JP2019154121A

JP2019154121A - Power supply system

Info

Publication number: JP2019154121A
Application number: JP2018036826A
Authority: JP
Inventors: 裕司大宮; Yuji Omiya
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2019-09-12

Abstract

To provide a technique for preventing the unexpected occurrence of trouble in running due to power shortage of an auxiliary machine battery regarding a power supply system including two voltage converters having output ends connected to the auxiliary machine battery.SOLUTION: A power supply system 2 includes: an auxiliary machine battery 8; two voltage converters 11 and 12 having output ends connected to the auxiliary machine battery 8; and a controller 10. The controller 10 limits power consumption of an auxiliary machine operated by power of the auxiliary machine battery 8 when an abnormality is detected in one of the voltage converters. The controller 10 prohibits reboot of the power supply system 2 when abnormalities are detected in both the voltage converters. The unexpected trouble in running due to shortage of remaining amount of the auxiliary machine battery 8 is avoided by the above processing.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書が開示する技術は、自動車用の電源システムに関する。特に、２個の電圧コンバータの出力端が補機バッテリに接続されている電源システムに関する。 The technology disclosed in this specification relates to a power supply system for an automobile. In particular, the present invention relates to a power supply system in which output terminals of two voltage converters are connected to an auxiliary battery.

自動車では、電子機器に電力を供給するバッテリを補機バッテリと呼ぶことがある。逆に、補機バッテリから電力供給を受けて動作するデバイスを補機と総称することがある。補機には、車両を制御するコントローラが含まれるため、補機バッテリの残量が少なくなると、自動車の電源システムを起動することができなくなる。特許文献１に、２個の電圧コンバータの出力端が共に補機バッテリに接続されている電源システムが開示されている。２個の電圧コンバータの入力端はメインバッテリに接続されている。メインバッテリは、走行用モータに電力を供給する電源である。一方の電圧コンバータが故障しても、他方の電圧コンバータで補機バッテリを充電することができる。 In an automobile, a battery that supplies electric power to an electronic device may be called an auxiliary battery. Conversely, devices that operate with power supplied from an auxiliary battery may be collectively referred to as an auxiliary machine. Since the auxiliary machine includes a controller for controlling the vehicle, the power supply system of the automobile cannot be activated when the auxiliary battery is low. Patent Document 1 discloses a power supply system in which the output terminals of two voltage converters are both connected to an auxiliary battery. The input terminals of the two voltage converters are connected to the main battery. The main battery is a power source that supplies power to the traveling motor. Even if one voltage converter fails, the auxiliary battery can be charged by the other voltage converter.

特開２０１６−１０１０５７号公報JP, 2006-101057, A

共に補機バッテリに接続された２個の電圧コンバータのうち１個が故障した場合、残りの電圧コンバータについて異常を検知できることが望ましい。両方の電圧コンバータが故障すると、補機バッテリを充電することができなくなり、いずれ補機バッテリの残量が不足して自動車の走行に支障をきたすようになるからである。また、１個の電圧コンバータが故障し、他の電圧コンバータが正常の場合、補機の消費電力が大きいと、充電が十分でなくなるおそれがある。他方の電圧コンバータが正常であっても、補機バッテリの残量が不足するおそれがある。本明細書は、出力端が補機バッテリに接続されている２個の電圧コンバータを備えた電源システムに関し、補機バッテリの電力不足によって、予期せずに走行に支障が生じることを防止する技術を提供する。 When one of the two voltage converters both connected to the auxiliary battery fails, it is desirable that an abnormality can be detected for the remaining voltage converters. This is because if both voltage converters fail, the auxiliary battery cannot be charged, and eventually the remaining amount of the auxiliary battery will be insufficient, which will hinder the driving of the automobile. Moreover, when one voltage converter fails and the other voltage converters are normal, if the power consumption of the auxiliary equipment is large, charging may not be sufficient. Even if the other voltage converter is normal, the remaining amount of the auxiliary battery may be insufficient. The present specification relates to a power supply system including two voltage converters whose output terminals are connected to an auxiliary battery, and a technique for preventing unexpected troubles caused by insufficient power of the auxiliary battery. I will provide a.

本明細書が開示する電源システムは、補機バッテリと、出力端が補機バッテリに接続されている２個の電圧コンバータと、コントローラを備えている。コントローラは、いずれか一方の電圧コンバータに異常が検知された場合は、補機バッテリの電力で動作する補機の消費電力を制限する。コントローラは、両方の電圧コンバータに異常が検知された場合は、電源システムの再起動を禁止する。本明細書が開示する電源システムは、１個の電圧コンバータで異常が検知された場合は、補機全体の消費電力を抑える。そうすることで、１個のみの電圧コンバータによる充電不足を回避する。また、両方の電圧コンバータに異常が検知された場合は、コントローラは、自動車の電源システムの再起動を禁止する。即ち、ユーザが自動車のメインスイッチをオフした後は、再度メインスイッチがオンされても、電源システムを起動させない。上記の処理により、補機バッテリの残量不足によって予期せずに走行に支障が生じることが回避される。 The power supply system disclosed in this specification includes an auxiliary battery, two voltage converters whose output ends are connected to the auxiliary battery, and a controller. When an abnormality is detected in any one of the voltage converters, the controller limits the power consumption of the auxiliary machine that operates with the power of the auxiliary battery. If an abnormality is detected in both voltage converters, the controller prohibits restarting of the power supply system. The power supply system disclosed in the present specification suppresses power consumption of the entire auxiliary machine when an abnormality is detected by one voltage converter. By doing so, insufficient charging by only one voltage converter is avoided. Further, when an abnormality is detected in both voltage converters, the controller prohibits restarting of the power supply system of the automobile. That is, after the user turns off the main switch of the automobile, the power supply system is not activated even if the main switch is turned on again. As a result of the above processing, it is possible to avoid unexpected troubles due to the shortage of the auxiliary battery.

