JP2021191200A - Vehicular power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用電源システムに関する。 The present invention relates to a vehicle power supply system.
特許文献1には、メインバッテリ及び補機バッテリと、メインバッテリの直流電圧の大きさを調整して出力するDCDCコンバータと、車載の補機が接続されている電力ラインである補機電力ラインとを備える車両用電源システムの一例が記載されている。当該システムでは、補機電力ラインを介してDCDCコンバータの出力電圧を補機に入力させたり、補機電力ラインを介して補機バッテリの電圧を当該補機に入力させたりすることができる。
上記のシステムは、放電回路及び充電回路を備えている。放電回路は第1スイッチング素子を有しており、第1スイッチング素子がオンになると、補機電力ラインと補機バッテリとの間で放電回路を介した通電が可能となる。 The above system includes a discharge circuit and a charge circuit. The discharge circuit has a first switching element, and when the first switching element is turned on, electricity can be supplied between the auxiliary power line and the auxiliary battery via the discharge circuit.
充電回路は、第2バッテリを充電する際に動作する回路である。すなわち、補機バッテリの残存容量が判定容量よりも少ない場合、充電回路は、DCDCコンバータの出力電圧を降圧させるべく動作する。すると、充電回路から出力された電圧が補機バッテリに入力されることにより、補機バッテリが充電される。 The charging circuit is a circuit that operates when charging the second battery. That is, when the remaining capacity of the auxiliary battery is smaller than the determination capacity, the charging circuit operates to step down the output voltage of the DCDC converter. Then, the voltage output from the charging circuit is input to the auxiliary battery, so that the auxiliary battery is charged.
上記のシステムには、第1スイッチング素子を含む複数のスイッチング素子が設けられている。そして、上記のシステムでは、当該システムの駆動中にスイッチング素子をオンからオフにした際に、当該システム内でサージ電流が発生して補機電力ラインの電圧が上昇することがある。補機電力ラインの電圧が高くなりすぎると、補機電力ラインに接続されている補機に何らかの影響を与えてしまうおそれがある。そこで、当該システム内でサージ電流が発生しても、補機電力ラインの電圧が高くなりすぎることを抑制できるようにすることが望まれている。 The above system is provided with a plurality of switching elements including a first switching element. In the above system, when the switching element is turned from on to off while the system is being driven, a surge current may be generated in the system and the voltage of the auxiliary power line may rise. If the voltage of the auxiliary power line becomes too high, it may affect the auxiliary equipment connected to the auxiliary power line. Therefore, it is desired to be able to prevent the voltage of the auxiliary power line from becoming too high even if a surge current is generated in the system.
上記課題を解決するための車両用電源システムの一態様は、第1バッテリと、充放電が可能な第2バッテリと、前記第1バッテリの直流電圧の大きさを調整して出力するDCDCコンバータと、車載の補機と前記DCDCコンバータとを繋ぐ電力ラインである補機電力ラインと、前記補機電力ラインと前記第2バッテリとを繋ぐ電力ラインである放電用電力ライン、及び、当該放電用電力ラインに設けられる第1開閉器を有する放電回路と、前記第1開閉器をバイパスする電力ラインである充電用電力ライン、及び、当該充電用電力ラインに設けられる第2開閉器を有し、前記第2開閉器のオン・オフを繰り返すことによって前記DCDCコンバータの出力電圧を降圧して前記第2バッテリに入力させる充電回路と、前記DCDCコンバータ、前記放電回路及び前記充電回路を制御する制御装置と、を備えている。前記制御装置は、前記補機電力ラインの電圧が電圧判定値よりも高くなると、前記第1開閉器をオンとする電圧低下処理を開始し、前記電圧低下処理の開始後において前記第1開閉器をオフとするときには、前記第2開閉器のオン・オフを繰り返すことによって前記補機電力ラインの電圧の上昇を抑制している状態で前記第1開閉器をオフとする保護処理を実行する。 One aspect of the vehicle power supply system for solving the above problems is a first battery, a second battery capable of charging and discharging, and a DCDC converter that adjusts and outputs the magnitude of the DC voltage of the first battery. The auxiliary power line, which is a power line connecting the in-vehicle auxiliary machine and the DCDC converter, the discharge power line, which is the power line connecting the auxiliary power line and the second battery, and the discharge power. It has a discharge circuit having a first switch provided on the line, a charging power line which is a power line bypassing the first switch, and a second switch provided on the charging power line. A charging circuit that lowers the output voltage of the DCDC converter by repeatedly turning the second switch on and off to input the second battery, and a control device that controls the DCDC converter, the discharge circuit, and the charging circuit. , Is equipped. When the voltage of the auxiliary power line becomes higher than the voltage determination value, the control device starts the voltage drop process for turning on the first switch, and after the start of the voltage drop process, the first switch When is turned off, a protection process for turning off the first switch is executed while suppressing an increase in the voltage of the auxiliary power line by repeatedly turning the second switch on and off.
補機電力ラインの電圧が電圧判定値よりも高くなると、補機電力ラインの電圧を低下させるために電圧低下処理が開始される。すると、電圧低下処理の実行によって第1開閉器がオンとされるため、放電回路を介して補機電力ラインから第2バッテリ側に電流が流れる。その結果、補機電力ラインの電圧を低下させることができる。このように補機電力ラインの電圧が低下されると、電圧低下処理が終了され、第1開閉器がオフとされる。すると、放電回路を介した補機電力ラインから第2バッテリ側への通電が急に停止されるため、補機電力ラインでサージ電流が発生する。すると、サージ電流の発生に起因して補機電力ラインの電圧が上昇する。このとき、補機電力ラインの電圧が高くなりすぎると、補機電力ラインの電圧が高いことに起因する影響が補機に出るおそれがある。 When the voltage of the auxiliary power line becomes higher than the voltage determination value, the voltage reduction process is started in order to reduce the voltage of the auxiliary power line. Then, since the first switch is turned on by executing the voltage drop process, a current flows from the auxiliary power line to the second battery side via the discharge circuit. As a result, the voltage of the auxiliary power line can be reduced. When the voltage of the auxiliary power line is reduced in this way, the voltage reduction process is terminated and the first switch is turned off. Then, the energization from the auxiliary power line to the second battery side via the discharge circuit is suddenly stopped, so that a surge current is generated in the auxiliary power line. Then, the voltage of the auxiliary power line rises due to the generation of the surge current. At this time, if the voltage of the auxiliary power line becomes too high, the auxiliary power may be affected by the high voltage of the auxiliary power line.
そこで、上記構成では、電圧低下処理の開始後において第1開閉器をオフとするときには、保護処理が実行される。保護処理では、第2開閉器のオン・オフを繰り返しつつ第1開閉器がオフとされる。第2開閉器のオン・オフを繰り返すことにより、第1開閉器をオフにすることによって発生したサージ電流を、充電回路を介して第2バッテリ側に流すことができる。その結果、補機電力ラインの電圧の上昇が抑制される。そのため、第1開閉器をオフとすることによって補機電力ラインでサージ電流が発生した際に、補機電力ラインの電圧が高くなりすぎることを抑制できる。 Therefore, in the above configuration, when the first switch is turned off after the start of the voltage drop process, the protection process is executed. In the protection process, the first switch is turned off while the second switch is repeatedly turned on and off. By repeating the on / off of the second switch, the surge current generated by turning off the first switch can be passed to the second battery side via the charging circuit. As a result, the increase in the voltage of the auxiliary power line is suppressed. Therefore, by turning off the first switch, it is possible to prevent the voltage of the auxiliary power line from becoming too high when a surge current is generated in the auxiliary power line.
