JP2003134606A - ハイブリッド車の駆動装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハイブリッド車の駆動装置において、補機の
駆動に用いられるＤＣ−ＤＣコンバータの要求耐圧を低
減すると共に、主電池の異常時においても車両の安定走
行を可能とする。 【解決手段】 主電池５０の出力は昇降圧型コンバータ
５４により昇圧されて電動機ユニット５２に供給され
る。ＤＣ−ＤＣコンバータ５６は、昇降圧型コンバータ
５４の主電池５０側の端子間に接続され、これにより要
求耐圧が低減する。ＤＣ−ＤＣコンバータ５６が主電池
５０から給電されない場合には、制御ユニット６６は、
電動機ユニット５２の出力電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ
５６の許容入力電圧範囲内に低下させる。さらに制御ユ
ニット６６は、チョッパ回路で構成される昇降圧型コン
バータ５４のスイッチ８２を定常的にオン状態として、
ＤＣ−ＤＣコンバータ５６と電動機ユニット５２とを直
接に接続する。
駆動に用いられるＤＣ−ＤＣコンバータの要求耐圧を低
減すると共に、主電池の異常時においても車両の安定走
行を可能とする。 【解決手段】 主電池５０の出力は昇降圧型コンバータ
５４により昇圧されて電動機ユニット５２に供給され
る。ＤＣ−ＤＣコンバータ５６は、昇降圧型コンバータ
５４の主電池５０側の端子間に接続され、これにより要
求耐圧が低減する。ＤＣ−ＤＣコンバータ５６が主電池
５０から給電されない場合には、制御ユニット６６は、
電動機ユニット５２の出力電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ
５６の許容入力電圧範囲内に低下させる。さらに制御ユ
ニット６６は、チョッパ回路で構成される昇降圧型コン
バータ５４のスイッチ８２を定常的にオン状態として、
ＤＣ−ＤＣコンバータ５６と電動機ユニット５２とを直
接に接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車の
駆動装置に関し、特に、主電池の故障時等における補機
への給電の確保に関する。
駆動装置に関し、特に、主電池の故障時等における補機
への給電の確保に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３はハイブリッド車の従来の駆動装置
の概略の回路構成図である。この駆動装置は、主電池２
と、電動機ユニット４と、昇降圧型コンバータ６と、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ８、リレー１０、ヒューズ１２を含
んで構成される。電動機ユニット４は例えば、２つのモ
ータ／ジェネレータ（ＭＧ）１４，１６及び各ＭＧに対
応したインバータ１８，２０を含んで構成される。主電
池２の出力は、昇降圧型コンバータ６にて昇圧されて電
動機ユニット４へ入力され、電動機ユニット４はその電
力を車両の駆動力に変換する。一方、電動機ユニット４
はエンジントルクや車両駆動軸のトルクを電力に変換し
て出力することができる。電動機ユニット４にて生成さ
れた電力は、例えば昇降圧型コンバータ６にて降圧され
て主電池２に充電される。
の概略の回路構成図である。この駆動装置は、主電池２
と、電動機ユニット４と、昇降圧型コンバータ６と、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ８、リレー１０、ヒューズ１２を含
んで構成される。電動機ユニット４は例えば、２つのモ
ータ／ジェネレータ（ＭＧ）１４，１６及び各ＭＧに対
応したインバータ１８，２０を含んで構成される。主電
池２の出力は、昇降圧型コンバータ６にて昇圧されて電
動機ユニット４へ入力され、電動機ユニット４はその電
力を車両の駆動力に変換する。一方、電動機ユニット４
はエンジントルクや車両駆動軸のトルクを電力に変換し
て出力することができる。電動機ユニット４にて生成さ
れた電力は、例えば昇降圧型コンバータ６にて降圧され
て主電池２に充電される。
【０００３】昇降圧型コンバータ６はチョッパ回路で構
成され、昇降圧型コンバータ６の電動機ユニット４に接
続される端子間に、ダイオード２２及びトランジスタス
イッチ２４の並列接続と、ダイオード２６及びトランジ
スタスイッチ２８の並列接続とが直列接続される。ダイ
オード２６及びトランジスタスイッチ２８の並列接続の
一方端にはリアクトル３０が接続され、これが昇降圧型
コンバータ６の主電池２側の一方端子となり、他方端子
はダイオード２６及びトランジスタスイッチ２８の並列
接続の他方端から引き出される。この昇降圧型コンバー
タ６は、昇圧動作時には、スイッチ２４をオフ状態とし
て、スイッチ２８を周期的にスイッチング動作され、一
方、降圧動作時にはスイッチ２８をオフ状態として、ス
イッチ２４を周期的にスイッチング動作される。
成され、昇降圧型コンバータ６の電動機ユニット４に接
続される端子間に、ダイオード２２及びトランジスタス
イッチ２４の並列接続と、ダイオード２６及びトランジ
スタスイッチ２８の並列接続とが直列接続される。ダイ
オード２６及びトランジスタスイッチ２８の並列接続の
一方端にはリアクトル３０が接続され、これが昇降圧型
コンバータ６の主電池２側の一方端子となり、他方端子
はダイオード２６及びトランジスタスイッチ２８の並列
接続の他方端から引き出される。この昇降圧型コンバー
タ６は、昇圧動作時には、スイッチ２４をオフ状態とし
て、スイッチ２８を周期的にスイッチング動作され、一
方、降圧動作時にはスイッチ２８をオフ状態として、ス
イッチ２４を周期的にスイッチング動作される。
【０００４】ＤＣ−ＤＣコンバータ８は入力された直流
電力の電圧を変換して、ＥＣＵ等の制御回路へ電力を供
給する補機バッテリ３２（例えば出力電圧１２Ｖ）を充
