DE102014224396A1 - Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung enthält: eine Wechselrichtervorrichtung 203 zum Wandeln eines Gleichstroms einer Hauptbatterie 205 in Wechselstrom, wodurch ein elektrischer Motor 202 angesteuert wird; einen Kondensator 204 zum Glätten, der parallel mit der Wechselrichtervorrichtung verbunden ist; ein Wechselrichtersteuermittel 208 zum Steuern des Aufladens und Entladens des Kondensators und zum Steuern der Wechselrichtervorrichtung; eine Unterbatterie 206 zum Liefern eines Stroms an das Steuermittel; einen DC/DC-Wandler 100 zum Abfall einer Spannung der Hauptbatterie, wodurch die Unterbatterie aufgeladen wird; und ein DC/DC-Wandlersteuermittel 209 zum Steuern eines Stroms des DC/DC-Wandlers. Das DC/DC-Wandlersteuermittel weist ein Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 zum Durchführen einer Steuerung auf, so dass ein Verlust des DC/DC-Wandlers beim Entladebetrieb des Kondensators größer als in einem Normalbetrieb ist.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Erfindungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung mit einem Wechselrichter (engl. Inverter) zum Wandeln einer DC- bzw. Gleichstrom-Eingangsspannung in eine AC- bzw. Wechselstrom-Ausgangsspannung und einem Wandler zum Wandeln einer DC- bzw. Gleichstrom-Eingangsspannung in eine DC- bzw. Gleichstrom-Ausgangsspannung.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Ein Automobil, das elektrische Energie verwendet, wie zum Beispiel ein Hybridfahrzeug, ist mit einem Antriebsmotor und mit einer Hochspannungsbatterie und einem Wechselrichter zum Liefern eines Stroms bzw. einer Leistung an den Antriebsmotor ausgestattet. Eine Spannung der Hochspannungsbatterie erreicht im Allgemeinen 100V bis 400V. Der Wechselrichter wandelt eine DC-Spannung bzw. eine Gleichstromspannung der Hochspannungsbatterie in eine AC-Spannung bzw. Wechselstromspannung, um einen Strom an den Antriebsmotor zu liefern.
  • In einem herkömmlichen Fahrzeug liefert ein Generator, der eine elektrische Erzeugung durch Strom von einer Kraftmaschine durchführt, einen elektrischen Strom bzw. eine elektrische Leistung an die elektrische Ausrüstung einer 12V-Reihe. Ein Hybridfahrzeug weist unterdessen einen Modus auf, bei dem eine Kraftmaschine gestoppt ist, und weist daher einen Wechselrichter zum Wandeln einer Spannung der Hochspannungsbatterie in eine 12V-Reihenspannung auf, so dass Strom an die elektrische 12V-Reihenausrüstung durch den Wandler geliefert wird.
  • Als Installationsmaßnahmen des oben beschriebenen Wechselrichters und Wandlers in dem Fahrzeug werden verschiedene Maßnahmen eingesetzt, wie zum Beispiel die Bereitstellung des Wechselrichters und des Wandlers in jeweiligen separaten Gehäusen und einer anschließenden Integration dieser, oder die Bereitstellung des Wechselrichters und des Wandlers in dem gleichen Gehäuse.
  • Zwischen Anschlüssen an der Eingangsseite des Wechselrichters wird darüber hinaus ein Glättungskondensator mit einer großen Kapazität zum Glätten einer Variation in der Spannung bereitgestellt, um den Betrieb des Wechselrichters zu stabilisieren. Unter Berücksichtigung einer Rettungsoperation für einen Fahrer im Fall eines Unfalls, oder einer Fahrzeugwartung bei einer Fahrzeugwartungseinrichtung, ist es erforderlich, die in dem Glättungskondensator gespeicherte elektrische Ladung zu schnell wie möglich zu entladen. Eine herkömmliche Entladungsschaltung, die für die Entladung bereitgestellt ist, führt ein Entladen des Kondensators durch Wandeln der elektrischen Ladung in Wärme durch, unter Verwendung eines Widerstands mit einer großen Kapazität (siehe Patentdokument 1: japanisches veröffentlichtes Patent mit der Veröffentlichungsnummer 8-33103 ).
  • Eine Entladung der elektrischen Ladung des Kondensators mit großer Kapazität als Wärme ist ein Leistungsverlust, und bewirkt darüber hinaus das folgende Problem. Die Vermeidung einer Wärmeerzeugung in dem Widerstand und die Reduzierung von Kosten in der Entladungsschaltung führen insbesondere zu einer Erhöhung der Entladungszeit, und eine Verringerung der Entladungszeit bedarf andererseits der Erhöhung der Kapazität des Widerstands, was zu einer Kostenerhöhung der Entladungsschaltung führt.
  • Als Mittel zum Lösen dieses Problems ist eine Steuervorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug mit einem Wechselrichter zum Wandeln eines Gleichstroms einer Hauptbatterie in einen Wechselstrom zum Ansteuern eines Laufmotors, ein Kondensator zum Glätten, der parallel mit dem Wechselrichter verbunden ist, ein Steuermittel zum Steuern eines Aufladens und Entladens des Kondensators und zum Steuern des Wechselrichters, eine Unterbatterie zum Liefern eines Stroms an das Steuermittel, und ein DC/DC-Wandler zum Abfallen einer Spannung der Hauptbatterie und zum Aufladen der Unterbatterie bekannt, wobei dann, wenn der Kondensator zum Glätten entladen wird, zur effektiven Verwendung der diesbezüglichen elektrischen Ladung zum Aufladen der Unterbatterie das Steuermittel die von dem Kondensator entladene elektrische Ladung über den DC/DC-Wandler an die Unterbatterie liefert (siehe Patentdokument 2: Japanisches veröffentlichtes Patent mit der Veröffentlichungsnummer 10-248263 ).
  • Wenn gemäß Patentdokument 2 das Fahrzeug das Fahren stoppt und der Kondensator dessen elektrische Ladung entlädt, liefert das Steuermittel die elektrische Ladung des Kondensators über den DC/DC-Wandler an die Unterbatterie. Eine elektrische Ladung des Kondensators unterliegt daher keinem Verlust als Wärme durch die Entladungsschaltung, sondern kann effektiv zum Aufladen der Unterbatterie verwendet werden. Da darüber hinaus die Entladungsschaltung nicht benötigt wird, werden die Kosten reduziert, und eine Entladung kann in einer kurzen Zeit ohne Berücksichtigung einer Wärmeemission der Entladungsschaltung beendet werden.
  • Das Mittel zum Entladen einer elektrischen Ladung des Glättungskondensators unter Verwendung des DC/DC-Wandlers, wie im Patentdokument 2 beschrieben, ist in dem Sinne effektiv, dass eine Extraentladungsschaltung nicht erforderlich ist. In Hybridfahrzeugen oder elektrischen Fahrzeugen ist jedoch im Allgemeinen ein Zielwert der Entladungszeit unabhängig von der Kapazität des bereitgestellten Glättungskondensators vorgegeben, und der DC/DC-Wandler ist ferner eine Spannungswandlungsschaltung und kann daher keinen Strom steuern, der darin fließt, d.h., einen Entladungsstrom.
  • Der Entladungsstrom wird im Allgemeinen in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung einer Hilfsvorrichtung eines Fahrzeugs bestimmt. Es besteht daher ein Problem, da in speziellen Typen von Fahrzeugen mit Glättungskondensatoren großer Kapazität eine Entladung der elektrischen Ladung des Kondensators nicht innerhalb der Zielentladungszeit durch Mittel beendet werden kann, die in der Erfindung des Patentdokuments 2 allein beschrieben sind.
  • Zum Erreichen der Zielentladungszeit ist es daher erforderlich, eine zusätzliche Entladungsschaltung neben dem DC/DC-Wandler bereitzustellen, wodurch ein Problem verursacht wird, das darin besteht, dass eine Reduzierung der Kosten ohne Erfordernis einer Extraentladungsschaltung, wobei es sich um die ursprüngliche Aufgabe handelt, nicht maximal realisiert werden kann.
  • Die primäre Aufgabe des im Patentdokument 2 beschriebenen Mittels ist darüber hinaus die effektive Verwendung einer elektrischen Ladung des Kondensators zum Aufladen der Unterbatterie ohne Verlust der elektrischen Ladung als Wärme. Wenn jedoch ein Unfall aufgetreten ist, ist der Status der Unterbatterie nicht bekannt, und in einigen Fällen kann ein Flüssigkeitsleck oder dergleichen aufgrund eines Bruchs eines Batteriegehäuses auftreten. Es ist daher nicht immer sicher, die Unterbatterie aufzuladen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung dient zur Lösung der obigen Probleme, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung, die eine Zielentladungszeit erreichen kann und die Kosten für eine Entladungsschaltung minimiert.
  • Eine Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Wechselrichtervorrichtung zum Wandeln eines Gleichstroms einer Hauptbatterie in einem Wechselstrom, wodurch ein elektrischer Motor angesteuert wird; ein Kondensator zum Glätten, der parallel mit der Wechselrichtervorrichtung verbunden ist; ein Wechselrichtersteuermittel zum Steuern eines Aufladens und Entladens des Kondensators und zum Steuern der Wechselrichtervorrichtung; eine Unterbatterie zum Liefern eines Stroms an das Wechselrichtersteuermittel; einen DC/DC-Wandler zum Abfallen einer Spannung der Hauptbatterie, wodurch die Unterbatterie aufgeladen wird; und ein DC/DC-Wandlersteuermittel zum Steuern einer Stromwandlung des DC/DC-Wandlers, wodurch das Wechselrichtersteuermittel eine Steuerung derart durchführt, dass dann, wenn der Kondensator entladen wird, eine elektrische Ladung über den DC/DC-Wandler an die Unterbatterie oder eine damit verbundene Vorrichtung geliefert wird, und das DC/DC-Wandlersteuermittel ein Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel zum Durchführen einer Steuerung aufweist, so dass ein Verlust des DC/DC-Wandlers beim Entladebetrieb des Kondensators größer als in einem Normalbetrieb ist.
