JP2021013239A - Ｄｃｄｃコンバータの制御装置 - Google Patents

Ｄｃｄｃコンバータの制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2021013239A
JP2021013239A JP2019125967A JP2019125967A JP2021013239A JP 2021013239 A JP2021013239 A JP 2021013239A JP 2019125967 A JP2019125967 A JP 2019125967A JP 2019125967 A JP2019125967 A JP 2019125967A JP 2021013239 A JP2021013239 A JP 2021013239A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dcdc converter
voltage
dcdc
vehicle
operating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019125967A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7136024B2 (ja
Inventor
大輝 竹本
Daiki Takemoto
大輝 竹本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2019125967A priority Critical patent/JP7136024B2/ja
Priority to US16/887,553 priority patent/US11095122B2/en
Priority to EP20177962.6A priority patent/EP3761493A1/en
Priority to CN202010526181.7A priority patent/CN112187053A/zh
Publication of JP2021013239A publication Critical patent/JP2021013239A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7136024B2 publication Critical patent/JP7136024B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/14—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric lighting circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/12—Buck converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0016—Control circuits providing compensation of output voltage deviations using feedforward of disturbance parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

【課題】所定の機器の動作に影響を与える系統電圧の低下を抑制できる、ＤＣＤＣコンバータ制御装置を提供する。【解決手段】第１のＤＣＤＣコンバータと、第１のＤＣＤＣコンバータと並列に接続される第２のＤＣＤＣコンバータと、第１及び第２のＤＣＤＣコンバータの少なくとも一方から出力される電力で動作する複数の車載機器と、を備えた車両に搭載され、第１及び第２のＤＣＤＣコンバータを制御する制御装置であって、複数の車載機器のうち、所定の機器の動作状態を監視し、所定の機器が動作していない場合、少なくとも第１のＤＣＤＣコンバータの出力電圧の制御目標値を複数の車載機器を動作させるための所定の目標電圧に設定し、所定の機器が１つ以上動作している場合、第１及び第２のＤＣＤＣコンバータの双方の出力電圧の制御目標値を目標電圧に設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されるＤＣＤＣコンバータを制御する制御装置に関する。
