(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインバッテリと、
前記メインバッテリに接続されたメイン電源配線と、
前記メイン電源配線の電圧を平滑化する平滑コンデンサを備える電力制御ユニットと、
前記メインバッテリと前記電力制御ユニットの間で、前記メイン電源配線の導通と非導通を切り換えるスイッチと、
前記メインバッテリより低電圧のサブバッテリと、
前記サブバッテリの電流を検出する電流センサと、
前記サブバッテリに接続されたサブ電源配線と、
前記スイッチよりも前記電力制御ユニット側の前記メイン電源配線と前記サブ電源配線の間を接続しており、前記サブ電源配線から前記メイン電源配線へ昇圧して電力を供給する昇圧動作が可能な第１ＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記スイッチよりも前記メインバッテリ側の前記メイン電源配線と前記サブ電源配線の間を接続しており、前記メイン電源配線から前記サブ電源配線へ降圧して電力を供給する降圧動作が可能な第２ＤＣ−ＤＣコンバータを備えており、
前記スイッチが非導通の状態で、前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータが昇圧動作を行い、かつ前記第２ＤＣ−ＤＣコンバータが降圧動作を行うことで、前記平滑コンデンサのプリチャージを行うことが可能であり、
前記平滑コンデンサのプリチャージを行う際に、前記サブバッテリの電流に基づいて、前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比および前記第２ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比の少なくとも一方を調整するように構成されている、電気自動車。
【請求項２】
前記平滑コンデンサのプリチャージを行う際に、前記サブバッテリの電流が上限電流を上回らないように、前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比および前記第２ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比の少なくとも一方を調整するように構成されている、請求項１の電気自動車。
【請求項３】
前記サブバッテリの電圧を検出する電圧センサをさらに備えており、
前記平滑コンデンサのプリチャージを行う際に、前記サブバッテリの電圧に基づいて、前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比および前記第２ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比の少なくとも一方を調整するように構成されている、請求項１または２の電気自動車。
【請求項４】
前記平滑コンデンサのプリチャージを行う際に、前記サブバッテリの電圧が下限電圧を下回らないように、前記第１ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比および前記第２ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比の少なくとも一方を調整するように構成されている、請求項３の電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、走行用のモータを備える電気自動車に関する。なお、本明細書における「電気自動車」には、エンジンを備えず走行用のモータだけを備える電気自動車と、走行用のモータとエンジンを共に備えるハイブリッド車の双方を含む。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、メインバッテリと、前記メインバッテリに接続されたメイン電源配線と、前記メイン電源配線の電圧を平滑化する平滑コンデンサを備える電力制御ユニットと、前記メインバッテリと前記電力制御ユニットの間で、前記メイン電源配線の導通と非導通を切り換えるスイッチと、前記メインバッテリより低電圧のサブバッテリと、前記サブバッテリに接続されたサブ電源配線と、前記スイッチよりも前記電力制御ユニット側の前記メイン電源配線と前記サブ電源配線の間を接続しており、前記サブ電源配線から前記メイン電源配線へ昇圧して電力を供給する昇圧動作が可能なＤＣ−ＤＣコンバータを備える電気自動車が開示されている。
【０００３】
上記のような電気自動車において、スイッチを非導通から導通へ切り換える際に、メインバッテリの電圧と、電力制御ユニットの平滑コンデンサの電圧が相違していると、スイッチが導通に切り換わった直後に、メイン電源配線に大きな突入電流が流れる。そこで、スイッチを非導通から導通に切り換える前に、メインバッテリの電圧と平滑コンデンサの電圧が一致するように、平滑コンデンサのプリチャージを行う必要がある。特許文献１の電気自動車では、スイッチが非導通から導通に切り換わる前に、ＤＣ−ＤＣコンバータが昇圧動作を行うことによって、サブバッテリから電力を供給して平滑コンデンサのプリチャージを行うことができる。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータでは内部のインダクタやトランスによって出力電流の急変が抑制されているため、平滑コンデンサに大きな突入電流が流れることはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１８８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サブバッテリからの電力供給によって平滑コンデンサにプリチャージする場合、サブバッテリの充電電力量が大幅に低減する場合がある。本明細書では、サブバッテリの充電電力量の低減を抑制しつつ、平滑コンデンサのプリチャージを行うことが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する電気自動車は、メインバッテリと、メインバッテリに接続されたメイン電源配線と、メイン電源配線の電圧を平滑化する平滑コンデンサを備える電力制御ユニットと、メインバッテリと電力制御ユニットの間で、メイン電源配線の導通と非導通を切り換えるスイッチと、メインバッテリより低電圧のサブバッテリと、サブバッテリの電流を検出する電流センサと、サブバッテリに接続されたサブ電源配線と、スイッチよりも電力制御ユニット側のメイン電源配線とサブ電源配線の間を接続しており、サブ電源配線からメイン電源配線へ昇圧して電力を供給する昇圧動作が可能な第１ＤＣ−ＤＣコンバータと、スイッチよりもメインバッテリ側のメイン電源配線とサブ電源配線の間を接続しており、メイン電源配線からサブ電源配線へ降圧して電力を供給する降圧動作が可能な第２ＤＣ−ＤＣコンバータを備えている。その電気自動車では、スイッチが非導通の状態で、第１ＤＣ−ＤＣコンバータが昇圧動作を行い、かつ第２ＤＣ−ＤＣコンバータが降圧動作を行うことで、平滑コンデンサのプリチャージを行うことが可能である。その電気自動車は、平滑コンデンサのプリチャージを行う際に、サブバッテリの電流に基づいて、第１ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比および第２ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比の少なくとも一方を調整するように構成されている。
【０００７】
上記の電気自動車では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータが昇圧動作を行うことで、サブ電源配線から電力制御ユニット側のメイン電源配線に電力を供給して、平滑コンデンサのプリチャージを行うことができる。この際に、上記の電気自動車では、サブバッテリから第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介して電力制御ユニットに電力が供給されるだけでなく、第２ＤＣ−ＤＣコンバータが降圧動作を行うことで、メインバッテリからも第２ＤＣ−ＤＣコンバータ、第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介して電力制御ユニットに電力が供給される。このような構成とすることによって、サブバッテリのみから電力を供給して平滑コンデンサをプリチャージする場合に比べて、サブバッテリの充電電力量が低減することを抑制することができる。なお、この場合、第１ＤＣ−ＤＣコンバータでは内部のインダクタやトランスによって出力電流の急変が抑制されているため、平滑コンデンサに大きな突入電流が流れることはない。
