(57)【要約】【課題】  コンパクトな構造で電圧を検出する。【解決手段】  抵抗（１）５１０には、差動電圧検出器（１）５１２の入力側が接続される。抵抗（２）５２０には、差動電圧検出器（２）５２２の入力側が接続される。抵抗（３）５３０には、差動電圧検出器（３）５３２の入力側が接続される。ＥＣＵ６００は、差動電圧検出器（１）５１２が検出した電圧と差動電圧検出器（２）５２２が検出した電圧との差に基づいて、第１の正母線５００と負母線５０２との間の電圧を検出する。また、ＥＣＵ６００は、差動電圧検出器（２）５２２が検出した電圧と差動電圧検出器（３）５３２が検出した電圧との差に基づいて、第２の正母線５０４と負母線５０２との間の電圧を検出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、前記電源の正極側に第１の正母線を介して接続され、かつ前記電源の負極側に負母線を介して接続されたコンバータと、前記コンバータの正極側に第２に正母線を介して接続され、かつ前記電源の負極側および前記コンバータの負極側に前記負母線を介して接続されたインバータとを含む電気システムの電圧検出装置であって、
前記第１の正母線および接地ノードの間の電圧を検出する第１の電圧検出器と、
前記負母線および前記接地ノードの間の電圧を検出する第２の電圧検出器と、
前記第２の正母線および前記接地ノードの間の電圧を検出する第３の電圧検出器と、
前記第１の電圧検出器および前記第２の電圧検出器が検出した電圧に基づいて前記第１の正母線および前記負母線の間の電圧を検出し、かつ前記第２の電圧検出器および前記第３の電圧検出器が検出した電圧に基づいて前記第２の正母線および前記負母線の間の電圧を検出するための検出手段とを含む、電気システムの電圧検出装置。
【請求項２】
前記電圧検出器は、差動電圧検出器である、請求項１に記載の電気システムの電圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気システムの電圧検出装置に関し、特に、コンバータにより電圧を調整する電気システムの電圧検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気システムにおいては、コンバータにより電圧を調整することが行なわれている。
【０００３】
特開平３−８９８４８号公報（特許文献１）は、出力電圧を一定とすることができるＤＣ／ＤＣコンバータを開示する。特許文献１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータは、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力端子に接続された入力電圧検出部と、出力端子に接続された出力電圧検出部と、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）のスイッチングのタイミングを制御するゲート駆動制御回路と、ゲート駆動制御回路の出力により制御されてＭＯＳＦＥＴのゲートを駆動するゲート駆動回路とを含む。入力電圧検出部は、入力電圧を分圧する２つの抵抗と、入力電圧の分圧信号および基準電圧を比較する差動増幅器からなる比較器とを含む。出力電圧検出部は、出力電圧を分圧する２つの抵抗と、出力電圧の分圧信号および基準電圧を比較する差動増幅器とを含む。ゲート駆動制御回路は、出力電圧検出部の差動増幅器から出力される偏差出力が小さくなるように、ＭＯＳＦＥＴのスイッチング周波数を変化させ、出力電圧を一定に制御する。
【０００４】
この公報に記載のＤＣ／ＤＣコンバータによれば、出力電圧検出部の差動増幅器が、出力電圧の分圧信号と基準電圧との偏差を検出し、この偏差が小さくなるようにＭＯＳＦＥＴのスイッチング周波数が変化され、出力電圧が一定に制御される。これにより、入力電圧の変動に対して出力電圧が一定になるようにスイッチング周波数を制御することができる。
【特許文献１】特開平３−８９８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特開平３−８９８４８号公報に記載のＤＣ／ＤＣコンバータのように、差動電圧検出器（特開平３−８９８４８号公報における差動増幅器に相当）を用いて、たとえばハイブリッド車両における電気システムの電圧を検出する場合、図２に示す構造が考えられる。
【０００６】
図２を参照して、差動電圧検出器を用いて電圧が検出される電気システムを搭載したハイブリッド車両について説明する。この車両は、バッテリ１１００と、コンバータ１２００と、インバータ１３００とＭＧ（Motor Generator）１４００とを含む。この車両は、エンジン（図示せず）およびＭＧ１４００の少なくともいずれか一方からの駆動力により走行する。
