JP2013074709A - Power supply device - Google Patents

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JP2011211677A
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Naoya Miyamoto
直哉 宮本
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly discharge a high voltage side capacitor and a low voltage side capacitor, and prevent an inverter from overheating.SOLUTION: When a system main relay 43 emergently cuts off a battery 36, a lower arm of a step-up converter 40 with an upper arm kept off is switched to cause a charge stored in a low voltage side capacitor 46 to flow to the step-up converter 40, which consumes corresponding power, and when a motor 32 stops rotating, an upper arm of an inverter 34 with a lower arm kept on is switched to cause a charge stored in a high voltage side capacitor 48 to flow to the inverter 34, which consumes corresponding power. This can quickly electrically discharge the low voltage side capacitor 46 and the high voltage side capacitor 48 to prevent the inverter 34 from overheating.

Description

本発明は、電源装置に関し、詳しくは、バッテリと、インバータと、バッテリとインバータとの間に設けられた昇圧コンバータと、インバータの正極母線と負極母線とに接続された平滑コンデンサと、バッテリを遮断するシステムメインリレーと、昇圧コンバータよりバッテリ側の電力ラインに取り付けられたフィルタコンデンサと、を備える電源装置に関する。   More specifically, the present invention relates to a battery, an inverter, a boost converter provided between the battery and the inverter, a smoothing capacitor connected to the positive and negative buses of the inverter, and the battery. The present invention relates to a power supply apparatus including a system main relay that performs the above operation and a filter capacitor that is attached to a power line on the battery side from the boost converter.

従来、この種の電源装置としては、二つのバッテリと、モータの駆動回路としてのインバータと、上アームと下アームとの二つのスイッチング素子により構成され二つのバッテリとインバータとに接続された昇圧コンバータと、二つのバッテリを各々遮断する二つのシステムメインリレーと、インバータに取り付けられた平滑コンデンサと、昇圧コンデンサのバッテリ側に取り付けられたコンデンサと、を備える装置において、二つのバッテリの一方との接続から他方への接続に切り替えるときには、双方のシステムメインリレーをオフとし、昇圧コンバータの上アームをオフとした状態で下アームをスイッチングすることにより、コンデンサの電荷をインバータ側に放電し、その後、接続するバッテリ側のシステムメインリレーをオンとするものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, this type of power supply device includes two batteries, an inverter as a motor drive circuit, and a boost converter configured by two switching elements of an upper arm and a lower arm and connected to the two batteries and the inverter. And two system main relays that respectively cut off the two batteries, a smoothing capacitor attached to the inverter, and a capacitor attached to the battery side of the boost capacitor, and connection to one of the two batteries When switching from one to the other, both system main relays are turned off, and the upper arm of the boost converter is turned off to switch the lower arm, discharging the capacitor charge to the inverter side, and then connecting Turn on the battery system main relay It has been proposed (e.g., see Patent Document 1).

また、バッテリと、走行用モータの駆動回路としてのインバータと、バッテリからの直流電力を昇圧してインバータに供給する昇圧コンバータと、インバータ側に取り付けられた高圧側コンデンサと、高圧側コンデンサと並列に接続された放電抵抗と、を備え、高圧側の電圧センサからの信号に異常が生じたときには、昇圧コンバータを停止すると共に、高圧側電圧を低圧側電圧まで直線的に低下させるものも提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, a battery, an inverter as a driving circuit for the motor for traveling, a boost converter that boosts DC power from the battery and supplies the boosted power to the inverter, a high-voltage capacitor attached to the inverter, and a high-voltage capacitor in parallel And a connected discharge resistor, and when an abnormality occurs in the signal from the voltage sensor on the high voltage side, the boost converter is stopped and the high voltage side voltage is linearly reduced to the low voltage. (For example, refer to Patent Document 2).

特開2010−004668号公報JP 2010-004668 A 特開2009−261196号公報JP 2009-261196 A

緊急時の対応としてバッテリを緊急遮断したときには、昇圧コンバータの高圧側および低圧側に接続された機器が予期しない駆動を生じさせない等の要請からコンデンサに蓄えられている電荷を放電する必要がある。この場合、上述の前者の装置では、低圧側のコンデンサの電荷をインバータ側に放電するために、高圧側電圧が低圧側電圧以下となる必要がある。したがって、上述の後者の装置のように、高圧側電圧を低圧側電圧まで低下させ、その後、高圧側のコンデンサの放電と共に低圧側のコンデンサの電荷を高電圧側に放電するものとなる。後者の装置では放電抵抗を備えるため、高圧側のコンデンサの電荷は放電抵抗によって熱として消費されるが、放電抵抗を備えていないものでは、インバータのスイッチングロスやモータでのロスにより熱として消費することも考えられる。例えば、インバータが備えるスイッチング素子における下アームをオンとした状態で上アームをスイッチングすることにより高圧側のコンデンサの電荷をインバータで消費し、高圧側のコンデンサの電荷を放電している最中に高圧側電圧が低圧側電圧相当に至ったときに昇圧コンバータの上アームをオフとした状態で下アームをスイッチングして低圧側のコンデンサの電荷をインバータ側に放電し、高圧側のコンデンサの電荷と共にインバータによって消費することが考えられる。また、低圧側のコンデンサの電荷をインバータ側に放電する手法としては、昇圧コンバータの下アームをオフの状態で上アームをオンとすることによっても行なうことができる。   When the battery is urgently cut off as an emergency response, it is necessary to discharge the electric charge stored in the capacitor from a request that the devices connected to the high voltage side and the low voltage side of the boost converter do not cause unexpected driving. In this case, in the former apparatus, in order to discharge the electric charge of the low-voltage side capacitor to the inverter side, the high-voltage side voltage needs to be equal to or lower than the low-voltage side voltage. Therefore, as in the latter device described above, the high-voltage side voltage is reduced to the low-voltage side voltage, and then the electric charge of the low-voltage side capacitor is discharged to the high-voltage side together with the discharge of the high-voltage side capacitor. In the latter device, since the discharge resistor is provided, the charge of the high-voltage side capacitor is consumed as heat by the discharge resistor, but in the device not provided with the discharge resistor, it is consumed as heat by the inverter switching loss or the motor loss. It is also possible. For example, by switching the upper arm while the lower arm of the switching element provided in the inverter is turned on, the charge of the capacitor on the high voltage side is consumed by the inverter and the charge of the capacitor on the high voltage side is discharged When the side voltage reaches the low side voltage equivalent, the lower arm is switched with the upper arm of the boost converter turned off to discharge the charge on the low side capacitor to the inverter side, and the inverter together with the charge on the high side capacitor It is conceivable to consume. Further, as a method of discharging the charge of the capacitor on the low voltage side to the inverter side, it can also be performed by turning on the upper arm with the lower arm of the boost converter turned off.

