JP2023033874A - ソーラー制御システム、方法、プログラム、及び車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＤＣＤＣコンバータ（ＤＤＣ）に異常が生じた場合に、ＤＤＣ自体に起因する異常なのかＤＤＣの出力を監視するセンサに起因する異常なのかを判断できる、ソーラー制御システムなどを提供する。【解決手段】ソーラーパネルで発電した電力を出力するソーラーユニットと、ソーラーユニットから電力が供給されるバッテリと、ソーラーユニットとバッテリとの間に並列に挿入され、ソーラーユニットからバッテリへ供給される電力を指令値に基づいて制御する第１ＤＤＣ及び第２ＤＤＣと、第１ＤＤＣの出力電流及び第２ＤＤＣの出力電流をそれぞれ検出するセンサと、システムに異常が発生した際、双方の出力電流の差分値に基づいてセンサの異常発生を判定し、出力電流をゼロにする指令値が指示されている状態における双方の出力電流の合計値に基づいて第１ＤＤＣ及び第２ＤＤＣの少なくとも１つの異常発生を判定する処理部と、を備える、ソーラー制御システム。【選択図】図１

Description

本開示は、ソーラーパネルの発電電力を用いたバッテリの充電を制御するソーラー制御システムなどに関する。
特許文献１に、２つのソーラーパネルと、各ソーラーパネルに対応して設けられる２つのソーラーＤＣＤＣコンバータと、ソーラーＤＣＤＣコンバータの出力電力を高圧バッテリに供給する高圧ＤＣＤＣコンバータと、ソーラーＤＣＤＣコンバータの出力電力を補機バッテリに供給する補機ＤＣＤＣコンバータと、を備えた、ソーラー制御システムが開示されている。
特開２０２１－０８７２９１号公報
特許文献１に記載されている複数のＤＣＤＣコンバータを備えたシステムでは、システムに異常が生じた場合に、異常が生じているＤＣＤＣコンバータを特定することは可能である。しかしながら、発生した異常が、ＤＣＤＣコンバータ自体に起因するものなのか、ＤＣＤＣコンバータの入出力を監視するセンサに起因するものなのかを、区別して判断することができない。
本開示は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ＤＣＤＣコンバータに異常が生じた場合に、ＤＣＤＣコンバータ自体に起因する異常であるのかＤＣＤＣコンバータの出力を監視するセンサに起因する異常であるのかを判断することができる、ソーラー制御システムなど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、本開示技術の一態様は、ソーラーパネルで発電した電力を出力するソーラーユニットと、ソーラーユニットから電力が供給されるバッテリと、ソーラーユニットとバッテリとの間に並列に挿入され、ソーラーユニットからバッテリへ供給される電力を指令値に基づいて制御する第１ＤＣＤＣコンバータ及び第２ＤＣＤＣコンバータと、第１ＤＣＤＣコンバータから出力される第１出力電流及び第２ＤＣＤＣコンバータから出力される第２出力電流をそれぞれ検出するセンサと、システムに異常が発生した際、第１出力電流と第２出力電流との差分値に基づいて、センサに異常が発生しているか否かの判定を行い、出力電流をゼロにする指令値が指示されている状態における第１出力電流と第２出力電流との合計値に基づいて、第１ＤＣＤＣコンバータ及び第２ＤＣＤＣコンバータの少なくとも１つに異常が発生しているか否かの判定を行う処理部と、を備える、ソーラー制御システムである。
上記本開示のソーラー制御システムなどによれば、ＤＣＤＣコンバータに異常が生じた場合に、ＤＣＤＣコンバータ自体に起因する異常であるのかＤＣＤＣコンバータの出力を監視するセンサに起因する異常であるのかを判断することができる。
本実施形態に係るソーラー制御システムの概略構成図 補機ＤＤＣの詳細な回路例 ソーラー制御システムが実行する第１異常検出処理のフローチャート ソーラー制御システムが実行する第２異常検出処理のフローチャート ソーラー制御システムが実行する第２異常検出処理の変形例のフローチャート
本開示によるソーラー制御システムは、補機ＤＣＤＣコンバータを２つのコンバータ回路を並列に接続した構成とし、２つのコンバータ回路にそれぞれ流れる電流の差分値と、２つのコンバータ回路にそれぞれ流れる電流の合計値とに基づいて、補機ＤＣＤＣコンバータ自体に異常が生じているのか補機ＤＣＤＣコンバータの出力センサに異常が生じているのかを判断する。
