(57)【要約】【課題】昇圧コンバータを備える電力供給システムにおいて、昇圧コンバータと共に用いられるコンデンサの異常を検出することを目的とする。【解決手段】直列接続された２つの低圧側分圧コンデンサを含み、昇圧コンバータの低圧側端子間に接続された低圧側コンデンサと、直列接続された２つの高圧側分圧コンデンサを含み、昇圧コンバータの高圧側端子間に接続された高圧側コンデンサと、各コンデンサの端子間電圧を測定する電圧センサと、低圧側端子間の電圧および高圧側端子間の電圧が所定の電圧となるよう昇圧コンバータが制御されたときに、電圧センサの測定結果に基づいて電圧センサの異常を検出するセンサ異常検出手段と、低圧側分圧コンデンサまたは高圧側分圧コンデンサの端子間電圧の測定結果に基づいて低圧側分圧コンデンサまたは高圧側分圧コンデンサの異常を検出するコンデンサ異常検出手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧側端子間に印加された電圧を調整し、調整後の電圧を高圧側端子間に出力する昇圧コンバータと、
直列接続された２つの低圧側分圧コンデンサを含み、前記低圧側端子間に接続された低圧側コンデンサと、
直列接続された２つの高圧側分圧コンデンサを含み、前記高圧側端子間に接続された高圧側コンデンサと、
各低圧側分圧コンデンサおよび各高電圧側分圧コンデンサに対応して設けられ、対応するコンデンサの端子間電圧を測定する電圧センサと、
前記低圧側端子間の電圧および前記高圧側端子間の電圧が所定の電圧となるよう、前記昇圧コンバータが制御されたときに、前記電圧センサの測定結果に基づいて前記電圧センサの異常を検出するセンサ異常検出手段と、
前記低圧側分圧コンデンサの端子間電圧の測定結果に基づいて、前記低圧側分圧コンデンサの異常を検出し、前記高圧側分圧コンデンサの端子間電圧の測定結果に基づいて、前記高圧側分圧コンデンサの異常を検出するコンデンサ異常検出手段と、
を備えることを特徴とする電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇圧コンバータを備える電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの駆動力によって走行する電気自動車、ハイブリッド自動車等が広く用いられている。このような電力駆動車両は、モータに電力を供給するための電池、電池の出力電圧を調整し、調整後の電圧をモータ駆動用の回路に出力する昇圧コンバータ等を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２０５５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昇圧コンバータの電池側の端子間およびモータ駆動回路側の端子間には、コンデンサが接続される。これらのコンデンサは、長時間の使用により寿命が近づくと絶縁抵抗が低下する等の異常が発生することがある。この場合、異常が発生したコンデンサは、大きい電流が流れる等により寿命が短縮することがある。
【０００５】
本発明はこのような課題に対してなされたものである。すなわち、昇圧コンバータを備える電力供給システムにおいて、昇圧コンバータと共に用いられるコンデンサの異常を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、低圧側端子間に印加された電圧を調整し、調整後の電圧を高圧側端子間に出力する昇圧コンバータと、直列接続された２つの低圧側分圧コンデンサを含み、前記低圧側端子間に接続された低圧側コンデンサと、直列接続された２つの高圧側分圧コンデンサを含み、前記高圧側端子間に接続された高圧側コンデンサと、各低圧側分圧コンデンサおよび各高電圧側分圧コンデンサに対応して設けられ、対応するコンデンサの端子間電圧を測定する電圧センサと、前記低圧側端子間の電圧および前記高圧側端子間の電圧が所定の電圧となるよう、前記昇圧コンバータが制御されたときに、前記電圧センサの測定結果に基づいて前記電圧センサの異常を検出するセンサ異常検出手段と、前記低圧側分圧コンデンサの端子間電圧の測定結果に基づいて、前記低圧側分圧コンデンサの異常を検出し、前記高圧側分圧コンデンサの端子間電圧の測定結果に基づいて、前記高圧側分圧コンデンサの異常を検出するコンデンサ異常検出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
