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CN106972614B - 电源系统 - Google Patents

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CN106972614B CN201710010736.0A CN201710010736A CN106972614B CN 106972614 B CN106972614 B CN 106972614B CN 201710010736 A CN201710010736 A CN 201710010736A CN 106972614 B CN106972614 B CN 106972614B
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Abstract

一种电源系统,其包括:主电源;与所述主电源并联连接的第一负载;与所述主电源并联连接的第二负载,所述第二负载在致动优先级上高于所述第一负载;与所述第一负载以及所述第二负载并联连接的副电源;配置为检测所述主电源的输出电力的第一检测单元;以及配置为当所述主电源的输出电力少于所述第二负载的要求电力时,从所述副电源向所述第二负载比向所述第一负载更多地供给电力的控制单元。

Description

电源系统
技术领域
本发明涉及一种电源系统,其包括供给用于致动辅助机械负载的电力的主电源和副电源。
背景技术
已知一种用于具有并联连接的主电源、副电源和辅助机械负载的车载电源系统中的电源的技术。在该技术中,当主电源的输出电力下降时,副电源的电力通过DC-DC转换器被供给辅助机械负载(例如,日本专利申请公开第2006-321322号)。
发明内容
一些辅助机械负载具有优先于其它负载而被致动的高度必要性(高致动优先级)。例如,从安全性的观点来看,与车辆的行驶和停止相关的控制系统(诸如,防抱死制动系统(ABS)、车辆稳定性控制(VSC)、线控换档(SBW)、电子驻车制动器(EPB)、电动助力转向(EPS)、预碰撞安全系统(PCS)、自适应巡航控制(ACC)和主动速度限制器(ASL))中的电子控制单元(ECU),以及利用这种控制系统致动的致动器都有比其它组成构件更高的致动优先级。在车辆构造为在紧急时刻(诸如,车辆的碰撞)通过诸如移动电话网络的网络对车辆外部的通信中心进行紧急呼叫的情况下,从紧急时刻的用户保护的观点上来看,诸如用于向中心进行紧急呼叫的通信模块的组成构件比其它组成构件在致动优先级上更高。此外,从安全性的观点来看,为了自动地释放门锁使乘员逃生,在车辆碰撞时执行自动门锁释放控制的ECU(车身ECU)和诸如门锁电动机的致动器在致动优先级上高于其它组成构件。
然而,在JP 2006-321322A公开的技术中,当主电源的输出电力下降时,副电源的电力被均匀地供给所有辅助机械负载。因此,存在电力未充分供给致动优先级高的辅助机械负载的可能性,并且因此,致动优先级高的辅助机械负载可能无法进行适当的操作。例如,假设如下的情况:当致动优先级高的辅助机械负载的要求电力(要求电流)大时,致动优先级低的辅助机械负载的要求电力(要求电流)增大。在这种情况下,在副电源的电力被均匀地供给所有辅助机械负载的情况下,致动优先级高的辅助机械负载可能无法被供给要求电力。
本发明提供一种电源系统,当来自主电源的输出电力下降时,其将来自副电源的电力更多地供给致动优先级高的辅助机械。
本发明的方案是一种电源系统,包括:
主电源;第一负载,其与所述主电源并联连接;第二负载,其与所述主电源并联连接,所述第二负载在致动优先级上高于所述第一负载;副电源,其与所述第一负载以及所述第二负载并联连接;第一检测单元,其配置为检测所述主电源的输出电力;以及控制单元,其配置为当所述主电源的输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的要求电力时,从所述副电源向所述第二负载比向所述第一负载更多地供给电力。
根据上述方案,当从车辆的主电源可输出的电力下降时,能够从副电源向作为致动优先级高的辅助机械负载的第二负载供给更多的电力。因此,当从主电源可输出的电力下降时,能够利用来自副电源的电力供给来可靠地致动致动优先级高的辅助机械负载。
根据上述方案的电源系统可以进一步包括调节单元,其布置在所述副电源与所述第一负载以及所述第二负载之间的连接线路中,所述调节单元配置为调节来自所述副电源的所述电力,所述电力供给至连接到所述第一负载的第一线路并供给至连接到所述第二负载的第二线路;以及开关单元,其设置在所述第一线路中,所述开关单元配置为能够进行切换而将来自所述副电源的所述电力经由所述调节单元供给至或不供给至所述第一负载,其中,所述控制单元可以配置为当所述主电源的所述输出电力小于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力时,控制所述调节单元和所述开关单元,使得从所述副电源向所述第二负载比向所述第一负载更多地供给所述电力。
根据上述方案的电源系统可以进一步包括第二检测单元,其配置为检测所述第一负载的电力消耗,其中,所述控制单元可以配置为:当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力,并且从所述副电源供给至所述第二负载的所述电力多于从所述副电源供给至所述第一负载的所述电力时,所述控制单元控制所述调节单元,使得将来自所述副电源的所述电力供给至所述第一线路和所述第二线路,同时控制所述开关单元,使得将来自所述副电源的所述电力经由所述调节单元以及所述第一线路供给至所述第一负载;以及当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力,并且从所述副电源供给至所述第二负载的所述电力不多于从所述副电源供给至所述第一负载的所述电力时,所述控制单元控制所述调节单元,使得将来自所述副电源的所述电力供给至所述第一线路和所述第二线路,同时控制所述开关单元,使得不将来自所述副电源的所述电力经由所述调节单元以及所述第一线路供给至所述第一负载。
根据上述方案,在当从所述副电源供给电力至所述第一负载和所述第二负载两者时,所述第二负载没有接收到更多电力的情况下,将来自所述副电源的电力仅供给至所述第二负载,使得更多的电力可以从所述副电源供给至所述第二负载。因此,当从主电源可输出的电力下降,从所述副电源供给电力至所述第一负载和所述第二负载两者时,不仅在更多的电力供给至所述第二负载的情况下而且在未将更多的电力供给至所述第二负载的情况下,都可以从所述副电源供给更多的电力至作为致动优先级高的辅助机械负载的所述第二负载。
在上述方案中,所述控制单元可以配置为当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力时,控制所述调节单元,使得将来自所述副电源的所述电力供给至所述第一线路和所述第二线路,同时控制所述开关单元,使得不将来自所述副电源的所述电力经由所述调节单元以及所述第一线路供给至所述第一负载。
因此,根据上述方案,当从所述主电源可输出的电力下降时,不将来自副电源的所述电力供给至所述第一负载,而是集中地供给至致动优先级高的所述第二负载。因此,更加多的电力能够供给至作为致动优先级高的辅助机械负载的所述第二负载。因此,当所述主电源的输出下降时,能够利用来自副电源的电力供给更可靠地致动致动优先级高的辅助机械负载。
在上述方案中,所述调节单元可以包括DC-DC转换器,所述DC-DC转换器配置为调节输出电压,以便进行切换而将来自所述副电源的所述电力供给至或不供给至所述第一线路和所述第二线路,以及所述控制单元可以配置为当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力时,控制所述DC-DC转换器的所述输出电压,使得所述DC-DC转换器的所述输出电压落在所述第二负载的要求电压的范围内。
根据上述方案,当从所述主电源可输出的电力下降时,将来自所述副电源的所述电力通过所述DC-DC转换器在所述要求电压的范围内供给至所述第二负载。因此,可以更可靠地致动作为致动优先级高的辅助机械负载的所述第二负载。
在上述方案中,所述调节单元可以包括继电器,所述继电器配置为切换断开状态和连接状态,以便进行切换而将来自所述副电源的所述电力供给至或不供给至所述第一线路和所述第二线路,以及所述控制单元可以配置为当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力时控制所述继电器处于连接状态。
根据上述方案,当从所述主电源可输出的电力下降时,来自所述副电源的电力通过连接状态的所述继电器供给至所述第二负载。也就是说,来自所述副电源的电力直接地供给至所述第二负载而不使用诸如所述DC-DC转换器的电力转换器。因此,当从所述副电源供给电力至所述第二负载时,可以减少由于所述电力转换器等引起的电路损耗,从而可以有效地使用所述副电源的所述电力。
根据上述方案的电源系统可以进一步包括第三检测单元,其配置为检测所述副电源的剩余容量;以及第四检测单元,其配置为检测流至所述副电源的电流,其中,所述调节单元可以包括:DC-DC转换器,其配置为调节输出电压,以便进行切换而将来自所述副电源的所述电力供给至或不供给至所述第一线路和所述第二线路;以及继电器,其设置在对所述DC-DC转换器进行旁通以将所述第一负载和所述第二负载连接到所述副电源的旁通路径中,并且所述控制单元可以配置为:当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力,并且所述剩余容量在第一阈值以下或所述电流的变化速度在第二阈值以上时,所述控制单元停止所述DC-DC转换器的致动,同时控制所述继电器处于连接状态;以及当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力,并且所述剩余容量不在所述第一阈值以下并且所述电流的所述变化速度不在所述第二阈值以上时,所述控制单元控制所述DC-DC转换器的电压以落在所述第二负载的要求电压的范围内,同时控制所述继电器处于断开状态。
根据上述方案,当从所述副电源可输出的电力下降时,或者当所述第二负载的要求电流值大时,所述副电源的所述电力在DC-DC转换器被旁通的情况下供给至所述第二负载。否则,来自所述副电源的电力经由所述DC-DC转换器在所述第二负载的所述要求电压的范围内供给至所述第二负载。因此,当从所述副电源可输出的电力下降时,对所述DC-DC转换器进行旁通可以减少电路损耗,并且可以进一步延长能够从所述副电源向所述第二负载供给电力的时间。当所述第二负载的所述要求电流值大时,如果使用了所述DC-DC转换器,则所述系统可能无法跟踪电流变化。通过对所述DC-DC转换器进行旁通,可以确保跟踪所述第二负载的所述要求电流值的能力。相反,当从副电源可输出的电力不下降并且所述第二负载的所述要求电流值也不大时,来自所述副电源的电力经由所述DC-DC转换器在所述要求电压的范围内供给至所述第二负载。因此,可以更可靠地致动作为致动优先级高的辅助机械负载的所述第二负载。
