JP2007209114A - 電源回路の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータをＤＣ／ＤＣコンバータでプリチャージする電源回路において、ＳＭＲの接点の損傷を防止するようにＤＣ／ＤＣコンバータの目標電圧を制御する。
【解決手段】ＥＣＵは、走行用バッテリ電圧ＶＢを検知するステップ（Ｓ２００）と、目標電圧補正値ＶＨ＿ｍを読出すステップ（Ｓ３００）と、ＤＣ／ＤＣコンバータの目標出力電圧ＶＨ＿ｔをＶＢ−ＶＨ＿ｍにより算出するステップ（Ｓ４００）と、ＤＣ／ＤＣコンバータから平滑コンデンサをプリチャージするステップ（Ｓ５００）と、プリチャージ後のＳＭＲオン直前のインバータ電圧からＳＭＲオン直後のインバータ電圧を減算した値を目標電圧補正値ＶＨ＿ｍに加算して目標電圧補正値ＶＨ＿ｍを更新するステップ（Ｓ１０００）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド車などの走行用モータを搭載した車両に関し、特に、バッテリと負荷とを接続および遮断する電源回路を制御する装置に関する。

エンジンに代えて走行用モータを搭載した電気自動車（走行用モータを燃料電池で動作させる燃料電池自動車を含む）が開発されて実用化されつつあり、また、エンジンに加えて走行用モータを搭載したハイブリッド自動車が開発されて実用化されている（以下の説明では、これらの自動車を代表させてハイブリッド車と記載する）。このようなハイブリッド車は、走行用モータへの電力を出力する走行用バッテリを備えている。この走行用バッテリは、たとえば複数のバッテリを直列に接続したもので、モータを回転させるために必要な２００〜３００Ｖ程度の高電圧を出力する。なお、この走行用バッテリの電圧をさらに昇圧して（たとえば５００Ｖ程度まで昇圧して)走行用モータに供給するものもある。

さらに詳しくは、ハイブリッド車には、モータに供給する電力を蓄える走行用バッテリが搭載され、モータはインバータに接続され、インバータは走行用バッテリに接続されている。インバータと走行用バッテリとの間には、インバータと走行用バッテリとの電気的接続を断接するＳＭＲ（System Main Relay）が設けられている。このＳＭＲには、走行用バッテリの正極側に設けられた正側ＳＭＲと、走行用バッテリの負極側に設けられた負側ＳＭＲと、正側ＳＭＲに並列接続され、抵抗が直列接続されたプリチャージ用ＳＭＲが存在する。このインバータの入力側の端子間には、電圧の変動を平滑化してインバータの作動を安定させるべく大容量の電解コンデンサ（平滑コンデンサ）が設けられる。ハイブリッド車両を走行させる際に、イグニッションスイッチの操作によりメインＳＭＲを閉じて（正側ＳＭＲと負側ＳＭＲとを閉じて）コンデンサを充電するが、コンデンサを走行用バッテリで直接充電すると大電流が流れてＳＭＲの接点が損傷する可能性がある。そこで、先ずプリチャージ用ＳＭＲを閉じて制限抵抗等で電流を制限しながらコンデンサをプリチャージし、プリチャージが終了した後にメインＳＭＲを閉じることによりＳＭＲの接点の損傷を防止している。

また、このようなハイブリッド車であっても、エンジンのみを走行源とする一般的な車両と同じように、電力を必要とする機器として、電装機器（ＥＣＵ（Electronic Control
Unit）、灯火装置、エアコンディショナ、パワーウィンドウ、オーディオ）等の補機を搭載している。この補機へ供給される電力は、走行用モータと補機との動作電圧が異なるので、高電圧の走行用バッテリから直接供給することができない。そのため、一般的な車両と同じように、電気自動車やハイブリッド自動車にも、出力電圧が１２Ｖ系のバッテリ（鉛蓄電池であることが多い）が搭載されて、補機へ電力が供給される。

このような１２Ｖ系のバッテリ（以下、補機用バッテリと記載する）を搭載したハイブリッド車においては、直流電力の電圧を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータが、走行用バッテリと補機用バッテリとの間に設けられる場合がある。回生制動時にモータジェネレータにより発電された電力により充電された走行用バッテリの電力を降圧して、１２Ｖ系の補機に供給するようにしたり、補機用バッテリを充電するようにしたりする。