【０００８】
上記のように平滑コンデンサのプリチャージを行う場合、第１ＤＣ−ＤＣコンバータを介してサブ電源配線から電力制御ユニットへ供給される電力と、第２ＤＣ−ＤＣコンバータを介してメインバッテリからサブ電源配線へ供給される電力のバランスに応じて、サブバッテリの充電電力量が変化する。サブ電源配線から電力制御ユニットに供給される電力が、メインバッテリからサブ電源配線に供給される電力より大きい場合、その不足分はサブバッテリから放電されるため、サブバッテリの充電電力量が低減する。逆に、メインバッテリからサブ電源配線へ供給される電力が、サブ電源配線から電力制御ユニットへ供給される電力よりも大きい場合、その超過分はサブバッテリに充電されるため、サブバッテリの充電電力量は増加する。上記の電気自動車では、平滑コンデンサのプリチャージを行う際に、サブバッテリの電流に基づいて、第１ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比および第２ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比の少なくとも一方を調整することで、サブバッテリの充電電力量が平滑コンデンサのプリチャージによって過度に低減してしまうことを抑制することができる。
【０００９】
本明細書が開示する技術の詳細およびさらなる改良は発明を実施するための形態の欄において詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例の電気自動車２の電気系統のブロック図である。
【図２】実施例の第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８および第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の概略の構成を示す図である。
【図３】実施例の電気自動車２における平滑コンデンサ１４のプリチャージの様子を示す図である。
【図４】実施例の第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８および第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の変形例の概略の構成を示す図である。
【図５】実施例の第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８および第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の別の変形例の概略の構成を示す図である。
【図６】実施例の電気自動車２において平滑コンデンサ１４のプリチャージを行う際にＥＣＵ６０が行う処理を説明するフローチャートである。
【図７】実施例の電気自動車２の変形例の電気系統のブロック図である。
【図８】実施例の電気自動車２の変形例において平滑コンデンサ１４のプリチャージを行う際にＥＣＵ６０が行う処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
幾つかの実施形態では、電気自動車は、平滑コンデンサのプリチャージを行う際に、サブバッテリの電流が上限電流を上回らないように、第１ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比および第２ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比の少なくとも一方を調整するように構成されている。このような構成とすることによって、平滑コンデンサのプリチャージを行う際に、サブバッテリからの放電電流の大きさを上限電流に制限することができる。サブバッテリとして小型のバッテリが使用可能となるとともに、大電流での放電に起因するサブバッテリの劣化を抑制することができる。
【００１２】
幾つかの実施形態では、電気自動車は、サブバッテリの電圧を検出する電圧センサをさらに備えており、平滑コンデンサのプリチャージを行う際に、サブバッテリの電圧に基づいて、第１ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比および第２ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比の少なくとも一方を調整するように構成されている。このような構成とすることによって、サブバッテリの電圧が平滑コンデンサのプリチャージによって過度に低下してしまうことを抑制することができる。
【００１３】
幾つかの実施形態では、電気自動車は、平滑コンデンサのプリチャージを行う際に、サブバッテリの電圧が下限電圧を下回らないように、第１ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比および第２ＤＣ−ＤＣコンバータのデューティ比の少なくとも一方を調整するように構成されている。このような構成とすることによって、平滑コンデンサのプリチャージを行う際に、サブバッテリからの放電によってサブバッテリの電圧が下限電圧を下回ってしまうことを防ぐことができる。
【００１４】
図１に、実施例の電気自動車２の電気系統のブロック図を示す。本実施例の電気自動車２は、エンジン（図示せず）の動力を利用して走行することもできるし、メインバッテリ４の電力を利用して走行することもできる、ハイブリッド車である。エンジンの動力を利用して走行する場合には、エンジンが発生させた動力の一部を駆動輪（図示せず）に伝達する一方、エンジンの動力の残りを用いて第１モータ６で発電し、第１モータ６で発電した電力で第２モータ８を駆動することで、駆動輪を回転させる。なお、エンジンを始動させる際には、メインバッテリ４からの電力を第１モータ６に供給し、第１モータ６をセルモータとして機能させる。メインバッテリ４の電力を利用して走行する場合には、メインバッテリ４からの電力で第２モータ８を駆動することで、駆動輪を回転させる。
【００１５】
メインバッテリ４は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池である。本実施例では、メインバッテリ４の電圧は３００Ｖ程度である。電気自動車２は、エンジンの動力を用いて第１モータ６で発電し、第１モータ６で発電した電力をメインバッテリ４に充電することができる。また、走行中の電気自動車２が減速する際に、第２モータ８で回生発電し、第２モータ８で発電した電力をメインバッテリ４に充電することもできる。メインバッテリ４には、メインバッテリ４の電圧を測定する電圧センサ４ａが取り付けられている。
【００１６】
メインバッテリ４は、メイン電源配線１０を介して、電力制御ユニット（ＰＣＵ）１２に接続されている。メイン電源配線１０は、メインバッテリ４の正極端子に接続された正極線１０ａと、メインバッテリ４の負極端子に接続された負極線１０ｂを備えている。
【００１７】
ＰＣＵ１２は、メインバッテリ４と第１モータ６および第２モータ８の間に設けられている。ＰＣＵ１２は、平滑コンデンサ１４と、電圧センサ１４ａと、コンバータ１６と、インバータ１８を備えている。平滑コンデンサ１４は、メイン電源配線１０の電圧を平滑化する。電圧センサ１４ａは、平滑コンデンサ１４の電圧を測定する。コンバータ１６は、メインバッテリ４から供給される電力の電圧を、必要に応じて第１モータ６や第２モータ８の駆動に適した電圧まで昇圧する。また、コンバータ１６は、第１モータ６や第２モータ８が発電した電力の電圧を、メインバッテリ４への充電に適した電圧まで降圧することもできる。本実施例では、第１モータ６や第２モータ８の駆動に用いる電圧は６００Ｖ程度である。インバータ１８は、メインバッテリ４から供給される直流電力を、第１モータ６や第２モータ８の駆動のための三相交流電力に変換する。また、インバータ１８は、第１モータ６や第２モータ８が発電した三相交流電力を、メインバッテリ４へ充電するための直流電力に変換することもできる。
【００１８】
メインバッテリ４とＰＣＵ１２の間には、システムメインリレー（ＳＭＲ）２０が設けられている。ＳＭＲ２０は、メイン電源配線１０の正極線１０ａの導通と非導通を切り換えるスイッチ２０ａと、メイン電源配線１０の負極線１０ｂの導通と非導通を切り換えるスイッチ２０ｂを備えている。すなわち、ＳＭＲ２０は、メイン電源配線１０の導通と非導通を切り換える。
