JP3963155B2 - 電力供給制御装置およびこれを備える動力出力装置並びに自動車 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力供給制御装置およびこれを備える動力出力装置並びに自動車，電力装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電力供給制御装置としては、電車に搭載された電動機を駆動するインバータをゲートオフ（作動をオフ）するためのゲート遮断線が取り付けられたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、インバータの上流側に取り付けられたフィルタコンデンサの電圧が過電圧レベルに至ったときにゲート遮断線によりインバータをゲートオフすると共に電動機とインバータとに介在させた負荷接触器を開放する。これによりフィルタコンデンサが過電圧となるのを抑止している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−５０４１０号公報（第６頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようにインバータ回路などの半導体スイッチング回路にはゲート遮断線が取り付けられて必要に応じてゲートオフしている。例えば、上述のフィルタコンデンサの過電圧を防止する場合の他、突入電流を防止するために回路に電源からの電圧を印加する場合などにも作動オフしている。特に比較的高電圧を回路に印加する場合には、回路と電源とを接続するメインリレーをオンする前に回路に並列に接続されたコンデンサをプリチャージすることも行なわれている。ところで、こうした半導体スイッチング回路では、ゲート遮断線が断線したときの設定として、モータなどが暴走しないように作動しない設定とするものと、他の機器への電力供給などのために作動する設定とするものがある。ゲート遮断線の断線時の設定として作動する設定の回路と作動しない設定の回路とが含まれる回路に高電圧を印加する場合、作動する設定の回路のゲート遮断線が断線していると、その回路をゲートオフすることができず、その回路が作動するために、コンデンサのプリチャージを迅速にできない場合や、プリチャージ用の制限抵抗の過熱による破損を招く場合を生じる。
【０００５】
本発明の電力供給制御装置および電力装置の制御方法は、半導体スイッチング回路に高電圧を印加する際の素子や機器の破損を防止することを目的の一つとする。また、本発明の電力供給制御装置および電力装置の制御方法は、半導体スイッチング回路に高電圧を印加する際の回路に接続された機器の暴走を防止することを目的の一つとする。本発明の動力出力装置および自動車は、起動時における機器の暴走や素子の破損を防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の電力供給制御装置およびこれを備える動力出力装置並びに自動車，電力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電力供給制御装置は、
ゲートの遮断を司るために取り付けられた第１のゲート遮断線が断線しているときには作動しないよう設定された少なくとも一つの第１の半導体スイッチング回路と、ゲートの遮断を司るために取り付けられた第２のゲート遮断線が断線しているときには作動するよう設定され前記第１の半導体スイッチング回路と並列接続された少なくとも一つの第２の半導体スイッチング回路とへの所定の高電圧の直流電源からの電力供給を制御する電力供給制御装置であって、
前記直流電源からの電力を遮断可能な遮断手段と、
前記第２のゲート遮断線が断線しているか否かを判定する断線判定手段と、
前記遮断手段による前記直流電源からの電力の遮断の解除が指示されたとき、前記断線判定手段による判定結果に基づいて前記遮断手段による遮断の解除を制御する遮断解除時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の電力供給制御装置では、遮断手段による直流電源からの電力の遮断の解除が指示されたときには、ゲートの遮断を司るために取り付けられた第２のゲート遮断線が断線しているときには作動するよう設定された第２の半導体スイッチング回路の第２のゲート遮断線が断線しているか否かを判定し、この判定結果に基づいて遮断手段による遮断の解除を制御する。このため、第２の半導体スイッチング回路のゲート遮断線の状態に応じた遮断の解除を行うことができる。ここで、「遮断の解除」は電力供給の開始を意味し、「ゲートの遮断」は、スイッチング回路の作動の停止を意味する。
【０００９】
こうした本発明の電力供給制御装置において、前記遮断解除時制御手段は、前記断線判定手段により前記第２のゲート遮断線が断線していないと判定されたときには前記第１のゲート遮断線と前記第２のゲート遮断線により前記第１の半導体スイッチング回路と前記第２の半導体スイッチング回路のゲートをオフとした状態で前記遮断手段による遮断を解除し、前記断線判定手段により前記第２のゲート遮断線が断線していると判定されたときには前記遮断手段による遮断の解除を禁止する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第２のゲート遮断線が断線していないときには第１の半導体スイッチング回路に接続された機器の予期しない作動を防止しながら遮断手段による遮断を解除することができ、第２のゲート遮断線が断線しているときに遮断手段による遮断の解除が行われるのを防止することができる。
【００１０】
また、本発明の電力供給制御装置において、前記第１の半導体スイッチング回路および前記第２の半導体スイッチング回路に並列接続されたコンデンサと、前記遮断手段により前記直流電源からの電力が遮断された状態のときに前記直流電源からの電力を用いて前記コンデンサを充電可能な充電手段と、を備え、前記遮断解除時制御手段は、前記遮断手段による遮断を解除する際には、前記充電手段により前記コンデンサを充電した後に前記遮断手段による遮断を解除する手段であるものとすることもできる。こうすれば、遮断解除時に回路に過大な電流が流れるのを抑止することができ、過大な電流が流れることにより生じる不都合、例えば素子の破損などを防止することができる。
【００１１】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前述のいずれかの態様の本発明の電力供給制御装置と、
前記駆動軸に動力を出力可能で前記第１の半導体スイッチング回路を駆動回路として駆動する電動機と、
前記第２の半導体スイッチング回路を前記直流電源からの直流電力を該直流電源より低電圧の直流電力に変換する電圧変換回路として機能させて駆動する低電圧機器と、
を備え、
前記直流電源は充放電可能な蓄電手段である
ことを要旨とする。
【００１２】
この本発明の動力出力装置では、上述のいずれかの態様の本発明の電力供給制御装置を備えるから、本発明の電力供給制御装置が奏する効果、例えば、第２の半導体スイッチング回路のゲート遮断線の状態に応じた遮断の解除を行うことができる効果や第１の半導体スイッチング回路に接続された機器の予期しない作動を防止しながら遮断手段による遮断を解除することができる効果、遮断解除時に回路に過大な電流が流れるのを抑止することができる効果、過大な電流が流れることにより生じる不都合（例えば素子の破損など）を防止することができる効果などと同様な効果を奏することができる。この結果、電源投入時における第１の半導体スイッチング回路を駆動回路として駆動する電動機の予期しない駆動を防止することができると共に組み込まれた素子の破損を防止することができる。この本発明の動力出力装置は、駆動軸が機械的に車軸に接続されて走行する自動車に搭載されるものとすることもできる。
