JP6024294B2 - Ｄｃ−ｄｃコンバータの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置に関する。

従来、メインバッテリからＤＣ−ＤＣコンバータを介してサブバッテリに充電する際に、ＤＣ−ＤＣコンバータを効率の良い領域で作動させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この従来技術は、ＤＣ−ＤＣコンバータを高効率の動作点で動作させるために、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流を所定電流値に保つ定電流制御を行う。また、この定電流制御を行なっている時に、第２の電池の充電状態を検出し、定電流制御を維持することができないと判定されると、ＤＣ−ＤＣコンバータの制御を、定電圧で一定に保つ定電圧制御に切り換えるようにしたものである。

特開２００７−１３５３７５号公報

しかしながら、上述の従来技術は、ＤＣ−ＤＣコンバータの高効率化のみを目的としているため、負荷への電圧変動が大きくなり、負荷におけるチラツキなど不安定な現象が生じるおそれがあった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ＤＣ−ＤＣコンバータの高効率化を発揮しつつ、負荷における不安定な現象を抑制することのできるＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置は、
メインバッテリからＤＣ−ＤＣコンバータを介してサブバッテリに充電する充電制御を実行する制御部を備え、
前記制御部は、前記充電制御において、前記サブバッテリに電力供給される負荷ごとに、予め、電圧変動による不具合が生じない電圧変動幅である許容電圧変動幅が設定されており、前記充電時の電圧上昇傾きと、前記制御低電圧値とを、駆動する前記負荷の前記許容電圧変動幅の大きさに応じて変化させる変動幅変更制御を実行することを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置とした。

本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置では、駆動する負荷の許容電圧変動幅の大きさに応じて、充電時の電圧上昇傾きと、制御低電圧値とを、変化させる変動幅変更制御を実行する。
この制御低電圧値を変化させることにより、負荷に供給される電力の電圧変動幅を変化させることができる。また、電圧上昇傾きを変化させることにより、ＤＣ−ＤＣコンバータから負荷と補助バッテリとの電力の供給配分を変化させることができる。
このように、電圧上昇傾きと制御低電圧値との設定を変化させることにより、負荷の許容電圧変動幅を越える電圧変動が生じるのを抑えることが可能であり、電圧変動による不具合の発生を抑えることが可能となる。

実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置を適用した電動車両の電力供給系を示す全体システム構成図である。 ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流−効率特性を示す特性図である。 実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置の充電制御の処理の流れを示すフローチャートである。 ＤＣ−ＤＣコンバータとサブバッテリと負荷群との電流の流れを示す説明図である。 実施の形態１および比較例の作動例を示すタイムチャートである。 実施の形態１の変動幅変更制御の実行時の作動例を示すタイムチャートである。

以下、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施の形態１に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置を備えた電動車両の全体システム構成図である。

この図に示すように、電動車両は、走行用電動モータ１０により駆動輪ＷＬ，ＷＲを駆動させて走行する。この電動車両は、走行用電動モータ１０の電力供給源側に、メインバッテリとしての強電バッテリ２０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ（以下、単にコンバータと称する）３０と、インバータ４０とを備えている。

走行用電動モータ１０は、車両制御装置５０により、走行時、モータトルクやモータ回転数を制御され、制動時には、車両制御装置５０からの回生分指令に基づいて、回生制動トルクを制御される。なお、車両制御装置５０は、車載されたセンサ群２００や、後述する負荷群１００からＣＡＮ通信２０１を介して各種情報が取得される。

強電バッテリ２０には、コンバータ３０を介して、サブバッテリとしての補助バッテリ６０および負荷群１００が接続されている。
すなわち、強電バッテリ２０は、車両駆動源である走行用電動モータ１０への電力供給を行なうメインバッテリであり、満充電時の電圧は、数百Ｖ（例えば、３００〜４００Ｖ程度）である。一方、補助バッテリ６０は、負荷群１００への給電を行なうサブバッテリで、満充電時の電圧は、十数Ｖ（例えば、１４〜１５Ｖ程度）であって、例えば、鉛電池などが用いられる。

コンバータ３０は、強電バッテリ２０の電圧を降圧して、補助バッテリ６０や負荷群１００に供給する。
また、コンバータ３０は、内部に、制御部３１と、電圧センサ３２とを備えている。
制御部３１は、コンバータ３０の作動を制御する。電圧センサ３２は、コンバータ３０の降圧側である補助バッテリ６０および負荷群１００に接続された電力供給系１２０の電圧を検出する。

負荷群１００には、メータ装置１０１、ナビゲーションシステム１０２、照明装置１０３、電動ステアリング装置１０４、電動ブレーキ装置１０５、ワイパ装置１０６、空調装置（ブロワモータ）１０７などが含まれている。これらは、補助バッテリ６０あるいはコンバータ３０から供給される電力により駆動する。

