JP2014212670A

JP2014212670A - 昇圧装置の制御装置

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Publication number: JP2014212670A
Application number: JP2013089094A
Authority: JP
Inventors: 貴也相馬; Takaya Soma
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2014-11-13
Anticipated expiration: 2033-04-22
Also published as: JP5971183B2

Abstract

【課題】電動車両の動力性を損なうことなく、昇圧装置のダイオードを保護できる昇圧装置の制御装置を提供する。
【解決手段】電動車両に搭載され、蓄電装置１０からの電力を昇圧する昇圧装置２０の駆動を制御する制御装置５０は、車両の駆動状況に応じて、前記昇圧装置２０の目標昇圧電圧を第一目標昇圧電圧Ｖｅ１として算出する第一目標昇圧電圧算出手段と、少なくとも、前記第一目標昇圧電圧Ｖｅ１が一定値未満となる非昇圧時に、上アームの温度状態を示すパラメータをモニタリングし、前記モニタリング結果に応じた目標昇圧電圧を、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２として算出する第二目標昇圧電圧算出手段と、前記蓄電装置１０からの電力を、少なくとも前記第二目標昇圧電圧Ｖｅ２以上に昇圧するべく前記昇圧装置２０の駆動を制御する駆動制御手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両に搭載され、蓄電装置からの電圧を昇圧する昇圧装置の駆動を制御する制御装置であって、前記昇圧装置の上アームおよび下アームに設けられたスイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御装置に関する。

環境に配慮した車両として、電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車両が注目されている。電気自動車は、蓄電装置とインバータとインバータによって駆動される電動機とを走行用の動力源として搭載する。ハイブリッド自動車は、従来の内燃機関に加え、蓄電装置とインバータと電動機とを走行用の動力源として搭載する。

上記のような電動車両においては、電動機の高出力化の要求に伴なって駆動電圧の高電圧化が要求される。そして、走行用の電力を蓄える蓄電装置とインバータとの間に、インバータに供給する電圧を蓄電装置の電圧以上に昇圧する昇圧装置を備えた電動車両が知られている。かかる昇圧装置は、上アーム、下アーム、および、当該上下アームの接続点に接続されたリアクトル等を備えており、上アームおよび下アームに設けられたスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで蓄電装置からの電力を昇圧する。

国際公開第０７／０６４０２０号特開２００７−２２８４３６号公報特開２００４−１８０４６６号公報

ところで、電気自動車の運行状況によっては、蓄電装置からの電圧を、昇圧せずに、あるいは、僅かに昇圧して、出力することがある。このように、昇圧しない、あるいは、昇圧量が小さい微昇圧の場合、上アームのスイッチング素子がほぼ継続してＯＮ状態のままとなり、上アームのダイオードには、ほぼ継続して電流が流れることになる。この場合、導通損失やリカバリ損失により、ダイオードの発熱量が多くなり、場合によっては、ダイオードが設計値以上の高温になる恐れがあった。特に、近年では、昇圧装置の小型化のために素子自体を小型化しているため、各素子の熱容量が低減し、上記損失（発熱）による問題が生じやすい。

ここで、特許文献１−３には、昇圧装置の素子を熱から保護するための技術が開示されている。例えば、特許文献１には、昇圧回路を構成するスイッチング素子の過熱を防止するために、スイッチング素子の温度を監視し、温度が制限値を超えた場合には、当該スイッチング素子への通電を実質的に禁止する技術が開示されている。また、特許文献２，３には、昇圧回路を構成するスイッチング素子の温度を検出または推定し、スイッチング素子が過熱状態と判断した場合には、スイッチング素子に印加する電圧や流れる電流、電動機の負荷を調整する技術が開示されている。しかしながら、従来の技術は、いずれも過熱状態の場合に、印加電圧や電流、負荷側の制御内容に制限をかけて素子の保護を図っている。換言すれば、従来の技術の多くは、昇圧装置の能力に制限をかけるものであったため、電圧を十分に昇圧できず、ひいては、車両の動力性の低下を招く恐れがあった。

