JP2007209143A - Power supply unit - Google Patents

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Toshinori Ezaka
俊▲徳▼ 江坂
Takeshi Tachibana
武 立花
Yasumi Ito
耕巳 伊藤
Hideya Tochihara
秀哉 栃原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply unit capable of suppressing a large voltage drop of a low-voltage system power source, even if electric power is supplied from the low-voltage system power source to a high-voltage one when an increase of a consumed current of a high-voltage system load causes the reduction of a the charged capacity of the high-voltage system power source. <P>SOLUTION: This power supply unit 1 is provided with the low-voltage system power source 3 that supplies electric power to a low-voltage system load 2, the high-voltage system power source 5 that supplies electric power to the high-voltage system load 4, a DC-DC converter 6 that connects the low-voltage system power source 2 to the high-voltage system one 4 in such a way as to make it possible for them to receive or give electric power, and a control means 7 that controls the DC-DC converter 6 so as to supply electric power from the low-voltage system power source 3 to the high-voltage system one 5 when the charged capacity of the high-voltage system power source 5 is equal to or lower than a first prescribed capacity. When the high-voltage system power source 5 discharges electricity, the control means 7 limits an output current of the DC-DC converter 6 to a predetermined value. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、乗用車、バス、トラック等の自動車の車載機器に電力を供給する電力供給装置に関する。   The present invention relates to an electric power supply device that supplies electric power to in-vehicle devices such as passenger cars, buses, and trucks.

近年の車両においては、運転者の操作力の低減を目的として電動パワーステアリング装置(EPS)が装備されることが多い。電動パワーステアリング装置とは、ステアリングシャフトにトーションバー等のトルクセンサを設け、当該トルクセンサにより運転者のステアリングホイールの操作力を検出し、当該操作力に応じて、電動モータを駆動して、操作力のアシストを行うものである。   In recent vehicles, an electric power steering device (EPS) is often equipped for the purpose of reducing a driver's operating force. The electric power steering device is provided with a torque sensor such as a torsion bar on the steering shaft, detects the operating force of the driver's steering wheel by the torque sensor, drives the electric motor according to the operating force, and operates It is a force assist.

これとともに、近年の車両においては、運転者のブレーキペダルの操作量や車輪速度などの車両情報に基づき、車輪毎の最適な制動力を瞬時かつきめ細かく制御するため電子制御ブレーキシステム(ECB)が装備されることもあり、よりきめ細かい車両の姿勢制御を行うための電動スタビライザ(STB)が装備されることもある。   In addition, recent vehicles are equipped with an electronically controlled brake system (ECB) to instantly and finely control the optimum braking force for each wheel based on vehicle information such as the driver's brake pedal operation amount and wheel speed. In some cases, an electric stabilizer (STB) for performing finer vehicle attitude control may be provided.

これらの電動パワーステアリング装置(EPS)や電子制御ブレーキシステム(ECB)、電動スタビライザ(STB)などはいずれも動作時には大きな電力を必要とする高圧系負荷であるため、これらの装置が搭載される車両では通常の低圧系電源に高圧系電源を組み合わせた電力供給装置が装備される。   Since these electric power steering devices (EPS), electronically controlled brake systems (ECB), electric stabilizers (STB), etc. are high-voltage loads that require a large amount of electric power during operation, vehicles on which these devices are mounted Will be equipped with a power supply device that combines a normal low-voltage power supply with a high-voltage power supply.

このような電力供給装置としては、特許文献1に記載されたようなものがあり、上述したような低圧系電源と高圧系電源をDC/DCコンバータにより電力授受可能に接続して構成されている。このような電力供給装置において、高圧系負荷の消費電力が増大して、高圧系電源の充電量が低下すると、低圧系電源から高圧系電源に電力を供給するようにDC/DCコンバータが制御される。もちろん低圧系電源から高圧系電源の電力を供給するに当たってはDC/DCコンバータは昇圧を同時に行うことになる。
特開2002−176704号公報
As such a power supply device, there is one as described in Patent Document 1, and is configured by connecting a low-voltage power supply and a high-voltage power supply as described above so as to be able to transmit and receive power by a DC / DC converter. . In such a power supply device, when the power consumption of the high voltage system load increases and the charge amount of the high voltage system power supply decreases, the DC / DC converter is controlled to supply power from the low voltage system power supply to the high voltage system power supply. The Of course, when the electric power of the high-voltage power supply is supplied from the low-voltage power supply, the DC / DC converter performs boosting simultaneously.
JP 2002-176704 A

