KR20080070679A - 전원 공급 제어장치 - Google Patents

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가츠미 츠치다
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도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

전원 공급 제어장치는 전동 파워 스티어링 장치 (30) 뿐만 아니라, 다른 운행/구동 제어장치 (60) 에 의해 전력 출력이 사용될 수 있도록, DC/DC 컨버터 (20) 의 출력을 제어한다. 제어장치는 필요에 따라 DC/DC 컨버터 (20) 를 명령하여 고압 배터리 (1) 의 전압을 소정 전압으로 강압하거나 저압 배터리 (2) 의 전압을 소정 전압으로 승압할 수도 있다. 또한, 제어장치는 DC/DC 컨버터 (20) 에 의해 전원 스티어링 장치로 공급된 전력의 점진적인 감소를 명령할 수도 있다. 전력의 이 점진적 감소는 스티어링 조작감의 갑작스러운 변화를 방지하여, 차량의 운전 용이성을 향상시킨다.
Figure P1020087012195
전원 공급 제어장치, 전기 주행 제어 수단, DC/DC 컨버터, 구동 모터, 전압 변환 수단

Description

전원 공급 제어장치{POWER SUPPLY CONTROLLER}
배경 기술
1. 본 발명의 분야
본 발명은 차량 구동 모터의 구동 전원으로 기능하는 고압 배터리를 사용하여, 예를 들어, 전동 파워 스티어링과 같은 운전/주행 제어장치를 작동시키는 전원 공급 제어장치에 관한 것이다.
2. 관련 기술의 설명
종래부터, 엔진과 구동 모터를 구비한 하이브리드 자동차는 이 고압 배터리로부터 구동 모터에 전력을 공급하는 고압 배터리로 구성된다. 이 고압 배터리는, 일반적으로 메인 배터리로 불린다.
조타 핸들 (steering wheel) 을 회전시키기 위해 조타 보조력을 부여하는 전동 파워 스티어링 장치는 소비 전력이 크고, 하이브리드 자동차는 때때로, 메인 배터리가 전동 파워 스티어링 장치에 전원을 공급하도록 구성된다.
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 고압 배터리 (100) 와 전동 파워 스티어링 장치 (110) 사이에 DC/DC 컨버터 (120) 를 제공하여, 전동 파워 스티어링 장치 (110) 의 전동 모터 (111) 를 구동시키기에 적합하도록 전동 파워 스티어링 장치 (110) 에 공급되는 전압을 조정한다.
하이브리드 시스템을 제어하는 하이브리드 제어장치 (130) (이하, HV-ECU (130) 이라 칭함) 는, 고압 배터리 (100) 로부터 하이브리드 시스템으로의 전력의 공급을 제어하고, 또한 전동 파워 스티어링 장치 (110) 의 제어장치 (112) (이하, EPS-ECU (112) 라 칭함) 로 메인 배터리 (100) 의 사용을 허가하는 허가 신호와, 그 사용을 허가하지 않는 금지 신호를 출력한다.
이 HV-ECU (130) 로부터 EPS-ECU (112) 에 대한 명령 신호는, 차량 내의 다양한 제어 유닛들과 센서들 사이에 1쌍의 통신 버스 (140) 를 통해 전송하는 CAN (Contro1ler Area Network) 통신 시스템을 사용하여 전송된다.
EPS-ECU (112) 는, HV-ECU (130) 로부터 송신된 제어 명령 신호 (허가 신호, 금지 신호) 에 기초하여, DC/DC 컨버터 (120) 의 개시 및 정지를 제어한다. 본질적으로, EPS-ECU (112) 와 DC/DC 컨버터 (120) 사이에 컨트롤 라인 (150) 을 배치하여, 허가 신호를 수신할 때, DC/DC 컨버터 (120) 의 작동 전원을 온 상태로 하여 강압시키고, 금지 신호를 수신할 때, DC/DC 컨버터 (120) 의 작동 전원을 차단하여 그 작동을 정지시킨다.
통신 버스 (151) 는, 강압 작동 동안 EPS-ECU (112) 에 과열, 과전류 등과 같은 이상 상태 정보를 전송할 수 있도록 DC/DC 컨버터 (120) 에 접속된다.
이러한 기술은 특허 공보 등의 문헌에는 기록되지 않지만, 배터리의 전압을 승압하여 전동 파워 스티어링 장치에 공급하는 기술은 일본 공개 특허 공보 2005-212659 및 일본 공개 특허 공보 소 64-44377에 개시되어 있다.
그러나, 상술된 전원 공급 시스템에서, DC/DC 컨버터 (120) 의 전원 공급 출력을 다른 제어 시스템에 사용할 수 없다. 본질적으로, DC/DC 컨버터 (120) 의 작동은 전동 파워 스티어링 장치 (110) 만을 목적으로 제어되기 때문에, DC/DC 컨버터 (120) 의 전원 공급 출력을 상이한 제어 시스템에 이용하고자 시도한다면, 그 제어 시스템에 의해 요청된 전원이 차단될 가능성이 있다.
다른 문제로서, 종래의 전원 공급 시스템에서, CAN 통신 시스템이 고장났을 때 전동 파워 스티어링 장치 (110) 가 작동할 수 없게 된다. 특히, CAN 통신 시스템에서, 복수의 제어 시스템으로부터의 신호를 공통의 통신 버스 (140) 를 통해 전송하기 때문에, 단독 통신 버스를 이용한 전송에 비하면 고장율이 높고, 신뢰성이 저하된다.
또한, CAN 통신 시스템 이외에도, 컨트롤 라인 (150) 과 통신 버스 (151) 가 개별적으로 배선되어 배선 비용이 높아진다.
발명의 요약
따라서, 상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 DC/DC 컨버터의 전원 공급 출력의 사용을 상이한 제어 시스템에서도 유효하게 하여, 신뢰성 높은 전원 공급을 제공한다.
본 발명은, 구동 모터의 구동을 제어하는 전기 주행 제어 수단; 전기 구동 제어 수단과는 상이하게, 차량의 운행/구동 조건을 제어하기 위해 전기 액츄에이터의 구동 제어를 수행하는 메인 배터리로부터 공급된 전원을 이용하는 전기 액츄에이터를 구비한 운행/구동 제어 수단; 메인 배터리의 전압을 운행/구동 제어 수단의 전기 액츄에이터에 대한 전원으로서 사용하는데 적합한 전압으로 변환하는 전압 변환 수단을 구비하고, 메인 배터리로부터 전기 액츄에이터에 대한 전원의 공급을 제 어하는 전원 공급 제어장치에 있어서, 전기 주행 제어 수단은 통신 버스를 통하여 전압 변환 수단에 통신 가능하게 접속되고, 전압 제어 수단으로, 그 전압 제어 수단의 전압 변환 동작을 제어하는 제어 명령을 출력하는 제어 명령 수단을 구비한다.
이 경우, 전기 주행 제어 수단은 엔진과 구동 모터를 구비한 하이브리드 시스템을 제어하는 하이브리드 제어 수단일 수 있다.
