[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2014125746A1 - 車両用の電源制御装置 - Google Patents

車両用の電源制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2014125746A1
WO2014125746A1 PCT/JP2013/084610 JP2013084610W WO2014125746A1 WO 2014125746 A1 WO2014125746 A1 WO 2014125746A1 JP 2013084610 W JP2013084610 W JP 2013084610W WO 2014125746 A1 WO2014125746 A1 WO 2014125746A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
duty ratio
load
power
value
power supply
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/084610
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中村 吉秀
晃則 丸山
圭祐 上田
Original Assignee
矢崎総業株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 矢崎総業株式会社 filed Critical 矢崎総業株式会社
Priority to CN201380073205.6A priority Critical patent/CN105189206A/zh
Priority to DE112013006690.4T priority patent/DE112013006690T5/de
Publication of WO2014125746A1 publication Critical patent/WO2014125746A1/ja
Priority to US14/823,111 priority patent/US20150343969A1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/14Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
    • B60Q1/1415Dimming circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/06Arrangements for measuring electric power or power factor by measuring current and voltage
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/133Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique
    • G01R21/1331Measuring real or reactive component, measuring apparent energy
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B39/00Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
    • H05B39/04Controlling
    • H05B39/041Controlling the light-intensity of the source
    • H05B39/044Controlling the light-intensity of the source continuously
    • H05B39/047Controlling the light-intensity of the source continuously with pulse width modulation from a DC power source
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/46The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Definitions

