电源控制器的制作方法

专利名称：电源控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源控制器，该控制器例如使用用作车辆驱动电动机的驱 动电源的高压电源，以引起诸如用于电动转向的运转/驱动控制器的操作。
背景技术：
传统地，具有发动机和驱动电动机的混合动力车辆被构造有将电力供 应到驱动电动机的高压蓄电池。高压蓄电池通常被称为主蓄电池。
施加转向辅助力以转动转向盘的电动转向设备消耗大量电力，并且混 合动力车辆有时被构造使得主蓄电池给电动转向设备供电。
例如，如图8中所示，DC/DC转换器120设置在高压蓄电池100和电 动转向设备110之间，以调节供应到电动转向设备110的电压，以适于驱 动电动转向设备110的电动机111。
控制混合动力系统的混合动力控制器130 (下文称为HV-ECU 130) 控制将电力从高压蓄电池100到混合动力系统的供应，并将使得能够使用 主蓄电池100使用的允许信号和禁止使用的禁止信号输出到电动转向设备 110的控制器112。使用CAN (控制器局域网络)通信系统将命令信号从 HV-ECU130传递到EPS-ECU 112，命令信号在车辆内的各种控制单元和 传感器之间的单对通信总线140上传递。
EPS-ECU112基于自HV-ECU130发送的控制命令信号(允许信号和 禁止信号)控制DC/DC转换器120起动和停止。本质上，控制线150布 置在EPS-ECU112和DC/DC转换器120之间，并且，当接收到允许信号 时，DC/DC转换器120的运行电源被打开并且电压降低，而当接收到禁止 信号时，DC/DC转换器120的运行电源被关闭，由此停止其运行。
通信总线151连接到DC/DC转换器120，以允许在降压操作期间将异 常情况信息(诸如过热、过电流等)传递到EPS-ECU112。虽然这样的现有技术没有在专利公开等中记载，但在日本专利申请公幵No. 2005-212659 和曰本专利申请公开No. S64-44377中描述增大供应到电动转向设备的蓄 电池的电压的现有技术。
但是，在上述电源系统构造中，不可以在其它控制系统中使用DC/DC 转换器120的电源输出。实质上，因为仅仅为了电动转向设备110的原因 而控制DC/DC转换器120的操作，如果尝试在不同控制系统中使用 DC/DC转换器120的电源输出，则控制系统所需的功率可能被中断。
另一问题是，在传统电源系统中，当CAN通信系统失效时，失去电 动转向设备110的操作。具体而言，在CAN通信系统中，因为来自多个 控制系统的信号在公共通信总线140上传递，所以在与使用单独通信总线 传递时失效率较高，这降低了可靠性。另外，除了 CAN通信系统之外， 控制线150和通信总线151分别布线，造成布线成本较高。

发明内容
因此，为了解决上述问题，本发明促进DC/DC转换器的电源的有效 使用(即使在不同控制系统中)，并以高可靠性供应电力。
本发明提供一种电源控制器，其包括电驱动控制装置，控制电动 机；运转/驱动控制装置，控制车辆的运转/驱动条件，其包括由向所述电 动机供应驱动功率并控制所述电致动器的主蓄电池供电的电致动器；以及 电压转换装置，将所述主蓄电池的电压转换成适于用作所述运转/驱动控制 装置的所述电致动器的电源的电压；其中，所述电驱动控制装置具有控制 命令装置，所述控制命令装置通过通信总线与所述电压转换装置进行通信 连接，并且将控制命令输出到所述电压转换装置，以控制所述电压转换装 置的电压转换工作。在此情况下，电驱动控制装置可以是控制具有发动机 和驱动电动机的混合动力系统的混合动力控制装置。
根据本发明上述的方面，驱动电动机所使用的主蓄电池将电力供应到 运转/驱动控制装置的电致动器。在此情况下，主蓄电池的电压经由将电压 转换成适当电压的电压转换装置供应到电致动器。进行驱动电动机的驱动 控制的电驱动控制装置(混合动力控制装置)经由通信总线将直接控制信号从控制命令装置输出到电压转换装置，以控制电压转换工作。
