JP6677910B2 - Power supply for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、車載用電源装置に関するものである。 The present invention relates to an in-vehicle power supply device.
従来から、定電圧出力する電源回路として、検出した出力電流の電流値と目標値との偏差に基づき、予め設定されたゲインに従って操作量を算出し、この算出した操作量に基づいて出力電圧を目標値に近づけるフィードバック制御を行う構成が知られている。例えば、特許文献１のスイッチング電源回路は、検出電流値と目標電流値との偏差をそれぞれ個別に比例演算（ＰゲインＫｐ）、積分演算（ＩゲインＫｉ）、及び微分演算（ＤゲインＫｄ）したものを加え合わせて操作量とするＰＩＤ演算が行われる。また、ＰＩＤ演算した操作量は、ＰＷＭ信号に変換され、スイッチング回路は、その変換されたＰＷＭ信号に基づき、入力された電力を電力変換して定電流出力する。 Conventionally, as a power supply circuit that outputs a constant voltage, an operation amount is calculated according to a preset gain based on a deviation between a current value of a detected output current and a target value, and an output voltage is calculated based on the calculated operation amount. A configuration for performing feedback control to approach a target value is known. For example, the switching power supply circuit of Patent Literature 1 separately performs a proportional operation (P gain Kp), an integral operation (I gain Ki), and a differential operation (D gain Kd) on the deviation between the detected current value and the target current value. A PID calculation is performed to obtain the manipulated variable by adding the values. Further, the operation amount obtained by the PID operation is converted into a PWM signal, and the switching circuit converts the input power into a power based on the converted PWM signal and outputs a constant current.
この特許文献１のスイッチング電源回路は、ＰＩＤ演算部を備えたプロセッサの処理負荷量を検出し、検出した処理負荷量に基づき、ゲイン変更部によってＰＩＤ演算に係るゲインを変更する構成となっている。 The switching power supply circuit of Patent Document 1 has a configuration in which a processing load of a processor including a PID calculation unit is detected, and a gain related to the PID calculation is changed by a gain changing unit based on the detected processing load. .
ところで、ＰＩＤ演算方式を用いてフィードバック演算を行い、電源装置の出力を目標値に近づけるように制御を行う場合、出力側に接続された負荷のインピーダンスに合わせた適正なゲインを設定すれば、より適切な制御を行うことができるものと考えられる。この方法を採用するためには、電源装置の動作時に負荷のインピーダンスがどの程度であるかを実測できることが望ましいといえる。 By the way, when performing feedback calculation using the PID calculation method and performing control so that the output of the power supply device approaches the target value, setting an appropriate gain according to the impedance of the load connected to the output side is more preferable. It is considered that appropriate control can be performed. In order to adopt this method, it can be said that it is desirable to be able to actually measure the impedance of the load during the operation of the power supply device.
しかし、電源装置の出力側にはバッテリなどが出力される場合もあるため、単純に電源装置の出力電流と出力電圧とを測定してオームの法則によってインピーダンスを算出しても、正確なインピーダンスを導出することは困難となる。 However, since a battery or the like may be output on the output side of the power supply, even if the output current and output voltage of the power supply are simply measured and the impedance is calculated according to Ohm's law, the accurate impedance is obtained. It is difficult to derive.
本発明は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、出力側に接続される負荷のインピーダンスをより正確に反映して、フィードバック制御に用いるゲインを設定し得る車載用電源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above-described circumstances, and more precisely reflects the impedance of a load connected to the output side, and is capable of setting a gain used for feedback control. The purpose is to provide.
本発明の一例である車載用電源装置は、
第１導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して第２導電路に印加する電圧変換部と、
前記第２導電路の電圧を検出する電圧検出部と、
前記第２導電路の電流を検出する電流検出部と、
前記電圧変換部から前記第２導電路に出力する出力電流の目標値を、少なくとも第１目標値又は第２目標値に切り替えて設定する目標値設定部と、
前記電流検出部が検出した電流値と前記目標値設定部によって設定された目標値との偏差及び設定されたゲインに基づいて前記出力電流を目標値に近づけるための操作量を算出する処理を、繰り返し行う演算部と、
前記演算部が前記操作量を算出したときに前記操作量に応じた制御信号を前記電圧変換部に出力する制御部と、
前記目標値設定部が前記第１目標値に設定しているときの前記電圧検出部の検出値である第１電圧値と、前記目標値設定部が前記第２目標値に設定しているときの前記電圧検出部の検出値である第２電圧値と、前記第１目標値又は前記目標値設定部が前記第１目標値に設定しているときの前記電流検出部の検出値のいずれかである第１電流値と、前記第２目標値又は前記目標値設定部が前記第２目標値に設定しているときの前記電流検出部の検出値のいずれかである第２電流値とに基づき、前記演算部で用いる前記ゲインを設定変更するゲイン変更部と、
を備える。
An in-vehicle power supply device that is an example of the present invention includes:
A voltage converter for increasing or decreasing the voltage applied to the first conductive path and applying the voltage to the second conductive path;
A voltage detection unit that detects a voltage of the second conductive path;
A current detector for detecting a current of the second conductive path;
A target value setting unit configured to switch and set a target value of an output current output from the voltage conversion unit to the second conductive path to at least a first target value or a second target value;
A process of calculating an operation amount for approaching the output current to a target value based on a deviation between a current value detected by the current detection unit and a target value set by the target value setting unit and a set gain, An arithmetic unit that performs repetition,
A control unit that outputs a control signal corresponding to the operation amount to the voltage conversion unit when the calculation unit calculates the operation amount;
A first voltage value that is a detection value of the voltage detection unit when the target value setting unit sets the first target value; and a first voltage value that is set by the target value setting unit to the second target value. A second voltage value that is a detection value of the voltage detection unit, and either the first target value or the detection value of the current detection unit when the target value setting unit sets the first target value. And a second current value that is either the second target value or a detection value of the current detection unit when the target value setting unit sets the second target value. A gain changing unit for setting and changing the gain used in the calculation unit,
Is provided.
上記車載用電源装置において、第１電流値と第２電流値の差と、それぞれの電流値に制御しているときの各電圧値の差（第１電圧値と第２電圧値との差）とが得られれば、それらの値は、車載用電源装置が実際に動作している時の出力側の負荷（第２導電路又はこれに接続された負荷）のインピーダンスを高精度に推定し得る値となる。よって、これらの値に基づいて演算部で用いるゲインを設定すれば、出力側の負荷のインピーダンスをより正確に反映してフィードバック制御に用いるゲインを設定することができる。 In the above-mentioned vehicle-mounted power supply device, a difference between the first current value and the second current value, and a difference between the respective voltage values when the current values are controlled (a difference between the first voltage value and the second voltage value). If these values are obtained, these values can be used to accurately estimate the impedance of the load on the output side (the second conductive path or the load connected thereto) when the in-vehicle power supply device is actually operating. Value. Therefore, if the gain used in the calculation unit is set based on these values, it is possible to more accurately reflect the impedance of the load on the output side and set the gain used for feedback control.