コントローラは、例えば、次のアルゴリズムで電圧コンバータの異常を検知することができる。コントローラは、一方の電圧コンバータに与える第１出力指令値に、補機バッテリの電圧よりも大きい所定の閾値電圧を超える電圧を設定するとともに、他方の電圧コンバータに与える第２出力指令値に、閾値電圧を下回る電圧を設定する。このとき、共通の出力端の電圧が閾値電圧を超えない場合、コントローラは、一方の電圧コンバータで異常が発生していると判定する。また、それぞれの電圧コンバータが、自己チェック機能を有しており、自己チェック機能によって異常が検知された場合に電圧コンバータからコントローラへ通知が送信されるように構成されていてもよい。 For example, the controller can detect abnormality of the voltage converter by the following algorithm. The controller sets a voltage exceeding a predetermined threshold voltage larger than the voltage of the auxiliary battery in the first output command value given to one voltage converter, and sets the threshold value to the second output command value given to the other voltage converter. Set a voltage lower than the voltage. At this time, if the voltage at the common output terminal does not exceed the threshold voltage, the controller determines that an abnormality has occurred in one of the voltage converters. In addition, each voltage converter may have a self-check function, and a notification may be transmitted from the voltage converter to the controller when an abnormality is detected by the self-check function.

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.

実施例の電源システムを含む電気自動車の電力系のブロック図である。It is a block diagram of the electric power system of the electric vehicle containing the power supply system of an Example. 電圧コンバータ監視処理のフローチャートである。It is a flowchart of a voltage converter monitoring process. 電圧コンバータ監視処理のフローチャートである（図２の続き）。It is a flowchart of a voltage converter monitoring process (continuation of FIG. 2).

図面を参照して実施例の電源システム２を説明する。実施例の電源システム２は、電気自動車１００に搭載されている。図１に、電気自動車１００のブロック図を示す。電気自動車１００は、走行用のモータ７を備えている。 A power supply system 2 according to an embodiment will be described with reference to the drawings. The power supply system 2 of the embodiment is mounted on the electric vehicle 100. FIG. 1 shows a block diagram of the electric vehicle 100. The electric vehicle 100 includes a traveling motor 7.

電気自動車１００は、電源システム２、昇圧コンバータ５、インバータ６、補機２０を備えている。電源システム２は、走行用のモータ７を駆動する高電圧の電力と、補機２０を駆動する低電圧の電力を供給する。補機２０とは、低電圧で動作する電気機器の総称であり、例えば、カーナビゲーション装置２１やルームランプ２２などである。電気自動車１００のボディには、低電圧電力線１５が配策されており、図示は省略しているが、カーナビゲーション装置２１やルームランプ２２以外にも様々な補機が低電圧電力線１５に接続されている。以下では、カーナビゲーション装置２１などの補機を、補機２０と総称する。補機２０の駆動電圧は、例えば１２ボルトである。一方、モータ７の駆動電圧は例えば２００ボルトを超える電圧である。 The electric vehicle 100 includes a power supply system 2, a boost converter 5, an inverter 6, and an auxiliary machine 20. The power supply system 2 supplies high voltage power for driving the traveling motor 7 and low voltage power for driving the auxiliary machine 20. The auxiliary machine 20 is a general term for electric devices that operate at a low voltage, and includes, for example, a car navigation device 21 and a room lamp 22. A low voltage power line 15 is arranged in the body of the electric vehicle 100, and although not shown, various auxiliary machines other than the car navigation device 21 and the room lamp 22 are connected to the low voltage power line 15. ing. Hereinafter, auxiliary machines such as the car navigation device 21 are collectively referred to as an auxiliary machine 20. The driving voltage of the auxiliary machine 20 is 12 volts, for example. On the other hand, the drive voltage of the motor 7 is a voltage exceeding 200 volts, for example.

電源システム２は、メインバッテリ３、補機バッテリ８、システムメインリレ−４、第１電圧コンバータ１１、第２電圧コンバータ１２、電圧センサ１３、電源コントローラ１０を備えている。 The power supply system 2 includes a main battery 3, an auxiliary battery 8, a system main relay 4, a first voltage converter 11, a second voltage converter 12, a voltage sensor 13, and a power supply controller 10.

