JP2022063249A - Power supply control unit and power supply control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源制御装置および電源制御方法に関する。 The present invention relates to a power supply control device and a power supply control method.
従来、例えば、自動運転中の電源失陥等を考慮して、電源系統を2系統とする冗長電源の技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この種の技術では、それぞれの系統に流れる電流値が所定の閾値以上となった場合に、失陥した一方の系統を切り離することで、他方の系統から電力を供給する。 Conventionally, for example, a technique of a redundant power supply having two power supply systems has been proposed in consideration of power failure during automatic operation (see, for example, Patent Document 1). In this type of technique, when the current value flowing through each system becomes equal to or higher than a predetermined threshold value, power is supplied from the other system by disconnecting one of the failed systems.
しかしながら、従来技術では、系統失陥を高精度に検出する点で改善の余地があった。 However, in the prior art, there is room for improvement in that the system failure is detected with high accuracy.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、系統失陥を高精度に検出することができる電源制御装置および電源制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a power supply control device and a power supply control method capable of detecting a system failure with high accuracy.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電源制御装置は、第1系統と、第2系統と、系統スイッチと、制御部とを備える。前記第1系統は、第1電池を含み、前記第1電池から負荷に電力を供給する。前記第2系統は、第2電池を含み、前記第2電池から前記負荷に電力を供給する。前記系統スイッチは、前記第1系統および前記第2系統を接離する。前記制御部は、前記第1系統または前記第2系統において過電流を検出した場合に、前記系統スイッチを遮断する制御を行う。前記制御部は、前記第1電池または前記第2電池の状態に応じて、前記過電流を検出する閾値を補正する。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the power supply control device according to the present invention includes a first system, a second system, a system switch, and a control unit. The first system includes a first battery and supplies power to the load from the first battery. The second system includes a second battery, and powers the load from the second battery. The system switch connects and disconnects the first system and the second system. The control unit controls to shut off the system switch when an overcurrent is detected in the first system or the second system. The control unit corrects the threshold value for detecting the overcurrent according to the state of the first battery or the second battery.
本発明によれば、系統失陥を高精度に検出することができる。 According to the present invention, system failure can be detected with high accuracy.
以下、添付図面を参照して、本願の開示する電源制御装置および電源制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the power supply control device and the power supply control method disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments shown below.
まず、図1~図3を用いて、実施形態に係る電源制御装置の構成例について説明する。図1~図3は、実施形態に係る電源制御装置の構成例を示す図である。実施形態に係る電源制御装置1は、車両に搭載される装置であり、実施形態に係る電源制御方法を実行する。
First, a configuration example of the power supply control device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. 1 to 3 are diagrams showing a configuration example of the power supply control device according to the embodiment. The power
図1に示すように、実施形態に係る電源制御装置1は、第1負荷100および第2負荷200に接続され、第1負荷100および第2負荷200それぞれに電力を供給する。
As shown in FIG. 1, the power
第1負荷100は、例えば、車両の前進または後進に関わる負荷や、車両の走行(前後進、曲折および停止)に関わらない負荷である。前進または後進に関わる負荷は、例えば、エンジンECU(Electronic Control Unit)や、トランスミッションECU等である。走行に関わらない負荷は、例えば、エアコンやワイパー、パワーウインドウ等である。
The
第2負荷200は、車両の曲折や、停止、自動運転に関わる負荷である。曲折に関わる負荷は、例えば、EPS(Electric Power Steering)である。停止に関わる負荷は、例えば、ブレーキECUである。自動運転に関わる負荷は、例えば、レーダやカメラ等である。
The
なお、第2負荷200には、車両が電源失陥時等に退避走行等のFOP(Fail Operational)走行を行うことが可能な負荷が含まれる。
The
実施形態に係る電源制御装置1は、制御部2と、高圧電池3と、DCDCコンバータ4と、PbB5と、LiB6と、ダイオード7,8と、系統スイッチSW1と、電池スイッチSW2とを備える。
The power
ここで、電源制御装置1は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。
Here, the power
コンピュータのCPUは、たとえば、ROMに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部2として機能する。
The CPU of the computer functions as the
また制御部2の機能の少なくともいずれか一つまたは全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成することもできる。
Further, at least one or all of the functions of the