ここで、発明の望ましい例を示す。 Here, preferred examples of the invention will be described.
第１電流値は、目標値設定部が第１目標値に設定しているときの電流検出部の検出値であってもよい。第２電流値は、目標値設定部が第２目標値に設定しているときの電流検出部の検出値であってもよい。 The first current value may be a detection value of the current detection unit when the target value setting unit sets the first current value. The second current value may be a detection value of the current detection unit when the target value setting unit sets the second current value.
この車載用電源装置は、第１電流値及び第２電流値として、電流検出部による検出値、即ち、車載用電源装置の動作時に実際に測定された出力側の各電流値を用いることができる。例えば、第１電流値は、第１電圧値が得られるときの実際の電流値を高精度に示す値であり、第２電流値は、第２電圧値が得られるときの実際の電流値を高精度に示す値である。よって、これらの値を用いれば、車載用電源装置が実際に動作しているときのインピーダンスをより正確に反映し得る方法で、フィードバック制御に用いるゲインを設定することができる。 This on-vehicle power supply device can use, as the first current value and the second current value, values detected by the current detection unit, that is, each current value on the output side actually measured during operation of the on-vehicle power supply device. . For example, the first current value is a value that accurately indicates an actual current value when the first voltage value is obtained, and the second current value is an actual current value when the second voltage value is obtained. It is a value shown with high precision. Therefore, by using these values, the gain used for the feedback control can be set by a method that can more accurately reflect the impedance when the vehicle-mounted power supply device is actually operating.
目標値設定部は、出力電流の目標値を第１目標値に設定している場合において所定の検査期間が到来したときに出力電流の目標値を第２目標値に切り替え、検査期間の到来後に第１目標値に切り替えるように動作し、ゲイン変更部は、検査期間前に目標値設定部によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部の検出値と、検査期間後に目標値設定部によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部の検出値との差が所定値以上である場合にゲインの設定変更を行わない構成であってもよい。 The target value setting unit switches the target value of the output current to the second target value when a predetermined inspection period has come when the target value of the output current is set to the first target value, and after the arrival of the inspection period. The gain changing unit operates to switch to the first target value, and the gain change unit includes a detection value of the voltage detection unit when the first target value is set by the target value setting unit before the inspection period, and a target value setting unit after the inspection period. When the difference from the detection value of the voltage detection unit when it is set to the first target value is equal to or more than a predetermined value, the setting of the gain may not be changed.
この車載用電源装置において、検査期間前に目標値設定部によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部の検出値と、検査期間後に目標値設定部によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部の検出値との差が所定値以上となる場合、検査期間前と後で第２導電路又はこれに接続された負荷のインピーダンスに変動が生じている可能性が高い。このような場合、第１電流値、第２電流値、第１電圧値、第２電圧値によってインピーダンスが推定できない可能性が高くなる。つまり、第１電流値、第２電流値、第１電圧値、第２電圧値がインピーダンスを反映した関係になっていない可能性がある。よって、このような場合にゲインの設定変更を行わないようにすれば、負荷のインピーダンスに基づかない設定変更を防ぐことができる。 In this in-vehicle power supply device, the detection value of the voltage detection unit when set to the first target value by the target value setting unit before the inspection period and the first target value by the target value setting unit after the inspection period. If the difference from the detected value of the voltage detection unit at that time is equal to or more than a predetermined value, it is highly likely that the impedance of the second conductive path or the load connected thereto has changed before and after the inspection period. In such a case, there is a high possibility that the impedance cannot be estimated from the first current value, the second current value, the first voltage value, and the second voltage value. That is, the first current value, the second current value, the first voltage value, and the second voltage value may not have a relationship reflecting the impedance. Therefore, in such a case, if the gain setting is not changed, a setting change that is not based on the load impedance can be prevented.
＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１について説明する。
図１で示す車載用電源装置１は、車両に搭載されており、図示しないエンジンに連動してオルタネータ（交流発電機）４が発電し整流した電力を与えられ、与えられた電力を目標電圧（例えば１３Ｖ）又は目標電流に電力変換して定電圧出力又は定電流出力する。車載用電源装置１が出力した電力は、負荷７に与えられると共に、蓄電装置８に充電される。
<Example 1>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.
The in-vehicle power supply device 1 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle, and is supplied with rectified power generated by an alternator (AC generator) 4 in conjunction with an engine (not shown). For example, power is converted to 13 V) or a target current and a constant voltage output or a constant current output is performed. The power output from the vehicle-mounted power supply device 1 is supplied to the load 7 and is charged in the power storage device 8.
オルタネータ４が発電し整流した電力は、車載用電源装置１に与えられる一方、負荷５にも与えられ、また、バッテリ６に充電される。
車載用電源装置１は、マイクロコンピュータ２と、電圧変換部３と、を備えている。この電圧変換部３は、車載用電源装置１の上流側の第１導電路に印加された電圧を昇圧又は降圧して下流側の第２導電路に印加する。具体的には、マイクロコンピュータ２に制御された電圧変換部３が、入力された電力をスイッチング素子を用いて電力変換し、平滑して定電流出力又は定電圧出力する。
The electric power generated and rectified by the alternator 4 is supplied to the vehicle-mounted power supply device 1, is also supplied to the load 5, and is charged in the battery 6.
The vehicle-mounted power supply device 1 includes a microcomputer 2 and a voltage conversion unit 3. The voltage converter 3 boosts or drops the voltage applied to the first conductive path on the upstream side of the vehicle-mounted power supply device 1 and applies it to the second conductive path on the downstream side. Specifically, the voltage converter 3 controlled by the microcomputer 2 converts the input power into power using a switching element, smoothes the power, and outputs a constant current or a constant voltage.
図２は、図１の車載用電源装置１を概略的に示すブロック図である。
この車載用電源装置１は、電圧変換部３、電流検出部１１、電圧検出部１２、電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３、電流制御・電圧制御調停部１４、演算部１５、インピーダンス算出部１５ａ、ゲイン変更部１５ｂ、スイッチング周波数出力部１６、制御部１６ｂ、演算周波数出力部１７、処理負荷検出部１７ｂ、加え合わせ点１８及び目標値設定部１９を備えている。これらの内、電圧変換部３、電流検出部１１及び電圧検出部１２以外は、マイクロコンピュータ（プロセッサ）２内の機能ブロックで表現されている。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the vehicle-mounted power supply device 1 of FIG.
This vehicle-mounted power supply device 1 includes a voltage conversion unit 3, a current detection unit 11, a voltage detection unit 12, a current control / voltage control multiplexer 13, a current control / voltage control arbitration unit 14, a calculation unit 15, an impedance calculation unit 15a, a gain A change unit 15b, a switching frequency output unit 16, a control unit 16b, a calculation frequency output unit 17, a processing load detection unit 17b, an addition point 18, and a target value setting unit 19 are provided. The components other than the voltage conversion unit 3, the current detection unit 11, and the voltage detection unit 12 are represented by functional blocks in the microcomputer (processor) 2.