  • the present invention relates to a power supply control device that controls on / off of a semiconductor switching element interposed between a power supply of a vehicle and a load to control power supply from the power supply to the load.
  • power supplied from a power supply to a load is controlled by PWM control of a semiconductor switching element.
  • power supply to the left and right headlights of the vehicle is controlled by PWM control with different duty ratios according to differences in route resistance due to differences in harness route lengths.
  • JP 2010-537873 A JP 2010-537873 A
  • the route resistance of the left and right headlights does not always become a constant value, and varies depending on, for example, changes in the surrounding environment of the headlight, aging of the headlight itself, and the like. Therefore, even if the duty ratio in PWM control during power supply to the left and right headlights is individually set according to the harness route length for each headlight, the left and right headlights are turned on with the same intensity as a result. May not be possible.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to supply electric power from a power source to a plurality of loads of a vehicle using PWM control. It is an object of the present invention to provide a power supply control device capable of maintaining the same power supply to each load even when the resistance characteristics of some loads dynamically change.
  • a power supply control device for controlling power per unit time supplied from a power supply of a vehicle to a load by PWM control.
  • a power data calculation unit that calculates the actual supply power value per unit time of the load for each of a plurality of loads of the vehicle from the current value flowing through the current, the duty ratio thereof, and the power supply voltage, and from the power supply to the load by PWM control.
  • a duty ratio correction value calculation unit for calculating the duty ratio of PWM control for matching the actual power supply value to the target power value supplied per unit time for each load, and the duty of PWM control for each load
  • a duty ratio control unit that corrects the ratio to the duty ratio determined by the duty ratio determination unit.
  • the actual supply power value per unit time actually supplied to the load to which power is supplied from the power supply by PWM control is supplied to the load per unit time.
  • the duty ratio of PWM control is set so as to match the power value.
  • the duty ratio correction contents in the PWM control of each load can be individually determined by comparing the actual supply power value of each load and the target power value, the actual supply power value is compared with other loads, etc. As compared with determining the correction content of the duty ratio, the correction value of the duty ratio in the PWM control of each load can be detected easily and quickly.
  • the power supply control device when supplying power from a power supply to each of a plurality of loads of a vehicle using PWM control, some loads are supplied in the same load. Even if the resistance characteristics of the load change dynamically, the amount of power supplied to each load can be maintained at the same amount of power.
  • FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a basic configuration of a power supply control device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram schematically showing processing performed in the control unit of FIG.
  • FIG. 3 is a timing chart showing a procedure when the current detection unit and the duty ratio detection unit in FIG. 2 detect the load passing current and the duty ratio.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation performed for each load in the power supply control device of FIG.
  • the power supply control device 1 includes semiconductor relays 131 to 13n based on drive signals DR1 to DRn output by the control unit 11 in response to ON / OFF operations of input switches SW1 to SWn mounted on a vehicle (not shown). Is turned on and off to control the supply of power from the power source B of the vehicle to the loads 31 to 3n.
  • each load 31 to 3n is connected to the corresponding semiconductor relay 131 to 13n by a wire harness (not shown), and is assumed to be an electrical component such as a headlight, for example.
  • the control unit 11 is configured by a microcomputer, a custom IC, or the like that realizes various processes by executing a program.
  • the control unit 11 has a power supply voltage input terminal BATT, input terminals IN1 to INn, output terminals OUT1 to OUTn, and detection current input terminals SI1 to SIn.
  • the power supply voltage input terminal BATT is a terminal for monitoring the voltage of the power supply B.
  • a voltage value VB obtained by dividing the power supply voltage by the voltage dividing resistors R1 and R2 is input to the power supply voltage input terminal BATT.
  • the input terminals IN1 to INn are terminals for monitoring the on / off states of the input switches SW1 to SWn, and switch signals S1 to Sn corresponding to the on / off states of the input switches SW1 to SWn are input.
  • the output terminals OUT1 to OUTn respectively output drive signals DR1 to DRn for driving the semiconductor relays 131 to 13n on and off when the switch signals S1 to Sn of the corresponding input terminals IN1 to INn are on.
  • Current detection signals I1 to In from the corresponding semiconductor relays 131 to 13n are input to the detection current input terminals SI1 to SIn, respectively.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing processing executed inside the control unit 11 based on signals from the respective terminals of the control unit 11.
  • the control unit 11 executes the same process individually for each of the loads 31 to 3n. Therefore, in FIG. 2, the processing executed by the control unit 11 is schematically shown for one load 31 (32 to 3n). Therefore, in FIG. 2, other terminals and input / output signals other than the power supply voltage input terminal BATT are shown by omitting branch numbers 1 to n.
  • the control unit 11 executes a program stored in a memory (not shown), thereby causing a power supply voltage detection unit 111, an input determination control unit 112, a PWM duty ratio control unit 113, a current detection unit 114, and a duty ratio detection unit 115.
  • a power supply voltage detection unit 111 an input determination control unit 112
  • a PWM duty ratio control unit 113 a current detection unit 114
  • a duty ratio detection unit 115 Each function of the power data calculation unit 116 and the duty ratio correction value calculation unit 117 is realized.
  • the power supply voltage detector 111 detects the terminal voltage of the power supply B (hereinafter referred to as “power supply voltage”) from the voltage value VB input to the power supply voltage input terminal BATT and the voltage dividing ratio of the voltage dividing resistors R1 and R2.
  • the power supply voltage data signal indicating the value of the detected power supply voltage is output.
  • the input determination control unit 112 determines the on / off state of the input switch SW based on the switch signal S input to the input terminal IN, and outputs the SW input signal when the input switch SW is on.
  • the PWM duty ratio control unit 113 outputs the drive signal DR to the output terminal OUT while the SW input signal from the input determination control unit 112 is being input.
  • the duty ratio of the drive signal DR is set to an initial value immediately after the input switch SW is turned on, and is thereafter corrected to the duty ratio correction value calculated by the duty ratio correction value calculation unit 117.
  • This initial value X 2 is a duty ratio suitable for setting the power value per unit time supplied from the power source B to the load 3 as the target power value.
  • the target power value is set for each load 3 and can be stored, for example, in the memory of the control unit 11.
  • the initial value of the duty ratio of the drive signal DR is set to 100% (DC drive).
  • the current detection unit 114 and the duty ratio detection unit 115 are configured to detect a passing current of the load 3 (load 3) detected by a current sensor circuit (not shown) in the semiconductor relay 13 from the current detection signal I input to the detection current input terminal SI. Current value) and its duty ratio are detected, and a current data signal and a duty ratio signal indicating the detection result are output.
  • FIG. 3 is a timing chart showing a procedure when the current detection unit 114 and the duty ratio detection unit 115 detect the passing current of the load 3 and the duty ratio thereof.
  • the SW input signal from the input determination control unit 112 shown in the upper part of FIG. 3 is switched from OFF to ON, the power from the power source B is supplied to the load 3 via the semiconductor relay 13 that is ON / OFF driven by PWM control using the drive signal DR. Supplied.
  • a current detection signal I corresponding to the current flowing through the load 3 detected by the current sensor circuit of the semiconductor relay 13 is input to the detection current input terminal SI.
