JP7491243B2

JP7491243B2 - 制御装置、車両、制御方法及び制御プログラム

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Publication number: JP7491243B2
Application number: JP2021037731A
Authority: JP
Inventors: 大輝竹本; 暁梅本; 英司北野; 裕司大宮
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2024-05-28
Anticipated expiration: 2041-03-09
Also published as: JP2022137977A; CN115051568A; US20220294253A1

Description

本発明は制御装置、車両、制御方法及び制御プログラムに関する。

特許文献１には、複数のＤＣＤＣコンバータを協調制御する電源システムが開示されている。

特許第５３８７６５１号公報

特許文献１の電源システムにおいて、一方のＤＣＤＣコンバータに対して高めの電圧指示値を与え、他方のＤＣＤＣコンバータに対して低めの電圧指示値を与えることで、一方のＤＣＤＣコンバータを優先的に使用することができる。しかしこの場合、機器の負荷が増大すると、当該機器の電圧が低めの電圧指示値のＤＣＤＣコンバータ側に固定される虞がある。

本発明は、複数のＤＣＤＣコンバータにより機器に電力を供給する場合において、機器の負荷に関わらず当該機器に対して要求される電圧を供給する制御装置、車両、制御方法及び制御プログラムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の制御装置は、機器に対して電力を供給する第一ＤＣＤＣコンバータ及び第二ＤＣＤＣコンバータを制御する制御装置であって、前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大となった場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力を最大に固定すると共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの出力が所定の条件を満たすようにフィードバック制御を行う制御部を備えている。

請求項１に記載の制御装置は、第一ＤＣＤＣコンバータと、第二ＤＣＤＣコンバータとを制御する。第一ＤＣＤＣコンバータ及び第二ＤＣＤＣコンバータは、各々同一の機器に対して電力を供給可能に構成されている。当該制御装置において、例えば、第二ＤＣＤＣコンバータに優先して機器に電力供給を行っている第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大になった場合、制御部は第二ＤＣＤＣコンバータの出力が所定の条件を満たすようにフィードバック制御を行う。ここで、所定の条件を満たすこととは、機器の電圧が要求する目標値に達していること、機器に電力を供給するバッテリの基準電圧が目標値に達していることなどが挙げられる。当該制御装置によれば、第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大になった場合、第二ＤＣＤＣコンバータによるフィードバック制御により、機器の負荷に関わらず当該機器に対して要求される電圧を供給することができる。

請求項２に記載の制御装置は、請求項１に記載の制御装置において、前記制御部は、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に満たない場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行うと共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値を前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値よりも所定値だけ低い値となるように制御し、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に達した場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値となるように制御すると共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行う。

請求項２に記載の制御装置では、第一ＤＣＤＣコンバータの出力に余裕がある通常時は、第一ＤＣＤＣコンバータの電力指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行い、第二ＤＣＤＣコンバータの電力指示値が第一ＤＣＤＣコンバータの電力指示値よりも所定値だけ低い値となるように制御を行うことで機器への電圧を維持する。一方、第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大に達した過負荷時は、第一ＤＣＤＣコンバータの電力指示値を最大としつつ、第二ＤＣＤＣコンバータの電力指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行う。そのため、当該制御装置によれば、通常時においては機器の負荷に関わらず当該機器に対して要求される電圧を供給し、負荷が増加し始めてから過負荷時にかけては第二ＤＣＤＣコンバータにより、速やかに機器の電圧を目標値にすることができる。

請求項３に記載の制御装置は、請求項１に記載の制御装置において、前記制御部は、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に満たない場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行うと共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値を前記目標値よりも所定値だけ低い値となるようにフィードバック制御を行い、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に達した場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値となるように制御すると共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行う。

請求項３に記載の制御装置では、第一ＤＣＤＣコンバータの出力に余裕がある通常時は、第一ＤＣＤＣコンバータの電力指示値が目標値となるようフィードバック制御を行い、第二ＤＣＤＣコンバータの電力指示値が目標値よりも所定値だけ低い値でフィードバック制御を行うことで機器への電圧を維持する。一方、第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大に達した過負荷時は、第一ＤＣＤＣコンバータの電力指示値を最大としつつ、第二ＤＣＤＣコンバータの電力指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行う。そのため、当該制御装置によれば、通常時においては機器の負荷に関わらず当該機器に対して要求される電圧を供給し、負荷が増加し始めた場合においては第二ＤＣＤＣコンバータにより、負荷の増加に追従して速やかに電圧を上昇させることができる。

