(57)【要約】【課題】電流センサへの電力供給用の＋電源電圧及び−電源電圧の何れかのラインが断線しても車両停止に至らないようにすること。【解決手段】制御部１０から電流センサ２０に＋電源電圧Ｖａを供給する＋電源電圧供給線１１に、ＩＧＣＴ電圧Ｖ２を供給するＩＧＣＴ電圧線１５を、当該供給線１１，１５の各々に電流センサ２０側に順方向となるダイオードＤ１，Ｄ２を介してオア接続して電流センサ２０に接続し、また、−電源電圧Ｖｂを供給する−電源電圧供給線１２にアース線１６を、−電源電圧供給線１２及びアース線１６の各々に電流センサ２０側に逆方向となるダイオードＤ３，Ｄ４を介してオア接続して電流センサ２０に接続する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を三相交流電力に変換するインバータと、当該インバータからの三相交流電力により駆動されるモータジェネレータとの間に流れる電流を計測する電流センサと、バッテリの第１の電圧を少なくとも当該第１の電圧よりも高電位の第２の電圧及びマイナス電位のマイナス電圧に変換して出力する制御部とを備え、この制御部と前記電流センサとが、少なくとも前記第２の電圧及び前記マイナス電圧を電源として供給する供給線で接続されている電流センサのバックアップ電源回路において、
前記第２の電圧の供給線に前記第１の電圧を供給する供給線を、当該供給線の各々に前記電流センサ側に順方向となるダイオードを介して論理和状態に接続して当該電流センサに接続し、前記マイナス電圧の供給線にアース線を、当該マイナス電圧の供給線及びアース線の各々に前記電流センサ側に逆方向となるダイオードを介して論理和状態に接続して当該電流センサに接続することを特徴とする電流センサのバックアップ電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両や電気自動車等の車両に搭載され、インバータからモータジェネレータへの出力電流の測定を行う電流センサに供給する電源電圧のバックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド車両において、インバータからモータジェネレータへ出力される⇒3相の電流のうち⇒2相の電流を電流センサで測定し、この測定結果に応じてインバータを制御することが行われている。この場合、例えば図１に示すように、制御部１０と電流センサ２０とが、＋電源電圧供給線１１と、−電源電圧供給線１２と、基準電源電圧供給線１３とで接続されており、これら供給線１１〜１３を介して制御部１０から１５Ｖの＋電源電圧Ｖａ、−５Ｖの−電源電圧Ｖｂ及び５Ｖの基準電源電圧Ｖｓが動作用電源電圧として供給され、これによって電流センサ２０が動作するようになっている。
【０００３】
このように電流センサを用いた従来技術として特許文献１に記載のものがある。この内容は、車輪駆動用のモータジェネレータのＵ，Ｖ，Ｗの各相が、配線によってインバータの各相と接続されており、電流測定相であるＷ相及びＶ相の各々において電流センサが多重化されるように、電流センサが配置されている。制御装置が、各電流検出相において、複数の電流センサによる電流測定値の比較によって電流センサの故障を検知し、電流センサの信号ラインを多重化しハード故障に対する信頼性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６０１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の従来技術においては、電流センサ２０に電力を供給する＋電源電圧Ｖａ、−電源電圧Ｖｂの何れかの供給線１１，１２が断線した場合、電流センサ２０の出力が０となって、制御部１０での電流センサ２０における計測電流値が０となる。この場合、制御部１０はインバータに更なる電流上昇を要求してしまうので、インバータが過電流状態となってローカル保護が掛かり、車両が停止するという問題がある。この問題は、特許文献１の電流センサに電力を供給する線が断線した場合でも同様に生じる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電流センサへの電力供給用の＋電源電圧及び−電源電圧の何れかのラインが断線しても車両停止に至らないようにすることができる電流センサのバックアップ電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、直流電力を三相交流電力に変換するインバータと、当該インバータからの三相交流電力により駆動されるモータジェネレータとの間に流れる電流を計測する電流センサと、バッテリの第１の電圧を少なくとも当該第１の電圧よりも高電位の第２の電圧及びマイナス電位のマイナス電圧に変換して出力する制御部とを備え、この制御部と前記電流センサとが、少なくとも前記第２の電圧及び前記マイナス電圧を電源として供給する供給線で接続されている電流センサのバックアップ電源回路において、前記第２の電圧の供給線に前記第１の電圧を供給する供給線を、当該供給線の各々に前記