特開２００３−６１２０９号公報（特許文献１）は、このようなハイブリッド車両の電源装置を開示する。この電源装置は、第１の蓄電装置（走行用バッテリ）と、第１の蓄電
装置より低電圧で充放電される第２の蓄電装置（補機用バッテリ）と、第１の蓄電装置からの電圧を開閉スイッチを介して入力するインバータ回路と、第１の蓄電装置とインバータ回路との間に並列に設けられた平滑コンデンサと、平滑コンデンサと第２の蓄電装置との間に設けられ、第１の蓄電装置または、平滑コンデンサに蓄えられた電気エネルギーを電圧変換して第２の蓄電装置に供給し、かつ第２の蓄電装置に蓄えられた電気エネルギーを電圧変換して平滑コンデンサに供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、インバータ回路への通電を開始する前に、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して、第１の蓄電装置の蓄電電圧から所定の許容電圧範囲の電圧になるまで平滑コンデンサを充電した後、開閉スイッチを閉成させる電子制御装置とを備える。

この車両の電源装置によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータに双方向に電圧変換する機能を追加してパワードライブユニット（インバータ回路）に設けられた平滑コンデンサの初期充電をＤＣ／ＤＣコンバータにて行なうので、従来の電源装置に用いられている突入電流抑制用の抵抗（制限抵抗）およびスイッチ（プリチャージ用ＳＭＲ）を削減できる。その結果、車両の電源装置を安価に提供できる。
特開２００３−６１２０９号公報

しかしながら、上述した公報は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して、インバータ入力側の平滑コンデンサをプリチャージした後に、ＳＭＲをオンすることが開示されているに過ぎない。このような構成とした場合、確かにプリチャージ回路が不要になるものの、走行用バッテリの電圧を検知する電圧センサの公差や、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御精度によっては、走行用バッテリ電圧と平滑コンデンサ電圧との間に差が発生した状態で、メインＳＭＲがオンにされると（特にこのような状態が繰り返されると）、メインＳＭＲに大電流が流れてメインＳＭＲの接点が損傷する可能性がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、インバータをＤＣ／ＤＣコンバータでプリチャージする電源回路において、開閉スイッチ（ＳＭＲ）の接点の損傷を防止するようにＤＣ／ＤＣコンバータの目標電圧を制御するとともに、この電源回路の異常を検知する制御装置を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、第１の蓄電機構と、第１の蓄電機構より低電圧で充放電される第２の蓄電機構と、第１の蓄電機構からの電力が開閉スイッチを介して入力されるインバータ回路と、第１の蓄電機構とインバータ回路との間に並列に設けられた平滑コンデンサと、第２の蓄電機構に蓄えられた電気エネルギを電圧変換して平滑コンデンサに電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータとを含む電源回路を制御する。この制御装置は、第１の蓄電機構からインバータ回路への通電を開始する前に、ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電圧を制御して平滑コンデンサを充電するためのプリチャージ制御手段と、平滑コンデンサが充電された後、開閉スイッチを閉じるように制御するための制御手段と、開閉スイッチを閉じる前後における平滑コンデンサの電圧を検知するための検知手段と、検知された平滑コンデンサの電圧に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータの目標出力電圧を設定するための設定手段とを含む。

第１の発明によると、たとえば、プリチャージが完了して、開閉スイッチが閉じられる直前の平滑コンデンサの電圧と開閉スイッチが閉じられた直後の平滑コンデンサの電圧とに電圧差が発生していると、開閉スイッチを閉じた時に大電流が流れて開閉スイッチの接点を溶着させる可能性がある。このような状態は、たとえば第１の蓄電機構の電圧を検知する電圧センサが実際よりも高めや低めに電圧を検知する傾向があると発生する（このほ
かにＤＣ／ＤＣコンバータの制御精度もこのような状態の要因となる）。たとえば、第１の蓄電機構の実際の電圧が１９０Ｖであるにもかかわらず、電圧センサが２００Ｖであると検知してしまうと、ＤＣ／ＤＣコンバータの目標出力電圧が２００Ｖでプリチャージされる。開閉スイッチが閉じる直前の平滑コンデンサの電圧は２００Ｖであるが、開閉スイッチが閉じた直後の平滑コンデンサの電圧は１９０Ｖになる。この電圧差のために開閉スイッチに電流が流れる。このため、開閉スイッチが閉じる直前の平滑コンデンサの電圧である２００Ｖから開閉スイッチが閉じた直後の平滑コンデンサの電圧である１９０Ｖを減算して補正値（＋１０Ｖ）を算出する。この補正値を用いて次回のプリチャージ時において、第１の蓄電機構の実際の電圧が１９０Ｖであるにもかかわらず、電圧センサが２００Ｖであると検知してしまったときに、検知値である２００Ｖから補正値である＋１０Ｖを減算して、目標出力電圧を算出する。このようにすると、第１の蓄電機構の電圧が２００Ｖであると検知されても１９０Ｖでプリチャージされ、開閉スイッチを閉じる前後で電圧差が生じないので、開閉スイッチに電流が流れることがない。その結果、インバータをＤＣ／ＤＣコンバータでプリチャージする電源回路において、開閉スイッチの接点の損傷を防止するようにＤＣ／ＤＣコンバータの目標電圧を制御する制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、設定手段は、開閉スイッチを閉じる前の電圧と開閉スイッチを閉じた後の電圧との電圧差に基づいて、目標出力電圧を設定するための手段を含む。