メインバッテリ３は、モータ７の駆動電力を蓄えている電源であり、その出力は例えば２００ボルトである。メインバッテリ３は、システムメインリレ−４を介して昇圧コンバータ５に接続されている。昇圧コンバータ５は、電気自動車１００のアクセルが深く踏まれたときなど、モータ７に大出力が要求されるときに、メインバッテリ３の電圧を昇圧してインバータ６へ供給する。インバータ６は、昇圧された直流電力をモータ７の駆動に適した交流電力に変換する。インバータ６が出力する交流電力によってモータ７が駆動する。昇圧コンバータ５の昇圧比は、車両全体の制御を司る上位コントローラ１６が、アクセル開度や車速などに応じて決定し、昇圧コンバータ５へ指令する。 The main battery 3 is a power source that stores the driving power of the motor 7, and its output is, for example, 200 volts. The main battery 3 is connected to the boost converter 5 via the system main relay-4. Boost converter 5 boosts the voltage of main battery 3 and supplies it to inverter 6 when high output is required for motor 7, such as when the accelerator of electric vehicle 100 is stepped on deeply. The inverter 6 converts the boosted DC power into AC power suitable for driving the motor 7. The motor 7 is driven by the AC power output from the inverter 6. The step-up ratio of the step-up converter 5 is determined by the host controller 16 that controls the entire vehicle according to the accelerator opening, the vehicle speed, and the like, and commanded to the step-up converter 5.

電源システム２の説明に戻る。システムメインリレ−４は、車両のメインスイッチ（不図示）がオンに切り換えられると、上位コントローラ１６によって閉じられる（即ち、導通状態となる）。システムメインリレ−４は、車両のメインスイッチがオフに切り換えられると、上位コントローラ１６によって開かれる（即ち、遮断状態となる）。システムメインリレ−４は、車両のメインスイッチがオフの間、メインバッテリ３を昇圧コンバータ（即ち、車両の駆動系）から切り離して車両の安全性を高めるために設けられている。 Returning to the description of the power supply system 2. When the main switch (not shown) of the vehicle is turned on, the system main relay-4 is closed (that is, becomes conductive) by the host controller 16. When the main switch of the vehicle is turned off, the system main relay-4 is opened by the host controller 16 (that is, in a cut-off state). The system main relay 4 is provided to increase the safety of the vehicle by disconnecting the main battery 3 from the boost converter (that is, the vehicle drive system) while the main switch of the vehicle is off.

補機バッテリ８は、車両内の補機２０に電力を供給するための電源である。逆に言えば、補機２０とは、先に述べたように、補機バッテリ８から電力供給を受けて動作するデバイスの総称である。補機バッテリ８の正極端は、先に述べた低電圧電力線１５に接続されている。なお、補機バッテリ８の電力系の負極は、ボディグランドを介して補機２０と補機バッテリ８の間で相互に通じている。補機バッテリ８の出力電圧は例えば１２ボルトである。後述するように、補機バッテリ８は、主に、メインバッテリ３の電力で充電される。 The auxiliary battery 8 is a power source for supplying electric power to the auxiliary machine 20 in the vehicle. In other words, the auxiliary machine 20 is a generic name for devices that operate by receiving power supply from the auxiliary battery 8 as described above. The positive terminal of the auxiliary battery 8 is connected to the low voltage power line 15 described above. Note that the negative electrode of the power system of the auxiliary battery 8 communicates between the auxiliary machine 20 and the auxiliary battery 8 via the body ground. The output voltage of the auxiliary battery 8 is, for example, 12 volts. As will be described later, the auxiliary battery 8 is mainly charged with the power of the main battery 3.

電源システム２は、２個の電圧コンバータ（第１電圧コンバータ１１と第２電圧コンバータ１２）を備えている。第１電圧コンバータ１１は、単純な降圧コンバータであり、入力端はシステムメインリレ−４を介さずに直接にメインバッテリ３に接続されている。第１電圧コンバータ１１の出力端は、低電圧電力線１５に接続されている。別言すれば、第１電圧コンバータ１１の出力端は補機バッテリ８に接続されている。第１電圧コンバータ１１は、直接にメインバッテリ３に接続されているので、システムメインリレ−４が開いているときでも、補機バッテリ８を充電することができる。 The power supply system 2 includes two voltage converters (a first voltage converter 11 and a second voltage converter 12). The first voltage converter 11 is a simple step-down converter, and its input end is directly connected to the main battery 3 without going through the system main relay-4. The output terminal of the first voltage converter 11 is connected to the low voltage power line 15. In other words, the output terminal of the first voltage converter 11 is connected to the auxiliary battery 8. Since the first voltage converter 11 is directly connected to the main battery 3, the auxiliary battery 8 can be charged even when the system main relay-4 is open.

第２電圧コンバータ１２の高電圧端は、システムメインリレ−４を介してメインバッテリ３に接続されている。第２電圧コンバータ１２の低電圧端は低電圧電力線１５に接続されている。第２電圧コンバータ１２は、メインバッテリ３の電圧を降圧して低電圧電力線１５に供給する降圧機能と、補機バッテリ８の電圧を昇圧して高電圧端から出力する昇圧機能を有している。第２電圧コンバータ１２は、いわゆる双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。第２電圧コンバータ１２の昇圧機能は、システムメインリレ−４を閉じるのに先立って、補機バッテリ８の電力で昇圧コンバータ５が内蔵するコンデンサをプリチャージするために備えられている。 The high voltage end of the second voltage converter 12 is connected to the main battery 3 via the system main relay-4. The low voltage end of the second voltage converter 12 is connected to the low voltage power line 15. The second voltage converter 12 has a step-down function that steps down the voltage of the main battery 3 and supplies it to the low voltage power line 15 and a step-up function that steps up the voltage of the auxiliary battery 8 and outputs it from the high voltage end. . The second voltage converter 12 is a so-called bidirectional DC-DC converter. The boosting function of the second voltage converter 12 is provided for precharging a capacitor built in the boosting converter 5 with the power of the auxiliary battery 8 prior to closing the system main relay-4.

