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特許7577434DC/DCコンバータシステム、動作指示回路、及び、DC/DCコンバータシステムの制御方法
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  • 特許-DC/DCコンバータシステム、動作指示回路、及び、DC/DCコンバータシステムの制御方法 図1
  • 特許-DC/DCコンバータシステム、動作指示回路、及び、DC/DCコンバータシステムの制御方法 図2
  • 特許-DC/DCコンバータシステム、動作指示回路、及び、DC/DCコンバータシステムの制御方法 図3
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-25
(45)【発行日】2024-11-05
(54)【発明の名称】DC/DCコンバータシステム、動作指示回路、及び、DC/DCコンバータシステムの制御方法
(51)【国際特許分類】
   H02M 3/00 20060101AFI20241028BHJP
   B60L 1/00 20060101ALI20241028BHJP
   B60L 15/20 20060101ALI20241028BHJP
   B60L 50/60 20190101ALI20241028BHJP
   H02J 7/00 20060101ALI20241028BHJP
【FI】
H02M3/00 W
H02M3/00 B
H02M3/00 C
B60L1/00 L
B60L15/20 J
B60L50/60
H02J7/00 302B
【請求項の数】 11
(21)【出願番号】P 2019133777
(22)【出願日】2019-07-19
(65)【公開番号】P2021019428
(43)【公開日】2021-02-15
【審査請求日】2022-07-14
【審判番号】
【審判請求日】2024-01-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000002037
【氏名又は名称】新電元工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100137523
【弁理士】
【氏名又は名称】出口 智也
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(72)【発明者】
【氏名】若林 浩二
(72)【発明者】
【氏名】久米 剛志
【合議体】
【審判長】林 毅
【審判官】須田 勝巳
【審判官】山崎 慎一
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-081349(JP,A)
【文献】特開2018-088781(JP,A)
【文献】特開2015-149850(JP,A)
【文献】特開2017-184352(JP,A)
【文献】国際公開第2016/088188(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02M 3/00- 3/44
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電源用バッテリから電源電圧が供給され、第1の負荷を含む負荷に供給される出力電流に応じて、前記第1の負荷に電力を供給するDC/DCコンバータシステムであって、
出力部が共通接点に電気的に接続され、第1の出力電圧を出力部から出力するメインDC/DCコンバータと、
出力部が前記共通接点に電気的に接続され、第2の出力電圧を出力部から出力する1つ又は複数のサブDC/DCコンバータと、
前記出力電流に応じて、前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータを制御する動作指示部と、を備え、
前記メインDC/DCコンバータは、前記サブDC/DCコンバータよりも電流供給能力が高く、
前記動作指示部は、
前記出力電流に応じて、前記第1の負荷に供給する出力電圧が予め設定された目標電圧になるように、少なくとも前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータの各出力部から前記共通接点までの各配線抵抗値に基づいて、前記メインDC/DCコンバータが出力する前記第1の出力電圧を設定するとともに、前記サブDC/DCコンバータが出力する前記第2の出力電圧を設定するものであり、
前記出力電流が小さい場合には、前記メインDC/DCコンバータを停止させるとともに、前記サブDC/DCコンバータを駆動させるように、前記第1の出力電圧及び前記第2の出力電圧を調整し、
一方、前記出力電流が大きい場合には、前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータを駆動させるように、前記第1の出力電圧及び前記第2の出力電圧を調整するものであり、
前記出力電流の増加に伴って、前記サブDC/DCコンバータを駆動させた後、前記メインDC/DCコンバータをさらに駆動させる
ことを特徴とするDC/DCコンバータシステム。
【請求項2】
電源用バッテリから電源電圧が供給され、第1の負荷を含む負荷に供給される出力電流に応じて、前記第1の負荷に電力を供給するDC/DCコンバータシステムであって、
出力部が共通接点に電気的に接続され、第1の出力電圧を出力部から出力するメインDC/DCコンバータと、
出力部が前記共通接点に電気的に接続され、第2の出力電圧を出力部から出力する1つ又は複数のサブDC/DCコンバータと、
前記出力電流に応じて、前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータを制御する動作指示部と、を備え、
