JP7287352B2 - electronic controller - Google Patents
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Description
本開示は、複数のDCDCコンバータを制御する電子制御装置に関する。 The present disclosure relates to an electronic controller that controls multiple DCDC converters.
複数のDCDCコンバータを制御する技術が知られている。例えば、下記特許文献1には、第1のDCDCコンバータの出力電圧の指令値を第2のDCDCコンバータの出力電圧の指令値よりも高くすることによって、第1のDCDCコンバータによって選択的に電力供給を行う、という技術が提案されている。
Techniques for controlling a plurality of DCDC converters are known. For example, in
しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、第1のDCDCコンバータは第2のDCDCコンバータよりも温度が高い状態が続くため、複数のDCDCコンバータのうち第1のDCDCコンバータに負荷が偏る、という課題が見出された。 However, as a result of the inventor's detailed study, the first DCDC converter continues to have a higher temperature than the second DCDC converter, so the first DCDC converter among the plurality of DCDC converters has a problem that the load is biased. was found.
本開示の1つの局面は、複数のDCDCコンバータの負荷がいずれか一方に偏ることを抑制する技術を提供することにある。 One aspect of the present disclosure is to provide a technique for suppressing the loads of a plurality of DCDC converters from being biased to one side.
本開示の1つの局面は、複数のDCDCコンバータを制御する電子制御装置(40)である。複数のDCDCコンバータは、指示値に基づく電圧を出力するように構成されている。電子制御装置は、温度取得部(S10)と、算出部(S20-S60)と、出力部(S70)と、を備える。温度取得部は、複数のDCDCコンバータそれぞれの温度を繰り返し取得する。算出部は、温度変化関係式に基づいて、複数のDCDCコンバータそれぞれについて、予め定められた設定時間が経過した後に複数のDCDCコンバータそれぞれの温度が一致する指示値、を繰り返し算出する。温度変化関係式は、DCDCコンバータの温度変化と、DCDCコンバータの発熱量と、DCDCコンバータの放熱量と、の間に成立する関係式である。出力部は、複数のDCDCコンバータそれぞれに、算出部によって算出された指示値を繰り返し出力する。 One aspect of the present disclosure is an electronic controller (40) that controls multiple DCDC converters. The multiple DCDC converters are configured to output voltages based on the indicated values. The electronic control unit includes a temperature acquisition section (S10), a calculation section (S20-S60), and an output section (S70). The temperature acquisition unit repeatedly acquires the temperature of each of the plurality of DCDC converters. The calculation unit repeatedly calculates, for each of the plurality of DCDC converters, an instruction value at which the temperatures of the plurality of DCDC converters match after a predetermined set time has elapsed, based on the temperature change relational expression. The temperature change relational expression is a relational expression that holds among the temperature change of the DCDC converter, the amount of heat generated by the DCDC converter, and the amount of heat released by the DCDC converter. The output unit repeatedly outputs the instruction value calculated by the calculation unit to each of the plurality of DCDC converters.
本開示の1つの局面である電子制御装置は、複数のDCDCコンバータそれぞれの温度が一致するように指示値を繰り返し算出し、該指示値を複数のDCDCコンバータそれぞれに繰り返し出力する。これにより、複数のDCDCコンバータの温度を一致させることができる。その結果、複数のDCDCコンバータへの負荷がいずれか一方に偏ることを抑制することができる。 An electronic control device, which is one aspect of the present disclosure, repeatedly calculates an instruction value such that temperatures of a plurality of DCDC converters match each other, and repeatedly outputs the instruction value to each of the plurality of DCDC converters. Thereby, the temperatures of a plurality of DCDC converters can be matched. As a result, it is possible to suppress the load on one of the plurality of DCDC converters from being biased.
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。なお、ここで「一致」とは、厳密な意味での一致に限るものではなく、同様の効果を奏するのであれば厳密に一致でなくてもよい。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Here, "match" is not limited to a match in a strict sense, and may not be a strict match as long as the same effect is achieved.