電流検出部１１は、電圧変換部３がスイッチングして電力変換し平滑して定電流出力又は定電圧出力した電力の電流値を検出し、電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３、電流制御・電圧制御調停部１４及びスイッチング周波数出力部１６にそれぞれ与える。
電圧検出部１２は、電圧変換部３がスイッチングして電力変換し平滑して定電流出力又は定電圧出力した電力の電圧値を検出し、電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３及び電流制御・電圧制御調停部１４にそれぞれ与える。
The current detection unit 11 detects the current value of the power that has been switched by the voltage conversion unit 3 for power conversion, smoothed and output as a constant current output or a constant voltage, and the current control / voltage control multiplexer 13, current control / voltage control arbitration And a switching frequency output unit 16 respectively.
The voltage detection unit 12 detects the voltage value of the power that has been switched by the voltage conversion unit 3 for power conversion, smoothed, and outputs a constant current output or a constant voltage output, and the current control / voltage control multiplexer 13 and the current control / voltage control arbitration To the unit 14.
電流制御・電圧制御調停部１４は、電流検出部１１及び電圧検出部１２からそれぞれ与えられた電流値及び電圧値と、目標値設定部１９から与えられた目標電流値及び目標電圧値との高低関係に基づき、電流制御又は電圧制御を選択する。次いで、その選択結果を示す選択信号を電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３、演算部１５及び目標値設定部１９に与える。
電流制御・電圧制御調停部１４は、車載用電源装置１が出力電流値及び出力電圧値が目標電流値及び目標電圧値を超えないように制御しており、例えば、出力電圧値が目標電圧値より十分低いときは、電流制御を主として選択する。
The current control / voltage control arbitration unit 14 determines whether the current value and the voltage value given from the current detection unit 11 and the voltage detection unit 12 are different from the target current value and the target voltage value given from the target value setting unit 19. Based on the relationship, current control or voltage control is selected. Next, a selection signal indicating the selection result is provided to the current control / voltage control multiplexer 13, the operation unit 15, and the target value setting unit 19.
The current control / voltage control arbitration unit 14 controls the in-vehicle power supply device 1 so that the output current value and the output voltage value do not exceed the target current value and the target voltage value. When it is lower enough, current control is mainly selected.
電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３は、電流検出部１１及び電圧検出部１２からそれぞれ与えられた電流値及び電圧値の内、選択信号が電流制御を選択しているときは電流値を、選択信号が電圧制御を選択しているときは電圧値を選択し加え合わせ点１８に与える。
目標値設定部１９は、外部から設定された目標電流値及び目標電圧値を記憶しており、記憶している目標電流値及び目標電圧値を電流制御・電圧制御調停部１４に与える。
The current control / voltage control multiplexer 13 outputs the current value when the selection signal selects the current control from the current value and the voltage value given from the current detection unit 11 and the voltage detection unit 12, respectively. When voltage control is selected, a voltage value is selected and added to the matching point 18.
The target value setting unit 19 stores a target current value and a target voltage value set from the outside, and supplies the stored target current value and target voltage value to the current control / voltage control arbitration unit 14.
目標値設定部１９は、また、電流制御・電圧制御調停部１４から与えられた選択信号が、電流制御を示すときは目標電流値を、電圧制御を示すときは目標電圧値を、加え合わせ点１８に与える。
加え合わせ点１８は、目標値設定部１９から与えられた目標電流値又は目標電圧値と、電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３から与えられた電流値又は電圧値との偏差を演算し、演算部１５に与える。
The target value setting unit 19 further adds a target current value when the selection signal given from the current control / voltage control arbitration unit 14 indicates current control, a target voltage value when it indicates voltage control, and Give to 18.
The addition point 18 calculates a deviation between the target current value or the target voltage value given from the target value setting unit 19 and the current value or the voltage value given from the current control / voltage control multiplexer 13. Give to.
スイッチング周波数出力部１６は、電流検出部１１から与えられる電流値に対応するスイッチング周波数を記憶したテーブル１６ａを有しており、与えられた電流値に対応したスイッチング周波数をテーブル１６ａから読出して、ゲイン変更部１５ｂ及び制御部１６ｂに与える。
スイッチング周波数は、電流値の高低に応じて高低に定められている。
The switching frequency output unit 16 has a table 16a storing a switching frequency corresponding to the current value given from the current detection unit 11, reads out the switching frequency corresponding to the given current value from the table 16a, and This is given to the changing unit 15b and the control unit 16b.
The switching frequency is set to be high or low according to the level of the current value.
演算周波数出力部１７は、処理負荷検出部１７ｂから与えられる処理負荷量に対応する演算周波数を記憶したテーブル１７ａを有しており、与えられた処理負荷量に対応した演算周波数をテーブル１７ａから読出して、ゲイン変更部１５ｂへ与える。
演算周波数は、処理負荷量の高低に応じて低高に定められている。
処理負荷検出部１７ｂは、演算部１５、加え合わせ点１８及び処理負荷検出部１７ｂ自身等を含むマイクロコンピュータ（プロセッサ）２の処理負荷量を検出し、演算周波数出力部１７に与える。
The calculation frequency output unit 17 has a table 17a storing the calculation frequency corresponding to the processing load amount given from the processing load detection unit 17b, and reads out the calculation frequency corresponding to the given processing load amount from the table 17a. To the gain changing unit 15b.
The calculation frequency is set to be low or high according to the level of the processing load.
The processing load detection unit 17 b detects the processing load of the microcomputer (processor) 2 including the calculation unit 15, the addition point 18, the processing load detection unit 17 b itself, and the like, and supplies the detection result to the calculation frequency output unit 17.
インピーダンス算出部１５ａは、出力側の負荷（第２導電路又はこれに接続された負荷であり、例えば、第２導電路の負荷、負荷７、蓄電装置８の負荷等）のインピーダンス（以下、単にインピーダンスともいう）を、意図的に出力電流の電流値を変更したときの電圧変化量と電流変化量とに基づいて算出する。インピーダンス算出部１５ａは、目標値設定部１９が出力電流の目標値を第１目標値に設定しているときの電圧検出部１２の検出値である第１電圧値と、目標値設定部１９が第２目標値に設定しているときの電圧検出部１２の検出値である第２電圧値と、目標値設定部１９が第１目標値に設定しているときの電流検出部１１の検出値である第１電流値と、目標値設定部１９が第２目標値に設定しているときの電流検出部１１の検出値である第２電流値と、に基づき、出力側のインピーダンスを算出する。インピーダンス算出部１５ａによる具体的なインピーダンスの算出方法は、後述する。また、インピーダンス算出部１５ａは、算出した出力側のインピーダンスをゲイン変更部１５ｂに与える。なお、図２において、インピーダンス算出部１５ａに対する、電流検出部１１、電圧検出部１２等からの信号ラインは省力している。 The impedance calculation unit 15a is configured to output an impedance of a load on the output side (a second conductive path or a load connected thereto, such as a load on the second conductive path, a load 7, a load on the power storage device 8, and the like). Impedance) is calculated based on the voltage change amount and the current change amount when the current value of the output current is intentionally changed. The impedance calculating unit 15a determines whether the target value setting unit 19 sets the target value of the output current to the first target value. A second voltage value which is a detection value of the voltage detection unit 12 when the target value is set to the second target value, and a detection value of the current detection unit 11 when the target value setting unit 19 sets the first target value. And a second current value which is a detection value of the current detection unit 11 when the target value setting unit 19 sets the second target value. . A specific method of calculating the impedance by the impedance calculator 15a will be described later. Further, the impedance calculator 15a gives the calculated output-side impedance to the gain changer 15b. In FIG. 2, the signal lines from the current detection unit 11, the voltage detection unit 12, and the like to the impedance calculation unit 15a are omitted.