電する。ＤＣ−ＤＣコンバータ８は昇降圧型コンバータ
６の電動機ユニット４側の端子間に接続される。この構
成では、主電池２側に異常、例えば、電池異常、ヒュー
ズ切れ、リレーの異常等が生じても、電動機ユニット４
で発電された電力をＤＣ−ＤＣコンバータ８に供給する
ことができる。つまり主電池２側に異常が生じてもＥＣ
Ｕ等の制御回路の駆動に用いられる補機バッテリ３２が
空になることを回避でき、車両が走行不能に陥ることを
防止できる。
電力の電圧を変換して、ＥＣＵ等の制御回路へ電力を供
給する補機バッテリ３２（例えば出力電圧１２Ｖ）を充
電する。ＤＣ−ＤＣコンバータ８は昇降圧型コンバータ
６の電動機ユニット４側の端子間に接続される。この構
成では、主電池２側に異常、例えば、電池異常、ヒュー
ズ切れ、リレーの異常等が生じても、電動機ユニット４
で発電された電力をＤＣ−ＤＣコンバータ８に供給する
ことができる。つまり主電池２側に異常が生じてもＥＣ
Ｕ等の制御回路の駆動に用いられる補機バッテリ３２が
空になることを回避でき、車両が走行不能に陥ることを
防止できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の構成で
は、ＤＣ−ＤＣコンバータは高い耐圧を要求され、その
分、構成部品の仕様に対する要求も高くなり、また回路
構成も複雑化し、コストの低減や小型化が難しいという
問題があった。
は、ＤＣ−ＤＣコンバータは高い耐圧を要求され、その
分、構成部品の仕様に対する要求も高くなり、また回路
構成も複雑化し、コストの低減や小型化が難しいという
問題があった。
【０００６】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、ＤＣ−ＤＣコンバータの要求耐圧を低減す
ると共に、主電池等の異常時においても、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータへ給電され、補機の動作が保証される駆動装置
及びその制御方法を提供することを目的とする。
れたもので、ＤＣ−ＤＣコンバータの要求耐圧を低減す
ると共に、主電池等の異常時においても、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータへ給電され、補機の動作が保証される駆動装置
及びその制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るハイブリッ
ド車の駆動装置は、主電池と、エンジンと、前記主電池
の出力を車両の駆動力に変換し、かつ前記エンジンが発
生する駆動力を電力に変換し前記主電池を充電する電動
機ユニットと、前記主電池の出力を昇圧して前記電動機
ユニットへ供給すること、及び、前記電動機ユニットの
出力を降圧して前記主電池へ供給することができる昇降
圧型コンバータとを備える駆動装置において、前記昇降
圧型コンバータの前記主電池が接続される端子間に接続
され、補機へ供給される電力を前記主電池の出力に基づ
いて生成するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記電動機ユニ
ットの出力を前記ＤＣ−ＤＣコンバータに直接供給する
直接給電経路を構成可能な経路切り替え手段と、前記主
電池から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの給電が停止した
場合に、前記電動機ユニットをその出力が前記ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの耐圧以下となるように制御し、かつ前記
直接給電経路が構成されるように前記経路切り替え手段
を制御する制御手段とを有するものである。
ド車の駆動装置は、主電池と、エンジンと、前記主電池
の出力を車両の駆動力に変換し、かつ前記エンジンが発
生する駆動力を電力に変換し前記主電池を充電する電動
機ユニットと、前記主電池の出力を昇圧して前記電動機
ユニットへ供給すること、及び、前記電動機ユニットの
出力を降圧して前記主電池へ供給することができる昇降
圧型コンバータとを備える駆動装置において、前記昇降
圧型コンバータの前記主電池が接続される端子間に接続
され、補機へ供給される電力を前記主電池の出力に基づ
いて生成するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記電動機ユニ
ットの出力を前記ＤＣ−ＤＣコンバータに直接供給する
直接給電経路を構成可能な経路切り替え手段と、前記主
電池から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの給電が停止した
場合に、前記電動機ユニットをその出力が前記ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの耐圧以下となるように制御し、かつ前記
直接給電経路が構成されるように前記経路切り替え手段
を制御する制御手段とを有するものである。
【０００８】本発明によれば、主電池の電圧は、昇降圧
型コンバータによって昇圧されて電動機ユニットへ供給
される。一方、電動機ユニットで発生する電力は、昇降
圧型コンバータによって降圧されて主電池に充電され
る。ＤＣ−ＤＣコンバータは、昇降圧型コンバータの電
動機ユニット側の端子間ではなく、主電池側の端子間に
設けられる。これによりＤＣ−ＤＣコンバータに要求さ
れる耐圧が低くなる。ＤＣ−ＤＣコンバータは主電池か
ら給電され、一般にさらに低電圧で動作する補機用の電
源を提供する。ここで主電池の故障等によりＤＣ−ＤＣ
コンバータが主電池からの給電が停止した場合、電動機
ユニットにより発電された電力がＤＣ−ＤＣコンバータ
へ供給されるので、補機バッテリの残充電量不足による
車両制御不能、走行不能が回避される。電動機ユニット
からＤＣ−ＤＣコンバータへの給電の際、電動機ユニッ
