JP2012249348A - 電源制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】メインバッテリーの過放電を防止しつつ、電圧変換器の起動時間を従来よりも短縮する。
【解決手段】電源制御システム１０は、メインバッテリー１２と、二次電池からなるサブバッテリー１４と、一次側にメインバッテリー１２が接続されるとともに二次側にサブバッテリー１４が接続され、電圧変換率ｄに応じて一次側と二次側の電圧変換を行う電圧変換器１６とを備える。さらに、電圧変換器１６の起動時に、電圧変換器１６の二次側電圧Ｖ₂の初期電圧値がサブバッテリー１４の端子電圧値Ｖ_SBをとなるように電圧変換率ｄを設定するとともに、二次側電圧Ｖ₂が初期電圧値に到達した後に初期電圧値から目標電圧値Ｖ_Tまで二次側電圧Ｖ₂を増加させるように電圧変換率ｄを制御する制御部１８を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は電源制御システムに関する。特に、メインバッテリーの過放電を防止する電源制御システムに関する。

直流電源であるメインバッテリーから負荷に対して電力を供給する際に、メインバッテリーの出力電圧に対する降圧／昇圧等の電圧変換を経て負荷に電力供給を行う電源システムが従来から知られている。例えばメインバッテリーと負荷との間にＤＣ／ＤＣコンバータ等の電圧変換器を接続し、メインバッテリーから印加された一次側電圧を電圧変換器によって変換して二次側に接続された負荷に変換後の電圧を印加する。このような電源システムにおける電圧変換器の起動に当たり、メインバッテリーの過放電防止のために電圧変換器の二次側電圧を所望の目標電圧値まで徐々に増加させるソフトスタート制御が行われている。

電圧変換器の二次側には負荷の他にもコンデンサ等の蓄電機器が接続されていることがあり、電圧変換器の起動前、つまりメインバッテリーからの電力供給が行われていない状態においては蓄電機器から電荷が放出されてその電荷量が少なくなっている。この状態から電圧変換器を起動させるにあたり、その二次側電圧を最初から目標電圧値に設定すると、負荷と蓄電機器とに一気に電流が流れてしまういわゆるラッシュ電流（突入電流）が発生する。その結果、メインバッテリーが過放電状態となり、メインバッテリーの劣化に繋がるおそれがある。

ここで、メインバッテリーの過放電を防止するために電流制限を行うことが考えられる。例えばメインバッテリーが過電流状態となる電流値よりも低い値に電流制限値を設定し、メインバッテリーの電流がこの電流制限値に到達したことを検知してこれ以上の電流増加を抑制する電流制限制御を実行することが考えられる。しかし、メインバッテリーの電流が電流制限値に到達した時点と、電流制限値の到達を検知して電流制限制御を実行するまでの間には遅れ時間が存在する。図４に示すように、この遅れ時間の間にメインバッテリーの電流が電流制限値を超過して過放電状態に陥るおそれがある。

そこで従来技術、例えば特許文献１、２では、電圧変換器の起動時において図５に示すように電圧変換器の二次側電圧を０Ｖから目標電圧値まで徐々に増加させることによって蓄電機器による電荷の溜め込みを緩やかにして過大なラッシュ電流の発生を抑制している。ラッシュ電流が発生したとしてもその規模を小さく抑えられることから、上述した遅れ時間における電流制限値からの超過量は限られたものとなり、したがってメインバッテリーの過放電を防ぐことができる。このように、電圧変換器の二次側電圧を目標電圧値に向かって徐々に増加させていく制御をソフトスタート制御と呼んでいる。

また、特許文献３においては過放電防止のため、ＤＣ／ＤＣコンバータの起動時におけるＤＣ／ＤＣコンバータの二次側電流値を、起動後の電流値よりも低い起動電流値に設定している。

特開２００７−２９５７５９号公報 特開２００５−３５４８６０号公報 特開２００７−１１６７８９号公報

ソフトスタート制御を行うことでメインバッテリーの過放電が抑制されるものの、当該制御によって電圧変換器の起動時間、つまり、電圧変換器の二次側電圧が目標電圧まで引き上げられるのに掛かる時間が長くなるという別の問題が生じる。そこで、本発明はメインバッテリーの過放電を防止しつつ、電圧変換器の起動時間を従来よりも短縮することの可能な電源制御システムを提供することを目的とする。