上記課題を解決するための車両用電源システムの一態様は、第1バッテリと、充放電が可能な第2バッテリと、前記第1バッテリの直流電圧の大きさを調整して出力するDCDCコンバータと、車載の補機と前記DCDCコンバータとを繋ぐ電力ラインである補機電力ラインと、前記補機電力ラインと前記第2バッテリとを繋ぐ電力ラインである放電用電力ライン、及び、当該放電用電力ラインに設けられる第1開閉器を有する放電回路と、前記第1開閉器をバイパスする電力ラインである充電用電力ライン、及び、当該充電用電力ラインに設けられる第2開閉器を有し、前記第2開閉器のオン・オフを繰り返すことによって前記DCDCコンバータの出力電圧を降圧して前記第2バッテリに入力させる充電回路と、前記DCDCコンバータ、前記放電回路及び前記充電回路を制御する制御装置と、を備えている。前記充電回路は、前記充電用電力ラインのうち、前記第2開閉器よりも前記補機電力ライン側の部分に接続されるキャパシタを有し、前記制御装置は、前記補機電力ラインの電圧が電圧判定値よりも高くなると、前記第1開閉器をオンとする電圧低下処理を開始し、前記電圧低下処理の開始後において前記第1開閉器をオフとするときには、前記第2開閉器をオフとした状態で前記キャパシタから電荷を放出させ、その後に前記第1開閉器をオフとする保護処理を実行する。 One aspect of the vehicle power supply system for solving the above problems is a first battery, a second battery capable of charging and discharging, and a DCDC converter that adjusts and outputs the magnitude of the DC voltage of the first battery. The auxiliary power line, which is a power line connecting the in-vehicle auxiliary machine and the DCDC converter, the discharge power line, which is the power line connecting the auxiliary power line and the second battery, and the discharge power. It has a discharge circuit having a first switch provided on the line, a charging power line which is a power line bypassing the first switch, and a second switch provided on the charging power line. A charging circuit that lowers the output voltage of the DCDC converter by repeatedly turning the second switch on and off to input the second battery, and a control device that controls the DCDC converter, the discharge circuit, and the charging circuit. , Is equipped. The charging circuit has a capacitor connected to a portion of the charging power line on the side of the auxiliary power line with respect to the second switch, and the control device has a voltage of the auxiliary power line. When it becomes higher than the voltage determination value, the voltage drop process for turning on the first switch is started, and when the first switch is turned off after the start of the voltage drop process, the second switch is turned off. In this state, charge is discharged from the capacitor, and then a protection process for turning off the first switch is executed.
補機電力ラインの電圧が電圧判定値よりも高くなると、補機電力ラインの電圧を低下させるために電圧低下処理が開始される。すると、電圧低下処理の実行によって第1開閉器がオンとされるため、放電回路を介して補機電力ラインから第2バッテリ側に電流が流れる。その結果、補機電力ラインの電圧を低下させることができる。このように補機電力ラインの電圧が低下されると、電圧低下処理が終了され、第1開閉器がオフとされる。すると、放電回路を介した補機電力ラインから第2バッテリ側への通電が急に停止されるため、補機電力ラインでサージ電流が発生する。すると、サージ電流の発生に起因して補機電力ラインの電圧が上昇する。このとき、補機電力ラインの電圧が高くなりすぎると、補機電力ラインの電圧が高いことに起因する影響が補機に出るおそれがある。 When the voltage of the auxiliary power line becomes higher than the voltage determination value, the voltage reduction process is started in order to reduce the voltage of the auxiliary power line. Then, since the first switch is turned on by executing the voltage drop process, a current flows from the auxiliary power line to the second battery side via the discharge circuit. As a result, the voltage of the auxiliary power line can be reduced. When the voltage of the auxiliary power line is reduced in this way, the voltage reduction process is terminated and the first switch is turned off. Then, the energization from the auxiliary power line to the second battery side via the discharge circuit is suddenly stopped, so that a surge current is generated in the auxiliary power line. Then, the voltage of the auxiliary power line rises due to the generation of the surge current. At this time, if the voltage of the auxiliary power line becomes too high, the auxiliary power may be affected by the high voltage of the auxiliary power line.
上記構成では、充電回路は、充電用電力ラインのうち、第2開閉器よりも補機電力ライン側の部分に接続されるキャパシタを有している。このキャパシタは、補機電力ラインとは電気的に繋がっている。そして、電圧低下処理の開始後において第1開閉器をオフとするときには、保護処理の実行によって、第2開閉器をオフとした状態でキャパシタから電荷が放出される。キャパシタから電荷を放出した後に第1開閉器がオフとされる。このようにキャパシタの蓄電量を減少させた後で第1開閉器をオフとすることにより、第1開閉器をオフにすることによって補機電力ラインでサージ電流が発生しても、当該サージ電流をキャパシタに流すことができる。このようにキャパシタに蓄電させることにより、補機電力ラインの電圧の上昇を抑制できる。そのため、第1開閉器をオフとすることによって補機電力ラインでサージ電流が発生した際に、補機電力ラインの電圧が高くなりすぎることを抑制できる。 In the above configuration, the charging circuit has a capacitor connected to a portion of the charging power line on the auxiliary power line side of the second switch. This capacitor is electrically connected to the auxiliary power line. Then, when the first switch is turned off after the start of the voltage drop process, the electric charge is discharged from the capacitor with the second switch turned off by executing the protection process. The first switch is turned off after discharging the charge from the capacitor. By turning off the first switch after reducing the amount of electricity stored in the capacitor in this way, even if a surge current is generated in the auxiliary power line by turning off the first switch, the surge current Can flow through the capacitor. By storing electricity in the capacitor in this way, it is possible to suppress an increase in the voltage of the auxiliary power line. Therefore, by turning off the first switch, it is possible to prevent the voltage of the auxiliary power line from becoming too high when a surge current is generated in the auxiliary power line.
上記課題を解決するための車両用電源システムの一態様は、第1バッテリと、充放電が可能な第2バッテリと、前記第1バッテリの直流電圧の大きさを調整して出力するDCDCコンバータと、車載の補機と前記DCDCコンバータとを繋ぐ電力ラインである補機電力ラインと、前記補機電力ラインと前記第2バッテリとを繋ぐ電力ラインである放電用電力ライン、及び、当該放電用電力ラインに設けられる第1開閉器を有する放電回路と、前記第1開閉器をバイパスする電力ラインである充電用電力ライン、及び、当該充電用電力ラインに設けられる第2開閉器を有し、前記第2開閉器のオン・オフを繰り返すことによって前記DCDCコンバータの出力電圧を降圧して前記第2バッテリに入力させる充電回路と、前記DCDCコンバータ、前記放電回路及び前記充電回路を制御する制御装置と、を備えている。前記第2バッテリは、低圧ラインを介して前記放電用電力ライン及び前記充電用電力ラインに接続されており、前記低圧ラインにはバッテリ用開閉器が設けられている。制御装置は、前記第2バッテリに異常の予兆があるか否かを判定する異常予兆判定処理と、前記異常予兆判定処理によって前記第2バッテリに異常の予兆があるとの判定をなしたときには、前記DCDCコンバータ及び前記充電回路のうちの少なくとも一方を制御することにより、前記充電回路又は前記放電回路から前記低圧ラインに出力される電圧を低下させ、この状態で前記バッテリ用開閉器をオフとする保護処理と、を実行する。 One aspect of the vehicle power supply system for solving the above problems is a first battery, a second battery capable of charging and discharging, and a DCDC converter that adjusts and outputs the magnitude of the DC voltage of the first battery. The auxiliary power line, which is a power line connecting the in-vehicle auxiliary machine and the DCDC converter, the discharge power line, which is the power line connecting the auxiliary power line and the second battery, and the discharge power. It has a discharge circuit having a first switch provided on the line, a charging power line which is a power line bypassing the first switch, and a second switch provided on the charging power line. A charging circuit that lowers the output voltage of the DCDC converter by repeatedly turning the second switch on and off to input the second battery, and a control device that controls the DCDC converter, the discharge circuit, and the charging circuit. , Is equipped. The second battery is connected to the discharging power line and the charging power line via a low-voltage line, and the low-voltage line is provided with a battery switch. When the control device determines that the second battery has a sign of abnormality by the abnormality sign determination process for determining whether or not the second battery has a sign of abnormality and the abnormality sign determination process, the control device determines that the second battery has a sign of abnormality. By controlling at least one of the DCDC converter and the charging circuit, the voltage output from the charging circuit or the discharging circuit to the low voltage line is lowered, and the battery switch is turned off in this state. Protect and execute.