この負荷群１００に含まれる装置において、電圧変動が大きくなると、不安定な現象が生じる負荷である小許容電圧変動幅負荷が存在している。本実施の形態１では、この小許容電圧変動幅負荷として、照明装置１０３、ワイパ装置１０６、空調装置１０７を例示する。照明装置１０３は、電圧変動により照明にちらつきが生じ、乗員に違和感を与えるおそれがある。また、ワイパ装置１０６および空調装置１０７は、電圧変動が大きくなると、モータの駆動速度の変化が生じ、前者はワイパ速度が変化し、後者は風量変化が生じ、乗員に違和感を与えるおそれがある。

さらに、本実施の形態１では、前述した３つの小許容電圧変動幅負荷のうち、許容電圧変動幅は、小さいものから照明装置１０３＜ワイパ装置１０６＜空調装置１０７の順の許容電圧変動特性となっている。すなわち、上記の順で、電圧変動に弱い特性である。

次に、コンバータ３０について説明を加える。
図２は、コンバータ３０の出力電流−効率特性を示す図である。図２に示すように、コンバータ３０の効率は、出力電流ＩＤがＩＤｅの時に最も高くなる。以下、コンバータ３０の出力電流がＩＤｅの時の動作点を、高効率作動点と呼ぶ。なお、高効率作動点ＩＤｅは、例えば、数十Ａ程度、一例を示せば５０Ａ程度の電流である。

本実施の形態１では、制御部３１は、補助バッテリ６０の電圧が、予め設定された制御低電圧値ＶＤＬまで低下すると強電バッテリ２０からコンバータ３０を介して補助バッテリ６０に充電する充電制御を実行する。さらに、本実施の形態１では、制御部３１は、充電制御を実行するのにあたり、負荷群１００における負荷要求および負荷要求予測に基づいて、低負荷要求時制御および高負荷要求時制御を実施する。また、負荷要求予測を行うために、制御部３１は、車両制御装置５０を介してナビゲーションシステム１０２に基づく情報を取得している。

（制御フローの説明）
次に、図３に示すフローチャートに基づいて、制御部３１による充電制御について説明する。
ステップＳ１では、コンバータ３０を、出力電流ＩＤを高効率作動点ＩＤｅとする定電流制御に設定した後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、負荷群１００において電圧変動に弱い予め設定された小許容電圧変動幅負荷の駆動予測が成されるか否か判定する。そして、小許容電圧変動幅負荷の駆動が予測されない場合はステップＳ３に進み、小許容電圧変動幅負荷の駆動が予測される場合はステップＳ５以降の制御電圧ＶＤの傾き設定および制御低電圧値ＶＤＬの設定に進む。

小許容電圧変動幅負荷の駆動予測は、車両制御装置５０を介して得られる各種情報に基づいて成される。この各種情報としては、ナビゲーションシステム１０２からの地図情報や、これを介してあるいは他の通信手段を介して得られるＩＴＳ（Intelligent Transport System）情報に基づく交通情報や天気情報、あるいはナビゲーションシステム１０２やその他の手段が備えている時刻情報が含まれる。加えて、車両制御装置５０を介して取得される空調装置１０７からの情報である、外気温度および車室温度が含まれる。

例えば、事前にナビゲーションシステム１０２からの情報に基づき、進路にトンネルが存在する場合、トンネルに近付いた時点で、事前に、照明装置１０３の自動点灯駆動を予測でき、かつ、トンネルを出る前に事前に消灯を予測できる。同様に、時刻情報により、照明装置１０３の自動点灯および自動消灯を予測できる。この場合、地図情報による緯度情報に基づいて、日の出、日の入りの時刻精度を高めることもできる。
また、ＩＴＳ情報その他に基づく天気情報により、事前に、雨によるワイパ装置１０６の駆動を予測することができる。
さらに、空調装置１０７からの外気温度と車室内温度の情報に基づいて、両者の差が、予め設定された設定温度（例えば、１０℃程度）以上異なる場合は、空調装置１０７を駆動すると予測することができる。

小許容電圧変動幅負荷の駆動が予測されない場合に進むステップＳ３では、現時点で、小許容電圧変動幅負荷の駆動が行われているか否か判定し、小許容電圧変動幅負荷の駆動中はステップＳ５に進み、小許容電圧変動幅負荷の非駆動中はステップＳ４に進む。

小許容電圧変動幅負荷の駆動予測および実際の駆動が成されない場合に進むステップＳ４では、コンバータ３０の出力電流ＩＤ、制御高電圧値ＶＤＨ、制御低電圧値ＶＤＬを以下のように設定する。

ここで、まず、出力電流ＩＤ、制御高電圧値ＶＤＨ、制御低電圧値ＶＤＬについて説明する。
出力電流ＩＤは、コンバータ３０の定電流制御時の出力を示している。図５のタイムチャートにおいて、ｔ００の時点からｔ０１の時点の間にて、定電流制御を実行しており、このときの出力電流ＩＤは、高効率作動点ＩＤｅにて駆動される。この場合、コンバータ３０が高効率作動することにより、補助バッテリ６０が充電され、このときの電圧上昇傾きを、第１電圧上昇傾きとする。なお、この第１電圧上昇傾きは、本実施の形態１における電圧上昇傾きにおいて、最も急な傾きとなる。

