JP2000152419A

JP2000152419A - 電動車両用電源制御装置

Info

Publication number: JP2000152419A
Application number: JP10326385A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Urano; 広暁浦野; Akihiko Kanamori; 彰彦金森
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1998-11-17
Publication date: 2000-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】電動車両の電源部内の不要電荷を迅速かつ搭
乗者に不快感を与えることなく放電する。【解決手段】制御部３０は電源部１０の動作と切替機
構６２の動作を制御することができる。切替機構６２
は、モータ１６の接続先をエンジン１２、発電機１４の
いずれか、又はいずれにも接続しない状態に切り替える
ことができる。制御部３０は、電源部１０の不要な電荷
を放電する際には、切替機構６２のスリーブ６４をアク
チュエータ６６によりスライドさせ、モータ１６をフロ
ートのリング７０に接続させるとともに、モータ１６に
３相交流を生成して供給する電源部１０内のインバータ
回路を制御する。停車時に電源部１０内のコンデンサに
残存する不要電荷やバッテリ２０の余剰電荷が、インバ
ータ回路を介してモータ１６の回転に利用され、放電さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動車両の車両駆
動用モータにエネルギーを供給する電源部を制御する電
源制御装置に関し、特に電源部の余剰電荷の制御に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車やハイブリッド自動車は、バ
ッテリ（直流電源）からの直流電流をインバータ回路
（変換器）により交流に変換し車両駆動用モータ（以
下、単に「モータ」）へ供給する電源部を有している。
モータは、この電源部から出力される交流により駆動さ
れる。

【０００３】さて、電源部の特にインバータ回路の入力
側においては、不必要な電荷が貯まる場合がある。例え
ば、ハイブリッド車においては、バッテリはエンジン出
力や回生制動により充電され、ＳＯＣ（State of Charg
e：充電状態）が上昇する場合があるが、バッテリの過
充電はバッテリの寿命劣化を生じるという問題がある。
そこで、一般には、ＳＯＣが過充電領域に達しないよう
に発電系統の制御が行われる。この制御は、制御上限Ｓ
ＯＣを設定し、実ＳＯＣ又は積算等による推定ＳＯＣが
この制御上限ＳＯＣに達すると、ジェネレータからの交
流を直流に変換するインバータ回路を停止するという制
御である。この制御では、制御上限ＳＯＣを超える蓄積
電荷を余剰電荷と考えることができる。

【０００４】また、インバータ回路の入力側には、バッ
テリと並列に平滑化コンデンサが設けられる。このコン
デンサは、バッテリからインバータ回路への電力供給の
オン／オフを制御するシステムメインリレー（ＳＭＲ）
の断続時の電流の急峻な変化を緩和し、当該急峻な電流
変化によってインバータ回路に用いているパワー素子が
破損されることを防止する。例えば、保守作業等におい
て、この電荷が蓄積されたコンデンサに関わる部分に触
れると、感電するおそれがあるといった問題がある。す
なわち、このコンデンサに貯まった電荷は、保守作業等
が行われる車両停車時には、除去しておくことが望まし
い不必要な電荷である。

【０００５】これら、電源部内の余剰電荷に対する従来
の考え方、対処方法としては、まず、バッテリ内の制御
上限ＳＯＣを超える電荷に関しては、制御上限ＳＯＣを
ＳＯＣの過充電領域に対し所定余裕を持って設定するこ
とにより、実ＳＯＣが過充電領域に達する前に充電の抑
制を開始し、モータによる電力消費により自然と実ＳＯ
Ｃが低減するのを待つのが一般的であった。

【０００６】また、インバータ回路の入力に設けられた
コンデンサの電荷に関しては、それを放電する幾つかの
方法が提案されていた。この放電に際しては、モータが
駆動輪に動力的に接続されているため、車両が付勢され
ないようにモータを回転させずに行う工夫が必要であっ
た。その第一の方法としては、ｄ−ｑ座標系（磁極座標
系）によるモータのベクトル制御において、トルクの発
生に寄与するトルク電流Ｉqを流さないようにしつつ、
磁化電流Ｉdのみを流すようにインバータ回路を制御す
るという方法があった。この方法によれば、Ｉq＝０の
状態ではモータにトルクが発生せず、磁化電流Ｉdがモ
ータのコイル等を流れる際の電導損失によりコンデンサ
に蓄積された電荷が放電され、熱エネルギーに変換され
る。