第２の発明によると、開閉スイッチを閉じる前の電圧と開閉スイッチを閉じた後の電圧との電圧差を、第１の蓄電機構の電圧から減算して目標出力電圧と設定する。このため、第１の蓄電機構の電圧を検知する電圧センサの公差が大きくても、実際の第１の蓄電機構の電圧に基づいてプリチャージされ、開閉スイッチを閉じる前後で電圧差が生じないので、開閉スイッチに電流が流れることがない。

第３の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、設定手段は、開閉スイッチを閉じる前の電圧から開閉スイッチを閉じた後の電圧を減算した電圧差を累積した補正値を算出して、補正値に基づいて目標出力電圧を設定するための手段を含む。

第３の発明によると、開閉スイッチを閉じる前の電圧から開閉スイッチを閉じた後の電圧を減算した電圧差が算出される。この電圧差を累積して補正値を算出する。このため、電圧センサの電圧検知傾向が変化しても、また、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御精度が変化しても、累積された補正値が用いられるので、開閉スイッチを閉じる前後で電圧差が生じないように補正値を変化させることができる。

第４の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、設定手段は、開閉スイッチを閉じる前の電圧から開閉スイッチを閉じた後の電圧を減算した電圧差を累積した補正値を算出して、第１の蓄電機構の電圧から補正値を減算することにより、目標出力電圧を設定するための手段を含む。

第４の発明によると、開閉スイッチを閉じる前の電圧から開閉スイッチを閉じた後の電圧を減算した電圧差が算出される。この電圧差を累積して補正値を算出して、第１の蓄電機構の電圧から補正値を減算する。このため、電圧センサの電圧検知傾向が変化しても、また、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御精度が変化しても、累積された補正値が用いられるので、開閉スイッチを閉じる前後で電圧差が生じないように補正値を変化させることができる。

第５の発明に係る制御装置は、第３または４の発明の構成に加えて、補正値に基づいて
、電源回路が異常であると判断するための判断手段をさらに含む。

第５の発明によると、補正値の絶対値があまりにも大きいと、すなわち、電圧センサの最大誤差を越えるような補正値であったり、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける最も良好でない制御精度を越えるような補正値であると、電源回路に異常が発生したと判断することができる。

第６の発明に係る制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、判断手段は、補正値が予め定められた範囲内にないと、電源回路が異常であると判断するための手段を含む。

第６の発明によると、補正値が予め定められた範囲内にないことから補正値の絶対値があまりにも大きいことを判断できるので、電源回路に異常が発生したと判断することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る電源回路の制御装置が搭載された車両について説明する。

この車両は、走行用バッテリ１００と、補機用バッテリ１０２と、インバータ２００と、走行用モータ３００と、インバータ手前に設けられた平滑コンデンサ（図示せず、以下、単にコンデンサと記載する場合がある）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００と、走行用バッテリ電圧センサ５００と、走行用インバータ電圧センサ５０２と、ＳＭＲ（１）５０４と、ＳＭＲ（２）５０６と、ＥＣＵ６００とを含む。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとよばれるコンバータであって、昇圧および降圧が可能である。

本実施の形態に係る制御装置は、ＥＣＵ６００が実行するプログラムにより実現される。なお、本実施の形態においては、エンジンについて説明する必要を排除するために、車両は走行用モータ３００からの駆動力のみにより走行する電気自動車として説明する。なお、本発明に係る電源回路の制御装置が搭載される車両は電気自動車に限られず、その他、ハイブリッド車、燃料電池車などに搭載してもよい。

走行用バッテリ１００は、複数のセルを直列に接続したモジュールをさらに複数直列に接続した組電池である。たとえば、その種類は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池であって、その定格出力電圧は２００〜３００Ｖである。なお、走行用バッテリ１００の代わりにキャパシタを用いてもかまわない。一方、補機用バッテリ１０２は、車両に搭載された補機（電装機器であるＥＣＵ、灯火装置、エアコンディショナ、パワーウィンドウ、オーディオ等）に電力を供給する、走行用バッテリ１００よりも定格出力電圧が低い蓄電池（鉛蓄電池であることが多い）である。