しかしながら、このような電力供給装置においては、電動パワーステアリング装置(EPS)や電子制御ブレーキシステム(ECB)、電動スタビライザ(STB)などの高圧系負荷の突発的な動作により、高圧系負荷の消費電力が増大して高圧系電源の充電量が低下した場合に低圧系電源から高圧系電源にDC/DCコンバータにより電力を供給すると、今度は低圧系電源の電圧降下が大きくなるという問題が生じる。   However, in such a power supply device, the power consumption of the high-voltage load is caused by a sudden operation of the high-voltage load such as an electric power steering device (EPS), an electronically controlled brake system (ECB), or an electric stabilizer (STB). When power is supplied from the low-voltage power supply to the high-voltage power supply by the DC / DC converter when the charging amount of the high-voltage power supply decreases, there arises a problem that the voltage drop of the low-voltage power supply becomes large.

低圧系電源の電圧降下が大きくなるとヘッドライトや室内灯などのLEDでないバルブ系ランプが明滅する等の不具合が生じるが、これを防止するために、低圧系電源に並列に接続されるオルタネータの発電量を増やすと、エンジンの負荷が大きくなりすぎてエンジンストールにいたるおそれがある。   If the voltage drop of the low-voltage power supply becomes large, problems such as the flashing of bulb-type lamps such as headlights and interior lights will occur. To prevent this, power generation by an alternator connected in parallel to the low-voltage power supply If the amount is increased, the engine load may become too large, leading to an engine stall.

本発明は、上記問題に鑑み、高圧系負荷の消費電流が増大して、高圧系電源の充電量が低下した場合に、低圧系電源から高圧系電源に電力を供給しても、低圧系電源の電圧降下が大きくなることを抑制することができる電力供給装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a low-voltage power supply even when power is supplied from the low-voltage power supply to the high-voltage power supply when the current consumption of the high-voltage load increases and the charge amount of the high-voltage power supply decreases. It aims at providing the electric power supply apparatus which can suppress that the voltage drop of becomes large.

上記の問題を解決するため、本発明に係る電力供給装置は、低圧系負荷に電力を供給する低圧系電源と、高圧系負荷に電力を供給する高圧系電源と、前記低圧系電源と前記高圧系電源とを電力授受可能に接続するDC/DCコンバータと、前記高圧系電源の充電量が第一の所定量以下の場合に前記低圧系電源から前記高圧系電源に電力を供給するように前記DC/DCコンバータを制御する制御手段とを備える電力供給装置であって、
前記高圧系電源が放電する場合に、前記制御手段が前記DC/DCコンバータの出力電流を所定値に制限することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a power supply device according to the present invention includes a low-voltage power supply that supplies power to a low-voltage load, a high-voltage power supply that supplies power to a high-voltage load, the low-voltage power supply, and the high-voltage power supply. A DC / DC converter for connecting a system power supply so as to be able to transmit and receive power, and a power supply from the low voltage system power supply to the high voltage system power supply when the charge amount of the high voltage system power supply is equal to or less than a first predetermined amount. A power supply device comprising a control means for controlling a DC / DC converter,
When the high-voltage power supply is discharged, the control means limits the output current of the DC / DC converter to a predetermined value.

ここで、前記高圧系電源の充電量が当該高圧系電源のみで前記高圧系負荷に電力供給可能でない場合には、前記高圧系負荷への電力供給を優先させるために、前記高圧系電源の充電量が第二の所定量以下である場合には、前記制御手段がDC/DCコンバータの出力電流の制限を行わない。前記第二の所定量は前記第一の所定量よりも小さい値とする。   Here, when the amount of charge of the high-voltage system power supply cannot be supplied to the high-voltage system load only by the high-voltage system power supply, the high-voltage system power supply is charged in order to give priority to the power supply to the high-voltage system load. If the amount is less than or equal to the second predetermined amount, the control means does not limit the output current of the DC / DC converter. The second predetermined amount is smaller than the first predetermined amount.

ここで、前記DC/DCコンバータの出力電流の制限をより簡易な制御で行うために、前記所定値を前記放電の直前の高圧系電源の充電電流値とするように前記制御手段が前記DC/DCコンバータをフィードバック制御することが好ましい。   Here, in order to limit the output current of the DC / DC converter with simpler control, the control means sets the DC / DC converter so that the predetermined value is the charging current value of the high-voltage power supply immediately before the discharging. It is preferable to feedback control the DC converter.

