JP2018164323A - 車載用の制御装置及び車載用電源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電流検出専用の回路に依存せずに蓄電部の劣化をより高精度に判定する。【解決手段】車載用の制御装置2において、制御部12は、少なくとも、スイッチ部32をオフ状態とし充電回路部3に充電動作を行わせる第1制御と、スイッチ部32をオン状態とし充電回路部3の充電動作を停止させる第2制御とを切り替える。そして、判定部14は、制御部12が第2制御に切り替える場合に電圧検出部24で検出される出力電圧値と定負荷部34の抵抗値とに基づいて特定される蓄電部92の容量が一定値以下である場合に蓄電部92が劣化状態と判定する。【選択図】図1
Description
本発明は、車載用の制御装置及び車載用電源装置に関するものである。
近年では、特許文献1で開示される車両のように、シフトバイワイヤ制御システムや電動パーキングブレーキシステムなどの電子制御システムを搭載した車両が増えつつある。この種の車両では、主電源の失陥が生じて電力供給が途絶えてしまうと、電子制御システムを動作させることができなくなる懸念があるため、何らかの方法でバックアップ動作を行うことが求められる。特に、このようなバックアップ動作のニーズは、電子制御システムの重要度が増すにつれて更に高まりつつある。
ところで、この種のバックアップシステムでは、バックアップ電源となる蓄電部の劣化が進むと、バックアップ動作が要求される時(例えば、電源失陥時)に蓄電部から十分な電力を供給することができなくなる虞がある。そこで、特許文献2の技術では、充電電流と定放電電流の検出に基づく劣化判定を行い、バックアップ可能かどうかの状態確認を行うようにしている。しかし、特許文献2の技術では、検出した電流値を基に劣化判定を行うため、劣化判定の精度が電流の検出精度に依存してしまう。特に、検出した電流値の乗算、除算に基づいて劣化判定を行うため、電流の検出精度が悪いと、劣化判定の精度が低下してしまうという問題がある。
本発明は上記した事情に基づいてなされたものであり、電流検出専用の回路に依存せずに蓄電部の劣化をより高精度に判定することを目的とする。
本発明の第1態様の車載用の制御装置は、
車載用の蓄電部を充電する充電回路部と、
前記充電回路部とは異なる経路として構成され、前記蓄電部から放電電流が流れる経路となる導電路と、
前記導電路に介在し、オン状態のときに前記導電路を前記蓄電部からの放電電流が流れる通電状態とし、オフ状態のときに前記導電路を前記蓄電部からの放電電流が流れない遮断状態とするスイッチ部と、
前記導電路に介在し、前記スイッチ部がオン状態のときに前記蓄電部からの放電電流が流れ、前記スイッチ部がオフ状態のときに前記蓄電部からの放電電流が流れない定負荷部と、
前記蓄電部の出力電圧値を検出する電圧検出部と、
少なくとも、前記スイッチ部をオフ状態とし前記充電回路部に充電動作を行わせる第1制御と、前記スイッチ部をオン状態とし前記充電回路部の充電動作を停止させる第2制御とを切り替える制御部と、
前記制御部が前記第2制御に切り替える場合に、前記電圧検出部で検出される出力電圧値と前記定負荷部の抵抗値とに基づいて特定される前記蓄電部の容量が一定値以下である場合に前記蓄電部が劣化状態と判定する判定部と、
を有する。
車載用の蓄電部を充電する充電回路部と、
前記充電回路部とは異なる経路として構成され、前記蓄電部から放電電流が流れる経路となる導電路と、
前記導電路に介在し、オン状態のときに前記導電路を前記蓄電部からの放電電流が流れる通電状態とし、オフ状態のときに前記導電路を前記蓄電部からの放電電流が流れない遮断状態とするスイッチ部と、
前記導電路に介在し、前記スイッチ部がオン状態のときに前記蓄電部からの放電電流が流れ、前記スイッチ部がオフ状態のときに前記蓄電部からの放電電流が流れない定負荷部と、
前記蓄電部の出力電圧値を検出する電圧検出部と、
少なくとも、前記スイッチ部をオフ状態とし前記充電回路部に充電動作を行わせる第1制御と、前記スイッチ部をオン状態とし前記充電回路部の充電動作を停止させる第2制御とを切り替える制御部と、
前記制御部が前記第2制御に切り替える場合に、前記電圧検出部で検出される出力電圧値と前記定負荷部の抵抗値とに基づいて特定される前記蓄電部の容量が一定値以下である場合に前記蓄電部が劣化状態と判定する判定部と、
を有する。
本発明の第2態様の車載用の制御装置は、
車載用の蓄電部を充電する充電回路部と、
前記充電回路部とは異なる経路として構成され、前記蓄電部から放電電流が流れる経路となる導電路と、
前記導電路に介在し、オン状態のときに前記導電路を前記蓄電部からの放電電流が流れる通電状態とし、オフ状態のときに前記導電路を前記蓄電部からの放電電流が流れない遮断状態とするスイッチ部と、