近年、車載機器の増加に伴う電力需要の増大に対応すべく、第１のＤＣＤＣコンバータに第２のＤＣＤＣコンバータを並列に接続した電源システムが提案されている。例えば、特許文献１に、並列接続された２つのＤＣＤＣコンバータを好適に切り替えて動作させて車載機器に電力を供給する電源システムが開示されている。
特許第５３８７６５１号公報
上記特許文献１の電源システムでは、第１のＤＣＤＣコンバータによって電力供給を行っているときに車載機器で供給能力を超える電力需要が発生した場合、第２のＤＣＤＣコンバータを起動して電力供給を開始する。しかし、第２のＤＣＤＣコンバータが起動を指示されてから実際に車載機器へ電力を供給し始めるまでにはタイムラグがあるため、その間にＤＣＤＣコンバータの出力電圧が一時的に低下することが考えられる。この出力電圧の一時的な低下は、所定の機器の動作に影響を与えてしまい、車両の乗員などが違和感、不安感、不信感などを抱くおそれがある。
ところが、このようなＤＣＤＣコンバータの出力電圧の一時的な低下に関する所定の機器への対策については、これまで十分に検討されていなかった。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、所定の機器の動作に影響を与えるＤＣＤＣコンバータの出力電圧の一時的な低下の発生を抑制できる、ＤＣＤＣコンバータ制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、第１のＤＣＤＣコンバータと、第１のＤＣＤＣコンバータと並列に接続される第２のＤＣＤＣコンバータと、第１及び第２のＤＣＤＣコンバータの少なくとも一方から出力される電力で動作する複数の車載機器と、を備えた車両に搭載され、第１及び第２のＤＣＤＣコンバータを制御する制御装置であって、複数の車載機器のうち、所定の機器の動作状態を監視し、所定の機器が動作していない場合、少なくとも第１のＤＣＤＣコンバータの出力電圧の制御目標値を複数の車載機器を動作させるための所定の目標電圧に設定し、所定の機器が１つ以上動作している場合、第１及び第２のＤＣＤＣコンバータの双方の出力電圧の制御目標値を目標電圧に設定する。
上記本発明によれば、所定の機器の動作中は、第１のＤＣＤＣコンバータと第２のＤＣＤＣコンバータとの両方で電力供給が可能である。よって、第１のＤＣＤＣコンバータの供給能力を超える電力需要が複数の車載機器で発生しても、所定の機器の動作に影響を与えるＤＣＤＣコンバータの出力電圧の一時的な低下の発生を抑制できる。
本実施形態に係るＤＣＤＣコンバータ制御装置を含む電源システムの概略構成図 ＤＣＤＣコンバータ制御装置が実行する制御フローチャート
本発明のＤＣＤＣコンバータ制御装置は、２つのＤＣＤＣコンバータを並列接続した電源システムにおいて、所定の機器が少なくとも１つ動作している場合には、両方のＤＣＤＣコンバータを常に動作可能な状態にしておく。これにより、一方のＤＣＤＣコンバータの供給能力を超える電力需要が発生した際、一方のＤＣＤＣコンバータと他方のＤＣＤＣコンバータを順次動作させる場合と比べて、他方のＤＣＤＣコンバータが起動するまでのタイムラグをなくすことができる。よって、所定の機器の動作に影響を与えるＤＣＤＣコンバータの出力電圧の一時的な低下の発生を抑制できる。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