【００１３】
こうした本発明の動力出力装置において、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記蓄電手段の充放電を伴って前記電力動力入出力手段を駆動する駆動回路として機能する前記電動機の駆動回路とは異なる前記第１の半導体スイッチング回路と、を備えるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機であるものとすることもできる。
【００１４】
本発明の電力装置の制御方法は、
直流電源からの電力を遮断可能な遮断手段と、ゲートの遮断を司るために取り付けられた第１のゲート遮断線が断線しているときには作動しないよう設定された少なくとも一つの第１の半導体スイッチング回路と、ゲートの遮断を司るために取り付けられた第２のゲート遮断線が断線しているときには作動するよう設定され前記第１の半導体スイッチング回路と並列接続された少なくとも一つの第２の半導体スイッチング回路と、前記第１の半導体スイッチング回路および前記第２の半導体スイッチング回路に並列接続されたコンデンサと、を備える電力装置における前記遮断手段による遮断を解除する際の制御方法であって、
（ａ）前記第２のゲート遮断線が断線しているか否かを判定し、
（ｂ）前記第２のゲート遮断線が断線していないと判定されたときには前記第１のゲート遮断線と前記第２のゲート遮断線により前記第１の半導体スイッチング回路と前記第２の半導体スイッチング回路のゲートをオフとして前記直流電源からの電力を用いて前記コンデンサを充電した後に前記遮断手段による遮断を解除し、前記第２のゲート遮断線が断線していると判定されたときには前記遮断手段による遮断の解除を禁止する
ことを要旨とする。
【００１５】
この本発明の電力装置の制御方法は、ゲートの遮断を司るために取り付けられた第２のゲート遮断線が断線しているときには作動するよう設定された第２の半導体スイッチング回路の第２のゲート遮断線が断線しているか否かを判定し、第２のゲート遮断線が断線していないと判定されたときには第１のゲート遮断線と第２のゲート遮断線により第１の半導体スイッチング回路と第２の半導体スイッチング回路のゲートをオフとして直流電源からの電力を用いてコンデンサを充電した後に遮断手段による遮断を解除し、第２のゲート遮断線が断線していると判定されたときには遮断手段による遮断の解除を禁止するから、第２のゲート遮断線が断線していないときには第１の半導体スイッチング回路に接続された機器の予期しない作動を防止しながら遮断手段による遮断を解除することができ、第２のゲート遮断線が断線しているときに遮断手段による遮断の解除が行われるのを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である電力供給制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフトがキャリアに接続されると共に駆動輪２６ａ，２６ｂに連結された駆動軸がリングギヤに接続された遊星歯車機構２４と、遊星歯車機構２４のサンギヤに接続された発電可能なモータＭＧ１と、このモータＭＧ１に高圧バッテリ４０からの高圧直流電力を三相交流電力に変換して供給するインバータ４２と、駆動軸に動力を出力可能なモータＭＧ２と、このモータＭＧ２に高圧バッテリ４０からの高圧直流電力を三相交流電力に変換して供給するインバータ４４と、高圧バッテリ４０からの高圧直流電力を低圧直流電力に変換して補機５２に供給したり低圧バッテリ５０を充電するＤＣ／ＤＣコンバータ４６と、高圧バッテリ４０を遮断可能なプラス側接点６０ａとマイナス側接点６０ｂとからなるシステムメインリレー６０と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット７０とを備える。
【００１７】
エンジン２２はガソリンや軽油などを燃料とする通常の内燃機関であり、電子制御ユニット７０と通信線により接続された図示しないエンジン用電子制御ユニットによって運転制御されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は例えば周知のＰＭ型同期発電電動機として構成されており、電子制御ユニット７０と通信線により接続された図示しないモータ用電子制御ユニットによってインバータ４２およびインバータ４４のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより駆動制御されている。これらの構成については、本発明の中核をなさないから、これ以上の詳細な説明については省略する。
【００１８】
インバータ４２，４４は、主として６個の半導体スイッチング素子を有する周知のインバータ回路として構成されている。インバータ４２，４４は、その作動をオフするゲート遮断線４２ａ，４４ａにより電子制御ユニット７０に接続されており、このゲート遮断線４２ａ，４４ａが断線したときにはモータＭＧ１，ＭＧ２が暴走しないように、インバータ４２，４４が作動しないよう回路が構成されている。
【００１９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は、複数の半導体スイッチング素子を有する周知の直流直流コンバータとして構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は、その作動をオフするゲート遮断線４６ａにより電子制御ユニット７０に接続されており、このゲート遮断線４６ａが断線したときでも補機５２に電力の供給を行なうことができるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６が作動するよう回路が構成されている。ゲート遮断線４６ａを中心とするＤＣ／ＤＣコンバータ４６と電子制御ユニット７０の電気回路の一部の一例を図２に示す。ゲート遮断線４６ａは、図示するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６側では基準電圧ＶＢに接続された抵抗Ｒ１とトランジスタＴＲ１を介して接地された抵抗Ｒ２との接点に接続されたモニタ端子Ｍ１に接続されており、電子制御ユニット７０側では抵抗Ｒ３を介してモニタ端子Ｍ２に接続されている。抵抗Ｒ３のモニタ端子Ｍ２側は、抵抗Ｒ４を介して接地されていると共にこの抵抗Ｒ４に並列となるようトランジスタＴＲ２を介して接地されている。そして、実施例のＤＣ／ＤＣコンバータ４６は、作動するときにはトランジスタＴＲ１をオフとすると共に作動を停止するときにはトランジスタＴＲ１をオンとするものとし、モニタ端子Ｍ１の電位が基準電圧ＶＢより低く設定された比較電位Ｖｒ１より高いときには作動が許可されると共にモニタ端子Ｍ１の電位が比較電位Ｖｒ１より低いときには作動が禁止されるよう設定されている。ここで、比較電位Ｖｒ１は、トランジスタＴＲ１がオフでトランジスタＴＲ２がオンの状態のときのモニタ端子Ｍ１の電位Ｖｍ１やトランジスタＴＲ１がオンでトランジスタＴＲ２がオフの状態のときのモニタ端子Ｍ１の電位Ｖｍ２，ゲート遮断線４６ａが断線している状態でトランジスタＴＲ１をオンとしたときのモニタ端子Ｍ１の電位Ｖｍ３のいずれの電位より高い電位となるよう設定されている。このため、電子制御ユニット７０側でトランジスタＴＲ２をオンすることによりＤＣ／ＤＣコンバータ４６の作動を禁止し、トランジスタＴＲ２をオフすることによりＤＣ／ＤＣコンバータ４６の作動を許可することができる。また、電子制御ユニット７０側で、トランジスタＴＲ２をオフした状態でモニタ端子Ｍ２の電位をモニタすることによりＤＣ／ＤＣコンバータ４６が作動中である否かを判定することができる。更に、ゲート遮断線４６ａが断線しても、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は作動することができる。