インバータ２００は、たとえば、６つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と、ＩＧＢＴのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、各ＩＧＢＴにそれぞれ並列に接続された６つのダイオードとを含む。インバータ２００は、ＥＣＵ６００からの制御信号に基づいて各ＩＧＢＴのゲートをオン／オフ（通電／遮断）することにより、走行用バッテリ１００から供給された電流を、直流電流から交流電流に変換し、走行用モ
ータ３００に供給する。なお、インバータ２００およびＩＧＢＴには、周知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は行なわない。

走行用モータ３００は、三相交流モータである。走行用モータ３００の回転軸は、最終的には車両のドライブシャフト（図示せず）に接続される。車両は、走行用モータ３００からの駆動力により走行する。

コンデンサは、インバータ２００の手前にインバータ２００に並列に接続されている。コンデンサは、走行用バッテリ１００から供給された電力、またはインバータ２００から供給された電力を平滑化するため、電荷を一旦蓄積する。平滑化された電力は、インバータ２００または走行用バッテリ１００に供給される。

ＳＭＲ（１）５０４は、走行用バッテリ１００の正極側に設けられている。ＳＭＲ（１）５０４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００によるコンデンサのプリチャージが終了した後に接続される正側ＳＭＲである。ＳＭＲ（２）５０６は、走行用バッテリ１００の負極側に設けられている。ＳＭＲ（２）５０６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００によるコンデンサのプリチャージが終了した後に接続される負側ＳＭＲである。

これらのＳＭＲ（１）５０４およびＳＭＲ（２）５０６は、ＥＣＵ６００により制御される。なお、ＳＭＲ（１）５０４およびＳＭＲ（２）５０６は、同じタイミングで閉じられたり（ＳＭＲがオン）、異なるタイミングで開かれたり（ＳＭＲがオフ）する。

ＥＣＵ６００は、イグニッションスイッチ（図示せず）、アクセルペダル（図示せず）の踏込み量、ブレーキペダル（図示せず）の踏込み量などに基づいて、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを実行し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００、インバータ２００、ＳＭＲ（１）５０４およびＳＭＲ（２）５０６を制御して、車両を所望の状態で走行させる。ＥＣＵ６００には、走行用バッテリ１００の電圧を検知する走行用バッテリ電圧センサ５００および走行用インバータ電圧センサ５０２が接続されている。ＥＣＵ６００は、走行用バッテリ１００の電圧を検知するとともに、走行用インバータ２００の電圧を検知することによりコンデンサの電圧を検知する。なお、この走行用インバータ電圧センサ５０２により、ＳＭＲ（１）５０４およびＳＭＲ（２）５０６のオン直前（ＳＭＲ投入直前）の電圧ＶＨ＿ｂと、ＳＭＲ（１）５０４およびＳＭＲ（２）５０６のオン直後（ＳＭＲ投入直後）の電圧ＶＨ＿ａとが検知される。

ＳＭＲ（１）５０４およびＳＭＲ（２）５０６は、コイルに対して励磁電流を通電したときに接点を閉じるリレーである。ＳＭＲ（１）５０４およびＳＭＲ（２）５０６の動作状態とイグニッションスイッチの位置との関係について説明する。イグニッションスイッチには、ＯＦＦ（オフ）位置と、ＡＣＣ位置、ＯＮ（オン）位置およびＳＴＡ（スタート）位置とがあり、ＥＣＵ６００は、電源遮断時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがＯＦＦ位置にあるときには、ＳＭＲ（１）５０４およびＳＭＲ（２）５０６をオフする。すなわち、ＳＭＲ（１）５０４およびＳＭＲ（２）５０６のコイルに対する励磁電流をオフする。なお、イグニッションスイッチのポジションは、ＯＦＦ位置→ＡＣＣ位置→ＯＮ位置→ＳＴＡ位置の順に切り換えられ、ＳＴＡ位置からＯＮ位置へは自動的に戻るものとする。なお、このようなスイッチに、本発明の適用が限定されるものではない。

電源接続時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがＯＦＦ位置からＡＣＣ位置およびＯＮ位置を経てＳＴＡ位置に切り換えられると、ＥＣＵ６００は、先ず、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００を用いて走行用インバータ２００のコンデンサを算出された目標電圧でプリチャージする。このとき、ＥＣＵ６００により、走行用インバータ２００の電圧は緩やかに上昇するように制御される。このため、突入電流の発生を防止することができ
る。このとき、補機用バッテリ１０２の電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００により昇圧されて、走行用インバータ２００のコンデンサがプリチャージされる。

