JP2011062003A

JP2011062003A - 駆動装置

Info

Publication number: JP2011062003A
Application number: JP2009210196A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Matsuki; 務松木; Daisuke Umiguchi; 大輔海口
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2011-03-24

Abstract

【課題】簡易な構成で絶縁抵抗の低下を検出する。
【解決手段】交流電圧を出力する発振回路５０と、抵抗素子５２と第１コンデンサ５４と第１バッテリ３０とをこの順で直列に接続し、抵抗素子５２と第１コンデンサ５４との接続点に第２コンデンサ５６を介して第２バッテリ４０を接続する。これにより、第１システムリレー３２，第２システムリレー４２の一方の接続が解除されているときでもノードｎの電圧を検出することにより絶縁抵抗の低下を検出することができ、第１バッテリ３０，第２バッテリ４０のそれぞれに同じ構成の絶縁抵抗の低下を検出するための検出回路を取り付けるものに比して、簡易な構成で絶縁抵抗の低下を検出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動装置に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力可能なモータと、モータを駆動するためのインバータ回路と、第１の二次電池と、第１の二次電池に第１のリレーを介して接続されると共に第１の二次電池からの電力を昇圧してインバータ回路に供給可能な第１の昇圧回路と、第２の二次電池と、第２の二次電池に第２のリレーを介して接続されると共に第２の二次電池からの電力を昇圧してインバータ回路に供給可能な第２の昇圧回路と、を備える駆動装置に関する。

従来、この種の駆動装置としては、複数の燃料電池スタックに接続された複数の電動機を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この駆動装置では、これらの燃料電池スタックの絶縁抵抗の低下を検出するために複数の燃料電池スタックのそれぞれに同じ構成の絶縁抵抗の低下を検出する検出回路を設けて、燃料電池スタックの絶縁抵抗の低下を検出している。

特開２００５−５０８７号公報

一般に、こうした駆動装置では、装置全体の小型化や部品点数の削減を図るためには、より簡易な構成で絶縁抵抗の低下を検出できることが望まれている。特に、モータと、このモータを駆動するためのインバータ回路と、第１バッテリと、第１バッテリに第１リレーを介して接続され第１バッテリの電圧を昇圧してインバータ回路に供給する第１昇圧回路と、第２バッテリと、第２バッテリに第２リレーを介して接続され第２バッテリの電圧を昇圧してインバータ回路に供給可能な第２の昇圧回路と、を備える駆動装置では、装置全体の構成が複雑になるため、より簡易な構成で装置と周辺の部品などとを絶縁する絶縁抵抗の低下を検出することが望ましい。

本発明の駆動装置は、より簡易な構成で絶縁抵抗の低下を検出することを主目的とする。

本発明の駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の駆動装置は、
駆動軸に動力を出力可能なモータと、該モータを駆動するためのインバータ回路と、第１の二次電池と、該第１の二次電池に第１のリレーを介して接続されると共に前記第１の二次電池からの電力を昇圧して前記インバータ回路に供給可能な第１の昇圧回路と、第２の二次電池と、該第２の二次電池に第２のリレーを介して接続されると共に前記第２の二次電池からの電力を昇圧して前記インバータ回路に供給可能な第２の昇圧回路と、を備える駆動装置において、
交流電圧を出力可能な電圧出力回路と抵抗素子と第１のコンデンサと前記第１の二次電池とがこの順で直列に接続され、前記抵抗素子と前記第１のコンデンサとの接続点に第２のコンデンサを介して前記第２の二次電池が接続されてなる
ことを特徴とする。

この本発明の駆動装置では、第１のリレー，第２のリレーの一方の接続が解除されているときでも、装置のいずれかの箇所に絶縁抵抗の低下が生じると抵抗素子を流れる電流が増加するため、抵抗と第１のコンデンサとの接続点の電圧を検出することにより絶縁抵抗の低下を検出することができる。そして、第２の二次電池を抵抗素子と第１のコンデンサとの接続点に第２のコンデンサを介して接続するだけで第１のリレーの接続が解除されいているときでも絶縁抵抗の低下を検出することができるから、第１の二次電池，第２の二次電池のそれぞれに同じ構成の絶縁抵抗の低下を検出するための検出回路を取り付けるものに比して、簡易な構成で絶縁抵抗の低下を検出することができる。