상술된 본 발명의 양태에 따라서, 구동 모터로 사용되는 메인 배터리를 사용하여 운전/주행 제어 수단의 전기 액츄에이터로 전원을 공급한다. 이 경우, 메인 배터리의 전압을 적정 전압으로 변환하는 전압 변환 수단을 통해 전기 액츄에이터에 메인 배터리의 전압을 공급한다. 구동 모터를 구동 제어하는 전기 주행 제어 수단 (하이브리드 제어 수단) 은, 통신 버스를 통해, 제어 명령 수단으로부터 전압 변환 수단으로, 직접 제어 신호를 출력하여 전압 변환 동작을 제어한다.
이 결과, 전압 변환 수단으로부터 운전/주행 제어 수단으로 전원 공급을 제어하기 위해 전기 주행 제어 수단 (하이브리드 제어 수단) 을 이용함으로써, 다른 운전/주행 제어 수단에서도 전압 변환 수단의 출력을 이용할 수 있어, 높은 신뢰성을 가진 전원 출력의 이용이 유효하다. 이것은, 종래 기술과는 대조적으로, 특정 구동 제어 수단에 의해 수행된 전원 제어가 아니기 때문이다.
본질적으로, 전압 변환 수단을 전기 주행 제어 수단 (하이브리드 제어 수단)의 제어하에 두었기 때문에, 전압 변환 수단의 출력을 어떤 수정 없이 운전/주행 제어 수단으로 이용할 수 있게 됨으로써, 그 이용 범위와 범용성이 향상된다.
또한, 본 경우에서 운전/주행 제어 수단이란, 예를 들어, 스티어링 제어, 브레이크 제어, 차량 자세 제어, 또는 차체 진동 억제 제어 등과 같은 차량의 운전 상태나 주행 상태를 제어하는 수단을 의미한다.
본 발명의 다른 특징은, 제어 명령 수단은, 메인 배터리에 문제가 발생했을 때, 또는 차량이 기동한 후 소정 기간 경과할 때까지, 전압 변환 동작을 금지하는 금지 명령을 출력한다.
이렇게 함으로써, 적절한 전압 변환 동작을 실시하여 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 메인 배터리 이상으로서 배터리 전압이 소정 전압을 밑돌고 있는 상황에서는, 전압 변환 동작을 금지함으로써 운전/주행 제어 수단에 대한 불안정한 전원 공급을 방지할 수도 있다.
또한, 일반적으로, 차량 기동 후 (즉, 이그니션이 스위치 온 된 후) 소정 시간 기간 동안 하이브리드 시스템 등의 다양한 주행 시스템 상에서 초기 진단 체크가 수행된다. 이 시간 기간 동안, 운전/주행 제어 수단에 대한 전원 공급을 금지함으로써 안전성이 개선될 수도 있다.
또한, 본 발명에서 "소정 경과 시간의 양"이란, 소정 시간 기간의 경과나, 초기 진단 체크 등의 소정의 처리를 완료한 시점, 또는 소정의 상태량이 검출된 시점과 같은 임의로 설정한 시간 기간일 수도 있다.
본 발명의 다른 특징은, 운전/주행 제어 수단은, 조타 핸들의 동작에 따라 전기 액츄에이터를 작동시켜 조타 휠에 조타력을 부여하는 전동 파워 스티어링 장치일 수도 있다.
일반적으로, 전동 파워 스티어링 장치는 많은 양의 전력을 소비하기 때문에, 구동 모터로 사용되는 고압의 메인 배터리로부터 전원을 수용함으로써, 전동 모터 등의 액츄에이터가 양호하게 작동하여 적절한 조타력을 생성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 점화 스위치가 오프로 설정되는 한편, 전압 변환 작동 허가 명령이 전압 변환 수단에 출력되는데, 제어 명령 수단은 전동 파워 스티어링 장치에 의해 부여된 조타력을 점진적으로 감소시키는 점진적 변경 (gradual-change) 명령을 전압 변환 수단에 출력한다. 전압 변환 수단은 순서대로 이 점진적 변경 명령을 전동 파워 스티어링 장치에 출력한다.
따라서, 전압 변환 수단으로부터의 전원 공급을 정지하기 전에, 전동 파워 스티어링 장치의 조타력을 점진적으로 감소시키는 명령이 주어진다. 이것은, 전력의 손실로 야기된 갑작스러운 조타력의 손실로 인해 스티어링 조작감이 급변하는 것과 같은 문제를 방지한다. 또한, 제어 명령 수단으로부터 출력된 점진적 변경 명령은 전압 변환 수단을 통해 전동 파워 스티어링 장치에 송신되기 때문에, 과거에, 하이브리드 제어 수단으로부터 전동 파워 스티어링 장치에 신호를 송신하는 통신 버스가 불필요해지기 때문에 부가적인 비용이 절감되는 장점이 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 구동 모터에 구동 전원을 공급하는데 사용되는 메인 배터리보다 저전압인 보조 배터리, 메인 배터리의 전압을 강압하는 강압 회로를 갖는 전압 변환 수단, 및 보조 배터리의 전압을 승압하는 승압 회로를 구비하고, 제어 명령 수단으로부터 전압 변환 동작의 허가 명령을 받았을 때, 강압 회로를 작동시켜 메인 배터리의 전력을 출력하고, 하이브리드 제어 수단으로부터의 명 령이 허가 명령에서 금지 명령으로 바뀌었을 때, 강압 회로의 작동을 정지하고 승압 회로를 작동시켜 보조 배터리의 전압을 소정 전압으로 승압하여 출력한다.
이렇게 함으로써, 제어 명령 수단으로부터 전압 변환 수단의 작동이 금지되고 메인 배터리가 고장났을 때에도, 전압 변환 수단이 보조 배터리의 전압을 승압해 전원을 공급하기 때문에 운전/주행 제어 수단의 양호한 작동을 제공할 수 있어, 안전성, 신뢰성, 차량 성능이 개선된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 전원 공급 제어장치의 전원 시스템 및 신호 전송 시스템의 일반적 구성을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 전원 공급 제어장치의 개략적인 회로 구성도이다.
도 3은 본 발명의 전원 공급 제어장치에서의 명령 신호 및 전압 변환 작동을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 4는 HV-ECU에서 실행되는 전원 명령 제어 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 DC/DC 제어장치에서 실행되는 전압 변환 제어 루틴을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 통신 제어 시스템의 개략적 구성을 도시한다.
도 7은 통신 제어 시스템에서의 신호 파형을 설명하는 도면이다.
도 8은 종래의 전원 공급 제어장치의 전원 공급 시스템 및 신호 전송 시스템의 일반적인 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명의 상세한 설명
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전원 공급 제어장치를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 특히 본 발명의 전원 공급 제어장치를 종래의 전원 공급 제어장치와 비교하기 위해 설명하는 블록도이다. 도 2는 본 실시 형태에 따른 전원 공급 제어장치의 개략적 구성을 도시한다.
