JP6350381B2 - Control device, transformer device and power supply system - Google Patents
Control device, transformer device and power supply system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6350381B2 JP6350381B2 JP2015092107A JP2015092107A JP6350381B2 JP 6350381 B2 JP6350381 B2 JP 6350381B2 JP 2015092107 A JP2015092107 A JP 2015092107A JP 2015092107 A JP2015092107 A JP 2015092107A JP 6350381 B2 JP6350381 B2 JP 6350381B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- voltage
- current
- voltage value
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 70
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 51
- HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N (3R,4R)-3,4-dihydroxycyclohexa-1,5-diene-1-carboxylic acid Chemical class O[C@@H]1C=CC(C(O)=O)=C[C@H]1O HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N 0.000 description 124
- 238000000034 method Methods 0.000 description 45
- 230000008569 process Effects 0.000 description 42
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
本発明は、印加された電圧を変圧し、変圧した電圧を出力する変圧回路の動作を制御する制御装置、並びに、該制御装置を備える変圧装置及び電源システムに関する。 The present invention relates to a control device that controls the operation of a transformer circuit that transforms an applied voltage and outputs the transformed voltage, and a transformer device and a power supply system including the control device.
車両に搭載される電源システムとして、車両が減速する場合に車両の運動エネルギーを直流の回生電力に変換する発電機と、発電機が変換した回生電力に係る直流の電圧を変圧し、変圧した電圧を蓄電器に出力する変圧回路とを備える電源システムが提案されている(例えば特許文献1参照)。蓄電器には回生電力が蓄えられる。 As a power supply system mounted on a vehicle, when the vehicle decelerates, a generator that converts the kinetic energy of the vehicle into DC regenerative power and a DC voltage related to the regenerative power converted by the generator are transformed, and the transformed voltage Has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Regenerative power is stored in the battery.
特許文献1に記載の電源システムでは、制御装置は変圧回路の動作を制御する。制御装置には蓄電器の充電を指示する充電指示が入力される。制御装置は、充電指示が入力された場合に、変圧回路に、発電機が出力した電圧を変圧させ、変圧された電圧を一端から蓄電器に出力させる。これにより、蓄電器は充電される。蓄電器は、蓄えた電力を負荷に供給する。
In the power supply system described in
しかしながら、変圧回路と蓄電器とを接続する導線が断線して、変圧回路から蓄電器への電圧が出力される一端が開放されている場合、蓄電器は充電されることはない。この場合、蓄電器に回生電力が蓄えられないので、発電機は、燃料を消費することによって大量の電力を発生させなければならず、車両の燃費が悪化する。変圧回路から電圧が出力される一端が開放している状況を放置することは好ましくない。従って、変圧回路から電圧が出力される一端の開放を適正に検知し、ユーザに修理を促す必要がある。 However, when the conducting wire connecting the transformer circuit and the capacitor is disconnected and one end from which the voltage is output from the transformer circuit to the capacitor is opened, the capacitor is not charged. In this case, since the regenerative power is not stored in the capacitor, the generator must generate a large amount of power by consuming the fuel, and the fuel consumption of the vehicle is deteriorated. It is not desirable to leave the situation where one end where the voltage is output from the transformer circuit is open. Therefore, it is necessary to properly detect the opening of one end from which the voltage is output from the transformer circuit, and to prompt the user to repair.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、変圧回路から電圧が出力される一端の開放を適正に検知することができる制御装置、並びに、該制御装置を備える変圧装置及び電源システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a control device that can properly detect the opening of one end from which a voltage is output from a transformer circuit, and the control device. It is to provide a transformer device and a power supply system provided.
本発明に係る制御装置は、第1端に印加された電圧を変圧し、変圧した電圧を第2端から出力する変圧回路の作動及び停止を制御すると共に、前記第2端から流れる電流値が所定値となるように、前記変圧回路が出力する電圧値を制御する回路制御部を備える制御装置において、前記第2端から出力される電圧に応じた電圧値を取得する取得部と、前記回路制御部が前記変圧回路の動作を停止させている間に前記取得部が取得した第1電圧値に係る値、及び、前記回路制御部が前記変圧回路を作動させた後に前記取得部が取得した第2電圧値に係る値の差分値を算出する算出部と、該算出部が算出した差分値が差分閾値以上であるか否かを判定する差分判定部とを備えることを特徴とする。 The control device according to the present invention transforms the voltage applied to the first end, controls the operation and stop of the transformer circuit that outputs the transformed voltage from the second end, and the current value flowing from the second end is In a control device including a circuit control unit that controls a voltage value output from the transformer circuit so as to be a predetermined value, an acquisition unit that acquires a voltage value corresponding to a voltage output from the second end, and the circuit A value related to the first voltage value acquired by the acquisition unit while the control unit stops the operation of the transformer circuit, and the acquisition unit acquired after the circuit control unit operates the transformer circuit A calculation unit that calculates a difference value between values related to the second voltage value, and a difference determination unit that determines whether or not the difference value calculated by the calculation unit is equal to or greater than a difference threshold value.
本発明にあっては、変圧回路は、第1端に印加された電圧を変圧し、変圧した電圧を、第2端から導線を介して、例えば蓄電器に出力する。第2端から出力される電圧値は、第2端から蓄電器に流れる電流値が所定値となるように制御される。導線の抵抗値が0.01オームであって所定値が100アンペアである場合において、蓄電器の両端間の電圧値が1ボルトであるとき、電線に100アンペアの電流が流れるように、第2端から出力される電圧値は2ボルトに制御される。同様の場合において、蓄電器の両端間の電圧値が2ボルトであるとき、第2端から出力される電圧値は3ボルトに制御される。 In the present invention, the transformer circuit transforms the voltage applied to the first end, and outputs the transformed voltage from the second end to the battery, for example, via the conductor. The voltage value output from the second end is controlled such that the current value flowing from the second end to the battery becomes a predetermined value. When the resistance value of the conductive wire is 0.01 ohm and the predetermined value is 100 amperes, the second end is set such that when the voltage value across the capacitor is 1 volt, a current of 100 amperes flows through the electric wire. Is controlled to 2 volts. In the same case, when the voltage value across the capacitor is 2 volts, the voltage value output from the second end is controlled to 3 volts.
第2端から出力される電圧に応じた電圧値、例えば、第2端における電圧を分圧することによって得られる電圧値を取得する。そして、変圧回路の動作を停止させている間に取得した第1電圧値に係る値、例えば、第1電圧値の平均値と、変圧回路を作動させた後に取得した第2電圧値に係る値、例えば、第2電圧値の平均値との差分値を算出する。その後、算出した差分値が差分閾値以上であるか否かを判定する。 A voltage value corresponding to the voltage output from the second end, for example, a voltage value obtained by dividing the voltage at the second end is acquired. And the value related to the first voltage value acquired while the operation of the transformer circuit is stopped, for example, the average value of the first voltage value and the value related to the second voltage value acquired after operating the transformer circuit For example, a difference value from the average value of the second voltage values is calculated. Thereafter, it is determined whether or not the calculated difference value is greater than or equal to a difference threshold value.
第2端が正常に蓄電器に接続されている場合、前述したように、変圧回路が作動した後、第2端における電圧は徐々に上昇するので、算出される差分値は差分閾値未満である。一方で、変圧回路が電圧を出力する第2端が開放されている場合、第2端から電流が流れないため、変圧回路が作動した後、第2端における電圧は急速に上昇する。このため、算出される差分値は差分閾値以上である。
以上のように、算出された差分値が差分閾値以上であるか否かを判定することによって、変圧回路から電圧が出力される第2端の開放が適正に検知される。
When the second end is normally connected to the capacitor, as described above, the voltage at the second end gradually rises after the transformer circuit is activated, so the calculated difference value is less than the difference threshold. On the other hand, when the second end from which the transformer circuit outputs a voltage is open, no current flows from the second end, so that the voltage at the second end rapidly rises after the transformer circuit is activated. For this reason, the calculated difference value is greater than or equal to the difference threshold.
As described above, by determining whether or not the calculated difference value is greater than or equal to the difference threshold value, the opening of the second end where the voltage is output from the transformer circuit is properly detected.
本発明に係る制御装置は、前記取得部は、前記回路制御部が前記変圧回路を作動させてから、前記電流値が前記所定値に到達するまでに必要な時間が経過した後に前記第2電圧値を取得することを特徴とする。 In the control device according to the present invention, the acquisition unit includes the second voltage after a time required until the current value reaches the predetermined value after the circuit control unit operates the transformer circuit. It is characterized by acquiring a value.