本実施例では、第２電圧コンバータ１２の降圧機能に着目するため、便宜的に、第２電圧コンバータ１２の低電圧端を出力端と称し、高電圧端を入力端と称する。第１電圧コンバータ１１と第２電圧コンバータ１２は、共に、入力端がメインバッテリ３に接続されており、出力端が低電圧電力線１５（即ち、補機バッテリ８）に接続されている。補機バッテリ８は、第１電圧コンバータ１１によって、あるいは、第２電圧コンバータ１２によって、メインバッテリ３の電力で充電されることができる。 In this embodiment, in order to focus on the step-down function of the second voltage converter 12, for convenience, the low voltage end of the second voltage converter 12 is referred to as an output end, and the high voltage end is referred to as an input end. Both the first voltage converter 11 and the second voltage converter 12 have an input end connected to the main battery 3 and an output end connected to the low voltage power line 15 (that is, the auxiliary battery 8). The auxiliary battery 8 can be charged with the power of the main battery 3 by the first voltage converter 11 or by the second voltage converter 12.

なお、昇圧コンバータ５も双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。ブレーキが踏まれた際、モータ７は発電する。モータ７の発電で得た回生電力は、インバータ６で交流電力から直流電力に変換され、昇圧コンバータ５の降圧機能によって、メインバッテリ３の電圧まで降圧される。車両の走行中は、補機バッテリ８は、回生電力で充電されることもある。 Note that the boost converter 5 is also a bidirectional DC-DC converter. When the brake is stepped on, the motor 7 generates electricity. The regenerative power obtained by the power generation of the motor 7 is converted from AC power to DC power by the inverter 6, and is stepped down to the voltage of the main battery 3 by the step-down function of the boost converter 5. While the vehicle is traveling, the auxiliary battery 8 may be charged with regenerative power.

第１電圧コンバータ１１と第２電圧コンバータ１２は、共に、電源コントローラ１０によって制御される。低電圧電力線１５には電圧センサ１３が備えられており、電源コントローラ１０は、電圧センサ１３の計測電圧に基づいて、第１電圧コンバータ１１と第２電圧コンバータ１２を制御し、補機バッテリ８の充電量を適正な範囲に保持する。なお、電源コントローラ１０と上位コントローラ１６も、補機バッテリ８の電力で動作する補機２０に属する。 Both the first voltage converter 11 and the second voltage converter 12 are controlled by the power supply controller 10. The low voltage power line 15 is provided with a voltage sensor 13, and the power supply controller 10 controls the first voltage converter 11 and the second voltage converter 12 based on the measured voltage of the voltage sensor 13, and the auxiliary battery 8 Keep the charge level within the proper range. The power controller 10 and the host controller 16 also belong to the auxiliary machine 20 that operates with the power of the auxiliary battery 8.

補機バッテリ８は、第１電圧コンバータ１１あるいは第２電圧コンバータ１２を介してメインバッテリ３の電力で充電される。補機バッテリ８の残量が不足すると、補機２０を駆動することができなくなる。上位コントローラ１６や電源コントローラ１０も補機であるから、補機バッテリ８の電力が不足すると、電気自動車１００は走行できなくなるおそれがある。第１電圧コンバータ１１と第２電圧コンバータ１２の両方で不具合が発生すると、予期しないときに補機バッテリ８の電力不足によって電気自動車１００の走行に支障が生じるおそれがある。いずれか一方の電圧コンバータで不具合が発生した場合でも、補機２０の消費電力が大きいと、補機バッテリ８の残量が少なくなるおそれがある。電源コントローラ１０は、第１電圧コンバータ１１と第２電圧コンバータ１２を定期的にチェックし、電圧コンバータの異常によって補機バッテリ８の電力不足が生じないようにする。電源コントローラ１０は、電圧コンバータで異常が検知された場合には、電気自動車１００が予期せずに走行不能となることがないように、予防策を講じる。以下、電源コントローラ１０による電圧コンバータの監視処理を説明する。 The auxiliary battery 8 is charged with the power of the main battery 3 via the first voltage converter 11 or the second voltage converter 12. When the remaining amount of the auxiliary battery 8 is insufficient, the auxiliary device 20 cannot be driven. Since the host controller 16 and the power supply controller 10 are also auxiliary machines, if the power of the auxiliary battery 8 is insufficient, the electric vehicle 100 may not be able to travel. If a malfunction occurs in both the first voltage converter 11 and the second voltage converter 12, there is a possibility that the electric vehicle 100 may be obstructed due to insufficient power of the auxiliary battery 8 when it is not expected. Even when a malfunction occurs in any one of the voltage converters, if the power consumption of the auxiliary machine 20 is large, the remaining amount of the auxiliary battery 8 may be reduced. The power supply controller 10 periodically checks the first voltage converter 11 and the second voltage converter 12 to prevent the auxiliary battery 8 from being short of power due to the abnormality of the voltage converter. When an abnormality is detected by the voltage converter, the power supply controller 10 takes preventive measures so that the electric vehicle 100 will not be able to run unexpectedly. Hereinafter, the monitoring process of the voltage converter by the power supply controller 10 will be described.