そこで、本発明では、電動車両の動力性を損なうことなく、昇圧装置のダイオードを保護できる昇圧装置の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の昇圧装置の制御装置は、電動車両に搭載され、蓄電装置からの電圧を昇圧する昇圧装置の駆動を制御する制御装置であって、前記昇圧装置の上アームおよび下アームに設けられたスイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御装置において、車両の駆動状況に応じて、前記昇圧装置の目標昇圧電圧を第一目標昇圧電圧として算出する第一目標昇圧電圧算出手段と、少なくとも、前記第一目標昇圧電圧が一定値未満となる非昇圧時に、前記上アームの温度状態を示すパラメータをモニタリングし、前記モニタリング結果に応じた目標昇圧電圧を、第二目標昇圧電圧として算出する第二目標昇圧電圧算出手段と、前記蓄電装置からの電圧を、少なくとも前記第二目標昇圧電圧以上に昇圧するべく前記昇圧装置の駆動を制御する駆動制御手段と、を備える。

好適な態様では、前記駆動制御手段は、前記第一目標昇圧電圧および第二目標昇圧電圧のうち、より高い昇圧電圧まで昇圧するべく、前記昇圧装置の駆動を制御する。

他の好適な態様では、第二目標昇圧電圧算出手段は、前記上アームの温度状態を示すパラメータとして、前記昇圧装置を冷却する冷媒の温度と、リアクトル電流または蓄電装置から流れる蓄電電流と、の少なくとも一つをモニタリングし、前記冷媒温度、リアクトル電流、蓄電電流が高いほど、前記第二目標昇圧電圧を高くする。この場合、第二目標昇圧電圧算出手段は、前記上アームの温度状態を示すパラメータとして、さらに、前記リアクトルにかかる電圧であるリアクトル電圧もモニタリングし、前記リアクトル電圧が低いほど、前記第二目標昇圧電圧を低くする、ことが望ましい。

本発明によれば、上アームの温度状態に応じた第二目標昇圧電圧以上に昇圧するべく昇圧装置の駆動を制御するため、車両の動力性を確保しつつ、上アームのダイオードを効果的に保護できる。

本発明の実施形態である電動車両の電気システムを示す図である。下アームオンデューティと上アームのダイオードの損失量との関係を示す図である。制御装置によるコンバータの制御フローを示すフローチャートである。冷媒温度と第二目標昇圧電圧との関係を示す図である。第二目標昇圧電圧の算出マップの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施の形態に係る制御装置５０を含む電動車両１の概略構成を示す図である。電動車両１は、蓄電装置１０の電力を用いて走行用モータ４０を駆動して車両を駆動する自動車である。電動車両１は、例えば、ハイブリッド自動車（ＨＶ：ＨｙｂｒｉｄＶｅｈｉｃｌｅ）、いわゆる電動車両（ＥＶ：ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）、燃料電池車（ＦＣＥＶ：ＦｕｅｌｃｅｌｌＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）などであり、そのタイプは特に限定されない。

図１において、電動車両１は、蓄電装置１０、コンバータ２０、インバータ３０、走行用モータ４０、および制御装置５０を含んで構成されている。

蓄電装置１０は、電力を蓄積して直流電圧を出力するものであり、ここではニッケル水素やリチウムイオン等のバッテリである。ただし、蓄電装置１０は、大容量コンデンサ等であってもよい。