第2バッテリに異常の予兆があるとの判定がなされたときには、バッテリ用開閉器をオフとすることにより、第2バッテリと、補機電力ラインとの電気的な接続を解除することが考えられる。しかしながら、このようにバッテリ用開閉器をオフとした場合、低圧ラインでサージ電流が発生することがある。このとき、低圧ラインと補機電力ラインとが電気的に接続されている場合、当該サージ電流が補機電力ラインを流れ、当該補機電力ラインの電圧が上昇することがある。このように補機電力ラインの電圧が高くなると、補機電力ラインの電圧が高いことに起因する影響が補機に出るおそれがある。 When it is determined that there is a sign of abnormality in the second battery, it is conceivable to disconnect the electrical connection between the second battery and the auxiliary power line by turning off the battery switch. .. However, when the battery switch is turned off in this way, a surge current may occur in the low voltage line. At this time, when the low voltage line and the auxiliary power line are electrically connected, the surge current may flow through the auxiliary power line and the voltage of the auxiliary power line may rise. When the voltage of the auxiliary power line becomes high in this way, the influence caused by the high voltage of the auxiliary power line may appear on the auxiliary machine.
上記構成では、第2バッテリに異常の予兆があるとの判定がなされたときには、保護処理が開始される。保護処理の実行によって、DCDCコンバータ及び充電回路のうちの少なくとも一方を制御することにより、充電回路又は放電回路から低圧ラインに出力される電圧が低下される。そして、この状態でバッテリ用開閉器がオフとされる。すなわち、低圧ラインのうち、バッテリ用開閉器よりも充電回路や放電回路側の部分の電圧上昇を抑制している状態で、バッテリ用開閉器がオフとされる。そのため、バッテリ用開閉器をオフとすることによって低圧ラインでサージ電流が発生しても、低圧ラインのうち、バッテリ用開閉器よりも充電回路や放電回路側の部分の電圧の上昇を抑制できるとともに、補機電力ラインの電圧の上昇を抑制できる。したがって、バッテリ用開閉器をオフとすることによって低圧ラインでサージ電流が発生した際に、補機電力ラインの電圧が高くなりすぎることを抑制できる。 In the above configuration, when it is determined that the second battery has a sign of abnormality, the protection process is started. By executing the protection process, the voltage output from the charging circuit or the discharging circuit to the low voltage line is reduced by controlling at least one of the DCDC converter and the charging circuit. Then, in this state, the battery switch is turned off. That is, the battery switch is turned off in a state where the voltage rise of the portion of the low voltage line on the charging circuit or discharge circuit side of the battery switch is suppressed. Therefore, even if a surge current is generated in the low voltage line by turning off the switch for the battery, it is possible to suppress an increase in the voltage of the part of the low voltage line on the charging circuit or discharge circuit side of the switch for the battery. , It is possible to suppress the rise of the voltage of the auxiliary power line. Therefore, by turning off the battery switch, it is possible to prevent the voltage of the auxiliary power line from becoming too high when a surge current is generated in the low voltage line.
(第1実施形態)
以下、車両用電源システムの第1実施形態を図1及び図2に従って説明する。なお、以降の記載において、車両用電源システムを、単に「電源システム」というものとする。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the vehicle power supply system will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the following description, the vehicle power supply system is simply referred to as a "power supply system".
図1に示すように、本実施形態の電源システム10は、車両駆動用のメインバッテリである第1バッテリ11と、補機用の電源である第2バッテリ12と、第1バッテリ11の電圧を降圧して出力するDCDCコンバータ13とを備えている。第1バッテリ11及び第2バッテリ12は、充放電が可能にそれぞれ構成されている。DCDCコンバータ13から出力される電圧を、「調整電圧Vdc」という。
As shown in FIG. 1, the
第1バッテリ11とDCDCコンバータ13とを繋ぐ電力ラインである高圧ライン14には、システムメインリレー15が設けられている。システムメインリレー15は、車両の運転スイッチがオンである場合には通電可能状態となる。システムメインリレー15が通電可能状態である場合、第1バッテリ11とDCDCコンバータ13との間で通電が可能となる。高圧ライン14におけるシステムメインリレー15よりもDCDCコンバータ13側には、インバータ16が接続されている。インバータ16では、第1バッテリ11の直流電圧が交流電圧に変換される。このようにインバータ16によって生成された交流電圧が車両駆動用のモータジェネレータ100に入力されると、モータジェネレータ100が駆動する。
A system
DCDCコンバータ13の出力側には補機電力ライン17が接続されている。補機電力ライン17は、車載の補機110が接続される電力ラインである。補機としては、例えば、電動パワーステアリング装置、パワーウィンドウ装置を挙げることができる。
An auxiliary power line 17 is connected to the output side of the
第2バッテリ12に接続される電力ラインである低圧ライン18には、ヒューズ19と補機リレー20とが設けられている。補機リレー20は、「バッテリ用開閉器」の一例であり、車両の運転スイッチがオンである場合には通電可能状態になる。補機リレー20が通電可能状態である場合、第2バッテリ12と、後述する放電回路23や充電回路24との間で通電が可能となる。ヒューズ19は、補機リレー20と第2バッテリ12との間に配置されている。低圧ライン18のうち、補機リレー20を挟んだヒューズ19の反対側の部分には、ツェナーダイオード21が接続されている。このツェナーダイオード21の一端は低圧ライン18に接続されている一方で、ツェナーダイオード21の他端はグランドに接続されている。このようにツェナーダイオード21を配置することにより、第2バッテリ12の充電時に低圧ライン18の電圧が高くなりすぎることを抑制できる。
A
電源システム10は、補機電力ライン17に接続される電気回路として、高電圧抑制回路22、放電回路23及び充電回路24を備えている。
補機電力ライン17における補機110との接続点を補機接続点17aとした場合、放電回路23は、補機電力ライン17のうち、補機接続点17aを挟んだDCDCコンバータ13の反対側の部分に接続されている。
The
When the connection point with the
放電回路23は、補機電力ライン17と低圧ライン18とを繋ぐ電力ラインである放電用電力ライン31を有しており、放電用電力ライン31には、第1開閉器の一例である第1スイッチング素子32が設けられている。本実施形態では、第1スイッチング素子32として、MOSFETが採用されている。このため、第1スイッチング素子32は、寄生ダイオード32aを有している。この寄生ダイオード32aは、低圧ライン18側から補機電力ライン17側への通電を許容する一方、補機電力ライン17側から低圧ライン18側への通電を許容しないものである。
The
放電回路23は、第1スイッチング素子32のゲートに信号を出力する放電制御IC33を有している。放電制御IC33は、補機電力ライン17のうち、第1スイッチング素子32に接続される部分の電圧と、低圧ライン18のうち、第1スイッチング素子32に接続される部分の電圧とを検出できるように構成されている。すなわち、放電制御IC33は、DCDCコンバータ13の調整電圧Vdcと、第2バッテリ12の電圧Vbtとを検出できる。
The
充電回路24は、補機電力ライン17と低圧ライン18とを繋ぐ電力ラインである充電電力ライン41を有している。充電電力ライン41は、補機電力ライン17のうち、放電回路23との接続部分と、後述する高電圧抑制回路22との接続部分との間の部分に接続されている。また、充電電力ライン41は、低圧ライン18のうち、ツェナーダイオード21との接続部分と、放電回路23との接続部分との間の部分に接続されている。すなわち、充電電力ライン41は、放電回路23の第1スイッチング素子32をバイパスする電力ラインであるともいえる。
The charging
充電電力ライン41には、第2開閉器の一例である第2スイッチング素子42が設けられている。本実施形態では、第2スイッチング素子42として、MOSFETが採用されている。このため、第2スイッチング素子42は、寄生ダイオード42aを有している。この寄生ダイオード42aは、低圧ライン18側から補機電力ライン17側への通電を許容する一方、補機電力ライン17側から低圧ライン18側への通電を許容しないものである。