【０００７】第二の方法としては、コンデンサに並列に
ある程度大きな抵抗値の抵抗を接続するという方法であ
る。この方法では、インバータのスイッチング素子を全
てオフしてモータに通電しない状態とした場合に、コン
デンサと抵抗とが閉回路を形成し、コンデンサ中の電荷
が放電される。ここで抵抗の抵抗値はある程度大きく設
定されるので、インバータが動作している通常の状態で
抵抗を流れる無駄な電流が抑制される。

【０００８】第三の方法は、特開平７−７８０７号公報
に開示されるものである。この方法は、モータを一方向
に回転させないため、モータの左回転、右回転を数ミリ
秒ずつ交互に行うようインバータ回路を制御するという
ものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術のう
ち、ＳＯＣがバッテリの制御上限ＳＯＣを超え充電が抑
制されている間は、回生制動が効かなくなるという問題
がある。すなわち、運転者は通常状態よりも強くブレー
キを踏む必要があるという問題や、ブレーキの磨耗が促
進されるという問題があった。ちなみに、バッテリの余
剰電荷に関して、上述したコンデンサの放電と同様の方
法を用いることも可能であるが、その場合には、コンデ
ンサの放電と同様の以下に述べる問題が生じる。

【００１０】コンデンサを放電する上記第一の方法に関
しては、実際には、磁化電流Ｉdのみを流すというのは
難しいという問題があった。すなわち、モータの製造上
のばらつきやモータの回転角を検出する位置センサの検
出誤差等により、トルク電流Ｉqもわずかながら発生
し、それに応じてモータがトルクを発生してしまう。こ
のトルクは、それほど大きくはなく、またコンデンサに
残存する電荷がなくなれば消滅するものである。そのた
め、車両停止時に当該放電操作を行っても、パーキング
ロックやブレーキ等に抗して車両が動き出すという深刻
な問題とはなりにくいが、瞬間的な車両の揺れが発生す
る可能性があり、搭乗者の快適さを損なうという問題が
あった。

【００１１】上記第二の方法に関しては、抵抗という本
質的には走行に不要な部品が必要となり、コストや組立
の手間が増加するという問題があった。また、走行時に
おいても、多少なりとも抵抗に電流が流れ、バッテリの
電力が無駄に消費されるという点も問題であった。

【００１２】上記第三の方法に関しては、モータの小刻
みな左右交互回転により車両が振動し、搭乗者の快適さ
を損なうという問題があった。

【００１３】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、電源部のバッテリの余剰電荷や平滑化コン
デンサの残余電荷を、搭乗者に不快感を与えることなく
制御することができる電動車両用電源制御装置を提供す
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の電動車両用電源
制御装置は、車両駆動用モータの出力側の動力伝達経路
を切断するモータ出力切断手段と、前記モータ出力切断
手段を動作させるとともに変換器を制御して前記車両駆
動用モータを駆動し電力を消費させる放電制御部とを有
することを特徴とする。

【００１５】本発明によれば、モータ出力切断手段を動
作させることにより車両駆動用モータが出力する駆動力
を駆動輪へ伝達しないようにできる。放電制御部はモー
タ出力切断手段を操作してその状態を実現した後、車両
駆動用モータを駆動させ電力を消費することにより、変
換器の入力側の電荷、例えば直流電源であるバッテリ、
又は平滑化コンデンサに蓄積された電荷を放電させるこ
とができる。

【００１６】本発明の電動車両用電源制御装置において
は、前記放電制御部が、直流電源から前記変換器への電
力供給の遮断時に、前記モータ出力切断手段の動作及び
前記車両駆動用モータの駆動を実行し、平滑化コンデン
サを放電させることを特徴とする。

【００１７】本発明によれば、例えばシステムメインリ
レーがオフ状態とされ、直流電源から変換器への電力供
給が遮断される状態において、平滑化コンデンサに残留
する電荷が放電される。

【００１８】本発明の好適な態様は、電動車両が、エン
ジンが発生する駆動力を電磁的カップリングを用いた手
段により、発電エネルギーと車両駆動エネルギーとに分
配する電気分配式ハイブリッド車であるものである。