コンバータ２０は、蓄電装置１０の電力を昇圧してインバータ３０に供給する昇圧装置として機能するとともに、モータ４０の回生動作で発生した電力を降圧して蓄電装置１０に供給する降圧装置としても機能する。コンバータ２０は、スイッチング素子（ここではＩＧＢＴ）Ｑ１，Ｑ２、ダイオードＤ１，Ｄ２、リアクトルＬ１を含むチョッパ回路で構成される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、インバータ３０の電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。上アームのスイッチング素子Ｑ１のコレクタは電源ラインに接続され、下アームのスイッチング素子Ｑ２のエミッタはアースラインに接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の中間点、すなわちスイッチング素子Ｑ１のエミッタとスイッチング素子Ｑ２のコレクタの接続点にはリアクトルＬ１の一方端が接続されている。このリアクトルＬ１の他方端は、蓄電装置１０の正極に接続される。また、スイッチング素子Ｑ２のエミッタは、蓄電装置１０の負極に接続される。また、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のコレクターエミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すようにダイオードＤ１，Ｄ２が配置される。上記リアクトルＬ１の他方端とアースラインとの間には平滑用コンデンサＣ１が接続され、スイッチング素子Ｑ１のコレクタとアースラインとの間には平滑用コンデンサＣ２が接続される。なお、リアクトルに流れる電流（以下「リアクトル電流ＩＬ」という）や、リアクトルに印加される電圧（換言すれば、昇圧前電圧、以下「リアクトル電圧ＶＬ」という）等は、図示しないセンサで検知され、制御装置５０に送られる。

インバータ３０は、電源ラインとアースラインとの間に互いに並列に配置されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームから構成される。Ｕ相アームはスイッチング素子（ここではＩＧＢＴ）Ｑ３，Ｑ４の直列接続からなり、Ｖ相アームはスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の直列接続からなり、Ｗ相アームはスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の直列接続からなる。また、各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のコレクターエミッタ間には、それぞれ、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８が配置されている。

電気システムには、このインバータ３０やコンバータ等を冷却するための冷媒（例えば水等）が循環する冷媒路（図示せず）が形成されている。冷媒の温度は、温度センサ等で検知され、制御装置５０に出力される。

走行用モータ４０は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点で共通接続されて構成されており、Ｕ相コイルの他端がスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の中間点、Ｖ相コイルの他端がスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の中間点、Ｗ相コイルの他端がスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の中間点に接続されている。

制御装置５０は、コンバータ２０およびインバータ３０を制御するものであるが、以下では、主にコンバータ２０の駆動制御についてのみ詳説する。制御装置５０は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、メインメモリなどを含み、制御装置５０の各種機能は、ＲＯＭ等の記録媒体に記録された制御プログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現される。ただし、制御装置５０の機能の一部または全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。また、制御装置５０は、物理的に複数の装置により構成されてもよい。この制御装置５０は、後述するように、車両の駆動状況に応じた第一目標昇圧電圧を算出する第一目標昇圧電圧算出手段や、上アームの温度状態に応じた第二目標昇圧電圧を算出する第二目標昇圧電圧算出手段、昇圧装置の駆動を制御する駆動制御手段などとして機能する。

次に、制御装置５０によるコンバータ２０の制御動作について、力行動作時と回生動作時とに分けて説明する。

はじめに回生動作について説明する。電動車両１の制動時や減速時において、走行用モータ４０は、発電機として動作し、交流電力を発生してインバータ３０に出力する。インバータ３０は、制御装置５０に制御されて、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８をオン・オフすることにより、走行用モータ４０で発電された交流電力を直流電力に変換し、得られた直流電力をコンバータ２０に供給する。

コンバータ２０は、制御装置５０に制御されて、インバータ３０からの直流電力を降圧して蓄電装置１０を充電する。具体的には、コンバータ２０は、上アームのスイッチング素子Ｑ１および下アームのスイッチング素子Ｑ２を交互にオン・オフ切り替えすることにより、インバータ３０の出力電圧を降圧して蓄電装置１０に供給する。より具体的に説明すると、スイッチング素子Ｑ１がオン／スイッチング素子Ｑ２がオフになると、スイッチング素子Ｑ１を介してリアクトルＬ１に電流が流れ、インバータ３０からの直流電力がリアクトルＬ１に蓄積される。そして、スイッチング素子Ｑ１がオフ／スイッチング素子Ｑ２がオンになると、リアクトルＬ１の起電力によりダイオードＤ２を介して電流が還流し、これによりリアクトルＬ１に蓄積された直流電力が蓄電装置１０に供給される。これにより、蓄電装置１０が充電される。

