JP2018196177A - 電源システムの制御装置及び制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明に係る制御装置を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1に示すように、本実施形態において、制御装置は、ECU80として具体化されている。ECU80は、電源システムに相当する車載システムを構成する。本実施形態において、ECU80が備えられる車両は、走行動力源となる回転電機を備えている。
図1において、第1,第2メイン高圧経路HM1,HM2のうち、第1,第2リレーSMR1,SMR2よりも第1高圧蓄電池10側に第3,第4接続部P3,P4が接続されていてもよい。また、第3,第4メイン高圧経路HM3,HM4のうち、第3,第4リレーSMR3,SMR4よりも第2インバータ30側に第1,第2接続部P1,P2が接続されていてもよい。
以下、第2実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図7に示すように、第1インバータ20、第1DCDCコンバータ50及び低圧蓄電池70が同一空間内に配置されている。具体的には、第1インバータ20、第1DCDCコンバータ50及び低圧蓄電池70は、第1空間24内に配置されている。各高圧蓄電池10,11及び第2DCDCコンバータ60は、第2空間内に配置されている。なお、第1空間は例えば車両のエンジンルームであり、第2空間は例えば車両のトランクルームである。なお図7において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
以下、第3実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図8に示すように、第2高圧蓄電池11及び第2DCDCコンバータ60が一体化されている。具体的には、第2高圧蓄電池11及び第2DCDCコンバータ60が共通の筐体25に収容されて一体化されている。なお図8において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
以下、第4実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図2のステップS16の処理内容を変更する。図9に示すように、本実施形態における合計損失Wtotalは、第1電気経路で発生する損失W1、第2電気経路で発生す損失W2、第1DCDCコンバータ50で発生する損失Wdc1及び第2DCDCコンバータ60で発生する損失Wdc2の合計値として定義されている。ステップS16では、合計損失Wtotalが最小となるように、第1目標電流値Itgt1を設定する。図9は、先の図3と同様に、第1,第2高圧電流値IrH1,IrH2が第1,第2低圧電流値IrL1,IrL2に対して十分小さい場合を示す。図9は、第1DCDCコンバータ50の電力変換効率である第1変換効率η1と、第2DCDCコンバータ60の電力変換効率である第2変換効率η2とが等しい場合における各低圧抵抗値RL1,RL2の比、第1目標電流値Itgt1及び合計損失Wtotalの関係を示す。なお図9に示す例では、第1目標電流値Itgt1が要求電流値ILtgtに設定される場合の合計損失Wtotalがその最小値とされる。また図9に示す例では、RL1:RL2=1:2を例にすると、合計損失Wtotalが極小となる第1目標電流値Itgt1が複数(Imin2,Imin4)存在する。
以下、第5実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図12に示すように、第3,第4メイン高圧経路HM3,HM4のうち、第3,第4リレーSMR3,SMR4よりも第2インバータ30側に第3,第4接続部P3,P4が接続されている。図12において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
以下、第6実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図13に示すように、第1,第2メイン高圧経路HM1,HM2のうち、第1,第2リレーSMR1,SMR2よりも第1高圧蓄電池10側に第1,第2接続部P1,P2が接続されている。図13において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
