JP2004224267A - Power supply system for vehicle, and bidirectional dc/dc converter - Google Patents

Power supply system for vehicle, and bidirectional dc/dc converter Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply system for a vehicle capable minimizing the lowering of charging efficiency and the resultant lowering of fuel economy even if defects such as cable breakage or short-circuit occur and capable of preventing the lowering of the performance and service life of a power supply. <P>SOLUTION: This power supply system 10 for the vehicle comprises a bidirectional DC/DC converter 70 and two different batteries 12 and 14 connected to each other through the bidirectional DC/DC converter 70. The output voltage of the bidirectional DC/DC converter 70 is determined based on an output voltage indication signal supplied from the outside. When the voltage level of the output voltage indication signal becomes zero, the output voltage of the bidirectional DC/DC converter 70 varies depending upon a difference in the power supply direction of the bidirectional DC/DC converter 70. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して相互接続された２個のバッテリを備える車両用電源システム及びこれに用いられるＤＣ／ＤＣコンバータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、車両の電気負荷の増大に伴って、既存の低電圧電源とは別に、エネルギの回収効率の良い高電圧電源を車両に搭載する提案がなされている。これらの２つの電源は、双方向に送電可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して相互接続されている（例えば、特許文献１参照）。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、マイクロコンピュータから供給される方向指示信号や出力電圧指示信号に応じて、指示された方向に出力電圧指示信号の電圧レベルに対応した電圧を出力する。従って、適切な出力電圧指示信号及び方向指令信号を供給することで、各電源への充電や他の負荷への電力供給が可能となる。
【０００３】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータの起動時に２つの電源間を流れる電流を監視し、当該２つの電源間を電流が流れないようにＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング回路をフィードバック制御する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの起動時に意図しない電流が流れることが防止され、充電動作を円滑に開始することが可能となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３３６６７０号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−１４２４５１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの制御は、上述の如く、マイクロコンピュータにより実現されるが、これらに関連する回路に断線やショート等が生じると、マイクロコンピュータから双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに出力電圧指示信号が伝達されない状態に陥る（即ち、断線やショート等により、出力電圧指示信号の電圧レベルが常時ゼロになる）。かかる状況下で、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作が維持されると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、このときの出力電圧指示信号の電圧レベル（即ち、ゼロ）に対応した電圧を出力し続けることになり、意図しないバッテリ（電源）への充電が促進されたり、意図しない負荷への給電が行われてしまうという不都合が生ずる。この結果、充電効率の低下及びそれに伴う燃費の低下という問題点が生ずるばかりでなく、電源の性能や寿命の観点からの問題点も生ずる。
【０００７】
そこで、本発明は、断線やショート等の異常が生じた場合であっても、充電効率の低下及びそれに伴う燃費の低下を最小限にできると共に、電源の性能や寿命の低下を防止することができる、車両用電源システム及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ並びにＤＣ／ＤＣコンバータの制御装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１に記載する如く、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して相互接続された異なる２個のバッテリとを備える車両用電源システムにおいて、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに供給される出力電圧指示信号の電圧レベルに基づいて決定されており、
前記出力電圧指示信号の電圧レベルがゼロになった場合の、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの電力供給方向に応じて異なることを特徴とする、車両用電源システムにより達成される。
【０００９】
本発明において、異なる２個のバッテリ（例えば、鉛バッテリとリチウムイオンバッテリ）は、各バッテリ側に送電が可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して相互接続されている。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに供給される出力電圧指示信号に基づいて決定されている。ところで、出力電圧指示信号の供給系に異常（例えば、電気回路の断線やショート、コネクターの接続不良）が生じた場合には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに出力電圧指示信号が供給されない状態になりうる。かかる状態においては、出力電圧指示信号の電圧レベルがゼロとなるため、意図しない双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が決定されることになり、充電効率及び燃費の低下やバッテリの寿命及び性能の低下を招いてしまう。これに対して、本発明では、出力電圧指示信号の電圧レベルがゼロになった場合の、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの電力供給方向に応じて異なる値（例えば、電力供給側のバッテリの特性が考慮された適切な値）に設定されることで、断線やショート等が生じた場合等においても、充電効率及び燃費の低下やバッテリの寿命及び性能の低下を防止することが可能となる。
【００１０】
また、上記目的は、請求項２に記載する如く、前記２個のバッテリの一方は、リチウムイオンバッテリであり、