  • Eine andere Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Wechselrichtervorrichtung zum Wandeln eines Gleichstroms einer Hauptbatterie in einen Wechselstrom, wodurch ein elektrischer Motor angesteuert wird; einen Kondensator zum Glätten, der parallel mit der Wechselrichtervorrichtung verbunden ist; ein Wechselrichtersteuermittel zum Steuern einer Aufladung und Entladung des Kondensators und zum Steuern der Wechselrichtervorrichtung; eine Unterbatterie zum Liefern eines Stroms an das Wechselrichtersteuermittel; einen DC/DC-Wandler zum Abfallen einer Spannung einer Hauptbatterie, wodurch die Unterbatterie aufgeladen wird; und ein DC/DC-Wandlersteuermittel zum Steuern einer Stromwandlung des DC/DC-Wandlers, wobei das Wechselrichtersteuermittel eine Steuerung derart durchführt, so dass, wenn der Kondensator entladen wird, eine elektrische Ladung über den DC/DC-Wandler an die Unterbatterie oder eine damit verbundene Vorrichtung geliefert wird, und das DC/DC-Wandlersteuermittel eine Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers steuert, um auf einem gewünschten Zielwert zu sein, und ein Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel zum Durchführen einer Steuerung aufweist, um die Ausgangsspannung einzustellen, wenn der Kondensator entladen wird, so dass diese höher als der Zielwert ist.
  • Da gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verlust des DC/DC-Wandlers im Entladebetrieb des Kondensators größer als in einem normalen Betrieb ist, kann die Entladungszeit verglichen mit dem herkömmlichen Fall reduziert werden, und eine Entladung einer elektrischen Ladung des Kondensators kann innerhalb einer Zielentladungszeit beendet werden. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, eine zusätzliche Entladungsschaltung neben dem DC/DC-Wandler bereitzustellen, so dass die Kosten für eine Entladungsschaltung minimiert werden können.
  • Da gemäß der anderen Erfindung eine Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers ansteigt und Ströme, die in die Unterbatterie und eine damit verbundene Vorrichtung fließen, erhöht werden, kann darüber hinaus eine Entladungszeit verglichen mit dem herkömmlichen Fall reduziert werden, und eine Entladung der elektrischen Ladung des Kondensators kann innerhalb einer Zielentladungszeit beendet werden. Es ist darüber hinaus nicht erforderlich, eine zusätzliche Entladungsschaltung neben dem DC/DC-Wandler bereitzustellen, so dass die Kosten für eine Entladungsschaltung minimiert werden können.
  • Die oben stehenden und anderen Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung noch ersichtlicher, wenn diese im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm einer Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist ein Schaltungsdiagramm eines DC/DC-Wandlers, der in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 3 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Flussdiagramms einer Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung in der Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm einer Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Flussdiagramms einer Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung in der Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Flussdiagramms einer Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung in einer Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Datentabelle zur Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung in der Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Datentabelle zur Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung in der Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 9 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Datentabelle zur Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung in der Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Flussdiagramms eines Steuerverfahrens in einer Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 11 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Flussdiagramms eines Steuerverfahrens in einer Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 12 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Flussdiagramms eines Steuerverfahrens in einer Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
  • Erste Ausführungsform
  • Im Folgenden wird eine Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf Grundlage der 1 bis 3 erläutert.
  • 1 zeigt eine Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung mit zumindest einem Wechselrichter zum Wandeln einer DC-Eingangsspannung in eine AC-Ausgangsspannung und einem Wandler zum Wandeln einer DC-Eingangsspannung in eine DC-Ausgangsspannung. Die Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung ist für eine Stromversorgungsvorrichtung für einen laufenden Motor geeignet, der in einem Hybridfahrzeug oder einem elektrischen Fahrzeug verwendet wird.
  • Ein elektrischer Motor 202 eines Fahrmotors gemäß 1 ist ein unter-Strom-laufender/Regenerations-Elektromotor, für den zum Beispiel ein Permanentmagnet-AC-Synchronmotor verwendet wird. Der elektrische Motor 202 wird durch eine Wechselrichtervorrichtung 203 angesteuert, so dass im Fall des unter Strom Laufens Strom bzw. Leistung, der bzw. die an den elektrischen Motor 202 geliefert wird, von DC bzw. Gleichstrom in AC bzw. Wechselstrom gewandelt wird, und im Fall der Regeneration ein regenerativer Strom bzw. eine regenerative Leistung von dem elektrischen Motor 202 von AC bzw. Wechselstrom zu DC bzw. Gleichstrom gewandelt wird.
  • Ein Kondensator 204 zum Glätten, der die Wechselrichtervorrichtung 2043 begleitet, ist dazu parallel verbunden. Der Kondensator 204 ist mit einer Hauptbatterie 205 verbunden, die zum Aufladen und Entladen geeignet ist. Die Hauptbatterie 205 wird zum Beispiel durch eine Lithium-Ionen-Batterie oder eine Nickel-Hydrid-Batterie ausgebildet.
  • Eine Unterbatterie 206 ist über einen DC/DC-Wandler 100 mit der Hauptbatterie 205 verbunden. Der DC/DC-Wandler 100 wandelt eine DC-Eingangsspannung von der Hauptbatterie 205 in eine DC-Ausgangsspannung, um die Unterbatterie 206 zu laden. Die Unterbatterie 206 ist in der Lage, bei einer geringeren Spannung als für die Hauptbatterie 205 aufgeladen und entladen zu werden. Ein Gleichstrom, der von der Unterbatterie 206 ausgegeben wird, wird an eine Last 207 einer Hilfsvorrichtungsgruppe für das Fahrzeug einschließlich verschiedener Steuereinheiten (eine Wechselrichtersteuervorrichtung 208, eine DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209 und dergleichen, die später beschrieben werden), eine elektrische Servolenkvorrichtung und dergleichen geliefert.
  • Die Wechselrichtersteuervorrichtung 208 zum Steuern der Wechselrichtervorrichtung 203 und zum Steuern des Aufladens und Entladens des Kondensators 204 zur Glättung ist mit der Wechselrichtervorrichtung 203 verbunden. Die DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209, die auf Grundlage einer Anweisung von der Wechselrichtersteuervorrichtung 208 arbeitet und ein Ansteuern des DC/DC-Wandlers 100 durchführt, ist darüber hinaus mit dem DC/DC-Wandler 100 verbunden. Die DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209 weist ein Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 zum Durchführen einer Steuerung auf, so dass ein Verlust des DC/DC-Wandlers 100 in einem Entladebetrieb des Kondensators 204 größer wird als in einem Normalbetrieb. Die Details des Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittels 210 werden später basierend auf 3 beschrieben.
  • 2 zeigt ein spezifisches Schaltungskonfigurationsdiagramm des DC/DC-Wandlers 100. Der DC/DC-Wandler 100 ist ein sogenannter DC/DC-Wandler vom Isolationstyp, mit: einem Transformator 104 zum Ändern einer Spannung gemäß des Wickelverhältnisses zwischen einer Primärwicklung 111 und Sekundärwicklungen 112 und 113; Eingangsanschlüssen 101a und 101b (kollektiv als Eingangsanschlüsse 101 bezeichnet), die mit der Hauptbatterie 205 verbunden sind zum Liefern eines Gleichstroms an den DC/DC-Wandler 100; einer Wechselrichterschaltung 103, die eine Vielzahl von Schaltelementen 12a bis 12d für eine Stromwandlung aufweist (kollektiv als Schaltelemente 12 bezeichnet), und die ein Schalten bezüglich eines Gleichstroms durchführt, der von dem Eingangsanschluss 101 geliefert wird und dadurch einen Pulswellenstrom an die Primärwicklung 111 des Transformators 104 liefert; einer Gleichrichterschaltung 107 mit einer Vielzahl von Gleichrichterelementen 105 und 106 zum Gleichrichten eines Wechselstroms, der an die Sekundärwicklungen 112 und 113 des Transformators 104 übertragen wird; Ausgangsanschlüssen 110a und 110b (kollektiv als Ausgangsanschlüsse 110 bezeichnet) zum Ausgeben eines Gleichstroms; einer Drosselspule 108, die verbunden ist zwischen einem zentralen Abgriffsabschnitt 114 des Transformators 104 und dem Ausgangsanschluss 110a zum Glätten eines Wechselstroms, der durch die Gleichrichterschaltung 107 gleichgerichtet wird; und einem Glättungskondensator 109 der zwischen beiden Ausgangsanschlüssen 110 verbunden ist zum Glätten einer AC-Spannung, die durch die Gleichrichterschaltung 107 gleichgerichtet wird.
  • Die DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209 empfängt von dem DC/DC-Wandler 100 die diesbezügliche interne Temperatur, insbesondere die Temperatur der Schaltelemente 12, der Gleichrichterschaltung 107 und magnetischer Komponenten, wie zum Beispiel des Transformators 104 und der Drosselspule 108, und empfängt darüber hinaus einen Strom, der in den DC/DC-Wandler 100 fließt, um diesen zu überwachen, und bewirkt dadurch, dass der DC/DC-Wandler 100 arbeitet oder nicht arbeitet.
  • In der Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung in 1 steuert die Wechselrichtersteuervorrichtung 208 die Wechselrichtervorrichtung 203, um einen Gleichstrom der Hauptbatterie 205 in einen Wechselstrom zu wandeln, um dadurch den elektrischen Motor 202 anzusteuern. Die Wechselrichtersteuervorrichtung 208 steuert darüber hinaus ein Aufladen und Entladen des Kondensators 204, so dass im Fall des Entladens eine elektrische Ladung an die Unterbatterie 206 geliefert wird oder die damit verbundenen Vorrichtungen (Last 207), über den DC/DC-Wandler 100. Die DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209 steuert eine Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers 100, um einen gewünschten Zielwert aufzuweisen.
  • Im Folgenden wird ein Steuerverfahren für die Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf ein in 3 gezeigtes Flussdiagramm erläutert. 3 zeigt ein Flussdiagramm für den Fall, dass das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 der DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209 eine Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung für den DC/DC-Wandler 100 durchführt. Das Flussdiagramm wird wiederholt mit einer vorbestimmten Periode, zum Beispiel, einer Periode von 10ms wiederholt.
  • Im Schritt 301 in 3 wird bestätigt, ob oder ob nicht eine Anweisung von der Wechselrichtersteuervorrichtung 208 eine Entladungssequenz für den Kondensator 204 ist. Wenn im Schritt 301 bestimmt wird, dass die Anweisung eine Entladesequenz ist (Y), wird im Schritt 302 eine Ansteuerfrequenz f für die Schaltelemente 12 des DC/DC-Wandlers 100 auf einen Wert xf1 gestellt, der größer ist als ein Einstellwert xfn, der in Fällen außer der Entladesequenz verwendet wird.
