JP2018117434A - 車載用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力側に接続される負荷のインピーダンスをより正確に反映して、フィードバック制御に用いるゲインを設定し得る車載用電源装置を提供する。【解決手段】車載用電源装置１において、ゲイン変更部１５ｂは、目標値設定部１９が第１目標値に設定しているときの電圧検出部１２の検出値である第１電圧値及び電流検出部１１の検出値である第１電流値と、目標値設定部１９が第２目標値に設定しているときの電圧検出部１２の検出値である第２電圧値及び電流検出部１１の検出値である第２電流値と、に基づき、演算部１５で用いるゲインを設定変更する。【選択図】図２

Description

本発明は、車載用電源装置に関するものである。

従来から、定電圧出力する電源回路として、検出した出力電流の電流値と目標値との偏差に基づき、予め設定されたゲインに従って操作量を算出し、この算出した操作量に基づいて出力電圧を目標値に近づけるフィードバック制御を行う構成が知られている。例えば、特許文献１のスイッチング電源回路は、検出電流値と目標電流値との偏差をそれぞれ個別に比例演算（ＰゲインＫｐ）、積分演算（ＩゲインＫｉ）、及び微分演算（ＤゲインＫｄ）したものを加え合わせて操作量とするＰＩＤ演算が行われる。また、ＰＩＤ演算した操作量は、ＰＷＭ信号に変換され、スイッチング回路は、その変換されたＰＷＭ信号に基づき、入力された電力を電力変換して定電流出力する。

この特許文献１のスイッチング電源回路は、ＰＩＤ演算部を備えたプロセッサの処理負荷量を検出し、検出した処理負荷量に基づき、ゲイン変更部によってＰＩＤ演算に係るゲインを変更する構成となっている。

特開２０１６−１４６７３２号公報

ところで、ＰＩＤ演算方式を用いてフィードバック演算を行い、電源装置の出力を目標値に近づけるように制御を行う場合、出力側に接続された負荷のインピーダンスに合わせた適正なゲインを設定すれば、より適切な制御を行うことができるものと考えられる。この方法を採用するためには、電源装置の動作時に負荷のインピーダンスがどの程度であるかを実測できることが望ましいといえる。

しかし、電源装置の出力側にはバッテリなどが出力される場合もあるため、単純に電源装置の出力電流と出力電圧とを測定してオームの法則によってインピーダンスを算出しても、正確なインピーダンスを導出することは困難となる。

本発明は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、出力側に接続される負荷のインピーダンスをより正確に反映して、フィードバック制御に用いるゲインを設定し得る車載用電源装置を提供することを目的とする。

本発明の一例である車載用電源装置は、
第１導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して第２導電路に印加する電圧変換部と、
前記第２導電路の電圧を検出する電圧検出部と、
前記第２導電路の電流を検出する電流検出部と、
前記電圧変換部から前記第２導電路に出力する出力電流の目標値を、少なくとも第１目標値又は第２目標値に切り替えて設定する目標値設定部と、
前記電流検出部が検出した電流値と前記目標値設定部によって設定された目標値との偏差及び設定されたゲインに基づいて前記出力電流を目標値に近づけるための操作量を算出する処理を、繰り返し行う演算部と、
前記演算部が前記操作量を算出したときに前記操作量に応じた制御信号を前記電圧変換部に出力する制御部と、
前記目標値設定部が前記第１目標値に設定しているときの前記電圧検出部の検出値である第１電圧値と、前記目標値設定部が前記第２目標値に設定しているときの前記電圧検出部の検出値である第２電圧値と、前記第１目標値又は前記目標値設定部が前記第１目標値に設定しているときの前記電流検出部の検出値のいずれかである第１電流値と、前記第２目標値又は前記目標値設定部が前記第２目標値に設定しているときの前記電流検出部の検出値のいずれかである第２電流値とに基づき、前記演算部で用いる前記ゲインを設定変更するゲイン変更部と、
を備える。

上記車載用電源装置において、第１電流値と第２電流値の差と、それぞれの電流値に制御しているときの各電圧値の差（第１電圧値と第２電圧値との差）とが得られれば、それらの値は、車載用電源装置が実際に動作している時の出力側の負荷（第２導電路又はこれに接続された負荷）のインピーダンスを高精度に推定し得る値となる。よって、これらの値に基づいて演算部で用いるゲインを設定すれば、出力側の負荷のインピーダンスをより正確に反映してフィードバック制御に用いるゲインを設定することができる。