制御高電圧値ＶＤＨは、コンバータ３０の制御において、定電流制御から定電圧制御に切り換える判定を行う電圧値である。すなわち、バッテリ電圧ＶＢが、制御高電圧値ＶＤＨに達した時点で、充電を終了し、コンバータ３０を定電圧制御に切り換える。また、これにより、補助バッテリ６０は、充電状態から放電状態に切り換えられる。前述した図５では、ｔ０１の時点が、バッテリ電圧ＶＢが制御高電圧値ＶＤＨに達して定電圧制御に切り換えられた時点を示している。

制御低電圧値ＶＤＬは、コンバータ３０の制御において、放電を終了し、定電圧制御を終了する判定を行う電圧値である。すなわち、バッテリ電圧ＶＢが放電によりこの制御低電圧値ＶＤＬまで低下した時点で、コンバータ３０の定電圧制御を終了し、定電流制御などによる充電に切り換える。前述した図５では、ｔ０２の時点にて、バッテリ電圧ＶＢが制御低電圧値ＶＤＬに達して放電を終了している。

次に、ステップＳ４にて設定する各数値について説明する。
ステップＳ４では、出力電流（電圧傾き）ＩＤを高効率作動点ＩＤｅに設定し、制御高電圧値ＶＤＨを、予め設定された上限電圧ＶＤＨｍａｘに設定し、制御低電圧値ＶＤＬを、予め設定された第１制御低電圧値としての下限電圧ＶＤＬｍｉｎに設定する。

ステップＳ４にて、制御高電圧値ＶＤＨに設定する上限電圧ＶＤＨｍａｘは、前記電力供給系１２０において、補助バッテリ６０および負荷群１００の保護のために、これを越えないように設定された上限値である。この上限電圧ＶＤＨｍａｘは、例えば１５Ｖ未満程度の電圧であって、より具体的には１４Ｖ台程度の値に設定されている。

ステップＳ４にて制御低電圧値ＶＤＬに設定する第１制御低電圧値に相当する下限電圧ＶＤＬｍｉｎは、補助バッテリ６０および負荷群１００への電力供給系１２０の保護のために、この値未満になることのないように設定された下限値である。この下限電圧ＶＤＬｍｉｎは、例えば１２Ｖよりも高い電圧、より具体的には、１３Ｖ前後の値に設定されている。

次に、ステップＳ２において小許容電圧変動幅負荷の駆動が予測される場合、あるいはステップＳ３において小許容電圧変動幅負荷が実際に駆動している場合に進むステップＳ５以降の処理、すなわち、変動幅変更制御について説明する。
まず、ステップＳ５では、駆動予測あるいは駆動検出された小許容電圧変動幅負荷にワイパ装置１０６が含まれるか否か判定し、ワイパ装置１０６が含まれる場合はステップＳ６に進み、ワイパ装置１０６が含まれない場合はステップＳ７に進む。

ワイパ装置１０６の駆動時あるいは駆動予測時には、ステップＳ６では、制御電圧ＶＤ、制御高電圧値ＶＤＨ、制御低電圧値ＶＤＬの設定として、候補１を選択する。
制御電圧ＶＤは、図４に示すように、コンバータ３０から電力供給系１２０へ出力される電圧であって、候補１では、制御電圧ＶＤを、ＶＤ０＋Ｋ２（第２電圧上昇傾き）に設定する。
ここで、ＶＤ０は、現時点の制御電圧である。また、Ｋ２（第２電圧上昇傾き）は、単位時間あたりの電圧の上昇、すなわち、電圧上昇傾きであって、本実施の形態１にて用いる傾きとしては、２番目に小さな（緩やかな）値である。より具体的には、Ｋ２は、１Ｖの電圧上昇を数秒（５〜７秒）で行う程度の傾きである。
制御高電圧値ＶＤＨは、予め設定された上限電圧ＶＤＨｍａｘに設定する。
制御低電圧値ＶＤＬは、予め設定された第１変動抑制用電圧ＶＤＬｙｏｋ１に設定する。なお、この第１変動抑制用電圧ＶＤＬｙｏｋ１は、下限電圧ＶＤＬｍｉｎよりも高く設定された値であって、この第１変動抑制用電圧ＶＤＬｙｏｋ１および後述する第２，３変動抑制用電圧ＶＤＬｙｏｋ２，３の中で２番目に大きな値である。

ステップＳ５にて、小許容電圧変動幅負荷にワイパ装置１０６が含まれないと判定された場合に進むステップＳ７では、ステップＳ２における駆動予測あるいはステップＳ３の実際の駆動検出に、照明装置１０３が含まれるか否か判定する。そして、照明装置１０３が含まれる場合は、ステップＳ８に進み、照明装置１０３が含まれない場合はステップＳ９に進む。

