ツェナーＤＴ１，ＤＴ２の整流機能により再び第２系統内電流ＩＣが停止される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

・本実施形態では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の第１負耐圧Ｖｔｈ１及び第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の第２負耐圧Ｖｔｈ２よりも高い降伏電圧ＶＺを有する第１ツェナーＤＴ１を備えており、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される場合に、第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳが降伏電圧ＶＺよりも高いと、リレースイッチＳＭＲを開放して第２系統内電流ＩＣを制限する。一方、第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳが降伏電圧ＶＺよりも低くなると、第１ツェナーＤＴ１により第２系統内電流ＩＣの制限を解除するようにした。これにより、第２系統ＥＳ２に負のサージ電圧ＶＳが発生した場合に、そのサージ電圧ＶＳが第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２まで低下する前にサージ電圧ＶＳの低下を抑制することができ、サージ電圧ＶＳにより負荷電圧ＶＤが第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を超えて低下することを抑制することができる。

・具体的には、リレースイッチＳＭＲに並列接続された双方向ツェナーダイオード２２が設けられており、この双方向ツェナーダイオード２２を構成する２つのツェナーダイオードのうち、接続点ＰＢから第２蓄電池１６に向かう方向を順方向とする第１ツェナーＤＴ１の降伏電圧ＶＺを第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２よりも高くするようにした。そのため、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される場合に、第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳが降伏電圧ＶＺよりも高いと、開放されたリレースイッチＳＭＲ、及び第１，第２ツェナーＤＴ１，ＤＴ２の整流機能により第２系統内電流ＩＣが停止される。一方、第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳが降伏電圧ＶＺよりも低くなると、第１ツェナーＤＴ１の整流機能が失われることにより双方向ツェナーダイオード２２を介して正の第２系統内電流ＩＣが流れる。これにより、第２系統ＥＳ２に負のサージ電圧ＶＳが発生した場合に、そのサージ電圧ＶＳの低下が抑止され、サージ電圧ＶＳにより負荷電圧ＶＤが第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を超えて低下することを抑制することができる。

（第２実施形態の変形例）
双方向ツェナーダイオードは、リレースイッチＳＭＲが備える第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４に対して、それぞれ設けられていてもよい。図８に示すように、本変形例では、第２系統内経路ＬＡ２における第２蓄電池１６とリレースイッチＳＭＲとの間の接続点ＰＣと、第３スイッチＳＷ３のゲート端子との間に第３経路ＬＣ３が設けられており、この第３経路ＬＣ３に第１双方向ツェナーダイオード２３が設けられている。つまり、第１双方向ツェナーダイオード２３の一端は、第３スイッチＳＷ３の一対の主端子のうちのドレイン端子に接続されており、第１双方向ツェナーダイオード２３の他端は、第３スイッチＳＷ３のゲート端子に接続されている。なお、本実施形態において、ゲート端子が「開閉制御端子」に相当する。

第１双方向ツェナーダイオード２３は、第３ツェナーダイオード（以下、第３ツェナー）ＤＴ３と第４ツェナーダイオード（以下、第４ツェナー）ＤＴ４とを備えており、第３，第４ツェナーＤＴ３，ＤＴ４の向きが互いに逆向きとなるように、第３，第４ツェナーＤＴ３，ＤＴ４が直列接続されている。詳細には、第３ツェナーＤＴ３は、第４ツェナーＤＴ４よりも接続点ＰＣ側に設けられており、アノードを第３スイッチＳＷ３側、カソードを接続点ＰＣ側となるように配置されている。また、第４ツェナーＤＴ４は、アノードを接続点ＰＣ側、カソードを第３スイッチＳＷ３側となるように配置されている。

また、第２系統内経路ＬＡ２におけるリレースイッチＳＭＲと接続点ＰＢの間の接続点ＰＤと、第４スイッチＳＷ４のゲート端子との間に第４経路ＬＣ４が設けられており、この第４経路ＬＣ４に第２双方向ツェナーダイオード２４が設けられている。つまり、第２双方向ツェナーダイオード２４の一端は、第４スイッチＳＷ４の一対の主端子のうちのドレイン端子に接続されており、第２双方向ツェナーダイオード２４の他端は、第４スイッチＳＷ４のゲート端子に接続されている。

第２双方向ツェナーダイオード２４は、第５ツェナーダイオード（以下、第５ツェナー）ＤＴ５と第６ツェナーダイオード（以下、第６ツェナー）ＤＴ６とを備えており、第５，第６ツェナーＤＴ５，ＤＴ６の向きが互いに逆向きとなるように、第５，第６ツェナーＤＴ５，ＤＴ６が直列接続されている。詳細には、第５ツェナーＤＴ５は、第６ツェナーＤＴ６よりも第４スイッチＳＷ４側に設けられており、アノードを接続点ＰＤ側、カソードを第４スイッチＳＷ４側となるように配置されている。また、第６ツェナーＤＴ６は、アノードを第４スイッチＳＷ４側、カソードを接続点ＰＤ側となるように配置されている。なお、第３～第６ツェナーＤＴ３～ＤＴ６は、同一の降伏電圧ＶＺを有しており、その降伏電圧ＶＺが、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２よりも高くなるように設定されている。