トの出力電圧をＤＣ−ＤＣコンバータの耐圧以下となる
ように制御するので、昇降圧型コンバータにより降圧す
る必要はなく、直接給電経路を介して、電動機ユニット
の出力がそのままＤＣ−ＤＣコンバータへ給電される。
このような昇降圧型コンバータによる降圧動作を用いな
い構成は、ＤＣ−ＤＣコンバータの耐圧、電流容量とい
った仕様を満たすように昇降圧型コンバータを制御する
困難さを回避することができ、安定した制御が容易に実
現される。
型コンバータによって昇圧されて電動機ユニットへ供給
される。一方、電動機ユニットで発生する電力は、昇降
圧型コンバータによって降圧されて主電池に充電され
る。ＤＣ−ＤＣコンバータは、昇降圧型コンバータの電
動機ユニット側の端子間ではなく、主電池側の端子間に
設けられる。これによりＤＣ−ＤＣコンバータに要求さ
れる耐圧が低くなる。ＤＣ−ＤＣコンバータは主電池か
ら給電され、一般にさらに低電圧で動作する補機用の電
源を提供する。ここで主電池の故障等によりＤＣ−ＤＣ
コンバータが主電池からの給電が停止した場合、電動機
ユニットにより発電された電力がＤＣ−ＤＣコンバータ
へ供給されるので、補機バッテリの残充電量不足による
車両制御不能、走行不能が回避される。電動機ユニット
からＤＣ−ＤＣコンバータへの給電の際、電動機ユニッ
トの出力電圧をＤＣ−ＤＣコンバータの耐圧以下となる
ように制御するので、昇降圧型コンバータにより降圧す
る必要はなく、直接給電経路を介して、電動機ユニット
の出力がそのままＤＣ−ＤＣコンバータへ給電される。
このような昇降圧型コンバータによる降圧動作を用いな
い構成は、ＤＣ−ＤＣコンバータの耐圧、電流容量とい
った仕様を満たすように昇降圧型コンバータを制御する
困難さを回避することができ、安定した制御が容易に実
現される。
【０００９】本発明の好適な態様は、前記昇降圧型コン
バータが、その前記電動機ユニットに接続される端子間
に直列接続され、昇圧動作及び降圧動作において少なく
とも一方がチョッパ動作される第１スイッチ素子及び第
２スイッチ素子と、前記第１スイッチ素子と前記第２ス
イッチ素子との接続点に一方端を接続されたリアクトル
とを有し、前記リアクトル及び前記第２スイッチ素子が
前記主電池の端子間に直列接続されたチョッパ回路であ
り、前記経路切り替え手段が、前記第１スイッチ素子及
び前記第２スイッチ素子を含み、前記制御手段が、前記
直接給電経路を構成する際の前記経路切り替え手段に対
する制御として、前記第１スイッチ素子を持続的に導通
状態とし、前記第２スイッチ素子を持続的に切断状態と
するハイブリッド車の駆動装置である。
バータが、その前記電動機ユニットに接続される端子間
に直列接続され、昇圧動作及び降圧動作において少なく
とも一方がチョッパ動作される第１スイッチ素子及び第
２スイッチ素子と、前記第１スイッチ素子と前記第２ス
イッチ素子との接続点に一方端を接続されたリアクトル
とを有し、前記リアクトル及び前記第２スイッチ素子が
前記主電池の端子間に直列接続されたチョッパ回路であ
り、前記経路切り替え手段が、前記第１スイッチ素子及
び前記第２スイッチ素子を含み、前記制御手段が、前記
直接給電経路を構成する際の前記経路切り替え手段に対
する制御として、前記第１スイッチ素子を持続的に導通
状態とし、前記第２スイッチ素子を持続的に切断状態と
するハイブリッド車の駆動装置である。
【００１０】本態様では、昇降圧型コンバータの第１ス
イッチ素子、第２スイッチ素子に対して、本来の昇圧動
作、降圧動作とは異なる制御を行うことにより、電動機
ユニットからＤＣ−ＤＣコンバータへの直接の給電が行
われる。すなわち、昇圧動作、降圧動作では、いずれか
のスイッチ素子が周期的にオン／オフされるが、電動機
ユニットからの直接給電を行う際には、第１スイッチ素
子はオン状態に保たれ、第２スイッチ素子はオフ状態に
保たれる。これにより、電動機ユニットの出力端子にＤ
Ｃ−ＤＣコンバータが直接接続された構成となる。
イッチ素子、第２スイッチ素子に対して、本来の昇圧動
作、降圧動作とは異なる制御を行うことにより、電動機
ユニットからＤＣ−ＤＣコンバータへの直接の給電が行
われる。すなわち、昇圧動作、降圧動作では、いずれか
のスイッチ素子が周期的にオン／オフされるが、電動機
ユニットからの直接給電を行う際には、第１スイッチ素
子はオン状態に保たれ、第２スイッチ素子はオフ状態に
保たれる。これにより、電動機ユニットの出力端子にＤ
Ｃ−ＤＣコンバータが直接接続された構成となる。
【００１１】また本発明の他の好適な態様は、前記昇降
圧型コンバータが、その前記電動機ユニットに接続され
る端子間に直列接続され、昇圧動作及び降圧動作におい
て少なくとも一方がチョッパ動作される第１スイッチ素
子及び第２スイッチ素子と、前記第１スイッチ素子と前
記第２スイッチ素子との接続点に一方端を接続されたリ
アクトルとを有し、前記リアクトル及び前記第２スイッ
チ素子が前記主電池の端子間に直列接続されたチョッパ
回路であり、前記経路切り替え手段が、前記第１スイッ
チの前記電動機ユニットに接続される一方端と、前記Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータの前記リアクトルに接続される側の
端子との間を短絡するリレーを有し、前記制御手段が、
前記直接給電経路を構成する際の前記経路切り替え手段
に対する制御として、前記リレーを導通状態とするハイ
ブリッド車の駆動装置である。
圧型コンバータが、その前記電動機ユニットに接続され
る端子間に直列接続され、昇圧動作及び降圧動作におい
て少なくとも一方がチョッパ動作される第１スイッチ素
子及び第２スイッチ素子と、前記第１スイッチ素子と前
記第２スイッチ素子との接続点に一方端を接続されたリ
アクトルとを有し、前記リアクトル及び前記第２スイッ
チ素子が前記主電池の端子間に直列接続されたチョッパ
回路であり、前記経路切り替え手段が、前記第１スイッ