本発明は電源制御システムに関するものである。当該電源制御システムは、メインバッテリーと、二次電池からなるサブバッテリーと、一次側に前記メインバッテリーが接続されるとともに二次側に前記サブバッテリーが接続され、電圧変換率に応じて一次側と二次側の電圧変換を行う電圧変換器と、を備える。さらに、前記電圧変換器の起動時に、前記電圧変換器の二次側電圧の初期電圧値が前記サブバッテリーの端子電圧値となるように前記電圧変換率を設定するとともに、前記二次側電圧が前記初期電圧値に到達した後に前記初期電圧値から目標電圧値まで前記二次側電圧を増加させるように前記電圧変換率を制御する制御部を備える。

また、上記発明において、前記制御部は、前記二次側電圧を前記初期電圧値から前記目標電圧値まで増加させる際に、前記メインバッテリーに対する最終電流制限値より低い初期電流値から前記最終電流制限値まで前記メインバッテリーの電流制限値を増加させるとともに、前記メインバッテリーの放電電流が前記電流制限値以下となるように前記電圧変換率を制御することが好適である。

本発明によれば、メインバッテリーの過放電を防止しつつ、電圧変換器の起動時間を従来よりも短縮することが可能となる。

本実施形態に係る電流制御システムを例示する図である。 ＤＣ／ＤＣコンバータ起動時の制御を説明する図である。 ＤＣ／ＤＣコンバータ起動時の制御を説明する図である。 ＤＣ／ＤＣコンバータ起動時の制御を説明する図である。 ＤＣ／ＤＣコンバータ起動時の制御を説明する図である。

図１に、本実施形態に係る電源制御システム１０を示す。電源制御システム１０は、メインバッテリー１２と、サブバッテリー１４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６と、制御部１８と、を含んで構成されている。さらに電源制御システム１０は、負荷２０と、コンデンサ２２と、一次側電圧センサ２４と、サブバッテリー電圧センサ２８と、メインバッテリー電流センサ３０と、を含んで構成されている。

電源制御システム１０は、例えばハイブリッド車両や電気自動車等の車両に搭載される。この場合、メインバッテリー１２はサブバッテリー１４や負荷２０等に電力を供給する他にも、図示しない車両の駆動源である回転電機にも電力を供給する。

メインバッテリー１２はＤＣ／ＤＣコンバータ１６の一次側に接続されている。メインバッテリー１２は充放電可能な二次電池から構成され、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池から構成される。また、電源制御システム１０が車両に搭載される場合には、メインバッテリー１２は車両を駆動させる回転電機に十分な電圧を印加するために定格電圧が高電圧（例えば２００Ｖ）となるように構成されている。例えば端子電圧が１Ｖ程度のバッテリーセルを１００〜２００個直列に接続している。さらにメインバッテリー１２は図示しない回転電機やサブバッテリー１４や負荷等の電気機器に十分な電力を供給できるように構成され、例えばサブバッテリー１４よりも容量[Ａｈ]が大きくなるように構成されている。

サブバッテリー１４はＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側に接続されている。サブバッテリー１４は充放電可能な二次電池から構成され、例えば鉛蓄電池から構成される。サブバッテリー１４はＤＣ／ＤＣコンバータ１６を介してメインバッテリー１２によって充電可能となっているとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側に接続された電気機器に電力供給可能となるように構成されている。例えばサブバッテリー１４の放電時の端子電圧はこれらの電気機器の定格電圧と同等か、それよりも僅かに高くなるように構成されている。このような構成を備えることから、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ１６の停止時、つまりメインバッテリー１２からの電力供給が遮断されたときにおいてもサブバッテリー１４から負荷２０やコンデンサ２２への電力供給が可能となっている。