以下、第7実施形態について、上記第6実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図14に示すように、車載システムは第3DCDCコンバータ90を備えている。なお図14において、先の図13等に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。また図14では、各インバータ20,30及びモータジェネレータ40等を簡略化して示す。
以下、第8実施形態について、上記第7実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図15に示すように、車載システムは第4DCDCコンバータ100を備えている。なお図15において、先の図14に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (16)
- 電源システムを制御する制御装置において、
第1高圧蓄電装置(10)及び第2高圧蓄電装置(11)と、
前記第1高圧蓄電装置及び前記第2高圧蓄電装置のそれぞれよりも出力電圧の低い低圧蓄電装置(70)と、
前記第1高圧蓄電装置に電気的に接続された電気経路である第1高圧経路(HM1,HM2)と、
前記第1高圧経路によって前記第1高圧蓄電装置に電気的に接続された第1インバータ(20)と、
前記第2高圧蓄電装置に電気的に接続された電気経路である第2高圧経路(HM3,HM4)と、
前記第2高圧経路によって前記第2高圧蓄電装置に電気的に接続された第2インバータ(30)と、
前記第1インバータ及び前記第2インバータのそれぞれに電気的に接続された回転電機(40)と、
前記低圧蓄電装置に電気的に接続された電気経路である低圧経路(LL1〜LL8)と、
前記低圧経路に電気的に接続された電気負荷(71)と、
前記第1高圧経路からの入力電圧を降圧して前記低圧経路に出力する第1DCDCコンバータ(50)と、
前記第2高圧経路からの入力電圧を降圧して前記低圧経路に出力する第2DCDCコンバータ(60)と、を備える電源システムに適用される制御装置であって、
前記第1DCDCコンバータ又は前記第2DCDCコンバータのいずれかに異常が生じたことを判定するコンバータ異常判定部と、
前記第1DCDCコンバータ又は前記第2DCDCコンバータのいずれかに異常が生じていると判定された場合、前記第1DCDCコンバータ及び前記第2DCDCコンバータのうち、異常が生じていると判定されたDCDCコンバータの動作を停止させるとともに異常が生じていると判定されていないDCDCコンバータの動作を継続させて前記電気負荷に給電する制御部と、を備える電源システムの制御装置。 - 前記電源システムは、
前記第1高圧経路に設けられ、開状態又は閉状態に切り替えられる第1スイッチ部(SMR1,SMR2)と、
前記第2高圧経路に設けられ、開状態又は閉状態に切り替えられる第2スイッチ部(SMR3,SMR4)と、を備え、
前記第1DCDCコンバータが降圧動作する場合の前記第1DCDCコンバータの入力側は、前記第1高圧経路のうち、前記第1スイッチ部よりも前記第1インバータ側に電気的に接続されており、
前記第2DCDCコンバータが降圧動作する場合の前記第2DCDCコンバータの入力側は、前記第2高圧経路のうち、前記第2スイッチ部よりも前記第2高圧蓄電装置側に電気的に接続されており、
前記第1スイッチ部及び前記第2スイッチ部のそれぞれは、ノーマリオープン型のものであり、前記低圧蓄電装置から給電されて閉状態とされるものであり、
前記低圧蓄電装置に異常が生じたことを判定する低圧異常判定部を備え、
前記制御部は、前記低圧蓄電装置に異常が生じていると判定された場合、前記第2DCDCコンバータを動作させて前記電気負荷に給電する請求項1に記載の電源システムの制御装置。 - 電源システムを制御する制御装置において、
前記電源システムは、
第1高圧蓄電装置(10)及び第2高圧蓄電装置(11)と、
前記第1高圧蓄電装置及び前記第2高圧蓄電装置のそれぞれよりも出力電圧の低い低圧蓄電装置(70)と、
前記第1高圧蓄電装置に電気的に接続された電気経路である第1高圧経路(HM1,HM2)と、