전원 공급 제어장치는 하이브리드 시스템 (10) 의 구동 전원으로서 사용되는 고압 배터리 (메인 배터리) 와, 일반적으로 차량 제어 시스템에 의해 사용되는 저압 배터리 (2; 보조 배터리) 와, 메인 배터리의 전압을 강압시키거나 저압 배터리의 전압을 승압시키는 DC/DC 컨버터 (20) 와, 하이브리드 시스템 (10) 의 작동을 제어하고 또한 DC/DC 컨버터 (20) 의 작동을 제어하는 하이브리드 제어장치 (11; 이하, HV-ECU라 칭한다) 로 형성된다.
이 경우, ECU란 Electronic Control Unit의 약어이다.
하이브리드 시스템 (10) 에 대해 설명한다.
하이브리드 시스템 (10) 은, 차량 주행용의 전기 액츄에이터인 메인 모터, 제너레이터, 동력 분할 기구, 감속기, 및 차동 기어 (미도시) 로 구성되는 트랜스 액슬 (12) 과, 차량 주행 구동용 내연 기관인 엔진 (13) 과, 엔진의 작동을 제어하는 엔진 제어장치 (14; 이하, 엔진 ECU (14) 라 칭함) 와, 메인 배터리 (1) 로부터의 DC 전원을 3 상으로 변환해 트랜스 액슬 (12) 의 메인 모터를 제어하는 인버터 (15) 와, 하이브리드 시스템 (10) 내의 작동을 제어하는 HV-ECU (11) 를 구비한다.
HV-ECU (11) 의 주요부는, 액셀 개도 (accelerator opening), 전송 시프트 포지션, 및 각종 센서로부터의 신호에 따른 운전 상태에 응답하여 엔진 출력 및 모터 토크를 산출하는 마이크로 컴퓨터에 의해 형성된다. 이후, HV-ECU (11) 는 엔진 ECU (14) 에 요구치를 출력하고, 또한 인버터 (15) 의 출력을 제어한다.
본 발명의 이 실시 형태에 사용된 메인 배터리 (1) 는, 예를 들어, 정격 전압 288 V를 갖는 배터리일 수도 있다.
이 메인 고압 배터리 (1) 로부터 전력을 공급하는 메인 고압 전원 공급 라인 (3) 은 인버터 (15) 에 접속되고, 고압 전원의 공급과 차단 사이의 스위칭을 목적으로 하여 그 사이 중간에 시스템 메인 릴레이 (4; 이하, SMR (4) 이라 칭한다) 가 제공된다.
또, SMR (4) 의 부하 측으로부터 고압 전원 공급 라인 (5) 이 메인 고압 (3) 에 분기 접속되어, 이 고압 전원 공급 분기 라인 (5) 에 의해 DC/DC 컨버터 (20) 에 고압 배터리 (1) 로부터 전원이 공급된다.
본 발명의 실시 형태에 사용되는 저압 배터리 (2) 는 정격 전압 12 V를 갖는 범용 배터리이다.
저압 배터리 (2) 로부터 전력을 공급하는 메인 저압 전원 공급 라인 (6) 은, 점화 스위치 (7) 의 온/오프 조작에 연동해 전력을 공급하는 저압 전원 공급 라인 (8) 과, 점화 스위치 (7) 의 온/오프 조작에 관계없이 전력을 공급하는 항상 공급 저압 전원 공급 라인 (9) 으로 분할되어, HV-ECU (11), DC/DC 컨버터 (20), 및 전동 파워 스티어링 장치 (30) 에 저압 전원을 공급한다. 저압 배터리 (2) 로부터 전력을 수신하는 전기 부하는 이들 이외에도 다수 있지만 도 2에는 생략한다.
메인 배터리 (1) 의 고압 전원 공급 라인 (3) 의 전압을 12 V로 강압하는 강압 회로 (21) 는 고압 전원 공급 라인 (3) 에 접속된다. 강압 회로 (21) 의 출력이 메인 저압 전원 공급 라인 (6) 에 접속된다.
DC/DC 컨버터 (20) 는, 고압 전원 분기 라인 (5) 으로부터 공급되는 288 V의 전원을 소정 전압 (예를 들어, 본 실시 형태의 경우 42 V) 으로 강압하는 강압 회로 (21) 와, 항상 저압 전원 공급 (9) 으로부터 공급되는 12 V의 전력 공급을 소정 전압 (예를 들어, 본 실시 형태의 경우 33 V) 으로 승압하는 승압 회로 (22) 와, 이들 강압 회로 (21) 의 작동으로 승압 회로 (22) 의 작동을 제어하는 DC/DC 제어장치 (23) 로 형성된다.
이 DC/DC 제어장치 (23) 는, DC/DC 제어장치 (23) 가 HV-ECU (11) 과 쌍방향 통신을 가능하게 하는, 1개의 통신 버스 (16) 에 의해 HV-ECU (11) 와 연결된다.
강압 회로 (21) 는, 예를 들어, 일단 입력 전압을 트랜지스터 브리지 회로에 의해 교류로 변환하고, 트랜스포머를 이용하여 교류의 전압을 강압한 후, 소정 전압의 DC 전원을 출력하는 전류를 정류 및 평활화한다.
승압 회로 (22) 는 예를 들어, 전원 공급 라인과 직렬로 접속된 승압 코일에 단속적으로 전류를 흘림으로써, 승압 코일 내에 전력을 발생시켜 그 전력을 출력하여 승압시킨다.
강압 회로 (21) 및 승압 회로 (22) 의 출력 단자 둘 다는 DC/DC 컨버터 (24) 의 출력 라인 (24) (이하, 컨버터 출력 라인 (24) 이라 칭한다) 에 접속된다.
DC/DC 제어장치 (23) 는 이 컨버터 출력 라인 (24) 의 전압을 모니터하여 출 력 전압이 목표 전압이 되도록 강압 회로 (21) 또는 승압 회로 (22) 작동의 피드백 제어를 수행하고, 또한, 출력 전류를 모니터하여 과전류 상태를 체크한다.
컨버터 출력 라인 (24) 은, 전동 파워 스티어링 장치 (30) 에 모터 구동 전원으로서 접속되고, 또한, 다른 운전/주행 제어장치 (60) 에도 접속된다. 이 다른 운전/주행 제어장치 (60) 로서, 예를 들어, 전동 액츄에이터 (61) 및 전동 액츄에이터 (61) 를 제어하는 ECU (62) 를 구비한 서스펜션 장치, 스태빌라이저 장치, 또는 브레이크 제어장치와 같은 높은 소비 전력을 갖는 제어 시스템일 수도 있다.
전동 파워 스티어링 장치 (30) 는, 조타 핸들 (WH) 에 조타 보조력을 부여하는 스티어링 보조 기구 (31) 와, 스티어링 보조 기구 (31) 에 제공된 전동 모터 (32) 를 구동 제어하는 스티어링 보조 제어 유닛 (40; 이하, EPS-ECU라 칭한다) 으로 형성된다.