本変形例の制御処理は、第２実施形態の制御処理に等しい。つまり、図７に示すように、時刻ｔ３に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放されると、この時刻ｔ３に、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が開放され、第２系統内電流ＩＣが制限される。そして、第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳが降伏電圧ＶＺよりも高い場合には、第３～第６ツェナーＤＴ３～ＤＴ６の整流機能により、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４のゲート端子に印加される電圧が抑制され、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が開放された状態に維持される。

一方、サージ電圧ＶＳが降伏電圧ＶＺよりも低くなると、第３～第６ツェナーＤＴ３～ＤＴ６のうち、第３ツェナーＤＴ３の整流機能が失われることにより第３スイッチＳＷ３のゲート端子に印加される電圧が上昇し、第３スイッチＳＷ３が閉鎖される。これにより、第３スイッチＳＷ３及び第４寄生ダイオードＤＡ４を介して正の第２系統内電流ＩＣが流れる。その結果、サージ電圧ＶＳの低下が抑止され、サージ電圧ＶＳにより負荷電圧ＶＤが第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を超えて低下することを抑制することができる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図９～図１１を参照しつつ説明する。

図９に示すように、本実施形態では、接続経路ＬＢにおいてスイッチ部２０よりも第２系統ＥＳ２側にスイッチ部２６が設けられる点で、第１実施形態と異なる。以下、区別のために、スイッチ部２０を第１スイッチ部２０と呼び、スイッチ部２６を第２スイッチ部２６と呼ぶ。第２スイッチ部２６は、第５スイッチＳＷ５を備えている。なお、本実施形態において、第５スイッチＳＷ５が「遮断スイッチ、第１遮断スイッチ」に相当する。

本実施形態では、第５スイッチＳＷ５として、常閉式のリレーが用いられている。そのため、第５スイッチＳＷ５は、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２に比べてスイッチング速度が遅い一方、高耐圧性を有する。本実施形態では、第２系統ＥＳ２に負のサージ電圧ＶＳが発生し、第５スイッチＳＷ５は、第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳのピーク値ＶＰ（図１１参照）よりも低い負耐圧を有する。

制御装置４０は、第５スイッチＳＷ５を切替操作すべく、第５切替信号ＳＣ５を生成し、第５切替信号ＳＣ５による指令を第５スイッチＳＷ５に出力する。そして、制御処理では、第５スイッチＳＷ５の高耐圧性を利用して、負荷電圧ＶＤが第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２に印加されないようにすることで、サージ電圧ＶＳによる第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の印加電圧ＶＸが第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の第１負耐圧Ｖｔｈ１よりも低くならないようにした。

図１０に本実施形態の制御処理のフローチャートを示す。図１０において、先の図２に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。

本実施形態の制御処理では、ステップＳ１１で肯定判定すると、ステップＳ３０において、第５スイッチＳＷ５が開放されているか否かを判定する。ステップＳ３０で否定判定すると、ステップＳ２１で第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開放し、ステップＳ３１に進む。

ステップＳ３１では、第５スイッチＳＷ５を開放する指令を出力し、ステップＳ１４に進む。上述したように、第５スイッチＳＷ５は、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２に比べてスイッチング速度が遅いため、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２のように指令出力後すぐに開放されず、所定の遅延時間ＹＤ（図１１参照）が経過した後に開放される。

一方、ステップＳ３０で肯定判定すると、つまり、第５スイッチＳＷ５を開放する指令が出力されてから遅延時間ＹＤが経過すると、ステップＳ３２で第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４を開放し、制御処理を終了する。

図１１に、本実施形態の制御処理における印加電圧ＶＸと第２系統内電流ＩＣとの推移を示す。ここで印加電圧ＶＸは、第１スイッチ部２０における第２系統ＥＳ２側の端子ＰＥに印加される電圧を示す。

図１１において、（Ｆ）は、第５スイッチＳＷ５の開閉状態の推移を示し、（Ｇ）は、印加電圧ＶＸ及び負荷電圧ＶＤの推移を示し、（Ｈ）は、第２系統内電流ＩＣの推移を示す。図１１（Ｇ）では、印加電圧ＶＸが実線で示されており、負荷電圧ＶＤが破線で示されている。なお、図１１における（Ａ）～（Ｅ）は、図３における（Ａ）～（Ｅ）と同一である。また、図１１における時刻ｔ１から時刻ｔ３までの処理は、図３における時刻ｔ１から時刻ｔ３までの処理と同一である。そのため、重複した説明を省略する。