本発明によれば、高圧系負荷の消費電力が増大して、高圧系電源の充電量が低下した場合に、低圧系電源から高圧系電源に電力を供給しても、低圧系電源の電圧降下が大きくなることを抑制することができる。   According to the present invention, when the power consumption of the high voltage system load increases and the charge amount of the high voltage system power supply decreases, even if power is supplied from the low voltage system power supply to the high voltage system power supply, the voltage drop of the low voltage system power supply Can be prevented from becoming large.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係る電力供給装置の一実施例を示す回路図である。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a power supply apparatus according to the present invention.

本実施例の電力供給装置1は、低圧系負荷2に電力を供給する低圧系電源としての第1バッテリ3と、高圧系負荷4に電力を供給する高圧系電源としての第2バッテリ5と、第1バッテリ3と第2バッテリ5とを電力授受可能に接続するDC/DCコンバータ6と、第2バッテリ5のみで高圧系負荷4に電力供給可能でない場合に第1バッテリ3から第2バッテリ5に電力を供給するようにDC/DCコンバータ6を制御する制御手段としてのECU7とを備える。加えて、リチウム電池5の充放電電流、電圧、温度をそれぞれ検知する電流センサ8a、電圧センサ8b、温度センサ8cを備え、これらのセンサはECU7に接続され、第1バッテリ3の正極側には図示しないエンジンにより駆動されるオルタネータ9の正極側が接続される。   The power supply apparatus 1 according to the present embodiment includes a first battery 3 as a low-voltage power supply that supplies power to the low-voltage load 2, a second battery 5 as a high-voltage power supply that supplies power to the high-voltage load 4, The DC / DC converter 6 that connects the first battery 3 and the second battery 5 so as to be able to exchange power, and the first battery 3 to the second battery 5 when the second battery 5 alone cannot supply power to the high-voltage load 4. And an ECU 7 as a control means for controlling the DC / DC converter 6 so as to supply electric power. In addition, a current sensor 8a, a voltage sensor 8b, and a temperature sensor 8c for detecting the charging / discharging current, voltage, and temperature of the lithium battery 5 are provided. These sensors are connected to the ECU 7 and are connected to the positive electrode side of the first battery 3. A positive electrode side of an alternator 9 driven by an engine (not shown) is connected.

低圧系電源としての第1バッテリ3は例えば周知のPbバッテリなどの充電可能な電源により構成され、低圧系負荷2に電力を供給するとともに、図示しないエンジンが駆動している期間はオルタネータ9により充電される。高圧系電源としての第2バッテリ5は例えば充電性能に優れ、充電量等の状態検出が容易なリチウム電池等の二次電池で構成される。もちろん低圧側電源および高圧側電源は充電可能な電源であればよくこの組み合わせには限定されない。特に高圧側電源はキャパシタや電解二重層キャパシタとすることも可能である。   The first battery 3 as a low-voltage system power source is configured by a rechargeable power source such as a well-known Pb battery, for example, and supplies power to the low-voltage system load 2 and is charged by the alternator 9 while the engine (not shown) is driven. Is done. The second battery 5 as the high-voltage power supply is composed of a secondary battery such as a lithium battery that is excellent in charging performance and easy to detect the state of charge, for example. Of course, the low voltage side power source and the high voltage side power source are not limited to this combination as long as they can be charged. In particular, the high-voltage power supply can be a capacitor or an electrolytic double layer capacitor.

また、DC/DCコンバータ6は例えば図示しないチョークコイルとスイッチング素子を組み合わせた周知の構成とし、低圧系電源から高圧系電源へ電力を供給する場合にその出力電流および出力電圧は、チョークコイルの充電時間と放電時間との比率、それらの交互の繰返し周期を変化させることにより制御される。   Further, the DC / DC converter 6 has a well-known configuration in which, for example, a choke coil (not shown) and a switching element are combined, and when power is supplied from the low voltage system power source to the high voltage system power source, the output current and output voltage are charged to the choke coil. It is controlled by changing the ratio of time to discharge time and their alternating repetition period.

