JP2009261196A - 電動車両用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動車両用電源装置において、走行用モータの目標印加電圧と実印加電圧との差を抑制する。
【解決手段】バッテリ１１と、昇圧コンバータ２０と、インバータ３０と、低圧側電圧検出器５４と高圧側電圧検出器５５と、高圧側コンデンサ１４と、放電抵抗１５と、走行用モータ５０の制御を行う制御部６０と、を備え、制御部６０は、高圧側電圧検出器５５が異常の場合に、昇圧コンバータ２０を停止するとともに、高圧側電圧検出器５５で検出した高圧側電圧Ｖ_Ｈに代えて、昇圧コンバータ２０の昇圧最小電圧Ｖ_Ｈｍｉｎと昇圧最大電圧Ｖ_Ｈｍａｘとの中間電圧である昇圧中間電圧Ｖ_Ｍを制御用インバータ入力電圧とし、その後、昇圧中間電圧Ｖ_Ｍから低圧側電圧Ｖ_Ｌまで制御用インバータ入力電圧を直線的に低下させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両用電源装置の制御に関する。

エンジンとモータとを組み合わせて車両を駆動するハイブリッド車両や電気自動車などの電動車両では、車両に搭載したバッテリの出力で走行用モータを駆動している。バッテリは構造上、走行用モータの駆動用電圧よりも低圧の電圧のものが用いられている。そして、バッテリの低圧の電圧を昇圧コンバータによって高圧の電圧に昇圧し、昇圧した直流電力をインバータによって走行用モータ駆動用の三相交流電力に変換して走行用モータを駆動している。

昇圧コンバータは、例えば特許文献１に記載されている様に、バッテリの低圧の電力をスイッチング素子でスイッチングして断続的にリアクトルに電磁エネルギーを蓄積し、この蓄積した電磁エネルギーを高圧側電圧に変換して出力するものが用いられている。昇圧コンバータには、昇圧前の低圧側電圧と昇圧後の高圧側電圧とを検出し、その電圧に基づいてスイッチング素子の導通と遮断との時間比率（デューティ）を制御して所定の昇圧電圧比となるようにするＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御が用いられている。このため、低圧側の電圧を検出する低圧側電圧検出器または高圧側の電圧を検出する高圧側電圧検出器が異常になると、昇圧制御ができなくなる。一方、昇圧された高圧側の電圧を入力電圧とするインバータには、電圧を平滑化するコンデンサが設けられているので、昇圧制御ができなくなった際でも高圧側の電圧はすぐには低下せず、しばらく高電圧状態になる。すると、バッテリの電圧よりもインバータの電圧が高く、バッテリからインバータへの電力の出力ができず、電動車両に駆動用電力を供給できなくなってしまう。このため、電圧検出器が異常状態となると、電動車両が走行不能となってしまうという問題があった。

そこで、例えば、特許文献１に示すように、高圧側電圧検出器に異常の発生した場合には、昇圧コンバータのスイッチングトランジスタをオフにしてバッテリと高圧電圧のかかっているインバータとを電気的に遮断し、インバータの平滑用コンデンサに蓄積された電荷を放電抵抗や走行用モータなどで放電させ、高圧側の電圧を低圧側のバッテリの電圧と略等価の電圧にし、低圧側電圧検出器の出力を制御用のインバータ入力電圧としてインバータを制御し、走行用モータを駆動することが提案されている。

特開２００７−３３００８９号公報

特許文献１に記載された従来技術によれば、高圧側電圧検出器が異常の場合でも高圧側の電圧を低圧側の電圧と同等の電圧まで低下させたのち、低圧側の電圧検出器によって昇圧コンバータ、インバータを制御して電動車両を走行させることは可能である。しかし、インバータは高圧側電圧検出器によって検出した高圧側電圧を制御用のインバータ入力電圧信号として用い、制御装置からの出力電力指令に基づいてインバータのスイッチング素子をオンオフ制御して走行用モータへの出力電力を調整し、走行用モータの駆動制御を行っている。高圧側の電圧検出器に異常が発生した場合に、インバータを含む高圧側の電圧が低圧側の電圧に低下する前に制御用のインバータ入力電圧信号を低圧側電圧検出器の信号に切り換えてしまうと、制御用のインバータ入力電圧よりも高い電圧がインバータにかかる。