【００２０】
高圧バッテリ４０の正負の両出力端子に接続された電力ライン間にはコンデンサ６２が取り付けられている。また、この電力ラインには、高圧バッテリ４０からの電力供給を遮断するためのシステムメインリレー６０と、このシステムメインリレー６０に並列にシステムメインリレー６０をオフした状態でコンデンサ６２を充電することができるようにプリチャージ用リレー６４とが設けられており、プリチャージ用リレー６４には、大電流が流れないように制限抵抗６６が直列に接続されている。
【００２１】
電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。電子制御ユニット７０には、コンデンサ６２の端子間に取り付けられた電圧センサ６３からのコンデンサ６２の端子間電圧Ｖやイグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ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７０からは、システムメインリレー６０への駆動信号やプリチャージ用リレー６４への駆動信号，異常ランプ９０への点灯信号などが出力ポートを介して出力されている。また、電子制御ユニット７０は、インバータ４２，４４やＤＣ／ＤＣコンバータ４６とゲート遮断線４２ａ，４４ａ，４６ａにより接続されており、インバータ４２，４４やＤＣ／ＤＣコンバータ４６をこのゲート遮断線４２ａ，４４ａ，４６ａによりゲートオフ（動作のオフ）を行なうことができる。また、図２の回路から解るように、電子制御ユニット７０は、トランジスタＴＲ２をオンとした後にオフとした状態のモニタ端子Ｍ２の電位をモニタすることによりゲート遮断線４６ａが断線しているか否かを判定することができる。実施例では、ゲート遮断線４６ａが断線していない状態でトランジスタＴＲ１をオンオフしたときの抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との接点における電位より低い比較電位Ｖｒ２を設定し、トランジスタＴＲ２をオンとした後にオフとした状態のモニタ端子Ｍ２の電位がこの比較電位Ｖｒ２より高いときにはゲート遮断線４６ａは断線していないと判定し、モニタ端子Ｍ２の電位がこの比較電位Ｖｒ２より低いときにはゲート遮断線４６ａは断線していると判定するものとした。これは、ゲート遮断線４６ａが断線していると、トランジスタＴＲ２をオンとした後にオフとしたときにはモニタ端子Ｍ２はグランドレベルになることに基づく。なお、トランジスタＴＲ２を一旦オンするのは、ゲート遮断線４６ａが断線しているときでもモニタ端子Ｍ２が高い電位に保持されている場合があり、こうした場合でもより適正にゲート遮断線４６ａの断線チェックを行なうためである。また、電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジン用電子制御ユニットやモータ用電子制御ユニットと通信ポートを介して接続されており、エンジン用電子制御ユニットやモータ用電子制御ユニットと各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２２】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にイグニッションスイッチ８０がオンされたときの動作について説明する。図３は、イグニッションスイッチ８０がオンされたときに電子制御ユニット７０により実行される電力供給開始処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００２３】
電力供給開始処理ルーチンが実行されると、まず、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６に接続されたゲート遮断線４６ａが断線チェックを行なう（ステップＳ１００）。ゲート遮断線４６ａの断線チェックは、トランジスタＴＲ２をオンした後にオフした状態のモニタ端子Ｍ２の電位をモニタすることにより行なうことができる。即ちモニタ端子Ｍ２の電位が比較電位Ｖｒ２より高いときには断線していないと判定し、モニタ端子Ｍ２の電位が比較電位Ｖｒ２より低いときには断線していると判定するのである。ゲート遮断線４６ａが断線していると判定されたときには、異常ランプ９０を点灯して（ステップＳ２００）、電力の供給は行なわずにこの処理を終了する。ゲート遮断線４６ａが断線しているときには（ステップＳ１１０）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は作動可能な状態となるから、プリチャージ用リレー６４をオンとしてコンデンサ６２を充電しようとしても、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６の作動によりコンデンサ６２を充電することができない場合が生じる。この場合、予期しない大電流がプリチャージ用リレー６４に流れてこれを固着することが生じ得る。実施例では、こうした不都合を回避するために、異常ランプ９０を点灯して電力供給を実行せずに処理を終了するのである。
【００２４】
一方、ゲート遮断線４６ａが断線していないと判定されると（ステップＳ１１０）、ゲート遮断線４２ａ，４４ａ，４６ａによりインバータ４２，４４，ＤＣ／ＤＣコンバータ４６をゲートオフ（作動の停止）し（ステップＳ１２０）、プリチャージ用リレー６４をオンとしてコンデンサ６２を充電する（ステップＳ１３０）。そして、所定時間経過するまでに電圧センサ６３により検出されるコンデンサ６２の端子間電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆより大きくなるのを待つ（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）。ここで、閾値Ｖｒｅｆは、システムメインリレー６０をオンとしたときに突入電流が流れない電圧より高く高圧バッテリ４０の電圧より低い電圧として設定されるものであり、回路構成や高圧バッテリ４０の電圧によって定めることができる。また、所定時間は、コンデンサ６２が充電されない状態でプリチャージ用リレー６４を長時間に亘ってオンとしているのを回避するために設定するものであり、通常の状態でプリチャージ用リレー６４をオンとしたときにコンデンサ６２の端子間電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆに至るまでに要する時間より長い時間として定めることができる。コンデンサ６２の端子間電圧Ｖが所定時間経過しても閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、何らかの異常が発生したとしてプリチャージ用リレー６４をオフとして異常ランプ９０を点灯し（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。