図１は、実施例１の車載用電源装置の使用形態を概略的に示すブロック図である。 図２は、図１の車載用電源装置を概略的に示すブロック図である。 図３は、図２の演算部の内部構成例を概略的に示すブロック図である。 図４は、図１の車載用電源装置の動作例を示すフローチャートである。 図５は、図１の車載用電源装置におけるインピーダンス測定動作時のタイミングチャートである。 図６は、図５のタイミングチャートの各測定タイミングにおける出力電流及び出力電圧の測定結果の例を示す説明図である。

ここで、発明の望ましい例を示す。

第１電流値は、目標値設定部が第１目標値に設定しているときの電流検出部の検出値であってもよい。第２電流値は、目標値設定部が第２目標値に設定しているときの電流検出部の検出値であってもよい。

この車載用電源装置は、第１電流値及び第２電流値として、電流検出部による検出値、即ち、車載用電源装置の動作時に実際に測定された出力側の各電流値を用いることができる。例えば、第１電流値は、第１電圧値が得られるときの実際の電流値を高精度に示す値であり、第２電流値は、第２電圧値が得られるときの実際の電流値を高精度に示す値である。よって、これらの値を用いれば、車載用電源装置が実際に動作しているときのインピーダンスをより正確に反映し得る方法で、フィードバック制御に用いるゲインを設定することができる。

目標値設定部は、出力電流の目標値を第１目標値に設定している場合において所定の検査期間が到来したときに出力電流の目標値を第２目標値に切り替え、検査期間の到来後に第１目標値に切り替えるように動作し、ゲイン変更部は、検査期間前に目標値設定部によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部の検出値と、検査期間後に目標値設定部によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部の検出値との差が所定値以上である場合にゲインの設定変更を行わない構成であってもよい。

この車載用電源装置において、検査期間前に目標値設定部によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部の検出値と、検査期間後に目標値設定部によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部の検出値との差が所定値以上となる場合、検査期間前と後で第２導電路又はこれに接続された負荷のインピーダンスに変動が生じている可能性が高い。このような場合、第１電流値、第２電流値、第１電圧値、第２電圧値によってインピーダンスが推定できない可能性が高くなる。つまり、第１電流値、第２電流値、第１電圧値、第２電圧値がインピーダンスを反映した関係になっていない可能性がある。よって、このような場合にゲインの設定変更を行わないようにすれば、負荷のインピーダンスに基づかない設定変更を防ぐことができる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１について説明する。
図１で示す車載用電源装置１は、車両に搭載されており、図示しないエンジンに連動してオルタネータ（交流発電機）４が発電し整流した電力を与えられ、与えられた電力を目標電圧（例えば１３Ｖ）又は目標電流に電力変換して定電圧出力又は定電流出力する。車載用電源装置１が出力した電力は、負荷７に与えられると共に、蓄電装置８に充電される。

オルタネータ４が発電し整流した電力は、車載用電源装置１に与えられる一方、負荷５にも与えられ、また、バッテリ６に充電される。
車載用電源装置１は、マイクロコンピュータ２と、電圧変換部３と、を備えている。この電圧変換部３は、車載用電源装置１の上流側の第１導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して下流側の第２導電路に印加する。具体的には、マイクロコンピュータ２に制御された電圧変換部３が、入力された電力をスイッチング素子を用いて電力変換し、平滑して定電流出力又は定電圧出力する。

図２は、図１の車載用電源装置１を概略的に示すブロック図である。
この車載用電源装置１は、電圧変換部３、電流検出部１１、電圧検出部１２、電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３、電流制御・電圧制御調停部１４、演算部１５、インピーダンス算出部１５ａ、ゲイン変更部１５ｂ、スイッチング周波数出力部１６、制御部１６ｂ、演算周波数出力部１７、処理負荷検出部１７ｂ、加え合わせ点１８及び目標値設定部１９を備えている。これらの内、電圧変換部３、電流検出部１１及び電圧検出部１２以外は、マイクロコンピュータ（プロセッサ）２内の機能ブロックで表現されている。

電流検出部１１は、電圧変換部３がスイッチングして電力変換し平滑して定電流出力又は定電圧出力した電力の電流値を検出し、電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３、電流制御・電圧制御調停部１４及びスイッチング周波数出力部１６にそれぞれ与える。
電圧検出部１２は、電圧変換部３がスイッチングして電力変換し平滑して定電流出力又は定電圧出力した電力の電圧値を検出し、電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３及び電流制御・電圧制御調停部１４にそれぞれ与える。