図１１に示すように、時刻ｔ３に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放されると、この時刻ｔ３に、第５スイッチＳＷ５を開放する指令が出力される。これにより、時刻ｔ３から遅延時間ＹＤが経過した時刻ｔ２１に第５スイッチＳＷ５が開放される。一方、時刻ｔ３において、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４は閉鎖された状態に維持される。そして、第５スイッチＳＷ５が開放された後の時刻ｔ２２に、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が開放される。

時刻ｔ３から時刻ｔ２１の期間では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される一方、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４は閉鎖された状態に維持される。そのため、第２系統内電流ＩＣは流れ続け、第２系統ＥＳ２にサージ電圧ＶＳは発生しない。また、第５スイッチＳＷ５は閉鎖された状態に維持されるため、印加電圧ＶＸは負荷電圧ＶＤと等しい電圧に維持される。

時刻ｔ２１に第５スイッチＳＷ５が開放されると、印加電圧ＶＸは負荷電圧ＶＤと異なる電圧となり、具体的にはゼロとなる。一方、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４は閉鎖された状態に維持されているため、第２系統ＥＳ２にサージ電圧ＶＳは発生しない。

その後、時刻ｔ２２に第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が開放されると、第２系統内電流ＩＣが停止される。第２系統内電流ＩＣが停止されることで、第２蓄電池１６の過放電を抑制することができる。一方、この電流停止に伴って負のサージ電圧ＶＳが発生し、サージ電圧ＶＳにより負荷電圧ＶＤが低下する。本実施形態では、負荷電圧ＶＤの低下に先立って第５スイッチＳＷ５が開放されている。また、第５スイッチＳＷ５が高耐圧性を有している。そのため、負荷電圧ＶＤが第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の第１負耐圧Ｖｔｈ１よりも低くなったとしても、その負荷電圧ＶＤが第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２に印加されることが抑制され、印加電圧ＶＸが第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の第１負耐圧Ｖｔｈ１よりも低くなることを抑制することができる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

・第２系統ＥＳ２での異常発生に伴い、異常が発生していない第１系統ＥＳ１と異常が発生した第２系統ＥＳ２とを絶縁するために、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される。この場合、異常が発生していない第１系統ＥＳ１と異常が発生した第２系統ＥＳ２とを素早く絶縁するために、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２には高速性が要求される。第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が高速性に加え高耐圧性を有していれば、第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳに耐えることができるとも考えられる。しかし、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２として高速性及び高耐圧性を有するスイッチを使用する場合には、電源システム１００のコスト負担が大きくなることが懸念される。

この点、本実施形態では、接続経路ＬＢにおいて第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２よりも第２系統ＥＳ２側に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２よりも高耐圧である第５スイッチＳＷ５を設ける。そして、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される場合に、第５スイッチＳＷ５を開放した後に第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４を開放するようにした。この場合、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２は高速性を有すればよく、高耐圧性を有する必要がないため、電源システム１００のコスト負担を軽減することができる。また、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される場合に、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が開放される前に第５スイッチＳＷ５を開放するようにしたため、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の開放に伴って第２系統ＥＳ２にサージ電圧ＶＳが発生しても、高耐圧性を有する第５スイッチＳＷ５により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の印加電圧ＶＸの過剰な低下が抑制される。そのため、第２系統内電流ＩＣを制限しつつ、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の印加電圧ＶＸの過剰な低下を抑制することができる。

（第３実施形態の変形例）
高耐圧性のリレーは、接続経路ＬＢ及び第２系統内経路ＬＡ２にそれぞれ設けられていてもよい。図１２に示すように、本変形例では、第２系統内経路ＬＡ２において接続点ＰＢとリレースイッチＳＭＲとの間に第３スイッチ部２９が設けられている。第３スイッチ部２９は、第６スイッチＳＷ６を備えている。なお、本実施形態において、第６スイッチＳＷ６が「第２遮断スイッチ」に相当する。

本変形例では、第６スイッチＳＷ６として、常閉式のリレーが用いられている。そのため、第６スイッチＳＷ６は、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４に比べてスイッチング速度が遅い一方、高耐圧性を有する。本実施形態では、第２系統ＥＳ２に負のサージ電圧ＶＳが発生し、第６スイッチＳＷ６は、第２系統ＥＳ２に発生するサージ電圧ＶＳのピーク値ＶＰ（図１４参照）よりも低い負耐圧を有する。