  • Wenn im Schritt 301 bestimmt wird, dass die Anweisung keine Entladungssequenz ist (N), geht der Prozess zum Schritt 303 zum Einstellen der Ansteuerfrequenz f für die Schaltelemente 2 des DC/DC-Wandlers 100 auf den Einstellwert xfn. Der Einstellwert xfn ist ein Wert, der eine Stromwandlung des DC/DC-Wandlers 100 optimiert, und der Einstellwert xfn wird idealerweise eingestellt, um die maximale Effizienz zu erhalten, die durch den Wandler realisiert werden kann.
  • Die Schaltelemente 12 des DC/DC-Wandlers 100 werden im Schritt 304 auf Grundlage von zumindest dem Wert der Ansteuerfrequenz f angesteuert.
  • Der DC/DC-Wandler 100 wird in der ersten Ausführungsform mit der Ansteuerfrequenz f angesteuert, in dem Fall, dass die Entladungssequenz für den Kondensator 204 größer als in dem Fall (normaler Betrieb) außer der Entladungssequenz eingestellt ist, und ein Schaltverlust des DC/DC-Wandlers 100 im Fall der Entladungssequenz ist daher größer als in dem Fall (normaler Betrieb) außer der Entladungssequenz. Da eine Entladungszeit des Kondensators 204 verglichen mit dem herkömmlichen Fall somit reduziert werden kann, wird die Entladung einer elektrischen Ladung des Kondensators 204 in einer Zielentladungszeit beendet. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, eine zusätzliche Entladungsschaltung außer dem DC/DC-Wandler 100 bereitzustellen, wodurch die Kosten für eine Entladungsschaltung minimiert werden.
  • In der obigen Beschreibung wird die Ansteuerung mit der Ansteuerfrequenz f durchgeführt, für den Fall einer Entladungssequenz für den Kondensator 204, die größer als in dem Fall (normaler Betrieb) außer der Entladungssequenz eingestellt ist, um Schaltverluste zu erhöhen. Eine Ansteuerung kann im Gegenzug mit einer Ansteuerfrequenz f durchgeführt werden, die auf einen kleineren Wert eingestellt ist, um Eisenverluste des Transformators 104 zu erhöhen, wodurch der gleiche Effekt erhalten werden kann. Ob die Ansteuerfrequenz erhöht werden soll, um einen Schaltverlust zu erhöhen, oder verringert werden soll, um einen Eisenverlust zu erhöhen, um den Gesamtverlust des DC/DC-Wandlers 100 zu erhöhen, hängt von der Charakteristik des DC/DC-Wandlers 100 ab.
  • In der obigen Beschreibung werden zwei Werte als Werte bereitgestellt, die für die Ansteuerfrequenz f eingestellt werden, und eine Steuerung wird derart durchgeführt, dass diese Werte selektiv verwendet werden, in Abhängigkeit davon, ob eine Entladungssequenz verwendet wird oder nicht. Anstelle dessen können Schaltungen zum Schalten des Anstiegs einer Änderung bei der Erhöhung oder Verringerung beidseitiger Spannungen der Schaltelemente 12 bereitgestellt werden und die Schaltungen können selektiv in Abhängigkeit von einer Entladungssequenz oder nicht verwendet werden.
  • Eine Schaltung zum Erhöhen der Änderung pro Zeiteinheit wird insbesondere in dem Fall (normaler Betrieb) außer der Entladungssequenz verwendet, und eine Schaltung zur Verringerung der Änderung pro Zeiteinheit im Fall einer Entladungssequenz verwendet.
  • Im DC/DC-Wandler 100 wird der Anstieg einer Änderung bei der Erhöhung oder Verringerung der Schaltelemente 12 im Fall einer Entladungssequenz für den Kondensator 204 geringer als in dem Fall (normaler Betrieb) außer der Entladungssequenz. Ein Verlust des DC/DC-Wandlers 100 im Fall einer Entladungssequenz wird daher in dem Fall (normaler Betrieb) außer der Entladungssequenz größer. Da eine Entladungszeit des Kondensators 204 somit reduziert werden kann, verglichen mit dem herkömmlichen Fall, ist eine Entladung einer elektrischen Ladung des Kondensators 204 in einer Zielentladungszeit beendet. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, eine zusätzliche Entladungsschaltung außer dem DC/DC-Wandler 100 bereitzustellen, wodurch die Kosten für eine Entladungsschaltung minimiert werden.
  • Die Gleichrichterschaltung 107 ist in 2 als eine Diode gezeigt. Anstelle dessen kann ein MOSFET-Schaltelement verwendet werden, so dass die Gleichrichterschaltung 107 vom synchronen Gleichrichtertyp ist. Als ein Mittel zur Erhöhung des Gesamtverlusts des DC/DC-Wandlers 100 kann dann eine Totzeit von Schaltelementen an der Primärseite des Transformators und eine Totzeit von Schaltelementen an der Sekundärseite des Transformators in Abhängigkeit des Vorliegens einer Entladungssequenz geschaltet werden.
  • In dem Fall einer Entladungssequenz wird insbesondere eine Steuerung derart durchgeführt, dass ein Nullspannungsschalten nicht erreicht wird, verglichen mit dem Fall (normaler Betrieb) außer der Entladungssequenz (eine Totzeit der Primärseiten-Schaltelemente kann erhöht oder verringert werden, verglichen mit dem Fall eines Normalbetriebs; eine Totzeit an der Sekundärseite wird mit dem Zeitpunkt an der Primärseite synchronisiert). Ein Verlust des DC/DC-Wandlers bei einem Entladebetrieb des Kondensators wird somit größer als in einem Normalbetrieb. Eine Entladungszeit kann somit reduziert werden, verglichen mit dem herkömmlichen Fall, und eine Entladung einer elektrischen Ladung des Kondensators wird innerhalb einer Zielentladungszeit beendet. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, eine zusätzliche Entladungsschaltung außer dem DC/DC-Wandler bereitzustellen, wodurch die Kosten für eine Entladungsschaltung minimiert werden.
  • Für den Fall, dass die Gleichrichterschaltung 107 in 2 alternativ vom synchronen Gleichrichtertyp ist wie in dem obigen Fall, kann als Mittel zum Erhöhen des Gesamtverlusts des DC/DC-Wandlers 100 ein Zeitpunkt der Ansteuerung des Schaltelements an der Primärseite des Transformators und ein Zeitpunkt des Ansteuerns der Schaltelemente 12 an der Sekundärseite des Transformators in Abhängigkeit des Vorliegens einer Entladungssequenz geschaltet werden.
  • In dem Fall einer Entladungssequenz wird insbesondere ein Zeitpunkt der Ansteuerung des Sekundärseiten-Schaltelements von einem Zeitpunkt einer Ansteuerung des Primärseiten-Schaltelements verzögert, verglichen mit dem Fall (normaler Betrieb) außer der Entladungssequenz. Ein Verlust des DC/DC-Wandlers bei einem Entladungsbetrieb des Kondensators wird somit größer als in einem Normalbetrieb. Eine Entladungszeit kann somit verglichen mit dem herkömmlichen Fall reduziert werden, und eine Entladung einer elektrischen Ladung des Kondensators ist innerhalb einer Zielentladungszeit beendet. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, eine zusätzliche Entladungsschaltung außer dem DC/DC-Wandler bereitzustellen, wodurch die Kosten für eine Entladungsschaltung minimiert werden können.
  • In der ersten Ausführungsform wird ein Mittel zur Auswahl aus zwei Arten von Ansteuerfrequenzen zum Schalten verwendet. Anstelle dessen kann die Ansteuerfrequenz zum Schalten beispielsweise in mehrfachen Stufen oder kontinuierlich gemäß einem erfassten Strom, der in den DC/DC-Wandler 100 fließt, geändert werden. Der Anstieg einer Änderung bei der Erhöhung oder Verringerung der Spannungen an beiden Enden der Schaltelemente 12, der Totzeit oder des Ansteuerzeitpunkts kann gleichermaßen in mehreren Stufen oder kontinuierlich gemäß dem Strom geändert werden.
  • In der ersten Ausführungsform wurde eine Vielzahl von Mitteln zum Erhöhen eines Verlusts des DC/DC-Wandlers 100 erläutert. Andere Mittel können verwendet werden, solange diese Mittel den Verlust erhöhen können. Selbst in dem Fall der Verwendung eines Wandlers vom Nicht-Isolationstyp anstelle eines Wandlers vom Isolationstyp kann darüber hinaus der gleiche Betrieb, d.h., eine Erhöhung des Schaltverlusts oder ein Verlust magnetischer Komponenten durchgeführt werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • Im Folgenden wird eine Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf Grundlage der 4 und 5 erläutert.
  • 4 zeigt eine Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung, die aus der Wechselrichtervorrichtung 203 zum Wandeln einer DC-Eingangsspannung in eine AC-Ausgangsspannung und dem DC/DC-Wandler 100 zum Wandeln einer DC-Eingangsspannung in eine DC-Ausgangsspannung besteht. In der ersten Ausführungsform weist die DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209 das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 auf. In der Erfindung gemäß der zweiten Ausführungsform wird anstelle des Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittels 210 ein Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211 bereitgestellt, um eine Steuerung derart durchzuführen, dass eine Ausgangsspannung, wenn der Kondensator 204 entladen wird, höher als ein Zielwert eingestellt wird. Die andere Konfiguration ist gleich zu der in 1 der ersten Ausführungsform. Die gleichen oder entsprechende Komponenten werden daher durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die diesbezügliche Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • Im Folgenden wird ein Steuerverfahren für die Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf ein in 5 gezeigtes Flussdiagramm erläutert. 5 zeigt ein Flussdiagramm für den Fall, dass das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211 der DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209 eine Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung für den DC/DC-Wandler 100 durchführt. Dieses Flussdiagramm wird wiederholt mit einer vorbestimmten Periode von beispielsweise einer Periode von 10ms ausgeführt.
  • Im Schritt 401 in 5 wird bestätigt, ob oder ob nicht eine Anweisung von der Wechselrichtersteuervorrichtung 208 eine Entladungssequenz für den Kondensator 204 ist. Wenn im Schritt 401 bestimmt wird, dass die Anweisung eine Entladungssequenz ist (Y), wird im Schritt 402 eine Zielausgangsspannung V für den DC/DC-Wandler 100 auf einen Wert xV1 eingestellt, der größer ist als ein Einstellwert xVn, der für den Fall außer der Entladungssequenz verwendet wird.