なお、イグニッションスイッチのポジションが、このような４つの位置を有しない場合を含めて、本実施の形態に係る制御装置（ＥＣＵ６００において実行されるプログラムにより実現される）は、プリチャージにおけるＤＣ／ＤＣコンバータ４００の目標出力電圧ＶＨ＿ｔを精度高く補正する。

ＥＣＵ６００は、走行用インバータ２００の電圧（コンデンサの電圧）がほぼ走行用バッテリ電圧ＶＢに等しくなったときに（あるいは、プリチャージの開始から予め定められた時間（後述するプリチャージ時間が経過すると）、プリチャージを完了し、ＳＭＲ（１）５０４およびＳＭＲ（２）５０６をオンする。このプリチャージに必要な時間を予め設定しておく。設定された時間をプリチャージ時間と記載する。

一方、イグニッションスイッチのポジションがＯＮ位置からＯＦＦ位置に切り換えられると、ＥＣＵ６００は、先ずＳＭＲ（１）５０４をオフし、続いてＳＭＲ（２）５０６をオフする。この結果、走行用バッテリ１００と走行用インバータ２００との間の電気的な接続が遮断され、電源遮断状態となる。このとき、駆動回路側の残存電圧はディスチャージされ、インバータ２００の電圧は徐々に約０Ｖ（遮断時電圧）に収束する。なお、遮断時電圧は必ずしも０Ｖである必要はなく、たとえば、２〜３Ｖ程度の微弱電圧であっても良い。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４００は、走行用バッテリ１００の定格電圧を２８８Ｖ程度として、たとえば、入力電圧２４０〜４００Ｖ、定格電圧１４Ｖ、定格電流１２０Ａのものである。このＤＣ／ＤＣコンバータ４００は、走行用の電源である走行用バッテリ１００の電圧を、補機用のバッテリ（図示せず）の電圧である１２Ｖに変換する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４００は、その内部回路４０２に加えて、たとえば、その内部回路を過電圧から保護する過電圧自己保護回路とを含む。なお、過電圧に加えて過電流に対する自己保護回路を有するようにしてもよい。このような過電圧自己保護回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の内部に設けられた電圧センサにより検知された入力電圧が、たとえば４００Ｖを超えると機能して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の動作を停止させて、内部回路を保護する。過電圧自己保護回路は、電圧が正常範囲（たとえば２４０〜４００Ｖ）に戻ると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の動作を復帰させる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００からＥＣＵ６００にコンバータ動作情報が送信される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００には、周知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は行なわない。

ＥＣＵ６００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００を用いて実行される走行用インバータ２００のコンデンサのプリチャージにおける目標電圧を補正する。特に、ＥＣＵ６００は、ＳＭＲオン直前の走行用インバータ電圧ＶＨ＿ｂとＳＭＲオン直後の走行用インバータ電圧ＶＨ＿ａとの差電圧に基づいて、次回の目標出力電圧ＶＨ＿ｔを補正するための目標電圧補正値ＶＨ＿ｍを算出する。以下、図２に示すフローチャートを用いて、この目標電圧補正値ＶＨ＿ｍの算出処理について詳しく説明する。

図２を参照して、本実施の形態に係る制御装置を実現するために、ＥＣＵ６００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、たとえば、８ｍｓｅｃ程度のサイクルタイムで繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ６００は、変数ｉを初期化
（ｉ＝１）する。Ｓ２００にて、ＥＣＵ６００は、走行用バッテリ１００の電圧ＶＢを検知する。

Ｓ３００にて、ＥＣＵ６００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００を用いて走行用インバータ３００のコンデンサをプリチャージするときの目標電圧補正値ＶＨ＿ｍ（ｉ−１）をメモリから読出す。なお、ｉ＝１のときの目標電圧補正値ＶＨ＿ｍ（０）は０Ｖであると想定する。

Ｓ４００にて、ＥＣＵ６００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の目標出力電圧ＶＨ＿ｔ（ｉ）を、ＶＨ＿ｔ（ｉ）＝ＶＢ−ＶＨ＿ｍ（ｉ−１）により算出する。すなわち、現在の走行用バッテリ電圧ＶＢから前回の処理ルーチンで算出した目標電圧補正値ＶＨ＿ｍ（ｉ−１）を減算することにより、今回の処理ルーチンにおけるＤＣ／ＤＣコンバータ４００の目標出力電圧ＶＨ＿ｔ（ｉ）を算出する。Ｓ５００にて、ＥＣＵ６００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００を目標出力電圧ＶＨ＿ｔ（ｉ）を用いて、目標出力電圧指令信号をＤＣ／ＤＣコンバータ４００に出力することにより制御して、コンデンサをプリチャージする。