根据上述方案的电源系统可以进一步包括第五检测单元,所述第五检测单元配置为检测所述副电源的电压,其中,所述调节单元可以包括:DC-DC转换器,其配置为调节输出电压,以便进行切换而将来自所述副电源的所述电力供给至或不供给至所述第一线路和所述第二线路;以及继电器,其设置在对所述DC-DC转换器进行旁通以将所述第一负载和所述第二负载连接到所述副电源的旁通路径中,并且所述控制单元可以配置为当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力时,停止所述DC-DC转换器的致动并且控制所述继电器处于连接状态,并且然后当所述副电源的所述电压变得少于所述第二负载的要求电压的范围时,所述控制单元可以配置为控制所述继电器处于断开状态。
根据上述方案,当所述主电源的输出电力下降时,可以对所述DC-DC转换器进行旁通,以便将所述副电源的所述电力供给至所述第二负载。因此,可以减小电路损耗并且可以进一步延长能够从所述副电源向所述第二负载供给电力的时间。当所述第二负载的要求电流值大时,如果使用所述DC-DC转换器,则所述系统可能无法跟踪电流变化。通过对所述DC-DC转换器进行旁通,可以确保跟踪所述第二负载的所述要求电流值的能力。随后,如果所述副电源的所述电压变得低于所述第二负载的所述要求电压的范围,则从所述副电源向所述第二负载的电力供给被切断。因此,能够抑制由要求电压的范围之外的电力供给导致的诸如第二负载误操作的故障。
本模式可以提供一种车载电源系统,其能够在来自所述主电源的输出电力下降时,将来自所述副电源的电力更多地供给至致动优先级高的辅助机械负载。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征,优点以及技术和工业意义,其中相同的附图标记表示相同的元件,并且其中:
图1是示出了根据第一实施例的电源系统的电力供给系统的配置的一个示例的配置图;
图2是示出了根据第一实施例的电源系统的控制系统的配置的一个示例的框图;
图3是示意性地示出了通过根据第一实施例的电源系统(ECU)进行的主要处理的一个示例的主流程图;
图4是示意性地示出了通过根据第一实施例的电源系统(ECU)进行的正常控制处理的一个示例的子流程图;
图5是示意性地示出了通过根据第一实施例的电源系统(ECU)进行的备用控制处理的一个示例的子流程图;
图6是示意性地示出了通过根据第二实施例的电源系统(ECU)进行的备用控制处理的一个示例的子流程图;
图7是示出了根据第三实施例的电源系统的电力供给系统的配置的一个示例的配置图;
图8是示出了根据第三实施例的电源系统的控制系统的配置的一个示例的框图;
图9是示意性地示出了通过根据第三实施例的电源系统(ECU)进行的备用控制处理的一个示例的子流程图;
图10是示意性地示出了通过第四实施例的电源系统(ECU)进行的备用控制处理的一个示例的子流程图;
图11是示意性地示出了通过根据第一实施例的第一变形例的电源系统(ECU)进行的备用控制处理的一个示例的子流程图;以及
图12A是示意性地示出了通过根据第一实施例的第二变形例的电源系统(ECU)进行的备用控制处理的一个示例的子流程图;
图12B是示意性地示出了通过根据第一实施例的第二变形例的电源系统(ECU)进行的备用控制处理的一个示例的子流程图。
具体实施方式
在下文中,参照附图进行说明。
首先,参照图1和图2描述电源系统1的配置。
图1是示出了根据本实施例的电源系统1的电力供给系统的配置的一个示例的配置图。图2是示出了根据本实施例的电源系统1的控制系统的配置的一个示例的框图。
在图1和图2中,双线表示动力传递系统,实线表示电力传输系统,并且虚线箭头线表示控制命令和信号传送系统。
电源系统1并入在具有作为驱动力源的发动机10的车辆中。电源系统1包括起动器11、交流发电机12、主电池20、电压传感器20s、经济运行ECU25、正常负载30、电流传感器30s、优先负载40、电压补偿负载50、副电池模块60和DC-DC转换器模块70。在下文中,除非另有说明,否则术语“车辆”是指并入有电源系统1的车辆。
起动器11是利用从主电池20供给的电力转动曲轴而起动发动机10的已知的起动工具。例如,当响应于用户的规定操作而开启点火开关(IG开关)时,开启设置在主电池20和起动器11之间的连接线路中的起动继电器11r,使得将来自主电池20的电力供给至起动器11。结果,发动机10被启动,并且同时,响应于来自发动机ECU(未示出)的命令,在发动机10的气缸内部适当地进行诸如燃料的喷射和点火的操作,使得发动机10起动。
交流发电机12,作为利用发动机10的动力驱动的DC发电机,由AC发电机、将通过AC发电机产生的三相AC电力转换为DC电力的整流器等构成。交流发电机12能够利用发动机10的动力来产生电力,动力从发动机10的曲轴通过带进行传递。交流发电机12包括调节器,并且调节器能够通过控制发电控制电流(流入交流发电机12的转子线圈中的励磁电流)来控制交流发电机12的发电电压。通过控制交流发电机12的发电电压,可以调节发电量。由交流发电机12产生的电力用于对主电池20和副电池61(稍后描述)进行充电或作为驱动电力供给至辅助机械负载(正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50)等。
电压传感器12s是用于检测交流发电机12的端子之间的电压Valt的已知的电压检测工具。如图2所示,由电压传感器12s检测到的交流发电机12的电压Valt通过诸如一对一通信线路和控制器局域网(CAN)的车载网络传输到DC-DC转换器模块70(稍后描述的ECU74)。
主电池20是与作为辅助机械负载的正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50并联连接以便供给电力至负载的主电源。主电池20是额定电压为12V的二次电池(诸如,铅蓄电池、镍氢电池和锂离子电池)。主电池20可以根据充电状态供给大约12V至15V的电压至各组成构件(诸如,起动器11、正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50)。主电池20也与交流发电机12并联连接,以便利用从交流发电机12供给的所产生的电力进行充电。
电压传感器20s(第一检测单元的一个示例,配置为检测主电池20可输出的电力(输出电力))是用于检测主电池20的端子之间的电压V1的已知的电压检测工具。如图2所示,由电压传感器20s检测到的主电池20的电压V1通过一对一通信线路或车载网络(诸如,CAN)传输到DC-DC转换器模块70(ECU 74)。
经济运行ECU 25是执行经济运行控制(怠速停止控制)的电子控制单元,所述经济运行控制执行发动机10的自动停止和自动起动。例如由微型计算机等构成的经济运行ECU25能够通过执行存储在CPU上的ROM中的各种程序来实现各种控制处理。
当满足预先规定的发动机停止条件时,经济运行ECU 25输出用于自动地停止发动机10的请求(发动机停止请求)至发动机ECU(未示出)。因此,响应于发动机停止请求,发动机ECU在指定的正时切断对发动机10的燃料供给,以停止发动机10。发动机停止条件包括:例如,车速在预定速度(例如,8km/h和对应于车辆停止的0km/h)以下,制动踏板被踩踏到指定等级以上(主缸压力为第一预定值以上),主电池20的电压V1为预定的第一电压以上。当满足多个发动机停止条件中的全部时,发动机停止。
如果在输出发动机停止请求之后满足预先规定的发动机起动条件,则经济运行ECU 25输出用于自动起动发动机10的请求(发动机起动请求)至发动机ECU。结果,发动机ECU开启起动继电器11r以驱动起动器11,并且还引发适当地执行诸如发动机10的气缸中的燃料的喷射和点火的操作,使得发动机10起动。发动机起动条件包括:例如,解除制动踏板的踩踏(主缸压力变为比第一预定值低的第二预定值以下),主电池20的电压V1变为比第一电压低的指定的第二电压以下。当满足多个发动机起动条件中的任一个时,起动发动机。
经济运行ECU 25通过车载网络(诸如CAN)将发动机停止请求和发动机起动请求输出到发动机ECU。因此,如图2所示,连接到车载网络的DC-DC转换器模块70能够接收从经济运行ECU 25输出的发动机停止请求和发动机起动请求。
正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50均为与主电池20并联连接并且利用从主电池20供给的电力来致动的辅助机械负载。
例如,正常负载30(第一负载的示例)是安装在车辆中的诸如雨刮器(图1中的正常负载30-1)、空调以及照明设备的负载。正常负载30包括N个正常负载30-1至30-N(N是1以上的整数)。如图1所示,经济运行ECU 25包括在本实施例的正常负载30(正常负载30-N)中。
优先负载40(第二负载的一个示例)是具有优先于正常负载30和电压补偿负载50而被致动的高度必要性(具有高致动优先级)的辅助机械负载。例如,优先负载40包括与车辆的行驶和停止相关的控制系统(诸如,ABS、VSC、SBW、EPB、EPS、PCS、ACC和ASL)中的各种ECU,以及由控制系统致动的致动器。为了适当地实现车辆的行驶和停止,从安全性的观点来看,这种控制系统中的各种ECU和致动器的致动优先级都为高。优先负载40还包括各种乘员保护装置(例如,安全带预卷收器、主动式头枕和各种气囊)以及在车辆碰撞时致动乘员保护装置的ECU。从安全的观点来看,由于各种乘员保护装置和致动乘员保护装置的ECU减少了在车辆碰撞时对乘员的冲击,因此致动优先级为高。优先负载40还包括各种行人保护装置(例如,弹出式发动机罩和发动机舱盖气囊)以及在车辆碰撞时致动行人保护装置的ECU。例如,当在紧急时刻(例如,在车辆的碰撞时)车辆配置为通过诸如移动电话网络的网络向外部中心等进行紧急呼叫时,优先负载40还包括用于向这样的中心进行紧急呼叫的通信模块等。从紧急时刻的用户保护的观点来看,这种通信模块等的致动优先级为高。优先负载40还包括执行控制以在车辆碰撞时自动地解锁车门的ECU(车身ECU)和诸如门锁电动机的致动器。从安全性的观点来看,这种ECU和致动器的致动优先级为高,以便防止在车辆碰撞时由于车门被锁定引起车辆变形而使乘员不能从车厢逃离的情况。
电压补偿负载50(第一负载的一个示例)是需要由经济运行ECU 25在发动机10的自动起动时对主电池20的电压下降进行电压补偿的辅助机械负载。例如,电压补偿负载50包括由于主电池20的电压下降而易发生系统复位的诸如导航装置和音频装置的装置。