＜構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るＤＣＤＣコンバータ制御装置を含む電源システム１の概略構成を示すブロック図である。図１に例示した電源システム１は、第１のバッテリ１０と、第２のバッテリ２０と、第１のＤＣＤＣコンバータ（ＤＤＣ）３０と、第２のＤＣＤＣコンバータ（ＤＤＣ）４０と、複数の車載機器５１〜５４と、本実施形態のＤＤＣ制御装置６０と、を備えている。図１では、電力線を実線で示し、電力線以外の制御信号線等を破線で示す。電源システム１が搭載される車両としては、ハイブリッド自動車（ＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）が例示できる。
第１のバッテリ１０は、リチウムイオン電池等の充放電可能に構成された二次電池であって、例えば高電圧電力の供給源として車両に搭載される駆動用バッテリである。この第１のバッテリ１０は、第１のＤＣＤＣコンバータ３０及び第２のＤＣＤＣコンバータ４０を介して、複数の車載機器５１〜５４と電力供給可能に接続されている。
第２のバッテリ２０は、鉛蓄電池等の充放電可能に構成された二次電池であって、例えば低電圧電力の供給源として車両に搭載される補機バッテリである。この第２のバッテリ２０は、複数の車載機器５１〜５４と電力供給可能に接続されている。
第１のＤＣＤＣコンバータ３０は、第１のバッテリ１０と第２のバッテリ２０及び複数の車載機器５１〜５４とを接続し、第１のバッテリ１０の電力を第２のバッテリ２０及び複数の車載機器５１〜５４に供給する。電力供給の際、第１のＤＣＤＣコンバータ３０は、入力電圧である第１のバッテリ１０の電圧を、ＤＤＣ制御装置６０から与えられる第１の指示値（後述する）に基づいて所定の値に変圧し、変圧後の電圧を出力端に出力することができる。
第２のＤＣＤＣコンバータ４０は、第１のＤＣＤＣコンバータ３０と並列に接続され、第１のバッテリ１０の電力を第２のバッテリ２０及び複数の車載機器５１〜５４に供給する。電力供給の際、第２のＤＣＤＣコンバータ４０は、入力電圧である第１のバッテリ１０の電圧を、ＤＤＣ制御装置６０から与えられる第２の指示値（後述する）に基づいて所定の値に変圧し、変圧後の電圧を出力端に出力することができる。
第１のＤＣＤＣコンバータ３０と第２のＤＣＤＣコンバータ４０とは、両方で複数の車載機器５１〜５４で発生する最大の電力需要（消費電流）を満足できるものであれば、出力可能な電流容量が異なっていても同じであってもよい。また、本実施形態では、第１のＤＣＤＣコンバータ３０と第２のＤＣＤＣコンバータ４０とを並列接続した構成を説明したが、３つ以上のＤＣＤＣコンバータを並列接続した構成であってもよく、後述するＤＤＣ制御を好適に実施することが可能である。
複数の車載機器５１〜５４は、第１のＤＣＤＣコンバータ３０及び第２のＤＣＤＣコンバータ４０の少なくとも一方を介して第１のバッテリ１０から供給される電力、及び第２のバッテリ２０の電力で動作する、車両に搭載された機器である。この複数の車載機器５１〜５４は、本実施形態において以下に説明する機器Ａ及び機器Ｂのいずれかに分類される。なお、複数の車載機器５１〜５４に供給される電力の電圧、すなわち第２のバッテリ２０の端子電圧を、以下「系統電圧Ｖ」という。
機器Ａは、系統電圧Ｖが一時的に所定の電圧まで低下した場合、電圧低下の影響を受けた機器の動作によって車両の乗員などに違和感、不安感、不信感などを与えてしまうおそれがある車載機器である。この機器Ａとしては、照明機器やワイパー機器等を例示することができる。照明機器では、系統電圧Ｖの一時的な低下によって、照明ランプの輝度が一瞬低下するといった現象を生じさせる可能性がある。また、ワイパー機器では、系統電圧Ｖの一時的な低下によって、ワイパーの動作速度が一瞬遅くなるといった現象を生じさせる可能性がある。上述したこれらの現象は、車両の安全運行に支障をきたすものではない現象ではあるものの、乗員などが違和感、不安感、不信感などを抱いてしまうことが考えられる。本実施形態では、車載機器５１及び５２を機器Ａとしている。