因此，通过使用电控制装置(混合动力控制装置)来控制功率从电压 转换装置供应到运转/驱动控制装置，可以即使在其他运转/驱动控制装置 中也能够使用电压转换装置的输出，由此使得能够有效地以高可靠性利用 功率输出。这是因为，与传统技术相反，电源控制不是由具体驱动控制装 置进行的。实质上，因为电压转换装置处于电驱动控制装置(混合动力控 制装置)的控制下，所以可以在不需要进行任何修改的情况下在运转/驱动 控制装置中使用电压转换装置的输出，由此改善其使用性和通用性的范 围。此外，此情况下的术语"运转/驱动控制装置"是指用于控制车辆的操 作或驱动环境的装置，诸如转向控制、制动控制、车辆姿势控制或车身防 震控制等。
本发明的另一个特征在于，在主蓄电池中产生问题时或在车辆起动后 已经经过预定量时间后，控制命令装置输出禁止电压转换工作的禁止命
这样，可以进行适当的电压转换工作，并提高可靠性。例如，如果产 生其中蓄电池电压降低到预定电压之下的主蓄电池异常，则通过禁止电压 转换工作可以防止将功率不稳定地供应到运转/驱动控制装置。另外， 一般 地，在起动车辆后(即，在接通点火后)预定时段，对混合动力系统的各 种驱动系统等进行初始诊断检查。在该时段期间，通过禁止供应功率到运 转/驱动控制装置，可以提高安全性。此外，本发明中的"经过运动时间 量"可以是任意设定的时段，诸如经过预定时段，使得完成初始诊断检査 的预定处理或检测到预定状态量。
本发明的另一个特征在于，运转/驱动控制装置可以是电动转向设备， 其响应于转向盘的操作而操作电致动器，以将转向力施加到被转向车轮。
一般地，因为电动转向设备消耗大量电力，所以可以进行电动机等的 致动器的适当操作，并且可以通过从驱动电动机所用的高压主蓄电池接收 电力而产生适当的转向力。
本发明的有一个特征在于，在电压转换工作的允许命令输出到所述电 压转换装置时，当点火开关被切断时，所述控制命令装置通过所述电压转换装置将逐级改变命令输出到所述电动转向设备。电压转换装置接着将逐 级改变命令输出到电动转向设备。
因此，在停止从电压转换装置的功率供应之前，给出逐级降低电动转 向设备的转向力的命令。因此，这避免了由于功率损耗而引起的转向力的 突然损耗而导致的转向感觉的突然变化的问题。此外，因为从控制命令装 置输出的逐级改变命令仅由电压转换装置而被发送到电动转向设备，所以 存在另一个成本优点，因为不像过去一样需要具有将信号从混合动力控制 装置发送到电动转向设备的通信总线。
本发明的又一个特征在于提供一种辅助蓄电池，其电压低于所述主蓄 电池，并且其中，所述电压转换装置具有降低所述主蓄电池的电压的降压 电路和增大所述辅助蓄电池的电压的增压电路，当从所述控制命令装置接 收到所述电压转换工作的允许命令时，所述电压转换装置起动所述降压电 路的操作以输出所述主蓄电池的电力，当从所述控制命令装置接收禁止命 令时，所述电压转换装置停止所述降压电路的操作，并起动所述增压电路 的操作，以输出并将所述辅助蓄电池的电压增大到预定电压。
这样，即使控制命令装置使得不能够进行电压转换装置的操作并主蓄 电池失效时，可以提供运转/驱动控制装置的良好操作，因为电压转换装置 增大辅助蓄电池的电压并供应功率，由此提高安全性、稳定性和车辆性


图1示出根据本发明实施例的电源控制器的电源系统和信号传递系统 的总体构造。
图2是根据本发明实施例的电源控制器的简化电路构造图。
图3是示出本发明的电源控制器的命令信号和电压转换工作的时序图。
图4是示出HV-ECU中执行的电源命令控制程序的流程图。
图5是示出DC/DC控制器中执行的电压转换控制程序的流程图。
图6示出通信控制系统的整体构造。图7是解释通信控制系统中的信号波形的图示。
图8是示出传统电源控制器中的电源系统和信号传递系统的总体构造 的图示。
具体实施例方式
下面参考附图描述根据本发明实施例的电源控制器。图1是用于具体 描述与传统电源控制器相比的本实施例的电源控制器的框图。图2示出根 据本实施例的电源控制器的总体构造。
电源控制器由下列构件构成:用作混合动力系统10的驱动电源的高 压蓄电池(主蓄电池)； 一般由车辆控制系统使用的低压蓄电池2 (辅助 蓄电池)；降低主蓄电池电压或增大低压蓄电池电压的DC/DC转换器 20;以及混合动力控制器11 (下文成为HV-ECU)，控制混合动力系统 IO的运转，并且还控制DC/DC转换器20的运转。
在此情况下，縮写ECU表示电子控制单元。
下面描述混合动力系统10。