ゲイン変更部１５ｂは、与えられた演算周波数、スイッチング周波数、及びインピーダンスに基づいて、演算部１５によるＰＩＤ演算に用いるゲインを設定変更する。また、ゲイン変更部１５ｂは、設定変更したゲインを演算部１５へ与える。 The gain changing unit 15b changes the gain used for the PID calculation by the calculating unit 15 based on the given calculation frequency, switching frequency, and impedance. In addition, the gain changing unit 15b gives the gain whose setting has been changed to the calculating unit 15.
演算部１５は、与えられたゲインにより、加え合わせ点１８から与えられた偏差に基づくＰＩＤ演算（以下の（１）式）を行い、その演算結果を操作量として制御部１６ｂに与える。 The calculation unit 15 performs a PID calculation (formula (1)) based on the deviation given from the addition point 18 with the given gain, and provides the calculation result to the control unit 16b as an operation amount.
制御部１６ｂは、演算部１５から与えられた操作量をＰＷＭ制御のデューティに変換し、変換したデューティ、及び与えられたスイッチング周波数に基づき、スイッチングパルス（ＰＷＭ信号）を作成し、電圧変換部３に与える。
電圧変換部３は、与えられたスイッチングパルスに基づきスイッチング素子をスイッチングすることにより、入力された電力を電力変換し平滑して定電流出力又は定電圧出力する。
The control unit 16b converts the operation amount given from the calculation unit 15 into a duty for PWM control, creates a switching pulse (PWM signal) based on the converted duty and the given switching frequency, and Give to.
The voltage converter 3 performs switching of the switching element based on the given switching pulse to convert the input power into a power, smoothes the power, and outputs a constant current or a constant voltage.
図３は、図２のゲイン変更部１５ｂ及び演算部１５の内部構成例を概略的に示すブロック図である。
ゲイン変更部１５ｂは、切替部２０、電流制御用のＰゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２、Ｄゲインテーブル２３、電圧制御用のＰゲインテーブル２４、Ｉゲインテーブル２５、及びＤゲインテーブル２６を備えている。演算部１５は、アンプ２７，２８，２９、比例要素３１、積分要素３２、微分要素３３及び加え合わせ点３０を備えている。
FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating an example of an internal configuration of the gain changing unit 15b and the calculating unit 15 in FIG.
The gain changing unit 15 b includes a switching unit 20, a P gain table 21 for current control, an I gain table 22, a D gain table 23, a P gain table 24 for voltage control, an I gain table 25, and a D gain table 26. ing. The calculation unit 15 includes amplifiers 27, 28, 29, a proportional element 31, an integral element 32, a differential element 33, and an addition point 30.
切替部２０は、電流制御・電圧制御調停部１４から与えられた選択信号が電流制御を示すときは、演算周波数出力部１７から与えられた演算周波数、スイッチング周波数出力部１６から与えられたスイッチング周波数、及びインピーダンス算出部１５ａで算出した出力側のインピーダンスを、Ｐゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２及びＤゲインテーブル２３側へ切替え出力する。また、選択信号が電圧制御を示すときは、演算周波数出力部１７から与えられた演算周波数、スイッチング周波数出力部１６から与えられたスイッチング周波数、及びインピーダンス算出部１５ａで算出したインピーダンスを、Ｐゲインテーブル２４、Ｉゲインテーブル２５及びＤゲインテーブル２６側へ切替え出力する。 When the selection signal provided from the current control / voltage control arbitration unit 14 indicates the current control, the switching unit 20 determines whether the switching frequency output from the switching frequency output unit 16 is the switching frequency output from the switching frequency output unit 16. , And the output-side impedance calculated by the impedance calculator 15a is switched to the P gain table 21, the I gain table 22, and the D gain table 23 for output. When the selection signal indicates voltage control, the calculation frequency provided from the calculation frequency output unit 17, the switching frequency provided from the switching frequency output unit 16, and the impedance calculated by the impedance calculation unit 15a are stored in a P gain table. 24, and switches to the I gain table 25 and the D gain table 26 for output.
Ｐゲインテーブル２１は、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスに対応してＰゲインＫｐが設定されており、Ｋｐ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ；定数、ｘ；スイッチング周波数、ｙ；演算周波数、ｚ；インピーダンス）で表現される。ＰゲインＫｐは、数値シミュレーション又は実際の試行錯誤により求められ、例えば、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスの高低に関係なく略一定になるように設定されている。 In the P gain table 21, a P gain Kp is set corresponding to the switching frequency, the calculation frequency, and the impedance, and Kp = ax + by + cz + d (a, b, c, d; constant, x; switching frequency, y; calculation frequency , Z; impedance). The P gain Kp is obtained by numerical simulation or actual trial and error, and is set to be substantially constant regardless of, for example, the switching frequency, the calculation frequency, and the level of the impedance.
Ｉゲインテーブル２２は、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスに対応してＩゲインＫｉが設定されており、Ｋｉ＝ｅｘ＋ｆｙ＋ｇｚ＋ｈ（ｅ，ｆ，ｇ，ｈ；定数、ｘ；スイッチング周波数、ｙ；演算周波数、ｚ：インピーダンス）で表現される。ＩゲインＫｉは、数値シミュレーション又は実際の試行錯誤により求められ、例えば、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスの高低に対応して高低となるように設定されている。 In the I gain table 22, an I gain Ki is set corresponding to the switching frequency, the calculation frequency, and the impedance. Ki = ex + fy + gz + h (e, f, g, h; constant, x; switching frequency, y; calculation frequency , Z: impedance). The I gain Ki is obtained by numerical simulation or actual trial and error, and is set to be high or low according to, for example, the switching frequency, the operation frequency, and the impedance.
Ｄゲインテーブル２３は、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスに対応してＤゲインＫｄが設定されており、Ｋｄ＝ｉｘ＋ｊｙ＋ｋｚ＋ｍ（ｉ，ｊ，ｋ，ｍ；定数、ｘ；スイッチング周波数、ｙ；演算周波数、ｚ：インピーダンス）で表現される。ＤゲインＫｄは、数値シミュレーション又は実際の試行錯誤により求められ、例えば、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスの高低に対応して低高となるように設定されている。 In the D gain table 23, the D gain Kd is set corresponding to the switching frequency, the calculation frequency, and the impedance, and Kd = ix + ji + kz + m (i, j, k, m; constant, x; switching frequency, y; calculation frequency , Z: impedance). The D gain Kd is obtained by numerical simulation or actual trial and error, and is set to be low and high corresponding to, for example, the switching frequency, the operation frequency, and the impedance.