制御装置４０は、第６スイッチＳＷ６を切替操作すべく、第６切替信号ＳＣ６を生成し、第６切替信号ＳＣ６による指令を第６スイッチＳＷ６に出力する。そして、制御処理では、第６スイッチＳＷ６の高耐圧性を利用して、負荷電圧ＶＤが第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４に印加されないようにすることで、サージ電圧ＶＳによる第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の印加電圧ＶＹが第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の第２負耐圧Ｖｔｈ２よりも低くならないようにした。

図１３に本変形例の制御処理のフローチャートを示す。図１３において、先の図１０に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。

本実施形態の制御処理では、ステップＳ１１で肯定判定すると、ステップＳ４０において、第６スイッチＳＷ６が開放されているか否かを判定する。ステップＳ４０で否定判定すると、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、第５スイッチＳＷ５が開放されているか否かを判定する。ステップＳ３０で否定判定すると、ステップＳ２１で第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開放し、ステップＳ３１で第５スイッチＳＷ５を開放する指令を出力する。

一方、ステップＳ３０で肯定判定すると、つまり、第５スイッチＳＷ５を開放する指令が出力されてから遅延時間ＹＤが経過すると、ステップＳ４１において、第６スイッチＳＷ６を開放する指令を出力し、制御処理を終了する。上述したように、第６スイッチＳＷ６は、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４に比べてスイッチング速度が遅いため、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４のように指令出力後すぐに開放されず、所定の遅延時間ＹＤが経過した後に開放される。以下では、区別のために第５スイッチＳＷ５の遅延時間ＹＤを第１遅延時間ＹＤ１と呼び、第６スイッチＳＷ６の遅延時間ＹＤを第２遅延時間ＹＤ２と呼ぶ（図１４参照）。

また、ステップＳ４０で肯定判定すると、つまり、第６スイッチＳＷ６を開放する指令が出力されてから第２遅延時間ＹＤ２が経過すると、ステップＳ３２で第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４を開放し、制御処理を終了する。

図１４に、本実施形態の制御処理における印加電圧ＶＹと第２系統内電流ＩＣとの推移を示す。ここで印加電圧ＶＹは、リレースイッチＳＭＲにおける第２負荷３６側の端子ＰＦに印加される電圧を示す。

図１４において、（Ｇ）は、第６スイッチＳＷ６の開閉状態の推移を示し、（Ｈ）は、印加電圧ＶＹ及び負荷電圧ＶＤの推移を示し、（Ｉ）は、第２系統内電流ＩＣの推移を示す。図１４（Ｈ）では、印加電圧ＶＹが実線で示されており、負荷電圧ＶＤが破線で示されている。なお、図１４における（Ａ）～（Ｆ）は、図１１における（Ａ）～（Ｆ）と同一である。また、図１４における時刻ｔ１から時刻ｔ３までの処理は、図１１における時刻ｔ１から時刻ｔ３までの処理と同一である。そのため、重複した説明を省略する。

図１４に示すように、時刻ｔ３に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放されると、この時刻ｔ３に、第５スイッチＳＷ５を開放する指令が出力される。これにより、時刻ｔ３から第１遅延時間ＹＤ１が経過した時刻ｔ３１に第５スイッチＳＷ５が開放される。

また、第５スイッチＳＷ５が開放された後の時刻ｔ３２に、第６スイッチＳＷ６を開放する指令が出力される。これにより、時刻ｔ３２から第２遅延時間ＹＤ２が経過した時刻ｔ３３に第６スイッチＳＷ６が開放される。一方、時刻ｔ３において、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４は閉鎖された状態に維持される。そして、第６スイッチＳＷ６が開放された後の時刻ｔ３４に、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４が開放される。

時刻ｔ３から時刻ｔ３３の期間では、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される一方、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４は閉鎖された状態に維持される。そのため、第２系統内電流ＩＣは流れ続け、第２系統ＥＳ２にサージ電圧ＶＳは発生しない。また、第６スイッチＳＷ６は閉鎖された状態に維持されるため、印加電圧ＶＹは負荷電圧ＶＤと等しい電圧に維持される。

時刻ｔ３１に第６スイッチＳＷ５が開放され、時刻ｔ３３に第６スイッチＳＷ６が開放される。第６スイッチＳＷ６が開放されることにより、印加電圧ＶＹは負荷電圧ＶＤと異なる電圧となり、具体的にはゼロとなる。また、第２系統内電流ＩＣが停止される。第２系統内電流ＩＣが停止されることで、第２蓄電池１６の過放電を抑制することができる。一方、この電流停止に伴って負のサージ電圧ＶＳが発生し、サージ電圧ＶＳにより負荷電圧ＶＤが低下する。