The charging power line 41 is provided with a
また、充電電力ライン41のうち、低圧ライン18との接続部分と、第2スイッチング素子42との間には、リアクトル43が配置されている。また、充電電力ライン41における第2スイッチング素子42とリアクトル43との間の部分とグランドとを繋ぐ電力ライン44には、第1キャパシタ45が設けられている。また、当該電力ライン44における充電電力ライン41との接続点と第1キャパシタ45との間の部分には電力ライン46が接続されている。電力ライン46の一端は電力ライン44に接続されている一方、電力ライン46の他端はグランドに接続されている。この電力ライン46には、第3スイッチング素子47が設けられている。本実施形態では、第3スイッチング素子47として、MOSFETが採用されている。このため、第3スイッチング素子47は、寄生ダイオード47aを有している。この寄生ダイオード47aは、グランド側から電力ライン44側への通電を許容する一方、電力ライン44側からグランド側への通電を許容しないものである。
Further, in the charging power line 41, a
充電回路24は、第2スイッチング素子42のゲート、及び、第3スイッチング素子47のゲートに信号を入力する充電制御IC48を有している。すなわち、充電制御IC48からの入力によって、第2スイッチング素子42のオン・オフを制御したり、第3スイッチング素子47のオン・オフを制御したりすることができる。
The charging
充電回路24は、充電電力ライン41における、補機電力ライン17との接続部分と第2スイッチング素子42との間の部分に接続されている電力ラインであるキャパシタ用電力ライン49を有している。キャパシタ用電力ライン49は、充電電力ライン41とグランドとを繋ぐ電力ラインである。このキャパシタ用電力ライン49には、第4スイッチング素子50と、第2キャパシタ51とが設けられている。詳しくは、第4スイッチング素子50とグランドとの間に、第2キャパシタ51が配置されている。第4スイッチング素子50は、基本的にはオンとなっている。ただし、第2キャパシタ51から電荷を放出させる際には第4スイッチング素子50がオフとされることもある。
The charging
また、充電回路24は、キャパシタ用電力ライン49における第4スイッチング素子50と第2キャパシタ51との中間点49aに接続される電力ラインである放出用電力ライン52を有している。放出用電力ライン52は、キャパシタ用電力ライン49とグランドとを繋ぐ電力ラインである。この放出用電力ライン52には、第5スイッチング素子53と、第1抵抗54とが設けられている。詳しくは、第5スイッチング素子53とグランドとの間に第1抵抗54が配置されている。第5スイッチング素子53は、基本的にはオフとなっている。ただし、第2キャパシタ51から電荷を放出させる際には第5スイッチング素子53がオンとされることもある。
Further, the charging
高電圧抑制回路22は、補機電力ライン17の電圧が高くなりすぎることを抑制するための回路である。補機電力ライン17のうち、充電回路24の充電電力ライン41との接続部分と補機接続点17aとの間に、高電圧抑制回路22が接続されている。高電圧抑制回路22は、補機電力ライン17との接続点とグランドとを繋ぐ電力ラインである抑制回路ライン61を有している。この抑制回路ライン61に第2抵抗62及びツェナーダイオード63が設けられている。詳しくは、第2抵抗62とグランドとの間にツェナーダイオード63が配置されている。抑制回路ライン61における第2抵抗62とツェナーダイオード63との間の中間点61aは、放電回路23の第1スイッチング素子32のゲートに接続されている。
The high
次に、電源システム10の制御装置80について説明する。
制御装置80には、各種のセンサから検出信号が入力される。センサとしては、例えば、第1電圧センサ81、第2電圧センサ82、第3電圧センサ83、電流センサ84及び温度センサ85を挙げることができる。第1電圧センサ81は、DCDCコンバータ13の出力電圧である調整電圧Vdcを検出し、その検出結果に応じた信号を検出信号として出力する。第2電圧センサ82は、補機電力ライン17の電圧である補機用電圧Vaを検出し、その検出結果に応じた信号を検出信号として出力する。第3電圧センサ83は、第2バッテリ12の電圧Vbtを検出し、その検出結果に応じた信号を検出信号として出力する。電流センサ84は、低圧ライン18のうち、第2バッテリ12とヒューズ19との部分を流れる電流であるバッテリ電流Ibtを検出し、その検出結果に応じた信号を検出信号として出力する。温度センサ85は、第2バッテリ12の温度であるバッテリ温度TMPbtを検出し、その検出結果に応じた信号を検出信号として出力する。
Next, the
Detection signals are input to the
制御装置80は、放電制御IC33に指令を出力することによって、第1スイッチング素子32のオン・オフを制御する。また、制御装置80は、充電制御IC48に指令を出力することによって、第2スイッチング素子42のオン・オフ、及び、第3スイッチング素子47のオン・オフを制御する。また、制御装置80は、第4スイッチング素子50及び第5スイッチング素子53のオン・オフも制御する。
The
充電回路24を制御することによって第2バッテリ12を充電させる充電処理について説明する。
充電回路24を動作させる旨の指令が制御装置80から充電制御IC48に出力される。すると、第2スイッチング素子42のオン・オフが繰り返されることによって、DCDCコンバータ13の調整電圧Vdcが降圧される。具体的には、第2スイッチング素子42と第3スイッチング素子47とのオン・オフとが交互に繰り返される。こうした充電回路24の動作によって降圧された調整電圧Vdcを充電用電圧Vcとした場合、充電用電圧Vcが第2バッテリ12に入力される。その結果、第2バッテリ12が充電される。
The charging process of charging the
A command to operate the charging
次に、図2を参照し、第1スイッチング素子32をオンとし、その後に第1スイッチング素子32をオフとする際の制御装置80の処理の流れを説明する。
一連の処理において、はじめのステップS11では、補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1以上であるか否かの判定が行われる。電圧判定値VaTh1は、補機用電圧Vaが高すぎるか否かの判断基準として設定されている。例えば、電圧判定値VaTh1として、第2バッテリ12の電圧Vbtよりも高い電圧が設定される。補機110で回生電力が発生した場合、補機110から補機電力ライン17に電流が流れる。その結果、補機用電圧Vaが上昇し、補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1以上になることがある。そして、補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1以上である場合(S11:YES)、処理が次のステップS12に移行される。一方、補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1未満である場合(S11:NO)、補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1以上になるまでステップS11の処理が繰り返し実行される。
Next, with reference to FIG. 2, the flow of processing of the
In the first step S11 in the series of processes, it is determined whether or not the auxiliary voltage Va is equal to or higher than the voltage determination value VaTh1. The voltage determination value VaTh1 is set as a criterion for determining whether or not the auxiliary voltage Va is too high. For example, as the voltage determination value VaTh1, a voltage higher than the voltage Vbt of the
ステップS12において、第1スイッチング素子32をオンとする電圧低下処理が開始される。次のステップS13において、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まっているか否かの判定が行われる。所定電圧範囲とは、補機用電圧Vaが適切な電圧になっているか否かの判断基準である。所定電圧範囲の下限を所定電圧下限値VaTh21とし、所定電圧範囲の上限を所定電圧上限値VaTh22とした場合、所定電圧上限値VaTh22として、電圧判定値VaTh1よりも低い電圧が設定される。そして、補機用電圧Vaが所定電圧下限値VaTh21以上であって且つ所定電圧上限値VaTh22以下である場合、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まっている。補機用電圧Vaが所定電圧下限値VaTh21未満であったり、補機用電圧Vaが所定電圧上限値VaTh22よりも高かったりした場合、補機用電圧Vaが所定電圧範囲に収まっていない。
In step S12, the voltage drop process for turning on the
ここで、上記ステップS12で第1スイッチング素子32がオンになると、補機用電圧Vaが第2バッテリ12の電圧Vbtよりも高いため、放電回路23を介して補機電力ライン17から第2バッテリ12に向けて電流が流れる。その結果、補機用電圧Vaが徐々に低下する。そのため、補機用電圧Vaが第2バッテリ12の電圧Vbtよりも高くなっても第1スイッチング素子32をオンとすることにより、補機用電圧Vaを所定電圧範囲内に戻すことができる。
Here, when the
ステップS13において、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まっていない場合(NO)、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まるようになるまでステップS13の判定が繰り返される。一方、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まっている場合(S13:YES)、処理が次のステップS14に移行される。 In step S13, when the auxiliary voltage Va is not within the predetermined voltage range (NO), the determination in step S13 is repeated until the auxiliary voltage Va is within the predetermined voltage range. On the other hand, when the auxiliary voltage Va is within the predetermined voltage range (S13: YES), the process proceeds to the next step S14.