Ｓ６００にて、ＥＣＵ６００は、プリチャージが完了して（プリチャージ時間が経過して）、ＳＭＲオン直前であるか否かを判断する。プリチャージが完了してＳＭＲオン直前であると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、処理はＳ７００へ移される。もしそうでないと（Ｓ６００にてＮＯ）、処理はＳ６００へ戻され、プリチャージが完了してＳＭＲオン直前である状態になるまで待つ。Ｓ７００にて、ＥＣＵ６００は、走行用インバータ３００の電圧（コンデンサの電圧）ＶＨ＿ｂ（ｉ）を検知する。この後、ＥＣＵ６００は、ＳＭＲ（１）５０４およびＳＭＲ（２）５０６をオン状態にする。

Ｓ８００にて、ＥＣＵ６００は、ＳＭＲオン直後であるか否かを判断する。ＳＭＲオン直後であると（Ｓ８００にてＹＥＳ）、処理はＳ９００へ移される。もしそうでないと（Ｓ８００にてＮＯ）、処理はＳ８００へ戻され、ＳＭＲオン直後である状態になるまで待つ。Ｓ９００にて、ＥＣＵ６００は、走行用インバータ３００の電圧（コンデンサの電圧）ＶＨ＿ａ（ｉ）を検知する。

Ｓ１０００にて、ＥＣＵ６００は、前回の処理ルーチンで算出された目標電圧補正値ＶＨ＿ｍ（ｉ−１）を、今回の処理ルーチンで算出された目標電圧補正値ＶＨ＿ｍ（ｉ）に更新する。ＶＨ＿ｍ（ｉ）は、ＶＨ＿ｍ（ｉ−１）＋（ＶＨ＿ｂ（ｉ）−ＶＨ＿ａ（ｉ））により算出されることにより更新されて、メモリに記憶される。

Ｓ１１００にて、ＥＣＵ６００は、目標電圧補正値ＶＨ＿ｍの更新を継続するか否かを判断する。目標電圧補正値ＶＨ＿ｍの更新を継続すると判断されると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１００にてＮＯ）、この処理は終了する。なお、目標電圧補正値ＶＨ＿ｍの更新を継続しないと判断されるのは、たとえば、ＥＣＵ６００のメモリをクリアされた場合等である。

Ｓ１２００にて、ＥＣＵ６００は、変数ｉに１を加算する。その後、処理はＳ２００へ移されて、Ｓ２００〜Ｓ１１００の処理が繰り返し実行される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態にかかる制御装置であるＥＣＵ６００により制御される電源回路の動作について、図３〜図６を参照して説明する。なお、図３および図４にＳＭＲ投入後に走行用インバータ電圧ＶＨが低下した例を示し、図５および図６にＳＭＲ投入後に走行用インバータ電圧ＶＨが上昇した例を示す。いずれにおいても、ＳＭＲ投入前に走行用バッテリ電圧ＶＢと走行用インバータ電圧ＶＨと
が一致するようにＤＣ／ＤＣコンバータ４００を用いて走行用インバータ３００の平滑コンデンサがプリチャージされる。しかしながら、電圧センサの公差や、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の出力電圧の制御精度によっては、走行用インバータ３００の電圧がＳＭＲ投入前後で差が発生する。このような場合、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ６００は、目標電圧補正値ＶＨ＿ｍを更新して、次回の処理ルーチンにおいて、走行用インバータ３００の電圧がＳＭＲ投入前後で差が発生しないようにしている。

図３の時刻ｔ（１１）および図５の時刻ｔ（２１）からプリチャージ時間が経過するまで（図３の時刻ｔ（１２）および図５の時刻ｔ（２２）になるまで）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００によるコンデンサのプリチャージが実行される（Ｓ５００）。

このプリチャージにおけるＤＣ／ＤＣコンバータ４００の目標出力電圧ＶＨ＿ｔ（ｉ）は、走行用バッテリ電圧ＶＢ（Ｓ２００にて検知された）からメモリに記憶された目標電圧補正値ＶＨ＿ｍ（ｉ−１）（Ｓ３００にて読み出された）を減算することにより算出される。なお、図３〜図６は、ｉ＝１、２の場合を示す。ＶＨ＿ｍ（０）＝０であるとの想定の下で、図３〜図６に示すように、ｉ＝１の場合のＶＨ＿ｔ（１）が算出される。