[1.構成]
図1に示す本実施形態の電源システム1は、例えば、電気自動車、ハイブリッド車、水素自動車等といった、車両に搭載される。電源システム1は、高圧バッテリ10、複数のDCDCコンバータ、補機バッテリ20、バッテリセンサ21、負荷30、ECU40、及び複数の温度センサを備える。複数のDCDCコンバータは、第1DCDCコンバータ11と、第1DCDCコンバータ11とは異なる第2DCDCコンバータ12とを備える。以下では、第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12を、複数のコンバータ、ともいう。
[1. composition]
A
複数の温度センサは第1温度センサ51と、第1温度センサ51とは異なる第2温度センサ52と、を備える。第1温度センサ51は、第1DCDCコンバータ11の温度T1を検出し、第2温度センサ52は、第2DCDCコンバータ12の温度T2を検出する。なお、図1では、便宜上、電源システム1では複数のDCDCコンバータが2つのDCDCコンバータを備える例を示すが、複数のDCDCコンバータは3以上のDCDCコンバータを備え得る。又、それに伴って、複数の温度センサは3以上の温度センサを備え得る。
The multiple temperature sensors comprise a
電源システム1は、車両に搭載された各種電気機器の電源となる補機バッテリ20への充電を行う。なお、図示しないが、高圧バッテリ10からは、車両の動力源となるモータへの電力供給が行われる。
The
高圧バッテリ10は、商用電源や車両に搭載された発電機から電力供給を受けて動作する充電装置によって、予め定められた高電圧(例えば、250V)まで充電される。補機バッテリ20は、高圧バッテリ10に比べて電圧が低い低電圧バッテリであり、第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12を介して、予め定められた目標電圧(例えば、12V)まで充電される。
The high-
補機バッテリ20は、車両に搭載された負荷30に電力を供給する。負荷30には、例えば、後述するECU40を含む各種の制御装置や、音声を出力したり画像等を表示したりする出力装置、エアコン等といった、車両に搭載される各種の装置が含まれ得る。
なお、負荷30に含まれる各種の装置は、車両の状態に応じて、その動作状態が変動し得る。ここでいう走行状態には、車両が停止している状態も含まれ得る。負荷30に供給されるべき電圧の大きさは、車両の状態または負荷30の動作状態、に応じて異なる。すなわち、第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12によって出力されるべき電圧値は、車両の走行状態すなわち負荷30の動作状態、に応じて決定される。
Various devices included in the
バッテリセンサ21は、補機バッテリ20の出力電圧Vhと補機バッテリ20の温度とを検出する。バッテリセンサ21は、通信線81によってECU40と接続されており、検出結果をECU40へ出力する。第1温度センサ51は通信線82によってECU40と接続されており、検出結果をECU40へ出力する。第2温度センサ52は通信線83によってECU40と接続されており、検出結果をECU40へ出力する。通信線81-83は、予め定められた通信プロトコル(例えば、LIN)に従ったフレームの送受信を行う。
第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12は、第1DCDCコンバータ11が通信線84によって、第2DCDCコンバータ12が通信線85によって、ECU40と接続される。通信線81-82は、予め定められた通信プロトコル(例えば、CAN)に従ったフレームの送受信を行う。CANは、登録商標である。第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12は、同じ種類のDCDCコンバータであってもよいし、異なる種類のDCDCコンバータであってもよい。
The
第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12において電圧が出力される側は、図1に示すように、補機バッテリ20、負荷30と接続される。第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12は、補機バッテリ20によって目標電圧で負荷30が駆動されるように、出力する電圧を指示する指示値を表す信号に基づいて、電圧を出力するように構成されている。
The voltage output sides of the
指示値とは、第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12によって出力されるべき電圧値をいうものとする。なお、上述のように車両の走行状態に応じて負荷30の動作状態は変動する。それに応じて第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12によって出力されるべき電圧値も変動する(すなわち、指示値は、必ずしも目標値に一致するわけではない)。
The indicated value means the voltage value to be output by the
ここで、例えば負荷30が増加すると、目標電圧の値(以下、目標電圧値)よりも大きな電圧が第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12から出力される電圧として必要とされることがあり得る。
Here, for example, when the
一方、例えば負荷30が減少すると、目標電圧値よりも小さな電圧が第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12から出力される電圧として必要とされることがあり得る。
On the other hand, for example, when the
そこで、負荷30の動作状態に応じた指示値(例えば、10V-16V)がECU40によって生成され、第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12へ出力される。なお、指示値や目標値の数値は例であり、本開示における指示値や目標値はこれに限定されるものではない。
Therefore, an instruction value (for example, 10V-16V) corresponding to the operating state of the
第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12から出力される電圧値は、指示値を表す信号に基づいて、決定される。ECU40からは、出力される電圧値を高くしたい場合には相対的に大きい指示値が出力され、出力される電圧値を低くしたい場合には相対的に小さい指示値が出力される。
The voltage values output from the
以下では、第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12から出力される実際の電圧値を、実電圧値という。実電圧値は、負荷30に供給される実際の電圧の大きさであり、バッテリセンサ21によって検出される補機バッテリ20の出力電圧Vhに一致する。第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12は、指示値に従った所謂フィードバック制御によって、目標値と実電圧値との差分が0に近づくように、制御される。
Hereinafter, the actual voltage values output from the
ECU40は、CPU41と、例えば、RAM又はROM等の半導体メモリ(以下、メモリ42とする)と、を含むマイクロコンピュータを備える。
ECU40の各機能は、CPU41がメモリ42に格納されたプログラムを実行することにより実現される。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、ECU40は、1つのマイクロコンピュータを備えてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えてもよい。ECU40は、後述する図2に示す処理を実行する。
The
Each function of the
[2.処理]
次に、ECU40が、予め定められた期間(以下、処理周期)毎に繰り返し実行する処理について、図2のフローチャートを用いて説明する。ECU40が繰り替えし実行する処理であって処理周期内における一連の処理を、サイクル、ともいう。以下では、現時点の処理周期で実行されている処理を、今回のサイクル又は今回といい、現時点よりも1つ前の処理周期で実行される処理を、前回のサイクル又は前回という。
[2. process]
Next, processing that is repeatedly executed by the
なお、前回のサイクルは、現時点よりも複数個前の処理周期で実行される処理であってもよい。
ECU40は、本処理を実行することによって、負荷30の動作状態に応じて指示値を決定し、決定した指示値を複数のDCDCコンバータそれぞれに出力する。
Note that the previous cycle may be a process that is executed in a process cycle that is several cycles before the current cycle.