以下、本開示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。
＜実施形態＞
［構成］
図１は、本開示の一実施形態に係るソーラー制御システムの概略構成を示すブロック図である。図１に例示したソーラー制御システム１は、２つのソーラーパネル１１及び１２と、２つのソーラーＤＤＣ２１及び２２と、高圧ＤＤＣ３０と、補機ＤＤＣ４０と、高圧バッテリ５０と、補機バッテリ６０と、コンデンサ７０と、処理部１００と、を備えている。このソーラー制御システム１は、車両などに搭載することができる。
ソーラーパネル１１及び１２は、それぞれ、太陽光の照射を受けて発電する発電装置であり、典型的には太陽電池セルの集合体である太陽電池モジュールである。このソーラーパネル１１及び１２は、例えば車両のルーフなどに設置することができる。一方のソーラーパネル１１は、後述する一方のソーラーＤＤＣ２１に接続されており、ソーラーパネル１１で発電された電力がソーラーＤＤＣ２１に出力される。他方のソーラーパネル１２は、後述する他方のソーラーＤＤＣ２２に接続されており、ソーラーパネル１２で発電された電力は、ソーラーＤＤＣ２２に出力される。ソーラーパネル１１とソーラーパネル１２とは、性能、容量、サイズ、及び形状などが全て同じであってもよいし、一部又は全部が異なっていてもよい。
ソーラーＤＤＣ２１及び２２は、ソーラーパネル１１及び１２に対応して設けられ、ソーラーパネル１１及び１２でそれぞれ発電された電力を、高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０に供給するＤＣＤＣコンバータである。ソーラーＤＤＣ２１は、電力供給の際、入力電圧であるソーラーパネル１１の発電電圧を所定の電圧に変換（昇圧／降圧）して、高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０に出力することができる。また、ソーラーＤＤＣ２２は、電力供給の際、入力電圧であるソーラーパネル１２の発電電圧を所定の電圧に変換（昇圧／降圧）して、高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０に出力することができる。ソーラーＤＤＣ２１及び２２の構成や性能は、同じであってもよいし、ソーラーパネル１１及び１２に応じて異ならせてもよい。
上述したソーラーパネル１１及び１２、及びソーラーＤＤＣ２１及び２２は、ソーラーパネル１１とソーラーＤＤＣ２１とによって１つのソーラーユニットを構成し、ソーラーパネル１２とソーラーＤＤＣ２２とによって１つのソーラーユニットを構成する。本実施形態のソーラー制御システム１では、この２つのソーラーユニットを並列に設けた構成を一例に説明するが、ソーラー制御システムとしてソーラーユニットを１つだけ設けた構成にしてもよいし、ソーラーユニットを３つ以上並列に設けた構成にしてもよい。
高圧ＤＤＣ３０は、ソーラーＤＤＣ２１及び２２が出力する電力を、高圧バッテリ５０に供給するＤＣＤＣコンバータである。高圧ＤＤＣ３０は、電力供給の際、入力電圧であるソーラーＤＤＣ２１及び２２の出力電圧を、所定の電圧に変換（昇圧）して、高圧バッテリ５０に出力することができる。
補機ＤＤＣ４０は、ソーラーＤＤＣ２１及び２２が出力する電力を、補機バッテリ６０に供給するＤＣＤＣコンバータである。補機ＤＤＣ４０は、電力供給の際、入力電圧であるソーラーＤＤＣ２１及び２２の出力電圧を、所定の電圧に変換（降圧）して、補機バッテリ６０に出力することができる。本実施形態の補機ＤＤＣ４０は、出力可能な電力容量を増大させるために、同一のコンバータ回路（第１ＤＤＣ、第２ＤＤＣ）を２つ並列に接続して構成（２相構成）されている。
図２に、同一のＤＣＤＣコンバータを２つ並列に接続して構成された補機ＤＤＣ４０の詳細な回路の一例を示す。図２に例示する補機ＤＤＣ４０は、第１ＤＤＣ４１と、第２ＤＤＣ４２と、出力電圧センサ４３と、第１出力電流センサ４４と、第２出力電流センサ４５と、を含む。
