JP2015080318A - 車両用電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インバータとコンバータで構成される車両用電源装置において、コンバータ主回路107は、接続線117を介して、インバータ制御部113により制御かつ故障診断され、インバータ制御部113が、高電圧検出回路110で検出した直流入力電圧の値に基づきコンバータ主回路107の駆動可否を判定するコンバータ駆動可否判定手段を備え、コンバータ駆動可否判定手段は、検出した直流入力電圧が所定範囲外となった場合に、コンバータ駆動回路115にコンバータ駆動停止信号を出力する。
【選択図】図1
Description
図1は、この発明の実施の形態1に係わる車両用電源装置の構成を示す図である。
図1において、101は、車両を駆動するためのモータ102の電力供給源となる高電圧バッテリである駆動バッテリで、後述のコンバータ主回路107およびインバータ主回路108に対して直流電圧を供給する。103は、ライト、オーディオ機器、コントロールユニット等の12V系の電気負荷、104は、車両の電気負荷103へ電力を供給するための補機バッテリで、コンバータ主回路107の低電圧側に実装され、コンバータによって充電される。
コンバータ主回路107は、図示しない、少なくともスイッチング素子(例えばMOSFET)、絶縁トランスを含む磁性部品、電圧センサ、電流センサ、温度センサ等で構成され、この実施の形態1では、コンバータ主回路107にコンバータ基板を含んでいる。
また、インバータ主回路108は、図示しない、少なくともスイッチング素子(例えばIGBT)、平滑コンデンサ、レゾルバ、電流センサ、温度センサ等で構成されている。
このため、コンバータの小型化、低コスト化を実現できる。
111は、インバータ主回路108内のスイッチング素子を駆動するためのインバータ駆動信号を出力するインバータ駆動回路、112は、インバータ主回路108内に設けられたレゾルバに対して信号を入出力するためのレゾルバ入出力回路である。
即ち、従来装置においては、インバータ側と同様にコンバータ側にも電源回路、マイコンなどの制御部および高電圧検出回路を設けるが、実施の形態1の車両用電源装置においては、インバータ側の制御部、電源回路、高電圧検出回路を共用することにより、コンバータの小型化、低コスト化を実現できる。
図2は、この発明の実施の形態2に係わる車両用電源装置の構成を示す図である。
図2において、201は、車両を駆動するためのモータ202の電力供給源となる高電圧バッテリである駆動バッテリで、後述のコンバータ主回路207、およびインバータ主回路208に対しての直流入力電圧を供給する。
203は、ライト、オーディオ機器、コントロールユニット等の12V系の電気負荷、204は、車両の電気負荷203へ電力を供給するための補機バッテリで、コンバータ主回路207の低電圧側に実装され、コンバータによって充電される。
コンバータ主回路207は、図示しない、少なくともスイッチング素子(例えばMOSFET)、絶縁トランスを含む磁性部品、電圧センサ、電流センサ、温度センサ等で構成され、この実施の形態2では、コンバータ主回路207にコンバータ基板を含んでいる。
また、インバータの主回路208は、図示しない、少なくともスイッチング素子(例えばIGBT)、平滑コンデンサ、レゾルバ、電流センサ、温度センサ等で構成されている。
211は、インバータ主回路208内のスイッチング素子を駆動するためのインバータ駆動信号を出力するインバータ駆動回路、212は、インバータ主回路208内に設けられたレゾルバに対して信号を入出力するためのレゾルバ入出力回路である。
また、メインマイコン213は、高電圧検出回路210が出力する電圧に基づき、電圧値が所定範囲外となった場合にコンバータ駆動停止信号を出力する機能も備える。これにより、コンバータ基板に高電圧検出回路を実装しなくとも、コンバータの入力電圧異常判定機能を実現できる。このように、本実施の形態2では、インバータ内部のメインマイコンとサブマイコンがコンバータの制御機能、および故障診断機能を担うため、コンバータの小型化、低コスト化を実現しながら、機能安全規格ISO26262に対応可能な車両用電源装置を実現することができる。
図3は、この発明の実施の形態3に係わる車両用電源装置の構成を示す図である。
図3において、301は車両を駆動するためのモータ302の電力供給源となる高電圧バッテリである駆動バッテリで、後述のコンバータ主回路307、およびインバータ主回路308に対しての直流入力電圧を供給する。
303は、ライト、オーディオ機器、コントロールユニット等の12V系の電気負荷、304は、車両の電気負荷303へ電力を供給するための補機バッテリで、コンバータ主回路307の低電圧側に実装され、コンバータによって充電される。