By executing this process, the
図2のステップ(以下、Sと記載する)10では、複数のDCDCコンバータそれぞれの温度を取得する。具体的には、ECU40は、第1温度センサ51によって第1DCDCコンバータ11の温度を取得し、第2温度センサ52によって第2DCDCコンバータ12の温度を取得する。
At step (hereinafter referred to as S) 10 in FIG. 2, the temperature of each of the plurality of DCDC converters is obtained. Specifically, the
続くS20-S60では、ECU40は、温度変化関係式に基づいて、複数のDCDCコンバータそれぞれについて、現時点から予め定められた設定時間が経過した後に複数のDCDCコンバータそれぞれの温度が一致する指示値、を算出する。ここでいう設定時間は、長くても数秒程度に設定されており、予めメモリ42に記憶されている。
In subsequent S20 to S60, the
温度変化関係式は、DCDCコンバータの温度変化と、DCDCコンバータの発熱量と、DCDCコンバータの放熱量と、の間に成立する関係式である。DCDCコンバータの発熱量は、温度変化が生じた期間のDCDCコンバータ発熱量であって指示値の電圧を出力するDCDCコンバータの発熱量をいう。DCDCコンバータの放熱量は、温度変化が生じた期間のDCDCコンバータの放熱量をいう。 The temperature change relational expression is a relational expression that holds among the temperature change of the DCDC converter, the amount of heat generated by the DCDC converter, and the amount of heat released by the DCDC converter. The calorific value of the DCDC converter is the calorific value of the DCDC converter that outputs the voltage of the indicated value during the period when the temperature change occurs. The heat dissipation amount of the DCDC converter refers to the heat dissipation amount of the DCDC converter during the period when the temperature change occurs.
詳しくは、温度変化関係式では、ある第1の時点でのDCDCコンバータの温度Toと第1の時点よりも後の第2の時点でのDCDCコンバータの温度Tcとの差を温度変化(すなわち、Tc-To)として用いる。 Specifically, in the temperature change relational expression, the temperature change ( That is, it is used as T c -T o ).
又、第1の時点の指示値VOoutの電圧を出力するDCDCコンバータの発熱量、を発熱量として用いる。又、第1の時点から第2の時点迄の間のDCDCコンバータの放熱量、を放熱量として用いる。温度変化関係式は、複数のDCDCコンバータそれぞれについて成立する。 Also, the amount of heat generated by the DCDC converter that outputs the voltage of the indicated value V Oout at the first point in time is used as the amount of heat generated. Also, the amount of heat radiation from the DCDC converter from the first point of time to the second point of time is used as the amount of heat dissipation. A temperature change relational expression holds for each of the plurality of DCDC converters.
例えば、第2の時点を今回とし第1の時点を前回として、第1DCDCコンバータ11についての温度変化関係式を(1)式に示す。(1)式において、左辺が温度変化を表し、右辺における第1項が発熱量を表し、第2項が放熱量を表す。
For example, the temperature change relational expression for the
なお、(1)式等の各式にて用いられる各パラメータの添え字「1」は、第1DCDCコンバータ11についての値であることを示す。なお、第2DCDCコンバータ12についての温度変化関係式は、(1)式における添え字「1」を「2」に置き換えた式として得られる。
Note that the suffix “1” of each parameter used in each formula such as formula (1) indicates that it is a value for the
ここで、Tc1は、第2の時点である今回のサイクルにおいて、S10にて取得した第1DCDCコンバータ11の温度を表す。TO1は、第1の時点である前回のサイクルにおいて、S10にて取得した第1DCDCコンバータ11の温度である。単位はいずれも[K]である。
Here, T c1 represents the temperature of the
C1は、第1DCDCコンバータ11の熱容量を表し、単位は[J/K]である。熱容量は、DCDCコンバータ毎に値が予め定められおり、メモリ42に予め記憶されている。
Rは、負荷30を表し、単位は[Ω]である。負荷30の値は、例えばECU40によって、本処理とは別の処理によって特定された値を、取得してもよい。ECU40は、例えば、アクセルやブレーキの踏度や各種機器のスイッチのオンオフ等に基づいて車両の動作状態を検出し、テーブルに基づいて、動作状態に対応する負荷30の値を特定するように構成され得る。テーブルは、それぞれの動作状態と負荷30の値とを対応付けており、メモリ42に予め記憶されていてもよい。
C 1 represents the heat capacity of the
R represents the
又、ECU40は、バッテリセンサ21の温度を取得し、例えば温度が高いとバッテリ寿命を延ばすために低い目標電圧値とする。
η1は、第1DCDCコンバータ11の発電効率を表し、1未満の数値として表される。発電効率は、DCDCコンバータ毎に値が予め定められおり、メモリ42に予め記憶されている。
In addition, the
η 1 represents the power generation efficiency of the
VOout1は、第1の時点である前回のサイクルにおいて算出された指示値を表し、単位は[V]である。メモリ42には、算出された指示値が記憶されている。
Sは、第1DCDCコンバータ11の温度の、前回取得時から今回取得時までの時間であり、単位は[sec]である。本実施形態では、前回取得時から今回取得時までの時間は、処理周期に相当する。処理周期は、予めメモリ42に記憶されている。
V Oout1 represents the indicated value calculated in the previous cycle which is the first point in time, and the unit is [V]. The memory 42 stores the calculated instruction value.