第１ＤＤＣ４１は、スイッチング素子Ｍ１１、スイッチング素子Ｍ１２、インダクタＬ１、及び駆動回路Ｄ１を含むＤＣＤＣコンバータである。この第１ＤＤＣ４１は、図示しないＤＤＣ制御部から受信した出力電流指令値に基づき、駆動回路Ｄ１によってスイッチング素子Ｍ１１及びＭ１２のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。第２ＤＤＣ４２は、スイッチング素子Ｍ２１、スイッチング素子Ｍ２２、インダクタＬ２、及び駆動回路Ｄ２を含むＤＣＤＣコンバータである。この第２ＤＤＣ４２は、図示しないＤＤＣ制御部から受信した出力電流指令値に基づき、駆動回路Ｄ２によってスイッチング素子Ｍ２１及びＭ２２のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。第１ＤＤＣ４１と第２ＤＤＣ４２とは、並列に接続されている。出力電圧センサ４３は、補機ＤＤＣ４０の出力側（補機バッテリ６０側）の電圧を監視及び検出するセンサである。第１出力電流センサ４４は、第１ＤＤＣ４１から出力側（補機バッテリ６０側）に出力される電流を監視及び検出するセンサである。第２出力電流センサ４５は、第２ＤＤＣ４２から出力側（補機バッテリ６０側）に出力される電流を監視及び検出するセンサである。これらのセンサでそれぞれ検出された出力電圧及び出力電流の値は、処理部１００に出力される。
なお、補機ＤＤＣ４０には、ソーラーＤＤＣ２１及び２２から補機ＤＤＣ４０に入力される電流を検出するセンサや、補機ＤＤＣ４０の入力側の電圧を検出するセンサが設けられてもよい。また、出力電圧センサ４３、第１出力電流センサ４４、及び第２出力電流センサ４５の一部又は全部は、補機ＤＤＣ４０以外のソーラー制御システム１の構成として設けられてもよい。
高圧バッテリ５０は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの、充放電可能に構成された二次電池である。この高圧バッテリ５０は、高圧ＤＤＣ３０が出力する電力によって充電可能に高圧ＤＤＣ３０と接続されている。車両に搭載される高圧バッテリ５０としては、スタータモーターや電動モーターなどの、車両を駆動させるための主機的な機器（図示せず）の動作に必要な電力を供給することができる、いわゆる駆動用バッテリを例示できる。
補機バッテリ６０は、例えばリチウムイオン電池や鉛蓄電池などの、充放電可能に構成された二次電池である。この補機バッテリ６０は、補機ＤＤＣ４０が出力する電力によって充電可能に補機ＤＤＣ４０と接続されている。車両に搭載される補機バッテリ６０は、ヘッドランプや室内灯などの灯火類、ヒーターやクーラーなどの空調類、及び自動運転や先進運転支援の装置などの、車両を駆動させるため以外の補機的な機器（図示せず）の動作に必要な電力を供給することができるバッテリである。
コンデンサ７０は、ソーラーＤＤＣ２１及び２２と高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０との間に接続されている。このコンデンサ７０は、ソーラーパネル１１及び１２で発生した電力を必要に応じて充放電したり、ソーラーＤＤＣ２１及び２２の出力と高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０の入力との間に生じる電圧を安定させたり、するためなどに用いられる大容量の容量素子である。なお、このコンデンサ７０は、ソーラー制御システム１の構成から省かれてもよい。
処理部１００は、補機ＤＤＣ４０で検出された出力電圧及び出力電流のうち、少なくとも第１ＤＤＣ４１の出力電流と第２ＤＤＣ４２の出力電流とを取得する。また、処理部１００は、補機ＤＤＣ４０に指示される出力電流指令値をモニタすることができる。そして、処理部１００は、補機ＤＤＣ４０に異常が生じた場合に、補機ＤＤＣ４０から取得した２つの出力電流の値と出力電流指令値とに基づいて、補機ＤＤＣ４０自体に異常が生じているのか、補機ＤＤＣ４０のセンサ（第１出力電流センサ４４又は第２出力電流センサ４５）に異常が生じているのかを、区別して判断する。
なお、ソーラーＤＤＣ２１及び２２、高圧ＤＤＣ３０、補機ＤＤＣ４０、及び処理部１００の一部又は全部は、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などを含んだ電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）として構成され得る。この電子制御装置は、メモリに格納されたプログラムをプロセッサが読み出して実行することによって、上述した様々な制御を実施することができる。
［制御］