本発明にあっては、第2電圧値の取得は、変圧回路が作動してから、第2端から流れる電流値が所定値に到達するまでに必要な時間が経過した後に行われる。これにより、差分値が適切に算出される。 In the present invention, the acquisition of the second voltage value is performed after the time necessary for the current value flowing from the second end to reach a predetermined value after the transformer circuit is activated. Thereby, a difference value is calculated appropriately.
本発明に係る制御装置は、前記第2電圧値に係る値は、前記取得部が所定期間中に取得した複数の前記第2電圧値に基づくことを特徴とする。 The control device according to the present invention is characterized in that the value related to the second voltage value is based on a plurality of the second voltage values acquired by the acquisition unit during a predetermined period.
本発明にあっては、第2電圧値に係る値は、所定期間中に取得した複数の第2電圧値に基づく。このため、例えば、外乱ノイズによって、第2端の電圧値が一時的に上昇した場合であっても、算出された差分値に与える影響は小さい。 In the present invention, the value related to the second voltage value is based on a plurality of second voltage values acquired during a predetermined period. For this reason, for example, even when the voltage value at the second end temporarily rises due to disturbance noise, the influence on the calculated difference value is small.
本発明に係る制御装置は、前記第2電圧値に係る値は前記第2電圧値の平均値であることを特徴とする。 The control device according to the present invention is characterized in that the value relating to the second voltage value is an average value of the second voltage value.
本発明にあっては、第2電圧値に係る値が第2電圧値の平均値であるので、例えば外乱ノイズによって第2端の電圧値が一時的に上昇した場合であっても、第2電圧値に係る値が大きく変動することはない。 In the present invention, since the value related to the second voltage value is an average value of the second voltage value, even if the voltage value at the second end is temporarily increased due to disturbance noise, for example, The value relating to the voltage value does not vary greatly.
本発明に係る制御装置は、前記第1電圧値に係る値は前記第1電圧値の平均値であることを特徴とする。 The control device according to the present invention is characterized in that the value relating to the first voltage value is an average value of the first voltage value.
本発明にあっては、第1電圧値に係る値が第1電圧値の平均値であるので、例えば外乱ノイズによって第1端の電圧値が一時的に上昇したときであっても、第1電圧値に係る値が大きく変動することはなく、外乱ノイズが、算出された差分値に与える影響は小さい。 In the present invention, since the value related to the first voltage value is an average value of the first voltage value, even when the voltage value at the first end temporarily rises due to disturbance noise, for example, The value related to the voltage value does not fluctuate greatly, and the influence of disturbance noise on the calculated difference value is small.
本発明に係る制御装置は、前記変圧回路は、前記第1端に印加された発電機の出力電圧を変圧し、変圧した電圧を前記第2端から蓄電器に出力し、該第2端から前記蓄電器へ流れる電流は充電電流であることを特徴とする。 In the control device according to the present invention, the transformer circuit transforms the output voltage of the generator applied to the first end, outputs the transformed voltage from the second end to the capacitor, and the second end from the second end The current flowing to the battery is a charging current.
本発明にあっては、変圧回路は、第1端に印加された発電機の出力電圧を変圧し、変圧した電圧を第2端から蓄電器に出力する。これにより、変圧回路から電圧が出力される第2端から蓄電器へ充電電流が流れ、蓄電器が充電される。 In the present invention, the transformer circuit transforms the output voltage of the generator applied to the first end, and outputs the transformed voltage from the second end to the capacitor. As a result, a charging current flows from the second end where the voltage is output from the transformer circuit to the battery, and the battery is charged.
本発明に係る制御装置は、前記電流値が電流閾値未満であるか否かを判定する電流判定部を備え、前記回路制御部は、前記差分判定部によって前記差分値が前記差分閾値以上であると判定され、かつ、前記電流判定部によって前記電流値が前記電流閾値未満であると判定された場合に、前記変圧回路の動作を停止させることを特徴とする。 The control device according to the present invention includes a current determination unit that determines whether or not the current value is less than a current threshold, and the circuit control unit has the difference value equal to or greater than the difference threshold by the difference determination unit. When the current determination unit determines that the current value is less than the current threshold, the operation of the transformer circuit is stopped.
本発明にあっては、変圧回路が電圧を出力する第2端が例えば蓄電器に正常に接続されている場合において、変圧回路が作動したとき、前述したように差分値が差分閾値未満であり、第2端から電流が流れる。変圧回路が電圧を出力する第2端が開放されている場合においては、前述したように差分値が差分閾値以上であり、変圧回路が作動しているか否かに無関係に、第2端から電流が流れることは殆どない。 In the present invention, when the second end from which the transformer circuit outputs a voltage is normally connected to the capacitor, for example, when the transformer circuit is activated, the difference value is less than the difference threshold as described above. Current flows from the second end. When the second end from which the voltage is output by the transformer circuit is open, as described above, the difference value is equal to or greater than the difference threshold, and the current from the second end regardless of whether or not the transformer circuit is operating. Almost never flows.
第1電圧値に係る値と第2電圧値に係る値との差分値が差分閾値以上であると判定し、かつ、第2端から流れる電流値が電流閾値未満であると判定した場合、変圧回路の動作を停止させる。
これにより、変圧回路から電圧が出力される第2端の開放がより適正に検知され、変圧回路が無駄に電力を消費することはない。
When it is determined that the difference value between the value related to the first voltage value and the value related to the second voltage value is greater than or equal to the difference threshold value, and the current value flowing from the second end is determined to be less than the current threshold value, Stop circuit operation.
Thereby, opening of the 2nd end from which a voltage is outputted from a transformer circuit is detected more appropriately, and a transformer circuit does not consume power wastefully.
本発明に係る制御装置は、前記回路制御部は、前記差分判定部によって前記差分値が前記差分閾値以上であると判定された場合に、前記変圧回路の動作を停止させることを特徴とする。 The control device according to the present invention is characterized in that the circuit control unit stops the operation of the transformer circuit when the difference determination unit determines that the difference value is equal to or greater than the difference threshold.
本発明にあっては、第1電圧値に係る値と第2電圧値に係る値との差分値が差分閾値以上であると判定した場合、即ち、変圧回路から電圧が出力される第2端の開放が検知された場合、変圧回路の動作を停止させる。このため、変圧回路が無駄に電力を消費することはない。 In the present invention, when it is determined that the difference value between the value relating to the first voltage value and the value relating to the second voltage value is greater than or equal to the difference threshold value, that is, the second end from which the voltage is output from the transformer circuit. When the opening of the transformer is detected, the operation of the transformer circuit is stopped. For this reason, the transformer circuit does not waste power.
本発明に係る変圧装置は、前述した制御装置と、前記変圧回路と、前記電流値に係る値を検出する電流検出回路と、前記電圧値を検出する電圧検出回路とを備えることを特徴とする。 A transformer device according to the present invention includes the control device described above, the transformer circuit, a current detection circuit that detects a value related to the current value, and a voltage detection circuit that detects the voltage value. .
本発明にあっては、電流検出回路が検出した値が示す電流値が所定値となるように、変圧回路が出力する電圧値を制御する。更に、電圧検出回路が検出した電圧値を取得し、取得した電圧値に基づいて差分値を算出する。 In the present invention, the voltage value output from the transformer circuit is controlled so that the current value indicated by the value detected by the current detection circuit becomes a predetermined value. Further, the voltage value detected by the voltage detection circuit is acquired, and a difference value is calculated based on the acquired voltage value.
本発明に係る電源システムは、前述した変圧装置と、前記変圧回路が出力した電圧が印加される蓄電器とを備えることを特徴とする。 A power supply system according to the present invention includes the above-described transformer device and a capacitor to which a voltage output from the transformer circuit is applied.
本発明にあっては、変圧装置の変圧回路が出力した電圧が蓄電器に印加され、蓄電器は充電される。 In the present invention, the voltage output from the transformer circuit of the transformer device is applied to the capacitor, and the capacitor is charged.