前記出力電圧指示信号の電圧レベルがゼロになった場合の、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの前記リチウムイオンバッテリ側の出力電圧は、前記リチウムイオンバッテリへの充電が行われないような値に設定される、車両用電源システムによっても達成される。
【００１１】
本発明によれば、断線やショート等が生じた場合等においても、リチウムイオンバッテリへの充電が行われないように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御することができるので、断線やショート等が生じた場合等においても、過充電状態で劣化が促進されやすいリチウムイオンバッテリの性能及び寿命の低下を防止することができる。
【００１２】
また、上記目的は、請求項３に記載する如く、前記２個のバッテリの他方は、鉛バッテリであり、
前記出力電圧指示信号の電圧レベルがゼロになった場合の、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの前記鉛バッテリ側の出力電圧は、前記鉛バッテリへの充電が行われるような値に設定される、車両用電源システムによっても達成される。
【００１３】
本発明によれば、断線やショート等が生じた場合等においても、鉛バッテリへの充電が行われるように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御することができるので、断線やショート等が生じた場合等においても、過放電状態で劣化が促進されやすい鉛バッテリの性能及び寿命の低下を防止することができると共に、負荷への電力供給を継続することができる。
【００１４】
また、上記目的は、請求項４に記載する如く、異なる２個のバッテリ間に設けられ、外部からの電気信号により出力電圧の制御が可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであって、
前記電気信号の電圧レベルがゼロになった場合、出力側のバッテリの特性に応じた出力電圧を出力することを特徴とする、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータにより達成される。
【００１５】
本発明によれば、出力電圧指示信号の電圧レベルがゼロになった場合、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、出力側のバッテリの特性に応じた適切な出力電圧を出力することが可能であるので、断線やショート等が生じた場合等においても、充電効率及び燃費の低下やバッテリの寿命及び性能の低下を防止することが可能となる。
【００１６】
また、上記目的は、請求項５に記載する如く、異なる２個のバッテリ間に設けられる双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの制御装置であって、
外部から供給される出力電圧指示信号の電圧レベルと、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの目標出力電圧との関係が予め定義されたマップを用いて、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御し、
前記マップには、前記出力電圧指示信号の電圧レベルがゼロになった場合の、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの目標出力電圧が、出力側のバッテリの特性に応じて定義されていることを特徴とする、制御装置により達成される。
【００１７】
本発明によれば、出力電圧指示信号の電圧レベルがゼロになった場合の、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの目標出力電圧が、出力側のバッテリの特性に応じた適切な値に設定されることで、断線やショート等が生じた場合等においても、充電効率及び燃費の低下やバッテリの寿命及び性能の低下を防止することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施例である車両用電源システム１０のシステム構成図を示す。図１に示す如く、車両用電源システム１０は、マイクロコンピュータにより構成された電子制御ユニット２４（以下、「ＥＣＯ・ＥＣＵ２４」と称す）を中心に構成されており、２つのバッテリ（電源）１２，１４を備えている。本実施例では、バッテリ１２は、１２Ｖ程度の電圧を有する鉛バッテリ（補機バッテリ）であり、一方、バッテリ１４は、１４．４Ｖ程度の電圧を有するリチウムイオンバッテリ（メインバッテリ）である。尚、鉛バッテリ１２は、リチウムイオンバッテリ１４に比して、単位体積当たりに取り出せる出力（出力密度；単位はＷ／ｌ）が高い一方、単位体積当たりに取り出せるエネルギ（エネルギ密度；単位はＷｈ／ｌ）が低いバッテリである。
【００２０】
鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４には、切換スイッチ１６を介してスタータ１８が接続されている。スタータ１８は、車両の動力源として機能するエンジンに取り付けられている。スタータ１８は、切換スイッチ１６を介して接続する鉛バッテリ１２又はリチウムイオンバッテリ１４から供給される電力を用いて、エンジンを停止状態から始動させる始動装置として機能する。具体的には、スタータ１８は、通常的なエンジン始動時には鉛バッテリ１２を電力源として動作し、アイドルストップ終了後のエンジン再始動時にはリチウムイオンバッテリ１４を電力源として動作する。
【００２１】
エンジンには、電子制御ユニット４９（以下、「ＥＦＩ・ＥＣＵ４９」という）が接続されている。ＥＦＩ・ＥＣＵ４９は、各種アイドルストップの許可条件（例えば、エンジン冷却水温度に関する条件や、バッテリの温度等に関する条件、エンジン回転数に関する条件）の成立状況を確認して、最終的にアイドルストップの実行条件が成立するか否かを判定する。最終的にアイドルストップの実行条件が成立した場合、運転者がイグニションスイッチをＩＧオン状態からオフ状態へ移行させることなく燃料噴射や点火等の実行が停止され、エンジンが運転状態から停止状態へ移行される。
【００２２】
アイドルストップ中、即ちエンジンが一時的に停止状態にある間、ＥＦＩ・ＥＣＵ４９は、車両がＡＴ車である場合は変速機のシフト位置が“Ｎ”レンジから“Ｄ”レンジ又は“Ｒ”レンジに移行したか否か或いはブレーキ操作が解除されたか否か、また、車両がＭＴ車である場合はクラッチペダルが踏み込まれたか否かに基づいて、アイドルストップの解除条件が成立するか否を判定する。その結果、アイドルストップの解除条件が成立した場合は、運転者がイグニションスイッチをＩＧオン状態からスタータオン状態に移行させることなくスタータ１８が作動状態となり、エンジンが再始動される。
【００２３】
負荷２６には、直流発電機２０及び鉛バッテリ１２が接続されると共に、リチウムイオンバッテリ１４がＤＣ／ＤＣコンバータ７０を介して接続されている。負荷２６には、各種補機、及び、アクセルやブレーキ等のいわゆるバイワイヤシステムが含まれる。尚、補機には、ヘッドランプ、フォグランプ、コーナリングシグナルランプ、コーナーランプ等のランプ類、エアコン等の空調装置、オーディオ、カーナビゲーション、ＡＢＳシステム、オイルポンプ、メータ類、デフォガ、ワイパやパワーウィンドを駆動するアクチュエータ等が含まれる。各補機および各バイワイヤシステムは、エンジン作動時には主に直流発電機２０から電力供給され、一方、アイドルストップ中のようなエンジン停止時には主にリチウムイオンバッテリ１４から電力供給される。
【００２４】
車両用電源システム１０は、また、エンジンの回転により発電する直流発電機（オルタネータ）２０を備えている。ＥＦＩ・ＥＣＵ４９には、また、直流発電機２０が接続されている。ＥＦＩ・ＥＣＵ４９は、燃費の効率化を図るべく、車両の走行状態に応じて直流発電機２０の発電電圧を制御する。具体的には、車両の定常走行時やエンジンのアイドル運転時には、直流発電機２０の発電電圧は、所定の範囲内で、鉛バッテリ１２の放電が生じないような値に調整される。また、車両減速時（回生ブレーキ作動時）には、直流発電機２０の発電電圧は、定常走行時やアイドル運転時に比して大きな値に調整される。また、車両加速時には、アイドルストップ中（即ち、エンジン停止中）と同様、直流発電機２０の発電電圧はゼロになる（即ち、発電が行われない）。