請求項４に記載の制御装置は、請求項２に記載の制御装置において、前記制御部は、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に満たない場合であって、前記機器における特定の負荷が生じた場合には、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行うと共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値を前記目標値よりも所定値だけ低い値となるようにフィードバック制御を行う。

請求項４に記載の制御装置は、第一ＤＣＤＣコンバータの出力に余裕がある通常時における第二ＤＣＤＣコンバータの制御方法に特徴がある。当該制御装置では、第二ＤＣＤＣコンバータの電力指示値が第一ＤＣＤＣコンバータの電力指示値よりも所定値だけ低い値となるように制御を行うことで機器への電圧を維持する。ただし、機器における特定の負荷が生じた場合には、第二ＤＣＤＣコンバータの電力指示値が目標値よりも所定値だけ低い値でフィードバック制御を行うことで機器への電圧を維持する。当該制御装置によれば、負荷の態様に応じて機器の電圧の追従特性を変えることができる。

請求項５に記載の制御装置は、請求項２～４の何れか１項に記載の制御装置において、前記所定値は、ＤＣＤＣコンバータの出力のばらつきを考慮した値に設定されている。

所定値を大きくし過ぎると、機器の負荷が増大し第一ＤＣＤＣコンバータの出力が不足した場合に第二ＤＣＤＣコンバータの出力により支えられる電圧が低くなってしまう。また、所定値を小さくし過ぎると、２つのＤＣＤＣコンバータの出力のばらつき次第で出力の優劣が崩れ、第一ＤＣＤＣコンバータによる優先出力が不可能となる。これに対し、請求項５に記載の制御装置によれば、第一ＤＣＤＣコンバータの優先出力を確保しつつ、第二ＤＣＤＣコンバータが補完する出力を確保することができる。

請求項６に記載の車両は、請求項１～５の何れか１項に記載の制御装置と、前記第一ＤＣＤＣコンバータ及び前記第二ＤＣＤＣコンバータの各々に対して電力を供給する高圧バッテリと、前記機器に電力を供給すると共に、前記第一ＤＣＤＣコンバータ及び前記第二ＤＣＤＣコンバータの各々から電力の供給を受ける補機バッテリと、を備えている。

請求項６に記載の車両によれば、第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大になった場合、第二ＤＣＤＣコンバータによるフィードバック制御により、機器の負荷に関わらず当該機器に対して要求される電圧を供給することができ、補機バッテリを規定の充電状態に保持することができる。

請求項７に記載の制御方法は、機器に対して電力を供給する第一ＤＣＤＣコンバータ及び第二ＤＣＤＣコンバータを制御する制御方法であって、前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大となった場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力を最大に固定すると共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの出力が所定の条件を満たすようにフィードバック制御を行う、処理をコンピュータが実行する。

請求項７に記載の制御方法は、第一ＤＣＤＣコンバータと、第二ＤＣＤＣコンバータとを制御する方法である。上述のように、第一ＤＣＤＣコンバータ及び第二ＤＣＤＣコンバータは、各々同一の機器に対して電力を供給可能に構成されている。当該制御方法においては、例えば、第二ＤＣＤＣコンバータに優先して機器に電力供給を行っている第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大になった場合、コンピュータは第二ＤＣＤＣコンバータの出力が所定の条件を満たすようにフィードバック制御を行う。ここで、所定の条件を満たすこととは、上述のとおりである。当該制御方法によれば、第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大になった場合、第二ＤＣＤＣコンバータによるフィードバック制御により、機器の負荷に関わらず当該機器に対して要求される電圧を供給することができる。

請求項８に記載の制御プログラムは、機器に対して電力を供給する第一ＤＣＤＣコンバータ及び第二ＤＣＤＣコンバータを制御する制御プログラムであって、前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大となった場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力を最大に固定すると共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの出力が所定の条件を満たすようにフィードバック制御を行う、処理をコンピュータに実行させる。

請求項８に記載の制御プログラムは、コンピュータに第一ＤＣＤＣコンバータと、第二ＤＣＤＣコンバータとの制御を実行させる。上述のように、第一ＤＣＤＣコンバータ及び第二ＤＣＤＣコンバータは、各々同一の機器に対して電力を供給可能に構成されている。当該プログラムにおいては、例えば、第二ＤＣＤＣコンバータに優先して機器に電力供給を行っている第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大になった場合、コンピュータは第二ＤＣＤＣコンバータの出力が所定の条件を満たすようにフィードバック制御を行う。ここで、所定の条件を満たすこととは、上述のとおりである。当該プログラムによれば、第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大になった場合、第二ＤＣＤＣコンバータによるフィードバック制御により、機器の負荷に関わらず当該機器に対して要求される電圧を供給することができる。