前記導電路に介在し、前記スイッチ部がオン状態のときに前記蓄電部からの放電電流が流れ、前記スイッチ部がオフ状態のときに前記蓄電部からの放電電流が流れない定負荷部と、
前記蓄電部の出力電圧を検出する電圧検出部と、
少なくとも、前記スイッチ部をオフ状態とし前記充電回路部に充電動作を行わせる第1制御と、前記スイッチ部をオン状態とし前記充電回路部の充電動作を停止させる第2制御とを切り替える制御部と、
前記制御部が前記第2制御を実行している間に前記電圧検出部が検出する出力電圧値が所定の第1電圧値から所定の第2電圧値まで低下する時間である放電時間を検出し、前記放電時間が一定時間よりも短い場合に前記蓄電部の劣化状態と判定する判定部と、
を有する。
車載用の蓄電部を充電する充電回路部と、
前記充電回路部とは異なる経路として構成され、前記蓄電部から放電電流が流れる経路となる導電路と、
前記導電路に介在し、オン状態のときに前記導電路を前記蓄電部からの放電電流が流れる通電状態とし、オフ状態のときに前記導電路を前記蓄電部からの放電電流が流れない遮断状態とするスイッチ部と、
前記導電路に介在し、前記スイッチ部がオン状態のときに前記蓄電部からの放電電流が流れ、前記スイッチ部がオフ状態のときに前記蓄電部からの放電電流が流れない定負荷部と、
前記蓄電部の出力電圧を検出する電圧検出部と、
少なくとも、前記スイッチ部をオフ状態とし前記充電回路部に充電動作を行わせる第1制御と、前記スイッチ部をオン状態とし前記充電回路部の充電動作を停止させる第2制御とを切り替える制御部と、
前記制御部が前記第2制御を実行している間に前記電圧検出部が検出する出力電圧値が所定の第1電圧値から所定の第2電圧値まで低下する時間である放電時間を検出し、前記放電時間が一定時間よりも短い場合に前記蓄電部の劣化状態と判定する判定部と、
を有する。
本発明の第3態様の車載用電源装置は、上記第1態様又は上記第2態様の車載用の制御装置と、蓄電部とを含む。
第1態様の制御装置は、判定部によって蓄電部が劣化状態であるか否かを判定することができる。しかも、制御部が第2制御に切り替える場合に、電圧検出部で検出される出力電圧値と定負荷部の抵抗値とに基づいて特定される蓄電部の容量が一定値以下であるか否かを判定することで蓄電部が劣化状態であるか否かを判定することができるため、電流検出専用の回路に依存せずに蓄電部の劣化をより高精度に判定することができる。
第2態様の制御装置は、判定部によって蓄電部が劣化状態であるか否かを判定することができる。しかも、制御部が前記第2制御を実行している間に電圧検出部が検出する出力電圧値が所定の第1電圧値から所定の第2電圧値まで低下する時間である放電時間を検出し、放電時間が一定時間よりも短い場合に蓄電部の劣化状態と判定する方法を用いることができるため、電流検出専用の回路に依存せずに蓄電部の劣化をより高精度に判定することができる。
第3態様の車載用電源装置は、第1態様又は第2態様の車載用の制御装置と同様の効果を奏する。
ここで、本発明の望ましい例を示す。但し、本発明は以下の例に限定されない。
第1態様の制御装置において、判定部は、制御部が第2制御を実行している間の検出期間において複数回のタイミングで電圧検出部によって検出される複数の出力電圧値と、複数回の回数と、定負荷部の抵抗値とに基づいて検出期間の平均電流値を検出し、平均電流値と、検出期間の長さと、検出期間において電圧検出部で検出される出力電圧値が変化する変化量とに基づいて蓄電部の容量を検出し、蓄電部の容量が一定値以下である場合に蓄電部が劣化状態と判定するように機能してもよい。
このように、第2制御を実行している間の検出期間において複数回のタイミングで出力電圧値を把握し、これらの出力電圧値と定負荷部の抵抗値とに基づいて平均電流値を検出すれば、検出期間で電流が変動する場合でも平均的な電流値を把握して用いることができる。そして、この平均電流値と、検出期間の長さと、検出期間における出力電圧値の変化量とに基づいて蓄電部の容量を検出すれば、より正確な容量を検出することができ、ひいては、電流検出に依存することなく劣化状態をより一層高精度に判定することができる。
第1態様の制御装置において、判定部は、制御部が第2制御を実行している間に電圧検出部が検出する出力電圧値が所定の第1電圧値から所定の第2電圧値まで低下する時間である放電時間を検出し、放電時間が一定時間よりも短い場合に蓄電部の劣化状態と判定するように機能してもよい。
このように、蓄電部の容量が一定値以下であるか否かを判定することで蓄電部が劣化状態を判定する方法と、放電時間が一定時間よりも短い場合に蓄電部の劣化状態と判定する方法とを併用することで、電流検出に依存することなく、より多面的な劣化状態の判定が可能となる。
