JP7173421B1 - 給電制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
電力を供給する電源部と、前記電源部に基づく電力が伝送される経路である電力路と、前記電源部とは異なる蓄電部と、を備える車載システムに用いられ、前記蓄電部からの給電を制御する給電制御装置であって、
前記蓄電部の出力に基づく電圧が印加される第1導電路と、
自身の一端が前記第1導電路に電気的に接続される素子部と、
前記素子部の他端に電気的に接続され、前記素子部と前記電力路の間の通電経路をなす第2導電路と、
前記蓄電部と前記電力路の間において前記素子部に対して並列に接続され、前記蓄電部からの電力に基づく入力電圧を昇圧又は降圧する変換動作を行う電圧変換部と、
前記電圧変換部と前記電力路の間において前記電圧変換部に電気的に接続される第3導電路と、
前記第3導電路と前記電力路の間に設けられるスイッチ部と、
前記電圧変換部を制御する制御部と、
を備え、
前記素子部は、自身を介して前記電力路側へ電流が流れることが許容可能とされ、且つ自身を介して前記蓄電部側へ電流が流れることを遮断可能とされており、
前記第2導電路は、前記スイッチ部と前記電圧変換部の間又は前記スイッチ部と前記電力路の間に配される導電路に電気的に接続され、
前記スイッチ部は、自身がオフ状態のときに前記電力路から前記第3導電路に電流が流れることを遮断し、自身がオン状態のときに前記第3導電路と前記電力路の間において自身を介した通電を許容する。
以下では、本開示に係る実施形態が列記されて例示される。なお、以下で例示される〔1〕~〔12〕の特徴は、矛盾しない組み合わせでどのように組み合わされてもよい。
前記蓄電部の出力に基づく電圧が印加される第1導電路と、
自身の一端が前記第1導電路に電気的に接続される素子部と、
前記素子部の他端に電気的に接続され、前記素子部と前記電力路の間の通電経路をなす第2導電路と、
前記蓄電部と前記電力路の間において前記素子部に対して並列に接続され、前記蓄電部からの電力に基づく入力電圧を昇圧又は降圧する変換動作を行う電圧変換部と、
前記電圧変換部と前記電力路の間において前記電圧変換部に電気的に接続される第3導電路と、
前記第3導電路と前記電力路の間に設けられるスイッチ部と、
前記電圧変換部を制御する制御部と、
を備え、
前記素子部は、自身を介して前記電力路側へ電流が流れることが許容可能とされ、且つ自身を介して前記蓄電部側へ電流が流れることを遮断可能とされており、
前記第2導電路は、前記スイッチ部と前記電圧変換部の間又は前記スイッチ部と前記電力路の間に配される導電路に電気的に接続され、
前記スイッチ部は、自身がオフ状態のときに前記電力路から前記第3導電路に電流が流れることを遮断し、自身がオン状態のときに前記第3導電路と前記電力路の間において自身を介した通電を許容する
給電制御装置。
前記失陥状態において前記第2導電路の電圧が第2の値以下である場合に前記蓄電部側から前記素子部を介して前記電力路側に電流が流れ、
少なくとも前記失陥状態となった後、前記素子部において前記第2導電路側から前記蓄電部側に電流が流れることを遮断する
〔1〕に記載の給電制御装置。
〔2〕に記載の給電制御装置。
前記第2の値は、前記第1導電路に印加される電圧の値から前記素子部で生じる電圧降下分の値を減じた値であり、
前記第1の値は、前記第2の値よりも大きく、
前記第3の値は、前記第1の値よりも小さく前記第2の値よりも大きい
〔3〕に記載の給電制御装置。
前記第2の値は、前記第1導電路に印加される電圧の値から、前記素子部において前記第1導電路から前記第2導電路に電流が流れる場合の前記素子部で生じる電圧降下分の値を減じた値であり、
前記第3の値は、前記第1の値よりも小さく前記第2の値よりも小さい
〔3〕に記載の給電制御装置。
前記ダイオードのアノードには、前記蓄電部の出力に基づく電圧が印加され、
前記ダイオードのカソードは、前記第2導電路に電気的に接続され、