本発明によれば、変圧回路から電圧が出力される第2端の開放を適正に検知することができる。 According to the present invention, it is possible to properly detect the opening of the second end where the voltage is output from the transformer circuit.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図1は本実施の形態における電源システム1の要部構成を示すブロック図である。電源システム1は、車両に好適に搭載され、DCDCコンバータ10、第1蓄電器11、第2蓄電器12、発電機13、負荷14及び報知部15を備える。DCDCコンバータ10は第1端、第2端、第3端及び第4端を有する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a
DCDCコンバータ10に関して、第1端は第2蓄電器12の正極と、発電機13及び負荷14夫々の一端とに接続され、第2端は、導線W1を介して第1蓄電器11の正極に接続され、第3端は報知部15に接続されている。第1蓄電器11及び第2蓄電器12夫々の負極と、発電機13及び負荷14夫々の他端とは接地されている。
With respect to the
DCDCコンバータ10の第4端には、第1蓄電器11の充電を指示する充電指示と、第1蓄電器11の放電を指示する放電指示と、変圧の停止を指示する停止指示とが入力される。
At the fourth end of the
DCDCコンバータ10は、充電指示が入力された場合、第2蓄電器12及び発電機13が接続されている第1端に印加された電圧を変圧し、変圧した電圧を第2端から導線W1を介して第1蓄電器11に出力する。
When a charging instruction is input, the
DCDCコンバータ10は、放電指示が入力された場合、第1蓄電器11が接続されている第2端に印加された電圧を変圧し、変圧した電圧を第1端から第2蓄電器12及び負荷14に出力する。
DCDCコンバータ10は、停止指示が入力された場合、第1端又は第2端に印加された電圧の変圧を停止する。これにより、第1蓄電器11の充電又は放電は停止される。ここで、DCDCコンバータ10が変圧を停止している状態は、充電指示又は放電指示が入力された場合に、DCDCコンバータ10が再び変圧を開始することができる状態、言い換えると、充電指示又は放電指示の入力を待機している状態である。
When a discharge instruction is input, the
When the stop instruction is input, the
DCDCコンバータ10は、例えば、導線W1の断線によって生じる第2端の開放を検知する。DCDCコンバータ10は、第2端の開放を検知した場合、DCDCコンバータ10の第2端の開放を示す報知信号を第3端から報知部15に出力する。
報知部15は、報知信号が入力された場合、図示しないランプの点灯又は図示しない表示部へのメッセージの表示等によって、DCDCコンバータ10の第2端の開放を報知する。これにより、ユーザに電源システム1の修理を促すことができる。
For example, the
When the notification signal is input, the
第1蓄電器11は例えば電気二重層キャパシタである。DCDCコンバータ10が第2端から電圧を出力している場合、第1蓄電器11の両端間に電圧が印加され、第1蓄電器11は充電される。DCDCコンバータ10の第2端から電圧が出力されていない場合、第1蓄電器11は出力電圧を、導線W1を介してDCDCコンバータ10の第2端に印加する。DCDCコンバータ10は、放電指示が入力された場合、第1蓄電器11の出力電圧を変圧する。これにより、第1蓄電器11は放電する。
The
第2蓄電器12は例えば鉛蓄電池である。DCDCコンバータ10が第1端から電圧を出力している場合、又は、発電機13が発電している場合、第2蓄電器12の両端間には電圧が印加され、第2蓄電器12は充電される。DCDCコンバータ10が第1端から電圧を出力しておらず、かつ、発電機13が発電していない場合、第2蓄電器12は、出力電圧を、DCDCコンバータ10の第1端と、負荷14の一端とに印加する。
The
発電機13は、例えば、図示しないアクセルペダルが踏み込まれていない状態で図示しないブレーキペダルが踏み込まれており、かつ、車両が減速している場合に車両の運動エネルギーを交流の回生電力に変換する。発電機13は、交流の回生電力を直流の回生電力に整流し、整流した回生電力に係る直流の電圧を、出力電圧として、DCDCコンバータ10の第1端と、第2蓄電器12の正極と、負荷14の一端とに印加する。
The
負荷14は車両に搭載された電気機器である。負荷14の両端間には、DCDCコンバータ10が第1端から出力した電圧、第2蓄電器12の出力電圧、又は、発電機13の出力電圧が印加される。これにより、負荷14は給電される。
The
図2はDCDCコンバータ10の要部構成を示すブロック図である。DCDCコンバータ10は、変圧回路20、マイクロコンピュータ(以下ではマイコンと記載)21、電流検出回路22,24及び電圧検出回路23,25を有する。
FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the
変圧回路20は、マイコン21と、電流検出回路22,24とに各別に接続されている。電流検出回路22は、更に、導線W1を介して第1蓄電器11の正極に接続されている。電流検出回路22及び導線W1の接続ノードには電圧検出回路23が接続されている。更に、電流検出回路22及び電圧検出回路23はマイコン21に各別に接続されている。電圧検出回路23は更に接地されている。電流検出回路24は更に第2蓄電器12の正極に接続されている。電流検出回路24及び第2蓄電器12の接続ノードには電圧検出回路25が接続されている。更に、電流検出回路24及び電圧検出回路25はマイコン21に各別に接続されている。電圧検出回路25は接地されている。
電流検出回路22及び電圧検出回路23の接続ノードはDCDCコンバータ10の第1端に対応し、電流検出回路24及び電圧検出回路25の接続ノードはDCDCコンバータ10の第2端に対応する。
The
A connection node of the
変圧回路20は、DCDCコンバータ10の第1端に印加された電圧、具体的には、電流検出回路24を介して変圧回路20に印加される第2蓄電器12又は発電機13の出力電圧を変圧し、変圧した電圧を、電流検出回路22を介して第2端から出力する。これにより、第1蓄電器11の両端間には、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第2端から出力した電圧が印加され、第1蓄電器11は充電される。このとき、DCDCコンバータ10の第2端から第1蓄電器11へ流れる電流は充電電流である。
変圧回路20は変圧回路として機能する。
The
The
また、変圧回路20は、DCDCコンバータ10の第2端、具体的には、電流検出回路22を介して変圧回路20に印加される第1蓄電器11の出力電圧を変圧し、変圧した電圧を、電流検出回路24を介して第1端から出力する。これにより、第1蓄電器11は放電する。
Further, the
電流検出回路22は、変圧回路20からDCDCコンバータ10の第2端を介して流れる電流値に係る電圧値Vicを検出する。電流検出回路22は抵抗R1及び差動増幅器A1を有する。抵抗R1の一端は変圧回路20に接続されている。抵抗R1の他端は、DCDCコンバータ10の第2端に対応し、導線W1を介して第1蓄電器11の正極に接続されている。抵抗R1の一端及び他端夫々には、差動増幅器A1のプラス端子及びマイナス端子が接続されている。差動増幅器A1の出力端子はマイコン21に接続されている。
The
抵抗R1を介して、DCDCコンバータ10の第1端及び変圧回路20間に電流が流れる。差動増幅器A1は、抵抗R1の両端間の電圧を増幅し、増幅した電圧を出力端子からマイコン21に出力する。抵抗R1の抵抗値は一定であるため、差動増幅器A1の出力端子からマイコン21へ出力される電圧値Vicは、変圧回路20からDCDCコンバータ10の第2端に流れる電流値が大きい程、高い。
以上のように、電圧値VicはDCDCコンバータ10の第2端から流れる電流値に係る値であり、電流検出回路22は電圧値Vicを検出する。
A current flows between the first end of the
As described above, the voltage value Vic is a value related to the current value flowing from the second end of the
電圧検出回路23は、DCDCコンバータ10の第2端から出力される電圧に応じた電圧値Vcを検出する。電圧検出回路23は抵抗R2,R3を有する。抵抗R2の一端は、抵抗R1の他端、即ち、DCDCコンバータ10の第2端に接続されている。抵抗R2の他端は、マイコン21と、抵抗R3の一端とに接続されている。抵抗R3の他端は接地されている。
The
抵抗R2,R3は、DCDCコンバータ10の第2端における電圧を分圧し、分圧した電圧をマイコン21に出力する。抵抗R2,R3の抵抗値は一定であるため、抵抗R2,R3の分圧比は一定である。このため、抵抗R2,R3の接続ノードからマイコン21へ出力される電圧値Vcは、DCDCコンバータ10の第2端における電圧値が高い程、高い。
以上のように、電圧値Vcは、DCDCコンバータ10の第2端から出力される電圧に応じた電圧値であり、電圧検出回路23は電圧値Vcを検出する。
The resistors R2 and R3 divide the voltage at the second end of the
As described above, the voltage value Vc is a voltage value corresponding to the voltage output from the second end of the
なお、抵抗R2,R3夫々の抵抗値は非常に大きいため、抵抗R2,R3に電流が殆ど流れることはない。このため、変圧回路20から抵抗R1に流れる略全ての電流がDCDCコンバータ10の第2端から第1蓄電器11に流れる。
Since the resistance values of the resistors R2 and R3 are very large, almost no current flows through the resistors R2 and R3. For this reason, substantially all the current that flows from the
電流検出回路24は、変圧回路20からDCDCコンバータ10の第1端を介して流れる電流値に係る電圧値Vibを検出する。電流検出回路24は、抵抗R4及び差動増幅器A2を有する。抵抗R4の一端は変圧回路20に接続されている。抵抗R4の他端は、DCDCコンバータ10の第1端に対応し、第2蓄電器12の正極に接続されている。抵抗R4の一端及び他端夫々には、差動増幅器A2のプラス端子及びマイナス端子が接続されている。差動増幅器A2の出力端子はマイコン21に接続されている。
The
抵抗R4を介して、DCDCコンバータ10の第1端及び変圧回路20間に電流が流れる。差動増幅器A2は、抵抗R4の両端間の電圧を増幅し、増幅した電圧を出力端子からマイコン21に出力する。抵抗R4の抵抗値は一定であるため、差動増幅器A2の出力端子からマイコン21へ出力される電圧値Vibは、変圧回路20からDCDCコンバータ10の第1端に流れる電流値が大きい程、高い。
以上のように、電圧値VibはDCDCコンバータ10の第1端から流れる電流値に係る値であり、電流検出回路24は電圧値Vibを検出する。
A current flows between the first end of the