監視処理の説明の前に、いくつかの前提を説明する。第１電圧コンバータ１１と第２電圧コンバータ１２は、それぞれ、自己チェック機能を有している。第１電圧コンバータ１１と第２電圧コンバータ１２は、自己チェック機能により異常を検知すると、異常発生を電源コントローラ１０に通知するように構成されている。 Before explaining the monitoring process, some assumptions will be described. Each of the first voltage converter 11 and the second voltage converter 12 has a self-check function. The first voltage converter 11 and the second voltage converter 12 are configured to notify the power supply controller 10 of the occurrence of an abnormality when an abnormality is detected by the self-check function.

電源コントローラ１０の電圧コンバータ監視プログラムには、いくつかのフラグが用意されている。各フラグは、不揮発性メモリに領域が確保されており、電源が切れてもデータが保存される。以下、フラグについて説明する。なお、すべてのフラグのデフォルト値は「０」である。 Several flags are prepared in the voltage converter monitoring program of the power supply controller 10. Each flag has an area secured in the non-volatile memory, and data is stored even when the power is turned off. Hereinafter, the flag will be described. Note that the default value of all flags is “0”.

ＤＤＣ１異常フラグは、第１電圧コンバータ１１で異常が検知されると、「１」が設定される。ＤＤＣ２異常フラグは、第２電圧コンバータ１２で異常が検知されると、「１」が設定される。なお、「ＤＤＣ１」は、第１電圧コンバータ１１の略称であり、「ＤＤＣ２」は第２電圧コンバータ１２の略称である。電圧コンバータの異常は、電圧コンバータ自身の自己チェック機能により検知される場合と、電源コントローラ１０の監視プログラムによって検知される場合がある。いずれの場合でも、異常が検知されると、異常フラグに「１」が設定される。 The DDC1 abnormality flag is set to “1” when the first voltage converter 11 detects an abnormality. The DDC2 abnormality flag is set to “1” when an abnormality is detected by the second voltage converter 12. “DDC1” is an abbreviation for the first voltage converter 11, and “DDC2” is an abbreviation for the second voltage converter 12. The abnormality of the voltage converter may be detected by the self-check function of the voltage converter itself or may be detected by the monitoring program of the power supply controller 10. In any case, when an abnormality is detected, “1” is set in the abnormality flag.

フェイル走行フラグは、いずれかの電圧コンバータで異常が検知されると、「１」が設定される。フェイル走行フラグは、車両全体の制御を司る上位コントローラ１６が参照する。フェイル走行フラグに「１」が設定されている場合、上位コントローラ１６は、走行中の補機２０の総消費電力が所定の閾値電力以下となるように、補機２０の動作を制限する。 The fail running flag is set to “1” when an abnormality is detected by any of the voltage converters. The fail travel flag is referred to by the host controller 16 that controls the entire vehicle. When “1” is set in the fail travel flag, the host controller 16 restricts the operation of the auxiliary machine 20 so that the total power consumption of the running auxiliary machine 20 is equal to or lower than a predetermined threshold power.

再起動禁止フラグは、電源コントローラ１０の監視プログラムにて、両方の電圧コンバータで異常が検知された場合に「１」が設定される。電源コントローラ１０は、車両のメインスイッチが入れられたときに、再起動禁止フラグを参照する。再起動禁止フラグに「１」が設定されていた場合、電源コントローラ１０は、電源システム２を起動しない。再起動禁止フラグは、上位コントローラ１６も参照する。上位コントローラ１６は、再起動禁止フラグに「１」が設定されていた場合、インストルメントパネルに、再起動できない旨を知らせるメッセージを表示する。 The restart prohibition flag is set to “1” when an abnormality is detected in both voltage converters in the monitoring program of the power supply controller 10. The power controller 10 refers to the restart prohibition flag when the main switch of the vehicle is turned on. When “1” is set in the restart prohibition flag, the power supply controller 10 does not start the power supply system 2. The restart prohibition flag also refers to the host controller 16. When the reboot prohibition flag is set to “1”, the host controller 16 displays a message notifying that the reboot is impossible on the instrument panel.

図２と図３を参照して、電源コントローラ１０が実行する監視処理を説明する。電源コントローラ１０は、定期的に、図２と図３の処理を実行する。 With reference to FIG. 2 and FIG. 3, the monitoring process which the power supply controller 10 performs is demonstrated. The power supply controller 10 periodically executes the processes in FIGS. 2 and 3.

電源コントローラ１０は、まず、第１電圧コンバータ１１または第２電圧コンバータ１２から、自己チェック機能による異常検知を知らせる信号（異常検知信号）を受信したか否かを判定する（ステップＳ２）。異常検知信号を受信していた場合、電源コントローラ１０は、異常検知信号に対応する電圧コンバータの異常フラグに「１」を設定する（ステップＳ３）。電源コントローラ１０は、第１電圧コンバータ１１から異常検知信号を受信した場合は、ＤＤＣ１異常フラグに「１」を設定する。電源コントローラ１０は、第２電圧コンバータ１２から異常検知信号を受信した場合は、ＤＤＣ２異常フラグに「１」を設定する。 First, the power supply controller 10 determines whether or not a signal (abnormality detection signal) notifying abnormality detection by the self-check function has been received from the first voltage converter 11 or the second voltage converter 12 (step S2). When the abnormality detection signal has been received, the power supply controller 10 sets “1” in the abnormality flag of the voltage converter corresponding to the abnormality detection signal (step S3). When the power supply controller 10 receives the abnormality detection signal from the first voltage converter 11, the power supply controller 10 sets “1” in the DDC1 abnormality flag. When the power supply controller 10 receives the abnormality detection signal from the second voltage converter 12, the power supply controller 10 sets “1” in the DDC2 abnormality flag.