电流传感器30s(配置为检测第一负载的电力消耗的第二检测单元的一个示例)是用于检测流过正常负载30的电流的已知电流检测工具。电流传感器30s包括分别检测正常负载30-1至30-N的电流的电流传感器30s-1至30s-N。如图2所示,由电流传感器30s(30s-1至30s-N)检测到的正常负载30(30-1至30-N)的电流值I1通过一对一通信线路或车载网络(诸如,CAN)传输到DC-DC转换器模块70(后述的ECU 74)。
副电池模块60通过DC-DC转换器模块70与诸如主电池20、正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50的组成构件并联连接。副电池模块60具有高压侧上的端子T1和低压侧上的端子T2,端子T1与DC-DC转换器模块70(后述的端子T6)连接,同时端子T2接地。副电池模块60包括副电池61、保护继电器61r、传感器62和监视单元63。
副电池61设置在端子T1和端子T2之间的连接线路中,使得正极端子在端子T1侧。也就是说,副电池61通过DC-DC转换器模块70(后述的调节单元71)与正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50并联连接,使得电力能够供给至负载。例如,副电池61是额定电压为12V的二次电池(诸如,镍氢电池和锂离子电池)。副电池61根据充电状态供给大约12V至15V的电压至DC-DC转换器模块70(调节单元71)。副电池61还与交流发电机12并联连接,使得副电池61能够通过DC-DC转换器模块70(调节单元71)利用由交流发电机12产生并供给的电力进行充电。
保护继电器61r是设置在端子T1与副电池61(的正极端子)之间的常闭型继电器。保护继电器61r通常处于闭合状态(开启状态)。响应于来自监视单元63的断开命令(稍后描述),保护继电器61r被切换到断开状态(关闭状态),以切断从副电池61到下游侧(当电流从副电池61放电时电流流动方向上的端子T1侧)的电力供给。
传感器62检测副电池61的各种状态。例如,传感器62包括检测副电池61的电压V2的电压传感器(检测副电池61的剩余容量的第三检测单元及检测副电池61的电压V2的第五检测单元的示例)、检测电流的电流传感器(检测流过副电池61的电流的第四检测单元的一个示例)和检测温度的温度传感器。传感器62的检测信号被输出到监视单元63。利用包括在副电池模块60中的通信功能,传感器62的检测信号通过一对一通信线路或者车载网络(诸如,CAN)被传送到DC-DC转换器模块70(后述的ECU 74)。
监视单元63基于从传感器62接收到的检测信号来监视副电池61的异常状态(诸如,过放电状态、过电流状态和过热)的存在。例如,监视单元63基于从传感器62接收到的副电池61的电压V2来判定过放电状态的存在。监视单元63还基于从传感器62接收到的副电池61的电流I2来判定过电流状态的存在。监视单元63还基于从传感器62接收到的副电池61的温度TP2来判定过热状态的存在。当判定副电池61处于异常状态(诸如,过放电状态、过电流状态和过热状态)时,监视单元63输出断开命令至保护继电器61r,以切断从副电池61到下游侧的电力供给。例如,由微型计算机等构成的监视单元63能够通过执行存储在CPU上的ROM中的各种程序来实现控制处理。
DC-DC转换器模块70设置在将来自交流发电机12或主电池20的电力供给至辅助机械负载(正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50)的高压侧的线路L1上。从交流发电机12和主电池20观察,DC-DC转换器模块70布置在线路L1的处于正常负载30和优先负载40的连接位置的下游且处于电压补偿负载50的连接位置的上游的部分上。DC-DC转换器模块70具有端子T3和端子T4,端子T3连接到线路L1-1,线路L1-1连接到线路L1中的正常负载30和优先负载40,而端子T4连接到线路L1-2,线路L1-2连接到电压补偿负载50。DC-DC转换器模块70具有端子T5,端子T5与优先负载40(线路L3)连接而不与将优先负载40连接到线路L1(L1-1)的线路L2交叉。DC-DC转换器模块70还具有端子T6,端子T6通过保护继电器61r连接到副电池模块60的端子T1,即副电池61(的正极端子)。DC-DC转换器模块70包括:包括DC-DC转换器71a的调节单元71;包括第一继电器R1和第二继电器R2的开关单元72;第三继电器R3;传感器73;和ECU 74。
调节单元71设置在副电池61与辅助机械负载(正常负载30、优先负载40、电压补偿负载50)之间的连接线路中。调节单元71具有对从副电池61供给至当电流从副电池61放电时电流流动方向上的下游(具体地,连接到辅助机械负载的端子T3和端子T4之间的线路L4)的电力进行调节的功能。由调节单元71进行的电力调节包括进行切换而将来自副电池61的电力供给至或不供给至下游侧(从副电池61向下游侧的电力供给的开关切换)。
DC-DC转换器71a设置在连接线路L4的中点和端子T6的线路L5中,线路L4在端子T3和端子T4之间延伸。也就是说,DC-DC转换器71a通过端子T6、T1连接到副电池61(的正极端子),使得副电池61的电压V2能够被调节并输出至下游(线路L4)。也就是说,DC-DC转换器71a能够通过调节输出电压来进行切换而将来自副电池61的电力供给至或不供给至下游侧(线路L4)。具体地,当后述的第一继电器R1处于闭合状态(开启状态)时,DC-DC转换器71a的输出电压可以被调节为低于交流发电机12的电压Valt或主电池20的电压V1。结果,DC-DC转换器71a能够防止来自副电池61的电力通过端子T3、T4而被供给至连接到线路L1(L1-1和L1-2)的线路L4。当DC-DC转换器71a的输出电压被调节为在一定程度上高于交流发电机12的电压Valt或主电池20的电压V1时,DC-DC转换器71a能够将来自副电池61的电力供给至下游线路L4。在这种情况下,如果调节了DC-DC转换器71a的输出电压的大小,则能够调节从副电池61供给至下游(辅助机械负载)侧的电力量。
开关单元72设置在将调节单元71连接到辅助机械负载(正常负载30、优先负载40、电压补偿负载50)中的正常负载30和电压补偿负载50的连接线路(第一线路)中。开关单元72具有进行切换而将来自副电池61的电力经由调节单元71供给至或不供给至正常负载30和电压补偿负载50的功能。
第一继电器R1设置在线路L4中比与线路L5的连接点更靠近端子T3侧的部分中。也就是说,第一继电器R1设置在DC-DC转换器71a和在辅助机械负载(正常负载30、优先负载40、电压补偿负载50)中的正常负载30之间(设置在连接调节单元71和正常负载30的线路上)。当第一继电器R1处于闭合状态(开启状态)时,第一继电器R1将来自副电池61的电力经由调节单元71(DC-DC转换器71a)供给至正常负载30。相反,当第一继电器R1处于断开状态(关闭状态)时,第一继电器R1不将来自副电池61的电力经由调节单元71(DC-DC转换器71a)供给至正常负载30。也就是说,第一继电器R1进行切换而将来自副电池61的电力经由调节单元71(DC-DC转换器71a)供给至或不供给至正常负载30。
设置线路L6以将端子T5连接到第一继电器R1和连接线路L4与线路L5的连接点之间的中点。因此,从副电池61通过DC-DC转换器71a供给至线路L4的电力不通过经由第一继电器R1、端子T3、线路L1-1和线路L2的线路,而是通过经由线路L6、端子T5和线路L3的线路(第二线路)被供给至优先负载40。优先负载40还通过线路L2连接到线路L1(L1-1),并且还通过线路L3、端子T3和线路L6连接到线路L4。因此,当第一继电器R1处于断开状态时,优先负载40能够接收来自主电池20和副电池61(DC-DC转换器71a)两者的电力供给。应该注意,可以省略将优先负载40与线路L1-1连接的线路L2。
第二继电器R2设置在线路L4中比与线路L5的连接点更靠近端子T4侧的部分中。也就是说,第二继电器R2设置在调节单元71(DC-DC转换器71a)和在辅助机械负载(正常负载30、优先负载40、电压补偿负载50)中的电压补偿负载50之间(设置在连接调节单元71和电压补偿负载50的线路上)。当第二继电器R2处于闭合状态(开启状态)时,第二继电器R2将来自副电池61的电力经由调节单元71(DC-DC转换器71a)供给至电压补偿负载50。相反,当第二继电器R2处于断开状态(关闭状态)时,第二继电器R2不将来自副电池61的电力经由DC-DC转换器71a供给至电压补偿负载50。也就是说,第二继电器R2进行切换而将来自副电池61的电力经由调节单元71(DC-DC转换器71a)供给至或不供给至电压补偿负载50。
第三继电器R3设置在线路L7上,线路L7连接线路L4上的端子T3和第一继电器R1之间的中点以及线路L4上的第二继电器R2和端子T4之间的中点。也就是说,第三继电器R3设置在对第一继电器R1、第二继电器R2进行旁通并连接在端子T3和端子T4之间的线路L7中。因此,当第三继电器R3处于闭合状态(开启状态)时,即使在第一继电器R1和第二继电器R2中的至少一个处于断开状态(关闭状态)的情况下,也能够将从交流发电机12和主电池20中的至少一个经由线路L1-1供给至端子T3的电力供给至电压补偿负载50。
传感器73是用于检测DC-DC转换器71a的输入端子(与副电池61连接的端子)的电压(输入电压Vdi)和DC-DC转换器71a的输出端子(与线路L4连接的端子)的电压(输出电压Vdo)的已知的电压检测工具。表示由传感器73检测出的DC-DC转换器71a的输入电压Vdi和输出电压Vdo的检测信号被传送到ECU 74。
DC-DC转换器71a的输入电压Vdi对应于副电池61的电压V2。即,传感器73是检测副电池61的电压V2的第五检测单元的一个示例。
ECU 74(控制单元的一个示例)是控制调节单元71(DC-DC转换器71a)、开关单元72(第一继电器R1、第二继电器R2)和第三继电器R3的致动状态的电子控制单元。ECU 74控制这些单元而对从副电池61向辅助机械负载(正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50)有无电力供给进行切换。例如,ECU74,由微型计算机等构成,例如,可以通过执行存储在CPU中的ROM中的各种程序来实现各种控制处理。
当控制DC-DC转换器71a的输出电压时,ECU 74基于由传感器73检测到的DC-DC转换器71a的输入电压Vdi和输出电压Vdo,产生用于作为DC-DC转换器71a的组成构件的各个开关元件的PWM信号,使得输出电压Vdo与设定值Vdset一致。然后,ECU 74将这样的PWM信号输出到DC-DC转换器71a(的每个开关元件),这使得能够将输出电压Vdo控制为与设定值Vdset一致。