チの前記電動機ユニットに接続される一方端と、前記Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータの前記リアクトルに接続される側の
端子との間を短絡するリレーを有し、前記制御手段が、
前記直接給電経路を構成する際の前記経路切り替え手段
に対する制御として、前記リレーを導通状態とするハイ
ブリッド車の駆動装置である。
【００１２】本態様によれば、第１スイッチ素子とは並
列に別個のスイッチ素子としてリレーが設けられる。こ
れにより、第１スイッチ素子が故障した場合にもＤＣ−
ＤＣコンバータに給電することが可能である。
列に別個のスイッチ素子としてリレーが設けられる。こ
れにより、第１スイッチ素子が故障した場合にもＤＣ−
ＤＣコンバータに給電することが可能である。
【００１３】本発明に係るハイブリッド車の駆動装置の
制御方法は、主電池と、エンジンと、前記主電池の出力
を車両の駆動力に変換し、かつ前記エンジンが発生する
駆動力を電力に変換し前記主電池を充電する電動機ユニ
ットと、前記主電池の出力を昇圧して前記電動機ユニッ
トへ供給すること、及び、前記電動機ユニットの出力を
降圧して前記主電池へ供給することができる昇降圧型コ
ンバータと、補機へ供給される電力を前記主電池の出力
に基づいて生成するＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、前
記昇降圧型コンバータが、その前記電動機ユニットに接
続される端子間に直列接続され、昇圧動作及び降圧動作
において少なくとも一方がチョッパ動作される第１スイ
ッチ素子及び第２スイッチ素子と、前記第１スイッチ素
子と前記第２スイッチ素子との接続点に一方端を接続さ
れたリアクトルとを有し、前記リアクトル及び前記第２
スイッチ素子が前記主電池の端子間に直列接続されたチ
ョッパ回路である、ハイブリッド車の駆動装置の制御方
法であって、前記主電池から前記ＤＣ−ＤＣコンバータ
への給電停止を検知するステップと、前記給電停止に伴
い、前記電動機ユニットをその出力が前記ＤＣ−ＤＣコ
ンバータの耐圧以下となるように制御するステップと、
前記給電停止に伴い、前記第１スイッチ素子を持続的に
導通状態とし、前記第２スイッチ素子を持続的に切断状
態とするステップとを有する。
制御方法は、主電池と、エンジンと、前記主電池の出力
を車両の駆動力に変換し、かつ前記エンジンが発生する
駆動力を電力に変換し前記主電池を充電する電動機ユニ
ットと、前記主電池の出力を昇圧して前記電動機ユニッ
トへ供給すること、及び、前記電動機ユニットの出力を
降圧して前記主電池へ供給することができる昇降圧型コ
ンバータと、補機へ供給される電力を前記主電池の出力
に基づいて生成するＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、前
記昇降圧型コンバータが、その前記電動機ユニットに接
続される端子間に直列接続され、昇圧動作及び降圧動作
において少なくとも一方がチョッパ動作される第１スイ
ッチ素子及び第２スイッチ素子と、前記第１スイッチ素
子と前記第２スイッチ素子との接続点に一方端を接続さ
れたリアクトルとを有し、前記リアクトル及び前記第２
スイッチ素子が前記主電池の端子間に直列接続されたチ
ョッパ回路である、ハイブリッド車の駆動装置の制御方
法であって、前記主電池から前記ＤＣ−ＤＣコンバータ
への給電停止を検知するステップと、前記給電停止に伴
い、前記電動機ユニットをその出力が前記ＤＣ−ＤＣコ
ンバータの耐圧以下となるように制御するステップと、
前記給電停止に伴い、前記第１スイッチ素子を持続的に
導通状態とし、前記第２スイッチ素子を持続的に切断状
態とするステップとを有する。
【００１４】
【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。
図面を参照して説明する。
【００１５】［実施形態１］図１は、本発明の第１の実
施形態であるハイブリッド車の駆動装置の概略の回路構
成図である。この駆動装置は、主電池５０と、電動機ユ
ニット５２と、昇降圧型コンバータ５４と、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ５６、リレー５８、ヒューズ６０、補機バッ
テリ６２、エンジン６４、制御ユニット６６を含んで構
成される。電動機ユニット５２は例えば、２つのＭＧ７
０，７２及び各ＭＧに対応したインバータ７４，７６を
含んで構成される。例えば、ＭＧ７０は、エンジン６４
の出力軸から車両駆動軸へ電磁的にトルク伝達を行う機
能と共に、エンジントルクの一部又は全部を電気エネル
ギーに変換する発電機としての機能を果たす。一方、Ｍ
Ｇ７２は車両駆動軸に対しトルクを与えると共に、制動
時等には車両駆動軸からトルクを受け、電気エネルギー
を回生する。このように、電動機ユニット５２では発電
を行うことができ、生成された電力は、例えば昇降圧型
コンバータ５４にて降圧されて主電池５０に充電され
る。
施形態であるハイブリッド車の駆動装置の概略の回路構
成図である。この駆動装置は、主電池５０と、電動機ユ
ニット５２と、昇降圧型コンバータ５４と、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ５６、リレー５８、ヒューズ６０、補機バッ
テリ６２、エンジン６４、制御ユニット６６を含んで構
成される。電動機ユニット５２は例えば、２つのＭＧ７
０，７２及び各ＭＧに対応したインバータ７４，７６を
含んで構成される。例えば、ＭＧ７０は、エンジン６４
の出力軸から車両駆動軸へ電磁的にトルク伝達を行う機
能と共に、エンジントルクの一部又は全部を電気エネル
ギーに変換する発電機としての機能を果たす。一方、Ｍ
Ｇ７２は車両駆動軸に対しトルクを与えると共に、制動
時等には車両駆動軸からトルクを受け、電気エネルギー
を回生する。このように、電動機ユニット５２では発電