次に電源コントローラ１０は、第１電圧コンバータ１１に対する出力指令値（Ｖ１指令値）に、低電圧ＶＬを設定し、第２電圧コンバータ１２に対する出力指令値（Ｖ２指令値）に、高電圧ＶＨを設定する（ステップＳ４）。低電圧ＶＬは、補機バッテリ８の定格電圧よりもわずかに高く、かつ、閾値電圧Ｖｔｈよりも低い電圧である。高電圧ＶＨは、閾値電圧Ｖｔｈよりも高い電圧である。閾値電圧Ｖｔｈは、補機バッテリ８の定格電圧よりも高い電圧であり、例えば、１３ボルトに設定されている。補機バッテリ８の定格電圧は、例えば１２ボルトである。上記の電圧の大小関係は、補機バッテリ８の電圧＜低電圧ＶＬ＜閾値電圧Ｖｔｈ＜高電圧ＶＨ、となる。なお、低電圧ＶＬは、補機バッテリ８を充電するときの通常の指令値である。 Next, the power supply controller 10 sets the low voltage VL to the output command value (V1 command value) for the first voltage converter 11, and sets the high voltage VH to the output command value (V2 command value) for the second voltage converter 12. Set (step S4). The low voltage VL is slightly higher than the rated voltage of the auxiliary battery 8 and lower than the threshold voltage Vth. The high voltage VH is a voltage higher than the threshold voltage Vth. The threshold voltage Vth is higher than the rated voltage of the auxiliary battery 8 and is set to 13 volts, for example. The rated voltage of the auxiliary battery 8 is, for example, 12 volts. The magnitude relationship of the above voltages is: voltage of auxiliary battery 8 <low voltage VL <threshold voltage Vth <high voltage VH. The low voltage VL is a normal command value for charging the auxiliary battery 8.

電源コントローラ１０は、ステップＳ４にて、上記した指令値を設定して各電圧コンバータに指令する。次に、電源コントローラ１０は、低電圧電力線１５に接続されている電圧センサ１３の計測値を取得し、閾値電圧Ｖｔｈと比較する（ステップＳ５）。電圧センサ１３の計測値は、第１電圧コンバータ１１と第２電圧コンバータ１２の共通の出力端の電圧に相当する。電圧センサ１３の計測値が閾値電圧Ｖｔｈを超えていた場合、第２電圧コンバータ１２が指令値に追従して動作していることを意味する。即ち、第２電圧コンバータ１２が正常であることが判明する。一方、電圧センサ１３の計測値が閾値電圧Ｖｔｈを下回っていた場合、高電圧ＶＨの出力指令にもかかわらずに第２電圧コンバータ１２の出力が閾値電圧Ｖｔｈを下回っているので、電源コントローラ１０は、第２電圧コンバータ１２で異常が発生していると判定する。その場合、電源コントローラ１０は、ＤＤＣ２異常フラグに「１」を設定する（ステップＳ５：ＮＯ、Ｓ６）。 In step S4, the power supply controller 10 sets the command value described above and commands each voltage converter. Next, the power supply controller 10 acquires the measured value of the voltage sensor 13 connected to the low voltage power line 15 and compares it with the threshold voltage Vth (step S5). The measured value of the voltage sensor 13 corresponds to the voltage at the common output terminal of the first voltage converter 11 and the second voltage converter 12. If the measured value of the voltage sensor 13 exceeds the threshold voltage Vth, it means that the second voltage converter 12 is operating following the command value. That is, it is found that the second voltage converter 12 is normal. On the other hand, when the measured value of the voltage sensor 13 is lower than the threshold voltage Vth, the output of the second voltage converter 12 is lower than the threshold voltage Vth despite the output command of the high voltage VH. Then, it is determined that an abnormality has occurred in the second voltage converter 12. In that case, the power supply controller 10 sets “1” in the DDC2 abnormality flag (step S5: NO, S6).

次に、電源コントローラ１０は、出力指令値を入れ替える。即ち、電源コントローラ１０は、第１電圧コンバータ１１に対する出力指令値（Ｖ１指令値）に、高電圧ＶＨを設定し、第２電圧コンバータ１２に対する出力指令値（Ｖ２指令値）に、低電圧ＶＬを設定する（ステップＳ７）。電源コントローラ１０は、新たな指令値を各電圧コンバータに出力し、電圧センサ１３の計測値を閾値電圧Ｖｔｈと比較する（ステップＳ８）。ステップＳ５、Ｓ６の処理と同様に、電圧センサ１３の計測値が閾値電圧Ｖｔｈを下回っていた場合、電源コントローラ１０は、第１電圧コンバータ１１で異常が発生していると判定し、ＤＤＣ１異常フラグに「１」を設定する（ステップＳ８：ＮＯ、Ｓ９）。 Next, the power supply controller 10 replaces the output command value. That is, the power supply controller 10 sets the high voltage VH to the output command value (V1 command value) for the first voltage converter 11, and sets the low voltage VL to the output command value (V2 command value) for the second voltage converter 12. Set (step S7). The power supply controller 10 outputs a new command value to each voltage converter, and compares the measured value of the voltage sensor 13 with the threshold voltage Vth (step S8). Similar to the processing of steps S5 and S6, when the measured value of the voltage sensor 13 is lower than the threshold voltage Vth, the power supply controller 10 determines that an abnormality has occurred in the first voltage converter 11, and the DDC1 abnormality flag Is set to “1” (step S8: NO, S9).