前記開閉部はオン状態のときに双方向の通電が許容され、
前記第2の値は、前記開閉部がオン状態のときには前記第1導電路に印加される電圧の値から前記開閉部及び前記ダイオードで生じる電圧降下分の値を減じた第1減算値であり、前記開閉部がオフ状態のときには前記第1導電路に印加される電圧の値から前記ダイオードで生じる電圧降下分の値を減じた第2減算値であり、
前記第1の値は前記第1減算値及び前記第2減算値のいずれよりも大きく、
前記制御部は、前記電源部から前記電力路への電力の供給が前記失陥状態ではない通常状態から前記失陥状態に変化した場合に前記スイッチ部をオン状態とし且つ前記開閉部をオン状態とし、前記スイッチ部をオン状態に切り替えた後、前記電圧変換部が前記変換動作を行っている状態で所定条件が成立した場合に前記開閉部をオフ状態に切り替え、前記開閉部をオフ状態に切り替えた後、前記第3導電路に前記第3の値の前記出力電圧を印加する前記変換動作を前記電圧変換部に行わせ、
前記第3の値は、前記第2減算値よりも大きい
〔4〕に記載の給電制御装置。
〔6〕に記載の給電制御装置。
〔6〕に記載の給電制御装置。
〔6〕に記載の給電制御装置。
〔6〕に記載の給電制御装置。
前記スイッチ部は、前記オフ状態のとき前記第3導電路から前記電力路に電流が流れることを遮断する
〔2〕から〔10〕のいずれか一つに記載の給電制御装置。
前記スイッチ部がオフ状態のときに前記電力路の電圧が前記第3導電路の電圧よりも一定値以上低下した場合に前記第3導電路側から前記第2ダイオードを介して前記電力路側に電流が流れる
〔1〕から〔10〕のいずれか一つに記載の給電制御装置。
[本開示の実施形態の詳細]
1.車載システムの概要
図1には、車載システム2が示される。図1の車載システム2は、主に、車載用電源システム3と負荷101とを備える。車載用電源システム3は、以下の説明において電源システム3とも称される。車載システム2は、電源システム3によって負荷101に電力を供給し、負荷101を動作させるシステムである。図1では、車載用の負荷の一例として負荷101が例示されるが、車載システム2にはこれ以外の負荷が設けられていてもよい。
電源システム3は、電源部91、蓄電部92、給電制御装置10、電力路80、ダイオード71などを備える。
給電制御装置10は、車載システム2に用いられ、蓄電部92からの給電を制御する装置である。給電制御装置10は、蓄電部92に基づく電力を出力し得るバックアップ装置である。給電制御装置10は、第1導電路41、第2導電路42、第3導電路43、第4導電路44、制御部16、電圧変換部30、素子部52、スイッチ部60、電流検出部12、電圧検出部14などを備える。
次の説明は、給電制御装置10によって行われるバックアップ動作用の制御に関する。図2は、バックアップ動作用の制御の流れを示すフローチャートである。図3は、図2の制御が行われる場合の電圧や電流の変化を具体的に示すグラフである。
給電制御装置10は、蓄電部92に基づく電力を供給するバックアップ動作を行う際に、素子部52を介した経路と電圧変換部30を介した経路を利用することができる。例えば、給電制御装置10は、電圧変換部30を介した経路によって十分な電力供給がなされない時期に素子部52を介した経路を利用して迅速に電力を供給する対応が可能である。一方で、蓄電部92の出力電圧が低下した場合には、電圧変換部30によって昇圧動作を行い、第3導電路43に所望の出力電圧を印加するようにバックアップ動作を行う対応が可能である。更に、給電制御装置10は、スイッチ部60がオフ状態のときには、電力路80側から電圧変換部30側へ電流が流れ込むことを遮断することができ、スイッチ部60がオン状態のときには、電力路80に向けて電流を流す際の損失を低減することができる。
第1実施形態の代表例では、所定条件の一例が示されたが、上記所定条件は、「上述の失陥状態後に電圧変換部30が第3導電路43に電流を出力し始めてから所定時間が経過したこと」であってもよい。変更例1では、所定条件以外は、第1実施形態と同一の内容とすることができる。