電圧制御用のＰゲインテーブル２４、Ｉゲインテーブル２５、Ｄゲインテーブル２６についても、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスに対応して、それぞれのイメージで設定されている。 The P gain table 24, the I gain table 25, and the D gain table 26 for voltage control are also set in respective images corresponding to the switching frequency, the calculation frequency, and the impedance.
電流制御用のＰゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２、Ｄゲインテーブル２３は、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスが与えられると、与えられたスイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスに対応するゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄをそれぞれ読出し、読出したゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄにより、アンプ２７，２８，２９の各ゲインをそれぞれ設定変更する。 The current control P gain table 21, I gain table 22, and D gain table 23 are provided with a switching frequency, a calculation frequency, and an impedance. Ki and Kd are read out, respectively, and the gains of the amplifiers 27, 28 and 29 are respectively changed by the read out gains Kp, Ki and Kd.
電圧制御用のＰゲインテーブル２４、Ｉゲインテーブル２５、Ｄゲインテーブル２６は、スイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスが与えられると、与えられたスイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスに対応するゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄをそれぞれ読出し、読出したゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄにより、アンプ２７，２８，２９の各ゲインをそれぞれ設定変更する。
尚、電流制御用のＰゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２、Ｄゲインテーブル２３、電圧制御用のＰゲインテーブル２４、Ｉゲインテーブル２５、Ｄゲインテーブル２６の代わりに、与えられたスイッチング周波数、演算周波数、及びインピーダンスにより、Ｋｐ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ，Ｋｉ＝ｅｘ＋ｆｙ＋ｇｚ＋ｈ，Ｋｄ＝ｉｘ＋ｊｙ＋ｋｚ＋ｍ等の演算を行う演算子を設けても良い。
The P gain table 24, the I gain table 25, and the D gain table 26 for voltage control indicate that when a switching frequency, an operation frequency, and an impedance are given, gains Kp, Ki and Kd are read out, respectively, and the gains of the amplifiers 27, 28 and 29 are respectively changed by the read out gains Kp, Ki and Kd.
Instead of the P gain table 21, I gain table 22, D gain table 23 for current control, P gain table 24, I gain table 25, and D gain table 26 for voltage control, given switching frequency, Depending on the frequency and the impedance, an operator for performing an operation such as Kp = ax + by + cz + d, Ki = ex + fy + gz + h, Kd = ix + zy + kz + m may be provided.
アンプ２７，２８，２９は、加え合わせ点１８から与えられた偏差を、設定変更された各ゲインＫｐ，Ｋｉ，Ｋｄにより増幅して、それぞれ比例要素３１、積分要素３２、微分要素３３に与える。
比例要素３１は、ゲインＫｐにより増幅され与えられた偏差を比例演算し、加え合わせ点３０に与える。
The amplifiers 27, 28, and 29 amplify the deviation given from the addition point 18 by the gains Kp, Ki, and Kd whose settings have been changed, and apply the amplified gains to the proportional element 31, the integral element 32, and the differential element 33, respectively.
The proportional element 31 performs a proportional operation on the deviation given and amplified by the gain Kp, and supplies the result to the addition point 30.
積分要素３２は、ゲインＫｉにより増幅され与えられた偏差を積分演算し、加え合わせ点３０に与える。
微分要素３３は、ゲインＫｄにより増幅され与えられた偏差を微分演算し、加え合わせ点３０に与える。
加え合わせ点３０は、与えられた比例演算された偏差、積分演算された偏差及び微分演算された偏差を加え合わせて、操作量として電圧変換部３（図２）に与える。
The integration element 32 integrates the deviation amplified and given by the gain Ki and gives the result to the addition point 30.
The differentiating element 33 performs a differential operation on the deviation amplified and given by the gain Kd, and provides the result to the addition point 30.
The addition point 30 adds the given proportionally calculated deviation, integratedly calculated deviation, and differentiatedly calculated deviation to provide the operation amount to the voltage conversion unit 3 (FIG. 2).
以下に、このような構成の車載用電源装置１の動作の例を、それを示す図４のフローチャートを参照しながら説明する。
先ず、電流制御・電圧制御調停部１４が、電流検出部１１及び電圧検出部１２がそれぞれ検出した電流値及び電圧値を取得し、スイッチング周波数出力部１６が、電流検出部１１が検出した電流値を取得する（Ｓ１）。
Hereinafter, an example of the operation of the vehicle-mounted power supply device 1 having such a configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, the current control / voltage control arbitration unit 14 acquires the current value and the voltage value detected by the current detection unit 11 and the voltage detection unit 12, respectively, and the switching frequency output unit 16 outputs the current value detected by the current detection unit 11. Is acquired (S1).
次に、スイッチング周波数出力部１６が、電流検出部１１から与えられた電流値に対応したスイッチング周波数をテーブル１６ａから読出して、制御部１６ｂへ与えることにより、スイッチング周波数を変更する（Ｓ３）。また、スイッチング周波数出力部１６は、読出したスイッチング周波数をゲイン変更部１５ｂへも与える。 Next, the switching frequency output unit 16 changes the switching frequency by reading the switching frequency corresponding to the current value given from the current detection unit 11 from the table 16a and giving it to the control unit 16b (S3). The switching frequency output unit 16 also supplies the read switching frequency to the gain changing unit 15b.
電流制御・電圧制御調停部１４は、次に、取得した電流値及び電圧値と、目標値設定部１９から与えられた目標電流値及び目標電圧値との高低関係に基づき、電流制御又は電圧制御を選択する。次いで、その選択結果を示す選択信号を電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３、演算部１５、ゲイン変更部１５ｂ、及び目標値設定部１９に与える。そして、電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３は、電流検出部１１及び電圧検出部１２からそれぞれ与えられた電流値及び電圧値の内、選択信号に応じて電流値又は電圧値を選択し、加え合わせ点１８に与える（Ｓ６）。 The current control / voltage control arbitration unit 14 then performs current control or voltage control based on the height relationship between the acquired current value and voltage value and the target current value and target voltage value given from the target value setting unit 19. Select Next, a selection signal indicating the selection result is given to the current control / voltage control multiplexer 13, the operation unit 15, the gain change unit 15b, and the target value setting unit 19. The current control / voltage control multiplexer 13 selects a current value or a voltage value according to the selection signal from the current value and the voltage value given from the current detection unit 11 and the voltage detection unit 12, respectively. 18 (S6).