照明装置１０３の実際の駆動あるいは駆動予測が含まれる場合に進むステップＳ８では、制御電圧ＶＤ、制御高電圧値ＶＤＨ、制御低電圧値ＶＤＬの設定として、下記の候補２を選択する。
候補２では、制御電圧ＶＤを、ＶＤ０＋Ｋ３（第３電圧上昇傾き）に設定する。ｋ３（第３電圧上昇傾き）は、本実施の形態１にて用いる電圧傾きでは、最も小さな（緩やかな）傾きに設定されている。具体的には、Ｋ３（第３電圧上昇傾き）は、１Ｖの上昇を１０秒前後（８〜１２秒）で行う程度の傾きである。
制御高電圧値ＶＤＨは、予め設定された上限電圧ＶＤＨｍａｘに設定する。
制御低電圧値ＶＤＬは、予め設定された第２変動抑制用電圧ＶＤＬｙｏｋ２に設定する。なお、この第２変動抑制用電圧ＶＤＬｙｏｋ２は、下限電圧ＶＤＬｍｉｎよりも高く設定された値であって、第１〜第２変動抑制用電圧ＶＤＬｙｏｋ１〜３の内で最も大きな値である。

ステップＳ７にて、小許容電圧変動幅負荷に照明装置１０３が含まれないと判定された場合に進むステップＳ９では、ステップＳ２における駆動予測あるいはステップＳ３の実際の駆動検出に、空調装置（ブロワモータ）１０７が含まれるか否か判定する。そして、空調装置１０７が含まれる場合は、ステップＳ１０に進み、空調装置１０７が含まれない場合はステップＳ１１に進む。

空調装置１０７の作動検出あるいは作動予測の場合にステップＳ１０では、制御電圧ＶＤ、制御電圧ＶＤ、制御高電圧値ＶＤＨ、制御低電圧値ＶＤＬの設定として、候補３を選択する。
この候補３では、制御電圧ＶＤを、ＶＤ０＋Ｋ４（第４電圧上昇傾き）に設定する。また、Ｋ４（第４電圧上昇傾き）は、本実施の形態１にて用いる電圧上昇傾きでは、２番目の小ささ（緩やかさ）、すなわち、第１電圧上昇傾きの次に緩やかな傾きに設定されている。具体的には、１Ｖの上昇を数秒（４〜６秒）で行う程度の傾きである。
制御高電圧値ＶＤＨは、予め設定された上限電圧ＶＤＨｍａｘに設定する。
制御低電圧値ＶＤＬは、予め設定された第３変動抑制用電圧ＶＤＬｙｏｋ３に設定する。なお、この第３変動抑制用電圧ＶＤＬｙｏｋ３は、下限電圧ＶＤＬｍｉｎよりも高く設定された値であって、第１〜第３変動抑制用電圧ＶＤＬｙｏｋ１〜３の内では最も低い値である。すなわち、ＶＤＬｙｏｋ３＜ＶＤＬｙｏｋ１＜ＶＤＬｙｏｋ２の大きさに設定されている。また、電圧上昇傾きは、Ｋ３＜Ｋ２＜Ｋ４に設定されている（大きいほど急な傾き）。

ステップＳ６，Ｓ８，Ｓ１０により、候補１〜３のいずれか１つあるいは複数が設定された後に進むステップＳ１１では、該当する候補１〜３に基づいて、制御電圧ＶＤ、制御高電圧値ＶＤＨ、制御低電圧値ＶＤＬの設定を行う。すなわち、制御電圧ＶＤは、該当する候補の第２〜第４電圧上昇傾きＫ２〜Ｋ４の中で、最も、傾きが小さい（緩やかな）ものを選択する。また、制御低電圧値ＶＤＬは、該当する第１〜第３変動抑制用電圧ＶＤＬｙｏｋ１〜ｙｏｋ３のうちで、最も大きな値のものを選択する。なお、各候補１〜３において、制御高電圧値ＶＤＨは、上限電圧ＶＤＨｍａｘで共通している。

次に、ステップＳ４による設定あるいはステップＳ１１による設定を行った後に進むステップＳ１２では、バッテリ電圧ＶＢが、制御高電圧値ＶＤＨに等しいか否か判定する。そして、バッテリ電圧ＶＢが制御高電圧値ＶＤＨに等しい場合はステップＳ１３に進み、両者が等しくない場合はステップＳ２に進む。

ステップＳ１２にてＶＢ＝ＶＤＨの場合に進むステップＳ１３では、制御電圧ＶＤを、制御低電圧値ＶＤＬに制御し、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４では、バッテリ電圧ＶＢが制御低電圧値ＶＤＬに等しいか否か判定し、両者が等しい（ＶＢ＝ＶＤＬ）の場合は、ステップＳ１からの処理を繰り返すリピートに進み、それ以外の場合は、ステップＳ１３に戻る。

（実施の形態１の作用）
次に、実施の形態１の動作をタイムチャートに基づいて説明する。
＜比較例＞
本実施の形態１の動作を説明するのにあたり、まず、従来技術と同様の動作を行う比較例の動作例を、図５のタイムチャートに基づいて説明する。なお、この図５のタイムチャートの動作は、本実施の形態１において、小許容電圧変動幅負荷の駆動予測および実際の駆動が行われていない通常時の動作に等しい。