また、サブバッテリー１４の放電時の端子電圧Ｖ_SBはサブバッテリー１４の起電力Ｅから内部抵抗ｒと放電電流Ｉとの積からなる電圧降下ｒＩを用いてＶ_SB＝Ｅ−ｒＩと表すことができる。また、サブバッテリー１４の充電時の端子電圧Ｖ_SCはサブバッテリー１４の起電力Ｅと電圧降下ｒＩを用いてＶ_SC＝Ｅ＋ｒＩと表すことができる。すなわち、起電力Ｅ、内部抵抗ｒ、電流Ｉの変動はあるものの基本的にはＶ_SB＜Ｖ_SCとなる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１６はメインバッテリー１２が接続された一次側とサブバッテリー１４が接続された二次側との電圧変換を行う電気回路を含んで構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１６は一次側と二次側の電圧変換が可能な電気機器であればよく、例えば降圧コンバータや昇降圧コンバータを含んで構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１６が一次側から二次側への降圧しか行わない場合には回路構成を簡素化するために降圧コンバータを用いると好適である。またＤＣ／ＤＣコンバータ１６は一次側と二次側が絶縁された絶縁型のコンバータであっても絶縁されていない非絶縁型のコンバータであってもよいが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の停止時における一次側と二次側との導通を避けるために絶縁型コンバータを用いると好適である。なお、図１にはＤＣ／ＤＣコンバータ１６の具体例として絶縁型の降圧コンバータである一石フォワードコンバータが示されているが、この形態に限られず、プッシュプルコンバータ、ハーフブリッジコンバータ、フルブリッジコンバータを用いてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１６は、一次側に設けられたスイッチング素子３２と、一次側と二次側との電力のやり取りを行うトランス３４と、一次側から二次側へ電流を流すとともに二次側から一次側への電流の逆流を防止する整流ダイオード３６と、電磁エネルギーを蓄積するリアクトル３８と、平滑コンデンサ４０を含んで構成される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の一次側電圧Ｅ₁と二次側電圧Ｅ₂との関係は、スイッチング素子３２のスイッチング周期Ｔにおけるオン時間Ｔ_ONの割合（オンデューティ）ｄ＝Ｔ_ON／Ｔと、一次側トランスと二次側トランスの巻数比Ｎ₂／Ｎ₁を用いると、下記数式１から求めることができる。

〔数１〕
Ｅ₂＝ｄ（Ｎ₂／Ｎ₁）Ｅ₁

制御部１８は情報を演算するための演算処理部や情報を記憶するための記憶部を備えている。演算処理部は電圧値や電流値等を入力情報として受け入れて後述する目標電圧を演算処理し得るとともに、当該目標電圧や後述するソフトスタート制御に応じた指令信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１６に送信可能な機器であればよく、例えばマイクロコンピュータを含んで構成される。このマイクロコンピュータは例えば車両の制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）から構成することが可能である。また、記憶部は後述するソフトスタート制御における電圧変化率や電流変化率、さらには電圧値、電流値等の入力情報を記憶可能な機器であればよく、例えばＲＯＭやＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ハードディスク装置等の１つまたは複数の組み合わせから構成することができる。

また、制御部１８はメインバッテリー１２の過放電を防止するための電流制限機能を備えている。例えばメインバッテリー１２が許容し得る（劣化には繋がらない）放電量の最大値Ｉ_Uよりも低い任意の電流値、例えば０．９Ｉ_Uを電流制限値Ｉ_Lとして定め、メインバッテリー１２の電流値が電流制限値Ｉ_Lに到達した場合にはそれ以上の電流増加を抑制するために制御部１８はメインバッテリー１２の放電量を絞る電流制限制御を実行する。具体的にはスイッチング素子３２のオンデューティｄを電流制限値Ｉ_L到達時のオンデューティｄ以下に制限して単位時間当たりの電流量を絞る。

負荷２０は電力供給を受けて動作する電気機器を含み、例えば車両の灯火器、オーディオ、パワーウインドウ等のいわゆる補器を含んで構成されている。なお、補器とは車両の駆動に直接かかわる回転電機等の主器以外の電気機器を指し、上記に列挙したものに限られない。また、コンデンサ２２は例えば補器内に設けられた平滑コンデンサなどを指し、各補器が安定した直流電力を受けることができるように設けられている。

一次側電圧センサ２４はＤＣ／ＤＣコンバータ１６の一次側の電圧Ｖ₁を測定可能な機器から構成されている。例えばＤＣ／ＤＣコンバータ１６が受容しうる一次側電圧値の上限値以上の耐電圧性能を備える電圧センサや、一次側から抵抗を介して分圧された電圧を測定してその測定結果から一次側電圧Ｖ₁を算出し得る電圧センサ等から構成される。一次側電圧センサ２４が測定したＤＣ／ＤＣコンバータ１６の一次側電圧Ｖ₁は制御部１８に送られる。

サブバッテリー電圧センサ２８はサブバッテリー１４の端子電圧Ｖ_SBを測定可能な機器から構成されている。サブバッテリー電圧センサ２８は例えばサブバッテリー１４の耐電圧と同等もしくはそれ以上の耐電圧性能を備える電圧センサや、抵抗を介して分圧された電圧を測定してその測定値からサブバッテリー１４の端子電圧Ｖ_SBを算出し得る電圧センサ等から構成される。サブバッテリー電圧センサ２８が測定したサブバッテリー１４の端子電圧Ｖ_SBは制御部１８に送られる。

