JP4747933B2 - Power supply device and vehicle equipped with the same - Google Patents

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Description

本発明は、電源装置およびこれを備える車両に関する。   The present invention relates to a power supply device and a vehicle including the same.

従来、この種の電源装置としては、直流電源の電圧を二つのスイッチング素子とリアクトルとを有する昇圧コンバータにより昇圧して電気負荷に供給する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、昇圧側の電圧指令に基づいて二つのスイッチング素子のオン時間をデューティー制御している。
WO 03/056694 A1
Conventionally, as this type of power supply device, a device that boosts the voltage of a DC power supply by a boost converter having two switching elements and a reactor and supplies the boosted voltage to an electric load has been proposed (for example, see Patent Document 1). In this device, the on-time of the two switching elements is duty-controlled based on the voltage command on the boost side.
WO 03/056694 A1

上述の電源装置では、昇圧側に接続された電気機器により入出力される電力が急変すると、昇圧コンバータの応答性が低いことから、昇圧側に電圧低下を生じたり過電圧を生じる場合がある。昇圧側の電圧低下は電気機器の所望の駆動を阻害し、過電圧は直流電源と電気機器との間に設けられた回路の素子の損傷を招く場合を生じる。   In the above-described power supply device, when the electric power input / output by the electric device connected to the booster side changes suddenly, the booster converter has low responsiveness, which may cause a voltage drop or an overvoltage on the booster side. The voltage drop on the boosting side hinders the desired drive of the electric device, and the overvoltage may cause damage to the elements of the circuit provided between the DC power supply and the electric device.

本発明の電源装置およびこれを備える車両は、昇圧コンバータの昇圧側の電圧低下を抑制することを目的の一つとする。また、本発明の電源装置およびこれを備える車両は、昇圧コンバータの昇圧側の過電圧を抑制することを目的の一つとする。さらに、本発明の電源装置およびこれを備える車両は、電気機器の駆動を確保することを目的の一つとする。あるいは、本発明の電源装置およびこれを備える車両は、素子の破損や損傷を抑制することを目的の一つとする。   The power supply device of the present invention and a vehicle equipped with the power supply device are intended to suppress a voltage drop on the boost side of the boost converter. Another object of the power supply device of the present invention and a vehicle including the same is to suppress overvoltage on the boost side of the boost converter. Furthermore, it is an object of the power supply device of the present invention and a vehicle equipped with the power supply device to ensure the driving of the electrical equipment. Alternatively, a power supply device according to the present invention and a vehicle including the power supply device have an object of suppressing breakage and damage of the element.

本発明の電源装置およびこれを備える車両は、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。   The power supply device of the present invention and a vehicle including the same employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.

本発明の第1の電源装置は、
電気機器と電力のやりとりを行なう電源装置であって、
直流電源と、
前記直流電源の電圧を昇圧して前記電気機器に供給可能な昇圧コンバータと、
前記直流電源の正極からみて前記電気機器に対して順方向に且つ前記昇圧コンバータと並列に接続されたダイオードと、
を備えることを要旨とする。
The first power supply device of the present invention includes:
A power supply device that exchanges power with electrical equipment,
DC power supply,
A boost converter capable of boosting the voltage of the DC power supply and supplying the boosted voltage to the electrical device;
A diode connected in parallel to the boost converter in a forward direction with respect to the electrical device as viewed from the positive electrode of the DC power supply;
It is a summary to provide.

この本発明の第1の電源装置では、昇圧コンバータの昇圧側の電圧が降下して直流電源の電圧未満に至るときには、ダイオードを介して電気機器に直流電源の電圧が作用するから、昇圧コンバータの昇圧側の電圧を直流電源の電圧以上にすることができる。この結果、昇圧コンバータの昇圧側の電圧が直流電源の電圧未満に低下するのを抑制することができ、電気機器の駆動を確保することができる。ここで、電気機器は、電源装置と電力のやりとりが可能であれば如何なる機器であってもよい。   In the first power supply device of the present invention, when the voltage on the boosting side of the boost converter drops and becomes less than the voltage of the DC power supply, the voltage of the DC power supply acts on the electrical equipment via the diode. The voltage on the boosting side can be made higher than the voltage of the DC power supply. As a result, it is possible to suppress the voltage on the boosting side of the boosting converter from dropping below the voltage of the DC power supply, and it is possible to ensure driving of the electric device. Here, the electrical device may be any device as long as it can exchange power with the power supply device.