昇圧コンバータを備える電力供給システムにおいて、昇圧コンバータと共に用いられるコンデンサの異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る車両搭載用電力供給システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に本発明の実施形態に係る車両搭載用電力供給システムの構成を示す。電池１０の正極端子は、リレースイッチ１２Ａを介して、昇圧コンバータ１６の電池側正極端子１６Ａに接続される。電池１０の負極端子は、リレースイッチ１２Ｂを介して昇圧コンバータ１６の電池側負極端子１６Ｂに接続される。
【００１０】
電池側分圧コンデンサ１４−１および１４−２は同一の静電容量を有する。電池側分圧コンデンサ１４−１の一端は電池側正極端子１６Ａに接続され、電池側分圧コンデンサ１４−１の他端は電池側分圧コンデンサ１４−２の一端に接続される。電池側分圧コンデンサ１４−２の他端は電池側負極端子１６Ｂに接続される。
【００１１】
昇圧コンバータ１６のインバータ側正極端子１６Ｃおよびインバータ側負極端子１６Ｄは、インバータ２０に接続される。インバータ側分圧コンデンサ１８−１および１８−２は同一の静電容量を有する。インバータ側分圧コンデンサ１８−１の一端はインバータ側正極端子１６Ｃに接続され、インバータ側分圧コンデンサ１８−１の他端はインバータ側分圧コンデンサ１８−２の一端に接続される。インバータ側分圧コンデンサ１８−２の他端はインバータ側負極端子１６Ｄに接続される。
【００１２】
リレースイッチ１２Ａおよび１２Ｂは、コントロールユニット２２によって制御される。リレースイッチ１２Ａおよび１２Ｂをオンにすることで、電池１０の出力電圧は電池側正極端子１６Ａと電池側負極端子１６Ｂとの間に印加される。昇圧コンバータ１６は、電池側正極端子１６Ａと電池側負極端子１６Ｂとの間に印加された電圧をコントロールユニット２２の制御に応じて昇圧し、昇圧電圧をインバータ側正極端子１６Ｃとインバータ側負極端子１６Ｄとの間に出力する。
【００１３】
インバータ２０は、コントロールユニット２２の制御に応じて、昇圧コンバータ１６とモータ２６との間で交流直流変換を行う。モータ２６は、インバータ２０から供給された電力に基づいて車両を加速し、または、インバータ２０に電力を供給して車両を回生制動する。
【００１４】
コントロールユニット２２は、演算部２４、電圧センサＶＢ、ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＨ１およびＶＨ２を備える。電圧センサＶＢは電池１０の出力電圧を測定し、測定結果を電池電圧測定値Ｂとして演算部２４に出力する。電圧センサＶＬ１およびＶＬ２は、それぞれ、電池側分圧コンデンサ１４−１および１４−２の端子間電圧を測定し、測定結果をそれぞれ、電池側コンデンサ電圧測定値Ｌ１およびＬ２として演算部２４に出力する。電圧センサＶＨ１およびＶＨ２は、それぞれ、インバータ側分圧コンデンサ１８−１および１８−２の端子間電圧を測定し、測定結果をそれぞれ、インバータ側コンデンサ電圧測定値Ｈ１およびＨ２として演算部２４に出力する。
【００１５】
本実施形態に係る車両搭載用電力供給システムでは、次のような処理によって、電圧センサの異常を検出する。コントロールユニット２２は、インバータ側正極端子１６Ｃとインバータ側負極端子１６Ｄとの間の電圧が、電池側正極端子１６Ａと電池側負極端子１６Ｂとの間の電圧と等しくなるよう、昇圧コンバータ１６を制御する。演算部２４は、電池電圧測定値Ｂと、電池側コンデンサ電圧測定値の加算値Ｌ１＋Ｌ２と、インバータ側電圧測定値の加算値Ｈ１＋Ｈ２とを比較する。
【００１６】
演算部２４は、これらの３つの値のうち他の２つの値から所定の範囲を超える差異があるものがあるときは、他の２つの値から所定の範囲を超える差異がある値を異常であると判定する。
【００１７】
演算部２４は、電池電圧測定値Ｂが異常であると判定したときは、電圧センサＶＢが異常であると判定する。演算部２４は、電池側コンデンサ電圧測定値の加算値Ｌ１＋Ｌ２が異常であると判定したときは、電圧センサＶＬ１およびＶＬ２のうち、電池電圧測定値Ｂの半分の値から所定の範囲を超えて異なる値を出力した電圧センサが異常であると判定する。演算部２４は、インバータ側コンデンサ電圧測定値の加算値Ｈ１＋Ｈ２が異常であると判定したときは、電圧センサＶＨ１およびＶＨ２のうち、電池電圧測定値Ｂの半分の値から所定の範囲を超えて異なる値を出力した電圧センサが異常であると判定する。
【００１８】
このような処理によって、演算部２４は、電池電圧測定値Ｂ、電池側コンデンサ電圧測定値の加算値Ｌ１＋Ｌ２、およびインバータ側電圧測定値の加算値Ｈ１＋Ｈ２のうち２つが正常である場合に、電圧センサの異常を検出することができる。コントロールユニット２２は、演算部２４による検出結果を記憶部２８に記憶する。記憶部２８に記憶された内容は、車両の保守、点検等に用いることができる。