を行うことができ、生成された電力は、例えば昇降圧型
コンバータ５４にて降圧されて主電池５０に充電され
る。
【００１６】昇降圧型コンバータ５４はチョッパ回路で
構成され、昇降圧型コンバータ５４の電動機ユニット５
２に接続される端子間に、ダイオード８０及びトランジ
スタスイッチ８２の並列接続体と、ダイオード８４及び
トランジスタスイッチ８６の並列接続体とが直列接続さ
れる。両並列接続体相互の接続点にはリアクトル８８が
接続され、これが昇降圧型コンバータ５４の主電池５０
側の一方端子となり、他方端子はダイオード８４及びト
ランジスタスイッチ８６の並列接続体のリアクトル８８
が接続されていない側から引き出される。この昇降圧型
コンバータ５４は、昇圧動作時には、スイッチ８２をオ
フ状態として、スイッチ８６を周期的にスイッチング動
作され、一方、降圧動作時にはスイッチ８６をオフ状態
として、スイッチ８２を周期的にスイッチング動作され
る。例えば、主電池５０の端子間電圧は２００〜３００
Ｖ程度、電動機ユニット５２の通常動作電圧は５００Ｖ
程度であり、昇降圧型コンバータ５４はこれらの間の電
圧変換を行う。
構成され、昇降圧型コンバータ５４の電動機ユニット５
２に接続される端子間に、ダイオード８０及びトランジ
スタスイッチ８２の並列接続体と、ダイオード８４及び
トランジスタスイッチ８６の並列接続体とが直列接続さ
れる。両並列接続体相互の接続点にはリアクトル８８が
接続され、これが昇降圧型コンバータ５４の主電池５０
側の一方端子となり、他方端子はダイオード８４及びト
ランジスタスイッチ８６の並列接続体のリアクトル８８
が接続されていない側から引き出される。この昇降圧型
コンバータ５４は、昇圧動作時には、スイッチ８２をオ
フ状態として、スイッチ８６を周期的にスイッチング動
作され、一方、降圧動作時にはスイッチ８６をオフ状態
として、スイッチ８２を周期的にスイッチング動作され
る。例えば、主電池５０の端子間電圧は２００〜３００
Ｖ程度、電動機ユニット５２の通常動作電圧は５００Ｖ
程度であり、昇降圧型コンバータ５４はこれらの間の電
圧変換を行う。
【００１７】ＤＣ−ＤＣコンバータ５６は、昇降圧型コ
ンバータ５４の主電池５０側の端子間に接続され、主電
池５０から入力された直流電力の電圧を変換して補機バ
ッテリ６２（例えば出力電圧１２Ｖ）を充電する。この
ようにＤＣ−ＤＣコンバータ５６を昇降圧型コンバータ
５４より主電池５０側に配置することにより、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ５６に要求される耐圧は、主電池５０の出
力電圧に応じたものとなり、電動機ユニット５２側に配
置する場合よりも低い耐圧に構成することができる。ま
た、それにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ５６の構成部品
の仕様を下げることができ、また回路構成の簡素化が図
られ、コストが低減や小型化が可能である。
ンバータ５４の主電池５０側の端子間に接続され、主電
池５０から入力された直流電力の電圧を変換して補機バ
ッテリ６２（例えば出力電圧１２Ｖ）を充電する。この
ようにＤＣ−ＤＣコンバータ５６を昇降圧型コンバータ
５４より主電池５０側に配置することにより、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ５６に要求される耐圧は、主電池５０の出
力電圧に応じたものとなり、電動機ユニット５２側に配
置する場合よりも低い耐圧に構成することができる。ま
た、それにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ５６の構成部品
の仕様を下げることができ、また回路構成の簡素化が図
られ、コストが低減や小型化が可能である。
【００１８】補機バッテリ６２は、制御ユニット６６等
の制御回路の電源として利用される。制御ユニット６６
は、本駆動装置の各部の動作制御を行う制御回路であ
り、スイッチ８２，８６、インバータ７４，７６、エン
ジン６４を制御対象に含む。
の制御回路の電源として利用される。制御ユニット６６
は、本駆動装置の各部の動作制御を行う制御回路であ
り、スイッチ８２，８６、インバータ７４，７６、エン
ジン６４を制御対象に含む。
【００１９】ヒューズ６０は主電池５０に過電流が流れ
ることを防止するために、主電池５０に直列に接続さ
れ、リレー５８は主電池５０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ
５６、昇降圧型コンバータ５４等の負荷との断続を制御
する。
ることを防止するために、主電池５０に直列に接続さ
れ、リレー５８は主電池５０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ
５６、昇降圧型コンバータ５４等の負荷との断続を制御
する。
【００２０】次に、主電池５０等にて異常が生じた場合
の本駆動装置の動作を説明する。例えば、主電池５０そ
のものの異常、ヒューズ６０の切断、リレー５８の異常
等が生じた場合、主電池５０から負荷への電力供給が行
われなくなる。この場合にも、エンジン６４を用いるこ
とにより車両を走行させることができ、電動機ユニット
５２にて発電を行うことができる。
の本駆動装置の動作を説明する。例えば、主電池５０そ
のものの異常、ヒューズ６０の切断、リレー５８の異常
等が生じた場合、主電池５０から負荷への電力供給が行
われなくなる。この場合にも、エンジン６４を用いるこ
とにより車両を走行させることができ、電動機ユニット
５２にて発電を行うことができる。
【００２１】制御ユニット６６は、主電池５０から負荷
への電力供給が不能となっていることを図示しない検出
手段で検知すると、エンジン６４の出力を低下させると
共にインバータ７４，７６を制御して、電動機ユニット
５２からの直流出力をＤＣ−ＤＣコンバータ５６の入力