As described above, the voltage value Vib is a value related to the current value flowing from the first end of the
電圧検出回路25は、DCDCコンバータ10の第1端から出力される電圧に応じた電圧値Vbを検出する。電圧検出回路25は抵抗R5,R6を有する。抵抗R5の一端は、抵抗R4の他端、即ち、DCDCコンバータ10の第1端に接続されている。抵抗R5の他端は、マイコン21と、抵抗R6の一端とに接続されている。抵抗R6の他端は接地されている。
The
抵抗R5,R6は、DCDCコンバータ10の第1端における電圧を分圧し、分圧した電圧をマイコン21に出力する。抵抗R5,R6の抵抗値は一定であるため、抵抗R5,R6の分圧比は一定である。このため、抵抗R5,R6の接続ノードからマイコン21へ出力される電圧値Vbは、DCDCコンバータ10の第1端における電圧値が高い程、高い。
以上のように、電圧値Vbは、DCDCコンバータ10の第1端から出力される電圧に応じた電圧値であり、電圧検出回路25は電圧値Vbを検出する。
The resistors R5 and R6 divide the voltage at the first end of the
As described above, the voltage value Vb is a voltage value corresponding to the voltage output from the first end of the
なお、抵抗R5,R6夫々の抵抗値は非常に大きいため、抵抗R5,R6に電流が殆ど流れることはない。このため、変圧回路20から抵抗R4に流れる略全ての電流はDCDCコンバータ10の第1端から第2蓄電器12及び負荷14に向けて流れる。
Since the resistance values of the resistors R5 and R6 are very large, almost no current flows through the resistors R5 and R6. For this reason, substantially all of the current flowing from the
マイコン21は、半導体素子を用いて構成され、変圧回路20の作動及び停止を制御する。また、マイコン21は、電流検出回路22の差動増幅器A1から入力された電圧値Vicと、電圧検出回路23の抵抗R2,R3の接続ノードから入力された電圧値Vcとに基づいて、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第2端から出力する電圧値を制御する。更に、マイコン21は、電流検出回路24の差動増幅器A2から入力された電圧値Vibと、電圧検出回路25の抵抗R5,R6の接続ノードから入力された電圧値Vbとに基づいて、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第1端から出力する電圧値を制御する。
マイコン21は制御装置として機能し、DCDCコンバータ10は変圧装置として機能する。
The
The
変圧回路20の作動は変圧回路20が変圧を行っていることを意味する。変圧回路20の停止は変圧が停止していることを意味する。変圧回路20が変圧を停止している状態は、マイコン21から入力されている電圧信号に応じて、DCDCコンバータ10を再び変圧を開始することができる状態である。
The operation of the
図3は変圧回路20の回路図である。変圧回路20は、Nチャネル型のFET(Field Effect Transistor)30,31,32,33及びインダクタL1を有する。電流検出回路22の抵抗R1の一端は、FET30のドレインに接続されている。FET30のソースは、FET31のドレインと、インダクタL1の一端とに接続されている。FET31のソースは接地されている。
FIG. 3 is a circuit diagram of the
インダクタL1の他端は、FET32のドレインと、FET33のソースとに接続されている。FET32のソースは接地されている。FET33のドレインは、電流検出回路24の抵抗R4の一端に接続されている。FET30,31,32,33夫々のゲートはマイコン21に各別に接続されている。
The other end of the inductor L1 is connected to the drain of the
FET30,31,32,33夫々はスイッチとして機能する。FET30,31,32,33夫々に関して、ゲートに印加されている電圧値が一定値以上である場合、ドレイン及びソース間に電流が流れることが可能となる。このとき、FET30,31,32,33夫々はオンである。FET30,31,32,33夫々に関して、ゲートに印加されている電圧値が一定値未満である場合、ドレイン及びソース間に電流が流れることはない。このとき、FET30,31,32,33夫々はオフである。
Each of the
マイコン21は、FET30,31,32,33夫々のゲートに印加されている電圧値を調整することによって、FET30,31,32,33夫々をオン又はオフにする。
マイコン21は、FET30,31を相補的にオン又はオフにする。即ち、FET30,31中の一方のFETをオンにした場合、他方のFETをオフにし、FET30,31中の一方のFETをオフにした場合、他方のFETをオンにする。同様に、マイコン21は、FET32,33を相補的にオン又はオフにする。
The
The
マイコン21は、FET30,31夫々のオンを交互に繰り返し、更に、FET32,33夫々のオンを交互に繰り返す。これにより、変圧回路20は作動し、変圧回路20において変圧が行われる。
The
DCDCコンバータ10の第1端に印加されている電圧を変圧する場合、マイコン21は、例えば、FET31,33をオンにする。これにより、インダクタL1では、抵抗R4側から抵抗R1側に向かって電流が流れる。インダクタL1において抵抗R4側から抵抗R1側に向かって電流が流れている状態で、マイコン21がFET32,33夫々のオンを交互に繰り返すことによって、変圧回路20はDCDCコンバータ10の第1端に印加されている電圧を降圧する降圧動作を行う。マイコン21は、同様の状態で、FET30,31夫々のオンを交互に繰り返すことによって、変圧回路20はDCDCコンバータ10の第1端に印加されている電圧を昇圧する昇圧動作を行う。
FET30のオンからFET31のオンへの切替え、及び、FET32のオンからFET33のオンへの切替えは周期的に行われる。
When transforming the voltage applied to the first end of the
Switching from turning on the
インダクタL1において、抵抗R4側から抵抗R1側に向かって電流が流れている状態で、FET33がオンである場合、FET33を介してインダクタL1に電流が流れ、インダクタL1に流れる電流値は一定の傾きで上昇する。同様の状態で、FET32がオンである場合、インダクタL1は放電し、インダクタL1の抵抗R1側の一端から流れる電流値は一定の傾きで低下する。降圧動作において、FET33がオンである期間が長い程、DCDCコンバータ10の第2端から出力される電圧値は高い。
In the inductor L1, when the current is flowing from the resistor R4 side to the resistor R1 side and the
インダクタL1において、抵抗R4側から抵抗R1側に向かって電流が流れている状態で、FET31がオンである場合、インダクタL1に流れる電流値は上昇する。同様の状態で、FET30がオンである場合、インダクタL1は放電し、インダクタL1の抵抗R1側の一端から流れる電流値は一定の傾きで低下する。昇圧動作において、FET31がオンである期間が長い程、DCDCコンバータ10の第2端から出力される電圧値は高い。
In the inductor L1, when the current is flowing from the resistor R4 side to the resistor R1 side and the
DCDCコンバータ10の第2端に印加されている電圧を変圧する場合、マイコン21は、例えば、FET30,32をオンにする。これにより、インダクタL1では、抵抗R1側から抵抗R4側に向かって電流が流れる。インダクタL1において抵抗R1側から抵抗R4側に向かって電流が流れている状態で、マイコン21がFET30,31夫々のオンを交互に繰り返すことによって、変圧回路20は、DCDCコンバータ10の第2端に印加されている電圧を降圧する降圧動作を行う。マイコン21は、同様の状態で、FET32,33夫々のオンを交互に繰り返すことによって、変圧回路20は、DCDCコンバータ10の第2端に印加されている電圧を昇圧する昇圧動作を行う。
FET31のオンからFET30のオンへの切替え、及び、FET33のオンからFET32のオンへの切替えは周期的に行われる。
When transforming the voltage applied to the second end of the
Switching from turning on the
インダクタL1において、抵抗R1側から抵抗R4側に向かって電流が流れている状態で、FET30がオンである場合、FET30を介してインダクタL1に電流が流れ、インダクタL1に流れる電流値は一定の傾きで上昇する。同様の状態で、FET31がオンである場合、インダクタL1は放電し、インダクタL1の抵抗R4側の一端から流れる電流値は一定の傾きで低下する。降圧動作において、FET30がオンである期間が長い程、DCDCコンバータ10の第1端から出力される電圧値は高い。
In the inductor L1, when the current flows from the resistor R1 side to the resistor R4 side and the
インダクタL1において、抵抗R1側から抵抗R4側に向かって電流が流れている状態で、FET32がオンである場合、インダクタL1に流れる電流値は上昇する。同様の状態で、FET33がオンである場合、インダクタL1は放電し、インダクタL1の抵抗R4側の一端から流れる電流値は一定の傾きで低下する。昇圧動作において、FET32がオンである期間が長い程、DCDCコンバータ10の第1端から出力される電圧値は高い。
In the inductor L1, when the current is flowing from the resistor R1 side to the resistor R4 side and the
マイコン21は、FET30,31,32,33夫々のオン期間を調整することによって、DCDCコンバータ10が第1端及び第2端夫々から出力する電圧値を制御する。
また、マイコン21は、FET30,33をオフに維持することによって、変圧回路20に変圧を停止させる。
The
Further, the
マイコン21は、図2に示すように、制御部40、入力部41,42,43,44,45、出力部46,47,48,49,50、A(Analog)/D(Digital)変換部51,52,53,54、記憶部55及びタイマ56を有する。
制御部40、入力部45、出力部46,47,48,49,50、A/D変換部51,52,53,54、記憶部55及びタイマ56はバス57によって接続されている。
As shown in FIG. 2, the
The
出力部46,47,48,49夫々は、バス57の他に、変圧回路20のFET30,31,32,33のゲートに接続されている。A/D変換部51,52,53,54夫々は、バス57の他に、入力部41,42,43,44に接続されている。入力部41,42,43,44夫々は、更に、電流検出回路22の差動増幅器A1の出力端子、電圧検出回路23の抵抗R2,R3の接続ノード、電流検出回路24の差動増幅器A2の出力端子、及び、電圧検出回路25の抵抗R5,R6の接続ノードに接続されている。出力部50は、バス57の他に、報知部15に接続されている。
The