この場合、コンバータ３０の出力電流ＩＤを、高効率作動点ＩＤｅに制御する（ステップＳ４）。

このときコンバータ３０は、高効率作動点ＩＤｅで作動しているため、コンバータ３０の出力電流ＩＤは、図４において黒矢印のＩＢ、ＩＬに示すように、補助バッテリ６０および負荷群１００に供給される。したがって、補助バッテリ６０では、充電され、また、負荷群１００では、作動中の負荷により電力消費される。
このときの、補助バッテリ６０のバッテリ電圧ＶＢが上昇する際の電圧上昇傾きが、最も急な第１電圧上昇傾きであって、図５のｔ０〜ｔ０１の時点の間の傾きである。

その後、バッテリ電圧ＶＢが制御高電圧値ＶＤＨに達したｔ０１の時点から、コンバータ３０は、制御電圧ＶＤ＝ＶＤＬの定電圧制御に切り換えられる（ステップＳ１２→Ｓ１３→Ｓ１４→Ｓ１３の処理に基づく）。
したがって、補助バッテリ６０は、負荷群１００の電力消費により、図４において白抜き矢印ＩＢで示すように放電され、図５に示すように、ｔ０１の時点からバッテリ電圧ＶＢは低下する。

そして、バッテリ電圧ＶＢが制御低電圧値ＶＤＬまで低下したｔ０２の時点で、再び、コンバータ３０は、出力電流ＩＤを高効率作動点ＩＤｅで作動させる定電流制御に切り換えられ、上記の動作を繰り返す。

このような動作を行っている途中で、比較例にあっては、小許容電圧変動幅負荷が駆動した場合には、以下に述べる問題が生じる可能性があった。
上述したように、バッテリ電圧ＶＢは、制御低電圧値ＶＤＬと制御高電圧値ＶＤＨとの間で上下に変動する。また、特に、バッテリ電圧ＶＢが制御低電圧値ＶＤＬに近い領域ｔ０Ｒなどで、負荷群１００のうち消費電力が大きな負荷（例えば、電動ステアリング装置１０４や電動ブレーキ装置１０５が頻繁に駆動した場合、補助バッテリ６０の放電による電力供給が消費に追い付かないことがある。この場合、バッテリ電圧ＶＢが、制御低電圧値ＶＤＬよりもさらに低下する可能性がある。

このように、バッテリ電圧ＶＢの電圧変動幅が大きい場合、前述した小許容電圧変動幅負荷としての照明装置１０３においてちらつきが生じたり、ワイパ装置１０６においてワイパの払拭速度が変化したり、空調装置１０７の送風量が変化したりするおそれがある。そして、この場合、乗員に違和感を与えるおそれがある。

本実施の形態１は、このような不具合の発生防止を目的としており、以下に、上記の小許容電圧変動幅負荷の駆動予測時、あるいは駆動時の作動について説明する。
＜実施の形態１の作動＞
図６は本実施の形態１において、小許容電圧変動幅負荷の駆動予測が成された場合の動作を示すタイムチャートである。

ここで、ｔ０の時点では、小許容電圧変動幅負荷の駆動予測、実際の駆動が成されておらず、比較例と同様の動作が行われる。すなわち、図５のｔ００の時点と同様に、出力電流ＩＤ＝ＩＤｅによる定電流制御に基づいて、第１電圧上昇傾きでバッテリ電圧ＶＢが上昇している。
その後、ｔ１の時点で、例えば、進路のトンネルが近付いて照明装置１０３の自動点灯駆動が予測されるなど、小許容電圧変動幅負荷の駆動予測が成され、変動幅変更制御が実行された。

この場合、図３のステップＳ５〜Ｓ１１の処理に基づいて、駆動予測される小許容電圧変動幅負荷に応じて、制御電圧ＶＤ、制御高電圧値ＶＤＨ、制御低電圧値ＶＤＬの設定が成される。

すなわち、複数の小許容電圧変動幅負荷において、駆動予測される負荷の許容電圧変動幅が小さいほど、第１電圧上昇傾きよりも電圧上昇傾きを小さく（緩やかに）設定するとともに、第１制御定電圧値としての下限電圧ＶＤＬｍｉｎよりも制御低電圧値ＶＤＬを高く設定する。すなわち、図において矢印βにて示される分だけ、制御低電圧値ＶＤＬが下限電圧ＶＤＬｍｉｎよりも高く設定される。
例えば、前述のように照明装置１０３の駆動予測が成された場合には、ＶＤ＝ＶＤ０＋Ｋ２（第２電圧上昇傾きであって最も緩やかな電圧上昇傾き）に設定され、ＶＤＬ＝ＶＤＬｙｏｋ２（最も大きな制御低電圧値）に設定される。

したがって、図６においてｔ１の時点からＴ２の時点の間の補助バッテリ６０の充電時には、電圧上昇傾きを、ＩＤ＝ＩＤｅの第１電圧上昇傾きよりも緩やかに設定し、ｔ１の時点から制御低電圧値ＶＤＬを大きな値に設定する。
このように、電圧上昇傾きが緩やかになることにより、負荷群１００において負荷要求が生じた場合に、コンバータ３０から負荷群１００への電力供給マージンを確保できる。これにより、負荷群１００における電圧の急変動を抑制できる。