また、電源制御装置1は、不図示の記憶部を有し、かかる記憶部は、RAMやフラッシュメモリに対応する。RAMやフラッシュメモリは、各種プログラムの情報等を記憶することができる。なお、電源制御装置1は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。
Further, the power
高圧電池3は、第1負荷100および第2負荷200へ電力を供給する2次電池である。高圧電池3は、後述するPbB5およびLiB6よりも電圧値が高い電池である。高圧電池3は、後述するPbB5とともに、第1電池の一例である。
The high-voltage battery 3 is a secondary battery that supplies electric power to the
DCDCコンバータ4は、高圧電池3の電圧を第1負荷100または第2負荷200の要求電圧に応じて降圧する。
The DCDC converter 4 steps down the voltage of the high-voltage battery 3 according to the required voltage of the
PbB5は、鉛蓄電池であり、第1負荷100および第2負荷200に電力を供給する。なお、PbB5は、上述したように、第1電池の一例である。LiB6は、リチウムイオン電池であり、後述する第1系統の電源失陥時に第2負荷200へ電力を供給する。LiB6は、第2電池の一例である。
PbB5 is a lead storage battery and supplies electric power to the
ダイオード7,8は、逆流防止用のダイオードである。具体的には、ダイオード7は、カソードが第2負荷200に接続され、アノードがDCDCコンバータ4およびPbB5に接続される。ダイオード8は、カソードが第2負荷200に接続され、アノードが系統スイッチSW1および電池スイッチSW2に接続される。
また、以下では、高圧電池3およびPbB5から第1負荷100および第2負荷200へ電力を供給する系統を第1系統と称し、LiB6から第2負荷200へ電力を供給する経路を第2系統と称する。
Further, in the following, the system for supplying power from the high-voltage battery 3 and PbB5 to the
また、図1に示すように、第1系統には電流センサS1が設けられ、第2系統には電流センサS2が設けられる。後述する制御部2は、電流センサS1,S2で検出される電流値に基づいて、第1系統および第2系統それぞれで電源失陥が発生したか否かを判定する。
Further, as shown in FIG. 1, a current sensor S1 is provided in the first system, and a current sensor S2 is provided in the second system. The
系統スイッチSW1は、第1系統および第2系統を切離するスイッチである。系統スイッチSW1は、第1系統または第2系統に電源失陥が生じた場合に、遮断することで、第1系統および第2系統を切り離す。 The system switch SW1 is a switch that disconnects the first system and the second system. The system switch SW1 disconnects the first system and the second system by shutting off when a power failure occurs in the first system or the second system.
電池スイッチSW2は、LiB6と第2系統とを遮断および接続するスイッチである。電池スイッチSW2は、第1系統の電源失陥時に接続し、LiB6から第2負荷200へ電力が供給されるようにする。
The battery switch SW2 is a switch that cuts off and connects LiB6 and the second system. The battery switch SW2 is connected when the power supply of the first system fails so that power is supplied from the LiB 6 to the
ここで、図1~図3を用いて、電源制御装置1の動作例について説明する。図1では、正常時、すなわち、第1系統および第2系統に電源失陥が生じていない場合を示し、図2では、第1系統に電源失陥が生じている場合を示し、図3では、第2系統に電源失陥が生じている場合を示す。なお、ここでいう電源失陥とは、系統内において地絡が発生したことにより電源失陥を指す。
Here, an operation example of the power
まず、図1を用いて、正常時の電源制御装置1の動作例について説明する。図1に示すように、電源制御装置1の制御部2は、正常時には、系統スイッチSW1を接続し、電池スイッチSW2を遮断する。正常時とは、電流センサS1および電流センサS2それぞれの電流値が所定の電流閾値未満であることを指す。
First, an operation example of the power
これにより、正常時には、第1系統を介して、高圧電池3およびPbB5から第1負荷100および第2負荷200それぞれへ電力が供給される。また、高圧電池3およびPbB5から第2系統を介して、第2負荷200へ電力が供給される。
As a result, in the normal state, electric power is supplied from the high-voltage battery 3 and PbB5 to the
次に、図2を用いて、第1系統の電源失陥時の電源制御装置1の動作例について説明する。電源制御装置1の制御部2は、第1系統において過電流を検出した場合、系統スイッチSW1を遮断し、電池スイッチSW2を接続する。なお、第1系統において過電流を検出した場合とは、電流センサS1の電流値が所定の電流閾値以上、かつ、電流センサS2の電流値が所定の電流閾値未満の場合である。
Next, an operation example of the power
これにより、第1系統の電源失陥時には、第2負荷200から第1系統を切り離すとともに、第2負荷200にLiB6を接続することで、LiB6から第2負荷200へ電力を供給できるため、第2負荷200による退避走行等のFOP走行を行うことができる。
As a result, when the power supply of the first system fails, the first system can be disconnected from the
次に、図3を用いて、第2系統の電源失陥時の電源制御装置1の動作例について説明する。電源制御装置1の制御部2は、第2系統において過電流を検出した場合、系統スイッチSW1および電池スイッチSW2ともに遮断する。なお、第2系統において過電流を検出した場合とは、電流センサS1の電流値が所定の電流閾値以上、かつ、電流センサS2の電流値が所定の電流閾値以上の場合である。
Next, an operation example of the power
これにより、第2系統の電源失陥時には、LiB6から第2負荷200を切り離すことができるとともに、系統スイッチSW1を遮断することで、LiB6から第1系統側への逆流することを高精度に回避することができる。また、系統スイッチSW1を遮断することで、高圧電池3およびPbB5から第1系統を介して第1負荷100および第2負荷200へ電力を供給する。
As a result, when the power supply of the second system fails, the
なお、第2系統の電源失陥時には、第1負荷100および第2負荷200それぞれに電力供給することで通常走行が可能であるが、電源の冗長性が失われた状態であるため、退避走行等のFOP走行に移行することが好ましい。
When the power supply of the second system fails, normal running is possible by supplying power to each of the
ここで、実施形態に係る電源制御方法では、電流センサS1,S2の電流値から過電流を検出する際の電流閾値について、第1電池または第2電池の状態に応じて補正する。 Here, in the power supply control method according to the embodiment, the current threshold value at the time of detecting the overcurrent from the current values of the current sensors S1 and S2 is corrected according to the state of the first battery or the second battery.