次に、電源コントローラ１０は、第１電圧コンバータ１１、第２電圧コンバータ１２への出力指令値を共に低電圧ＶＬに設定する（ステップＳ１０）。以下、図３の処理に続く。 Next, the power supply controller 10 sets both output command values to the first voltage converter 11 and the second voltage converter 12 to the low voltage VL (step S10). Hereinafter, the processing of FIG. 3 is continued.

上記の処理を実行した後、電源コントローラ１０は、２個の異常フラグを参照する（ステップＳ２１）。ＤＤＣ１異常フラグとＤＤＣ２異常フラグの両方が「０」の場合、両方の電圧コンバータが正常であるので、電源コントローラ１０は、監視処理を終了する（ステップＳ２１：ＮＯ、リターン）。 After executing the above processing, the power supply controller 10 refers to the two abnormality flags (step S21). When both the DDC1 abnormality flag and the DDC2 abnormality flag are “0”, since both voltage converters are normal, the power supply controller 10 ends the monitoring process (step S21: NO, return).

一方、少なくとも一方の異常フラグに「１」が設定されていた場合、電源コントローラ１０は、フェイル走行フラグに「１」を設定する（ステップＳ２１：ＹＥＳ、ステップＳ２２）。先に述べたように、フェイル走行フラグに「１」が設定された場合、上位コントローラ１６は、補機２０の総消費電力が所定の閾値電力以下となるように、補機２０の動作を制限する。補機の総消費電力を抑えることで、一方の電圧コンバータが故障しており、残りの電圧コンバータのみで補機バッテリ８を充電する場合でも、補機バッテリ８の残量が不足してしまうことが回避される。上位コントローラ１６は、走行に関与しない補機２０（例えば、オーディオやエアコンなど）から消費電力を抑制する。 On the other hand, when “1” is set in at least one of the abnormality flags, the power supply controller 10 sets “1” in the fail travel flag (step S21: YES, step S22). As described above, when “1” is set in the fail travel flag, the host controller 16 restricts the operation of the auxiliary machine 20 so that the total power consumption of the auxiliary machine 20 is equal to or lower than a predetermined threshold power. To do. By suppressing the total power consumption of the auxiliary machine, one voltage converter has failed, and even when the auxiliary battery 8 is charged only by the remaining voltage converter, the remaining amount of the auxiliary battery 8 is insufficient. Is avoided. The host controller 16 suppresses power consumption from the auxiliary equipment 20 (for example, audio or air conditioner) that is not involved in traveling.

ＤＤＣ１異常フラグとＤＤＣ２異常フラグの両方に「１」が設定されている場合、即ち、第１電圧コンバータ１１と第２電圧コンバータ１２の両方で異常が検知された場合、電源コントローラ１０は、再起動禁止フラグに「１」を設定する（ステップＳ２３：ＹＥＳ、Ｓ２４）。先に述べたように、再起動禁止フラグに「１」が設定された場合、電源コントローラ１０は、次に車両のメインスイッチがオンに切り換えられたときに、電源システム２を起動しない。 When “1” is set in both the DDC1 abnormality flag and the DDC2 abnormality flag, that is, when an abnormality is detected in both the first voltage converter 11 and the second voltage converter 12, the power supply controller 10 is restarted. “1” is set to the prohibition flag (step S23: YES, S24). As described above, when the restart prohibition flag is set to “1”, the power supply controller 10 does not start the power supply system 2 the next time the main switch of the vehicle is turned on.

最後に、電源コントローラ１０は、第１電圧コンバータ１１と第２電圧コンバータ１２の両方で異常が発生していることを示すダイアグを記憶する（ステップＳ２５）。図における「ダイアグ」とは、ダイアグメモリに略である。ダイアグメモリは、車両が搭載している不揮発性メモリであり、車両のメンテナンススタッフが参照して車両の状態を知るためのメモリである。 Finally, the power supply controller 10 stores a diagnosis indicating that an abnormality has occurred in both the first voltage converter 11 and the second voltage converter 12 (step S25). In the figure, “diag” is an abbreviation for diagnostic memory. The diagnosis memory is a non-volatile memory mounted on the vehicle, and is a memory for the vehicle maintenance staff to refer to and know the state of the vehicle.

ステップＳ２３の判定がＮＯの場合、即ち、いずれか一方の電圧コンバータで異常が発生し、他方の電圧コンバータは正常である場合、電源コントローラ１０は、異常が発生している電圧コンバータのダイアグを記憶する。即ち、第１電圧コンバータ１１で異常が検知されている場合は、第１電圧コンバータ１１で異常が発生していることを示すダイアグをメモリに記憶する（ステップＳ２６：ＹＥＳ、Ｓ２７）。第２電圧コンバータ１２で異常が検知されている場合は、第２電圧コンバータ１２で異常が発生していることを示すダイアグをメモリに記憶する（ステップＳ２６：ＮＯ、Ｓ２８）。 If the determination in step S23 is NO, that is, if an abnormality occurs in one of the voltage converters and the other voltage converter is normal, the power supply controller 10 stores a diagnosis of the voltage converter in which the abnormality has occurred. To do. That is, when an abnormality is detected in the first voltage converter 11, a diagnosis indicating that an abnormality has occurred in the first voltage converter 11 is stored in the memory (step S26: YES, S27). When an abnormality is detected in the second voltage converter 12, a diagnosis indicating that an abnormality has occurred in the second voltage converter 12 is stored in the memory (steps S26: NO, S28).