制御部は、当該車載用の制御装置が搭載される車両において、車両を始動状態と停止状態とに切り替える始動スイッチがオン状態からオフ状態に切り替わった場合に第2制御を実行するように機能してもよい。
このように、始動スイッチがオフ状態に切り替わることで車両が駐車状態となるような場合に第2制御を実行することで、駐車時に蓄電部を放電させて出力電圧(充電電圧値)を低下させることができ、蓄電部の劣化の進行を抑えることができる。そして、このような放電時に上述した方法により劣化状態を判定すれば、電流検出専用の回路に依存せずに蓄電部が劣化状態であるか否かを効率的に判定することができる。
<実施例1>
図1で示す車載用電源システム100(以下、システム100ともいう)は、主電源部として機能する車載用の電源部91(以下、電源部91ともいう)と、バックアップ電源として機能する車載用の蓄電部92(以下、蓄電部92ともいう)と、車載用の制御装置2(以下、制御装置2ともいう)とを備えており、電源部91及び蓄電部92により、図示しない負荷に電力を供給し得るシステムとして構成されている。負荷としては、シフトバイワイヤ制御システム、電子制御ブレーキシステムなど、様々な電気部品が該当し、その種類や数は限定されない。
図1で示す車載用電源システム100(以下、システム100ともいう)は、主電源部として機能する車載用の電源部91(以下、電源部91ともいう)と、バックアップ電源として機能する車載用の蓄電部92(以下、蓄電部92ともいう)と、車載用の制御装置2(以下、制御装置2ともいう)とを備えており、電源部91及び蓄電部92により、図示しない負荷に電力を供給し得るシステムとして構成されている。負荷としては、シフトバイワイヤ制御システム、電子制御ブレーキシステムなど、様々な電気部品が該当し、その種類や数は限定されない。
電源部91は、車両に搭載される電源部であり且つ様々な対象へ電力を供給するための主電源として機能する。電源部91は、例えば、鉛バッテリ等の公知の車載バッテリとして構成されている。電源部91は、高電位側の端子が配線部81に電気的に接続され、配線部81に対して所定の出力電圧を印加する。なお、図1では、ヒューズやイグニッションスイッチなどは省略して示している。配線部81には、様々な負荷が電気的に接続され、電源部91からの電力を供給されうる構成となっている。
電源システム100では、電源部91からの電力供給が正常のときに電源部91の出力電圧が電力線となる配線部81に印加され、電源部91から配線部81を介して様々な電気部品に電力が供給される。
蓄電部92は、例えば、電気二重層キャパシタ(EDLC)等の公知の蓄電手段によって構成されている。蓄電部92は導電路9を介して充電回路部3及び導電路36に電気的に接続されており、充電回路部3によって充電がなされる。蓄電部92は、導電路9に対して充電度合いに応じた出力電圧を印加する。
電源システム100では、蓄電部92がバックアップ電源として機能し、少なくとも電源部91からの電力供給が途絶えたときに電力供給源となる。蓄電部92によるバックアップ動作時の放電は、充電回路部3を放電回路として機能させて放電させる方法であってもよく、導電路9と配線部81との間に図示しない放電路を設け、バックアップ動作時にこの放電路を導通状態とするような方法であってもよい。本構成では、この蓄電部92と後述する制御装置2によって車載用電源装置1(以下、電源装置1ともいう)が構成されている。
制御装置2は、充電回路部3、電圧検出部24、制御回路10、定負荷放電部30などを備える。
充電回路部3は、電源部91からの電力供給に基づいて蓄電部92を充電する充電動作を行う回路であり、例えば、DCDCコンバータ等の公知の充電回路として構成され、制御回路10によって制御される構成をなす。制御回路10は、充電回路部3に対し、蓄電部92の充電を指示する充電指示信号、又は蓄電部92の充電停止を指示する充電停止信号を与えるように充電制御を行う。制御回路10は、例えば所定の充電開始時(例えばイグニッションスイッチがオン状態になった時)に充電回路部3に充電動作を開始させ、蓄電部92の出力電圧値(充電電圧値)が設定された充電目標電圧に達するまで充電回路部3に対して充電指示信号を与える。充電回路部3は、制御回路10から充電指示信号が与えられているときに、配線部81を介して入力される電源電圧を昇圧又は降圧する電圧変換動作を行い、その変換した電圧を蓄電部92に接続された導電路9に印加する。制御回路10から充電回路部3に対して充電停止信号が与えられているときには、充電回路部3は充電動作を行わず、このときには、配線部81と蓄電部92との間を非導通状態とする。