【００１９】
電気自動車２は、メインバッテリ４よりも低電圧のサブバッテリ２２を備えている。サブバッテリ２２は、鉛電池等の二次電池である。本実施例では、サブバッテリ２２の電圧は１３Ｖ〜１４．５Ｖ程度である。サブバッテリ２２は、サブ電源配線２４を介して、パワーステアリングやエアコン等の補機２６に接続されている。サブ電源配線２４は、サブバッテリ２２の正極端子に接続された正極線２４ａと、サブバッテリ２２の負極端子に接続された負極線２４ｂを備えている。サブ電源配線２４の負極線２４ｂは、接地電位を提供する。サブバッテリ２２には、サブバッテリ２２の電流を測定する電流センサ２２ａが取り付けられている。電流センサ２２ａは、サブバッテリ２２から放電する方向に電流が流れる場合に正の電流値を検出し、サブバッテリ２２に充電する方向に電流が流れる場合に負の電流値を検出する。
【００２０】
ＳＭＲ２０よりもＰＣＵ１２側のメイン電源配線１０と、サブ電源配線２４は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８を介して接続されている。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給する降圧動作を行うこともできるし、サブ電源配線２４からメイン電源配線１０へ昇圧して電力を供給する昇圧動作を行うこともできる。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、いわゆる双方向ＤＣ−ＤＣコンバータであり、昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータである。電気自動車２では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が降圧動作を行うことで、ＳＭＲ２０の導通／非導通に関わらず、第１モータ６や第２モータ８が発電した電力をサブバッテリ２２に充電することができる。また、電気自動車２では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が昇圧動作を行うことで、ＳＭＲ２０の導通／非導通に関わらず、サブバッテリ２２の電力を利用して第１モータ６や第２モータ８を駆動することができる。
【００２１】
ＳＭＲ２０よりもメインバッテリ４側のメイン電源配線１０と、サブ電源配線２４は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して接続されている。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給する降圧動作を行うことができる。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、いわゆる単方向ＤＣ−ＤＣコンバータであり、降圧ＤＣ−ＤＣコンバータである。電気自動車２では、ＳＭＲ２０が導通している際に、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が降圧動作を行い、かつ第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が降圧動作を行うことで、メインバッテリ４からの電力や、第１モータ６や第２モータ８が発電した電力を、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８と第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の両方を介して、サブバッテリ２２に充電することができる。この場合、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８および第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の何れか一方のみを介してサブバッテリ２２に充電する場合に比べて、サブバッテリ２２に供給される電流を大きくすることができ、サブバッテリ２２の充電に要する時間を短縮することができる。
【００２２】
電気自動車２は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０を備えている。ＥＣＵ６０には、電圧センサ４ａ、１４ａ、電流センサ２２ａ等の、電気自動車２に搭載された各種のセンサの検出信号が入力される。ＥＣＵ６０は、ＰＣＵ１２、ＳＭＲ２０、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０等の、電気自動車２の電気系統を構成する各種の構成要素の動作を制御する。
【００２３】
図２に、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８と、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の概略の構成を示す。以下の説明では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８に関して、メイン電源配線１０側（すなわち、ＰＣＵ１２側）を一次側といい、サブ電源配線２４側（すなわち、サブバッテリ２２側）を二次側という。同様に、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に関して、メイン電源配線１０側（すなわち、メインバッテリ４側）を一次側といい、サブ電源配線２４側（すなわち、サブバッテリ２２側）を二次側という。
【００２４】
第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、一次側フィルタ３２と、一次側回路３４と、トランス３６と、二次側回路３８と、二次側フィルタ４０と、制御回路４２を備えている。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータである。一次側フィルタ３２と、一次側回路３４と、トランス３６と、二次側回路３８と、二次側フィルタ４０と、制御回路４２は、筐体５６内に収容されている。
【００２５】
一次側フィルタ３２は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のメイン電源配線１０側でのノイズの発生を抑制する。本実施例では、一次側フィルタ３２は、コンデンサ３２ａを備えている。
【００２６】
一次側回路３４は、スイッチング素子３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄと、それぞれのスイッチング素子３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄに並列に接続された還流ダイオード３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈを備えている。スイッチング素子３４ａとスイッチング素子３４ｂは直列に接続されており、スイッチング素子３４ｃとスイッチング素子３４ｄは直列に接続されている。一次側回路３４は、スイッチング回路ということもできる。
【００２７】
トランス３６は、一次側コイル３６ａと、二次側コイル３６ｂを備えている。トランス３６では、一次側コイル３６ａから二次側コイル３６ｂへ降圧して電力を供給することもできるし、二次側コイル３６ｂから一次側コイル３６ａへ昇圧して電力を供給することもできる。一次側コイル３６ａの一端は、スイッチング素子３４ａとスイッチング素子３４ｂの間に接続されており、一次側コイル３６ａの他端は、スイッチング素子３４ｃとスイッチング素子３４ｄの間に接続されている。
【００２８】
二次側回路３８は、スイッチング素子３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄと、それぞれのスイッチング素子３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄに並列に接続された還流ダイオード３８ｅ、３８ｆ、３８ｇ、３８ｈと、インダクタ３８ｉと、コンデンサ３８ｊを備えている。スイッチング素子３８ａとスイッチング素子３８ｂは直列に接続されており、スイッチング素子３８ｃとスイッチング素子３８ｄは直列に接続されている。二次側コイル３６ｂの一端は、スイッチング素子３８ａとスイッチング素子３８ｂの間に接続されており、二次側コイル３６ｂの他端は、スイッチング素子３８ｃとスイッチング素子３８ｄの間に接続されている。二次側回路３８は、スイッチング回路ということもできる。