【０００７】
コンバータ１２００の正極側は、第１の正母線１５００を介してバッテリ１１００の正極側に接続されている。コンバータ１２００の負極側は、負母線１５０２を介してバッテリ１１００の負極側に接続される。
【０００８】
インバータ１３００は、第２の正母線１５０４を介してコンバータ１２００の正極側に接続されており、負母線１５０２を介してコンバータ１２００の負極側およびバッテリ１１００の負極側に接続される。ＭＧ１４００は、インバータ１３００に接続される。
【０００９】
第１の正母線１５００と負母線１５０２との間には、互いに並列に接続された抵抗（１）１５１０および抵抗（２）１５２０が設けられる。第２の正母線１５０４と負母線１５０２との間には、互いに並列に接続された抵抗（３）１５３０および抵抗（４）１５４０が設けられる。
【００１０】
抵抗（１）１５１０と抵抗（２）１５２０との中間点および抵抗（３）１５３０と抵抗（４）１５４０との中間点は、接地ノード１５０６（たとえば車両のボデー）に接続される。
【００１１】
抵抗（１）１５１０には、差動電圧検出器（１）１５１２の入力側が接続される。抵抗（２）１５２０には、差動電圧検出器（２）１５２２の入力側が接続される。抵抗（３）１５３０には、差動電圧検出器（３）１５３２の入力側が接続される。抵抗（４）１５４０には、差動電圧検出器（４）１５４２の入力側が接続される。
【００１２】
差動電圧検出器（１）１５１２、差動電圧検出器（２）１５２２、差動電圧検出器（３）１５３２および差動電圧検出器（４）１５４２の出力側は、最終的にＥＣＵ（Electronic Control Unit）１６００に接続される。
【００１３】
差動電圧検出器（１）１５１２は、第１の正母線１５００と接地ノード１５０６との間の電圧を検出する。差動電圧検出器（２）１５２２は、負母線１５０２と接地ノード１５０６との間の電圧を検出する。差動電圧検出器（３）１５３２は、第２の正母線１５０４と接地ノード１５０６との間の電圧を検出する。差動電圧検出器（４）１５４２は、負母線１５０２と接地ノード１５０６との間の電圧を検出する。
【００１４】
差動電圧検出器（１）１５１２、差動電圧検出器（２）１５２２、差動電圧検出器（３）１５３２および差動電圧検出器（４）１５４２が検出した電圧を表す信号は、最終的にＥＣＵ１６００に送信される。
【００１５】
ＥＣＵ１６００は、差動電圧検出器（１）１５１２が検出した電圧と差動電圧検出器（２）１５２２が検出した電圧との差に基づいて、第１の正母線１５００と負母線１５０２との間の電圧を検出する。これにより、たとえばコンバータ１２００により電圧が上げられる前の電圧（コンバータ１２００への入力電圧）が検出される。
【００１６】
また、ＥＣＵ１６００は、差動電圧検出器（３）１５３２が検出した電圧と差動電圧検出器（４）１５４２が検出した電圧との差に基づいて、第２の正母線１５０４と負母線１５０２との間の電圧を検出する。これにより、たとえばコンバータ１２００により電圧が上げられた後の電圧（コンバータ１２００からの出力電圧）が検出される。
【００１７】
しかしながら、図２に示すハイブリッド車両においては、４つの差動電圧検出器を必要とするため、電圧検出装置の構造が大型化するという問題点があった。
【００１８】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、コンパクトな構造で電圧を検出することができる電気システムの電圧検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
第１の発明に係る電気システムの電圧検出装置は、電源と、電源の正極側に第１の正母線を介して接続され、かつ電源の負極側に負母線を介して接続されたコンバータと、コンバータの正極側に第２に正母線を介して接続され、かつ電源の負極側およびコンバータの負極側に負母線を介して接続されたインバータとを含む電気システムの電圧を検出する。この電圧検出装置は、第１の正母線および接地ノードの間の電圧を検出する第１の電圧検出器と、負母線および接地ノードの間の電圧を検出する第２の電圧検出器と、第２の正母線および接地ノードの間の電圧を検出する第３の電圧検出器と、第１の電圧検出器および第２の電圧検出器が検出した電圧に基づいて第１の正母線および負母線の間の電圧を検出し、かつ第２の電圧検出器および第３の電圧検出器が検出した電圧に基づいて第２の正母線および負母線の間の電圧を検出するための検出手段とを含む。