電流制御・電圧制御調停部１４は、電流検出部１１及び電圧検出部１２からそれぞれ与えられた電流値及び電圧値と、目標値設定部１９から与えられた目標電流値及び目標電圧値との高低関係に基づき、電流制御又は電圧制御を選択する。次いで、その選択結果を示す選択信号を電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３、演算部１５及び目標値設定部１９に与える。
電流制御・電圧制御調停部１４は、車載用電源装置１が出力電流値及び出力電圧値が目標電流値及び目標電圧値を超えないように制御しており、例えば、出力電圧値が目標電圧値より十分低いときは、電流制御を主として選択する。

電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３は、電流検出部１１及び電圧検出部１２からそれぞれ与えられた電流値及び電圧値の内、選択信号が電流制御を選択しているときは電流値を、選択信号が電圧制御を選択しているときは電圧値を選択し加え合わせ点１８に与える。
目標値設定部１９は、外部から設定された目標電流値及び目標電圧値を記憶しており、記憶している目標電流値及び目標電圧値を電流制御・電圧制御調停部１４に与える。

目標値設定部１９は、また、電流制御・電圧制御調停部１４から与えられた選択信号が、電流制御を示すときは目標電流値を、電圧制御を示すときは目標電圧値を、加え合わせ点１８に与える。
加え合わせ点１８は、目標値設定部１９から与えられた目標電流値又は目標電圧値と、電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３から与えられた電流値又は電圧値との偏差を演算し、演算部１５に与える。

スイッチング周波数出力部１６は、電流検出部１１から与えられる電流値に対応するスイッチング周波数を記憶したテーブル１６ａを有しており、与えられた電流値に対応したスイッチング周波数をテーブル１６ａから読出して、ゲイン変更部１５ｂ及び制御部１６ｂに与える。
スイッチング周波数は、電流値の高低に応じて高低に定められている。

演算周波数出力部１７は、処理負荷検出部１７ｂから与えられる処理負荷量に対応する演算周波数を記憶したテーブル１７ａを有しており、与えられた処理負荷量に対応した演算周波数をテーブル１７ａから読出して、ゲイン変更部１５ｂへ与える。
演算周波数は、処理負荷量の高低に応じて低高に定められている。
処理負荷検出部１７ｂは、演算部１５、加え合わせ点１８及び処理負荷検出部１７ｂ自身等を含むマイクロコンピュータ（プロセッサ）２の処理負荷量を検出し、演算周波数出力部１７に与える。

インピーダンス算出部１５ａは、出力側の負荷（第２導電路又はこれに接続された負荷であり、例えば、第２導電路の負荷、負荷７、蓄電装置８の負荷等）のインピーダンス（以下、単にインピーダンスともいう）を、意図的に出力電流の電流値を変更したときの電圧変化量と電流変化量とに基づいて算出する。インピーダンス算出部１５ａは、目標値設定部１９が出力電流の目標値を第１目標値に設定しているときの電圧検出部１２の検出値である第１電圧値と、目標値設定部１９が第２目標値に設定しているときの電圧検出部１２の検出値である第２電圧値と、目標値設定部１９が第１目標値に設定しているときの電流検出部１１の検出値である第１電流値と、目標値設定部１９が第２目標値に設定しているときの電流検出部１１の検出値である第２電流値と、に基づき、出力側のインピーダンスを算出する。インピーダンス算出部１５ａによる具体的なインピーダンスの算出方法は、後述する。また、インピーダンス算出部１５ａは、算出した出力側のインピーダンスをゲイン変更部１５ｂに与える。なお、図２において、インピーダンス算出部１５ａに対する、電流検出部１１、電圧検出部１２等からの信号ラインは省力している。

ゲイン変更部１５ｂは、与えられた演算周波数、スイッチング周波数、及びインピーダンスに基づいて、演算部１５によるＰＩＤ演算に用いるゲインを設定変更する。また、ゲイン変更部１５ｂは、設定変更したゲインを演算部１５へ与える。

演算部１５は、与えられたゲインにより、加え合わせ点１８から与えられた偏差に基づくＰＩＤ演算（以下の（１）式）を行い、その演算結果を操作量として制御部１６ｂに与える。