S is the time from the previous acquisition of the temperature of the
Wc1は、第1DCDCコンバータ11の単位時間あたりの放熱量を表し、単位は[W]である。
(1)式の温度変化関係式において第1DCDCコンバータ11の単位時間あたりの放熱量Wc1以外は既知である。(1)式の温度変化関係式において、第1DCDCコンバータ11の単位時間あたりの放熱量Wc1を未知のパラメータとして、第1DCDCコンバータ11の単位時間あたりの放熱量Wc1を算出することが可能である。なお、同様にして、第2DCDCコンバータ12の単位時間あたりの放熱量Wc2を算出することが可能である。
W c1 represents the heat radiation amount per unit time of the
In the temperature change relational expression (1), the heat dissipation amount W c1 of the
なお、以下では、(1)式の温度変化関係式に基づいて算出される、前回から今回までの間におけるDCDCコンバータの単位時間あたりの放熱量(すなわち、現時点までの単位時間あたりの放熱量)を、現単位時間放熱量という。 In the following, the heat dissipation amount per unit time of the DCDC converter from the previous time to the current time (that is, the heat dissipation amount per unit time up to the present time) is calculated based on the temperature change relational expression of formula (1). is called the current unit time heat release amount.
S20では、ECU40は、(1)式の温度変化関係式を用いて、複数のDCDCコンバータそれぞれについて、上述の現単位時間放熱量を算出する。すなわち、ECU40は、第1DCDCコンバータ11の現単位時間放熱量Wc1と第2DCDCコンバータ12の現単位時間放熱量Wc2と、を算出する。
In S20, the
S30では、ECU40は、目標電圧差を算出する。目標電圧差は、目標電圧値と実電圧値との差である。目標電圧値は、上述の目標電圧の値、すなわち、複数のDCDCコンバータから出力される電圧の目標値であり、上述のように、バッテリセンサ21の温度に応じて設定される。バッテリセンサ21の温度と、該温度に応じて設定される目標電圧値との対応関係は、予めメモリ42に記憶されている。実電圧値は、負荷30の動作状態に応じて、複数のDCDCコンバータから実際に出力される電圧値であり、バッテリセンサ21によって検出される。
In S30, the
S40では、ECU40は、目標電圧差に応じて、複数のDCDCコンバータそれぞれの個別増分値の合計値を算出する。個別増分値とは、複数のDCDCコンバータそれぞれについての指示値の増分を示す値である。個別増分値は、目標電圧差に基づく値である。個別増分値は正又は負の値であり得る。個別増分値が正である場合は指示値の増加を表し、個別増分値が負である場合は指示値の減少を表す。
In S40, the
以下では、個別増分値の合計値、すなわち、第1DCDCコンバータ11の個別増分値Vadd1と第2DCDCコンバータ12の個別増分値Vadd2との合計値、を増分合計値Vaddという。増分合計値Vaddは、複数のDCDCコンバータそれぞれに対する指示値の増分の合計値である。
Hereinafter, the total value of the individual incremental values, that is, the total value of the individual incremental value V add1 of the
本実施形態では、目標電圧差と予め定められた値であるゲインとの積を算出し、算出した値を増分合計値Vaddとする。ゲインは、実電圧値をどの程度急峻に変化させたいかを設定するための値である。 In the present embodiment, the product of the target voltage difference and the gain, which is a predetermined value, is calculated, and the calculated value is used as the total increment value V add . The gain is a value for setting how sharply the actual voltage value is desired to change.