電動車両が走行中で、実際にモータに印加される電圧が制御装置の目標印加電圧よりも高い場合には、走行用モータが必要以上の出力を出してしまうことになる。また、目標印加電圧よりも大きな印加電圧を走行用モータに掛けるようにインバータがスイッチング動作をするので、インバータに過電流が流れてしまう場合があるという問題があった。

逆に、実際にモータに印加される電圧が制御装置の目標印加電圧よりも低い場合には走行用モータが十分な出力を出せないことになってしまう。このように制御装置の走行用モータへの目標印加電圧と実際に走行用モータにかかる電圧との間に差異がある場合には、ドライバビリティが低下し運転者に不快感を与える場合がある。

本発明は、電動車両用電源装置において、走行用モータの目標印加電圧と実印加電圧との差を抑制することを目的とする。

本発明の電動車両用電源装置は、電動車両の走行用モータに駆動用電力を供給する電動車両用電源装置であって、バッテリと、バッテリの電力を昇圧して出力する昇圧コンバータと、昇圧コンバータで昇圧された電力を駆動用電力に変換して走行用モータに出力するインバータと、昇圧コンバータで昇圧された後の高圧側電圧を検出する高圧側電圧検出器と、高圧側電圧を制御用インバータ入力電圧としてインバータの出力電力を調整し、走行用モータの制御を行う制御部と、を備え、制御部は、高圧側電圧検出器が異常の場合に、昇圧コンバータを停止するとともに、高圧側電圧検出器で検出した高圧側電圧に代えて、昇圧コンバータの昇圧最小電圧と昇圧最大電圧との中間電圧である昇圧中間電圧を制御用インバータ入力電圧としてインバータの出力電力を調整し、走行用モータの制御を行う異常時モータ制御手段を備えること、を特徴とする。

本発明の電動車両用電源装置において、インバータ入力側に設けられた平滑コンデンサと、平滑コンデンサと並列に設けられた放電抵抗と、昇圧コンバータで昇圧する前の低圧側電圧を検出する低圧側電圧検出器と、を含み、異常時モータ制御手段は、昇圧コンバータの昇圧中間電圧を制御用インバータ入力電圧とした後、放電抵抗のみを通って平滑コンデンサが昇圧コンバータの昇圧中間電圧から低圧側電圧検出器で検出した低圧側電圧まで放電するとして計算した推定放電時間の間に制御用インバータ入力電圧を昇圧中間電圧から低圧側電圧検出器で検出した低圧側電圧まで直線的に低下させること、としても好適である。

本発明の電動車両用電源装置において、異常時モータ制御手段は、推定放電時間に所定の係数を掛けた時間の間に制御用インバータ入力電圧を昇圧中間電圧から低圧側電圧検出器で検出した低圧側電圧まで直線的に低下させること、としても好適である。