本発明の第2の電源装置は、
電気機器と電力のやりとりを行なう電源装置であって、
直流電源と、
前記直流電源の電圧を昇圧して前記電気機器に供給可能な昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータの昇圧側の端子に接続されたコンデンサと、
前記直流電源から前記コンデンサに対して前記昇圧コンバータをバイパスするバイパス回路と、
を備えることを要旨とする。
The second power supply device of the present invention is
A power supply device that exchanges power with electrical equipment,
DC power supply,
A boost converter capable of boosting the voltage of the DC power supply and supplying the boosted voltage to the electrical device;
A capacitor connected to a boost side terminal of the boost converter;
A bypass circuit for bypassing the boost converter from the DC power supply to the capacitor;
It is a summary to provide.

この本発明の第2の電源装置では、昇圧コンバータの昇圧側の端子に接続されたコンデンサに対して直流電源から昇圧コンバータをバイパスするバイパス回路が機能することにより、コンデンサの予期しない過電圧や電圧降下に対処することができる。例えば、「バイパス回路」として直流電源の正極からみて電気機器に対して順方向に接続されたダイオードを用いれば、昇圧コンバータの昇圧側の電圧が降下して直流電源の電圧未満に至るときには、ダイオードを介してコンデンサ側に直流電源の電圧が作用するから、コンデンサの電圧を直流電源の電圧以上にすることができる。この結果、コンデンサの電圧が直流電源の電圧未満に低下するのを抑制することができ、電気機器の駆動を確保することができる。なお、第2の電源装置でも、電気機器は、電源装置と電力のやりとりが可能であれば如何なる機器であってもよい。   In the second power supply device of the present invention, the capacitor connected to the booster side terminal of the boost converter functions as a bypass circuit that bypasses the boost converter from the DC power supply, thereby causing an unexpected overvoltage or voltage drop of the capacitor. Can deal with. For example, if a diode connected in the forward direction with respect to the electrical equipment as viewed from the positive electrode of the DC power supply is used as the “bypass circuit”, the diode when the voltage on the boost side of the boost converter drops below the voltage of the DC power supply Since the voltage of the DC power supply acts on the capacitor side via the capacitor, the voltage of the capacitor can be made higher than the voltage of the DC power supply. As a result, it is possible to suppress the voltage of the capacitor from dropping below the voltage of the DC power source, and to ensure the driving of the electric device. Note that even in the second power supply device, the electrical device may be any device as long as it can exchange power with the power supply device.

本発明の第1の電源装置やバイパス回路としてダイオードを備える態様の本発明の第2の電源装置において、前記ダイオードと並列接続されたスイッチング素子と、前記昇圧コンバータの昇圧側の電圧を検出する電圧検出手段と、前記検出された電圧が第1の電圧以上に至ったときに前記スイッチング素子をオンし、前記検出された電圧が前記第1の電圧より低い第2の電圧未満に至ったときに前記スイッチング素子をオフするスイッチオンオフ手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、昇圧コンバータの昇圧側の電圧が第1の電圧を超える電圧となるのを抑制することができる。この結果、昇圧コンバータの昇圧側が過電圧となるのを抑制することができ、昇圧コンバータの昇圧側に接続された素子の過電圧による損傷や破損を抑制することができる。   In the first power supply device of the present invention and the second power supply device of the present invention having a diode as a bypass circuit, a switching element connected in parallel with the diode and a voltage for detecting a voltage on the boost side of the boost converter When the detected voltage reaches the first voltage or higher, the switching element is turned on, and when the detected voltage is lower than the second voltage lower than the first voltage. Switch on / off means for turning off the switching element may be provided. In this way, it is possible to suppress the voltage on the boost side of the boost converter from exceeding the first voltage. As a result, it is possible to suppress an overvoltage on the boosting side of the boost converter, and it is possible to suppress damage or breakage due to an overvoltage of an element connected to the boosting side of the boost converter.

こうしたダイオードと並列されたスイッチング素子を備える態様の本発明の第1または第2の電源装置において、前記ダイオードに直列接続された抵抗を備えるものとすることもできる。また、前記ダイオードは、前記昇圧コンバータが有するリアクトルの中間タップに接続されてなるものとすることもできる。これらの場合、抵抗やリアクトルによる電圧降下を期待することができる。   In the first or second power supply device of the present invention having a switching element in parallel with such a diode, a resistor connected in series to the diode may be provided. Further, the diode may be connected to an intermediate tap of a reactor included in the boost converter. In these cases, voltage drop due to resistance or reactor can be expected.