【００２９】
二次側フィルタ４０は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のサブ電源配線２４側でのノイズの発生を抑制する。本実施例では、二次側フィルタ４０は、インダクタ４０ａとコンデンサ４０ｂを備えている。
【００３０】
制御回路４２は、ＥＣＵ６０（図１参照）と通信可能である。制御回路４２は、ＥＣＵ６０からの指示に従って、一次側回路３４のスイッチング素子３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄと、二次側回路３８のスイッチング素子３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄの動作を制御する。
【００３１】
第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の動作について説明する。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が降圧動作をする際には、一次側回路３４において直流電力から交流電力へと変換し、トランス３６において降圧して、二次側回路３８において交流電力から直流電力へと変換する。なお、この場合には、二次側回路３８ではスイッチング素子３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄは動作せず、還流ダイオード３８ｅ、３８ｆ、３８ｇ、３８ｈによる整流と、インダクタ３８ｉおよびコンデンサ３８ｊによる平滑化がなされる。これによって、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給することができる。この際に、制御回路４２が一次側回路３４のスイッチング素子３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄのオン／オフのタイミングを調整することで、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が降圧動作をする際のデューティ比を調整することができる。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の降圧動作においては、デューティ比が高くなるほど、メイン電源配線１０から（すなわちＰＣＵ１２から）サブ電源配線２４へ供給される電力が増加する。
【００３２】
逆に、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が昇圧動作をする際には、二次側回路３８において直流電力から交流電力へと変換し、トランス３６において昇圧して、一次側回路３４において交流電力から直流電力へと変換する。なお、この場合には、一次側回路３４ではスイッチング素子３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは動作せず、還流ダイオード３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈによる整流がなされ、一次側フィルタ３２において平滑化がなされる。これによって、サブ電源配線２４からメイン電源配線１０へ昇圧して電力を供給することができる。この際に、制御回路４２が二次側回路３８のスイッチング素子３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄのオン／オフのタイミングを調整することで、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が昇圧動作をする際のデューティ比を調整することができる。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の昇圧動作においては、デューティ比が高くなるほど、サブ電源配線２４からメイン電源配線１０へ（すなわちＰＣＵ１２へ）供給される電力が増加する。
【００３３】
なお、図２に示した第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の一次側フィルタ３２、一次側回路３４、二次側回路３８、二次側フィルタ４０の具体的な回路構成はあくまでも一例であって、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８としては、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給する降圧動作と、サブ電源配線２４からメイン電源配線１０へ昇圧して電力を供給する昇圧動作が可能であれば、どのような構成のものを用いてもよい。
【００３４】
第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、一次側フィルタ４４と、一次側回路４６と、トランス４８と、二次側回路５０と、二次側フィルタ５２と、制御回路５４を備えている。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータである。一次側フィルタ４４と、一次側回路４６と、トランス４８と、二次側回路５０と、二次側フィルタ５２と、制御回路５４は、筐体５８内に収容されている。
【００３５】
一次側フィルタ４４は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のメイン電源配線１０側でのノイズの発生を抑制する。本実施例では、一次側フィルタ４４は、コンデンサ４４ａを備えている。
【００３６】
一次側回路４６は、スイッチング素子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄと、それぞれのスイッチング素子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄに並列に接続された還流ダイオード４６ｅ、４６ｆ、４６ｇ、４６ｈを備えている。スイッチング素子４６ａとスイッチング素子４６ｂは直列に接続されており、スイッチング素子４６ｃとスイッチング素子４６ｄは直列に接続されている。一次側回路４６は、スイッチング回路ということもできる。
【００３７】
トランス４８は、一次側コイル４８ａと、二次側コイル４８ｂを備えている。トランス４８では、一次側コイル４８ａから二次側コイル４８ｂへ降圧して電力を供給することができる。一次側コイル４８ａの一端は、スイッチング素子４６ａとスイッチング素子４６ｂの間に接続されており、一次側コイル４８ａの他端は、スイッチング素子４６ｃとスイッチング素子４６ｄの間に接続されている。
【００３８】
二次側回路５０は、ダイオード５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄと、インダクタ５０ｅと、コンデンサ５０ｆを備えている。ダイオード５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、ブリッジ回路を構成している。
【００３９】
二次側フィルタ５２は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のサブ電源配線２４側でのノイズの発生を抑制する。本実施例では、二次側フィルタ５２は、インダクタ５２ａとコンデンサ５２ｂを備えている。
【００４０】
制御回路５４は、ＥＣＵ６０（図１参照）と通信可能である。制御回路５４は、ＥＣＵ６０からの指示に従って、一次側回路４６のスイッチング素子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄの動作を制御する。
【００４１】