在车辆的点火关闭(IG-OFF)到点火开启(IG-ON)的期间(车辆处于驻车状态的期间)中,副电池61供给电力至被致动的辅助机械负载(诸如,执行与智能进入系统有关的控制的ECU,以及包括发送器和接收器的该ECU的控制目标)。即,在从车辆的IG-OFF到IG-ON的期间,ECU 74将DC-DC转换器71a的输出电压的设定值Vdset设定为高于主电池20的电压V1,以控制辅助机械负载利用来自副电池61的电力来致动。在这种情况下,ECU 74分别将第一继电器R1设定为开启状态,将第二继电器R2设定为开启状态(当在车辆处于驻车状态的同时没有电压补偿负载50存在时设定为关闭状态),并且将第三继电器R3设定为关闭状态。不管有无辅助机械负载的致动,DC-DC转换器71a的输出电压的设定值Vdset可以设定为高于主电池20的电压V1,使得副电池61的电力被供给至主电池20以对主电池20进行充电。结果,能够抑制主电池20由于暗电流等而耗尽,从而发动机10不能起动的情况的发生。
现在参照图3描述ECU 74进行的控制处理(主要处理)。
图3是示意性地示出了根据本实施例的电源系统1(ECU 74)进行的主要处理的一个示例的主流程图。在车辆的IG-ON之后的初始处理结束之后到IG-OFF之前的期间,重复执行基于主流程图的处理。
作为IG-ON之后的初始状态,分别将第一继电器R1设定为开启状态,将第二继电器R2设定为开启状态,并且将第三继电器R3设定为关闭状态。DC-DC转换器71a的输出电压的设定值Vdset被设定为低于由交流发电机12或主电池20供给的电压的预定值Vd0。也就是说,作为初始状态,从主电池20和副电池61中,主电池20供给电力至辅助机械负载(正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50),而副电池61不供给电力。放电结束标志F1是表示从副电池61向辅助机械负载的电力供给的难易度的标志。当标志为“0”时,表示能够从副电池61供给电力,而当标志为“1”时,表示难以从副电池61供给电力(放电结束)。放电结束标志F1的初始值为“0”。
在步骤S102中,ECU 74判定放电结束标志F1是否为“1”,即,从副电池61向辅助机械负载的电力供给是否困难。当放电结束标志F1不是“1”(而是“0”)时,ECU 74将处理推进至步骤S104。否则,ECU 74结束本次处理。
在步骤S104中,ECU 74判定主电池20的输出电力是否少于辅助机械负载(正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50)的要求电力(用于致动辅助机械负载的要求电力)。具体地,ECU 74判定从电压传感器20s接收到的主电池20的电压V1是否在预定阈值V1th1以下。当主电池20的电压V1不在预定阈值V1th1以下时,ECU 74判定主电池20的输出电力不少于辅助机械负载(正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50)的要求电力,并推进处理至步骤S106。当主电池20的电压V1在预定阈值V1th1以下时,ECU 74判定主电池20的输出电力少于辅助机械负载(正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50)的要求电力,并推进处理至步骤S112。
预定阈值V1th基于诸如正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50的配置和规格的因素而预先规定。
在步骤S106中,ECU 74判定从电压传感器12s接收到的交流发电机12的电压Valt是否在预定阈值Vath以下。当交流发电机12的电压Valt不在预定阈值Vath以下时,ECU 74判定交流发电机12正常,并且推进处理至步骤S110。当交流发电机12的电压Valt在预定阈值Vath以下时,ECU 74判定交流发电机12可能异常,并且推进处理至步骤S108。
预定阈值Vath基于诸如交流发电机12的规格的因素而预先规定。
在步骤S108中,ECU 74判定发动机10是否在旋转。具体地,ECU 74基于来自经济运行ECU 25的发动机停止请求的输出的有无和发动机起动请求的输出的有无来判定发动机10是否处于自动停止状态。当发动机10处于自动停止状态时,发动机10不在旋转,并且因此ECU 74判定交流发电机12正常,并推进处理至步骤S110。当发动机10不处于自动停止状态时,发动机10在旋转,并且因此ECU 74判定交流发电机12异常,并推进处理至步骤S112。
ECU 74可以基于从未示出的发动机转速传感器(诸如,曲轴转角传感器和凸轮角传感器)接收到的检测信号来判定发动机10是否在旋转。
在步骤S110中,从主电池20和副电池61中,除一些情况之外,ECU 74都执行从主电池20供给电力至辅助机械负载(正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50)的正常控制处理。
同时,在步骤S112中,ECU 74执行用于将电力从副电池61供给至优先负载40的备用控制处理。
现在参照图4给出对图3的步骤S110中的正常控制处理的细节的描述。
图4是示意性地示出了根据本实施例的电源系统1(ECU 74)进行的正常控制处理的一个示例的子流程图。
在步骤S202中,ECU 74判定从电压传感器20s接收到的主电池20的电压V1是否在预定阈值V1th2(>V1th1)以下。当主电池20的电压V1不在预定阈值V1th2以下时,ECU 74判定主电池20的充电状态比较良好,并且推进处理至步骤S204。当主电池20的电压V1在预定阈值V1th2以下时,ECU 74判定主电池20的充电状态比较差,并且推进处理至步骤S210。
在步骤S204中,ECU 74判定是否从经济运行ECU 25输出了发动机起动请求。当没有输出发动机起动请求时,ECU 74判定发动机不自动起动,并且推进处理至步骤S206。当从经济运行ECU 25输出发动机起动请求时,ECU 74判定发动机10自动起动,并推进处理至步骤S214。
在步骤S206中,ECU 74分别地将第一继电器R1设定为开启状态,将第二继电器R2设定为开启状态,且将第三继电器R3设定为关闭状态。在步骤S208中,ECU 74将DC-DC转换器71a的输出电压的设定值Vdset设定为预定值Vd0。也就是说,当主电池20的充电状态比较良好并且发动机10不自动起动时,ECU 74对第一继电器R1、第二继电器R2、第三继电器R3和DC-DC转换器71a实现与上述初始状态相同的控制状态。因此,从主电池20和副电池61中,主电池20供给电力至辅助机械负载(正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50),而副电池61不供给电力。
当在步骤S202中判定主电池20的电压V1在预定阈值V1th2以下时,然后在步骤S210中,ECU 74分别地将第一继电器R1设定为关闭状态,将第二继电器R2设定为关闭状态,且将第三继电器R3设定为开启状态。然后,在步骤S212中,ECU 74将DC-DC转换器71a的输出电压的设定值Vdset设定为预定值Vd0。因此,由于由交流发电机12产生的电力(包括通过再生减速而来的电力)不供给至副电池61,而是集中地供给至主电池20,因此能够更早恢复主电池20的充电状态。同时,当主电池20的充电状态比较良好时,由交流发电机12产生的电力还通过步骤S206和步骤S208的处理供给至副电池61。因此,例如在主电池20为铅蓄电池,且副电池61为锂离子电池的情况下,能够将通过再生减速而产生的相对小的电力经由DC-DC转换器71a供给至具有高可接受性的副电池61。换句话说,可以提高再生减速时的电力恢复效率,从而实现车辆的燃料效率的提高。
当进行步骤S210的处理时,从主电池20和副电池61中,主电池20供给电力至辅助机械负载(正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50),而副电池61不供给电力。然而,电力从主电池20经由线路L7(第三继电器R3)供给至副电池61。
当在步骤S204中判定发动机起动请求从经济运行ECU 25输出时,然后在步骤S214中,ECU 74分别地将第一继电器R1设定为关闭状态,将第二继电器R2设定为开启状态,并且将第三继电器R3设定为关闭状态。然后,在步骤S216中,ECU 74将DC-DC转换器71a的输出电压的设定值Vdset设定为预定值Vd1(>Vd0)。预定值Vd1在电压补偿负载50的要求电压的范围内被预先规定。因此,即使在发动机10自动起动时用来自主电池20的电力驱动起动器11,使得主电池20的电压暂时下降的情况下,也从副电池61将要求电压范围内的电力供给至电压补偿负载50。因此,可以避免电压补偿负载50遭受诸如发动机10一自动起动系统就复位这样不便的情况。由于不必要提供专用硬件(诸如备用升压转换器(BBC))以避免这种不便,因此可以避免电源系统的复杂化和成本增加等。
参照图5,现在给出图3的步骤S112中的备用控制处理的细节的描述。
图5是示意性地示出了根据本实施例的电源系统1进行的备用控制处理的一个示例的子流程图。
在步骤S302中,当将来自副电池61的电力供给至辅助机械负载时,ECU 74判定从副电池61供给至优先负载40的电力是否多于从副电池61供给至其它辅助机械负载(正常负载30和电压补偿负载50)的电力。具体地,ECU 74判定从电流传感器30s(30s-1至30s-N)接收到的正常负载30(30-1至30-N)的电流值I1(正常负载30-1至30-N的总电流值)是否在预定阈值I1th以下。优先负载40和电压补偿负载50的要求电力(最小值)可以基于实验、模拟、部件规格等预先规定。因此,将对应于由较多辅助机械负载构成的正常负载30的电力消耗的电流值I1,与基于优先负载40和电压补偿负载50的要求电力(电流消耗)预先规定的预定阈值I1th进行比较。因此,可以判定从副电池61供给至优先负载40的电力是否多于从副电池61供给至其它辅助机械负载(正常负载30和电压补偿负载50)的电力。当正常负载30的电流值I1在预定阈值I1th以下时,ECU 74判定从副电池61供给至优先负载40的电力多于从副电池61供给至其它辅助机械负载(正常负载30和电压补偿负载50)的电力,并推进处理至步骤S304。当正常负载30的电流值I1不在预定阈值I1th以下时,ECU 74判定从副电池61供给至优先负载40的电力不多于从副电池61供给至其它辅助机械负载(正常负载30和电压补偿负载50)的电力,并推进处理至步骤S318。
如上文所述,基于根据优先负载40和电压补偿负载50的规格等假设的优先负载40和电压补偿负载50的电流消耗来计算预定阈值I1th。由于电压补偿负载50由比较少数量的辅助机械负载构成,因此可假设其电流消耗。因此,能够考虑到电压补偿负载50的电流值而预先规定预定阈值I1th。在步骤S302中,代替或除了正常负载30的电流值I1之外,ECU 74还可以使用优先负载40的电流值(检测值)来判定从副电池61供给至优先负载40的电力是否多于从副电池61供给至其它辅助机械负载(正常负载30和电压补偿负载50)的电力。在步骤S302中,代替或除了正常负载30的电流值I1之外,ECU 74还可以使用电压补偿负载50的电流值(检测值)来判定从副电池61供给至优先负载40的电力是否多于从副电池61供给至其它辅助机械负载(正常负载30和电压补偿负载50)的电力。