次に、インピーダンス算出部１５ａは、出力側のインピーダンスを算出する（Ｓ７）。ここで、図５、図６を用いて、出力側のインピーダンスの算出方法について詳述する。図５は、図１の車載用電源装置１におけるインピーダンス測定動作時のタイミングチャートである。図６は、図５のタイミングチャートの各測定タイミングにおける出力電流及び出力電圧の測定結果の例を示す説明図である。出力側のインピーダンスの算出は、目標値設定部１９から与えられる目標電流値を変化させた際に検出される出力電流値及び出力電圧値を用いることで行われる。目標値設定部１９は、出力電流の目標値を第１目標値（大きさがＩ１の目標電流値）に設定している通常出力状態において、所定の検査期間が到来したときに出力電流の目標値を第２目標値（大きさがＩ２の目標電流値）に切り替えるようになっている。図５に示すように、通常出力状態において、所定の時間ｔ１（検査期間の到来前の時間）で検出される出力電流Ｉоｕｔの大きさはＩ１（第１電流値）であり、出力電圧Ｖоｕｔの大きさはＶ１（第１電圧値）である。また、所定の検査期間が到来した後の所定の時間ｔ２（検査期間の到来後の時間）で検出される出力電流Ｉоｕｔの大きさはＩ２（第２電流値）であり、出力電圧Ｖоｕｔの大きさはＶ２（第２電圧値）である。 Next, the impedance calculator 15a calculates the output impedance (S7). Here, a method for calculating the impedance on the output side will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 5 is a timing chart at the time of the impedance measurement operation in the vehicle-mounted power supply device 1 of FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a measurement result of the output current and the output voltage at each measurement timing in the timing chart of FIG. The calculation of the impedance on the output side is performed by using the output current value and the output voltage value detected when the target current value provided from the target value setting unit 19 is changed. In a normal output state in which the target value of the output current is set to the first target value (the target current value whose magnitude is I1), the target value setting unit 19 sets the target value of the output current when a predetermined inspection period has come. The value is switched to a second target value (a target current value whose magnitude is I2). As shown in FIG. 5, in the normal output state, the magnitude of the output current Iout detected at a predetermined time t1 (time before the arrival of the inspection period) is I1 (first current value), and the magnitude of the output voltage Vout is The magnitude is V1 (first voltage value). Further, the magnitude of the output current Iout detected at a predetermined time t2 (time after the arrival of the inspection period) after the arrival of the predetermined inspection period is I2 (second current value), and the magnitude of the output voltage Vout is large. The value is V2 (second voltage value).
また、インピーダンスは、出力電流の目標値を第１目標値に設定しているときの第１電流値Ｉ１及び第１電圧値Ｖ１と、出力電流の目標値を第２目標値に設定しているときの第２電流値Ｉ２及び第２電圧値Ｖ２と、に基づいて、（Ｖ２−Ｖ１）／（Ｉ２−Ｉ１）の式で推定することができる。例えば、図６に示す具体的な測定電流値及び測定電圧値を用いてインピーダンスの値を求めると、（１２．４−１２．０）／（２２０−２００）＝０．０２となる。 The impedance sets the first current value I1 and the first voltage value V1 when the target value of the output current is set to the first target value, and sets the target value of the output current to the second target value. Based on the second current value I2 and the second voltage value V2 at this time, it can be estimated by the formula of (V2-V1) / (I2-I1). For example, when the value of the impedance is obtained using the specific measured current value and measured voltage value shown in FIG. 6, (12.4-12.0) / (220-200) = 0.02.
ゲイン変更部１５ｂは、上記のように算出したインピーダンス、演算周波数出力部１７から与えられた演算周波数、スイッチング周波数出力部１６から与えられたスイッチング周波数に対応するＰゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲインを、選択信号に応じてＰゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２、Ｄゲインテーブル２３、又はＰゲインテーブル２４、Ｉゲインテーブル２５、Ｄゲインテーブル２６を参照して読出して演算部１５に送信し、演算部１５は、ＰＩＤ演算の各アンプ２７，２８，２９に設定変更する（Ｓ９）。 The gain changing unit 15b calculates the P gain, the I gain, and the D gain corresponding to the impedance calculated as described above, the calculation frequency given from the calculation frequency output unit 17, and the switching frequency given from the switching frequency output unit 16. The P gain table 21, the I gain table 22, the D gain table 23, or the P gain table 24, the I gain table 25, and the D gain table 26 are read and transmitted to the calculation unit 15 in accordance with the selection signal. 15 changes the setting to each of the amplifiers 27, 28 and 29 of the PID calculation (S9).
また、目標値設定部１９は、検査期間の到来後、さらに第１目標値に切り替えるように動作する。そして、検査期間前に目標値設定部１９によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部１２の検出値と、検査期間後に目標値設定部１９によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部１２の検出値との差が所定値以上である場合にゲインの設定変更を行わない構成となっている。例えば、時間ｔ１における出力電圧と時間ｔ３における出力電圧との差が０．１Ｖ以上である場合に、ゲインの設定変更を行わない構成とすることができる。この場合、図６に示すような測定値であれば、時間ｔ１における出力電圧と時間ｔ３における出力電圧との差が０．１Ｖ以下であるため、演算部１５によってインピーダンスが変更されることになる。 In addition, the target value setting unit 19 operates to further switch to the first target value after the arrival of the inspection period. The detection value of the voltage detection unit 12 when the target value is set to the first target value by the target value setting unit 19 before the inspection period, and the detection value when the target value is set to the first target value by the target value setting unit 19 after the inspection period. When the difference from the detection value of the voltage detection unit 12 is equal to or more than a predetermined value, the gain setting is not changed. For example, when the difference between the output voltage at time t1 and the output voltage at time t3 is 0.1 V or more, a configuration in which the gain setting is not changed can be adopted. In this case, if the measured value is as shown in FIG. 6, the difference between the output voltage at the time t1 and the output voltage at the time t3 is 0.1 V or less, so that the impedance is changed by the calculation unit 15. .
加え合わせ点１８は、目標電流値又は目標電圧値と、電流制御・電圧制御マルチプレクサ１３から与えられた電流値又は電圧値との偏差を演算し、演算部１５に与える（Ｓ１１）。
演算部１５は、加え合わせ点１８から与えられた偏差に基づくＰＩＤ演算を、与えられた演算周波数により、アンプ２７，２８，２９、比例要素３１、積分要素３２及び微分要素３３において行い、その演算結果を操作量として制御部１６ｂに与える（Ｓ１３）。
The addition point 18 calculates a deviation between the target current value or the target voltage value and the current value or the voltage value given from the current control / voltage control multiplexer 13, and gives the difference to the calculation unit 15 (S11).
The calculation unit 15 performs PID calculation based on the deviation given from the addition point 18 in the amplifiers 27, 28, 29, the proportional element 31, the integration element 32, and the differentiation element 33 at the given calculation frequency. The result is given to the control unit 16b as an operation amount (S13).