  • the current detection unit 114 and the duty ratio detection unit 115 sample the current detection signal I at the detection current input terminal SI at the sample timing shown in the lower part of FIG.
  • the current detection unit 114 uses the average value of each sampling value in the continuous section (on section) where the level from the rising edge to the falling edge of the current detection signal I is not 0 as the passing current of the load 3 (current value flowing through the load). To detect.
  • the duty ratio detection unit 115 identifies the on period and the off period of the current passing through the load 3 of the current detection signal I from the rising and falling timings of the current detection signal I, and loads the load from the identified on period and off period. 3 detects the on / off duty ratio of the passing current.
  • the duty ratio detection unit 115 may detect the duty ratio of the drive signal DR set by the PWM duty ratio control unit 113 as an on / off duty ratio of the passing current of the load 3.
  • the power data calculation unit 116 supplies the load 3 per unit time from the power supply voltage data signal from the power supply voltage detection unit 111 and the current data signal and the duty ratio signal from the current detection unit 114 and the duty ratio detection unit 115.
  • the power data calculation unit 116 multiplies the current passing through the load 3 (current value flowing through the load) indicated by the current data signal and the duty ratio signal and the duty ratio to obtain a current time product, The actual supply power value per unit time is calculated by multiplying the power supply voltage indicated by the power supply voltage data signal. Then, the power data calculation unit 116 outputs a power data signal indicating the calculated actual supply power value.
  • the duty ratio correction value calculation unit 117 calculates a duty ratio correction value (a correction value of the PWM control duty ratio) of the drive signal DR, and outputs a correction duty ratio signal indicating the calculated correction value.
  • the duty ratio correction value of the drive signal DR is obtained by setting the actual supply power value per unit time of the load 3 indicated by the power data signal from the power data calculation unit 116 to the target supply power per unit time corresponding to the load 3 described above. This is intended to match the power value (design value).
  • the load 3 is a valve with a rated power of 60 W
  • the PWM duty ratio control unit 113 When the correction duty ratio signal is input from the duty ratio correction value calculation unit 117 while the drive signal DR is being output to the output terminal OUT, the PWM duty ratio control unit 113 outputs the drive signal DR to the output terminal OUT. Is corrected to the duty ratio correction value of the drive signal DR indicated by the correction duty ratio signal.
  • step S1 it is confirmed from the signal level of the switch signal S whether or not the input switch SW is on (step S1). If the input switch SW is not on (NO in step S1), the function of PWM control of power supply to the load 3 is stopped (step S3), the output of the drive signal DR is stopped, and the semiconductor relay 13 is turned off (step S3). S5), a series of operations are terminated.
  • step S7 the power supply voltage detection unit 111 detects the power supply voltage (0 to 20V) (step S7).
  • the detected power supply voltage is notified to the PWM duty ratio control unit 113 and the power data calculation unit 116 by a power supply voltage data signal.
  • step S9 it is confirmed whether or not the power supply voltage is equal to or lower than the reference voltage value Vref (step S9).
  • the reference voltage value Vref is 13.5V.
  • the function of PWM control of the power supply to the load 3 is stopped (step S11), and the drive signal with a duty ratio of 100 ⁇ % After outputting DR and driving the semiconductor relay 13 in DC (step S13), a series of operations is terminated.
  • the PWM duty ratio control unit 113 calculates (duty ratio calculation) the initial value of the duty ratio of the drive signal DR (step S15). And it is confirmed whether the current detection part 114 detected the ON area of the current detection signal I (the power supply value was detected) (step S17).
  • step S17 If the ON section of the current detection signal I is not detected (NO in step S17), the process proceeds to step S35.
  • the current detection unit 114 detects the passing current of the load 3, and generates a current data signal (step S19).
  • step S21 it is confirmed whether the duty ratio detection unit 115 has detected the duty ratio of the current detection signal I (whether the duty ratio has been detected) (step S21). If the duty ratio of the current detection signal I is not detected (NO in step S21), the process proceeds to step S35.
  • the power data calculation unit 116 calculates power data indicating the actual supply power value per unit time of the load 3 (step S23).
  • step S25 whether or not the actual supply power value per unit time indicated by the calculated power data (the actual supply power value of the load 3) is equal to the target power value (design value) of the supply power per unit time for the load 3 is determined. Confirm (step S25). If equal (YES in step S25), the PWM duty ratio control unit 113 sets the same duty ratio as the current duty ratio calculated by the duty ratio correction value calculation unit 117 as a corrected duty ratio (step S27). ), And proceeds to step S35.
  • step S25 If the actual supply power value (power data) is not equal to the target power value (design value) (NO in step S25), whether or not the actual supply power value (power data) exceeds the target power value (design value). Is confirmed (step S29). If it has exceeded (YES in step S29), after the duty ratio with a value reduced from the current value calculated by the duty ratio correction value calculation unit 117 is set as a corrected duty ratio by the PWM duty ratio control unit 113 (Step S31), the process proceeds to Step S35.
  • step S29 when the actual supply power value (power data) does not exceed the target power value (design value) (NO in step S29), the duty ratio is increased from the current value calculated by the duty ratio correction value calculation unit 117. Is set as the corrected duty ratio by the PWM duty ratio control unit 113 (step S33), and then the process proceeds to step S35.
  • the corrected duty ratio value set in step S31 and step S33 can be determined by the above-described procedure.
  • step S35 the power supply to the load 3 is PWM-controlled, and the drive signal DR having the duty ratio set in any of step S15, step S27, step S31, or step S33 is output to drive the semiconductor relay 13 by PWM control. Later (step S37), the series of operations is terminated.
  • the PWM control is performed so that the actual supply power value of the load 3 obtained from the current value actually flowing through each load 3 and its duty ratio matches the target power value for the load 3.
  • the duty ratio control unit 113 sets the duty ratio of PWM control.
  • the resistance characteristics of the load 3 and the wire harness (not shown) connected to the load 3 fluctuate due to aging and environmental changes. Even if it exists, the duty ratio of PWM control is corrected according to the resistance characteristics after fluctuation, and the state where the power of the target power value is supplied per unit time to all the loads 3 (31 to 3n) is maintained. can do.
  • the load 3 is the left and right headlights of the vehicle
  • dynamic changes such as aging and environmental changes that occur individually in each harness from the power source B to each headlight are performed. Even if there is a difference in resistance characteristic change, the power supplied to each headlight can be made the same. As a result, the luminances of the left and right headlights can be made to coincide with each other with high accuracy.
  • the duty ratio correction contents in the PWM control of each load 3 (31 to 3n) by comparing the actual supply power value of each load 3 (31 to 3n) and the target power value. Can be determined individually. For this reason, the duty ratio in the PWM control of each load 3 (31 to 3n) is determined as compared with the case where the correction content of the duty ratio is determined by comparing the actual supply power value with other loads 3 (31 to 3n). This correction value can be detected easily and quickly.
  • the semiconductor relay 13 (131 to 13n) is used.
  • the power supply to the load 3 (31 to 3n) is PWM controlled using a semiconductor switching element other than the semiconductor relay 13, such as a power semiconductor switch.
  • the present invention is applicable.
  • the power supply control device of the present invention is extremely useful when the power per unit time supplied from the power supply of the vehicle to the load is controlled by PWM control.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