つまり、実施形態に係る電源制御方法では、高圧電池3、PbB5およびLiB6のうち、少なくとも1つの電池の状態に応じて電流閾値を補正する。かかる点について、図4を用いて説明する。 That is, in the power supply control method according to the embodiment, the current threshold value is corrected according to the state of at least one of the high-voltage batteries 3, PbB5, and LiB6. This point will be described with reference to FIG.
図4は、電流閾値の補正方法を説明する図である。図4に示すように、電流閾値は、基準閾値が予め設定される。制御部2は、第1電池または第2電池の状態に応じて、基準閾値を増減することで補正する。
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for correcting the current threshold value. As shown in FIG. 4, a reference threshold value is preset for the current threshold value. The
図4に示す例では、電池の状態として、電池の温度、蓄電残量、電池の経年劣化、DCDCコンバータ4の異常の有無を示している。
In the example shown in FIG. 4, as the state of the battery, the temperature of the battery, the remaining charge, the aged deterioration of the battery, and the presence or absence of abnormality of the
図4に示すように、制御部2は、電池の温度が基準よりも高い場合には、基準閾値を高くなるように補正し、基準よりも低い場合には、基準閾値を低くなるように補正する。これは、電池の温度が低いほど、電池から出力可能な電流が少なくなるためである。
As shown in FIG. 4, the
また、図4に示すように、制御部2は、蓄電残量が基準よりも多い場合には、基準閾値を高くなるように補正し、蓄電残量が基準よりも少ない場合には、基準閾値を低くなるように補正する。これは、蓄電残量が少ない程、電池が出力可能な電流が少なくなるためである。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、図4に示すように、制御部2は、電池の経年劣化が基準よりも少ない場合には、基準閾値を高くなるように補正し、電池の経年劣化が基準よりも多い場合には、基準閾値を低くなるように補正する。これは、経年劣化が進んでいる程(多い程)、電池が出力可能な電流が少なくなるためである。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、図4に示すように、制御部2は、DCDCコンバータ4に異常が無い場合には、基準閾値を高くなるように補正し、DCDCコンバータ4に異常が有る場合には、基準閾値を低くなるように補正する。これは、DCDCコンバータ4が異常により停止した場合、高圧電池3からの電力供給が途絶えるためである。
Further, as shown in FIG. 4, the
このように、実施形態に係る電源制御方法では、第1電池または第2電池の状態に応じて電流閾値(基準閾値)を補正することで、第1系統および第2系統の地絡による過電流を高精度に検出することができる。すなわち、実施形態に係る電源制御方法によれば、系統失陥を高精度に検出することができる。 As described above, in the power supply control method according to the embodiment, the overcurrent due to the ground fault of the first system and the second system is corrected by correcting the current threshold value (reference threshold value) according to the state of the first battery or the second battery. Can be detected with high accuracy. That is, according to the power supply control method according to the embodiment, the system failure can be detected with high accuracy.
また、制御部2は、電池の状態として、電池の温度、蓄電残量、電池の経年劣化、DCDCコンバータ4の異常の有無に応じて電流閾値を補正することで、より高精度に系統失陥を検出することができる。
Further, the
なお、図4に示す例では、電池の状態に応じて、基準閾値を増減して補正する場合を示したが、例えば、機械学習により学習したモデルを用いて電流閾値を補正してもよい。具体的には、電池の状態を説明変数とし、基準閾値からの補正値を目的変数とする機械学習を実行して得られたモデルに電池の状態を入力することで、補正値を決定することとしてもよい。 In the example shown in FIG. 4, the case where the reference threshold value is increased or decreased according to the state of the battery is shown, but for example, the current threshold value may be corrected by using a model learned by machine learning. Specifically, the correction value is determined by inputting the battery state into the model obtained by executing machine learning with the battery state as the explanatory variable and the correction value from the reference threshold as the objective variable. May be.