電流センサ8a、電圧センサ8b、温度センサ8cにより検知された、第2バッテリ5の充放電電流、電圧、温度の信号はECU7に入力され、これらの第2バッテリ5の充放電電流、電圧、温度をパラメータとしてECU7が第2バッテリ5の充電量を演算し、その充電量が第一の所定量以下である場合には、第2バッテリ5のみで高圧系負荷4に電力供給可能でないと判断し、ECU7は低圧系電源である第1バッテリ3から高圧系電源である第2バッテリ5に電力を供給するようにDC/DCコンバータ6を制御する。その状態において、電流センサ8aが高圧系電源としての第2バッテリ5の放電を検知する場合に、ECU7がDC/DCコンバータ6の出力電流を所定値に制限する。   The charge / discharge current, voltage, and temperature signals of the second battery 5 detected by the current sensor 8a, voltage sensor 8b, and temperature sensor 8c are input to the ECU 7, and the charge / discharge current, voltage, and temperature of these second batteries 5 are input. The ECU 7 calculates the charge amount of the second battery 5 using the above as a parameter, and if the charge amount is equal to or less than the first predetermined amount, the ECU 7 determines that the second battery 5 alone cannot supply power to the high-voltage load 4. The ECU 7 controls the DC / DC converter 6 so as to supply electric power from the first battery 3 which is a low-voltage power supply to the second battery 5 which is a high-voltage power supply. In this state, when the current sensor 8a detects the discharge of the second battery 5 as the high-voltage power supply, the ECU 7 limits the output current of the DC / DC converter 6 to a predetermined value.

これによれば、EPS等の高圧系負荷4の消費電力が増大して、高圧系電源としての第2バッテリ5の充電量が低下した場合に、低圧系電源としての第1バッテリ3から第2バッテリ5にDC/DCコンバータ6により電力を供給しても、DC/DCコンバータ6の出力電流が所定値に制限されるため、低圧系電源である第1バッテリ3の電圧降下が大きくなることを抑制することができる。   According to this, when the power consumption of the high voltage system load 4 such as EPS increases and the amount of charge of the second battery 5 as the high voltage system power supply decreases, the second battery 5 from the first battery 3 as the low voltage system power supply decreases. Even if power is supplied to the battery 5 by the DC / DC converter 6, the output current of the DC / DC converter 6 is limited to a predetermined value, so that the voltage drop of the first battery 3, which is a low-voltage power supply, increases. Can be suppressed.

ここで、前述したように、所定値を放電の直前の高圧系電源5の充電電流値とするようにECU7がDC/DCコンバータ6をフィードバック制御することが好ましい。これによれば以下に述べるように、より簡易な制御で本発明を実施することができる他、低圧系電源およびオルタネータの状態を検知してフィードバック制御することに比べて、以下に述べるように制御性能を高めることができる。   Here, as described above, it is preferable that the ECU 7 feedback-controls the DC / DC converter 6 so that the predetermined value becomes the charging current value of the high-voltage power supply 5 immediately before discharging. According to this, as will be described below, the present invention can be implemented with simpler control, and the control is performed as described below as compared with the feedback control by detecting the state of the low-voltage power supply and the alternator. Performance can be increased.

以下に上述した本発明に係る電源供給装置の実現する具体的な制御結果について図を用いて説明する。図2は本発明に係る電力供給装置の各電流波形を示すタイムチャートである。図2中においてDC/DCコンバータはDDCと表記している。   Hereinafter, specific control results realized by the above-described power supply apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a time chart showing each current waveform of the power supply apparatus according to the present invention. In FIG. 2, the DC / DC converter is denoted as DDC.

時間αにおいて、高圧系電源としての第2バッテリ5の充電量が第一の所定量以下となると、ECU7の制御によりDC/DCコンバータ6により第1バッテリ3から第2バッテリ5に電力を供給し始める。第2バッテリ5の充電がすすむにつれて、第2バッテリ充電電流10は小さくなりそれに対応して、DC/DCコンバータ6の出力電流12が第2バッテリ充電電流とイコールとなるようにECU7がDC/DCコンバータ6をフィードバック制御する。   When the charge amount of the second battery 5 as the high-voltage power supply becomes equal to or less than the first predetermined amount at time α, power is supplied from the first battery 3 to the second battery 5 by the DC / DC converter 6 under the control of the ECU 7. start. As the charging of the second battery 5 proceeds, the second battery charging current 10 decreases, and accordingly, the ECU 7 controls the DC / DC so that the output current 12 of the DC / DC converter 6 becomes equal to the second battery charging current. The converter 6 is feedback controlled.