電流センサ側に順方向となるダイオードを介して論理和状態に接続して当該電流センサに接続し、前記マイナス電圧の供給線にアース線を、当該マイナス電圧の供給線及びアース線の各々に前記電流センサ側に逆方向となるダイオードを介して論理和状態に接続して当該電流センサに接続することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、第２の電圧の供給線が断線した場合、この供給線に論理和状態に接続された第１の電圧の給電線によって第１の電圧が電流センサに給電されるので、電流センサのインバータとモータジェネレータ間の電流検出時の出力範囲Ｒ２は、第１の電圧よりも高電位の第２の電圧の給電時の出力範囲Ｒ１よりも狭まるが、その出力範囲Ｒ２で電流が計測可能となる。また、マイナス電圧の供給線が断線した場合、この供給線に論理和状態に接続されたアース線のアース電位が電流センサに給電されるので、電流センサの電流検出時のマイナス側の出力範囲Ｒ３はマイナス電圧供給時の出力範囲Ｒ１よりも狭まるが、その出力範囲Ｒ３で電流が計測可能となる。
【０００９】
従って、第２の電圧及びマイナス電圧の何れかの供給線が断線した場合、電流センサの電流検出時の出力範囲が従来のように０とはならず、第１の電圧又はアース電位で規制される出力範囲Ｒ２又はＲ３となる。これによって、従来のように電流センサの出力範囲が０となることによりインバータが過電流状態となってローカル保護が掛かり、車両が停止するといったことを防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本発明によれば、電流センサへの電力供給用の＋電源電圧及び−電源電圧の何れかのラインが断線しても車両停止に至らないようにすることができる電流センサのバックアップ電源回路を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来の電流センサのバックアップ電源回路の接続構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電流センサのバックアップ電源回路の接続構成を示す図である。
【図３】本実施形態の電流センサのバックアップ電源回路の詳細な接続構成を示す図である。
【図４】本実施形態の電流センサの電流検出時の出力範囲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
【００１３】
図２は、本発明の実施形態に係る電流センサのバックアップ電源回路の接続構成を示す図である。
図２に示す電流センサのバックアップ電源回路の特徴は、＋電源電圧供給線１１に制御部１０からのＩＧＣＴ電圧線１５を論理和状態に接続（以降、オア接続と称す）し、−電源電圧供給線１２にアース線１６をオア接続し、制御部１０から電流センサ２０に供給される＋電源電圧供給線１１又は−電源電圧供給線１２の断線時にそれを補償するように構成した点にある。
【００１４】
また、＋電源電圧供給線１１に制御部１０からのＩＧＣＴ電圧線１５をオア接続とするため、双方の線１１，１５の接続点よりも制御部１０側の＋電源電圧供給線１１にダイオードＤ１を接続し、ＩＧＣＴ電圧線１５にダイオードＤ２を接続した。但し、各ダイオードＤ１，Ｄ２は、アノード側が制御部１０側に、カソード側が電流センサ２０側に接続されている。
【００１５】
また、−電源電圧供給線１２にアース線１６をオア接続とするため、双方の線１２，１６の接続点よりも制御部１０側の−電源電圧供給線１２にダイオードＤ３を接続し、アース線１６にダイオードＤ４を接続した。但し、各ダイオードＤ３，Ｄ４は、アノード側が電流センサ２０側に、カソード側が制御部１０側に接続されている。
【００１６】
更に、この特徴構成を、図３に示す電流センサのバックアップ電源回路の構成図を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図３に示す電流センサのバックアップ電源回路は、直流電源４０からの直流電力を三相交流電力に変換して、モータジェネレータＭＧを駆動するインバータ５０と、インバータ５０とモータジェネレータＭＧとの間の三相電線のＶ相及びＷ相に組み込まれた電流センサ２０と、この電流センサ２０での電流検出値に応じてインバータ５０を制御する制御部１０とを備え、制御部１０から電流センサ２０に供給される電源の断線時にそれを補償するように構成されている。
【００１８】
制御部１０は、補機バッテリ３０に接続され、補機バッテリ３０の１２Ｖの出力電圧Ｖ１を１５Ｖの＋電源電圧Ｖａ、−５Ｖの−電源電圧Ｖｂ及び高精度の5Ｖの基準電源電圧Ｖｓに変換する基板電源回路３２とを備えて構成されている。
【００１９】
インバータ５０は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなり、各相が直流電源４０に並列に接続されている。Ｕ相は、高圧側の半導体素子の上アーム用スイッチング素子Ｔ１と高圧ＧＮＤ側の半導体素子の下アーム用スイッチング素子Ｔ２とが直列に接続されてなる。同様に、Ｖ相は上アーム用スイッチング素子Ｔ３と下アーム用スイッチング素子Ｔ４、Ｗ相は上アーム用スイッチング素子Ｔ５と下アーム用スイッチング素子Ｔ６が直列に接続されてなる。