図３および図４においては、ＶＨ＿ｔ（１）＝ＶＢ−ＶＨ＿ｍ（０）であるので、２１０−０＝２１０Ｖとなる。また、走行用バッテリ電圧ＶＢは同じであると想定しているので、図５および図６においても、ＶＨ＿ｔ（１）＝ＶＢ−ＶＨ＿ｍ（０）であるので、２１０−０＝２１０Ｖとなる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４００によるコンデンサのプリチャージが実行された後であって、ＳＭＲオン直前になると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、インバータ３００の電圧ＶＨ＿ｂ（ｉ）が検知される（Ｓ７００）。たとえば、図３および図４においては、ＶＨ＿ｂ（１）＝２００Ｖ、図５および図６においては、ＶＨ＿ｂ（１）＝２００Ｖである。

この状態でＳＭＲがオン状態にされて（図３では時刻ｔ（１３）、図５では時刻ｔ（２３））、ＳＭＲオン直後に（Ｓ８００にてＹＥＳ）、インバータ３００の電圧ＶＨ＿ａ（ｉ）が検知される（Ｓ９００）。たとえば、図３および図４においては、ＶＨ＿ａ（１）＝１９０Ｖ、図５および図６においては、ＶＨ＿ａ（１）＝２１０Ｖである。

ＳＭＲ直前に検知されたインバータ３００の電圧ＶＨ＿ｂ（ｉ）と、ＳＭＲ直後に検知されたインバータ３００の電圧ＶＨ＿ａ（ｉ）とに基づいて、目標電圧補正値ＶＨ＿ｍ（ｉ）が算出される（Ｓ１０００）。ＶＨ＿ｍ（ｉ）＝ＶＨ＿ｍ（ｉ−１）＋（ＶＨ＿ｂ（ｉ）−ＶＨ＿ａ（ｉ））により算出される。このような処理が繰り返し実行される。

たとえば、図３および図４においては、
ＶＨ＿ｂ（１）＝２００Ｖ、
ＶＨ＿ａ（１）＝１９０Ｖ、
ＶＨ＿ｍ（０）＝０Ｖであるので、
ＶＨ＿ｍ（１）＝０＋（２００−１９０）＝＋１０Ｖになる。このため、次回（ｉ＝２）の目標出力電圧ＶＨ＿ｔ（２）は、ＶＢ−ＶＨ＿ｍ（ｉ−１）により算出されるので、
ＶＨ＿ｔ（２）＝ＶＢ−ＶＨ＿ｍ（１）＝２１０−１０＝２００Ｖとなる（１０Ｖ下げて時刻ｔ（１４）から時刻ｔ（１５）までプリチャージ）。そして、ｉ＝２におけるＳＭＲオン（時刻ｔ（１６））の直前のインバータ３００の電圧ＶＨ＿ｂ（ｉ）および直後のインバータ３００の電圧ＶＨ＿ａ（ｉ）が検知される。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００によるプリチャージ時における目標出力電圧を１０Ｖ下げているので、
ＶＨ＿ｂ（２）＝１９０Ｖ、
ＶＨ＿ａ（２）＝１９０Ｖと修正される。このとき、
ＶＨ＿ｍ（１）＝＋１０Ｖであるので、
ＶＨ＿ｍ（２）＝＋１０＋（１９０−１９０）＝＋１０Ｖになる。

たとえば、図５および図６においては、
ＶＨ＿ｂ（１）＝２００Ｖ、
ＶＨ＿ａ（１）＝２１０Ｖ、
ＶＨ＿ｍ（０）＝０Ｖであるので、
ＶＨ＿ｍ（１）＝０＋（２００−２１０）＝−１０Ｖになる。このため、次回（ｉ＝２）の目標出力電圧ＶＨ＿ｔ（２）は、ＶＢ−ＶＨ＿ｍ（ｉ−１）により算出されるので、
ＶＨ＿ｔ（２）＝ＶＢ−ＶＨ＿ｍ（１）＝２１０−（−１０）＝２１０Ｖとなる（１０Ｖ上げて時刻ｔ（２４）から時刻ｔ（２５）までプリチャージ）。そして、ｉ＝２におけるＳＭＲオン（時刻ｔ（２６））の直前のインバータ３００の電圧ＶＨ＿ｂ（ｉ）および直後のインバータ３００の電圧ＶＨ＿ａ（ｉ）が検知される。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００によるプリチャージ時における目標出力電圧を１０Ｖ上げているので、
ＶＨ＿ｂ（２）＝２１０Ｖ、
ＶＨ＿ａ（２）＝２１０Ｖと修正される。このとき、
ＶＨ＿ｍ（１）＝−１０Ｖであるので、
ＶＨ＿ｍ（２）＝−１０＋（２１０−２１０）＝−１０Ｖになる。