機器Ｂは、上述した機器Ａ以外の車載機器である。つまり、機器Ｂは、系統電圧Ｖの一時的な電圧低下の影響を受けてもその動作によって車両の乗員などが違和感、不安感、不信感などを抱かない車載機器、もしくは系統電圧Ｖの一時的な電圧低下の影響を受けない車載機器である。本実施形態では、車載機器５３及び５４を機器Ｂとしている。
なお、本実施形態では、２つの機器Ａ及び２つの機器Ｂによる４つの車載機器５１〜５４を備えた構成を例示するが、車載機器の数はこれに限られない。少なくとも１つの機器Ａと少なくとも１つの機器Ｂとを含む複数の車載機器を備えた構成であれば、後述するＤＤＣ制御装置６０によって第１のＤＣＤＣコンバータ３０及び第２のＤＣＤＣコンバータ４０を好適に制御することが可能である。
ＤＤＣ制御装置６０は、複数の車載機器５１〜５４及び第２のバッテリ２０から取得する所定の情報に基づいて、第１のＤＣＤＣコンバータ３０及び第２のＤＣＤＣコンバータ４０の動作をそれぞれ制御する。より具体的には、ＤＤＣ制御装置６０は、第１のＤＣＤＣコンバータ３０に対して出力電圧の制御目標値を所定の目標電圧Ｖtgtに設定する第１の指示値を与えることで、第１のＤＣＤＣコンバータ３０を制御する。目標電圧Ｖtgtは、例えば、複数の車載機器５１〜５４を正常に動作させるための基準電圧とすることができる。ＤＤＣ制御装置６０は、第２のＤＣＤＣコンバータ４０に対して出力電圧の制御目標値を複数の車載機器５１〜５４の電力需要に基づく電圧に設定する第２の指示値を与えることで、第２のＤＣＤＣコンバータ４０を制御する。
ＤＤＣ制御装置６０が複数の車載機器５１〜５４から取得する所定の情報は、機器が動作している状態（ＯＮ）か動作していない状態（ＯＦＦ）かを表すＯＮ／ＯＦＦ情報とすることができる。このＯＮ／ＯＦＦ情報によって、ＤＤＣ制御装置６０は、複数の車載機器５１〜５４の動作状態を監視する。また、ＤＤＣ制御装置６０が第２のバッテリ２０から取得する所定の情報は、第２のバッテリ２０の端子電圧の情報とすることができる。この電圧情報によって、ＤＤＣ制御装置６０は、系統電圧Ｖの状態を監視する。なお、ＤＤＣ制御装置６０は、ＯＮ／ＯＦＦ情報を全ての車載機器５１〜５４から取得する必要はなく、機器Ａ（車載機器５１及び５２）だけから取得してもよい。また、所定の情報は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）などの車載ネットワークを介して通信されてもよいし、専用の信号線を介して通信されてもよい。
このＤＤＣ制御装置６０は、典型的にはプロセッサ、メモリ、及び入出力インタフェース等を含んだＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成され得る。ＤＤＣ制御装置６０には、第１のＤＣＤＣコンバータ３０及び第２のＤＣＤＣコンバータ４０の出力電圧を制御できるＥＣＵ等の車両に搭載されるＥＣＵの一部又は全部を含むことができる。
＜制御＞
図２をさらに参照して、本実施形態に係るＤＤＣ制御装置６０が行う制御を説明する。図２は、ＤＤＣ制御装置６０が実行するＤＣＤＣコンバータ制御（ＤＤＣ制御）の処理手順を示すフローチャートである。
図２に示すＤＤＣ制御は、例えば車両の電源システム１が起動することによって開始され、電源システム１が終了するまで繰り返し実行される。電源システム１の起動後、ＤＤＣ制御装置６０は、第１のＤＣＤＣコンバータ３０に対して、出力電圧の制御目標値を目標電圧Ｖtgtに設定する第１の指示値を与えることで制御を開始する。
ステップＳ２０１：ＤＤＣ制御装置６０は、所定のフラグを「０」に設定する。このフラグは、複数の機器Ａ（車載機器５１及び５２）のうち１つ以上が動作している状態（フラグ＝１）からいずれの機器Ａも動作しなくなった状態（フラグ＝０）へ変化したタイミングを判断するために用いられる。
ステップＳ２０２：ＤＤＣ制御装置６０は、複数の機器Ａ（車載機器５１及び５２）のうち、少なくとも１つの機器Ａが動作しているか否かを判断する。機器Ａが動作している場合は（ステップＳ２０２、はい）、ステップＳ２０７に処理が進み、それ以外の場合は（ステップＳ２０２、いいえ）、ステップＳ２０３に処理が進む。