上述のように、バッテリを緊急遮断したときに高圧側のコンデンサからの放電による電力をインバータで消費し、その際中に高圧側電圧が低圧側電圧相当に至ったときに低圧側のコンデンサの電荷をインバータ側に放電して高圧側のコンデンサからの放電による電力も低圧側のコンデンサからの放電による電力もインバータで消費するものは、高圧側電圧が低圧側電圧相当に至った以降に低圧側のコンデンサの放電を開始するため、高圧側のコンデンサと低圧側のコンデンサの電荷のすべてを放電するのに時間を要してしまう。また、高圧側のコンデンサからの放電による電力も低圧側のコンデンサからの放電による電力もインバータで消費するため、インバータが過熱する場合も生じる。   As mentioned above, when the battery is urgently cut off, the inverter consumes the electric power from the discharge from the high-voltage side capacitor, and the charge on the low-voltage side capacitor when the high-voltage side voltage becomes equivalent to the low-voltage side voltage. If the inverter consumes both the electric power from the discharge from the high-voltage side capacitor and the electric power from the low-voltage side capacitor after the high-voltage side voltage is equivalent to the low-side voltage, Since the discharge of the capacitor is started, it takes time to discharge all the charges of the high voltage side capacitor and the low voltage side capacitor. Further, since the inverter consumes both the electric power from the discharge from the high-voltage side capacitor and the electric power from the low-voltage side capacitor, the inverter may overheat.

本発明の電源装置は、高圧側のコンデンサおよび低圧側のコンデンサの放電を迅速に行なうと共にインバータの過熱を抑制することを主目的とする。   The main purpose of the power supply device of the present invention is to quickly discharge the high-voltage side capacitor and the low-voltage side capacitor and to suppress overheating of the inverter.

本発明の電源装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The power supply apparatus of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.

本発明の電源装置は、
バッテリと、複数のスイッチング素子を有し直流電力を交流電力に変換して三相交流電動機に供給するインバータと、前記バッテリが接続される低圧側電力ラインの直流電力を昇圧して前記インバータが接続される高圧側電力ラインに供給するコンバータであって前記高圧側電力ライン間に上アームと下アームとからなる直列配置の二つのスイッチング素子と前記二つのスイッチング素子の中間点と前記低圧側電力ラインにおける正極側のラインとの間に取り付けられたリアクトルとを有する昇圧コンバータと、前記高圧側電力ラインに取り付けられた高圧側コンデンサと、前記低圧側電力ラインに取り付けられ前記バッテリを遮断するシステムメインリレーと、前記低圧側電力ラインの前記システムメインリレーより前記昇圧コンバータ側に取り付けられた低圧側コンデンサと、を備える電源装置であって、
前記システムメインリレーによる前記バッテリの緊急遮断時には、前記インバータのスイッチング素子をスイッチングすることにより前記高圧側コンデンサからの放電による電力を前記インバータおよび/または前記三相交流電動機で消費する第1放電制御と、前記昇圧コンバータの上アームをオフとすると共に下アームをスイッチングすることにより前記低圧側コンデンサからの放電による電力を前記昇圧コンバータで消費する第2放電制御と、を独立に実行する緊急遮断時制御手段を備える、
ことを特徴とする。
The power supply device of the present invention is
A battery, an inverter having a plurality of switching elements, converting DC power to AC power and supplying the three-phase AC motor, and boosting DC power of a low-voltage power line to which the battery is connected to connect the inverter A converter for supplying a high voltage side power line to be operated, wherein two switching elements having an upper arm and a lower arm arranged in series between the high voltage side power line, an intermediate point between the two switching elements, and the low voltage side power line A step-up converter having a reactor attached between the positive-side line, a high-voltage side capacitor attached to the high-voltage side power line, and a system attached to the low-voltage side power line to shut off the battery Main relay and the boost converter side from the system main relay of the low-voltage power line And the low-voltage side capacitor mounted, a power supply device comprising a,
A first discharge control for consuming electric power from the discharge from the high-voltage side capacitor by the inverter and / or the three-phase AC motor by switching a switching element of the inverter at the time of emergency shutoff of the battery by the system main relay; The emergency shut-off control that independently executes the second discharge control in which the boost converter consumes the electric power generated by the discharge from the low-voltage side capacitor by turning off the upper arm of the boost converter and switching the lower arm. With means,
It is characterized by that.

この本発明の電源装置では、システムメインリレーによるバッテリの緊急遮断時には、インバータのスイッチング素子をスイッチングすることにより高圧側コンデンサからの放電による電力をインバータや三相交流電動機で消費する第1放電制御と、昇圧コンバータの上アームをオフとすると共に下アームをスイッチングすることにより低圧側コンデンサからの放電による電力を昇圧コンバータで消費する第2放電制御と、を独立に実行する。ここで、第1放電制御では、インバータの各相の下アームをオンのオンの状態とすると共にインバータの各相の上アームをスイッチングすることにより、高圧側コンデンサ,インバータの上アーム,インバータの下アームを経由する閉回路を形成し、インバータのスイッチング素子における損失により高圧側コンデンサからの放電による電力を消費し、三相交流電動機にd軸電流だけが流れるようにインバータをスイッチング制御することにより、高圧側コンデンサ,インバータ,三相交流電動機を経由する閉回路を形成し、三相交流電動機の損失により高電圧コンデンサからの放電による電力を消費する。第2放電制御では、昇圧コンバータの上アームをオフとした状態で下アームをスイッチングすることにより、低圧側コンデンサ,昇圧コンバータのリアクトル,昇圧コンバータの下アームを経由する閉回路を形成し、昇圧コンバータのリアクトルや下アームの損失により低圧側コンデンサからの放電による電力を消費する。このように、第1放電制御による高圧側コンデンサからの放電による電力の消費と第2放電制御による低圧側コンデンサからの放電による電力の消費とは異なる閉回路を形成して行なわれるから、第1放電制御と第2放電制御とを独立に実行することができる。「独立に」とは、「個別に」や「一方が他方に従属することなく」の意味であり、第1放電制御と第2放電制御との関係とすれば、第1放電制御の実行と第2放電制御の実行とを個別に一方が他方に従属することなく行なうことができることを意味している。これらのことから、本発明の電源装置では、高圧側電力ラインの電圧が低圧側電力ラインの電圧相当に至ったときに低圧側コンデンサの放電を開始するものに比して、高圧側コンデンサおよび低圧側コンデンサの放電を迅速に行なうことができる。また、第2放電制御では低圧側コンデンサからの放電による電力は昇圧コンバータによって消費するから、高圧側コンデンサからの放電による電力も低圧側コンデンサからの放電による電力もインバータで消費するものに比して、インバータの過熱を抑制することができる。   In the power supply device of the present invention, when the battery is urgently shut off by the system main relay, the first discharge control for consuming electric power from the discharge from the high-voltage side capacitor by the inverter or the three-phase AC motor by switching the switching element of the inverter. The second discharge control in which the boost converter consumes the electric power generated by the discharge from the low-voltage side capacitor is performed independently by turning off the upper arm of the boost converter and switching the lower arm. Here, in the first discharge control, the lower arm of each phase of the inverter is turned on and the upper arm of each phase of the inverter is switched, so that the high voltage side capacitor, the upper arm of the inverter, the lower arm of the inverter By forming a closed circuit via the arm, consuming electric power from the discharge from the high-voltage side capacitor due to loss in the switching element of the inverter, and controlling the inverter so that only the d-axis current flows through the three-phase AC motor, A closed circuit is formed via the high-voltage side capacitor, inverter, and three-phase AC motor, and power from the discharge from the high-voltage capacitor is consumed due to the loss of the three-phase AC motor. In the second discharge control, the lower arm is switched with the upper arm of the boost converter turned off, thereby forming a closed circuit via the low voltage side capacitor, the reactor of the boost converter, and the lower arm of the boost converter. The power from the discharge from the low voltage side capacitor is consumed due to the loss of the reactor and lower arm. As described above, the power consumption due to the discharge from the high-voltage side capacitor by the first discharge control and the power consumption by the discharge from the low-voltage side capacitor by the second discharge control are performed by forming different closed circuits. The discharge control and the second discharge control can be executed independently. “Independently” means “individually” or “one does not depend on the other”. If the relationship between the first discharge control and the second discharge control is used, the first discharge control is executed. This means that the execution of the second discharge control can be performed individually without one subordinate to the other. Therefore, in the power supply device of the present invention, the high-voltage side capacitor and the low-voltage side capacitor are compared with those in which the discharge of the low-voltage side capacitor is started when the voltage of the high-voltage side power line reaches the voltage equivalent to the low-voltage side power line. The side capacitor can be discharged quickly. In addition, in the second discharge control, the electric power from the low-voltage side capacitor is consumed by the boost converter, so that the electric power from the high-voltage side capacitor and the electric power from the low-voltage side capacitor are both consumed by the inverter. The overheating of the inverter can be suppressed.