本実施形態では、負荷電圧ＶＤの低下に先立って第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が開放されている。また、第５，第６スイッチＳＷ５，ＳＷ６が高耐圧性を有している。そのため、負荷電圧ＶＤが第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の第１負耐圧Ｖｔｈ１よりも低くなったとしても、その負荷電圧ＶＤが第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２に印加されることが抑制され、印加電圧ＶＸが第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の第１負耐圧Ｖｔｈ１よりも低くなることを抑制することができる。また、負荷電圧ＶＤが第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の第２負耐圧Ｖｔｈ２よりも低くなったとしても、その負荷電圧ＶＤが第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４に印加されることが抑制され、印加電圧ＶＹが第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の第２負耐圧Ｖｔｈ２よりも低くなることを抑制することができる。

以上詳述した本変形例によれば、接続経路ＬＢにおいて第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２よりも第２系統ＥＳ２側に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２よりも高耐圧である第５スイッチＳＷ５を設けるとともに、第２系統内経路ＬＡ２における接続点ＰＢと第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４との間に、第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４よりも高耐圧である第６スイッチＳＷ６を設ける。そして、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される場合に、第５スイッチＳＷ５を開放した後であり、且つ第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４を開放する前に第６スイッチＳＷ６を開放するようにした。

この場合、第６スイッチＳＷ６の開放に伴って第２系統ＥＳ２にサージ電圧ＶＳが発生しても、高耐圧性を有する第５スイッチＳＷ５により第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２の印加電圧ＶＸの過剰な低下が抑制される。また、高耐圧性を有する第６スイッチＳＷ６により第３，第４スイッチＳＷ３，ＳＷ４の印加電圧ＶＹの過剰な低下が抑制される。そのため、第２系統内電流ＩＣを制限しつつ、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の印加電圧ＶＸ，ＶＹの過剰な低下を抑制することができる。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図１５，図１６を参照しつつ説明する。

図１５に示すように、本実施形態では、第２系統内経路ＬＡ２における接続点ＰＢとリレースイッチＳＭＲとの間の接続点ＰＧと、基準電圧としての接地電圧を出力する接地部材ＧＮＤとの間に接地経路ＬＤが設けられており、この接地経路ＬＤに第７ツェナーダイオード（以下、第７ツェナー）ＤＴ７が設けられている点で、第１実施形態と異なる。以下、区別のために、接続点ＰＢを第１接続点ＰＢと呼び、接続点ＰＧを第２接続点ＰＧと呼ぶ。なお、接地電圧は、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２よりも高く、本実施形態において、接地部材ＧＮＤが「基準電圧部材」に相当する。

第７ツェナーＤＴ７は、接地部材ＧＮＤから第２接続点ＰＧに向かう方向を順方向とするように、つまりアノードを接地部材ＧＮＤ側、カソードを第２接続点ＰＧ側となるように配置されている。また、第７ツェナーＤＴ７の降伏電圧ＶＺは、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の正電圧側の耐圧である正耐圧Ｖｔｈ３よりも低くなるように設定されている。

本実施形態の制御処理は、第２実施形態の制御処理に等しい。つまり、図６に示すように、制御処理において、ステップＳ２１で第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放される場合に、続くステップＳ２６において、リレースイッチＳＭＲが開放される。本実施形態では、接地経路ＬＤに第７ツェナーＤＴ７が設けられていることで、負荷電圧ＶＤが第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の正耐圧Ｖｔｈ３を超えて上昇、又は第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を超えて低下することを抑制することができる。その理由を、図１６を用いて説明する。

図１６に、本実施形態の制御処理における負荷電圧ＶＤと接地電流ＩＤとの推移を示す。ここで接地電流ＩＤは、接地経路ＬＤを介して接地部材ＧＮＤから第２接続点ＰＧに流れる電流を示す。

図１６において、（Ｈ）は、接地電流ＩＤの推移を示す。図１１における（Ａ）～（Ｇ）は、図３における（Ａ）～（Ｇ）と同一である。図１６（Ｆ），（Ｈ）では、第２系統ＥＳ２に正のサージ電圧ＶＳが発生した場合の各値が実線で示されており、第２系統ＥＳ２に負のサージ電圧ＶＳが発生した場合の各値が破線で示されている。なお、図１６における時刻ｔ１から時刻ｔ３までの処理は、図３における時刻ｔ１から時刻ｔ３までの処理と同一である。そのため、重複した説明を省略する。

図１６に示すように、時刻ｔ３に、第１，第２スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放されると、この時刻ｔ３に、リレースイッチＳＭＲが開放され、第２系統内電流ＩＣが制限される。この電流制限に伴って第２系統ＥＳ２にサージ電圧ＶＳが発生する。