本発明は、電動車両用電源装置において、走行用モータの目標印加電圧と実印加電圧との差を抑制することができるという効果を奏する。

以下本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、電動車両用電源装置１０は、バッテリ１１と、バッテリ１１から出力される低圧の直流電力を昇圧して高圧の直流電力として出力する昇圧コンバータ２０と、昇圧コンバータ２０によって昇圧された高圧の直流電力を走行用モータ５０駆動用の三相交流電力に変換して出力するインバータ３０と、バッテリ１１と昇圧コンバータ２０との間にバッテリ１１と並列に設けられた低圧側コンデンサ１３と、低圧側コンデンサ１３の両端の電圧を検出する低圧側電圧検出器５４と、昇圧コンバータ２０とインバータ３０との間に並列に設けられた平滑コンデンサである高圧側コンデンサ１４と、高圧側コンデンサ１４の両端の電圧を検出する高圧側電圧検出器５５と、高圧側コンデンサ１４と並列に設けられた放電抵抗１５と、低圧側コンデンサ１３とバッテリ１１との間に設けられ、バッテリ１１と電動車両用電源装置１０とを遮断するシステムメインリレー１２と、昇圧コンバータ２０とインバータ３０との制御を行う制御部６０とを備えている。電動車両用電源装置１０のインバータ３０は走行用モータ５０に接続されている。走行用モータ５０はＵ，Ｖ，Ｗの３相のコイル５１，５２，５３と永久磁石を備える三相の回転電機で、回転数を検出する回転数センサ５６が設けられている。

昇圧コンバータ２０は、基準電路４９がバッテリ１１のマイナス側とインバータ３０のマイナス側との間に共通に接続され、入力側の低圧電路４８がバッテリ１１のプラス側に接続され、昇圧した後の高圧側の高圧電路４７がインバータ３０のプラス側に接続されている非絶縁双方向型のコンバータである。

図１に示すように、昇圧コンバータ２０は、スイッチング素子である上アームトランジスタ２１と、下アームトランジスタ２２と、電磁エネルギーを蓄積するリアクトル２５とを備えている。上アームトランジスタ２１と下アームトランジスタ２２とは、上アームトランジスタ２１のエミッタ端子と下アームトランジスタ２２のコレクタ端子とが直列に接続され、上アームトランジスタ２１のコレクタ端子は高圧電路４７に接続され、下アームトランジスタ２２のエミッタ端子は基準電路４９に接続されている。上アームトランジスタ２１及び下アームトランジスタ２２の各ベース端子は制御部６０に接続され、各トランジスタ２１，２２は制御部６０の指令によってオンオフ動作する。

各トランジスタ２１，２２の各エミッタ端子とコレクタ端子との間には、各エミッタ端子からコレクタ端子に向かう方向が順方向になるように、逆並列に上アームダイオード２３と下アームダイオード２４とが接続されている。

上アームトランジスタ２１と下アームトランジスタ２２との接続点５７は、低圧電路４８に接続され、低圧電路４８の接続点５７とバッテリ１１のプラス側との間に電磁エネルギーを蓄積するリアクトル２５が設けられている。

図１に示すように、インバータ３０は、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相のスイッチング動作を行う複数のトランジスタと各トランジスタに逆並列に接続された各ダイオードとを備えている。図１に示すように、Ｕ相上アームトランジスタ３１のエミッタ端子とＵ相下アームトランジスタ３２のコレクタ端子は直列に接続され、Ｕ相上アームトランジスタ３１のコレクタ端子は高圧電路４７に接続され、Ｕ相下アームトランジスタ３２のエミッタ端子は基準電路４９に接続されている。Ｕ相上アームトランジスタ３１とＵ相下アームトランジスタ３２の接続点は走行用モータ５０のＵ相コイル５１に接続されている。Ｕ相の各トランジスタ３１，３２の各エミッタ端子とコレクタ端子との間には、各エミッタ端子からコレクタ端子に向かう方向が順方向になるように、逆並列にＵ相上アームダイオード３３とＵ相下アームダイオード３４とが接続されている。Ｕ相上アームトランジスタ３１及びＵ相下アームトランジスタ３２の各ベース端子は制御部６０に接続され、Ｕ相の各トランジスタ３１，３２は制御部６０の指令によってオンオフ動作する。