ステップS14において、充電回路24の動作が開始される。すなわち、充電回路24では、第2スイッチング素子42のオン・オフの繰り返しが開始される。第2スイッチング素子42のオン・オフの繰り返しが開始されると、処理が次のステップS15に移行される。ステップS15において、第1スイッチング素子32がオフとされる。
In step S14, the operation of the charging
そして、次のステップS16において、第2スイッチング素子42のオン・オフを繰り返している状態の終了条件が成立したか否かの判定が行われる。第1スイッチング素子32をオンからオフにすると、補機電力ライン17でサージ電流が発生する。サージ電流が十分に小さくなったと判定できる場合は、終了条件が成立したと見なす。一方、サージ電流が十分に小さくなったと判定できていない場合は、終了条件が成立していないと見なす。例えば、第1スイッチング素子32をオフにした時点からの経過時間を基に、サージ電流が十分に小さくなったか否かを判定することができる。この場合、当該経過時間が判定時間に達したときに、サージ電流が十分に小さくなったと判定するとよい。また例えば、放電用電力ライン31における第1スイッチング素子32よりも補機電力ライン17側の部分の電流の推移を基に、サージ電流が十分に小さくなったか否かを判定することもできる。
Then, in the next step S16, it is determined whether or not the end condition in the state where the
ステップS16において、終了条件が成立しているとの判定がなされている場合(YES)、処理が次のステップS17に移行される。一方、終了条件が成立しているとの判定がなされていない場合(S16:NO)、終了条件が成立しているとの判定がなされるようになるまでステップS16の判定が繰り返される。 If it is determined in step S16 that the end condition is satisfied (YES), the process proceeds to the next step S17. On the other hand, when it is not determined that the end condition is satisfied (S16: NO), the determination in step S16 is repeated until it is determined that the end condition is satisfied.
ステップS17において、充電回路24の徐変制御が実行される。すなわち、第2スイッチング素子42がオンである期間をオン期間とし、第2スイッチング素子42がオフである期間をオフ期間とした場合、徐変制御では、オフ期間に対するオン期間の比率が徐々に小さくなるように第2スイッチング素子42を制御する。当該比率が所定比率以下になると、徐変制御が終了される。すなわち、第2スイッチング素子42がオフで維持される。所定比率は、第2スイッチング素子42をオフにした際に発生するサージ電流の大きさを許容範囲に抑えることができるような値に設定される。本実施形態では、ステップS14〜S17までの処理が、「保護処理」に相当する。徐変制御が終了されると、保護処理が終了するため、一連の処理が終了される。
In step S17, the gradual change control of the charging
本実施形態の作用及び効果について説明する。
補機電力ライン17の電圧である補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1よりも高くなると、電圧低下処理が開始される。すると、電圧低下処理の実行によって第1スイッチング素子32がオンとされるため、放電回路23を介して補機電力ライン17から第2バッテリ12側に電流が流れる。その結果、補機用電圧Vaを低下させることができる。このように補機用電圧Vaが低下されていると、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まる。すると、保護処理が開始される。
The operation and effect of this embodiment will be described.
When the auxiliary machine voltage Va, which is the voltage of the auxiliary machine power line 17, becomes higher than the voltage determination value VaTh1, the voltage drop process is started. Then, since the
すなわち、まず初めに第2スイッチング素子42のオン・オフが繰り返し実行されるようになる。これにより、充電回路24では、補機電力ライン17側から第2バッテリ12側に電流が流れるようになる。この状態で第1スイッチング素子32がオフとされる。第1スイッチング素子32をオフとすることにより、補機電力ライン17でサージ電流が発生する。しかしながら、本実施形態では、第2スイッチング素子42を動作させているため、第1スイッチング素子32をオフにすることによって発生したサージ電流を、充電回路24を介して第2バッテリ12側に流すことができる。その結果、補機用電圧Vaの上昇が抑制される。そのため、第1スイッチング素子32をオフとすることによって補機電力ライン17でサージ電流が発生した際に、補機用電圧Vaが高くなりすぎることを抑制できる。
That is, first, the
なお、スイッチング素子をオフにする直前までに当該スイッチング素子を通過していた電流値が大きいほど、スイッチング素子をオフにすることに起因して発生するサージ電流の大きさが大きくなりやすい。そこで、サージ電流が十分に小さくなったと判定できるようになると、徐変制御を実行することなく、第2スイッチング素子42をオフとして保護処理を終了する比較例について考える。この比較例では、第2スイッチング素子42をオフとすることに起因するサージ電流が発生するおそれがある。この場合、サージ電流の発生に起因して補機電力ライン17の電圧である補機用電圧Vaが高くなりすぎるおそれがある。
It should be noted that the larger the current value that has passed through the switching element immediately before the switching element is turned off, the larger the magnitude of the surge current generated by turning off the switching element is likely to be. Therefore, when it becomes possible to determine that the surge current has become sufficiently small, a comparative example in which the
これに対し、本実施形態では、サージ電流が十分に小さくなったと判定できると、徐変制御が開始される。すると、オフ期間に対するオン期間の比率が徐々に小さくなるように第2スイッチング素子42が動作する。このように当該比率を小さくすることにより、第2スイッチング素子42を通過する電流値の大きさを徐々に小さくできる。そして、当該比率が所定比率以下になると、徐変制御が終了され、第2スイッチング素子42がオフで維持される。すなわち、第2スイッチング素子42をオフにした際に発生するサージ電流の大きさを許容範囲に抑えるようにした後で、保護処理が終了される。したがって、第2スイッチング素子42をオフにすることに起因するサージ電流の発生を抑制できる。
On the other hand, in the present embodiment, when it can be determined that the surge current has become sufficiently small, the gradual change control is started. Then, the
(第2実施形態)
次に、電源システム10の第2実施形態を図3に従って説明する。以下の説明においては、第1スイッチング素子32をオンとし、その後に第1スイッチング素子32をオフとする際に制御装置80が実行する処理内容が第1実施形態と相違する。そこで、第2実施形態では、第1実施形態と相違している部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the
次に、図3を参照し、第1スイッチング素子32をオンとし、その後に第1スイッチング素子32をオフとする際の制御装置80の処理の流れを説明する。
一連の処理において、はじめのステップS21では、上記ステップS11と同様に、補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1以上であるか否かの判定が行われる。補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1以上である場合(S21:YES)、処理が次のステップS22に移行される。一方、補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1未満である場合(S21:NO)、補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1以上になるまでステップS21の処理が繰り返し実行される。
Next, with reference to FIG. 3, a flow of processing of the
In the first step S21, in the series of processes, it is determined whether or not the auxiliary voltage Va is equal to or higher than the voltage determination value VaTh1 as in the step S11. When the auxiliary voltage Va is equal to or higher than the voltage determination value VaTh1 (S21: YES), the process proceeds to the next step S22. On the other hand, when the auxiliary machine voltage Va is less than the voltage determination value VaTh1 (S21: NO), the process of step S21 is repeatedly executed until the auxiliary machine voltage Va becomes the voltage determination value VaTh1 or more.
ステップS22において、上記ステップS12と同様に、第1スイッチング素子32をオンとする電圧低下処理が開始される。次のステップS23において、上記ステップS13と同様に、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まっているか否かの判定が行われる。ステップS23において、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まっていない場合(NO)、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まるようになるまでステップS23の判定が繰り返される。一方、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まっている場合(S23:YES)、処理が次のステップS24に移行される。
In step S22, the voltage drop process for turning on the
ステップS24において、第2バッテリ12を充電させるべく充電回路24が動作している最中であるか否かの判定が行われる。第2バッテリ12を充電させる場合、充電回路24では、第2スイッチング素子42及び第3スイッチング素子47のオン・オフが繰り返し実行される。充電回路24が動作中である場合(S24:YES)、第2スイッチング素子42及び第3スイッチング素子47のオン・オフが繰り返されているため、処理が次のステップS25に移行される。ステップS25において、充電回路24の動作が停止される。すなわち、第2スイッチング素子42及び第3スイッチング素子47がそれぞれオフとされる。そして、処理がステップS26に移行される。一方、ステップS24において、充電回路24が動作中ではない場合(NO)、第2スイッチング素子42及び第3スイッチング素子47のうち、少なくとも第2スイッチング素子42がオフとなっているため、処理が次のステップS26に移行される。
In step S24, it is determined whether or not the charging
ステップS26において、第2キャパシタ51の放電処理が実行される。すなわち、放電処理は、第2スイッチング素子42をオフとした状態で実行される。この放電処理では、第4スイッチング素子50がオフとされ、且つ第5スイッチング素子53がオンとされる。これにより、第2キャパシタ51の電荷を放電できる。第2キャパシタ51の蓄電量を十分に低くできたと判定されると、第4スイッチング素子50をオンとし、第5スイッチング素子53をオフとして放電処理が終了される。例えば、放電処理の開始時点からの経過時間が所定放電時間以上になった場合に、第2キャパシタ51の蓄電量を十分に低くできたと判定することができる。この場合、所定放電時間を、第2キャパシタ51の静電容量を基に設定するとよい。また例えば、第2キャパシタ51の蓄電量を検出できる場合、蓄電量が判定蓄電量以下になったときに第2キャパシタ51の蓄電量を十分に低くできたと判定するようにしてもよい。そして、放電処理が終了されると、処理が次のステップS27に移行される。
In step S26, the discharge process of the second capacitor 51 is executed. That is, the discharge process is executed with the
ステップS27において、第1スイッチング素子32がオフとされる。本実施形態では、各ステップS26,S27により、「保護処理」が構成される。そして、保護処理が終了されると、一連の処理が終了される。
In step S27, the
本実施形態の作用及び効果について説明する。
補機電力ライン17の電圧である補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1よりも高くなると、電圧低下処理が開始される。すると、電圧低下処理の実行によって第1スイッチング素子32がオンとされるため、放電回路23を介して補機電力ライン17から第2バッテリ12側に電流が流れる。その結果、補機用電圧Vaを低下させることができる。このように補機用電圧Vaが低下されていると、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まる。すると、保護処理が開始される。
The operation and effect of this embodiment will be described.