第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の動作について説明する。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が降圧動作をする際には、一次側回路４６において直流電力から交流電力へと変換し、トランス４８において降圧して、二次側回路５０において交流電力から直流電力へと変換する。この場合、二次側回路５０ではダイオード５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄによる整流と、インダクタ５０ｅおよびコンデンサ５０ｆによる平滑化がなされる。これによって、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給することができる。この際に、制御回路５４が一次側回路４６のスイッチング素子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄのオン／オフのタイミングを調整することで、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が降圧動作をする際のデューティ比を調整することができる。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の降圧動作においては、デューティ比が高くなるほど、メイン電源配線１０から（すなわちメインバッテリ４から）サブ電源配線２４へ供給される電力が増加する。
【００４２】
なお、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０としては、図２に示すような、一次側回路４６がスイッチング素子４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄを備えており、制御回路５４が一次側回路４６の動作を制御する構成に限らず、二次側回路５０がスイッチング素子を備えており、制御回路５４が二次側回路５０の動作を制御する構成としてもよいし、一次側回路４６と二次側回路５０のそれぞれがスイッチング素子を備えており、制御回路５４が一次側回路４６と二次側回路５０のそれぞれの動作を制御する構成としてもよい。図２に示した第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の一次側フィルタ４４、一次側回路４６、二次側回路５０、二次側フィルタ５２の具体的な回路構成はあくまでも一例であって、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０としては、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給する降圧動作が可能であれば、どのような構成のものを用いてもよい。
【００４３】
図１に示す電気自動車２において、ＳＭＲ２０を非導通から導通へ切り換える際に、メインバッテリ４の電圧と、ＰＣＵ１２の平滑コンデンサ１４の電圧が相違していると、ＳＭＲ２０が導通に切り換わった直後にメイン電源配線１０に大きな突入電流が流れる。そこで、電気自動車２においては、ＳＭＲ２０を非導通から導通へ切り換える前に、メインバッテリ４の電圧と平滑コンデンサ１４の電圧を一致させるために、平滑コンデンサ１４のプリチャージを行う。
【００４４】
図３に示すように、本実施例の電気自動車２では、平滑コンデンサ１４へのプリチャージの際には、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が昇圧動作を行うとともに、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が降圧動作を行う。この場合、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のサブ電源配線２４側には、サブバッテリ２２から供給される電流Ｉ２に加えて、メインバッテリ４から第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を介して供給される電流Ｉ１も入力される。従って、平滑コンデンサ１４には、サブバッテリ２２から第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８を介して電力が供給されるだけでなく、メインバッテリ４からも第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８を介して電力が供給される。このような構成とすることによって、サブバッテリ２２のみから電力を供給して平滑コンデンサ１４のプリチャージを行う場合に比べて、プリチャージに要する時間を短縮することができる。また、このような構成とすることによって、サブバッテリ２２のみから電力を供給して平滑コンデンサ１４のプリチャージを行う場合に比べて、サブバッテリ２２の充電電力量が低減することを抑制することができる。
【００４５】
なお、上記のように平滑コンデンサ１４のプリチャージを行うためには、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８で昇圧動作が可能であり、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０で降圧動作が可能であればよい。従って、例えば、図４に示すように、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８を、サブ電源配線２４からメイン電源配線１０へ昇圧して電力を供給する昇圧動作のみが可能な、単方向の昇圧ＤＣ−ＤＣコンバータとしてもよい。図４に示す例では、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の一次側回路３４が、ダイオード３４ｉ、３４ｊ、３４ｋ、３４ｌを備えている。ダイオード３４ｉ、３４ｊ、３４ｋ、３４ｌは、ブリッジ回路を構成している。この場合、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８を双方向の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータとする場合に比べて、製造コストを低減することができる。
【００４６】
あるいは、図５に示すように、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給する降圧動作と、サブ電源配線２４からメイン電源配線１０へ昇圧して電力を供給する昇圧動作が可能な、双方向の昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータとしてもよい。図５に示す例では、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の二次側回路５０が、スイッチング素子５０ｇ、５０ｈ、５０ｉ、５０ｊと、それぞれのスイッチング素子５０ｇ、５０ｈ、５０ｉ、５０ｊに並列に接続された還流ダイオード５０ｋ、５０ｌ、５０ｍ、５０ｎと、インダクタ５０ｅと、コンデンサ５０ｆを備えている。スイッチング素子５０ｇとスイッチング素子５０ｈは直列に接続されており、スイッチング素子５０ｉとスイッチング素子５０ｊは直列に接続されている。トランス４８の二次側コイル４８ｂの一端は、スイッチング素子５０ｇとスイッチング素子５０ｈの間に接続されており、二次側コイル４８ｂの他端は、スイッチング素子５０ｉとスイッチング素子５０ｊの間に接続されている。二次側回路５０は、スイッチング回路ということもできる。この場合、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が昇圧動作を行うことで、ＳＭＲ２０の導通／非導通に関わらず、サブバッテリ２２の電力を利用してメインバッテリ４を充電することができる。また、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が降圧動作を行い、かつ第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が昇圧動作を行うことで、ＳＭＲ２０の導通／非導通に関わらず、第１モータ６や第２モータ８が発電した電力をメインバッテリ４に充電することができる。
【００４７】
以下では図６を参照しながら、ＳＭＲ２０を非導通から導通に切り換える際に、平滑コンデンサ１４のプリチャージを行うためにＥＣＵ６０が行う処理の詳細について説明する。平滑コンデンサ１４へのプリチャージを行う際には、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２へ供給される電力と、メインバッテリ４からサブ電源配線２４へ供給される電力のバランスに応じて、サブバッテリ２２の充電電力量が変化する。サブ電源配線２４からＰＣＵ１２に供給される電力が、メインバッテリ４からサブ電源配線２４に供給される電力より大きい場合、その不足分はサブバッテリ２２から放電されるため、サブバッテリ２２の充電電力量が低減する。逆に、メインバッテリ４からサブ電源配線２４へ供給される電力が、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２へ供給される電力よりも大きい場合、その超過分はサブバッテリ２２に充電されるため、サブバッテリ２２の充電電力量は増加する。図６に示す処理では、電流センサ２２ａで検出されるサブバッテリ２２の電流Ｉｈが上限電流Ｉｍａｘを超えないようにしながら平滑コンデンサ１４のプリチャージを行うことで、サブバッテリ２２の充電電力量が平滑コンデンサ１４のプリチャージによって過度に低減してしまうことを抑制する。