こうした本発明の電源装置において、前記緊急遮断時制御手段は、前記第1放電制御については前記システムメインリレーによる前記バッテリの緊急遮断後であって前記三相交流電動機が略停止した以降に実行し、前記第2放電制御については前記システムメインリレーによる前記バッテリの緊急遮断の直後に実行する手段である、ものとすることもできる。   In such a power supply apparatus of the present invention, the emergency shut-off control means executes the first discharge control after the battery is shut off by the system main relay and after the three-phase AC motor is substantially stopped. The second discharge control may be a unit that is executed immediately after the battery is urgently cut off by the system main relay.

本発明の一実施例としての電源装置20の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the power supply device 20 as one Example of this invention. 電子制御ユニット50により実行される緊急遮断時高圧側制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an example of an emergency shut-off high-pressure side control routine executed by an electronic control unit 50. 電子制御ユニット50により実行される緊急遮断時低圧側制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an example of an emergency shut-off low-pressure side control routine executed by an electronic control unit 50. 高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷を放電しているときの電流の流れる様子の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a mode that an electric current flows when the electric charge stored in the high voltage | pressure side capacitor | condenser 48 is discharged. 低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷を放電しているときの電流の流れる様子の一例を示す説明図である。6 is an explanatory diagram showing an example of a state in which a current flows when electric charge stored in a low-voltage side capacitor 46 is discharged. FIG. 緊急遮断時のモータ32の回転数Nmや実施例および比較例における高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷を放電している際のインバータ34のゲート電圧や高圧側電圧VH等および低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷を放電している際の昇圧コンバータ40のゲート電圧や低圧側電圧VL等の時間変化の一例を示す説明図である。The rotation speed Nm of the motor 32 at the time of emergency shutoff and the gate voltage of the inverter 34, the high voltage VH, etc., and the low voltage capacitor 46 when discharging the electric charge stored in the high voltage capacitor 48 in the embodiment and the comparative example. It is explanatory drawing which shows an example of time changes, such as the gate voltage of the boost converter 40, the low voltage | pressure side voltage VL, when discharging the stored electric charge. 比較例における低圧側コンデンサ46と高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷を放電しているときの電流の流れる様子の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a mode that an electric current flows when the electric charge stored in the low voltage | pressure side capacitor | condenser 46 and the high voltage | pressure side capacitor | condenser 48 in the comparative example is discharged.

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。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.

図1は本発明の一実施例としての電源装置20の構成の概略を示す構成図である。実施例の電源装置20は、図示するように、例えば同期発電電動機として構成されて車両の走行用の動力を出力する三相交流モータ32と共に車両に搭載され、モータ32を駆動するためのインバータ34と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ36と、インバータ34が接続された電力ライン(以下、高圧側電力ラインという)44とバッテリ36が接続された電力ライン(以下、低圧側電力ラインという)42とに接続されて高圧側電力ライン44の電圧VHを低圧側電力ライン42の電圧VL以上かつ最大許容電圧VHmax以下の範囲内で調節すると共に高圧側電力ライン44と低圧側電力ライン42との間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ40と、バッテリ36を遮断するための低圧側電力ライン42に取り付けられたシステムメインリレー(SMR)43と、低圧側電力ライン42のシステムメインリレー43と昇圧コンバータ40との間に取り付けられて低圧側の電圧を平滑する低圧側コンデンサ46と、高圧側電力ライン44に取り付けられて高圧側の電圧を平滑する高圧側コンデンサ48と、電源装置20全体をコントロールすると共にモータ32を駆動制御する電子制御ユニット50と、を備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a power supply device 20 as an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the power supply device 20 of the embodiment is mounted on a vehicle together with a three-phase AC motor 32 configured as, for example, a synchronous generator motor and outputs motive power for traveling of the vehicle, and an inverter 34 for driving the motor 32. For example, a battery 36 configured as a lithium ion secondary battery, a power line (hereinafter referred to as a high voltage side power line) 44 to which the inverter 34 is connected, and a power line (hereinafter referred to as a low voltage side power line) to which the battery 36 is connected. The voltage VH of the high-voltage side power line 44 is adjusted within the range of the voltage VL of the low-voltage side power line 42 and not more than the maximum allowable voltage VHmax, and the high-voltage side power line 44 and the low-voltage side power line 42. And the low voltage side power line 4 for cutting off the battery 36. A system main relay (SMR) 43 attached to the low voltage side power line 42, a low voltage side capacitor 46 attached between the system main relay 43 and the boost converter 40 of the low voltage side power line 42 and smoothing the low voltage side voltage, and a high voltage side power. A high-voltage side capacitor 48 that is attached to the line 44 and smoothes the voltage on the high-voltage side, and an electronic control unit 50 that controls the entire power supply device 20 and drives and controls the motor 32 are provided.