스티어링 보조 기구 (31) 는, 조타 핸들 (34) 에 연동한 스티어링 샤프트 (35) 에 대한 조타 핸들 (34) 의 회전을 랙-앤드-피니언 기구 (36) 를 이용하여 랙 바 (37) 의 축 방향 운동으로 변환하여, 이 랙 바 (37) 의 축 방향 운동에 따라 좌우의 조타 휠 (WH) 이 스티어링된다. 랙바 (37) 에는 전동 모터 (32) 가 장착된다. 전동 모터 (32) 는, 그 회전에 따라, 볼 스크류 기구 (38) 를 통해 랙 바 (37) 를 축 방향으로 구동함으로써, 조타 핸들 (34) 의 회전 조작에 보조력을 부여한다. 또, 전동 모터 (32) 에는, 모터 회전각에 따른 신호를 출력하는 회전각 센서 (33) 가 제공된다. 스티어링 샤프트 (35) 에는 스티어링 토크 센서 (39) 가 장착된다.
EPS-ECU (40) 는, 소정의 조타 보조력을 부여할 목적으로 전동 모터 (32) 에 제공될 전력량을 연산하는 전자 제어장치 (41) 와, 전자 제어장치 (41) 로부터의 제어 신호에 의해 전동 모터 (32) 의 제어를 구동하는 모터 구동 회로 (42) 를 갖는다.
모터 구동 회로 (42) 는, 6개의 스위칭 소자 (S1, S2, S3, S4, S5, 및 S6) (본 실시 형태에서는 MOSFET) 를 사용한 3상 인버터로 구성되고, DC/DC 컨버터 (20) 의 컨버터 출력 라인 (24) 으로부터 모터 구동 전원이 공급된다. 모터 구동 회로 (42) 는, 전동 모터 (32) 의 각 상에 흐르는 전류 량을 측정하는 전류 센서 (43) 를 구비한다.
전자 제어장치 (41) 는, 스티어링 토크 센서 (39) 및 차량의 속도를 검출하는 차속 센서 (45) 로부터의 검출 신호를 입력하고, 이들 검출 신호에 기초하여 전동 모터 (32) 에 제공될 전력량을 연산하고, 회전각 센서 (33) 의 신호 및 전류 센서 (43) 의 검출치에 기초하여 전동 모터 (32) 에 제공된 전력 량을 제어하여, 규정된 량의 조타 보조력을 발생시켜, 마이크로컴퓨터에 의해 형성되는 제어기의 주요부로서 구성된다.
이 전자 제어장치 (41) 는, 통신 버스 (18) 를 통하여 DC/DC 컨버터 (20) 의 DC/DC 제어장치 (23) 로 접속되어, DC/DC 제어장치 (23) 로부터 전송되는 후술 하는 점진적 변경 명령을 수신한다.
HV-ECU (11) 및 DC/DC 컨버터 (20) 에 의해 수행된 전원 제어를 설명한다.
도 3은 본 실시 형태에 있어서의 전원 제어에 따른 타이밍 차트를 나타낸다. 도 4는 HV-ECUM (11) 에 의해 수행된 명령 제어 루틴을 도시하는 흐름도이고, 도 5는 DC/DC 제어장치 (23) 에 의해 수행된 전압 변환 제어 루틴을 도시하는 흐름도이다. 이들은 도시되지 않은 기억 소자 내에 제어 프로그램으로서 기억된다.
명령 제어 루틴 및 전압 변환 제어 루틴은 병행하여 수행된다. 먼저, HV-ECU (11) 에 의해 수행된 명령 제어 루틴을 도 4 및 도 3을 참고로 하여 설명한다.
본 제어 루틴은, 점화 스위치 (7) 가 온 될 때 개시된다. HV-ECU (11) 는 소정 기간 동안 DC/DC 제어장치 (23) 에 대해 금지 명령을 출력한다 (S10). 이 기간 동안 하이브리드 시스템 (100) 의 초기 진단 체크를 실시한다 (S11). 초기 진단 체크가 완료될 때, SMR (4) 이 스위치 온되어, 메인 배터리 (1) 의 전원을 하이브리드 시스템 (10) 에 공급한다 (단계 S12, 도 3의 시각 tl).
금지 명령을 출력하는 소정 기간은, 타이머를 이용하여 시간 경과를 측정하거나, 초기 진단 체크가 완료됨으로써 확립될 수도 있다.
제어 루틴의 개시 시, 플래그 F는, SMR (4) 가 스위치 오프되어, 메인 배터리 (1) 로부터의 전원의 사용이 금지되기 때문에 0으로 설정된다. 허가 명령이 DC/DC 제어기 (23) 로 출력될 때, SMR (4) 가 스위치 온 상태에 있어 고압 배터리 (1) 로부터의 전력의 사용이 허가되고 (단계 S13, 도 3의 시각 t2) 플래그 F가 1로 설정된다 (단계 S14).
HV-ECU (11) 로부터 DC/DC 제어장치 (23) 에 출력하는 명령 신호를 이하 HV 명령이라 칭한다.
이와 같이, DC/DC 컨버터 (20) 로 메인 배터리 (1) 가 접속되어 SMR (4) 이 턴 온되고, HV-ECU로부터 송신된 허가 명령에 응답하여, DC/DC 제어장치 (23) 는 강압 회로 (21) 를 작동시켜 42 V의 전력을 출력한다 (도 3의 시각 t2).
또한, 이 DC/DC 컨버터 (20) 의 제어 동작은 도 5를 참고로하여 후술할 것이지만, 관련된 작동을 아래에 병행하여 설명할 것이다.
DC/DC 컨버터 (20) 의 2 차측이 42 V의 전력을 출력하는 상태에서, HV-ECU (11) 는 반복하여 점화 스위치 (7) 의 상태에 대한 이상의 유무, 플래그 F의 상태를 체크한다 (단계 S15, S16, 및 S17). 단계 S16의 이상은, 하이브리드 시스템 (10) 에서의 이상과 메인 배터리 (1) 의 이상 (그라운드 고장, 전압 이상 등과 같은) 을 체크함으로써 확인된다. 또한, 단계 S17은, 이전 단계 S14에서 플래그 F가 1로 설정되기 때문에 "아니오"로 판단한다.
이와 같이, 점화 스위치 (7) 가 온 상태에 있어, 이상이 검출되지 않는 한, 이 상태가 변경되지 않는다. 이것은, SMR (4) 이 온 상태로 유지되는 것을 의미하고, 또한 DC/DC 제어장치 (23) 에 허가 명령을 계속 출력하는 것을 의미한다. 따라서, 이 동안에는, 메인 배터리 (1) 에 의해 출력된 전력을 강압함으로써 얻어진 42 V의 전력이 컨버터 출력 라인 (24) 을 통해 전동 파워 스티어링 장치 (30) 및 다른 운전/주행 제어장치 (60) 에 공급된다.
점화 스위치 (7) 가 오프로 설정될 때 (도 3의 시각 t7), 단계 S15의 판단이 "예"가 되어, 처리가 단계 S18로 진행하여 플래그 F의 상태를 체크한다. 이 경 우, 플래그 F는 1로 설정되기 때문에, 단계 S19로 처리가 이동하여, DC/DC 제어장치 (23) 로 점진적 변경 명령을 출력한다 (도 3의 시각 t8). 이 점진적 변경 명령은, 컨버터 출력 라인 (24) 이 전력 공급을 정지하는 경우에, 전동 파워 스티어링 장치 (30) 등의 부하 기능이 갑자기 정지하는 것을 방지함으로써, 미리 전원 공급의 정지를 예고하는 명령이다.