在步骤S304中,ECU 74分别地将第一继电器R1设定为开启状态,将第二继电器R2设定为开启状态,且将第三继电器R3设定为关闭状态。
在步骤S306中,ECU 74将DC-DC转换器71a的输出电压的设定值Vdset设定为预定值Vd2(>Vd0),使得DC-DC转换器71a的输出电压可以落入预先规定的优先负载40的要求电压的范围(上限Vup和下限Vlow之间的范围)内。预定值Vd2在优先负载40的要求电压的下限Vlow到上限Vup的范围内(Vlow≤Vd2≤Vup)。因此,当从副电池61供给足够的电力时(当副电池61的充电状态比较良好时),以使电力的电压落入优先负载40的要求电压内的模式,将来自副电池61的电力经由DC-DC转换器71a供给至正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50。
预定值Vd2可以考虑到正常负载30和电压补偿负载50的要求电压的范围来规定。也就是说,可以预先规定预定值Vd2,从而满足正常负载30,优先负载40和电压补偿负载50的所有要求电压的范围。
在步骤S308中,ECU 74判定由传感器73检测到的DC-DC转换器71a的输出电压Vdo是否小于优先负载40的要求电压的范围的下限Vlow。当DC-DC转换器71a的输出电压Vdo小于下限Vlow时,副电池61的剩余容量低。因此,ECU 74判定DC-DC转换器71a不能供给落入优先负载40的要求电压的范围内的输出电压,并推进处理至步骤S310。当DC-DC转换器71a的输出电压Vdo不小于下限Vlow时,ECU 74判定DC-DC转换器71a能够供给落入优先负载40的要求电压的范围内的输出电压,并结束当前处理。
在步骤S310中,ECU 74分别地将第一继电器R1设定为关闭状态,将第二继电器R2设定为关闭状态,且将第三继电器R3设定为开启状态。然后,在步骤S312中,ECU 74停止DC-DC转换器71a的致动。也就是说,ECU 74停止从副电池61到辅助机械负载的电力供给。
在步骤S314中,ECU 74将放电结束标志F1设定为“1”。
在步骤S316中,ECU 74在车厢中的仪表上显示表明主电池20和副电池61不可用的指示。具体地,ECU 74通过车载网络(诸如CAN)输出不可用显示请求至仪表ECU(未示出)。响应于该请求,仪表ECU在仪表上显示表明主电池20和副电池61不可用的指示。
当在步骤S302中正常负载30的电流值I1不在预定阈值I1th以下时,则在步骤318中,ECU 74分别地将第一继电器R1设定为关闭状态,将第二继电器R2设定为关闭状态,并将第三继电器R3设定为开启状态。
然后,在步骤S320中,ECU 74将DC-DC转换器71a的设定值Vdset设定为预定值Vd3(>Vd0),使得DC-DC转换器71a的输出电压Vdo可以落入预先规定的优先负载40的要求电压的范围(上限Vup和下限Vlow之间的范围)内。预定值Vd3在优先负载40的要求电压的下限Vlow到上限Vup的范围内(Vlow≤Vd3≤Vup)。因此,当从副电池61供给足够的电力时(当副电池61的充电状态比较良好时),以使电力的电压落入优先负载40的要求电压内的模式,将来自副电池61的电力经由DC-DC转换器71a仅供给至正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50中的优先负载40。
当在不考虑正常负载30和电压补偿负载50的要求电压的模式中规定预定值Vd2时,预定值Vd3可以是等于预定值Vd2的值。
在步骤S322中,ECU 74如在步骤S308中那样判定由传感器73检测到的DC-DC转换器71a的输出电压Vdo是否小于在优先负载40的要求电压的范围中的下限Vlow。当DC-DC转换器71a的输出电压Vdo小于下限Vlow时,副电池61的剩余容量低。因此,ECU 74判定DC-DC转换器71a不能供给落入优先负载40的要求电压的范围内的输出电压,并且推进处理至步骤S312。当DC-DC转换器71a的输出电压Vdo不小于下限Vlow时,ECU 74判定DC-DC转换器71a能够供给落入优先负载40的要求电压的范围内的输出电压,并结束当前处理。
当在步骤S322中由传感器73检测到的DC-DC转换器71a的输出电压Vdo小于优先负载40的要求电压的范围中的下限Vlow时,ECU 74执行前述步骤S312至S316的处理。
因此,当判定主电池20的输出电力少于辅助机械负载(正常负载30、优先负载40、电压补偿负载50)的要求电力时,ECU 74控制调节单元71(DC-DC转换器71a)和开关单元72(第一继电器R1和第二继电器R2),使得将来自副电池61的电力至少供给至辅助机械负载(正常负载30、优先负载40、电压补偿负载50)中的优先负载40,并且使得从副电池61供给至优先负载40的电力多于从副电池61供给至正常负载30和电压补偿负载50的电力。
具体地,当判定主电池20的输出电力少于辅助机械负载的要求电力时,且当基于电流传感器30s的检测结果判定从副电池61供给至优先负载40的电力多于从副电池61供给至正常负载30和电压补偿负载50的电力时,ECU 74控制调节单元71(DC-DC转换器71a),使得来自副电池61的电力被供给下游,并且ECU 74还控制开关单元72(第一继电器R1、第二继电器R2),使得将来自副电池61的电力经由DC-DC转换器71a供给至正常负载30和电压补偿负载50。也就是说,ECU 74控制调节单元71(DC-DC转换器71a)和开关单元72(第一继电器R1、第二继电器R2),使得将来自副电池61的电力供给至正常负载30、电压补偿负载50和优先负载40。因此,在当从副电池61供给电力至a)正常负载30和电压补偿负载50,及b)优先负载40两者时,更多的电力被供给至优先负载40的情况下,能够在从副电池61供给电力至a)正常负载30和电压补偿负载50,以及b)优先负载40两者的同时,从副电池61供给更多的电力至优先负载40。相反,当判定从副电池61供给至优先负载40的电力不多于从副电池61供给至正常负载30和电压补偿负载50的电力时,ECU 74控制调节单元71(DC-DC转换器71a),使得来自副电池61的电力被供给下游,同时控制开关单元72(第一继电器R1、第二继电器R2),使得不将来自副电池61的电力经由DC-DC转换器71a供给至正常负载30和电压补偿负载50。也就是说,ECU 74控制调节单元71(DC-DC转换器71a)和开关单元72(第一继电器R1、第二继电器R2),使得将来自副电池61的电力仅供给至正常负载30、电压补偿负载50和优先负载40中的优先负载40。因此,在当从副电池61供给电力至a)正常负载30和电压补偿负载50,及b)优先负载40两者时,不对优先负载40供给更多的电力的情况下,通过将来自副电池61的电力仅供给至正常负载30、电压补偿负载50和优先负载40中的优先负载40,能够将来自副电池61的电力更多地供给至优先负载40。因此,作为当主电池20的输出下降时从副电池61供给电力至a)正常负载30和电压补偿负载50以及b)优先负载40的结果,无论是否有更多的电力被供给至优先负载40,ECU 74仍然能够将来自副电池61的电力更多地供给至作为致动优先级高的辅助机械负载的优先负载40。因此,当主电池20的输出下降时,能够利用来自副电池61的电力供给来可靠地致动致动优先级高的优先负载40。
当判定主电池20的输出电力少于辅助机械负载的要求电力时,ECU 74控制DC-DC转换器71a的输出电压以使其落入优先负载40的要求电压的范围内。因此,当主电池20的输出电力下降时,通过DC-DC转换器71a将来自副电池61的电力在优先负载40的要求电压的范围内供给至优先负载40。因此,能够更可靠地致动作为致动优先级高的辅助机械负载的优先负载40。
当交流发电机12中发生异常时,很可能不能对主电池20进行充电,则因此ECU 74进行与在判定主电池20的输出电力少于辅助机械负载的要求电力的情况下相同的操作。所以,在交流发电机12中发生异常,使得不能对主电池20进行充电的情况下,将来自副电池61的电力至少供给至优先负载40。因此,能够利用由副电池61供给的电力来更可靠地致动致动优先级高的优先负载40。
现在给出对第二实施例的描述。
根据第二实施例的电源系统1与第一实施例中的电源系统1的不同之处在于通过ECU 74进行的备用控制处理的内容。在下文中,将主要描述与第一实施例的不同之处。
图6是示意性地示出了根据本实施例的备用控制处理的一个示例的子流程图。
类似于图5中的第一实施例,图6示出了在图3中通过ECU 74进行的主处理中的步骤S112的备用控制处理的细节。
在图6所示的备用控制处理中,从在第一实施例中的如图5所示的备用控制处理中省略了步骤S302至S310的处理。也就是说,步骤S402至S406与图5中的步骤S318至S322的处理相同,并且步骤S408至S412的处理与图5中的步骤S312至S316的处理相同。因此,省略其进一步的描述。
因此,在本实施例中,当判定主电池20的输出电力少于辅助机械负载(正常负载30、电压补偿负载50和优先负载40)的要求电力时,ECU 74控制调节单元71(DC-DC转换器71a),使得来自副电池61的电力被供给下游,同时控制开关单元72(第一继电器R1、第二继电器R2),使得不将来自副电池61的电力经由DC-DC转换器71a供给至正常负载30和电压补偿负载50。也就是说,ECU 74控制调节单元71(DC-DC转换器71a)和开关单元72(第一继电器R1、第二继电器R2),使得将来自副电池61的电力仅供给至正常负载30、电压补偿负载50和优先负载40中的优先负载40。因此,当主电池20的输出下降时,不将来自副电池61的电力供给至正常负载30和电压补偿负载50,而是集中供给至致动优先级高的优先负载40。因而,更加多的电力能够供给至作为致动优先级高的辅助机械负载的优先负载40。因此,当主电池20的输出下降时,能够利用由副电池61供给的电力更可靠地致动在致动优先级上为高的优先负载40。
与第一实施例一样,当判定主电池20的输出电力少于辅助机械负载的要求电力时,ECU 74控制DC-DC转换器71a的输出电压以使其落入优先负载40的要求电压的范围中。结果,示出了与第一实施例相同的功能和效果。
与第一实施例一样,当交流发电机12中发生异常时,很可能不能对主电池20进行充电,则因此ECU 74进行与判定主电池20的输出电力少于辅助机械负载的要求电力的情况下相同的操作。因而,在交流发电机12中发生异常,使得不能对主电池20进行充电的情况下,将来自副电池61的电力供给至优先负载40。因此,能够利用由副电池61供给的电力来更可靠地致动致动优先级高的优先负载40。