前記第1高圧経路によって前記第1高圧蓄電装置に電気的に接続された第1インバータ(20)と、
前記第2高圧蓄電装置に電気的に接続された電気経路である第2高圧経路(HM3,HM4)と、
前記第2高圧経路によって前記第2高圧蓄電装置に電気的に接続された第2インバータ(30)と、
前記第1インバータ及び前記第2インバータのそれぞれに電気的に接続された回転電機(40)と、
前記低圧蓄電装置に電気的に接続された電気経路である低圧経路(LL1〜LL8)と、
前記低圧経路に電気的に接続された電気負荷(71)と、
前記第1高圧経路からの入力電圧を降圧して前記低圧経路に出力する第1DCDCコンバータ(50)と、
前記第2高圧経路からの入力電圧を降圧して前記低圧経路に出力する第2DCDCコンバータ(60)と、
前記第1高圧経路に設けられ、開状態又は閉状態に切り替えられる第1スイッチ部(SMR1,SMR2)と、
前記第2高圧経路に設けられ、開状態又は閉状態に切り替えられる第2スイッチ部(SMR3,SMR4)と、を備え、
前記第1DCDCコンバータが降圧動作する場合の前記第1DCDCコンバータの入力側は、前記第1高圧経路のうち、前記第1スイッチ部よりも前記第1インバータ側に電気的に接続されており、
前記第2DCDCコンバータが降圧動作する場合の前記第2DCDCコンバータの入力側は、前記第2高圧経路のうち、前記第2スイッチ部よりも前記第2高圧蓄電装置側に電気的に接続されており、
前記第1スイッチ部及び前記第2スイッチ部のそれぞれは、ノーマリオープン型のものであり、前記低圧蓄電装置から給電されて閉状態とされるものであり、
前記低圧蓄電装置に異常が生じたことを判定する低圧異常判定部と、
前記低圧蓄電装置に異常が生じていると判定された場合、前記第2DCDCコンバータを動作させて前記電気負荷に給電する制御部と、を備える電源システムの制御装置。 - 前記電源システムは、車両に備えられており、
前記回転電機は、前記車両の走行動力源となるものであり、
前記第1インバータから前記第1高圧経路、前記第1DCDCコンバータ及び前記低圧経路を介して前記低圧蓄電装置に至るまでの電気経路を含む第1電気経路の抵抗値が第1抵抗値(RL1)とされ、
前記第2インバータから前記第2高圧経路、前記第2DCDCコンバータ及び前記低圧経路を介して前記低圧蓄電装置に至るまでの電気経路を含む第2電気経路の抵抗値が、前記第1抵抗値よりも大きい第2抵抗値(RL2)とされ、
前記制御部は、前記車両の運動エネルギを利用して前記回転電機に回生発電させて、かつ、前記第1インバータを介して前記第1高圧経路に前記回転電機の回生発電電力を供給する処理、及び前記第2インバータを介して前記第2高圧経路に前記回転電機の回生発電電力を供給する処理のうち少なくとも一方の処理を行い、
前記制御部は、前記低圧蓄電装置に異常が生じていると判定された場合、前記回転電機が回生発電していることを条件として、前記第2DCDCコンバータの動作を停止させて、かつ、前記回生発電電力が前記第1電気経路を介して前記低圧経路に供給されるように前記第1DCDCコンバータを動作させる請求項3に記載の電源システムの制御装置。 - 前記電源システムは、
前記第1高圧経路に設けられ、開状態又は閉状態に切り替えられる第1スイッチ部(SMR1,SMR2)と、
前記第2高圧経路に設けられ、開状態又は閉状態に切り替えられる第2スイッチ部(SMR3,SMR4)と、を備え、
前記第1DCDCコンバータが降圧動作する場合の前記第1DCDCコンバータの入力側は、前記第1高圧経路のうち、前記第1スイッチ部よりも前記第1インバータ側に電気的に接続されており、
前記第2DCDCコンバータが降圧動作する場合の前記第2DCDCコンバータの入力側は、前記第2高圧経路のうち、前記第2スイッチ部よりも前記第2インバータ側に電気的に接続されている請求項1に記載の電源システムの制御装置。 - 前記電源システムは、
前記第1高圧経路に設けられ、開状態又は閉状態に切り替えられる第1スイッチ部(SMR1,SMR2)と、
前記第2高圧経路に設けられ、開状態又は閉状態に切り替えられる第2スイッチ部(SMR3,SMR4)と、を備え、
前記第1DCDCコンバータが降圧動作する場合の前記第1DCDCコンバータの入力側は、前記第1高圧経路のうち、前記第1スイッチ部よりも前記第1高圧蓄電装置側に電気的に接続されており、