【００１９】また本発明の他の好適な態様は、電動車両
が、エンジンが発生する駆動力を機械的手段により、発
電エネルギーと車両駆動エネルギーとに分配する機械分
配式ハイブリッド車であるものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００２１】図１は、ハイブリッド型電気自動車の概略
のシステム構成を示す模式図であり、特にバッテリを含
みモータへの駆動電力の供給を行う電源部１０を中心的
に示す図である。エンジン１２が発生する動力は、動力
分割機構（図示せず）により発電機１４にまわされる動
力と駆動輪（図示せず）にまわされる動力とに分割され
る。また、ハイブリッド車は、駆動輪の駆動に用いられ
るモータ１６も有している。

【００２２】発電機１４はエンジン１２からの動力によ
り電力を生成し、その電力は電源部１０へ供給される。
一方、モータ１６は電源部１０から供給される電力によ
り駆動される。

【００２３】電源部１０は、直流電流の充放電が可能な
バッテリ２０の他、発電機１４からの３相交流電流を直
流に変換するインバータ回路２２と、モータ１６を駆動
する３相交流を直流から生成するインバータ回路２４と
を含んでいる。インバータ回路２２の出力は、バッテリ
２０とインバータ回路２４の入力に接続される。このイ
ンバータ回路２２から出力される発電機１４の生成電力
は、バッテリ２０に充電することもできるし、モータ１
６がエンジン１２をアシストして車両駆動力を発生する
場合には、モータ１６の駆動電力として利用される。つ
まり、モータ１６は、バッテリ２０と発電機１４の出力
との双方の電力を駆動電力として利用することができ
る。例えば、通常走行時には、モータ１６は発電機１４
からの電力のみでエンジン１２をアシストし、高負荷時
には発電機１４からの電力に加えてバッテリ２０からも
電力供給を受けてエンジン１２をアシストする。

【００２４】このような電源部１０の動作は制御部３０
によって制御される。制御部３０は、バッテリ２０から
の電力供給を断続するＳＭＲ３２の開閉の制御や、イン
バータ回路２２，２４におけるＰＷＭ（Pulse Width mo
dulation）制御を実施する。なお、制御部３０は、ＰＷ
Ｍ制御を通して、発電機１４、モータ１６の動作を制御
する機能も有している。

【００２５】さて、インバータ回路２２の出力端子間及
びインバータ回路２４の入力端子間、すなわち各インバ
ータ回路２２，２４のバッテリ２０に接続される側の端
子間には、それぞれ平滑化コンデンサ３４，３６がバッ
テリ２０と並列に接続される。これらコンデンサは、従
来技術で述べたように、ＳＭＲ３２のオン／オフにより
バッテリ２０の高電圧が急激にインバータ回路２２，２
４に印加されることを回避し、インバータ回路に用いて
いるパワー素子が破損されることを防止するものであ
る。また、電圧センサ３８は、電源部１０の後述する制
御に用いられるものであり、計測結果は制御部３０に入
力される。

【００２６】図２は、電気分配式ハイブリッド車の概略
のシステム構成を示す模式図であり、特に駆動系を中心
的に示す図である。発電機１４のロータ５０は、エンジ
ン１２のシャフトに接続され、エンジン１２に連動して
回転する。発電機１４のステータ５２は回転可能に保持
される。電気分配式ハイブリッド車では、ロータ５０と
ステータ５２との間の電磁的なカップリングにより、ロ
ータ５０に伝達されたエンジン１２出力の一部がステー
タ５２に分配される。すなわち、エンジン１２によりロ
ータ５０が回転されると、電磁カップリングによりトル
クがステータ５２に伝達され、ステータ５２も回転す
る。このステータ５２の回転はチェーンやギヤなどの動
力伝達手段５３を介してディファレンシャル機構部５４
に伝達され、駆動輪５６が駆動される。一方、ステータ
５２に伝達されなかったエンジン出力エネルギーは、発
電機１４での発電エネルギーとして取り出される。すな
わち、エンジン１２で発生したエネルギーは、発電機１
４のステータ５２の回転運動エネルギーと、ステータ５
２に対するロータ５０の相対的な回転運動のエネルギー
とに分割され、前者が車両駆動エネルギーとして取り出
され、後者は発電エネルギーとして取り出すことができ
る。

【００２７】エンジン１２の出力の発電エネルギーと車
両駆動エネルギーとの分配の割合は、インバータ回路２
２におけるＰＷＭ制御によって制御される。すなわち制
御部３０が電源部１０のインバータ回路２２を介して発
電機１４のステータ５２とロータ５０との相対回転速度
を制御することにより、エネルギーの分配比率が定ま
る。