【００２０】
第１の発明によると、第１の電圧検出器および第２の電圧検出器が検出した電圧に基づいて第１の正母線および負母線の間の電圧が検出され、第２の電圧検出器および第３の電圧検出器が検出した電圧に基づいて第２の正母線および負母線の間の電圧が検出される。これにより、第１の電圧検出器、第２の電圧検出器および第３の電圧検出器の３つの電圧検出器を用いて、コンバータにより電圧が調整される前の電圧と調整された後の電圧とを検出することができる。そのため、たとえば４つの電圧検出器を用いて電圧を検出する場合に比べて、部品点数を削減することができる。その結果、コンパクトな構造で電圧を検出することができる電気システムの電圧検出装置を提供することができる。
【００２１】
第２の発明に係る電気システムの電圧検出装置においては、第１の発明の構成に加え、電圧検出器は、差動電圧検出器である。
【００２２】
第２の発明によると、差動電圧検出器により電圧を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２４】
図１を参照して、本実施の形態に係る電気システムの電圧検出装置を搭載したハイブリッド車両について説明する。この車両は、バッテリ１００と、コンバータ２００と、インバータ３００とＭＧ４００と、ＥＣＵ６００とを含む。
【００２５】
なお、本実施の形態においては、エンジン（図示せず）およびＭＧ４００の少なくともいずれか一方からの駆動力により走行するハイブリッド車両を用いて説明するが、燃料電池を搭載した燃料電池車や、電気自動車であってもよい。
【００２６】
バッテリ１００は、複数のセルを直列接続して構成したバッテリモジュールを、さらに複数直列接続した組電池である。なお、バッテリ１００の代わりにキャパシタ（コンデンサ）を用いてもよい。
【００２７】
コンバータ２００の正極側は、第１の正母線５００を介してバッテリ１００の正極側に接続されている。コンバータ２００の負極側は、負母線５０２を介してバッテリ１００の負極側に接続されている。
【００２８】
インバータ３００は、第２の正母線５０４を介してコンバータ２００の正極側に接続されており、負母線５０２を介してコンバータ２００の負極側およびバッテリ１００の負極側に接続されている。ＭＧ４００は、三相交流回転電機である。ＭＧ４００は、インバータ３００に接続される。
【００２９】
第１の正母線５００と接地ノード５０６（たとえば車両のボデー）との間には、抵抗（１）５１０が設けられる。負母線５０２と接地ノード５０６との間には、抵抗（２）５２０が設けられる。抵抗（１）５１０と抵抗（２）５２０とは並列に接続される。第２の正母線５０４と接地ノード５０６との間には、抵抗（３）５３０が設けられる。抵抗（１）５１０、抵抗（２）５２０および抵抗（３）５３０は、同じ抵抗値を有する。
【００３０】
抵抗（１）５１０には、差動電圧検出器（１）５１２の入力側が接続される。抵抗（２）５２０には、差動電圧検出器（２）５２２の入力側が接続される。抵抗（３）５３０には、差動電圧検出器（３）５３２の入力側が接続される。
【００３１】
差動電圧検出器（１）５１２、差動電圧検出器（２）５２２および差動電圧検出器（３）５３２の出力側は、オペレーションアンプ（図示せず）を介して、最終的にＥＣＵ６００に接続される。
【００３２】
コンバータ２００は、バッテリ１００から供給された電力の電圧を上げ、インバータ３００に供給する。また、車両の回生制動時、コンバータ２００は、インバータ３００から供給された電力の電圧を下げ、バッテリ１００に供給する。
【００３３】
インバータ３００は、コンバータ２００から供給された直流電力を交流電力に変換し、ＭＧ４００に供給する。また、車両の回生制動時、インバータ３００は、ＭＧ４００から供給された交流電力を直流電力に変換し、コンバータ２００に供給する。
【００３４】
ＭＧ４００は、インバータ３００から供給された交流電力を用いて駆動力を発生する。ＭＧ４００で発生した駆動力は、最終的に車輪（図示せず）に伝達される。これにより、ＭＧ４００は、ＭＧ４００からの駆動力のみで車両を走行させたり、エンジンをアシストしたりする。また、車両の回生制動時、ＭＧ４００は、車輪により回転されて発電する。ＭＧ４００で発電された交流電力は、インバータ３００に供給される。
【００３５】
差動電圧検出器（１）５１２は、第１の正母線５００と接地ノード５０６との間の電圧を検出する。差動電圧検出器（２）５２２は、負母線５０２と接地ノード５０６との間の電圧を検出する。差動電圧検出器（３）５３２は、第２の正母線５０４と接地ノード５０６との間の電圧を検出する。差動電圧検出器（１）５１２、差動電圧検出器（２）５２２および差動電圧検出器（３）５３２が検出した電圧を表す信号は、最終的にＥＣＵ６００に送信される。