一方、力行動作の際、コンバータ２０は、制御装置５０により制御されて、蓄電装置１０の電力を昇圧してインバータ３０に供給する。具体的には、コンバータ２０は、上アームのスイッチング素子Ｑ１および下アームのスイッチング素子Ｑ２を交互にオン・オフ切り替えすることにより、蓄電装置１０の出力電圧を昇圧してインバータ３０に供給する。より具体的に説明すると、スイッチング素子Ｑ２がオン／スイッチング素子Ｑ１がオフになると、スイッチング素子Ｑ２を介してリアクトルＬ１に電流が流れ、蓄電装置１０からの直流電力がリアクトルＬ１に蓄積される。そして、スイッチング素子Ｑ２がオフ／スイッチング素子Ｑ１がオンになると、リアクトルＬ１に蓄積された直流電力がダイオードＤ１を介してインバータ３０側に出力される。

インバータ３０は、制御装置５０により制御されて、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８をオン・オフすることにより、コンバータ２０から供給される直流電力を交流電力に変換し、得られた交流電力を走行用モータ４０に供給する。これにより、走行用モータ４０が回転駆動される。

ところで、従来技術では、力行動作の際、車両の駆動状況等によっては、コンバータ２０による昇圧を殆ど行わず、蓄電装置１０の電力を、インバータ３０に供給することがあった。この場合、ダイオードＤ１の発熱が過多となり、ダイオードＤ１が設計値以上に高温になる場合があった。これについて図２を参照して説明する。図２は、下アームオンデューティと、ダイオードＤ１の損失との関係を示す図である。コンバータ２０による昇圧率が一定値以下となる非昇圧の場合、上アームのスイッチング素子Ｑ１が、完全に継続して、または、ほぼ継続してオン状態となり、下アームのスイッチング素子Ｑ２のオンデューティは低くなる。したがって非昇圧の場合、上アームのダイオードＤ１には、完全に、または、ほぼ継続して電流が流れ続けることになる。この導通に伴い、ダイオードＤ１には、導通損失やリカバリ損失が生じる。この損失は、図２に示す通り、下アームオンデューティがゼロから僅かに上昇する間に、急激に上昇し、所定のデューティｄ１において、ピークとなる。その後、デューティの上昇に伴い、ダイオードＤ１の損失は、徐々に低下していき、所定のデューティｄ２において、デューティ０の段階の損失よりも小さくなる。つまり、ダイオードＤ１の損失は、下アームオンデューティが低くなる（昇圧率が低くなる）非昇圧の際に、特に高いといえる。かかる非昇圧の際に生じる大きな損失によりダイオードＤ１が発熱するが、ダイオードＤ１には、サーミスタ等が設けられておらず、自己保護ができない。その結果、非昇圧状態が継続すると、ダイオードＤ１が、設計値以上に高温になる場合があった。

かかるダイオードＤ１の過熱は、素子小型化により、より生じやすくなっている。すなわち、近年では、装置の小型化のために、コンバータ２０を構成する各種素子の小型化が図られている。その結果、各素子のもつ熱容量が小さくなり、比較的、低めの熱であっても、素子が設計値以上に高温になるという問題があった。