混合动力系统IO设置有驱动桥12，其由是用于车辆驱动的电致动 器的主电动机、发电机、动力分配机构、减速机构以及差速车轮(未示 出)形成；发动机13，其是用于驱动车辆的内燃机；发动机控制器14 (下文称为发动机ECU14)，其控制发动机的运转；以及逆变器，将来自 主蓄电池1的DC功率转换成三相，并对驱动桥12的主电动机和控制混合 动力系统10内的运转的HV-ECU11供电并对其进行控制。
HV-ECU11的主要部分由微计算机形成，其响应于操作环境而根据加 速器开度、变速器挡位以及来自各种传感器的信号计算发动机输出和电动 机扭矩。HV-ECU11然后将需要值输出到发动机ECU14，并控制逆变器 15的输出。
本发明本实施例中使用的主蓄电池1例如可以是具有228V的额定电 压的蓄电池。
供应来自主蓄电池1的功率的主高压电源线3连接到逆变器15，为了 在高压电源的供应和切断之间进行切换的原因，系统主继电器4 (下文称为SMR4)设置在其中间。
来自SMR4的负载侧的高压电源线5分叉连接到主高压3，此高压电 源分叉线5使DC/DC转换器20供应有来自主蓄电池1的功率。
本发明本实施例中使用的低压蓄电池2是具有12V的额定电压的通用 蓄电池。
用于供应来自低压蓄电池2的功率的主低压电源线6在供应与点火开 关7的开/关操作相连的电力的低压电源线8和恒定低压电源线9之间分 割，恒定低压电源线9不管点火开关7的开/关操作而供应电力，这些电源 线都将低压功率供应到HV-ECUll、 DC/DC转换器20以及电动转向设备 30。还有许多其他图2中未示出的接收来自低压蓄电池2的电力的电负 载。
将主蓄电池1的高压电源线3的电压降低到12V的降压电路21连接 到高压电源线3。降压电路21的输出连接到主低压电源线6。
DC/DC转换器20由下面构件形成降压电路21，其将从高压电源分 叉线5供应的288V电源降低到预定电压(例如，本实施例的情况下 42V);增压电路22，其将恒定低压电源9供应的12V电源增大到预定电 压(例如，本实施例的情况下33V);以及DC/DC控制器23，其控制降 压电路21和增压电路22的操作。
DC/DC控制器23通过单通信总线16连接到HV-ECU11 ，通过单通信 总线16， DC/DC控制器23可以与HV-ECU11进行双向通信。
降压电路21例如首先通过晶体管桥接电路转换AC输入电压，并在使 用变压器降低AC电压后，整流并平整预定电压的输出DC功率的电流。
例如，通过间歇地使电流在与电源线串联连接的增压线圈中流动，增 压电路22在增压线圈中产生电力，并输出电力，以增大电压。
降压电路21和增压电路22的输出端子都连接到DC/DC转换器24的 输出线24 (下文称为转换器输出线24)。
DC/DC控制器23监控转换器输出线24上的电压，并进行降压电路 21或增压电路22的反馈控制，使得输出电压是较大电压，并且还监控输 出电流，以检查过电流情况。转换器输出线24连接到的电动转向设备30，作为电动机驱动电源，
并且还连接到另一个运转/驱动控制设备60。此其它运转/驱动控制设备60
例如可以是具有高功耗的控制系统，诸如悬架设备、稳定器设备或具有电
致动器61和控制电致动器61的ECU62的制动控制设备。
电动转向设备30由将转向辅助力施加到被转向车轮EH的转向辅助机 构31以及驱动控制设置在转向辅助机构31中的电动机32的转向辅助控制 单元40 (下文称为EPS-ECU)。
转向辅助机构31使用齿条-齿轮传动机构36将转向盘绕连接到其的转 向轴35的旋转转换成齿轮杆37的轴向运动，响应于齿轮杆37的轴向运 动，电动机32内置于齿轮杆37中。响应于其旋转，通过经由滚珠螺旋机 构38沿轴向方向驱动齿轮杆37，电动机32将辅助力施加到转向盘的旋转 操作。响应于电动机旋转角输出信号的旋转角传感器33设置在电动机32 上。转向扭矩传感器39内置于转向轴35中。
EPS-ECU40具有电子控制器41和电动机驱动电路42，其中，为了施 加云顶转向辅助力的原因，电子控制器41计算供应到电动机32的功率 量，电动机驱动电路42通过来自电子控制器41的控制信号进行电动机32 的驱动控制。
电动机驱动电路42形成为三相逆变器，其使用一组6个切换元件 Sl、 S2、 S3、 S4、 S5禾卩S6 (本实施例中的MOSFET)，并供应来自 DC/DC转换器20的转换器输出线24的电动机驱动功率。电动机驱动电路 42设置有电流传感器43，其测量每相电动机32中流动的电流量。