When the auxiliary machine voltage Va, which is the voltage of the auxiliary machine power line 17, becomes higher than the voltage determination value VaTh1, the voltage drop process is started. Then, since the
すなわち、第2スイッチング素子42をオフとした状態で、第2キャパシタ51の放電処理が開始される。放電処理では、充電回路24において、第4スイッチング素子50がオフとされ、第5スイッチング素子53がオンとされる。これにより、第2キャパシタ51の電荷が放出されるため、第2キャパシタ51の蓄電量を低下させることができる。そして、第2キャパシタ51の蓄電量が十分に低くなったと判断できると、放電処理が終了されるため、第4スイッチング素子50及び第5スイッチング素子53がそれぞれオフに戻される。すなわち、第2キャパシタ51が、補機電力ライン17と電気的に繋がった状態となる。
That is, the discharge process of the second capacitor 51 is started with the
この状態で第1スイッチング素子32がオフとされる。このように第2キャパシタ51の蓄電量を十分に減少させた後で第1スイッチング素子32をオフとすることにより、第1スイッチング素子32をオフにすることによって補機電力ライン17でサージ電流が発生しても、当該サージ電流のうち、第2キャパシタ51側に流れる割合を高くできる。すなわち、第2キャパシタ51に蓄電できる量を増やすことにより、補機用電圧Vaの上昇を抑制できる。そのため、第1スイッチング素子32をオフとすることによって補機電力ライン17でサージ電流が発生した際に、補機用電圧Vaが高くなりすぎることを抑制できる。
In this state, the
(第3実施形態)
次に、電源システム10の第3実施形態を図4に従って説明する。以下の説明においては、第1スイッチング素子32をオンとし、その後に第1スイッチング素子32をオフとする際に制御装置80が実行する処理内容が上記各実施形態と相違する。そこで、第3実施形態では、第1実施形態と相違している部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Third Embodiment)
Next, a third embodiment of the
次に、図4を参照し、第1スイッチング素子32をオンとし、その後に第1スイッチング素子32をオフとする際の制御装置80の処理の流れを説明する。
一連の処理において、はじめのステップS31では、上記ステップS11と同様に、補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1以上であるか否かの判定が行われる。補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1以上である場合(S31:YES)、処理が次のステップS32に移行される。一方、補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1未満である場合(S31:NO)、補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1以上になるまでステップS31の処理が繰り返し実行される。
Next, with reference to FIG. 4, the flow of processing of the
In the first step S31, in the series of processes, it is determined whether or not the auxiliary voltage Va is equal to or higher than the voltage determination value VaTh1 as in the step S11. When the auxiliary voltage Va is equal to or higher than the voltage determination value VaTh1 (S31: YES), the process proceeds to the next step S32. On the other hand, when the auxiliary machine voltage Va is less than the voltage determination value VaTh1 (S31: NO), the process of step S31 is repeatedly executed until the auxiliary machine voltage Va becomes equal to or more than the voltage determination value VaTh1.
ステップS32において、上記ステップS12と同様に、第1スイッチング素子32をオンとする電圧低下処理が開始される。次のステップS33において、上記ステップS13と同様に、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まっているか否かの判定が行われる。ステップS33において、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まっていない場合(NO)、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まるようになるまでステップS33の判定が繰り返される。一方、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まっている場合(S33:YES)、処理が次のステップS34に移行される。
In step S32, the voltage drop process for turning on the
ステップS34において、DCDCコンバータ13の出力電圧である調整電圧Vdcを低下させる低下処理が実行される。低下処理の実行によって調整電圧Vdcが低下されると、DCDCコンバータ13の出力端が接続されている補機電力ライン17の電圧である補機用電圧Vaが低くなる。このときに調整電圧Vdcを低くしすぎると、補機110の駆動に支障をきたすおそれがある。そのため、補機110の駆動に支障をきたさない範囲で調整電圧Vdcを低下させることが好ましい。例えば、調整電圧Vdcを、第2バッテリ12の電圧Vaと同程度としてもよい。また、補機110が駆動していないときには、補機110が駆動しているときよりも調整電圧Vdcを低くしてもよい。このような低下処理の実行によって調整電圧Vdcが低下すると、処理が次のステップS35に移行される。
In step S34, a lowering process for lowering the adjusted voltage Vdc, which is the output voltage of the
ステップS35において、第1スイッチング素子32がオフとされる。そして、次のステップS36において、調整電圧Vdcを低くしている状態の終了条件が成立したか否かの判定が行われる。第1スイッチング素子32をオンからオフにすると、補機電力ライン17でサージ電流が発生する。サージ電流が十分に小さくなったと判定できる場合は、終了条件が成立したと見なす。一方、サージ電流が十分に小さくなったと判定できていない場合は、終了条件が成立していないと見なす。例えば、第1スイッチング素子32をオフにした時点からの経過時間を基に、サージ電流が十分に小さくなったか否かを判定することができる。この場合、当該経過時間が判定時間に達したときに、サージ電流が十分に小さくなったと判定するとよい。また例えば、放電用電力ライン31における第1スイッチング素子32よりも補機電力ライン17側の部分の電流の推移を基に、サージ電流が十分に小さくなったか否かを判定することもできる。
In step S35, the
ステップS36において、終了条件が成立しているとの判定がなされている場合(YES)、処理が次のステップS37に移行される。一方、終了条件が成立しているとの判定がなされていない場合(S36:NO)、終了条件が成立しているとの判定がなされるようになるまでステップS36の判定が繰り返される。 If it is determined in step S36 that the end condition is satisfied (YES), the process proceeds to the next step S37. On the other hand, when it is not determined that the end condition is satisfied (S36: NO), the determination in step S36 is repeated until it is determined that the end condition is satisfied.
ステップS37において、調整電圧Vdcを、低下処理の開始前の大きさまで戻す処理である復帰処理が実行される。低下処理の開始前の調整電圧Vdcを基準調整電圧とした場合、復帰処理では、調整電圧Vdcが基準調整電圧に向けて徐々に高くなるようにDCDCコンバータ13が制御される。そして、調整電圧Vdcが基準調整電圧に戻ったと判定できると、復帰処理が終了される。本実施形態では、各ステップS34〜S37により、「保護処理」が構成される。そして、保護処理が終了されると、一連の処理が終了される。
In step S37, a resetting process, which is a process of returning the adjusted voltage Vdc to a size before the start of the lowering process, is executed. When the adjustment voltage Vdc before the start of the reduction processing is set as the reference adjustment voltage, the
本実施形態の作用及び効果について説明する。
補機電力ライン17の電圧である補機用電圧Vaが電圧判定値VaTh1よりも高くなると、電圧低下処理が開始される。すると、電圧低下処理の実行によって第1スイッチング素子32がオンとされるため、放電回路23を介して補機電力ライン17から第2バッテリ12側に電流が流れる。その結果、補機用電圧Vaを低下させることができる。このように補機用電圧Vaが低下されていると、補機用電圧Vaが所定電圧範囲内に収まる。すると、保護処理が開始される。
The operation and effect of this embodiment will be described.