【００２５】
コンデンサ６２の端子間電圧Ｖが所定時間経過する前に閾値Ｖｒｅｆより大きくなると、システムメインリレー６０をオンとして電力の供給を行ない（ステップＳ１６０）、プリチャージ用リレー６４をオフとすると共に（ステップＳ１７０）、ゲート遮断線４２ａ，４４ａ，４６ａによるインバータ４２，４４，ＤＣ／ＤＣコンバータ４６のゲートオフ（作動の停止）を解除して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。
【００２６】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、イグニッションスイッチ８０がオンとされたときにはＤＣ／ＤＣコンバータ４６をゲートオフするゲート遮断線４６ａの断線チェックを行なうことにより、より適正にシステムへの電力供給を行なうことができる。即ち、ゲート遮断線４６ａが断線しているときにプリチャージ用リレー６４をオンとすることにより生じ得るプリチャージ用リレー６４の固着などの不都合を回避することができる。また、ゲート遮断線４６ａが断線していないときでもプリチャージ用リレー６４をオンとしてから所定時間経過してもコンデンサ６２の端子間電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下のときにはプリチャージ用リレー６４をオフとして電力供給を行なわないから、ゲート遮断線４６ａの断線以外の異常の際にも対処することができる。
【００２７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフトに接続された遊星歯車機構２４と、遊星歯車機構２４に接続された２つのモータＭＧ１，ＭＧ２と、このモータＭＧ１，ＭＧ２に高圧バッテリ４０からの高圧直流電力を三相交流電力に変換して供給する２つのインバータ４２，４４と、高圧バッテリ４０からの高圧直流電力を低圧直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ４６とを備えるものとしたが、ゲート遮断線の断線時には作動する設定とされた半導体スイッチング回路（実施例におけるインバータ４２，４４）と作動しない設定とされた半導体スイッチング回路（実施例におけるＤＣ／ＤＣコンバータ４６）とを備える回路を備えるものであれば、如何なる構成としてもよい。例えば、図４の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、遊星歯車機構２４とモータＭＧ１に代えて、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ１２３ａと駆動軸に接続されたアウターロータ１２３ｂとを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機１２３を備え、インバータ４２から三相交流電力をこの対ロータ電動機１２３に供給するものとしてもよい。また、実施例や変形例のように、エンジン２２からの動力を電力の入出力を伴って駆動軸に出力する構成に限られず、エンジン２２からの動力により発電する発電機と発電機により得られる電力により駆動軸に出力する電動機とを備えるいわゆるシリーズハイブリッド自動車に適用するものとしてもよいし、こうしたハイブリッド自動車以外の電気自動車に適用するものとしてもよい。更に、自動車以外の機器などに用いられる動力出力装置に適用するものとしてもよい。
【００２８】
以上、本発明の実施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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例である電力供給制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 ゲート遮断線４６ａを中心とするＤＣ／ＤＣコンバータ４６と電子制御ユニット７０の電気回路の一部の一例を示す回路図である。
【図３】 イグニッションスイッチ８０がオンされたときに電子制御ユニット７０により実行される電力供給開始処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ 遊星歯車機構、２６ａ，２６ｂ 駆動輪、４０ 高圧バッテリ、４２，４４ インバータ、４２ａ，４４ａ，４６ａ ゲート遮断線、４６ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５０ 低圧バッテリ、５２ 補機、６０ システムメインリレー、６０ａ プラス側接点、６０ｂ マイナス側接点、６２ コンデンサ、６３ 電圧センサ、６４ プリチャージ用リレー、６６ 制限抵抗、７０ 電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ 異常ランプ、１２３ａ インナーロータ、１２３ｂ アウターロータ、１２３ 対ロータ電動機。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力供給制御装置およびこれを備える動力出力装置並びに自動車，電力装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電力供給制御装置としては、電車に搭載された電動機を駆動するインバータをゲートオフ（作動をオフ）するためのゲート遮断線が取り付けられたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、インバータの上流側に取り付けられたフィルタコンデンサの電圧が過電圧レベルに至ったときにゲート遮断線によりインバータをゲートオフすると共に電動機とインバータとに介在させた負荷接触器を開放する。これによりフィルタコンデンサが過電圧となるのを抑止している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−５０４１０号公報（第６頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようにインバータ回路などの半導体スイッチング回路にはゲート遮断線が取り付けられて必要に応じてゲートオフしている。例えば、上述のフィルタコンデンサの過電圧を防止する場合の他、突入電流を防止するために回路に電源からの電圧を印加する場合などにも作動オフしている。特に比較的高電圧を回路に印加する場合には、回路と電源とを接続するメインリレーをオンする前に回路に並列に接続されたコンデンサをプリチャージすることも行なわれている。ところで、こうした半導体スイッチング回路では、ゲート遮断線が断線したときの設定として、モータなどが暴走しないように作動しない設定とするものと、他の機器への電力供給などのために作動する設定とするものがある。ゲート遮断線の断線時の設定として作動する設定の回路と作動しない設定の回路とが含まれる回路に高電圧を印加する場合、作動する設定の回路のゲート遮断線が断線していると、その回路をゲートオフすることができず、その回路が作動するために、コンデンサのプリチャージを迅速にできない場合や、プリチャージ用の制限抵抗の過熱による破損を招く場合を生じる。