メインバッテリー電流センサ３０はメインバッテリー１２の電流測定が可能な機器から構成されている。例えばメインバッテリー１２が許容し得る放電量の最大値Ｉ_Uよりも高い耐電流性能を備える電流センサや、一次側から分流した電流を測定してその測定値からメインバッテリー１２の電流値Ｉ_MBを算出し得る電流センサ等から構成される。メインバッテリー電流センサ３０が測定したメインバッテリー電流Ｉ_MBは制御部１８に送られる。

次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の起動時に実行されるソフトスタート制御について説明する。ここで、上記において電源制御システム１０が車両に搭載されている場合、メインバッテリー１２の電力供給経路は主に回転電機とＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側の２経路に分けられることを説明したが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６を起動する際にはＤＣ／ＤＣコンバータ１６の起動完了後にメインバッテリー１２から回転電機に電力が供給される。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の起動時には回転電機への電力供給は行われない。このことから、以下ではＤＣ／ＤＣコンバータ１６に対してソフトスタート制御を行っている間はメインバッテリー１２の電力はＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側にのみ供給され、回転電機側には供給されないものとする。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の起動時において、制御部１８はＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧Ｖ₂を０Ｖから目標電圧Ｖ_Tまで引き上げる。その際、制御部１８はＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧Ｖ₂の初期電圧値をＤＣ／ＤＣコンバータ１６が停止した現在時のサブバッテリー１４の端子電圧Ｖ_SBに設定するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧Ｖ₂が当該初期電圧値Ｖ_SBに到達した後は初期電圧値Ｖ_SBから目標電圧Ｖ_Tまで徐々に二次側電圧Ｖ₂の設定値を引き上げる（スイープする）。

上記のような起動制御（ソフトスタート制御）を実行するに当たり、まず制御部１８は目標電圧Ｖ_Tを設定する。目標電圧Ｖ_Tは例えばサブバッテリー１４の充電電圧Ｖ_SC以上であって補機等の定格電圧の上限値以内の値に設定される。

さらに制御部１８はサブバッテリー１４の端子電圧Ｖ_SBをサブバッテリー電圧センサ２８から取得し、これをＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧Ｖ₂の初期電圧値に設定する。なお、サブバッテリー１４の端子電圧Ｖ_SBとして、サブバッテリー１４の実際の端子電圧にＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側からサブバッテリー１４までの配線抵抗による電圧降下分を加えた値を設定してもよい。

さらに制御部１８は一次側電圧センサ２４から一次側電圧Ｖ₁を取得し、一次側電圧Ｖ₁を初期電圧値Ｖ_SBまで降圧するためのオンデューティｄ（＝Ｔ_ON／Ｔ）を求める。オンデューティｄに基づくスイッチング信号がスイッチング素子３２に送られ、スイッチング素子３２がスイッチング信号に応じて作動することにより、図２上段の期間Ｔ１に示すようにＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧Ｖ₂は０Ｖから初期電圧値Ｖ_SBまで速やかに引き上げられる。

このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側に接続されているコンデンサ２２はＤＣ／ＤＣコンバータ１６の起動前においてサブバッテリー１４によって充電されている。つまりサブバッテリー１４の端子電圧Ｖ_SBまで充電されている。したがって図２下段の期間Ｔ１にて示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧を０ＶからＶ_SBまで引き上げてもＤＣ／ＤＣコンバータ１６からコンデンサ２２に流入する電流量は限られたものとなる。すなわちメインバッテリー１２からコンデンサ２２へのラッシュ電流の発生が抑えられる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧の初期電圧値Ｖ_SBはサブバッテリー１４の充電電圧Ｖ_SCよりも低いことから、サブバッテリー１４へのラッシュ電流の発生も抑えられる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧Ｖ₂が初期電圧値Ｖ_SBに到達した後、制御部１８は予め記憶部に記憶された電圧変化率に従ってＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧Ｖ₂を初期電圧値Ｖ_SBから目標電圧Ｖ_Tまで徐々に引き上げる（図２期間Ｔ２）。具体的には電圧変化率に沿ってオンデューティｄを増加させる。