入力部41,42,43,44夫々には、差動増幅器A1の出力端子、抵抗R2,R3の接続ノード、差動増幅器A2の出力端子、及び、抵抗R5,R6の接続ノードから、アナログの電圧値Vic,Vc,Vib,Vbが入力される。入力部41,42,43,44夫々は、アナログの電圧値Vic,Vc,Vib,VbをA/D変換部51,52,53,54に出力する。
Each of the
A/D変換部51は、入力部41から入力されたアナログの電圧値Vicをデジタルの電圧値Vicに変換する。A/D変換部52は、入力部42から入力されたアナログの電圧値Vcをデジタルの電圧値Vcに変換する。A/D変換部53は、入力部43から入力されたアナログの電圧値Vibをデジタルの電圧値Vibに変換する。A/D変換部54は、入力部44から入力されたアナログの電圧値Vbをデジタルの電圧値Vbに変換する。
A/D変換部51,52,53,54夫々が変換した電圧値Vic,Vc,Vib,Vbは、制御部40によって、A/D変換部51,52,53,54から取得される。制御部40は取得部として機能する。
The A /
The voltage values Vic, Vc, Vib, and Vb converted by the A /
入力部45には、充電指示、放電指示及び停止指示が入力される。入力部45は、充電指示、放電指示又は停止指示が入力された場合、その旨を制御部40に通知する。
The
出力部46,47,48,49夫々は、FET30,31,32,33のゲートに電圧を出力しており、FET30,31,32,33のゲートに印加されている電圧値を調整する。これにより、出力部46,47,48,49夫々はFET30,31,32,33をオン又はオフにする。出力部46,47,48,49夫々は、制御部40の指示に従って、FET30,31,32,33をオン又はオフにする。
The
出力部50は、制御部40の指示に従って、報知信号を出力する。
タイマ56は、制御部40の指示に従って計時の開始及び停止を行う。タイマ56が計時している計時時間は、制御部40によって、タイマ56から読み出される。
The
The
記憶部55は不揮発性のメモリであり、記憶部55には制御プログラムが記憶されている。制御部40は、図示しないCPU(Central Processing Unit)を有し、記憶部55に記憶されている制御プログラムを実行することによって、第1蓄電器11を充電する充電処理と、第1蓄電器11に放電させる放電処理と、DCDCコンバータ10の第2端の開放を検知する検知処理とを実行する。
The
制御部40は、出力部46,47,48,49に指示して、変圧回路20が有するFET30,31,32,33夫々をオン又はオフにする。マイコン21によって実行されるFET30,31,32,33夫々のオン又はオフは、具体的には、制御部40によって実行される。
従って、制御部40は、変圧回路20の作動及び停止を制御すると共に、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第1端及び第2端夫々から出力する電圧値を制御する。制御部40は回路制御部としても機能する。
The
Therefore, the
電圧値Vicには一定の上限電圧値Vi1が予め設定されており、電圧値Vcにも一定の上限電圧値V1が予め設定されている。充電処理では、制御部40は、変圧回路20に、DCDCコンバータ10の第1端に印加されている電圧を変圧させ、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第2端から第1蓄電器11に出力している電圧値を上昇させる。
A constant upper limit voltage value Vi1 is preset for the voltage value Vic, and a constant upper limit voltage value V1 is also preset for the voltage value Vc. In the charging process, the
制御部40は、A/D変換部51から取得した電圧値Vicが上限電圧値Vi1となるか、又は、A/D変換部52から取得した電圧値Vcが上限電圧値V1となった場合、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第2端から出力している電圧値の上昇を停止する。その後、制御部40は、DCDCコンバータ10の第2端から出力している電圧値を維持する。充電処理において、制御部40は、入力部45に停止指示が入力された場合、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第2端から出力している電圧値を徐々に低下させる。その後、制御部40は、FET30,33をオフにし、変圧回路20に変圧を停止させ、充電処理を終了する。
When the voltage value Vic acquired from the A /
放電処理も充電処理と同様に制御部40によって実行される。電圧値Vibには一定の上限電圧値Vi2が予め設定されており、電圧値Vbにも一定の上限電圧値V2が予め設定されている。入力部45に放電指示が入力された場合、制御部40は放電処理を実行する。放電処理では、制御部40は、変圧回路20に、DCDCコンバータ10の第2端に印加されている電圧を変圧させ、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第1端から出力している電圧値を上昇させる。
The discharging process is also executed by the
制御部40は、A/D変換部53から取得した電圧値Vibが上限電圧値Vi2となるか、又は、A/D変換部54から取得した電圧値Vbが上限電圧値V2となった場合、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第1端から出力している電圧値の上昇を停止する。その後、制御部40は、DCDCコンバータ10の第1端から出力している電圧値を維持する。放電処理においても、制御部40は、入力部45に停止指示が入力された場合、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第1端から出力している電圧値を徐々に低下させる。その後、制御部40は、FET30,33をオフにし、変圧回路20に変圧を停止させ、放電処理を終了する。
When the voltage value Vib acquired from the A /
図4及び図5は、制御部40が実行する検知処理の手順を示すフローチャートである。制御部40は、変圧回路20に変圧を停止させている状態で入力部45に充電指示が入力された場合に検知処理を開始する。制御部40は、まず、タイマ56に指示して、計時を開始させる(ステップS1)。次に、制御部40は、デジタルの電圧値VcをA/D変換部52から取得し(ステップS2)、タイマ56が計時している計時時間が第1基準時間以上であるか否かを判定する(ステップS3)。第1基準時間は、予め設定されている一定の時間であり、記憶部55に記憶されている。
4 and 5 are flowcharts showing a procedure of detection processing executed by the
制御部40は、計時時間が第1基準時間未満であると判定した場合(S3:NO)、処理をステップS2に戻し、計時時間が第1基準時間となるまで、電圧値Vcを繰り返し取得する。制御部40は、計時時間が第1基準時間以上であると判定した場合(S3:YES)、タイマ56に指示して、計時を終了させる(ステップS4)。次に、制御部40は、計時時間が第1基準時間以上となるまでにステップS2で繰り返し取得した電圧値Vcの第1平均値を算出する(ステップS5)。
以上のように、制御部40は、変圧回路20に変圧を停止させている間に取得した電圧値Vcの第1平均値を算出する。第1平均値は、タイマ56が計時を開始してから、計時時間が第1基準時間以上となるまでに、制御部40が繰り返し取得した複数の電圧値Vcに基づく。本実施の形態においては、第1平均値が第1電圧値に係る値に相当する。
When it is determined that the measured time is less than the first reference time (S3: NO), the
As described above, the
制御部40は、ステップS5を実行した後、前述した第1蓄電器11への充電処理を開始する(ステップS6)。制御部40は、ステップS6を実行した後、検知処理に並行して充電処理を実行する。
After executing Step S5, the
制御部40は、ステップS6を実行した後、タイマ56に指示して、計時を開始させ(ステップS7)、タイマ56が計時している計時時間が第2基準時間以上であるか否かを判定する(ステップS8)。第2基準時間は、第1基準時間と同様に、予め設定された一定の時間であり、記憶部55に記憶されている。
After executing step S6, the
制御部40は、計時時間が第2基準時間未満であると判定した場合(S8:NO)、処理をステップS8に戻す。制御部40は、計時時間が第2基準時間以上であると判定した場合(S8:YES)、タイマ56に指示して計時を終了させる(ステップS9)。
以上のように、検知処理では、制御部40は、ステップS6を実行してから、第2基準時間が経過するまで待機する。
When it is determined that the measured time is less than the second reference time (S8: NO), the
As described above, in the detection process, the
制御部40は、ステップS9を実行した後、タイマ56に指示して計時を開始させる(ステップS10)。次に、制御部40は、デジタルの電圧値VcをA/D変換部52から取得し(ステップS11)、タイマ56が計時している計時時間が第3基準時間以上であるか否かを判定する(ステップS12)。第3基準時間は、第1基準時間及び第2基準時間と同様に、予め設定されている一定の時間であり、記憶部55に記憶されている。
After executing Step S9, the
制御部40は、計時時間が第3基準時間未満であると判定した場合(S12:NO)、処理をステップS11に戻し、計時時間が第3基準時間となるまで、電圧値Vcを繰り返し取得する。制御部40は、計時時間が第3基準時間以上であると判定した場合(S12:YES)、タイマ56に指示して、計時を終了させる(ステップS13)。次に、制御部40は、計時時間が第3基準時間以上となるまでにステップS11で繰り返し取得した電圧値Vcの第2平均値を算出する(ステップS14)。
以上のように、制御部40は、充電処理を開始して変圧回路20に変圧を開始させた後に取得した電圧値Vcの第2平均値を取得する。第2平均値は、タイマ56が計時を開始してから計時時間が第3基準時間以上となるまでに、制御部40が繰り返し取得した複数の電圧値Vcに基づく。本実施の形態においては、第2平均値が第2電圧値に係る値に相当する。
When it is determined that the measured time is less than the third reference time (S12: NO), the
As described above, the
次に、制御部40は、ステップS5で算出した第1平均値と、ステップS14で算出した第2平均値との差分値を算出する(ステップS15)。その後、制御部40は、ステップS15で算出した差分値が差分閾値以上であるか否かを判定する(ステップS16)。差分閾値は、予め設定された一定値であり、記憶部55に記憶されている。制御部40は算出部及び差分判定部としても機能する。
Next, the
制御部40は、差分値が差分閾値以上であると判定した場合(S16:YES)、デジタルの電圧値VicをA/D変換部51から取得し(ステップS17)、取得した電圧値Vicが電圧閾値未満であるか否かを判定する(ステップS18)。電圧閾値は、予め設定された一定値であり、ゼロボルトを超えている。電圧閾値は記憶部55に記憶されている。