時間βにおいて、高圧系負荷4が動作し始め、第2バッテリ5の放電が始まる。これと同時に、DC/DCコンバータ6の出力電流を、放電の直前の第2バッテリ5の充電電流とイコールとなるようにECU7がDC/DCコンバータ6を制御し、DC/DCコンバータの出力電流の電流制限を行う。この電流制限は高圧系負荷4の動作が終了する時間γまで継続し、時間βから時間γまで電流制限値は固定される。   At time β, the high-voltage load 4 starts to operate, and the discharge of the second battery 5 starts. At the same time, the ECU 7 controls the DC / DC converter 6 so that the output current of the DC / DC converter 6 becomes equal to the charging current of the second battery 5 immediately before discharging, and the output current of the DC / DC converter is Perform current limit. This current limitation continues until time γ when the operation of the high-voltage load 4 ends, and the current limit value is fixed from time β to time γ.

時間γにおいて、高圧系負荷4が動作を終了して、第2バッテリの放電電流が充電電流に切り替わると、電流制限値を徐々に増加させるようにECU7がDC/DCコンバータ6を制御し、第2バッテリ5の充電電流が頭打ちとなる時間δまで電流制限値を徐々に増加させる。ここで、電流制限値を徐々に増加させるのは、時間γから時間δまでの間においても、第1バッテリ3の電圧低下を抑制するためである。時間δ以降は第2バッテリ5の充電がすすむにつれて、第2バッテリ5の充電電流はDC/DCコンバータ6の出力電圧を一定に制御していることに起因して徐々に減少し、これに伴い、DC/DCコンバータ6の出力電流も第2バッテリ5の充電電流とイコールとなるようにフィードバック制御されて徐々に減少する。   At time γ, when the high voltage system load 4 ends its operation and the discharge current of the second battery is switched to the charging current, the ECU 7 controls the DC / DC converter 6 so as to gradually increase the current limit value. (2) The current limit value is gradually increased until the time δ when the charging current of the battery 5 reaches a peak. Here, the reason why the current limit value is gradually increased is to suppress the voltage drop of the first battery 3 even from the time γ to the time δ. After the time δ, as the charging of the second battery 5 progresses, the charging current of the second battery 5 gradually decreases due to the constant control of the output voltage of the DC / DC converter 6. The output current of the DC / DC converter 6 is also subjected to feedback control so as to be equal to the charging current of the second battery 5 and gradually decreases.

以下に上述した制御結果を実現するフローチャートを用いて説明する。図3は本発明に係る電力供給装置の制御内容を示すフローチャートである。図3中においてもDC/DCコンバータはDDCと表記している。   This will be described below with reference to a flowchart for realizing the control result described above. FIG. 3 is a flowchart showing the control contents of the power supply apparatus according to the present invention. In FIG. 3, the DC / DC converter is represented as DDC.

S1において、電流センサ8a、電圧センサ8b、温度センサ8cがそれぞれ第2バッテリ5の充放電電流、電圧、温度を検知し、これらのパラメータに基づきECU7が第2バッテリ5の充電量を演算してその状態を検知し、S2においてECU7がその充電量を第二の所定量と比較して第2バッテリ5のみで高圧系負荷に電力供給可能かどうかを判定する。充電量が第二の所定量よりも大きく電力供給可能であると判定される場合はS3にすすみ、S3において、DC/DCコンバータ6の出力電流の電流制限値の初期値を第2バッテリ5の放電直前の充電電流値とイコールとなるようにECU7がDC/DCコンバータ6を制御する。S2において充電量が第二の所定量よりも小さく電力供給可能でないと判定される場合には、S10にすすみ、DC/DCコンバータ6の出力電流の電流制限は行わない。この場合は、高圧系負荷への電力供給を優先して、低圧系電源の電圧降下を逆に許容することになる。   In S1, the current sensor 8a, the voltage sensor 8b, and the temperature sensor 8c detect the charge / discharge current, voltage, and temperature of the second battery 5, respectively, and the ECU 7 calculates the charge amount of the second battery 5 based on these parameters. The state is detected, and in S2, the ECU 7 compares the amount of charge with a second predetermined amount, and determines whether or not the second battery 5 can supply power to the high-voltage load. If it is determined that the amount of charge is larger than the second predetermined amount and power can be supplied, the process proceeds to S3. In S3, the initial value of the current limit value of the output current of the DC / DC converter 6 is set to the value of the second battery 5. The ECU 7 controls the DC / DC converter 6 so as to be equal to the charging current value immediately before discharging. If it is determined in S2 that the charge amount is smaller than the second predetermined amount and power cannot be supplied, the process proceeds to S10, and the current limitation of the output current of the DC / DC converter 6 is not performed. In this case, priority is given to power supply to the high-voltage load, and the voltage drop of the low-voltage power supply is allowed in reverse.