电子控制器41输入来自转向扭矩传感器39和测量车辆速度的车速传 感器45的检测信号，并基于这些检测信号计算提供到电动机32的电力 量，并且基于旋转角传感器33的信号和电流传感器43检测的值，控制提 供到电动机32的功率量，以产生预定量的转向辅助力，该控制器的主要 部分由微计算机形成。
此电子控制器41经由通信总线18连接到DC/DC转换器20的DC/DC 控制器23 ，以接收从DC/D^控制器23传递的下述逐级改变命令。
下面描述HV-ECU11和DC/DC转换器20进行的电源控制。图3示出根据本实施例的电源控制的时序图。图4是示出HV-ECU11 进行的命令控制程序的流程图，而图5是示出DC/DC控制器23进行的电 压转换控制程序的流程图。它们都作为控制程序存储在存储元件(未示 出)中。
命令控制程序和电压转换控制程序并行进行。首先，参考图4和图3 描述HV-ECU11进行的命令控制程序。
当接通点火开关7时，起动该控制程序。HV-ECU11然后将禁止命令 输出到DC/DC控制器23达预定时段(步骤S10)。在此时段期间进行混 合动力系统IO的初始诊断检查(步骤Sll)。当完成初始诊断检査时，接 通SMR4，使得主蓄电池1的电力供应到混合动力系统10 (步骤S12，图 3中的时间tl)。
通过使用计时器测量经过的时间或当完成初始诊断检查时，可以确定 输出禁止命令的预定时段。
在起动控制程序时，因为SMR4被切断，所以标记F被设置为O，由 此禁止使用来自主蓄电池1的电力。当允许命令然后被输出到DC/DC控 制器23时，SMR4被接通，以使得能够使用来自主蓄电池1的电力(步骤 S13，图3中的时间t2)，并且将标记F设置为1 (步骤S14)。
从HV-ECU11输出到DC/DC控制器23的命令信号在下文中被称为 HV命令。
因此，当SMR被接通时，主蓄电池1连接到DC/DC转换器20，响应 于从HV-ECU发送的允许命令，DC/DC控制器23激发降压电路21 ，以输 出42V的电力(图3中的时间t2)。
虽然下面参考图5描述DC/DC转换器20的控制操作，但是下面并行 描述相关操作。
在其中DC/DC转换器20的次级侧输出42V电力的情况下，HV-ECU11重复检查点火开关7是否存在异常状态以及标记F的状态(步骤 S15、 S16和S17)。步骤S16处的异常由通过检査混合动力系统10中异 常和主蓄电池1的异常(诸如接地失效、电压异常等)。此外，因为在前 一步骤S14处标记F被设置为1，所以步骤S17作出"NO"的判断。因此，只要点火开关保持在没有检测到异常的开的位置，不改变此状
态。这意味着，SMR4保持在开状态，并且允许命令继续输出到DC/DC控 制器23。由此，在此时间期间，将通过减低主蓄电池l输出的功率的电压 而获得的42V的电力经由转换器输出线24供应到电动转向设备30以及其 它运转/驱动控制设备60。
当点火开关7被设置为关(图3中时间t7)，在步骤S15处作出
"YES"的判断，然后处理前进到步骤S18，以检查标记F的状态。在此 情况下，因为标记F被设置为1，动作进行到步骤S19的处理，逐级改变 命令输出到DC/DC控制器23 (图3中的时间t8)。此逐级改变命令是在 转换器输出线24停止供应电力的情况下给出功率供应的中断的预先通 知，由此避免电动转向设备30等的负载功能的突然停止。
接着，HV-ECU11检查在输出逐级改变命令后是否已经经过预定时段
(步骤S20)，以将禁止命令输出到DC/DC控制器23 (步骤S21，图3中 的时间t10)。
在此情况下，在DC/DC控制器23接收逐级改变命令后以及已经经过 预定时段，DC/DC控制器23停止降压电路21的降压操作(图3中的时间 t9)。
HV-ECU11然后检查输出禁止命令后是否已经经过预定时段(步骤 S22处YES)，以将切断信号输出到SMR4，切断到混合动力系统10的高 压电源，以完成此控制程序(步骤S23)。
或者，当点火开关7被接通(步骤S15处的N0)以及在降压电路21 降低电压(步骤S16处的YES)的情况中检测到异常时，处理前进到步骤 S24，以检查标记F的状态。在此情况下，因为标记F已经被设置为1，所 以处理移动到步骤S25，禁止信号然后输出到DC/DC控制器23 (图3中 的时间t4)。从DC/DC控制器23读取使用状态信号并等待接收不使用高 压信号(图3中的时间t5) ， SMR4被切断(步骤S27，图3中的时间 t6)。标记F然后被设置为O (步骤S28)，使得随后继续该状态。