図１６（Ｆ），（Ｈ）に破線で示すように、第２系統ＥＳ２に負のサージ電圧ＶＳが発生した場合、負荷電圧ＶＤが低下する。そして、時刻ｔ４１に負荷電圧ＶＤが接地電圧よりも低くなると、第７ツェナーＤＴ７の整流機能により、接地部材ＧＮＤから第２系統ＥＳ２に正の接地電流ＩＤが流れる（図１６（Ｈ）の破線参照）。これにより、図１６（Ｆ）に破線で示すように、負荷電圧ＶＤが接地電圧に維持されてサージ電圧ＶＳの低下が抑制され、負荷電圧ＶＤが第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２よりも低くなることを抑制することができる。

また、図１６（Ｆ），（Ｈ）に実線で示すように、第２系統ＥＳ２に正のサージ電圧ＶＳが発生した場合、負荷電圧ＶＤが上昇する。そして、時刻ｔ４２に負荷電圧ＶＤが降伏電圧ＶＺよりも高くなると、第７ツェナーＤＴ７の整流機能が失われることにより第７ツェナーＤＴ７を介して負の接地電流ＩＤが流れる（図１６（Ｈ）の実践参照）。これにより、図１６（Ｆ）に実線で示すように、負荷電圧ＶＤが降伏電圧ＶＺに維持されてサージ電圧ＶＳの上昇が抑止され、サージ電圧ＶＳにより負荷電圧ＶＤが第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の正耐圧Ｖｔｈ３を超えて上昇することを抑制することができる。

その後、時刻ｔ４３に、サージ電圧ＶＳが降伏電圧ＶＷよりも低くなると、第７ツェナーＤＴ７の整流機能により再び接地電流ＩＤが停止される。

以上詳述した本実施形態によれば、第２接続点ＰＧと接地部材ＧＮＤとの間に、接地部材ＧＮＤから第２接続点ＰＧに向かう方向を順方向とする第７ツェナーＤＴ７を設け、この第７ツェナーＤＴ７の降伏電圧ＶＺを第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の正耐圧Ｖｔｈ３よりも低くなるようにした。これにより、第２系統ＥＳ２に正のサージ電圧ＶＳが発生した場合に、第７ツェナーＤＴ７の整流機能が失われることにより第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の印加電圧ＶＸ，ＸＹが第７ツェナーＤＴ７の降伏電圧ＶＺに維持され、当該印加電圧ＶＸ，ＸＹが第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の正耐圧Ｖｔｈ３を超えて上昇することを抑制することができる。

また、接地部材ＧＮＤの接地電圧は、第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２よりも高い電圧に設定されているため、第２系統ＥＳ２に負のサージ電圧ＶＳが発生した場合に、第７ツェナーＤＴ７の整流機能により第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の印加電圧ＶＸ，ＸＹが接地電圧に維持され、当該印加電圧ＶＸ，ＸＹが第１～第４スイッチＳＷ１～ＳＷ４の負耐圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を超えて低下することを抑制することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。

・各負荷３４，３６は、例えば以下の装置であってもよい。

車両に走行用動力を付与する走行用モータとその駆動回路であってもよい。この場合、第１，第２負荷３４，３６のそれぞれは、例えば３相の永久磁石同期モータと３相インバータ装置である。

制動時の車輪のロックを防止するアンチロックブレーキ装置であってもよい。この場合、第１，第２負荷３４，３６のそれぞれは、例えば制動時のブレーキ油圧を独立に調整できるＡＢＳアクチュエータである。

自車両の前を走行する前走車を検出し、前走車が検知された場合には前走車との車間距離を一定に維持し、前走車が検知されなくなった場合には自車両を予め設定された車速で走行させるクルーズコントロール装置であってもよい。この場合、第１，第２負荷３４，３６のそれぞれは、例えばミリ波レーダである。

・各負荷３４，３６は、必ずしも同じ構成の組合せである必要がなく、同等の機能を異なる形式の機器で実現する組合せであってもよい。また、第１，第２負荷３４，３６は、それぞれが異なる負荷ではなく、同一の負荷であってもよい。つまり、第１，第２負荷３４，３６が、第１系統内経路ＬＡ１及び第２系統内経路ＬＡ２の両方から電力供給を受ける同一の負荷であってもよい。

・第１電源は、コンバータに限られず、オルタネータであってもよい。また、第１電源は、コンバータを有していなくてもよく、例えば第１蓄電池１４のみを有していてもよい。

・上記実施形態では、第２系統ＥＳ２で異常が発生した場合に、系統間スイッチの開放と系統内スイッチの開閉制御とが同時に実施される例を示したが、これに限られない。例えば、系統間スイッチを開放してから所定期間後に系統内スイッチの開閉制御を実施するようにしてもよい。