现在给出对第三实施例的描述。
根据本实施例的电源系统1与第一实施例和第二实施例中的电源系统1的不同之处在于:调节单元71包括第四继电器R4,以及通过ECU 74进行的备用控制处理的内容。在下文中,具有与第一实施例和第二实施例相同配置的组成构件用相同的附图标记表示,并且主要给出对与第一实施例和第二实施例的不同之处的描述。
图7是示出了根据本实施例的电源系统1的电力供给系统的配置的一个示例的配置图。图8是示出了根据本实施例的电源系统1的控制系统的配置的一个示例的框图。
调节单元71包括DC-DC转换器71a和第四继电器R4。
第四继电器R4设置在线路L8中,线路L8连接DC-DC转换器71a的输入端子(与副电池61连接的端子)与端子T6之间的连接路径的中点和连接在端子T5和线路L4之间的线路L6的中点。也就是说,第四继电器R4设置在对DC-DC转换器71a进行旁通以连接副电池61的电力的旁通路径(线路L8)中。因此,当第四继电器R4处于断开状态(关闭状态)时,经由DC-DC转换器71a被供给至线路L4的副电池61的电力通过线路L6、端子T5和线路L3,并被供给至优先负载40。同时,当第四继电器R4处于闭合状态(开启状态),并且DC-DC转换器71a的致动停止时,副电池61的电力通过对DC-DC转换器71a进行旁通的线路L8、线路L6、端子T5和线路L3,并被供给至优先负载40。
本实施例的正常处理与第一实施例(图4)的正常处理相同。在正常处理中,通过ECU 74使第四继电器R4保持在断开状态(关闭状态)。
ECU 74是控制调节单元71(DC-DC转换器71a、第四继电器R4)、开关单元72(第一继电器R1、第二继电器R2)和第三继电器R3的致动状态的电子控制单元。ECU 74控制各单元以切换从副电池61至辅助机械负载(正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50)的电力供给的有无。
图9是示意性地示出了根据本实施例的备用控制处理的一个示例的子流程图。
与第一实施例中的图5和第二实施例中的图6相同,图9示出了在图3中通过ECU 74进行的主处理中的步骤S112中的备用控制处理的细节。
在步骤S502中,ECU 74分别地将第一继电器R1设定为关闭状态,将第二继电器R2设定为关闭状态,并且将第三继电器R3设定为开启状态。
在步骤S504中,ECU 74停止DC-DC转换器71a的致动。
在步骤S506中,ECU 74将第四继电器R4设定为开启状态。
作为步骤S502至S506的处理的结果,不将副电池61的电力供给至正常负载30和电压补偿负载50,而是对DC-DC转换器71a进行旁通而将副电池61的电力供给至优先负载40。
在步骤S508中,ECU 74判定由传感器73(第五检测单元的一个示例)检测到的DC-DC转换器71a的输入电压Vdi(即,副电池61的电压V2)是否低于优先负载40的要求电压的范围内的下限Vlow。当DC-DC转换器71a的输入电压Vdi小于下限Vlow时,副电池61的剩余容量低。因此,ECU 74判定副电池61不能供给落入优先负载40的要求电压的范围内的电力,并推进处理至步骤S510。当DC-DC转换器71a的输入电压Vdi不小于下限Vlow时,ECU 74判定DC-DC转换器71a能够供给落入优先负载40的要求电压的范围内的电力,并结束当前处理。
在步骤S508中,ECU 74可以判定从副电池模块60的传感器62(第五检测单元的一个示例)接收到的副电池61的电压V2是否小于优先负载40的要求电压的范围内的下限Vlow。
在步骤S510中,ECU 74将第四继电器R4设定为关闭状态。也就是说,ECU 74停止从副电池61向优先负载40的电力供给。
在步骤S512中,ECU 74将放电结束标志F1设定为“1”。
在步骤S514中,与在第一实施例中的图5中的步骤S316一样,ECU 74在车厢中的仪表上显示表明主电池20和副电池61不可用的指示。
因此,在本实施例中,当判定主电池20的输出电力不少于辅助机械负载(正常负载30、优先负载40、电压补偿负载50)的要求电力时,ECU 74控制DC-DC转换器71a的输出电压,使得副电池61的电力不供给下游,同时将第四继电器R4置于断开状态。当判定主电池20的输出电力少于辅助机械负载的要求电力时,ECU 74停止DC-DC转换器71a的致动,同时控制第四继电器R4处于连接状态。因此,当主电池20的输出下降时,对DC-DC转换器71a进行旁通而将来自副电池61的电力供给至优先负载40。因而,能够减少在供给电力至优先负载40时DC-DC转换器71a中的电路损耗,从而能够实现副电池61的电力的有效利用。
在本实施例中,可以省略DC-DC转换器71a(配置为将副电池61的电力经由DC-DC转换器71a供给至优先负载40)。在这种变形的情况下,省略步骤S504的处理,并且在步骤S508中,代替DC-DC转换器71a的输入电压Vdi,使用由传感器62检测到的副电池61的电压V2来执行判定处理。也就是说,当判定主电池20的输出电力不少于辅助机械负载(正常负载30、优先负载40、电压补偿负载50)的要求电力时,ECU 74使第四继电器R4处于断开状态。当判定主电池20的输出电力少于辅助机械负载的要求电力时,ECU 74使第四继电器R4处于连接状态。因此,该变形提供了与前述第三实施例相同的功能和效果。在该变形例中,省略了图4(正常控制处理)中的步骤S208、S212,S216。
现在给出对第四实施例的描述。
根据本实施例的电源系统1与第一实施例和第二实施例中的电源系统1的不同之处在于:与第三实施例中一样,调节单元71进一步包括第四继电器R4。根据本实施例的电源系统1与第一实施例至第三实施例中的电源系统1不同之处在于通过ECU 74进行的备用控制处理的内容。以下,主要说明与第一实施例至第三实施例的不同之处。
与在第三实施例中一样,根据本实施例的电源系统1的配置在图7和图8中示出,并且因此省略了对该配置的描述。本实施例的正常处理与第一实施例(图4)的正常处理相同。在正常处理中,通过ECU 74将第四继电器R4保持在断开状态(关闭状态)。
图10是示意性地示出了根据本实施例的备用控制处理的一个示例的子流程图。
类似于第一实施例中的图5,第二实施例中的图6和第三实施例中的图9,图10示出了图3中通过ECU 74进行的主处理中的步骤S112中的备用控制处理的细节。
在步骤S602中,ECU 74判定副电池61的剩余容量(充电状态)是否下降到预先规定的基准值以下。具体地,ECU 74判定从副电池模块60的传感器62(第三检测单元的一个示例)接收到的副电池61的电压V2是否在预定阈值V2th以下。当判定副电池61的电压V2不在预定阈值V2th以下时,ECU 74判定副电池61的剩余容量不在预先规定的基准值以下,并推进处理至步骤S604。当副电池61的电压V2在预定阈值V2th以下时,ECU 74判定副电池61的剩余容量在预先规定的基准值以下,并推进处理至步骤S618。
预定阈值V2th基于诸如副电池61的特性的因素而被预先规定。当DC-DC转换器71a的输出电压Vdo小于优先负载40的要求电压的下限Vlow时(在步骤S610和S624中为“是”的情况下),预定阈值V2th被设定为比副电池61的电压V2的值充分大的值。
在步骤S604中,ECU 74判定优先负载40的要求电流值是否在预先规定的基准值以上。具体地,ECU 74判定与从副电池模块60的传感器62(第四检测单元的一个示例)接收到的副电池61的电流I2的前一个值之间的变化量(电流变化量)ΔI2(对应于副电池61的电流变化速度)是否在预定阈值dI2th以上。当副电池61的电流变化量ΔI2不在预定阈值dI2th以上时,ECU 74判定优先负载40的要求电流值不在预先规定的基准值以上,并推进处理至步骤S606。当副电池61的电流变化量ΔI2在预定阈值dI2th以上时,ECU 74判定优先负载40的要求电流值在预先规定的基准值以上,并推进处理至步骤S618。
预定阈值dI2th基于诸如副电池61、DC-DC转换器71a等的规格和特性的因素被预先规定。
在步骤S606中,ECU 74分别地将第一继电器R1设定为关闭状态,将第二继电器R2设定为关闭状态,将第三继电器R3设定为开启状态,并且将第四继电器R4设定为关闭状态。也就是说,除了将第四继电器R4设定为关闭状态之外,步骤S606的处理与第二实施例中的图6中的步骤S402的处理相同。
由于步骤S608至S616的处理与图6中的第二实施例中的步骤S404至S412的处理相同,因此省略其描述。
由于步骤S618至S626的处理以及在步骤S618至S626之后的步骤S614和S616的处理与第三实施例中的图9中的步骤S502至S514的处理相同,因此省略其描述。
因此,在本实施例中,当判定主电池20的输出电力不少于辅助机械负载(正常负载30、优先负载40、电压补偿负载50)的要求电力时,ECU 74控制DC-DC转换器71a的输出电压,使得来自副电池61的电力不供给下游,同时控制第四继电器R4处于关闭状态。此外,当判定主电池20的输出电力少于辅助机械负载的要求电力,并且副电池61的电压V2在预定阈值V2th以下时(即,当从副电池61可输出的电力下降时),或者当电流变化量ΔI2在预定阈值dI2th以上时(即,当优先负载40的要求电流值变大时),ECU 74停止DC-DC转换器71a的致动,同时控制第四继电器R4处于开启状态。当副电池61的电压V2不在预定阈值V2th以下,并且电流变化量ΔI2不在预定阈值dI2th以上时,ECU 74控制DC-DC转换器的输出电压以使其落在优先负载40的要求电压的范围内,同时控制第四继电器R4处于关闭状态。因此,当从副电池61可输出的电力下降时,或者当优先负载40的要求电流值大时,对DC-DC转换器71a进行旁通而将副电池61的电力供给至优先负载40。否则,将来自副电池61的电力经由DC-DC转换器71a在优先负载40的要求电压的范围内供给至优先负载40。因此,当从副电池61可输出的电力下降时,对DC-DC转换器71a进行旁通可以减少电路损耗,并且可以进一步延长能够从副电池61向优先负载40供给电力的时间。当优先负载40的要求电流值大时,如果使用DC-DC转换器71a,则系统可能无法跟踪电流变化。通过对DC-DC转换器71a进行旁通,能够确保跟踪优先负载40的要求电流值的能力。相反,当从副电池61可输出的电力不下降并且优先负载40的要求电流值不大时,将来自副电池61的电力经由DC-DC转换器71a在优先负载40的要求电压的范围内供给至优先负载40。因此,能够更可靠地致动作为致动优先级高的辅助机械负载的优先负载40。
本发明不限于所公开的具体实施例,而是可以进行各种改变和变形。