次に、図３乃至図５をさらに参照して、補機ＤＤＣ４０に異常が発生している場合に、ソーラー制御システム１によって実行される異常検出処理を説明する。この異常検出処理には、センサ（第１出力電流センサ４４又は第２出力電流センサ４５）のＨｉｇｈ固着の検出を目的とする第１異常検出処理と、第１ＤＤＣ４１又は第２ＤＤＣ４２による過剰出力の検出を目的とする第２異常検出処理とがある。この第１異常検出処理と第２異常検出処理とは、並列的に実行される。
（１）第１異常検出処理
図３は、ソーラー制御システム１の処理部１００が実行する第１異常検出処理の手順を説明するフローチャートである。この図３に例示した第１異常検出処理は、例えば、車両のイグニッションがオンされると開始され、異常の原因が確定して処理が終了するまで所定の周期（例えば８ｍｓ）で繰り返し実施される。なお、処理の開始時には、後述する第１判定カウンタのカウント値がリセットされる。
（ステップＳ３０１）
処理部１００は、ソーラー制御システム１において他の異常が確定しているか否かを判断する。他の異常とは、本第１異常検出処理で検出対象とするセンサのＨｉｇｈ固着以外の異常であり、例えば、ソーラーＤＤＣ２１の異常や高圧ＤＤＣ３０の異常などを含んでもよい。他の異常がすでに確定している場合に第１異常検出処理を実施しても、正確な結果や信頼性の高い結果が得られないと考えられる。よって、他の異常が確定している場合は（ステップＳ３０１、はい）、本第１異常検出処理が終了する。一方、他の異常が確定していない場合は（ステップＳ３０１、いいえ）、ステップＳ３０２に処理が進む。
（ステップＳ３０２）
処理部１００は、２相間の電流偏差を演算する。２相間の電流偏差とは、補機ＤＤＣ４０の第１ＤＤＣ４１から出力される電流と第２ＤＤＣ４２から出力される電流との差分値である。処理部１００は、補機ＤＤＣ４０から第１出力電流センサ４４が検出した電流の値と第２出力電流センサ４５が検出した電流の値とを取得し、それらの値の差分をとって電流差分値（電流偏差）を演算する。２相間の電流偏差が演算されると、ステップＳ３０３に処理が進む。
（ステップＳ３０３）
処理部１００は、２相間の電流偏差が異常であるか否かを判定する。この判定は、補機ＤＤＣ４０の第１ＤＤＣ４１と第２ＤＤＣ４２との電流差分値の絶対値が予め定めた第１基準値を超えるか否かによって行われる。異常検出の条件は、式［｜第１ＤＤＣ４１の出力電流値－第２ＤＤＣ４２の出力電流値｜＞第１基準値］で表すことができる。第１基準値は、スイッチング素子、インダクタ、及び各出力電流センサのばらつきや性能などを考慮して、第１ＤＤＣ４１と第２ＤＤＣ４２とが共に正常に動作している状態で許容される電流差分値に基づいた所定の値に設定することができる。２相間の電流偏差が異常である場合は（ステップＳ３０３、はい）、ステップＳ３０４に処理が進む。一方、２相間の電流偏差が正常である場合は（ステップＳ３０３、いいえ）、ステップＳ３０５に処理が進む。
（ステップＳ３０４）
処理部１００は、第１判定カウンタの値を１つインクリメントしてカウントアップする。第１判定カウンタは、２相間の電流偏差の異常確定を高信頼度で実現するためのカウンタであり、２相間の電流偏差の異常状態が継続している時間を計るために用いられる。この第１判定カウンタは、典型的には処理部１００に設けられる。第１判定カウンタの値がカウントアップされると、ステップＳ３０６に処理が進む。
（ステップＳ３０５）
処理部１００は、第１判定カウンタの値をゼロにしてリセットする。このリセットは、発生から継続していた２相間の電流偏差の異常状態が途切れたことを意味する。第１判定カウンタの値がリセットされると、ステップＳ３０６に処理が進む。
（ステップＳ３０６）
処理部１００は、第１判定カウンタの値が第１閾値を超えるか否かを判断する。この判断は、２相間の電流偏差の異常を高信頼度で確定するために行われる。よって、異常発生から異常確定までに掛かる時間に相当する第１閾値は、第１ＤＤＣ４１及び第２ＤＤＣ４２の仕様や性能などに基づいて、高信頼度を担保できる任意の値（カウント値又は時間）に設定される。第１判定カウンタの値が第１閾値を超える場合は（ステップＳ３０６、はい）、ステップＳ３０８に処理が進む。一方、第１判定カウンタの値が第１閾値を超えない場合は（ステップＳ３０６、いいえ）、ステップＳ３０７に処理が進む。
（ステップＳ３０７）
処理部１００は、上記ステップＳ３０１からステップＳ３０６までの処理を一定の周期で繰り返し実施すべく、処理を実施する所定の周期が到来したか否かを判断する。所定の周期は、車両に求められる性能やソーラー制御システム１に用いられる部品／素子の耐久性などに基づいて、任意に設定することができる。周期が到来した場合は（ステップＳ３０７、はい）、ステップＳ３０１に処理が進む。
（ステップＳ３０８）
処理部１００は、２相間の電流偏差の異常に基づいて、センサに発生している常に最大値を検出値として出力する異常である、いわゆるＨｉｇｈ固着の異常を確定する。センサのＨｉｇｈ固着異常が確定されると、本第１異常検出処理が終了する。
（２）第２異常検出処理
図４は、ソーラー制御システム１の処理部１００が実行する第２異常検出処理の手順を説明するフローチャートである。この図４に例示した第２異常検出処理は、例えば、第１異常検出処理と同様に車両のイグニッションがオンされると開始され、異常の原因が確定して処理が終了するまで所定の周期（例えば８ｍｓ）で繰り返し実施される。なお、処理の開始時には、後述する第２判定カウンタのカウント値がリセットされる。
（ステップＳ４０１）
処理部１００は、ソーラー制御システム１において他の異常が確定しているか否かを判断する。他の異常とは、本第２異常検出処理で検出対象とする第１ＤＤＣ４１又は第２ＤＤＣ４２による過剰出力以外の異常であり、例えば、ソーラーＤＤＣ２１の異常や高圧ＤＤＣ３０の異常などを含んでもよい。他の異常がすでに確定している場合に第２異常検出処理を実施しても、正確な結果や信頼性の高い結果が得られないと考えられる。よって、他の異常が確定している場合は（ステップＳ４０１、はい）、本第２異常検出処理が終了する。一方、他の異常が確定していない場合は（ステップＳ４０１、いいえ）、ステップＳ４０２に処理が進む。
（ステップＳ４０２）
処理部１００は、２相の合計電流を演算する。２相の合計電流とは、ＤＤＣ制御部（図示せず）から出力電流をゼロとする指令値がそれぞれの駆動回路Ｄ１及びＤ２に与えられた状態における、補機ＤＤＣ４０の第１ＤＤＣ４１から出力される電流と第２ＤＤＣ４２から出力される電流との合計値である。処理部１００は、補機ＤＤＣ４０から第１出力電流センサ４４が検出した電流の値と第２出力電流センサ４５が検出した電流の値とを取得し、それらの値を加算して合計電流値を演算する。２相間の合計電流が演算されると、ステップＳ４０３に処理が進む。
（ステップＳ４０３）
処理部１００は、２相の合計電流が異常であるか否かを判定する。この判定は、出力電流指令値がゼロの状態において、補機ＤＤＣ４０の第１ＤＤＣ４１と第２ＤＤＣ４２との合計電流値が予め定めた第２基準値を超えるか否かによって行われる。異常検出の条件は、式［｜第１ＤＤＣ４１の出力電流値＋第２ＤＤＣ４２の出力電流値｜＞第２基準値、かつ、出力電流指令値＝０］で表すことができる。第２基準値は、正常に動作している第１ＤＤＣ４１と第２ＤＤＣ４２に対して出力電流をゼロとする指令値がなされた場合には電流は流れないことに基づいて、所定の値に設定することができる。２相の合計電流が異常である場合は（ステップＳ４０３、はい）、ステップＳ４０４に処理が進む。一方、２相の合計電流が正常である場合は（ステップＳ４０３、いいえ）、ステップＳ４０５に処理が進む。
（ステップＳ４０４）
処理部１００は、第２判定カウンタの値を１つインクリメントしてカウントアップする。第２判定カウンタは、２相の合計電流の異常確定を高信頼度で実現するためのカウンタであり、２相の合計電流の異常状態が継続している時間を計るために用いられる。この第２判定カウンタは、典型的には処理部１００に設けられる。第２判定カウンタの値がカウントアップされると、ステップＳ４０６に処理が進む。
（ステップＳ４０５）
処理部１００は、第２判定カウンタの値をゼロにしてリセットする。このリセットは、発生から継続していた２相の合計電流の異常状態が途切れたことを意味する。第２判定カウンタの値がリセットされると、ステップＳ４０６に処理が進む。
（ステップＳ４０６）