インバータ34は、6つのスイッチング素子としてのトランジスタT11〜T16と、トランジスタT11〜T16に逆方向に並列接続された6つのダイオードD11〜D16と、により構成されている。トランジスタT11〜T16は、高圧側電力ライン44の正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側となるよう2個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータ32の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。したがって、インバータ34に電圧が作用している状態でトランジスタT11〜T16のオン時間の割合を制御することにより、三相コイルに回転磁界を形成でき、モータ32を回転駆動することができる。   The inverter 34 includes transistors T11 to T16 as six switching elements, and six diodes D11 to D16 connected in parallel to the transistors T11 to T16 in the reverse direction. Two transistors T11 to T16 are arranged in pairs so as to be on the source side and the sink side with respect to the positive electrode bus and the negative electrode bus of the high voltage side power line 44, and are connected to each connection point of the paired transistors. Each of the three-phase coils (U-phase, V-phase, W-phase) of the motor 32 is connected. Therefore, by controlling the ratio of the on-time of the transistors T11 to T16 while the voltage is applied to the inverter 34, a rotating magnetic field can be formed in the three-phase coil, and the motor 32 can be driven to rotate.

昇圧コンバータ40は、2つのトランジスタT31,T32とトランジスタT31,T32に逆方向に並列接続された2つのダイオードD31,D32とリアクトルLとからなる昇圧コンバータとして構成されている。2つのトランジスタT31,T32は、それぞれ高圧側電力ライン44の正極母線と高圧側電力ライン44および低圧側電力ライン42の負極母線とに接続されており、その接続点にリアクトルLが接続されている。また、リアクトルLと高圧側電力ライン44および低圧側電力ライン42の負極母線とにはそれぞれバッテリ36の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタT31,T32をオンオフ制御することにより、低圧側電力ライン42の電力を昇圧して高圧側電力ライン44に供給したり、高圧側電力ライン44の電力を降圧して低圧側電力ライン42に供給したりすることができる。   The step-up converter 40 is configured as a step-up converter including two transistors T31 and T32, two diodes D31 and D32 connected in parallel in the reverse direction to the transistors T31 and T32, and a reactor L. The two transistors T31 and T32 are connected to the positive electrode bus of the high voltage side power line 44 and the negative electrode bus of the high voltage side power line 44 and the low voltage side power line 42, respectively, and the reactor L is connected to the connection point. . The positive terminal and the negative terminal of the battery 36 are connected to the reactor L and the negative buses of the high voltage side power line 44 and the low voltage side power line 42, respectively. Therefore, by turning on / off the transistors T31 and T32, the power of the low-voltage side power line 42 is boosted and supplied to the high-voltage side power line 44, or the power of the high-voltage side power line 44 is stepped down. Or can be supplied.

システムメインリレー43は、図2に示すように、低圧側電力ライン42の正極側ラインに取り付けられた正極側リレー43aと、低圧側電力ライン42の負極側ラインに取り付けられた負極側リレー43bとにより構成されている。   As shown in FIG. 2, the system main relay 43 includes a positive side relay 43a attached to the positive side line of the low side power line 42, and a negative side relay 43b attached to the negative side line of the low voltage side power line 42. It is comprised by.

電子制御ユニット50は、図示しないCPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、図示しないが、CPUの他に処理プログラムを記憶するROMと、データを一時的に記憶するRAMと、図示しない入出力ポートと、を備える。電子制御ユニット50には、モータ32のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ32aからのモータ32のロータの回転位置や、モータ32とインバータ34との接続ライン(電力ライン)に取り付けられた電流センサ33u,33vからの相電流Iu,Iv,バッテリ36の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Vb,バッテリ36の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ36に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度,低圧側コンデンサ46の端子間に取り付けられた電圧センサ46aからの低圧側コンデンサ46の電圧(低圧側電力ライン42の電圧)VLや高圧側コンデンサ48の端子間に取り付けられた電圧センサ48aからの高圧側コンデンサ48の電圧(高圧側電力ライン44の電圧)VH,その他、車両の駆動制御に必要な信号、例えば、イグニッションスイッチからのイグニッション信号やシフトレバーの操作位置を検出するセンサからの信号,アクセルペダルの踏み込み量を検出するセンサからの信号,ブレーキペダルの踏み込み量を検出するセンサからの信号,車速センサからの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット50からは、インバータ34のトランジスタT11〜T16へのスイッチング制御信号や昇圧コンバータ40のトランジスタT31,T32へのスイッチング制御信号,システムメインリレー43への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、電子制御ユニット50は、回転位置検出センサ32aからのモータ32のロータの回転位置に基づいてモータ32の回転数Nmも演算している。   The electronic control unit 50 is configured as a microprocessor centered on a CPU (not shown). Although not shown, in addition to the CPU, a ROM that stores a processing program, a RAM that temporarily stores data, and an input (not shown). An output port. The electronic control unit 50 is attached to the rotational position of the rotor of the motor 32 from the rotational position detection sensor 32 a that detects the rotational position of the rotor of the motor 32, or to a connection line (power line) between the motor 32 and the inverter 34. Phase currents Iu and Iv from current sensors 33u and 33v, voltage Vb between terminals from a voltage sensor (not shown) installed between terminals of battery 36, not shown attached to a power line connected to an output terminal of battery 36 Charge / discharge current from the current sensor, battery temperature from a temperature sensor (not shown) attached to the battery 36, voltage of the low voltage side capacitor 46 from the voltage sensor 46a attached between terminals of the low voltage side capacitor 46 (low voltage side power line) 42) voltage sensor 48 mounted between terminals of VL and high-voltage side capacitor 48 The voltage of the high-voltage side capacitor 48 from VH (voltage of the high-voltage side power line 44) VH, and other signals necessary for vehicle drive control, such as an ignition signal from an ignition switch and a sensor that detects the operation position of the shift lever A signal, a signal from a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal, a signal from a sensor that detects the amount of depression of the brake pedal, a vehicle speed V from the vehicle speed sensor, and the like are input via the input port. From the electronic control unit 50, a switching control signal to the transistors T11 to T16 of the inverter 34, a switching control signal to the transistors T31 and T32 of the boost converter 40, a drive signal to the system main relay 43, and the like are output via the output port. Has been. The electronic control unit 50 also calculates the rotational speed Nm of the motor 32 based on the rotational position of the rotor of the motor 32 from the rotational position detection sensor 32a.

次に、こうして構成された実施例の電源装置20の動作、特に衝突などによりシステムメインリレー43によりバッテリ36を緊急遮断したときの低圧側コンデンサ46や高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷を放電する際の動作について説明する。図2は、緊急遮断時に高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷を放電するために実施例の電子制御ユニット50により実行される緊急遮断時高圧側制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図3は、緊急遮断時に低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷を放電するために実施例の電子制御ユニット50により実行される緊急遮断時低圧側制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図2のルーチンと図3のルーチンは、システムメインリレー43によりバッテリ36が緊急遮断されたときに、同時に並行して電子制御ユニット50により実行される。以下、順に説明する。   Next, the charge stored in the low-voltage side capacitor 46 and the high-voltage side capacitor 48 when the battery 36 is urgently shut off by the system main relay 43 due to the operation of the power supply device 20 of the embodiment thus configured, in particular, a collision or the like is discharged. The operation at that time will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of an emergency cutoff high-pressure side control routine executed by the electronic control unit 50 of the embodiment in order to discharge the charge stored in the high-voltage side capacitor 48 at the time of emergency shutdown. FIG. 6 is a flowchart showing an example of an emergency cutoff low-pressure side control routine executed by the electronic control unit 50 of the embodiment in order to discharge the electric charge stored in the low-voltage side capacitor 46 at the time of emergency cutoff. The routine of FIG. 2 and the routine of FIG. 3 are executed by the electronic control unit 50 simultaneously in parallel when the battery 36 is urgently shut off by the system main relay 43. Hereinafter, it demonstrates in order.