本発明の一実施例としての駆動装置２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例として駆動装置の構成の概略を示す構成図である。実施例の駆動装置２０は、車両に搭載され、図示するように、車軸（図示せず）に連結された駆動軸（図示せず）に動力を入出力可能な同期発電電動機として構成されたモータ２２と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜２６とトランジスタＴ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２６に逆方向に並列接続されたダイオードＤ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６とから構成されモータ２２を駆動するためのインバータ２４と、インバータ２４の正極母線２６ａと負極母線２６ｂとの間に接続された平滑コンデンサ２８と、インバータ２４の正極母線２６ａと負極母線２６ｂとの間に接続され平滑コンデンサ２８に蓄電された電荷を放電可能な抵抗素子２９と、複数の充放電可能な二次電池が直列接続されて構成され定格以上の電流が流れると溶断するヒューズを有する第１バッテリ３０と、第１バッテリ３０からの電圧を平滑する平滑コンデンサ３１と、インバータ２４の正極母線２６ａと負極母線２６ｂとの間に平滑コンデンサ２８と並列するよう互いに直列に接続されたトランジスタＴ３１，Ｔ３２とトランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列に接続されたダイオードＤ３１，Ｄ３２と２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２の接続点に取り付けられたリアクトルＬ１とから構成され第１バッテリ３０からの電力を昇圧してインバータ２４に供給する第１昇圧回路３２と、第１昇圧回路３２とインバータ２４との接続や接続の解除を行う駆動側リレー３４と、第１バッテリ３０と第１昇圧回路３２との接続や接続の解除を行なう第１システムリレー３６と、第１システムリレー３６がオンされた直後の突入電流を緩和する抵抗素子３８と、複数の充放電可能な二次電池が直列接続されて構成され定格以上の電流が流れると溶断するヒューズを有する第２バッテリ４０と、第２バッテリ４０からの電圧を平滑する平滑コンデンサ４１と、インバータ２４の正極母線２６ａと負極母線２６ｂとの間に平滑コンデンサ２８と並列するよう互いに直列に接続されたトランジスタＴ３１，Ｔ３２とトランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列に接続されたダイオードＤ４１，Ｄ４２と２つのトランジスタＴ４１，Ｔ４２の接続点に取り付けられたリアクトルＬ２とから構成され第２バッテリ４０からの電力を昇圧してインバータ２４に供給する第２昇圧回路４２と、第２バッテリ４０と第２昇圧回路４２との接続や接続の解除を行なう第２システムリレー４６と、第２システムリレー４６がオンされた直後の突入電流を緩和する抵抗素子４８と、を備える。こうした駆動装置では、駆動側リレー３４と第１システムリレー３６と第２システムリレー４６とを接続することにより第１バッテリ３０および第２バッテリ４０からの電力をインバータ２４に供給してモータ２２を駆動し、第１バッテリの電池の残量が所定の残量以下になったときや第１バッテリに故障が生じたときには駆動側リレー３４および第２システムリレー４６を接続された状態にして第１システムリレー３６の接続を解除することにより第２バッテリ４０からの電力をインバータ２４に供給してモータ２２を駆動し、第２バッテリ４０の電池の残量が所定の残量以下になったときや第２バッテリ４０に故障が生じたときには駆動側リレー３４および第１システムリレー３６を接続された状態にして第２システムリレー４６の接続を解除することにより第１バッテリ３０からの電力をインバータ２４に供給してモータ２２を駆動する。モータ２２，インバータ２４，第１昇圧回路３２，第２昇圧回路４２，第１バッテリ３０，第２バッテリ４０からなる電気系は、車体と電気的に絶縁されるよう絶縁性能の高いケースに格納された状態で車体に取り付けられている。