制御部１６ｂは、演算部１５から与えられた操作量をＰＷＭ制御のデューティに変換し、変換したデューティ、及び与えられたスイッチング周波数に基づき、スイッチングパルス（ＰＷＭ信号）を作成し、電圧変換部３に与える。
電圧変換部３は、与えられたスイッチングパルスに基づきスイッチング素子をスイッチングすることにより、入力された電力を電力変換し平滑して定電流出力又は定電圧出力する。

図３は、図２のゲイン変更部１５ｂ及び演算部１５の内部構成例を概略的に示すブロック図である。
ゲイン変更部１５ｂは、切替部２０、電流制御用のＰゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２、Ｄゲインテーブル２３、電圧制御用のＰゲインテーブル２４、Ｉゲインテーブル２５、及びＤゲインテーブル２６を備えている。演算部１５は、アンプ２７，２８，２９、比例要素３１、積分要素３２、微分要素３３及び加え合わせ点３０を備えている。

切替部２０は、電流制御・電圧制御調停部１４から与えられた選択信号が電流制御を示すときは、演算周波数出力部１７から与えられた演算周波数、スイッチング周波数出力部１６から与えられたスイッチング周波数、及びインピーダンス算出部１５ａで算出した出力側のインピーダンスを、Ｐゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２及びＤゲインテーブル２３側へ切替え出力する。また、選択信号が電圧制御を示すときは、演算周波数出力部１７から与えられた演算周波数、スイッチング周波数出力部１６から与えられたスイッチング周波数、及びインピーダンス算出部１５ａで算出したインピーダンスを、Ｐゲインテーブル２４、Ｉゲインテーブル２５及びＤゲインテーブル２６側へ切替え出力する。

Ｐゲインテーブル２１は、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスに対応してＰゲインＫｐが設定されており、Ｋｐ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ；定数、ｘ；スイッチング周波数、ｙ；演算周波数、ｚ；インピーダンス）で表現される。ＰゲインＫｐは、数値シミュレーション又は実際の試行錯誤により求められ、例えば、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスの高低に関係なく略一定になるように設定されている。

Ｉゲインテーブル２２は、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスに対応してＩゲインＫｉが設定されており、Ｋｉ＝ｅｘ＋ｆｙ＋ｇｚ＋ｈ（ｅ，ｆ，ｇ，ｈ；定数、ｘ；スイッチング周波数、ｙ；演算周波数、ｚ：インピーダンス）で表現される。ＩゲインＫｉは、数値シミュレーション又は実際の試行錯誤により求められ、例えば、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスの高低に対応して高低となるように設定されている。

Ｄゲインテーブル２３は、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスに対応してＤゲインＫｄが設定されており、Ｋｄ＝ｉｘ＋ｊｙ＋ｋｚ＋ｍ（ｉ，ｊ，ｋ，ｍ；定数、ｘ；スイッチング周波数、ｙ；演算周波数、ｚ：インピーダンス）で表現される。ＤゲインＫｄは、数値シミュレーション又は実際の試行錯誤により求められ、例えば、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスの高低に対応して低高となるように設定されている。

電圧制御用のＰゲインテーブル２４、Ｉゲインテーブル２５、Ｄゲインテーブル２６についても、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスに対応して、それぞれのイメージで設定されている。

電流制御用のＰゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２、Ｄゲインテーブル２３は、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスが与えられると、与えられたスイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスに対応するゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄをそれぞれ読出し、読出したゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄにより、アンプ２７，２８，２９の各ゲインをそれぞれ設定変更する。

電圧制御用のＰゲインテーブル２４、Ｉゲインテーブル２５、Ｄゲインテーブル２６は、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスが与えられると、与えられたスイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスに対応するゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄをそれぞれ読出し、読出したゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄにより、アンプ２７，２８，２９の各ゲインをそれぞれ設定変更する。
尚、電流制御用のＰゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２、Ｄゲインテーブル２３、電圧制御用のＰゲインテーブル２４、Ｉゲインテーブル２５、Ｄゲインテーブル２６の代わりに、与えられたスイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスにより、Ｋｐ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ，Ｋｉ＝ｅｘ＋ｆｙ＋ｇｚ＋ｈ，Ｋｄ＝ｉｘ＋ｊｙ＋ｋｚ＋ｍ等の演算を行う演算子を設けても良い。