本発明によれば、複数のＤＣＤＣコンバータにより機器に電力を供給する場合において、機器の負荷に関わらず当該機器に対して要求される電圧を供給することができる。

第１の実施形態に係る車両及び電力供給システムの概略構成図である。第１の実施形態のＥＣＵにおけるＲＯＭの構成を示すブロック図である。第１の実施形態のＥＣＵにおけるＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。第１の実施形態における第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値と第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値との関係を説明する図である。第１の実施形態における電力制御処理の流れを示すフローチャートである。第１の実施形態の電力供給システムにおいて、補機類の負荷の増加に伴う各ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値及び補機類の電圧値を示す図である。第２の実施形態における電力制御処理の流れを示すフローチャートである。第２の実施形態の電力供給システムにおいて、補機類の負荷の増加に伴う各ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値及び補機類の電圧値を示す図である。第３の実施形態における電力制御処理の流れを示すフローチャートである。変形例１における第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値の設定方法を説明する図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

［第１の実施形態］
（構成）
図１に示されるように、第１の実施形態の電力供給システム１０は、車両１２に搭載されている。車両１２は、ＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）又はＨＶ（ＨｙｂｒｉｄＶｅｈｉｃｌｅ）が例示される。本実施形態の車両１２は、電力供給システム１０により電力が供給される。この車両１２は、車両１２の各部を動作させる機器である補機類３２、及び補機類３２を含む車両１２の各部を制御するＥＣＵ群３４を含んでいる。

電力供給システム１０は、制御装置としてのＥＣＵ２０、高圧バッテリ２２、ＤＣＤＣコンバータ２４及び補機バッテリ２８を含んで構成されている。ＥＣＵ２０の詳細については後述する。また、本実施形態のＤＣＤＣコンバータ２４は第一ＤＣＤＣコンバータ２５及び第二ＤＣＤＣコンバータ２６を含む。

高圧バッテリ２２は、車両１２の駆動に関わる走行モータ等を動作させるための高電圧のバッテリであり、例えばリチウム電池やニッケル水素電池などの充放電可能な二次電池で構成されている。高圧バッテリ２２は、第一ＤＣＤＣコンバータ２５及び第二ＤＣＤＣコンバータ２６に接続されている。

第一ＤＣＤＣコンバータ２５は、高圧バッテリ２２が出力する電力を、補機バッテリ２８及び補機類３２に供給する機能を有している。第一ＤＣＤＣコンバータ２５は、入力側に高圧バッテリ２２が接続され、出力側に補機バッテリ２８及び補機類３２が接続されている。電力供給の際、第一ＤＣＤＣコンバータ２５は、入力電圧である高圧バッテリ２２の出力電圧を、ＥＣＵ２０からの指示に基づく所定の電圧に降圧して、補機バッテリ２８及び補機類３２に向けて出力する。

第二ＤＣＤＣコンバータ２６は第一ＤＣＤＣコンバータ２５と同様の機能を有している。すなわち、第二ＤＣＤＣコンバータ２６は、高圧バッテリ２２が出力する電力を、補機バッテリ２８及び補機類３２に供給する機能を有している。第二ＤＣＤＣコンバータ２６は、入力側に高圧バッテリ２２が接続され、出力側に補機バッテリ２８及び補機類３２が接続されている。電力供給の際、第二ＤＣＤＣコンバータ２６は、入力電圧である高圧バッテリ２２の出力電圧を、ＥＣＵ２０からの指示に基づく所定の電圧に降圧して、補機バッテリ２８及び補機類３２に向けて出力する。

なお、本実施形態の電力供給システム１０では、後述するＥＣＵ２０により、第一ＤＣＤＣコンバータ２５が第二ＤＣＤＣコンバータ２６に優先して補機類３２に電力を供給する制御が行われている。

補機バッテリ２８は、補機類３２を動作させることができるバッテリであり、例えば鉛蓄電池やリチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池で構成されている。補機バッテリ２８は、第一ＤＣＤＣコンバータ２５及び第二ＤＣＤＣコンバータ２６の双方に接続されており、第一ＤＣＤＣコンバータ２５及び第二ＤＣＤＣコンバータ２６の各々から電力の供給を受けることが可能である。また、補機バッテリ２８は、車両１２の補機類３２に接続されており、補機類３２に対して電力を供給する。