以上の処理の特徴をまとめると以下の通りである。電源システム２は、第１電圧コンバータ１１と第２電圧コンバータ１２のいずれかで異常が発生している場合は、補機２０の総消費電力を所定の閾値電力以下となるように制限する。両方の電圧コンバータで異常が発生した場合は、電源システム２は、自身の再起動を禁止する。すなわち、電源システム２は、車両のメインスイッチが次回にオフからオンに切り換わったときに、起動しない。 The characteristics of the above processing are summarized as follows. When an abnormality has occurred in either the first voltage converter 11 or the second voltage converter 12, the power supply system 2 limits the total power consumption of the auxiliary machine 20 to be equal to or lower than a predetermined threshold power. When an abnormality occurs in both voltage converters, the power supply system 2 prohibits its own restart. That is, the power supply system 2 does not start when the main switch of the vehicle is switched from OFF to ON next time.

上記の処理により、電圧コンバータの異常により、走行中に補機バッテリ８が残量不足となることが回避される。 By the above processing, it is avoided that the auxiliary battery 8 becomes insufficient during running due to the abnormality of the voltage converter.

実施例の電源システム２の特徴は以下の通りである。電源システムは、走行用のモータを備えている自動車に搭載される。電源システム２は、モータ用の電力を蓄える直流電源（メインバッテリ３）と、補機バッテリ８と、２個の電圧コンバータ１１、１２と、電源コントローラ１０を備えている。２個の電圧コンバータの入力端（高電圧端）は、直流電源（メインバッテリ３）に接続されている。２個の電圧コンバータの出力端は、補機バッテリ８に接続されている。コントローラはそれぞれの電圧コンバータに出力指令を与え、電圧コンバータを制御する。電圧コンバータは、出力がコントローラの指令値に追従するように動作する。コントローラは、いずれか一方の電圧コンバータに異常が検知された場合は、補機バッテリの電力で動作する補機の消費電力を制限する。コントローラは、両方の電圧コンバータに異常が検知された場合は、電源システムの次回の再起動を禁止する。本明細書が開示する技術は、燃料電池車に適用されてもよい。即ち、補機バッテリの他に電源システムが有する直流電源は、燃料電池であってもよい。補機バッテリは、再充電が可能な二次電池である。 The features of the power supply system 2 of the embodiment are as follows. The power supply system is mounted on an automobile provided with a motor for traveling. The power supply system 2 includes a DC power supply (main battery 3) that stores electric power for the motor, an auxiliary battery 8, two voltage converters 11 and 12, and a power supply controller 10. The input terminals (high voltage terminals) of the two voltage converters are connected to a DC power source (main battery 3). The output terminals of the two voltage converters are connected to the auxiliary battery 8. The controller gives an output command to each voltage converter to control the voltage converter. The voltage converter operates so that the output follows the command value of the controller. When an abnormality is detected in any one of the voltage converters, the controller limits the power consumption of the auxiliary machine that operates with the power of the auxiliary battery. When an abnormality is detected in both voltage converters, the controller prohibits the next restart of the power supply system. The technology disclosed in this specification may be applied to a fuel cell vehicle. That is, the DC power source included in the power supply system in addition to the auxiliary battery may be a fuel cell. The auxiliary battery is a rechargeable secondary battery.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

２：電源システム
３：メインバッテリ
５：昇圧コンバータ
６：インバータ
７：モータ
８：補機バッテリ
１０：電源コントローラ
１１：第１電圧コンバータ
１２：第２電圧コンバータ
１３：電圧センサ
１５：低電圧電力線
１６：上位コントローラ
２０：補機
２１：カーナビゲーション装置
２２：ルームランプ
１００：電気自動車 2: Power supply system 3: Main battery 5: Boost converter 6: Inverter 7: Motor 8: Auxiliary battery 10: Power supply controller 11: First voltage converter 12: Second voltage converter 13: Voltage sensor 15: Low voltage power line 16: Host controller 20: Auxiliary machine 21: Car navigation device 22: Room lamp 100: Electric vehicle

Claims

It is a power supply system installed in automobiles,
An auxiliary battery,
Two voltage converters whose output ends are connected to the auxiliary battery,
A controller for controlling the two voltage converters;
With
The controller is
When an abnormality is detected in any one of the voltage converters, the power consumption of the auxiliary machine that operates with the power of the auxiliary battery is limited,
A power supply system that prohibits restart of the power supply system when an abnormality is detected in both of the voltage converters.

The controller sets a voltage exceeding a predetermined threshold voltage larger than the voltage of the auxiliary battery as a first output command value to be given to one of the voltage converters, and also gives a second output command to the other voltage converter. 2. The power supply system according to claim 1, wherein a voltage lower than the threshold voltage is set as a value, and when one of the common output terminals does not exceed the threshold voltage, the one voltage converter is determined to be abnormal.