前記メインDC/DCコンバータは、前記サブDC/DCコンバータよりも電流供給能力が高く、
前記動作指示部は、
前記出力電流に応じて、前記第1の負荷に供給する出力電圧が予め設定された目標電圧になるように、少なくとも前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータの各出力部から前記共通接点までの各配線抵抗値に基づいて、前記メインDC/DCコンバータが出力する前記第1の出力電圧を設定するとともに、前記サブDC/DCコンバータが出力する前記第2の出力電圧を設定するものであり、
前記出力電流が小さい場合には、前記メインDC/DCコンバータを駆動させるとともに、前記サブDC/DCコンバータを停止させ、
一方、前記出力電流が大きい場合には、前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータを駆動させるように、前記第1の出力電圧及び前記第2の出力電圧を調整するものであり、
前記出力電流の増加に伴って、前記メインDC/DCコンバータを駆動させた後、前記サブDC/DCコンバータをさらに駆動させる
ことを特徴とするDC/DCコンバータシステム。
【請求項3】
前記動作指示部は、
前記出力電圧が前記目標電圧になるように、前記メインDC/DCコンバータが出力する電流の第1の出力電流値、及び、前記メインDC/DCコンバータの出力部から前記共通接点までの間の第1の配線抵抗値に基づいて、前記メインDC/DCコンバータが出力部から出力する第1の出力電圧を設定するとともに、前記サブDC/DCコンバータが出力する電流の第2の出力電流値、及び、前記サブDC/DCコンバータの出力部から前記共通接点までの間の第2の配線抵抗値に基づいて、前記サブDC/DCコンバータが出力部から出力する第2の出力電圧を設定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のDC/DCコンバータシステム。
【請求項4】
前記動作指示部は、
前記メインDC/DCコンバータの出力電力と前記サブDC/DCコンバータの出力電力の合計が予め設定された電力閾値に達した場合には、前記メインDC/DCコンバータの第1の出力電圧と前記サブDC/DCコンバータの第2の出力電圧を低下させて電力を制限する
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のDC/DCコンバータシステム。
【請求項5】
前記動作指示部は、
前記第1の負荷が接続された出力電圧端子に流れる電流が予め設定された過電流閾値を超えた場合には、前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータを停止させる
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載のDC/DCコンバータシステム。
【請求項6】
前記出力電圧端子に負荷用バッテリが接続されていることを特徴とする請求項5に記載のDC/DCコンバータシステム。
【請求項7】
請求項1ないし6のいずれか一項に記載のDC/DCコンバータシステムを積載する、自動運転機能を備えた自動車。
【請求項8】
電源用バッテリから電源電圧が供給され、第1の負荷を含む負荷に供給される出力電流に応じて、前記第1の負荷に電力を供給するDC/DCコンバータシステムであって、出力部が共通接点に電気的に接続され、第1の出力電圧を出力部から出力するメインDC/DCコンバータと、出力部が前記共通接点に電気的に接続され、第2の出力電圧を出力部から出力する1つ又は複数のサブDC/DCコンバータと、動作指示部と、を備えたDC/DCコンバータシステムの制御方法であって、
前記メインDC/DCコンバータは、前記サブDC/DCコンバータよりも電流供給能力が高く、
前記動作指示部は、前記出力電流に応じて、前記メインDC/DCコンバータと前記サブDC/DCコンバータの駆動を制御し、
前記動作指示部は、前記出力電流に応じて前記第1の負荷に供給する出力電圧が予め設定された目標電圧になるように、少なくとも前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータの各出力部から前記共通接点までの各配線抵抗値に基づいて、前記メインDC/DCコンバータが出力する前記第1の出力電圧を設定するとともに、前記サブDC/DCコンバータが出力する前記第2の出力電圧を設定するものであり、前記出力電流が小さい場合には、前記メインDC/DCコンバータを停止させるとともに、前記サブDC/DCコンバータを駆動させるように、前記第1の出力電圧及び前記第2の出力電圧を調整し、一方、前記出力電流が大きい場合には、前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータを駆動させるように、前記第1の出力電圧及び前記第2の出力電圧を調整するものであり、前記出力電流の増加に伴って、前記サブDC/DCコンバータを駆動させた後、前記メインDC/DCコンバータをさらに駆動させる
ことを特徴とするDC/DCコンバータシステムの制御方法。
【請求項9】
電源用バッテリから電源電圧が供給され、第1の負荷を含む負荷に供給される出力電流に応じて、前記第1の負荷に電力を供給するDC/DCコンバータシステムであって、出力部が共通接点に電気的に接続され、第1の出力電圧を出力部から出力するメインDC/DCコンバータと、出力部が前記共通接点に電気的に接続され、第2の出力電圧を出力部から出力する1つ又は複数のサブDC/DCコンバータと、動作指示部と、を備えたDC/DCコンバータシステムの制御方法であって、
前記メインDC/DCコンバータは、前記サブDC/DCコンバータよりも電流供給能力が高く、