When it is determined that the difference value is greater than or equal to the difference threshold (S16: YES), the
電圧値Vicは、前述したように、変圧回路20からDCDCコンバータ10の第2端に流れる電流値が大きい程、高く、電圧検出回路23の抵抗R2,R3には電流は殆ど流れない。従って、電圧値Vicが電圧閾値未満であるか否かを判定することは、DCDCコンバータ10の第2端から第1蓄電器11に流れる電流値が電流閾値未満であるか否かを判定することに相当する。電流閾値は、電圧値Vicが電圧閾値である場合にDCDCコンバータ10の第2端から第1蓄電器11に流れる電流値である。電圧値Vicが電圧閾値未満である場合、DCDCコンバータ10の第2端から流れる電流値は電流閾値未満であり、電圧値Vicが電圧閾値以上である場合、DCDCコンバータ10の第2端から流れる電流値は電流閾値以上である。
制御部40は電流判定部としても機能する。
As described above, the voltage value Vic increases as the current value flowing from the
The
制御部40は、電圧値Vicが電圧閾値未満であると判定した場合(S18:YES)、FET30,33をオフにすることによって変圧回路20に変圧を停止させ(ステップS19)、充電処理を終了する(ステップS20)。その後、制御部40は、出力部50に指示して報知信号を報知部15に出力させる(ステップS21)。
以上のように、制御部40は、第1平均値と第2平均値との差分値が差分閾値以上であると判定し、かつ、電流値Vicが電圧閾値未満であると判定した場合、変圧回路20に変圧を停止させる。
When it is determined that the voltage value Vic is less than the voltage threshold value (S18: YES), the
As described above, when the
制御部40は、差分値が差分閾値未満であると判定した場合(S16:NO)、電圧値Vicが電圧閾値以上であると判定した場合(S18:NO)、又は、ステップS21を実行した後、検知処理を終了する。
When it is determined that the difference value is less than the difference threshold value (S16: NO), the
図6は、DCDCコンバータ10の動作の一例を示すタイミングチャートである。図6には、DCDCコンバータ10の第2端から第1蓄電器11に流れる電流値Icの推移と、電圧値Vcの推移とが示されている。図6には、DCDCコンバータ10と第1蓄電器11とが正常に接続されている場合におけるDCDCコンバータ10の動作例が示されている。
以下では、電圧値Vicが上限電圧値Vi1である場合にDCDCコンバータ10の第2端から第1蓄電器11に流れる電流値を、上限電流値I1と記載する。上限電圧値Vi1は一定値であるため、上限電流値I1も一定値である。
FIG. 6 is a timing chart showing an example of the operation of the
Hereinafter, the current value that flows from the second end of the
前述したように、DCDCコンバータ10が有するマイコン21の入力部45に充電指示が入力された場合、マイコン21の制御部40は検知処理を開始する。制御部40は、検知処理を開始してから第1基準時間が経過するまでに、電圧値VcをA/D変換部52から繰り返し取得し、取得した電圧値Vcの第1平均値を算出する。制御部40は、第1平均値を算出した後、充電処理を開始する。
As described above, when a charging instruction is input to the
充電処理が開始された場合、前述したように、制御部40は、変圧回路20にDCDCコンバータ10の第1端に印加された電圧を変圧させ、変圧された電圧をDCDCコンバータ10の第2端から導線W1を介して第1蓄電器11に出力させる。更に、制御部40は、変圧回路20がDCDCコンバータ10の第2端から第1蓄電器11に出力する電圧値を上昇させる。制御部40は、DCDCコンバータ10の第2端から出力する電圧値を、電圧値Vicが上限電圧値Vi1となるように、即ち、電圧値Vicが示す電流値Icが上限電流値I1となるように制御する。
When the charging process is started, as described above, the
上限電流値I1が100アンペアであり、かつ、導線W1の抵抗値が0.01オームである場合において、第1蓄電器11の両端間の電圧値が1ボルトであるとき、制御部40は、DCDCコンバータ10の第2端から出力する電圧値を2(=100×0.01+1)ボルトに制御する。これにより、導線W1には100アンペアの電流が流れる。第1蓄電器11が充電されて、第1蓄電器11の両端間の電圧値が2ボルトに上昇したとき、制御部40は、DCDCコンバータ10の第2端から出力する電圧値を3(=100×0.01+2)ボルトに制御する。
When the upper limit current value I1 is 100 amperes and the resistance value of the conductive wire W1 is 0.01 ohm, when the voltage value across the
以上のように、充電処理においてDCDCコンバータ10の第2端から出力する電圧値は徐々に上昇し、この電圧値の上昇と共に電圧値Vcも徐々に上昇する。そして、電圧値Vcが上限電圧値V1に到達した場合、制御部40は、DCDCコンバータ10の第2端から出力する電圧値を維持する。その後、DCDCコンバータ10の第2端から出力する電圧値が維持されるので、第1蓄電器11の充電が進むにつれて、第1蓄電器11の両端間の電圧値とDCDCコンバータ10の第2端から出力する電圧値との差が減少する。この差の減少と共に、電流値Icが低下する。
As described above, in the charging process, the voltage value output from the second end of the
検知処理では、制御部40は、充電処理を開始してから、即ち、変圧回路20を作動させてから、第2基準時間が経過するまで待機する。第2基準時間は、DCDCコンバータ10の第2端が第1蓄電器11の正極に正常に接続されている場合において、電流値Icがゼロアンペアから上限電流値I1に到達するまでに必要な時間である。制御部40は、第2基準時間が経過してから第3基準時間が経過するまでに、電圧値VcをA/D変換部52から繰り返し取得し、取得した電圧値Vcの第2平均値を算出する。第1平均値と第2平均値との差が差分値である。
In the detection process, the
第2基準時間は、DCDCコンバータ10の第2端が第1蓄電器11に正常に接続されている場合に実行される充電処理において、電圧値Vcがゼロボルトから上限電圧値V1に到達するまでの時間よりも短い。このため、DCDCコンバータ10の第2端が第1蓄電器11に接続されている場合、差分値は上限電圧値V1未満である。
The second reference time is the time until the voltage value Vc reaches the upper limit voltage value V1 from zero volts in the charging process executed when the second end of the
図7はDCDCコンバータ10の動作の他の例を示すタイミングチャートである。図7にも、図6と同様に、電流値Ic及び電圧値Vcの推移が示されている。図7には、例えば、導線W1の断線によって、DCDCコンバータ10の第2端が開放されている場合におけるDCDCコンバータ10の動作例が示されている。
FIG. 7 is a timing chart showing another example of the operation of the
DCDCコンバータ10の第2端は開放されている場合において、変圧回路20の変圧が停止しているとき、電圧値Vcはゼロボルトである。このため、検知処理において、入力部45に充電指示が入力されてから、第1基準時間が経過するまでに、制御部40がA/D変換部52から取得する電圧値Vcはゼロボルトであり、第1平均値はゼロボルトである。
When the second end of the
第1基準時間が経過して、充電処理が開始された場合、電流値Icは、ゼロアンペアから上昇することはないため、充電処理が開始されてから第2基準時間が経過するまでに、電圧値Vcは、ゼロボルトから上限電圧値V1まで急速に上昇する。その後、電圧値Vcは上限電圧値V1に維持される。このため、第2基準時間が経過してから第3基準時間が経過するまでに、制御部40がA/D変換部52から取得する電圧値Vcは上限電圧値V1であり、第2平均値は上限電圧値V1である。従って、第1平均値及び第2平均値の差分値は上限電圧値V1である。
When the charging process is started after the first reference time has elapsed, the current value Ic does not increase from zero ampere, so the voltage value is increased from the start of the charging process until the second reference time elapses. The value Vc rises rapidly from zero volts to the upper limit voltage value V1. Thereafter, the voltage value Vc is maintained at the upper limit voltage value V1. Therefore, the voltage value Vc that the
差分閾値は、上限電圧値V1、又は、上限電圧値V1未満であって上限電圧値V1に近い電圧値に設定されている。DCDCコンバータ10の第2端が開放されている場合、第1平均値と第2平均値との差分値は差分閾値以上となる。また、電流値Icがゼロアンペアである場合、電圧値Vicはゼロボルトである。更に、電圧閾値は、前述したようにゼロボルトを超えている。
The difference threshold is set to the upper limit voltage value V1 or a voltage value that is less than the upper limit voltage value V1 and close to the upper limit voltage value V1. When the second end of the
差分値が差分閾値以上であって、電圧値Vicが電圧閾値未満である場合、制御部40はDCDCコンバータ10の第2端の開放を検知する。このとき、制御部40は、前述したように、出力部50に報知信号を報知部15に出力させると共に、FET30,33をオフにし、変圧回路20に変圧を停止させる。変圧の停止により、電圧値Vcはゼロボルトに低下する。
When the difference value is equal to or greater than the difference threshold value and the voltage value Vic is less than the voltage threshold value, the