さらに、ｔ１の時点以降、制御低電圧値ＶＤＬが第１制御低電圧値としての下限電圧ＶＤＬｍｉｎよりも大きく設定されるため、通常時（非小許容電圧変動幅負荷作動時）に比べ、制御高電圧値ＶＤＨと制御低電圧値ＶＤＬとの間における電圧変動幅を小さく抑えることができる。

以上により、電圧変動幅を、小許容電圧変動幅負荷における許容電圧変動幅内に抑えて、照明装置１０３のちらつき発生や、ワイパ装置１０６のワイパ払拭速度の変化や、空調装置１０７の吹出風量変化の発生を抑制できる。よって、これらの現象により乗員に違和感を与えることを抑制できる。

（実施の形態１の効果）
以上説明してきたように、本実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置は、以下に列挙する効果を有する。
ａ）実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置は、
メインバッテリとしての強電バッテリ２０の電圧を調整して、サブバッテリとしておｎ補助バッテリ６０および複数の負荷を備えた負荷群１００に電力を供給可能なＤＣ−ＤＣコンバータ３０と、
補助バッテリ６０の電圧を検出するバッテリ電圧検出手段としての電圧センサ３２と、
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の作動を制御し、かつ、補助バッテリ６０のバッテリ電圧ＶＢが、予め設定された制御低電圧値ＶＤＬまで低下すると強電バッテリ２０からＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して補助バッテリ６０に充電する充電制御を実行する制御部３１と、
を備えたＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置であって、
制御部３１は、充電制御において、負荷群１００の負荷ごとに、予め、電圧変動による不具合が生じない電圧変動幅である許容電圧変動幅が設定されており、充電時の電圧上昇傾きと、制御低電圧値ＶＤＬとを、駆動する負荷の許容電圧変動幅の大きさに応じて変化させる変動幅変更制御（ステップＳ５〜Ｓ１１の処理）を実行することを特徴とする。
したがって、バッテリ電圧ＶＢに、負荷の許容電圧変動幅を越える電圧変動が生じるのを抑えることができ、電圧変動による不具合の発生を抑えることが可能となる。

ｂ）実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置は、
制御部３１は、変動幅変更制御の実行時に、電圧上昇傾きを、駆動する負荷の許容電圧変動幅が小さいほど小さく設定する（ステップＳ５→Ｓ６、Ｓ７→Ｓ８、Ｓ９→Ｓ１０の処理）ことを特徴とする。
すなわち、電圧上昇傾きを抑えることにより、単位時間あたりの電圧変動幅を抑えることが可能となる。加えて、コンバータ３０から供給される電力を負荷群１００側に供給するマージンを確保でき、これにより、負荷群１００の電力消費によりバッテリ電圧ＶＢが急低下することを抑えることができ、これによっても単位時間あたりの電圧変動幅を抑えることができる。
したがって、駆動する負荷の許容電圧変動幅が小さいほど電圧上昇傾きを小さくして、電圧変動幅を抑えることができ、負荷の許容電圧変動幅を越える電圧変動による不具合が生じるのを抑えることができる。

ｃ）実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置は、
制御部３１は、変動幅変更制御の実行時に、制御低電圧値ＶＤＬを、駆動する負荷の許容電圧変動幅が小さいほど大きく設定する（ステップＳ６、Ｓ８、Ｓ１０およびＳ１１の処理）ことを特徴とする。
充電制御時には、バッテリ電圧ＶＢが制御低電圧値ＶＤＬまで低下すると充電が開始される。この制御低電圧値ＶＤＬを相対的に大きくした場合、バッテリ電圧ＶＢの最低電圧値がそれだけ大きくなって、バッテリ電圧ＶＢの変動幅が抑えられる。
このように、駆動する負荷の許容電圧変動幅が小さいほど、バッテリ電圧ＶＢの変動幅が抑えられるため、負荷の許容電圧変動幅を越える電圧変動による不具合が生じるのを抑えることができる。

ｄ）実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置は、
制御部３１には、予め、充電制御時に用いる電圧上昇傾きと制御低電圧値ＶＤＬとして、第１電圧上昇傾き（ＩＤＤ＝ＩＤｅ）および第１制御低電圧値（ＶＤＬｍｉｎ）が設定されているとともに、負荷群１００に、許容電圧変動幅が相対的に小さい小許容電圧変動幅負荷（１０３，１０６，１０７）が設定され、
制御部３１は、小許容電圧変動幅負荷（１０３，１０６，１０７）が駆動する場合に、変動幅変更制御により、電圧上昇傾きおよび制御低電圧値ＶＤＬを、第１電圧上昇傾き（ＩＤＤ＝ＩＤｅ）および第１制御低電圧値（ＶＤＬｍｉｎ）から変化させる（ステップＳ６、Ｓ８、Ｓ１０およびＳ１１の処理）ことを特徴とする。