由此，当检测到异常时，SMR4被切断，以切断从主蓄电池1的功率 供应。例如，当从主蓄电池1的功率供应下跌到预定电压以下时，因为SMR4由于蓄电池异常而被切断，所以防止了混合动力系统10的异常操作 以及到控制器的不稳定功率供应，由此提高安全性，该控制器被供应从转
换器输出线24的电力，诸如电动转向设备。
此外，当检测到异常状态并且SMR被切断以切断从主蓄电池1的功 率供应时，如果检测异常的判断切换到"没有异常"(歩骤S16处的 NO)，处理前进到步骤S17。在此情况下，标记F已经被设置为0，使得 作出"YES"的判断，然后处理移动到步骤S29。 SMR4被接通，以使得 能够进行主蓄电池1的功率不可用的状态，并且还将允许命令输出到 DC/DC控制器23 (步骤S30)，标记F然后被设置为1 (步骤S31)。
例如，在主蓄电池1的功率供应电压从降低电压状态恢复到基准电压 状态的情况下，步骤S16的判断从"异常"改变到"没有异常"。在恢复 到正常的情况下，SMR4被接通，以将允许信号输出到DC/DC控制器 23。
重复此处理，直到点火开关7被切断，在点火开关7被切断时，如上 所述，输出逐级改变命令以及禁止命令，使得SMR4被切断，由此结束踩 控制程序。
另外，如果当输出禁止信号时点火开关7被切断，步骤S18作出 "YES"判断，然后终止此控制程序。
接着，下面基于图5的流程图和图3的时序图描述DC/DC控制器23 进行的电压转换控制处理。
此控制程序与上述HV-ECU11进行的命令控制程序并行进行，并且当 点火开关7被设置为开时起动。
首先，从HV-ECU11中读取命令(步骤S50)，作出命令类型的判断 (步骤S51)。起动后，HV-ECU11输出禁止信号。为此，在此点，移动 到步骤S52，在步骤S52处检査标记F的设置状态。
此标记F不同于上述命令控制程序中使用的标记F，并且其表示 DC/DC转换器20的操作状态。当降压电路21和增压电路22不运行时， F=0;当降压电路21运行时，F=l;而当增压电路22运行时，F=2。 '
当起动控制程序时，设置F=0。因此，当车辆起动时，步骤S52处的判断为F=0，使得移动到步骤S53，并且将不使用高压的信号输出到HV-
Ecmr。
DC/DC控制器23继续将使用状态信号输出到HV-ECUll，这表示是 否使用主蓄电池1的电力，并且当降压电路21不运行时，输出此不使用 高压的信号。
然后，在步骤S50处，从HV-ECUll读取命令信号。重复命令信号 (HV命令)的读取，并且在从HV-Ecull接收到允许信号(步骤S51处 的允许，图3中的时间t2)时，检查标记F的设置状态(步骤S54)。在 此情况下，因为在刚刚先前时间之前，标记F已经被设置为0，步骤S54 处的判断为F=0，当标记F被设置为1 (步骤S56)时，起动增压电路21 的操作(步骤S55)，并将使用高压的信号输出到HV-ECUll (步骤 S57，图3中的时间t3)。
当起动运行降压电路21时，DC/DC控制器23监控其输出电压，并调 节电压，使得输出电压是目标电压(本实施例中42V)，同样也监控输出 电流，当检测到过电流情况时，经由通信总线18将过电流信号输出到 EPS-ECU40的电子控制器41。电子控制器41调节电动机驱动电路42，具 体地，降低供给到电动机32的电力量的上限值，以防止降压电路的过 执。
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这样，起动运行降压电路21，当电力从主蓄电池l供应到电动转向设 备30以及其它运转/驱动控制器60时，保持此状态，直到来自HV-ECUll 的命令改变(步骤S54处F4)。
随着起动运行降压电路21， DC/DC控制器23将表示将起动从主蓄电 池1的功率供应的信号经由通信总线18发送到电子控制单元41。基于此 信号，EPS-ECU40开始以100%的能力辅助控制。
由此，在电动转向设备30中，供应高压电力，并且可以获得足够的 转向辅助扭矩。