また、制御部2は、補正した電流閾値を2つの電流センサS1,S2それぞれにそのまま適用してもよく、補正した電流閾値に基づいて2つの電流センサS1,S2それぞれで異ならせてもよい。
Further, the
具体的には、制御部2は、第1電池(高圧電池3およびPbB5)に近い側に配置された電流センサS1の電流閾値よりも、遠い側に配置された電流センサS2の電流閾値を小さくしてもよい。
Specifically, the
これは、第1電池(高圧電池3およびPbB5)から第2負荷200へ電流が流れる場合に、電流が第1負荷100等に分流するため、電流センサS2の電流値は、電流センサS1の電流値に比べて小さくなるためである。
This is because when a current flows from the first battery (high pressure battery 3 and PbB5) to the
電流センサS2の電流閾値を、電流センサS1の電流閾値よりもどの程度小さくするかは、例えば、電流センサS1および電流センサS2の間の経路長や、電流センサS1および電流センサS2の間に存在する抵抗の種類、数、抵抗値に応じて決定することが好ましい。 How much the current threshold of the current sensor S2 is made smaller than the current threshold of the current sensor S1 exists, for example, between the path length between the current sensor S1 and the current sensor S2 and between the current sensor S1 and the current sensor S2. It is preferable to determine the resistance according to the type, number, and resistance value of the resistance.
また、制御部2は、電池の状態として、車両起動時に発生する突入電流を計測し、突入電流に応じて電流閾値を補正してもよい。具体的には、制御部2は、アクセサリ電源やイグニッションキーがオンされた場合の突入電流を電流センサS1,S2で計測し、計測された突入電流よりも高い値の電流閾値に補正する。これにより、突入電流により系統失陥が発生したと誤検出してしまうことを高精度に回避することができる。
Further, the
なお、制御部2は、1回の突入電流の計測結果に応じて電流閾値を補正してもよいが、例えば、過去複数回の突入電流の計測結果に応じて電流閾値を補正してもよい。かかる場合、突入電流の平均値や、過去複数回の突入電流の最大値よりも高い値の電流閾値に補正する。
The
また、制御部2は、駐車中において負荷(第1負荷100および第2負荷200)に対して模擬的に高負荷制御の指示を行い、高負荷制御中に流れる電流値を電流センサS1,S2で計測し、計測した電流値に応じて電流閾値を補正する。なお、高負荷制御とは、負荷における消費電力が所定値以上の制御を指す。
Further, the
制御部2は、高負荷制御中に電流センサS1,S2で検出された電流値よりも高い値の電流閾値に補正する。これにより、実際の走行シーンにおいて高負荷制御を行った場合に、系統失陥が発生したと誤検出してしまうことを高精度に回避することができる。
The
なお、制御部2は、1回の高負荷制御中の計測結果に応じて電流閾値を補正してもよいが、例えば、過去複数回の高負荷制御中の計測結果に応じて電流閾値を補正してもよい。かかる場合、高負荷制御中の平均値や、過去複数回の高負荷制御中の最大値よりも高い値の電流閾値に補正する。
The
また、上記では、制御部2は、車両起動時に突入電流を計測する場合を示したが、車両起動後においても疑似的な突入電流を計測可能である。かかる点について、図5を用いて説明する。
Further, in the above, the
(第1の変形例)
図5は、第1の変形例に係る電源制御装置1を説明する図である。図5に示すように、変形例に係る電源制御装置1は、第1系統から第1負荷100を接離する第1負荷スイッチSW3と、第1系統から第2負荷200を接離する第2負荷スイッチSW4とをさらに備える。
(First modification)
FIG. 5 is a diagram illustrating a power
制御部2は、駐車中において第1負荷スイッチSW3および第2負荷スイッチSW4を遮断した後に接続することで、接続時に流れる電流値を電流センサS1で計測し、計測した電流値に応じて電流閾値を補正する。
The
つまり、制御部2は、第1負荷スイッチSW3および第2負荷スイッチSW4を遮断した後に接続することで、車両起動時の状態を疑似的に作り出して突入電流を発生させる。これにより、突入電流の計測頻度や回数を高めることができるため、電流閾値の補正精度を高めることができる。
That is, the
上述してきたように、実施形態に係る電源制御装置1は、第1系統と、第2系統と、系統スイッチSW1と、制御部2とを備える。第1系統は、第1電池(高圧電池3およびPbB5)を含み、第1電池から負荷(第1負荷100および第2負荷200)に電力を供給する。第2系統は、第2電池(LiB6)を含み、第2電池から負荷(第2負荷200)に電力を供給する。系統スイッチSW1は、第1系統および第2系統を接離する。制御部2は、第1系統または第2系統において過電流を検出した場合に、系統スイッチSW1を遮断する制御を行う。制御部2は、第1電池または第2電池の状態に応じて、過電流を検出する閾値を補正する。これにより、系統失陥を高精度に検出することができる。
As described above, the power
上記では、制御部2は、電源失陥として過電流を検出する場合を示したが、電源失陥として電圧低下を検出してもよい。すなわち、電源失陥として地絡が発生すると、地絡点に向かって過電流が発生するが、同時に急激な電圧低下が生じる。よって、地絡は過電流ではなく電圧低下でも検出できる。かかる点について、図6を用いて説明する。
In the above, the
(第2の変形例)
図6は、第2の変形例に係る電源制御装置1を説明する図である。図6に示すように、第2の変形例に係る電源制御装置1は、図1の電流センサS1、S2に代えて電圧センサV1、V2を有する。電圧センサV1は、第1系統に設けられ、第1系統の電圧を検出する。電圧センサV2は、第2系統に設けられ、第2系統の電圧を検出する。
(Second modification)
FIG. 6 is a diagram illustrating a power
第1系統または第2系統で地絡が発生すると、電圧センサV1または電圧センサV2で検出される電圧が低下する。制御部2は、電圧センサV2で検出された電圧値を電圧閾値と比較し、電圧値が電圧閾値以下になれば第1系統または第2系統で地絡が発生したと仮判定し、系統スイッチSW1を遮断し、電池スイッチSW2を接続する。