【００４８】
ステップＳ２では、ＥＣＵ６０は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に降圧動作を開始させる。これによって、メインバッテリ４からサブ電源配線２４への電力供給が開始される。
【００４９】
ステップＳ４では、ＥＣＵ６０は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を、許容される最大デューティ比に調整する。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を最大デューティ比に調整することで、メインバッテリ４からサブ電源配線２４に最大電力が供給される。
【００５０】
ステップＳ６では、ＥＣＵ６０は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８に昇圧動作を開始させる。これによって、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２への電力供給が開始される。
【００５１】
ステップＳ８では、ＥＣＵ６０は、電流センサ２２ａで検出されるサブバッテリ２２の電流Ｉｈが、上限電流Ｉｍａｘを下回るか否かを判断する。サブバッテリ２２の電流Ｉｈが上限電流Ｉｍａｘを下回る場合（ステップＳ８でＹＥＳの場合）、処理はステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、ＥＣＵ６０は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を増加させる。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を増加させることで、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２へ供給される電力が増加する。ステップＳ１０の後、処理はステップＳ１４へ進む。サブバッテリ２２の電流Ｉｈが上限電流Ｉｍａｘ以上の場合（ステップＳ８でＮＯの場合）、処理はステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、ＥＣＵ６０は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を固定する。ステップＳ１２の後、処理はステップＳ１４へ進む。
【００５２】
ステップＳ１４では、ＥＣＵ６０は、電圧センサ４ａで検出されるメインバッテリ４の電圧Ｖｂと電圧センサ１４ａで検出される平滑コンデンサ１４の電圧Ｖｌの差Ｖｂ−Ｖｌが、所定電圧差ΔＶ以下であるか否かを判断する。所定電圧差ΔＶは、ＳＭＲ２０を非導通から導通に切り換えたときに、メインバッテリ４から平滑コンデンサ１４へ流れる電流によってＳＭＲ２０に溶着等の不具合を生じない程度の電圧差である。電圧差Ｖｂ−Ｖｌが所定電圧差ΔＶを上回る場合（ステップＳ１４でＮＯの場合）、処理はステップＳ８へ戻る。電圧差Ｖｂ−Ｖｌが所定電圧差ΔＶ以下である場合（ステップＳ１４でＹＥＳの場合）、処理はステップＳ１６へ進む。
【００５３】
ステップＳ１６では、ＥＣＵ６０は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８に昇圧動作を停止させる。これによって、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２への電力供給が停止される。
【００５４】
ステップＳ１８では、ＥＣＵ６０は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に降圧動作を停止させる。これによって、メインバッテリ４からサブ電源配線２４への電力供給が停止される。
【００５５】
ステップＳ２０では、ＥＣＵ６０は、ＳＭＲ２０を非導通から導通に切り換える。平滑コンデンサ１４へのプリチャージがすでになされているため、ＳＭＲ２０を非導通から導通に切り換えたときに、メインバッテリ４から平滑コンデンサ１４に大きな突入電流が流れることはない。
【００５６】
図６の処理がもたらす効果について説明する。平滑コンデンサ１４のプリチャージを行う際には、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２へ供給される電力が大きいほど、平滑コンデンサ１４のプリチャージに要する時間は短くなる。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を高くするほど、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２へ供給される電力は大きくなる。このため、平滑コンデンサ１４のプリチャージに要する時間を短くするためには、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を可能な限り高くして、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２へ供給される電力を大きくすることが望ましい。しかしながら、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２へ供給される電力を大きくすると、サブバッテリ２２からＰＣＵ１２へ供給される電力が増加し、サブバッテリ２２の充電電力量が低下していくことになる。
【００５７】
そこで、図６に示す処理では、ステップＳ４において、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を最大デューティ比とし、さらにステップＳ１０において、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を増加させていく。これによって、メインバッテリ４からサブ電源配線２４に最大電力が供給されるとともに、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２へ供給される電力が徐々に増加していく。そして、図６に示す処理では、ステップＳ８、Ｓ１２において、サブバッテリ２２の電流Ｉｈが上限電流Ｉｍａｘまで上昇したときに、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を固定する。これによって、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２に供給される電力がさらに大きくなることを防ぎ、サブバッテリ２２から過度に放電してしまうことを防ぐことができる。本実施例の電気自動車２によれば、サブバッテリ２２の充電電力量が過度に低減してしまうことを防ぎつつ、可能な限り平滑コンデンサ１４のプリチャージの時間を短くすることができる。
【００５８】
図６に示す処理では、上限電流Ｉｍａｘは、平滑コンデンサ１４のプリチャージの際にサブバッテリ２２からの放電電流として許容する電流の値を任意に設定しておくことができる。例えば、上限電流Ｉｍａｘは、補機２６の寿命要件やサブバッテリ２２の容量に基づいて設定しておくことができる。例えば、上限電流Ｉｍａｘをゼロに設定しておくことで、サブバッテリ２２から放電することなく、メインバッテリ４からの電力供給のみによって、平滑コンデンサ１４のプリチャージを行うことができる。
【００５９】