在此情况下，如果如上所述点火开关7被切断(图3中的时间t7)， HV-ECU11将逐级改变命令发送到DC/DC控制器23 (图3中的时间 t8)。然后，当DC/DC控制器23从HV-ECU11接收逐级改变命令时(步骤S51处的逐级改变)，将逐级改变命令输出到EPS-ECU40的电子控制 器(步骤S58)。此逐级改变命令表示将停止从主蓄电池1的电力的供 应。
当EPS-ECU40接收到逐级改变命令时，供应到电动机32的电流的上 限值逐级降低，以逐级降低转向辅助扭矩。实质上，逐级降低转向辅助扭 矩能力的量，使得在由于电力的供应停止而突然失去转向辅助扭矩时没有 突然改变的转向感觉。
在步骤S58处的命令输出后以及等待经过预定时段后，停止降压电路 21的操作(步骤S60，图3中的时间t9)。通过使用计时器测量考虑EPS-ECU40的逐级改变操作所需的时间量的时间来确定降压操作的停止时刻 (步骤S59)。
停止降压电路21的操作的同时，将不使用高压的信号输出到HV-ECU11 (步骤S61)，然后结束此控制程序。
基于从DC/DC控制器23输出的不使用高压的信号，HV-ECU11将 SMR4切换为关，由此切断主蓄电池的供应。
在降压电路21的操作期间，当从HV-ECU11发送禁止命令时(图3 中的时间t4)，步骤S51处的判断从"允许"改变为"禁止"，此后在步 骤S52处检査标记F的状态。
在来自HV-ECU11的命令刚刚从"允许"改变到"禁止"后，因为标 记F被设置为1，步骤S52处的判断为F=l，并且在步骤S62和S63处， 分别停止降压电路21的操作和起动增压电路22的操作(图3中时间 t5)。标记F然后被设置为2 (步骤S64)，然后将不使用高压的信号输出 到HV-ECUll (步骤S53)。
因此，通过停止降压电路21的操作，切断主蓄电池1和电动转向单 元30或其它运转/驱动控制器60的电力的供应，并且通过起动增压电路 22的操作，可以增大低压蓄电池2到电动转向单元30或其它运转/驱动控 制器60的电压，并起动电力的供应。
在此情况下，除了起动增压电路22的操作外，DC/DC控制盔23将表 示已经起动从低压蓄电池2的电力供应的信号经由通信总线18发送到EPS-ECU40的电控制单元41。然后基于此传递，EPS-ECU40激励低功率 模式，其中，电动转向单元30操作在或低于预定电力。
只要来自HV-ECU11的命令没有切换，继续对低压蓄电池2的增压操作。
当对低压蓄电池2进行增压操作时，在其中来自HV-ECU11的命令从 "禁止"切换到"允许"的情况下，步骤S51处的判断变为"允许"，并 且在步骤S54处检查标记F的状态。在此情况下，因为标记F被设置为 2，所以处理前进到步骤S65，在步骤S65处，停止增压电路的增压操作。 然后移动到步骤S55，起动降压电路21的操作，将标记F设置为1 (步骤 S56)，并且使用高压的信号输出到HV-ECUll (歩骤S57)。
在这样的程序中，来自HV-ECU11的命令切换DC/DC转换器20的操 作。为此，因为DC/DC转换器20的操作不像传统一样由EPS-ECU40控 制，所以可以使得DC/DC转换器20稳定地用于其他运转/驱动控制器 60。实质上，因为DC/DC转换器20位于HV-ECU11的控制下，所以不仅 可以将DC/DC转换器20的输出用于电动力转向设备30，而且可以用于各 种运转/驱动控制器60，由此拓宽了使用范围并且提高了作为电源的通用 性。
因为，与过去相反，CAN通信系统不是用于发送转换命令，所以可以 将传递的数据量降低到CAN内，由此允许相当地降低CAN通信系统的负 担。
另外，与传统系统相比，可以降低通讯主线的布线成本。 当由于禁止使用来自主蓄电池1的动力而发生诸如电压不足等的异常
时，可以防止将不稳定的动力供应到电动力转向设备30或其他运转/驱动
控制器60。
另外，即使在其中禁止使用来自主蓄电池1的电动力的情况下，因为 通过增大低压蓄电池2的电压而供应电动力，所以可以获得电动转向设备 30和其他运转/驱动控制器60的致动器61的良好操作，由此提高安全性、 可靠性和车辆性能。
此外，描述应用图4中所示的命令控制程序的HV-ECU11的功能部分。
接着，下面描述HV-ECU11和DC/DC控制器23之间的双向同时通信。