同様に、Ｖ相上アームトランジスタ３５のエミッタ端子とＶ相下アームトランジスタ３６のコレクタ端子は直列に接続され、Ｖ相上アームトランジスタ３５のコレクタ端子は高圧電路４７に接続され、Ｖ相下アームトランジスタ３６のエミッタ端子は基準電路４９に接続されている。Ｖ相上アームトランジスタ３５とＶ相下アームトランジスタ３６の接続点は走行用モータ５０のＶ相コイル５２に接続されている。Ｖ相の各トランジスタ３５，３６の各エミッタ端子とコレクタ端子との間には、各エミッタ端子からコレクタ端子に向かう方向が順方向になるように、逆並列にＶ相上アームダイオード３７とＶ相下アームダイオード３８とが接続されている。Ｖ相上アームトランジスタ３５及びＶ相下アームトランジスタ３６の各ベース端子は制御部６０に接続され、Ｖ相の各トランジスタ３５，３６は制御部６０の指令によってオンオフ動作する。

また、同様に、Ｗ相上アームトランジスタ３９のエミッタ端子とＷ相下アームトランジスタ４０のコレクタ端子は直列に接続され、Ｗ相上アームトランジスタ３９のコレクタ端子は高圧電路４７に接続され、Ｗ相下アームトランジスタ４０のエミッタ端子は基準電路４９に接続されている。Ｗ相上アームトランジスタ３９とＷ相下アームトランジスタ４０の接続点は走行用モータ５０のＷ相コイル５３に接続されている。Ｗ相の各トランジスタ３９，４０の各エミッタ端子とコレクタ端子との間には、各エミッタ端子からコレクタ端子に向かう方向が順方向になるように、逆並列にＷ相上アームダイオード４１とＷ相下アームダイオード４２とが接続されている。Ｗ相上アームトランジスタ３９及びＷ相下アームトランジスタ４０の各ベース端子は制御部６０に接続され、Ｗ相の各トランジスタ３９，４０は制御部６０の指令によってオンオフ動作する。

制御部６０は、内部に信号処理や演算を行うＣＰＵと、プログラム、制御データなどを格納するメモリを含むコンピュータである。低圧側電圧検出器５４と高圧側電圧検出器５５は制御部６０に接続され、制御部６０は各電圧検出器５４，５５の検出信号を取得することができ、システムメインリレー１２も制御部６０に接続され、制御部６０の指令によってオンオフ動作する。走行用モータ５０の回転数を検出する回転数センサ５６は制御部６０に接続され、制御部６０は走行用モータ５０の回転数信号を取得することができる。

制御部６０は、低圧側電圧検出器５４で検出した低圧側電圧Ｖ_Ｌと、高圧側電圧検出器５５で検出した高圧側電圧Ｖ_Ｈとによって昇圧コンバータ２０の昇圧動作を制御するとともに、高圧側電圧検出器５５によって検出した高圧側電圧Ｖ_Ｈを制御用インバータ入力電圧としてインバータ３０の出力電力を調整し、走行用モータ５０の制御を行っている。

以上のように構成された電動車両用電源装置１０の高圧側電圧検出器５５に異常が発生した際の動作について、図２から６を参照しながら説明する。

図２のステップＳ１０１に示すように、制御部６０は、高圧側電圧検出器５５から高圧側電圧Ｖ_Ｈを取得し、図２のステップＳ１０２に示すように高圧側電圧検出器５５が異常かどうかを判断する。制御部６０は、例えば、高圧側電圧検出器５５から高圧側電圧Ｖ_Ｈが取得できなくなった場合や、昇圧コンバータ２０が一定の昇圧動作をしている際に取得した高圧側電圧Ｖ_Ｈが大きく変動してしまうような場合に、高圧側電圧検出器５５が異常であると判断する。