第1実施形態の代表例では、所定条件の一例が示されたが、上記所定条件は、「素子部52を流れる電流が下限値以下に達したこと」であってもよい。変更例2では、所定条件以外は、第1実施形態と同一の内容とすることができる。
第1実施形態の代表例では、所定条件の一例が示されたが、所定条件は、「上述の失陥状態後に電圧変換部30が第3導電路43に出力する電流が基準値以上に達したこと」であってもよい。変更例3では、所定条件以外は、第1実施形態と同一の内容とすることができる。
次の説明は、第2実施形態に関する。
図4に示される第2実施形態の給電制御装置210は、図1の構成からスイッチ素子62が省略された点のみが第1実施形態の給電制御装置10と異なり、その他の点は、第1実施形態の給電制御装置10と同一である。
次の説明は、第3実施形態に関する。
図5に示される第3実施形態の給電制御装置310は、図1の構成からスイッチ部60の位置が変更された点のみが第1実施形態の給電制御装置10と異なり、その他の点は、第1実施形態の給電制御装置10と同様である。
本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。更に、上述した実施形態は、次のように変更されてもよい。
3 :電源システム
10 :給電制御装置
12 :電流検出部
14 :電圧検出部
16 :制御部
30 :電圧変換部
41 :第1導電路
42 :第2導電路
43 :第3導電路
44 :第4導電路
52 :素子部
52A :開閉部
52B :ダイオード
60 :スイッチ部
61 :スイッチ素子
62 :スイッチ素子
71 :ダイオード
80 :電力路
81 :第1電力路
82 :第2電力路
91 :電源部
92 :蓄電部
101 :負荷
210 :給電制御装置
310 :給電制御装置
Claims (12)
- 電力を供給する電源部と、前記電源部に基づく電力が伝送される経路である電力路と、前記電源部とは異なる蓄電部と、を備える車載システムに用いられ、前記蓄電部からの給電を制御する給電制御装置であって、
前記蓄電部の出力に基づく電圧が印加される第1導電路と、
自身の一端が前記第1導電路に電気的に接続される素子部と、
前記素子部の他端に電気的に接続され、前記素子部と前記電力路の間の通電経路をなす第2導電路と、
前記蓄電部と前記電力路の間において前記素子部に対して並列に接続され、前記蓄電部からの電力に基づく入力電圧を昇圧又は降圧する変換動作を行う電圧変換部と、
前記電圧変換部と前記電力路の間において前記電圧変換部に電気的に接続される第3導電路と、
前記第3導電路と前記電力路の間に設けられるスイッチ部と、
前記電圧変換部を制御する制御部と、
を備え、
前記素子部は、自身を介して前記電力路側へ電流が流れることが許容可能とされ、且つ自身を介して前記蓄電部側へ電流が流れることを遮断可能とされており、
前記第2導電路は、前記スイッチ部と前記電圧変換部の間又は前記スイッチ部と前記電力路の間に配される導電路に電気的に接続され、
前記スイッチ部は、自身がオフ状態のときに前記電力路から前記第3導電路に電流が流れることを遮断し、自身がオン状態のときに前記第3導電路と前記電力路の間において自身を介した通電を許容する
給電制御装置。 - 前記制御部は、前記電源部から前記電力路への電力の供給が失陥状態となった場合に前記スイッチ部を前記オン状態に切り替え、且つ前記第3導電路に第1の値の出力電圧を印加するように前記電圧変換部に前記変換動作を行わせ、
前記失陥状態において前記第2導電路の電圧が第2の値以下である場合に前記蓄電部側から前記素子部を介して前記電力路側に電流が流れ、
少なくとも前記失陥状態となった後、前記素子部において前記第2導電路側から前記蓄電部側に電流が流れることを遮断する
請求項1に記載の給電制御装置。 - 前記制御部は、前記失陥状態となった場合に、前記第3導電路に前記第1の値の前記出力電圧を印加する前記変換動作を前記電圧変換部に行わせた後、前記第3導電路に前記第1の値よりも小さい第3の値の前記出力電圧を印加する前記変換動作を前記電圧変換部に行わせる