图6示出HV-ECU11和DC/DC控制器23的通信部分的构造，图的左 侧部分示出DC/DC控制器23的通信部分23，而图的右侧部分示出HV-ECU11的通信部分HA。
DC/DC控制器23的通信部分23A由电阻Rl、 R2、 R3和R4、晶体 管Q1、发射控制器23A1和接收部分23A2形成。
通信主线16连接到电阻Rl和电阻R2之间的点，其串联连接在预定 电压的电源线V和电路内接地之间。
发射控制器23A1将控制信号输出到晶体管Ql的基极，该基极用作与 电阻Rl和R2串联的切换元件，并且将晶体管Ql的状态切换为ON和 OFF。因此，通过将晶体管Ql切换为ON和OFF，发射控制器23A1改变 输出到通信主线16的电压，并将DC/DC转换器20的操作状态信号(操 作状态数据)发射到HV-ECUll。实质上，在DC/DC转换器20的减压电 路21的操作期间，发出"使用高压"信号，在减压电路21的非操作期 间，发出"不使用高压"信号。
在此情况下，如图1的中间部分所示，在"使用高压"的情况下，发 射控制器23A1将晶体管Ql设置为ON并且将操作状态信号设置到预定第 一电压VI。在"不使用高压"的情况下，其将晶体管Ql设置为OFF并 将操作状态信号设置到预定第二电压V2 (V2〉V1)。实质上，在通信部 分23A中，使用电压幅度调节，其中通过切换输出电压的幅度切换发射的 信号(发射数据)。
在通信主线16位于短路状态，将图7中的操作状态信号波形作为输 出端子电压波形示出。
通信部分23设置有与通信主线16以及接收部分23A2串联的电阻 R3，接收部分23A2读取从一端接地的电阻R4和R3之间的连接点处的 HV-ECU11的通信部分HA发射的信号。 '
HV-ECU11的通信部分11A由电阻Rll、 R12和R13、齐纳二极管
17ZD、晶体管Q2、电容器C、发射控制器HA1和接收部分11A2形成。
串联连接的电阻R13、齐纳二极管ZD和晶体管Q2设置在通信主线 15和地面之间，串联连接的电阻Rll和R12以及用作噪音过滤器的电容C 与其并联设置。
通信控制器11A1将脉冲信号输出到用作切换元件的晶体管Q2的基 极，以将晶体管Q2的状态切换为ON或OFF。
在此情况下，具有预定占空比(本实施例中为50%)的脉冲信号被输 出到晶体管Q2的基极，并且通过改变脉冲信号的周期，切换发射到通信 主线16的HV命令信号。
实质上，HV-ECU11将表示"允许"、"禁止"和"逐步改变"的 HV命令信号(HV命令数据)发射到DC/DC控制器，并且通过改变，输 入到晶体管Q2的脉冲信号的周期，使用切换这三个命令信号的脉冲周期 调节。
在此示例中，如图7的上部所示，HV命令信号具有设置为最短周期 Tl的"禁止"命令信号周期、设置为最长周期T3的"允许"命令信号。 "逐步改变"命令信号的周期被设置为二者之间(即，T1<T2<T3)。
接收部分11A2设置在电阻Rll和R12之间的连接节点，以读取连接 节点的电压值，由此读取从DC/DC控制器23的通信部分23A发送的信
号
齐纳二极管ZD使HV命令信号在地面上方浮动预定电压(即，将其 保持在预定电压或之上)，并且在电路内发生故障(接地短路故障)，由 此检测该故障。
以此方式构造的通信部分IIA和23A通过单一通信主线16连接。由 此，如图7的下部所示，从Hv命令信号和操作状态信号合成在此通信主 线16上发射的信号的输出波形。
在HV-ECU11的通信部分11A的接受部分11A2处，通过A/D转换器 (未示出)将电阻R11和R12之间的电压转换成数字信号，并且通过读取 发射的信号电压(其为脉冲信号的电压幅度)，作出从DC/DC控制器23 发射的信号的类型("使用高压"或"不使用高压")的判断。在DC/DC控制器23的通信部分23A的接收部分23A2中，通过电阻 R3和R4之间的连接节点处的电压改变检测脉冲信号的边缘(脉冲电压的 上升边缘或下降边缘)，以判定脉冲信号的周期。以此方式，作出从HV-ECU11输出的HV命令信号的类型("禁止"、"允许"或"逐步改 变")。
根据上述的HV-ECU11和DC/DC控制器23之间的通信系统，从HV-ECU11发出的HV命令信号以脉冲周期为特征，并且对于诸如禁止命令的 重要信号而言，通过使得该命令的周期较短，增大信号的发射速度。