  • Wenn im Schritt 401 bestimmt wird, dass die Anweisung keine Entladungssequenz ist (N), geht der Prozess zum Schritt 403, um die Zielausgangsspannung V für den DC/DC-Wandler 100 auf den Einstellungswert xVn einzustellen. Der Einstellungswert xVn ist ein optimaler Wert zum sicheren und kontinuierlichen Durchführen einer Aufladung der Unterbatterie 206, und der Einstellungswert xVn wird idealerweise eingestellt, um eine Beeinträchtigung der Batterielebensdauer zu minimieren, während die Unterbatterie 206 in die Lage versetzt wird, fast vollständig aufgeladen zu sein.
  • Die Schaltelemente 12 des DC/DC-Wandlers 100 werden im Schritt 404 auf Grundlage von zumindest dem Wert der Zielausgangsspannung V angesteuert.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform wird der DC/DC-Wandler 100 mit der Zielausgangsspannung V in dem Fall angesteuert, dass die Entladungssequenz für den Kondensator 204 größer als in dem Fall (normaler Betrieb) außer der Entladungssequenz eingestellt ist, und daher wird der Strom bzw. die Leistung erhöht, die von dem DC/DC-Wandler 100 an die Unterbatterie 206 und die Last 207 einer Hilfsvorrichtungsgruppe für in dem Fahrzeug enthaltene verschiedene Steuereinheiten, eine elektrische Servolenkungsvorrichtung und dergleichen geliefert wird. Da eine Entladungszeit des Kondensators 204 verglichen mit dem herkömmlichen Fall reduziert werden kann, wird eine Entladung der elektrischen Ladung des Kondensators 204 somit in einer Zielentladungszeit beendet. Es ist darüber hinaus nicht erforderlich, eine zusätzliche Entladungsschaltung außer dem DC/DC-Wandler 100 bereitzustellen, wodurch die Kosten für eine Entladungsschaltung minimiert werden.
  • In der obigen Beschreibung werden zwei Werte als Werte bereitgestellt, die für die Zielausgangsspannung V eingestellt werden, und eine Steuerung wird derart durchgeführt, dass diese Werte selektiv in Abhängigkeit vom Vorliegen einer Entladungssequenz verwendet werden. Zum Zweck der Reduzierung einer Beanspruchung der Batterie kann die Zielausgangsspannung derart eingestellt werden, dass eine Änderung in der Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers 100 vor und nach der Entladung des Kondensators 204 klein wird. Zusätzlich zu dem oben stehende Effekt der zweiten Ausführungsform kann daher eine elektrische Ladung des Kondensators 204 entladen werden, während eine Beanspruchung an der Unterbatterie 206 minimiert wird, wodurch ein Effekt der Verlängerung der Lebensdauer der Unterbatterie 206 erhalten werden kann.
  • In der zweiten Ausführungsform werden Mittel zur Auswahl aus zwei Arten von Zielausgangsspannungen verwendet. Die Zielausgangsspannung kann anstelle dessen zum Beispiel in mehrfachen Stufen oder kontinuierlich gemäß einem erfassten Strom, der in den DC/DC-Wandler 100 fließt, geändert werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • Eine Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden basierend auf den 6 bis 9 beschrieben.
  • In der Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der dritten Ausführungsform umfasst die DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209 sowohl das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210, das in der ersten Ausführungsform gezeigt ist, als auch das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211, das in der zweiten Ausführungsform gezeigt ist, und weist ferner ein Messmittel zum Messen eines Ausgangsstroms des DC/DC-Wandlers 100 und ein Messmittel zum Messen der Temperatur der Schaltelemente 12 auf. Die andere Konfiguration ist gleich zu jener in den 1 und 4 der ersten und zweiten Ausführungsform, so dass die Konfiguration nicht gezeigt ist.
  • Im Folgenden wird ein Steuerverfahren für die Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf ein in 6 gezeigtes Flussdiagramm erläutert. 6 zeigt ein Flussdiagramm für den Fall, dass das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 und das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211 der DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209 eine Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung und eine Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung für den DC/DC-Wandler 100 durchführt. Dieses Flussdiagramm wird wiederholt mit einer vorbestimmten Periode ausgeführt, wobei es sich zum Beispiel um eine Periode von 10ms handelt.
  • Im Schritt 501 in 6 wird die Temperatur der Schaltelemente 12, die in dem DC/DC-Wandler 100 bereitgestellt ist, in einer Variable T substituiert. Im Schritt 502 wird ein in dem DC/DC-Wandler 100 fließender Strom in eine Variable I substituiert.
  • Im Schritt 503 wird bestätigt, ob oder ob nicht eine Anweisung von der Wechselrichtersteuervorrichtung 208 eine Entladungssequenz für den Kondensator 204 ist. Wenn bestimmt wird, dass die Anweisung eine Entladungssequenz ist (Y), geht der Prozess zum Schritt 504. Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Anweisung keine Entladungssequenz ist (N), geht der Prozess zum Schritt 507.
  • Wenn im Schritt 503 bestimmt wird, dass die Anweisung eine Entladungssequenz ist, wird im Schritt 504 basierend auf einer Tabelle für eine Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung, die in 7 gezeigt ist, eine Temperaturerhöhungsbreite xTf(I) aufgrund einer Änderung in der Ansteuerfrequenz xf, die vom Strom I abhängt, zu der Variable T addiert. Im Schritt 505 wird bestimmt, ob oder ob nicht die im Schritt 504 erhaltene Temperatur T gleich zu oder größer als eine obere Grenztemperatur xTmax der Schaltelemente 12 ist. Wenn, als Ergebnis der Bestimmung, die Temperatur T gleich zu oder größer zu xTmax ist (Y), geht der Prozess zum Schritt 507. Im anderen Fall (N) geht der Prozess zum Schritt 506.
  • Basierend auf der Tabelle für die Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung, die in 7 gezeigt ist, wird im Schritt 506 eine Ansteuerfrequenz xf(I) in der Ansteuerfrequenz f, die vom Strom I abhängt, substituiert. Die Ansteuerfrequenz xfn für einen normalen Fall wird in die Ansteuerfrequenz f im Schritt 507 substituiert. Mit zwei Schaltungen, die bereitgestellt sind zum Schalten des Anstiegs einer Änderung bei der Erhöhung oder Verringerung von Spannungen an beiden Enden der Schaltelemente 12 wird im Schritt 508, basierend auf einer Tabelle zur Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung, die in 8 gezeigt ist, eine Temperaturerhöhungsbreite xTdv(I) aufgrund der zwei Schaltungen, die vom Strom I abhängt, zu der Variable T addiert.
  • Im Schritt 509 wird bestimmt, ob oder ob nicht die Temperatur T, die im Schritt 508 erhalten wird, gleich zu oder größer als die obere Grenztemperatur xTmax der Schaltelemente 12 ist. Wenn, als Ergebnis der Bestimmung die Temperatur T gleich zu oder größer als xTmax ist (Y), geht der Prozess zum Schritt 511. Im anderen Fall (N), geht der Prozess zum Schritt 510.
  • Aus der in 8 gezeigten Tabelle zur Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung wird im Schritt 510 gemäß dem Strom I ausgelesen, welche der zwei Schaltungen verwendet werden soll, und das Ergebnis wird in ein Flag substituiert. Wenn das Flag gleich „0“ ist, wird der Anstieg gesteuert, um einen steilen Anstieg aufzuweisen, und wenn das Flag gleich „1“ ist, wird der Anstieg gesteuert, um einen milden Anstieg aufzuweisen.
  • Um eine Schaltung für den Normalfall zu verwenden (eine Schaltung, welche den Anstieg und Abfall von Spannungen an beiden Enden der Schaltelemente 12 verstärkt), wird im Schritt 511 „0“ für das Flag substituiert. Auf Grundlage einer Tabelle zur Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung, die in 9 gezeigt ist, wird im Schritt 512 eine Temperaturerhöhungsbreite xTv(I) aufgrund einer Ausgangsspannung-Anpassung, die vom Strom I abhängt, zu der Variable T addiert.
  • Im Schritt 513 wird bestimmt, ob oder ob nicht die Temperatur T, die im Schritt 512 erhalten wird, gleich zu oder größer als die obere Grenztemperatur xTmax der Schaltelemente 12 ist. Wenn, als Ergebnis der Bestimmung, die Temperatur T gleich zu oder größer zu xTmax ist (Y), geht der Prozess zum Schritt 515. Im anderen Fall (N) geht der Prozess zum Schritt 514.
  • Auf Grundlage der in 9 gezeigten Tabelle zur Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung wird im Schritt 514 eine Zielausgangsspannung xV(I), die vom Strom I abhängt, in der Zielausgangsspannung V substituiert. Die Zielausgangsspannung xVn für einen Normalfall wird im Schritt 515 in die Zielausgangsspannung V substituiert. Im Schritt 516 werden die Schaltelemente 12 des DC/DC-Wandlers 100 zumindest basierend auf den Werten der Ansteuerfrequenz f des Flags und der Zielausgangsspannung V angesteuert.
  • In einer Prioritätsreihenfolge der Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung unter Verwendung der Ansteuerfrequenz, der Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung durch Schalten des Anstiegs einer Änderung bei der Erhöhung und Verringerung von Spannungen an beiden Enden der Schaltelemente 12, und dann der Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung wird, wie oben beschrieben, bestimmt, ob oder ob nicht jede Steuerung auszuführen ist, während die Temperatur der in dem DC/DC-Wandler 100 bereitgestellten Schaltelemente 12 vorhergesagt wird. Die in dem DC/DC-Wandler 100 bereitgestellten Schaltelemente 12 werden daher betrieben, wobei deren Temperaturen unterhalb einer vorbestimmten oberen Grenztemperatur sind. Die elektrische Ladung des Kondensators 204 kann daher entladen werden, ohne eine Fehlfunktion des DC/DC-Wandlers 100 zu bewirken.
  • An der Datentabelle zur Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung unter Verwendung der Ansteuerfrequenz, wie in 7 gezeigt, und der Datentabelle zur Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung, wie in 9 gezeigt, ändert sich der Wert der Manipulationsgröße in Abhängigkeit vom Strom I in der dritten Ausführungsform in Stufen. Anstelle dessen kann eine kontinuierliche Änderung (lineare Änderung) verwendet werden. Auch bezüglich der Temperaturerhöhungsbreite kann anstelle einer Änderung der Temperaturerhöhungsbreite in Stufen in Abhängigkeit vom Strom I die Temperaturerhöhungsbreite durch einen vorbestimmten Berechnungsausdruck zumindest in Übereinstimmung mit dem Strom I berechnet werden.