許容電圧の範囲内とする。また制御ユニット６６は、ス
イッチ８６を定常的にオフ状態とし、スイッチ８２を定
常的にオン状態とする。これにより、昇降圧型コンバー
タ５４は単に電動機ユニット５２側の端子間に与えられ
た入力をそのまま主電池５０側の端子間へ出力する構成
に切り替えられ、電動機ユニット５２の出力電力がＤＣ
−ＤＣコンバータ５６へ給電される。
への電力供給が不能となっていることを図示しない検出
手段で検知すると、エンジン６４の出力を低下させると
共にインバータ７４，７６を制御して、電動機ユニット
５２からの直流出力をＤＣ−ＤＣコンバータ５６の入力
許容電圧の範囲内とする。また制御ユニット６６は、ス
イッチ８６を定常的にオフ状態とし、スイッチ８２を定
常的にオン状態とする。これにより、昇降圧型コンバー
タ５４は単に電動機ユニット５２側の端子間に与えられ
た入力をそのまま主電池５０側の端子間へ出力する構成
に切り替えられ、電動機ユニット５２の出力電力がＤＣ
−ＤＣコンバータ５６へ給電される。
【００２２】この本駆動装置の動作により、主電池５０
等の故障により、ＤＣ−ＤＣコンバータ５６が主電池５
０から給電されなくなった場合においても、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ５６の残充電量を維持することができ、車両
が走行不能に陥ることを回避できる。
等の故障により、ＤＣ−ＤＣコンバータ５６が主電池５
０から給電されなくなった場合においても、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ５６の残充電量を維持することができ、車両
が走行不能に陥ることを回避できる。
【００２３】なお、制御ユニット６６は、上述のよう
に、主電池５０等の異常が検知されると直ちに電動機ユ
ニット５２からＤＣ−ＤＣコンバータ５６への直接給電
を開始することも可能であるが、補機バッテリ６２の残
充電量を監視して、この残充電量が所定レベル以下とな
った場合に当該直接給電を開始するようにしてもよい。
この場合には、補機バッテリ６２の蓄積電力が消費され
所定レベルに低下するまで、エンジン６４、電動機ユニ
ット５２は通常通りの動作が可能であり、車両の走行性
能が確保される。
に、主電池５０等の異常が検知されると直ちに電動機ユ
ニット５２からＤＣ−ＤＣコンバータ５６への直接給電
を開始することも可能であるが、補機バッテリ６２の残
充電量を監視して、この残充電量が所定レベル以下とな
った場合に当該直接給電を開始するようにしてもよい。
この場合には、補機バッテリ６２の蓄積電力が消費され
所定レベルに低下するまで、エンジン６４、電動機ユニ
ット５２は通常通りの動作が可能であり、車両の走行性
能が確保される。
【００２４】［実施形態２］図２は、本発明の第２の実
施形態であるハイブリッド車の駆動装置の概略の主要部
分の回路構成図である。図に示さない部分は、上記実施
形態の図１と同様であり、これを以下の説明において援
用する。また以下の説明において、上記実施形態と同様
の構成要素には同一の符号を付す。図２には、駆動装置
の中のＤＣ−ＤＣコンバータ５６及び昇降圧型コンバー
タ５４の部分が示されている。
施形態であるハイブリッド車の駆動装置の概略の主要部
分の回路構成図である。図に示さない部分は、上記実施
形態の図１と同様であり、これを以下の説明において援
用する。また以下の説明において、上記実施形態と同様
の構成要素には同一の符号を付す。図２には、駆動装置
の中のＤＣ−ＤＣコンバータ５６及び昇降圧型コンバー
タ５４の部分が示されている。
【００２５】本実施形態は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５６
の電源を主電池５０及び電動機ユニット５２の各々から
取れるように構成したものである。具体的には、電動機
ユニット５２の一方端子（ダイオード８０とスイッチ８
２との並列接続体のリアクトル８８が接続されていない
側の端部に等しい）とＤＣ−ＤＣコンバータ５６の一方
端とを接続する経路１００が設けられる。この経路には
リレー１０２とダイオード１０４とが直列接続される。
また、この経路が接続されるＤＣ−ＤＣコンバータ５６
の端子は、リレー５８とリアクトル８８とを結ぶライン
にもダイオード１０６を介して接続される。ダイオード
１０４，１０６はそれぞれ電動機ユニット５２、主電池
５０からＤＣ−ＤＣコンバータ５６へ給電可能な向きに
接続され、例えば、ダイオード１０４，１０６それぞれ
のアノードが共にＤＣ−ＤＣコンバータ５６の端子に接
続される。これらダイオードにより、リレー１０２を導
通状態としても、経路１００を介して主電池５０と電動
機ユニット５２との間が短絡することが防止される。
の電源を主電池５０及び電動機ユニット５２の各々から
取れるように構成したものである。具体的には、電動機
ユニット５２の一方端子（ダイオード８０とスイッチ８
２との並列接続体のリアクトル８８が接続されていない
側の端部に等しい）とＤＣ−ＤＣコンバータ５６の一方
端とを接続する経路１００が設けられる。この経路には
リレー１０２とダイオード１０４とが直列接続される。
また、この経路が接続されるＤＣ−ＤＣコンバータ５６
の端子は、リレー５８とリアクトル８８とを結ぶライン
にもダイオード１０６を介して接続される。ダイオード
１０４，１０６はそれぞれ電動機ユニット５２、主電池
５０からＤＣ−ＤＣコンバータ５６へ給電可能な向きに
接続され、例えば、ダイオード１０４，１０６それぞれ
のアノードが共にＤＣ−ＤＣコンバータ５６の端子に接
続される。これらダイオードにより、リレー１０２を導
通状態としても、経路１００を介して主電池５０と電動
機ユニット５２との間が短絡することが防止される。
【００２６】ＤＣ−ＤＣコンバータ５６は、主電池５０
から給電を受けることができると共に、リレー１０２を