以上のように構成されたマイコン21では、制御部40は、算出した差分値が差分閾値以上であるか否かと、電圧値Vicが電圧閾値未満であるか否かとを判定することによって、DCDCコンバータ10の第2端の開放を適正に検知することができる。また、制御部40は、DCDCコンバータ10の第2端の開放を検知した場合、変圧回路20の変圧を停止させるため、変圧回路20が無駄に電力を消費することはない。更に、制御部40は、充電処理を開始してから第2基準時間が経過した後に第2電圧値を取得するので、第1平均値と第2平均値との差分値を適切に算出することができる。
In the
また、入力部45に充電指示が入力されてから第1基準時間が経過するまでに外乱ノイズによって電圧値Vcが一時的に上昇した場合であっても、第1平均値が大きく変動することはない。従って、外乱ノイズが、制御部40によって算出された差分値に与える影響は小さい。更に、第2基準時間が経過してから第3基準時間が経過するまでに外乱ノイズによって電圧値Vcが一時的に上昇した場合であっても、第2平均値が大きく変動することはない。従って、外乱ノイズが、制御部40によって算出された差分値に与える影響は小さい。
Further, even when the voltage value Vc temporarily rises due to disturbance noise after the charging instruction is input to the
なお、検知処理で制御部40が算出する差分値は、第1平均値と第2平均値との差分値に限定されない。制御部40は、第1平均値の代わりに、例えば、充電処理が開始される前に取得した1つの電圧値Vcを用いて差分値を算出してもよい。同様に、制御部40は、第2平均値の代わりに、例えば、充電処理が開始されてから第2基準時間が経過した後に取得した1つの電圧値Vcを用いて差分値を算出してもよい。
Note that the difference value calculated by the
また、検知処理において、制御部40は、第1平均値の代わりに、タイマ56が計時を開始してから、タイマ56の計時時間が第1基準時間以上となるまでに繰り返し取得した複数の電圧値Vcに基づく値、例えば、複数の電圧値Vc中の中央値を用いて差分値を算出してもよい。この場合でも、入力部45に充電指示が入力されてから第1基準時間が経過するまでに外乱ノイズによって電圧値Vcが一時的に上昇した場合であっても、複数の電圧値Vcに基づく値が大きく変動することはない。従って、外乱ノイズが、制御部40によって算出された差分値に与える影響は小さい。
In the detection process, instead of the first average value, the
同様に、制御部40は、第2平均値の代わりに、タイマ56が計時を開始してからタイマ56の計時時間が第3基準時間以上となるまでに繰り返し取得した複数の電圧値Vcに基づく値、例えば、複数の電圧値Vc中の中央値を用いて差分値を算出してもよい。この場合でも、第2基準時間が経過してから第3基準時間が経過するまでに外乱ノイズによって電圧値Vcが一時的に上昇した場合であっても、複数の電圧値Vcに基づく値が大きく変動することはない。従って、外乱ノイズが、制御部40によって算出された差分値に与える影響は小さい。
Similarly, instead of the second average value, the
更に、検知処理において、差分値は、タイマ56が計時を開始してからタイマ56の計時時間が第1基準時間以上となるまでに制御部40が繰り返し取得した複数の電圧値Vcの総和と、タイマ56が計時を開始してからタイマ56の計時時間が第3基準時間以上となるまでに制御部40が繰り返し取得した複数の電圧値Vcの総和との差分値であってもよい。
Furthermore, in the detection process, the difference value is the sum of a plurality of voltage values Vc repeatedly acquired by the
また、検出処理において、制御部40は、ステップS16で差分値が差分閾値以上であると判定した場合に、タイマ56に計時を開始させ、タイマ56の計時時間が所定時間を経過するまで電圧値Vicを繰り返し取得してもよい。この場合、ステップS18では、制御部40は、取得した複数の電圧値Vicの平均値が電圧閾値未満であるか否かを判定する。制御部40が以上のようにステップS18を実行する構成では、例えば、外乱ノイズによって電圧値Vicが一時的に大きく変動した場合であっても、電圧値Vicの平均値が大きく変動することはない。
In the detection process, when the
また、電圧値Vcは、DCDCコンバータ10の第2端における電圧を分圧することによって得られる電圧値に限定されず、DCDCコンバータ10の第2端から出力される電圧に応じた電圧値であればよい。従って、電圧値Vcは例えばDCDCコンバータ10の第2端の電圧値であってもよい。同様に、電圧値Vbは、DCDCコンバータ10の第1端における電圧を分圧することによって得られる電圧値に限定されず、DCDCコンバータ10の第1端から出力される電圧に応じた電圧値であればよい。従って、電圧値Vbは、例えばDCDCコンバータ10の第1端の電圧値であってもよい。
Further, the voltage value Vc is not limited to a voltage value obtained by dividing the voltage at the second end of the
制御部40は、電圧値Vicが電圧閾値未満であるか否かを判定せず、差分値が差分閾値以上であるか否かに基づいて、DCDCコンバータ10の第2端の開放を検知してもよい。この場合であっても、制御部40は、DCDCコンバータ10の第2端の開放を適正に検知することができる。
The
また、半導体素子を用いて構成されるマイコン21の代わりに、マイコン21と同様の機能を有するアナログ回路を用いてもよい。
更に、FET30,31,32,33夫々は、スイッチとして機能すればよいので、Nチャネル型のFETに限定されず、Pチャネル型のFETであってもよい。更に、FET30,31,32,33に関して、これらの代わりにバイポーラトランジスタを用いてもよい。
また、変圧回路20は、DCDCコンバータ10の第1端及び第2端夫々に印加されている電圧を変圧することができればよく、4つのスイッチを用いて変圧を行う回路に限定されない。
Further, an analog circuit having the same function as that of the
Further, since each of the
Further, the
開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The disclosed embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 電源システム
10 DCDCコンバータ(変圧装置)
11 第1蓄電器(蓄電器)
13 発電機
20 変圧回路
21 マイコン(制御装置)
22 電流検出回路
23 電圧検出回路
40 制御部(回路制御部、取得部、算出部、差分判定部、電流判定部)
1
11 First capacitor (capacitor)
13
22
Claims (10)
前記第2端から出力される電圧に応じた電圧値を取得する取得部と、
前記回路制御部が前記変圧回路の動作を停止させている間に前記取得部が取得した第1電圧値に係る値、及び、前記回路制御部が前記変圧回路を作動させた後に前記取得部が取得した第2電圧値に係る値の差分値を算出する算出部と、
該算出部が算出した差分値が差分閾値以上であるか否かを判定する差分判定部と
を備えることを特徴とする制御装置。 The voltage applied to the first end is transformed, the operation of the transformer circuit that outputs the transformed voltage from the second end is controlled and stopped, and the current value flowing from the second end is set to a predetermined value. In a control device including a circuit control unit that controls a voltage value output by a transformer circuit,
An acquisition unit for acquiring a voltage value corresponding to a voltage output from the second end;
The value related to the first voltage value acquired by the acquisition unit while the circuit control unit stops the operation of the transformer circuit, and the acquisition unit after the circuit control unit operates the transformer circuit A calculation unit for calculating a difference value between the values related to the acquired second voltage value;
And a difference determination unit that determines whether or not the difference value calculated by the calculation unit is equal to or greater than a difference threshold.
を特徴とする請求項1に記載の制御装置。 The acquisition unit acquires the second voltage value after a time necessary for the current value to reach the predetermined value after the circuit control unit operates the transformer circuit. The control device according to claim 1.
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の制御装置。 3. The control device according to claim 1, wherein a value related to the second voltage value is based on a plurality of the second voltage values acquired by the acquisition unit during a predetermined period.
を特徴とする請求項3に記載の制御装置。 The control device according to claim 3, wherein the value related to the second voltage value is an average value of the second voltage values.
を特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の制御装置。 5. The control device according to claim 1, wherein the value relating to the first voltage value is an average value of the first voltage values. 6.
該第2端から前記蓄電器へ流れる電流は充電電流であること