処理部１００は、第２判定カウンタの値が第２閾値を超えるか否かを判断する。この判断は、２相の合計電流の異常を高信頼度で確定するために行われる。よって、第２閾値は、第１ＤＤＣ４１及び第２ＤＤＣ４２の仕様や性能などに基づいて、高信頼度を担保できる任意の値（カウント値、時間）に設定される。本実施形態では、センサのＨｉｇｈ固着を排除して第１ＤＤＣ４１又は第２ＤＤＣ４２による過剰出力の異常を高精度に検出するために、第１異常検出処理による異常の確定判断が終了してから第２異常検出処理による異常の確定判断がされるように処理のタイミングが制御される。よって、異常発生から異常確定までに掛かる時間に相当する第２閾値は、上述した第１閾値よりも大きく、すなわち時間が長く設定される（第１閾値＜第２閾値）。第２異常検出処理を実行中に第１異常検出処理による異常の確定が先に行われることで、上記ステップＳ４０１で「はい」の判断がされて、第２異常検出処理による異常検出を終了させることができる。第２判定カウンタの値が第２閾値を超える場合は（ステップＳ４０６、はい）、ステップＳ４０８に処理が進む。一方、第２判定カウンタの値が第２閾値を超えない場合は（ステップＳ４０６、いいえ）、ステップＳ４０７に処理が進む。
（ステップＳ４０７）
処理部１００は、上記ステップＳ４０１からステップＳ４０６の処理を一定の周期で繰り返し実施すべく、処理を実施する所定の周期が到来したか否かを判断する。所定の周期は、車両に求められる性能やソーラー制御システム１に用いられる部品／素子の耐久性などに基づいて、任意に設定することができる。この周期は、第１異常検出処理と第２異常検出処理とで同じにすることができる。周期が到来した場合は（ステップＳ４０７、はい）、ステップＳ４０１に処理が進む。
（ステップＳ４０８）
処理部１００は、２相の合計電流の異常に基づいて、補機ＤＤＣ４０の第１ＤＤＣ４１及び第２ＤＤＣ４２による過剰出力の異常を確定する。補機ＤＤＣ４０の過剰出力異常が確定されると、本第２異常検出処理が終了する。
このように、上記ステップＳ３０１乃至Ｓ３０８による第１異常検出処理と、上記ステップＳ４０１乃至Ｓ４０８による第２異常検出処理とを行うことによって、ＤＣＤＣコンバータを並列構成にした補機ＤＤＣ４０に生じた異常について、センサのＨｉｇｈ固着の異常か、第１ＤＤＣ４１及び第２ＤＤＣ４２による過剰出力の異常かを、区別して判断することができる。
（３）第２異常検出処理の変形例
図５は、ソーラー制御システム１の処理部１００が実行する第２異常検出処理の変形例の手順を説明するフローチャートである。この図５に示した第２異常検出処理の変形例は、第１閾値よりも時間が長い第２閾値を用いることなく、第１異常検出処理による異常の確定判断が終了してから第２異常検出処理による異常の確定判断がされるように、処理のタイミングを制御するものである。
図５に示す変形例の第２異常検出処理は、図４に示す第２異常検出処理と比べて、ステップＳ４０１とステップＳ４０２との間にステップＳ５０１が追加され、ステップＳ４０６がステップＳ５０２に代えられていることが異なる。以下、この異なるステップを中心に、同じ処理を行う一部の説明について省略をしつつ、変形例の第２異常検出処理を説明する。
（ステップＳ４０１）
処理部１００は、ソーラー制御システム１において他の異常が確定しているか否かを判断する。他の異常が確定している場合は（ステップＳ４０１、はい）、ステップＳ５０１に処理が進む。一方、他の異常が確定していない場合は（ステップＳ４０１、いいえ）、本第２異常検出処理が終了する。
（ステップＳ５０１）
処理部１００は、補機ＤＤＣ４０に指示される出力電流指令値が予め定めた範囲で所定の時間以上安定しているか否かを判断する。正常なＤＣＤＣコンバータの制御では、出力電流指令値が予め定めた範囲で安定するが、異常が発生した直後には電流値を元に戻そうとして出力電流指令値が大きく変化する。よって、出力電流指令値の変化を検知してから、つまり第１異常検出処理において第１判定カウンタのカウントアップが開始されてから所定の時間を待機した後で第２判定カウンタをリセットする（下記ステップＳ４０５）、つまり第２異常検出処理のカウントアップを開始することで、第１異常検出処理による異常の確定判断が終了してから第２異常検出処理による異常の確定判断がされるように、処理のタイミングを制御することができる。所定の時間には、２つの処理のタイミングをずらす時間に応じた任意の値を設定することができる。出力電流指令値が所定の時間以上安定している場合は（ステップＳ５０１、はい）、ステップＳ４０２に処理が進む。一方、出力電流指令値が所定の時間以上安定していない場合は（ステップＳ５０１、いいえ）、ステップＳ４０５に処理が進む。
（ステップＳ４０４）
処理部１００は、第２判定カウンタの値を１つインクリメントしてカウントアップする。第２判定カウンタの値がカウントアップされると、ステップＳ５０２に処理が進む。