前記動作指示部は、前記出力電流に応じて、前記メインDC/DCコンバータと前記サブDC/DCコンバータの駆動を制御し、
前記動作指示部は、前記出力電流に応じて前記第1の負荷に供給する出力電圧が予め設定された目標電圧になるように、少なくとも前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータの各出力部から前記共通接点までの各配線抵抗値に基づいて、前記メインDC/DCコンバータが出力する前記第1の出力電圧を設定するとともに、前記サブDC/DCコンバータが出力する前記第2の出力電圧を設定するものであり、前記出力電流が小さい場合には、前記メインDC/DCコンバータを駆動させるとともに、前記サブDC/DCコンバータを停止させ、一方、前記出力電流が大きい場合には、前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータを駆動させるように、前記第1の出力電圧及び前記第2の出力電圧を調整するものであり、
前記動作指示部は、前記出力電流の増加に伴って、前記メインDC/DCコンバータを駆動させた後、前記サブDC/DCコンバータをさらに駆動させる
ことを特徴とするDC/DCコンバータシステムの制御方法。
【請求項10】
電源用バッテリから電源電圧が供給され、第1の負荷を含む負荷に供給される出力電流に応じて、前記第1の負荷に電力を供給するDC/DCコンバータシステムであって、出力部が共通接点に電気的に接続され、第1の出力電圧を出力部から出力するメインDC/DCコンバータと、出力部が前記共通接点に電気的に接続され、第2の出力電圧を出力部から出力する1つ又は複数のサブDC/DCコンバータと、を備え、前記メインDC/DCコンバータは、前記サブDC/DCコンバータよりも電流供給能力が高いDC/DCコンバータシステムに適用される動作指示回路であって、
前記出力電流に応じて、前記メインDC/DCコンバータと前記サブDC/DCコンバータの駆動を制御し、
前記出力電流に応じて、前記第1の負荷に供給する出力電圧が予め設定された目標電圧になるように、少なくとも前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータの各出力部から前記共通接点までの各配線抵抗値に基づいて、前記メインDC/DCコンバータが出力する前記第1の出力電圧を設定するとともに、前記サブDC/DCコンバータが出力する前記第2の出力電圧を設定するものであり、前記出力電流が小さい場合には、前記メインDC/DCコンバータを停止させるとともに、前記サブDC/DCコンバータを駆動させるように、前記第1の出力電圧及び前記第2の出力電圧を調整し、
一方、前記出力電流が大きい場合には、前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータを駆動させるように、前記第1の出力電圧及び前記第2の出力電圧を調整するものであり、
前記出力電流の増加に伴って、前記サブDC/DCコンバータを駆動させた後、前記メインDC/DCコンバータをさらに駆動させる
ことを特徴とする動作指示回路。
【請求項11】
電源用バッテリから電源電圧が供給され、第1の負荷を含む負荷に供給される出力電流に応じて、前記第1の負荷に電力を供給するDC/DCコンバータシステムであって、出力部が共通接点に電気的に接続され、第1の出力電圧を出力部から出力するメインDC/DCコンバータと、出力部が前記共通接点に電気的に接続され、第2の出力電圧を出力部から出力する1つ又は複数のサブDC/DCコンバータと、を備え、前記メインDC/DCコンバータは、前記サブDC/DCコンバータよりも電流供給能力が高いDC/DCコンバータシステムに適用される動作指示回路であって、
前記出力電流に応じて、前記メインDC/DCコンバータと前記サブDC/DCコンバータの駆動を制御し、
前記出力電流に応じて、前記第1の負荷に供給する出力電圧が予め設定された目標電圧になるように、少なくとも前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータの各出力部から前記共通接点までの各配線抵抗値に基づいて、前記メインDC/DCコンバータが出力する前記第1の出力電圧を設定するとともに、前記サブDC/DCコンバータが出力する前記第2の出力電圧を設定するものであり、前記出力電流が小さい場合には、前記メインDC/DCコンバータを駆動させるとともに、前記サブDC/DCコンバータを停止させ、一方、前記出力電流が大きい場合には、前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータを駆動させるように、前記第1の出力電圧及び前記第2の出力電圧を調整するものであり、
前記出力電流の増加に伴って、前記メインDC/DCコンバータを駆動させた後、前記サブDC/DCコンバータをさらに駆動させる
ことを特徴とする動作指示回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、DC/DCコンバータシステム、動作指示回路、及び、DC/DCコンバータシステムの制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、2個のDC/DCコンバータを並列に駆動する負荷駆動システムがある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
このような従来の負荷駆動システムにおいては、各DC/DCコンバータの出力電流を検出して、各DC/DCコンバータの出力電流を均等に分担するように制御するようになっている。
【0004】