・上記第１実施形態では、第２系統ＥＳ２に負のサージ電圧が発生する例を示したが、第２系統ＥＳ２に正のサージ電圧が発生することもある。この場合には、第２系統内スイッチに並列接続され、接続点から第２電源に向かう方向を順方向とするダイオードを備え、系統間スイッチを開放する場合に、第２系統内スイッチを開状態とするとともに第１系統内スイッチを閉状態とすることが好ましい。

・上記第１実施形態の変形例では、第３スイッチＳＷ３のデューティー比制御において、時刻ｔ３からの経過時間が長くなるほどデューティー比を減少させる例を示したが、これに限られない。例えば、時刻ｔ３からの経過時間に関わらず、デューティー比を１よりも小さい値に固定するようにしてもよい。

・上記第２実施形態では、双方向ダイオードとして双方向ツェナーダイオード２２を用いる例を示したが、これに限られず、双方向ツェナーダイオード２２のうちの第２ツェナーＤＴ２はツェナーダイオードでなくてもよい。

・上記第２実施形態では、第２系統ＥＳ２に負のサージ電圧が発生する例を示したが、第２系統ＥＳ２に正のサージ電圧が発生することもある。この場合には、系統間スイッチ及び系統内スイッチの正耐圧よりも低い降伏電圧を有するツェナーダイオードを備え、系統間スイッチを開放する場合に、第２系統に発生するサージ電圧が降伏電圧よりも低いと、系統内スイッチを開放して第２電源から第２系統に流れる電流を制限し、第２系統に発生するサージ電圧が降伏電圧よりも高くなると、ツェナーダイオードにより第２電源と第２系統との間における電流の制限を解除することが好ましい。

具体的には、順方向が互いに逆向きとなるように直列接続された２つのダイオードにより双方向ダイオードが構成されており、双方向ダイオードは、系統内スイッチに並列接続されており、双方向ダイオードを構成する２つのダイオードのうち、第２電源から接続点に向かう方向を順方向とするダイオードが、ツェナーダイオードであることが好ましい。

・上記第２実施形態の変形例では、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４に対して、それぞれ双方向ツェナーダイオードが設けられる例を示したか、第３スイッチＳＷ３に対する第１双方向ツェナーダイオード２３は必ずしも設けられる必要がない。

・上記第３実施形態では、第２系統ＥＳ２に負のサージ電圧が発生する例を示したが、第２系統ＥＳ２に正のサージ電圧が発生することもある。上記第３実施形態では、第２系統ＥＳ２に正のサージ電圧が発生した場合においても、第２電源から第２系統に流れる電流を制限しつつ、系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制することができる。

・上記第３実施形態において、遮断スイッチはリレーに限られず、系統間スイッチよりも高耐圧であればＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチであってもよい。

・上記実施形態では、電源システム１００が、手動運転及び自動運転による走行が可能な車両に適用される例を示したが、これに限られない。完全自動運転車など自動運転による走行のみが可能な車両に適用されてもよければ、手動運転による走行のみが可能な車両に適用されてもよい。

例えば自動運転による走行のみが可能な車両に適用された場合、いずれか一方の系統ＥＳ１，ＥＳ２での異常が発生したときには、異常が発生していない他方の系統ＥＳ１，ＥＳ２の負荷３４，３６を用いて、自動運転により車両の走行を停止させる、又は安全な場所に移動させた後に車両を停止させる処理が実施されてもよい。

１０…高圧蓄電池、１２…コンバータ、１６…第２蓄電池、３２…特定負荷、１００…電源システム、ＥＳ１…第１系統、ＥＳ２…第２系統、ＬＡ１…第１系統内経路、ＬＡ２…第２系統内経路、ＬＢ…接続経路、ＰＢ…接続点、ＳＷ１…第１スイッチ、ＳＷ２…第２スイッチ、ＳＭＲ…リレースイッチ。

Claims (9)