緊急遮断時高圧側制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット50は、まず、インバータ34の各相の下アームのトランジスタT14,T15,T16をオンとし(ステップS100)、モータ32の回転数Nmを入力すると共に入力した回転数Nmが値0となるのを待つ(ステップS110,S120)。モータ32の回転数Nmが値0となると、インバータ34の上アームのトランジスタT11,T12,T13のスイッチングを開始し(ステップS130)、電圧センサ48aからの高圧側コンデンサ48の電圧VHを入力すると共に電圧VHが値0となるのを待って(ステップS140,S150)、高圧側コンデンサ48の電圧VHが値0となったときにインバータ34の上アームおよび下アームのトランジスタT11〜T16のすべてをオフとして(ステップS160)、本ルーチンを終了する。   When the emergency cut-off high-pressure side control routine is executed, the electronic control unit 50 first turns on the transistors T14, T15, and T16 of the lower arm of each phase of the inverter 34 (step S100), and the rotational speed Nm of the motor 32. And waits for the input rotation speed Nm to become 0 (steps S110 and S120). When the rotational speed Nm of the motor 32 becomes 0, switching of the transistors T11, T12, T13 of the upper arm of the inverter 34 is started (step S130), and the voltage VH of the high-voltage side capacitor 48 from the voltage sensor 48a is input. Waiting for the voltage VH to reach the value 0 (steps S140 and S150), when the voltage VH of the high-voltage side capacitor 48 reaches the value 0, all the transistors T11 to T16 of the upper arm and the lower arm of the inverter 34 are turned off. (Step S160), this routine is finished.

インバータ34の各相の下アームのトランジスタT14,T15,T16をオンとした状態でインバータ34の上アームのトランジスタT11,T12,T13のスイッチングしているときの電流の流れる様子を図4に示す。図示するように、高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷は、上アームのトランジスタT11,T12,T13のスイッチングにより、高圧側コンデンサ48,トランジスタT11,T14を経由する閉回路,高圧側コンデンサ48,トランジスタT12,T15を経由する閉回路,高圧側コンデンサ48,トランジスタT13,T16を経由する閉回路にそれぞれ流れ、この電荷の放電による電力は各閉回路におけるトランジスタT11,T14,トランジスタT12,T15,トランジスタT13,T16で損失として消費される。   FIG. 4 shows how current flows when the transistors T11, T12, and T13 of the upper arm of the inverter 34 are switched with the transistors T14, T15, and T16 of the lower arm of each phase of the inverter 34 turned on. As shown in the figure, the charge stored in the high-voltage side capacitor 48 is switched to the closed circuit via the high-voltage side capacitor 48, the transistors T11, T14, the high-voltage side capacitor 48, the transistor by the switching of the transistors T11, T12, T13 of the upper arm. The closed circuit passing through T12 and T15, the high-voltage side capacitor 48, and the closed circuit passing through transistors T13 and T16 flow to the closed circuit. , T16 is consumed as a loss.

緊急遮断時低圧側制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ40の上アームのトランジスタT31をオフとし(ステップS200)、昇圧コンバータ40の下アームのトランジスタT32のスイッチングを開始し(ステップS210)、電圧センサ46aからの低圧側コンデンサ46の電圧VLを入力すると共に電圧VLが値0となるのを待って(ステップS220,S230)、低圧側コンデンサ46の電圧VLが値0となったときに昇圧コンバータ40の下アームのトランジスタT32をオフとして(ステップS240)、本ルーチンを終了する。   When the emergency cutoff low-pressure side control routine is executed, the electronic control unit 50 turns off the transistor T31 in the upper arm of the boost converter 40 (step S200), and starts switching the transistor T32 in the lower arm of the boost converter 40. (Step S210) Inputting the voltage VL of the low-voltage side capacitor 46 from the voltage sensor 46a and waiting for the voltage VL to become zero (Steps S220 and S230), the voltage VL of the low-voltage side capacitor 46 becomes zero. When this happens, the transistor T32 in the lower arm of the boost converter 40 is turned off (step S240), and this routine ends.

昇圧コンバータ40の上アームのトランジスタT31をオフとした状態で昇圧コンバータ40の下アームのトランジスタT32のスイッチングしているときの電流の流れる様子を図5に示す。図示するように、低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷は、下アームのトランジスタT32のスイッチングにより、低圧側コンデンサ46,リアクトルL,トランジスタT32を経由する閉回路に流れ、この電荷の放電による電力は閉回路におけるトランジスタT32で損失として消費される。   FIG. 5 shows a current flow when the transistor T32 in the lower arm of the boost converter 40 is switched with the transistor T31 in the upper arm of the boost converter 40 turned off. As shown in the figure, the electric charge stored in the low-voltage side capacitor 46 flows to the closed circuit via the low-voltage side capacitor 46, the reactor L, and the transistor T32 due to the switching of the transistor T32 in the lower arm. It is consumed as a loss in the transistor T32 in the closed circuit.