ステップＳ２０３：ＤＤＣ制御装置６０は、フラグが「１」であるか否かを判断する。フラグが「１」である場合は（ステップＳ２０３、はい）、ステップＳ２０６に処理が進み、それ以外の場合は（ステップＳ２０３、いいえ）、ステップＳ２０４に処理が進む。
ステップＳ２０４：ＤＤＣ制御装置６０は、第１のＤＣＤＣコンバータ３０による出力電圧の制御が限界に達したか否かを判断する。具体的には、ＤＤＣ制御装置６０は、第１の指示値を許容される上限値に設定して第１のＤＣＤＣコンバータ３０を制御しても、第１のＤＣＤＣコンバータ３０の出力電圧が制御目標値である目標電圧Ｖtgtまで上昇しない状態にあるか否かを判断する。このような第１のＤＣＤＣコンバータ３０の状態は、複数の車載機器５１〜５４で要求される総電力量が第１のＤＣＤＣコンバータ３０による供給可能電力量を超えてしまうことによって生じる。この場合、第２のバッテリ２０から複数の車載機器５１〜５４への放電が生じて第２のバッテリ２０の端子電圧、つまり系統電圧Ｖが目標電圧Ｖtgtよりも低下するので（Ｖ＜Ｖtgt）、ＤＤＣ制御装置６０は、第１の指示値と第２のバッテリ２０から取得する端子電圧との相違に基づいて、第１のＤＣＤＣコンバータ３０による出力電圧の制御が限界に達したかどうかを判断することができる。第１のＤＣＤＣコンバータ３０による出力電圧の制御が限界に達した場合は（ステップＳ２０４、はい）、ステップＳ２０６に処理が進み、それ以外の場合は（ステップＳ２０４、いいえ）、ステップＳ２０５に処理が進む。
ステップＳ２０５：ＤＤＣ制御装置６０は、出力電圧の制御目標値を目標電圧Ｖtgtに設定する第１の指示値を与えて第１のＤＣＤＣコンバータ３０を制御する。一方、ＤＤＣ制御装置６０は、出力電圧の制御目標値を目標電圧Ｖtgt未満となる低電圧に設定する第２の指示値を与えて第２のＤＣＤＣコンバータ４０を制御する。この低電圧は、第２のＤＣＤＣコンバータ４０の出力電圧が第１のＤＣＤＣコンバータ３０の出力電圧よりも常に低くなり、第２のＤＣＤＣコンバータ４０からの電力供給が行われない電圧とすることができる。この制御により、第１のＤＣＤＣコンバータ３０によって系統電圧Ｖは目標電圧Ｖtgtに制御され（Ｖ＝Ｖtgt）、複数の車載機器５１〜５４へは第１のＤＣＤＣコンバータ３０のみから電力が供給される。その後、ステップＳ２０２に処理が進む。
ステップＳ２０６：ＤＤＣ制御装置６０は、所定のフラグを「０」に設定する。
ステップＳ２０７：ＤＤＣ制御装置６０は、所定のフラグを「１」に設定する。
ステップＳ２０８：ＤＤＣ制御装置６０は、出力電圧の制御目標値を目標電圧Ｖtgtに設定する第１の指示値を与えて第１のＤＣＤＣコンバータ３０を制御し、出力電圧の制御目標値を目標電圧Ｖtgtに設定する第２の指示値を与えて第２のＤＣＤＣコンバータ４０を制御する。すなわち、ＤＤＣ制御装置６０は、同じ目標電圧Ｖtgtを出力させるように第１のＤＣＤＣコンバータ３０及び第２のＤＣＤＣコンバータ４０をそれぞれ制御する。この制御により、第１のＤＣＤＣコンバータ３０及び第２のＤＣＤＣコンバータ４０によって系統電圧Ｖは目標電圧Ｖtgtに制御され（Ｖ＝Ｖtgt）、複数の車載機器５１〜５４へは電力需要に基づいて第１のＤＣＤＣコンバータ３０及び第２のＤＣＤＣコンバータ４０から供給可能な電力がそれぞれ出力される。その後、ステップＳ２０２に処理が進む。
上記ＤＤＣ制御では、機器Ａが少なくとも１つ動作している場合には、複数の車載機器５１〜５４で発生している電力需要の大きさ（要求総電力量）にかかわらず、第１のＤＣＤＣコンバータ３０及び第２のＤＣＤＣコンバータ４０の両方を常に動作可能な状態にしておく（ステップＳ２０２→Ｓ２０７→Ｓ２０８→Ｓ２０２→Ｓ２０７→Ｓ２０８→…）。この制御により、第１のＤＣＤＣコンバータ３０の供給能力を超える電力需要が発生した際に、起動のタイムラグなく直ちに第２のＤＣＤＣコンバータ４０から電力供給を開始できる。よって、機器Ａが動作している場合には、系統電圧Ｖの一時的な電圧低下の発生を抑制できる。