 電源制御装置(1)は、各負荷(3)を実際に流れた電流値とそのデューティ比を電流検出部(114)とデューティ比検出部(115)で検出して、負荷(3)の実供給電力値を電力データ算出部(116)で算出する。算出した実供給電力値が、負荷(3)の目標電力値と一致するように、PWM制御のデューティ比をデューティ比補正値算出部(117)で算出し、PWMデューティ比制御部(113)によるPWM制御のデューティ比として設定する。これにより、負荷(3)や負荷(3)に接続したワイヤハーネスの抵抗特性が経年変化や環境変化によって変動しても、変動後の抵抗特性に応じてPWM制御のデューティ比を補正し、目標電力値の電力が負荷(3)に供給される状態を維持することができる。

Description

車両用の電源制御装置
 本発明は、車両の電源と負荷との間に介設された半導体スイッチング素子のオンオフを制御して、負荷に対する電源からの電力供給を制御する電源制御装置に関する。
 車両においては従来から、電源から負荷に対する供給電力を半導体スイッチング素子のPWM制御によりコントロールすることが行われている。中には、車両の左右のヘッドライトに対する電力供給を、それぞれのハーネス路線長の違いによる路線抵抗の相違に応じて、異なるデューティ比のPWM制御によりコントロールするようにした提案もある。
 この提案では、左右のヘッドライトに対するハーネス路線長が異なっていても、各ヘッドライトを同じ強さで点灯させることを実現させようとしている(特許文献1参照)。
特表2010-537873号公報(JP 2010-537873 A)
 ところで、左右のヘッドライトの路線抵抗はそれぞれ恒久的に一定値とはなる訳ではなく、例えば、ヘッドライトの周辺環境の変化やハーネス、ヘッドライト自身の経年変化等によって変化する。したがって、左右のヘッドライトに対する電力供給時のPWM制御におけるデューティ比を、それぞれのヘッドライトに対するハーネス路線長に応じて個別に設定しても、結果的に左右のヘッドライトを同じ強さで点灯させることができなくなる可能性がある。
 本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、PWM制御を用いて車両の複数の負荷に対して電源からの電力をそれぞれ供給する際に、供給する電力が同じ負荷中において一部の負荷の抵抗特性が動的に変化しても、各負荷への供給電力を同じになるように維持することができる電源制御装置を提供することにある。
 上述の目的を達成するために、本発明の態様に係る電源制御装置は、車両の電源から負荷に供給される単位時間当たりの電力をPWM制御により制御するための電源制御装置であって、負荷を流れた電流値及びそのデューティ比と電源電圧とから、負荷の単位時間あたりの実供給電力値を、車両の複数の負荷毎にそれぞれ算出する電力データ算出部と、PWM制御により電源から負荷に単位時間当たりに供給する目標電力値に実供給電力値を一致させるためのPWM制御のデューティ比を、各負荷毎にそれぞれ算出するデューティ比補正値算出部と、各負荷毎に、PWM制御のデューティ比をデューティ比決定手段が決定したデューティ比にそれぞれ補正するデューティ比制御部と、を備える。
 本発明の態様に係る電源制御装置によれば、PWM制御により電源から電力が供給される負荷に実際に供給される単位時間当たりの実供給電力値が、その負荷に単位時間当たりに供給する目標電力値に一致するように、PWM制御のデューティ比が設定される。
 したがって、PWM制御により電力を供給する複数の負荷の中に、負荷や負荷に接続したハーネスの抵抗特性が経年変化や環境変化によって変動するものが存在しても、変動後の抵抗特性に応じてPWM制御のデューティ比を補正して、全ての負荷にそれぞれ目標電力値の電力が単位時間当たりに供給される状態を維持することができる。
 このため、例えば、PWM制御を用いて車両の複数の負荷に対して電源からの電力を単位時間当たりに同じ目標電力値でそれぞれ供給する際に、一部の負荷の抵抗特性が動的に変化しても、各負荷への供給電力量を同じ電力量に維持することができる。
 また、各負荷の実供給電力値と目標電力値との比較により各負荷のPWM制御におけるデューティ比の補正内容を個別に決定することができるので、他の負荷と実供給電力値を比較する等してデューティ比の補正内容を決定するのに比べて、各負荷のPWM制御におけるデューティ比の補正値を簡便かつ迅速に検出することができる。
 本発明の態様に係る電源制御装置によれば、PWM制御を用いて車両の複数の負荷に対して電源からの電力をそれぞれ供給する際に、供給する電力量が同じ負荷中において一部の負荷の抵抗特性が動的に変化しても、各負荷への供給電力量を同じ電力量に維持することができる。
図1は、実施形態に係る電源制御装置の原理的な構成を示す回路図である。 図2は、図1の制御部において行われる処理を模式的に示す機能ブロック図である。 図3は、図2の電流検出部及びデューティ比検出部が負荷の通過電流及びそのデューティ比を検出する際の手順を示すタイミングチャートである。 図4は、図1の電源制御装置において各負荷毎にそれぞれ行われる動作を示すフローチャートである。
 以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
 実施形態に係る電源制御装置1は、車両(不図示)に搭載された入力スイッチSW1~SWnのオンオフ操作に応じて制御部11が出力する駆動信号DR1~DRnに基づいて、半導体リレー131~13nをオンオフさせて、車両の電源Bから負荷31~3nに対する電力の供給を制御する。
 各負荷31~3nは、実施形態では、ワイヤハーネス(不図示)により対応する半導体リレー131~13nに接続されるもので、例えばヘッドライト等の電装品であるものとする。
 制御部11は、プログラムの実行により各種処理を実現するマイクロコンピュータやカスタムIC等によって構成される。制御部11は、電源電圧入力端子BATT、入力端子IN1~INn、出力端子OUT1~OUTn、検出電流入力端子SI1~SInを有している。
 電源電圧入力端子BATTは、電源Bの電圧をモニタするための端子である。電源電圧入力端子BATTには、電源電圧を分圧抵抗R1,R2で分圧した電圧値VBが入力される。入力端子IN1~INnは、入力スイッチSW1~SWnのオンオフ状態をモニタするための端子で、それぞれの入力スイッチSW1~SWnのオンオフ状態に応じたスイッチ信号S1~Snが入力される。
 出力端子OUT1~OUTnは、対応する入力端子IN1~INnのスイッチ信号S1~Snがオン状態のときに、半導体リレー131~13nをオンオフ駆動するための駆動信号DR1~DRnをそれぞれ出力する。検出電流入力端子SI1~SInには、対応する半導体リレー131~13nからの電流検出信号I1~Inがそれぞれ入力される。
 図2は、制御部11の各端子の信号に基づいて制御部11の内部で実行される処理を模式的に示すブロック図である。
 なお、制御部11は、各負荷31~3n毎にそれぞれ個別に同一の処理を実行する。そこで、図2においては、制御部11が実行する処理を、1つの負荷31(32~3n)について概括的に示す。そのために、図2では、電源電圧入力端子BATTを除く他の端子や入出力信号を、1~nの枝番号を省略して示している。
 制御部11は、メモリ(不図示)に格納されたプログラムを実行することで、電源電圧検出部111、入力判定制御部112、PWMデューティ比制御部113、電流検出部114、デューティ比検出部115、電力データ算出部116、及び、デューティ比補正値算出部117の各機能を実現する。
 電源電圧検出部111は、電源電圧入力端子BATTに入力される電圧値VBと分圧抵抗R1,R2の分圧比とから、電源Bの端子電圧(以下、「電源電圧」という。)を検出し、検出した電源電圧の値を示す電源電圧データ信号を出力する。入力判定制御部112は、入力端子INに入力されるスイッチ信号Sに基づいて、入力スイッチSWのオンオフ状態を判定し、入力スイッチSWのオン状態においてSW入力信号を出力する。
 PWMデューティ比制御部113は、入力判定制御部112からのSW入力信号が入力されている間、出力端子OUTに駆動信号DRを出力する。駆動信号DRのデューティ比は、入力スイッチSWのオン直後は初期値とされ、その後は、デューティ比補正値算出部117が算出するデューティ比補正値に補正される。
 駆動信号DRのデューティ比の初期値は、電源電圧データ信号の示す電源電圧が基準電圧値Vrefを上回るときは、基準電圧値Vrefを電源電圧で除した値X(0 < X < 100)を二乗した値X2に設定される。例えば、電源電圧データ信号の示す電源電圧が15 V、基準電圧値Vrefが13.5 Vである場合、駆動信号DRのデューティ比の初期値は、(13.5/15)2 = 0.81であるから、81 %となる。
 この初期値X2は、負荷3に電源Bが供給する単位時間当たりの電力値を目標電力値とするのに適したデューティ比ということになる。目標電力値は、各負荷3毎に設定され、例えば、制御部11のメモリに格納しておくことができる。
 なお、電源電圧データ信号の示す電源電圧が基準電圧値Vref以下であるときは、駆動信号DRのデューティ比の初期値は100 %(DC駆動)に設定される。
 電流検出部114及びデューティ比検出部115は、検出電流入力端子SIに入力される電流検出信号Iから、半導体リレー13内の電流センサ回路(不図示)が検出する負荷3の通過電流(負荷3を流れた電流値)及びそのデューティ比をそれぞれ検出し、検出結果を示す電流データ信号及びデューティ比信号をそれぞれ出力する。
 図3は、電流検出部114及びデューティ比検出部115が負荷3の通過電流及びそのデューティ比を検出する際の手順を示すタイミングチャートである。図3の上段に示す入力判定制御部112からのSW入力信号がオフからオンに切り替わると、駆動信号DRによるPWM制御でオンオフ駆動された半導体リレー13を介して負荷3に電源Bからの電力が供給される。
 そして、図3の中段に示すように、半導体リレー13の電流センサ回路が検出した負荷3を流れる電流に応じた電流検出信号Iが、検出電流入力端子SIに入力される。電流検出部114及びデューティ比検出部115は、図3の下段に示すサンプルタイミングで検出電流入力端子SIの電流検出信号Iをサンプリングする。
 電流検出部114は、電流検出信号Iの立ち上がりから立ち下がりまでのレベルが0でない連続区間(オン区間)の各サンプリング値の平均値を、負荷3の通過電流(負荷を流れた電流値)として検出する。デューティ比検出部115は、電流検出信号Iの立ち上がりと立ち下がりのタイミングから、電流検出信号Iの負荷3の通過電流のオン区間及びオフ区間を特定し、特定したオン区間及びオフ区間から、負荷3の通過電流のオンオフのデューティ比を検出する。
 なお、デューティ比検出部115は、PWMデューティ比制御部113が設定した駆動信号DRのデューティ比を、負荷3の通過電流のオンオフのデューティ比として検出してもよい。
 電力データ算出部116は、電源電圧検出部111からの電源電圧データ信号と、電流検出部114及びデューティ比検出部115からの電流データ信号及びデューティ比信号とから、単位時間当たりに負荷3に供給された実際の電力値(実供給電力値=実効値)を算出する。
 具体的には、電力データ算出部116は、電流データ信号及びデューティ比信号が示す負荷3の通過電流(負荷を流れた電流値)及びそのデューティ比を乗じて電流時間積を求め、これに、電源電圧データ信号が示す電源電圧を乗じて、単位時間当たりの実供給電力値を算出する。そして、電力データ算出部116は、算出した実供給電力値を示す電力データ信号を出力する。
 例えば、負荷3の通過電流が5.85 A、そのデューティ比が79 %、電源電圧が15 Vである場合、実供給電力値(電力データ)は、15 V × 5.85 A × 79 % = 約69.3 Wとなる。
 デューティ比補正値算出部117は、駆動信号DRのデューティ比補正値(PWM制御のデューティ比の補正値)を算出し、算出した補正値を示す補正デューティ比信号を出力する。
 駆動信号DRのデューティ比補正値は、電力データ算出部116からの電力データ信号が示す負荷3の単位時間当たりの実供給電力値を、上述した負荷3に対応する単位時間当たりの供給電力の目標電力値(設計値)と一致させるためのものである。
 例えば、負荷3が定格電力60 Wのバルブであるとすると、定格電圧12 Vの印加時に負荷3を流れる電流は5 Aである。そのため、基準電圧値Vref = 13.5 Vを負荷3に印加すると、負荷3を流れる電流は、路線抵抗等を無視すると一般的に、5 A × (13.5 V / 12 V)1/2 = 約5.3 Aとなる。そのため、この負荷3の目標電力値(設計値)は、13.5 V × 5.3 A = 約71.6 Wとなる。
 そこで、負荷3の実供給電力値が上述した計算結果のように69.3 Wだった場合、電源電圧が基準電圧値Vref (= 13.5 V)を上回る15 Vであるので、69.3 Wであった実供給電力値が目標電力値である71.6 Wに上がるように、駆動信号DRのデューティ比補正値を算出する。
 この場合のデューティ比補正値は、電源電圧により負荷3をDC駆動した場合の単位時間当たりの負荷3の実供給電力値(15 V × 5.85 A = 87.75 W)で、単位時間当たりの目標電力値(設計値)を除することで(71.6 W / 87.75 W)、算出することができる(デューティ比補正値 = 約82 %)。
 PWMデューティ比制御部113は、出力端子OUTに駆動信号DRを出力している間にデューティ比補正値算出部117からの補正デューティ比信号が入力されると、出力端子OUTに出力する駆動信号DRのデューティ比を、補正デューティ比信号が示す駆動信号DRのデューティ比補正値に補正する。
 次に、電源制御装置1において、各負荷3毎にそれぞれ行われる動作(作用)について、図4のフローチャートを参照して説明する。電源制御装置1においては、一定の周期毎に図4のフローチャートに示す動作が繰り返し行われる。
 まず、スイッチ信号Sの信号レベルから、入力スイッチSWがオンであるか否かを確認する(ステップS1)。入力スイッチSWがオンでない場合は(ステップS1でNO)、負荷3に対する電力供給をPWM制御する機能を停止し(ステップS3)、駆動信号DRの出力を停止して半導体リレー13をオフし(ステップS5)、一連の動作を終了する。
 一方、入力スイッチSWがオンである場合は(ステップS1でYES)、電源電圧検出部111により電源電圧(0 ~ 20 V)を検出する(ステップS7)。検出した電源電圧は、電源電圧データ信号によってPWMデューティ比制御部113と電力データ算出部116に通知する。
 続いて、電源電圧が基準電圧値Vref以下であるか否かを確認する(ステップS9)。ここでは、基準電圧値Vrefが13.5 Vであるものとする。電源電圧が基準電圧値Vref(= 13.5 V)以下である場合は(ステップS9でYES)、負荷3に対する電力供給をPWM制御する機能を停止させ(ステップS11)、デューティ比が100 %の駆動信号DRを出力して半導体リレー13をDC駆動させた後(ステップS13)、一連の動作を終了する。