図6は、システムメインリレー43によりバッテリ36が緊急遮断されたときのモータ32の回転数Nmと、実施例および比較例における高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷を放電している際のインバータ34のゲート電圧や高圧側電圧VH等および低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷を放電している際の昇圧コンバータ40のゲート電圧や低圧側電圧VL等の時間変化の一例を示す説明図である。比較例としては、システムメインリレー43によりバッテリ36が緊急遮断されたときには、モータ32の回転数Nmが値0となるのを待ってインバータ34の下アームのトランジスタT14,T15,T16をオンとした状態で上アームのトランジスタT11,T12,T13をスイッチングすることにより高圧側コンデンサ48の電荷の放電による電力をインバータ34で消費し、高圧側コンデンサ48の電圧VHが低圧側コンデンサ46の電圧VLに等しくなったときに、トランジスタT11,T12,T13をスイッチングを継続しながら昇圧コンバータ40の上アームのトランジスタT31をオフとした状態で下アームのとトランジスタ32をスイッチングして低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷を高圧側に放電し、この放電による電力は高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷の放電による電力と共にインバータ34によって消費されるものを想定した。比較例における低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷と高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷を放電しているときの電流の流れる様子の一例を図7に示す。図示するように、低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷も高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷もその放電による電力はインバータ34によって消費される。   FIG. 6 shows the rotation speed Nm of the motor 32 when the battery 36 is urgently shut off by the system main relay 43 and the inverter 34 when discharging the electric charge stored in the high-voltage side capacitor 48 in the embodiment and the comparative example. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of temporal changes of the gate voltage and low voltage side voltage VL of the boost converter 40 when discharging the charge stored in the low voltage side capacitor 46 and the gate voltage and high voltage side voltage VH. As a comparative example, when the battery 36 is urgently shut off by the system main relay 43, the transistors T14, T15, and T16 of the lower arm of the inverter 34 are turned on after the rotation speed Nm of the motor 32 becomes zero. By switching the transistors T11, T12, and T13 of the upper arm in the state, the power due to the discharge of the charge of the high-voltage side capacitor 48 is consumed by the inverter 34, and the voltage VH of the high-voltage side capacitor 48 is equal to the voltage VL of the low-voltage side capacitor 46. When the transistor T11, T12, and T13 continue to be switched, the upper arm transistor T31 of the boost converter 40 is turned off and the lower arm transistor 32 is switched and stored in the low voltage side capacitor 46. Discharge the charge to the high voltage side, and this discharge Power by was assumed to be consumed by the inverter 34 with electric power by the discharge of the charge stored in the high-pressure side capacitor 48. FIG. 7 shows an example of a state in which current flows when discharging the electric charge stored in the low-voltage side capacitor 46 and the electric charge stored in the high-voltage side capacitor 48 in the comparative example. As shown in the figure, both the electric charge stored in the low-voltage side capacitor 46 and the electric charge stored in the high-voltage side capacitor 48 are consumed by the inverter 34 by the discharge.

実施例の電源装置20では、図6に示すように、システムメインリレー43によりバッテリ36が緊急遮断された時間T1に図2の緊急遮断時高圧側制御ルーチンと図3の緊急遮断時低圧側制御ルーチンとが同時に実行され、高圧側ではインバータ34の下アームのトランジスタT14,T15,T16がオフとされ、低圧側では昇圧コンバータ40の上アームのトランジスタT31がオフとされた状態で下アームのトランジスタT32のスイッチングが開始される。低圧側では、こうした下アームのトランジスタT32のスイッチングにより、低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷は低圧側コンデンサ46,リアクトルL,トランジスタT32を経由する閉回路に流れ、その電力はリアクトルLやトランジスタT32の損失によって消費される。そして、低圧側電圧VLが値0に至った時間T2に、低圧側では昇圧コンバータ40の下アームのトランジスタT32をオフとして低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷の放電を終了する。高圧側では、モータ32の回転数Nmが値0となる時間T3にインバータ34の上アームのトランジスタT11,T12,T13のスイッチングを開始し、上アームのトランジスタT11,T12,T13のスイッチングにより、高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷は、高圧側コンデンサ48,トランジスタT11,T14を経由する閉回路,高圧側コンデンサ48,トランジスタT12,T15を経由する閉回路,高圧側コンデンサ48,トランジスタT13,T16を経由する閉回路にそれぞれ流れ、その電力はトランジスタT11〜T16の損失によって消費される。そして、高圧側電圧VHが値0に至った時間T5に、インバータ34の上下アームのトランジスタT11〜T16をオフとして高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷の放電を終了する。   In the power supply device 20 of the embodiment, as shown in FIG. 6, the emergency shut-off high-pressure side control routine of FIG. 2 and the emergency shut-off low-pressure side control of FIG. 3 at time T 1 when the battery 36 is urgently shut off by the system main relay 43. And the lower arm transistors T14, T15, T16 of the inverter 34 are turned off on the high voltage side, and the lower arm transistors T31 of the boost converter 40 are turned off on the low voltage side. Switching of T32 is started. On the low voltage side, the switching of the lower arm transistor T32 causes the electric charge stored in the low voltage side capacitor 46 to flow to the closed circuit via the low voltage side capacitor 46, the reactor L, and the transistor T32, and the power is supplied to the reactor L and the transistor T32. Is consumed by the loss of. Then, at time T2 when the low-voltage side voltage VL reaches the value 0, on the low-voltage side, the transistor T32 in the lower arm of the boost converter 40 is turned off, and the discharge of the electric charge stored in the low-voltage side capacitor 46 is finished. On the high voltage side, switching of the transistors T11, T12, T13 of the upper arm of the inverter 34 is started at a time T3 when the rotational speed Nm of the motor 32 becomes 0, and the high voltage is increased by switching of the transistors T11, T12, T13 of the upper arm. The charge stored in the side capacitor 48 passes through the high voltage side capacitor 48, the closed circuit via the transistors T11 and T14, the high voltage side capacitor 48, the closed circuit via the transistors T12 and T15, the high voltage side capacitor 48, and the transistors T13 and T16. Each of the electric power flows through the closed circuit, and the power is consumed by the loss of the transistors T11 to T16. Then, at time T5 when the high-voltage side voltage VH reaches the value 0, the transistors T11 to T16 of the upper and lower arms of the inverter 34 are turned off, and the discharge of the charge stored in the high-voltage side capacitor 48 is finished.

一方、比較例では、システムメインリレー43によりバッテリ36が緊急遮断された時間T1に、高圧側ではインバータ34の下アームのトランジスタT14,T15,T16がオフとされ、低圧側では昇圧コンバータ40の上下アームのトランジスタT31,T32がオフとされ、この状態でモータ32の回転数Nmが値0となるのを待つ。モータMG2の回転数Nmが値0となる時間T3に、高圧側では、モータ32の回転数Nmが値0となる時間T3にインバータ34の上アームのトランジスタT11,T12,T13のスイッチングを開始し、上アームのトランジスタT11,T12,T13のスイッチングにより、高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷の放電による電力をトランジスタT11〜T16の損失によって消費する。高圧側のインバータ34のスイッチングにより高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷の放電による電力をインバータ34で消費している最中に高圧側電圧VHが低下して低圧側電圧VLに一致する時間T4では、昇圧コンバータ40の上アームであるトランジスタT31をオンとして低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷が高圧側に放電し、低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷と高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷とが共にインバータ34に放電され、その放電による電力はインバータ34により消費される。そして、低圧側電圧VLと高圧側電圧VHとが共に値0に至った時間T6にインバータ34のトランジスタT11〜T16と昇圧コンバータ40のトランジスタT31,T32のすべてをオフとして低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷と高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷の放電を終了する。   On the other hand, in the comparative example, at time T1 when the battery 36 is urgently cut off by the system main relay 43, the transistors T14, T15, and T16 of the lower arm of the inverter 34 are turned off on the high voltage side and the boost converter 40 is The transistors T31 and T32 of the arm are turned off, and the state waits for the rotational speed Nm of the motor 32 to become 0 in this state. Switching of the transistors T11, T12, and T13 of the upper arm of the inverter 34 is started at a time T3 when the rotation speed Nm of the motor MG2 is 0, and at a time T3 when the rotation speed Nm of the motor 32 is 0. By switching the upper arm transistors T11, T12, and T13, the electric power generated by the discharge of the charge stored in the high-voltage side capacitor 48 is consumed by the loss of the transistors T11 to T16. During the time T4 when the high-voltage side voltage VH is reduced and coincides with the low-voltage side voltage VL while the inverter 34 is consuming the electric power due to the discharge of the charge stored in the high-voltage side capacitor 48 by the switching of the high-voltage side inverter 34. When the transistor T31 which is the upper arm of the boost converter 40 is turned on, the charge stored in the low voltage side capacitor 46 is discharged to the high voltage side, and the charge stored in the low voltage side capacitor 46 and the charge stored in the high voltage side capacitor 48 are Are discharged to the inverter 34, and the electric power generated by the discharge is consumed by the inverter 34. Then, at time T6 when both of the low voltage side voltage VL and the high voltage side voltage VH reach the value 0, all of the transistors T11 to T16 of the inverter 34 and the transistors T31 and T32 of the boost converter 40 are turned off and stored in the low voltage side capacitor 46. The discharge of the accumulated charge and the charge stored in the high voltage side capacitor 48 is terminated.