S3およびS10が終了すると、S4にすすみ、再びECU7が第2バッテリ5の状態(充放電電流、電圧、温度、これらより計算される充電量)を検知し、S2において充電量に基づき第2バッテリ5のみで高圧系負荷4に電力供給可能かどうかを判定する。充電量が第二の所定量よりも大きく電力供給可能であると判定される場合はS6にすすみ、充電量が第二の所定量以下で電力供給可能でないと判定される場合はS11にすすみ、DC/DCコンバータ6の出力電流の電流制限は行わない。   When S3 and S10 are completed, the process proceeds to S4, where the ECU 7 again detects the state of the second battery 5 (charge / discharge current, voltage, temperature, and the charge amount calculated from these), and in S2, the second battery is based on the charge amount. Whether or not it is possible to supply power to the high-voltage load 4 with only 5 is determined. If it is determined that the amount of charge is greater than the second predetermined amount and power can be supplied, the process proceeds to S6. If it is determined that the amount of charge is less than the second predetermined amount and power cannot be supplied, the process proceeds to S11. The output current of the DC / DC converter 6 is not limited.

S6において、第2バッテリ5が充電中であるかどうかがECU7により判定され、充電中であればS7にすすみ、充電中でなければS12にすすむ。さらにS7において所定のサンプリング周期で検出される第2バッテリ5の充放電電流の前回値が充電電流であるかどうかの判定がECU7によりなされ、充電電流であれば、S8にすすみ、DC/DCコンバータ6の出力電流の電流制限値を、第2バッテリ5の充電電流に所定付加値εを加えた値とする。第2バッテリの充放電電流の前回値が充電電流でない場合は、S12にすすむ。   In S6, it is determined by the ECU 7 whether the second battery 5 is being charged. If the battery is being charged, the process proceeds to S7, and if not, the process proceeds to S12. Further, the ECU 7 determines whether or not the previous value of the charging / discharging current of the second battery 5 detected at a predetermined sampling period in S7 is a charging current. If it is a charging current, the process proceeds to S8, and the DC / DC converter 6 is a value obtained by adding a predetermined additional value ε to the charging current of the second battery 5. If the previous value of the charge / discharge current of the second battery is not the charge current, the process proceeds to S12.

つまり、S6において第2バッテリ5が放電中であると判定される場合、および、S7において所定のサンプリング周期で検出される第2バッテリ5の充放電電流の前回値が充電電流でないと判定される場合には、S12においてDC/DCコンバータ6の出力電流は第2バッテリの充放電電流の前回値に固定される。   That is, when it is determined in S6 that the second battery 5 is discharging, and in S7, it is determined that the previous value of the charging / discharging current of the second battery 5 detected at a predetermined sampling period is not a charging current. In this case, in S12, the output current of the DC / DC converter 6 is fixed to the previous value of the charge / discharge current of the second battery.

S11、S12、S8のいずれかの処理を終了し、S9においてイグニッションキーがオフであると判定されると制御は終了し、イグニッションキーがオフでない場合は、S4に戻って再び第2バッテリ5のみで高圧系負荷4に電力供給可能かがECU7により判定される。その後、S5、S6、S7の判定に基づき制御ループが構成される。   When the process of any of S11, S12, and S8 is finished and it is determined in S9 that the ignition key is off, the control is finished. If the ignition key is not off, the process returns to S4 and only the second battery 5 is returned again. Thus, the ECU 7 determines whether power can be supplied to the high-voltage load 4. Thereafter, a control loop is configured based on the determinations of S5, S6, and S7.

これらの処理を図2に示したタイムチャートに当てはめると、時間αから時間βまでは図3に示すS5において第2バッテリ5のみで高圧系負荷4に電力供給可能でないと判定されるのでS11の処理が実行されて、DC/DCコンバータ6は出力電流の電流制限を行わず、第2バッテリ5は充電される。   When these processes are applied to the time chart shown in FIG. 2, since it is determined that power cannot be supplied to the high voltage system load 4 only by the second battery 5 in S5 shown in FIG. The process is executed, the DC / DC converter 6 does not limit the output current, and the second battery 5 is charged.