【００２５】
直流発電機２０には、負荷２６及び鉛バッテリ１２が接続されると共に、リチウムイオンバッテリ１４がＤＣ／ＤＣコンバータ７０を介して接続されている。直流発電機２０が発生する電気エネルギは、負荷２６の電力源として用いられると共に、鉛バッテリ１２及び／又はリチウムイオンバッテリ１４の充電に用いられる。
【００２６】
ＥＣＯ・ＥＣＵ２４には、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであり、ＥＣＯ・ＥＣＵ２４の制御下で、鉛バッテリ１２側の電圧を昇圧してリチウムイオンバッテリ１４側へ供給し、或いは、リチウムイオンバッテリ１４側の電圧を降圧して鉛バッテリ１２側へ供給する。
【００２７】
ＥＣＯ・ＥＣＵ２４がＤＣ／ＤＣコンバータ７０に対して行う制御内容には、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の動作方向の制御、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０のＰｂ側端子１３の出力電圧の制御、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０のＬｉ側端子１５の出力電圧の制御が含まれる。
【００２８】
ＥＣＯ・ＥＣＵ２４は、２種類の方向指示信号（即ち、鉛バッテリ１２側の電圧を昇圧してリチウムイオンバッテリ１４側へ供給する「Ｌｉ方向（昇圧方向）」、又は、リチウムイオンバッテリ１４側の電圧を降圧して鉛バッテリ１２側へ供給する「Ｐｂ方向（降圧方向）」）を選択的にＤＣ／ＤＣコンバータ７０に供給することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の動作方向を制御する。
【００２９】
また、ＥＣＯ・ＥＣＵ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０に供給する出力電圧指示信号の電圧レベルを可変することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０のＰｂ側端子１３の出力電圧を制御する（尚、出力電圧指示信号の電圧レベルとＤＣ／ＤＣコンバータ７０の出力電圧との関係は後に詳説する）。ここで、Ｐｂ側端子１３に関する出力電圧指示信号は、アイドルストップ時に、Ｐｂ方向の方向指示信号とセットで、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０に供給されてよい。これにより、アイドルストップ時には、鉛バッテリ１２に代わってリチウムイオンバッテリ１４が負荷２６の電力源として機能し、鉛バッテリ１２の寿命低下が防止される。
【００３０】
同様に、ＥＣＯ・ＥＣＵ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０に供給する出力電圧指示信号の電圧レベルを可変することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０のＬｉ側端子１５の出力電圧を制御する（尚、出力電圧指示信号の電圧レベルとＤＣ／ＤＣコンバータ７０の出力電圧との関係は後に詳説する）。ここで、Ｌｉ側端子１５に関する出力電圧指示信号は、車両の定常走行時、エンジンのアイドル運転時、又は、車両の減速時（回生ブレーキ作動時）に、Ｌｉ方向の方向指示信号とセットで、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０に供給されてよい。これにより、リチウムイオンバッテリ１４に対する充電制御が可能となる。
【００３１】
図２は、本発明の一実施例であるＤＣ／ＤＣコンバータ７０の構成図を示す。図２に示す如く、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、差動増幅器７２と、増幅器７４と、制御回路７６と、パワートランジスタ等を含むスイッチング回路７８とを備えている。
【００３２】
差動増幅器７２には、ＥＣＯ・ＥＣＵ２４より上述の出力電圧指示信号が入力される。差動増幅器７２は、当該出力電圧指示信号の電圧とグランド電圧との差を増幅して制御回路７６に出力する。同様に、増幅器７４には、ＥＣＯ・ＥＣＵ２４より上述の方向指示信号が入力される。増幅器７４は、方向指示信号を増幅して制御回路７６に出力する。制御回路７６は、入力された各信号（出力電圧指示信号及び方向指示信号）に応じて、スイッチング回路７８を制御する。具体的には、制御回路７６は、出力電圧指示信号に対応する目標出力電圧を決定し、当該目標出力電圧が方向指示信号に応じた端子側に出力されるように、スイッチング回路７８を制御する。
【００３３】
図３は、ＥＣＯ・ＥＣＵ２４から供給される出力電圧指示信号とＤＣ／ＤＣコンバータ７０の各端子１３，１５における目標出力電圧との関係が定義されたマップの一例を示す図である。図３には、０Ｖ〜５Ｖの範囲の出力電圧指示信号に対する、Ｌｉ側端子１５の目標出力電圧曲線ＣＬｉと、Ｐｂ側端子１３の目標出力電圧曲線ＣＰｂがそれぞれ示されている。
【００３４】
本実施例では、Ｌｉ側端子１５の目標出力電圧は、出力電圧指示信号の電圧レベルが増加するにつれて、約１３．５Ｖから約１６Ｖまで増加するように定義されている。即ち、リチウムイオンバッテリ１４に関する目標出力電圧曲線ＣＬｉは、出力電圧指示信号の電圧レベルに比例して増加する直線として定義されている。一方、Ｐｂ側端子１３の目標出力電圧は、出力電圧指示信号の電圧レベルが増加するにつれて、約１６．５Ｖから約１２．５Ｖまで減少するように定義されている。即ち、鉛バッテリ１２に関する目標出力電圧曲線ＣＰｂは、出力電圧指示信号の電圧レベルに比例して減少する直線として定義されている。
【００３５】
従って、例えば、出力電圧指示信号の電圧レベルが１．０Ｖの場合であって、方向指示信号がＬｉ方向である場合、Ｌｉ側端子１５の目標出力電圧が、目標出力電圧曲線ＣＬｉに基づいて、約１４Ｖに決定される。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、鉛バッテリ１２側の電圧を約１４Ｖまで昇圧してリチウムイオンバッテリ１４側に出力することになる。同様に、例えば、出力電圧指示信号の電圧レベルが１．２５Ｖの場合であって、方向指示信号がＰｂ方向である場合、Ｐｂ側端子１３の目標出力電圧が、目標出力電圧曲線ＣＰｂに基づいて、約１５．５Ｖに決定される。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０は、リチウムイオンバッテリ１４側の電圧を約１５．５Ｖまで降圧して鉛バッテリ１２側に出力することになる。このように、本実施例によれば、２つのバッテリ１２，１４に対してそれぞれ別々に目標出力電圧曲線ＣＬｉ、ＣＰｂを定義することで、各バッテリ１２，１４の特性に応じた目標出力電圧を決定することができ、各バッテリ１２，１４の特性の相違を考慮した充電制御を実現することができる。
【００３６】
ところで、コネクターの接続不良等が発生した場合、関連する電気回路に断線やショート等が生じた場合、何らかの要因によりＥＣＯ・ＥＣＵ２４の機能が停止した場合等には、これらの状態が回復されるまで、ＥＣＯ・ＥＣＵ２４からＤＣ／ＤＣコンバータ７０に出力電圧指示信号を含む各信号が入力されなくなる。かかる場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の差動増幅器７２の出力電圧レベルが常時ゼロとなってしまうため、制御回路７６は、当該電圧レベル（即ち、ゼロ）に対応した目標出力電圧を決定することになる。この結果、上述のような車両の走行状態や各バッテリ１２，１４の状態に応じたＤＣ／ＤＣコンバータ７０の出力電圧の制御が停止してしまい、充電効率の低下及びそれに伴う燃費の低下という問題点が生ずるばかりでなく、バッテリの性能や寿命の観点からの問題点も生ずる場合がありうる。
【００３７】
これに対して、本実施例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の差動増幅器７２の出力電圧レベルが常時ゼロとなった場合、図３に示すように、Ｌｉ側端子１５の目標出力電圧については、リチウムイオンバッテリ１４への充電が行われないような低い値（本例では、最小値の約１３．５Ｖ）が設定され、Ｐｂ側端子１３の目標出力電圧については、リチウムイオンバッテリ１４の放電と共に鉛バッテリ１２の充電を促進させるような高い値（本例では、最大値の約１６．５Ｖ）が設定される。この設定態様は、リチウムイオンバッテリ１４に関しては、過放電状態よりも過充電状態で性能の劣化が促進されやすく、鉛バッテリ１２に関しては、過充電状態によりも過放電状態で性能の劣化が促進されやすいことに基づく。また、Ｐｂ側端子１３の目標出力電圧を高い値に設定することは、コネクターの接続不良等が発生した場合等であっても負荷２６への給電が依然として実現可能となることに基づく。
