JP4984320B2 - 電源制御装置および電源制御方法 - Google Patents
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Description
7に当該中電位の電力が供給される。
第1の発明は、車両の電気負荷に対して電力を供給する電源制御装置である。電源制御装置は、降圧回路、昇圧回路、および制御部を備える。降圧回路は、高電圧系バッテリから供給される電力を所定電圧まで降圧し、電気負荷に供給する。昇圧回路は、低電圧系バッテリから供給される電力を所定電圧まで昇圧し、電気負荷に供給する。制御部は、降圧回路および昇圧回路の動作を制御する。昇圧回路は、スイッチング素子を有する。スイッチング素子は、低電圧系バッテリと電気負荷とを接続する電力供給ライン上に設けられる。制御部は、所定条件を満たすとき、スイッチング素子を通流状態に制御することによって、昇圧回路を介して電気負荷側の電力を低電圧系バッテリへ還流させる。
が閾値以上であるとき、その上昇幅が閾値未満であるときより抑制した通流率をフィードバックゲインに基づいて設定する。
チング素子の通流率を設定することができる。
以下、図1〜図3を参照して、本発明の第1の実施形態に係る電源制御装置を含む電力供給システムについて説明する。典型的には、当該電源制御装置は、ハイブリッドシステムを搭載した車両に設置される。なお、図1は、電源制御装置10を含む電力供給システムの構成の一例を示す概略構成図である。図2は、電源制御装置10に含まれるマイコン11の動作の一例を示すフローチャートである。図3は、マイコン11が電位差ΔVに応じてON割合デューティ値Dutyを設定する一例を示すグラフである。
ば、約42V)の電力が供給される。本実施形態の電力供給システムでは、中電位専用の蓄電機構は設けず、電動パワーステアリング装置の消費電力を考慮して、主に高電圧系バッテリ1からの高電位を上記中電位まで電源制御装置10で降圧して当該電動パワーステアリング装置へ電力供給が行われる。この場合、上記高電位電力系統の異常時などでは、一時的なバックアップ電源として低電圧系バッテリ8からの低電位を上記中電位まで電源制御装置10で昇圧して上記電動パワーステアリング装置へ電力供給する。
生じることがある。例えば、悪路や低摩擦道路等で操舵操作が高速で行われると、上記電動パワーステアリング装置に回生電力が発生する。この回生電力は、電動モータ7からEPS−ECU6を介して電源制御装置10へ流れる。以下、図2を参照して、電源制御装置10が回生電力REを処理する動作について説明する。まお、図2は、電源制御装置10に含まれるマイコン11の動作の一例を示すフローチャートであるが、マイコン11が用いる記憶領域(図示せず)に制御プログラムとして記憶されている。そして、イグニッションスイッチがONされることによって、当該制御プログラムをマイコン11が実行することによって、後述する動作が実現する。なお、電源制御装置10が高電位電力系統から電動パワーステアリング装置へ電力供給を行いながら、電動パワーステアリング装置から低電圧系バッテリ8へ回生電力REを還流させる動作について主に説明し、他の動作については詳細な説明を省略する。
ΔV=Vo−Vi
で算出する。
、当該フローチャートによる処理を終了する。一方、マイコン11は、車両の電源がON状態の場合、上記ステップS51に戻って処理を繰り返す。
次に、図4を参照して、本発明の第2の実施形態に係る電源制御装置について説明する。なお、第2の実施形態に係る電源制御装置は、上記第1の実施形態に係る電源制御装置と構成が同じであり、回生電力REを処理する動作のみ異なる。したがって、第2の実施形態に係る電源制御装置の説明において、第1の実施形態に係る電源制御装置と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。なお、図4は、第2の実施形態に係る電源制御装置10に含まれるマイコン11の動作の一例を示すフローチャートである。
マイコン11は、フィードバックゲインGを
G=Kp×(Vo−Vi)+Ki×Σ(Vo−Vi)