すなわち、当該従来の負荷駆動システムにおいては、単に、各DC/DCコンバータの出力電流を均等に分担するように制御するのみで、各DC/DCコンバータの出力部から負荷(共通接点)までの配線抵抗の違いを考慮しておらず、車両の負荷の大電力化した負荷要求に応じて、各DC/DCコンバータを制御するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2014-183705
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、本発明は、各DC/DCコンバータの出力部から共通接点までの配線抵抗の違いを考慮して、負荷の大電力化した負荷要求に応じて、各DC/DCコンバータを制御することが可能なDC/DCコンバータシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様に係るDC/DCコンバータシステムは、
電源用バッテリから電源電圧が供給され、負荷要求に応じて、第1の負荷に電力を供給するDC/DCコンバータシステムであって、
出力部が共通接点に電気的に接続され、第1の出力電圧を出力部から出力するメインDC/DCコンバータと、
出力部が前記共通接点に電気的に接続され、第2の出力電圧を出力部から出力する1つ又は複数のサブDC/DCコンバータと、
前記負荷要求に応じて、前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータを制御する動作指示部と、を備え、
前記動作指示部は、
前記負荷要求に応じて、前記第1の負荷に供給する出力電圧が予め設定された目標電圧になるように、少なくとも前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータの各出力部から前記共通接点までの各配線抵抗値に基づいて、前記メインDC/DCコンバータが出力する前記第1の出力電圧を設定するとともに、前記サブDC/DCコンバータが出力する前記第2の出力電圧を設定する
ことを特徴とする。
【0008】
前記DC/DCコンバータシステムにおいて、
前記動作指示部は、
前記出力電圧が前記目標電圧になるように、前記メインDC/DCコンバータが出力する電流の第1の出力電流値、及び、前記メインDC/DCコンバータの出力部から前記共通接点までの間の第1の配線抵抗値に基づいて、前記メインDC/DCコンバータが出力部から出力する第1の出力電圧を設定するとともに、前記サブDC/DCコンバータが出力する電流の第2の出力電流値、及び、前記サブDC/DCコンバータの出力部から前記共通接点までの間の第2の配線抵抗値に基づいて、前記サブDC/DCコンバータが出力部から出力する第2の出力電圧を設定する
ことを特徴とする。
【0009】
前記DC/DCコンバータシステムにおいて、
前記動作指示部は、
前記第1の配線抵抗値を第1の補正抵抗値で補正することにより、前記第1の出力電圧を調整するとともに、
前記第2の配線抵抗値を第2の補正抵抗値で補正することにより、前記第2の出力電圧を調整する
ことを特徴とする。
【0010】
前記DC/DCコンバータシステムにおいて、
前記動作指示部は、前記第1の配線抵抗値に第1の補正抵抗値を加算するように補正することにより、前記第1の出力電圧を調整する
ことを特徴とする。
【0011】
前記DC/DCコンバータシステムにおいて、
前記動作指示部は、
前記第2の配線抵抗値に第2の補正抵抗値を加算するように補正することにより、前記第2の出力電圧を調整する
ことを特徴とする。
【0012】
前記DC/DCコンバータシステムにおいて、
前記メインDC/DCコンバータは、前記サブDC/DCコンバータよりも電流供給能力が高い
ことを特徴とする。
【0013】
前記DC/DCコンバータシステムにおいて、
前記動作指示部は、
前記負荷要求が軽負荷の場合には、前記メインDC/DCコンバータを停止させるとともに、前記サブDC/DCコンバータを駆動させるように、前記第1の出力電圧及び前記第2の出力電圧を調整し、
一方、前記負荷要求が重負荷の場合には、前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータを駆動させるように、前記第1の出力電圧及び前記第2の出力電圧を調整する
ことを特徴とする。
【0014】
前記DC/DCコンバータシステムにおいて、
前記動作指示部は、
前記負荷要求が軽負荷の場合には、前記メインDC/DCコンバータを駆動させるとともに、前記サブDC/DCコンバータを停止させ、
一方、前記負荷要求が重負荷の場合には、前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータを駆動させるように、前記第1の出力電圧及び前記第2の出力電圧を調整する
ことを特徴とする。
【0015】
前記DC/DCコンバータシステムにおいて、
前記動作指示部は、
前記メインDC/DCコンバータの出力電力と前記サブDC/DCコンバータの出力電力の合計が予め設定された電力閾値に達した場合には、前記メインDC/DCコンバータの第1の出力電圧と前記サブDC/DCコンバータの第2の出力電圧を低下させて電力を制限する
ことを特徴とする。
【0016】
前記DC/DCコンバータシステムにおいて、
前記動作指示部は、
前記第1の負荷が接続された出力電圧端子に流れる電流が予め設定された過電流閾値を超えた場合には、前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータを停止させる
ことを特徴とする。
【0017】
前記DC/DCコンバータシステムにおいて、
前記動作指示部は、
前記負荷要求の増加に伴って、前記メインDC/DCコンバータと前記サブDC/DCコンバータのうちいずれか一方を駆動させた後、前記メインDC/DCコンバータと前記サブDC/DCコンバータのうちの他方をさらに駆動させる