【００３８】
従って、本実施例によれば、コネクターの接続不良等が発生した場合や、断線やショート等が生じた場合等であっても、充電効率の低下及びそれに伴う燃費の低下を最小限にすることができると共に、バッテリの性能や寿命の低下を防止することができる。また、リチウムイオンバッテリ１４は、鉛バッテリに比して回生能力が良い反面、過充電状態となるとバッテリ内部のエネルギ密度が上昇しやすいという特性を有しているが、本実施例によれば、コネクターの接続不良等が発生した場合等に、リチウムイオンバッテリ１４への充電が継続されることはない。
【００３９】
尚、本実施例において、ＥＣＯ・ＥＣＵ２４からＤＣ／ＤＣコンバータ７０に出力電圧指示信号を含む各信号が入力されなくなった場合（即ち、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の差動増幅器７２の出力電圧レベルがゼロとなった場合）に、制御回路７６が、図３に示すようなマップに拠らず、所定の目標出力電圧を決定する構成も可能である。この場合、上記所定の目標出力電圧は、上述と同様、Ｌｉ側端子１５の目標出力電圧については、リチウムイオンバッテリ１４への充電が行われないような低い値であってよく、Ｐｂ側端子１３については、リチウムイオンバッテリ１４の放電と共に鉛バッテリ１２の充電を促進させるような高い値であってよい。
【００４０】
また、本実施例において、ＥＣＯ・ＥＣＵ２４からＤＣ／ＤＣコンバータ７０に出力電圧指示信号が入力されなくなった状態（即ち、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の差動増幅器７２の出力電圧レベルがゼロとなった状態）が所定時間継続した場合に、制御回路７６が、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の動作を強制的に停止させる構成や、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０の動作方向を強制的にＰｂ方向に変更する構成も可能である。後者の構成の場合、上述と同様、Ｐｂ側端子１３の目標出力電圧は、リチウムイオンバッテリ１４の放電と共に鉛バッテリ１２の充電を促進させるような高い値に設定されてよい。
【００４１】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４２】
特に、図３に示す目標出力電圧曲線に関しては、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。例えば、図３に示す目標出力電圧曲線ＣＬｉ、ＣＰｂは、それぞれ、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４に対応する曲線であり、他の種類のバッテリ（例えば、ニッケル水素バッテリ）に係る目標出力電圧曲線は、当該バッテリの特性に応じて決定されてよい。また、図３に示す目標出力電圧曲線ＣＬｉ、ＣＰｂは、直線により定義されていたが、曲線で定義されてもよく、若しくは、不連続な曲線（例えば、段差を有する曲線）であってもよい。また、鉛バッテリ１２に関する目標出力電圧曲線ＣＰｂは、必ずしも図３に示すような単調減少する曲線である必要はなく、目標出力電圧曲線ＣＬｉと同様の単調増加する曲線であってもよい。また、目標出力電圧曲線を複数種用意し、車両の走行状態や各バッテリの状態に応じて使用する目標出力電圧曲線を切り換える構成も可能である。
【００４３】
また、上述した実施例は、２個のバッテリ、即ち鉛バッテリ１２とリチウムイオンバッテリ１４とを備えた車両用の電源システムに関するものであったが、本発明は、特にバッテリの数及び種類を特定するものではなく、２個以上のバッテリを有する如何なる電源システムに対しても適用可能である。例えば、本発明は、高圧のハイブリッドバッテリーと鉛バッテリとを備えたハイブリッド車用の電源システムに対しても適用可能である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、本発明によれば、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して相互接続された２個のバッテリを備えた車両用電源システムにおいて、関連する電気回路に断線やショート等が生じ、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに出力電圧指示信号が供給されない状況下においても、充電効率の低下及びそれに伴う燃費の低下を最小限にできると共に、電源の性能や寿命の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である車両用電源システム１０のシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施例であるＤＣ／ＤＣコンバータ７０の構成図である。
【図３】出力電圧指示信号とＤＣ／ＤＣコンバータ７０の目標出力電圧との関係が定義されたマップの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 車両用電源システム
１２ 鉛バッテリ
１４ リチウムイオンバッテリ
１６ 切換スイッチ
１８ スタータ
２０ 直流発電機
２４ 電子制御ユニット
２６ 負荷
４９ ＥＦＩ・ＥＣＵ
７０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
７２ 差動増幅器
７４ 増幅器
７６ 制御回路
７８ スイッチング回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle power supply system including two batteries interconnected via a bidirectional DC / DC converter, and a control device of the DC / DC converter used for the power supply system.
[0002]
[Prior art]
In recent years, along with an increase in the electric load of a vehicle, a proposal has been made to mount a high-voltage power supply with high energy recovery efficiency on a vehicle separately from an existing low-voltage power supply. These two power sources are interconnected via a bidirectional DC / DC converter capable of transmitting power in two directions (for example, see Patent Document 1). The bidirectional DC / DC converter outputs a voltage corresponding to the voltage level of the output voltage instruction signal in a designated direction according to a direction instruction signal and an output voltage instruction signal supplied from the microcomputer. Accordingly, by supplying an appropriate output voltage instruction signal and direction instruction signal, charging of each power supply and power supply to other loads can be performed.