1. 第１電源（１０，１２）から第１通電経路（ＬＡ１）を介して電気負荷（３２）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，ＳＷ２）と、を有する電源システム（１００）であって、
   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電源との間に設けられた系統内スイッチ（ＳＭＲ）と、
   前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチを閉鎖した状態において前記第２系統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系統間スイッチを開放する状態制御部と、
   前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチの開閉を制御することにより前記第２電源から前記第２系統に流れる電流を制限するとともに、この電流制限に伴って前記第２系統に発生するサージ電圧による前記系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制する抑制部と、を備え、
   前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチの開閉を制御することにより前記第２電源から前記第２系統に流れる電流の減少速度を緩和する電源システム。
2. 前記系統内スイッチは、直列に接続された第１系統内スイッチ（ＳＷ４）と第２系統内スイッチ（ＳＷ３）とを有しており、
   前記第１系統内スイッチに並列接続され、前記第２電源から前記接続点に向かう方向を順方向とするダイオード（ＤＡ４）を備え、
   前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記第１系統内スイッチを開状態とするとともに前記第２系統内スイッチを閉状態とする請求項１に記載の電源システム。
3. 前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチにおいて規定周期に対する閉鎖時間の比率であるデューティー比を徐々に減少させる請求項１に記載の電源システム。
4. 第１電源（１０，１２）から第１通電経路（ＬＡ１）を介して電気負荷（３２）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，ＳＷ２）と、を有する電源システム（１００）であって、
   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電源との間に設けられた系統内スイッチ（ＳＭＲ）と、
   前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチを閉鎖した状態において前記第２系統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系統間スイッチを開放する状態制御部と、
   前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチの開閉を制御することにより前記第２電源から前記第２系統に流れる電流を制限するとともに、この電流制限に伴って前記第２系統に発生するサージ電圧による前記系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制する抑制部と、を備え、
   前記抑制部は、
   前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチの負耐圧よりも高い降伏電圧を有するツェナーダイオード（ＤＴ１，ＤＴ３，ＤＴ４）を備え、
   前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記第２系統に発生するサージ電圧が前記降伏電圧よりも高いと、前記系統内スイッチを開放して前記第２電源から前記第２系統に流れる電流を制限し、前記第２系統に発生するサージ電圧が前記降伏電圧よりも低くなると、前記ツェナーダイオードにより前記第２電源と前記第２系統との間における電流の制限を解除する電源システム。
5. 順方向が互いに逆向きとなるように直列接続された２つのダイオードにより双方向ダイオード（２２）が構成されており、
   前記双方向ダイオードは、前記系統内スイッチに並列接続されており、
   前記双方向ダイオードを構成する２つのダイオードのうち、前記接続点から前記第２電源に向かう方向を順方向とするダイオード（ＤＴ１）は、前記ツェナーダイオードである請求項４に記載の電源システム。
6. 順方向が互いに逆向きとなるように直列接続された２つの前記ツェナーダイオード（ＤＴ３，ＤＴ４）により双方向ツェナーダイオード（２３）が構成されており、
   前記双方向ツェナーダイオードの一端は、前記系統内スイッチの一対の主端子のうちの一方の主端子に接続されており、
   前記双方向ツェナーダイオードの他端は、前記系統内スイッチの開閉制御端子に接続されている請求項４に記載の電源システム。
7. 第１電源（１０，１２）から第１通電経路（ＬＡ１）を介して電気負荷（３２）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，ＳＷ２）と、を有する電源システム（１００）であって、
   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電源との間に設けられた系統内スイッチ（ＳＭＲ）と、
   前記接続経路において前記系統間スイッチよりも前記第２系統側に設けられ、前記系統間スイッチよりも高耐圧である遮断スイッチ（ＳＷ５）と、
   前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチを閉鎖した状態において前記第２系統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系統間スイッチを開放する状態制御部と、
   前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチの開閉を制御することにより前記第２電源から前記第２系統に流れる電流を制限するとともに、この電流制限に伴って前記第２系統に発生するサージ電圧による前記系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制する抑制部と、を備え、
   前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記遮断スイッチを開放した後に前記系統内スイッチを開放する電源システム。
8. 前記遮断スイッチは、第１遮断スイッチ（ＳＷ５）であり、
   前記第２通電経路における前記接続点と前記系統内スイッチとの間に設けられ、前記系統内スイッチよりも高耐圧である第２遮断スイッチ（ＳＷ６）を備え、
   前記抑制部は、前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記第１遮断スイッチを開放した後であり、且つ前記系統内スイッチを開放する前に前記第２遮断スイッチを開放する請求項７に記載の電源システム。
9. 第１電源（１０，１２）から第１通電経路（ＬＡ１）を介して電気負荷（３２）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，ＳＷ２）と、を有する電源システム（１００）であって、
   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電源との間に設けられた系統内スイッチ（ＳＭＲ）と、
   前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチを閉鎖した状態において前記第２系統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系統間スイッチを開放する状態制御部と、
   前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチの開閉を制御することにより前記第２電源から前記第２系統に流れる電流を制限するとともに、この電流制限に伴って前記第２系統に発生するサージ電圧による前記系統間スイッチの印加電圧の過剰な低下を抑制する抑制部と、を備え、
   前記抑制部は、
   前記接続点と、前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチの負耐圧よりも高い電圧に設定されている基準電圧を出力する基準電圧部材（ＧＮＤ）との間に接続され、前記基準電圧部材から前記接続点に向かう方向を順方向とし、且つ前記系統間スイッチ及び前記系統内スイッチの正耐圧よりも低い降伏電圧を有するツェナーダイオード（ＤＴ７）を備え、
   前記状態制御部により前記系統間スイッチを開放する場合に、前記系統内スイッチを開放する電源システム。

Images