S50では、ECU40は、温度一致関係式を用いて、第1DCDCコンバータ11の個別増分値Vadd1と第2DCDCコンバータ12の個別増分値Vadd2とを算出する。
温度一致関係式は、温度変化関係式に基づく関係式である。すなわち、温度一致関係式は、第2の時点での温度と、第1の時点での温度、発熱量、及び放熱量との関係を示すように変形した温度関係式を用いる。温度一致関係式は、変形した温度関係式において、第1の時点を今回(すなわち、現時点)とし第2の時点を上述の設定時間後として、第2の時点における複数のDCDCコンバータの温度が一致することを示す式である。
In S50, the
The temperature matching relational expression is a relational expression based on the temperature change relational expression. That is, the temperature matching relational expression uses a temperature relational expression modified so as to indicate the relationship between the temperature at the second point in time and the temperature, heat generation amount, and heat release amount at the first point in time. The temperature matching relational expression is a modified temperature relational expression in which the temperatures of the plurality of DCDC converters at the second point in time are the same as the first point in time (that is, the present time) and the second point in time after the above set time. This is an expression showing that
ECU40は、温度一致関係式に基づいて、複数のDCDCコンバータそれぞれの個別増分値(すなわち、Vadd1とVadd2)を未知パラメータとして、未知パラメータを推定する。なお、ECU40は、現単位時間放熱量を用いた値を温度一致関係式における今回から設定時間後までの放熱量として用いる。
Based on the temperature matching relational expression, the
(2)式に温度一致関係式を示す。 (2) shows the temperature matching relational expression.
Tf1は、第1の時点である今回(すなわち、現時点)から設定時間後の第1DCDCコンバータ11の温度であり、単位は[K]である。Tf2は、第2の時点である今回(すなわち、現時点)から設定時間後の第2DCDCコンバータ12の温度であり、単位は[K]である。
T f1 is the temperature of the
温度一致関係式において、変形した温度関係式を用いて、Tf1は(3)式として、Tf2は(4)式として表される。 In the temperature matching relational expression, using the modified temperature relational expression, T f1 is expressed as expression (3), and T f2 is expressed as expression (4).
Tc1は、第1の時点である今回のサイクルにおいて、S10にて取得した第1DCDCコンバータ11の温度を表す。Tc2は、第1の時点である今回のサイクルにおいて、S10にて取得した第2DCDCコンバータ12の温度を表す。単位はいずれも[K]である。
T c1 represents the temperature of the
η1は、第1DCDCコンバータ11の発電効率を表し、η2は、第2DCDCコンバータ12の発電効率を表し、1未満の数値として予め定められている。これらは、メモリ42に予め記憶されている。
η 1 represents the power generation efficiency of the
Scは、第1の時点(すなわち、現時点)から、第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12の温度が一致する迄に要する時間を表し、本実施形態では上述の設定時間に定められている。単位は[sec]である。
Sc represents the time required for the temperatures of the
VCout1は、第1の時点である今回のサイクル(すなわち、現時点)において算出される、第1DCDCコンバータ11の指示値を表す。同様に、VCout2は、第1の時点である今回のサイクル(すなわち、現時点)において算出される、第2DCDCコンバータ12の指示値を表す。単位は[V]である。VCout1及びVCout2は、最終的に算出したいパラメータである。
V Cout1 represents the command value of the
Rは、上述の温度関係式と同様に、負荷30を表す。
C1は、第1DCDCコンバータ11の熱容量を表し、C2は、第2DCDCコンバータ12の熱容量を表し、予め値が定められている。これらはメモリ42に予め記憶されている。
R represents the
C 1 represents the heat capacity of the
Wc1は、第1DCDCコンバータ11の、第1の時点(すなわち、今回)から第2の時点(すなわち、設定時間後)迄の単位時間あたりの放熱量を表し、単位は[W]である。但し、設定時間内に大きく放熱量が変動しないと考えられることから、ECU40は、今回のS20にて算出した第1DCDCコンバータ11の現単位時間放熱量を、代わりに用いる。Wc2は、第2DCDCコンバータ12の、第1の時点から第2の時点迄の単位時間あたりの放熱量を表し、単位は[W]である。同様に、ECU40は、今回のS20にて算出した第2DCDCコンバータ12の現単位時間放熱量を、代わりに用いる。
W c1 represents the amount of heat released from the
また、温度一致関係式において、第1の時点(すなわち、今回)の指示値VCout1及びVCout2は、前回の指示値と前回から今回迄の指示値の増分を示す値である個別増分値とを加算した値として算出されることに基づいて、(5)式及び(6)式として表される。 Further, in the temperature matching relational expression, the indicated values V Cout1 and V Cout2 at the first point in time (that is, this time) are the individual incremental values that indicate the increment between the previous indicated value and the indicated value from the previous time to this time. (5) and (6) based on the calculation as a value obtained by adding .