を特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の制御装置。 The transformer circuit transforms the output voltage of the generator applied to the first end, and outputs the transformed voltage from the second end to the capacitor,
The control device according to any one of claims 1 to 5, wherein a current flowing from the second end to the battery is a charging current.
前記回路制御部は、前記差分判定部によって前記差分値が前記差分閾値以上であると判定され、かつ、前記電流判定部によって前記電流値が前記電流閾値未満であると判定された場合に、前記変圧回路の動作を停止させること
を特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の制御装置。 A current determination unit for determining whether the current value is less than a current threshold;
The circuit control unit, when the difference determination unit determines that the difference value is greater than or equal to the difference threshold value, and the current determination unit determines that the current value is less than the current threshold value, The control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the operation of the transformer circuit is stopped.
を特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の制御装置。 The circuit control unit stops the operation of the transformer circuit when the difference determination unit determines that the difference value is equal to or greater than the difference threshold value. The control apparatus as described in any one.
前記変圧回路と、
前記電流値に係る値を検出する電流検出回路と、
前記電圧値を検出する電圧検出回路と
を備えることを特徴とする変圧装置。 A control device according to any one of claims 1 to 8,
The transformer circuit;
A current detection circuit for detecting a value related to the current value;
And a voltage detection circuit for detecting the voltage value.
前記変圧回路が出力した電圧が印加される蓄電器と
を備えることを特徴とする電源システム。 A transformer device according to claim 9;
And a capacitor to which the voltage output from the transformer circuit is applied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015092107A JP6350381B2 (en) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | Control device, transformer device and power supply system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015092107A JP6350381B2 (en) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | Control device, transformer device and power supply system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016208806A JP2016208806A (en) | 2016-12-08 |
JP6350381B2 true JP6350381B2 (en) | 2018-07-04 |
Family
ID=57490685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015092107A Active JP6350381B2 (en) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | Control device, transformer device and power supply system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6350381B2 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08116664A (en) * | 1994-10-14 | 1996-05-07 | Canon Inc | Abnormality detector for power supply |
JP3582358B2 (en) * | 1998-05-18 | 2004-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | DC / DC converter abnormality detection device, abnormality detection method, and vehicle drive system having the abnormality detection function |
JP2014192966A (en) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Toyota Motor Corp | Power supply unit |
JP2015035865A (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Power conversion device |
JP6187180B2 (en) * | 2013-11-18 | 2017-08-30 | 株式会社デンソー | Power conversion system |
JP2015220927A (en) * | 2014-05-20 | 2015-12-07 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Power supply system |
-
2015
- 2015-04-28 JP JP2015092107A patent/JP6350381B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016208806A (en) | 2016-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8526204B2 (en) | Power converter with electrical switching element | |
JP6381023B2 (en) | Inrush current limiting circuit | |
CN112913130B (en) | Voltage supply system and power supply constituting the same | |
JP6751512B2 (en) | In-vehicle power supply | |
US20150307041A1 (en) | Vehicular power supply apparatus | |
US9499063B2 (en) | Power-supply device | |
JP6376422B2 (en) | Charge / discharge device | |
US11707997B2 (en) | In-vehicle DC-DC converter | |
CN109804524B (en) | Spare device for vehicle | |
JP2019221063A5 (en) | ||
JP6543908B2 (en) | Transformer equipment | |
JP2014204541A (en) | Control device | |
JP6350381B2 (en) | Control device, transformer device and power supply system | |
US20120032659A1 (en) | Power supply device | |
JP6635298B2 (en) | Charge / discharge device and power supply device | |
CN112513652A (en) | Internal resistance detection device and power supply device | |
CN112074430A (en) | Vehicle-mounted power supply device | |
JP5881664B2 (en) | Power supply device, control circuit, and control method for power supply device | |
JP6908002B2 (en) | In-vehicle power supply | |
JP6919144B2 (en) | Switching loss evaluation device | |
TW202234784A (en) | Transient response predicting system and method with prediction mechanism of error amplified signal | |
WO2019058821A1 (en) | Power storage apparatus | |
JP2003244936A (en) | Power unit | |
JP6424721B2 (en) | Semiconductor device, transformer device and power supply system | |
CN113812080B (en) | Voltage conversion device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170531 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180508 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180521 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6350381 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |