DE102021112113A1

DE102021112113A1 - Steuerungseinrichtung für eine Leistungsversorgungsschaltung, Speichermedium, das ein die Leistungsversorgungsschaltung steuerndes Programm speichert, und Steuerungsverfahren für eine Leistungsversorgungsschaltung

Info

Publication number: DE102021112113A1
Application number: DE102021112113.2A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Hatano
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-05-13
Filing date: 2021-05-10
Publication date: 2021-11-18
Also published as: CN113676044B; JP7256480B2; US20210359533A1; CN113676044A; JP2021180559A

Abstract

Eine Steuerungseinrichtung weist eine Spannungserhöhungseinheit und eine Vor-Ladesteuerungseinheit auf. Die Spannungserhöhungseinheit stoppt einen Spannungserhöhungsbetrieb eines Wandlers auf der Grundlage eines Wandlersteuerungssignals, das aus der Vor-Ladesteuerungseinheit zugeführt wird. Nachdem die Ladespannung des Kondensators in Reaktion auf ein Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des Wandlers von einer Erhöhung auf eine Verringerung übergeht, unterlässt die Vor-Ladesteuerungseinheit ein Schalten eines Relais, wenn eine Ladespannung eines Kondensators außerhalb eines Sollspannungsbereichs ist, und stellt eine elektrische Verbindung des Relais her, wenn die Ladespannung des Kondensators ein Wert innerhalb eines Sollspannungsbereichs wird.

Description

Hintergrund
1. Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft, eine Steuerungseinrichtung für eine Leistungsversorgungsschaltung, ein Speichermedium, das ein Programm speichert, das eine Leistungsversorgungsschaltung steuert, und ein Steuerungsverfahren für eine Leistungsversorgungsschaltung.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. JP 2008 - 289 326 A offenbart ein elektrisches Leistungssystem, das eine erste Batterie aufweist, die eine wiederaufladbare Batterie aufweist. Die erste Batterie ist mit einer elektrischen Last über Relais verbunden, die selektiv eine elektrische Verbindung herstellen und unterbrechen. Ein Kondensator ist über die Relais und die elektrische Last angeschlossen. Das elektrische Leistungssystem weist ebenfalls eine zweite Batterie auf, die eine kleinere Nennspannung als die erste Batterie aufweist. Die zweite Batterie ist mit einem Wandler verbunden. Der Wandler ist mit dem Relais und der elektrischen Last verbunden, um die Ausgangsspannung der zweiten Batterie zu erhöhen und die Ausgangsspannung an die elektrische Last anzulegen.
Vor Starten einer Zufuhr von Leistung aus der ersten Batterie zu der elektrischen Last führt eine Steuerungseinrichtung des elektrischen Leistungssystems einen Vor-Ladeprozess durch, bei dem die elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie unter elektrischen Last unterbrochen ist. Bei Durchführung des Vor-Ladeprozesses steuert die Steuerungseinrichtung den Wandler zur Durchführung eines Spannungserhöhungsbetriebs an, bis die geladene Spannung des Kondensators, die sich zusammen mit der Ausgangsspannung des Wandlers erhöht, einen Wert erreicht, der im Wesentlichen gleich zu einer Sollspannung ist, die als die Ausgangsspannung der ersten Batterie spezifiziert ist. Wenn der Wandler den Spannungserhöhungsbetrieb beendet, schaltet die Steuerungseinrichtung die Relais ein.
Gemäß einigem Stand der Technik weist eine Steuerungseinrichtung, wie diejenige, die in der vorstehend beschriebenen Veröffentlichung offenbart ist, eine höherrangige Schaltung, die einen Spannungserhöhungsbetrieb durch einen Wandler anweist, und eine niederrangige Schaltung auf, in der der Wandler tatsächlich den Spannungserhöhungsbetrieb durchführt. In einigen Fällen wird die Ausgangsspannung des Wandlers separat von der Erfassung der Ladespannung des Wandlers tatsächlich gemessen. Weiterhin wird in einigen Fällen, während die Ladespannung des Kondensators in der höherrangigen Schaltung beschafft wird, die Ausgangsspannung des Wandlers in der untergeordneten Schaltung beschafft, und wird der Spannungserhöhungsbetrieb durchgeführt, bis die Ausgangsspannung die Sollspannung erreicht.
Es kann ein Beschaffungsfehler auftreten, bei dem die niederrangige Schaltung die Ausgangsspannung des Wandlers nicht beschaffen kann. In diesem Fall kann die niederrangige Schaltung nicht bestimmen, ob die Ausgangsspannung des Wandlers die Sollspannung erreicht hat. Anders ausgedrückt, kann die niederrangige Schaltung den Zeitpunkt, zu dem der Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers gestoppt werden sollte, nicht bestimmen. Um eine derartige Situation zu bewältigen, kann die höherrangige Schaltung den Abschluss des Spannungserhöhungsbetriebs des Wandlers auf der Grundlage der Ladespannung des Kondensators bestimmen und ein Stoppsignal für den Spannungserhöhungsbetrieb zu der niederrangigen Schaltung ausgeben. Jedoch gibt es eine gewisse Verzögerung von dem Zeitpunkt, zu dem die höherrangige Schaltung ein Stoppsignal ausgibt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die niederrangige Schaltung dieses Signal empfängt und tatsächlich den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers stoppt. Der Wandler setzt die Erhöhung der Spannung während der Verzögerung fort. Die Ausgangsspannung des Wandlers kann somit die Zielspannung um eine signifikante Größe überschreiten, wenn der Wandler den Spannungserhöhungsbetrieb beendet und die Relais eingeschaltet werden.
Eine Übertragung von Ladespannung zwischen der höherrangigen Schaltung und der niederrangigen Schaltung benötigt nicht nur in einem Fall, in dem die höherrangige Schaltung ein Stoppsignal zu der niederrangigen Schaltung ausgibt, sondern ebenfalls in einem Fall, in dem die höherrangige Schaltung die Ladespannung des Kondensators zu der niederrangigen Schaltung ausgibt, so dass die niederrangige Schaltung den Abschluss des Spannungserhöhungsbetriebs auf der Grundlage der Ladespannung bestimmt, eine gewisse Zeit. Somit ist der Zeitpunkt, zu dem der Spannungserhöhungsbetrieb als abgeschlossen bestimmt wird, in Bezug auf den Zeitpunkt verzögert, zu dem die in Echtzeit-Ladespannung (die gegenwärtige wahre Ladespannung) die Sollspannung erreicht. Dementsprechend kann die Ausgangsspannung des Wandlers zu dem Zeitpunkt, zu dem die Relais eingeschaltet werden, die Sollspannung um eine signifikante Größe überschreiten, was ähnliche Nachteile wie die vorstehend beschriebenen mit sich bringt.
Zusammenfassung
Diese Zusammenfassung ist bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form einzuführen, die nachstehend ausführlicher in der ausführlichen Beschreibung beschrieben sind. Diese Zusammenfassung soll nicht die Schlüsselmerkmale oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, und soll nicht als eine Hilfe zur Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet werden.
Gemäß einer allgemeinen Ausgestaltung ist eine Steuerungseinrichtung bereitgestellt, die konfiguriert ist, eine Leistungsversorgungsschaltung zu steuern. Die Leistungsversorgungsschaltung weist eine erste Batterie, einen Spannungssensor, der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung der ersten Batterie zu erfassen, ein Relais, das selektiv eine elektrische Verbindung von der ersten Batterie zu einer Last herstellt und unterbricht, eine zweite Batterie, die eine niedrigere Nennspannung als eine Nennspannung der ersten Batterie aufweist, einen Wandler, der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung der zweiten Batterie zu erhöhen und die erhöhte Ausgangsspannung zu einem Abschnitt zwischen dem Relais und der Last auszugeben, einen Wandlerspannungssensor, der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung des Wandlers zu erfassen, einen Kondensator, der sich zwischen dem Relais und der Last befindet und mit dem Relais verbunden ist, und einen Kondensatorspannungssensor auf, der konfiguriert ist, eine Ladespannung des Kondensators zu erfassen. Die Steuerungseinrichtung ist konfiguriert, einen Vor-Ladeprozess auszuführen, der in einem Zustand, in dem die elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie unter Last durch das Relais unterbrochen ist, einen Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers durchführt, bis die Ausgangsspannung des Wandlers ein Wert innerhalb eines Sollspannungsbereichs wird, der auf der Grundlage der Ausgangsspannung der ersten Batterie eingestellt ist. Die Steuerungseinrichtung weist eine Spannungserhöhungseinheit und eine Vor-Ladesteuerungseinheit auf. Die Spannungserhöhungseinheit ist konfiguriert, die Ausgangsspannung des Wandlers zu beschaffen und den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers durchzuführen, bis die Ausgangsspannung des Wandlers ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird. Die Vor-Ladesteuerungseinheit ist konfiguriert, die Ausgangsspannung der ersten Batterie und die Ladespannung des Kondensators zu beschaffen, zu bewirken, dass die Spannungserhöhungseinheit den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers durchführt, und ein Schalten des Relais zu steuern. Die Vor-Ladesteuerungseinheit ist konfiguriert, ein Wandlersteuerungssignal, das sich auf die Ausgangsspannung des Wandlers bezieht, zu der Spannungserhöhungseinheit in einem Fall auszugeben, in dem die Spannungserhöhungseinheit veranlasst wird, den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers in einer Situation durchzuführen, in der ein Beschaffungsfehler aufgetreten ist, bei dem die Spannungserhöhungseinheit nicht in der Lage ist, die Ausgangsspannung des Wandlers zu beschaffen. Die Spannungserhöhungseinheit ist konfiguriert, den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers auf der Grundlage des Wandlersteuerungssignals zu stoppen, das aus der Vor-Ladesteuerungseinheit zugeführt wird. Die Vor-Ladesteuerungseinheit ist konfiguriert, nachdem die Ladespannung des Kondensators in Reaktion auf das Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des Wandlers von einer Erhöhung auf eine Verringerung übergeht, ein Schalten des Relais zu unterlassen, wenn die Ladespannung des Kondensators außerhalb des Sollspannungsbereichs ist, und die elektrische Verbindung des Relais herzustellen, wenn die Ladespannung des Kondensators ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration unterlässt in einem Fall, in dem ein Beschaffungsfehler auftritt, bei dem die Spannungserhöhungseinheit die Ausgangsspannung des Wandlers nicht beschaffen kann, die Vor-Ladesteuerungseinheit ein Schalten des Relais, wenn die Ladespannung des Kondensators ein Wert außerhalb des Sollspannungsbereichs ist, nachdem die Ausgangsspannung des Kondensators den Sollspannungsbereich überschritten hat. Wenn die Ladespannung des Kondensators ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird, stellt die Vor-Ladesteuerungseinheit eine elektrische Verbindung des Relais her. Dementsprechend wird, selbst wenn ein Beschaffungsfehler auftritt, die elektrische Verbindung des Relais zu einem geeigneten Zeitpunkt hergestellt, zu dem die Ausgangsspannung des Wandlers ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird.
In der Steuerungseinrichtung für eine Leistungsversorgungsschaltung kann die Vor-Ladesteuerungseinheit konfiguriert sein, als das Wandlersteuerungssignal ein Stoppsignal, das den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers stoppt, zu der Spannungserhöhungseinheit auszugeben, wenn die Ladespannung des Kondensators die Ausgangsspannung der ersten Batterie erreicht.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration bestimmt die Vor-Ladesteuerungseinheit auf der Grundlage der Ladespannung des Kondensators, den Zeitpunkt, zu dem der Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers gestoppt werden sollte. Dementsprechend wird, selbst wenn ein Beschaffungsfehler auftritt, der Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers zu einem geeigneten Zeitpunkt unter Bezugnahme auf die Ausgangsspannung der ersten Batterie gestoppt.
In der Steuerungseinrichtung für eine Leistungsversorgungsschaltung ist der Kondensator ein erster Kondensator und ist der Wandler ein erster Wandler. Die Steuerungseinrichtung weist weiterhin einen zweiten Kondensator und einen zweiten Wandler auf. Der zweite Kondensator befindet sich zwischen dem ersten Kondensator und der Last und ist parallel zu dem ersten Kondensator geschaltet. Der zweite Wandler ist über den ersten Kondensator und den zweiten Kondensator geschaltet. Der zweite Wandler ist konfiguriert, die Ausgangsspannung der ersten Batterie zu erhöhen und die erhöhte Ausgangsspannung zu der Last auszugeben. Der zweite Wandler weist eine Diode auf, die konfiguriert ist, den Fluss eines Stroms von dem ersten Kondensator zu dem zweiten Kondensator zu erlauben, wohingegen sie den Fluss von Strom von dem zweiten Kondensator zu dem ersten Kondensator unterbindet. Die Vor-Ladesteuerungseinheit kann konfiguriert sein, nach Ausgabe des Stoppsignals zu der Spannungserhöhungseinheit die elektrische Verbindung des Relais herzustellen, wenn eine Ladespannung des ersten Kondensators oder eine Ladespannung des zweiten Kondensators ein Wert ist, der höher als der Ausgangswert der ersten Batterie ist.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird, wenn der erste Wandler zur Durchführung des Spannungserhöhungsbetriebs angesteuert wird, die durch den ersten Wandler ausgegebene Leistung nicht nur zu dem ersten Kondensator, sondern über die Diode ebenfalls zu dem zweiten Kondensator zugeführt. Somit werden, wenn der erste Wandler zur Durchführung des Spannungserhöhungsbetriebs angesteuert wird, der erste Kondensator und der zweite Kondensator beide geladen. Die Ladespannung des ersten Kondensators und die Ladespannung des zweiten Kondensators werden im Wesentlichen gleich zueinander.
Bei einem Beispiel wird angenommen, dass die elektrische Verbindung des Relais in einem Zustand hergestellt wird, in dem die Ladespannungen des ersten Kondensators und des zweiten Kondensators niedriger als die Ausgangsspannung der ersten Batterie in einem Sollspannungsbereich sind. In diesem Fall fließt ein Strom von der ersten Batterie zu der Last. Dabei ist die erste Batterie in der Lage, nicht nur den ersten Kondensator, sondern ebenfalls den zweiten Kondensator über die Diode zu speisen. In diesem Fall fließt ein Strom, der der gesamten elektrostatischen Energie entspricht, die der erste Kondensator und der zweite Kondensator aufweisen, von der ersten Batterie zu der Last.
Im Gegensatz dazu wird in der vorstehend beschriebenen Konfiguration die elektrische Verbindung des Relais in einem Zustand hergestellt, in dem die Ladespannungen des ersten Kondensators und des zweiten Kondensators höher als die Ausgangsspannung der ersten Batterie in dem Sollspannungsbereich sind. In diesem Fall fließt ein Strom von der Last zu der ersten Batterie. Zu dieser Zeit unterbindet die Diode ein Fließen des Stroms aus dem zweiten Kondensator zu der ersten Batterie. Dementsprechend, fließt ein Strom, der der in dem ersten Kondensator gespeicherten Kapazitätsenergie entspricht, zu der ersten Batterie. Daher ist der durch das Relais fließende Strom kleiner als in einem Fall, in dem die elektrische Verbindung des Relais in einem Zustand hergestellt wird, in dem die Ladespannungen des ersten Kondensators und des zweiten Kondensators niedriger als die Ausgangsspannung der ersten Batterie sind. Dies reduziert das Risiko eines Verschmelzens des Relais.
In der Steuerungseinrichtung für eine Leistungsversorgungsschaltung kann die Vor-Ladesteuerungseinheit konfiguriert sein, die elektrische Verbindung des Relais herzustellen, wenn die Ladespannung des ersten Kondensators, aus der Ladespannung des ersten Kondensators und der Ladespannung des zweiten Kondensators, einen Wert aufweist, der höher als die Ausgangsspannung der ersten Batterie ist.
Wenn der erste Kondensator und der zweite Kondensator nach Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des ersten Wandlers entladen werden, unterscheiden sich die Größen der Verringerung in den Ladespannungen pro Zeiteinheit in Abhängigkeit von den Kapazitäten der Kondensatoren. Der zweite Kondensator, der zwischen dem ersten Wandler und der Last platziert ist, muss eine relativ große Kapazität aufweisen, die in der Lage ist, Antriebsleistung für die Last zu speichern. Demgegenüber muss der erste Kondensator, der mit der ersten Batterie verbunden ist, eine relativ kleine Kapazität aufweisen, die in der Lage ist, Leistung zu speichern, die aus der ersten Batterie zugeführt wird. Aufgrund von Differenzen, einschließlich der Differenz in der Kapazität, können die Kapazitäten individueller Produkte, die für den ersten Kondensator in der Leistungsversorgungschaltung verwendet werden, weniger als in dem Fall des zweiten Kondensators variieren. Daher variiert, soweit der erste Kondensator betroffen ist, die Größe der Verringerung in der Ladespannung nach Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs durch den bidirektionalen Wandler nicht signifikant zwischen den individuellen Produkten, so dass der Zeitpunkt des Schaltens des Relais grob bestimmt wird. Dies ist vorteilhaft bei der Ausführung verschiedener Arten von Steuerungen in einer konsistenten Weise vor und nach dem Schalten des Relais.
Gemäß einer weiteren allgemeinen Ausgestaltung ist ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium bereitgestellt, das ein Programm speichert, das bewirkt, dass eine Steuerungseinrichtung einen Prozess ausführt, der eine Leistungsversorgungsschaltung steuert. Die Leistungsversorgungsschaltung weist eine erste Batterie, einen Spannungssensor, der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung der ersten Batterie zu erfassen, ein Relais, das selektiv eine elektrische Verbindung von der ersten Batterie zu einer Last herstellt und unterbricht, eine zweite Batterie, die eine niedrigere Nennspannung als eine Nennspannung der ersten Batterie aufweist, einen Wandler, der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung der zweiten Batterie zu erhöhen und die erhöhte Ausgangsspannung zu einem Abschnitt zwischen dem Relais und der Last auszugeben, einen Wandlerspannungssensor, der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung des Wandlers zu erfassen, einen Kondensator, der sich zwischen dem Relais und der Last befindet und mit dem Relais verbunden ist, und einen Kondensatorspannungssensor auf, der konfiguriert ist, eine Ladespannung des Kondensators zu erfassen. Der Prozess weist einen Vor-Ladeprozess, einen Spannungserhöhungsbetriebsprozess und einen Vor-Ladesteuerungsprozess auf. Der Vor-Ladeprozess führt in einem Zustand, in dem die elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie unter Last durch das Relais unterbrochen ist, einen Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers durch, bis die Ausgangsspannung des Wandlers ein Wert innerhalb eines Sollspannungsbereichs wird, der auf der Grundlage der Ausgangsspannung der ersten Batterie eingestellt ist. Der Spannungserhöhungsbetriebsprozess beschafft die Ausgangsspannung des Wandlers und führt den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers durch, bis die Ausgangsspannung des Wandlers ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird. Der Vor-Ladesteuerungsprozess beschafft die Ausgangsspannung der ersten Batterie und die Ladespannung des Kondensators, bewirkt, dass der Spannungserhöhungsbetriebsprozess den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers durchführt, und steuert ein Schalten des Relais. Der Vor-Ladesteuerungsprozess weist einen Prozess auf, der ein Wandlersteuerungssignal, das sich auf die Ausgangsspannung des Wandlers bezieht, in einem Fall auszugeben, in dem der Spannungserhöhungsbetriebsprozess veranlasst wird, den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers in einer Situation durchzuführen, in der ein Beschaffungsfehler aufgetreten ist, bei dem die Ausgangsspannung des Wandlers in dem Spannungserhöhungsbetriebsprozess nicht beschafft werden kann. Der Spannungserhöhungsbetriebsprozess weist einen Prozess auf, der den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers auf der Grundlage des Wandlersteuerungssignals stoppt, das aus der Vor-Ladesteuerungseinheit zugeführt wird. Der Vor-Ladesteuerungsprozess weist einen Prozess auf, der, nachdem die Ladespannung des Kondensators in Reaktion auf das Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des Wandlers von einer Erhöhung auf eine Verringerung übergeht, ein Schalten des Relais unterlässt, wenn die Ladespannung des Kondensators außerhalb des Sollspannungsbereichs ist, und die elektrische Verbindung des Relais herstellt, wenn die Ladespannung des Kondensators ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird in einem Fall, in dem ein Beschaffungsfehler auftritt, ein Schalten des Relais unterlassen, wenn die Ladespannung des Kondensators ein Wert außerhalb des Sollspannungsbereichs ist, nachdem die Ausgangsspannung des Kondensators den Sollspannungsbereich überschritten hat. Wenn die Ladespannung des Kondensators ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird, wird eine elektrische Verbindung des Relais hergestellt. Dementsprechend wird, selbst wenn ein Beschaffungsfehler auftritt, die elektrische Verbindung des Relais zu einem geeigneten Zeitpunkt hergestellt, zu dem die Ausgangsspannung des Wandlers ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird.
Gemäß einer weiteren allgemeinen Ausgestaltung ist ein Verfahren zur Steuerung einer Leistungsversorgungsschaltung bereitgestellt. Die Leistungsversorgungsschaltung weist eine erste Batterie, einen Spannungssensor, der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung der ersten Batterie zu erfassen, ein Relais, das selektiv eine elektrische Verbindung von der ersten Batterie zu einer Last herstellt und unterbricht, eine zweite Batterie, die eine niedrigere Nennspannung als eine Nennspannung der ersten Batterie aufweist, einen Wandler, der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung der zweiten Batterie zu erhöhen und die erhöhte Ausgangsspannung zu einem Abschnitt zwischen dem Relais und der Last auszugeben, einen Wandlerspannungssensor, der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung des Wandlers zu erfassen, einen Kondensator, der sich zwischen dem Relais und der Last befindet und mit dem Relais verbunden ist, und einen Kondensatorspannungssensor auf, der konfiguriert ist, eine Ladespannung des Kondensators zu erfassen. Das Verfahren weist auf: Ausführen eines Vor-Ladeprozesses, der in einem Zustand, in dem die elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie unter Last durch das Relais unterbrochen ist, einen Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers durchführt, bis die Ausgangsspannung des Wandlers ein Wert innerhalb eines Sollspannungsbereichs wird, der auf der Grundlage der Ausgangsspannung der ersten Batterie eingestellt ist; Ausführen eines Spannungserhöhungsbetriebsprozesses, der die Ausgangsspannung des Wandlers beschafft und den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers durchführt, bis die Ausgangsspannung des Wandlers ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird; und Ausführen eines Vor-Ladesteuerungsprozesses, der die Ausgangsspannung der ersten Batterie und die Ladespannung des Kondensators beschafft, bewirkt, dass der Spannungserhöhungsbetriebsprozess den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers durchführt, und ein Schalten des Relais steuert. Der Vor-Ladesteuerungsprozess weist auf: Ausgeben eines Wandlersteuerungssignals, das sich auf die Ausgangsspannung des Wandlers bezieht, in einem Fall, in dem der Spannungserhöhungsbetriebsprozess veranlasst wird, den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers in einer Situation durchzuführen, in der ein Beschaffungsfehler aufgetreten ist, bei dem die Ausgangsspannung des Wandlers in dem Spannungserhöhungsbetriebsprozess nicht beschafft werden kann. Der Spannungserhöhungsbetriebsprozess weist auf: Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des Wandlers auf der Grundlage des Wandlersteuerungssignals, das in dem Vor-Ladesteuerungsprozess zugeführt wird. Nachdem die Ladespannung des Kondensators in Reaktion auf das Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des Wandlers von einer Erhöhung auf eine Verringerung übergeht, unterlässt der Vor-Ladesteuerungsprozess ein Schalten des Relais, wenn die Ladespannung des Kondensators außerhalb des Sollspannungsbereichs ist, und stellt die elektrische Verbindung des Relais her, wenn die Ladespannung des Kondensators ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird.
Andere Merkmale und Ausgestaltungen werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, der Zeichnungen und der Ansprüche deutlich.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Leistungssystems eines Fahrzeugs.
2 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung eines Vor-Ladeprozesses für einen normalen Zustand veranschaulicht.
3 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung eines Vor-Ladeprozesses für ein Auftreten eines Fehlers veranschaulicht.
4 zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das Beispiele für Änderungen im Laufe der Zeit von verschiedenen Parametern in Bezug auf den Vor-Ladeprozess für das Auftreten des Fehlers veranschaulicht.

In den Zeichnungen und der ausführlichen Beschreibung beziehen sich durchgehend die gleichen Bezugszeichen auf gleiche Elemente. Die Zeichnungen müssen nicht maßstabsgetreu sein, und die relative Größe, Proportionen und Darstellung von Elementen in den Zeichnungen können zur Klarheit, Veranschaulichung und Erleichterung übertrieben sein.
Ausführliche Beschreibung
Diese Beschreibung stellt ein umfassendes Verständnis der Verfahren, Geräte und/oder Systeme bereit, die beschrieben sind. Modifikationen und Äquivalente der Verfahren, Geräte und/oder Systeme, die beschrieben sind, sind für den Fachmann deutlich. Abfolgen von Vorgängen sind beispielhaft, und können geändert werden, wie es für den Fachmann ersichtlich ist, mit der Ausnahme von Vorgängen, die notwendigerweise in einer gewissen Reihenfolge auftreten. Beschreibungen von Funktionen und Konstruktionen, die für den Fachmann allgemein bekannt sind, können entfallen.
Beispielhafte Ausführungsbeispiele weisen unterschiedliche Formen auf und sind nicht auf die beschriebenen Beispiele begrenzt. Jedoch sind die beschriebenen Beispiele umfassend und vollständig, und vermitteln dem Fachmann den vollen Umfang der Offenbarung.
Steuerungseinrichtungen für eine Leistungsversorgungsschaltung 16 gemäß einem Ausführungsbeispiel sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Zunächst ist die schematische Konfiguration eines elektrischen Leistungssystems beschrieben, das an einem Hybridfahrzeug (das nachstehend einfach als Fahrzeug 10 bezeichnet ist) montiert ist.
Wie es in 1 gezeigt ist, weist das Fahrzeug 10 eine Brennkraftmaschine 12 auf, die eine Antriebsquelle des Fahrzeugs 10 ist. Das Fahrzeug 10 weist ebenfalls einen Motorgenerator 14 auf, der eine sich von der Brennkraftmaschine 12 unterscheidende Antriebsquelle ist. Der Motorgenerator 14, fungiert sowohl als Motor als auch als Generator.
Das Fahrzeug 10 weist ebenfalls eine erste Batterie 22 auf, die eine wiederaufladbare Batterie ist, die dem Motorgenerator 14 Leistung zuführt und Leistung aus dem Motorgenerator 14 empfängt. Das heißt, dass die erste Batterie 22 dem Motorgenerator 14 Leistung zuführt und Leistung, die durch den Motorgenerator 14 erzeugt wird, speichert. Die erste Batterie 22 ist eine Fahrbatterie für das Fahrzeug 10, und deren Nennspannung ist beispielsweise in dem Bereich von 200 V bis 250 V. Ein erster Batteriespannungssensor 24, der eine Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 erfasst, ist über den Anschlüssen der ersten Batterie 22 angeschlossen.
Die erste Batterie 22 ist mit einem Tiefsetz-Hochsetzsteller (Buck-Boost-Wandler) 80 über ein Stromleitungspaar verbunden. Der Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 hebt Spannung an und/oder senkt Spannung ab, und gibt die Spannung aus. Insbesondere ist der positive Elektrodenanschluss der ersten Batterie 22 mit dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 über eine erste Positiv-Elektroden-Leitung 31 verbunden. Der negative Elektrodenanschluss der ersten Batterie 22 ist mit dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 über eine erste Negativ-Elektroden-Leitung 32 verbunden.
Ein Stromsensor 26 ist auf der ersten Positiv-Elektroden-Leitung 31 vorgesehen. Der Stromsensor 26 erfasst einen Lade-Entlade-Strom AB, der in der ersten Batterie 22 fließt.
Ein Positiv-Elektroden-Relais 35 ist an einem Abschnitt der ersten Positiv-Elektroden-Leitung 31 zwischen dem Stromsensor 26 und dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 angebracht. Das Positiv-Elektroden-Relais 35 stellt wahlweise die elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie 22 und dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 her und unterbricht sie. Ein Negativ-Elektroden-Relais 36 ist an einem Abschnitt der ersten Negativ-Elektroden-Leitung 32 angebracht. Das Negativ-Elektroden-Relais 36 stellt wahlweise die elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie 22 und dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 her und unterbricht sie. Wenn das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 in einem getrennten Zustand sind, ist die elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie 22 und dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 unterbrochen. Wenn das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 in einem verbundenen Zustand sind, ist die elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie 22 und dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 hergestellt.
Die erste Positiv-Elektroden-Leitung 31 und die erste Negativ-Elektroden-Leitung 32 sind mit einem bidirektionalen Wandler 50 verbunden. Insbesondere ist ein Ende des bidirektionalen Wandlers 50 mit einem Abschnitt der ersten Positiv-Elektroden-Leitung 31 zwischen dem Positiv-Elektroden-Relais 35 und dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 verbunden. Das andere Ende des bidirektionalen Wandlers 50 ist mit einem Abschnitt der ersten Negativ-Elektroden-Leitung 32 zwischen dem Negativ-Elektroden-Relais 36 und dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 verbunden. Der bidirektionale Wandler 50 ist mit einer zweiten Batterie 29 verbunden, die eine wiederaufladbare Batterie ist. Die zweite Batterie 29 wird zum Antrieb von Hilfsvorrichtungen verwendet, und deren Nennspannung ist beispielsweise in dem Bereich von 12 V bis 48 V.
Obwohl es nicht ausführlich veranschaulicht ist, weist der bidirektionale Wandler 50 Transistoren 50C, die Schaltelemente sind, und Freilaufdioden 50D auf. Jeder Transistor 50C ist parallel zu der entsprechenden Diode 50D geschaltet. Der bidirektionale Wandler 50 hebt die Spannung an oder senkt sie ab, und gibt die Spannung aus. Insbesondere hebt der bidirektionale Wandler 50 die Ausgangsspannung der zweiten Batterie 29 an, und gibt die Spannung zu der ersten Positiv-Elektroden-Leitung 31 und der ersten Negativ-Elektroden-Leitung 32 aus. Außerdem senkt der bidirektionale Wandler 50 die Spannung der ersten Positiv-Elektroden-Leitung 31 und der ersten Negativ-Elektroden-Leitung 32 ab und gibt die Spannung zu der zweiten Batterie 29 aus. Ein Wandlerspannungssensor 52 ist mit dem bidirektionalen Wandler 50 verbunden. Der Wandlerspannungssensor 52 erfasst, als eine Wandlerausgangsspannung VB, eine Ausgangsspannung des bidirektionalen Wandlers 50 an der ersten Positiv-Elektroden-Leitung 31 und der ersten Negativ-Elektroden-Leitung 32.
Ein erster Kondensator 41 ist mit der ersten Positiv-Elektroden-Leitung 31 und der ersten Negativ-Elektroden-Leitung 32 verbunden. Der erste Kondensator 41 glättet die Spannung zwischen der ersten Batterie 22 und dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80. Insbesondere ist ein Ende des ersten Kondensators 41 mit einem Abschnitt der ersten Positiv-Elektroden-Leitung 31 zwischen dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 und dem Verbindungspunkt mit dem bidirektionalen Wandler 50 verbunden. Das andere Ende des ersten Kondensators 41 ist mit einem Abschnitt der ersten Negativ-Elektroden-Leitung 32 zwischen dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 und dem Verbindungspunkt mit dem bidirektionalen Wandler 50 verbunden. Das heißt, dass der erste Kondensator 41 mit dem Positiv-Elektroden-Relais 35 über die erste Positiv-Elektroden-Leitung 31 in einem Abschnitt zwischen dem Positiv-Elektroden-Relais 35 und dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 verbunden ist. Der erste Kondensator 41 ist ebenfalls mit dem Negativ-Elektroden-Relais 36 über die erste Negativ-Elektroden-Leitung 32 in einem Abschnitt zwischen dem Negativ-Elektroden-Relais 36 und dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 verbunden. Ein erster Kondensatorspannungssensor 43, der eine Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 erfasst, ist über den Anschlüssen des ersten Kondensators 41 angeschlossen.
Der Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 weist einen ersten Transistor 81 und einen zweiten Transistor 82 auf, die Schaltelemente sind und miteinander in Reihe geschaltet sind. Der erste Transistor 81 und der zweite Transistor 82 sind beide NPN-Transistoren. Der erste Transistor 81 ist parallel zu einer ersten Freilaufdiode 85 geschaltet. Der zweite Transistor 82 ist parallel zu einer zweiten Freilaufdioden 86 geschaltet.
Der Verbindungspunkt des Emitteranschlusses des ersten Transistors 81 und des Kollektoranschlusses des zweiten Transistors 82 ist über eine Drosselspule 88 mit der ersten Positiv-Elektroden-Leitung 31 verbunden. Der Kollektoranschluss des ersten Transistors 81 ist über eine zweite Positiv-Elektroden-Leitung 71 mit einem Wechselrichter 90 verbunden. Der Emitteranschluss des zweiten Transistors 82 ist über eine zweite Negativ-Elektroden-Leitung 72 mit der ersten Negativ-Elektroden-Leitung 32 und mit dem Wechselrichter 90 verbunden.
Obwohl es nicht dargestellt ist, empfangen der Basisanschluss des ersten Transistors 31 und der Basisanschluss des zweiten Transistors 82 eine Steuerungsspannung, die selektiv die Transistoren 81 und 82 ein- und ausschaltet.
Mit der vorstehend beschriebenen Verbindung hebt der Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 an und gibt die Ausgangsspannung VB zu dem Wechselrichter 90 aus, und senkt die von dem Wechselrichter 90 ausgegebene Spannung ab und gibt die Spannung zu der ersten Batterie 22 aus. Der Wechselrichter 90 ist mit dem Motorgenerator 14 verbunden. Der Wechselrichter 90 wechselt zwischen Gleichstromleistung und Wechselstromleistung zwischen dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 und dem Motorgenerator 14.
Ein zweiter Kondensator 61 ist mit der zweiten Positiv-Elektroden-Leitung 71 und der zweiten Negativ-Elektroden-Leitung 72 verbunden. Der zweite Kondensator 61 glättet die Spannung zwischen dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 und dem Wechselrichter 90. Das heißt, dass der zweite Kondensator 61 zu dem ersten Kondensator 61 mit dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 dazwischen parallel geschaltet ist. Der erste Transistor 81 und die erste Diode 85 des Tiefsetz-Hochsetzstellers 80 sind zwischen der zweiten Positiv-Elektroden-Leitung 71, die mit dem zweiten Kondensator 61 verbunden ist, und der ersten Positiv-Elektroden-Leitung 31 geschaltet, die mit dem ersten Kondensator 41 verbunden ist. Die erste Diode 85, die ein Freilaufelement für den ersten Transistor 81 ist, erlaubt einen Stromfluss von dem Emitteranschluss zu dem Kollektoranschluss des ersten Transistors 85, wohingegen ein Stromfluss in der umgekehrten Richtung unterbunden wird. Das heißt, dass die erste Diode 85 den Stromfluss von dem ersten Kondensator 41 zu dem zweiten Kondensator 61 erlaubt, wohingegen der Stromfluss von dem zweiten Kondensator 61 zu dem ersten Kondensator 41 unterbunden wird.
Ein zweiter Kondensatorspannungssensor 63, der eine Ladespannung VC2 des zweiten Kondensators 61 erfasst, ist über den Anschlüssen des zweiten Kondensators 61 angeschlossen.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet das elektrische System zwischen dem Wechselrichter 90 und der ersten Batterie 22 eine Leistungsversorgungsschaltung 16. Das heißt, dass die Leistungsversorgungsschaltung 16 die erste Batterie 22, den ersten Batteriespannungssensor 24, den Stromsensor 26, die erste Positiv-Elektroden-Leitung 31, die erste Negativ-Elektroden-Leitung 32, das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 aufweist. Die Leistungsversorgungsschaltung 16 weist ebenfalls den ersten Kondensator 41, den ersten Kondensatorspannungssensor 43, den zweiten Kondensator 61, den zweiten Kondensatorspannungssensor 63, die zweite Positiv-Elektroden-Leitung 71 und die zweite Negativ-Elektroden-Leitung 72 auf. Die Leistungsversorgungsschaltung 16 weist weiterhin die zweite Batterie 29, den bidirektionalen Wandler 50, den Wandlerspannungssensor 52 und den Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 auf. Der bidirektionale Wandler 50 ist ein erster Wandler, und der Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 ist ein zweiter Wandler.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden der Wechselrichter 90 und der Motorgenerator 14 eine elektrische Last (die nachstehend einfach als eine Last bezeichnet ist) 18. Die Last 18 und die Leistungsversorgungsschaltung 16 bilden ein elektrisches Leistungssystem. Das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36, die zwischen der ersten Batterie 22 und dem Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 angeordnet sind, stellen im Wesentlichen selektiv die elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie 22 und der Last 18 her und unterbrechen sie.
Nachstehend ist die Steuerungskonfiguration des Fahrzeugs 10 beschrieben.
Das Fahrzeug 10 ist mit einer Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 ausgerüstet, die verschiedene Komponenten des Fahrzeugs 10 einschließlich des elektrischen Leistungssystems steuert. Das Fahrzeug 10 ist ebenfalls mit einer Wandlersteuerungseinrichtung 200 ausgerüstet, die den bidirektionalen Wandler 50 steuert. Die Wandlersteuerungseinrichtung 200 ist eine Steuerungseinrichtung speziell für den bidirektionalen Wandler 50. Die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 ist eine höherrangige Steuerungseinrichtung in Bezug auf die Wandlersteuerungseinrichtung 200, und steuert die Wandlersteuerungseinrichtung 200 zur Steuerung des bidirektionalen Wandlers 50. Die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 und die Wandlersteuerungseinrichtung 200 bilden eine Leistungsversorgungssteuerungseinrichtung 11, die die Leistungsversorgungsschaltung 16 steuert.
Die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 und die Wandlersteuerungseinrichtung 200 können jeweils einen oder mehrere Prozessoren aufweisen, die verschiedene Prozesse entsprechend Computerprogrammen (Software) durchführen. Die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 und die Wandlersteuerungseinrichtung 200 können jeweils eine Schaltung sein, die eine oder mehrere spezielle Hardwareschaltungen wie anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC (application specific integrated circuits)), die zumindest einen Teil von verschiedenen Prozessen ausführen, oder eine Kombination davon aufweisen. Die Prozessoren weisen CPUs auf. Die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 weist einen Speicher 106, wie ein RAM oder ein ROM auf. Die Wandlersteuerungseinrichtung 200 weist einen Speicher 206, wie ein RAM oder ein ROM auf. Die Speicher 106, 206 speichern jeweils Programmcodes oder Befehle, die konfiguriert sind, zu bewirken, dass die CPU Leistungsversorgungsschaltungssteuerungsprogramme ausführt. Die Speicher 106 und 206 weisen irgendeine Art eines verfügbaren nicht-flüchtigen (nontransitory) computerlesbaren Speichermediums auf, auf das durch einen Universalcomputer oder einen speziellen Computer zugegriffen werden kann.
Die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 empfängt Erfassungssignale aus verschiedenen Sensoren, die an dem Fahrzeug 10 montiert sind. Insbesondere empfängt die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 die nachstehend beschriebenen verschiedenen Signale:

die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22, die durch den ersten Batterie Spannungssensor 24 erfasst wird,
den Lade-Entlade-Strom AB der ersten Batterie 22, der durch den Stromsensor 26 erfasst wird,
die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41, die durch den ersten Kondensatorspannungssensor 43 erfasst wird, und
die Ladespannung VC2 des zweiten Kondensators 61, die durch den zweiten Kondensatorspannungssensor 63 erfasst wird.

Außerdem empfängt die Wandlersteuerungseinrichtung 200 ein Signal in Bezug auf die Wandlerausgangsspannung VD, die durch den Wandlerspannungssensor 52 erfasst wird.
Wenn ein Zündschalter G des Fahrzeugs 10 eingeschaltet wird, wird die elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie 22 und der Last 18 mittels des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 (die nachstehend einfach als die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 bezeichnet ist) hergestellt, so dass eine Leistungszufuhr von der ersten Batterie 22 zu der Last 18 gestartet wird. Dabei können, wenn kurzzeitig ein hoher Strom aus der ersten Batterie 22, die eine hohe Spannung aufweist, zu der Last 18 fließt, das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 verschmelzen (fuse). In dieser Hinsicht muss vor Starten der Zufuhr von Leistung aus der ersten Batterie 22 zu der Last 18 ein Prozess ausgeführt werden, um den ersten Kondensator 41 in einem Zustand zu laden, in dem die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 unterbrochen ist. Wenn der erste Kondensator 41 geladen wird, wird die Spannungsdifferenz zwischen der ersten Batterie 22 und dem ersten Kondensator 41 reduziert. Dies reduziert den durch das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 fließenden Strom.
Die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 weist eine Vor-Ladesteuerungseinheit 104 auf, die einen Vor-Ladeprozess steuert, der den ersten Kondensator 41 lädt. In dem Vor-Ladeprozess setzt der bidirektionale Wandler 50 in einem Zustand, in dem die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 unterbrochen ist, einen Spannungserhöhungsbetrieb fort, bis die Wandlerausgangsspannung VD einen Wert innerhalb eines Sollspannungsbereichs VZ erreicht, der auf der Grundlage der Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 bestimmt wird. Während der Ausführung des Vor-Ladeprozesses ist die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 im Wesentlichen gleich zu der Wandlerausgangsspannung VB. Wenn der Vor-Ladeprozess ausgeführt wird, sind der Tiefsetz-Hochsetzsteller 80 und der Wechselrichter 90 nicht in Betrieb. Zu dieser Zeit sind die erste Positiv-Elektroden-Leitung 31 und die zweite Positiv-Elektroden-Leitung 71 miteinander über die erste Diode 85 verbunden, so dass die Ladespannung VC2 des zweiten Kondensators 61 und die Wandlerausgangsspannung VD im Wesentlichen gleich zueinander sind. Dementsprechend werden in dem Vor-Ladeprozess die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 und die Ladespannung VC2 des zweiten Kondensators 61 auf den Sollspannungsbereich VZ angehoben.
Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 ist in der Lage, einen Vor-Ladesteuerungsprozess auszuführen, der die Basis des Vor-Ladeprozesses ist. Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 berechnet den Sollspannungsbereichs VZ in dem Vor-Ladesteuerungsprozess. Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 gibt ebenfalls ein Befehlssignal zu der Wechselrichtersteuerungseinrichtung 200 in dem Vor-Ladesteuerungsprozess aus, wodurch bewirkt wird, dass die Wandlersteuerungseinrichtung 200 den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50 ausführt. Weiterhin steuert die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 das Schalten des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 in dem Vor-Ladesteuerungsprozess.
Ein Beschaffungsfehler kann auftreten, bei dem die Wandlersteuerungseinrichtung 200 die Wandlerausgangsspannung VD nicht beschaffen kann. Wenn der bidirektionale Wandler 50 zur Durchführung des Spannungserhöhungsbetriebs in einer Situation angesteuert wird, in der kein Beschaffungsfehler vorhanden ist, überlässt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 der Wandlersteuerungseinrichtung 200 die Bestimmung, ob das Laden des ersten Kondensators 41 durch den bidirektionalen Wandler 50 abgeschlossen ist. Wenn im Gegensatz dazu der bidirektionale Wandler 50 zur Durchführung des Spannungserhöhungsbetriebs in einer Situation angesteuert wird, in der ein Beschaffungsfehler auftritt, verwendet die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41, um selbst zu bestimmen, ob der Spannungserhöhungsbetrieb durch den bidirektionalen Wandler 50 abgeschlossen worden ist. Wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 erreicht, gibt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 ein Wandlersteuerungssignal, das ein Signal in Bezug auf die Wandlerausgangsspannung VD ist, zu der Wandlersteuerungseinrichtung 200 aus. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Wandlersteuerungssignal ein Signal zum Stoppen der Erhöhung der Wandlerausgangsspannung VD. Insbesondere gibt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu der Wandlersteuerungseinrichtung 200 ein Wandlersteuerungssignal als ein Stoppsignal PN aus, das den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50 stoppt.
Wenn das Stoppsignal PN ausgegeben wird, unterlässt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 ein Schalten des Positiv-Elektronen-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36, wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 außerhalb des Sollspannungsbereichs VZ ist, nachdem die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 in Reaktion auf das Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des bidirektionalen Wandlers 50 von einer Erhöhung auf eine Verringerung übergeht. Wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ wird, stellt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 die elektrische Verbindung des Positiv-Elektronen-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 her. Insbesondere stellt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 die elektrische Verbindung des Positiv-Elektronen-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 her, wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ ist und höher als die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 ist.
Die Wandlersteuerungseinrichtung 200 weist eine Fehlerbestimmungseinheit 202 auf, die bestimmt, ob ein Beschaffungsfehler auftritt, bei dem die Wandlerausgangsspannung VD nicht beschafft werden kann.
Die Wandlersteuerungseinrichtung 200 weist ebenfalls eine Spannungserhöhungseinheit 204 auf, die den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50 steuert. Die Spannungserhöhungseinheit 204 ist in der Lage, den Spannungserhöhungsbetriebsprozess auszuführen, der den Spannungserhöhungsbetrieb durch den bidirektionalen Wandler 50 in Reaktion auf einen Befehl aus der Vor-Ladesteuerungseinheit 104 ausführt. In dem Spannungserhöhungsbetriebsprozess in einer Situation, in der ein Beschaffungsfehler nicht auftritt, beschafft die Spannungserhöhungseinheit 204 die Wandlerausgangsspannung VD und steuert den bidirektionalen Wandler 50 zur Durchführung des Spannungserhöhungsbetriebs an, bis die Wandlerausgangsspannung VD ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ wird. Im Gegensatz dazu stoppt, in dem Spannungserhöhungsbetriebsprozess in einer Situation, in der ein Beschaffungsfehler auftritt, die Spannungserhöhungseinheit 204, den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50, wenn das Stoppsignal PN aus der Vor-Ladesteuerungseinheit 104 der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 beschafft wird. Das heißt, dass die Spannungserhöhungseinheit 204 den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50 auf der Grundlage des Stoppsignals PN stoppt, das ein Wandlersteuerungssignal aus der Vor-Ladesteuerungseinheit 104 ist.
Nachstehend ist ein durch die Fehlerbestimmungseinheit 202 der Wandlersteuerungseinrichtung 200 ausgeführter Bestimmungsprozess beschrieben, der bestimmt, ob es einen Beschaffungsfehler gibt. Die Fehlerbestimmungseinheit 202 wiederholt den Prozess, der bestimmt, ob es einen Beschaffungsfehler gibt, während einer Zeitdauer von dem Zeitpunkt, zu dem der Zündschalter G eingeschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Zündschalter G ausgeschaltet wird. Als eine Vorbedingung des Bestimmungsprozesses empfängt die Fehlerbestimmungseinheit 202 wiederholt die Wandlerausgangsspannung VD, die durch den Wandlerspannungssensor 52 erfasst wird.
Die Fehlerbestimmungseinheit 202 bestimmt, dass ein Beschaffungsfehler auftritt, wenn eine Bestimmungsbedingung erfüllt ist, dass eine Situation, in der die Wandlerausgangsspannung VD aus dem Wandlerspannungssensor 52 nicht beschafft werden kann, für eine vorbestimmte Zeitdauer angedauert hat. Die vorbestimmte Zeitdauer ist derart eingestellt, dass sie ausreichend länger als der Empfangszyklus für die Wandlerausgangsspannung VD an der Fehlerbestimmungseinheit 202 ist. Die Situation, in der die Fehlerbestimmungseinheit 202 die Wandlerausgangsspannung VD nicht beschaffen kann, tritt beispielsweise auf, wenn ein Kommunikationsfehler aufgrund einer unterbrochenen Kommunikationsleitung zwischen dem Wandlerspannungssensor 52 und der Wandlersteuerungseinrichtung 200 oder aufgrund eines Lösens eines Verbinders (Steckers) der Kommunikationsleitung von dem Eingangsanschluss der Wandlersteuerungseinrichtung 200 auftritt.
Außerdem bestimmt, selbst wenn die Wandlerausgangsspannung VD aus dem Wandlerspannungssensor 52 beschafft werden kann, die Fehlerbestimmungseinheit 202, dass ein Beschaffungsfehler aufgetreten ist, wenn eine Bestimmungsbedingung erfüllt ist, dass die Wandlerausgangsspannung VD ein Wert außerhalb eines vorbestimmten normalen Bereichs ist. Der normale Bereich ist auf einen Bereich von Werten eingestellt, die normalerweise von der Wandlerausgangsspannung VD angenommen werden. Eine Situation, in der die Wandlerausgangsspannung VD außerhalb des normalen Bereichs ist, tritt beispielsweise auf, wenn ein Fehler in dem Wandlerspannungssensor 52 auftritt, so dass der Wandlerspannungssensor 52 die Wandlerausgangsspannung VD nicht korrekt erfassen kann.
Die Fehlerbestimmungseinheit 202 bestimmt, dass kein Beschaffungsfehler auftritt, wenn keine der vorstehend beschriebenen Bestimmungsbedingungen erfüllt sind. Wenn bestimmt wird, dass es einen Beschaffungsfehler gibt, setzt die Fehlerbestimmungseinheit 202 ein Beschaffungsfehlerauftritts-Flag FC, das das Bestimmungsergebnis angibt. Wenn bestimmt wird, dass ein Beschaffungsfehler auftritt, schaltet die Fehlerbestimmungseinheit 202 das Beschaffungsfehlerauftritts-Flag FC ein. Wenn bestimmt wird, dass kein Beschaffungsfehler auftritt, schaltet die Fehlerbestimmungseinheit 202 das Beschaffungsfehlerauftritts-Flag FC aus (setzt es zurück) nach Setzen des Beschaffungsfehlerauftritts-Flags FC gibt die Fehlerbestimmungseinheit 202 das Beschaffungsfehlerauftritts-Flag FC zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 aus.
Nachstehend ist der durch die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 ausgeführte Vor-Ladesteuerungsprozess und der durch die Spannungserhöhungseinheit 204 der Wandlersteuerungseinrichtung 200 in Zusammenhang mit dem Vor-Ladesteuerungsprozess ausgeführte Spannungserhöhungsbetriebsprozess beschrieben. Der Vor-Ladesteuerungsprozess unterscheidet sich zwischen einem Vor-Ladesteuerungsprozess für einen normalen Zustand, der in einer Situation ausgeführt wird, in der kein Beschaffungsfehler auftritt, und einem Vor-Ladesteuerungsprozess für das Auftreten eines Fehlers, der in einer Situation ausgeführt wird, in der ein Beschaffungsfehler auftritt. Das Gleiche gilt für den Spannungserhöhungsbetriebsprozess. Nachstehend sind der Vor-Ladesteuerungsprozess und der Spannungserhöhungsbetriebsprozess für den normalen Zustand zuerst beschrieben. Danach sind der Vor-Ladesteuerungsprozess und der Spannungserhöhungsbetriebsprozess für das Auftreten eines Fehlers beschrieben. Der Vor-Ladesteuerungsprozess und der Spannungserhöhungsbetriebsprozess werden lediglich einmal während einer Zeitdauer (Periode) von dem Zeitpunkt, zu dem der Zündschalter G eingeschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem er ausgeschaltet wird, durchgeführt, ungeachtet davon, ob die Situation normal ist oder ob es einen Fehler gibt. In Bezug auf Steuerungsprozesse, die sich auf die Leistungsversorgungsschaltung 16 beziehen, werden der Steuerung durch den Vor-Ladesteuerungsprozess und der Steuerung durch den Spannungserhöhungsbetriebsprozess gegenüber der Steuerung durch andere Prozesse Priorität eingeräumt.
Der Vor-Ladesteuerungsprozess für den normalen Zustand ist nachstehend beschrieben. Wenn der Zündschalter G eingeschaltet wird, initiiert die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 den Vor-Ladesteuerungsprozess für den normalen Zustand unter der Bedingung, dass das Beschaffungsfehlerauftritts-Flag FC aus ist. Die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 wurde zu dem Zeitpunkt unterbrochen, zu dem der Zündschalter G eingeschaltet wurde.
Wie es in Abschnitt (A) von 2 gezeigt ist, führt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den Prozess von Schritt S100 bei Starten des Vor-Ladesteuerungsprozess für den normalen Zustand aus. In Schritt S100 unterbindet die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 ein Schalten des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36. Das heißt, dass die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den Zustand beibehält, in dem die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 unterbrochen ist. Nach Ausführen des Prozesses von Schritt S100 geht die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu dem Prozess von Schritt S110 über.
In Schritt S110 berechnet die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den Sollspannungsbereich VZ. Insbesondere beschafft die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den letzten Wert der Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22, die durch den ersten Batteriespannungssensor 24 erfasst wird. Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 berechnet die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 als eine untere Grenze VZ1 des Sollspannungsbereichs VZ. Außerdem addiert die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 eine zulässige Spannungsdifferenz VP zu der Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 und erhält das Ergebnis als eine obere Grenze VZ2 des Sollspannungsbereichs VZ. Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 speichert die zulässige Spannungsdifferenz VP vorab. Ein Grenzwert der Spannungsdifferenz zwischen der ersten Batterie 22 und dem ersten Kondensator 41 ist als eine Spannungsdifferenzgrenze VPM definiert, bei der das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 nicht verschmelzen, wenn die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 hergestellt wird. Die zulässige Spannungsdifferenz VP wird durch Experimente und/oder Simulationen derart eingestellt, dass sie etwas kleiner als die Spannungsdifferenzgrenze VPM ist. Nach Ausführen des Prozesses von Schritt S110 geht Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu dem Prozess von Schritt S120 über. Während der Ausführung des Vor-Ladesteuerungsprozesses für den normalen Zustand wird die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 ohne Änderung beibehalten.
In Schritt S120 gibt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu der Wandlersteuerungseinrichtung 200 den Sollspannungsbereich VZ als ein Signal aus, das die Ausführung eines Spannungserhöhungsbetriebs des bidirektionalen Wandlers 50 befiehlt. Danach geht die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu dem Prozess von Schritt S130 über.
In Schritt S130 bestimmt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104, ob sie ein Abschlusssignal PE, das angibt, dass eine Spannungserhöhung durch den bidirektionalen Wandler 50 abgeschlossen worden ist, beschafft hat. Das Abschlusssignal PE wird durch die Spannungserhöhungseinheit 204 der Wandlersteuerungseinrichtung 200 in einen Spannungserhöhungbetriebsprozess für einen normalen Zustand ausgegeben, der nachstehend beschrieben ist. Wenn sie das Abschlusssignal PE nicht beschafft hat (Schritt S130: NEIN), führt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den Prozess von Schritt S130 erneut aus. Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 wiederholt den Prozess von Schritt S130, bis das Abschlusssignal PE beschafft wird. Wenn das Abschlusssignal PE beschafft wird (Schritt S130: JA), geht die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu Schritt S140 über.
In Schritt S140 stellt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 her. Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 beendet dann die Abfolge von Prozessen des Vor-Ladesteuerungsprozesses für den normalen Zustand.
Der Spannungserhöhungsbetriebsprozess für einen normalen Zustand ist nachstehend beschrieben. Wie es in Abschnitt (B) von 2 gezeigt ist, startet die Spannungserhöhungseinheit 204 der Wandlersteuerungseinrichtung 200 diesen Prozess in Reaktion auf den Prozess von Schritt S120 in dem Vor-Ladesteuerungsprozess für den normalen Zustand. Insbesondere startet die Spannungserhöhungseinheit 204, wenn sie den aus der Vor-Ladesteuerungseinheit 104 ausgegebenen Sollspannungsbereich VZ beschafft, diesen Prozess unter der Bedingung, dass das Beschaffungsfehlerauftritts-Flag FC aus ist.
Bei Starten des Spannungserhöhungbetriebsprozesses für den normalen Zustand führt die Spannungserhöhungseinheit 204 den Prozess von Schritt S200 aus. In Schritt S200 startet die Spannungserhöhungseinheit 204 den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50. Nach Ausführung des Prozesses von Schritt S200 geht die Spannungserhöhungseinheit 204 zu Schritt S210 über.
In Schritt S210 bestimmt die Spannungserhöhungseinheit 204, ob die Wandlerausgangsspannung VD ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ ist. Insbesondere beschafft die Spannungserhöhungseinheit 204 den letzten (neuesten) Wert der Wandlerausgangsspannung VD, die durch den Wandlerspannungssensor 52 erfasst worden ist. Die Spannungserhöhungseinheit 204 vergleicht die Wandlerausgangsspannung VD mit der unteren Grenze VZ1 und der oberen Grenze VZ2 des Sollspannungsbereichs VZ. Wenn die Wandlerausgangsspannung VD außerhalb des Sollspannungsbereichs VZ ist (Schritt S210: NEIN), führt die Spannungserhöhungseinheit 204 den Prozess von Schritt S210 erneut aus. Die Spannungserhöhungseinheit 204 wiederholt den Prozess von Schritt S210, bis die Wandlerausgangsspannung VD ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ wird. Wenn die Wandlerausgangsspannung VD ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ ist (Schritt S210: JA), geht die Spannungserhöhungseinheit 204 zu Schritt S220 über.
In Schritt S220 stoppt die Spannungserhöhungseinheit 204 den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50. Die Spannungserhöhungseinheit 204 geht dann zu Schritt S230 über.
In Schritt S230 gibt die Spannungserhöhungseinheit 204 zu der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 das Abschlusssignal PE aus, das angibt, dass die Spannungserhöhung durch den bidirektionalen Wandler 50 abgeschlossen ist. Danach beendet die Spannungserhöhungseinheit 204 die Abfolge von Prozesse des Spannungserhöhungsbetriebsprozesses für den normalen Zustand. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist der Vor-Ladeprozess für den normalen Zustand die Abfolge der Prozesse des Vor-Ladesteuerungsprozesses für den normalen Zustand und die Abfolge der Prozesse des Spannungserhöhungsbetriebsprozesses für den normalen Zustand auf.
Nachstehend ist der Vor-Ladesteuerungsprozess für das Auftreten eines Fehlers beschrieben. Wenn der Zündschalter G eingeschaltet wird, initiiert die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 den Vor-Ladesteuerungsprozess für das Auftreten eines Fehlers unter der Bedingung, dass das Beschaffungsfehlerauftritts-Flag FC ein ist. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wurde die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 zu dem Zeitpunkt unterbrochen, zu dem der Zündschalter G eingeschaltet worden ist.
Wie es in Abschnitt (A) von 3 gezeigt ist, führt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den Prozess von Schritt S300 aus, wenn der Vor-Ladesteuerungsprozess für das Auftreten eines Fehlers gestartet wird. In Schritt S300 unterbindet die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 ein Schalten des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36. Danach geht die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu Schritt S310 über.
In Schritt S310 berechnet die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den Sollspannungsbereich VZ. Das Verfahren der Berechnung des Sollspannungsbereichs VZ ist dasselbe wie dasjenige in dem Fall des Vor-Ladesteuerungsprozesses für den normalen Zustand. Daher entfällt dessen Beschreibung. Wie in dem Fall des Vor-Ladesteuerungsprozesses für den normalen Zustand ist die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 während der Ausführung des Vor-Ladesteuerungsprozesses für das Auftreten eines Fehlers konstant. Nach Ausführung des Prozesses von Schritt S310 geht die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu Schritt S320 über.
In Schritt S320 gibt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu der Wandlersteuerungseinrichtung 200 den Sollspannungsbereich VZ als ein Signal aus, das die Ausführung eines Spannungserhöhungsbetriebs des bidirektionalen Wandlers befiehlt. Danach geht die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu Schritt S330 über.
In Schritt S330 bestimmt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104, ob die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 gleich wie oder höher als die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 ist. Insbesondere beschafft die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den letzten (neuesten) Wert der Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41, die durch den ersten Kondensatorspannungssensor 43 erfasst worden ist. Außerdem beschafft die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den letzten Wert der Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22, die durch den ersten Batteriespannungssensor 24 erfasst worden ist. Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 vergleicht dann die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 und die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 miteinander. Wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 kleiner als die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 ist (Schritt S330: NEIN), führt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den Prozess von Schritt S330 erneut aus. Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 wiederholt den Prozess von Schritt S330, bis die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 gleich wie oder höher als die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 wird. Wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 gleich wie oder höher als die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 ist (Schritt S330: JA), geht die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu Schritt S340 über. Außerdem kann in Bezug auf den Prozess von Schritt S330 die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 als die Spannung VB der ersten Batterie 22 die untere Grenze VZ1 des Sollspannungsbereichs VZ verwenden, die gleich zu der Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 ist.
In Schritt S340 gibt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu der Wandlersteuerungseinrichtung 200 das Stoppsignal PN zum Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des bidirektionalen Wandlers 50 aus. Nach Ausführung des Prozesses von Schritt S340 geht die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu Schritt S350 über.
In Schritt S350 bestimmt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104, ob der letzte (neueste) Wert der Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 niedriger als die Ladespannung VC1 bei der Ausführung von Schritt S350 des vorhergehenden Zyklus ist. Insbesondere beschafft die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den letzten (neuesten) Wert der Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41, die durch den ersten Kondensatorspannungssensor 43 erfasst worden ist. Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 vergleicht die beschaffte Ladespannung VC1 und die Ladespannung VC1 zu dem Zeitpunkt, zu dem der Schritt S350 in dem vorhergehenden Zyklus ausgeführt worden ist (was nachstehend als die Ladespannung VC1 des vorhergehenden Zyklus bezeichnet ist). Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 betrachtet die Ladespannung VC1 des vorhergehenden Zyklus als 0, wenn der Prozess des Schritts S350 zum ersten Mal nach Starten des Vor-Ladesteuerungsprozesses für das Auftreten des Fehlers ausgeführt wird.
Wenn die letzte (neueste) Ladespannung VC1 gleich wie oder höher als die Ladespannung VC1 des vorhergehenden Zyklus ist (Schritt S350: NEIN), führt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den Prozess von Schritt S350 erneut aus. Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 wiederholt den Prozess von Schritt S350, bis die letzte Ladespannung VC1 kleiner als die Ladespannung VC1 des vorhergehenden Zyklus wird. Wenn die letzte (neueste) Ladespannung VC1 kleiner als die Ladespannung VC1 des vorhergehenden Zyklus wird (Schritt S350: JA), geht die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu Schritt S360 über. Die Situation, in der die Bestimmung von Schritt S350 NEIN ist, d. h., die Situation, in der die letzte (neueste) Ladespannung VC1 gleich wie oder höher als die Ladespannung VC1 des vorhergehenden Zyklus ist, entspricht einer Situation, in der die Ladespannung VC1 sich in zeitlichen Änderungen der Ladespannung VC1 erhöht. Außerdem entspricht die Situation, in der die Bestimmung von Schritt S350 von NEIN auf JA umgeschaltet wird, d.h. die Situation, in der die letzte (neueste) Ladespannung VC1 von einem Wert, der gleich wie oder höher als die Ladespannung VC1 des vorhergehenden Zyklus ist, auf einen Wert umgeschaltet wird, der niedriger als die Ladespannung VC1 des vorhergehenden Zyklus ist, einer Situation, in der die Ladespannung VC1 von einer Erhöhung auf eine Verringerung in zeitlichen Änderungen der Ladespannung VC1 übergeht.
Der Zeitpunkt, zu dem die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 von einer Erhöhung auf eine Verringerung übergeht, entspricht einem Zeitpunkt, zu dem die Spannungserhöhung durch den bidirektionalen Wandler 50 tatsächlich durch verschiedene Prozesse gestoppt wird, nachdem die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 das Stoppsignal PN in Schritt S340 ausgegeben hat. Es wurde durch Experimente und/oder Simulationen erkannt, dass die Erhöhungsgröße der Wandlerausgangsspannung VD von dem Zeitpunkt, zu dem das Stoppsignal PN in Schritt S340 ausgegeben worden ist, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Spannungserhöhung durch den bidirektionalen Wandler 50 tatsächlich gestoppt wird, größer als die zulässige Spannungsdifferenz VP ist, die die obere Grenze VZ des Sollspannungsbereichs VZ spezifiziert. Dann, wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 von einer Erhöhung auf eine Verringerung übergeht (Schritt S350: JA), überschreitet die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 die obere Grenze VZ2 des Sollspannungsbereichs VZ.
In Schritt S360 bestimmt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104, ob die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ ist. Insbesondere beschafft die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den letzten (neuesten) Wert der Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41, der durch den ersten Kondensatorspannungssensor 43 erfasst worden ist. Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 vergleicht die Ladespannung VC1 mit der unteren Grenze VZ1 und der oberen Grenze VZ2 des Sollspannungsbereichs VZ. Wenn die Ladespannung VC1 außerhalb des Sollspannungsbereichs VZ ist (Schritt S360: NEIN), führt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 den Prozess von Schritt S360 erneut aus. Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 wiederholt den Prozess von Schritt S360, bis die Ladespannung VC1 ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ wird. Wenn die Ladespannung VC1 ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ geworden ist (Schritt S360: JA), geht die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 zu Schritt S370 über.
Unter Berücksichtigung von Schritt S350 wird der Prozess von Schritt S360 ausgeführt, wenn die Ladespannung VC1 sich in zeitlichen Änderungen der Ladespannung VC1 zu dem Sollspannungsbereich VZ hin verringert. Somit macht, wenn die Ladespannung VC1 innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ und relativ nahe an der oberen Grenze VZ2 ist, die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 in dem Prozess von Schritt S360 eine positive Bestimmung (JA). Anders ausgedrückt macht, wenn die Ladespannung VC1 höher als die untere Grenze VZ1 des Sollspannungsbereichs VZ ist, die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 in dem Prozess von Schritt S360 eine positive Bestimmung (JA). Die untere Grenze VZ1 des Sollspannungsbereichs VZ ist die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 während der Ausführung des Vor-Ladesteuerungsprozesses für das Auftreten des Fehlers.
In Schritt S370 stellt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 her. Nach Ausführung des Prozesses von Schritt S370 beendet die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 die Abfolge der Prozesse des Vor-Ladesteuerungsprozesses für das Auftreten des Fehlers.
Der Spannungserhöhungsbetrieb für das Auftreten des Fehlers ist nachstehend beschrieben. Wie es in Abschnitt (B) von 3 gezeigt ist, startet die Spannungserhöhungseinheit 204 der Wandlersteuerungseinrichtung 200 den Spannungserhöhungsbetriebsprozess für das Auftreten des Fehlers in Reaktion auf den Prozess von Schritt S320 in dem Vor-Ladesteuerungsprozess für das Auftreten des Fehlers. Insbesondere startet die Spannungserhöhungseinheit 204, wenn sie den durch die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 ausgegebenen Sollspannungsbereich VZ beschafft, den Spannungserhöhungsbetriebsprozess für das Auftreten des Fehlers unter der Bedingung, dass das Beschaffungsfehlerauftritts-Flag FC ein ist.
Beim Starten des Spannungserhöhungsbetriebsprozesses für das Auftreten des Fehlers führt die Spannungserhöhungseinheit 204 den Prozess von Schritt S400 aus. In Schritt S400 startet die Spannungserhöhungseinheit 204 den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50. Nach Ausführung des Prozesses von Schritt S400 geht die Spannungserhöhungseinheit 204 zu Schritt S410 über.
In Schritt S410 bestimmt die Spannungserhöhungseinheit 204, ob sie das Stoppsignal PN zum Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des bidirektionalen Wandlers 50 beschafft hat. Das Stoppsignal PN wird von der Vor-Ladesteuerungseinheit 104 der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 in Schritt S340 des Vor-Ladesteuerungsprozesses für das Auftreten des Fehlers ausgegeben. Wenn sie das Stoppsignal PN nicht beschafft hat (Schritt S410: NEIN), führt die Spannungserhöhungseinheit 204 den Prozess von Schritt S410 erneut aus. Die Spannungserhöhungseinheit 204 wiederholt den Prozess von Schritt S410, bis sie das Stoppsignal PN beschafft. Wenn das Stoppsignal PN beschafft wird (Schritt S410: JA), geht die Spannungserhöhungseinheit 204 zu Schritt S420 über.
In Schritt S420 stoppt die Spannungserhöhungseinheit 204 den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50. Die Wandlersteuerungseinrichtung 200 beendet dann die Abfolge der Prozesse des Spannungserhöhungsbetriebsprozesses für das Auftreten des Fehlers. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist der Vor-Ladeprozess für das Auftreten des Fehlers die Abfolge von Prozessen des Vor-Ladesteuerungsprozesses für das Auftreten des Fehlers und die Abfolge der Prozesse des Spannungserhöhungsbetriebsprozesses für das Auftreten des Fehlers auf.
Ein Betrieb gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nachstehend beschrieben.
Ein Beispiel nimmt an, dass ein Beschaffungsfehler zu einem Zeitpunkt T1 während der Fahrt des Fahrzeugs 10 auftritt, und dass das Beschaffungsfehlerauftritts-Flag FC von aus auf ein geschaltet wird, wie es in Abschnitt (C) von 4 gezeigt ist. Danach wird, wie es in Abschnitt (A) von 4 gezeigt ist, der Zündschalter G zu einem Zeitpunkt T2 ausgeschaltet, und wird der Zündschalter G dann zu einem Zeitpunkt T3 eingeschaltet. In Reaktion auf das Ausschalten des Zündschalters G zu dem Zeitpunkt T2 wird die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 unterbrochen. Die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 verbleibt zu einem Zeitpunkt T3 unterbrochen.
Das Beispiel nimmt ebenfalls an, dass, wie es in Abschnitt (C) von 4 gezeigt ist, der Beschaffungsfehler nach dem Zeitpunkt T3 andauert, zu dem der Zündschalter G eingeschaltet wird. In diesem Fall wird, wenn der Zündschalter G eingeschaltet wird, der Vor-Ladeprozess für das Auftreten des Fehlers ausgeführt. In Reaktion auf die Ausgabe des Sollspannungsbereichs VZ aus der Vor-Ladesteuerungseinheit 104 (Schritt S320) startet die Spannungserhöhungseinheit 204 den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50 (Schritt S400), wie es in Abschnitt (D) von 4 gezeigt ist. Abschnitt (D) von 4 gibt zu Beschreibungszwecken an, ob der Spannungserhöhungsbetrieb durchgeführt wird. Wie es in Abschnitt (E) von 4 gezeigt ist, verbleibt in Reaktion auf das Ausschalten des Zündschalters G zu dem Zeitpunkt T2 die Wandlerausgangsspannung VD bis zu dem Zeitpunkt T3 null. Wenn der bidirektionale Wandler 50 den Spannungserhöhungsbetrieb von dem Zeitpunkt T3 aus startet, wie es vorstehend beschrieben worden ist, erhöht sich die Wandlerausgangsspannung VD von null an.
Danach verwendet die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 zum wiederholten Bestimmen, ob die Spannungserhöhung durch den bidirektionalen Wandler 50 abgeschlossen ist (Schritt S330). Zu einem Zeitpunkt T4, zu dem die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 in dem Vor-Ladeprozess erreicht (Schritt S330: JA), gibt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 das Stoppsignal PN aus (Schritt S340). Bei Empfang des Stoppsignals PM stoppt die Spannungserhöhungseinheit 204 den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50, wie es in Abschnitt (D) von 4 gezeigt ist (Schritt S420).
Nach dem Zeitpunkt T4, zu dem der Spannungserhöhungsbetrieb gestoppt wird, erhöht sich die Wandlerausgangsspannung VD, wie es in Abschnitt (E) von 4 gezeigt ist, bis das Schalten der Transistoren 50T in dem bidirektionalen Wandler 50 gestoppt wird, so dass die Spannungserhöhung durch den bidirektionalen Wandler 50 tatsächlich gestoppt wird. Während der Erhöhung überschreitet die Wandlerausgangsspannung VD die obere Grenze VZ2 des Sollspannungsbereichs VZ. Zu einem Zeitpunkt T5, zu dem die Spannungserhöhung durch den bidirektionalen Wandler 50 gestoppt wird, beginnt die Wandlerausgangsspannung VD, sich zu verringern (Schritt S350: JA).
Danach bestimmt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 wiederholt, ob die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ in einer Situation geworden ist, in der die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 sich zusammen mit der Wandlerausgangsspannung VD zu dem Sollspannungsbereich VZ hin verringert (Schritt S360). Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 unterlässt ein Schalten des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36, wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 ein Wert ist, der höher als der Sollspannungsbereich VZ ist. Die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 stellt dann die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 zu einem Zeitpunkt T6 her, zu dem die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 ein Wert relativ nahe an der oberen Grenze VZ2 des Sollspannungsbereichs VZ wird (Schritt S360: JA). Das heißt, dass die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 einschaltet, wenn die Ladespannung VC1 höher als die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 ist, die der unteren Grenze VZ1 des Sollspannungsbereichs VZ entspricht.
Nach dem Zeitpunkt T6, zu dem das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 eingeschaltet werden, wird die erste Batterie 22 elektrisch mit einem Abschnitt der Leistungsversorgungsschaltung 16 zwischen der Last 18 und dem Satz des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 verbunden. Dementsprechend werden die Wandlerausgangsspannung VD und die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 im Wesentlichen gleich zu der Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel weist die nachfolgenden Vorteile auf.
(1) Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird der Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50 durch die Spannungserhöhungseinheit 204 der Wandlersteuerungseinrichtung 200, die eine spezielle Steuerungseinrichtung für den bidirektionalen Wandler 50 ist, gestartet und gestoppt. In einer Situation, in der ein Beschaffungsfehler auftritt, kann die Spannungserhöhungseinheit 204 die Wandlerausgangsspannung VD nicht beschaffen. Die Spannungserhöhungseinheit 204 kann somit nicht selbst den Abschluss der Spannungserhöhung durch den bidirektionalen Wandler 50 bestimmen. Somit bestimmt, wenn ein Beschaffungsfehler auftritt, die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 100 und nicht die Spannungserhöhungseinheit 204 den Abschluss der Spannungserhöhung durch den bidirektionalen Wandler 50 unter Verwendung der Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41. In diesem Fall gibt es, wenn der Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50 gestoppt wird, eine gewisse Verzögerung, bis der Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50 tatsächlich nach der Bestimmung des Abschlusses der Spannungserhöhung gestoppt wird, teilweise aufgrund der Übertragung des Stoppsignals PN zwischen der Vor-Ladesteuerungseinheit 104 und der Spannungserhöhungseinheit 204. Während der Verzögerung setzt der bidirektionale Wandler 50 die Erhöhung der Spannung fort. Die Wandlerausgangsspannung VD überschreitet somit den Sollspannungsbereich VZ zu einem Zeitpunkt, zu dem der bidirektionale Wandler 50 die Erhöhung der Spannung tatsächlich stoppt. Wenn die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 zu diesem Zeitpunkt hergestellt wird, können diese Relais 35 und 36 verschmelzen.
Ein Vergleichsbeispiel nimmt an, dass es möglich ist, Erhöhungsraten pro Zeiteinheit der Wandlerausgangsspannung VD und der Ladespannung VC1 des ersten Kondensators aufgrund des Spannungserhöhungsbetriebs des bidirektionalen Wandlers 50 vorherzusagen. In diesem Fall kann die Zeitdauer von dem Zeitpunkt, zu dem das Stoppsignal PN ausgegeben wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50 tatsächlich gestoppt wird, verwendet werden, um die Ausgabe des Stoppsignals PN auf einen geeigneten Zeitpunkt vor dem Zeitpunkt, zu dem die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 den Sollspannungsbereich VZ erreicht, einzustellen. Dies ermöglicht es, dass die Wandlerausgangsspannung VD und die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 Werte innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ sind, wenn der Spannungserhöhungsbetrieb durch den bidirektionalen Wandler 50 tatsächlich gestoppt wird. Jedoch variiert die Erhöhungsrate pro Zeiteinheit der Wandlerausgangsspannung VD und/oder der Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 aufgrund des Spannungserhöhungsbetriebs des bidirektionalen Wandlers 50 entsprechend der Kapazität des ersten Kondensators 41 und/oder des zweiten Kondensators 61, die in der Leistungsversorgungsschaltung 16 verwendet werden. Anders ausgedrückt variiert die Erhöhungsrate in Abhängigkeit von individuellen Produkten, die in der Leistungsversorgungsschaltung 16 verwendet werden. Es ist daher im Wesentlichen unmöglich, die Erhöhungsrate vorab zu beschaffen.
In dieser Hinsicht ermöglicht die vorstehend beschriebene Konfiguration, dass die Wandlerausgangsspannung VD und die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 zeitweilig die obere Grenze VZ2 des Sollspannungsbereichs VZ überschreiten, nachdem bestimmt wird, dass die Spannungserhöhung abgeschlossen ist. Dann unterlässt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 ein Schalten des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36, wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 höher als die obere Grenze VZ2 des Sollspannungsbereichs VZ ist, nachdem die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 aufgrund des Stoppens des Spannungserhöhungsbetriebs des bidirektionalen Wandlers 50 von einer Erhöhung auf eine Verringerung übergeht. Wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ wird, stellt die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 her. Dementsprechend ist, selbst wenn ein Beschaffungsfehler auftritt, die vorstehend beschriebene Konfiguration in der Lage, die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 herzustellen, wenn die Wandlerausgangsspannung VD ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ ist. Dies verhindert ein Schmelzen des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36, wenn das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 geschaltet werden.
(2) Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird die von dem bidirektionalen Wandler 50 ausgegebene Leistung, wenn der bidirektionale Wandler 50 den Spannungserhöhungsbetrieb durchführt, nicht nur zu dem ersten Kondensator 41, sondern ebenfalls zu dem zweiten Kondensator 61 über die erste Diode 35 zugeführt. Somit werden, wenn der bidirektionale Wandler 50 zur Durchführung des Spannungserhöhungsbetriebs angesteuert wird, sowohl der erste Kondensator 41 als auch der zweite Kondensator 61 geladen.
Ein Beispiel nimmt an, dass die untere Grenze des Sollspannungsbereichs VZ auf einen Wert niedriger als die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 während des Vor-Ladeprozesses eingestellt wird. Dieses Beispiel nimmt ebenfalls an, dass die elektrische Verbindung des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 in einem Zustand hergestellt wird, in dem die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 niedriger als die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ ist. In diesem Fall fließt, da die Spannung der ersten Batterie 22 höher als diejenige des ersten Kondensators 41 ist, ein Strom von der ersten Batterie 22 zu dem ersten Kondensator 41. Die erste Diode 85 lässt ein Fließen des Stroms von dem ersten Kondensator 41 zu dem zweiten Kondensator 61 zu. Somit fließt, wie es durch die langgestrichelte-doppelt-kurzgestrichelte Linie Q1 in 1 angegeben ist, der aus der ersten Batterie 22 zu dem ersten Kondensator 41 fließende Strom nicht nur zu dem ersten Kondensator 41, sondern über die erste Diode 85 ebenfalls zu dem zweiten Kondensator 61. In diesem Fall fließt ein Strom, der der gesamten elektrostatischen Energie entspricht, die der erste Kondensator 41 und der zweite Kondensator 61 aufweisen, zu der Leistungsversorgungsschaltung 16. Dementsprechend fließt ein Strom mit einem signifikanten Betrag durch das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36.
Im Gegensatz dazu ist die Richtung des in der Leistungsversorgungsschaltung 16 fließenden Stroms gegenüber derjenigen in dem vorstehend beschriebenen Beispiel invertiert, wenn das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 in einem Zustand eingeschaltet werden, in dem die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 höher als die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 ist. Insbesondere fließt, da die Spannung des ersten Kondensators 41 höher als diejenige der ersten Batterie 22 ist, ein Strom von dem ersten Kondensator 41 zu der ersten Batterie 22. Dabei unterbindet die erste Diode 85 ein Fließen eines Stroms von dem zweiten Kondensator 61 zu der ersten Batterie 22. Somit fließt, wie es durch die langgestrichelte-doppelt-kurzgestrichelte Linie Q2 in 1 angegeben ist, Strom lediglich zwischen dem ersten Kondensator 41 und der ersten Batterie 22 in der Leistungsversorgungsschaltung 16. In diesem Fall fließt lediglich der Strom, der der kapazitiven Energie entspricht, die durch den ersten Kondensator 41 gespeichert ist, in der Leistungsversorgungsschaltung 16. Somit ist der Strom, der durch das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 fließt, kleiner als derjenige in dem vorstehend beschriebenen Beispiel (der langgestrichelten-doppelt-kurz-gestrichelten Linie Q1 in 1), in dem ein Relais in einer Situation geschaltet wird, in der die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 niedriger als die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 ist. Dies reduziert das Risiko eines Verschmelzens des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36, wenn das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 eingeschaltet werden.
(3) Die Leistung, die zum Antrieb der Last 18 benötigt wird, variiert signifikant in Abhängigkeit von der Last 18. Dementsprechend variiert die Erhöhungsgröße der Spannung durch den Tiefsetz-Hochsetz-Steller 80 signifikant entsprechend der Last 18, die mit der Leistungsversorgungsschaltung 16 verbunden ist. Es ist erforderlich, dass der zweite Kondensator 61 eine Kapazität aufweist, die in der Lage ist, die Leistung mit der Spannung zu speichern, die durch den Tiefsetz-Hochsetz-Steller 80 erhöht worden ist. Daher werden unterschiedliche Arten für den zweiten Kondensator 61, die signifikant in der Kapazität variieren, für unterschiedliche Arten der Last 18 angewendet, die mit der Leistungsversorgungsschaltung 16 verbunden ist.
Im Gegensatz dazu muss der erste Kondensator 41, der mit einem Abschnitt, der näher an der ersten Batterie 22 als der Tiefsetz-Hochsetz-Steller 80 verbunden ist, lediglich eine Kapazität aufweisen, die in der Lage ist, Leistung zu speichern, die von der ersten Batterie 22 ausgegeben wird. Die von der Batterie 22 ausgegebene Leistung ist signifikant kleiner als die Leistung, die zum Antrieb der Last 18 erforderlich ist. Dementsprechend ist die für den ersten Kondensator 41 erforderliche Kapazität signifikant kleiner als die für den zweiten Kondensator 61 erforderliche Kapazität. Aufgrund derartiger Differenzen in der Kapazitätsgrößenordnung ist es wahrscheinlich, dass die Kapazität des ersten Kondensators 41 weniger als beim zweiten Kondensator 61 variiert, in Abhängigkeit von jedem der Produkte, die in der Leistungsversorgungsschaltung 16 angewendet werden. Im Allgemeinen werden Batterien, die im Wesentlichen die gleiche Nennspannung aufweisen, als die erste Batterie 22 ungeachtet der Last 18 angewendet, die mit der Leistungsversorgungsschaltung 16 verbunden ist. Dementsprechend werden Kondensatoren, die im Wesentlichen die gleiche Kapazität aufweisen, für den ersten Kondensator 41 ungeachtet der Last 18 angewendet, die mit der Leistungsversorgungsschaltung 16 verbunden ist.
Wenn der erste Kondensator 41 und der zweite Kondensator 61 nach Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des bidirektionalen Wandlers 50 entladen werden, unterscheiden sich die Größen der Entladung in den Ladespannungen pro Zeiteinheit (die nachstehend als Verringerungsrate der Ladespannung bezeichnet ist) in Abhängigkeit von den Kapazitäten der Kondensatoren 41 und 61. Daher variiert in dem Fall des zweiten Kondensators 61, für den unterschiedliche Arten von Kondensatoren, die in der Kapazität für jede mit der Leistungsversorgungsschaltung 16 verbundenen Last 18 variieren, angewendet werden, die Verringerungsrate der Ladespannung VC2 nach Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs signifikant in Abhängigkeit von der Last 18. Demgegenüber ist in dem Fall des ersten Kondensators 41, für den Kondensatoren mit derselben Kapazität ungeachtet der mit der Leistungsversorgungsschaltung 16 verbundenen Last 18 angewendet werden, die Verringerungsrate der Ladespannung VC1 nach Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs durch den bidirektionalen Wandler 50 ungeachtet der Last 18 im Wesentlichen dieselbe.
Daher verwendet in der vorstehend beschriebenen Konfiguration die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 von der Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 und der Ladespannung VC2 des zweiten Kondensators 61 zur Bestimmung des Zeitpunkts, zu dem das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 geschaltet werden. Durch Verwendung der Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 zur Bestimmung des Zeitpunkts, zu dem das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 geschaltet werden, wird der Zeitpunkt des Schaltens des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 gleichförmig ungeachtet der zu verbindenden Last 18 bestimmt. Dies ist vorteilhaft bei der Ausführung verschiedener Arten von Steuerungen in einer konsistenten Weise vor und nach dem Schalten des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 ungeachtet der anzuschließenden Last 18.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann wie nachfolgend beschrieben modifiziert werden. Das vorliegende Ausführungsbeispiel und die nachfolgenden Modifikationen können kombiniert werden, solange wie die kombinierten Modifikationen technisch konsistent zueinander verbleiben.
Die Spannungsdifferenzgrenze VPM, die die zulässige Spannungsdifferenz VP spezifiziert, kann irgendein Grenzwert einer Spannungsdifferenz sein, der nicht das Fließen eines Stroms erlaubt, der groß genug ist, um einen Fehler zu verursachen, der nicht auf Verschmelzen begrenzt ist, in dem Betrieb des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36, wenn die Relais 35 und 36 eingeschaltet werden.
Das Verfahren zur Berechnung des Sollspannungsbereichs VZ ist nicht auf das Beispiel gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel begrenzt. Die untere Grenze des Sollspannungsbereichs VZ kann als ein Wert berechnet werden, der bspw. durch Subtrahieren der zulässigen Spannungsdifferenz VP von der Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 erhalten wird. Außerdem kann die obere Grenze des Sollspannungsbereichs VZ als die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 berechnet werden.
Die untere Grenze des Sollspannungsbereichs VZ kann als ein Wert berechnet werden, der durch Subtrahieren der zulässigen Spannungsdifferenz VP von der Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 beschafft wird, und die obere Grenze des Sollspannungsbereichs VZ kann als ein Wert berechnet werden, der durch Addieren der zulässigen Spannungsdifferenz VP zu der Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 beschafft wird. In diesem Fall kann die zulässige Spannungsdifferenz VP, die zur Berechnung der unteren Grenze des Sollspannungsbereichs VZ verwendet wird, sich von der zulässigen Spannungsdifferenz VP unterscheiden, die zur Berechnung der oberen Grenze verwendet wird. Irgendein Wert kann als die zulässige Spannungsdifferenz VP verwendet werden, solange wie dieser kleiner als oder gleich wie die Spannungsdifferenzgrenze VPM ist.
Die zulässige Spannungsdifferenz VP kann null sein. In diesem Fall weist der Sollspannungsbereich VZ keine Breite auf, sondern ist ein spezifischer Wert.
Der Zeitpunkt, zu dem das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 eingeschaltet werden, ist nicht auf denjenigen in dem Beispiel gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel begrenzt. Das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 können eingeschaltet werden, wenn während des Vor-Ladeprozesses die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 gleich wie oder niedriger als die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 wird. Der Zeitpunkt, zu dem das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 eingeschaltet werden, kann zusätzlich zu einer Änderung der oberen Grenze und der unteren Grenze des Sollspannungsbereichs VZ wie gemäß der vorstehend beschriebenen Modifikation geändert werden. Es wird ein Verschmelzen des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 verhindert, wenn das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 eingeschaltet werden können, wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ ist.
Der Zeitpunkt, zu dem das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 geschaltet wird, kann durch Verwendung der Ladespannung des zweiten Kondensators 61 bestimmt werden. Die Verwendung der Ladespannung VC2 des zweiten Kondensators 61 stellt keine Nachteile dar, wenn die Inhalte von verschiedenen Steuerungsprozessen derart konfiguriert werden, dass Variationen in der Verringerungsrate der Ladespannung VC2 zwischen verschiedenen Produkten erlaubt sind.
Das Wandlersteuerungssignal ist nicht auf das Stoppsignal PN gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel begrenzt. Das Wandlersteuerungssignal kann irgendein Signal sein, solange es auf die Wandlerausgangsspannung VD bezogen ist. Das Wandlersteuerungssignal kann ebenfalls irgendein Signal sein, solange wie die Spannungserhöhungseinheit 204 den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50 auf der Grundlage dieses Wandlersteuerungssignals stoppen kann.
Das Wandlersteuerungssignal kann bspw. ein Signal sein, das den Wert der Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 angibt (das nachstehend einfach als Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 bezeichnet ist). In diesem Fall ist das Wandlersteuerungssignal, d. h. die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41, ein Signal, das denselben Wert wie die Wandlerausgangsspannung VD angibt. Wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 als das Wandlersteuerungssignal verwendet wird, kann der Abschluss der Spannungserhöhung durch den bidirektionalen Wandler 50 unter Verwendung der Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 in der Spannungserhöhungseinheit 204 bestimmt werden.
Insbesondere gibt, wenn die Spannungserhöhungseinheit 204 den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50 startet, die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 wiederholt als das Wandlersteuerungssignal die letzte Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 zu der Spannungserhöhungseinheit 204 aus. Die Spannungserhöhungseinheit 204 vergleicht dann wiederholt die empfangene Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 mit der Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22, die die untere Grenze VZ1 des Ladespannungsbereichs VZ ist. Wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 erreicht, bestimmt die Spannungserhöhungseinheit 204, dass die Spannungserhöhung durch den bidirektionalen Wandler 50 abgeschlossen ist, und stoppt den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50. Die Spannungserhöhungseinheit 204 gibt zu der Vor-Ladesteuerungseinheit 104 ein Signal aus, das den Abschluss der Spannungserhöhung durch den bidirektionalen Wandler 50 angibt. Danach schaltet, wie in dem Fall des Vor-Ladesteuerungsprozesses für das Auftreten des Fehlers gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, die Vor-Ladesteuerungseinheit 104 das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 ein, wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 sich von einem sich erhöhenden Zustand auf einen sich verringernden Zustand ändert und ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ wird. In einem Fall, in dem eine derartige Konfiguration angewendet wird, stoppt die Spannungserhöhungseinheit 204 den Spannungserhöhungsbetrieb des bidirektionalen Wandlers 50 auf der Grundlage der Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41, die als das Wandlersteuerungssignal verwendet wird.
Wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 als das Wandlersteuerungssignal verwendet wird, gibt es eine Zeitverzögerung (time lag) aufgrund bspw. der Übertragung der Ladespannung VC1 zwischen der Vor-Ladesteuerungseinheit 104 und der Spannungserhöhungseinheit 204. Dementsprechend ist die durch die Spannungserhöhungseinheit 204 beschaffte Ladespannung VC1 nicht eine Realzeit-Ladespannung VC1, sondern ist eine Ladespannung VC1 zu einem Zeitpunkt um eine Zeitdauer, die der Zeitverzögerung entspricht, vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt. Somit ist der Zeitpunkt, zu dem die Spannungserhöhungseinheit 204 bestimmt, dass die Spannungserhöhung abgeschlossen ist, in Bezug auf den Zeitpunkt verzögert, zudem die Realzeit-Ladespannung VC1 die Ausgangsspannung VB der ersten Batterie 22 erreicht. Daher wird, selbst wenn die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 als das Wandlersteuerungssignal verwendet wird, ein Verschmelzen des Positiv-Elektroden-Relais 35 und des Negativ-Elektroden-Relais 36 verhindert, indem das Positiv-Elektroden-Relais 35 und das Negativ-Elektroden-Relais 36 eingeschaltet werden, wenn nach Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des bidirektionalen Wandlers 50 die Ladespannung VC1 des ersten Kondensators 41 von einer Erhöhung auf eine Verringerung übergeht, so dass sie ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs VZ wird.
Die Konfiguration der Leistungsversorgungsschaltung 16 ist nicht auf das Beispiel gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel begrenzt. Beispielsweise kann ein Temperatursensor zur Überwachung des Zustands der ersten Batterie 22 vorgesehen sein.
Die Konfiguration der Last 18 ist nicht auf das Beispiel gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel begrenzt. Beispielsweise kann eine beliebige Anzahl von Motor-Generatoren 14 vorgesehen sein.
Das Fahrzeug 10 kann ein Elektrofahrzeug sein, das nicht mit der Brennkraftmaschine 12 versehen ist.