本発明の第1または第2の電源装置において、前記昇圧コンバータは、昇圧機能を不能にするリレーを備えるものとすることもできる。こうすれば、異常が生じたときに対処することができる。この場合、前記リレーは前記昇圧コンバータのリアクトルに直列に接続されてなるものとすることもできる。   In the first or second power supply device of the present invention, the boost converter may include a relay that disables the boost function. In this way, when an abnormality occurs, it can be dealt with. In this case, the relay may be connected in series with a reactor of the boost converter.

本発明の車両は、
走行用の駆動力を出力する電動機と、
前記電気機器として前記電動機と電力のやりとりを行なう上述のいずれかの態様の第1または第2の電源装置、即ち、基本的には、電気機器と電力のやりとりを行なう電源装置であって、直流電源と、前記直流電源の電圧を昇圧して前記電気機器に供給可能な昇圧コンバータと、前記直流電源の正極からみて前記電気機器に対して順方向に且つ前記昇圧コンバータと並列に接続されたダイオードと、を備える本発明の第1の電源装置や、電気機器と電力のやりとりを行なう電源装置であって、直流電源と、前記直流電源の電圧を昇圧して前記電気機器に供給可能な昇圧コンバータと、前記昇圧コンバータの昇圧側の端子に接続されたコンデンサと、前記直流電源から前記コンデンサに対して前記昇圧コンバータをバイパスするバイパス回路と、を備える本発明の第2の電源装置と、
を備えることを要旨とする。
The vehicle of the present invention
An electric motor that outputs driving force for traveling;
The first or second power supply device according to any one of the above-described aspects that exchanges electric power with the electric motor as the electric device, that is, basically a power supply device that exchanges electric power with the electric device, A power supply; a boost converter capable of boosting the voltage of the DC power supply and supplying the boosted voltage to the electrical device; and a diode connected in parallel to the boost converter in a forward direction with respect to the electrical device as viewed from the positive electrode of the DC power supply A first power supply device according to the present invention, or a power supply device for exchanging electric power with an electric device, the step-up converter capable of boosting the voltage of the DC power source and supplying the voltage to the electric device. A capacitor connected to a booster side terminal of the boost converter, and a bypass circuit bypassing the boost converter from the DC power supply to the capacitor A second power supply device of the present invention comprising a
It is a summary to provide.

この本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の第1または第2の電源装置を備えるから、本発明の第1または第2の電源装置の奏する効果、例えば、昇圧コンバータの昇圧側の電圧低下を抑制することができる効果やこれに伴い電気機器の駆動を確保することができる効果、昇圧コンバータの昇圧側の過電圧を抑制することができる効果やこれに伴い素子の損傷や破損を抑制することができる効果、コンデンサの予期しない過電圧や電圧降下に対処することができる効果などと同様の効果を奏することができる。   Since the vehicle of the present invention includes the first or second power supply device of the present invention according to any one of the above-described aspects, the effect of the first or second power supply device of the present invention, for example, boosting of the boost converter The effect that can suppress the voltage drop on the side, the effect that can ensure the drive of the electrical equipment accompanying this, the effect that can suppress the overvoltage on the boost side of the boost converter, and the damage or breakage of the element accompanying this It is possible to achieve the same effects as the effect of suppressing the voltage, the effect of coping with unexpected overvoltage and voltage drop of the capacitor, and the like.

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.

図1は、本発明の一実施例としての車載用の電源装置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、インバータ11,12を介して走行用の動力を出力する二つのモータMG1,MG2に接続されており、直流電源としてのバッテリ22と、バッテリ22の電圧を昇圧して二つのモータMG1,MG2側に供給したりモータMG1,MG2側の電圧を降圧してバッテリ22側に供給したりする昇圧コンバータ30と、昇圧コンバータ30の機能を停止するためのリレー26と、昇圧コンバータ30の昇圧側(二つのモータMG1,MG2側)に配置されて昇圧側の電圧を平滑する平滑コンデンサ42と、平滑コンデンサ42側の電圧を調整する調整回路46と、装置全体をコントロール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 an in-vehicle 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 connected to two motors MG1 and MG2 that output driving power via inverters 11 and 12, and includes a battery 22 as a DC power source, A boost converter 30 that boosts the voltage and supplies it to the two motors MG1 and MG2 side, or steps down the voltage on the motor MG1 and MG2 side and supplies it to the battery 22 side, and a function for stopping the function of the boost converter 30 A relay 26, a smoothing capacitor 42 that is arranged on the boosting side (two motors MG1, MG2 side) of the boosting converter 30 and smoothes the voltage on the boosting side, an adjustment circuit 46 that adjusts the voltage on the smoothing capacitor 42 side, and a device And an electronic control unit 50 for controlling the whole.