When the auxiliary machine voltage Va, which is the voltage of the auxiliary machine power line 17, becomes higher than the voltage determination value VaTh1, the voltage drop process is started. Then, since the
すなわち、まずはじめに、低下処理の実行によってDCDCコンバータ13の動作によって調整電圧Vdcが低下される。これにより、補機電力ライン17の電圧である補機用電圧Vaを低下できる。すると、第1スイッチング素子32を介して、補機電力ライン17側から第2バッテリ12側に流れる電流を小さくできる。この状態で第1スイッチング素子32がオフとされる。
That is, first of all, the adjustment voltage Vdc is lowered by the operation of the
本実施形態では、第1スイッチング素子32を介して、補機電力ライン17側から第2バッテリ12側に流れる電流を小さくしてから第1スイッチング素子32がオフとされる。そのため、第1スイッチング素子32を流れる電流を小さくすることなく第1スイッチング素子32をオフとする場合と比較し、第1スイッチング素子32をオフにすることによって補機電力ライン17で発生するサージ電流の大きさを小さくできる。これにより、補機用電圧Vaの上昇を抑制できる。そのため、第1スイッチング素子32をオフとすることによって補機電力ライン17でサージ電流が発生した際に、補機用電圧Vaが高くなりすぎることを抑制できる。
In the present embodiment, the
(第4実施形態)
次に、電源システム10の第4実施形態を図5に従って説明する。第4実施形態では、第1実施形態と相違している部分について主に説明するものとし、第1実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Fourth Embodiment)
Next, a fourth embodiment of the
次に、図5を参照し、第2バッテリ12に異常の予兆がある際の制御装置80の処理の流れを説明する。
一連の処理において、はじめのステップS41では、第2バッテリ12に異常の予兆があるか否かの判定が行われる。例えば、以下に示す条件(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)及び(ホ)のうち、少なくとも1つが成立している場合は、異常の予兆ありと見なせる。
(イ)第2バッテリ12の残存容量SOCが高すぎること。
(ロ)残存容量SOCが低すぎること。
(ハ)第2バッテリ12に接続される低圧ライン18を流れる電流であるバッテリ電流Ibtが大きすぎること。
(ニ)第2バッテリ12の電圧Vbtが高すぎること。
(ホ)第2バッテリ12の温度であるバッテリ温度TMPbtが高すぎること。
Next, with reference to FIG. 5, the flow of processing of the
In the first step S41 in the series of processes, it is determined whether or not the
(B) The remaining capacity SOC of the
(B) The remaining capacity SOC is too low.
(C) The battery current Ibt, which is the current flowing through the
(D) The voltage Vbt of the
(E) The battery temperature TMPbt, which is the temperature of the
第2バッテリ12に異常の予兆ありとの判定がなされている場合(S41:YES)、処理が次のステップS42に移行される。ステップS42において、低圧ライン18の電流であるバッテリ電流Ibtを低下させる電流低下処理が実行される。電流低下処理では、充電回路24又は放電回路23から第2バッテリ12に向けて流れる電流を低下させる。例えば、充電回路24から第2バッテリ12に向けて電流が流れている場合、充電回路24の出力電圧が低くなるように第2スイッチング素子42及び第3スイッチング素子47が動作される。例えば、第2スイッチング素子42のオン・オフを繰り返すことによって補機電力ライン17からの入力電圧を降圧して低圧ライン18に出力している場合、第2スイッチング素子42をオンとする期間を短くすることにより、充電回路24から第2バッテリ12に向けて流れる電流の大きさを小さくできる。また例えば、充電回路24の動作を停止させてもよい。すなわち、第2スイッチング素子42をオフで維持するようにしてもよい。
When it is determined that the
また、第1スイッチング素子32がオンであり、放電回路23から第2バッテリ12に向けて電流が流れている場合、補機電力ライン17の電圧である補機用電圧Vaを低くすることにより、放電回路23から第2バッテリ12に向けて流れる電流の大きさを小さくできる。例えば、調整電圧Vdcを低くするようにDCDCコンバータ13を動作させることにより、補機用電圧Vaを低くできる。また、一時的に、DCDCコンバータ13の動作を停止させるようにしてもよい。
Further, when the
そして、電流低下処理の実行によってバッテリ電流Ibtが低下されると、処理がステップS43に移行される。一方、ステップS41において、第2バッテリ12に異常の予兆ありとの判定がなされていない場合(NO)、電圧低下処理を実行することなく、処理が次のステップS43に移行される。
Then, when the battery current Ibt is reduced by executing the current reduction process, the process is shifted to step S43. On the other hand, if it is not determined in step S41 that the
ステップS43において、第2バッテリ12に異常が発生しているか否かの判定が行われる。例えば、上記条件(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)及び(ホ)のうちの少なくとも1つが成立している状態の継続時間が異常判定時間以上継続している場合は、第2バッテリ12に異常が発生していると見なせる。そして、第2バッテリ12に異常が発生しているとの判定がなされている場合(S43:YES)、処理がステップS44に移行される。一方、第2バッテリ12に異常が発生しているとの判定がなされていない場合(S43:NO)、一連の処理が終了される。
In step S43, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the
ステップS44において、補機リレー20がオフとされる。本実施形態では、ステップS42〜S44により、「保護処理」が構成される。補機リレー20がオフとされると、保護処理が終了されるため、一連の処理が終了される。
In step S44, the
なお、第2バッテリ12に異常の予兆ありとの判定がなされ、電流低下処理が実行された後に、異常の予兆ありとの判定がなされなくなることがある。この場合、電流低下処理が終了される。すなわち、充電回路24やDCDCコンバータ13の動作状態が元に戻される。
It should be noted that the
本実施形態の作用及び効果について説明する。
第2バッテリ12に異常の予兆があるとの判定がなされると、電圧低下処理が実行される。これにより、充電回路24又は放電回路23から低圧ライン18に出力される電圧が低下される。そして、この状態で第2バッテリ12に異常が発生しているとの判定がなされると、補機リレー20がオフとされる。すなわち、第2バッテリ12の異常の検知の前に、低圧ライン18のうち、補機リレー20よりも充電回路24や放電回路23側の部分の電圧上昇の抑制が図られる。そして、この状態で実際に第2バッテリ12に異常が発生すると、補機リレー20がオフとされる。そのため、補機リレー20をオフとすることによって低圧ライン18でサージ電流が発生しても、低圧ライン18のうち、補機リレー20よりも充電回路24や放電回路23側の部分の電圧の上昇を抑制できるとともに、補機電力ライン17の電圧である補機用電圧Vaの上昇を抑制できる。したがって、補機リレー20をオフとすることによって低圧ライン18でサージ電流が発生した際に、補機用電圧Vaが高くなりすぎることを抑制できる。
The operation and effect of this embodiment will be described.
When it is determined that the
(変更例)
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(Change example)
Each of the above embodiments can be modified and implemented as follows. Each of the above embodiments and the following modification examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・放電用電力ライン31に設けられる第1開閉器は、通電を許容したり、遮断したりできるものであれば、第1スイッチング素子32(MOSFET)以外のものであってもよい。例えば、放電用電力ライン31には、第1スイッチング素子32の代わりに、リレーの接点を設けてもよい。
The first switch provided in the
・充電電力ライン41に設けられる第2開閉器は、通電を許容したり、遮断したりできるものであれば、第2スイッチング素子42(MOSFET)以外のものであってもよい。例えば、充電電力ライン41には、第2スイッチング素子42の代わりに、リレーの接点を設けてもよい。
The second switch provided in the charging power line 41 may be something other than the second switching element 42 (MOSFET) as long as it can allow or cut off the energization. For example, the charging power line 41 may be provided with a relay contact instead of the
・充電回路24は、第2スイッチング素子42をオフにした状態のまま、第2キャパシタ51を放電させることができるのであれば、図1に示した構成とは別の構成であってもよい。
The charging
・上記第1実施形態において、徐変制御を省略してもよい。すなわち、第2スイッチング素子42をオフにすることに起因して発生するサージ電流の大きさが許容範囲に収まるのであれば、徐変制御を実行することなく、第2スイッチング素子42をオフで維持するようにしてもよい。
-In the first embodiment, the gradual change control may be omitted. That is, if the magnitude of the surge current generated by turning off the
・制御装置80は、以下(a)〜(c)の何れかの構成であればよい。
(a)制御装置80は、コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備えている。プロセッサは、CPU並びに、RAM及びROMなどのメモリを含んでいる。メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含んでいる。
(b)制御装置80は、各種処理を実行する一つ以上の専用のハードウェア回路を備えている。専用のハードウェア回路としては、例えば、特定用途向け集積回路、すなわちASIC又はFPGAを挙げることができる。ASICとは「Application Specific Integrated Circuit」の略記であり、FPGAとは「Field Programmable Gate Array」の略記である。
(c)制御装置80は、各種処理の一部をコンピュータプログラムに従って実行するプロセッサと、各種処理のうち残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備えている。
The
(A) The
(B) The
(C) The
10…電源システム
11…第1バッテリ
12…第2バッテリ
13…DCDCコンバータ
17…補機電力ライン
18…低圧ライン
20…補機リレー
23…放電回路
24…充電回路
31…放電用電力ライン
32…第1スイッチング素子
41…充電用電力ライン
42…第2スイッチング素子
51…第2キャパシタ
80…制御装置
110…補機
10 ... Power supply system 11 ...