また、上記ＤＤＣ制御では、機器Ａが全く動作していない場合には、複数の車載機器５１〜５４で発生している電力需要の大きさ（要求総電力量）に応じて、第１のＤＣＤＣコンバータ３０のみ又は第１のＤＣＤＣコンバータ３０及び第２のＤＣＤＣコンバータ４０の両方を動作させる。具体的には、第１のＤＣＤＣコンバータ３０のみで複数の車載機器５１〜５４で発生している電力需要を賄える場合には、第２のＤＣＤＣコンバータ４０を使用せず（ステップＳ２０２→Ｓ２０３→Ｓ２０４→Ｓ２０５→Ｓ２０２→Ｓ２０３→Ｓ２０４→Ｓ２０５→…）、第１のＤＣＤＣコンバータ３０の供給能力を超える電力需要が発生した際に第２のＤＣＤＣコンバータ４０も使用する（ステップＳ２０２→Ｓ２０３→Ｓ２０４→Ｓ２０６→Ｓ２０８）。この制御により、機器Ａが全く動作していないときには、必要なときにだけ第２のＤＣＤＣコンバータ４０を動作させることができる。
さらに、上記ＤＤＣ制御では、機器Ａが少なくとも１つ動作している状態から機器Ａが全く動作していない状態に遷移した際、その際の複数の車載機器５１〜５４で発生している電力需要の大きさ（要求総電力量）によっては、直ちに第２のＤＣＤＣコンバータ４０の動作を停止すると、第１のＤＣＤＣコンバータ３０だけでその電力需要を賄えない場合もあり得る。よって、フラグを用いてこの遷移状態を判断し、遷移の直後は第２のＤＣＤＣコンバータ４０の動作を継続し（ステップＳ２０２→Ｓ２０３→Ｓ２０６→Ｓ２０８）、その後に第１のＤＣＤＣコンバータ３０だけでその電力需要を賄えると判断した場合に第２のＤＣＤＣコンバータ４０の動作を停止する（ステップＳ２０２→Ｓ２０３→Ｓ２０４→Ｓ２０５）。すなわち、ステップＳ２０２において動作していた機器Ａが動作しなくなったと判断しても、ステップＳ２０３→Ｓ２０６→Ｓ２０８→Ｓ２０２→Ｓ２０３を経てステップＳ２０４の判断をするまでの処理期間は、複数の車載機器５１〜５４で発生している電力需要の大きさにかかわらず、第２のＤＣＤＣコンバータ４０を動作させる。この制御により、複数の車載機器５１〜５４への電力供給が停止してしまうという事態を回避することができる。
＜作用・効果＞
以上のように、本発明の一実施形態に係るＤＤＣ制御装置６０によれば、第１のＤＣＤＣコンバータ３０と第２のＤＣＤＣコンバータ４０とを並列に接続した電源システム１において、系統電圧Ｖの一時的な電圧低下の影響を受ける車載機器（機器Ａ）が少なくとも１つ動作している場合には、第１のＤＣＤＣコンバータ３０及び第２のＤＣＤＣコンバータ４０の両方を常に動作可能な状態にしておく。
この制御によって、第１のＤＣＤＣコンバータ３０の供給能力を超える電力需要が発生した際、第１のＤＣＤＣコンバータ３０と第２のＤＣＤＣコンバータ４０とを電力需要量に応じて順次動作させる場合と比べて、第２のＤＣＤＣコンバータ４０が起動して実際に出力を開始するまでのタイムラグをなくすことができる。よって、機器Ａの動作に影響を与える系統電圧Ｖの一時的な低下の発生を抑制することができる。
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、ＤＣＤＣコンバータ制御装置やＤＣＤＣコンバータが実行する制御方法、その制御プログラム及び制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体、あるいはＤＣＤＣコンバータ制御装置やＤＣＤＣコンバータを搭載した車両として捉えることができる。
本発明のＤＣＤＣコンバータ制御装置は、ハイブリッド自動車（ＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）などに搭載されて利用可能である。
１ 電源システム
１０ 第１のバッテリ
２０ 第２のバッテリ
３０ 第１のＤＣＤＣコンバータ（ＤＤＣ）
４０ 第２のＤＣＤＣコンバータ（ＤＤＣ）
５１〜５４ 車載機器
６０ ＤＤＣ制御装置