バッテリ22は、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの充放電可能な二次電池として構成されている。   The battery 22 is configured as a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.

昇圧コンバータ30は、インバータ11,12の正極母線と負極母線に平滑コンデンサ42と並列するよう直列に配置された二つのゲート式のスイッチング素子(例えば、MOSFET)Tr1,Tr2と、各スイッチング素子Tr1,Tr2に対して並列に電圧を保持するよう取り付けられた二つのダイオードD1,D2と、二つのスイッチング素子Tr1,Tr2の中間とバッテリ22の正極側に取り付けられたコイル32と、により構成された周知の昇圧コンバータである。なお、リレー26は、バッテリ22の正側の出力端子と昇圧コンバータ30のコイル32との間に取り付けられている。   Boost converter 30 includes two gate type switching elements (for example, MOSFETs) Tr1 and Tr2 arranged in series so as to be parallel to smoothing capacitor 42 on the positive and negative buses of inverters 11 and 12, and each switching element Tr1, A known diode composed of two diodes D1 and D2 attached to hold a voltage in parallel with Tr2, and a coil 32 attached to the middle of the two switching elements Tr1 and Tr2 and the positive side of the battery 22. This is a boost converter. Relay 26 is attached between the positive output terminal of battery 22 and coil 32 of boost converter 30.

調整回路46は、バッテリ22の正側の出力端子とインバータ11,12の正極母線との間に順方向に取り付けられたダイオードD3と、このダイオードD3に並列接続されたスイッチング素子Tr3とスイッチング素子Tr3やダイオードD3に対して直列接続された抵抗R3とから構成されている。   The adjustment circuit 46 includes a diode D3 mounted in the forward direction between the positive output terminal of the battery 22 and the positive bus of the inverters 11 and 12, and a switching element Tr3 and a switching element Tr3 connected in parallel to the diode D3. And a resistor R3 connected in series with the diode D3.

電子制御ユニット50は、CPU52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、CPU52の他に処理プログラムを記憶するROM54と、データを一時的に記憶するRAM56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50には、バッテリ22の出力端子間に取り付けられた電圧センサ24からの電池電圧Vbや平滑コンデンサ42の端子間に取り付けられた電圧センサ44からのコンデンサ電圧Vhなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット50からは、昇圧コンデンサ30のスイッチング素子Tr1,Tr2へのスイッチング信号や調整回路46のスイッチング素子Tr3へのスイッチング信号,リレー26への駆動信号などが出力ポートから出力されている。電子制御ユニット50は、電源装置20の制御ユニットとして機能するだけでなく、走行用の二つのモータMG1,MG2の駆動制御ユニットとしても機能する。このため、電子制御ユニット50にはモータMG1,MG2に取り付けられた回転位置センサ13,14からのロータの回転位置やインバータ11,12に取り付けられた図示しない電流センサからのモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、電子制御ユニット50からはインバータ11,12へのスイッチング信号などが出力ポートを介して出力されている。   The electronic control unit 50 is configured as a microprocessor centered on the CPU 52. In addition to the CPU 52, a ROM 54 that stores processing programs, a RAM 56 that temporarily stores data, input / output ports and communication ports (not shown), and the like. Is provided. In the electronic control unit 50, the battery voltage Vb from the voltage sensor 24 attached between the output terminals of the battery 22, the capacitor voltage Vh from the voltage sensor 44 attached between the terminals of the smoothing capacitor 42, and the like pass through the input port. Have been entered. The electronic control unit 50 outputs a switching signal to the switching elements Tr1 and Tr2 of the boost capacitor 30, a switching signal to the switching element Tr3 of the adjustment circuit 46, a drive signal to the relay 26, and the like from the output port. . The electronic control unit 50 not only functions as a control unit for the power supply device 20, but also functions as a drive control unit for the two motors MG1 and MG2 for traveling. For this reason, the electronic control unit 50 is applied to the motor MG1 and MG2 from the rotational position of the rotor from the rotational position sensors 13 and 14 attached to the motors MG1 and MG2 and from a current sensor (not shown) attached to the inverters 11 and 12. The phase current to be input is input via the input port, and the switching signal to the inverters 11 and 12 is output from the electronic control unit 50 via the output port.

なお、二つのモータMG1,MG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ11,12および昇圧コンバータ30を介してバッテリ22と電力のやりとりを行なう。   The two motors MG1 and MG2 can be driven as generators and are configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as motors, and are connected to the battery 22 via inverters 11 and 12 and a boost converter 30. Exchange power.