例如,在第一实施例的备用控制处理(图5)中的步骤S304和S306的处理中,副电池61的电力通过DC-DC转换器71a供给至辅助机械负载(正常负载30、优先负载40、电压补偿负载50)。然而,可以采用图7所示的配置来实现通过对DC-DC转换器71a进行旁通而供给电力(通过第四继电器R4)的模式。类似地,在步骤S318和S320的处理中,副电池61的电力通过DC-DC转换器71a供给至优先负载40。然而,可以采用对DC-DC转换器71a进行旁通(通过第四继电器R4)来供给电力的模式。具体地,如图11所示,步骤S304至S312用步骤S704至S712来替换,并且步骤S318至S322以及步骤S318至S322之后的步骤S312用步骤S718至S726来替换。在下文中,将描述步骤S704至S712和步骤S718至S726的处理。
在步骤S704中,ECU74分别地将第一继电器R1设定为开启状态,将第二继电器R2设定为开启状态,并且将第三继电器R3设定为关闭状态。
在步骤S706中,ECU 74停止DC-DC转换器71a的致动。
在步骤S708中,ECU74将第四继电器R4设定为开启状态。
通过步骤S704至S708的处理,对DC-DC转换器71a进行旁通来将副电池61的电力供给至辅助机械负载(正常负载30、优先负载40、电压补偿负载50)。
在步骤S710中,ECU74判定由传感器73检测到的DC-DC转换器71a的输入电压Vdi(即,副电池61的电压V2)是否小于优先负载40的要求电压的范围内的下限Vlow。当DC-DC转换器71a的输入电压Vdi小于下限Vlow时,副电池61的剩余容量低。因此,ECU74判定副电池61不能供给落在优先负载40的要求电压范围内的电力,并推进处理至步骤S712。当DC-DC转换器71a的输入电压Vdi不小于下限Vlow时,ECU74判定副电池61能够供给落入优先负载40的要求电压范围内的电力,并结束当前处理。
在步骤S710中,ECU 74可以判定从副电池模块60(传感器62)接收到的副电池61的电压V2是否小于优先负载40的要求电压的范围内的下限Vlow。
在步骤S712中,ECU74将第一继电器R1设定为关闭状态,将第二继电器R2设定为关闭状态,将第三继电器R3设定为开启状态,并且将第四继电器R4设定为关闭状态。也就是说,ECU74停止从副电池61向辅助机械负载(正常负载30、优先负载40、电压补偿负载50)供给电力,并推进处理至步骤S314。
步骤S718至S726的处理与第三实施例中的图7中的步骤S502至S510的处理相同。因此,省略其描述。
在这种变形例中,可以省略DC-DC转换器71a(被配置为经由DC-DC转换器71a将副电池61的电力供给至辅助机械负载(正常负载30、优先负载40和电压补偿负载50))。在这种情况下,省略步骤S706和S720的处理,并且在步骤S710和S724中,代替DC-DC转换器71a的输入电压Vdi,使用由传感器62检测到的副电池61的电压V2来执行判定处理。在这种情况下,省略了图4(正常控制处理)中的步骤S208、S212和S216。
在第一实施例的备用控制处理(图5)中的步骤S304和S306的处理中,通过DC-DC转换器71a将副电池61的电力供给至辅助机械负载(正常负载30、优先负载40、电压补偿负载50)。然而,根据副电池61的剩余容量或辅助机械负载的要求电流值,系统可以配置为切换成对DC-DC转换器71a进行旁通来供给电力(通过第四继电器R4)的模式。类似地,在步骤S318和S320的处理中,通过DC-DC转换器71a将副电池61的电力供给至优先负载40。然而,根据副电池61的剩余容量或辅助机械负载的要求电流值,系统可以配置为切换成对DC-DC转换器71a进行旁通来供给电力(通过第四继电器R4)的模式。具体地,如图12A和图12B所示,步骤S304至S312用步骤S803至S814来替换,并且步骤S318至S322以及步骤S318至S322之后的步骤S312用步骤S815至S825来替换。在下文中,将描述步骤S803至S814和步骤S815至S825的处理。
在步骤S803中,ECU 74判定副电池61的剩余容量(充电状态)是否下降到预先规定的基准值以下。具体地,ECU74判定从副电池模块60(传感器62)接收到的副电池61的电压V2是否在预定阈值V2th以下。当判定副电池61的电压V2不在预定阈值V2th以下时,ECU 74判定副电池61的剩余容量不在预先规定的基准值以下,并推进处理至步骤S804。当副电池61的电压V2在预定阈值V2th以下时,ECU 74判定副电池61的剩余容量在预先规定的基准值以下,并推进处理至步骤S810。
在步骤S804中,ECU74判定优先负载40的要求电流值是否在预先规定的基准值以上。具体地,ECU74判定与从副电池模块60(传感器62)接收到的副电池61的电流I2的前一个值之间的变化量(电流变化量)ΔI2(对应于副电池61的电流变化速度)是否在预定阈值dI2th以上。当副电池61的电流变化量ΔI2不在预定阈值dI2th以上时,ECU 74判定优先负载40的要求电流值不在预先规定的基准值以上,并推进处理至步骤S805。当副电池61的电流变化量ΔI2在预定阈值dI2th以上时,ECU 74判定优先负载40的要求电流值在预先规定的基准值以上,并推进处理至步骤S810。
除了第四继电器R4被设定为关闭状态之外,步骤S805的处理与步骤S304的处理相同。
除了在步骤S805和S808中,将第四继电器R4设定为关闭状态的步骤加入到步骤S304和S310的处理之外,步骤S805至S809的处理与步骤S304至S312的处理相同。因此,省略其描述。
步骤S810至S814的处理与前述的图11的中的步骤S704至S712的处理相同。因此,省略其描述。
在步骤S815至S825,以及步骤S815至S825之后的步骤S314和S316的处理与第四实施例中的图10中的步骤S602至S626的处理相同。因此,省略其描述。

Claims (7)

1.一种电源系统,其特征在于,包括:
主电源;
第一负载,其与所述主电源并联连接;
第二负载,其与所述主电源并联连接,所述第二负载在致动优先级上高于所述第一负载;
副电源,其与所述第一负载以及所述第二负载并联连接;
第一检测单元,其配置为检测所述主电源的输出电力;
开关单元,其配置为能够进行切换而将来自所述副电源的电力供给至或不供给至所述第一负载;以及
控制单元,其配置为:
当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的要求电力,并且从所述副电源供给至所述第二负载的所述电力多于从所述副电源供给至所述第一负载的所述电力时,控制所述开关单元,使得将来自所述副电源的所述电力供给至所述第一负载;并且
当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力,并且从所述副电源供给至所述第二负载的所述电力不多于从所述副电源供给至所述第一负载的所述电力时,控制所述开关单元,使得不将来自所述副电源的所述电力供给至所述第一负载。
2.根据权利要求1所述的电源系统,其特征在于,进一步包括:
调节单元,其布置在所述副电源与所述第一负载以及所述第二负载之间的连接线路中,所述调节单元配置为调节来自所述副电源的所述电力,所述电力供给至连接到所述第一负载的第一线路并供给至连接到所述第二负载的第二线路;其中
所述开关单元设置在所述第一线路中,所述开关单元配置为能够进行切换而将来自所述副电源的所述电力经由所述调节单元供给至或不供给至所述第一负载。
3.根据权利要求2所述的电源系统,其特征在于,进一步包括:
第二检测单元,其配置为检测所述第一负载的电力消耗,其中
所述控制单元配置为:
当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力,并且从所述副电源供给至所述第二负载的所述电力多于从所述副电源供给至所述第一负载的所述电力时,所述控制单元控制所述调节单元,使得将来自所述副电源的所述电力供给至所述第一线路和所述第二线路,同时控制所述开关单元,使得将来自所述副电源的所述电力经由所述调节单元以及所述第一线路供给至所述第一负载;以及
当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力,并且从所述副电源供给至所述第二负载的所述电力不多于从所述副电源供给至所述第一负载的所述电力时,所述控制单元控制所述调节单元,使得将来自所述副电源的所述电力供给至所述第一线路和所述第二线路,同时控制所述开关单元,使得不将来自所述副电源的所述电力经由所述调节单元以及所述第一线路供给至所述第一负载。
4.根据权利要求2或3所述的电源系统,其特征在于
所述调节单元包括DC-DC转换器,所述DC-DC转换器配置为调节输出电压,以便进行切换而将来自所述副电源的所述电力供给至或不供给至所述第一线路和所述第二线路,以及
所述控制单元配置为当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力时,控制所述DC-DC转换器的所述输出电压,使得所述DC-DC转换器的所述输出电压落在所述第二负载的要求电压的范围内。
5.根据权利要求2或3所述的电源系统,其特征在于
所述调节单元包括继电器,所述继电器配置为切换断开状态和连接状态,以便进行切换而将来自所述副电源的所述电力供给至或不供给至所述第一线路和所述第二线路,以及
所述控制单元配置为当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力时,控制所述继电器处于连接状态。
6.根据权利要求2或3所述的电源系统,其特征在于,进一步包括:
第三检测单元,其配置为检测所述副电源的剩余容量;以及
第四检测单元,其配置为检测流至所述副电源的电流,其中
所述调节单元包括:
DC-DC转换器,其配置为调节输出电压,以便进行切换而将来自所述副电源的所述电力供给至或不供给至所述第一线路和所述第二线路;以及
继电器,其设置在对所述DC-DC转换器进行旁通以将所述第一负载和所述第二负载连接到所述副电源的旁通路径中,并且
所述控制单元配置为:
当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力,并且所述剩余容量在第一阈值以下或所述电流的变化速度在第二阈值以上时,所述控制单元停止所述DC-DC转换器的致动,同时控制所述继电器处于连接状态;以及
当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力,并且所述剩余容量不在所述第一阈值以下并且所述电流的所述变化速度不在所述第二阈值以上时,所述控制单元控制所述DC-DC转换器的电压以落在所述第二负载的要求电压的范围内,同时控制所述继电器处于断开状态。
7.根据权利要求2或3所述的电源系统,其特征在于,进一步包括:
第五检测单元,所述第五检测单元配置为检测所述副电源的电压,其中