Claims (3)
充放電が可能な第2バッテリと、
前記第1バッテリの直流電圧の大きさを調整して出力するDCDCコンバータと、
車載の補機と前記DCDCコンバータとを繋ぐ電力ラインである補機電力ラインと、
前記補機電力ラインと前記第2バッテリとを繋ぐ電力ラインである放電用電力ライン、及び、当該放電用電力ラインに設けられる第1開閉器を有する放電回路と、
前記第1開閉器をバイパスする電力ラインである充電用電力ライン、及び、当該充電用電力ラインに設けられる第2開閉器を有し、前記第2開閉器のオン・オフを繰り返すことによって前記DCDCコンバータの出力電圧を降圧して前記第2バッテリに入力させる充電回路と、
前記DCDCコンバータ、前記放電回路及び前記充電回路を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記補機電力ラインの電圧が電圧判定値よりも高くなると、前記第1開閉器をオンとする電圧低下処理を開始し、
前記電圧低下処理の開始後において前記第1開閉器をオフとするときには、前記第2開閉器のオン・オフを繰り返すことによって前記補機電力ラインの電圧の上昇を抑制している状態で前記第1開閉器をオフとする保護処理を実行する
車両用電源システム。 With the first battery
A second battery that can be charged and discharged,
A DCDC converter that adjusts the magnitude of the DC voltage of the first battery and outputs it,
Auxiliary power line, which is a power line connecting the in-vehicle auxiliary equipment and the DCDC converter,
A discharge power line that is a power line connecting the auxiliary power line and the second battery, and a discharge circuit having a first switch provided in the discharge power line.
The DCDC has a charging power line, which is a power line that bypasses the first switch, and a second switch provided in the charging power line, and the second switch is repeatedly turned on and off. A charging circuit that steps down the output voltage of the converter and inputs it to the second battery.
The DCDC converter, the discharge circuit, and a control device for controlling the charging circuit are provided.
The control device is
When the voltage of the auxiliary power line becomes higher than the voltage determination value, the voltage drop process for turning on the first switch is started.
When the first switch is turned off after the start of the voltage reduction process, the second switch is repeatedly turned on and off to suppress an increase in the voltage of the auxiliary power line. 1 A power supply system for vehicles that performs a protective process that turns off the switch.
充放電が可能な第2バッテリと、
前記第1バッテリの直流電圧の大きさを調整して出力するDCDCコンバータと、
車載の補機と前記DCDCコンバータとを繋ぐ電力ラインである補機電力ラインと、
前記補機電力ラインと前記第2バッテリとを繋ぐ電力ラインである放電用電力ライン、及び、当該放電用電力ラインに設けられる第1開閉器を有する放電回路と、
前記第1開閉器をバイパスする電力ラインである充電用電力ライン、及び、当該充電用電力ラインに設けられる第2開閉器を有し、前記第2開閉器のオン・オフを繰り返すことによって前記DCDCコンバータの出力電圧を降圧して前記第2バッテリに入力させる充電回路と、
前記DCDCコンバータ、前記放電回路及び前記充電回路を制御する制御装置と、を備え、
前記充電回路は、前記充電用電力ラインのうち、前記第2開閉器よりも前記補機電力ライン側の部分に接続されるキャパシタを有し、
前記制御装置は、
前記補機電力ラインの電圧が電圧判定値よりも高くなると、前記第1開閉器をオンとする電圧低下処理を開始し、
前記電圧低下処理の開始後において前記第1開閉器をオフとするときには、前記第2開閉器をオフとした状態で前記キャパシタから電荷を放出させ、その後に前記第1開閉器をオフとする保護処理を実行する
車両用電源システム。 With the first battery
A second battery that can be charged and discharged,
A DCDC converter that adjusts the magnitude of the DC voltage of the first battery and outputs it,
Auxiliary power line, which is a power line connecting the in-vehicle auxiliary equipment and the DCDC converter,
A discharge power line that is a power line connecting the auxiliary power line and the second battery, and a discharge circuit having a first switch provided in the discharge power line.
The DCDC has a charging power line, which is a power line that bypasses the first switch, and a second switch provided in the charging power line, and the second switch is repeatedly turned on and off. A charging circuit that steps down the output voltage of the converter and inputs it to the second battery.
The DCDC converter, the discharge circuit, and a control device for controlling the charging circuit are provided.
The charging circuit has a capacitor connected to a portion of the charging power line on the auxiliary power line side of the second switch.
The control device is
When the voltage of the auxiliary power line becomes higher than the voltage determination value, the voltage drop process for turning on the first switch is started.
When the first switch is turned off after the start of the voltage reduction process, the charge is discharged from the capacitor with the second switch turned off, and then the first switch is turned off. A power system for the vehicle that performs the processing.
充放電が可能な第2バッテリと、
前記第1バッテリの直流電圧の大きさを調整して出力するDCDCコンバータと、
車載の補機と前記DCDCコンバータとを繋ぐ電力ラインである補機電力ラインと、
前記補機電力ラインと前記第2バッテリとを繋ぐ電力ラインである放電用電力ライン、及び、当該放電用電力ラインに設けられる第1開閉器を有する放電回路と、
前記第1開閉器をバイパスする電力ラインである充電用電力ライン、及び、当該充電用電力ラインに設けられる第2開閉器を有し、前記第2開閉器のオン・オフを繰り返すことによって前記DCDCコンバータの出力電圧を降圧して前記第2バッテリに入力させる充電回路と、
前記DCDCコンバータ、前記放電回路及び前記充電回路を制御する制御装置と、を備え、
前記第2バッテリは、低圧ラインを介して前記放電用電力ライン及び前記充電用電力ラインに接続されており、前記低圧ラインにはバッテリ用開閉器が設けられており、
前記制御装置は、
前記第2バッテリに異常の予兆があるか否かを判定する異常予兆判定処理と、
前記異常予兆判定処理によって前記第2バッテリに異常の予兆があるとの判定をなしたときには、前記DCDCコンバータ及び前記充電回路のうちの少なくとも一方を制御することにより、前記充電回路又は前記放電回路から前記低圧ラインに出力される電圧を低下させ、この状態で前記バッテリ用開閉器をオフとする保護処理と、を実行する
車両用電源システム。 With the first battery
A second battery that can be charged and discharged,
A DCDC converter that adjusts the magnitude of the DC voltage of the first battery and outputs it,
Auxiliary power line, which is a power line connecting the in-vehicle auxiliary equipment and the DCDC converter,
A discharge power line that is a power line connecting the auxiliary power line and the second battery, and a discharge circuit having a first switch provided in the discharge power line.
The DCDC has a charging power line, which is a power line that bypasses the first switch, and a second switch provided in the charging power line, and the second switch is repeatedly turned on and off. A charging circuit that steps down the output voltage of the converter and inputs it to the second battery.
The DCDC converter, the discharge circuit, and a control device for controlling the charging circuit are provided.
The second battery is connected to the discharging power line and the charging power line via a low-voltage line, and the low-voltage line is provided with a battery switch.
The control device is
The abnormality sign determination process for determining whether or not the second battery has an abnormality sign, and
When it is determined by the abnormality sign determination process that the second battery has a sign of abnormality, at least one of the DCDC converter and the charging circuit is controlled from the charging circuit or the discharging circuit. A vehicle power supply system that reduces the voltage output to the low voltage line and, in this state, turns off the battery switch.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2020097699A JP2021191200A (en) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | Vehicular power supply system |
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