【０００５】
本発明の電力供給制御装置および電力装置の制御方法は、半導体スイッチング回路に高電圧を印加する際の素子や機器の破損を防止することを目的の一つとする。また、本発明の電力供給制御装置および電力装置の制御方法は、半導体スイッチング回路に高電圧を印加する際の回路に接続された機器の暴走を防止することを目的の一つとする。本発明の動力出力装置および自動車は、起動時における機器の暴走や素子の破損を防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の電力供給制御装置およびこれを備える動力出力装置並びに自動車，電力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電力供給制御装置は、
ゲートの遮断を司るために取り付けられた第１のゲート遮断線が断線しているときには作動しないよう設定された少なくとも一つの第１の半導体スイッチング回路と、ゲートの遮断を司るために取り付けられた第２のゲート遮断線が断線しているときには作動するよう設定され前記第１の半導体スイッチング回路と並列接続された少なくとも一つの第２の半導体スイッチング回路とへの所定の高電圧の直流電源からの電力供給を制御する電力供給制御装置であって、
前記直流電源からの電力を遮断可能な遮断手段と、
前記第２のゲート遮断線が断線しているか否かを判定する断線判定手段と、
前記遮断手段による前記直流電源からの電力の遮断の解除が指示されたとき、前記断線判定手段による判定結果に基づいて前記遮断手段による遮断の解除を制御する遮断解除時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の電力供給制御装置では、遮断手段による直流電源からの電力の遮断の解除が指示されたときには、ゲートの遮断を司るために取り付けられた第２のゲート遮断線が断線しているときには作動するよう設定された第２の半導体スイッチング回路の第２のゲート遮断線が断線しているか否かを判定し、この判定結果に基づいて遮断手段による遮断の解除を制御する。このため、第２の半導体スイッチング回路のゲート遮断線の状態に応じた遮断の解除を行うことができる。ここで、「遮断の解除」は電力供給の開始を意味し、「ゲートの遮断」は、スイッチング回路の作動の停止を意味する。
【０００９】
こうした本発明の電力供給制御装置において、前記遮断解除時制御手段は、前記断線判定手段により前記第２のゲート遮断線が断線していないと判定されたときには前記第１のゲート遮断線と前記第２のゲート遮断線により前記第１の半導体スイッチング回路と前記第２の半導体スイッチング回路のゲートをオフとした状態で前記遮断手段による遮断を解除し、前記断線判定手段により前記第２のゲート遮断線が断線していると判定されたときには前記遮断手段による遮断の解除を禁止する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第２のゲート遮断線が断線していないときには第１の半導体スイッチング回路に接続された機器の予期しない作動を防止しながら遮断手段による遮断を解除することができ、第２のゲート遮断線が断線しているときに遮断手段による遮断の解除が行われるのを防止することができる。
【００１０】
また、本発明の電力供給制御装置において、前記第１の半導体スイッチング回路および前記第２の半導体スイッチング回路に並列接続されたコンデンサと、前記遮断手段により前記直流電源からの電力が遮断された状態のときに前記直流電源からの電力を用いて前記コンデンサを充電可能な充電手段と、を備え、前記遮断解除時制御手段は、前記遮断手段による遮断を解除する際には、前記充電手段により前記コンデンサを充電した後に前記遮断手段による遮断を解除する手段であるものとすることもできる。こうすれば、遮断解除時に回路に過大な電流が流れるのを抑止することができ、過大な電流が流れることにより生じる不都合、例えば素子の破損などを防止することができる。
【００１１】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
前述のいずれかの態様の本発明の電力供給制御装置と、
前記駆動軸に動力を出力可能で前記第１の半導体スイッチング回路を駆動回路として駆動する電動機と、
前記第２の半導体スイッチング回路を前記直流電源からの直流電力を該直流電源より低電圧の直流電力に変換する電圧変換回路として機能させて駆動する低電圧機器と、
を備え、
前記直流電源は充放電可能な蓄電手段である
ことを要旨とする。
【００１２】
この本発明の動力出力装置では、上述のいずれかの態様の本発明の電力供給制御装置を備えるから、本発明の電力供給制御装置が奏する効果、例えば、第２の半導体スイッチング回路のゲート遮断線の状態に応じた遮断の解除を行うことができる効果や第１の半導体スイッチング回路に接続された機器の予期しない作動を防止しながら遮断手段による遮断を解除することができる効果、遮断解除時に回路に過大な電流が流れるのを抑止することができる効果、過大な電流が流れることにより生じる不都合（例えば素子の破損など）を防止することができる効果などと同様な効果を奏することができる。この結果、電源投入時における第１の半導体スイッチング回路を駆動回路として駆動する電動機の予期しない駆動を防止することができると共に組み込まれた素子の破損を防止することができる。この本発明の動力出力装置は、駆動軸が機械的に車軸に接続されて走行する自動車に搭載されるものとすることもできる。
【００１３】
こうした本発明の動力出力装置において、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記蓄電手段の充放電を伴って前記電力動力入出力手段を駆動する駆動回路として機能する前記電動機の駆動回路とは異なる前記第１の半導体スイッチング回路と、を備えるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機であるものとすることもできる。
【００１４】
本発明の電力装置の制御方法は、
直流電源からの電力を遮断可能な遮断手段と、ゲートの遮断を司るために取り付けられた第１のゲート遮断線が断線しているときには作動しないよう設定された少なくとも一つの第１の半導体スイッチング回路と、ゲートの遮断を司るために取り付けられた第２のゲート遮断線が断線しているときには作動するよう設定され前記第１の半導体スイッチング回路と並列接続された少なくとも一つの第２の半導体スイッチング回路と、前記第１の半導体スイッチング回路および前記第２の半導体スイッチング回路に並列接続されたコンデンサと、を備える電力装置における前記遮断手段による遮断を解除する際の制御方法であって、
（ａ）前記第２のゲート遮断線が断線しているか否かを判定し、
（ｂ）前記第２のゲート遮断線が断線していないと判定されたときには前記第１のゲート遮断線と前記第２のゲート遮断線により前記第１の半導体スイッチング回路と前記第２の半導体スイッチング回路のゲートをオフとして前記直流電源からの電力を用いて前記コンデンサを充電した後に前記遮断手段による遮断を解除し、前記第２のゲート遮断線が断線していると判定されたときには前記遮断手段による遮断の解除を禁止する
ことを要旨とする。
【００１５】