ＥＣＵ２０は、例えばマイコンで構成され、第一ＤＣＤＣコンバータ２５及び第二ＤＣＤＣコンバータ２６を制御する機能を有している。これにより、ＥＣＵ２０は、高圧バッテリ２２の電力を、第一ＤＣＤＣコンバータ２５及び第二ＤＣＤＣコンバータ２６を介して補機バッテリ２８及び補機類３２に給電する。

ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２０Ａ、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）２０Ｂ、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）２０Ｃ、入出力Ｉ／Ｆ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）２０Ｄ及び通信Ｉ／Ｆ２０Ｅを含んで構成されている。ＣＰＵ２０Ａ、ＲＯＭ２０Ｂ、ＲＡＭ２０Ｃ、入出力Ｉ／Ｆ２０Ｄ及び通信Ｉ／Ｆ２０Ｅは、内部バス２０Ｆを介して相互に通信可能に接続されている。

ＣＰＵ２０Ａは、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ２０Ａは、ＲＯＭ２０Ｂからプログラムを読み出し、ＲＡＭ２０Ｃを作業領域としてプログラムを実行する。

ＲＯＭ２０Ｂは、各種プログラム及び各種データを記憶している。図２に示されるように、本実施形態のＲＯＭ２０Ｂには、制御プログラム１００及び設定データ１１０が記憶されている。

制御プログラム１００は、ＥＣＵ２０を制御するためのプログラムである。制御プログラムにより制御されるＥＣＵ２０が第一ＤＣＤＣコンバータ２５及び第二ＤＣＤＣコンバータ２６を制御する。

設定データ１１０は、各ＤＣＤＣコンバータにおけるフィードバック制御用の制御パラメータを記憶している。

図１に示されるように、ＲＡＭ２０Ｃは、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。
入出力Ｉ／Ｆ２０Ｄは、第一ＤＣＤＣコンバータ２５及び第二ＤＣＤＣコンバータ２６のそれぞれと通信するためのインタフェースである。

通信Ｉ／Ｆ２０Ｅは、ＥＣＵ群３４と接続するためのインタフェースである。当該インタフェースは、例えば、ＣＡＮプロトコルによる通信規格が用いられる。通信Ｉ／Ｆ２０Ｅは、外部バス２０Ｈに対して接続されている。これにより、ＥＣＵ２０は、通信Ｉ／Ｆ２０Ｅを介して、車両１２の各部の動作状況を取得することができる。

なお、ＥＣＵ２０は、ＲＯＭ２０Ｂに加えて又はＲＯＭ２０Ｂに代えて記憶部としてのストレージを含んでいてもよい。このストレージは、例えば、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）により構成される。

図３に示されるように本実施形態のＥＣＵ２０では、ＣＰＵ２０Ａが、制御プログラム１００を実行することで、取得部２００及び制御部２２０として機能する。

取得部２００は、第一ＤＣＤＣコンバータ２５及び第二ＤＣＤＣコンバータ２６のそれぞれの状態を取得する機能を有している。ここで、各ＤＣＤＣコンバータ２４から取得される状態は、各ＤＣＤＣコンバータ２４の出力電圧を含む。また、取得部２００は補機バッテリ２８の電圧を取得する。さらに、取得部２００は、ＥＣＵ群３４から車両１２における補機類３２を含む各部の作動状態を取得することができる。

制御部２２０は、各ＤＣＤＣコンバータ２４の出力を制御する電力制御処理を行う。本実施形態の制御部２２０は、各ＤＣＤＣコンバータ２４に対して電圧指示値を設定することにより出力する電力の調整を行っている。通常時における制御部２２０は、第二ＤＣＤＣコンバータ２６に対し、第一ＤＣＤＣコンバータ２５よりも所定値Ｖだけ低い電圧指示値を設定することにより、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の出力が優先されるように制御している。

ここで、Ｖの値を大きくし過ぎると、補機類３２の負荷が増大し第一ＤＣＤＣコンバータ２５の出力が不足した場合に第二ＤＣＤＣコンバータ２６の出力により支えられる電圧が低くなってしまう。また、Ｖの値を小さくし過ぎると、２つのＤＣＤＣコンバータ２４の出力のばらつき次第で出力の優劣が崩れ、当初想定する第一ＤＣＤＣコンバータ２５による優先出力が不可能となる。このため、本実施形態では、以下のように所定値Ｖを設定している。