 一方、電源電圧が基準電圧値Vref以下でない場合は(ステップS9でNO)、駆動信号DRのデューティ比の初期値をPWMデューティ比制御部113が算出(デューティ比算出)する(ステップS15)。そして、電流検出部114が電流検出信号Iのオン区間を検出したか(電源値は検出できたか)否かを確認する(ステップS17)。
 電流検出信号Iのオン区間を検出していない場合は(ステップS17でNO)、ステップS35に進む。また、電流検出信号Iのオン区間を検出した場合は(ステップS17でYES)、電流検出部114により負荷3の通過電流を検出し、電流データ信号を生成する(ステップS19)。
 続いて、デューティ比検出部115が電流検出信号Iのデューティ比を検出したか(デューティ比は検出できたか)否かを確認する(ステップS21)。電流検出信号Iのデューティ比を検出していない場合は(ステップS21でNO)、ステップS35に進む。また、電流検出信号Iのデューティ比を検出した場合は(ステップS21でYES)、電力データ算出部116により負荷3の単位時間当たりの実供給電力値を示す電力データを算出する(ステップS23)。
 そして、算出した電力データ(負荷3の実供給電力値)の示す単位時間当たりの実供給電力値が、負荷3に対する単位時間当たりの供給電力の目標電力値(設計値)と等しいか否かを確認する(ステップS25)。等しい場合は(ステップS25でYES)、デューティ比補正値算出部117で算出した現在のデューティ比と同じデューティ比を、PWMデューティ比制御部113により、補正後のデューティ比として設定した後(ステップS27)、ステップS35に進む。
 実供給電力値(電力データ)が目標電力値(設計値)と等しくない場合は(ステップS25でNO)、実供給電力値(電力データ)が目標電力値(設計値)を上回っているか否かを確認する(ステップS29)。上回っている場合は(ステップS29でYES)、デューティ比補正値算出部117で算出した現在よりも値を減らしたデューティ比を、PWMデューティ比制御部113により、補正後のデューティ比として設定した後(ステップS31)、ステップS35に進む。
 また、実供給電力値(電力データ)が目標電力値(設計値)を上回っていない場合は(ステップS29でNO)、デューティ比補正値算出部117で算出した現在よりも値を増やしたデューティ比を、PWMデューティ比制御部113により、補正後のデューティ比として設定した後(ステップS33)、ステップS35に進む。
 なお、ステップS31及びステップS33で設定する補正後のデューティ比の値は、上述した手順で決定することができる。
 ステップS35では、負荷3に対する電力供給をPWM制御させ、ステップS15、ステップS27、ステップS31、ステップS33のいずれかで設定したデューティ比の駆動信号DRを出力して半導体リレー13をPWM制御駆動させた後(ステップS37)、一連の動作を終了する。
 実施形態に係る電源制御装置1では、各負荷3を実際に流れた電流値とそのデューティ比から求まる負荷3の実供給電力値が、その負荷3についての目標電力値と一致するように、PWMデューティ比制御部113により、PWM制御のデューティ比が設定される。
 したがって、PWM制御により電力を供給する複数の負荷3(31~3n)の中に、負荷3や負荷3に接続したワイヤハーネス(不図示)の抵抗特性が経年変化や環境変化によって変動するものが存在しても、変動後の抵抗特性に応じてPWM制御のデューティ比を補正して、全ての負荷3(31~3n)にそれぞれ目標電力値の電力が単位時間当たりに供給される状態を維持することができる。
 このため、例えば、PWM制御を用いて車両の複数の負荷3(31~3n)に対して電源Bからの電力を単位時間当たりに同じ目標電力値でそれぞれ供給する際に、一部の負荷3(31~3n)の抵抗特性が動的に変化しても、各負荷3(31~3n)への供給電力量を同じ電力量に維持することができる。
 例えば、負荷3が車両の左右のヘッドライトである場合は、上述した制御を個別に行うことで、電源Bから各ヘッドライトへの各ハーネスに個別に生じる経年変化や環境変化等の動的な抵抗特性変化に違いがあっても、各ヘッドライトに供給される電力を同じくすることができる。これにより、左右のヘッドライトの輝度をばらつきなく精度よく一致させることができる。
 また、実施形態に係る電源制御装置1では、各負荷3(31~3n)の実供給電力値と目標電力値との比較により各負荷3(31~3n)のPWM制御におけるデューティ比の補正内容を個別に決定することができる。このため、他の負荷3(31~3n)と実供給電力値を比較する等してデューティ比の補正内容を決定するのに比べて、各負荷3(31~3n)のPWM制御におけるデューティ比の補正値を簡便かつ迅速に検出することができる。
 なお、実施形態では半導体リレー13(131~13n)を用いたが、パワー半導体スイッチ等、半導体リレー13以外の半導体スイッチング素子を用いて負荷3(31~3n)に対する電力供給をPWM制御する場合にも、本発明は適用可能である。
 本発明の電源制御装置は、車両の電源から負荷に供給される単位時間当たりの電力をPWM制御により制御する際に用いて極めて有用である。