図６に示す処理では、電流センサ２２ａで検出されるサブバッテリ２２の電流Ｉｈに基づいて、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を調整する構成について説明した。これとは異なり、サブバッテリ２２の電流Ｉｈに基づいて、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を調整する構成としてもよいし、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比と第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比の両方を調整する構成としてもよい。上記したように、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を増加させると、サブバッテリ２２の電流Ｉｈは増加する。対照的に、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を増加させると、サブバッテリ２２の電流Ｉｈは減少する。サブバッテリ２２の電流Ｉｈに基づいて、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比および／または第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を調整することによって、平滑コンデンサ１４のプリチャージの際にサブバッテリ２２から放電する電力量を調整することができる。
【００６０】
あるいは、図７に示すように、電気自動車２は、サブバッテリ２２の電流Ｉｈを検出する電流センサ２２ａと、サブバッテリ２２の電圧Ｖｈを検出する電圧センサ２２ｂを備えていてもよい。サブバッテリ２２から放電される場合は、サブバッテリ２２の電圧は低下していく。逆に、サブバッテリ２２に充電される場合は、サブバッテリ２２の電圧は上昇していく。サブバッテリ２２は補機２６の駆動に用いられるため、平滑コンデンサ１４のプリチャージによってサブバッテリ２２の電圧が過度に低下してしまうと、補機２６を駆動できなくなってしまう。図７に示す構成によれば、サブバッテリ２２の電流Ｉｈが上限電流Ｉｍａｘを上回らず、かつサブバッテリ２２の電圧Ｖｈが下限電圧Ｖｍｉｎを下回らないようにしながら、平滑コンデンサ１４のプリチャージを行うことができる。以下では、図８を参照しながら、このように平滑コンデンサ１４のプリチャージを行う場合にＥＣＵ６０が行う処理について説明する。
【００６１】
ステップＳ２２では、ＥＣＵ６０は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に降圧動作を開始させる。これによって、メインバッテリ４からサブ電源配線２４への電力供給が開始される。
【００６２】
ステップＳ２４では、ＥＣＵ６０は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８に昇圧動作を開始させる。これによって、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２への電力供給が開始される。
【００６３】
ステップＳ２６では、ＥＣＵ６０は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比が上限に達しているか否かを判断する。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比が上限に達していない場合（ステップＳ２６でＮＯの場合）、処理はステップＳ２８へ進む。
【００６４】
ステップＳ２８では、ＥＣＵ６０は、電圧センサ２２ｂで検出されるサブバッテリ２２の電圧Ｖｈが、下限電圧Ｖｍｉｎを下回るか否かを判断する。サブバッテリ２２の電圧Ｖｈが下限電圧Ｖｍｉｎを下回る場合（ステップＳ２８でＹＥＳの場合）、処理はステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０では、ＥＣＵ６０は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を増加させる。ステップＳ３０の後、処理はステップＳ３４へ進む。ステップＳ２８でサブバッテリ２２の電圧Ｖｈが下限電圧Ｖｍｉｎ以上の場合（ＮＯの場合）、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を変更することなく、処理はステップＳ３４へ進む。
【００６５】
ステップＳ２６で第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比が上限に達している場合（ＹＥＳの場合）には、処理はステップＳ３２へ進む。ステップＳ３２では、ＥＣＵ６０は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を固定する。ステップＳ３２の後、処理はステップＳ３４へ進む。
【００６６】
ステップＳ３４では、ＥＣＵ６０は、電流センサ２２ａで検出されるサブバッテリ２２の電流Ｉｈが、上限電流Ｉｍａｘを下回るか否かを判断する。サブバッテリ２２の電流Ｉｈが上限電流Ｉｍａｘを下回る場合（ステップＳ３４でＹＥＳの場合）、処理はステップＳ３６へ進む。ステップＳ３６では、ＥＣＵ６０は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を増加させる。ステップＳ３６の後、処理はステップＳ４０へ進む。サブバッテリ２２の電流Ｉｈが上限電流Ｉｍａｘ以上の場合（ステップＳ３４でＮＯの場合）、処理はステップＳ３８へ進む。ステップＳ３８では、ＥＣＵ６０は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を固定する。ステップＳ３８の後、処理はステップＳ４０へ進む。
【００６７】
ステップＳ４０では、ＥＣＵ６０は、電圧センサ４ａで検出されるメインバッテリ４の電圧Ｖｂと電圧センサ１４ａで検出される平滑コンデンサ１４の電圧Ｖｌの差Ｖｂ−Ｖｌが、所定電圧差ΔＶ以下であるか否かを判断する。電圧差Ｖｂ−Ｖｌが所定電圧差ΔＶを上回る場合（ステップＳ４０でＮＯの場合）、処理はステップＳ２６へ戻る。電圧差Ｖｂ−Ｖｌが所定電圧差ΔＶ以下である場合（ステップＳ４０でＹＥＳの場合）、処理はステップＳ４２へ進む。
【００６８】
ステップＳ４２では、ＥＣＵ６０は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８に昇圧動作を停止させる。これによって、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２への電力供給が停止される。
【００６９】
ステップＳ４４では、ＥＣＵ６０は、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０に降圧動作を停止させる。これによって、メインバッテリ４からサブ電源配線２４への電力供給が停止される。
【００７０】
ステップＳ４６では、ＥＣＵ６０は、ＳＭＲ２０を非導通から導通に切り換える。平滑コンデンサ１４へのプリチャージがすでになされているため、ＳＭＲ２０を非導通から導通に切り換えたときに、メインバッテリ４から平滑コンデンサ１４に大きな突入電流が流れることはない。
【００７１】
図８の処理がもたらす効果について説明する。図８に示す処理では、ステップＳ３６において、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を増加させつつ、ステップＳ２８、Ｓ３０において、サブバッテリ２２の電圧Ｖｈが下限電圧Ｖｍｉｎを下回ると、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を増加させる。これによって、サブバッテリ２２の電圧Ｖｈが下限電圧Ｖｍｉｎより低下することを抑制しつつ、平滑コンデンサ１４のプリチャージに要する時間を短くすることができる。
【００７２】
また、図８に示す処理では、ステップＳ３４、Ｓ３８において、サブバッテリ２２の電流Ｉｈが上限電流Ｉｍａｘまで増加したときに、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を固定する。これによって、サブ電源配線２４からＰＣＵ１２へ供給される電力がさらに大きくなることを防ぎ、サブバッテリ２２の電流Ｉｈがさらに増加することを防ぐことができる。図８に示す処理によれば、サブバッテリ２２の電流Ｉｈが上限電流Ｉｍａｘを上回ることを抑制し、かつサブバッテリ２２の電圧Ｖｈが下限電圧Ｖｍｉｎを下回ることを抑制しつつ、可能な限り平滑コンデンサ１４のプリチャージの時間を短くすることができる。
【００７３】
図８に示す処理では、下限電圧Ｖｍｉｎは、平滑コンデンサ１４のプリチャージの際にサブバッテリ２２での電圧低下として許容する電圧の値を任意に設定しておくことができる。例えば、下限電圧Ｖｍｉｎを、補機２６の駆動に最低限必要な電圧に設定しておくことで、補機２６を駆動可能な状態を維持しつつ、可能な限り平滑コンデンサ１４のプリチャージの時間を短くすることができる。