で算出する。ここで、Σ(Vo−Vi)は、上記偏差の積分値を示している。
次に、図5を参照して、本発明の第3の実施形態に係る電源制御装置について説明する。なお、第3の実施形態に係る電源制御装置は、上記第1の実施形態に係る電源制御装置と構成が同じであり、回生電力REを処理する動作のみ異なる。したがって、第3の実施形態に係る電源制御装置の説明において、第1の実施形態に係る電源制御装置と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。なお、図5は、第3の実施形態に係る電源制御装置10に含まれるマイコン11の動作の一例を示すフローチャートである。
0Vに設定される。
G=Kp×(Vo−Vt)
で算出する。
次に、図6および図7を参照して、本発明の第4の実施形態に係る電源制御装置について説明する。なお、第4の実施形態に係る電源制御装置は、マイコン11が高電圧系バッテリ1の電圧Vhをモニタすることを除いて、上記第1の実施形態に係る電源制御装置と
構成が同じであり、回生電力REを処理する動作のみ異なる。したがって、第4の実施形態に係る電源制御装置の説明において、第1の実施形態に係る電源制御装置と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。なお、図6は、第4の実施形態に係る電源制御装置10に含まれるマイコン11の動作の一例を示すフローチャートである。図7は、高電圧系バッテリ1の電圧Vhと電源制御装置10の出力電圧Voとの変化の一例を示すグラフである。
る処理を終了する。一方、マイコン11は、車両の電源がON状態の場合、上記ステップS81に戻って処理を繰り返す。なお、これらステップS84〜S87の処理は、それぞれ第1の実施形態で説明したステップS52〜S55の処理と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
に過ぎず他の値や設定グラフであっても、本発明を実現できることは言うまでもない。
2…インバータ
3…トランス
4…整流回路
6…EPS−ECU
7…電動モータ
8…低電圧系バッテリ
9…昇圧回路
91…スイッチング素子(MOSFET)
10…電源制御装置
11…マイコン
12…MOSドライバ
Claims (10)
- 車両の電気負荷に対して電力を供給する電源制御装置であって、
高電圧系バッテリから供給される電力を所定電圧まで降圧し、前記電気負荷に供給する降圧回路と、
低電圧系バッテリから供給される電力を前記所定電圧まで昇圧し、前記電気負荷に供給する昇圧回路と、
前記降圧回路および前記昇圧回路の動作を制御すると共に、前記電気負荷が回生状態であるか否かを判定する制御部とを備え、
前記昇圧回路は、前記低電圧系バッテリと前記電気負荷とを接続する電力供給ライン上に、スイッチング素子を有し、
前記制御部は、
前記高電圧系バッテリの電圧を検出する高電圧バッテリ電圧検出手段を含み、
前記電気負荷が回生状態であると判定したとき、所定の通流率で通流する状態に前記スイッチング素子を制御することによって、前記昇圧回路を介して前記電気負荷側の電力を前記低電圧系バッテリへ還流させ、
前記高電圧バッテリ電圧検出手段が検出した前記高電圧系バッテリ電圧の上昇幅が閾値以上であるとき、前記電気負荷が回生状態にないと判定する、電源制御装置。 - 車両の電気負荷に対して電力を供給する電源制御装置であって、
高電圧系バッテリから供給される電力を所定電圧まで降圧し、前記電気負荷に供給する降圧回路と、
低電圧系バッテリから供給される電力を前記所定電圧まで昇圧し、前記電気負荷に供給する昇圧回路と、
前記降圧回路および前記昇圧回路の動作を制御すると共に、前記電気負荷が回生状態であるか否かを判定する制御部とを備え、
前記昇圧回路は、前記低電圧系バッテリと前記電気負荷とを接続する電力供給ライン上に、スイッチング素子を有し、
前記制御部は、
前記高電圧系バッテリの電圧を検出する高電圧バッテリ電圧検出手段を含み、