【００２８】モータ１６は、そのロータ６０を、切替機
構６２を介して発電機１４のステータ５２とともに回転
する軸に接続されうる。図においては、その状態が示さ
れている。この切替機構６２は例えばスプラインにより
実現することができる。スリーブ６４は、軸方向に互い
に平行な複数の歯を、スリーブの軸方向の２箇所の内周
に有している。図においてこれらスリーブ６４の内周の
歯がそれぞれ、ロータ６０につながった軸の外周に設け
られた歯及びステータ５２につながった軸の外周に設け
られた歯に噛み合うように、スリーブ６４は配置され、
ロータ６０とステータ５２との間で機械的にトルクを伝
達する。

【００２９】スリーブ６４は、アクチュエータ６６で軸
方向にスライド可能である。例えばオーバードライブ状
態（すなわち回転速度が増加しかつトルクが低減した状
態）にするためには、図においてスリーブ６４の内周の
歯がロータ６０とエンジン１２の軸に取り付けられたギ
ヤ６８とに噛み合うようにスリーブ６４を左にシフトさ
せ、ロータ６０とエンジン１２との間でトルク伝達を可
能にする。ちなみに、スリーブ６４が右にシフトし、ロ
ータ６０とステータ５２との間でトルク伝達を可能にし
た図に示された上述の状態は、アンダードライブ状態
（すなわち回転速度が低下しかつトルクが増加した状
態）に対応している。

【００３０】さて、本装置の一つの特徴は、切替機構６
２においてロータ６０がエンジン１２にも発電機１４に
も接続されない状態（以下、「モータ切り離し状態」と
称する）が実現されることである。つまり、本装置の切
替機構では、例えば、スリーブ６４の２箇所の内周の歯
のうち一方がロータ６０の歯に噛み合っても、他方がギ
ヤ６８にもステータ５２の軸の歯にも噛み合わない状態
が存在する。この状態は、図においてスリーブ６４をオ
ーバードライブとアンダードライブとの中間の位置に置
いた場合であり、スリーブ６４がロータ６０とフロート
のリング７０とを接続した状態である。この状態では、
モータ１６が発生する駆動力は駆動輪には伝達されな
い。つまり、切替機構６２はモータ１６と駆動輪との間
の動力伝達を切断するモータ切り離し手段として機能す
る点が本装置の特徴の一つである。なお、ここでは、図
においてモータ切り離し状態におけるスリーブ６４の接
続先が明示され理解が容易な構成として、フロートのリ
ング７０を有する場合を示したが、このリング７０は特
別な機能を有さないので、省略した構成も可能である。

【００３１】制御部３０は、スリーブ６４をシフト駆動
するアクチュエータ６６を操作して、切替機構６２をモ
ータ切り離し状態とすることができる。

【００３２】本電源制御装置は、制御部３０とモータ切
り離し状態を実現可能な切替機構６２とを含んで構成さ
れ、電源部１０の不要な電荷を放電制御するものであ
る。制御部３０内において本装置の特徴的動作を行う部
分が放電制御部である。以下、放電制御部の動作を説明
する。図３は、放電制御部の動作を説明する概略のフロ
ー図である。放電制御部は、イグニッションスイッチＩ
Ｇがオフ状態とされると（Ｓ１００）、ＳＭＲ３２をオ
フする（Ｓ１０２）。これにより、バッテリ２０からの
電源供給を停止されるが、平滑化コンデンサ３４，３６
にはそれまでの動作中に蓄積された電荷が残存している
可能性がある。既に述べたように、この電荷は電源部１
０の点検を行う場合に作業者の感電を引き起こす可能性
があるため、安全のため除去すべき不要な電荷である。

【００３３】電圧センサ３８は、コンデンサ３４，３６
に並列に接続され、それらに残存する電荷に応じた電圧
Ｖ_Cが電圧センサ３８の両端に印加される。放電制御部
は、電圧センサ３８により電圧Ｖ_Cを計測し、その電圧
が安全上要求される基準値Ｖ_t _h以上であることを検知す
ると（Ｓ１０４）、本電源制御装置の特徴的動作である
余剰電荷制御処理を開始する。