  • Bezüglich der Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung durch Schalten des Anstiegs einer Änderung bei der Erhöhung und Verringerung von Spannungen an beiden Enden der Schaltelemente 12 werden darüber hinaus in der dritten Ausführungsform zwei Schaltungen in Abhängigkeit von dem Flag geschaltet, welches „0“ oder „1“ anzeigt. Anstelle dessen kann eine Änderung in Stufen durch drei oder mehr Schaltungen eingesetzt werden. Eine Schaltung zum Durchführen einer kontinuierlichen Änderung kann alternativ eingesetzt werden.
  • In der dritten Ausführungsform werden die Schaltelemente 12 als ein Messpunkt zur Temperaturüberwachung verwendet. Die Steuerung kann anstelle dessen ausgeführt werden, während die Temperatur einer magnetischen Komponente (Transformator 104 oder Drosselspule 108) überwacht wird. Alternativ können sowohl Temperaturen der Schaltelemente 12 als auch der magnetischen Komponente überwacht werden, und die Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung oder die Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung können selektiv ausgeführt werden, in Abhängigkeit davon ob oder ob nicht eine oder mehrere der Temperaturen die obere Grenztemperatur übersteigen.
  • In der dritten Ausführungsform wird die Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung oder die Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung selektiv ausgeführt, während die Temperatur überwacht wird. Wenn jedoch eine Entladungssteuerung für den Kondensator 204 in einer infinitesimalen kurzen Zeit beendet ist, kann die Temperaturüberwachung nicht durchgeführt werden und ein Temperatursensor braucht nicht bereitgestellt werden. Ein Effekt der Reduzierung der Vorrichtungskosten wird somit erhalten.
  • In der Erfindung gemäß der dritten Ausführungsform werden, wie oben beschrieben, zwei oder mehr von dem Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 und dem Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211 bereitgestellt, wobei das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 und das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211 selektiv ausgeführt werden, in Übereinstimmung mit einem Ausgangsstrom des DC/DC-Wandlers 100 oder einem diesbezüglich entsprechenden Wert, und in Übereinstimmung mit einer oder mehrerer der Temperaturen der Schaltelemente des DC/DC-Wandlers 100 und der magnetischen Komponente. Während einer Erhöhung in der Temperatur der Schaltelemente oder der magnetischen Komponente in einem vorbestimmten Bereich gehalten wird, kann daher eine Entladungszeit verglichen mit dem herkömmlichen Fall reduziert werden, und eine elektrische Ladung des Kondensators kann innerhalb einer Zielentladungszeit entladen werden. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, eine zusätzliche Entladungsschaltung außer dem DC/DC-Wandler bereitzustellen, wodurch die Kosten für eine Entladungsschaltung minimiert werden.
  • Bei der Ausführung des Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittels 210 oder des Ausgangsspannungs-Anpassungsmittels 211 wird die Manipulationsgröße oder der diesbezügliche Zielwert vorab bestimmt, und wenn die Wechselrichtersteuervorrichtung 208 eine Entladung der elektrischen Ladung des Kondensators 204 durchführt, wird jedes Mittel ausgeführt, um den obigen, vorab bestimmten Wert zu erfüllen. Eine elektrische Ladung des Kondensators kann daher entladen werden, ohne eine Fehlfunktion des DC/DC-Wandlers 100 zu bewirken.
  • Vierte Ausführungsform
  • Im Folgenden wird eine Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basierend auf 10 erläutert.
  • In der Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der vierten Ausführungsform enthält die DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209, wie in der dritten Ausführungsform, sowohl das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 als auch das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211, und weist ferner ein Messmittel zum Messen eines Ausgangsstroms des DC/DC-Wandlers 100 und ein Messmittel zum Messen der Temperatur der Schaltelemente 12 auf. Die diesbezügliche Konfiguration ist nicht gezeigt.
  • Im Folgenden wird ein Steuerverfahren für die Fahrzeugstromvorrichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf ein in 10 gezeigtes Flussdiagramm beschrieben. 10 zeigt ein Flussdiagramm für den Fall, dass das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 und das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211 der DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209 eine Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung und eine Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung für den DC/DC-Wandler 100 durchführen. Dieses Flussdiagramm wird wiederholt mit einer vorbestimmen Periode ausgeführt, die zum Beispiel eine Periode von 10ms aufweist.
  • Im Schritt 901 der 10 wird die Temperatur der Schaltelemente 12, die in dem DC/DC-Wandler 100 bereitgestellt sind, in die Variable T substituiert. Darüber hinaus wird ein Strom, der in dem DC/DC-Wandler 100 fließt, in die Variable I substituiert. Ein Basiswert eines Verlusts, der zum Entladen des Glättungskondensators 204 beiträgt, wird darüber hinaus für eine Variable Eadd eingestellt. Der Basiswert hängt vom Strom I ab und wird durch einen internen Widerstand (der nicht messbar ist, so dass ein angenommener Wert verwendet wird) der Unterbatterie 206 und einem Widerstandswert der Last 207 einer Hilfsvorrichtungsgruppe bestimmt. Aus einer Ladespannung Vc des Glättungskondensators 204 der Wechselrichtervorrichtung 203 wird eine verbleibende Energie Ec, die entladen werden muss, unter Verwendung der Gleichung (1) berechnet. Ec = 1/2C·(Vc^2 – Vmin^2) (1)
    • C:
    Kapazität des Glättungskondensators
    Vmin:
    Spannung nach Entladung
  • Ein Hochzählen einer Entladungsverlaufszeit Tdis wird im Schritt 902 gestartet (die Entladungsablaufzeit Tdis wird genau nach dem Start der Entladung zurückgestellt). Im Schritt 903 wird bestätigt, ob oder ob nicht eine Anweisung von der Wechselrichtersteuervorrichtung 208 eine Entladungssequenz für den Kondensator 204 ist. Wenn bestimmt wird, dass die Anweisung eine Entladungssequenz ist (Y), geht der Prozess zum Schritt 904. Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Anweisung keine Entladungssequenz ist (N), geht der Prozess zum Schritt 907.
  • Wenn im Schritt 903 bestimmt wird, dass die Anweisung eine Entladungssequenz ist, wird im Schritt 904 auf Grundlage der Tabelle zur Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung, die in 7 gezeigt ist, die Temperaturerhöhungsbereite xTf(I) aufgrund einer Änderung in der Ansteuerfrequenz xf, die vom Strom I abhängt, zu der Variablen T addiert. Ein zusätzlicher Verlust xLf(I) aufgrund einer Änderung in der Ansteuerfrequenz, die vom Strom I abhängt, wird darüber hinaus zu der Variablen Eadd addiert.
  • Im Schritt 905 wird bestimmt, ob oder ob nicht die Temperatur T, die im Schritt 904 erhalten wird, gleich zu oder größer als die obere Grenztemperatur xTmax der Schaltelemente 12 ist. Darüber hinaus wird eine Zeit berechnet, die zur Entladung erforderlich ist, aus der verbleibenden Energie und dem Verlust Eadd, und es wird bestimmt, ob oder ob nicht ein Additionswert Q, der durch Addieren der erforderlichen Zeit und der Entladungsablaufzeit Tdis erhalten wird, kleiner ist als eine Zielentladungszeit Tdis_target. Wenn, als ein Ergebnis der Bestimmung, die Temperatur T gleich zu oder größer zu xTmax ist oder wenn der Additionswert Q kleiner als die Zielentladungszeit Tdis_target ist (die Entladung wird innerhalb der Zielentladungszeit beendet)(Y), geht der Prozess zum Schritt 907. Im anderen Fall (N), geht der Prozess zum Schritt 906. Im Schritt 906 wird basierend auf der Tabelle zur Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung, die in 7 gezeigt ist, die Ansteuerfrequenz xf(I) in der Ansteuerfrequenz f substituiert, die vom Strom I abhängt. Im Schritt 907 wird die Ansteuerfrequenz xfn für einen Normalfall in der Ansteuerfrequenz f substituiert.
  • Mit zwei Schaltungen, die zum Schalten des Anstiegs einer Änderung bei der Erhöhung und Verringerung von Spannungen an beiden Enden der Schaltelemente 12 bereitgestellt sind, wird im Schritt 908 basierend auf einer Tabelle zur Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung, die in 8 gezeigt ist, eine Temperaturerhöhungsbreite xTdv(I) aufgrund der zwei Schaltungen, die vom Strom I abhängt, zu der Variablen T addiert. Darüber hinaus wird ein Verlust xLdv(I) aufgrund der zwei Schaltungen, der vom Strom I abhängt, zu der Variablen L addiert.
  • Im Schritt 909 wird bestimmt, ob oder ob nicht die Temperatur T, die im Schritt 908 erhalten wird, gleich zu oder größer als die obere Grenztemperatur xTmax der Schaltelemente 12 ist. Darüber hinaus wird eine Zeit berechnet, die zum Entladen erforderlich ist, aus der verbleibenden Energie und dem zusätzlichen Verlust Eadd und es wird bestimmt, ob oder ob nicht ein Additionswert Q, der durch Addieren der erforderlichen Zeit und der Entladungsverlaufszeit Tdis erhalten wird, kleiner als die Zielentladungszeit Tdis_target ist. Wenn, als ein Ergebnis der Bestimmung, die Temperatur T gleich zu oder größer als xTmax ist oder wenn der Additionswert Q kleiner als die Zielentladungszeit Tdis_target ist (die Entladung wird innerhalb der Zielentladungszeit beendet)(Y), geht der Prozess zum Schritt 911. Im anderen Fall (N) geht der Prozess zum Schritt 910.
  • Aus der Tabelle zur Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung, die in 8 gezeigt ist, wird im Schritt 910 ausgelesen, welche der zwei Schaltungen gemäß dem Strom I verwendet werden soll und das Ergebnis wird in einem Flag substituiert. Wenn das Flag gleich „0“ ist, wird eine Steuerung durchgeführt, so dass der Anstieg steil ist, und wenn das Flag gleich „1“ ist, wird eine Steuerung durchgeführt, so dass der Anstieg mild ist. Um eine Schaltung für einen Normalfall zu verwenden (eine Schaltung, die einen Anstieg und Abfall von Spannungen an beiden Enden der Schaltelemente 12 erhöht bzw. verstärkt), wird im Schritt 911 „0“ in das Flag substituiert.