[0003]
Further, a technique is known in which a current flowing between two power supplies is monitored when the DC / DC converter is started up, and a switching circuit of the DC / DC converter is feedback-controlled so that no current flows between the two power supplies ( For example, see Patent Document 2). According to this conventional technique, an unintended current is prevented from flowing when the DC / DC converter is started, and the charging operation can be started smoothly.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-336670
[Patent Document 2]
JP 2002-142451 A
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the control of the bidirectional DC / DC converter is realized by the microcomputer as described above. However, when a circuit related thereto is disconnected or short-circuited, the microcomputer outputs the output voltage to the bidirectional DC / DC converter. The instruction signal is not transmitted (that is, the voltage level of the output voltage instruction signal is always zero due to disconnection or short circuit). Under such circumstances, when the operation of the bidirectional DC / DC converter is maintained, the bidirectional DC / DC converter continues to output a voltage corresponding to the voltage level (ie, zero) of the output voltage instruction signal at this time. As a result, inconveniences such as unintended charging of a battery (power supply) and power supply to an unintended load are caused. As a result, not only is there a problem that the charging efficiency is lowered and the fuel efficiency is lowered accordingly, but also problems are generated from the viewpoint of the performance and life of the power supply.
[0007]
Therefore, the present invention can minimize the reduction in charging efficiency and the resulting reduction in fuel efficiency and prevent the power supply performance and life from being reduced even when an abnormality such as a disconnection or a short circuit occurs. It is an object of the present invention to provide a vehicle power supply system, a bidirectional DC / DC converter, and a control device for a DC / DC converter.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to provide a vehicle power supply system including a bidirectional DC / DC converter and two different batteries interconnected via the bidirectional DC / DC converter, as described in claim 1.
An output voltage of the bidirectional DC / DC converter is determined based on a voltage level of an output voltage instruction signal supplied to the bidirectional DC / DC converter,
A vehicle wherein an output voltage of the bidirectional DC / DC converter when the voltage level of the output voltage instruction signal becomes zero differs according to a power supply direction of the bidirectional DC / DC converter. Power supply system.
[0009]
In the present invention, two different batteries (for example, a lead battery and a lithium ion battery) are interconnected via a bidirectional DC / DC converter capable of transmitting power to each battery. The output voltage of the bidirectional DC / DC converter is determined based on an output voltage instruction signal supplied to the bidirectional DC / DC converter. By the way, if an abnormality occurs in the supply system of the output voltage instruction signal (for example, disconnection or short circuit of the electric circuit, or poor connection of the connector), the output voltage instruction signal is not supplied to the bidirectional DC / DC converter. sell. In such a state, the voltage level of the output voltage instruction signal becomes zero, so that the output voltage of the unintended bidirectional DC / DC converter is determined, and the charging efficiency and fuel consumption are reduced, and the life and performance of the battery are reduced. It causes a decline. On the other hand, according to the present invention, when the voltage level of the output voltage instruction signal becomes zero, the output voltage of the bidirectional DC / DC converter varies depending on the power supply direction of the bidirectional DC / DC converter. (For example, an appropriate value in consideration of the characteristics of the battery on the power supply side), even in the case of disconnection or short-circuit, etc., the charging efficiency and fuel consumption are reduced, and the life and performance of the battery are reduced. It is possible to prevent a decrease.
[0010]
Further, the object is as described in claim 2, wherein one of the two batteries is a lithium ion battery,
When the voltage level of the output voltage instruction signal becomes zero, the output voltage of the bidirectional DC / DC converter on the lithium ion battery side is set to a value that does not charge the lithium ion battery. This is also achieved by a vehicle power supply system.
[0011]
According to the present invention, the output voltage of the bidirectional DC / DC converter can be controlled so that the lithium-ion battery is not charged even when a disconnection or a short circuit occurs. Even in the case where a short circuit or the like occurs, it is possible to prevent the performance and the life of the lithium ion battery from being deteriorated in the overcharged state.
[0012]
Further, the object is as described in claim 3, the other of the two batteries is a lead battery,
When the voltage level of the output voltage instruction signal becomes zero, the output voltage of the bidirectional DC / DC converter on the lead battery side is set to a value at which the lead battery is charged. This is also achieved by a vehicle power supply system.
[0013]
According to the present invention, the output voltage of the bidirectional DC / DC converter can be controlled so that the lead battery is charged even when a disconnection or a short circuit occurs. Even in the case where the occurrence of the power failure occurs, it is possible to prevent the performance and the life of the lead battery, which are likely to be deteriorated in the overdischarged state, from being shortened, and to continue the power supply to the load.
[0014]
Further, the above object is a bidirectional DC / DC converter provided between two different batteries and capable of controlling an output voltage by an external electric signal as described in claim 4,
When the voltage level of the electric signal becomes zero, the bidirectional DC / DC converter outputs an output voltage according to the characteristics of the battery on the output side.
[0015]
According to the present invention, when the voltage level of the output voltage instruction signal becomes zero, the bidirectional DC / DC converter can output an appropriate output voltage according to the characteristics of the battery on the output side. Even when a disconnection or short circuit occurs, it is possible to prevent a reduction in charging efficiency and fuel efficiency, and a reduction in battery life and performance.
[0016]
Further, the above object is a control device for a bidirectional DC / DC converter provided between two different batteries as described in claim 5,
The output voltage of the bidirectional DC / DC converter is controlled using a map in which the relationship between the voltage level of the output voltage instruction signal supplied from the outside and the target output voltage of the bidirectional DC / DC converter is defined. And
The map is characterized in that a target output voltage of the bidirectional DC / DC converter when the voltage level of the output voltage instruction signal becomes zero is defined according to characteristics of a battery on the output side. Is achieved by the control device.