（ステップＳ４０５）
処理部１００は、第２判定カウンタの値をゼロにしてリセットする。第２判定カウンタの値がリセットされると、ステップＳ５０２に処理が進む。
（ステップＳ５０２）
処理部１００は、第２判定カウンタの値が第１閾値を超えるか否かを判断する。この判断は、２相の合計電流の異常を高信頼度で確定するために行われる。上記ステップＳ５０１において、補機ＤＤＣ４０の出力電流指令値が所定の時間以上安定していることを確認してから処理を進めているため、第１異常検出処理と同じ第１閾値を判断基準として用いても、第１異常検出処理による異常の確定判断が終了してから第２異常検出処理による異常の確定判断がされるように処理のタイミングを制御することができる。第２判定カウンタの値が第１閾値を超える場合は（ステップＳ５０２、はい）、ステップＳ４０８に処理が進む。一方、第２判定カウンタの値が第１閾値を超えない場合は（ステップＳ５０２、いいえ）、ステップＳ４０７に処理が進む。
（ステップＳ４０７）
処理部１００は、上記ステップＳ４０１からステップＳ５０２までの処理を一定の周期で繰り返し実施すべく、処理を実施する所定の周期が到来したか否かを判断する。周期が到来した場合は（ステップＳ４０７、はい）、ステップＳ４０１に処理が進む。
このように、異常が生じたときに出力電流指令値の安定状態が所定の時間継続することを確認してから第２異常検出処理を実質的に開始させることで、上述した第１異常検出処理と本第２異常検出処理とを行うことによって、ＤＣＤＣコンバータを並列構成にした補機ＤＤＣ４０に生じた異常について、同じ第１閾値を用いつつ、センサのＨｉｇｈ固着の異常か、第１ＤＤＣ４１及び第２ＤＤＣ４２による過剰出力の異常かを、区別して判断することができる。
＜作用・効果＞
以上のように、本開示の一実施形態に係るソーラー制御システム１によれば、補機ＤＤＣ４０を第１ＤＤＣ４１と第２ＤＤＣ４２とによる並列構成にしている。これにより、補機ＤＤＣ４０に異常が発生している場合、補機ＤＤＣ４０の入力側の電流を検出しなくても、第１ＤＤＣ４１の出力電流と第２ＤＤＣ４２の出力電流との差分値である電流偏差と、出力電流をゼロにする指令値に従った第１ＤＤＣ４１の出力電流と第２ＤＤＣ４２の出力電流との合計値とに基づいて、補機ＤＤＣ４０自体に異常（ＤＤＣからの過剰出力）が生じているのか、補機ＤＤＣ４０の出力電流センサ４４又は４５に異常（センサのＨｉｇｈ固着）が生じているのかを、区別して判断することができる。
なお、上記実施形態では、補機ＤＤＣ４０が第１ＤＤＣ４１と第２ＤＤＣ４２とによる２並列構成である例を説明した。しかし、補機ＤＤＣ４０は、ＤＣＤＣコンバータを３つ以上並列に接続した構成であってもよい。このＤＣＤＣコンバータを３並列以上とする構成の場合には、各相に出力電流センサを設け、各々２相のＤＣＤＣコンバータ間の電流偏差をそれぞれ判断することによってＨｉｇｈ固着しているセンサを特定することが可能である。
以上、本開示技術の一実施形態を説明したが、本開示は、ソーラー制御システムだけでなく、ソーラー制御システムが行う方法、その方法のプログラム、そのプログラムを記憶したコンピューター読み取り可能な非一時的記憶媒体、ソーラー制御システムを備えた車両などとして捉えることが可能である。
本開示のソーラー制御システムは、ソーラーパネルで発電された電力を利用してバッテリを充電する車両などに利用可能である。
１ ソーラー制御システム
１１、１２ ソーラーパネル
２１、２２ ソーラーＤＤＣ
３０ 高圧ＤＤＣ
４０ 補機ＤＤＣ
４１ 第１ＤＤＣ
４２ 第２ＤＤＣ
４３ 出力電圧センサ
４４ 第１出力電流センサ
４５ 第２出力電流センサ
５０ 高圧バッテリ
６０ 補機バッテリ
７０ コンデンサ
１００ 処理部
Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２ スイッチング素子
Ｌ１、Ｌ２ インダクタ
Ｄ１、Ｄ２ 駆動回路

Claims (9)

  1. ソーラーパネルで発電した電力を出力するソーラーユニットと、
    前記ソーラーユニットから電力が供給されるバッテリと、
    前記ソーラーユニットと前記バッテリとの間に並列に挿入され、前記ソーラーユニットから前記バッテリへ供給される電力を指令値に基づいて制御する第１ＤＣＤＣコンバータ及び第２ＤＣＤＣコンバータと、