電圧検出部24は、蓄電部92の充電電圧値(蓄電部92によって導電路9に印加される出力電圧値)を検出する回路であり、公知の電圧検出回路によって構成されている。電圧検出部24は、例えば、公知の分圧回路によって構成されており、導電路9に印加された電圧を所定の分圧比で分圧し、分圧した電圧を制御回路10に入力する。電圧検出部24から制御回路10に入力される検出値は導電路9に印加される電圧を特定しうる値(蓄電部92の出力電圧値を特定しうる値)であり、制御回路10は、電圧検出部24から入力された値によって導電路9に印加される電圧を把握する。なお、電圧検出部24の構成はこの例に限定されず、例えば、導電路9の電圧をそのまま制御回路10に入力する回路であってもよい。
制御回路10は、例えばマイクロコンピュータとして構成されており、CPU、ROM又はRAM等のメモリ、AD変換器等を有している。制御回路10は、電源部91からの電力供給が途絶えた場合でも、蓄電部92からの電力によって動作することが可能となっている。なお、制御回路10は、マイクロコンピュータ以外のハードウェア回路によって構成されていてもよい。以下では、制御回路10がマイクロコンピュータとして構成される例を代表例として説明する。
定負荷放電部30は、充電回路部3とは異なる経路として構成された導電路36と、スイッチ部32と、定負荷部34とを有する。定負荷放電部30は、導電路36は、一端側が導電路9及び蓄電部92に電気的に接続され、他端側がグランドに電気的に接続されており、スイッチ部32がオン状態のときに蓄電部92から放電電流が流れる経路となる。スイッチ部32及び定負荷部34は、蓄電部92とグランドとの間に直列に接続されている。スイッチ部32は、1又は複数の半導体スイッチ素子や機械式リレーなどによって構成されており、導電路36に介在し、オン状態のときに導電路36を蓄電部92からの放電電流が流れる通電状態とし、オフ状態のときに導電路36を蓄電部92からの放電電流が流れない遮断状態とする。定負荷部34は、導電路36に介在し、スイッチ部32がオン状態のときに蓄電部92からの放電電流が流れ、スイッチ部32がオフ状態のときに蓄電部92からの放電電流が流れない部分である。定負荷部34は、例えば抵抗器などを好適に用いることができるが、導電性を有し且つ一定の温度状態のときに抵抗値が変化しない又は変化量が小さい部品であれば他の電気部品を用いてもよい。
次に、図2等を参照し、制御回路10が実行する各機能を説明する。図2には、制御回路10が実行する各機能を概念的に示しており、制御回路10は、少なくとも、充電回路部3及びスイッチ部32を制御する制御部12としての機能と、蓄電部92が劣化状態であるか否かを判定する判定部14としての機能とを有する。これら制御部12、判定部14としての各機能は、情報処理装置によるソフトウェア処理によって実現されてもよく、ハードウェア回路によって実現されてもよい。また、制御部12、判定部14としての各機能は、複数の機能が共通の装置によって実現されてもよく、それぞれ個別の装置によって実現されてもよい。
次に、制御装置2による蓄電部92の充電電圧値(出力電圧値)の制御について説明する。図1で示す制御回路10には、図示しない外部装置から車両の動力源を始動させる始動スイッチ(具体的には、イグニッションスイッチ)がオン状態であることを示すイグニッションオン信号(以下、IGオン信号ともいう)又はイグニッションスイッチがオフ状態であることを示すイグニッションオン信号(以下、IGオフ信号ともいう)が入力されるようになっている。始動スイッチであるイグニッションスイッチは、車両を始動状態(運転可能状態)と停止状態(運転不能状態)とに切り替えるスイッチであり、イグニッションスイッチがオン状態のときには制御回路10にIGオン信号が入力され、この場合には車両が始動状態となり、イグニッションスイッチがオフ状態のときには制御回路10にIGオフ信号が入力され、このときには車両が停止状態(駐車状態)となる。
イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わった場合、即ち、制御回路10に入力される信号がIGオフ信号からIGオン信号に切り替わった場合には、制御回路10は、蓄電部92の充電制御を開始する。具体的には、図2で示す制御部12が充電回路部3に対する充電指示信号の出力を開始し、充電回路部3に継続的な充電動作を開始させる。そして、制御部12は、電圧検出部24で検出される充電電圧値(蓄電部92の出力電圧値)に基づき、蓄電部92の充電電圧値が充電目標電圧値Vonに達するまで充電回路部3に充電動作を行わせる。電圧検出部24で検出される充電電圧値が充電目標電圧値Vonに到達した場合には、制御部12は、充電回路部3に対する充電指示信号の出力を停止し、充電を終了する。このような充電動作が完了すると、イグニッションスイッチがオン状態の間、且つ電源部91からの電力供給が正常状態の間は、蓄電部92の充電電圧値が充電目標電圧値Von付近で維持されることになる。