[0017]
According to the present invention, when the voltage level of the output voltage instruction signal becomes zero, the target output voltage of the bidirectional DC / DC converter is set to an appropriate value according to the characteristics of the battery on the output side. Thus, even when a disconnection or a short circuit occurs, it is possible to prevent a reduction in charging efficiency and fuel efficiency, and a reduction in battery life and performance.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows a system configuration diagram of a vehicle power supply system 10 according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the vehicle power supply system 10 is mainly configured with an electronic control unit 24 (hereinafter, referred to as “ECO · ECU 24”) composed of a microcomputer. 14 is provided. In the present embodiment, the battery 12 is a lead battery (auxiliary battery) having a voltage of about 12V, while the battery 14 is a lithium ion battery (main battery) having a voltage of about 14.4V. The lead battery 12 has a higher output per unit volume (output density; unit is W / l) than the lithium ion battery 14, while the energy per unit volume (energy density; unit is Wh / l) is a low battery.
[0020]
A starter 18 is connected to the lead battery 12 and the lithium ion battery 14 via a changeover switch 16. The starter 18 is attached to an engine that functions as a power source of the vehicle. The starter 18 functions as a starting device that starts the engine from a stopped state using electric power supplied from the lead battery 12 or the lithium ion battery 14 connected via the changeover switch 16. Specifically, the starter 18 operates using the lead battery 12 as a power source during normal engine startup, and operates using the lithium ion battery 14 as a power source when restarting the engine after the end of idle stop.
[0021]
An electronic control unit 49 (hereinafter, referred to as “EFI · ECU 49”) is connected to the engine. The EFI-ECU 49 confirms whether or not various idle stop permission conditions (for example, conditions relating to the engine cooling water temperature, conditions relating to the temperature of the battery, and conditions relating to the engine speed) are satisfied, and finally executes the idle stop. It is determined whether or not the condition is satisfied. When the idle stop execution condition is finally satisfied, execution of fuel injection, ignition, and the like is stopped without the driver shifting the ignition switch from the IG on state to the off state, and the engine shifts from the operation state to the stop state. Is done.
[0022]
During idle stop, that is, while the engine is temporarily stopped, the EFI-ECU 49 shifts the shift position of the transmission from the “N” range to the “D” range or the “R” range when the vehicle is an AT vehicle. It is determined whether or not the condition for releasing the idle stop is satisfied based on whether or not the shift has been performed, whether or not the brake operation has been released, and if the vehicle is an MT vehicle, whether or not the clutch pedal has been depressed. . As a result, when the condition for canceling the idle stop is satisfied, the starter 18 is activated without the driver shifting the ignition switch from the IG ON state to the starter ON state, and the engine is restarted.
[0023]
The DC generator 20 and the lead battery 12 are connected to the load 26, and the lithium ion battery 14 is connected via a DC / DC converter 70. The load 26 includes various auxiliary machines and a so-called by-wire system such as an accelerator and a brake. Auxiliary equipment includes headlamps, fog lamps, cornering signal lamps, lamps such as corner lamps, air conditioners such as air conditioners, audio systems, car navigation systems, ABS systems, oil pumps, meters, defoggers, wipers and power windows. A driving actuator and the like are included. Each auxiliary device and each by-wire system are mainly supplied with power from the DC generator 20 when the engine is operating, while they are mainly supplied with power from the lithium ion battery 14 when the engine is stopped such as during idle stop.
[0024]
The vehicle power supply system 10 also includes a DC generator (alternator) 20 that generates power by rotation of the engine. The DC generator 20 is also connected to the EFI-ECU 49. The EFI-ECU 49 controls the voltage generated by the DC generator 20 in accordance with the running state of the vehicle in order to improve fuel efficiency. Specifically, when the vehicle is running steadily or the engine is idling, the voltage generated by the DC generator 20 is adjusted to a value within a predetermined range so that the lead battery 12 does not discharge. Further, when the vehicle is decelerated (when the regenerative braking is activated), the voltage generated by the DC generator 20 is adjusted to a larger value than during steady running or during idling. In addition, at the time of vehicle acceleration, the generated voltage of the DC generator 20 becomes zero (that is, no power is generated), as during idle stop (that is, during engine stop).
[0025]
The load 26 and the lead battery 12 are connected to the DC generator 20, and the lithium ion battery 14 is connected via a DC / DC converter 70. The electric energy generated by the DC generator 20 is used as a power source for the load 26 and used for charging the lead battery 12 and / or the lithium ion battery 14.
[0026]
A DC / DC converter 70 is connected to the ECO-ECU 24. The DC / DC converter 70 is a bidirectional DC / DC converter, which boosts the voltage on the lead battery 12 side and supplies it to the lithium ion battery 14 under the control of the ECO / ECU 24, or Is reduced and supplied to the lead battery 12 side.
[0027]
The control performed by the ECO / ECU 24 on the DC / DC converter 70 includes control of the operation direction of the DC / DC converter 70, control of the output voltage of the Pb side terminal 13 of the DC / DC converter 70, and DC / DC Control of the output voltage of the Li-side terminal 15 of the converter 70 is included.
[0028]
The ECO · ECU 24 is provided with two types of direction instruction signals (ie, “Li direction (boost direction)” for boosting the voltage of the lead battery 12 and supplying the boosted voltage to the lithium ion battery 14, or the voltage of the lithium ion battery 14. The operation direction of the DC / DC converter 70 is controlled by selectively supplying the “Pb direction (step-down direction)”, which is supplied to the lead battery 12 after stepping down, to the DC / DC converter 70.
[0029]
Further, the ECO / ECU 24 controls the output voltage of the Pb side terminal 13 of the DC / DC converter 70 by changing the voltage level of the output voltage instruction signal supplied to the DC / DC converter 70 (the output voltage instruction The relationship between the signal voltage level and the output voltage of the DC / DC converter 70 will be described later in detail). Here, the output voltage instruction signal relating to the Pb side terminal 13 may be supplied to the DC / DC converter 70 together with the direction instruction signal in the Pb direction at the time of idle stop. As a result, at the time of idle stop, the lithium ion battery 14 functions as a power source of the load 26 instead of the lead battery 12, and the life of the lead battery 12 is prevented from being shortened.