電圧変化率は時間経過に伴う二次側電圧Ｖ₂の増加度合いを定めたものであって、ラッシュ電流が発生してもメインバッテリーの放電量が許容電流値Ｉ_Uを超過しないような範囲で定められる。例えば期間Ｔ１において０Ｖから初期電圧値Ｖ_SBまで二次側電圧Ｖ₂が引き上げられたときの電圧変化の傾きの半分以下となるように電圧変化率が定められる。また、図２のように一次関数的に二次側電圧Ｖ₂を増加させる代わりに、段階的に二次側電圧Ｖ₂を増加させるようにしてもよい。

スイッチング素子３２のオンデューティｄの増加に伴い二次側電圧Ｖ₂がサブバッテリー１４の端子電圧Ｖ_SBを超過すると主にＤＣ／ＤＣコンバータ１６から負荷２０やコンデンサ２２に電力が供給される。これにより図２下段の期間Ｔ２に示すようにメインバッテリー１４の放電電流が増加する。さらに二次側電圧Ｖ₂がサブバッテリー１４の充電電圧Ｖ_SCを超過するとサブバッテリー１４を充電するためにＤＣ／ＤＣコンバータ１６からサブバッテリー１４に電流が供給され、これに伴ってメインバッテリー１２の放電電流がさらに増加して電流制限値Ｉ_Lに到達する（図２下段の期間Ｔ３）。これを受けて制御部１８は電流制限制御を実行する。例えば制御部１８はスイッチング素子３２のオンデューティｄを所定割合低減させる。

ここで、メインバッテリー１２の電流値が電流制限値Ｉ_Lに到達してから電流制限値Ｉ_Lの到達を検知した制御部１８が電流制限制御を実行するまでの間には遅れ時間が存在し、この遅れ時間の間に当該電流値が電流制限値Ｉ_Lを超過する場合がある。このような場合であっても、電圧変化率に沿った緩やかな電圧増加によってコンデンサ等に電荷が溜め込まれる等の理由によって過度なラッシュ電流が抑えられ、電流制限値Ｉ_Lからの超過量は許容電流値Ｉ_U以下に抑えられる。

さらに電圧変化率の増加に伴い、電流制限値Ｉ_Lを超過しない範囲でスイッチング素子３２のオン時間Ｔ_ONが漸次増加され（図２下段Ｔ４）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧Ｖ₂は目標電圧Ｖ_Tに到達し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の起動が完了する（図２下段Ｔ５）。

このように、本実施形態においてはソフトスタート制御に当たり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧を０Ｖからサブバッテリー１４の端子電圧Ｖ_SBまで徐々に引き上げる工程を省略してサブバッテリー１４の端子電圧Ｖ_SBをソフトスタート制御の初期電圧値に設定している。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の起動時間を短縮することが可能となる。

なお、図２ではＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧を初期電圧値Ｖ_SBから目標電圧値Ｖ_Tまで引き上げる際に電圧変化率を基にして二次側電圧値Ｖ₂を徐々に増加させる電圧制御を行っていたが、これに代えて電流変化率を基にして二次側電圧値Ｖ₂を徐々に増加させる電流制御によるソフトスタートを行ってもよい。

この電流制御においては初期電流値Ｉ_L0が設定される。上記実施例における電流制限値を最終電流制限値Ｉ_L1として置き換えると、初期電流値Ｉ_L0は０[Ａ]を超過し、かつ最終電流制限値Ｉ_L1よりも低い値に設定される（０＜Ｉ_L0＜Ｉ_L）。例えば初期電流値Ｉ_L0として最終電流制限値Ｉ_L1の１／３以下の値に設定される。

図３に示すように、制御部１８はＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次電圧値Ｖ₂が初期電圧値Ｖ_SBに到達した後、スイッチング素子３２のオンデューティｄを徐々に増加させることにより二次電圧値Ｖ₂をさらに増加させる。このとき、オンデューティｄの増加に伴ってメインバッテリー１２の電流値も増加する。制御部１８はメインバッテリー電流センサ３０を介してメインバッテリー１２の電流値Ｉ_MBをモニタリングする。メインバッテリー１２の電流値Ｉ_MBが初期電流値Ｉ_L0に到達したとき、制御部１８はＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電流を制限する（絞る）電流制限を行う。

上述したように制御部１８が初期電流値Ｉ_L0の到達を検知してから電流制限を実行するまで遅れ時間が生じることから（図３の期間Ｔ６）、まず制御部１８は初期電流値Ｉ_L0を超過したメインバッテリー１２の電流値Ｉ_MBを初期電流値Ｉ_L0まで戻す制御を行う。具体的にはオンデューティｄを引き下げて（減少させて）単位時間当たりの電流量を低減させる。オンデューティｄの引き下げはメインバッテリー１２の電流値Ｉ_MBが初期電流値Ｉ_L0に復帰するまで行う。また電流制限に伴いＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧Ｖ₂も一時的に落ち込む。