アンプ２７，２８，２９は、加え合わせ点１８から与えられた偏差を、設定変更された各ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄにより増幅して、それぞれ比例要素３１、積分要素３２、微分要素３３に与える。
比例要素３１は、ゲインＫｐにより増幅され与えられた偏差を比例演算し、加え合わせ点３０に与える。

積分要素３２は、ゲインＫｉにより増幅され与えられた偏差を積分演算し、加え合わせ点３０に与える。
微分要素３３は、ゲインＫｄにより増幅され与えられた偏差を微分演算し、加え合わせ点３０に与える。
加え合わせ点３０は、与えられた比例演算された偏差、積分演算された偏差及び微分演算された偏差を加え合わせて、操作量として電圧変換部３（図２）に与える。

以下に、このような構成の車載用電源装置１の動作の例を、それを示す図４のフローチャートを参照しながら説明する。
先ず、電流制御・電圧制御調停部１４が、電流検出部１１及び電圧検出部１２がそれぞれ検出した電流値及び電圧値を取得し、スイッチング周波数出力部１６が、電流検出部１１が検出した電流値を取得する（Ｓ１）。

次に、スイッチング周波数出力部１６が、電流検出部１１から与えられた電流値に対応したスイッチング周波数をテーブル１６ａから読出して、制御部１６ｂへ与えることにより、スイッチング周波数を変更する（Ｓ３）。また、スイッチング周波数出力部１６は、読出したスイッチング周波数をゲイン変更部１５ｂへも与える。

電流制御・電圧制御調停部１４は、次に、取得した電流値及び電圧値と、目標値設定部１９から与えられた目標電流値及び目標電圧値との高低関係に基づき、電流制御又は電圧制御を選択する。次いで、その選択結果を示す選択信号を電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３、演算部１５、ゲイン変更部１５ｂ、及び目標値設定部１９に与える。そして、電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３は、電流検出部１１及び電圧検出部１２からそれぞれ与えられた電流値及び電圧値の内、選択信号に応じて電流値又は電圧値を選択し、加え合わせ点１８に与える（Ｓ６）。

次に、インピーダンス算出部１５ａは、出力側のインピーダンスを算出する（Ｓ７）。ここで、図５、図６を用いて、出力側のインピーダンスの算出方法について詳述する。図５は、図１の車載用電源装置１におけるインピーダンス測定動作時のタイミングチャートである。図６は、図５のタイミングチャートの各測定タイミングにおける出力電流及び出力電圧の測定結果の例を示す説明図である。出力側のインピーダンスの算出は、目標値設定部１９から与えられる目標電流値を変化させた際に検出される出力電流値及び出力電圧値を用いることで行われる。目標値設定部１９は、出力電流の目標値を第１目標値（大きさがＩ１の目標電流値）に設定している通常出力状態において、所定の検査期間が到来したときに出力電流の目標値を第２目標値（大きさがＩ２の目標電流値）に切り替えるようになっている。図５に示すように、通常出力状態において、所定の時間ｔ１（検査期間の到来前の時間）で検出される出力電流Ｉоｕｔの大きさはＩ１（第１電流値）であり、出力電圧Ｖоｕｔの大きさはＶ１（第１電圧値）である。また、所定の検査期間が到来した後の所定の時間ｔ２（検査期間の到来後の時間）で検出される出力電流Ｉоｕｔの大きさはＩ２（第２電流値）であり、出力電圧Ｖоｕｔの大きさはＶ２（第２電圧値）である。

また、インピーダンスは、出力電流の目標値を第１目標値に設定しているときの第１電流値Ｉ１及び第１電圧値Ｖ１と、出力電流の目標値を第２目標値に設定しているときの第２電流値Ｉ２及び第２電圧値Ｖ２と、に基づいて、（Ｖ２−Ｖ１）／（Ｉ２−Ｉ１）の式で推定することができる。例えば、図６に示す具体的な測定電流値及び測定電圧値を用いてインピーダンスの値を求めると、（１２．４−１２．０）／（２２０−２００）＝０．０２となる。

ゲイン変更部１５ｂは、上記のように算出したインピーダンス、演算周波数出力部１７から与えられた演算周波数、スイッチング周波数出力部１６から与えられたスイッチング周波数に対応するＰゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲインを、選択信号に応じてＰゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２、Ｄゲインテーブル２３、又はＰゲインテーブル２４、Ｉゲインテーブル２５、Ｄゲインテーブル２６を参照して読出して演算部１５に送信し、演算部１５は、ＰＩＤ演算の各アンプ２７，２８，２９に設定変更する（Ｓ９）。