なお、このように蓄電部92の充電を行っている間、制御部12は、スイッチ部32をオフ状態で維持する。このように、スイッチ部32をオフ状態で維持しつつ充電回路部3に充電動作を行わせる制御が「第1制御」である。
一方、制御回路10は、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切り替わった場合、即ち、制御回路10に入力される信号がIGオン信号からIGオフ信号に切り替わった場合、蓄電部92の充電電圧値(出力電圧値)をオフ動作時の目標電圧値Voffまで低下させる放電制御を行う。このオフ動作時の目標電圧値Voffは、イグニッションスイッチがオン状態である時に設定される充電目標電圧値Vonよりも低い値である。
例えば、あるタイミングでイグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切り替わった場合、その直後から制御回路10が放電制御を行い、充電回路部3の充電動作を停止させた状態で定負荷放電部30に放電指示を与え、放電動作を行わせる。そして、蓄電部92の充電電圧値(出力電圧値)がオフ動作時の目標電圧値Voffに達するまで放電動作を継続する。なお、このように、充電回路部3の充電動作を停止させた状態でスイッチ部32をオン状態とする制御が第2制御であり、制御部12は、始動スイッチがオン状態からオフ状態に切り替わった場合にこのような第2制御を実行する。そして、第2制御の実行によって蓄電部92の放電が進行し、蓄電部92の充電電圧値(出力電圧値)がオフ動作時の目標電圧値Voff以下に達した場合、充電回路部3の充電動作及び定負荷放電部30の放電動作をいずれも停止させた状態とする。
制御回路10において、判定部14として機能する部分は、制御部12が第2制御に切り替える場合に、電圧検出部24で検出される出力電圧値と定負荷部34の抵抗値とに基づいて蓄電部92が劣化状態であるか否かを判定するように機能する。この判定部14は、制御部12が第2制御に切り替えている間に電圧検出部24で検出される出力電圧値と定負荷部34の抵抗値Rとに基づいて蓄電部92の容量Cを検出し、検出された容量Cが一定値Cth以下である場合に蓄電部92が劣化状態であると判定する。
具体的には、判定部14は、制御部12が第2制御を実行している間の検出期間において複数回のタイミングで電圧検出部24の検出値(蓄電部92の出力電圧値)を取得する。例えば、制御部12が第2制御の実行を開始して蓄電部92の放電が開始された後、電圧検出部24の検出値が第1電圧値V1となった時点から第2電圧値V2なった時点までの間を検出期間とし、この検出期間において、時間t1毎に電圧検出部24の検出値(蓄電部92の出力電圧値)を取得する。なお、第1電圧値V1は、上述の充電目標電圧値Vonであってもよく、充電目標電圧値Vonよりも小さく且つオフ動作時の目標電圧値Voffよりも大きい固定値であってもよい。第2電圧値V2は、第1電圧値V1よりも小さい値であることが必須条件であり、上述のオフ動作時の目標電圧値Voffであってもよく、第1電圧値V1よりも小さく且つオフ動作時の目標電圧値Voffよりも大きい固定値であってもよい。
具体的には、上述した検出期間の開始後、時間t1毎に電圧検出部24の検出値(蓄電部92の出力電圧値)を取得した場合、検出期間において時間t1毎にn回の検出値(出力電圧値)が電圧検出部24から得られたとする。このように第2制御中の検出期間においてn回の各タイミングで電圧検出部24によって複数の出力電圧値(V1,V2・・・Vn)が得られた場合、これら複数の出力電圧値(V1,V2・・・Vn)と、回数nと、定負荷部34の抵抗値Rとに基づいて、以下の数1の式により検出期間の平均電流値Iを検出する。
そして、このように検出された平均電流値Iと、検出期間の長さtと、検出期間において電圧検出部24で検出される出力電圧値が変化する変化量(Vn−V1)とに基づいて、以下の数2の式により蓄電部92の容量Cを検出する。なお、tは、t=t1×nで求めることができる。また、V1は、n回のタイミングの初回に電圧検出部24で検出された出力電圧値であり、Vnは、n回のタイミングの最終回(n回目)に電圧検出部24で検出された出力電圧値である。
そして、蓄電部92の容量Cが一定値Vth以下である場合に蓄電部92が劣化状態と判定する。
また、判定部14は、制御部12が第2制御を実行している間に電圧検出部24が検出する出力電圧値が所定の第1電圧値V1から所定の第2電圧値V2まで低下する時間である放電時間を検出し、放電時間が一定時間よりも短い場合に蓄電部92の劣化状態と判定する。即ち、制御部12による第2制御の実行中、電圧検出部24の検出値が第1電圧値V1となった時点から第2電圧値V2なった時点までの経過時間(検出期間)が放電時間が一定時間よりも短い場合に蓄電部92の劣化状態と判定する。