[0030]
Similarly, the ECO-ECU 24 controls the output voltage of the Li-side terminal 15 of the DC / DC converter 70 by changing the voltage level of the output voltage instruction signal supplied to the DC / DC converter 70 (the output voltage The relationship between the voltage level of the instruction signal and the output voltage of the DC / DC converter 70 will be described later in detail. Here, the output voltage instruction signal relating to the Li-side terminal 15 is set together with the direction instruction signal in the Li direction when the vehicle is running steadily, when the engine is idling, or when the vehicle is decelerating (when the regenerative brake is activated). It may be supplied to the DC / DC converter 70. As a result, charge control for the lithium ion battery 14 can be performed.
[0031]
FIG. 2 is a configuration diagram of a DC / DC converter 70 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the DC / DC converter 70 includes a differential amplifier 72, an amplifier 74, a control circuit 76, and a switching circuit 78 including a power transistor and the like.
[0032]
The above-described output voltage instruction signal is input from the ECO / ECU 24 to the differential amplifier 72. The differential amplifier 72 amplifies the difference between the voltage of the output voltage instruction signal and the ground voltage and outputs the result to the control circuit 76. Similarly, the amplifier 74 receives the above-mentioned direction instruction signal from the ECO ECU 24. Amplifier 74 amplifies the direction instruction signal and outputs it to control circuit 76. The control circuit 76 controls the switching circuit 78 according to the input signals (the output voltage instruction signal and the direction instruction signal). Specifically, the control circuit 76 determines a target output voltage corresponding to the output voltage instruction signal, and controls the switching circuit 78 such that the target output voltage is output to a terminal corresponding to the direction instruction signal. .
[0033]
FIG. 3 is a diagram showing an example of a map in which the relationship between the output voltage instruction signal supplied from the ECO ECU 24 and the target output voltage at each of the terminals 13 and 15 of the DC / DC converter 70 is defined. 3 shows, for the output voltage instruction signals ranging 0V to 5V, and the target output voltage curve C Li Li-side terminal 15, the target output voltage curve C Pb and Pb-side terminals 13 are shown, respectively.
[0034]
In this embodiment, the target output voltage of the Li-side terminal 15 is defined to increase from about 13.5 V to about 16 V as the voltage level of the output voltage instruction signal increases. That is, the target output voltage curve C Li for the lithium ion battery 14 is defined as a straight line that increases in proportion to the voltage level of the output voltage instruction signal. On the other hand, the target output voltage of the Pb side terminal 13 is defined to decrease from about 16.5 V to about 12.5 V as the voltage level of the output voltage instruction signal increases. That is, the target output voltage curve CPb for the lead battery 12 is defined as a straight line that decreases in proportion to the voltage level of the output voltage instruction signal.
[0035]
Therefore, for example, when the voltage level of the output voltage instruction signal is 1.0 V and the direction instruction signal is in the Li direction, the target output voltage of the Li-side terminal 15 is based on the target output voltage curve CLi. , About 14V. As a result, the DC / DC converter 70 boosts the voltage on the lead battery 12 side to about 14 V and outputs it to the lithium ion battery 14 side. Similarly, for example, when the voltage level of the output voltage instruction signal is 1.25 V and the direction instruction signal is in the Pb direction, the target output voltage of the Pb side terminal 13 is based on the target output voltage curve CPb . Therefore, it is determined to be about 15.5V. As a result, the DC / DC converter 70 reduces the voltage of the lithium ion battery 14 to about 15.5 V and outputs the voltage to the lead battery 12. As described above, according to the present embodiment, by defining the target output voltage curves C Li and C Pb separately for the two batteries 12 and 14, the target output according to the characteristics of the batteries 12 and 14 is defined. The voltage can be determined, and the charging control can be realized in consideration of the difference between the characteristics of the batteries 12 and 14.
[0036]
By the way, when a connection failure of the connector occurs, a disconnection or a short circuit occurs in a related electric circuit, or when the function of the ECO / ECU 24 stops for some reason, until these states are recovered. , Each signal including the output voltage instruction signal is not input from the ECO / ECU 24 to the DC / DC converter 70. In such a case, since the output voltage level of the differential amplifier 72 of the DC / DC converter 70 is always zero, the control circuit 76 determines the target output voltage corresponding to the voltage level (that is, zero). Become. As a result, the control of the output voltage of the DC / DC converter 70 in accordance with the running state of the vehicle and the state of the batteries 12 and 14 as described above is stopped, and the charging efficiency is reduced and the fuel efficiency is reduced. In addition to the problems, problems may occur in terms of battery performance and life.
[0037]
On the other hand, in the present embodiment, when the output voltage level of the differential amplifier 72 of the DC / DC converter 70 is always zero, as shown in FIG. A low value (in this example, a minimum value of about 13.5 V) is set so that the lithium ion battery 14 is not charged, and the target output voltage of the Pb side terminal 13 is set together with the discharge of the lithium ion battery 14. A high value (in this example, a maximum value of about 16.5 V) that promotes charging of the lead battery 12 is set. In this setting mode, the performance of the lithium ion battery 14 is more likely to be degraded in the overcharged state than in the overdischarged state, and the performance of the lead battery 12 is promoted in the overdischarged state rather than the overcharged state. Based on easy. Further, setting the target output voltage of the Pb-side terminal 13 to a high value is based on the fact that power supply to the load 26 can still be realized even when a connector connection failure or the like occurs.
[0038]
Therefore, according to the present embodiment, even when a connection failure or the like of a connector occurs, a disconnection or a short circuit occurs, a reduction in charging efficiency and a reduction in fuel consumption associated therewith are minimized. And a reduction in battery performance and life can be prevented. Further, the lithium ion battery 14 has a characteristic that the regenerative ability is better than the lead battery, but the energy density inside the battery tends to increase when the battery is overcharged. When the connection failure of the connector or the like occurs, the charging of the lithium ion battery 14 is not continued.
[0039]
In this embodiment, when the signals including the output voltage instruction signal are no longer input from the ECO / ECU 24 to the DC / DC converter 70 (that is, when the output voltage level of the differential amplifier 72 of the DC / DC converter 70 becomes zero). ), The control circuit 76 may determine a predetermined target output voltage without relying on the map as shown in FIG. In this case, the predetermined target output voltage may be a low value such that the lithium ion battery 14 is not charged, as described above, with respect to the target output voltage of the Li-side terminal 15. May be a high value that promotes charging of the lead battery 12 together with discharging of the lithium ion battery 14.