ことを特徴とする。
【0018】
前記DC/DCコンバータシステムにおいて、
前記出力電圧端子に負荷用バッテリが接続されている
ことを特徴とする。
【0019】
前記DC/DCコンバータシステムにおいて、
前記DC/DCコンバータシステムは、自動運転機能を備えた自動車に積載されていることを特徴とする。
【0020】
本発明の一態様に係るDC/DCコンバータシステムの制御方法は、
電源用バッテリから電源電圧が供給され、負荷要求に応じて、第1の負荷に電力を供給するDC/DCコンバータシステムであって、出力部が共通接点に電気的に接続され、第1の出力電圧を出力部から出力するメインDC/DCコンバータと、出力部が前記共通接点に電気的に接続され、第2の出力電圧を出力部から出力する1つ又は複数のサブDC/DCコンバータと、動作指示部と、を備えたDC/DCコンバータシステムの制御方法であって、
前記動作指示部は、前記負荷要求に応じて、前記メインDC/DCコンバータと前記サブDC/DCコンバータの駆動を制御し、
前記動作指示部は、前記負荷要求に応じて前記第1の負荷に供給する出力電圧が予め設定された目標電圧になるように、少なくとも前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータの各出力部から前記共通接点までの各配線抵抗値に基づいて、前記メインDC/DCコンバータが出力する前記第1の出力電圧を設定するとともに、前記サブDC/DCコンバータが出力する前記第2の出力電圧を設定する
ことを特徴とする。
【0021】
本発明の一態様に係る動作指示回路は、
電源用バッテリから電源電圧が供給され、負荷要求に応じて、第1の負荷に電力を供給するDC/DCコンバータシステムであって、出力部が共通接点に電気的に接続され、第1の出力電圧を出力部から出力するメインDC/DCコンバータと、出力部が前記共通接点に電気的に接続され、第2の出力電圧を出力部から出力する1つ又は複数のサブDC/DCコンバータと、を備えたDC/DCコンバータシステムに適用される動作指示回路であって、
前記負荷要求に応じて、前記メインDC/DCコンバータと前記サブDC/DCコンバータの駆動を制御し、
前記負荷要求に応じて、前記第1の負荷に供給する出力電圧が予め設定された目標電圧になるように、少なくとも前記メインDC/DCコンバータ及び前記サブDC/DCコンバータの各出力部から前記共通接点までの各配線抵抗値に基づいて、前記メインDC/DCコンバータが出力する前記第1の出力電圧を設定するとともに、前記サブDC/DCコンバータが出力する前記第2の出力電圧を設定する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0022】
本発明の一態様に係るDC/DCコンバータシステムは、電源用バッテリから電源電圧が供給され、負荷要求に応じて、第1の負荷に電力を供給するDC/DCコンバータシステムであって、出力部が共通接点に電気的に接続され、第1の出力電圧を出力部から出力するメインDC/DCコンバータと、出力部が共通接点に電気的に接続され、第2の出力電圧を出力部から出力する1つ又は複数のサブDC/DCコンバータと、負荷要求に応じて、メインDC/DCコンバータ及びサブDC/DCコンバータを制御する動作指示部と、を備える。
【0023】
そして、動作指示部は、負荷要求に応じて、第1の負荷に供給する出力電圧が予め設定された目標電圧になるように、少なくともメインDC/DCコンバータ及びサブDC/DCコンバータの各出力部から共通接点までの各配線抵抗値に基づいて、メインDC/DCコンバータが出力する第1の出力電圧を設定するとともに、サブDC/DCコンバータが出力する第2の出力電圧を設定する。
【0024】
これにより、本発明の一態様に係るDC/DCコンバータシステムによれば、各DC/DCコンバータの出力部から共通接点までの配線抵抗の違いを考慮して、負荷の大電力化した負荷要求に応じて、各DC/DCコンバータを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
図1図1は、本発明の実施形態に係るDC/DCコンバータシステム100の構成の一例を示す図である。
図2図2は、図1に示すDC/DCコンバータシステム100のメインDC/DCコンバータX1及びサブDC/DCコンバータX2の出力部と共通接点NXとの間の配線抵抗の一例を示す図である。
図3図3は、図1に示すDC/DCコンバータシステム100の出力特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明に係るDC/DCコンバータシステムについて、図面とともに説明する。
【実施例1】
【0027】
図1は、本発明の実施形態に係るDC/DCコンバータシステム100の構成の一例を示す図である。また、図2は、図1に示すDC/DCコンバータシステム100のメインDC/DCコンバータX1及びサブDC/DCコンバータX2の出力部と共通接点NXとの間の配線抵抗の一例を示す図である。また、図3は、図1に示すDC/DCコンバータシステム100の出力特性の一例を示す図である。
【0028】
[DC/DCコンバータシステム]
図1に示すDC/DCコンバータシステム100は、車両負荷(第1の車両負荷LOAD1、第2の車両負荷LOAD2)の負荷要求に応じて、複数のDC/DCコンバータを用いて、電源用バッテリBSから、車両負荷(第1の車両負荷LOAD1、第2の車両負荷LOAD2)に電力を供給するようになっている。
【0029】
このDC/DCコンバータシステム100は、例えば、自動運転機能を備えた自動車(図示せず)に積載され、当該自動車に電力を供給するために適用される。そして、電源用バッテリBS及び負荷用バッテリBOUTは、当該自動車に積載されている。