こうして構成された電源装置20は、基本的には、バッテリ22と二つのモータMG1,MG2との間で電力のやりとりを円滑に行なうためにコンデンサ電圧Vhが電圧指令Vh*となるよう電子制御ユニット50により昇圧コンバータ30のスイッチング素子Tr1,Tr2がオンオフ制御される。   The power supply device 20 thus configured basically has an electronic control unit so that the capacitor voltage Vh becomes the voltage command Vh * in order to smoothly exchange power between the battery 22 and the two motors MG1, MG2. 50, the switching elements Tr1 and Tr2 of the boost converter 30 are on / off controlled.

次に、実施例の電源装置20における調整回路46のダイオードD3の動作について説明する。モータMG1,MG2の電力消費量が一時的に過剰となった場合には、平滑コンデンサ42からの放電によりコンデンサ電圧Vhは低くなる。このとき、コンデンサ電圧Vhが電池電圧Vbを下回ると、ダイオードD3を介してバッテリ22側から電流が平滑コンデンサ42側に流れる。このため、コンデンサ電圧Vhは電池電圧Vbとなる。いま、比較例としてダイオードD3を備えない場合を考えると、モータMG1,MG2の電力消費量が一時的に過剰になると、コンデンサ電圧Vhは値0まで低下することになる。したがって、ダイオードD3を設けることにより、コンデンサ電圧Vhの予期しない低下を電池電圧Vbまでに抑制することができる。   Next, the operation of the diode D3 of the adjustment circuit 46 in the power supply device 20 of the embodiment will be described. When the power consumption of the motors MG1 and MG2 temporarily becomes excessive, the capacitor voltage Vh decreases due to the discharge from the smoothing capacitor. At this time, when the capacitor voltage Vh falls below the battery voltage Vb, a current flows from the battery 22 side to the smoothing capacitor 42 side via the diode D3. For this reason, the capacitor voltage Vh becomes the battery voltage Vb. Considering the case where the diode D3 is not provided as a comparative example, if the power consumption of the motors MG1 and MG2 temporarily becomes excessive, the capacitor voltage Vh will drop to a value of zero. Therefore, by providing the diode D3, an unexpected decrease in the capacitor voltage Vh can be suppressed to the battery voltage Vb.

続いて、実施例の電源装置20における調整回路46のスイッチング素子Tr3の動作について説明する。図2は、電子制御ユニット50により実行される調整回路46のスイッチング素子Tr3をオンオフするためのスイッチング制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。スイッチング制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット50のCPU52は、まず、モータMG1,MG2を駆動するために図示しない駆動制御ルーチンにより設定された電圧指令Vh*と電圧センサ44からのコンデンサ電圧Vhとを入力し(ステップS100)、入力した電圧指令Vh*からコンデンサ電圧Vhを減じて電圧偏差ΔVを計算する処理を実行する(ステップS110)。そして、電圧偏差ΔVを値0を挟んで閾値Vrefの範囲である通常電圧範囲内にあるか否かを判定し(ステップS120)、電圧偏差ΔVが通常電圧範囲内のときにはそのまま本ルーチンを終了し、電圧偏差ΔVが通常電圧範囲を下回るときにはコンデンサ電圧Vhを低くするためにスイッチング素子Tr3をオンとして(ステップS130)、本ルーチンを終了し、電圧偏差ΔVが通常電圧範囲を上回るときにはコンデンサ電圧Vhを高くするためにスイッチング素子Tr3をオフとして(ステップS140)、本ルーチンを終了する。即ち、コンデンサ電圧Vhが電圧指令Vh*より閾値Vrefだけ大きくなるとスイッチング素子Tr3をオンとして抵抗R3を介してバッテリ22の正側の出力端子に電流を流してコンデンサ電圧Vhを低くし、これによりコンデンサ電圧Vhが電圧指令Vh*より閾値Vrefだけ小さくなるとスイッチング素子Tr3をオフとしてバッテリ22側に電流が流れるのを抑止するのである。実施例では、閾値Vrefとしては、制御上で設定される最大の電圧指令Vh*と平滑コンデンサ42の耐圧との差より小さな値として設定されているから、これにより、コンデンサ電圧Vhが電圧指令Vh*より閾値Vref以上に高くなるのを抑制することができると共に平滑コンデンサ42の破損を抑制することができる。   Next, the operation of the switching element Tr3 of the adjustment circuit 46 in the power supply device 20 according to the embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a switching control routine for turning on and off the switching element Tr3 of the adjustment circuit 46 executed by the electronic control unit 50. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several msec). When the switching control routine is executed, the CPU 52 of the electronic control unit 50 firstly sets the voltage command Vh * set by the drive control routine (not shown) and the capacitor voltage Vh from the voltage sensor 44 to drive the motors MG1 and MG2. Is input (step S100), and the process of subtracting the capacitor voltage Vh from the input voltage command Vh * to calculate the voltage deviation ΔV is executed (step S110). Then, it is determined whether or not the voltage deviation ΔV is within the normal voltage range that is the range of the threshold value Vref with the value 0 interposed therebetween (step S120). When the voltage deviation ΔV is within the normal voltage range, this routine is terminated. When the voltage deviation ΔV falls below the normal voltage range, the switching element Tr3 is turned on to lower the capacitor voltage Vh (step S130), and this routine ends. When the voltage deviation ΔV exceeds the normal voltage range, the capacitor voltage Vh is reduced. In order to increase the switching element Tr3, the switching element Tr3 is turned off (step S140), and this routine is terminated. That is, when the capacitor voltage Vh becomes larger than the voltage command Vh * by the threshold value Vref, the switching element Tr3 is turned on to pass a current through the resistor R3 to the output terminal on the positive side of the battery 22 to lower the capacitor voltage Vh. When the voltage Vh becomes smaller than the voltage command Vh * by the threshold value Vref, the switching element Tr3 is turned off and current is prevented from flowing to the battery 22 side. In the embodiment, the threshold value Vref is set as a value smaller than the difference between the maximum voltage command Vh * set in the control and the withstand voltage of the smoothing capacitor 42. Thus, the capacitor voltage Vh is set to the voltage command Vh. * It is possible to suppress the threshold value Vref from being raised above the threshold value V, and to prevent the smoothing capacitor 42 from being damaged.