ｅ）実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置は、
変動幅変更制御における前記駆動する負荷とは、負荷群１００の複数の負荷のうちの実際に駆動中の負荷とした（ステップＳ３→Ｓ４→Ｓ５以降の処理）ことを特徴とする。
本発明では、実際に駆動する負荷の許容電圧変動幅に応じて、電圧変動幅を変更可能であるため、実際に駆動する負荷において、電圧変動による不具合が生じるのを抑制できる。

ｆ）実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置は、
変動幅変更制御における前記駆動する負荷とは、負荷群１００の複数の負荷のうちの駆動予測手段（ステップＳ２の処理）により事前に駆動すると予測された負荷としたことを特徴とする。
このように、負荷が駆動を開始する時点よりも前に、電圧上昇傾きおよび制御低電圧値ＶＤＬを変更するため、負荷が実際に駆動を開始してから、両者を変更するものと比較して、負荷の駆動中の電圧変動幅を抑えることが可能となる。
よって、負荷に、電圧変動による不具合が生じるのを、より確実に抑えることができる。さらに、実施の形態１では、この駆動予測されたものと、実際に駆動したものとの両者について、変動幅変更制御を実行するため、予測漏れがあったとしても、実際に駆動を開始した時点で、変動幅変更制御の実施が可能である。

ｇ）実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置は、
駆動予測手段（ステップＳ２）は、地図情報と天気情報と時刻情報の少なくとも一つを含む情報を取得する情報取得手段としての車両制御装置５０からの情報に基づいて、負荷群１００の駆動を予測することを特徴とする。
駆動予測手段は、地図情報と天気情報と時刻情報の少なくとも１つの情報により駆動予測を行うことにより、駆動予測の実施が可能となる。具体的には、実施の形態１で示したように、ナビゲーションシステム１０２からの地図情報に基づく走行予測により照明装置１０３の駆動予測が可能である。同様に、天気情報に基づいて、ワイパ装置１０６の駆動予測が可能である。また、時刻情報により、照明装置１０３の駆動予測が可能である。

ｈ）実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置は、
制御部３１は、駆動予測手段（ステップＳ２）が、車両制御装置５０を介して得られる地図情報と時刻情報との少なくとも一つに基づいて小許容電圧変動幅負荷としての照明装置１０３の自動点灯を予測する場合に、変動幅変更制御を実行する。
すなわち、上記ｇ）にも記載したように、照明装置１０３の自動点灯を、地図情報によりこれからの進路にトンネルが存在する場合、事前に照明装置１０３の自動点灯を予測することが可能である。また、時刻情報に基づき、あるいはそれに加えて、地図情報に基づいて、日の出、日の入り時間に応じ、照明装置１０３の自動点灯および消灯を予測することができる。
したがって、このような自動点灯予測に基づいて、事前に、小許容電圧変動幅負荷としての照明装置１０３の許容電圧変動幅に応じた変動幅変更制御を実行して、電圧変動による不具合の発生を抑えることができる。

ｊ）実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置は、
制御部３１は、駆動予測手段が、車両制御装置５０から取得した天気情報により、小許容電圧変動幅負荷としてのワイパ装置１０６の駆動を予測する場合に、変動幅変更制御を実行することを特徴とする。
すなわち、天気情報に基づいて、降雨が予測される際には、事前にワイパ装置１０６の作動が予測される。したがって、降雨の前に、小許容電圧変動幅負荷としてのワイパ装置１０６の許容電圧変動幅に応じた変動幅変更制御を実行して、電圧変動による不具合の発生を抑えることができる。

ｋ）実施の形態１のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置は、
情報取得手段としての車両制御装置５０からの情報には、外気温度と車室温度とが含まれ、
制御部３１は、駆動予測手段（ステップＳ２）が、外気温度と車室温度との差が予め設定した設定値よりも大きいことにより小許容電圧変動幅負荷としての空調装置１０７のファンの駆動を予測する場合に、変動幅変更制御を実行することを特徴とする。
すなわち、外気温度と車室温度との差に基づいて、両者の差が設定値よりも多き場合に、事前に空調装置１０７の作動が予測される。したがって、空調装置１０７の駆動が実際に開始される前に、小許容電圧変動幅負荷としての空調装置１０７の許容電圧変動幅に応じた変動幅変更制御を実行して、電圧変動による不具合の発生を抑えることができる。

以上、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施の形態では、電動車に適用した例を示したが、メインバッテリ、サブバッテリ、ＤＣ−ＤＣコンバータを搭載した車両であれば、いわゆるハイブリッド車両などの他の車両にも適用することができる。

また、実施の形態では、負荷として、メータ装置、ナビゲーションシステム、照明装置、電動ステアリング装置、電動ブレーキ装置、ワイパ装置、空調装置（ブロワモータ）を示したが、補助バッテリにより駆動するものであれば、これらに限定されるものではない。さらに、小許容電圧変動幅負荷としても、実際の許容電圧変動幅に応じて適宜設定することができ、実施の形態で示した照明装置、ワイパ装置、空調装置に限定されるものではない。例えば、電圧変動により光量が変化する可能性のあるメータの表示装置や、ナビゲーションシステムの表示装置なども適用することができる。
同様に、電圧上昇傾きの設定や制御低電圧値の設定は、適宜、小許容電圧変動幅負荷の特性に応じて設定すればよく、実施の形態１で示した特性に限定されるものではない。