時間βの瞬間にはS5において第2バッテリ5のみで高圧系負荷4に電力供給可能であると判定されるとともに、S6において第2バッテリ5が充電中であると判定され、かつ、S7において第2バッテリ5の充放電電流の前回値が充電電流であると判定されるので、S8の処理が実行され、DC/DCコンバータ6の出力電流の電流制限値は第2バッテリ5の充電電流に所定付加値εを加えた値とされる。   At the instant of time β, it is determined in S5 that only the second battery 5 can supply power to the high voltage system load 4, it is determined in S6 that the second battery 5 is being charged, and in S7, the second battery 5 is being charged. 2 Since it is determined that the previous value of the charge / discharge current of the battery 5 is the charge current, the process of S8 is executed, and the current limit value of the output current of the DC / DC converter 6 is set to the charge current of the second battery 5. The added value ε is added.

時間βより後から時間γまでは、S5において第2バッテリ5のみで高圧系負荷4に電力供給可能であると判定されるとともに、S6において第2バッテリ5が充電中でないと判定されるので、図3に示すS12の処理が実行され、DC/DCコンバータ6の出力電流の電流制限値は前回の電流制限値に固定される。   From time β to time γ, it is determined in S5 that power can be supplied to the high voltage system load 4 only by the second battery 5, and in S6, it is determined that the second battery 5 is not being charged. The process of S12 shown in FIG. 3 is executed, and the current limit value of the output current of the DC / DC converter 6 is fixed to the previous current limit value.

時間γから時間δまではS5において第2バッテリ5のみで高圧系負荷4に電力供給可能であると判定されるとともに、S6において第2バッテリ5が充電中であると判定され、かつ、S7において第2バッテリ5の充放電電流の前回値が充電電流であると判定されるので、図3に示すS8の処理が実行され、DC/DCコンバータ6の出力電流の電流制限値は第2バッテリ5の充電電流に所定付加値εを加えた値とされることが繰り返し行われて、DC/DCコンバータ6の出力電流は徐々に増加する。時間γから時間δにおいて、出力電流を徐々に増加させることにより、この期間においても低圧系電源の電圧降下を抑制することができる。   From time γ to time δ, it is determined in S5 that only the second battery 5 can supply power to the high-voltage system load 4, and it is determined in S6 that the second battery 5 is being charged, and in S7 Since it is determined that the previous value of the charge / discharge current of the second battery 5 is the charge current, the process of S8 shown in FIG. 3 is executed, and the current limit value of the output current of the DC / DC converter 6 is the second battery 5. The charging current is repeatedly set to a value obtained by adding the predetermined additional value ε, and the output current of the DC / DC converter 6 gradually increases. By gradually increasing the output current from time γ to time δ, the voltage drop of the low-voltage power supply can be suppressed even during this period.

このように、高圧系電源である第2バッテリ5の充放電電流によりDC/DCコンバータ6の出力電流をフィードバック制御して、第2バッテリ5が放電している間は、DC/DCコンバータの出力電流を第2バッテリ5が放電する直前の充電電流値(所定値)として電流制限することにより、図2に示した制御結果が実現される。これによれば、低圧系電源である第1バッテリおよびオルタネータ9の状態を検知してフィードバック制御を行うことに比較して、第1バッテリ3およびオルタネータ9の故障のタイミングが予測できないことに起因して、第1バッテリ3およびオルタネータ9が故障してからDC/DCコンバータ6の出力電流の制限を行っても、ECU7内の処理時間通信遅延を想定すると制御が間に合わなくなるという不具合をも廃することができる。   In this way, the output current of the DC / DC converter 6 is feedback controlled by the charge / discharge current of the second battery 5 which is a high-voltage power supply, and the output of the DC / DC converter is output while the second battery 5 is discharged. By limiting the current as a charging current value (predetermined value) immediately before the second battery 5 is discharged, the control result shown in FIG. 2 is realized. This is because the failure timing of the first battery 3 and the alternator 9 cannot be predicted as compared with the case where the feedback control is performed by detecting the state of the first battery and the alternator 9 as the low-voltage power supply. Thus, even if the output current of the DC / DC converter 6 is limited after the first battery 3 and the alternator 9 have failed, the problem that the control is not in time when the processing time communication delay in the ECU 7 is assumed is eliminated. Can do.