[0040]
In the present embodiment, a state where the output voltage instruction signal is not input from the ECO / ECU 24 to the DC / DC converter 70 (that is, a state where the output voltage level of the differential amplifier 72 of the DC / DC converter 70 becomes zero) ) Is continued for a predetermined time, the control circuit 76 can forcibly stop the operation of the DC / DC converter 70, or can forcibly change the operation direction of the DC / DC converter 70 to the Pb direction. It is. In the latter configuration, as described above, the target output voltage of the Pb side terminal 13 may be set to a high value that promotes the discharge of the lithium ion battery 14 and the charging of the lead battery 12.
[0041]
Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiment without departing from the scope of the present invention. Can be added.
[0042]
In particular, regarding the target output voltage curve shown in FIG. 3, various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiment without departing from the scope of the present invention. For example, the target output voltage curves C Li and C Pb shown in FIG. 3 are curves corresponding to the lead battery 12 and the lithium ion battery 14, respectively, and target output voltages of other types of batteries (for example, nickel hydride batteries). The voltage curve may be determined according to the characteristics of the battery. Further, although the target output voltage curves C Li and C Pb shown in FIG. 3 are defined by straight lines, they may be defined by curves, or may be discontinuous curves (for example, curves having steps). Is also good. Further, the target output voltage curve CPb for the lead battery 12 does not necessarily need to be a monotonically decreasing curve as shown in FIG. 3, but may be a monotonically increasing curve similar to the target output voltage curve CLi . Further, a configuration is also possible in which a plurality of types of target output voltage curves are prepared, and the target output voltage curve to be used is switched according to the running state of the vehicle or the state of each battery.
[0043]
Although the above-described embodiment relates to a power supply system for a vehicle including two batteries, that is, a lead battery 12 and a lithium ion battery 14, the present invention particularly specifies the number and type of batteries. However, the present invention is applicable to any power supply system having two or more batteries. For example, the present invention is also applicable to a power supply system for a hybrid vehicle including a high-voltage hybrid battery and a lead battery.
[0044]
【The invention's effect】
Since the present invention is as described above, the following effects can be obtained. That is, according to the present invention, in a vehicle power supply system including two batteries interconnected via a bidirectional DC / DC converter, a disconnection or short circuit occurs in an associated electric circuit, and a bidirectional DC / DC converter is provided. Even in a situation where the output voltage instruction signal is not supplied to the DC converter, it is possible to minimize the reduction in charging efficiency and the resulting reduction in fuel consumption, and to prevent the performance and life of the power supply from being reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a vehicle power supply system 10 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a DC / DC converter 70 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a map in which a relationship between an output voltage instruction signal and a target output voltage of a DC / DC converter 70 is defined.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle power supply system 12 Lead battery 14 Lithium ion battery 16 Changeover switch 18 Starter 20 DC generator 24 Electronic control unit 26 Load 49 EFI / ECU
70 DC / DC converter 72 Differential amplifier 74 Amplifier 76 Control circuit 78 Switching circuit

Claims (5)

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して相互接続された異なる２個のバッテリとを備える車両用電源システムにおいて、
前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに供給される出力電圧指示信号の電圧レベルに基づいて設定されており、
前記出力電圧指示信号の電圧レベルがゼロになった場合の、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの電力供給方向に応じて異なることを特徴とする、車両用電源システム。A vehicle power supply system including a bidirectional DC / DC converter and two different batteries interconnected via the bidirectional DC / DC converter,
An output voltage of the bidirectional DC / DC converter is set based on a voltage level of an output voltage instruction signal supplied to the bidirectional DC / DC converter;
A vehicle wherein an output voltage of the bidirectional DC / DC converter when the voltage level of the output voltage instruction signal becomes zero differs according to a power supply direction of the bidirectional DC / DC converter. Power system. 前記２個のバッテリの一方は、リチウムイオンバッテリであり、
前記出力電圧指示信号の電圧レベルがゼロになった場合の、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの前記リチウムイオンバッテリ側の出力電圧は、前記リチウムイオンバッテリへの充電が行われないような値に設定される、請求項１記載の車両用電源システム。One of the two batteries is a lithium ion battery,
When the voltage level of the output voltage instruction signal becomes zero, the output voltage of the bidirectional DC / DC converter on the lithium ion battery side is set to a value that does not charge the lithium ion battery. The vehicle power supply system according to claim 1, wherein 前記２個のバッテリの他方は、鉛バッテリであり、
前記出力電圧指示信号の電圧レベルがゼロになった場合の、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの前記鉛バッテリ側の出力電圧は、前記鉛バッテリへの充電が行われるような値に設定される、請求項１又は２記載の車両用電源システム。The other of the two batteries is a lead battery,
When the voltage level of the output voltage instruction signal becomes zero, the output voltage of the bidirectional DC / DC converter on the lead battery side is set to a value at which the lead battery is charged. The vehicle power supply system according to claim 1. 異なる２個のバッテリ間に設けられ、外部からの電気信号により出力電圧の制御が可能な双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであって、
前記電気信号の電圧レベルがゼロになった場合、出力側のバッテリの特性に応じた出力電圧を出力することを特徴とする、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ。A bidirectional DC / DC converter provided between two different batteries and capable of controlling an output voltage by an external electric signal,
A bidirectional DC / DC converter, which outputs an output voltage according to the characteristics of the battery on the output side when the voltage level of the electric signal becomes zero. 異なる２個のバッテリ間に設けられる双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの制御装置であって、
外部から供給される出力電圧指示信号の電圧レベルと、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの目標出力電圧との関係が予め定義されたマップを用いて、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御し、
前記マップには、前記出力電圧指示信号の電圧レベルがゼロになった場合の、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの目標出力電圧が、出力側のバッテリの特性に応じて定義されていることを特徴とする、制御装置。A bidirectional DC / DC converter control device provided between two different batteries,
The output voltage of the bidirectional DC / DC converter is controlled using a map in which the relationship between the voltage level of the output voltage instruction signal supplied from the outside and the target output voltage of the bidirectional DC / DC converter is defined. And
The map is characterized in that a target output voltage of the bidirectional DC / DC converter when the voltage level of the output voltage instruction signal becomes zero is defined according to characteristics of a battery on the output side. Control device.
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