【0030】
なお、このDC/DCコンバータシステム100は、自動車以外にも、ドローン等のその他の装置にも適用が可能である。
【0031】
このDC/DCコンバータシステム100は、例えば、図1に示すように、メインDC/DCコンバータ(第1のDC/DCコンバータ)X1と、サブDC/DCコンバータ(第2のDC/DCコンバータ)X2と、第1のヒューズF1と、第2のヒューズF2と、出力ヒューズFOUTと、第1のインバータ(モータ用インバータ)INV1と、第2のインバータ(ポンプ用インバータ)INV2と、動作指示部(動作指示回路)ECUと、を備える。
【0032】
なお、この図1では、一例として、1つのサブDC/DCコンバータX2が記載されているが、DC/DCコンバータシステム100は、複数のサブDC/DCコンバータX2を備えるようにしてもよい。また、メインDC/DCコンバータX1の回路構成とサブDC/DCコンバータX2の回路構成とを入れ替えるようにしてもよい。
【0033】
そして、例えば、図1に示すように、出力電圧端子TOUTと接地端子との間には、第1の車両負荷(第1の負荷)LOAD1が接続されている。
【0034】
なお、この第1の車両負荷LOAD1には、例えば、この図1では第1の車両負荷LOAD1と区別して表記されている動作指示部ECUに対応する自動車のエンジンコントロールユニット(ECU)や、テレマティクスコントロールユニット(TCU)等が、含まれる。
【0035】
そして、例えば、図1に示すように、共通接点NXと接地端子との間には、第2の車両負荷(第2の負荷)LOAD2が接続されている。
【0036】
なお、この第2の車両負荷LOAD2には、例えば、自動車のワイパー、ヒーター、エアコン、ランプ、ナビゲーションシステム等が含まれる。
【0037】
さらに、例えば、図1に示すように、出力電圧端子TOUTと接地端子との間には、バッテリBOUTが接続されている。
【0038】
[第1、第2のヒューズ、出力ヒューズ]
また、第1のヒューズF1は、メインDC/DCコンバータX1の出力部X1aと共通接点NXとの間に接続されている。
【0039】
また、第2のヒューズF2は、サブDC/DCコンバータX2の出力部X2aと共通接点NXとの間に接続されている。
【0040】
また、出力ヒューズFOUTは、共通接点NXと出力電圧端子TOUTとの間に接続されている。
【0041】
この出力ヒューズFOUTは、例えば、第1及び第2のヒューズF1、F2の遮断容量よりも大きい遮断容量を有する。
【0042】
[第1、第2のインバータ]
また、第1のインバータINV1は、電源電圧VBに基づいて、既述の自動車のエンジンを駆動するモータMに電力を供給するようになっている。
【0043】
また、第2のインバータINV2は、電源電圧VBに基づいて、既述の自動車の電動オイルポンプEOPに電力を供給するようになっている。
【0044】
[メインDC/DCコンバータ]
メインDC/DCコンバータX1は、例えば、図1に示すように、電源用バッテリBSから第1、第2の入力部を介して電源電圧VBが供給されるようになっている。
【0045】
そして、このメインDC/DCコンバータX1は、出力部X1aが共通接点NX及び出力ヒューズFOUTを介して出力電圧端子TOUTに電気的に接続されている。
【0046】
そして、メインDC/DCコンバータX1は、第1の出力電圧VO1を出力部X1aから出力するようになっている。
ここで、例えば、図2に示すように、メインDC/DCコンバータX1の出力部X1aから共通接点NXまでの間には、第1の配線抵抗値Rc1の配線抵抗が存在している。
【0047】
[サブDC/DCコンバータ]
サブDC/DCコンバータX2は、例えば、図1に示すように、電源用バッテリBSから第1、第2の入力部を介して電源電圧VBが供給されるようになっている。
【0048】
そして、このサブDC/DCコンバータX2は、出力部X2aが共通接点NX及び出力ヒューズFOUTを介して出力電圧端子TOUTに電気的に接続されている。
【0049】
ここで、例えば、図2に示すように、サブDC/DCコンバータX2の出力部X2aから共通接点NXまでの間には、第2の配線抵抗値Rc2の配線抵抗が存在している。
【0050】
なお、既述のメインDC/DCコンバータX1は、このサブDC/DCコンバータX2とは電流供給能力が異なるように設定されている。
【0051】
そして、本実施例では、例えば、メインDC/DCコンバータX1は、サブDC/DCコンバータX2よりも電流供給能力が高くなるように設定されている。しかしながら、メインDC/DCコンバータX1は、サブDC/DCコンバータX2よりも電流供給能力が低くなるように設定されていてもよい。
【0052】
また、電流供給能力が高いメインDC/DCコンバータX1は、例えば、水冷方式により冷却されるようになっている。
【0053】
一方、既述のメインDC/DCコンバータX1よりも電流供給能力が低いサブDC/DCコンバータX2は、例えば、空冷方式により冷却されるようになっている。
【0054】
[動作指示部]
また、動作指示部(動作指示回路)ECUは、当該DC/DCコンバータシステム100が積載される車両(自動車)を制御するようになっている。
【0055】
特に、この動作指示部ECUは、負荷要求に応じて、メインDC/DCコンバータX1の第1の制御部(図示せず)及びサブDC/DCコンバータX2の第2の制御部(図示せず)に、出力電圧を設定するための制御信号を出力して、メインDC/DCコンバータX1とサブDC/DCコンバータX2の駆動を制御するようになっている(図2)。
【0056】