  • Auf Grundlage der Tabelle zur Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung, die in 9 gezeigt ist, wird im Schritt 912 die Temperaturerhöhungsbreite xTv(I) aufgrund der Ausgangsspannungs-Anpassung, die vom Strom I abhängt, zu der Variablen T addiert. Ein Verlust XLv(I) aufgrund der Ausgangsspannungs-Anpassung, die vom Strom I abhängt, wird darüber hinaus zu der Variablen L addiert.
  • Im Schritt 913 wird bestimmt, ob oder ob nicht die Temperatur T, die im Schritt 912 erhalten wird, gleich zu oder größer als die obere Grenztemperatur xTmax der Schaltelemente 12 ist. Darüber hinaus wird eine Zeit berechnet, die zum Entladen erforderlich ist, aus der verbleibenden Energie und dem zusätzlichen Verlust Eadd, und es wird bestimmt, ob oder ob nicht ein Additionswert Q, der durch Addieren der erforderlichen Zeit und der Entladungsverlaufszeit Tdis erhalten wird, kleiner als die Zielentladungszeit Tdis_target ist. Wenn, als ein Ergebnis der Bestimmung, die Temperatur T gleich zu oder größer zu xTmax ist, oder wenn der Additionswert Q kleiner als die Zielentladungszeit Tdis_target ist (die Entladung wird innerhalb der Zielentladungszeit beendet)(Y), geht der Prozess zum Schritt 915. Im anderen Fall (N) geht der Prozess zum Schritt 914.
  • Auf Grundlage der Tabelle zur Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung, die in 9 gezeigt ist, wird im Schritt 914 eine Zielausgangsspannung xV(I), die vom Strom I abhängt, in der Zielausgangsspannung V substituiert. Die Zielausgangsspannung xVn für einen Normalfall wird im Schritt 915 in der Zielausgangsspannung V substituiert. Die Schaltelemente 12 des DC/DC-Wandlers 100 werden im Schritt 916 zumindest basierend auf den Werten der Ansteuerfrequenz f des Flags und der Zielausgangsspannung V angesteuert.
  • In einer Prioritätsreihenfolge der Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung unter Verwendung der Ansteuerfrequenz, der Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung durch Schalten des Anstiegs einer Änderung bei der Erhöhung und Verringerung von Spannungen an beiden Enden der Schaltelemente 12, und dann der Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung wird, wie oben beschrieben, bestimmt, ob oder ob nicht jede Steuerung auszuführen ist, während die Temperatur der Schaltelemente 12, die in dem DC/DC-Wandler 100 bereitgestellt sind, vorhergesagt wird, und es wird bestimmt, ob oder ob nicht eine Entladung innerhalb einer Zielentladungszeit beendet werden kann. Solange die Zielentladungszeit erreicht werden kann, wird folglich ein Verlust des DC/DC-Wandlers 100 nicht mehr als nötig erhöht. Eine elektrische Ladung des Kondensators 204 kann daher entladen werden, ohne eine Fehlfunktion des DC/DC-Wandlers 100 zu bewirken, oder während eine Beeinträchtigung der Lebensdauer minimiert wird.
  • An der Datentabelle zur Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung unter Verwendung der Ansteuerfrequenz, die in 7 gezeigt ist, und der Datentabelle zur Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung, die in 9 gezeigt ist, ändert sich der Wert der Manipulationsgröße in Abhängigkeit vom Strom I in der vierten Ausführungsform in Stufen. Anstelle dessen kann eine kontinuierliche Änderung (lineare Änderung) verwendet werden. Bezüglich der Temperaturerhöhungsbreite kann ebenfalls anstelle einer Änderung der Temperaturerhöhungsbreite in Stufen in Abhängigkeit vom Strom I die Temperaturerhöhungsbreite durch einen vorbestimmten Berechnungsausdruck zumindest in Übereinstimmung mit dem Strom I berechnet werden.
  • Bezüglich der Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung durch Schalten bzw. Wechseln des Anstiegs einer Änderung bei der Erhöhung und Verringerung von Spannungen an beiden Enden der Schaltelemente 12 werden darüber hinaus in der vierten Ausführungsform zwei Schaltungen in Abhängigkeit von dem Flag, das „0“ oder „1“ anzeigt, geschaltet. Eine Änderung in Stufen durch drei oder mehr Schaltungen kann anstelle dessen eingesetzt werden. Alternativ kann eine Schaltung zum Durchführen einer kontinuierlichen Änderung eingesetzt werden.
  • In der vierten Ausführungsform werden die Schaltelemente 12 als ein Messpunkt zur Temperaturüberwachung verwendet. Die Steuerung kann anstelle dessen ausgeführt werden, während die Temperatur einer magnetischen Komponente (Transformator 104 oder Drosselspule 108) überwacht wird. alternativ können sowohl die Temperaturen der Schaltelemente 12 als auch der magnetischen Komponente überwacht werden, und die Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung oder die Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung kann selektiv ausgeführt werden, in Abhängigkeit davon, ob oder ob nicht eine oder mehrere der Temperaturen die obere Grenztemperatur überschreiten.
  • Gemäß der vierten Ausführungsform wird, wie oben beschrieben, eine oder mehrere der Temperaturen der in dem DC/DC-Wandler 100 bereitgestellten Schaltelemente und der magnetischen Komponente gemessen, und mit der obersten Priorität darauf gerichtet, zu verhindern, dass Temperaturen eine vorbestimmte obere Grenztemperatur überschreiten, wird das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 oder das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211 ausgeführt, so dass eine Entladungszeit des Kondensators 204 einen vorbestimmten Zielwert einer Entladungszeit annimmt. Eine Entladungszeit kann daher reduziert werden, verglichen mit dem herkömmlichen Fall, und eine elektrische Ladung des Kondensators kann innerhalb der Zielentladungszeit entladen werden. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, eine zusätzliche Entladungsschaltung außer dem DC/DC-Wandler bereitzustellen, wodurch die Kosten für eine Entladungsschaltung minimiert werden. Eine elektrische Ladung des Kondensators kann darüber hinaus entladen werden, ohne eine Fehlfunktion des DC/DC-Wandlers zu bewirken.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Im Folgenden wird eine Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basierend auf 11 erläutert.
  • In der Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der fünften Ausführungsform enthält die DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209, wie in der dritten Ausführungsform, sowohl das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 als auch das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211, und enthält ferner ein Mittel zum Erfassen des Auftretens eines Unfalls, einschließlich einer Kollision des Fahrzeugs. Die diesbezügliche Konfiguration ist hier nicht gezeigt.
  • Im Folgenden wird ein Steuerverfahren für die Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf ein in 11 gezeigtes Flussdiagramm erläutert. 11 zeigt ein Flussdiagramm für den Fall, dass das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 und das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211 der DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209 eine Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung und eine Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung für den DC/DC-Wandler 100 durchführen. Dieses Flussdiagramm wird wiederholt mit einer vorbestimmten Periode ausgeführt, die zum Beispiel eine Periode von 10ms aufweist.
  • Im Schritt 1001 in 11 wird bestätigt, ob oder ob nicht eine Anweisung von der Wechselrichtersteuervorrichtung 208 eine Entladungssequenz für den Kondensator 204 ist. Wenn im Schritt 1001 bestimmt wird, dass die Anweisung eine Entladungssequenz ist (Y), wird im Schritt 1002 die Ansteuerfrequenz f für den DC/DC-Wandler 100 auf den Wert xf1 gestellt, der größer als der Einstellwert xfn ist, der in dem Fall außer der Entladungssequenz verwendet wird. Wenn im Schritt 1001 bestimmt wird, dass die Anweisung keine Entladungssequenz ist (N), wird im Schritt 1003 die Ansteuerfrequenz f für den DC/DC-Wandler 100 auf xfn eingestellt. Dieser Wert xfn ist ein Wert, der eine Stromwandlung des DC/DC-Wandlers optimiert, und der Wert xfn wird idealerweise derart eingestellt, um die maximale Effizienz zu erhalten, die durch den Wandler realisiert werden kann.
  • Im Schritt 1004 wird bestätigt, ob oder ob nicht ein Unfall an dem Fahrzeug aufgetreten ist, auf Grundlage der Wechselrichtersteuervorrichtung 208 oder dergleichen. Wenn im Schritt 1004 bestimmt wird, dass ein Unfall nicht aufgetreten ist (N), wird im Schritt 1005 die Zielausgangsspannung V für den DC/DC-Wandler 100 auf den Wert xV1 eingestellt, der größer ist als der Einstellungswert xVn, der in dem Fall außer der Entladungssequenz verwendet wird.
  • Wenn im Schritt 1004 bestimmt wird, dass ein Unfall aufgetreten ist (Y), wird im Schritt 1006 die Zielausgangsspannung V für den DC/DC-Wandler 100 auf einen Wert xV3 eingestellt, durch den die Unterbatterie 206 kaum aufgeladen werden kann.
  • Wenn im Schritt 1001 bestimmt wird, dass die Anweisung keine Entladungssequenz ist (N), wird im Schritt 1007 die Zielausgangsspannung V für den DC/DC-Wandler 100 auf xVn eingestellt. Dieser Wert xVn ist ein optimaler Wert zum sicheren und kontinuierlichen Durchführen eines Aufladens der Unterbatterie 206 und der Wert xVn wird idealerweise eingestellt, um eine Beeinträchtigung in der Batterielebensdauer zu minimieren, während ermöglicht wird, dass die Unterbatterie 206 fast vollständig aufgeladen ist.
  • Im Schritt 1008 werden die Schaltelemente 12 des DC/DC-Wandlers 100 basierend auf zumindest den Werten der Ansteuerfrequenz f und der Zielausgangsspannung V angesteuert.
  • Wenn, wie oben beschrieben, ein Unfall aufgetreten ist, wird von der Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung und der Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung nur das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 ausgeführt, während das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211 die Zielausgangsspannung derart einstellt, dass die Unterbatterie 206 nicht aufgeladen wird. Für den Fall, dass ein Bruchschaden der Unterbatterie, wie zum Beispiel ein Flüssigkeitsleck, aufgrund des Unfalls aufgetreten ist, ist es daher möglich, eine elektrische Ladung des Kondensators 204 zu entladen, während ein derartiger Bruchschaden beherrscht wird.
  • Eine Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung wird in der fünften Ausführungsform nicht durchgeführt, wenn ein Unfall aufgetreten ist. Mit einem Gewicht auf der Zielentladungszeit kann jedoch, wie in der vierten Ausführungsform beschrieben, eine Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung nur in dem Fall durchgeführt werden, wenn die Zielentladungszeit nicht erreicht werden kann. Alternativ kann die Zielausgangsspannung auf einen Wert eingestellt werden, der ausreichend ist, um die Zielentladungszeit zu erreichen, und der so gering wie möglich ist.