図3は、リレー26のオンオフを制御するリレー制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。リレー制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット50のCPU52は、図示しない異常判定ルーチンにより昇圧コンバータ30に異常が生じているときに値1が設定される異常判定信号を入力し(ステップS200)、入力した異常判定信号により昇圧コンバータ30に異常が生じているか否かを判定し(ステップS210)、昇圧コンバータ30に異常が生じていないときにはそのまま本ルーチンを終了し、昇圧コンバータ30に異常が生じているときにはリレー26をオフとして(ステップS220)、本ルーチンを終了する。リレー26がオフとされると、昇圧コンバータ30は機能しなくなる。これにより、リレー26をオフするだけで昇圧コンバータ30を停止することができる。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of a relay control routine for controlling on / off of the relay 26. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several msec). When the relay control routine is executed, the CPU 52 of the electronic control unit 50 inputs an abnormality determination signal that is set to a value of 1 when an abnormality has occurred in the boost converter 30 by an abnormality determination routine (not shown) (step S200). Then, it is determined whether or not an abnormality has occurred in boost converter 30 based on the input abnormality determination signal (step S210). If no abnormality has occurred in boost converter 30, this routine is terminated as it is, and an abnormality has occurred in boost converter 30. If so, the relay 26 is turned off (step S220), and this routine ends. When relay 26 is turned off, boost converter 30 does not function. Thereby, boost converter 30 can be stopped only by turning off relay 26.

以上説明した実施例の電源装置20によれば、インバータ11,12の正極母線とバッテリ22の正側の出力端子との間にバッテリ22の正側の出力端子からみて順方向にダイオードD3を取り付けることにより、モータMG1,MG2の電力消費量が一時的に過剰となった場合などに生じ得るコンデンサ電圧Vhの予期しない低下を電池電圧Vbまでに抑制することができる。この結果、モータMG1,MG2の制御を破綻させることなく、モータMG1,MG2の駆動を確保することができる。   According to the power supply device 20 of the embodiment described above, the diode D3 is attached in the forward direction between the positive buses of the inverters 11 and 12 and the positive output terminal of the battery 22 as viewed from the positive output terminal of the battery 22. Thus, an unexpected decrease in the capacitor voltage Vh that may occur when the power consumption of the motors MG1 and MG2 becomes temporarily excessive can be suppressed to the battery voltage Vb. As a result, it is possible to ensure the driving of the motors MG1 and MG2 without breaking the control of the motors MG1 and MG2.