そこで、本実施形態では、ダイオードＤ１の損失をより低減するために、コンバータの制御に関して特殊な処理を行っている。以下、これについて説明する。

力行動作時、制御装置５０は、一般には、車両の駆動状況に応じて、必要な電圧を目標昇圧電圧として算出し、当該目標昇圧電圧が供給されるべく、コンバータ２０の駆動を制御する。既述した通り、車両の駆動状況によっては、非昇圧となることもあり、車両駆動状況に応じて算出される目標昇圧電圧は、蓄電装置１０の電圧（蓄電電圧ＶＢ）とほぼ同じとなる場合もある。かかる場合には、ダイオードＤ１が設計値以上に高温になる恐れがあるため、本実施形態では、車両の駆動状況に応じた目標昇圧電圧の他に、ダイオードＤ１の温度状況に応じた目標昇圧電圧も算出し、両電圧値の比較結果に応じて、コンバータ２０の駆動を制御する。

このときの制御フローを、図３を参照して説明する。図３は、力行動作時における制御装置５０によるコンバータ２０の制御フローを示す図である。制御装置５０は、まず、車両の駆動状況に応じた目標昇圧電圧を、第一目標昇圧電圧Ｖｅ１として算出する（Ｓ１０）。なお、この第一目標昇圧電圧Ｖｅ１の算出技術については、公知の周知技術を利用できるため、ここでの詳説は省略する。

また、制御装置５０は、第一目標昇圧電圧Ｖｅ１の算出と並行して、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２も算出する。第二目標昇圧電圧Ｖｅ２は、ダイオードＤ１の温度状態に基づいて算出される目標昇圧電圧である。この第二目標昇圧電圧Ｖｅ２の算出のため、制御装置５０は、ダイオードＤ１（上アーム）の温度状態を示すパラメータをモニタリングし（Ｓ１２）、検出されたパラメータ値に基づいて第二目標昇圧電圧Ｖｅ２を算出する（Ｓ１４）。上アームの温度状態を示すパラメータとしては、例えば、コンバータ２０やインバータ３０を冷却する冷媒の温度Ｔｃや、リアクトルＬ１に流れる電流（以下「リアクトル電流ＩＬ」という）、リアクトルＬ１に印加される電圧（昇圧前の電圧、以下「リアクトル電圧ＶＬ」という）等がある。制御装置５０は、センサ等により、これらパラメータを継続的にモニタリングし、モニタリングの結果、ダイオードＤ１が高温の可能性が高い場合には、ダイオードＤ１の損失が一定以下になるような目標昇圧電圧Ｖｅ２を設定する。

例えば、冷媒温度Ｔｃに基づいて、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２を設定する場合について図４を参照して説明する。図４において、横軸は、冷媒温度Ｔｃであり、縦軸は、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２である。冷媒温度Ｔｃが、所定の基準温度ａ℃未満の場合には、ダイオードＤ１等が十分に冷却されている可能性が高く、ダイオードＤ１は、低温に保たれている可能性が高い。この場合は、ダイオードＤ１の発熱が多くても効果的に冷却されるため、損失低減のための昇圧を行う必要はなく、非昇圧の状態（ダイオードＤ１の損失が大きい状態）を維持しても問題ない。一方、冷媒温度Ｔｃが、所定の基準温度ａ℃以上の場合には、ダイオードＤ１が十分に冷却されず、ダイオードＤ１が高温になっている可能性が高い。

そこで、冷媒温度Ｔｃに基づいて、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２を設定する場合は、図４に示すように、冷媒温度Ｔｃが、所定の基準温度ａ℃未満の場合は、昇圧を行なわないこととし、蓄電電圧ＶＢを第二目標昇圧電圧Ｖｅ２として設定する。一方、冷媒温度Ｔｃが所定の基準温度ａ℃以上の場合、冷媒温度Ｔｃが高くなるにつれ、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２も高く設定することが望ましい。