以上のようにして、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いて走行用インバータのコンデンサをプリチャージするときのＤＣ／ＤＣコンバータからの目標出力電圧を、走行用バッテリ電圧および前回処理時の目標電圧補正値を用いて補正するようにした。この目標電圧補正値は、前回処理時の目標電圧補正値に、今回処理時のＳＭＲオン前後の走行用インバータの電圧の差を反映させて更新するようにしている。このため、ＳＭＲ前後で走行用インバータの電圧に差が発生しないように、ＤＣ／ＤＣコンバータからの目標出力電圧を補正できる。このようにすると、電圧センサの公差や、ＤＣ／ＤＣコンバータ４００の出力電圧の制御精度によっては、走行用インバータ３００の電圧がＳＭＲ投入前後で差が発生することを回避できる。

＜変形例＞
なお、図２のＳ１０００において算出された目標電圧補正値ＶＨ＿ｍ（ｉ）を用いて、電源回路の異常を検知するようにしても良い。すなわち、電圧センサ（特に、走行用バッテリ電圧センサ５００）の最大公差、ＤＣ／ＤＣコンバータ３００の出力電圧の制御における最大偏差（目標値に対する差）を考慮しても、目標電圧補正値ＶＨ＿ｍ（ｉ）が算出される可能性がない値になった場合、電源回路が異常であると判断する。すなわち、算出された目標電圧補正値ＶＨ＿ｍ（ｉ）に対して上限側のしきい値と下限側のしきい値とを設定しておいて、目標電圧補正値ＶＨ＿ｍ（ｉ）がこれらのいずれかのしきい値を越えた場合、電源回路が異常であると判断する。

このようにすると、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して走行用インバータのコンデンサをプリチャージする電源回路の異常を検知することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る電源回路の制御装置を搭載した車両の全体構成を示す図である。 図１のＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 図１のＥＣＵでプログラムが実行されたときのタイミングチャートを示す図（その１）である。 図３における走行用バッテリ電圧等の変化を示す図（その１）である。 図１のＥＣＵでプログラムが実行されたときのタイミングチャートを示す図（その２）である。 図５における走行用バッテリ電圧等の変化を示す図（その２）である。

符号の説明

１００ 走行用バッテリ、１０２ 補機用バッテリ、２００ インバータ、３００ 走行用モータ、４００ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５００ 走行用バッテリ電圧センサ、５０２ 走行用インバータ電圧センサ、５０４ ＳＭＲ（１）、５０６ ＳＭＲ（２）、６００ ＥＣＵ。

Claims (6)

1. 第１の蓄電機構と、前記第１の蓄電機構より低電圧で充放電される第２の蓄電機構と、前記第１の蓄電機構からの電力が開閉スイッチを介して入力されるインバータ回路と、前記第１の蓄電機構と前記インバータ回路との間に並列に設けられた平滑コンデンサと、前記第２の蓄電機構に蓄えられた電気エネルギを電圧変換して前記平滑コンデンサに電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータとを含む電源回路の制御装置であって、
   前記第１の蓄電機構から前記インバータ回路への通電を開始する前に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電圧を制御して前記平滑コンデンサを充電するためのプリチャージ制御手段と、
   前記平滑コンデンサが充電された後、前記開閉スイッチを閉じるように制御するための制御手段と、
   前記開閉スイッチを閉じる前後における前記平滑コンデンサの電圧を検知するための検知手段と、
   前記検知された平滑コンデンサの電圧に基づいて、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの目標出力電圧を設定するための設定手段とを含む、電源回路の制御装置。
2. 前記設定手段は、前記開閉スイッチを閉じる前の電圧と前記開閉スイッチを閉じた後の電圧との電圧差に基づいて、前記目標出力電圧を設定するための手段を含む、請求項１に記載の電源回路の制御装置。
3. 前記設定手段は、前記開閉スイッチを閉じる前の電圧から前記開閉スイッチを閉じた後の電圧を減算した電圧差を累積した補正値を算出して、前記補正値に基づいて前記目標出力電圧を設定するための手段を含む、請求項１に記載の電源回路の制御装置。
4. 前記設定手段は、前記開閉スイッチを閉じる前の電圧から前記開閉スイッチを閉じた後の電圧を減算した電圧差を累積した補正値を算出して、前記第１の蓄電機構の電圧から前記補正値を減算することにより、前記目標出力電圧を設定するための手段を含む、請求項１に記載の電源回路の制御装置。
5. 前記電源回路の制御装置は、前記補正値に基づいて、前記電源回路が異常であると判断するための判断手段をさらに含む、請求項３または４に記載の電源回路の制御装置。
6. 前記判断手段は、前記補正値が予め定められた範囲内にないと、前記電源回路が異常であると判断するための手段を含む、請求項５に記載の電源回路の制御装置。

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