また、実施例の電源装置20によれば、ダイオードD3に並列にスイッチング素子Tr3を設けると共にスイッチング素子Tr3に直列に抵抗R3を設け、コンデンサ電圧Vhが電圧指令Vh*より閾値Vref分大きくなるとスイッチング素子Tr3をオンとし、コンデンサ電圧Vhが電圧指令Vh*より閾値Vref分小さくなるとスイッチング素子Tr3をオフとすることにより、コンデンサ電圧Vhが電圧指令Vh*より閾値Vref以上に高くなるのを抑制することができると共に平滑コンデンサ42の破損を抑制することができる。   Further, according to the power supply device 20 of the embodiment, the switching element Tr3 is provided in parallel with the diode D3 and the resistor R3 is provided in series with the switching element Tr3, and when the capacitor voltage Vh becomes larger than the voltage command Vh * by the threshold value Vref, the switching element When Tr3 is turned on and the capacitor voltage Vh becomes smaller than the voltage command Vh * by the threshold value Vref, the switching element Tr3 is turned off to suppress the capacitor voltage Vh from becoming higher than the voltage command Vh * by the threshold value Vref or higher. In addition, the smoothing capacitor 42 can be prevented from being damaged.

さらに、実施例の電源装置20によれば、バッテリ22の正側の出力端子と昇圧コンバータ30のコイル32との間にリレー26を取り付け、昇圧コンバータ30に異常が生じたときにリレー26をオフすることにより、昇圧コンバータ30の異常に迅速に対処することができる。   Furthermore, according to the power supply device 20 of the embodiment, the relay 26 is attached between the positive output terminal of the battery 22 and the coil 32 of the boost converter 30, and the relay 26 is turned off when an abnormality occurs in the boost converter 30. By doing so, it is possible to quickly cope with the abnormality of the boost converter 30.

実施例の電源装置20では、スイッチング素子Tr3に対して直列に抵抗R3を設けたが、抵抗R3と同様に電力消費ができればよいから、図4の変形例の電源装置20Bに例示するように、昇圧コンバータ30のコイル32を中間タップを有するコイル32Bとすると共にスイッチング素子Tr3をこのコイル32Bの中間タップとインバータ11,12の正極母線とに接続するものとしてもよい。   In the power supply device 20 of the embodiment, the resistor R3 is provided in series with the switching element Tr3. However, since it is sufficient if power can be consumed similarly to the resistor R3, as illustrated in the power supply device 20B of the modified example of FIG. The coil 32 of the boost converter 30 may be a coil 32B having an intermediate tap, and the switching element Tr3 may be connected to the intermediate tap of the coil 32B and the positive bus of the inverters 11 and 12.

実施例の電源装置20では、ダイオードD3に並列にスイッチング素子Tr3を設けると共にスイッチング素子Tr3に直列に抵抗R3を設けるものとしたが、図5の変形例の電源装置20Cに例示するように、スイッチング素子Tr3も抵抗R3も設けないものとしてもかまわない。   In the power supply device 20 of the embodiment, the switching element Tr3 is provided in parallel with the diode D3 and the resistor R3 is provided in series with the switching element Tr3. However, as illustrated in the power supply device 20C of the modified example of FIG. The element Tr3 and the resistor R3 may not be provided.

実施例の電源装置20では、バッテリ22の正側の出力端子と昇圧コンバータ30のコイル32との間にリレー26を取り付けるものとしたが、スイッチング素子Tr1とスイッチング素子Tr2との中間点とコイル32との間にリレー26を取り付けるものとしてもよい。また、リレー26を備えないものとしてもかまわない。   In the power supply device 20 of the embodiment, the relay 26 is attached between the positive output terminal of the battery 22 and the coil 32 of the boost converter 30, but the intermediate point between the switching element Tr 1 and the switching element Tr 2 and the coil 32. It is good also as what attaches the relay 26 between. The relay 26 may not be provided.

実施例の電源装置20では、インバータ11,12を介して二つのモータMG1,MG2に接続されるものとして説明したが、一つのモータに接続されるものとしてもよく、三つ以上のモータに接続されるものとしてもかまわない。また、接続先としては、モータや発電機に限定されるものではなく、電力消費する如何なる機器や電力を発電または回生する如何なる機器としてもかまわない。   In the power supply device 20 of the embodiment, it has been described that it is connected to the two motors MG1 and MG2 via the inverters 11 and 12, but may be connected to one motor, and may be connected to three or more motors. It does not matter if it is done. Further, the connection destination is not limited to a motor or a generator, and any device that consumes power or any device that generates or regenerates power may be used.

実施例の電源装置20では、車載されて走行用のモータMG1,MG2と電力のやりとりを行なうものとしたが、車載されずに他の電気的な機器と電力のやりとりを行なうものとしてもかまわない。   In the power supply device 20 of the embodiment, power is exchanged with the traveling motors MG1, MG2 mounted on the vehicle. However, power may be exchanged with other electrical devices without being mounted on the vehicle. .