図４に示されるように、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電力指示値をＶ１、出力のばらつきに伴う電圧のばらつきを±ｄ１とし、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電力指示値をＶ２、出力のばらつきに伴う電圧のばらつきを±ｄ２とする。そして、第一ＤＣＤＣコンバータ２５と第二ＤＣＤＣコンバータ２６との間で最低限確保すべき電圧差をＤ１とする。すると、Ｖ２＝Ｖ１－（ｄ１＋ｄ２＋Ｄ１）となる。つまり、所定値Ｖ＝ｄ１＋ｄ２＋Ｄ１となるように設定すればよい。

（制御の流れ）
本実施形態のＥＣＵ２０において実行される電力制御処理の流れについて、図５のフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ２０における処理は、ＣＰＵ２０Ａが、上述した取得部２００及び制御部２２０として機能することにより実現される。なお、各図においては、「ＤＣＤＣコンバータ」を「ＤＤＣ」、「フィードバック制御」を「ＦＢ制御」と略している。

本実施形態の制御方法としての電力制御処理は、各ＤＣＤＣコンバータ２４の電圧指示値を設定することにより出力を制御している。

図５のステップＳ１００において、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電力指示値を初期値に設定すると共に、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電力指示値を初期値に設定する。

ステップＳ１０１において、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値が最大値以上か否かの判定を行う。ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値が最大値以上と判定した場合（ステップＳ１０１でＹＥＳの場合）、ステップＳ１０３に進む。一方、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値が最大値以上ではない、すなわち、最大値未満であると判定した場合（ステップＳ１０１でＮＯの場合）、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２において、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値を補機バッテリ２８の電圧の目標値でフィードバック制御を行うように設定すると共に、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値を第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値に設定する。そして、ステップＳ１００に戻る。

ステップＳ１０３において、ＣＰＵ２０Ａは第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値が第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値より小さいか否かの判定を行う。ＣＰＵ２０Ａは第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値が第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値より小さいと判定した場合（ステップＳ１０３でＹＥＳの場合）、ステップＳ１０２に進む。一方、ＣＰＵ２０Ａは第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値が第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値より小さくない、すなわち、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値以上であると判定した場合（ステップＳ１０３でＮＯの場合）、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４において、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値を最大値に設定すると共に、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値を補機バッテリ２８の電圧の目標値でフィードバック制御を行うように設定する。そして、ステップＳ１００に戻る。

上記フローチャートによる電力制御処理の作用を図６の例を参照しつつ説明すると以下のとおりである。第一ＤＣＤＣコンバータ２５の出力に余裕がある通常時は、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電力指示値Ｖ１を補機バッテリ２８の電圧の目標値でフィードバック制御を行うことで補機類３２への電圧Ｖｂ１を維持する（ステップＳ１０２参照）。

ここで、時刻Ｘにおいて補機類３２の負荷が増大すると、補機バッテリ２８の電圧Ｖｂ１が急減する。これに伴い、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値Ｖ１を上げると共に、連動するように第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電力指示値Ｖ２を上げて補機バッテリ２８の電圧Ｖｂ１を増加させる。

そして、時刻Ｙに第一ＤＣＤＣコンバータ２５の出力が最大に達した過負荷時になると、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電力指示値Ｖ１を最大としつつ、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電力指示値Ｖ２を補機バッテリ２８の電圧の目標値でフィードバック制御を行うことで補機類３２への電圧Ｖｂ１を維持する（ステップＳ１０４参照）。

図６の例では、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値Ｖ１を最大値に保持したまま、補機バッテリ２８の電圧Ｖｂ１が当初の電圧値に回復するように第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電力指示値Ｖ２がフィードバック制御される。そのため、電圧Ｖｂ１が回復し電圧値が落ち着くにつれて、電力指示値Ｖ２の増加も収まる。

なお、その後に補機類３２の負荷が低下すれば、補機類３２の電圧Ｖｂ１は第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値Ｖ１（つまり、最大値）に近づく。これにより、フィードバック制御を行っている第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電力指示値Ｖ２が低下し、通常時の制御に戻る（ステップＳ１０３参照）。