また、目標値設定部１９は、検査期間の到来後、さらに第１目標値に切り替えるように動作する。そして、検査期間前に目標値設定部１９によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部１２の検出値と、検査期間後に目標値設定部１９によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部１２の検出値との差が所定値以上である場合にゲインの設定変更を行わない構成となっている。例えば、時間ｔ１における出力電圧と時間ｔ３における出力電圧との差が０．１Ｖ以上である場合に、ゲインの設定変更を行わない構成とすることができる。この場合、図６に示すような測定値であれば、時間ｔ１における出力電圧と時間ｔ３における出力電圧との差が０．１Ｖ以下であるため、演算部１５によってインピーダンスが変更されることになる。

加え合わせ点１８は、目標電流値又は目標電圧値と、電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３から与えられた電流値又は電圧値との偏差を演算し、演算部１５に与える（Ｓ１１）。
演算部１５は、加え合わせ点１８から与えられた偏差に基づくＰＩＤ演算を、与えられた演算周波数により、アンプ２７，２８，２９、比例要素３１、積分要素３２及び微分要素３３において行い、その演算結果を操作量として制御部１６ｂに与える（Ｓ１３）。

制御部１６ｂは、演算部１５から与えられた操作量をデューティに変換し、変換したデューティとスイッチング周波数出力部１６から与えられたスイッチング周波数とに基づき、スイッチングパルス（ＰＷＭ信号）を作成して、電圧変換部３に与える（Ｓ１５）。電圧変換部３は、入力された電力をスイッチング素子を用いて電流制御又は電圧制御して出力する（Ｓ１７）。次いで、再び電流制御・電圧制御調停部１４が、電流検出部１１及び電圧検出部１２がそれぞれ検出した電流値及び電圧値を取得し、スイッチング周波数出力部１６が、電流検出部１１が検出した電流値を取得する（Ｓ１）。

次に、本構成の効果を例示する。
車載用電源装置１において、第１電流値と第２電流値の差と、それぞれの電流値に制御しているときの各電圧値の差（第１電圧値と第２電圧値との差）とが得られれば、それらの値は、車載用電源装置１が実際に動作している時の出力側の負荷（第２導電路又はこれに接続された負荷）のインピーダンスを高精度に推定し得る値となる。よって、これらの値に基づいて演算部１５で用いるゲインを設定すれば、出力側のインピーダンスをより正確に反映してフィードバック制御に用いるゲインを設定することができる。

また、インピーダンスの算出において、意図的に出力電流の電流値を変更したときの電圧変化量と電流変化量とを用いる構成であるため、蓄電装置８が失陥して、出力側の負荷のインピーダンスが大きく変動するような場合でも、出力側のインピーダンスを高精度に推定することができる。また、蓄電装置が接続されていない車載用電源装置において、蓄電装置を後付けした場合であっても、当該蓄電装置が接続された状態におけるインピーダンスを高精度に推定することができる。

車載用電源装置１は、目標値設定部１９が第１目標値に設定しているときの電流検出部１１の検出値を、第１電流値とし、目標値設定部１９が第２目標値に設定しているときの電流検出部１１の検出値を第２電流値とする。

このように、車載用電源装置１は、第１電流値及び第２電流値として、電流検出部による検出値、即ち、車載用電源装置の動作時に実際に測定された出力側の各電流値を用いることができる。例えば、第１電流値は、第１電圧値が得られるときの実際の電流値を高精度に示す値であり、第２電流値は、第２電圧値が得られるときの実際の電流値を高精度に示す値である。よって、これらの値を用いれば、車載用電源装置１が実際に動作しているときのインピーダンスをより正確に反映し得る方法で、フィードバック制御に用いるゲインを設定することができる。

また、目標値設定部１９は、出力電流の目標値を第１目標値に設定している場合において所定の検査期間が到来したときに出力電流の目標値を第２目標値に切り替え、検査期間の到来後に第１目標値に切り替えるように動作し、演算部１５は、検査期間前に目標値設定部によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部１２の検出値と、検査期間後に目標値設定部１９によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部１２の検出値との差が所定値以上である場合にゲインの設定変更を行わない構成である。