制御部６０は、高圧側電圧検出器５５が正常であると判断した場合には、図２のステップＳ１０１に戻って高圧側電圧検出器５５から高圧側電圧Ｖ_Ｈを取得し、低圧側電圧検出器５４によって検出した低圧側電圧Ｖ_Ｌと高圧側電圧Ｖ_Ｈとに基づいて上アームトランジスタ２１と下アームトランジスタ２２とのオンオフ動作により通常の昇圧制御を行う。また、高圧側電圧Ｖ_Ｈを制御用インバータ入力電圧としてインバータ３０の出力電力の制御を行う。通常の昇圧制御を行っている場合には、検出された高圧側電圧Ｖ_Ｈと、実際の高圧側電圧とは略同一の電圧となっており、図５の時間０からｔ_０までの間に示すように、高圧側電圧Ｖ_Ｈを示す点線ｂと、実際の高圧側電圧を示す実線ｃと制御用インバータ入力電圧を示す一点鎖線ｄとは略同一の直線となっている。また、図５において、二点鎖線ａは、低圧側電圧検出器５４によって検出した低圧側電圧Ｖ_Ｌを示している。

図５に示すように、時間ｔ_０において高圧側電圧検出器５５から取得した高圧側電圧Ｖ_Ｈを示す点線ｂが急に上昇を始める。すると、高圧側電圧Ｖ_ＨによってＰＷＭ制御を行っている昇圧コンバータ２０の昇圧動作が一定の動作を続けられなくなり、実際の高圧側電圧がふらついてくる。そして、図５の時間ｔ_１に示すように、高圧側電圧検出器５５から取得した高圧側電圧Ｖ_Ｈが所定の時間たっても所定値に戻ってこない場合には、制御部６０は高圧側電圧検出器５５が異常となったと判断する。すると、図５の線eに示すように、制御部６０の中で高圧側電圧検出器５５の異常を示すフラグが１となり、制御部６０は、高圧側電圧検出器５５が異常の場合の異常時モータ制御を開始する。

図２のステップＳ１０３に示すように、制御部６０は、昇圧コンバータ２０を停止する指令を出力する。この指令によって、昇圧コンバータ２０の２つの各アームトランジスタ２１，２２は両方ともオフ状態で固定され、動作しない状態となる。そして、図２のステップＳ１０４に示すように、制御部６０は、昇圧コンバータ２０が昇圧することのできる最大の電圧である昇圧最大電圧Ｖ_Ｈｍａｘと昇圧コンバータ２０が昇圧動作をしない場合の電圧である昇圧最小電圧Ｖ_Ｈｍｉｎとの中間電圧である昇圧中間電圧Ｖ_Ｍを制御用インバータ入力電圧に設定する。すると、図５に示すように、制御用インバータ入力電圧はそれまで高圧側電圧検出器５５によって検出していた高圧側電圧Ｖ_Ｈよりも低くなる。ここで、昇圧最大電圧Ｖ_Ｈｍａｘは、例えば、低圧側電圧Ｖ_Ｌに昇圧コンバータ２０の最大昇圧比を掛けたものとしてもよいし、昇圧コンバータ２０の昇圧側の定格電圧としてもよいし、昇圧コンバータ２０の機器として許容できる上限電圧としてもよい。また、昇圧最小電圧Ｖ_Ｈｍｉｎは、低圧側電圧Ｖ_Ｌとしてもよいし、バッテリ電圧Ｖ_Ｂとしてもよい。昇圧中間電圧Ｖ_Ｍは、昇圧最大電圧Ｖ_Ｈｍａｘと昇圧最小電圧Ｖ_Ｈｍｉｎとの中間の電圧であれば、例えば、昇圧最大電圧Ｖ_Ｈｍａｘと昇圧最小電圧Ｖ_Ｈｍｉｎの平均電圧であってもよい。

図３に示すように、昇圧コンバータ２０が停止され、各アームトランジスタ２１，２２がオフに固定されると、バッテリ１１と昇圧コンバータ２０とは高圧側にある高圧側コンデンサ１４、インバータ３０と電気的に遮断される。そして、高圧側コンデンサ１４に蓄積された電荷は放電抵抗１５あるいは、インバータ３０から走行用モータ５０の各相のコイル５１，５２，５３を介して放電され始める。