また、DC/DCコンバータ6の電流制限を行わない期間(高圧系負荷4が動作せず第2バッテリ5が放電しない期間)においても、第2バッテリ5の充放電電流によりDC/DCコンバータ6をフィードバック制御することにより、電流制限を行わない期間においても、低圧系電源である第1バッテリ3から持ち出される電力を最低限のものとして、低圧系電源の電圧降下が大きくなることを抑制することができる。   Further, the DC / DC converter 6 is controlled by the charge / discharge current of the second battery 5 even during a period when the current limitation of the DC / DC converter 6 is not performed (a period when the high-voltage system load 4 does not operate and the second battery 5 is not discharged). By performing feedback control, it is possible to suppress an increase in the voltage drop of the low-voltage power supply by minimizing the power taken out from the first battery 3 that is the low-voltage power supply even during a period when current limitation is not performed. it can.

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、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および置換を加えることができる。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions are made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. be able to.

本発明は、低圧系電源と高圧系電源とを組み合わせた二電源系統の電力供給装置に関するものであり、前述したEPSやECB、STBなどの高圧系負荷が装備される車両に適用して効果的なものであり、比較的軽微な装置の追加および制御内容の変更により低圧系電源の電圧降下を抑制する効果が得られるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用可能なものである。もちろん高圧系負荷としてインバータおよび発電電動機を備ええるハイブリッド車にも適用可能である。   The present invention relates to a power supply device of a dual power supply system that combines a low-voltage power supply and a high-voltage power supply, and is effective when applied to a vehicle equipped with the above-described high-voltage load such as EPS, ECB, and STB. It can be applied to various vehicles such as passenger cars, trucks, buses, etc., because the effect of suppressing the voltage drop of the low-voltage power supply can be obtained by adding relatively minor devices and changing the control contents. . Of course, the present invention can also be applied to a hybrid vehicle that can include an inverter and a generator motor as a high-voltage load.

本発明に係る電力供給装置の一実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows one Example of the electric power supply apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電力供給装置の各電流波形を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows each current waveform of the electric power supply apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電力供給装置の制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content of the electric power supply apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 電力供給装置
2 低圧系負荷
3 第1バッテリ
4 高圧系負荷
5 第2バッテリ
6 DC/DCコンバータ
7 ECU
8a 電流センサ
8b 電圧センサ
8c 温度センサ
9 オルタネータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power supply apparatus 2 Low voltage system load 3 1st battery 4 High voltage system load 5 2nd battery 6 DC / DC converter 7 ECU
8a Current sensor 8b Voltage sensor 8c Temperature sensor 9 Alternator

Claims (3)

低圧系負荷に電力を供給する低圧系電源と、高圧系負荷に電力を供給する高圧系電源と、前記低圧系電源と前記高圧系電源とを電力授受可能に接続するDC/DCコンバータと、前記高圧系電源の充電量が第一の所定量以下の場合に前記低圧系電源から前記高圧系電源に電力を供給するように前記DC/DCコンバータを制御する制御手段とを備える電力供給装置であって、
前記高圧系電源が放電する場合に、前記制御手段が前記DC/DCコンバータの出力電流を所定値に制限することを特徴とする電力供給装置。
A low-voltage system power source that supplies power to the low-voltage system load; a high-voltage system power source that supplies power to the high-voltage system load; a DC / DC converter that connects the low-voltage system power source and the high-voltage system power source so as to be able to exchange power; And a control means for controlling the DC / DC converter so as to supply electric power from the low-voltage power supply to the high-voltage power supply when a charge amount of the high-voltage power supply is equal to or less than a first predetermined amount. And
When the high-voltage power supply is discharged, the control means limits the output current of the DC / DC converter to a predetermined value.
前記高圧系電源の充電量が第二の所定量以下である場合には、前記制御手段がDC/DCコンバータの出力電流の制限を行わないことを特徴とする請求項1に記載の電力供給装置。   2. The power supply device according to claim 1, wherein when the charge amount of the high-voltage power supply is equal to or less than a second predetermined amount, the control unit does not limit the output current of the DC / DC converter. . 前記所定値を前記放電の直前の高圧系電源の充電電流値とするように前記制御手段が前記DC/DCコンバータをフィードバック制御することを特徴とする請求項1または2に記載の電力供給装置。   3. The power supply apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs feedback control of the DC / DC converter so that the predetermined value is a charging current value of a high-voltage power supply immediately before the discharge.
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