導通状態とすることにより電動機ユニット５２からも給
電を受けることができる。電動機ユニット５２からＤＣ
−ＤＣコンバータ５６へ給電する場合には、第１の実施
形態で述べたように、電動機ユニット５２の出力をＤＣ
−ＤＣコンバータ５６の仕様に合わせて低減する制御が
行われる。
から給電を受けることができると共に、リレー１０２を
導通状態とすることにより電動機ユニット５２からも給
電を受けることができる。電動機ユニット５２からＤＣ
−ＤＣコンバータ５６へ給電する場合には、第１の実施
形態で述べたように、電動機ユニット５２の出力をＤＣ
−ＤＣコンバータ５６の仕様に合わせて低減する制御が
行われる。
【００２７】この構成では、昇降圧型コンバータ５４の
スイッチ８２が故障してオンできなくなった場合でも、
電動機ユニット５２からＤＣ−ＤＣコンバータ５６への
給電が可能である。
スイッチ８２が故障してオンできなくなった場合でも、
電動機ユニット５２からＤＣ−ＤＣコンバータ５６への
給電が可能である。
【００２８】
【発明の効果】本発明のハイブリッド車の駆動装置及び
その制御方法によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータが比較的
低電圧の主電池からもっぱら給電を受け、主電池からの
給電を受けられない異常が発生した場合に、電動機ユニ
ットから給電を受ける構成とすることにより、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの耐圧低減が可能となると同時に、主電池
等の異常時にもＤＣ−ＤＣコンバータの出力を確保でき
る。よって、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力に基づいて動
作する各種制御装置の動作が確保され、車両走行を継続
することが可能である。
その制御方法によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータが比較的
低電圧の主電池からもっぱら給電を受け、主電池からの
給電を受けられない異常が発生した場合に、電動機ユニ
ットから給電を受ける構成とすることにより、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの耐圧低減が可能となると同時に、主電池
等の異常時にもＤＣ−ＤＣコンバータの出力を確保でき
る。よって、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力に基づいて動
作する各種制御装置の動作が確保され、車両走行を継続
することが可能である。
【図１】 本発明の第１の実施形態であるハイブリッド
車の駆動装置の概略の回路構成図である。
車の駆動装置の概略の回路構成図である。
【図２】 本発明の第２の実施形態であるハイブリッド
車の駆動装置の概略の主要部分の回路構成図である。
車の駆動装置の概略の主要部分の回路構成図である。
【図３】 ハイブリッド車の従来の駆動装置の概略の回
路構成図である。
路構成図である。
５０ 主電池、５２ 電動機ユニット、５４ 昇降圧型
コンバータ、５６ ＤＣ−ＤＣコンバータ、５８ リレ
ー、６０ ヒューズ、６２ 補機バッテリ、６４ エン
ジン、６６ 制御ユニット、７０，７２ モータ／ジェ
ネレータ（ＭＧ）、７４，７６ インバータ、８２，８
６ トランジスタスイッチ、１０２ リレー。
コンバータ、５６ ＤＣ−ＤＣコンバータ、５８ リレ
ー、６０ ヒューズ、６２ 補機バッテリ、６４ エン
ジン、６６ 制御ユニット、７０，７２ モータ／ジェ
ネレータ（ＭＧ）、７４，７６ インバータ、８２，８
６ トランジスタスイッチ、１０２ リレー。
Claims (4)
- 【請求項１】 主電池と、エンジンと、前記主電池の出
力を車両の駆動力に変換し、かつ前記エンジンが発生す
る駆動力を電力に変換し前記主電池を充電する電動機ユ
ニットと、前記主電池の出力を昇圧して前記電動機ユニ
ットへ供給すること、及び、前記電動機ユニットの出力
を降圧して前記主電池へ供給することができる昇降圧型
コンバータとを備えるハイブリッド車の駆動装置におい
て、 前記昇降圧型コンバータの前記主電池が接続される端子
間に接続され、補機へ供給される電力を前記主電池の出
力に基づいて生成するＤＣ−ＤＣコンバータと、 前記電動機ユニットの出力を前記ＤＣ−ＤＣコンバータ
に直接供給する直接給電経路を構成可能な経路切り替え
手段と、 前記主電池から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの給電が停
止した場合に、前記電動機ユニットをその出力が前記Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータの耐圧以下となるように制御し、か
つ前記直接給電経路が構成されるように前記経路切り替
え手段を制御する制御手段と、 を有することを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のハイブリッド車の駆動装
置において、 前記昇降圧型コンバータは、その前記電動機ユニットに
接続される端子間に直列接続され、昇圧動作及び降圧動
作において少なくとも一方がチョッパ動作される第１ス
イッチ素子及び第２スイッチ素子と、前記第１スイッチ
素子と前記第２スイッチ素子との接続点に一方端を接続
されたリアクトルとを有し、前記リアクトル及び前記第
２スイッチ素子が前記主電池の端子間に直列接続された
チョッパ回路であり、 前記経路切り替え手段は、前記第１スイッチ素子及び前
記第２スイッチ素子を含み、 前記制御手段は、前記直接給電経路を構成する際の前記
経路切り替え手段に対する制御として、前記第１スイッ
チ素子を持続的に導通状態とし、前記第２スイッチ素子
を持続的に切断状態とすること、 を特徴とするハイブリッド車の駆動装置。 - 【請求項３】 請求項１記載のハイブリッド車の駆動装