以上のように判定部14は、2つの方式(容量による判定方式、放電時間による判定方式)で劣化状態の判定を行い、いずれかの判定方式で劣化状態と判定された場合には、蓄電部92が劣化状態であるとし、いずれの判定方式でも劣化状態と判定されなかった場合には、蓄電部92は劣化状態でないとする。
制御回路10では、このような流れで蓄電部92の劣化判定を行った後、蓄電部92が劣化状態とされた場合には、例えば、外部に対して所定の劣化信号を送信する。劣化信号の送信先は特に限定されず、例えば、車両内における外部ECU(制御装置2の外部のECU)などが挙げられる。外部ECUは、制御回路10から劣化信号を取得した場合、ユーザに対して蓄電部92が異常である旨の所定報知(所定ランプの表示や音声報知など)を行うことが望ましい。
次に、電源部91からの電力供給が低下又は遮断した場合について説明する。
図1で示す電源システム100は、電源部91からの電力供給が正常のときに電源部91の出力電圧が電力線となる配線部81に印加され、電源部91から配線部81を介して様々な電気部品に電力が供給される。ここでいう「電源部91からの電力供給が正常のとき」とは、電源部91によって配線部81に印加される出力電圧値が所定値を超えるときである。例えば、制御回路10(具体的には制御部12)には、図示しない電圧検出回路により、配線部81に印加される電圧を示す値(例えば、配線部81の電圧値そのもの、或いは配線部81の電圧を分圧した値など)が入力されるようになっており、制御回路10は、この電圧検出回路から入力される検出値(配線部81に印加される電圧を示す値)が閾値未満であるか否かを判定することで、配線部81の電圧が所定値未満であるか否かを判定している。なお、所定値は、電源部91の満充電時の出力電圧よりも小さく0よりも大きい値であり、例えば0Vよりもやや大きい値に設定される。
図1で示す電源システム100は、電源部91からの電力供給が正常のときに電源部91の出力電圧が電力線となる配線部81に印加され、電源部91から配線部81を介して様々な電気部品に電力が供給される。ここでいう「電源部91からの電力供給が正常のとき」とは、電源部91によって配線部81に印加される出力電圧値が所定値を超えるときである。例えば、制御回路10(具体的には制御部12)には、図示しない電圧検出回路により、配線部81に印加される電圧を示す値(例えば、配線部81の電圧値そのもの、或いは配線部81の電圧を分圧した値など)が入力されるようになっており、制御回路10は、この電圧検出回路から入力される検出値(配線部81に印加される電圧を示す値)が閾値未満であるか否かを判定することで、配線部81の電圧が所定値未満であるか否かを判定している。なお、所定値は、電源部91の満充電時の出力電圧よりも小さく0よりも大きい値であり、例えば0Vよりもやや大きい値に設定される。
制御回路10(具体的には制御部12)は、イグニッションスイッチ(始動スイッチ)がオン状態に切り替わった後、電源部91からの出力電圧が印加される配線部81の電圧を継続的に監視する。そして、制御部12は、配線部81の電圧が所定値未満であるか否かの判定を繰り返し、所定値未満であると判定した場合(即ち、電源部91からの電力供給が低下又は遮断した場合)、充電回路部3を停止状態で維持しつつ、蓄電部92の放電(バックアップ動作)を行う。蓄電部92によるバックアップ動作は上述した通りである。
ここで、本構成の効果を例示する。
本構成の電源装置1及び制御装置2は、判定部14によって蓄電部92が劣化状態であるか否かを判定することができる。しかも、制御部12が第2制御に切り替える場合に、電圧検出部24で検出される出力電圧値と定負荷部34の抵抗値とに基づいて特定される蓄電部92の容量が一定値以下であるか否かを判定することで蓄電部92が劣化状態であるか否かを判定することができるため、電流検出専用の回路に依存せずに蓄電部92の劣化をより高精度に判定することができる。
本構成の電源装置1及び制御装置2は、判定部14によって蓄電部92が劣化状態であるか否かを判定することができる。しかも、制御部12が第2制御に切り替える場合に、電圧検出部24で検出される出力電圧値と定負荷部34の抵抗値とに基づいて特定される蓄電部92の容量が一定値以下であるか否かを判定することで蓄電部92が劣化状態であるか否かを判定することができるため、電流検出専用の回路に依存せずに蓄電部92の劣化をより高精度に判定することができる。
判定部14は、制御部12が第2制御を実行している間の検出期間において複数回のタイミングで電圧検出部24によって検出される複数の出力電圧値と、複数回の回数と、定負荷部34の抵抗値とに基づいて検出期間の平均電流値を検出し、平均電流値と、検出期間の長さと、検出期間において電圧検出部24で検出される出力電圧値が変化する変化量とに基づいて蓄電部92の容量を検出し、蓄電部92の容量が一定値以下である場合に蓄電部92が劣化状態と判定するように機能する。