また、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２は、一つのパラメータの値から決定する必要はなく、複数のパラメータの値を複合的に考慮して決定してもよい。例えば、図５に示すように、リアクトル電流ＩＬおよび冷媒温度Ｔｃと、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２と、の関係を示すマップを予め記憶しておき、検出されたリアクトル電流ＩＬおよび冷媒温度Ｔｃの値を当該マップに照らし合わせて第二目標昇圧電圧Ｖｅ２を算出するようにしてもよい。図５の例では、検出されたリアクトル電流ＩＬがＩ１、冷媒温度ＴｃがＴ１の場合、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２は、ｖ３となる。なお、この場合、リアクトル電流ＩＬが高いほど、また、冷媒温度Ｔｃが高いほど、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２が大きくなるように設定することが望ましい。すなわち、図５の例では、ｖ１＞ｖ２＞ｖ３＞ｖ４＞ｖ５とすることが望ましい。また、ダイオードＤ１に流れる電流値に相関性のあるパラメータであれば、リアクトル電流ＩＬに替えて、別のパラメータ、例えば、蓄電電流ＩＢ等を用いてもよい。

いずれにしても、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２および第一目標昇圧電圧Ｖｅ１の両方が算出できれば、制御装置５０は、両者を比較する（Ｓ１６）。比較の結果、第一目標昇圧電圧Ｖｅ１が、第二目標昇圧電圧以上となれば、第一目標昇圧電圧Ｖｅ１まで昇圧できるように、コンバータ２０の駆動を制御する（Ｓ１８）。また、比較の結果、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２が、第一目標昇圧電圧を超えれば、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２まで昇圧できるように、コンバータ２０の駆動を制御する（Ｓ２０）。移行は、同様のステップを一定時間ごとに繰り返す。

以上の説明から明らかな通り、本実施形態では、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２および第一目標昇圧電圧Ｖｅ１のうち、より高い電圧まで昇圧する。別の言い方をすれば、本実施形態においてコンバータ２０による昇圧電圧は、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２および第一目標昇圧電圧Ｖｅ１を下回ることはない。ここで、第一目標昇圧電圧Ｖｅ１は、車両の駆動に必要な電圧値である。本実施形態では、コンバータ２０の昇圧電圧が、この第一目標昇圧電圧Ｖｅ１を下回ることがないため、車両の動力性を常に十分に確保できる。また、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２は、ダイオードＤ１の過熱を防止し得る電圧値である。コンバータ２０の昇圧電圧が、常に、この第二目標昇圧電圧Ｖｅ２以上に設定されることにより、ダイオードＤ１が設計値以上に高温になることを効果的に防止できる。つまり、本実施形態によれば、車両の動力性を確保しつつ、ダイオードＤ１をより確実に保護できる。

ところで、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２が第一目標昇圧電圧を上回る状況下で、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２まで昇圧した場合（図３のステップＳ２０の場合）、車両の動力性確保に必要な電圧以上に目標昇圧電圧を上げることになるため、ダイオードＤ１は保護できる一方で、システム全体の損失は悪化し、燃費が悪化する。そこで、かかる燃費悪化を低減するために、リアクトル電流ＩＬおよび冷媒温度Ｔｃだけでなく、リアクトルＬ１にかかる電圧であるリアクトル電圧ＶＬ（換言すれば昇圧前電圧）も考慮して第二目標昇圧電圧Ｖｅ２を算出することが望ましい。すなわち、リアクトル電圧ＶＬが高いほど、ダイオードＤ１の温度も高くなりがちであることが知られている。そこで、リアクトル電圧ＶＬが高いほど、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２を高く、また、リアクトル電圧ＶＬが低いほど、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２を低くしてもよい。リアクトル電圧ＶＬも考慮した第二目標昇圧電圧Ｖｅ２の算出方法としては、種々の形態が考えられる。例えば、リアクトル電圧ＶＬが高いほど、高くなる係数を予め設定しておき、図５のマップを用いて算出した電圧値に、検出されたリアクトル電圧ＶＬに応じた係数を乗じた値を、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２として算出してもよい。また、別の形式として、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２の算出マップとして、リアクトル電流ＩＬ（または蓄電電流ＩＢ）、冷媒温度Ｔｃ、リアクトル電圧ＶＬそれぞれを要素とする第二目標昇圧電圧Ｖｅ２の三次元マップを予め作成しておいてもよい。