請求項2に記載の給電制御装置。 - 前記スイッチ部がオン状態の際に前記第2導電路と前記第3導電路が前記スイッチ部を介して又は介さずに短絡する構成であり、
前記第2の値は、前記第1導電路に印加される電圧の値から前記素子部で生じる電圧降下分の値を減じた値であり、
前記第1の値は、前記第2の値よりも大きく、
前記第3の値は、前記第1の値よりも小さく前記第2の値よりも大きい
請求項3に記載の給電制御装置。 - 前記スイッチ部がオン状態の際に前記第2導電路と前記第3導電路が前記スイッチ部を介して又は介さずに短絡する構成であり、
前記第2の値は、前記第1導電路に印加される電圧の値から、前記素子部において前記第1導電路から前記第2導電路に電流が流れる場合の前記素子部で生じる電圧降下分の値を減じた値であり、
前記第3の値は、前記第1の値よりも小さく前記第2の値よりも小さい
請求項3に記載の給電制御装置。 - 前記素子部は、ダイオードと、前記ダイオードに対して並列に設けられる開閉部を有し、
前記ダイオードのアノードには、前記蓄電部の出力に基づく電圧が印加され、
前記ダイオードのカソードは、前記第2導電路に電気的に接続され、
前記開閉部はオン状態のときに双方向の通電が許容され、
前記第2の値は、前記開閉部がオン状態のときには前記第1導電路に印加される電圧の値から前記開閉部及び前記ダイオードで生じる電圧降下分の値を減じた第1減算値であり、前記開閉部がオフ状態のときには前記第1導電路に印加される電圧の値から前記ダイオードで生じる電圧降下分の値を減じた第2減算値であり、
前記第1の値は前記第1減算値及び前記第2減算値のいずれよりも大きく、
前記制御部は、前記電源部から前記電力路への電力の供給が前記失陥状態ではない通常状態から前記失陥状態に変化した場合に前記スイッチ部をオン状態とし且つ前記開閉部をオン状態とし、前記スイッチ部をオン状態に切り替えた後、前記電圧変換部が前記変換動作を行っている状態で所定条件が成立した場合に前記開閉部をオフ状態に切り替え、前記開閉部をオフ状態に切り替えた後、前記第3導電路に前記第3の値の前記出力電圧を印加する前記変換動作を前記電圧変換部に行わせ、
前記第3の値は、前記第2減算値よりも大きい
請求項4に記載の給電制御装置。 - 前記所定条件は、前記第2導電路の電圧が、前記第1導電路の電圧以上の所定値に達したことである
請求項6に記載の給電制御装置。 - 前記所定条件は、前記失陥状態後に前記電圧変換部が前記第3導電路に電流を出力し始めてから所定時間が経過したことである
請求項6に記載の給電制御装置。 - 前記所定条件は、前記素子部を流れる電流が下限値以下に達したことである
請求項6に記載の給電制御装置。 - 前記所定条件は、前記失陥状態後に前記電圧変換部が前記第3導電路に出力する電流が基準値以上に達したことである
請求項6に記載の給電制御装置。 - 前記制御部は、前記電源部から前記電力路に供給される電力が前記失陥状態ではない通常状態において前記第3導電路に前記第1の値の前記出力電圧を印加する前記変換動作を前記電圧変換部に行わせ、
前記スイッチ部は、前記オフ状態のとき前記第3導電路から前記電力路に電流が流れることを遮断する
請求項2から請求項10のいずれか一項に記載の給電制御装置。 - 前記スイッチ部は、アノードが前記第3導電路に電気的に接続され、カソードが前記電力路に電気的に接続される第2ダイオードを有し、
前記スイッチ部がオフ状態のときに前記電力路の電圧が前記第3導電路の電圧よりも一定値以上低下した場合に前記第3導電路側から前記第2ダイオードを介して前記電力路側に電流が流れる
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の給電制御装置。
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