(5)式は、設定時間後に温度が一致するようにするための第1の時点(すなわち、今回)での指示値VCout1は、前回(すなわち、今回よりも過去の時点)の指示値VOout1から、個別増分値Vadd1ぶん増加させなければならないことを表す。第2DCDCコンバータ12についての(6)式も同様である。
(5) The indicated value V Cout1 at the first point in time (that is, this time) to make the temperatures match after the set time is the indicated value V From Oout1 , it must be increased by the discrete increment value Vadd1 . Expression (6) for the
一方、第1DCDCコンバータ11の個別増分値Vadd1と第2DCDCコンバータ12の個別増分値Vadd2との合計値は、式(7)に示すように、S40で算出した増分合計値Vaddとして表される。
On the other hand, the total value of the individual incremental value V add1 of the
すなわち、式(2)-(6)をまとめた式と、式(7)とが、第1DCDCコンバータ11の個別増分値Vadd1と第2DCDCコンバータ12の個別増分値Vadd2とを未知パラメータとする、連立方程式として得られる。
That is, the equation summarizing the equations (2) to (6) and the equation (7) assume that the individual incremental value V add1 of the
ECU40は、式(2)-(6)及び式(7)による連立方程式の解として、未知パラメータである第1DCDCコンバータ11の個別増分値Vadd1と第2DCDCコンバータ12の個別増分値Vadd2とを算出する。
The
S60では、ECU40は、複数のDCDCコンバータそれぞれについて、S50にて未知パラメータとして算出される個別増分値と、前回の指示値と、を加算した値を、今回の指示値として算出する。
In S60, the
具体的には、前回の第1DCDCコンバータ11の指示値VOout1と第1DCDCコンバータ11の個別増分値Vadd1との加算値が、今回の第1DCDCコンバータ11の指示値VCout1として算出される。同様に前回の第2DCDCコンバータ12の指示値VOout2と第2DCDCコンバータ12の個別増分値Vadd2との加算値が、今回の第2DCDCコンバータ12の指示値VCout2として算出される。
Specifically, the sum of the previous instruction value V Oout1 for the
S70では、ECU40は、複数のDCDCコンバータそれぞれに、S60にて算出された指示値VCout1を第1DCDCコンバータ11に出力し、指示値VCout2を第2DCDCコンバータ12に出力し、以上で本処理を終了する。
In S70, the
上述の本処理は繰り返し実行される。ECU40は、本処理を繰り返し実行することによって、所謂フィードバック制御を実現する。これにより、本処理が繰り返し実行されることにより、目標電圧差が次第に小さくなり、第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12からは、目標電圧に一致する電圧が出力されるようになる。且つ、第1DCDCコンバータ11の温度と第2DCDCコンバータ12の温度とが一致するように、それぞれのDCDCコンバータに指示値が出力される。
The above-described main processing is repeatedly executed. The
[3.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(3a)ECU40は、複数のDCDCコンバータそれぞれの温度が一致するように指示値を繰り返し算出し、該指示値を複数のDCDCコンバータそれぞれに繰り返し出力するので、複数のDCDCコンバータの温度を一致させることができる。その結果、複数のDCDCコンバータへの負荷、すなわち第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12への負荷がいずれか一方に偏ることを抑制することができる。また、繰り返すことにより、継続して効果を得ることができる。
[3. effect]
According to the embodiment detailed above, the following effects are obtained.
(3a) Since the
仮に、従来技術に記載のように、第1DCDCコンバータ11の方が第2DCDCコンバータ12よりも温度が高い状態が続くような場合、第1DCDCコンバータ11は第2DCDCコンバータ12よりも早く劣化する恐れがある。出力電圧が高いと発熱量が増加し、発熱量が増加すると、DCDCコンバータ内の種々の構成を劣化させるおそれがあるからである。このように発熱量の増加によってDCDCコンバータ内の種々の構成に劣化が生じ得る状態は、DCDCコンバータへの負荷が生じる状態といえる。
If the temperature of the
これに対し、本実施形態では、上述のように、複数のDCDCコンバータの温度を一致させることができ、複数のDCDCコンバータへの負荷がいずれか一方に偏ることを抑制することができる。結果として、複数のDCDCコンバータのうちいずれかが早く劣化することを抑制することができる。 On the other hand, in the present embodiment, as described above, the temperatures of the plurality of DCDC converters can be matched, and the load on the plurality of DCDC converters can be suppressed from biasing to one side. As a result, early deterioration of any one of the plurality of DCDC converters can be suppressed.