置において、 前記昇降圧型コンバータは、その前記電動機ユニットに
接続される端子間に直列接続され、昇圧動作及び降圧動
作において少なくとも一方がチョッパ動作される第１ス
イッチ素子及び第２スイッチ素子と、前記第１スイッチ
素子と前記第２スイッチ素子との接続点に一方端を接続
されたリアクトルとを有し、前記リアクトル及び前記第
２スイッチ素子が前記主電池の端子間に直列接続された
チョッパ回路であり、 前記経路切り替え手段は、前記第１スイッチの前記電動
機ユニットに接続される一方端と、前記ＤＣ−ＤＣコン
バータの前記リアクトルに接続される側の端子との間を
短絡するリレーを有し、 前記制御手段は、前記直接給電経路を構成する際の前記
経路切り替え手段に対する制御として、前記リレーを導
通状態とすること、 を特徴とするハイブリッド車の駆動装置。 - 【請求項４】 主電池と、エンジンと、前記主電池の出
力を車両の駆動力に変換し、かつ前記エンジンが発生す
る駆動力を電力に変換し前記主電池を充電する電動機ユ
ニットと、前記主電池の出力を昇圧して前記電動機ユニ
ットへ供給すること、及び、前記電動機ユニットの出力
を降圧して前記主電池へ供給することができる昇降圧型
コンバータと、補機へ供給される電力を前記主電池の出
力に基づいて生成するＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、
前記昇降圧型コンバータは、その前記電動機ユニットに
接続される端子間に直列接続され、昇圧動作及び降圧動
作において少なくとも一方がチョッパ動作される第１ス
イッチ素子及び第２スイッチ素子と、前記第１スイッチ
素子と前記第２スイッチ素子との接続点に一方端を接続
されたリアクトルとを有し、前記リアクトル及び前記第
２スイッチ素子が前記主電池の端子間に直列接続された
チョッパ回路である、ハイブリッド車の駆動装置の制御
方法であって、 前記主電池から前記ＤＣ−ＤＣコンバータへの給電停止
を検知するステップと、 前記給電停止に伴い、前記電動機ユニットをその出力が
前記ＤＣ−ＤＣコンバータの耐圧以下となるように制御
するステップと、 前記給電停止に伴い、前記第１スイッチ素子を持続的に
導通状態とし、前記第２スイッチ素子を持続的に切断状
態とするステップと、 を有することを特徴とするハイブリッド車の駆動装置の
制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001327994A JP3661630B2 (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | ハイブリッド車の駆動装置及びその制御方法 |
| US10/272,988 US6917179B2 (en) | 2001-10-25 | 2002-10-18 | Load driver and control method for safely driving DC load and computer-readable recording medium with program recorded thereon for allowing computer to execute the control |
| EP02023895.2A EP1306262B1 (en) | 2001-10-25 | 2002-10-24 | Load driver and computer-readable recording medium to execute the control |
| US11/398,751 USRE41303E1 (en) | 2001-10-25 | 2006-04-06 | Load driver and control method for safely driving DC load and computer-readable recording medium with program recorded thereon for allowing computer to execute the control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001327994A JP3661630B2 (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | ハイブリッド車の駆動装置及びその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003134606A true JP2003134606A (ja) | 2003-05-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3661630B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1603224A1 (en) * | 2003-03-11 | 2005-12-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor drive device, hybrid automobile drive device using the same, and computer-readable recording medium containing program for causing computer to execute control of motor drive device |
| JP2006101594A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Toyota Motor Corp | 動力出力装置およびそれを備えた車両 |
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