  • In der Erfindung gemäß der fünften Ausführungsform wird von dem Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel und dem Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel, wie oben beschrieben, bevorzugt das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel ausgeführt, und nur in dem Fall, dass der Zielwert der Entladungszeit durch das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel nicht allein erreicht werden kann, wird das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel ausgeführt. Eine Entladungszeit kann daher reduziert werden, verglichen mit dem herkömmlichen Fall, und eine Entladung einer elektrischen Ladung des Kondensators wird innerhalb der Zielentladungszeit beendet. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, eine zusätzliche Entladungsschaltung außer dem DC/DC-Wandler bereitzustellen, wodurch die Kosten für eine Entladungsschaltung minimiert werden. Wenn ferner ein Unfall aufgetreten ist, kann eine elektrische Ladung des Kondensators entladen werden, während eine Bruchstelle oder dergleichen der Unterbatterie betrachtet wird.
  • Wenn der Zielwert einer Entladungszeit nicht durch das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel allein erreicht werden kann, stellt das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel ferner die Zielausgangsspannung auf einen Wert ein, der ausreichend ist, um den Zielwert einer Entladungszeit zu erreichen und so gering wie möglich ist. Eine Entladungszeit kann daher verglichen mit dem herkömmlichen Fall reduziert werden, und eine Entladung einer elektrischen Ladung des Kondensators wird innerhalb der Zielentladungszeit beendet.
  • Wenn darüber hinaus ein Unfall aufgetreten ist, wird von dem Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel und dem Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel nur das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel ausgeführt, während das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel die Zielausgangsspannung einstellt, um die Unterbatterie nicht aufzuladen. Eine Entladungszeit kann daher verglichen mit dem herkömmlichen Fall reduziert werden und eine Entladung einer elektrischen Ladung des Kondensators wird innerhalb der Zielentladungszeit beendet.
  • Sechste Ausführungsform
  • Im Folgenden wird eine Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basierend auf 12 beschrieben.
  • In der Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der sechsten Ausführungsform enthält die DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209, wie in der dritten Ausführungsform sowohl das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 als auch das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211, und enthält ferner, wie in der fünften Ausführungsform, ein Mittel zum Erfassen des Auftretens eines Unfalls einschließlich einer Kollision des Fahrzeugs. Die diesbezügliche Konfiguration ist hier nicht gezeigt.
  • Im Folgenden wird ein Steuerverfahren der Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf ein in 12 gezeigtes Flussdiagramm erläutert. 12 zeigt ein Flussdiagramm für den Fall, in dem das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 und das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211 der DC/DC-Wandlersteuervorrichtung 209 eine Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung und eine Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung für den DC/DC-Wandler 100 durchführen. Dieses Flussdiagramm wird wiederholt mit einer vorbestimmten Periode ausgeführt, zum Beispiel mit einer Periode von 10ms.
  • Im Schritt 1101 in 12 wird bestätigt, ob oder ob nicht eine Anweisung von der Wechselrichtersteuervorrichtung 208 eine Entladungssequenz für den Kondensator 204 ist. Wenn im Schritt 1101 bestimmt wird, dass die Anweisung eine Entladungssequenz ist (Y), wird im Schritt 1102 auf Grundlage der Wechselrichtersteuervorrichtung 208 oder dergleichen bestätigt, ob oder ob nicht ein Unfall an dem Fahrzeug aufgetreten ist.
  • Wenn im Schritt 1101 bestimmt wird, dass die Anweisung keine Entladungssequenz ist (N), wird im Schritt 1103 die Ansteuerfrequenz f des DC/DC-Wandlers 100 auf xfn eingestellt. Dieser Wert xfn ist ein Wert, der eine Stromwandlung des DC/DC-Wandlers 100 optimiert, und der Wert xfn wird idealerweise eingestellt, um die maximale Effizienz zu erhalten, die durch den Wandler realisiert werden kann. Darüber hinaus wird die Zielausgangsspannung V für den DC/DC-Wandler 100 auf xVn eingestellt. Dieser Wert xVn ist ein optimaler Wert zum sicheren und kontinuierlichen Durchführen einer Aufladung der Unterbatterie 206 und der Wert xVn wird idealerweise derart eingestellt, um eine Beeinträchtigung in der Batterielebensdauer zu minimieren, während ermöglicht wird, dass die Unterbatterie 206 fast vollständig aufgeladen wird.
  • Wenn im Schritt 1102 bestimmt wird, dass ein Unfall nicht aufgetreten ist (N), wird im Schritt 1104 die Zielausgangsspannung V für den DC/DC-Wandler 100 auf den Wert xV1 eingestellt, der größer ist als der Einstellungswert xVn, der in dem Fall außer der Entladungssequenz verwendet wird. darüber hinaus wird die Ansteuerfrequenz f für den DC/DC-Wandler 100 auf xfn eingestellt. Dieser Wert xfn ist ein Wert, der eine Stromwandlung des DC/DC-Wandlers optimiert.
  • Wenn im Schritt 1102 bestimmt wird, dass ein Unfall aufgetreten ist (Y), wird im Schritt 1105 die Ansteuerfrequenz f für den DC/DC-Wandler 100 auf den Wert xf1 eingestellt, der größer ist als der Einstellungswert xfn, der in dem Fall außer der Entladungssequenz verwendet wird. Die Zielausgangsspannung V für den DC/DC-Wandler wird darüber hinaus auf den Wert xV3 eingestellt, durch den die Unterbatterie kaum aufgeladen werden kann.
  • Im Schritt 1106 werden die Schaltelemente 12 des DC/DC-Wandlers 100 auf Grundlage zumindest der Werte der Ansteuerfrequenz f und der Zielausgangsspannung V angesteuert.
  • Wenn, wie oben erläutert, ein Unfall nicht aufgetreten ist, wird von der Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung und der Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung nur das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211 ausgeführt, wodurch die Unterbatterie 206 aufgeladen werden kann, während ein Energieverlust unterdrückt wird. Wenn andererseits ein Unfall aufgetreten ist, wird von der Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung und der Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung nur das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 ausgeführt, während das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211 die Zielausgangsspannung derart einstellt, um die Unterbatterie 206 nicht aufzuladen. Für den Fall, dass ein Bruch der Unterbatterie, wie zum Beispiel ein Flüssigkeitsleck, aufgrund des Unfalls aufgetreten ist, ist es daher möglich, eine elektrische Ladung des Kondensators zu entladen, während ein derartiger Bruch bewältigt wird.
  • In der sechsten Ausführungsform wird die Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung nicht durchgeführt, wenn ein Unfall nicht aufgetreten ist. Wenn der Zielentladungszeit eine Wichtigkeit gegeben wird, kann die Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung jedoch nur in dem Fall durchgeführt werden, wenn die Zielentladungszeit nicht erreicht werden kann. Die Zielausgangsspannung kann alternativ auf einen Wert eingestellt werden, der ausreichend ist, die Zielentladungszeit zu erreichen, und so gering wie möglich ist.
  • Von der Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungssteuerung und der Ausgangsspannungs-Anpassungssteuerung wird bevorzugt das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel 211 ausgeführt, und das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel 210 wird selektiv ausgeführt, um den Zielwert der Entladungszeit zu erreichen, wobei dann, wenn ein Unfall aufgetreten ist, die Unterbatterie 206 aufgeladen werden kann, während eine elektrische Ladung des Kondensators 204 innerhalb der Zielentladungszeit entladen wird und ein Energieverlust unterdrückt wird.
  • Wenn, wie oben erläutert, in der Erfindung der sechsten Ausführungsform ein Unfall nicht aufgetreten ist, wird von dem Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel und dem Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel bevorzugt ausgeführt, und das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel wird selektiv ausgeführt, um den Zielwert der Entladungszeit zu erreichen, wohingegen dann, wenn ein Unfall nicht aufgetreten ist, die Unterbatterie aufgeladen werden kann, während eine elektrische Ladung des Kondensators in der Zielentladungszeit entladen wird und ein Energieverlust unterdrückt wird.
  • Wenn darüber hinaus ein Unfall nicht aufgetreten ist, wird von dem Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel und dem Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel nur das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel ausgeführt, wobei dann, wenn ein Unfall nicht aufgetreten ist, die Unterbatterie aufgeladen werden kann, während ein Energieverlust unterdrückt wird.
  • Es wird vermerkt, dass im Umfang der vorliegenden Erfindung die obigen Ausführungsformen frei miteinander kombiniert werden können oder jede der obigen Ausführungsformen geeignet modifiziert oder verkürzt werden kann.
  • Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung sind dem Durchschnittsfachmann ersichtlich, ohne vom Umfang dieser Erfindung abzuweichen, und es wird verstanden, dass diese nicht auf die hier dargestellten illustrativen Ausführungsformen beschränkt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 8-33103 [0005]
    • JP 10-248263 [0007]

Claims (18)

  1. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung, umfassend: eine Wechselrichtervorrichtung (203) zum Wandeln eines Gleichstroms einer Hauptbatterie (205) in einem Wechselstrom, wodurch ein elektrischer Motor (202) angesteuert wird; ein Kondensator (204) zum Glätten, der parallel mit der Wechselrichtervorrichtung (203) verbunden ist; ein Wechselrichtersteuermittel (208) zum Steuern eines Aufladens und Entladens des Kondensators (204) und zum Steuern der Wechselrichtervorrichtung (203); eine Unterbatterie (206) zum Liefern eines Stroms an das Wechselrichtersteuermittel (208); einen DC/DC-Wandler (100) zum Abfallen einer Spannung der Hauptbatterie (205), wodurch die Unterbatterie (206) aufgeladen wird; und ein DC/DC-Wandlersteuermittel (209) zum Steuern einer Stromwandlung des DC/DC-Wandlers (100), wodurch das Wechselrichtersteuermittel (208) eine Steuerung derart durchführt, dass dann, wenn der Kondensator (204) entladen wird, eine elektrische Ladung über den DC/DC-Wandler (100) an die Unterbatterie (206) oder eine damit verbundene Vorrichtung (207) geliefert wird, und das DC/DC-Wandlersteuermittel (209) ein Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) zum Durchführen einer Steuerung aufweist, so dass ein Verlust des DC/DC-Wandlers (100) beim Entladebetrieb des Kondensators (204) größer als in einem Normalbetrieb ist.