図２のステップＳ１０５に示すように、制御部６０は制御用インバータ入力電圧低下レートを次に説明するように設定する。

高圧側コンデンサ１４が昇圧中間電圧Ｖ_Ｍから放電を開始した場合の時間ｔにおける高圧側コンデンサ１４の電圧Ｖ_Ｈ（ｔ）は、高圧側コンデンサ１４の容量Ｃと、電荷を放電する回路上の抵抗Ｒとによって、Ｖ_Ｈ（ｔ）＝Ｖ_Ｍ×ｅｘｐ（−ｔ／Ｒ×Ｃ）によって求められる。これより、高圧側コンデンサ１４が昇圧中間電圧Ｖ_Ｍから低圧側電圧Ｖ_Ｌまでの放電時間Δｔは、Δｔ＝−Ｒ×Ｃ×ｌｏｇ（Ｖ_Ｌ／Ｖ_Ｍ）によって求めることができる。放電時間Δｔは抵抗Ｒに比例するので、抵抗Ｒが小さいほど放電時間Δｔは短くなり、抵抗Ｒが大きいほど放電時間Δｔは長くなる。抵抗Ｒが一番大きく、放電時間Δｔが長くなるのは、高圧側電圧検出器５５が異常の場合に、インバータ３０の各トランジスタ３１，３２，３５，３６，３９，４０が全てオフの状態で、高圧側コンデンサ１４の電荷が放電抵抗１５のみを通して放電される場合となる。図６に示すように、高圧側コンデンサ１４が放電抵抗１５のみを通して放電されていく場合、高圧側コンデンサ１４の両端の電圧は時間につれて、昇圧中間電圧Ｖ_Ｍから低圧側電圧Ｖ_Ｌに向かって指数曲線ｇを描いて低下していく。

制御部６０は、抵抗Ｒ_０の放電抵抗１５のみを通って容量Ｃの高圧側コンデンサ１４が、昇圧中間電圧Ｖ_Ｍから低圧側電圧Ｖ_Ｌまで放電する推定放電時間Δｔ_０を、Δｔ_０＝−Ｒ_０×Ｃ×ｌｏｇ（Ｖ_Ｌ／Ｖ_Ｍ）によって計算する。そして、制御部６０は、この推定放電時間Δｔ_０の間に昇圧中間電圧Ｖ_Ｍから低圧側電圧Ｖ_Ｌまで低下する直線ｆの傾き、（Ｖ_Ｍ−Ｖ_Ｌ）／Δｔ_０、を制御用インバータ入力電圧低下レートとして設定する。制御用インバータ入力電圧低下レートは単位時間当たりの制御用インバータ入力電圧の低下を示すものである。

図６に示すように、推定放電時間Δｔ_０の間において、直線ｆは常に指数曲線ｇよりも大きくなっている。指数曲線ｇは、高圧側電圧検出器５５が異常の場合に、インバータ３０の各トランジスタ３１，３２，３５，３６，３９，４０が全てオフの状態で、高圧側コンデンサ１４の電荷が放電抵抗１５のみを通して放電される場合で、抵抗Ｒが一番大きく、推定放電時間Δｔ_０が一番長くなる場合を示している。実際には高圧側コンデンサ１４の電荷は放電抵抗１５のみではなく走行用モータ５０の各コイル５１，５２，５３やインバータ３０のスイッチングロス等によっても放電されるので、実際の放電時間は推定放電時間Δｔ_０よりも短くなる。

図２のステップＳ１０６に示すように、制御部６０は、制御用インバータ入力電圧の低下を開始し、制御用インバータ入力電圧低下レートにしたがって電圧を低下させていく。そして、制御部６０は、図２のステップＳ１０７に示すように、推定放電時間Δｔ_０が経過するまで制御用インバータ入力電圧を低下させていく。そして、推定放電時間Δｔ_０が経過したら、図２のステップＳ１０８に示すように、制御部６０は、低圧側電圧Ｖ_Ｌを制御用インバータ入力電圧に設定し、低圧側電圧Ｖ_Ｌによってインバータの出力電圧を制御して走行用モータ５０を制御する。この際、図４に示すように、昇圧コンバータ２０の上アームトランジスタ２１をオフからオンに固定を変更し、より大きな電流をインバータ３０及び走行用モータ５０に出力するようにしてもよい。