比較例では、低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷の放電は、高圧側電圧VHが低下して低圧側電圧VLに一致する時間T4から開始され、この時間T4から低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷と高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷とが共にインバータ34に放電されるため、放電が完了する時間が実施例の時間T5に比して時間T6と遅くなる。即ち、実施例は、比較例に比して迅速に低圧側コンデンサ46や高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷を放電することができるのである。また、比較例では、低圧側コンデンサ46と高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷の放電による電力のすべてをインバータ34で消費するが、実施例では、低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷の放電による電力は昇圧コンバータ40で消費し、高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷の放電による電力はインバータ34で消費するため、比較例に比して、インバータ34のトランジスタT11〜T16の過熱を抑制することができる。   In the comparative example, the discharge of the charge stored in the low-voltage side capacitor 46 is started from time T4 when the high-voltage side voltage VH decreases and coincides with the low-voltage side voltage VL, and is stored in the low-voltage side capacitor 46 from this time T4. Since both the electric charge and the electric charge stored in the high-voltage side capacitor 48 are discharged to the inverter 34, the time for completing the discharge is delayed to the time T6 as compared with the time T5 of the embodiment. That is, the embodiment can discharge the charge stored in the low-voltage side capacitor 46 and the high-voltage side capacitor 48 more quickly than the comparative example. In the comparative example, all of the electric power generated by the discharge of the charges stored in the low-voltage side capacitor 46 and the high-voltage side capacitor 48 is consumed by the inverter 34. However, in the embodiment, the electric power stored in the low-voltage side capacitor 46 is discharged. Since the electric power is consumed by the boost converter 40 and the electric power generated by the discharge of the electric charge stored in the high-voltage side capacitor 48 is consumed by the inverter 34, the overheating of the transistors T11 to T16 of the inverter 34 is suppressed as compared with the comparative example. Can do.

以上説明した実施例の電源装置20によれば、システムメインリレー43によりバッテリ36が緊急遮断されたときに図2の緊急遮断時高圧側制御ルーチンと図3の緊急遮断時低圧側制御ルーチンとが同時に実行して、低圧側コンデンサ46に蓄えられた電荷の放電による電力は昇圧コンバータ40で消費し、高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷の放電による電力はインバータ34で消費することにより、迅速に低圧側コンデンサ46と高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷を放電することができると共に、低圧側コンデンサ46と高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷の放電による電力のすべてをインバータ34で消費する比較例に比して、インバータ34のトランジスタT11〜T16の過熱を抑制することができる。   According to the power supply device 20 of the embodiment described above, when the battery 36 is urgently shut off by the system main relay 43, the emergency shut-off high-pressure side control routine of FIG. 2 and the emergency shut-off low-pressure side control routine of FIG. Simultaneously, the electric power generated by the discharge of the electric charge stored in the low-voltage side capacitor 46 is consumed by the boost converter 40, and the electric power generated by the electric charge stored in the high-voltage side capacitor 48 is consumed by the inverter 34. Comparative example in which the electric charge stored in the low-voltage side capacitor 46 and the high-voltage side capacitor 48 can be discharged, and all the electric power generated by the discharge of the electric charge stored in the low-voltage side capacitor 46 and the high-voltage side capacitor 48 is consumed by the inverter 34. As compared with the above, overheating of the transistors T11 to T16 of the inverter 34 can be suppressed.

実施例の電源装置20では、走行用の動力を出力する三相交流モータ32と共に車両に搭載されるものとしたが、車両に搭載されるものに限定されるものではなく、車両以外の駆動装置に組み込まれるものとしても構わない。   In the power supply device 20 of the embodiment, it is assumed that the power supply device 20 is mounted on the vehicle together with the three-phase AC motor 32 that outputs motive power for travel. It does not matter even if it is built in.

実施例の電源装置20では、インバータ34の下アームのトランジスタT14,T15,T16がオフとした状態で上アームのトランジスタT11,T12,T13のスイッチングすることにより、高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷を、高圧側コンデンサ48,トランジスタT11,T14を経由する閉回路,高圧側コンデンサ48,トランジスタT12,T15を経由する閉回路,高圧側コンデンサ48,トランジスタT13,T16を経由する閉回路にそれぞれ流し、その電力をトランジスタT11〜T16の損失によって消費するものとしたが、モータ32にd軸電流だけが流れるようインバータ34のトランジスタT11〜T16をスイッチングすることにより、高圧側コンデンサ48に蓄えられた電荷を、インバータ34とモータ32に流し、その電力をインバータ34やモータ32の損失によって消費するものとしてもよい。   In the power supply device 20 of the embodiment, the charges stored in the high-voltage side capacitor 48 are switched by switching the transistors T11, T12, T13 of the upper arm with the transistors T14, T15, T16 of the lower arm of the inverter 34 turned off. To the closed circuit via high voltage side capacitor 48, transistors T11, T14, the closed circuit via high voltage side capacitor 48, transistors T12, T15, and the closed circuit via high voltage side capacitor 48, transistors T13, T16, respectively. The electric power is consumed by the loss of the transistors T11 to T16. However, by switching the transistors T11 to T16 of the inverter 34 so that only the d-axis current flows to the motor 32, the electric charge stored in the high-voltage side capacitor 48 is changed. , And inverter 34 It flowed over data 32 may be the power as consumed by the loss of the inverter 34 and motor 32.