いずれにしても、リアクトル電流ＩＬ（または蓄電電流ＩＢ）および冷媒温度Ｔｃだけでなく、リアクトル電圧ＶＬも考慮して第二目標昇圧電圧Ｖｅ２を算出することにより、リアクトル電圧ＶＬが低い場合には、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２を低く抑えることができる。その結果、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２が第一目標昇圧電圧Ｖｅ１を上回る状況、換言すれば、燃費悪化となる状況が減り、システム全体としての燃費を向上できる。

また、これまでの説明では、冷媒温度Ｔｃ等のパラメータのモニタリング（図３のステップＳ１２）や、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２の算出（図３のステップＳ２０）を常時、行う場合のみを例示したが、これらの処理は、第一目標昇圧電圧Ｖｅ１が一定値未満となる非昇圧時のみに行い、第一目標昇圧電圧Ｖｅ１が一定値以上となる通常昇圧時には、第二目標昇圧電圧Ｖｅ２の算出等は省略してもよい。いずれにしても、本実施形態のように、上アームの温度状態を示すパラメータに応じた第二目標昇圧電圧Ｖｅ２以上に昇圧することで、車両の動力性を損なうことなく、ダイオードＤ１の過熱を効果的に防止できる。

１０蓄電装置、２０コンバータ、３０インバータ、４０走行用モータ、５０制御装置、Ｃ１，Ｃ２平滑用コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ダイオード、ＩＢ蓄電電流、ＩＬリアクトル電流、Ｌ１リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８スイッチング素子、Ｔｃ冷媒温度、ＶＢ蓄電電圧、Ｖｅ１第一目標昇圧電圧、Ｖｅ２第二目標昇圧電圧、ＶＬリアクトル電圧。

Claims

電動車両に搭載され、蓄電装置からの電圧を昇圧する昇圧装置の駆動を制御する制御装置であって、前記昇圧装置の上アームおよび下アームに設けられたスイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御装置において、
車両の駆動状況に応じて、前記昇圧装置の目標昇圧電圧を第一目標昇圧電圧として算出する第一目標昇圧電圧算出手段と、
少なくとも、前記第一目標昇圧電圧が一定値未満となる非昇圧時に、前記上アームの温度状態を示すパラメータをモニタリングし、前記モニタリング結果に応じた目標昇圧電圧を、第二目標昇圧電圧として算出する第二目標昇圧電圧算出手段と、
前記蓄電装置からの電圧を、少なくとも前記第二目標昇圧電圧以上に昇圧するべく前記昇圧装置の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする昇圧装置の制御装置。
請求項１に記載の昇圧装置の制御装置であって、
前記駆動制御手段は、前記第一目標昇圧電圧および第二目標昇圧電圧のうち、より高い昇圧電圧まで昇圧するべく、前記昇圧装置の駆動を制御する、ことを特徴とする昇圧装置の制御装置。
請求項１または２に記載の昇圧装置の制御装置であって、
前記第二目標昇圧電圧算出手段は、前記上アームの温度状態を示すパラメータとして、前記昇圧装置を冷却する冷媒の温度と、リアクトル電流または蓄電装置から流れる蓄電電流と、の少なくとも一つをモニタリングし、前記冷媒温度、リアクトル電流、蓄電電流が高いほど、前記第二目標昇圧電圧を高くする、ことを特徴とする昇圧装置の制御装置。
請求項３に記載の昇圧装置の制御装置であって、
前記第二目標昇圧電圧算出手段は、前記上アームの温度状態を示すパラメータとして、さらに、前記リアクトルにかかる電圧であるリアクトル電圧もモニタリングし、前記リアクトル電圧が低いほど、前記第二目標昇圧電圧を低くする、ことを特徴とする昇圧装置の制御装置。