Verschiedene Änderungen in Form und Einzelheiten können an den vorstehend beschriebenen Beispielen ohne Abweichen von dem Umfang und der erfinderischen Idee der Patentansprüche und ihrer Äquivalente gemacht werden. Diese Beispiele dienen lediglich zur Beschreibung und nicht zur Begrenzung. Beschreibungen von Merkmalen in jedem Beispiel sind derart zu betrachten, dass sie auf ähnliche Merkmale oder Ausgestaltungen in anderen Beispielen anwendbar sind. Geeignete Ergebnisse können erzielt werden, wenn Sequenzen in einer unterschiedlichen Reihenfolge durchgeführt werden, und/oder wenn Komponenten in einem beschriebenen System, einer beschriebenen Architektur, einer beschriebenen Vorrichtung oder einer beschriebenen Schaltung in unterschiedlicher Weise kombiniert werden und/oder durch andere Komponenten oder ihre Äquivalente ersetzt oder ergänzt werden. Der Umfang der Offenbarung ist nicht durch die ausführliche Beschreibung, sondern durch die Patentansprüche und ihre Äquivalente definiert. Alle Variationen innerhalb des Umfangs der Patentansprüche und ihrer Äquivalente sind in der Offenbarung enthalten.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist eine Steuerungseinrichtung eine Spannungserhöhungseinheit und eine Vor-Ladesteuerungseinheit auf. Die Spannungserhöhungseinheit stoppt einen Spannungserhöhungsbetrieb eines Wandlers auf der Grundlage eines Wandlersteuerungssignals, das aus der Vor-Ladesteuerungseinheit zugeführt wird. Nachdem die Ladespannung des Kondensators in Reaktion auf ein Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des Wandlers von einer Erhöhung auf eine Verringerung übergeht, unterlässt die Vor-Ladesteuerungseinheit ein Schalten eines Relais, wenn eine Ladespannung eines Kondensators außerhalb eines Sollspannungsbereichs ist, und stellt eine elektrische Verbindung des Relais her, wenn die Ladespannung des Kondensators ein Wert innerhalb eines Sollspannungsbereichs wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008289326 A [0002]

Claims

Steuerungseinrichtung (10), die konfiguriert ist, eine Leistungsversorgungsschaltung (16) zu steuern, wobei die Leistungsversorgungsschaltung (16) aufweist: eine erste Batterie (22), einen Batteriespannungssensor (24), der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung der ersten Batterie (22) zu erfassen, ein Relais (35, 36), das selektiv eine elektrische Verbindung von der ersten Batterie (22) zu einer Last herstellt und unterbricht, eine zweite Batterie (29), die eine Nennspannung aufweist, die niedriger als eine Nennspannung der ersten Batterie (22) ist, einen Wandler (50), der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung der zweiten Batterie (29) zu erhöhen und die erhöhte Ausgangsspannung zu einem Abschnitt zwischen dem Relais (35, 36) und der Last auszugeben, einen Wandlerspannungssensor (52), der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung des Wandlers (50) zu erfassen, einen Kondensator (41), der zwischen dem Relais (35, 36) und der Last angeordnet ist und mit dem Relais (35, 36) verbunden ist, und einen Kondensatorspannungssensor (43), der konfiguriert ist, eine Ladespannung des Kondensators (41) zu erfassen, wobei die Steuerungseinrichtung (10) konfiguriert ist, einen Vor-Ladeprozess auszuführen, der in einem Zustand, in dem die elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie (22) und der Last durch das Relais (35, 36) unterbrochen ist, einen Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) durchführt, bis die Ausgangsspannung des Wandlers (50) ein Wert innerhalb eines Sollspannungsbereichs wird, der auf der Grundlage der Ausgangsspannung der ersten Batterie (22) eingestellt ist, wobei die Steuerungseinrichtung (10) aufweist: eine Spannungserhöhungseinheit (204), die konfiguriert ist, die Ausgangsspannung des Wandlers (50) zu beschaffen und den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) durchzuführen, bis die Ausgangsspannung des Wandlers (50) ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird; und eine Vor-Ladesteuerungseinheit (104), die konfiguriert ist, die Ausgangsspannung der ersten Batterie (22) und die Ladespannung des Kondensators (41) zu beschaffen, zu bewirken, dass die Spannungserhöhungseinheit (204) den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) durchführt, und ein Schalten des Relais (35, 36) zu steuern, wobei die Vor-Ladesteuerungseinheit (104) konfiguriert ist, ein Wandlersteuerungssignal, das sich auf die Ausgangsspannung des Wandlers (50) bezieht, zu der Spannungserhöhungseinheit (204) in einem Fall auszugeben, in dem die Spannungserhöhungseinheit (204) veranlasst wird, den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50), in einer Situation durchzuführen, in der ein Beschaffungsfehler aufgetreten ist, bei dem die Spannungserhöhungseinheit (204) nicht in der Lage ist, die Ausgangsspannung des Wandlers (50) zu beschaffen, die Spannungserhöhungseinheit (204) konfiguriert ist, den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) auf der Grundlage des Wandlersteuerungssignals zu stoppen, das aus der Vor-Ladesteuerungseinheit (104) zugeführt wird, und die Vor-Ladesteuerungseinheit (104) konfiguriert ist, nachdem die Ladespannung des Kondensators (41) in Reaktion auf das Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des Wandlers (50) von einer Erhöhung auf eine Verringerung übergeht, ein Schalten des Relais (35, 36) zu unterlassen, wenn die Ladespannung des Kondensators (41) außerhalb des Sollspannungsbereichs ist, und die elektrische Verbindung des Relais (35, 36) herzustellen, wenn die Ladespannung des Kondensators (41) ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird.
Steuerungseinrichtung für eine Leistungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Vor-Ladesteuerungseinheit (104) konfiguriert ist, als das Wandlersteuerungssignal ein Stoppsignal, das den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) stoppt, zu der Spannungserhöhungseinheit (204) auszugeben, wenn die Ladespannung des Kondensators (41) die Ausgangsspannung der ersten Batterie (22) erreicht.
Steuerungseinrichtung für eine Leistungsversorgungsschaltung nach Anspruch 2, wobei der Kondensator ein erster Kondensator (41) ist, der Wandler ein erster Wandler (50) ist, die Leistungsversorgungsschaltung (16) weiterhin aufweist: einen zweiten Kondensator (61), der zwischen dem ersten Kondensator (41) und der Last angeordnet ist und parallel zu dem ersten Kondensator (41) geschaltet ist, und einen zweiten Wandler (80), der über den ersten Kondensator (41) und den zweiten Kondensator (61) angeschlossen ist, wobei der zweite Wandler (80) konfiguriert ist, die Ausgangsspannung der ersten Batterie (22) zu erhöhen und die erhöhte Spannung zu der Last auszugeben, wobei der zweite Wandler (80), eine Diode aufweist, die konfiguriert ist, einen Fluss eines Stroms aus dem ersten Kondensator (41) zu dem zweiten Kondensator (61) zu erlauben, wohingegen sie einen Fluss eines Stroms aus dem zweiten Kondensator (61) zu dem ersten Kondensator (41) unterbindet, und die Vor-Ladesteuerungseinheit (104) konfiguriert ist, nach Ausgabe des Stoppsignals zu der Spannungserhöhungseinheit (204) die elektrische Verbindung des Relais (35, 36) herzustellen, wenn eine Ladespannung des ersten Kondensators (41) oder einer Ladespannung des zweiten Kondensators (61) ein Wert ist, der höher als die Ausgangsspannung der ersten Batterie (22) ist.
Steuerungseinrichtung für eine Leistungsversorgungsschaltung nach Anspruch 3, wobei die Vor-Ladesteuerungseinheit (104) konfiguriert ist, die elektrische Verbindung des Relais (35, 36) herzustellen, wenn die Ladespannung des ersten Kondensators (41), als eine der Ladespannung des ersten Kondensators (41) und der Ladespannung des zweiten Kondensators (61), ein Wert ist, der höher als die Ausgangsspannung der ersten Batterie (22) ist.
Nichtflüchtiger computerlesbares Speichermedium (106, 206), das ein Programm speichert, das eine Steuerungseinrichtung (10) veranlasst, einen Prozess auszuführen, der eine Leistungsversorgungsschaltung (16) steuert, wobei die Leistungsversorgungsschaltung (16) aufweist: eine erste Batterie (22), einen Batteriespannungssensor (24), der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung der ersten Batterie (22) zu erfassen, ein Relais (35, 36), das selektiv eine elektrische Verbindung von der ersten Batterie (22) zu einer Last herstellt und unterbricht, eine zweite Batterie (29), die eine Nennspannung aufweist, die niedriger als eine Nennspannung der ersten Batterie (22) ist, einen Wandler (50), der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung der zweiten Batterie (29) zu erhöhen und die erhöhte Ausgangsspannung zu einem Abschnitt zwischen dem Relais (35, 36) und der Last auszugeben, einen Wandlerspannungssensor (52), der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung des Wandlers (50) zu erfassen, einen Kondensator (41), der zwischen dem Relais (35, 36) und der Last angeordnet ist und mit dem Relais (35, 36) verbunden ist, und einen Kondensatorspannungssensor (43), der konfiguriert ist, eine Ladespannung des Kondensators (41) zu erfassen, wobei der Prozess aufweist: einen Vor-Ladeprozess, der in einem Zustand, in dem die elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie (22) und der Last durch das Relais (35, 36) unterbrochen ist, einen Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) durchführt, bis die Ausgangsspannung des Wandlers (50) ein Wert innerhalb eines Sollspannungsbereichs wird, der auf der Grundlage der Ausgangsspannung der ersten Batterie (22) eingestellt ist, einen Spannungserhöhungsbetriebsprozess, der die Ausgangsspannung des Wandlers (50) beschafft und den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) durchführt, bis die Ausgangsspannung des Wandlers (50) ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird; und einen Vor-Ladesteuerungsprozess, der die Ausgangsspannung der ersten Batterie (22) und die Ladespannung des Kondensators (41) beschafft, bewirkt, dass der Spannungserhöhungsbetriebsprozess den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) durchführt, und ein Schalten des Relais (35, 36) steuert, wobei der Vor-Ladesteuerungsprozess einen Prozess aufweist, der ein Wandlersteuerungssignal, das sich auf die Ausgangsspannung des Wandlers (50) bezieht, in einem Fall auszugegeben, in dem der Spannungserhöhungsprozess veranlasst wird, den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) in einer Situation durchzuführen, in der ein Beschaffungsfehler aufgetreten ist, bei dem in dem Spannungserhöhungsprozess die Ausgangsspannung des Wandlers (50) nicht beschafft werden kann, der Spannungserhöhungsprozess einen Prozess aufweist, der den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) auf der Grundlage des Wandlersteuerungssignals stoppt, das in dem Vor-Ladesteuerungsprozess zugeführt wird, und der Vor-Ladesteuerungsprozess einen Prozess aufweist, der, nachdem die Ladespannung des Kondensators (41) in Reaktion auf das Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des Wandlers (50) von einer Erhöhung auf eine Verringerung übergeht, ein Schalten des Relais (35, 36) unterlässt, wenn die Ladespannung des Kondensators (41) außerhalb des Sollspannungsbereichs ist, und die elektrische Verbindung des Relais (35, 36) herstellt, wenn die Ladespannung des Kondensators (41) ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird.
Verfahren zur Steuerung einer Leistungsversorgungsschaltung (16) steuert, wobei die Leistungsversorgungsschaltung (16) aufweist: eine erste Batterie (22), einen Batteriespannungssensor (24), der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung der ersten Batterie (22) zu erfassen, ein Relais (35, 36), das selektiv eine elektrische Verbindung von der ersten Batterie (22) zu einer Last herstellt und unterbricht, eine zweite Batterie (29), die eine Nennspannung aufweist, die niedriger als eine Nennspannung der ersten Batterie (22) ist, einen Wandler (50), der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung der zweiten Batterie (29) zu erhöhen und die erhöhte Ausgangsspannung zu einem Abschnitt zwischen dem Relais (35, 36) und der Last auszugeben, einen Wandlerspannungssensor (52), der konfiguriert ist, eine Ausgangsspannung des Wandlers (50) zu erfassen, einen Kondensator (41), der zwischen dem Relais (35, 36) und der Last angeordnet ist und mit dem Relais (35, 36) verbunden ist, und einen Kondensatorspannungssensor (43), der konfiguriert ist, eine Ladespannung des Kondensators (41) zu erfassen, wobei das Verfahren aufweist: Ausführen einen Vor-Ladeprozesses, der in einem Zustand, in dem die elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie (22) und der Last durch das Relais (35, 36) unterbrochen ist, einen Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) durchführt, bis die Ausgangsspannung des Wandlers (50) ein Wert innerhalb eines Sollspannungsbereichs wird, der auf der Grundlage der Ausgangsspannung der ersten Batterie (22) eingestellt ist, Ausführen eines Spannungserhöhungsbetriebsprozesses, der die Ausgangsspannung des Wandlers (50) beschafft und den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) durchführt, bis die Ausgangsspannung des Wandlers (50) ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird; und Ausführen einen Vor-Ladesteuerungsprozesses, der die Ausgangsspannung der ersten Batterie (22) und die Ladespannung des Kondensators (41) beschafft, bewirkt, dass der Spannungserhöhungsbetriebsprozess den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) durchführt, und ein Schalten des Relais (35, 36) steuert, wobei der Vor-Ladesteuerungsprozess aufweist: Ausgeben eines Wandlersteuerungssignals, das sich auf die Ausgangsspannung des Wandlers (50) bezieht, in einem Fall, in dem der Spannungserhöhungsprozess veranlasst wird, den Spannungserhöhungsbetrieb des Wandlers (50) in einer Situation durchzuführen, in der ein Beschaffungsfehler aufgetreten ist, bei dem in dem Spannungserhöhungsprozess die Ausgangsspannung des Wandlers (50) nicht beschafft werden kann, der Spannungserhöhungsprozess aufweist: Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des Wandlers (50) auf der Grundlage des Wandlersteuerungssignals, das in dem Vor-Ladesteuerungsprozess zugeführt wird, und, nachdem die Ladespannung des Kondensators (41) in Reaktion auf das Stoppen des Spannungserhöhungsbetriebs des Wandlers (50) von einer Erhöhung auf eine Verringerung übergeht, der Vor-Ladesteuerungsprozess ein Schalten des Relais (35, 36) unterlässt, wenn die Ladespannung des Kondensators (41) außerhalb des Sollspannungsbereichs ist, und die elektrische Verbindung des Relais (35, 36) herstellt, wenn die Ladespannung des Kondensators (41) ein Wert innerhalb des Sollspannungsbereichs wird.