図５に示す時間ｔ_１からｔ_２のように、制御用インバータ入力電圧を示す一点鎖線ｄは、常に実際の高圧側電圧を示す実線ｃと並んで低下していく。この様に、本実施形態は、制御用インバータ入力電圧を実際の高圧側電圧の変化に近くなるように低減していくことで、制御用インバータ入力電圧を実際の高圧側電圧の差によりインバータ３０の各トランジスタ３１，３２，３５，３６，３９，４０に過電流が流れることを抑制することができ、各トランジスタ３１，３２，３５，３６，３９，４０の動作不良や損傷を抑制することができる。

上記の実施形態では、（Ｖ_Ｍ−Ｖ_Ｌ）／Δｔ_０、を制御用インバータ入力電圧低下レートとして設定することとして説明したが、実際の電圧の低下レートに合わせて、推定放電時間Δｔ_０に係数を掛けて制御用インバータ入力電圧低下レートを計算するようにしてもよい。例えば、図６に示すように、係数を１／２などの１以下の数値として、推定放電時間Δｔ_０に掛けて低減推定放電時間Δｔ_０’を計算する。そして、（Ｖ_Ｍ−Ｖ_Ｌ）／Δｔ_０’、を制御用インバータ入力電圧低下レートとして設定する。図６に示すように、低減推定放電時間Δｔ_０’を用いて計算した制御用インバータ入力電圧低下レートは直線ｆ’の傾きとなる。そして、図５の線ｄ’に示すように、低減推定放電時間Δｔ_０’を用いて計算した制御用インバータ入力電圧低下レートを用いて制御用インバータ入力電圧を低減した場合には、低減推定放電時間Δｔ_０’が経過する時間ｔ_１’に達したら、低圧側電圧Ｖ_Ｌを制御用インバータ入力電圧に設定し、低圧側電圧Ｖ_Ｌによってインバータの出力電圧を制御して走行用モータ５０を制御する。また、低減推定放電時間Δｔ_０’の計算に用いる係数を実際の電圧の低減に合わせて変化させてもよい。

本実施形態は、制御用インバータ入力電圧を実際の高圧側電圧に近い電圧に保つことにより、走行用モータ５０の目標印加電圧と実印加電圧との差をより効果的に抑制することができ、ドライバビリティを向上させることができるという効果を奏する。

以上説明した実施形態では、低圧側電圧Ｖ_Ｌは低圧側コンデンサ１３に設けられた低圧側電圧検出器５４によって検出したものとして説明したが、低圧側電圧Ｖ_Ｌは昇圧コンバータ２０によって昇圧する前の電圧であればよく、例えば、バッテリの電圧Ｖ_Ｂとしてもよい。

本発明の実施形態における電動車両用電源装置の構成を示す系統図である。 本発明の実施形態における電動車両用電源装置の高圧側電圧検出器が異常となった場合の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における電動車両用電源装置の高圧側電圧検出器が異常となった場合に、昇圧コンバータのトランジスタをオフとした状態の電流の流れを示す説明図である。 本発明の実施形態における電動車両用電源装置の高圧側電圧検出器が異常となった場合に、制御用インバータ入力電圧を低圧側電圧に設定し、昇圧コンバータの上アームトランジスタをオンとした状態の電流の流れを示す説明図である。 本発明の実施形態における電動車両用電源装置の高圧側電圧検出器が異常となった場合の、低圧側電圧検出器によって検出した低圧側電圧、高圧側電圧検出器によって検出した高圧側電圧、実際の高圧側電圧、制御用インバータ入力電圧の時間変化と高圧側電圧検出器の異常判定を示すグラフである。 本発明の実施形態における電動車両用電源装置の高圧側コンデンサが放電抵抗のみを通して放電する際の高圧側コンデンサ両端の電圧の時間変化と、制御用インバータ入力電圧低下レートを示す直線を示すグラフである。