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.

本発明は、電源装置やこれを搭載する車両の製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the manufacturing industry of a power supply device and a vehicle on which the power supply device is mounted.

本発明の一実施例としての車載用の電源装置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 vehicle-mounted power supply device 20 as one Example of this invention. 電子制御ユニット50により実行されるスイッチング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 a switching control routine executed by an electronic control unit 50. 電子制御ユニット50により実行されるリレー制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of a relay control routine executed by an electronic control unit 50. 変形例の電源装置20B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 20B of a modification. 変形例の電源装置20C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 20C of a modification.

符号の説明Explanation of symbols

11,12 インバータ、13,14 回転位置センサ、20,20B,20C 電源装置、22 バッテリ、24 電圧センサ、26 リレー、30 昇圧コンバータ、32 コイル、42 平滑コンデンサ、44 電圧センサ、46 調整回路、50 電子制御ユニット、52 CPU、54 ROM、56 RAM、Tr1,Tr2,Tr3 スイッチング素子、D1,D2,D3 ダイオード、R3 抵抗、MG1,MG2 モータ。
11, 12 Inverter, 13, 14 Rotation position sensor, 20, 20B, 20C Power supply device, 22 Battery, 24 Voltage sensor, 26 Relay, 30 Boost converter, 32 Coil, 42 Smoothing capacitor, 44 Voltage sensor, 46 Adjustment circuit, 50 Electronic control unit, 52 CPU, 54 ROM, 56 RAM, Tr1, Tr2, Tr3 switching element, D1, D2, D3 diode, R3 resistance, MG1, MG2 motor.

Claims (5)

電気機器と電力のやりとりを行なう電源装置であって、
直流電源と、
前記直流電源の電圧を昇圧して前記電気機器に供給可能な昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータの昇圧側の端子に接続されたコンデンサと、
前記直流電源の正極からみて前記電気機器に対して順方向に接続されたダイオードにより構成され、前記直流電源から前記コンデンサに対して前記昇圧コンバータをバイパスするバイパス回路と、
前記ダイオードと並列接続されたスイッチング素子と、
前記昇圧コンバータの昇圧側の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記検出された電圧が前記直流電源の電圧より高く設定された昇圧側の目標電圧より高い第1の電圧以上に至ったときに前記スイッチング素子をオンし、前記検出された電圧が前記直流電源の電圧より高く且つ前記目標電圧より低い第2の電圧未満に至ったときに前記スイッチング素子をオフするスイッチオンオフ手段と、
を備える電源装置。
A power supply device that exchanges power with electrical equipment,
DC power supply,
A boost converter capable of boosting the voltage of the DC power supply and supplying the boosted voltage to the electrical device;
A capacitor connected to a boost side terminal of the boost converter;
A bypass circuit configured to bypass the step-up converter from the DC power supply to the capacitor , the diode being connected in a forward direction with respect to the electrical device as viewed from the positive electrode of the DC power supply;
A switching element connected in parallel with the diode;
Voltage detecting means for detecting a voltage on the boost side of the boost converter;
The switching element is turned on when the detected voltage reaches a first voltage higher than a target voltage on the boost side set higher than the voltage of the DC power supply, and the detected voltage is applied to the DC power supply. Switch on / off means for turning off the switching element when a voltage lower than a second voltage higher than a voltage and lower than the target voltage is reached;
A power supply device comprising:
前記ダイオードに直列接続された抵抗を備える請求項1記載の電源装置。 The power supply device according to claim 1, further comprising a resistor connected in series to the diode. 前記ダイオードは、前記昇圧コンバータが有するリアクトルの中間タップに接続されてなる請求項1記載の電源装置。 The power supply device according to claim 1 , wherein the diode is connected to an intermediate tap of a reactor included in the boost converter. 前記昇圧コンバータは、前記直流電源から前記電気機器への電力供給は可能な状態のままで昇圧機能を不能にするリレーを備える請求項1ないし3いずれか記載の電源装置。 4. The power supply device according to claim 1 , wherein the step-up converter includes a relay that disables the step-up function while power can be supplied from the DC power source to the electric device. 5. 走行用の駆動力を出力する電動機と、
前記電動機器として前記電動機と電力のやりとりを行なう請求項1ないし4いずれか記載の電源装置と、
を備える車両。
An electric motor that outputs driving force for traveling;
The power supply device according to any one of claims 1 to 4 , wherein power is exchanged with the electric motor as the electric device.
A vehicle comprising:
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