【００３４】余剰電荷制御処理では、放電制御部は、ま
ず切替機構６２をモータ切り離し状態に切り替える（Ｓ
１０６）。そして、モータ１６を駆動するようにインバ
ータ回路２４を制御する（Ｓ１０８）。すると、コンデ
ンサ３４，３６に残存した電荷が直流電流となってイン
バータ回路２４に入力され、インバータ回路２４からは
モータ１６を駆動する３相交流が出力され、モータ１６
のロータ６０が回転させられる。これにより、コンデン
サ３４，３６に蓄積されていた電気エネルギーは、ロー
タ６０の回転エネルギー、モータ１６のコイルを含む電
線の抵抗成分で発生する熱エネルギーに変換され消費さ
れていく。放電制御部は、その消費状況を電圧センサの
出力によりモニタし、その電圧Ｖ_Cが基準値Ｖ_thを下回
るまで（Ｓ１１０）、Ｓ１０８のモータ１６の駆動制御
を継続する。

【００３５】一方、放電制御部は電圧Ｖ_Cが基準値Ｖ_th
を下回ったことを検知すると（Ｓ１１０）、モータ１６
が発生するトルクを駆動輪に伝達可能なように、切替機
構６２を切り替え（Ｓ１１２）、放電制御動作が終了す
る。ちなみに、車両は停車状態にあるので、放電制御部
は放電制御動作終了後、例えば切替機構６２を発進時に
適したアンダードライブ状態に切り替える。

【００３６】上述の余剰電荷制御処理は、停車時にコン
デンサ３４，３６に残っている不要電荷を放電するもの
であったが、本装置はバッテリ２０のＳＯＣの調整にも
利用することができる。図４は、バッテリ２０に対する
放電制御部の動作を説明する概略のフロー図である。放
電制御部は、車両が停車していること及びイグニッショ
ンスイッチがオン状態であることを検知すると（Ｓ２０
０）、さらにＳＯＣのチェックを行う（Ｓ２０２）。Ｓ
ＯＣが目標レベル以上であると判断された場合には、Ｓ
ＭＲ３２をオン状態に保ったまま余剰電荷制御処理を開
始する。この処理中の切替機構６２の切り替え動作Ｓ１
０６及びモータ駆動動作Ｓ１０８は、上述のコンデンサ
放電の処理と同様である。放電制御部は、モータ駆動動
作Ｓ１０８によるバッテリ２０の放電状況をＳＯＣの監
視により把握し、ＳＯＣが目標レベルを下回るまで（Ｓ
２０４）、Ｓ１０８のモータ１６の駆動制御を継続す
る。

【００３７】一方、放電制御部はＳＯＣが目標レベルを
下回ったことを検知すると（Ｓ２０４）、モータ１６の
駆動を停止し、コンデンサ放電の場合と同様、切替機構
６２を例えばアンダードライブに切り替え（Ｓ１１
２）、放電制御動作が終了する。ちなみに、車両は停車
状態にあるので、放電制御部は放電制御動作終了後、例
えば切替機構６２を発進時に適したアンダードライブ状
態に切り替える。

【００３８】上述の実施形態は、電気分配式ハイブリッ
ド車に本発明を適用したものであるが、本発明は、機械
分配式ハイブリッド車や、エンジンを有さずモータのみ
で車両を駆動する純粋な電気自動車にも適用することが
できる。また、上述のような、エンジン１２とモータ１
６との双方が車輪を直接駆動できるパラレルハイブリッ
ドシステムの場合にも、エンジンはモータへの電力供給
源としてのみ動作し直接の車輪駆動はモータが行うシリ
ーズハイブリッドシステムの場合にも適用することがで
きる。例えば、図５は、本発明を適用した機械分配式ハ
イブリッド車の概略のシステム構成を示す模式図であ
り、特に駆動系を中心的に示す図である。上記実施形態
と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を簡単に
する。

【００３９】機械分配式ハイブリッド車と電気分配式ハ
イブリッド車との相違点は、エンジン１２の出力エネル
ギーを、車両駆動エネルギーと発電エネルギーとに分割
する動力分割機構にある。電気分配式では発電機１４が
回転可能なステータ５２とロータ５０との電磁的なカッ
プリングにより動力分割を実現するが、機械分配式で
は、上記エネルギーの分配を行うために遊星歯車機構３
００を備えている。