【００２０】
各スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続されている。各スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６のゲート端子には、図示せぬ指令信号が入力されることによって、当該スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６の駆動が制御されるようになっている。ＵＶＷ各相の中間点は、モータジェネレータＭＧの各相コイル（図示略）の各相端に接続されている。
【００２１】
また、制御部１０と電流センサ２０との給電線の接続は、基板電源回路３２からの＋電源電圧供給線１１と制御部１０からのＩＧＣＴ電圧線１５とが電流センサ２０側に順方向のダイオードＤ１，Ｄ２を介してオア接続され、このオア接続部分がコネクタ３８を介して電流センサ２０に接続されている。また、基板電源回路３２からの−電源電圧供給線１２とアース線１６とが電流センサ２０側に逆方向のダイオードＤ３，Ｄ４を介してオア接続され、このオア接続部分がコネクタ３８を介して電流センサ２０に接続されている。更に、高精度電源３３からの基準電源電圧供給線１３がコネクタ３８を介して電流センサ２０に接続されている。
【００２２】
このような構成において、通常は、制御部１０から電流センサ２０に各供給線１１〜１３を介して１５Ｖの＋電源電圧Ｖａ、−５Ｖの−電源電圧Ｖｂ及び５Ｖの基準電源電圧Ｖｓが供給され、これによって電流センサ２０が動作する。この電流センサ２０で計測されるインバータ５０の電流は、例えば図４に示すように、−７００Ａ〜７００Ａの範囲であり、電流センサ２０は、−７００Ａ〜７００Ａの間の正常時の出力範囲Ｒ１の電流を、１Ｖから９Ｖの電圧で出力する。
【００２３】
ここで、＋電源電圧供給線１１がオア接続部分よりも制御部１０側で断線したとする。この場合、ＩＧＣＴ電圧線１５を介してＩＧＣＴ電圧Ｖ２が電流センサ２０に電源電圧として給電されるので、図４に＋電源電圧断線時出力範囲Ｒ２で示すように、電流センサ２０の出力範囲は１５Ｖ給電の正常時Ｒ１よりも狭まるが、インバータ５０とモータジェネレータＭＧ間の電流は、その出力範囲Ｒ２で計測可能となる。
【００２４】
一方、−電源電圧供給線１２がオア接続部分よりも制御部１０側で断線したとする。この場合、アース線１６を介してアース電位の例えば０Ｖが電流センサ２０に電源電圧として給電されるので、図４に−電源電圧断線時出力範囲Ｒ３で示すように、電流センサ２０の出力範囲は１５Ｖ給電の正常時Ｒ１よりも狭まるが、インバータ５０とモータジェネレータＭＧ間の電流は、その出力範囲Ｒ３で計測可能となる。
【００２５】
このように本実施形態の電流センサのバックアップ電源回路によれば、＋電源電圧供給線１１が断線した場合、＋電源電圧供給線１１にオア接続したＩＧＣＴ電圧線１５を介してＩＧＣＴ電圧Ｖ２が電流センサ２０に給電されるようにした。これによって、電流センサ２０のインバータ５０とモータジェネレータＭＧ間の電流検出時の出力範囲Ｒ２は正常時の出力範囲Ｒ１よりも狭まるが、その出力範囲Ｒ２で電流の計測が可能となる。また、−電源電圧供給線１２が断線した場合、−電源電圧供給線１２にオア接続したアース線１６を介してアース電位が電流センサ２０に給電されるようにした。これによって、電流センサ２０の電流検出時の出力範囲Ｒ３は正常時の出力範囲Ｒ１よりも狭まるが、その出力範囲Ｒ３で電流の計測が可能となる。
【００２６】
従って、＋電源電圧Ｖａ、−電源電圧Ｖｂの何れかの供給線１１，１２が断線した場合、従来のようにインバータ５０にローカル保護が掛かって車両が停止するといったことが無くなる。つまり、何れかの供給線１１，１２が断線した場合に電流センサ２０の出力が０となって、制御部１０での電流センサ２０における計測電流値が０となり、制御部１０がインバータ５０に更なる電流上昇を要求することによって、インバータ５０が過電流状態となってローカル保護が掛かり、車両が停止するといったことが無くなる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  制御部
１１  ＋電源電圧供給線
１２  −電源電圧供給線
１３  基準電源電圧供給線
１５  ＩＧＣＴ電圧線
１６  アース線
２０  電流センサ
３０  補機バッテリ
３２  基板電源回路
３８  コネクタ
５０  インバータ
Ｄ１〜Ｄ４，Ｄ１１〜Ｄ１６  ダイオード
Ｔ１〜Ｔ６  スイッチング素子
Ｖ１  補機バッテリ電圧
Ｖａ  ＋電源電圧
Ｖｂ  −電源電圧
Ｖｓ  基準電源電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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