  2. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der DC/DC-Wandler (100) ein Schaltelement (12) zur Stromwandlung aufweist, das darin bereitgestellt ist, das DC/DC-Wandlersteuermittel (209) ein Mittel zum Steuern einer Ansteuerfrequenz (f) für das Schaltelement (12) in einer selektiven Art und Weise oder in einer kontinuierlichen Art und Weise enthält, und das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) eine Steuerung derart durchführt, um einen Schaltverlust durch Erhöhen der Ansteuerfrequenz (f) für das Schaltelement (12) zu erhöhen.
  3. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der DC/DC-Wandler (100) ein Schaltelement (12) zur Stromwandlung aufweist, das darin bereitgestellt ist, das DC/DC-Wandlersteuermittel (209) ein Mittel zum Steuern eines Anstiegs der Änderung bei der Erhöhung und Verringerung einer Spannung an beiden Enden des Schaltelements (12) oder eines Anstiegs der Änderung in einem von der Erhöhung und der Verringerung enthält, in einer selektiven Art und Weise oder in einer kontinuierlichen Art und Weise, und das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) das Schaltelement (12) derart steuert, dass der Anstieg einer Änderung bei der Erhöhung und Verringerung oder der Anstieg einer Veränderung in einem von der Erhöhung und dem Abfall mild wird.
  4. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der DC/DC-Wandler (100) ein Wandler vom Isolationstyp ist, der darin einen Transformator (104) aufweist, und ein Schaltelement (12) zur Stromwandlung aufweist, das darin bereitgestellt ist, das DC/DC-Wandlersteuermittel (209) zum Steuern einer Ansteuerfrequenz (f) für das Schaltelement (12) in einer selektiven Art und Weise oder in einer kontinuierlichen Art und Weise enthält, und das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) eine Steuerung derart durchführt, um einen Eisenverlust des Transformators (104) zu erhöhen, indem die Ansteuerfrequenz (f) für das Schaltelement (12) verringert wird.
  5. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der DC/DC-Wandler (100) ein Wandler vom Isolationstyp ist, der darin einen Transformator (104) aufweist und enthält: ein Schaltelement (12), das an einer Primärseite des Transformators (104) bereitgestellt ist; ein Schaltelement, das an einer Sekundärseite des Transformators (104) bereitgestellt ist, und ein Mittel zum Steuern von Totzeiten des Schaltelements (12) an der Primärseite des Transformators (104) und des Schaltelements an der Sekundärseite des Transformators (104) in einer selektiven Art und Weise oder in einer kontinuierlichen Art und Weise, und das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) eine Steuerung durch Änderung der Totzeiten durchführt.
  6. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der DC/DC-Wandler (100) ein Wandler vom Isolationstyp ist, der darin einen Transformator (104) aufweist, und enthält: ein Schaltelement (12), das an einer Primärseite des Transformators (104) bereitgestellt ist; ein Schaltelement, das an einer Sekundärseite des Transformators (104) bereitgestellt ist; und ein Mittel zum Steuern von Ansteuerzeitpunkten des Schaltelements (12) an der Primärseite des Transformators (104) und des Schaltelements an der Sekundärseite des Transformators (104) in einer selektiven Art und Weise oder in einer kontinuierlichen Art und Weise, und das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) eine Steuerung durch Ändern der Ansteuerzeitpunkte durchführt.
  7. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung, umfassend: eine Wechselrichtervorrichtung (203) zum Wandeln eines Gleichstroms einer Hauptbatterie (205) in einen Wechselstrom, wodurch ein elektrischer Motor (202) angesteuert wird; einen Kondensator (204) zum Glätten, der parallel mit der Wechselrichtervorrichtung (203) verbunden ist; ein Wechselrichtersteuermittel (208) zum Steuern einer Aufladung und Entladung des Kondensators (204) und zum Steuern der Wechselrichtervorrichtung (203); eine Unterbatterie (206) zum Liefern eines Stroms an das Wechselrichtersteuermittel (208); einen DC/DC-Wandler (100) zum Abfallen einer Spannung einer Hauptbatterie (205), wodurch die Unterbatterie (206) aufgeladen wird; und ein DC/DC-Wandlersteuermittel (209) zum Steuern einer Stromwandlung des DC/DC-Wandlers (100), wobei das Wechselrichtersteuermittel (208) eine Steuerung derart durchführt, so dass, wenn der Kondensator (204) entladen wird, eine elektrische Ladung über den DC/DC-Wandler (100) an die Unterbatterie (206) oder eine damit verbundene Vorrichtung (207) geliefert wird, und das DC/DC-Wandlersteuermittel (209) eine Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers (100) steuert, um auf einem gewünschten Zielwert (V) zu sein, und ein Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) zum Durchführen einer Steuerung aufweist, um die Ausgangsspannung einzustellen, wenn der Kondensator (204) entladen wird, so dass diese höher als der Zielwert (V) ist.
  8. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) eine Zielausgangsspannung (V) einstellt, so dass eine Änderung in der Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers (100) zwischen vor und nach einer Durchführung einer Entladung des Kondensators (204) durch das Wechselrichtersteuermittel (208) klein wird.
  9. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung, umfassend: eine Wechselrichtervorrichtung (203) zum Wandeln eines Gleichstroms einer Hauptbatterie (205) in einen Wechselstrom, wodurch ein elektrischer Motor (202) angesteuert wird; einen Kondensator (204) zum Glätten, der parallel mit der Wechselrichtervorrichtung (203) verbunden ist; ein Wechselrichtersteuermittel (208) zum Steuern einer Aufladung und Entladung des Kondensators (204) und zum Steuern der Wechselrichtervorrichtung (203); eine Unterbatterie (206) zum Liefern eines Stroms an das Wechselrichtersteuermittel (208); einen DC/DC-Wandler (100) zum Abfallen einer Spannung der Hauptbatterie (205), wodurch die Unterbatterie (206) aufgeladen wird; und ein DC/DC-Wandlersteuermittel (209) zum Steuern einer Stromwandlung des DC/DC-Wandlers (100), wobei das Wechselrichtersteuermittel (208) eine Steuerung derart durchführt, dass, wenn der Kondensator (204) entladen wird, eine elektrische Ladung über den DC/DC-Wandler (100) an die Unterbatterie (206) oder eine damit verbundene Vorrichtung (207) geliefert wird, wobei das DC/DC-Wandlersteuermittel (209) aufweist: ein Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) zum Durchführen einer Steuerung, so dass ein Verlust des DC/DC-Wandlers (100) beim Entladebetrieb des Kondensators (204) größer als in einem Normalbetrieb ist; ein Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) zum Durchführen einer Steuerung, so dass eine Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers (100) beim Entladebetrieb des Kondensators (204) größer als in einem Normalbetrieb ist, und das DC/DC-Wandlersteuermittel (209) selektiv das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) und das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) gemäß einem Betriebsstatus des DC/DC-Wandlers (100) ausführt.
  10. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das DC/DC-Wandlersteuermittel (209) ein Messmittel zum Messen eines Ausgangsstroms des DC/DC-Wandlers (100) aufweist, und wenn das Wechselrichtersteuermittel (208) eine Entladung des Kondensators (204) durchführt, eines von dem Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) und dem Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) gemäß einem Stromwert, der durch das Messmittel gemessen wird, auswählt und ausführt.
  11. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das DC/DC-Wandlersteuermittel (209) ein Messmittel zum Messen einer Temperatur (T) von einem oder mehreren eines Schaltelements (12), das in dem DC/DC-Wandler (100) bereitgestellt ist, und einer magnetischen Komponente aufweist, und wenn das Wechselrichtersteuermittel (208) eine Entladung des Kondensators (204) durchführt, eines von dem Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) und dem Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) auswählt und ausführt, so dass zumindest die Temperatur (T) keine vorbestimmte obere Grenztemperatur (xTmax) übersteigt.
  12. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei wenn das Wechselrichtersteuermittel (208) eine Entladung des Kondensators (204) durchführt, das DC/DC-Wandlersteuermittel (209) eines von dem Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) und dem Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) zum Ausführen auswählt, und eine Manipulationsgröße oder einen Zielwert (Tdis_target) dafür anpasst, so dass eine Entladungszeit des Kondensators ein vorbestimmter Zielwert einer Entladungszeit wird, während die erste Priorität darauf vergeben wird, zu verhindern, dass zumindest die Temperatur die vorbestimmte obere Grenztemperatur (xTmax) übersteigt.
  13. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 9, ferner mit einem Mittel zum Erfassen des Auftretens eines Unfalls einschließlich einer Kollision eines Fahrzeugs, wobei wenn ein Unfall aufgetreten ist, von dem Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) und dem Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) bevorzugt ausgeführt wird und nur in dem Fall, dass ein Zielwert (Tdis_target) der Entladungszeit nicht erreicht werden kann, das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) ausgeführt wird.
  14. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei wenn ein Unfall aufgetreten ist, wenn eine Zielentladungszeit (Tdis_target) durch das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) nicht allein erreicht werden kann, das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) eine Zielausgangsspannung einstellt, die ausreichen ist, um den Zielwert (Tdis_target) einer Entladungszeit zu erreichen und so gering wie möglich ist.
  15. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 9, ferner mit einem Mittel zum Erfassen des Auftretens eines Unfalls einschließlich einer Kollision eines Fahrzeugs, wobei wenn ein Unfall aufgetreten ist, von dem Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) und dem Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) nur das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) ausgeführt wird, und das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) eine Zielausgangsspannung einstellt, um die Unterbatterie (206) nicht aufzuladen.
  16. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 9, ferner mit einem Mittel zum Erfassen des Auftretens eines Unfalls einschließlich einer Kollision eines Fahrzeugs, wobei wenn ein Unfall aufgetreten ist, von dem Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) und dem Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) bevorzugt ausgeführt wird, und das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) selektiv ausgeführt wird, um einen Zielwert (Tdis_target) einer Entladungszeit zu erreichen.
  17. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 9, ferner mit einem Mittel zum Erfassen des Auftretens eines Unfalls einschließlich einer Kollision eines Fahrzeugs, wobei wenn ein Unfall aufgetreten ist, von dem Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) und dem Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) nur das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) ausgeführt wird, und das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) nicht ausgeführt wird.
  18. Fahrzeugstromversorgungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, wobei das Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) zwei oder mehr der Wandlungseffizienz-Beeinträchtigungsmittel (210) nach einem der Ansprüche 2 bis 6 enthält, und das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) das Ausgangsspannungs-Anpassungsmittel (211) nach Anspruch 8 enthält.
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