【００４０】遊星歯車機構３００はリングギヤ３０２、
プラネタリーキャリア３０４、サンギヤ３０６を含んで
構成され、それらは同一の中心軸を有する。プラネタリ
ーキャリア３０４には、リングギヤ３０２の内周とサン
ギヤ３０６の外周との間隔に応じた直径を有したピニオ
ンギヤ３０８の中心が取り付けられる。リングギヤ３０
２とピニオンギヤ３０８と、及びピニオンギヤ３０８と
サンギヤ３０６とはそれぞれ互いに接し、互いに相関を
有して回転する。これにより遊星歯車機構３００は、回
転リングギヤ３０２、プラネタリーキャリア３０４、サ
ンギヤ３０６の３つの回転動力のうち２つの動力が決定
されると残りの１つの動力が決定される性質を有してい
る。

【００４１】ここに示す構成では、サンギヤ３０６は発
電機１４のロータ５０に接続され、プラネタリーキャリ
ア３０４はエンジン１２に接続される。また、リングギ
ヤ３０２は、切替機構６２を介してモータ１６のロータ
６０に接続され得る。またリングギヤ３０２の回転はチ
ェーンやギヤを介してディファレンシャル機構部５４に
伝達され、駆動輪５６が駆動される。この遊星歯車機構
３００により、エンジン１２からの動力は、車両駆動エ
ネルギーと発電エネルギーとに分割される。

【００４２】さて、切替機構６２はモータ１６を、リン
グギヤ３０２、つまり駆動輪に動力を伝達可能な状態、
エンジン１２に接続された状態、又はいずれにも接続さ
れないモータ切り離し状態のいずれかにする。図に示す
状態は、スリーブ６４がモータ１６のロータ６０とリン
グギヤ３０２の軸とを接続した状態であり、アンダード
ライブの状態である。また、スリーブ６４を左にシフト
してロータ６０とエンジンシャフトに取り付けられたギ
ヤ６８とを接続した状態とすると、オーバードライブの
状態が実現される。切替機構６２の特徴は、上記実施形
態で述べたように、ロータ６０をギヤ６８にもリングギ
ヤ３０２にも接続しない状態とすることができることで
ある。つまり図に示す構成では、スリーブ６４をアンダ
ードライブとオーバードライブとの中間の位置に移動さ
せ、ロータ６０をフロートのリング７０に接続すること
により、モータ１６を駆動輪から動力的に切り離すこと
ができる。

【００４３】放電制御部は、この切替機構６２を用い、
図３，４により説明した放電制御を実施することによ
り、機械分配式ハイブリッド車においても、平滑化コン
デンサ３４，３６の放電やバッテリ２０のＳＯＣ低減操
作を行うことができる。

【００４４】従来のモータに電流を流して放電を行う方
法では、磁化電流Ｉdのみによる電導損失でエネルギー
を消費していたのに対し、本電源制御装置によれば、磁
化電流Ｉdだけでなくトルク電流Ｉqも流すことができる
ので、電導損失によるエネルギー消費だけでも従来より
効率的な放電が達成される。しかし、本装置の最たる効
果は、電源部１０の余剰電荷によりモータ１６のロータ
６０を回転させ、不要な電気エネルギーをロータの運動
エネルギーに変換して消費することによって得られる。
モータ１６が車両駆動に必要とされないタイミングにお
いて、切替機構６２によりモータ１６を駆動系から切り
離して回転させることにより、車両に生じる振動を抑制
しながら放電を迅速に行うことができる。

【００４５】イグニッションスイッチがオフされたとき
に、本装置で平滑化コンデンサの放電を行うことによ
り、電源部１０の点検等の作業における安全性が停車後
速やかに確保される。また、本装置は放電を迅速に行う
ことができるため、バッテリ２０の余剰電荷を放電に利
用すれば、ＳＯＣを速やかに適正な目標レベルまで低減
することができる。従来は、主としてＳＯＣが制御上限
に達した場合は、充電を禁止し、もっぱらモータ１６等
での使用による自然な放電によるＳＯＣ減少に頼ってい
たため、ＳＯＣが適正なレベルにまで低減するのに長時
間を要する場合もあった。充電を禁止する処置は、モー
タ１６による回生制動も禁止することを意味する。その
結果、機械ブレーキが多用されることになり磨耗が速く
なったり、例えば長い下り坂などでは機械ブレーキが過
熱状態となるという事態を生じる。この点、本装置によ
れば、速やかに放電が行われるため、回生制動の禁止時
間が短縮され、機械ブレーキの磨耗等の問題が抑制され
るという効果が得られる。