前記電気負荷が回生状態であると判定したとき、所定の通流率で通流する状態に前記スイッチング素子を制御することによって、前記昇圧回路を介して前記電気負荷側の電力を前記低電圧系バッテリへ還流させ、
前記電気負荷が回生状態であると判定し、かつ、前記高電圧バッテリ電圧検出手段が検出した前記高電圧系バッテリ電圧の上昇幅が閾値以上であるとき、当該上昇幅が閾値未満であるときより前記通流率を抑制して前記スイッチング素子を制御する、電源制御装置。 - 前記制御部は、
前記電源制御装置が前記電気負荷へ出力する出力電圧を検出する出力電圧検出手段をさらに含み、
前記出力電圧検出手段が検出した出力電圧が、前記所定電圧より高い値に予め設定された判定電圧以上であるとき、前記電気負荷が回生状態であると判定する、請求項1または2に記載の電源制御装置。 - 前記制御部は、
前記電源制御装置が前記電気負荷へ出力する出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、
前記低電圧系バッテリの電圧を検出する低電圧バッテリ電圧検出手段とを含み、
前記電気負荷が回生状態であると判定したとき、前記出力電圧と前記低電圧系バッテリ電圧との差分に基づいて、前記通流率を設定する、請求項1または2に記載の電源制御装置。 - 前記制御部は、前記電気負荷が回生状態であると判定したとき、前記出力電圧と前記低電圧系バッテリ電圧との差分に基づいて、第1の係数パラメータに前記差分を乗算した比例項と、第2の係数パラメータに前記差分の積分値を乗算した積分項とを加算した値から、前記通流率を設定する、請求項4に記載の電源制御装置。
- 前記制御部は、
前記電源制御装置が前記電気負荷へ出力する目標電圧を設定する目標電圧設定手段と、
前記電源制御装置が前記電気負荷へ出力する出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、
前記出力電圧と前記目標電圧との差分に基づいて、係数パラメータに前記差分を乗算した値を算出し、当該算出した値が0より大きい場合は当該算出した値に基づいて前記通流率を設定し、当該算出した値が0以下の場合は前記通流率を0に設定する、請求項1または2に記載の電源制御装置。 - 前記制御部は、前記高電圧バッテリ電圧検出手段が検出した前記高電圧系バッテリ電圧の上昇幅が閾値以上であるとき、前記通流率を0に設定する、請求項6に記載の電源制御装置。
- 前記制御部は、前記高電圧バッテリ電圧検出手段が検出した前記高電圧系バッテリ電圧の上昇幅が閾値以上であるとき、当該上昇幅が閾値未満であるときより抑制した前記通流率を前記算出した値に基づいて設定する、請求項6に記載の電源制御装置。
- 前記スイッチング素子は、前記電力供給ライン上において、ソースが低電圧系バッテリ側接続され、ドレインが前記電気負荷側に接続されたMOS(Metal Oxide Semiconductor)であり、
前記制御部は、前記MOSのゲートに印加する電圧を制御して当該MOSの通流状態を制御する、請求項1または2に記載の電源制御装置。 - 車両の電気負荷に対して電力を供給する電源制御方法であって、
高電圧の電力を所定電圧まで降圧し、前記電気負荷に供給する降圧ステップと、
低電圧の電力を前記所定電圧まで昇圧し、前記電気負荷に供給する昇圧ステップと、
前記降圧ステップおよび前記昇圧ステップで行う動作を制御する制御ステップと、
前記電気負荷が回生状態であるか否かを判定する判定ステップと、
前記高電圧を検出する検出ステップとを含み、
前記制御ステップでは、
前記電気負荷が回生状態であると判定された場合、前記低電圧の電力を前記電気負荷へ供給する電力供給ラインを通流状態に制御することによって、前記電気負荷側の電力を前記低電圧側へ還流させ、
前記検出された高電圧の上昇幅が閾値以上である場合、前記電力供給ラインを非通流状態に制御し、
前記電気負荷が回生状態であると判定され、かつ、前記検出された高電圧の上昇幅が閾値以上である場合、当該上昇幅が閾値未満であるときより前記電力供給ラインの通流率を抑制する、電源制御方法。
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