このように、制御部12が第2制御を実行している間の検出期間において複数回のタイミングで出力電圧値を把握し、これらの出力電圧値と定負荷部34の抵抗値とに基づいて平均電流値を検出すれば、検出期間で電流が変動する場合でも平均的な電流値を把握して用いることができる。そして、この平均電流値と、検出期間の長さと、検出期間における出力電圧値の変化量とに基づいて蓄電部92の容量を検出すれば、より正確な容量を検出することができ、ひいては、電流検出に依存することなく劣化状態をより一層高精度に判定することができる。
更に、判定部14は、制御部12が第2制御を実行している間に電圧検出部24が検出する出力電圧値が所定の第1電圧値V1から所定の第2電圧値V2まで低下する時間である放電時間を検出し、放電時間が一定時間よりも短い場合に蓄電部92の劣化状態と判定するように機能する。
このように、蓄電部92の容量が一定値以下であるか否かを判定することで蓄電部92が劣化状態を判定する方法と、放電時間が一定時間よりも短い場合に蓄電部92の劣化状態と判定する方法とを併用することで、電流検出に依存することなく、より多面的な劣化状態の判定が可能となる。
制御部12は、車載用の制御装置2が搭載される車両において、車両を始動状態と停止状態とに切り替える始動スイッチ(具体的には、イグニッションスイッチ)がオン状態からオフ状態に切り替わった場合に第2制御を実行するように機能する。
このように、始動スイッチがオフ状態に切り替わることで車両が駐車状態となるような場合に第2制御を実行することで、駐車時に蓄電部92を放電させて出力電圧(充電電圧値)を低下させることができ、蓄電部92の劣化の進行を抑えることができる。そして、このような放電時に上述した方法により劣化状態を判定すれば、電流検出専用の回路に依存せずに蓄電部92が劣化状態であるか否かを効率的に判定することができる。
<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、上述した又は後述する実施例は、矛盾しない範囲で組み合わせてもよい。
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、上述した又は後述する実施例は、矛盾しない範囲で組み合わせてもよい。
上述した実施例では、主電源部としての電源部91に鉛バッテリ用いているが、この構成に限定されず、上述した実施例又は上述した実施例を変更したいずれの例においても、鉛バッテリ以外の公知の他の蓄電池を用いてもよい。電源部91を構成する電源手段の数は1つに限定されず、複数の電源手段によって構成されていてもよい。
上述した実施例では、蓄電部92に電気二重層キャパシタ(EDLC)を用いているが、この構成に限定されず、上述した実施例又は上述した実施例を変更したいずれの例においても、蓄電部92にリチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ、ニッケル水素充電池などの他の蓄電手段を用いてもよい。また、蓄電部92を構成する蓄電手段の数は1つに限定されず、複数の蓄電手段によって構成されていてもよい。
上述した実施例では、充電回路部3がDCDCコンバータとして構成される例を説明したが、上述した実施例又は上述した実施例を変更したいずれの例においても、この例に限定されず、公知の様々な充電回路を用いることができる。
上述した実施例では、始動スイッチの一例としてイグニッションスイッチを例示したが、電気自動車であればEVシステムを始動させるスイッチを始動スイッチとすることができる。
1…車載用電源装置
2…車載用の制御装置
3…充電回路部
12…制御部
14…判定部
24…電圧検出部
32…スイッチ部
34…定負荷部
36…導電路
92…車載用の蓄電部
2…車載用の制御装置
3…充電回路部
12…制御部
14…判定部
24…電圧検出部
32…スイッチ部
34…定負荷部
36…導電路
92…車載用の蓄電部
Claims (6)
- 車載用の蓄電部を充電する充電回路部と、
前記充電回路部とは異なる経路として構成され、前記蓄電部から放電電流が流れる経路となる導電路と、
前記導電路に介在し、オン状態のときに前記導電路を前記蓄電部からの放電電流が流れる通電状態とし、オフ状態のときに前記導電路を前記蓄電部からの放電電流が流れない遮断状態とするスイッチ部と、
前記導電路に介在し、前記スイッチ部がオン状態のときに前記蓄電部からの放電電流が流れ、前記スイッチ部がオフ状態のときに前記蓄電部からの放電電流が流れない定負荷部と、
前記蓄電部の出力電圧値を検出する電圧検出部と、