コンバータ主回路307は、図示しない、少なくともスイッチング素子(例えばMOSFET)、絶縁トランスを含む磁性部品、電圧センサ、電流センサ、温度センサ等で構成され、この実施の形態3では、コンバータ主回路307にコンバータ基板を含んでいる。
また、インバータの主回路308は、図示しない、少なくともスイッチング素子(例えばIGBT)、平滑コンデンサ、レゾルバ、電流センサ、温度センサ等で構成されている。
311は、インバータ主回路308内のスイッチング素子を駆動するためのインバータ駆動信号を出力するインバータ駆動回路、312は、インバータ主回路308内に設けられたレゾルバに対して信号を入出力するためのレゾルバ入出力回路である。
また、サブマイコン314は、コンバータの制御機能、メインマイコン313の監視機能、インバータの故障診断機能を備えており、コンバータ主回路307の制御を担うとともに、メインマイコン313の故障診断機能がコンバータ主回路307の異常を検出した場合、コンバータ駆動停止信号を出力し、コンバータ主回路307の動作を停止させる。
318は、少なくとも、インバータ基板317とコンバータ基板(コンバータ主回路307に含まれる)を接続するための接続線で、この接続線318は、少なくとも、コンバータ内部電圧信号、コンバータ内部電流信号、コンバータ内部温度信号、コンバータ駆動信号、直流入力電圧線を含む。
106、206、306 コンバータ用筐体、107、207、307 コンバータ主
回路、108、208、308 インバータ主回路、109、209、309 電流/
温度検出回路、110、210、310 高電圧検出回路、111、211、311
インバータ駆動回路、112、212、312 レゾルバ入出力回路、113、213
、313 制御部、114、215、315 電源回路、115、217、316 コ
ンバータ駆動回路、116、216、317 インバータ基板、117、218、
318 接続線、213、313 メインマイコン、214、314 サブマイコン。
Claims (4)
- 駆動バッテリからの直流入力電圧を直流出力電圧に変換するコンバータ主回路と、
少なくとも1枚以上のコンバータ基板と、
少なくとも前記コンバータ主回路、および前記コンバータ基板を収納するコンバータ用筐体と、
前記直流入力電圧を交流出力電圧に変換するインバータ主回路と、
前記インバータ主回路を制御するインバータ制御部と、
前記インバータ制御部に電源を供給するインバータ電源回路と、
前記インバータ主回路の直流入力電圧を検出する高電圧検出回路と、
前記コンバータ主回路内のスイッチング素子を駆動するためのコンバータ駆動回路と、
少なくとも、前記インバータ制御部、前記インバータ電源回路、前記高電圧検出回路、前記コンバータ駆動回路を実装するインバータ基板と、
少なくとも、前記インバータ主回路、および前記インバータ基板を収納するインバータ用筐体と、前記コンバータ基板と前記インバータ基板の間に、それぞれの基板間を接続するための接続線とを備えた車両用電源装置であって、
前記接続線が伝える信号が、少なくとも、コンバータ駆動信号、コンバータ内部電圧信号、コンバータ内部電流信号、コンバータ内部温度信号、および直流入力電圧信号を含み、前記コンバータ主回路は、前記接続線を介して、前記インバータ制御部により制御かつ故障診断され、
前記インバータ制御部が、前記高電圧検出回路で検出した直流入力電圧の値に基づき前記コンバータ主回路の駆動可否を判定するコンバータ駆動可否判定手段を備え、
前記コンバータ駆動可否判定手段は、前記高電圧検出回路で検出した直流入力電圧が所定範囲外となった場合に、前記コンバータ駆動回路に対してコンバータ駆動停止信号を出力することを特徴とする車両用電源装置。 - 前記コンバータ駆動回路を前記コンバータ基板が実装し、前記接続線が伝える信号が、少なくとも、前記直流入力電圧信号、コンバータ駆動停止信号、コンバータ内部電圧信号、コンバータ内部電流信号、コンバータ内部温度信号、および、コンバータ駆動回路用電源信号を含んでいることを特徴とする請求項1に記載の車両用電源装置。
- 前記インバータ制御部が、少なくとも前記インバータ主回路と前記コンバータ主回路の故障診断機能を有するサブマイコンと、前記インバータ主回路と前記コンバータ主回路の制御機能と前記サブマイコンの監視機能を有するメインマイコンを備え、
前記メインマイコンは、少なくとも前記サブマイコンが前記コンバータ主回路の異常を検出した場合にコンバータ駆動停止信号を出力し、前記コンバータ駆動停止信号によって前記コンバータ駆動回路を停止させるようにしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用電源装置。 - 前記インバータ制御部のサブマイコンが、少なくとも前記コンバータ主回路の制御機能を有し、前記インバータ制御部のメインマイコンが、少なくとも前記コンバータ主回路の故障診断機能を有していることを特徴とする請求項3に記載の車両用電源装置。
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