前記第2DCDCコンバータが降圧動作する場合の前記第2DCDCコンバータの入力側は、前記第2高圧経路のうち、前記第2スイッチ部よりも前記第2高圧蓄電装置側に電気的に接続されている請求項1に記載の電源システムの制御装置。 - 前記第1DCDCコンバータから前記低圧経路を介して前記低圧蓄電装置に至るまでの電気経路を含む第1電気経路の抵抗値が第1抵抗値(RL1)とされ、
前記第2DCDCコンバータから前記低圧経路を介して前記低圧蓄電装置に至るまでの電気経路を含む第2電気経路の抵抗値が第2抵抗値(RL2)とされ、
前記第1DCDCコンバータの出力電流の目標値である第1目標電流値(Itgt1)、及び前記第2DCDCコンバータの出力電流の目標値である第2目標電流値(Itgt2)を設定する設定部を備え、
前記制御部は、前記第1DCDCコンバータの出力電流値を前記第1目標電流値に制御して、かつ、前記第2DCDCコンバータの出力電流値を前記第2目標電流値に制御し、
前記設定部は、前記第1抵抗値及び前記第2抵抗値に応じた前記第1目標電流値及び前記第2目標電流値を設定する請求項1〜6のいずれか1項に記載の電源システムの制御装置。 - 前記第1抵抗値は前記第2抵抗値よりも小さくされており、
前記設定部は、前記第1目標電流値を前記第2目標電流値よりも大きく設定する請求項7に記載の電源システムの制御装置。 - 前記第1抵抗値は前記第2抵抗値よりも大きくされており、
前記設定部は、前記第1目標電流値を前記第2目標電流値よりも小さく設定する請求項7に記載の電源システムの制御装置。 - 前記第1抵抗値と前記第2抵抗値とは同じ値とされており、
前記設定部は、前記第1目標電流値と前記第2目標電流値との差の絶対値が規定値以下となるように前記第1目標電流値及び前記第2目標電流値を設定する請求項7に記載の電源システムの制御装置。 - 前記システムは、車両に備えられており、
前記回転電機は、前記車両の走行動力源となるものであり、
前記第1電気経路は、前記第1インバータから前記第1高圧経路、前記第1DCDCコンバータ及び前記低圧経路を介して前記低圧蓄電装置に至るまでの電気経路を含み、
前記第2電気経路は、前記第2インバータから前記第2高圧経路、前記第2DCDCコンバータ及び前記低圧経路を介して前記低圧蓄電装置に至るまでの電気経路を含み、
前記制御部は、前記車両の運動エネルギを利用して前記回転電機に回生発電させて、かつ、前記第1インバータを介して前記第1高圧経路に前記回転電機の回生発電電力を供給する処理、及び前記第2インバータを介して前記第2高圧経路に前記回転電機の回生発電電力を供給する処理のうち少なくとも一方の処理を行い、
前記制御部は、前記回転電機が回生発電している期間において、前記第2DCDCコンバータの動作を停止させて、かつ、前記回生発電電力が前記第1電気経路を介して前記低圧経路に供給されるように前記第1DCDCコンバータを動作させる請求項8に記載の電源システムの制御装置。 - 前記設定部は、前記第1電気経路で発生する損失及び前記第2電気経路で発生する損失の合計値に基づいて、前記第1目標電流値及び前記第2目標電流値を設定する請求項7〜11のいずれか1項に記載の電源システムの制御装置。
- 前記設定部は、前記合計値が最小となるように、前記第1目標電流値及び前記第2目標電流値を設定する請求項12に記載の電源システムの制御装置。
- 前記設定部は、前記第1電気経路で発生する損失、前記第1DCDCコンバータで発生する損失、前記第2電気経路で発生する損失及び前記第2DCDCコンバータで発生する損失の合計値に基づいて、前記第1目標電流値及び前記第2目標電流値を設定する請求項7〜11のいずれか1項に記載の電源システムの制御装置。
- 前記設定部は、前記合計値が最小となるように、前記第1目標電流値及び前記第2目標電流値を設定する請求項14に記載の電源システムの制御装置。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載の電源システムの制御装置、前記第1高圧経路、前記第1インバータ、前記第2高圧経路、前記第2インバータ、前記回転電機、前記第1DCDCコンバータ及び前記第2DCDCコンバータを備える制御システム。
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