この本発明の電力装置の制御方法は、ゲートの遮断を司るために取り付けられた第２のゲート遮断線が断線しているときには作動するよう設定された第２の半導体スイッチング回路の第２のゲート遮断線が断線しているか否かを判定し、第２のゲート遮断線が断線していないと判定されたときには第１のゲート遮断線と第２のゲート遮断線により第１の半導体スイッチング回路と第２の半導体スイッチング回路のゲートをオフとして直流電源からの電力を用いてコンデンサを充電した後に遮断手段による遮断を解除し、第２のゲート遮断線が断線していると判定されたときには遮断手段による遮断の解除を禁止するから、第２のゲート遮断線が断線していないときには第１の半導体スイッチング回路に接続された機器の予期しない作動を防止しながら遮断手段による遮断を解除することができ、第２のゲート遮断線が断線しているときに遮断手段による遮断の解除が行われるのを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である電力供給制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフトがキャリアに接続されると共に駆動輪２６ａ，２６ｂに連結された駆動軸がリングギヤに接続された遊星歯車機構２４と、遊星歯車機構２４のサンギヤに接続された発電可能なモータＭＧ１と、このモータＭＧ１に高圧バッテリ４０からの高圧直流電力を三相交流電力に変換して供給するインバータ４２と、駆動軸に動力を出力可能なモータＭＧ２と、このモータＭＧ２に高圧バッテリ４０からの高圧直流電力を三相交流電力に変換して供給するインバータ４４と、高圧バッテリ４０からの高圧直流電力を低圧直流電力に変換して補機５２に供給したり低圧バッテリ５０を充電するＤＣ／ＤＣコンバータ４６と、高圧バッテリ４０を遮断可能なプラス側接点６０ａとマイナス側接点６０ｂとからなるシステムメインリレー６０と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット７０とを備える。
【００１７】
エンジン２２はガソリンや軽油などを燃料とする通常の内燃機関であり、電子制御ユニット７０と通信線により接続された図示しないエンジン用電子制御ユニットによって運転制御されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は例えば周知のＰＭ型同期発電電動機として構成されており、電子制御ユニット７０と通信線により接続された図示しないモータ用電子制御ユニットによってインバータ４２およびインバータ４４のスイッチング素子のスイッチングを制御することにより駆動制御されている。これらの構成については、本発明の中核をなさないから、これ以上の詳細な説明については省略する。
【００１８】
インバータ４２，４４は、主として６個の半導体スイッチング素子を有する周知のインバータ回路として構成されている。インバータ４２，４４は、その作動をオフするゲート遮断線４２ａ，４４ａにより電子制御ユニット７０に接続されており、このゲート遮断線４２ａ，４４ａが断線したときにはモータＭＧ１，ＭＧ２が暴走しないように、インバータ４２，４４が作動しないよう回路が構成されている。
【００１９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は、複数の半導体スイッチング素子を有する周知の直流直流コンバータとして構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は、その作動をオフするゲート遮断線４６ａにより電子制御ユニット７０に接続されており、このゲート遮断線４６ａが断線したときでも補機５２に電力の供給を行なうことができるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６が作動するよう回路が構成されている。ゲート遮断線４６ａを中心とするＤＣ／ＤＣコンバータ４６と電子制御ユニット７０の電気回路の一部の一例を図２に示す。ゲート遮断線４６ａは、図示するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６側では基準電圧ＶＢに接続された抵抗Ｒ１とトランジスタＴＲ１を介して接地された抵抗Ｒ２との接点に接続されたモニタ端子Ｍ１に接続されており、電子制御ユニット７０側では抵抗Ｒ３を介してモニタ端子Ｍ２に接続されている。抵抗Ｒ３のモニタ端子Ｍ２側は、抵抗Ｒ４を介して接地されていると共にこの抵抗Ｒ４に並列となるようトランジスタＴＲ２を介して接地されている。そして、実施例のＤＣ／ＤＣコンバータ４６は、作動するときにはトランジスタＴＲ１をオフとすると共に作動を停止するときにはトランジスタＴＲ１をオンとするものとし、モニタ端子Ｍ１の電位が基準電圧ＶＢより低く設定された比較電位Ｖｒ１より高いときには作動が許可されると共にモニタ端子Ｍ１の電位が比較電位Ｖｒ１より低いときには作動が禁止されるよう設定されている。ここで、比較電位Ｖｒ１は、トランジスタＴＲ１がオフでトランジスタＴＲ２がオンの状態のときのモニタ端子Ｍ１の電位Ｖｍ１やトランジスタＴＲ１がオンでトランジスタＴＲ２がオフの状態のときのモニタ端子Ｍ１の電位Ｖｍ２，ゲート遮断線４６ａが断線している状態でトランジスタＴＲ１をオンとしたときのモニタ端子Ｍ１の電位Ｖｍ３のいずれの電位より高い電位となるよう設定されている。このため、電子制御ユニット７０側でトランジスタＴＲ２をオンすることによりＤＣ／ＤＣコンバータ４６の作動を禁止し、トランジスタＴＲ２をオフすることによりＤＣ／ＤＣコンバータ４６の作動を許可することができる。また、電子制御ユニット７０側で、トランジスタＴＲ２をオフした状態でモニタ端子Ｍ２の電位をモニタすることによりＤＣ／ＤＣコンバータ４６が作動中である否かを判定することができる。更に、ゲート遮断線４６ａが断線しても、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は作動することができる。
【００２０】
高圧バッテリ４０の正負の両出力端子に接続された電力ライン間にはコンデンサ６２が取り付けられている。また、この電力ラインには、高圧バッテリ４０からの電力供給を遮断するためのシステムメインリレー６０と、このシステムメインリレー６０に並列にシステムメインリレー６０をオフした状態でコンデンサ６２を充電することができるようにプリチャージ用リレー６４とが設けられており、プリチャージ用リレー６４には、大電流が流れないように制限抵抗６６が直列に接続されている。
【００２１】