When a ground fault occurs in the first system or the second system, the voltage detected by the voltage sensor V1 or the voltage sensor V2 decreases. The
それにより、第1系統で地絡が発生していれば、電圧センサV1の検出電圧は電圧閾値以下の状態が続き、電圧センサV2の検出電圧は電圧閾値以上に回復する。制御部2は、系統スイッチSW1を遮断した後、電圧センサV1の検出電圧が所定時間以上、電圧閾値以下の状態が続き、かつ電圧センサV2の検出電圧が電圧閾値以上に回復していれば、第1系統に地絡が発生したと本判定し、系統スイッチSW1の遮断と電池スイッチSW2の接続を継続する。
As a result, if a ground fault occurs in the first system, the detected voltage of the voltage sensor V1 continues to be in a state of being equal to or lower than the voltage threshold value, and the detected voltage of the voltage sensor V2 is recovered to be equal to or higher than the voltage threshold value. After shutting off the system switch SW1, the
これにより、第1系統の電源失陥時(地絡時)には、第2負荷200から第1系統を切り離すとともに、第2負荷200にLiB6を接続することで、LiB6から第2負荷200へ電力を供給できるため、第2負荷200による退避走行等のFOP走行を行うことができる。
As a result, when the power supply of the first system fails (at the time of a ground fault), the first system is disconnected from the
また、第2系統で地絡が発生していれば、制御部2が系統スイッチSW1を遮断し、電池スイッチSW2を接続すると、電圧センサV2の検出電圧は電圧閾値以下の状態が続き、電圧センサV1の検出電圧は電圧閾値以上に回復する。制御部2は、系統スイッチSW1を遮断した後、電圧センサV2の検出電圧が所定時間以上、電圧閾値以下の状態が続き、かつ電圧センサV1の検出電圧が電圧閾値以上に回復していれば、第2系統に地絡が発生したと本判定し、系統スイッチSW1の遮断と電池スイッチSW2の遮断を行う。
If a ground fault has occurred in the second system, the
これにより、第2系統の電源失陥時(地絡時)には、LiB6から第2負荷200を切り離すことができるとともに、系統スイッチSW1を遮断することで、LiB6から第1系統側へ逆流することを高精度に回避することができる。また、系統スイッチSW1を遮断することで、高圧電池3およびPbB5から第1系統を介して第1負荷100および第2負荷200へ電力を供給する。
As a result, when the power supply of the second system fails (at the time of a ground fault), the
ここで、第2の変形例に係る電源制御方法では、電圧センサV1、V2の電圧値から低電圧を検出する際の電圧閾値について、第1電池または第2電池の状態に応じて補正する。 Here, in the power supply control method according to the second modification, the voltage threshold value when detecting a low voltage from the voltage values of the voltage sensors V1 and V2 is corrected according to the state of the first battery or the second battery.
つまり、第2の変形例に係る電源制御方法では、高圧電池3、PbB5およびLiB6のうち、少なくとも1つの電池の状態に応じて電圧閾値を補正する。かかる点について、図7を用いて説明する。 That is, in the power supply control method according to the second modification, the voltage threshold value is corrected according to the state of at least one of the high-voltage batteries 3, PbB5, and LiB6. This point will be described with reference to FIG. 7.
図7は、電圧閾値の補正方法を説明する図である。図7に示すように、電圧閾値は、基準閾値が予め設定される。制御部2は、第1電池または第2電池の状態に応じて、基準閾値を増減することで補正する。その補正方法は、図4に示した電流閾値の補正方法と同様、電池の状態として、電池の温度、蓄電残量、電池の経年劣化、DCDCコンバータ4の異常の有無を採用し、電流閾値の補正方法と同様に補正する。
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of correcting the voltage threshold value. As shown in FIG. 7, the reference threshold value is preset as the voltage threshold value. The
このように、第2の変形例に係る電源制御方法では、第1電池または第2電池の状態に応じて電圧閾値(基準閾値)を補正することで、第1系統および第2系統の地絡による低電圧を高精度に検出することができる。すなわち、実施形態に係る電源制御方法によれば、系統失陥を高精度に検出することができる。 As described above, in the power supply control method according to the second modification, the voltage threshold value (reference threshold value) is corrected according to the state of the first battery or the second battery, so that the ground fault of the first system and the second system It is possible to detect the low voltage due to high accuracy. That is, according to the power supply control method according to the embodiment, the system failure can be detected with high accuracy.