この車載用電源装置１において、検査期間前に目標値設定部１９によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部１２の検出値と、検査期間後に目標値設定部１９によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部１２の検出値との差が所定値以上となる場合、検査期間前と後で第２導電路又はこれに接続された負荷のインピーダンスに変動が生じている可能性が高い。このような場合、第１電流値、第２電流値、第１電圧値、第２電圧値の関係だけでは、インピーダンスが推定できない可能性が高くなる。つまり、第１電流値、第２電流値、第１電圧値、第２電圧値が実際のインピーダンスを反映した関係になっていない可能性があるため、このような場合にゲインの設定変更を行わないようにすれば、負荷のインピーダンスに基づかない設定変更を防ぐことができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上述した実施例や後述する実施例は矛盾しない範囲で組み合わせることが可能である。

実施例１では、出力側のインピーダンスの算出方法において、第１電流値として、目標値設定部１９が出力電流の目標値を第１目標値に設定しているときの電流検出部１１の検出値を用い、第２電流値として、目標値設定部１９が出力電流の目標値を第２目標値に設定しているときの電流検出部１１の検出値を用いた。しかしながら、第１電流値として、第１目標値を用いる構成や、第２電流値として、第２目標値を用いる構成であってもよい。

実施例１では、インピーダンス、演算周波数、スイッチング周波数の３つの要素に基づいてＰゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲインを定めるようにＰゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２、Ｄゲインテーブル２３が構成されていたが、インピーダンス算出部１５ａによって算出されたインピーダンスのみに基づいてＰゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲインを定めるようにＰゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２、Ｄゲインテーブル２３が構成されていてもよい。例えば、Ｐゲインテーブル２１については、インピーダンスの高低に関係なくＰゲインＫｐが略一定になるように構成し、Ｉゲインテーブル２２については、インピーダンスが高くなるほどＩゲインＫｉが高くなるように定めるテーブル構成とし、Ｄゲインテーブル２３は、インピーダンスが高くなるほどＤゲインＫｄが低くなるように定めるテーブル構成としてもよい。

実施例１において、特開２０１６−１４６７３２号公報の第２実施形態における操作量の算出方法を適用する構成としてもよい。

１…車載用電源装置
３…電圧変換部
１１…電圧検出部
１２…電流検出部
１５…演算部
１５ｂ…ゲイン変更部
１６ｂ…制御部
１９…目標値設定部

Claims (3)

1. 第１導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して第２導電路に印加する電圧変換部と、
   前記第２導電路の電圧を検出する電圧検出部と、
   前記第２導電路の電流を検出する電流検出部と、
   前記電圧変換部から前記第２導電路に出力する出力電流の目標値を、少なくとも第１目標値又は第２目標値に切り替えて設定する目標値設定部と、
   前記電流検出部が検出した電流値と前記目標値設定部によって設定された目標値との偏差及び設定されたゲインに基づいて前記出力電流を目標値に近づけるための操作量を算出する処理を、繰り返し行う演算部と、
   前記演算部が前記操作量を算出したときに前記操作量に応じた制御信号を前記電圧変換部に出力する制御部と、
   前記目標値設定部が前記第１目標値に設定しているときの前記電圧検出部の検出値である第１電圧値と、前記目標値設定部が前記第２目標値に設定しているときの前記電圧検出部の検出値である第２電圧値と、前記第１目標値又は前記目標値設定部が前記第１目標値に設定しているときの前記電流検出部の検出値のいずれかである第１電流値と、前記第２目標値又は前記目標値設定部が前記第２目標値に設定しているときの前記電流検出部の検出値のいずれかである第２電流値とに基づき、前記演算部で用いる前記ゲインを設定変更するゲイン変更部と、
   を備えることを特徴とする車載用電源装置。
2. 前記第１電流値は、前記目標値設定部が前記第１目標値に設定しているときの前記電流検出部の検出値であり、
   前記第２電流値は、前記目標値設定部が前記第２目標値に設定しているときの前記電流検出部の検出値である請求項１に記載の車載用電源装置。
3. 前記目標値設定部は、前記出力電流の目標値を前記第１目標値に設定している場合において所定の検査期間が到来したときに前記出力電流の目標値を前記第２目標値に切り替え、前記検査期間の到来後に前記第１目標値に切り替えるように動作し、
   前記ゲイン変更部は、前記検査期間前に前記目標値設定部によって前記第１目標値に設定されたときの前記電圧検出部の検出値と、前記検査期間後に前記目標値設定部によって前記第１目標値に設定されたときの前記電圧検出部の検出値との差が所定値以上である場合に前記ゲインの設定変更を行わないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載用電源装置。