電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。電子制御ユニット７０には、コンデンサ６２の端子間に取り付けられた電圧センサ６３からのコンデンサ６２の端子間電圧Ｖやイグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ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７０からは、システムメインリレー６０への駆動信号やプリチャージ用リレー６４への駆動信号，異常ランプ９０への点灯信号などが出力ポートを介して出力されている。また、電子制御ユニット７０は、インバータ４２，４４やＤＣ／ＤＣコンバータ４６とゲート遮断線４２ａ，４４ａ，４６ａにより接続されており、インバータ４２，４４やＤＣ／ＤＣコンバータ４６をこのゲート遮断線４２ａ，４４ａ，４６ａによりゲートオフ（動作のオフ）を行なうことができる。また、図２の回路から解るように、電子制御ユニット７０は、トランジスタＴＲ２をオンとした後にオフとした状態のモニタ端子Ｍ２の電位をモニタすることによりゲート遮断線４６ａが断線しているか否かを判定することができる。実施例では、ゲート遮断線４６ａが断線していない状態でトランジスタＴＲ１をオンオフしたときの抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との接点における電位より低い比較電位Ｖｒ２を設定し、トランジスタＴＲ２をオンとした後にオフとした状態のモニタ端子Ｍ２の電位がこの比較電位Ｖｒ２より高いときにはゲート遮断線４６ａは断線していないと判定し、モニタ端子Ｍ２の電位がこの比較電位Ｖｒ２より低いときにはゲート遮断線４６ａは断線していると判定するものとした。これは、ゲート遮断線４６ａが断線していると、トランジスタＴＲ２をオンとした後にオフとしたときにはモニタ端子Ｍ２はグランドレベルになることに基づく。なお、トランジスタＴＲ２を一旦オンするのは、ゲート遮断線４６ａが断線しているときでもモニタ端子Ｍ２が高い電位に保持されている場合があり、こうした場合でもより適正にゲート遮断線４６ａの断線チェックを行なうためである。また、電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジン用電子制御ユニットやモータ用電子制御ユニットと通信ポートを介して接続されており、エンジン用電子制御ユニットやモータ用電子制御ユニットと各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２２】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にイグニッションスイッチ８０がオンされたときの動作について説明する。図３は、イグニッションスイッチ８０がオンされたときに電子制御ユニット７０により実行される電力供給開始処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００２３】
電力供給開始処理ルーチンが実行されると、まず、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６に接続されたゲート遮断線４６ａが断線チェックを行なう（ステップＳ１００）。ゲート遮断線４６ａの断線チェックは、トランジスタＴＲ２をオンした後にオフした状態のモニタ端子Ｍ２の電位をモニタすることにより行なうことができる。即ちモニタ端子Ｍ２の電位が比較電位Ｖｒ２より高いときには断線していないと判定し、モニタ端子Ｍ２の電位が比較電位Ｖｒ２より低いときには断線していると判定するのである。ゲート遮断線４６ａが断線していると判定されたときには、異常ランプ９０を点灯して（ステップＳ２００）、電力の供給は行なわずにこの処理を終了する。ゲート遮断線４６ａが断線しているときには（ステップＳ１１０）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は作動可能な状態となるから、プリチャージ用リレー６４をオンとしてコンデンサ６２を充電しようとしても、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６の作動によりコンデンサ６２を充電することができない場合が生じる。この場合、予期しない大電流がプリチャージ用リレー６４に流れてこれを固着することが生じ得る。実施例では、こうした不都合を回避するために、異常ランプ９０を点灯して電力供給を実行せずに処理を終了するのである。
【００２４】
一方、ゲート遮断線４６ａが断線していないと判定されると（ステップＳ１１０）、ゲート遮断線４２ａ，４４ａ，４６ａによりインバータ４２，４４，ＤＣ／ＤＣコンバータ４６をゲートオフ（作動の停止）し（ステップＳ１２０）、プリチャージ用リレー６４をオンとしてコンデンサ６２を充電する（ステップＳ１３０）。そして、所定時間経過するまでに電圧センサ６３により検出されるコンデンサ６２の端子間電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆより大きくなるのを待つ（ステップＳ１４０，Ｓ１５０）。ここで、閾値Ｖｒｅｆは、システムメインリレー６０をオンとしたときに突入電流が流れない電圧より高く高圧バッテリ４０の電圧より低い電圧として設定されるものであり、回路構成や高圧バッテリ４０の電圧によって定めることができる。また、所定時間は、コンデンサ６２が充電されない状態でプリチャージ用リレー６４を長時間に亘ってオンとしているのを回避するために設定するものであり、通常の状態でプリチャージ用リレー６４をオンとしたときにコンデンサ６２の端子間電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆに至るまでに要する時間より長い時間として定めることができる。コンデンサ６２の端子間電圧Ｖが所定時間経過しても閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、何らかの異常が発生したとしてプリチャージ用リレー６４をオフとして異常ランプ９０を点灯し（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。
【００２５】
コンデンサ６２の端子間電圧Ｖが所定時間経過する前に閾値Ｖｒｅｆより大きくなると、システムメインリレー６０をオンとして電力の供給を行ない（ステップＳ１６０）、プリチャージ用リレー６４をオフとすると共に（ステップＳ１７０）、ゲート遮断線４２ａ，４４ａ，４６ａによるインバータ４２，４４，ＤＣ／ＤＣコンバータ４６のゲートオフ（作動の停止）を解除して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。
【００２６】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、イグニッションスイッチ８０がオンとされたときにはＤＣ／ＤＣコンバータ４６をゲートオフするゲート遮断線４６ａの断線チェックを行なうことにより、より適正にシステムへの電力供給を行なうことができる。即ち、ゲート遮断線４６ａが断線しているときにプリチャージ用リレー６４をオンとすることにより生じ得るプリチャージ用リレー６４の固着などの不都合を回避することができる。また、ゲート遮断線４６ａが断線していないときでもプリチャージ用リレー６４をオンとしてから所定時間経過してもコンデンサ６２の端子間電圧Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以下のときにはプリチャージ用リレー６４をオフとして電力供給を行なわないから、ゲート遮断線４６ａの断線以外の異常の際にも対処することができる。