（実施形態のまとめ）
本実施形態の電力供給システム１０において、ＥＣＵ２０は、補機類３２に対して電力を供給する第一ＤＣＤＣコンバータ２５及び第二ＤＣＤＣコンバータ２６を制御するように構成されている。本実施形態のＥＣＵ２０では、上述の電力制御処理により補機類３２の負荷に関わらず当該補機類３２に対して要求される電圧を供給することができる。特に、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の出力に余裕がある通常時においては補機類３２の負荷に関わらず当該補機類３２に対して要求される電圧を供給し、負荷が増加し始めてから過負荷時にかけては第二ＤＣＤＣコンバータに２６より、速やかに補機類３２の電圧を回復させることができる。

また、本実施形態の車両１２としては、補機類３２の負荷に関わらず当該補機類３２に対して要求される電圧を供給することができるため、補機バッテリ２８を規定の充電状態に保持することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態は、第１の実施形態と通常時における第二ＤＣＤＣコンバータ２６に対する電圧指示値の設定方法が異なる。なお、本実施形態の電力供給システム１０の構成は第１の実施形態と同様であり、同一の符号は同一の構成を示しており、詳細な説明は割愛する。

以下、図７を用いて本実施形態の電力制御処理について説明する。なお、第１の実施形態の電力制御処理と同一のステップには同一のステップ番号を付しており、説明を割愛する。

図７のステップＳ１０１において、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値が最大値未満であると判定した場合（ステップＳ１０１でＮＯの場合）、ステップＳ２００において次の処理が実行される。また、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ２０Ａは第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値が第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値より小さいと判定した場合（ステップＳ１０３でＹＥＳの場合）も同様にステップＳ２００の処理が実行される。

ステップＳ２００において、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値を補機バッテリ２８の電圧の目標値でフィードバック制御を行うように設定すると共に、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値を補機バッテリ２８の電圧の目標値－Ｖとなる値でフィードバック制御を行うように設定する。なお、所定値としてのＶは、第１の実施形態と同様の考え方に基づいて設定される。そして、ステップＳ１００に戻る。

本実施形態の電力制御処理の作用を図８の例を参照しつつ説明すると以下のとおりである。第一ＤＣＤＣコンバータ２５の出力に余裕がある通常時は、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電力指示値Ｖ１を補機バッテリ２８の電圧の目標値でフィードバック制御を行うことで補機類３２への電圧Ｖｂ２を維持する（ステップＳ２００参照）。

ここで、時刻Ｘにおいて補機類３２の負荷が増大すると、補機バッテリ２８の電圧Ｖｂ２が急減する。これに伴い、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値Ｖ１を上げる。また、ステップＳ２００におけるフィードバック制御に伴い、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電力指示値Ｖ２は急増し、連動して補機バッテリ２８の電圧Ｖｂ２が急増する。

そして、時刻Ｙに第一ＤＣＤＣコンバータ２５の出力が最大に達した過負荷時になると、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電力指示値Ｖ１を最大としつつ、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電力指示値Ｖ２を補機バッテリ２８の電圧の目標値でフィードバック制御を行うことで補機類３２への電圧Ｖｂ２を維持する（ステップＳ１０４参照）。

図８の例では、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値Ｖ１が最大値に保持されると、フィードバック制御に伴い、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電力指示値Ｖ２は再度急増し、連動して補機バッテリ２８の電圧Ｖｂ２が急増する。そして、電圧Ｖｂ２が回復し電圧値が落ち着くにつれて、電力指示値Ｖ２の増加も収まる。

以上のように、本実施形態によれば、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の出力に余裕がある通常時においては補機類３２の負荷に関わらず当該補機類３２に対して要求される電圧を供給する。そして、負荷が増加し始めた場合においては第二ＤＣＤＣコンバータ２６により、負荷の増加に追従して速やかに電圧を上昇させることができる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態では、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせた電力制御処理が実行される。なお、本実施形態の電力供給システム１０の構成は第１の実施形態と同様であり、同一の符号は同一の構成を示しており、詳細な説明は割愛する。

以下、図９を用いて本実施形態の電力制御処理について説明する。
図９のステップＳ３００において、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電力指示値を初期値に設定すると共に、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電力指示値を初期値に設定する。