また、制御部2は、電池の状態として、電池の温度、蓄電残量、電池の経年劣化、DCDCコンバータ4の異常の有無に応じて電圧閾値を補正することで、より高精度に系統失陥を検出することができる。
Further, the
なお、制御部2は、補正した電圧閾値を2つの電圧センサV1、V2それぞれにそのまま適用してもよく、補正した電圧閾値に基づいて2つの電圧センサV1、V2それぞれで異ならせてもよい。
The
具体的には、制御部2は、第1電池(高圧電池3およびPbB5)に近い側に配置された電圧センサV1の電圧閾値よりも、遠い側に配置された電圧センサV2の電圧閾値を小さくしてもよい。
Specifically, the
これは、第1電池(高圧電池3およびPbB5)から第2負荷200へ電流が流れる場合に、電圧センサV2の電圧値は、電圧センサV1の電圧値に比べて抵抗による損失で小さくなるためである。
This is because when a current flows from the first battery (high voltage battery 3 and PbB5) to the
電圧センサV2の電圧閾値を、電圧センサV1の電圧閾値よりもどの程度小さくするかは、例えば、電圧センサV1および電圧センサV2の間の経路長や、電圧センサV1および電圧センサV2の間に存在する抵抗の種類、数、抵抗値に応じて決定することが好ましい。 How much the voltage threshold of the voltage sensor V2 is made smaller than the voltage threshold of the voltage sensor V1 exists, for example, between the path length between the voltage sensor V1 and the voltage sensor V2 and between the voltage sensor V1 and the voltage sensor V2. It is preferable to determine according to the type, number, and resistance value of the resistance to be applied.
また、制御部2は、電池の状態として、車両起動時に発生する電圧低下量を計測し、起動時の電圧低下量に応じて電圧閾値を補正してもよい。具体的には、制御部2は、アクセサリ電源やイグニッションキーがオンされた場合の電圧低下量を電圧センサV1、V2で計測し、計測された電圧低下量よりも低い値の電圧閾値に補正する。これにより、電圧低下により系統失陥が発生したと誤検出してしまうことを高精度に回避することができる。
Further, the
なお、制御部2は、1回の起動時の電圧低下量の計測結果に応じて電圧閾値を補正してもよいが、例えば、過去複数回の起動時の電圧低下量の計測結果に応じて電圧閾値を補正してもよい。かかる場合、電圧低下量の平均値や、過去複数回の電圧低下量の最大値よりも低い値の電圧閾値に補正する。
The
また、制御部2は、駐車中において負荷(第1負荷100および第2負荷200)に対して模擬的に高負荷制御の指示を行い、高負荷制御中に低下する電圧値を電圧センサV1、V2で計測し、計測した電圧値に応じて電圧閾値を補正する。なお、高負荷制御とは、負荷における消費電力が所定値以上の制御を指す。
Further, the
制御部2は、高負荷制御中に電圧センサV1、V2で検出された電圧値よりも低い値の電圧閾値に補正する。これにより、実際の走行シーンにおいて高負荷制御を行った場合に、系統失陥が発生したと誤検出してしまうことを高精度に回避することができる。
The
なお、制御部2は、1回の高負荷制御中の計測結果に応じて電圧閾値を補正してもよいが、例えば、過去複数回の高負荷制御中の計測結果に応じて電圧閾値を補正してもよい。かかる場合、高負荷制御中の平均値や、過去複数回の高負荷制御中の最大値よりも低い値の電圧閾値に補正する。
The
また、上記では、制御部2は、車両起動時に電圧低下量を計測する場合を示したが、車両起動後においても疑似的な電圧低下量を計測可能である。かかる点について、図8を用いて説明する。
Further, in the above, the
(第3の変形例)
図8は、第3の変形例に係る電源制御装置1を説明する図である。図8に示すように、第3の変形例に係る電源制御装置1は、図5において電流センサS1、S2を電圧センサV1、V2に置き換えたものであり、その他の構成は図5と同じである。
(Third modification example)
FIG. 8 is a diagram illustrating a power
制御部2は、駐車中において第1負荷スイッチSW3および第2負荷スイッチSW4を遮断した後に接続することで、接続時に低下する電圧値を電圧センサV1で計測し、計測した電圧値に応じて電圧閾値を補正する。
The
つまり、制御部2は、第1負荷スイッチSW3および第2負荷スイッチSW4を遮断した後に接続することで、車両起動時の状態を疑似的に作り出して電圧低下を発生させる。これにより、電圧低下量の計測頻度や回数を高めることができるため、電圧閾値の補正精度を高めることができる。
That is, by connecting the
(第4の変形例)
上記では、制御部2は、電源失陥として過電流または電圧低下を検出する場合を示したが、電源失陥として過電圧を検出してもよい。DCDCコンバータ4は、高圧電池3の電圧を降圧するが、DCDCコンバータ4に異常が発生すると、DCDCコンバータ4は、降圧できずに高圧電池3の電圧をそのまま出力したり、高圧電池3の電圧を過昇圧して出力したりする場合がある。すなわち、第1系統または第2系統の電圧が過電圧閾値以上の過電圧状態になるとDCDCコンバータ4に異常が発生していることを示す。このように、第4の変形例は、過電圧を検出することでDCDCコンバータ4の異常による電源失陥を検出する。この第4の変形例の構成図は図6と同じであり、電圧閾値の補正方法は図7と同じであるため、詳細な説明を省略する。
(Fourth modification)
In the above, the
変形例4では、上記した第2の変形例と同様に、車両起動時に発生する電圧低下量の計測による電圧閾値の補正、および駐車中において模擬的な高負荷制御により低下する電圧の計測値に応じた電圧閾値の補正も同様に適用可能である。 In the modified example 4, similarly to the second modified example described above, the voltage threshold is corrected by measuring the amount of voltage decrease generated when the vehicle is started, and the measured value of the voltage decreased by simulated high load control during parking is used. Corresponding voltage threshold correction is also applicable.