制御部１６ｂは、演算部１５から与えられた操作量をデューティに変換し、変換したデューティとスイッチング周波数出力部１６から与えられたスイッチング周波数とに基づき、スイッチングパルス（ＰＷＭ信号）を作成して、電圧変換部３に与える（Ｓ１５）。電圧変換部３は、入力された電力をスイッチング素子を用いて電流制御又は電圧制御して出力する（Ｓ１７）。次いで、再び電流制御・電圧制御調停部１４が、電流検出部１１及び電圧検出部１２がそれぞれ検出した電流値及び電圧値を取得し、スイッチング周波数出力部１６が、電流検出部１１が検出した電流値を取得する（Ｓ１）。 The control unit 16b converts the operation amount given from the calculation unit 15 into a duty, and creates a switching pulse (PWM signal) based on the converted duty and the switching frequency given from the switching frequency output unit 16, It is given to the voltage conversion unit 3 (S15). The voltage conversion unit 3 outputs the input power by performing current control or voltage control using the switching element (S17). Next, the current control / voltage control arbitration unit 14 obtains the current value and the voltage value detected by the current detection unit 11 and the voltage detection unit 12, respectively, and the switching frequency output unit 16 outputs the current value detected by the current detection unit 11 again. A value is obtained (S1).
次に、本構成の効果を例示する。
車載用電源装置１において、第１電流値と第２電流値の差と、それぞれの電流値に制御しているときの各電圧値の差（第１電圧値と第２電圧値との差）とが得られれば、それらの値は、車載用電源装置１が実際に動作している時の出力側の負荷（第２導電路又はこれに接続された負荷）のインピーダンスを高精度に推定し得る値となる。よって、これらの値に基づいて演算部１５で用いるゲインを設定すれば、出力側のインピーダンスをより正確に反映してフィードバック制御に用いるゲインを設定することができる。
Next, effects of the present configuration will be exemplified.
In the in-vehicle power supply device 1, the difference between the first current value and the second current value, and the difference between the respective voltage values when the current values are controlled (the difference between the first voltage value and the second voltage value). Are obtained, these values are used to estimate the impedance of the load on the output side (the second conductive path or the load connected thereto) when the vehicle-mounted power supply device 1 is actually operating, with high accuracy. It will be the value you get. Therefore, if the gain used in the calculation unit 15 is set based on these values, the gain used for feedback control can be set by more accurately reflecting the output impedance.
また、インピーダンスの算出において、意図的に出力電流の電流値を変更したときの電圧変化量と電流変化量とを用いる構成であるため、蓄電装置８が失陥して、出力側の負荷のインピーダンスが大きく変動するような場合でも、出力側のインピーダンスを高精度に推定することができる。また、蓄電装置が接続されていない車載用電源装置において、蓄電装置を後付けした場合であっても、当該蓄電装置が接続された状態におけるインピーダンスを高精度に推定することができる。 Further, in the calculation of the impedance, since the voltage change amount and the current change amount when the current value of the output current is intentionally changed are used, the power storage device 8 fails and the impedance of the load on the output side is reduced. , The impedance on the output side can be estimated with high accuracy. Further, even in a case where a power storage device is retrofitted to an in-vehicle power supply device to which the power storage device is not connected, it is possible to accurately estimate the impedance in a state where the power storage device is connected.
車載用電源装置１は、目標値設定部１９が第１目標値に設定しているときの電流検出部１１の検出値を、第１電流値とし、目標値設定部１９が第２目標値に設定しているときの電流検出部１１の検出値を第２電流値とする。 The in-vehicle power supply device 1 uses the detection value of the current detection unit 11 when the target value setting unit 19 sets the first target value as the first current value, and sets the target value setting unit 19 to the second target value. The detection value of the current detection unit 11 when the current value is set is defined as a second current value.
このように、車載用電源装置１は、第１電流値及び第２電流値として、電流検出部による検出値、即ち、車載用電源装置の動作時に実際に測定された出力側の各電流値を用いることができる。例えば、第１電流値は、第１電圧値が得られるときの実際の電流値を高精度に示す値であり、第２電流値は、第２電圧値が得られるときの実際の電流値を高精度に示す値である。よって、これらの値を用いれば、車載用電源装置１が実際に動作しているときのインピーダンスをより正確に反映し得る方法で、フィードバック制御に用いるゲインを設定することができる。 As described above, the vehicle-mounted power supply device 1 uses, as the first current value and the second current value, the values detected by the current detection unit, that is, each current value on the output side actually measured during the operation of the vehicle-mounted power supply device. Can be used. For example, the first current value is a value that accurately indicates an actual current value when the first voltage value is obtained, and the second current value is an actual current value when the second voltage value is obtained. It is a value shown with high precision. Therefore, if these values are used, the gain used for the feedback control can be set in a manner that can more accurately reflect the impedance when the vehicle-mounted power supply device 1 is actually operating.
また、目標値設定部１９は、出力電流の目標値を第１目標値に設定している場合において所定の検査期間が到来したときに出力電流の目標値を第２目標値に切り替え、検査期間の到来後に第１目標値に切り替えるように動作し、演算部１５は、検査期間前に目標値設定部によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部１２の検出値と、検査期間後に目標値設定部１９によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部１２の検出値との差が所定値以上である場合にゲインの設定変更を行わない構成である。 The target value setting unit 19 switches the target value of the output current to the second target value when a predetermined inspection period has arrived when the target value of the output current is set to the first target value, The calculation unit 15 operates to switch to the first target value after the arrival of the detection value, and the detection value of the voltage detection unit 12 when the target value setting unit sets the first target value before the inspection period, and the calculation unit 15 after the inspection period The configuration is such that the gain setting is not changed when the difference between the value set by the target value setting unit 19 and the detection value of the voltage detection unit 12 when it is set to the first target value is equal to or larger than a predetermined value.
この車載用電源装置１において、検査期間前に目標値設定部１９によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部１２の検出値と、検査期間後に目標値設定部１９によって第１目標値に設定されたときの電圧検出部１２の検出値との差が所定値以上となる場合、検査期間前と後で第２導電路又はこれに接続された負荷のインピーダンスに変動が生じている可能性が高い。このような場合、第１電流値、第２電流値、第１電圧値、第２電圧値の関係だけでは、インピーダンスが推定できない可能性が高くなる。つまり、第１電流値、第２電流値、第１電圧値、第２電圧値が実際のインピーダンスを反映した関係になっていない可能性があるため、このような場合にゲインの設定変更を行わないようにすれば、負荷のインピーダンスに基づかない設定変更を防ぐことができる。 In this in-vehicle power supply device 1, the detection value of the voltage detector 12 when the target value is set to the first target value by the target value setting unit 19 before the inspection period, and the first target value by the target value setting unit 19 after the inspection period. If the difference from the detection value of the voltage detection unit 12 when set to is equal to or more than the predetermined value, the impedance of the second conductive path or the load connected thereto may have changed before and after the inspection period. High in nature. In such a case, there is a high possibility that the impedance cannot be estimated only from the relationship between the first current value, the second current value, the first voltage value, and the second voltage value. That is, there is a possibility that the first current value, the second current value, the first voltage value, and the second voltage value do not reflect the actual impedance. Therefore, in such a case, the gain setting is changed. If it is not set, it is possible to prevent a setting change that is not based on the impedance of the load.
＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上述した実施例や後述する実施例は矛盾しない範囲で組み合わせることが可能である。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and the drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention. Further, the above-described embodiments and the embodiments described below can be combined within a range that does not contradict.
実施例１では、出力側のインピーダンスの算出方法において、第１電流値として、目標値設定部１９が出力電流の目標値を第１目標値に設定しているときの電流検出部１１の検出値を用い、第２電流値として、目標値設定部１９が出力電流の目標値を第２目標値に設定しているときの電流検出部１１の検出値を用いた。しかしながら、第１電流値として、第１目標値を用いる構成や、第２電流値として、第２目標値を用いる構成であってもよい。 In the first embodiment, in the calculation method of the impedance on the output side, the detection value of the current detection unit 11 when the target value setting unit 19 sets the target value of the output current to the first target value as the first current value. And the detection value of the current detection unit 11 when the target value setting unit 19 sets the target value of the output current to the second target value is used as the second current value. However, a configuration using the first target value as the first current value or a configuration using the second target value as the second current value may be used.
実施例１では、インピーダンス、演算周波数、スイッチング周波数の３つの要素に基づいてＰゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲインを定めるようにＰゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２、Ｄゲインテーブル２３が構成されていたが、インピーダンス算出部１５ａによって算出されたインピーダンスのみに基づいてＰゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲインを定めるようにＰゲインテーブル２１、Ｉゲインテーブル２２、Ｄゲインテーブル２３が構成されていてもよい。例えば、Ｐゲインテーブル２１については、インピーダンスの高低に関係なくＰゲインＫｐが略一定になるように構成し、Ｉゲインテーブル２２については、インピーダンスが高くなるほどＩゲインＫｉが高くなるように定めるテーブル構成とし、Ｄゲインテーブル２３は、インピーダンスが高くなるほどＤゲインＫｄが低くなるように定めるテーブル構成としてもよい。 In the first embodiment, the P gain table 21, the I gain table 22, and the D gain table 23 are configured to determine the P gain, the I gain, and the D gain based on three elements of the impedance, the operation frequency, and the switching frequency. However, the P gain table 21, the I gain table 22, and the D gain table 23 may be configured such that the P gain, the I gain, and the D gain are determined based only on the impedance calculated by the impedance calculating unit 15a. For example, the P gain table 21 is configured such that the P gain Kp is substantially constant irrespective of the level of the impedance, and the I gain table 22 is configured such that the higher the impedance, the higher the I gain Ki. The D gain table 23 may be configured such that the D gain Kd decreases as the impedance increases.
実施例１において、特開２０１６−１４６７３２号公報の第２実施形態における操作量の算出方法を適用する構成としてもよい。 In the first embodiment, a configuration may be adopted in which the operation amount calculation method in the second embodiment of JP-A-2006-146732 is applied.
１…車載用電源装置
３…電圧変換部
１１…電圧検出部
１２…電流検出部
１５…演算部
１５ｂ…ゲイン変更部
１６ｂ…制御部
１９…目標値設定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... In-vehicle power supply device 3 ... Voltage conversion part 11 ... Voltage detection part 12 ... Current detection part 15 ... Calculation part 15b ... Gain change part 16b ... Control part 19 ... Target value setting part
Claims (3)
前記第２導電路の電圧を検出する電圧検出部と、
前記第２導電路の電流を検出する電流検出部と、
前記電圧変換部から前記第２導電路に出力する出力電流の目標値を、少なくとも第１目標値又は第２目標値に切り替えて設定する目標値設定部と、
前記電流検出部が検出した電流値と前記目標値設定部によって設定された目標値との偏差及び設定されたゲインに基づいて前記出力電流を目標値に近づけるための操作量を算出する処理を、繰り返し行う演算部と、
前記演算部が前記操作量を算出したときに前記操作量に応じた制御信号を前記電圧変換部に出力する制御部と、
前記目標値設定部が前記第１目標値に設定しているときの前記電圧検出部の検出値である第１電圧値と、前記目標値設定部が前記第２目標値に設定しているときの前記電圧検出部の検出値である第２電圧値と、前記第１目標値又は前記目標値設定部が前記第１目標値に設定しているときの前記電流検出部の検出値のいずれかである第１電流値と、前記第２目標値又は前記目標値設定部が前記第２目標値に設定しているときの前記電流検出部の検出値のいずれかである第２電流値とに基づき、前記演算部で用いる前記ゲインを設定変更するゲイン変更部と、
を備えることを特徴とする車載用電源装置。 A voltage converter for increasing or decreasing the voltage applied to the first conductive path and applying the voltage to the second conductive path;
A voltage detection unit that detects a voltage of the second conductive path;
A current detector for detecting a current of the second conductive path;
A target value setting unit configured to switch and set a target value of an output current output from the voltage conversion unit to the second conductive path to at least a first target value or a second target value;
A process of calculating an operation amount for approaching the output current to a target value based on a deviation between a current value detected by the current detection unit and a target value set by the target value setting unit and a set gain, An arithmetic unit that performs repetition,
A control unit that outputs a control signal corresponding to the operation amount to the voltage conversion unit when the calculation unit calculates the operation amount;
A first voltage value that is a detection value of the voltage detection unit when the target value setting unit sets the first target value; and a first voltage value that is set by the target value setting unit to the second target value. A second voltage value that is a detection value of the voltage detection unit, and either the first target value or the detection value of the current detection unit when the target value setting unit sets the first target value. And a second current value that is either the second target value or a detection value of the current detection unit when the target value setting unit sets the second target value. A gain changing unit for setting and changing the gain used in the calculation unit,
An in-vehicle power supply device comprising:
前記第２電流値は、前記目標値設定部が前記第２目標値に設定しているときの前記電流検出部の検出値である請求項１に記載の車載用電源装置。 The first current value is a detection value of the current detection unit when the target value setting unit sets the first target value,
The vehicle-mounted power supply device according to claim 1, wherein the second current value is a detection value of the current detection unit when the target value setting unit sets the second current value.
前記ゲイン変更部は、前記検査期間前に前記目標値設定部によって前記第１目標値に設定されたときの前記電圧検出部の検出値と、前記検査期間後に前記目標値設定部によって前記第１目標値に設定されたときの前記電圧検出部の検出値との差が所定値以上である場合に前記ゲインの設定変更を行わないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載用電源装置。 The target value setting unit switches the target value of the output current to the second target value when a predetermined inspection period has arrived when the target value of the output current is set to the first target value, Operating to switch to the first target value after the arrival of the inspection period,
The gain changing unit includes a detection value of the voltage detection unit when the first target value is set by the target value setting unit before the inspection period, and the first value by the target value setting unit after the inspection period. 3. The on-vehicle vehicle according to claim 1, wherein the gain setting is not changed when a difference from a detection value of the voltage detection unit when set to a target value is equal to or more than a predetermined value. Power supply.
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