このとき、初期電流値Ｉ_L0が最終電流制限値Ｉ_L1より低い値に設定されているため、遅れ時間において放電電流が初期電流値Ｉ_L0を超過したとしても最終電流制限値Ｉ_L1より高い許容電流値Ｉ_U（Ｉ_L0＜Ｉ_L1＜Ｉ_U）を超過するおそれは低い。少なくとも電流制限値を最終電流制限値Ｉ_L1に設定した場合よりも許容電流値Ｉ_Uを超過するおそれは低くなる。

メインバッテリー１２の電流値Ｉ_MBが初期電流値Ｉ_L0に戻ると、制御部１８は記憶部に記憶された電流変化率に応じて電流制限値を初期電流値Ｉ_L0から最終電流制限値Ｉ_L1まで徐々に増加させる。電流変化率は時間経過に伴うメインバッテリー１２の放電電流Ｉ_MBの増加度合いを定めたものであって、ラッシュ電流が発生してもメインバッテリー１２の放電量Ｉ_MBが許容電流値Ｉ_Uを超過しない範囲で定められる。例えばＤＣ／ＤＣコンバータ１６の起動に際してソフトスタートを行わずに二次側電圧Ｖ₂の初期電圧値を目標電圧Ｖ_Tにした際（図４）のメインバッテリー１２の電流増加の傾きの半分以下となるように電流変化率が定められる。また、図３のように一次関数的に電流制限値を増加させる代わりに、段階的に電流制限値を増加させるようにしてもよい。

電流制限値が徐々に引き上げられる（制限が緩和される）ことに伴ってスイッチング素子３２のオンデューティｄが増加され、その結果上記数式１より、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧値Ｖ₂が増加する。

また、メインバッテリー１２の電流Ｉ_MBが電流制限値を下回ると電流制限制御が解除される。その後に再び電流Ｉ_MBが電流制限値に到達すると再び電流制限制御が実行される。このとき、電流制限値が最終電流制限値Ｉ_L1より低い値に設定され、かつ、コンデンサ２２には徐々に電荷が溜め込まれている。このため、ラッシュ電流が発生したとしても小規模なものに抑えられ、メインバッテリー１２の放電電流が電流制限値に到達してから電流制限制御を実行するまでの遅れ時間（図３の期間Ｔ７）において放電電流が電流制限値を超過したとしても許容電流値Ｉ_Uを超過することは避けられる。このように、メインバッテリー１２の放電電流Ｉ_MBが許容電流値Ｉ_U以下となるように制御されながらＤＣ／ＤＣコンバータ１６の二次側電圧値Ｖ₂が漸次増加される。二次側電圧値Ｖ₂が目標電圧Ｖ_Tに到達し、かつ、電流制限値が最終電流制限値Ｉ_L1に到達した時点で起動制御が終了する。

１０ 電源制御システム、１２ メインバッテリー、１４ サブバッテリー、１６ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１８ 制御部、２０ 負荷、２２ コンデンサ、２４ 一次側電圧センサ、２８ サブバッテリー電圧センサ、３０ メインバッテリー電流センサ、３２ スイッチング素子、３４ トランス、３６ 整流ダイオード、３８ リアクトル、４０ 平滑コンデンサ。

Claims (2)

1. メインバッテリーと、
   二次電池からなるサブバッテリーと、
   一次側に前記メインバッテリーが接続されるとともに二次側に前記サブバッテリーが接続され、電圧変換率に応じて一次側と二次側の電圧変換を行う電圧変換器と、
   前記電圧変換器の起動時に、前記電圧変換器の二次側電圧の初期電圧値が前記サブバッテリーの端子電圧値となるように前記電圧変換率を設定するとともに、前記二次側電圧が前記初期電圧値に到達した後に前記初期電圧値から目標電圧値まで前記二次側電圧を増加させるように前記電圧変換率を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする電源制御システム。
2. 請求項１記載の電源制御システムであって、
   前記制御部は、前記二次側電圧を前記初期電圧値から前記目標電圧値まで増加させる際に、前記メインバッテリーに対する最終電流制限値より低い初期電流値から前記最終電流制限値まで前記メインバッテリーの電流制限値を増加させるとともに、前記メインバッテリーの放電電流が前記電流制限値以下となるように前記電圧変換率を制御することを特徴とする電源制御システム。

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