다음으로, HV-ECU (11) 는 점진적 변경 명령을 출력 한 후 소정 시간의 경과 여부를 체크하여 (단계 S20에서 예), DC/DC 제어장치 (23) 에 금지 명령을 출력한다 (S21, 도 3의 시각 t10).
이 경우, DC/DC 제어장치 (23) 는, 점진적 변경 명령을 수신하여 소정 시간이 경과한 후에, DC/DC 제어장치 (23) 는 강압 회로 (21) 의 강압 작동을 정지한다 (도 3 시각 t9).
HV-ECU (11) 는, 금지 명령을 출력 한 후 소정 시간의 경과 여부를 체크하여 (단계 S22에서 예), SMR (4) 에 차단 신호를 출력해 하이브리드 시스템 (10) 에 대한 고압 전원을 차단하여 본 제어 루틴을 종료한다 (단계 S23).
대안으로, 점화 스위치 (7) 가 스위치 온이고 (단계 S15에서 아니오), 강압 회로 (21) 가 전압을 감소시키고 있는 상태에서 이상이 검출되면 (단계 S16에서 예), 처리는 단계 S24로 진행하여 플래그 F의 상태를 체크한다. 이 경우, 플래그 F가 1로 설정되기 때문에, 처리가 단계 S25로 진행하여, DC/DC 제어장치 (23) 에 대해 금지 명령을 출력한다 (도 3의 시각 t4). DC/DC 제어장치 (23) 로부터의 사용 상태 신호를 판독하고, 고압 미사용 신호가 수신되는 때 (도 3의 시각 t5) 까지 대기 한 후, SMR (4) 을 오프 한다 (단계 S27, 도 3의 시각 t6). 플래그 F를 O으로설정하여 (단계 S28), 이 상태가 그 후에 계속되게 한다.
이 방식에서, 이상이 검출될 때, SMR (4) 을 스위치 오프하여 메인 배터리 (1) 로부터 전원 공급을 차단한다. 예를 들어, 고압 배터리 (1) 로 부터의 전원 공급이 소정 전압 이하로 떨어질 때, 배터리 이상으로 인해 SMR (4) 이 스위치 오프되기 때문에, 하이브리드 시스템 (10) 의 이상 동작을 방지하고, 전동 파워 스티어링 장치 (30) 와 같은, 컨버터 출력 라인 (24) 으로부터 전력이 공급되는 제어장치에 불안정한 전력이 공급되는 것을 방지함으로써, 안전성이 향상된다.
또한, 이상 상태가 검출되고 SMR (4) 이 스위치 오프되어 메인 배터리 (1) 로부터의 전원 공급을 차단할 때, 이상을 체크하는 판정이 "이상 없음"으로 스위칭한다면 (단계 S16에서 아니오), 처리는 단계 S17로 진행한다. 이 경우, 플래그 F가 O으로 설정되어, 그 판정이 "예"가 되고, 그 처리가 단계 S29로 진행한다. SMR (4) 을 스위치 온하여 메인 배터리 (1) 의 전원을 사용 가능한 상태에 있게 하고, 또한 DC/DC 제어장치 (23) 에 허가 명령을 출력하고 (단계 S30), 플래그 F를 1로 설정한다 (단계 S31).
예를 들어, 메인 배터리 (1) 의 전원 전압이 강압 상태로부터 기준 전압 상태로 복귀된 경우, 단계 S16의 판정이 "이상 있음"에서 "이상 없음"으로 변경된다. 이 정상으로의 복귀와 함께, SMR (4) 이 스위치 온되어 DC/DC 제어장치 (23) 에 대해 허가 명령을 출력한다.
이 처리는, 점화 스위치 (7) 가 스위치 오프될 때까지 반복되어, 점화 스위 치 (7) 가 스위치 오프되면 상술된 바와 같이 점진적 변경 명령 및 금지 명령을 출력하여 SMR (4) 을 스위치 오프함으로써 본 제어 루틴을 종료한다.
또한, 금지 명령을 출력할 때 점화 스위치 (7) 가 스위치 오프된다면, 단계 S18은 "예"의 판단을 하여, 그대로 본 제어 루틴을 종료한다.
다음으로, DC/DC 제어장치 (23) 에 의해 수행된 전압 변환 제어 처리를 도 5의 흐름도 및 도 3의 타이밍 도에 기초하여 설명한다.
본 제어 루틴은 상술된 HV-ECU (11) 에 의해 수행된 명령 제어 루틴과 병행하여 수행되고 점화 스위치 (7) 가 온으로 설정될 때 개시된다.
먼저, HV-ECU (11) 로부터 명령을 판독하고 (단계 S50), 그 명령의 종류를 판정한다 (단계 S51). 개시 시, HV-ECU (11) 는 금지 명령을 출력한다. 이 이유로, 이 포인트에서 단계 S52로 이동하여 플래그 F의 설정 상태를 체크한다.
이 플래그 F는, 상술된 명령 제어 루틴에서 사용된 플래그 F와는 상이한 것으로, DC/DC 컨버터 (20) 의 작동 상태를 나타낸다. 강압 회로 (21) 및 승압 회로 (22) 가 작동하고 있지 않을 때에는 F=O에, 강압 회로 (21) 이 작동중에 있을 때에는 F=1에, 그리고 승압 회로 (22) 가 작동중에 있을 때에는 F=2로 설정된다. 본 제어 루틴이 개시될 때, F=0으로 설정된다.
따라서, 차량의 기동시, 단계 S52의 판정은 F=O이 되어, 단계 S53로 이동하고, 고압 미사용 신호를 HV-ECU (11) 로 출력한다.
DC/DC 제어장치 (23) 는, 메인 배터리 (1) 의 전원을 사용하고 있는지의 여부를 나타내는 사용 상태 신호를 HV-ECU (11) 로 계속하여 출력하고, 강압 회로 (21) 를 작동시키지 않을 때에는, 이 고압 미사용 신호를 출력한다.
이 후, 단계 S50에서 HV-ECU (11) 로부터 명령 신호를 판독한다. 명령 신호 (HV 명령) 의 판독이 반복되면, HV-ECU (11) 로부터 허가 신호를 수신할 때 (단계 S51에서 허가, 도 3 시각 t2), 플래그 F의 설정 상태를 체크한다 (단계 S54). 이 경우, 직전 시각 전까지 플래그 F는 O로 설정되어 있었기 때문에, 단계 S54에서의 판정은 0이 되어, 강압 회로 (21) 의 작동이 개시됨 (단계 S55) 과 함께, 플래그 F를 1로 설정하고 (단계 S56), HV-ECU (11) 로 고압 사용 신호를 출력한다 (단계 S57, 도 3의 시각 t3).