    前記第１ＤＣＤＣコンバータから出力される第１出力電流及び前記第２ＤＣＤＣコンバータから出力される第２出力電流をそれぞれ検出するセンサと、を備える、ソーラー制御システム。
  2. システムに異常が発生した際、前記第１出力電流と前記第２出力電流との差分値に基づいて、前記センサに異常が発生しているか否かの判定を行う処理部をさらに備える、請求項１に記載のソーラー制御システム。
  3. 前記処理部は、システムに異常が発生した際、出力電流をゼロにする前記指令値が指示されている状態における前記第１出力電流と前記第２出力電流との合計値に基づいて、前記第１ＤＣＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣＤＣコンバータの少なくとも１つに異常が発生しているか否かの判定を行う、請求項２に記載のソーラー制御システム。
  4. 前記処理部は、前記第１出力電流と前記第２出力電流との合計値に基づく判定を、前記第１出力電流と前記第２出力電流との差分値に基づく判定の後に実施する、請求項３に記載のソーラー制御システム。
  5. 前記処理部は、前記第１出力電流と前記第２出力電流との差分値が第１閾値を超える場合に、前記センサが常に最大値を検出する異常状態であると判定する、請求項２乃至４のいずれか１項に記載のソーラー制御システム。
  6. 前記処理部は、前記第１出力電流と前記第２出力電流との合計値が第２閾値を超える場合に、前記第１ＤＣＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣＤＣコンバータの少なくとも１つが前記指令値に従わない過剰な電流を出力する異常状態であると判定する、請求項３又は４に記載のソーラー制御システム。
  7. ソーラーパネルで発電した電力を出力するソーラーユニットと、
    前記ソーラーユニットから電力が供給されるバッテリと、
    前記ソーラーユニットと前記バッテリとの間に並列に挿入され、前記ソーラーユニットから前記バッテリへ供給される電力を指令値に基づいて制御する第１ＤＣＤＣコンバータ及び第２ＤＣＤＣコンバータと、
    前記第１ＤＣＤＣコンバータから出力される第１出力電流及び前記第２ＤＣＤＣコンバータから出力される第２出力電流をそれぞれ検出するセンサと、を備える、ソーラー制御システムが行う方法であって、
    システムに異常が発生した際、前記第１出力電流と前記第２出力電流との差分値に基づいて、前記センサに異常が発生しているか否かの判定を行うステップと、
    システムに異常が発生した際、出力電流をゼロにする前記指令値が指示されている状態における前記第１出力電流と前記第２出力電流との合計値に基づいて、前記第１ＤＣＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣＤＣコンバータの少なくとも１つに異常が発生しているか否かの判定を行うステップと、を含む、方法。
  8. ソーラーパネルで発電した電力を出力するソーラーユニットと、
    前記ソーラーユニットから電力が供給されるバッテリと、
    前記ソーラーユニットと前記バッテリとの間に並列に挿入され、前記ソーラーユニットから前記バッテリへ供給される電力を指令値に基づいて制御する第１ＤＣＤＣコンバータ及び第２ＤＣＤＣコンバータと、
    前記第１ＤＣＤＣコンバータから出力される第１出力電流及び前記第２ＤＣＤＣコンバータから出力される第２出力電流をそれぞれ検出するセンサと、を備える、ソーラー制御システムのコンピューターが実行するプログラムであって、
    システムに異常が発生した際、前記第１出力電流と前記第２出力電流との差分値に基づいて、前記センサに異常が発生しているか否かの判定を行うステップと、
    システムに異常が発生した際、出力電流をゼロにする前記指令値が指示されている状態における前記第１出力電流と前記第２出力電流との合計値に基づいて、前記第１ＤＣＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣＤＣコンバータの少なくとも１つに異常が発生しているか否かの判定を行うステップと、を含む、プログラム。
  9. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のソーラー制御システムを搭載した、車両。
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