【００２７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフトに接続された遊星歯車機構２４と、遊星歯車機構２４に接続された２つのモータＭＧ１，ＭＧ２と、このモータＭＧ１，ＭＧ２に高圧バッテリ４０からの高圧直流電力を三相交流電力に変換して供給する２つのインバータ４２，４４と、高圧バッテリ４０からの高圧直流電力を低圧直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ４６とを備えるものとしたが、ゲート遮断線の断線時には作動する設定とされた半導体スイッチング回路（実施例におけるインバータ４２，４４）と作動しない設定とされた半導体スイッチング回路（実施例におけるＤＣ／ＤＣコンバータ４６）とを備える回路を備えるものであれば、如何なる構成としてもよい。例えば、図４の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、遊星歯車機構２４とモータＭＧ１に代えて、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ１２３ａと駆動軸に接続されたアウターロータ１２３ｂとを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機１２３を備え、インバータ４２から三相交流電力をこの対ロータ電動機１２３に供給するものとしてもよい。また、実施例や変形例のように、エンジン２２からの動力を電力の入出力を伴って駆動軸に出力する構成に限られず、エンジン２２からの動力により発電する発電機と発電機により得られる電力により駆動軸に出力する電動機とを備えるいわゆるシリーズハイブリッド自動車に適用するものとしてもよいし、こうしたハイブリッド自動車以外の電気自動車に適用するものとしてもよい。更に、自動車以外の機器などに用いられる動力出力装置に適用するものとしてもよい。
【００２８】
以上、本発明の実施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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例である電力供給制御装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 ゲート遮断線４６ａを中心とするＤＣ／ＤＣコンバータ４６と電子制御ユニット７０の電気回路の一部の一例を示す回路図である。
【図３】 イグニッションスイッチ８０がオンされたときに電子制御ユニット７０により実行される電力供給開始処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ 遊星歯車機構、２６ａ，２６ｂ 駆動輪、４０ 高圧バッテリ、４２，４４ インバータ、４２ａ，４４ａ，４６ａ ゲート遮断線、４６ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５０ 低圧バッテリ、５２ 補機、６０ システムメインリレー、６０ａ プラス側接点、６０ｂ マイナス側接点、６２ コンデンサ、６３ 電圧センサ、６４ プリチャージ用リレー、６６ 制限抵抗、７０ 電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ 異常ランプ、１２３ａ インナーロータ、１２３ｂ アウターロータ、１２３ 対ロータ電動機。
Claims (9)
- ゲートの遮断を司るために取り付けられた第１のゲート遮断線が断線しているときには作動しないよう設定された少なくとも一つの第１の半導体スイッチング回路と、ゲートの遮断を司るために取り付けられた第２のゲート遮断線が断線しているときには作動するよう設定され前記第１の半導体スイッチング回路と並列接続された少なくとも一つの第２の半導体スイッチング回路とへの所定の高電圧の直流電源からの電力供給を制御する電力供給制御装置であって、
前記直流電源からの電力を遮断可能な遮断手段と、
前記第２のゲート遮断線が断線しているか否かを判定する断線判定手段と、
前記遮断手段による前記直流電源からの電力の遮断の解除が指示されたとき、前記断線判定手段による判定結果に基づいて前記遮断手段による遮断の解除を制御する遮断解除時制御手段と、
を備える電力供給制御装置。 - 前記遮断解除時制御手段は、前記断線判定手段により前記第２のゲート遮断線が断線していないと判定されたときには前記第１のゲート遮断線と前記第２のゲート遮断線により前記第１の半導体スイッチング回路と前記第２の半導体スイッチング回路のゲートをオフとした状態で前記遮断手段による遮断を解除し、前記断線判定手段により前記第２のゲート遮断線が断線していると判定されたときには前記遮断手段による遮断の解除を禁止する手段である請求項１記載の電力供給制御装置。
- 請求項１または２記載の電力供給制御装置であって、
前記第１の半導体スイッチング回路および前記第２の半導体スイッチング回路に並列接続されたコンデンサと、
前記遮断手段により前記直流電源からの電力が遮断された状態のときに前記直流電源からの電力を用いて前記コンデンサを充電可能な充電手段と、
を備え、
前記遮断解除時制御手段は、前記遮断手段による遮断を解除する際には、前記充電手段により前記コンデンサを充電した後に前記遮断手段による遮断を解除する手段である
電力供給制御装置。 - 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
請求項１ないし３いずれか記載の電力供給制御装置と、
前記駆動軸に動力を出力可能で前記第１の半導体スイッチング回路を駆動回路として駆動する電動機と、
前記第２の半導体スイッチング回路を前記直流電源からの直流電力を該直流電源より低電圧の直流電力に変換する電圧変換回路として機能させて駆動する低電圧機器と、
を備え、
前記直流電源は充放電可能な蓄電手段である
動力出力装置。 - 請求項４記載の動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
前記蓄電手段の充放電を伴って前記電力動力入出力手段を駆動する駆動回路として機能する前記電動機の駆動回路とは異なる他の前記第１の半導体スイッチング回路と、
を備える動力出力装置。 - 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項５記載の動力出力装置。
- 前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機である請求項５記載の動力出力装置。
- 請求項４ないし７いずれか記載の動力出力装置を搭載し、前記駆動軸が機械的に車軸に接続されて走行する自動車。
- 直流電源からの電力を遮断可能な遮断手段と、ゲートの遮断を司るために取り付けられた第１のゲート遮断線が断線しているときには作動しないよう設定された少なくとも一つの第１の半導体スイッチング回路と、ゲートの遮断を司るために取り付けられた第２のゲート遮断線が断線しているときには作動するよう設定され前記第１の半導体スイッチング回路と並列接続された少なくとも一つの第２の半導体スイッチング回路と、前記第１の半導体スイッチング回路および前記第２の半導体スイッチング回路に並列接続されたコンデンサと、を備える電力装置における前記遮断手段による遮断を解除する際の制御方法であって、
（ａ）前記第２のゲート遮断線が断線しているか否かを判定し、
（ｂ）前記第２のゲート遮断線が断線していないと判定されたときには前記第１のゲート遮断線と前記第２のゲート遮断線により前記第１の半導体スイッチング回路と前記第２の半導体スイッチング回路のゲートをオフとして前記直流電源からの電力を用いて前記コンデンサを充電した後に前記遮断手段による遮断を解除し、前記第２のゲート遮断線が断線していると判定されたときには前記遮断手段による遮断の解除を禁止する
制御方法。
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