符号の説明

１０ 電動車両用電源装置、１１ バッテリ、１２ システムメインリレー、１３ 低圧側コンデンサ、１４ 高圧側コンデンサ、１５ 放電抵抗、２０ 昇圧コンバータ、２１ 上アームトランジスタ、２２ 下アームトランジスタ、２３ 上アームダイオード、２４ 下アームダイオード、２５ リアクトル、３０ インバータ、３１ Ｕ相上アームトランジスタ、３２ Ｕ相下アームトランジスタ、３３ Ｕ相上アームダイオード、３４ Ｕ相下アームダイオード、３５ Ｖ相上アームトランジスタ、３６ Ｖ相下アームトランジスタ、３７ Ｖ相上アームダイオード、３８ Ｖ相下アームダイオード、３９ Ｗ相上アームトランジスタ、４０ Ｗ相下アームトランジスタ、４１ Ｗ相上アームダイオード、４２ Ｗ相下アームダイオード、４７ 高圧電路、４８ 低圧電路、４９ 基準電路、５０ 走行用モータ、５１〜５３ コイル、５４ 低圧側電圧検出器、５５ 高圧側電圧検出器、５６ 回転数センサ、５７ 接続点、６０制御部、Ｖ_Ｈ 高圧側電圧、Ｖ_Ｈｍａｘ 昇圧最大電圧、Ｖ_Ｈｍｉｎ 昇圧最小電圧、Ｖ_Ｍ 昇圧中間電圧、Ｖ_Ｌ 低圧側電圧、Ｖ_B バッテリ電圧、Δｔ_０ 推定放電時間、Δｔ_０’ 低減推定放電時間。

Claims (3)

1. 電動車両の走行用モータに駆動用電力を供給する電動車両用電源装置であって、
   バッテリと、
   バッテリの電力を昇圧して出力する昇圧コンバータと、
   昇圧コンバータで昇圧された電力を駆動用電力に変換して走行用モータに出力するインバータと、
   昇圧コンバータで昇圧された後の高圧側電圧を検出する高圧側電圧検出器と、
   高圧側電圧を制御用インバータ入力電圧としてインバータの出力電力を調整し、走行用モータの制御を行う制御部と、を備え、
   制御部は、
   高圧側電圧検出器が異常の場合に、昇圧コンバータを停止するとともに、高圧側電圧検出器で検出した高圧側電圧に代えて、昇圧コンバータの昇圧最小電圧と昇圧最大電圧との中間電圧である昇圧中間電圧を制御用インバータ入力電圧としてインバータの出力電力を調整し、走行用モータの制御を行う異常時モータ制御手段を備えること、
   を特徴とする電動車両用電源装置。
2. 請求項１に記載の電動車両用電源装置であって、
   インバータ入力側に設けられた平滑コンデンサと、
   平滑コンデンサと並列に設けられた放電抵抗と、
   昇圧コンバータで昇圧する前の低圧側電圧を検出する低圧側電圧検出器と、を含み、
   異常時モータ制御手段は、
   昇圧コンバータの昇圧中間電圧を制御用インバータ入力電圧とした後、放電抵抗のみを通って平滑コンデンサが昇圧コンバータの昇圧中間電圧から低圧側電圧検出器で検出した低圧側電圧まで放電するとして計算した推定放電時間の間に制御用インバータ入力電圧を昇圧中間電圧から低圧側電圧検出器で検出した低圧側電圧まで直線的に低下させること、
   を特徴とする電動車両用電源装置。
3. 請求項２に記載の電動車両用電源装置であって、
   異常時モータ制御手段は、
   推定放電時間に所定の係数を掛けた時間の間に制御用インバータ入力電圧を昇圧中間電圧から低圧側電圧検出器で検出した低圧側電圧まで直線的に低下させること、
   を特徴とする電動車両用電源装置。

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