为此，可以快速检测DC/DC控制器23处的禁止信号，并且当检测到 异常时停止从主蓄电池1的功率供应，以提高安全性和车辆稳定性。
另外，当仅使用电压调节进行双向通信时，如果包含了错误，縮窄阈 值的设置范围。但是，在此实施例中，通过使用与脉冲周期调节的结合， 避免了此问题。
虽然上面描述了根据本发明的电源的实施例，但是应该理解，本发明 不限制于上述实施例，在本发明的目标范围内可以做出多种不同的变动。
例如，虽然上述实施例中描述在混合动力系统10中使用高压蓄电池 动力源的电源控制器，但是电源控制器换可以应用在使用高压蓄电致的电 动车辆中。
另外，可以采取结构，使得当点火开关7被检测为OFF时，可以将逐 步改变命令不仅输出到电动转向设备20，而且输出到另一个运转/驱动控 制器60。
虽然上述实施例被构造成将增压电路22设置在DC/DC转换器20 内，使得当出现主蓄电池1的异常时，供应从低压蓄电池2的增压电源， 但是，可以采取其中省略增压电路22的构造。
DC/DC转换器还可以是进一步增大高压蓄电池的电压的电池转换设备。
将DC/DC转换器供应到其的运转/驱动控制器不限于电动转向设备， 并例如可以是电动制动控制器、车辆姿势控制器或车身防震控制器或控制 车辆的操作状态或驱动状态的其它类型设备。上述实施例中的电压值(蓄电池电压、降压电压和增大电压)等仅作 为示例，并可以任意设置。
权利要求
1. 一种电源控制器，包括 电驱动控制装置，其控制驱动电动机；操作/驱动控制装置，其控制车辆的运转/驱动条件，其包括由向所述 驱动电动机供应驱动功率的所述主蓄电池供电的电致动器，并且控制所述 电致动器；以及电压转换装置，其将所述主蓄电池的电压转换成适于用作所述运转/驱 动控制装置的所述电致动器的电源的电压；其中，所述电驱动控制装置具有控制命令装置，所述控制命令装置通 过通信总线与所述电压转换装置通信地连接，并且将控制命令输出到所述 电压转换装置，以控制所述电压转换装置的电压转换工作。
2. 根据权利要求1所述的电源控制器，其中，所述电驱动控制装置是 对具有发动机和所述驱动电动机的混合动力系统进行控制的混合动力控制 装置。
3. 根据权利要求1或2所述的电源控制器，其中，所述控制命令装置 在所述主蓄电池中存在异常时或直到所述车辆起动后已经经过预定时段时 输出禁止电压转换工作的禁止命令。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的电源控制器，其中，所述运转/驱 动控制装置是电动转向设备，其响应于对转向盘的操作而操作电致动器， 以将转向力施加到被转向车轮。
5. 根据权利要求4所述的电源控制器，其中，在电压转换工作的允许 命令输出到所述电压转换装置的情况下当点火开关被切断时，所述控制命 令装置通过所述电压转换装置将逐步改变命令输出到所述电动转向设备， 并且所述逐步改变命令使得所述电动转向设备逐步减小由所述电动转向设 备施加的所述转向力。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的电源控制器，还包括辅助蓄电 池，其具有比所述主蓄电池更低的电压，并且其中，所述电压转换装置具有降低所述主蓄电池的所述电压的降压电路和增 大所述辅助蓄电池的所述电压的增压电路，当从所述控制命令装置接收到 所述电压转换操作的允许命令时，所述电压转换装置启动所述降压电路的 工作以输出所述主蓄电池电力，当从所述控制命令装置接收到禁止命令 时，所述电压转换装置停止所述降压电路的工作，并启动所述增压电路的 工作，以输出并将所述辅助蓄电池的所述电压增大到预定电压。
全文摘要
一种电源控制器控制DC/DC转换器(20)的输出，使得功率输出不仅可以用于电动转向设备(30)而且同样可以用于其他运转/驱动控制器(60)。控制器可以命令DC/DC转换器(20)在适当时将高压蓄电池(1)的电压降低到预定电压或将低压电池(2)的电压增大到预定电压。另外，控制器换可以命令由DC/DC转换器(20)供应到电动转向设备的功率的逐步减小。功率的逐步减小防止转向感觉的突然改变，这提高了车辆的驾驶性能。
文档编号B60W10/00GK101312869SQ200680043432
公开日2008年11月26日 申请日期2006年11月17日 优先权日2005年11月21日
发明者土田克实 申请人:丰田自动车株式会社