Claims (4)

  1. 第１のＤＣＤＣコンバータと、
    前記第１のＤＣＤＣコンバータと並列に接続される第２のＤＣＤＣコンバータと、
    前記第１及び第２のＤＣＤＣコンバータの少なくとも一方から出力される電力で動作する複数の車載機器と、を備えた車両に搭載され、
    前記第１及び第２のＤＣＤＣコンバータを制御する制御装置であって、
    前記複数の車載機器のうち、所定の機器の動作状態を監視し、
    前記所定の機器が動作していない場合、少なくとも前記第１のＤＣＤＣコンバータの出力電圧の制御目標値を前記複数の車載機器を動作させるための所定の目標電圧に設定し、
    前記所定の機器が１つ以上動作している場合、前記第１及び第２のＤＣＤＣコンバータの双方の出力電圧の制御目標値を前記目標電圧に設定する、
    ＤＣＤＣコンバータ制御装置。
  2. 前記所定の機器が動作していない場合、
    前記複数の車載機器で要求される総電力量が前記第１のＤＣＤＣコンバータによる供給可能電力量以内であれば、前記第２のＤＣＤＣコンバータの出力電圧の制御目標値を前記目標電圧未満の電圧に設定し、
    前記複数の車載機器で要求される総電力量が前記第１のＤＣＤＣコンバータによる供給可能電力量を超えれば、前記第２のＤＣＤＣコンバータの出力電圧の制御目標値を前記目標電圧に設定する、
    請求項１に記載のＤＣＤＣコンバータ制御装置。
  3. 前記第１のＤＣＤＣコンバータの出力電圧を制御する指示値が許容される所定の上限値に達したことで、前記複数の車載機器で要求される総電力量が前記第１のＤＣＤＣコンバータによる供給可能電力量を超えたと判断する、
    請求項２に記載のＤＣＤＣコンバータ制御装置。
  4. 前記所定の機器が１つ以上動作している状態から動作していない状態に遷移した後、所定の期間は、前記第２のＤＣＤＣコンバータの出力電圧の制御目標値を前記目標電圧に設定する、
    請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＤＣＤＣコンバータ制御装置。
JP2019125967A 2019-07-05 2019-07-05 Ｄｃｄｃコンバータの制御装置 Active JP7136024B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019125967A JP7136024B2 (ja) 2019-07-05 2019-07-05 Ｄｃｄｃコンバータの制御装置
US16/887,553 US11095122B2 (en) 2019-07-05 2020-05-29 DC-DC converter control apparatus and DC-DC converter control method
EP20177962.6A EP3761493A1 (en) 2019-07-05 2020-06-03 Dc-dc converter control apparatus and dc-dc converter control method
CN202010526181.7A CN112187053A (zh) 2019-07-05 2020-06-09 Dc-dc转换器控制设备及dc-dc转换器控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019125967A JP7136024B2 (ja) 2019-07-05 2019-07-05 Ｄｃｄｃコンバータの制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021013239A true JP2021013239A (ja) 2021-02-04
JP7136024B2 JP7136024B2 (ja) 2022-09-13