ＩＤ 出力電流
ＩＤｅ 高効率作動点（第１電圧上昇傾き）
Ｋ２ 第２電圧上昇傾き
Ｋ３ 第３電圧上昇傾き
Ｋ４ 第４電圧上昇傾き
ＶＢ バッテリ電圧
ＶＤＬ 制御低電圧値
ＶＤＬｍｉｎ 下限電圧（第１制御低電圧値）
ＶＤＬｙｏｋ１ 第１変動抑制用電圧
ＶＤＬｙｏｋ２ 第２変動抑制用電圧
ＶＤＬｙｏｋ３ 第３変動抑制用電圧
２０ 強電バッテリ（メインバッテリ）
３０ コンバータ
３１ 制御部
３２ 電圧センサ（バッテリ電圧検出手段）
４０ インバータ（サブバッテリ）
５０ 車両制御装置
６０ 補助バッテリ
１００ 負荷群
１０１ メータ装置（負荷）
１０２ ナビゲーションシステム（負荷）
１０３ 照明装置（負荷：小許容電圧変動幅負荷）
１０４ 電動ステアリング装置（負荷）
１０５ 電動ブレーキ装置（負荷）
１０６ ワイパ装置（負荷：小許容電圧変動幅負荷）
１０７ 空調装置（負荷：小許容電圧変動幅負荷）

Claims (10)

1. メインバッテリの電圧を調整して、サブバッテリおよび複数の負荷に電力を供給可能なＤＣ−ＤＣコンバータと、
   前記サブバッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、
   前記ＤＣ−ＤＣコンバータの作動を制御し、かつ、前記サブバッテリの電圧が、予め設定された制御低電圧値まで低下すると前記メインバッテリから前記ＤＣ−ＤＣコンバータを介して前記サブバッテリが制御高電圧値となるまで充電する充電制御を実行する制御部と、
   を備えたＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置であって、
   前記制御部は、前記充電制御において、前記負荷ごとに、予め、電圧変動による不具合が生じない電圧変動幅である許容電圧変動幅が設定されており、前記充電時の電圧上昇傾きと、前記制御低電圧値とを、駆動する前記負荷の前記許容電圧変動幅の大きさに応じて変化させる変動幅変更制御を実行することを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置。
2. 請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置において、
   前記制御部は、前記変動幅変更制御の実行時に、前記電圧上昇傾きを、前記駆動する前記負荷の前記許容電圧変動幅が小さいほど小さく設定することを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置において、
   前記制御部は、前記変動幅変更制御の実行時に、前記制御低電圧値を、前記駆動する前記負荷の前記許容電圧変動幅が小さいほど大きく設定することを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置において、
   前記制御部には、予め、前記充電制御時に用いる前記電圧上昇傾きと前記制御低電圧値として、第１電圧上昇傾きおよび第１低電圧値が設定されているとともに、前記負荷に、前記許容電圧変動幅が相対的に小さい小許容電圧変動幅負荷が設定され、
   前記制御部は、前記小許容電圧変動幅負荷が駆動する場合に、前記変動幅変更制御により、前記電圧上昇傾きおよび前記制御低電圧値を、前記第１電圧上昇傾きおよび第１低電圧値から変化させることを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置において、
   前記変動幅変更制御における前記駆動する前記負荷とは、前記複数の負荷のうちの実際に駆動中の前記負荷であることを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置において、
   前記変動幅変更制御における前記駆動する前記負荷とは、前記複数の負荷のうちの駆動予測手段により事前に駆動すると予測された負荷であることを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置。
7. 請求項６に記載のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置において、
   前記駆動予測手段は、地図情報と天気情報と時刻情報の少なくとも一つを含む情報を取得する情報取得手段からの情報に基づいて、前記負荷の駆動を予測することを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置。
8. 請求項６または請求項７に記載のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置において、
   前記制御部は、前記駆動予測手段が、前記情報取得手段からの前記地図情報と前記時刻情報との少なくとも一つに基づいて前記小許容電圧変動幅負荷としての照明装置の自動点灯を予測する場合に、前記変動幅変更制御を実行することを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置。
9. 請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置において、
   前記制御部は、前記駆動予測手段が、前記情報取得手段からの天気情報により、前記小許容電圧変動幅負荷としてのワイパ装置の駆動を予測する場合に、前記変動幅変更制御を実行することを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置。
10. 請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載のＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置において、
    前記情報取得手段からの情報には、外気温度と車室温度とが含まれ、
    前記制御部は、前記駆動予測手段が、前記外気温度と前記車室温度との差が予め設定した設定値よりも大きいことにより前記小許容電圧変動幅負荷としての空調装置のファンの駆動を予測する場合に、前記変動幅変更制御を実行することを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータの制御装置。