例えば、動作指示部ECUは、負荷要求が軽負荷の場合には、メインDC/DCコンバータX1を駆動させるとともに、サブDC/DCコンバータX2を停止させるように、第1の出力電圧VO1及び第2の出力電圧VO2を調整するようになっている。
【0057】
なお、動作指示部ECUは、負荷要求が軽負荷の場合には、メインDC/DCコンバータX1を停止させるとともに、サブDC/DCコンバータX2を駆動させるようにしてもよい。
【0058】
一方、動作指示部ECUは、負荷要求が重負荷の場合には、メインDC/DCコンバータX1及びサブDC/DCコンバータX2を駆動させるように、第1の出力電圧VO1及び第2の出力電圧VO2を調整するようになっている。
【0059】
なお、動作指示部ECUは、負荷要求の増加(出力電流の増加)に伴って、メインDC/DCコンバータX1とサブDC/DCコンバータX2のうちいずれか一方を駆動させた後、メインDC/DCコンバータX1とサブDC/DCコンバータX2のうちの他方をさらに駆動させるようにしてもよい。
【0060】
そして、例えば、この動作指示部ECUは、メインDC/DCコンバータX1の出力電力とサブDC/DCコンバータX2の出力電力の合計(図3の出力総合電流と出力電圧の積)が予め設定された電力閾値に達していない場合には、制御信号を出力して、メインDC/DCコンバータX1の第1の出力電圧VO1とサブDC/DCコンバータX2の第2の出力電圧VO2を所定の目標値に設定するようになっている(図3の左側から中間の出力特性)。
【0061】
これにより、当該DC/DCコンバータシステム100は、所定の電力を供給するようになっている。
【0062】
一方、この動作指示部ECUは、メインDC/DCコンバータX1の出力電力とサブDC/DCコンバータX2の出力電力の合計(図3の出力総合電流と出力電圧の積)が既述の電力閾値に達した場合には、メインDC/DCコンバータX1の第1の出力電圧VO1とサブDC/DCコンバータX2の第2の出力電圧VO2を所定の目標値から低下させるようになっている(図3の右側の出力特性)。
【0063】
これにより、当該DC/DCコンバータシステム100は、出力電力が所定値を超えた場合には、供給する電力を制限するようになっている。
【0064】
なお、例えば、動作指示部ECUは、出力電圧端子TOUTに流れる電流が予め設定された過電流閾値を超えた場合には、メインDC/DCコンバータX1及びサブDC/DCコンバータX2を停止させるようになっている(図3の右端の出力特性)。
【0065】
ここで、動作指示部ECUは、負荷要求に応じて第1の車両負荷LOADに供給する出力電圧端子TOUTの出力電圧VOUTが予め設定された目標電圧になるように、少なくともメインDC/DCコンバータX1及びサブDC/DCコンバータX2の各出力部X1a、X2aから共通接点NXまでの各配線抵抗値Rc1、Rc2に基づいて、メインDC/DCコンバータX1が出力部X1aから出力する第1の出力電圧VO1を設定するとともに、サブDC/DCコンバータX2が出力部X2aから出力する第2の出力電圧VO2を設定するようになっている(図2)。
【0066】
すなわち、メインDC/DCコンバータX1の駆動に関して、動作指示部ECUは、出力電圧端子TOUTの出力電圧VOUTが予め設定された目標電圧になるように、メインDC/DCコンバータX1が出力する電流の第1の出力電流値IO1、及び、メインDC/DCコンバータX1の出力部X1aから共通接点NXまでの間の第1の配線抵抗値Rc1に基づいて、メインDC/DCコンバータX1が出力部X1aから出力する第1の出力電圧VO1を設定するようになっている。
【0067】
そして、動作指示部ECUは、第1の配線抵抗値Rc1を第1の補正抵抗値Rd1で補正することにより、第1の出力電圧VO1を調整するようになっている。
【0068】
特に、動作指示部ECUは、第1の配線抵抗値Rc1に第1の補正抵抗値Rd1を加算するように補正することにより、第1の出力電圧VO1を調整するようになっている。
【0069】
なお、動作指示部ECUは、当該第1の補正抵抗値Rd1や第1の配線抵抗値Rc1に関する情報を、例えば、CAN通信により、メインDC/DCコンバータX1の第1の制御部に送信して第1の出力電圧VO1を設定するようになっている。
【0070】
また、サブDC/DCコンバータX2の駆動に関して、動作指示部ECUは、出力電圧端子TOUTの出力電圧VOUTが予め設定された目標電圧になるように、サブDC/DCコンバータX2が出力する電流の第2の出力電流値IO2、及び、サブDC/DCコンバータX2の出力部から共通接点NXまでの間の第2の配線抵抗値Rc2に基づいて、サブDC/DCコンバータX2が出力部X2aから出力する第2の出力電圧VO2を設定するようになっている。
【0071】
そして、動作指示部ECUは、第2の配線抵抗値Rc2を第2の補正抵抗値Rd2で補正することにより、第2の出力電圧VO2を調整するようになっている。
【0072】
特に、動作指示部ECUは、第2の配線抵抗値Rc2に第2の補正抵抗値Rd2を加算するように補正することにより、第2の出力電圧VO2を調整するようになっている。
【0073】
なお、動作指示部ECUは、当該第2の補正抵抗値Rd2や第2の配線抵抗値Rc2に関する情報を、例えば、CAN通信により、メインDC/DCコンバータX2の第2の制御部に送信して第2の出力電圧VO2を設定するようになっている。
【0074】
次に、以上のような構成を有するDC/DCコンバータシステム100の制御方法の例について説明する。
【0075】
既述のように、動作指示部ECUは、負荷要求に応じて、メインDC/DCコンバータX1の第1の制御部(図示せず)及びサブDC/DCコンバータX2の第2の制御部(図示せず)に、出力電圧を設定するための制御信号を出力して、メインDC/DCコンバータX1とサブDC/DCコンバータX2の駆動を制御する(図2)。