(3b)ECU40は、今回の指示値を、前回の指示値と、前回から今回迄の指示値の増分を示す値である個別増分値とを加算した値として算出するので、前回の指示値を反映した値として今回の指示値を算出することができる。この結果、DCDCコンバータの出力電圧を精度よく制御することができる。
(3b) The
(3c)ECU40は、S40では、指示値と実電圧値との差である目標電圧差と、ゲインとの積を、複数のDCDCコンバータそれぞれの個別増分値の合計値として用いる。これにより、ECU40は、ゲインを適宜設定することで、第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12から出力される電圧(すなわち、実電圧)を、急速に増減したり、緩やかに増減したり、することができる。
(3c) In S40, the
(3e)ECU40は、目標電圧差とゲインとの積を、複数のDCDCコンバータそれぞれの個別増分値の合計値として用いる。これにより、目標電圧差とゲインとの積、すなわち複数のDCDCコンバータ全体における電圧の増分値が複数のDCDCコンバータそれぞれに割り振られる。結果として、複数のDCDCコンバータにおける負荷の偏りを抑制し劣化の偏りを抑制することができる。
(3e) The
(3f)現時点(すなわち、今回のサイクル)から設定時間が経過する迄の放熱量を、前回から今回までの放熱量に基づいて算出する。短時間においてDCDCコンバータの放熱量には大きな変化は生じ難いと考えられるためである。これにより、本来であれば算出困難である設定時間後の放熱量を推定し、温度一致関係式に基づいて、今回の指示値を算出することができる。 (3f) Calculate the amount of heat released from the current time (that is, the current cycle) until the set time has elapsed based on the amount of heat released from the previous cycle to the current cycle. This is because it is considered that a large change in the heat dissipation amount of the DCDC converter is unlikely to occur in a short period of time. As a result, it is possible to estimate the amount of heat released after the set time, which is difficult to calculate, and to calculate the indicated value for this time based on the temperature matching relational expression.
(3g)ECU40は、S50では、 式(2)-(6)と、式(7)と、に基づく演算により、今回の指示値を決定する。これにより、関係式に基づいて、適切に、今回の指示値を算出することができる。
(3g) In S50, the
ECU40が電子制御装置に相当し、第1DCDCコンバータ11及び第2DCDCコンバータ12が複数のDCDCコンバータに相当する。
S10が温度取得部としての処理に相当し、S20-S60が算出部としての処理に相当し、S20が単位時間放熱量部としての処理に相当し、S40が目標部としての処理に相当し、S50が増分推定部としての処理に相当する。S60が指示決定部としての処理に相当し、S70が出力部としての処理に相当する。
The
S10 corresponds to the processing as the temperature acquisition unit, S20-S60 corresponds to the processing as the calculation unit, S20 corresponds to the processing as the unit time heat dissipation unit, S40 corresponds to the processing as the target unit, S50 corresponds to processing as an increment estimator. S60 corresponds to processing as an instruction determination unit, and S70 corresponds to processing as an output unit.
(1)式が温度変化関係式に相当し、温度変化関係式に基づく関係式であって第2の時点での温度と第1の時点での温度、発熱量、及び放熱量との関係を示す関係式(すなわち、変形した温度関係式)が(3)式、(4)式に相当し、(3)式及び(4)式に基づく(2)式が温度一致関係式に相当する。 Equation (1) corresponds to the temperature change relational expression, which is a relational expression based on the temperature change relational expression, which expresses the relationship between the temperature at the second point in time and the temperature at the first point in time, the amount of heat generated, and the amount of heat released. The relational expression shown (that is, the modified temperature relational expression) corresponds to the expressions (3) and (4), and the expression (2) based on the expressions (3) and (4) corresponds to the temperature matching relational expression.
[4.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
[4. Other embodiments]
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
(4a)ECU40は、S40において、予め定められた固定値をゲインとして用いてもよい。これにより、より簡易な方法で、複数のDCDCコンバータに対する負荷の偏りを抑制することができる。なお、目標電圧差そのものを増分合計値として用いてもよい。又、ゲインは1以下の数値であってもよい。
(4a) The
(4b)本開示に記載のECU40及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載のECU40及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載のECU40及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。ECU40に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。
(4b) The
(4c)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。 (4c) A plurality of functions possessed by one component in the above embodiment may be realized by a plurality of components, or a function possessed by one component may be realized by a plurality of components. . Also, a plurality of functions possessed by a plurality of components may be realized by a single component, or a function realized by a plurality of components may be realized by a single component. Also, part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Moreover, at least part of the configuration of the above embodiment may be added or replaced with respect to the configuration of the other above embodiment.
(4d)上述したECU40、電源システム1の他、当該ECU40としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、制御方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
(4d) In addition to the above-described
1 電源システム、11 第1DCDCコンバータ、12 第2DCDCコンバータ、40 ECU。 1 power supply system, 11 first DCDC converter, 12 second DCDC converter, 40 ECU.