【００１９】
なお、電圧センサＶＢが正常である可能性が高い場合には、インバータ側の電圧が電池側の電圧と等しくなるよう、コントロールユニット２２が昇圧コンバータ１６を制御しなくとも、次のようにして、電圧センサＶＬ１またはＶＬ２の異常を検出することができる。すなわち、演算部２４は、電圧センサＶＬ１の測定値が電池電圧測定値Ｂの半分の値から所定の範囲を超えて異なる値を出力した場合、電圧センサＶＬ１が異常であると判定し、電圧センサＶＬ２の測定値が、電池電圧測定値Ｂの半分の値から所定の範囲を超えて異なる値を出力した場合、電圧センサＶＬ２が異常であると判定する。
【００２０】
コントロールユニット２２は、インバータ側正極端子１６Ｃとインバータ側負極端子１６Ｄとの間の電圧測定値に基づいて、昇圧コンバータ１６、インバータ等を制御することがある。しかし、電圧センサＶＨ１またはＶＨ２に異常が生じた場合には、これらの測定値を加算した値Ｈ１＋Ｈ２に基づく制御を行うことは好ましくない。そこで、演算部２４は、電圧センサＶＨ１およびＶＨ２のうち、正常である方の測定値を２倍した値をインバータ側正極端子１６Ｃとインバータ側負極端子１６Ｄとの間の正常な電圧測定値として求める。コントロールユニット２２は、このようにして求められた電圧測定値を用いることで適切な制御を行うことができる。
【００２１】
本実施形態に係る車両搭載用電力供給システムでは、次のような処理によって、電池側分圧コンデンサおよびインバータ側分圧コンデンサの静電容量低下、絶縁劣化等の異常を検出することができる。この検出は端子間電圧の低下に基づいて行う。
【００２２】
演算部２４は、電圧センサＶＬ１およびＶＬ２が正常である旨の判定をした場合に、電池側コンデンサ電圧測定値Ｌ１とＬ２とを用いた判定を行う。すなわち、Ｌ２／Ｌ１が所定値を超えたときは、電池側分圧コンデンサ１４−１が異常であると判定し、Ｌ１／Ｌ２が所定値を超えたときは、電池側分圧コンデンサ１４−２が異常であると判定する。
【００２３】
また、演算部２４は、電圧センサＶＨ１およびＶＨ２が正常である旨の判定をした場合に、インバータ側コンデンサ測定値Ｈ１およびＨ２を用いた判定を行う。すなわち、Ｈ２／Ｈ１が所定値を超えたときは、インバータ側分圧コンデンサ１８−１が異常であると判定し、Ｈ１／Ｈ２が所定値を超えたときは、インバータ側分圧コンデンサ１８−２が異常であると判定する。コントロールユニット２２は、判定結果を記憶部２８に記憶する。
【００２４】
この処理においては、電圧センサが正常であるという条件の下で電池側分圧コンデンサ１４−１若しくは１４−２、または、インバータ側分圧コンデンサ１８−１若しくは１８−２の異常を検出する。したがって、電圧センサが異常である可能性を除外した上でコンデンサの異常を検出することができる。
【００２５】
インバータ側分圧コンデンサ１８−１または１８−２が異常であると判定した場合、コントロールユニット２２は、インバータ側正極端子１６Ｃとインバータ側負極端子１６Ｄとの間の電圧を低下させる処理を実行することが好ましい。この処理は、例えば、昇圧コンバータ１６が、インバータ側正極端子１６Ｃから電池側正極端子１６Ａに至る経路にトランジスタ等のスイッチング素子を備えている場合には、そのスイッチング素子のオン時間を長くすること、あるいはスイッチング周波数を調整すること等により行うことができる。また、昇圧コンバータ１６の制御のためにコントロールユニット２２で求められる昇圧電圧指令値を制限すること、昇圧コンバータ１６およびインバータ２０の制御のためにコントロールユニット２２で求められるモータトルク指令値を制限すること等によって行ってもよい。
【００２６】
このような処理によれば、インバータ側分圧コンデンサ１８−１および１８−２に流れる電流を制限することができ、インバータ側分圧コンデンサ１８−１および１８−２のうち異常が生じた方の寿命が短縮することを回避することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  電池、１２Ａ，１２Ｂ  リレースイッチ、１４−１，１４−２  電池側分圧コンデンサ、１６  昇圧コンバータ、１６Ａ  電池側正極端子、１６Ｂ  電池側負極端子、１６Ｃ  インバータ側正極端子、１６Ｄ  インバータ側負極端子、１８−１，１８−２  インバータ側分圧コンデンサ、２０  インバータ、２２  コントロールユニット、２４  演算部、２６  モータ、２８  記憶部、ＶＢ，ＶＬ１，ＶＬ２，ＶＨ１，ＶＨ２  電圧センサ。
【図１】
2010220341.tif 000003