DC/DC 제어장치 (23) 는, 강압 회로 (21) 의 작동이 개시될 때, 그 출력 전압을 모니터하고, 출력 전압이 목표 전압 (본 실시예에서 42 V) 이 되도록 전압을 조정하고, 출력 전류도 모니터하여, 과전류 상태가 검출된 때, EPS-ECU (40) 의 전자 제어장치 (41) 로 통신 버스 (18) 를 통해 과전류 신호를 출력한다. 전자 제어장치 (41) 는 모터 구동 회로 (42) 를 조정하여, 특히, 전동 모터 (32) 로 공급되는 전력 량의 상한치를 낮추어, 강압 회로 (21) 의 과열을 방지한다.
이 방식으로, 강압 회로 (21) 의 작동이 개시되어, 메인 배터리 (1) 로부터 전동 파워 스티어링 장치 (30) 및 다른 운전/주행 제어장치 (60) 에 전원이 공급될 때, HV-ECU (11) 로부터 명령이 변경될 때까지 이 상태가 유지된다 (단계 S54에서 F=1).
강압 회로 (21) 의 작동 개시와 함께, DC/CD 제어장치 (23) 는 메인 배터리 (1) 로부터 전원의 공급을 개시할 것을 나타내는 신호를 통신 버스 (18) 를 통하여 전자 제어 유닛 (41) 에 송신한다. EPS-ECU (40) 는 이 신호에 기초하여 100% 능력에서 어시스트 제어를 개시한다.
따라서, 전동 파워 스티어링 장치 (30) 에서, 고압 전력이 공급되어 충분한 스티어링 어시스트 토크를 얻는 것이 가능하게 된다.
이 상황에서, 점화 스위치 (7) 가 스위치 오프된다면 (도 3의 시각 t7), 상술된 바와 같이, HV-ECU (11) 는 DC/DC 제어장치 (23) 로 점진적 변경 명령을 송신한다 (도 3의 시각 t8). 이 후, DC/DC 제어장치 (23) 는, HV-ECU (11) 로부터 점진적 변경 명령을 수신할 때 (단계 S51에서 점진적 변경), EPS-ECU (40) 의 전자 제어장치로 점진적 변경 명령을 출력한다 (단계 S58). 이 점진적 변경 명령은 메인 배터리 (1) 로부터의 전원 공급이 중단될 것이라는 표시이다.
이 EPS-ECU (40) 가 점진적 변경 명령을 수신할 때, 전동 모터 (32) 에 공급된 전류의 상한치를 점진적으로 감소시켜 스티어링 어시스트 토크를 점진적으로 감소시킨다. 본질적으로, 전력 공급의 정지 때문에 갑자기 스티어링 어시스트 토크를 손실할 때 스티어링 조작감이 급변하지 않도록, 스티어링 어시스트 토크 능력의 양을 점진적으로 감소시킨다.
단계 S58에서 명령 출력 후, 소정 시간 경과할 때까지 대기한 후 강압 회로 (21) 의 작동이 정지된다 (단계 S60, 도 3의 시각 t9). 이 강압 작동을 정지시키는 타이밍은, EPS-ECU (40) 의 점진적 변경 동작에 요구되는 시간의 양을 고려하여 설정된 시간을 측정함으로써 타이머를 이용하여 구축된다 (단계 S59).
또, 강압 회로 (21) 의 작동 정지와 동시에, 고압 미사용 신호가 HV-ECU (11) 로 출력되고 (단계 S61), 이 제어 루틴이 종료된다.
HV-ECU (11) 는, DC/DC 제어장치 (23) 로부터 출력된 고압 미사용 신호에 기초하여 SMR (4) 을 스위치 오프함으로써, 메인 배터리 (1) 에 의한 전원 공급을 차단한다.
강압 회로 (21) 의 작동 중, HV-ECU (11) 로부터 금지 명령이 송신된 때 (도 3의 시각 t4), 단계 S51의 판정이 "허가"에서 "금지"로 변경되어, 이후 단계 S52에서 플래그 F의 상태를 체크한다.
HV-ECU (11) 로부터의 명령이 "허가"에서 "금지"로 변경된 직후, 플래그 F는 F=1로 설정되기 때문에, 단계 S52의 판정은 F=1이 되어, 단계 S62 및 S63에서, 각각, 강압 회로 (21) 의 작동이 정지하고, 승압 회로 (22) 의 작동이 개시된다 (도 3의 시각 t5). 이후, 플래그 F를 2로 설정하고 (단계 S64), HV-ECU (11) 로 고압 미사용 신호를 출력한다 (단계 S53).
따라서, 강압 회로 (21) 의 작동을 정지시킴으로써, 메인 배터리 (1) 와 전동 파워 스티어링 장치 (30) 사이 또는 다른 운전/주행 제어장치 (60) 와의 사이에 전력의 공급이 차단되는 한편, 승압 회로 (22) 의 작동을 개시함으로써, 전동 파워 스티어링 장치 (30) 또는 다른 운전/주행 제어장치 (60) 에 대한 저압 배터리 (2) 의 전압이 승압되어 전력 공급이 개시될 수도 있다.
이 경우, DC/DC 제어장치 (23) 는, 이 승압 회로 (22) 의 작동을 개시하는 것 이외에도, 저압 배터리 (2) 로부터 EPS-ECU (4O) 의 전자 제어장치 (41) 로 전력의 공급을 개시하였음 나타내는 신호를 통신 버스 (18) 를 통해 송신한다. 이후, EPS-ECU (40) 는, 이 전송에 기초하여, 전동 파워 스티어링 장치 (30) 가 소정 전력에서 또는 그 이하에서 작동하는 로우-전력 모드 (low-power mode) 를 기동시킨다.
HV-ECU (11) 로부터의 명령이 스위칭되지 않는 이상, 저압 배터리 (2) 의 승압 동작이 계속된다.
저압 배터리 (2) 에 대해 승압 동작이 수행될 때, HV-ECU (11) 로부터의 명령이 "금지"로부터 "허가"로 바뀐 경우에, 단계 S51의 판단이 "허가"가 되고, 단계 S54에서 플래그 F의 상태가 체크된다. 이 경우, 플래그 F가 2로 설정되기 때문에, 처리가 단계 S65로 진행하여 승압 회로 (22) 의 승압 작동이 정지된다. 단계 S55로 이동하여 강압 회로 (21) 의 작동을 재개시켜, 플래그 F를 1로 설정하고 (단계 S56), HV-ECU (11) 로 고압 사용 신호를 출력한다 (단계 S57).
이와 같이 제어 루틴에서, HV-ECU (11) 로부터의 명령은 DC/DC 컨버터 (20) 의 작동을 스위칭한다. 이 때문에, 종래와 같이 EPS-ECU (40) 로부터 DC/DC 컨버터 (20) 의 작동이 제어되는 것은 아니기 때문에, DC/DC 컨버터 (20) 의 출력을 다른 운전/주행 제어장치 (60) 에 있어서도 안정적으로 사용할 수 있다. 본질적으로, DC/DC 컨버터 (20) 가 HV-ECU (11) 의 제어하에 있기 때문에, DC/DC 컨버터 (20) 의 출력을 전동 파워 스티어링 장치 (30) 뿐만 아니라, 각종 운전/주행 제어장치 (60) 에 이용할 수 있음으로써, 이용 범위가 넓어지고 전원으로서의 범용성이 증가한다.