Claims (4)
複数の前記DCDCコンバータは、指示値に基づく電圧を出力するように構成されており、
複数の前記DCDCコンバータそれぞれの温度を繰り返し取得する温度取得部(S10)と、
前記DCDCコンバータの温度変化と、前記DCDCコンバータの発熱量と、前記DCDCコンバータの放熱量と、の間に成立する温度変化関係式に基づいて、複数の前記DCDCコンバータそれぞれについて、予め定められた設定時間が経過した後に複数の前記DCDCコンバータそれぞれの温度が一致する前記指示値、を繰り返し算出する算出部(S20-S60)と、
複数の前記DCDCコンバータそれぞれに、前記算出部によって算出された前記指示値を繰り返し出力する出力部(S70)と、
を備える電子制御装置(40)。 An electronic control device for controlling a plurality of DCDC converters,
The plurality of DCDC converters are configured to output a voltage based on the indicated value,
a temperature acquisition unit (S10) that repeatedly acquires the temperature of each of the plurality of DCDC converters;
Predetermined setting for each of the plurality of DCDC converters based on a temperature change relational expression established among temperature change of the DCDC converter, heat generation amount of the DCDC converter, and heat dissipation amount of the DCDC converter a calculation unit (S20-S60) that repeatedly calculates the instruction value at which the temperatures of the plurality of DCDC converters match after the elapse of time;
an output unit (S70) that repeatedly outputs the instruction value calculated by the calculation unit to each of the plurality of DCDC converters;
An electronic control unit (40) comprising:
前記算出部は、
複数の前記DCDCコンバータそれぞれについて、今回の前記指示値を、前回の前記指示値と前回から今回迄の前記指示値の増分を示す値である個別増分値とを加算した値として算出する、指示決定部(S60)
を備える電子制御装置。 The electronic control device according to claim 1,
The calculation unit
For each of the plurality of DCDC converters, the current instruction value is calculated as a value obtained by adding the previous instruction value and an individual increment value that is a value indicating an increment of the instruction value from the previous time to the current instruction value. Part (S60)
Electronic control unit with.
前記算出部は、
前記指示値と前記DCDCコンバータから実際に出力される実電圧値との差である目標電圧差と、予め定められた値であるゲインと、の積を算出し、算出した値を、複数の前記DCDCコンバータそれぞれの前記個別増分値の合計値として用いる目標部(S40)、
を備える電子制御装置。 The electronic control device according to claim 2,
The calculation unit
A product of a target voltage difference, which is a difference between the indicated value and an actual voltage value actually output from the DCDC converter, and a gain, which is a predetermined value, is calculated, and the calculated value is a target unit (S40) used as the sum of the individual increment values for each of the DCDC converters;
Electronic control unit with.
前記算出部は、
複数の前記DCDCコンバータそれぞれについて、前記温度変化関係式であって、ある第1の時点での前記DCDCコンバータの温度と前記第1の時点よりも後の第2の時点での前記DCDCコンバータの温度との差を前記温度変化とし、前記第1の時点での前記指示値の電圧を出力する前記DCDCコンバータの発熱量を前記発熱量とし、前記第1の時点から前記第2の時点迄の前記DCDCコンバータの放熱量を前記放熱量とする、前記温度変化関係式を用いて、前記第2の時点を今回とし前記第1の時点を前回として、前回から今回までの前記DCDCコンバータの前記放熱量から単位時間あたりの放熱量である現単位時間放熱量を算出する単位時間放熱量部(S20)と、
前記温度変化関係式に基づく関係式であって前記第2の時点での温度と前記第1の時点での温度、前記発熱量、及び前記放熱量との関係を示す関係式において、前記第1の時点を今回とし前記第2の時点を前記設定時間が経過した後として、前記第2の時点における複数のDCDCコンバータの温度が一致することを示す温度一致関係式に基づいて、前記現単位時間放熱量を用いた値を前記温度一致関係式における今回から前記設定時間後までの放熱量とし、複数の前記DCDCコンバータそれぞれの前記個別増分値を未知パラメータとして、前記未知パラメータを推定する増分推定部(S50)を備え、
前記指示決定部(S60)は、前記増分推定部によって前記未知パラメータとして算出される前記個別増分値を用いて、今回の前記指示値を算出する
電子制御装置。 The electronic control device according to claim 2 or 3,
The calculation unit
For each of the plurality of DCDC converters, the temperature change relational expression, wherein the temperature of the DCDC converter at a certain first time and the temperature of the DCDC converter at a second time after the first time The temperature change is the difference between the Using the temperature change relational expression in which the heat dissipation amount of the DCDC converter is the heat dissipation amount, the heat dissipation amount of the DCDC converter from the previous time to the present time, with the second time being the current time and the first time being the previous time. a unit time heat radiation amount unit (S20) that calculates the current unit time heat radiation amount, which is the heat radiation amount per unit time, from
In the relational expression based on the temperature change relational expression and showing the relationship between the temperature at the second point in time and the temperature at the first point in time, the amount of heat generated, and the amount of heat released, the first Assuming that the current time is the current time and the second time is after the set time has elapsed, the current unit time is based on a temperature matching relational expression that indicates that the temperatures of the plurality of DCDC converters at the second time An incremental estimating unit for estimating the unknown parameter by using the value using the heat dissipation amount as the heat dissipation amount from this time to the set time after the current time in the temperature matching relational expression, and using the individual incremental value of each of the plurality of DCDC converters as an unknown parameter. (S50),
The instruction determination unit (S60) uses the individual increment value calculated as the unknown parameter by the increment estimation unit to calculate the current instruction value.
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