【0076】
例えば、動作指示部ECUは、負荷要求が軽負荷の場合には、メインDC/DCコンバータX1を駆動させるとともに、サブDC/DCコンバータX2を停止させるように、第1の出力電圧VO1及び第2の出力電圧VO2を調整する。
【0077】
なお、動作指示部ECUは、負荷要求が軽負荷の場合には、メインDC/DCコンバータX1を停止させるとともに、サブDC/DCコンバータX2を駆動させるようにしてもよい。
【0078】
一方、動作指示部ECUは、負荷要求が重負荷の場合には、メインDC/DCコンバータX1及びサブDC/DCコンバータX2を駆動させるように、第1の出力電圧VO1及び第2の出力電圧VO2を調整する。
【0079】
なお、動作指示部ECUは、負荷要求の増加(出力電流の増加)に伴って、メインDC/DCコンバータX1とサブDC/DCコンバータX2のうちいずれか一方を駆動させた後、メインDC/DCコンバータX1とサブDC/DCコンバータX2のうちの他方をさらに駆動させるようにしてもよい。
【0080】
そして、例えば、この動作指示部ECUは、メインDC/DCコンバータX1の出力電力とサブDC/DCコンバータX2の出力電力の合計(図3の出力総合電流と出力電圧の積)が予め設定された電力閾値に達していない場合には、制御信号を出力して、メインDC/DCコンバータX1の第1の出力電圧VO1とサブDC/DCコンバータX2の第2の出力電圧VO2を所定の目標値に設定する(図3の左側から中間の出力特性)。
【0081】
これにより、当該DC/DCコンバータシステム100は、所定の電力を供給する。
【0082】
一方、この動作指示部ECUは、メインDC/DCコンバータX1の出力電力とサブDC/DCコンバータX2の出力電力の合計(図3の出力総合電流と出力電圧の積)が既述の電力閾値に達した場合には、メインDC/DCコンバータX1の第1の出力電圧VO1とサブDC/DCコンバータX2の第2の出力電圧VO2を所定の目標値から低下させる(図3の右側の出力特性)。
【0083】
これにより、当該DC/DCコンバータシステム100は、出力電力が所定値を超えた場合には、供給する電力を制限する。
【0084】
なお、例えば、動作指示部ECUは、出力電圧端子TOUTに流れる電流が予め設定された過電流閾値を超えた場合には、メインDC/DCコンバータX1及びサブDC/DCコンバータX2を停止させる(図3の右端の出力特性)。
【0085】
ここで、動作指示部ECUは、負荷要求に応じて第1の車両負荷LOADに供給する出力電圧端子TOUTの出力電圧VOUTが予め設定された目標電圧になるように、少なくともメインDC/DCコンバータX1及びサブDC/DCコンバータX2の各出力部X1a、X2aから共通接点NXまでの各配線抵抗値Rc1、Rc2に基づいて、メインDC/DCコンバータX1が出力部X1aから出力する第1の出力電圧VO1を設定するとともに、サブDC/DCコンバータX2が出力部X2aから出力する第2の出力電圧VO2を設定する(図2)。
【0086】
そして、動作指示部ECUは、第1の配線抵抗値Rc1を第1の補正抵抗値Rd1で補正することにより、第1の出力電圧VO1を調整する。
【0087】
特に、動作指示部ECUは、第1の配線抵抗値Rc1に第1の補正抵抗値Rd1を加算するように補正することにより、第1の出力電圧VO1を調整する。
【0088】
そして、動作指示部ECUは、第2の配線抵抗値Rc2を第2の補正抵抗値Rd2で補正することにより、第2の出力電圧VO2を調整する。
【0089】
特に、動作指示部ECUは、第2の配線抵抗値Rc2に第2の補正抵抗値Rd2を加算するように補正することにより、第2の出力電圧VO2を調整する。
【0090】
以上のように、本発明の一態様に係るDC/DCコンバータシステムは、電源用バッテリから電源電圧が供給され、負荷要求に応じて、第1の負荷に電力を供給するDC/DCコンバータシステムであって、出力部が共通接点に電気的に接続され、第1の出力電圧を出力部から出力するメインDC/DCコンバータと、出力部が共通接点に電気的に接続され、第2の出力電圧を出力部から出力する1つ又は複数のサブDC/DCコンバータと、負荷要求に応じて、メインDC/DCコンバータ及びサブDC/DCコンバータを制御する動作指示部と、を備える。
【0091】
そして、動作指示部は、負荷要求に応じて、第1の負荷に供給する出力電圧が予め設定された目標電圧になるように、少なくともメインDC/DCコンバータ及びサブDC/DCコンバータの各出力部から共通接点までの各配線抵抗値に基づいて、メインDC/DCコンバータが出力する第1の出力電圧を設定するとともに、サブDC/DCコンバータが出力する第2の出力電圧を設定する。
【0092】
これにより、本発明の一態様に係るDC/DCコンバータシステムによれば、各DC/DCコンバータの出力部から共通接点までの配線抵抗の違いを考慮して、車両の負荷の大電力化した負荷要求に応じて、各DC/DCコンバータを制御することができる。
【0093】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0094】
100 DC/DCコンバータシステム
BS 電源用バッテリ
X1 メインDC/DCコンバータ(第1のDC/DCコンバータ)
X2 サブDC/DCコンバータ(第2のDC/DCコンバータ)
F1 第1のヒューズ
F2 第2のヒューズ
FOUT 出力ヒューズ
INV1 第1のインバータ(モータ用インバータ)
INV2 第2のインバータ(ポンプ用インバータ)
ECU 動作指示部(動作指示回路)
X1a 出力部
X2a 出力部
NX 共通接点
LOAD1 第1の車両負荷(第1の負荷)
LOAD2 第2の車両負荷(第2の負荷)
図1
図2
図3