ステップＳ３０１において、ＣＰＵ２０Ａは特定の負荷がＯＮになったか否かの判定を行う。本実施形態における特定の負荷とは、補機類３２であるヘッドライト及び電動パワーステアリング等の作動が挙げられる。ＣＰＵ２０Ａは特定の負荷がＯＮになったと判定した場合（ステップＳ３０１でＹＥＳの場合）、ステップＳ３０６に進む。一方、ＣＰＵ２０Ａは特定の負荷がＯＮになっていないと判定した場合（ステップＳ３０１でＮＯの場合）、ステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２において、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値が最大値以上か否かの判定を行う。ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値が最大値以上と判定した場合（ステップＳ３０２でＹＥＳの場合）、ステップＳ３０４に進む。一方、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値が最大値以上ではない、すなわち、最大値未満であると判定した場合（ステップＳ３０２でＮＯの場合）、ステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３において、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値を補機バッテリ２８の電圧の目標値でフィードバック制御を行うように設定すると共に、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値を第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値に設定する。そして、ステップＳ３００に戻る。

ステップＳ３０４において、ＣＰＵ２０Ａは第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値が第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値より小さいか否かの判定を行う。ＣＰＵ２０Ａは第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値が第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値より小さいと判定した場合（ステップＳ３０４でＹＥＳの場合）、ステップＳ３０３に進む。一方、ＣＰＵ２０Ａは第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値が第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値より小さくない、すなわち、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値以上であると判定した場合（ステップＳ３０４でＮＯの場合）、ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５において、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値を最大値に設定すると共に、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値を補機バッテリ２８の電圧の目標値でフィードバック制御を行うように設定する。そして、ステップＳ３００に戻る。

ステップＳ３０６において、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値が最大値以上か否かの判定を行う。ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値が最大値以上と判定した場合（ステップＳ３０６でＹＥＳの場合）、ステップＳ３０８に進む。一方、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値が最大値以上ではない、すなわち、最大値未満であると判定した場合（ステップＳ３０６でＮＯの場合）、ステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０７において、ＣＰＵ２０Ａは第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値を補機バッテリ２８の電圧の目標値でフィードバック制御を行うように設定すると共に、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値を補機バッテリ２８の電圧の目標値－Ｖとなる値でフィードバック制御を行うように設定する。そして、ステップＳ３００に戻る。

ステップＳ３０８において、ＣＰＵ２０Ａは第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値が第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値より小さいか否かの判定を行う。ＣＰＵ２０Ａは第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値が第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値より小さいと判定した場合（ステップＳ３０８でＹＥＳの場合）、ステップＳ３０７に進む。一方、ＣＰＵ２０Ａは第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値が第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値より小さくない、すなわち、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値以上であると判定した場合（ステップＳ３０８でＮＯの場合）、ステップＳ３０５に進む。

以上のように、本実施形態は、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の出力に余裕がある通常時における第二ＤＣＤＣコンバータ２６の制御方法に特徴がある。具体的に、本実施形態では、特定の負荷以外の場合は、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電力指示値が第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電力指示値よりも所定値Ｖだけ低い値となるように制御を行うことで補機類３２への電圧を維持する（制御Ａ）。

一方、補機類３２であるヘッドライトや電動パワーステアリングユニットに代表される特定の負荷が生じた場合、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電力指示値が補機バッテリ２８の電圧の目標値－所定値Ｖだけ低い値でフィードバック制御を行うことで補機類３２への電圧を維持する（制御Ｂ）。

図８に示されるように、制御Ｂ（Ｖｂ２参照）は制御Ａ（Ｖｂ１参照）に比べて、瞬時的な電圧の落ち込みから回復する時間は早いが、負荷増大前の基の電圧値まで復帰するのには時間が掛かる。特定の負荷として例示したヘッドライトや電動パワーステアリングユニットは車両１２の走行に影響がある補機類３２であり、負荷に伴う電圧の急落を極力抑えることが好ましい。そのため、本実施形態では、車両１２の走行に影響があるような特定の負荷に対しては制御Ｂを適用し、特定の負荷ではない場合は制御Ａを適用するように構成した。本実施形態によれば、負荷の態様に応じて補機類３２の電圧の追従特性を変えることができる。

（変形例）
上記の実施形態では、第一ＤＣＤＣコンバータ２５の出力に余裕がある通常時において、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値が第一ＤＣＤＣコンバータ２５の電圧指示値－Ｖとなる値に設定されている。この所定値としてのＶは、図４を用いて説明したように、各ＤＣＤＣコンバータ２４の出力のばらつきを考慮した値に設定されている。しかし、通常時における第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値の設定方法はこの限りではない。