所述调节单元包括:
DC-DC转换器,其配置为调节输出电压,以便进行切换而将来自所述副电源的所述电力供给至或不供给至所述第一线路和所述第二线路;以及
继电器,其设置在对所述DC-DC转换器进行旁通以将所述第一负载和所述第二负载连接到所述副电源的旁通路径中,并且
所述控制单元配置为当所述主电源的所述输出电力少于所述第一负载和所述第二负载的所述要求电力时,停止所述DC-DC转换器的致动并且控制所述继电器处于连接状态,并且然后
所述控制单元配置为当所述副电源的所述电压变得少于所述第二负载的要求电压的范围时,控制所述继电器处于断开状态。
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6361023B2 (ja) * 2014-07-17 2018-07-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 車両用電源システム
JP6540565B2 (ja) * 2016-03-16 2019-07-10 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用電源供給システム、車両用駆動システム
JP6728991B2 (ja) * 2016-05-31 2020-07-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 リレー装置及び電源装置
JP6455486B2 (ja) 2016-06-07 2019-01-23 トヨタ自動車株式会社 電源システム
JP6485417B2 (ja) * 2016-08-05 2019-03-20 トヨタ自動車株式会社 車両用衝突検出装置及び車両用衝突検出方法
JP6757503B2 (ja) * 2017-08-24 2020-09-23 株式会社オートネットワーク技術研究所 電源システム及び電気自動車
US11695293B2 (en) * 2017-12-22 2023-07-04 Litech Laboratories, Llc Power system
JP6760313B2 (ja) * 2018-01-30 2020-09-23 株式会社デンソー 電源システム
JP7103071B2 (ja) 2018-08-30 2022-07-20 トヨタ自動車株式会社 車両用電源システム
JP7024667B2 (ja) * 2018-08-30 2022-02-24 トヨタ自動車株式会社 車両用電源システム
CN109383425B (zh) * 2018-12-04 2021-08-31 奇瑞汽车股份有限公司 燃油智能汽车的供电系统、方法、装置及存储介质
KR102663210B1 (ko) * 2018-12-11 2024-05-02 현대자동차주식회사 주정차 시 차량 공조 제어 방법
CN109818393B (zh) * 2019-01-23 2020-05-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种高压电池组的预充电路和预充方法
US20200262366A1 (en) 2019-02-14 2020-08-20 Oshkosh Corporation Integrated operator centric controls
JP7120173B2 (ja) * 2019-07-11 2022-08-17 トヨタ自動車株式会社 制御装置
JP7375365B2 (ja) * 2019-08-20 2023-11-08 マツダ株式会社 車両用電源装置の制御方法、及び車両用電源装置
JP7234907B2 (ja) * 2019-11-22 2023-03-08 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用電源制御装置、及び車載用電源装置
CN110949176B (zh) * 2019-12-06 2020-12-08 中国第一汽车股份有限公司 冗余供电控制系统及方法
JP7294101B2 (ja) * 2019-12-06 2023-06-20 トヨタ自動車株式会社 電源装置
US11772587B2 (en) 2020-02-14 2023-10-03 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Vehicles with one or more programmable connection ports
JP7415874B2 (ja) * 2020-10-27 2024-01-17 株式会社デンソー 電源システム
JP7327362B2 (ja) * 2020-11-26 2023-08-16 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載用のバックアップ制御装置及び車載用のバックアップ装置
JP7452411B2 (ja) 2020-12-25 2024-03-19 株式会社豊田自動織機 バックアップ電源
JP7554390B2 (ja) 2021-03-09 2024-09-20 住友電装株式会社 充放電制御装置
JP7625905B2 (ja) 2021-03-09 2025-02-04 住友電装株式会社 電源制御装置
CN113328491A (zh) * 2021-05-31 2021-08-31 东风商用车有限公司 一种大功率负载用的双电源电路及其供电方法
JP7457677B2 (ja) 2021-09-14 2024-03-28 矢崎総業株式会社 電源切換制御システム
US12041342B2 (en) 2021-09-27 2024-07-16 Canon Kabushiki Kaisha Image capture apparatus and control method
CN117944598A (zh) * 2022-10-28 2024-04-30 神基科技股份有限公司 车辆电力管理系统及其运作方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004042888A1 (de) * 2002-11-06 2004-05-21 Robert Bosch Gmbh Bordnetz zur versorgung mindestens eines verbrauchers mit erhöhten anforderungen an die verfügbarkeit des bordnetzes
WO2004070911A1 (de) * 2003-02-10 2004-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur energieversorgung eines zweispannungs-bordnetzes
EP1595748A1 (en) * 2003-02-17 2005-11-16 Denso Corporation Vehicle-use supply system
WO2006082125A1 (de) * 2005-01-31 2006-08-10 Robert Bosch Gmbh Bordnetz für sicherheitsrelevante verbraucher
JP2006321322A (ja) * 2005-05-18 2006-11-30 Fujitsu Ten Ltd エンジン自動停止始動装置及び方法
JP2011087408A (ja) * 2009-10-15 2011-04-28 Toyota Motor Corp 車両の電源システム
CN102161331A (zh) * 2010-02-16 2011-08-24 欧姆龙汽车电子株式会社 电源系统和电源控制方法
JP2013158134A (ja) * 2012-01-30 2013-08-15 Toyota Motor Corp 電気自動車

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4161721B2 (ja) 2003-01-27 2008-10-08 トヨタ自動車株式会社 車両用電源制御装置
JP2007161000A (ja) 2005-12-12 2007-06-28 Toyota Motor Corp 車両用電源制御装置
JP2009120097A (ja) 2007-11-16 2009-06-04 Jtekt Corp ステアリング装置の制御装置
JP6125855B2 (ja) 2013-02-13 2017-05-10 矢崎総業株式会社 車両用電源管理装置および車両用電源システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004042888A1 (de) * 2002-11-06 2004-05-21 Robert Bosch Gmbh Bordnetz zur versorgung mindestens eines verbrauchers mit erhöhten anforderungen an die verfügbarkeit des bordnetzes
WO2004070911A1 (de) * 2003-02-10 2004-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur energieversorgung eines zweispannungs-bordnetzes
EP1595748A1 (en) * 2003-02-17 2005-11-16 Denso Corporation Vehicle-use supply system
WO2006082125A1 (de) * 2005-01-31 2006-08-10 Robert Bosch Gmbh Bordnetz für sicherheitsrelevante verbraucher
JP2006321322A (ja) * 2005-05-18 2006-11-30 Fujitsu Ten Ltd エンジン自動停止始動装置及び方法
JP2011087408A (ja) * 2009-10-15 2011-04-28 Toyota Motor Corp 車両の電源システム
CN102161331A (zh) * 2010-02-16 2011-08-24 欧姆龙汽车电子株式会社 电源系统和电源控制方法
JP2013158134A (ja) * 2012-01-30 2013-08-15 Toyota Motor Corp 電気自動車

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