【００４６】なお、電圧センサ３８は、従来よりＳＭＲ
３２オン時の突入電流防止のために、コンデンサ３４，
３６の端子間電圧をモニタするために設けられていたも
のである。つまりＳＭＲ３２をオンする前に、それと並
列に設けられた制限抵抗付きリレーをオンし、コンデン
サ３４，３６をある程度まで充電し、その後ＳＭＲ３２
をオンするという動作を行っている。本装置の電圧セン
サ３８は、この動作においてコンデンサ３４，３６の充
電状態をモニタするために設けられていたものをそのま
ま利用することができ、改めて設ける必要はない。

【００４７】また、電圧センサ３８を用いない実施形態
も可能である。モータ１６の回転や電導損失によるエネ
ルギー消費率がどの程度であるかは、予め見積もること
ができる。よって例えば、放電制御部がこのエネルギー
消費率に基づいて、モータを回転させる余剰電荷制御処
理を時間制御するように、本装置を構成することができ
る。つまり、放電制御部は、コンデンサ３４，３６の容
量やバッテリ２０の現ＳＯＣと目標レベルのＳＯＣとの
差に応じた時間をタイマー処理で計測し、当該時間中、
モータ１６を回転させる余剰電荷制御処理の継続時間を
実行するように構成可能であり、その構成では電圧セン
サ３８を用いない制御が実現される。

【００４８】なお、制御部３０はマイクロプロセッサを
用いて構成することができ、放電制御部は、そのプロセ
ッサ上で実行されるプログラムとして実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハイブリッド型電気自動車の概略のシステム
構成を示す模式図であり、特にバッテリを含みモータへ
の駆動電力の供給を行う電源部を中心的に示す図であ
る。

【図２】電気分配式ハイブリッド車の概略のシステム
構成を示す模式図であり、特に駆動系を中心的に示す図
である。

【図３】平滑化コンデンサに対する放電制御部の動作
を説明する概略のフロー図である。

【図４】バッテリに対する放電制御部の動作を説明す
る概略のフロー図である。

【図５】機械分配式ハイブリッド車の概略のシステム
構成を示す模式図であり、特に駆動系を中心的に示す図
である。

【符号の説明】

１０電源部、１２エンジン、１４発電機、１６
モータ、２０バッテリ、２２，２４インバータ回
路、３０制御部、３４，３６平滑化コンデンサ、３
８電圧センサ、６２切替機構、６６アクチュエー
タ、３００遊星歯車機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６０Ｌ 11/12 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ 11/18 Ｆターム(参考） 3D039 AA02 AA03 AB01 AB26 AC04 AC21 AD03 AD06 AD11 5H115 PA01 PA08 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PO01 PU08 PU22 PU24 PU25 PU26 PU28 PV07 PV09 QE20 QN02 RB22 RB26 SE03 SE09 TI01 TO13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動車両に用いられ、直流電源と前記直
流電源から車両駆動用モータを駆動する交流電流を生成
する変換器と前記変換器の入力に設けられた平滑化コン
デンサとを含んだ電源部を制御する電動車両用電源制御
装置において、前記車両駆動用モータの出力側の動力伝達経路を切断す
るモータ出力切断手段と、前記モータ出力切断手段を動作させるとともに、前記変
換器を制御して前記車両駆動用モータを駆動し電力を消
費させる放電制御部と、を有することを特徴とする電動車両用電源制御装置。
【請求項２】請求項１記載の電動車両用電源制御装置
において、前記放電制御部は、前記直流電源から前記変換器への電
力供給の遮断時に、前記モータ出力切断手段の動作及び
前記車両駆動用モータの駆動を実行し、前記平滑化コン
デンサを放電させることを特徴とする電動車両用電源制
御装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の電動車両
用電源制御装置において、前記電動車両は、エンジンが発生する駆動力を電磁的カ
ップリングを用いた手段により、発電エネルギーと車両
駆動エネルギーとに分配する電気分配式ハイブリッド車
であることを特徴とする電動車両用電源制御装置。
【請求項４】請求項１又は請求項２に記載の電動車両
用電源制御装置において、前記電動車両は、エンジンが発生する駆動力を機械的手
段により、発電エネルギーと車両駆動エネルギーとに分
配する機械分配式ハイブリッド車であることを特徴とす
る電動車両用電源制御装置。