종래와는 대조적으로, CAN 통신 시스템은 전압 변환 명령을 송신하는데 사용 되지 않기 때문에, CAN 내에 전송된 데이터 량을 감소시킬 수 있어, 그 만큼 CAN 통신 시스템의 부담을 감소시킬 수 있다.
또한, 종래의 시스템에 비해 통신 버스에 대한 배선 비용을 감소시킬 수 있다.
배터리 전압 부족 등과 같은 이상이 발생할 때, 메인 배터리 (1) 로부터의 전력의 이용을 금지함으로써, 전동 파워 스티어링 장치 (30) 또는 다른 운전/주행 제어장치 (60) 에 대한 불안정한 전원 공급을 방지할 수 있다.
또한, 메인 배터리 (1) 로부터의 전원 이용을 금지하는 경우에도, 저압 배터리 (2) 를 승압하여 전력을 공급하기 때문에, 전동 파워 스티어링 장치 (30) 및 다른 운전/주행 제어장치 (60) 의 액츄에이터 (61) 를 양호하게 작동시킬 수 있어, 안전성, 신뢰성, 및 차량 성능이 향상된다.
또한, 명령 제어 루틴을 실시하는 HV-ECU (11) 의 기능부가 도 4에 도시된다.
다음으로, HV-ECU (11) 와 DC/DC 제어장치 (23) 사이의 쌍방향 동시 통신을 아래에 설명한다.
도 6은 HV-ECU (11) 와 DC/DC 제어장치 (23) 에서의 통신부의 구성을 도시하는 것으로, 도면 좌측은 DC/DC 제어장치 (23) 의 통신부 (23A) 를 도시하고, 도면 우측은 HV-ECU (11) 의 통신부 (11A) 를 도시한다.
DC/DC 제어장치 (23) 의 통신부 (23A) 는 저항 소자 (R1, R2, R3, 및 R4), 트랜지스터 (Q1), 송신 제어부 (23A1), 및 수신부 (23A2) 로 구성된다.
통신 버스 (16) 는, 회로 내의 소정 전압의 전원 공급 라인 (V) 과 그라운드 사이에 직렬로 형성된 저항 소자 (R1) 와, 저항 소자 (R2) 사이의 포인트에 접속된다.
송신 제어부 (23A1) 는, 저항 소자 (R1, R2) 와 직렬로 형성된 스위칭 소자로 역할하는 트랜지스터 (Q1) 의 베이스에 제어 신호를 출력하고, 트랜지스터 (Q1) 의 온, 오프 상태를 스위칭한다. 따라서, 송신 제어부 (23A1) 는, 트랜지스터 (Q1) 의 온, 오프 상태를 스위칭함으로써, 통신 버스 (16) 에 출력되는 전압을 변환시키고, HV-ECU (11) 로 DC/DC 컨버터 (20) 의 작동 상태 신호 (작동 상태 데이터) 를 전송한다. 본질적으로, DC/DC 컨버터 (20) 의 강압 회로 (21) 의 작동 중에는, "고압 사용" 신호가 송신되고, 강압 회로 (21) 의 작동 중이지 않을 때에는, "고압 미사용" 신호가 송신된다.
이 경우, 송신 제어부 (23A1) 는, 도 7의 중간 부분에 나타난 바와 같이 "고압 사용"의 경우, 트랜지스터 (Q1) 를 온으로 설정하고 작동 상태 신호를 소정의 제 1 전압 (V1) 으로 설정한다. "고압 미사용"의 경우, 트랜지스터 (Q1) 를 오프로 설정하고, 작동 상태 신호를 소정의 제 2 전압 (V2) (V2 > V1) 으로 설정한다. 본질적으로, 통신부 (23A) 에서, 출력 전압의 크기를 스위칭함으로써 전송된 신호 (전송 데이터) 가 스위칭되는 전압 진폭 변조가 사용된다.
도 7의 작동 상태 신호 파형은 통신 버스 (16) 를 개방한 상태에서 출력 단자 전압 파형을 도시한다.
통신부 (23) 는, 통신 버스 (16) 에 직렬로 형성된 저항 소자 (R3) 와, 하나 의 단이 접지되는 저항 소자 (R4) 와 R3 사이의 접속 포인트에서, HV-ECU (11) 의 통신부 (11A) 로부터 전송된 신호를 판독하는 수신부 (23A2) 가 형성된다.
HV-ECU (11) 의 통신부 (11A) 는, 저항 소자 (Rl1, R12, 및 R13), 제너 다이오드 (zener diode; ZD), 트랜지스터 (Q2), 커패시터 (C), 송신 제어부 (11A1), 및 수신부 (11A2) 로 구성된다.
통신 버스 (16) 와 그라운드의 사이에 저항 소자 (R13), 제너 다이오드 (ZD), 및 트랜지스터 (Q2) 가 직렬로 접속되어 형성되고, 저항 소자 (R11, R12) 의 직렬부와 노이즈 필터로 기능하는 커패시터 (C) 가 여기에 병렬로 형성된다.
통신 제어부 (11A1) 는, 스위칭 소자로서 기능하는 트랜지스터 (Q2) 의 베이스에 펄스 신호를 출력하고, 트랜지스터 (Q2) 의 온, 오프 상태를 스위칭한다.
이 경우, 트랜지스터 (Q2) 의 베이스에 소정 듀티비 (본 실시 형태에서는 5 0%) 를 갖는 펄스 신호를 출력하고, 이 펄스 신호의 주기를 스위칭함으로써, 통신 버스 (16) 로 전송되는 HV 명령 신호가 스위칭된다.
본질적으로, HV-ECU (11) 는, DC/DC 제어장치 (23) 로, "허가", "금지", 및 "점진적 변경"을 나타내는 HV 명령 신호 (HV 명령 데이터) 를 전송하고, 트랜지스터 (Q2) 로 입력되는 펄스 신호의 주기를 변경함으로써, 이들 3가지 명령 신호를 스위칭하는 펄스 주기 변조가 사용된다.
이 예에서, HV 명령 신호는 도 7의 상단에 도시된 바와 같이, 가장 짧은 주기 (T1) 로 설정된 "금지" 명령 신호 주기, 가장 긴 주기 (T3) 로 설정된 "허가" 명령 신호를 갖는다. "점진적 변경" 명령 신호는 이 둘 사이인 주기 (T2) 로 설정된다 (즉, T1 < T2 < T3).
저항 소자 (R11, R12) 사이의 접속 노드에, 그 접속 노드에서의 전압 값을 판독함으로써, DC/DC 제어장치 (23) 의 통신부 (23A) 로부터 송신된 신호를 판독하는 수신부 (11A2) 가 형성된다.
제너 다이오드 (ZD) 는, 그라운드 상에 소정 전압에 의해 HV 명령 신호를 띄우고 (즉, 소정 전압 또는 그 이상으로 유지한다), 회로 내에서 온-폴트 (on-fault)(그라운드 단락 고장) 가 발생했을 경우, 이것에 의해 이 고장이 검출될 수 있다.