例えば、変形例１では、図１０に示されるように、補機バッテリ２８と第二ＤＣＤＣコンバータ２６との間で最低限確保すべき電圧差をＤ２とする。そして、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電力指示値をＶ２、出力のばらつきに伴う電圧のばらつきを±ｄ２とする。すると、Ｖ２＝Ｖｂ－Ｄ２－ｄ２となる。すなわち、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値Ｖ２をＶｂ－Ｄ２－ｄ２とすることで、第一ＤＣＤＣコンバータ２５は第二ＤＣＤＣコンバータ２６に優先して電力が出力される。

また例えば、変形例２では、第二ＤＣＤＣコンバータ２６の出力端の電圧から一定値を減じた電圧を第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値とする。すなわち、第二ＤＣＤＣコンバータ２６と共に補機類３２に接続されている第一ＤＣＤＣコンバータ２５の出力端の電圧よりも常に低い電圧値が第二ＤＣＤＣコンバータ２６の電圧指示値となる。これにより、第一ＤＣＤＣコンバータ２５は第二ＤＣＤＣコンバータ２６に優先して電力が出力される。

［備考］
なお、上記実施形態でＣＰＵ２０Ａがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行した各種処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、上述した各処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

また、上記実施形態において、各プログラムはコンピュータが読み取り可能な非一時的記録媒体に予め記憶（インストール）されている態様で説明した。例えば、ＥＣＵ２０における制御プログラム１００は、ＲＯＭ２０Ｂに予め記憶されている。しかしこれに限らず、各プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、及びＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）メモリ等の非一時的記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

上記実施形態で説明した処理の流れも、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。

１２車両
２０ＥＣＵ（制御装置）
２２高圧バッテリ
２５第一ＤＣＤＣコンバータ
２６第二ＤＣＤＣコンバータ
２８補機バッテリ
３２補機類（機器）
１００制御プログラム
２２０制御部

Claims

機器に対して電力を供給する第一ＤＣＤＣコンバータ及び第二ＤＣＤＣコンバータを制御する制御装置であって、
前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大となった場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力を最大に固定すると共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの出力が所定の条件を満たすようにフィードバック制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、
前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に満たない場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行うと共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値を前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値よりも所定値だけ低い値となるように制御し、
前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に達した場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値となるように制御すると共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行う制御装置。
機器に対して電力を供給する第一ＤＣＤＣコンバータ及び第二ＤＣＤＣコンバータを制御する制御装置であって、
前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大となった場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力を最大に固定すると共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの出力が所定の条件を満たすようにフィードバック制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、
前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に満たない場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行うと共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値を前記目標値よりも所定値だけ低い値となるようにフィードバック制御を行い、
前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に達した場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値となるように制御すると共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行う制御装置。
前記制御部は、
前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に満たない場合であって、前記機器における特定の負荷が生じた場合には、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行うと共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値を前記目標値よりも所定値だけ低い値となるようにフィードバック制御を行う請求項１に記載の制御装置。
前記所定値は、ＤＣＤＣコンバータの出力のばらつきを考慮した値に設定されている請求項１～３の何れか１項に記載の制御装置。
請求項１～４の何れか１項に記載の制御装置と、
前記第一ＤＣＤＣコンバータ及び前記第二ＤＣＤＣコンバータの各々に対して電力を供給する高圧バッテリと、
前記機器に電力を供給すると共に、前記第一ＤＣＤＣコンバータ及び前記第二ＤＣＤＣコンバータの各々から電力の供給を受ける補機バッテリと、
を備える車両。
機器に対して電力を供給する第一ＤＣＤＣコンバータ及び第二ＤＣＤＣコンバータを制御する制御方法であって、
前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大となった場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力を最大に固定すると共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの出力が所定の条件を満たすようにフィードバック制御を行い、
前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に満たない場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行うと共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値を前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値よりも所定値だけ低い値となるように制御し、
前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に達した場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値となるように制御すると共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行う処理をコンピュータが実行する制御方法。
機器に対して電力を供給する第一ＤＣＤＣコンバータ及び第二ＤＣＤＣコンバータを制御する制御プログラムであって、
前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力が最大となった場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの出力を最大に固定すると共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの出力が所定の条件を満たすようにフィードバック制御を行い、
前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に満たない場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行うと共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値を前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値よりも所定値だけ低い値となるように制御し、
前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値に達した場合、前記第一ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が最大値となるように制御すると共に、前記第二ＤＣＤＣコンバータの電圧指示値が目標値となるようにフィードバック制御を行う処理をコンピュータに実行させる制御プログラム。