また変形例4では、上記した第3の変形例と同様の電圧閾値の補正も適用可能である。 Further, in the modified example 4, the same voltage threshold correction as in the third modified example described above can be applied.
(第5の変形例)
上記では、制御部2は、通常時に電池スイッチSW2を遮断するようにしたが、第5の変形例として、通常時に電池スイッチSW2を接続するようにしてもよい。この場合、通常時、第1電池と第2電池の両方から第1負荷100と第2負荷200に電力が供給されるため、どちらか一方の電池に瞬断等の一時的な異常が発生しても、安定して第1負荷100と第2負荷200に電力を供給することができる。
(Fifth variant)
In the above, the
第5の変形例では、第1電池と第2電池の内高い方の電圧を有する電池の状態に応じて電流閾値や電圧閾値が補正される。これによっても、系統失陥を高精度に検出することができる。 In the fifth modification, the current threshold value and the voltage threshold value are corrected according to the state of the battery having the higher voltage of the first battery and the second battery. This also makes it possible to detect the system failure with high accuracy.
なお、上述した実施形態および変形例を適宜組み合わせてもよい。例えば、第1系統に電流センサS1および電圧センサV1を配置し、第2系統に電流センサS2および電圧センサV2を配置してもよい。 In addition, the above-described embodiment and modification may be combined as appropriate. For example, the current sensor S1 and the voltage sensor V1 may be arranged in the first system, and the current sensor S2 and the voltage sensor V2 may be arranged in the second system.
かかる場合、制御部2は、電流センサS1、S2の電流値または電圧センサV1、V2の電圧値に応じて閾値(電流閾値または電圧閾値)を補正する。
In such a case, the
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and variations can be easily derived by those skilled in the art. For this reason, the broader aspects of the invention are not limited to the particular details and representative embodiments described and described above. Thus, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the overall concept of the invention as defined by the appended claims and their equivalents.
1 電源制御装置
2 制御部
3 高圧電池
4 DCDCコンバータ
5 PbB
6 LiB
7、8 ダイオード
100 第1負荷
200 第2負荷
S1、S2 電流センサ
SW1 系統スイッチ
SW2 電池スイッチ
SW3 第1負荷スイッチ
SW4 第2負荷スイッチ
V1、V2 電圧センサ
1 Power
6 LiB
7, 8
Claims (11)
第2電池を含み、前記第2電池から前記負荷に電力を供給する第2系統と、
前記第1系統および前記第2系統を接離する系統スイッチと、
前記第1系統または前記第2系統において過電流を検出した場合に、前記系統スイッチを遮断する制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第1電池または前記第2電池の状態に応じて、前記過電流を検出する閾値を補正すること
を特徴とする電源制御装置。 A first system that includes a first battery and supplies power to the load from the first battery,
A second system that includes a second battery and supplies power from the second battery to the load, and
A system switch that connects and disconnects the first system and the second system,
A control unit that controls to shut off the system switch when an overcurrent is detected in the first system or the second system.
Equipped with
The control unit
A power supply control device comprising correcting a threshold value for detecting an overcurrent according to the state of the first battery or the second battery.
第2電池を含み、前記第2電池から前記負荷に電力を供給する第2系統と、
前記第1系統および前記第2系統を接離する系統スイッチと、
前記第1系統または前記第2系統において電源失陥を検出した場合に、前記系統スイッチを遮断する制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第1電池または前記第2電池の状態に応じて、前記電源失陥を検出する閾値を補正すること
を特徴とする電源制御装置。 A first system that includes a first battery and supplies power to the load from the first battery,
A second system that includes a second battery and supplies power from the second battery to the load, and
A system switch that connects and disconnects the first system and the second system,
A control unit that controls to shut off the system switch when a power failure is detected in the first system or the second system.