Family

ID=70977389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019125967A Active JP7136024B2 (ja) 2019-07-05 2019-07-05 Ｄｃｄｃコンバータの制御装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11095122B2 (ja)
EP (1) EP3761493A1 (ja)
JP (1) JP7136024B2 (ja)
CN (1) CN112187053A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023175795A1 (ja) * 2022-03-16 2023-09-21 本田技研工業株式会社 制御装置、制御方法、記憶媒体及びプログラム

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111682615A (zh) * 2020-06-18 2020-09-18 格力博(江苏)股份有限公司 充电控制电路、充电装置及充电系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002112457A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Citizen Watch Co Ltd 電源供給装置
JP2012029465A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 電圧変換装置
JP2013090517A (ja) * 2011-10-21 2013-05-13 Denso Corp 電源システム
US20160072293A1 (en) * 2014-09-08 2016-03-10 Astronics Advanced Electronic Systems Corp. Multi-Mode Power Converter Power Supply System

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010001817A1 (de) 2010-02-11 2011-08-11 Robert Bosch GmbH, 70469 Regelungskonzept mit Grenzwertmanagement für DC/DC-Wandler in einem Energiesystem
FR2969849B1 (fr) * 2010-12-23 2012-12-28 Valeo Sys Controle Moteur Sas Dispositif et procede de conversion dans le reseau de bord d'un vehicule
WO2012140746A1 (ja) * 2011-04-13 2012-10-18 トヨタ自動車株式会社 電動車両の電源装置およびその制御方法
CN103208960A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 台达电子企业管理（上海）有限公司 一种励磁控制电路及其电励磁风电系统
JP6187377B2 (ja) * 2014-04-22 2017-08-30 トヨタ自動車株式会社 車両の充電装置
DE102015214221A1 (de) * 2015-07-28 2017-02-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines elektrischen Systems, elektrisches System
JP6660553B2 (ja) * 2015-11-30 2020-03-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電源装置、電源装置の制御方法、および電源装置制御プログラム
JP6458756B2 (ja) * 2016-03-22 2019-01-30 トヨタ自動車株式会社 自動車

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002112457A (ja) * 2000-09-28 2002-04-12 Citizen Watch Co Ltd 電源供給装置
JP2012029465A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 電圧変換装置
JP2013090517A (ja) * 2011-10-21 2013-05-13 Denso Corp 電源システム
US20160072293A1 (en) * 2014-09-08 2016-03-10 Astronics Advanced Electronic Systems Corp. Multi-Mode Power Converter Power Supply System

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023175795A1 (ja) * 2022-03-16 2023-09-21 本田技研工業株式会社 制御装置、制御方法、記憶媒体及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP7136024B2 (ja) 2022-09-13
US11095122B2 (en) 2021-08-17
EP3761493A1 (en) 2021-01-06
US20210006066A1 (en) 2021-01-07
CN112187053A (zh) 2021-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140232302A1 (en) Battery processing apparatus, vehicle, battery processing method, and battery processing program
EP2950419A1 (en) Electric power supply control device and electric power supply control method
JP7010069B2 (ja) 燃料電池システム、燃料電池システムを備える車両、および、燃料電池システムの制御方法
KR20170065741A (ko) 점프 스타트를 위한 차량 전원 제어 방법 및 시스템
US9487093B2 (en) Control device for a DC-to-DC converter of an electrical drive system, and a method for operating a DC-to-DC converter
CN108292889B (zh) 电源装置、电源装置的控制方法以及记录介质
KR20160078591A (ko) 연료전지 차량의 파워넷 시스템 및 그 제어 방법
CN106347358B (zh) 一种用于电动车辆的动力源及动力源切换控制方法
JP2021013239A (ja) Ｄｃｄｃコンバータの制御装置
JP4085334B2 (ja) 二電源型車両用電源装置
KR20160073434A (ko) 저전압 배터리 충전 제어방법 및 장치
JP7253952B2 (ja) 車両
US9873337B2 (en) Method and system for starting a motor vehicle
JP5034480B2 (ja) 電力制御装置
JPWO2005050811A1 (ja) 車両用電源装置
JP6587432B2 (ja) オルタネータの発電制御装置
JP2016063626A (ja) 電力制御システム
JP2019079604A (ja) 燃料電池車
EP3572273A1 (en) Power supply device
JP4400520B2 (ja) ハイブリット電気自動車およびその駆動制御方法
KR101926919B1 (ko) 전기자동차의 제어 방법
JP6975768B2 (ja) 電圧変換装置
US11938826B2 (en) Demand and supply control system for vehicle
JP7319163B2 (ja) 電池装置および制御方法
JP6787271B2 (ja) 電源システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210827

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220705

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220712

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220802

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220815

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7136024

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151