実施例の駆動装置では、交流電圧を出力する発振回路５０と、抵抗素子５２と、第１コンデンサ５４と、第１バッテリ３０とがこの順で直列に接続されており、抵抗素子５２と第１コンデンサ５４とが接続されているノードｎに第２コンデンサ５６を介して第２バッテリ４０が接続されている。また、ノードｎにはノードｎと接地との間の電圧差（以下、ノード電圧Ｖｎ）を検出する電圧センサ６０が接続されている。こうした駆動装置では、電気系と車体などとの間が良好に絶縁されているときには抵抗素子５２にほとんど電流が流れないが、電気系のいずれかの箇所と車体との間の絶縁抵抗が低下すると抵抗素子５２に流れる電流が増加してノード電圧Ｖｎが低下する。したがって、第１システムリレー３２，第２システムリレー４２の双方が接続されているときには、発振回路５０から出力される電圧と電圧センサ６０の検出値であるノード電圧Ｖｎとを比較することにより、絶縁抵抗の低下を検出することができる。こうした絶縁抵抗の低下は、第１システムリレー３２，第２システムリレー４２の一方の接続が解除されているときでも行うことができる。例えば、第２バッテリ４０をノードｎに第２コンデンサ５６を介して接続するだけで第１システムリレー３６の接続が解除されいているときでも絶縁抵抗の低下を検出することができるから、第１バッテリ３０，第２バッテリ４０のそれぞれに同じ構成の絶縁抵抗の低下を検出するための検出回路を取り付けるものに比して、簡易な構成で絶縁抵抗の低下を検出することができる。

以上説明した実施例の駆動装置によれば、交流電圧を出力する発振回路５０と抵抗素子５２と第１コンデンサ５４と第１バッテリ３０とがこの順で直列に接続され、抵抗素子５２と第１コンデンサ５４との接続点に第２コンデンサ５６を介して第２バッテリ４０が接続されているから、第１システムリレー３２，第２システムリレー４２の一方の接続が解除されているときでも抵抗５２と第１コンデンサ５４との接続点の電圧を検出することにより絶縁抵抗の低下を検出することができる。そして、第２バッテリ４０をノードｎに第２コンデンサ５６を介して接続するだけで第１システムリレー３６の接続が解除されいているときでも絶縁抵抗の低下を検出することができるから、第１バッテリ３０，第２バッテリ４０のそれぞれに同じ構成の絶縁抵抗の低下を検出するための検出回路を取り付けるものに比して、簡易な構成で絶縁抵抗の低下を検出することができる。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ２２が「電動機」に相当し、インバータ２４が「インバータ回路」に相当し、第１バッテリ３０が「第１の二次電池」に相当し、第１昇圧回路３２が「第１の昇圧回路」に相当し、第２バッテリ４０が「第２の二次電池」に相当し、第２昇圧回路４２が「第２の昇圧回路」に相当し、発振回路５０が「電圧出力回路」に相当し、抵抗素子５２が「抵抗素子」に相当し、第１コンデンサ５４が「第１のコンデンサ」に相当し、第２コンデンサ５６が「第２のコンデンサ」に相当する。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、駆動装置の製造産業などに利用可能である。

２２モータ、２４インバータ、２６ａ正極母線、２６ｂ負極母線、２８，３１，４１平滑コンデンサ、２９，３８，４８，５２抵抗素子、３０第１バッテリ、３２第１昇圧回路、３４駆動側リレー、３６第１システムリレー、４０第２バッテリ、４２第２昇圧回路、４６第２システムリレー、５０発振回路、５４第１コンデンサ、５６第２コンデンサ、６０電圧センサ、Ｄ１１〜Ｆ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄ４１，Ｄ４２ダイオード、ｎノード、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ２１〜Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ４１，Ｔ４２トランジスタ。

Claims

駆動軸に動力を出力可能なモータと、該モータを駆動するためのインバータ回路と、第１の二次電池と、該第１の二次電池に第１のリレーを介して接続されると共に前記第１の二次電池からの電力を昇圧して前記インバータ回路に供給可能な第１の昇圧回路と、第２の二次電池と、該第２の二次電池に第２のリレーを介して接続されると共に前記第２の二次電池からの電力を昇圧して前記インバータ回路に供給可能な第２の昇圧回路と、を備える駆動装置において、
交流電圧を出力可能な電圧出力回路と抵抗素子と第１のコンデンサと前記第１の二次電池とがこの順で直列に接続され、前記抵抗素子と前記第１のコンデンサとの接続点に第２のコンデンサを介して前記第２の二次電池が接続されてなる
ことを特徴とする駆動装置。