Equipped with
The control unit
A power supply control device comprising correcting a threshold value for detecting a power failure according to the state of the first battery or the second battery.
前記制御部は、
前記第1電池または前記第2電池の状態に応じて、前記過電流を検出する閾値を補正すること
を特徴とする請求項2に記載の電源制御装置。 The power failure is an overcurrent and
The control unit
The power supply control device according to claim 2, wherein the threshold value for detecting the overcurrent is corrected according to the state of the first battery or the second battery.
前記制御部は、
前記第1電池または前記第2電池の状態に応じて、前記電圧低下を検出する閾値を補正すること
を特徴とする請求項2または3に記載の電源制御装置。 The power failure is a voltage drop,
The control unit
The power supply control device according to claim 2 or 3, wherein the threshold value for detecting the voltage drop is corrected according to the state of the first battery or the second battery.
前記制御部は、
前記第1電池または前記第2電池の状態に応じて、前記過電圧を検出する閾値を補正すること
を特徴とする請求項2~4のいずれか1つに記載の電源制御装置。 The power failure is an overvoltage and is
The control unit
The power supply control device according to any one of claims 2 to 4, wherein the threshold value for detecting the overvoltage is corrected according to the state of the first battery or the second battery.
電池温度、蓄電残量および経年劣化の少なくとも1つを含むこと
を特徴とする請求項1~5のいずれか1つに記載の電源制御装置。 The state of the first battery or the second battery is
The power supply control device according to any one of claims 1 to 5, further comprising at least one of battery temperature, remaining charge, and aging.
DCDCコンバータにより降圧されることで前記負荷へ電力を供給する高圧電池を含み、
前記制御部は、
前記DCDCコンバータの異常の有無に応じて、前記閾値を補正すること
を特徴とする請求項1~6のいずれか1つに記載の電源制御装置。 The first battery is
A high-voltage battery that supplies power to the load by stepping down by a DCDC converter is included.
The control unit
The power supply control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the threshold value is corrected according to the presence or absence of an abnormality in the DCDC converter.
前記第1電池または前記第2電池の状態として、車両起動時に発生する突入電流または電圧低下量を計測し、当該突入電流または電圧低下量に応じて前記閾値を補正すること
を特徴とする請求項1~7のいずれか1つに記載の電源制御装置。 The control unit
The claim is characterized in that, as the state of the first battery or the second battery, the inrush current or the amount of voltage decrease generated at the time of starting the vehicle is measured, and the threshold value is corrected according to the inrush current or the amount of voltage decrease. The power supply control device according to any one of 1 to 7.
駐車中において前記負荷に対して模擬的に高負荷制御の指示を行い、前記高負荷制御中に流れる電流値、または前記第1系統または前記第2系統の電圧値を計測し、当該電流値または当該電圧値に応じて前記閾値を補正すること
を特徴とする請求項1~8のいずれか1つに記載の電源制御装置。 The control unit
While parking, a simulated high load control instruction is given to the load, the current value flowing during the high load control, or the voltage value of the first system or the second system is measured, and the current value or the current value or The power supply control device according to any one of claims 1 to 8, wherein the threshold value is corrected according to the voltage value.
前記制御部は、
駐車中において前記負荷スイッチを遮断した後に接続することで、接続時に流れる電流値、または前記第1系統または前記第2系統の電圧値を計測し、当該電流値または当該電圧値に応じて前記閾値を補正すること
を特徴とする請求項1~9のいずれか1つに記載の電源制御装置。 A load switch for connecting and disconnecting the load from the first system is further provided.
The control unit
By connecting after shutting off the load switch while parking, the current value flowing at the time of connection or the voltage value of the first system or the second system is measured, and the threshold value is measured according to the current value or the voltage value. The power supply control device according to any one of claims 1 to 9, wherein the power supply is corrected.
第2電池を含み、前記第2電池から前記負荷に電力を供給する第2系統と、
前記第1系統および前記第2系統を接離する系統スイッチと、
を備えた電源制御装置によって実行される電源制御方法であって、
前記第1系統または前記第2系統において電源失陥を検出した場合に、前記系統スイッチを遮断する制御を行う制御工程を含み、
前記制御工程は、
前記第1電池または前記第2電池の状態に応じて、前記電源失陥を検出する閾値を補正すること
を特徴とする電源制御方法。 A first system that includes a first battery and supplies power to the load from the first battery,
A second system that includes a second battery and supplies power from the second battery to the load, and
A system switch that connects and disconnects the first system and the second system,
A power control method performed by a power control unit equipped with
A control step of controlling to shut off the system switch when a power failure is detected in the first system or the second system is included.
The control step is
A power supply control method comprising correcting a threshold value for detecting a power failure according to the state of the first battery or the second battery.
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WO2024241601A1 (en) * | 2023-05-24 | 2024-11-28 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Onboard control device |
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