Claims (1)

  1.  車両の電源から負荷に供給される単位時間当たりの電力をPWM制御により制御するための電源制御装置であって、
     前記負荷を流れた電流値及びそのデューティ比と前記電源電圧とから、前記負荷の前記単位時間あたりの実供給電力値を、前記車両の複数の負荷毎にそれぞれ算出する電力データ算出部と、
     前記PWM制御により前記電源Bから前記負荷に単位時間当たりに供給する目標電力値に前記実供給電力値を一致させるための前記PWM制御のデューティ比を、前記各負荷毎にそれぞれ算出するデューティ比補正値算出部と、
     前記各負荷毎に、前記PWM制御のデューティ比を前記デューティ比補正値算出部が算出したデューティ比にそれぞれ補正するデューティ比制御部と
    を備えることを特徴とする電源制御装置。
PCT/JP2013/084610 2013-02-18 2013-12-25 車両用の電源制御装置 WO2014125746A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380073205.6A CN105189206A (zh) 2013-02-18 2013-12-25 车辆用的电源控制装置
DE112013006690.4T DE112013006690T5 (de) 2013-02-18 2013-12-25 Fahrzeugstromversorgungs-Steuervorrichtung
US14/823,111 US20150343969A1 (en) 2013-02-18 2015-08-11 Vehicle power supply control device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-028822 2013-02-18
JP2013028822A JP6148492B2 (ja) 2013-02-18 2013-02-18 車両用電源制御装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US14/823,111 Continuation US20150343969A1 (en) 2013-02-18 2015-08-11 Vehicle power supply control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014125746A1 true WO2014125746A1 (ja) 2014-08-21

Family

ID=51353765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/084610 WO2014125746A1 (ja) 2013-02-18 2013-12-25 車両用の電源制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20150343969A1 (ja)
JP (1) JP6148492B2 (ja)
CN (1) CN105189206A (ja)
DE (1) DE112013006690T5 (ja)
WO (1) WO2014125746A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6418681B2 (ja) * 2014-10-31 2018-11-07 株式会社小糸製作所 車両用灯具システム
CN107425546B (zh) * 2017-08-25 2020-09-29 上海蓝瑞电气有限公司 精确调整逆变器母线电压从而提高并网效率的方法
JP6930363B2 (ja) * 2017-10-23 2021-09-01 株式会社デンソー 駆動装置
JP7515331B2 (ja) 2020-07-22 2024-07-12 スタンレー電気株式会社 点灯制御装置、照明装置
CN113382495A (zh) * 2021-05-10 2021-09-10 马瑞利汽车零部件(芜湖)有限公司 可调的用于智能控制灯光的装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006131048A (ja) * 2004-11-04 2006-05-25 Honda Motor Co Ltd 車両用ヘッドライト点灯制御装置
JP2009158291A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Momo Alliance Co Ltd 照明装置
JP2010170845A (ja) * 2009-01-22 2010-08-05 Panasonic Electric Works Co Ltd 電源装置及びそれを用いた照明器具

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080191626A1 (en) * 2007-02-08 2008-08-14 Ford Global Technologies, Llc Lighting system
JP4840328B2 (ja) * 2007-10-25 2011-12-21 住友電装株式会社 Pwm制御方法及び装置、並びに、調光装置
JP5576638B2 (ja) * 2009-11-06 2014-08-20 パナソニック株式会社 点灯装置及びそれを用いた前照灯点灯装置、前照灯、車輌
CN102843805B (zh) * 2011-06-20 2016-06-29 延锋伟世通汽车电子有限公司 一种用于汽车的多路恒流照明电路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006131048A (ja) * 2004-11-04 2006-05-25 Honda Motor Co Ltd 車両用ヘッドライト点灯制御装置
JP2009158291A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Momo Alliance Co Ltd 照明装置
JP2010170845A (ja) * 2009-01-22 2010-08-05 Panasonic Electric Works Co Ltd 電源装置及びそれを用いた照明器具

Also Published As

Publication number Publication date
US20150343969A1 (en) 2015-12-03
JP2014156215A (ja) 2014-08-28
DE112013006690T5 (de) 2015-11-05
JP6148492B2 (ja) 2017-06-14
CN105189206A (zh) 2015-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240334563A1 (en) Led lighting systems with triac dimmers and methods thereof
WO2014125746A1 (ja) 車両用の電源制御装置
WO2016068194A1 (ja) 車両用電源制御装置
US11121630B2 (en) In-vehicle DC-DC converter
US20160295648A1 (en) Led driving circuit
EP2675246A2 (en) Semiconductor-light-source control device
US8896981B2 (en) Relay drive unit
WO2017094762A1 (ja) 給電制御装置
WO2017122664A1 (ja) 給電制御装置
JP5195896B2 (ja) 電気負荷駆動装置
US10261532B1 (en) Load drive circuit
JP5195897B2 (ja) 電気負荷駆動装置
US10135430B2 (en) Adjusting drive strength for driving transistor device
US20110163693A1 (en) Circuit arrangement and method for operating at least one led
JP6240587B2 (ja) 断線検出装置および断線検出方法
JP6387888B2 (ja) 誘導性負荷駆動装置
CN107872150B (zh) 电源装置
US9800155B2 (en) DC-DC converter
JP5207327B2 (ja) Led駆動装置、およびled駆動制御方法
JP6354671B2 (ja) 電子制御装置
JP2016208581A (ja) サージ保護回路
JP7302383B2 (ja) 負荷駆動装置
JP2012049664A (ja) 過電流検出装置
JP5561754B2 (ja) ソレノイドの制御装置
JP2019163961A (ja) 電流検出回路

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201380073205.6

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13874875

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120130066904

Country of ref document: DE

Ref document number: 112013006690

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13874875

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1