【００３６】
ＥＣＵ６００は、差動電圧検出器（１）５１２が検出した電圧と差動電圧検出器（２）５２２が検出した電圧との差に基づいて、第１の正母線５００と負母線５０２との間の電圧を検出する。なお、差動電圧検出器（１）５１２が検出した電圧と差動電圧検出器（２）５２２が検出した電圧との和に基づいて、第１の正母線５００と負母線５０２との間の電圧を検出するようにしてもよい。
【００３７】
また、ＥＣＵ６００は、差動電圧検出器（２）５２２が検出した電圧と差動電圧検出器（３）５３２が検出した電圧との差に基づいて、第２の正母線５０４と負母線５０２との間の電圧を検出する。なお、差動電圧検出器（２）５２２が検出した電圧と差動電圧検出器（３）５３２が検出した電圧との和に基づいて、第２の正母線５０４と負母線５０２との間の電圧を検出するようにしてもよい。
【００３８】
以上のような構造に基づく、本実施の形態に係る電気システムの電圧検出装置の動作について説明する。
【００３９】
車両の力行時には、バッテリ１００からコンバータ２００に電力が供給され、コンバータ２００により電圧が上げられた電力がインバータ３００に供給される。この場合、差動電圧検出器（１）５１２が検出した電圧と差動電圧検出器（２）５２２が検出した電圧との差に基づいて、第１の正母線５００と負母線５０２との間の電圧が検出される。これにより、コンバータ２００により電圧が上げられる前の電圧を検出することができる。
【００４０】
また、差動電圧検出器（２）５２２が検出した電圧と差動電圧検出器（３）５３２が検出した電圧との差に基づいて、第２の正母線５０４と負母線５０２との間の電圧が検出される。これにより、コンバータ２００により電圧が上げられた後の電圧を検出することができる。
【００４１】
したがって、３つの差動電圧検出器を用いて、コンバータ２００により電圧が上げられる前の電圧と、電圧が上げられた後の電圧を検出することができる。そのため、図２に示すように、４つの差動電圧検出器を用いて電圧を検出する場合に比べて、部品点数を削減して、コストの低減し、コンパクト化することができる。
【００４２】
また、４つの差動電圧検出器を用いて電圧を検出する場合に比べて、バッテリ１００と接地ノード５０６（車体ボデー）との間に設けられる部品点数を抑制し、バッテリ１００と接地ノード５０６との間の抵抗値（絶縁抵抗値）を大きくすることができる。そのため、たとえば４つの差動電圧検出器を用いて電圧を検出する場合と同じ絶縁抵抗値であるならば、抵抗（１）５１２、抵抗（２）５２４および抵抗（３）５３２の抵抗値を小さくすることができる。その結果、電圧の検出時に抵抗（１）５１２、抵抗（２）５２４および抵抗（３）５３２により発生するノイズが抑制され、精度よく電圧を検出することができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態に係る電気システムの電圧検出装置のＥＣＵは、差動電圧検出器（１）が検出した電圧と差動電圧検出器（２）が検出した電圧との差に基づいて、第１の正母線と負母線との間の電圧を検出する。また、ＥＣＵは、差動電圧検出器（２）が検出した電圧と差動電圧検出器（３）が検出した電圧との差に基づいて、第２の正母線と負母線との間の電圧を検出する。これにより、３つの差動電圧検出器を用いて、コンバータにより電圧が調整される前の電圧と調整された後の電圧とを検出することができる。そのため、４つの差動電圧検出器を用いて電圧を検出する場合に比べて部品点数を削減することができる。その結果、コストの抑制およびコンパクト化を図ることができる。
【００４４】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態に係る電気システムの電圧検出装置を搭載した車両の構成を示す図である。
【図２】差動電圧検出器を用いて電圧が検出される電気システムを搭載したハイブリッド車両の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００  バッテリ、２００  コンバータ、３００  インバータ、４００  ＭＧ、５００  第１の正母線、５０２  負母線、５０４  第２の正母線、５０６  接地ノード、５１０，５２０，５３０  抵抗、５１２、５２２、５３２  差動電圧検出器、６００  ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
2006087198.tif 000004