少なくとも、前記スイッチ部をオフ状態とし前記充電回路部に充電動作を行わせる第1制御と、前記スイッチ部をオン状態とし前記充電回路部の充電動作を停止させる第2制御とを切り替える制御部と、
前記制御部が前記第2制御に切り替える場合に、前記電圧検出部で検出される出力電圧値と前記定負荷部の抵抗値とに基づいて特定される前記蓄電部の容量が一定値以下である場合に前記蓄電部が劣化状態と判定する判定部と、
を有する車載用の制御装置。 - 前記判定部は、
前記制御部が前記第2制御を実行している間の検出期間において複数回のタイミングで前記電圧検出部によって検出される複数の出力電圧値と、前記複数回の回数と、前記定負荷部の抵抗値とに基づいて前記検出期間の平均電流値を検出し、
前記平均電流値と、前記検出期間の長さと、前記検出期間において前記電圧検出部で検出される出力電圧値が変化する変化量とに基づいて前記蓄電部の容量を検出し、
前記蓄電部の容量が一定値以下である場合に前記蓄電部が劣化状態と判定する請求項1に記載の車載用の制御装置。 - 前記判定部は、前記制御部が前記第2制御を実行している間に前記電圧検出部が検出する出力電圧値が所定の第1電圧値から所定の第2電圧値まで低下する時間である放電時間を検出し、前記放電時間が一定時間よりも短い場合に前記蓄電部の劣化状態と判定する請求項1又は請求項2に記載の車載用の制御装置。
- 車載用の蓄電部を充電する充電回路部と、
前記充電回路部とは異なる経路として構成され、前記蓄電部から放電電流が流れる経路となる導電路と、
前記導電路に介在し、オン状態のときに前記導電路を前記蓄電部からの放電電流が流れる通電状態とし、オフ状態のときに前記導電路を前記蓄電部からの放電電流が流れない遮断状態とするスイッチ部と、
前記導電路に介在し、前記スイッチ部がオン状態のときに前記蓄電部からの放電電流が流れ、前記スイッチ部がオフ状態のときに前記蓄電部からの放電電流が流れない定負荷部と、
前記蓄電部の出力電圧を検出する電圧検出部と、
少なくとも、前記スイッチ部をオフ状態とし前記充電回路部に充電動作を行わせる第1制御と、前記スイッチ部をオン状態とし前記充電回路部の充電動作を停止させる第2制御とを切り替える制御部と、
前記制御部が前記第2制御を実行している間に前記電圧検出部が検出する出力電圧値が所定の第1電圧値から所定の第2電圧値まで低下する時間である放電時間を検出し、前記放電時間が一定時間よりも短い場合に前記蓄電部の劣化状態と判定する判定部と、
を有する車載用の制御装置。 - 前記制御部は、当該車載用の制御装置が搭載される車両において車両を始動状態と停止状態とに切り替える始動スイッチがオン状態からオフ状態に切り替わった場合に前記第2制御を実行する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の車載用の制御装置。
- 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の車載用の制御装置と、前記蓄電部とを含む車載用電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017058772A JP2018164323A (ja) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 車載用の制御装置及び車載用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017058772A JP2018164323A (ja) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 車載用の制御装置及び車載用電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018164323A true JP2018164323A (ja) | 2018-10-18 |
Family
ID=63860370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2017058772A Pending JP2018164323A (ja) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 車載用の制御装置及び車載用電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2018164323A (ja) |
-
2017
- 2017-03-24 JP JP2017058772A patent/JP2018164323A/ja active Pending
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