実施例の電源装置20では、システムメインリレー43によりバッテリ36が緊急遮断されたときには電子制御ユニット50により図2の緊急遮断時高圧側制御ルーチンと図3の緊急遮断時低圧側制御ルーチンとを同時に平行して実行するものとしたが、図2の緊急遮断時高圧側制御ルーチンの実行を開始した後に、ある程度の時間が経過した後に図3の緊急遮断時低圧側制御ルーチンの実行を開始するものとしてもよい。   In the power supply device 20 of the embodiment, when the battery 36 is urgently shut off by the system main relay 43, the electronic control unit 50 simultaneously performs the emergency shut-off high-pressure side control routine of FIG. 2 and the emergency shut-off low-pressure side control routine of FIG. Although executed in parallel, the execution of the emergency shutoff low pressure side control routine of FIG. 3 is started after a certain amount of time has elapsed after the execution of the emergency shutoff high pressure side control routine of FIG. 2 is started. It is good.

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、バッテリ36が「バッテリ」に相当し、モータ32が「三相交流電動機」に相当し、インバータ34が「インバータ」に相当し、トランジスタT31,T32とリアクトルLとにより構成された昇圧コンバータ40が「昇圧コンバータ」に相当し、高圧側コンデンサ48が「高圧側コンデンサ」に相当し、システムメインリレー43が「システムメインリレー」に相当し、低圧側コンデンサ46が「低圧側コンデンサ」に相当する。そして、図2の緊急遮断時高圧側制御ルーチンによる制御が「第1放電制御」に相当し、図3の緊急遮断時低圧側制御ルーチンによる制御が「第2放電制御」に相当し、図2の緊急遮断時高圧側制御ルーチンと図3の緊急遮断時低圧側制御ルーチンとを実行する電子制御ユニット50が「緊急遮断時制御手段」に相当する。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the battery 36 corresponds to a “battery”, the motor 32 corresponds to a “three-phase AC motor”, the inverter 34 corresponds to an “inverter”, and is a booster configured by transistors T31 and T32 and a reactor L. The converter 40 corresponds to a “boost converter”, the high voltage side capacitor 48 corresponds to a “high voltage side capacitor”, the system main relay 43 corresponds to a “system main relay”, and the low voltage side capacitor 46 corresponds to a “low voltage side capacitor”. Equivalent to. 2 corresponds to “first discharge control”, and control according to the emergency cutoff low pressure side control routine of FIG. 3 corresponds to “second discharge control”. The electronic control unit 50 that executes the emergency cutoff high-pressure side control routine and the emergency cutoff low-pressure side control routine of FIG. 3 corresponds to the “emergency cutoff control means”.

なお、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は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.

以上、本発明を実施するため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。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.

本発明は、電源装置の製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the power supply device manufacturing industry.

20 電源装置、32 モータ、32a 回転位置検出センサ、33u,33v 電流センサ、34 インバータ、36 バッテリ、40 昇圧コンバータ、42 低圧側電力ライン、43 システムメインリレー、43a 正極側リレー、43b 負極側リレー、44 高圧側電力ライン、46 低圧側コンデンサ、46a 電圧センサ、48 高圧側コンデンサ、48a 電圧センサ、50 電子制御ユニット、D11〜D16,D31,D32 ダイオード、L リアクトル、T11〜T16,T31,T32 トランジスタ。   20 power supply device, 32 motor, 32a rotational position detection sensor, 33u, 33v current sensor, 34 inverter, 36 battery, 40 boost converter, 42 low voltage side power line, 43 system main relay, 43a positive side relay, 43b negative side relay, 44 high voltage side power line, 46 low voltage side capacitor, 46a voltage sensor, 48 high voltage side capacitor, 48a voltage sensor, 50 electronic control unit, D11 to D16, D31, D32 diode, L reactor, T11 to T16, T31, T32 transistor.

Claims (2)

バッテリと、複数のスイッチング素子を有し直流電力を交流電力に変換して三相交流電動機に供給するインバータと、前記バッテリが接続される低圧側電力ラインの直流電力を昇圧して前記インバータが接続される高圧側電力ラインに供給するコンバータであって前記高圧側電力ライン間に上アームと下アームとからなる直列配置の二つのスイッチング素子と前記二つのスイッチング素子の中間点と前記低圧側電力ラインにおける正極側のラインとの間に取り付けられたリアクトルとを有する昇圧コンバータと、前記高圧側電力ラインに取り付けられた高圧側コンデンサと、前記低圧側電力ラインに取り付けられ前記バッテリを遮断するシステムメインリレーと、前記低圧側電力ラインの前記システムメインリレーより前記昇圧コンバータ側に取り付けられた低圧側コンデンサと、を備える電源装置であって、
前記システムメインリレーによる前記バッテリの緊急遮断時には、前記インバータのスイッチング素子をスイッチングすることにより前記高圧側コンデンサからの放電による電力を前記インバータおよび/または前記三相交流電動機で消費する第1放電制御と、前記昇圧コンバータの上アームをオフとすると共に下アームをスイッチングすることにより前記低圧側コンデンサからの放電による電力を前記昇圧コンバータで消費する第2放電制御と、を独立に実行する緊急遮断時制御手段を備える、
ことを特徴とする電源装置。
A battery, an inverter having a plurality of switching elements, converting DC power to AC power and supplying the three-phase AC motor, and boosting DC power of a low-voltage power line to which the battery is connected to connect the inverter A converter for supplying a high voltage side power line to be operated, wherein two switching elements having an upper arm and a lower arm arranged in series between the high voltage side power line, an intermediate point between the two switching elements, and the low voltage side power line A step-up converter having a reactor attached between the positive-side line, a high-voltage side capacitor attached to the high-voltage side power line, and a system attached to the low-voltage side power line to shut off the battery Main relay and the boost converter side from the system main relay of the low-voltage power line And the low-voltage side capacitor mounted, a power supply device comprising a,
A first discharge control for consuming electric power from the discharge from the high-voltage side capacitor by the inverter and / or the three-phase AC motor by switching a switching element of the inverter at the time of emergency shutoff of the battery by the system main relay; The emergency shut-off control that independently executes the second discharge control in which the boost converter consumes the electric power generated by the discharge from the low-voltage side capacitor by turning off the upper arm of the boost converter and switching the lower arm. With means,
A power supply device characterized by that.
請求項1記載の電源装置であって、
前記緊急遮断時制御手段は、前記第1放電制御については前記システムメインリレーによる前記バッテリの緊急遮断後であって前記三相交流電動機が略停止した以降に実行し、前記第2放電制御については前記システムメインリレーによる前記バッテリの緊急遮断の直後に実行する手段である、
電源装置。
The power supply device according to claim 1,
The emergency shut-off control means executes the first discharge control after emergency shutoff of the battery by the system main relay and after the three-phase AC motor is substantially stopped, and the second discharge control. Means for executing immediately after the emergency shutdown of the battery by the system main relay,
Power supply.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105186910A (en) * 2015-09-07 2015-12-23 西安交通大学 Pulse width modulation method for maximum boost and minimum switching frequency of diode-assistant buck-boost inverter
JP2016077075A (en) * 2014-10-06 2016-05-12 トヨタ自動車株式会社 Motor controller, and motor control method
JP2016152634A (en) * 2015-02-16 2016-08-22 三菱電機株式会社 Power conversion apparatus

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