이와 같이 구성된 통신부 (11A, 23A) 는, 1 개의 통신 버스 (16) 에 의해 연결된다. 따라서, 이 통신 버스 (16) 에 전송된 신호의 출력 파형은, 도 7의 하단 에 도시된 바와 같이, HV 명령 신호와 작동 상태 신호로부터 합성된다.
HV-ECU (11) 의 통신부 (11A) 내의 수신부 (11A2) 에서, 저항 소자 (Rl1, R12) 사이의 전압이 A/D컨버터 (미도시) 에 의해 디지털 신호로 변환되고, 전송된 신호의 전압, 즉 펄스 신호의 전압 진폭을 판독함으로써, DC/DC 제어장치 (23) 로부터 전송된 신호의 종류 ("고압 사용" 또는 "고압 미사용") 를 판정한다.
DC/DC 제어부 (23) 의 통신부 (23A) 내의 수신부 (23A2) 에서, 저항 소자 (R3) 와 저항 소자 (R4) 사이의 접속점에서의 전압 변화에 의해 펄스 신호의 에지(펄스 신호의 상승 에지 또는 하강 에지) 가 검출되어, 그 펄스 신호의 주기를 결정한다. 이 방식으로, HV-ECU (11) 로부터 출력된 HV 명령 신호의 종류 ("금지", "허가", 또는 "점진적 변경") 를 판정한다.
상술된 HV-ECU (11) 와 DC/DC 제어장치 (23) 사이의 통신 시스템에 따르면, HV-ECU (11) 로부터 출력된 HV 명령 신호를 펄스의 주기에 의해 구별하고, 또한, 금지 명령과 같은 중요한 신호에 대해서는, 그 명령의 주기를 짧게 함으로써 신호의 전송 속도가 증가된다.
이 이유 때문에, DC/DC 제어장치 (23) 에서 빨리 금지 신호를 인식할 수 있고, 이상 검출될 때 빨리 메인 배터리 (1) 로부터 전원 공급을 정지시킬 수 있어, 안전성 및 차량의 신뢰성이 향상된다.
또한, 전압 변조만으로 쌍방향 통신을 실시할 때, 에러가 포함된다면, 임계치의 설정 범위가 좁아진다. 그러나, 본 실시 형태에서, 펄스 주기 변조와 조합하여 이용함으로써 이 문제도 제거된다.
본 실시 형태에 따라 전원의 실시형태를 설명했지만, 본 발명은 상기 언급된 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 목적의 범위 내에서 수많은 여러 가지의 변경이 가능하다.
예를 들어, 상술된 실시 형태에서 하이브리드 시스템 (10) 의 고압 배터리 전원을 이용하여 전원 공급 제어장치에 대해 설명했지만, 또한, 고압 배터리를 이용하는 전기 자동차에 전원 공급 제어장치가 적용될 수도 있다.
또한, 점화 스위치 (7) 가 스위치 오프된 것으로 검출될 때, 전동 파워 스티어링 장치 (30) 뿐만이 아니라 다른 운전/주행 제어장치 (60) 에 대해서도 점진적 변경 명령을 출력하는 구성이 채택될 수 있다.
상기 실시 형태는 DC/DC 컨버터 (20) 내에 승압 회로 (22) 를 제공하도록 구 성되지만, 메인 배터리 (1) 의 이상 시에 저압 배터리 (2) 로부터 승압 전원이 공급되도록, 승압 회로 (22) 가 생략된 구성을 채택하는 것이 가능하다.
또한, DC/DC 컨버터는, 고압 배터리의 전압을 더욱 승압하는 전압 변환 장치일 수도 있다.
DC/DC 컨버터로 공급되는 운전/주행 제어장치는, 전동 파워 스티어링 장치에 한되지 않고, 예를 들어, 전동 브레이크 제어장치, 차량 자세 제어장치, 또는 차체 진동 억제 제어장치 또는 차량의 운행 상태 또는 주행 상태를 제어하는 다른 유형의 장치일 수도 있다.
또, 실시형태에서의 전압 값 (배터리 전압, 강압 전압, 및 승압 전압) 등은 어디까지나 예시적인 것이고 임의로 설정될 수도 있다.

Claims (6)

  1. 전원 공급 제어장치로서,
    구동 모터를 제어하는 전기 주행 제어 수단;
    차량의 운전/주행 상태를 제어하고, 상기 구동 모터에 구동 전원을 공급하는 메인 배터리에 의해 전원이 공급되는 전기 액츄에이터를 포함하고, 상기 전기 액츄에이터를 제어하는 운전/주행 제어 수단; 및
    상기 메인 배터리의 전압을 상기 운전/주행 제어 수단의 상기 전기 액츄에이터에 대한 전원으로서 사용하는데 적합한 전압으로 변환하는 전압 변환 수단을 포함하고,
    상기 전기 주행 제어 수단은, 통신 버스를 통해 상기 전압 변환 수단과 통신 가능하게 접속되고, 상기 전압 변환 수단에 상기 전압 변환 수단의 전압 변환 동작을 제어하는 제어 명령을 출력하는 제어 명령 수단을 갖는, 전원 공급 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 주행 제어 수단은, 엔진과 상기 구동 모터를 갖는 하이브리드 시스템을 제어하는 하이브리드 제어 수단인, 전원 공급 제어장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 명령 수단은, 상기 메인 배터리에 이상이 존재할 때, 또는 상기 차량 기동 이후 소정 시간 기간이 경과할 때까지, 전압 변환 동작을 금지하는 금지 명령을 출력하는, 전원 공급 제어장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 운전/주행 제어 수단은, 조타 핸들 (steering wheel) 의 작동에 응답하여 전기 액츄에이터를 작동시켜 조타 휠 (steered wheel) 에 조타력을 부여하는 전동 파워 스티어링 장치인, 전원 공급 제어장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 명령 수단은, 점화 스위치가 스위치 오프되는 경우 전압 변환 동작에 대한 허가 명령을 상기 전압 변환 수단에 출력하고 있을 때, 상기 전압 변환 수단을 통해, 점진적 변경 명령을 상기 전동 파워 스티어링 장치에 출력하고,
    상기 점진적 변경 명령은, 상기 전동 파워 스티어링 장치로 하여금 상기 전동 파워 스티어링 장치에 의해 부여된 상기 조타력을 점진적으로 감소시키게 하는, 전원 공급 제어장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 배터리보다 저전압을 갖는 보조 배터리를 더 포함하고,
    상기 전압 변환 수단은, 상기 메인 배터리의 전압을 강압(降壓)하는 강압 회로와 상기 보조 배터리의 전압을 승압하는 승압 회로를 갖고, 상기 제어 명령 수단 으로부터 상기 전압 변환 동작에 대한 허가 명령을 수신할 때, 상기 강압 회로의 작동을 개시하여 상기 메인 배터리 전력을 출력하고, 상기 제어 명령 수단으로부터 금지 명령을 수신할 때, 상기 강압 회로의 작동을 정지하고 상기 승압 회로의 작동을 개시하여 상기 보조 배터리의 상기 전압을 소정 전압으로 승압하여 출력하는, 전원 공급 제어장치.
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