【００７４】
図８に示す処理では、電流センサ２２ａで検出されるサブバッテリ２２の電流Ｉｈに基づいて、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を調整する構成について説明した。これとは異なり、サブバッテリ２２の電流Ｉｈに基づいて、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を調整する構成としてもよいし、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比と第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比の両方を調整する構成としてもよい。上記したように、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を増加させると、サブバッテリ２２の電流Ｉｈも増加する。対照的に、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を増加させると、サブバッテリ２２の電流Ｉｈは減少する。サブバッテリ２２の電流Ｉｈに基づいて、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比および／または第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を調整することによって、平滑コンデンサ１４のプリチャージの際のサブバッテリ２２から放電する電力量を調整することができる。
【００７５】
図８に示す処理では、電圧センサ２２ｂで検出されるサブバッテリ２２の電圧Ｖｈに基づいて、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を調整する構成について説明した。これとは異なり、サブバッテリ２２の電圧Ｖｈに基づいて、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を調整する構成としてもよいし、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比と第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比の両方を調整する構成としてもよい。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比を増加させると、サブバッテリ２２から放電する電力量が増加し、サブバッテリ２２の電圧Ｖｈの低下は急峻なものとなる。対照的に、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を増加させると、サブバッテリ２２から放電する電力量が低下し、サブバッテリ２２の電圧Ｖｈの低下は緩やかなものとなる。サブバッテリ２２の電圧Ｖｈに基づいて、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比および／または第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比を調整することによって、平滑コンデンサ１４のプリチャージの際のサブバッテリ２２から放電する電力量を調整することができる。
【００７６】
以上のように、本実施例の電気自動車２は、メインバッテリ４と、メインバッテリ４に接続されたメイン電源配線１０と、メイン電源配線１０の電圧を平滑化する平滑コンデンサ１４を備えるＰＣＵ１２と、メインバッテリ４とＰＣＵ１２の間で、メイン電源配線１０の導通と非導通を切り換えるＳＭＲ２０（スイッチに相当する）と、メインバッテリ４より低電圧のサブバッテリ２２と、サブバッテリ２２の電流を検出する電流センサ２２ａと、サブバッテリ２２に接続されたサブ電源配線２４と、ＳＭＲ２０よりもＰＣＵ１２側のメイン電源配線１０とサブ電源配線２４の間を接続しており、サブ電源配線２４からメイン電源配線１０へ昇圧して電力を供給する昇圧動作が可能な第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８と、ＳＭＲ２０よりもメインバッテリ４側のメイン電源配線１０とサブ電源配線２４の間を接続しており、メイン電源配線１０からサブ電源配線２４へ降圧して電力を供給する降圧動作が可能な第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を備えている。電気自動車２は、ＳＭＲ２０が非導通の状態で、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８が昇圧動作を行い、かつ第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０が降圧動作を行うことで、平滑コンデンサ１４のプリチャージを行うことが可能である。電気自動車２は、平滑コンデンサ１４のプリチャージを行う際に、サブバッテリ２２の電流Ｉｈに基づいて、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比および第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比の少なくとも一方を調整するように構成されている。
【００７７】
特に、電気自動車２は、平滑コンデンサ１４のプリチャージを行う際に、サブバッテリ２２の電流Ｉｈが上限電流Ｉｍａｘを上回らないように、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比および第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比の少なくとも一方を調整するように構成されている。
【００７８】
図７、図８に示す例では、電気自動車２は、サブバッテリ２２の電圧を検出する電圧センサ２２ｂをさらに備えている。電気自動車２は、平滑コンデンサ１４のプリチャージを行う際に、サブバッテリ２２の電圧に基づいて、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比および第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比の少なくとも一方を調整するように構成されている。
【００７９】
特に、電気自動車２は、平滑コンデンサ１４のプリチャージを行う際に、サブバッテリ２２の電圧が基準電圧を下回らないように、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ２８のデューティ比および第２ＤＣ−ＤＣコンバータ３０のデューティ比の少なくとも一方を調整するように構成されている。
【００８０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００８１】
２          ：電気自動車
４          ：メインバッテリ
４ａ        ：電圧センサ
６          ：第１モータ
８          ：第２モータ
１０        ：メイン電源配線
１０ａ      ：正極線
１０ｂ      ：負極線
１２        ：ＰＣＵ
１４        ：平滑コンデンサ
１４ａ      ：電圧センサ
１６        ：コンバータ
１８        ：インバータ
２０        ：ＳＭＲ
２０ａ      ：スイッチ
２０ｂ      ：スイッチ
２２        ：サブバッテリ
２２ａ      ：電流センサ
２２ｂ      ：電圧センサ
２４        ：サブ電源配線
２４ａ      ：正極線
２４ｂ      ：負極線
２６        ：補機
２８        ：第１ＤＣ−ＤＣコンバータ
３０        ：第２ＤＣ−ＤＣコンバータ
３２        ：一次側フィルタ
３２ａ      ：コンデンサ
３４        ：一次側回路
３４ａ      ：スイッチング素子
３４ｂ      ：スイッチング素子
３４ｃ      ：スイッチング素子
３４ｄ      ：スイッチング素子
３４ｅ      ：還流ダイオード
３４ｆ      ：還流ダイオード
３４ｇ      ：還流ダイオード
３４ｈ      ：還流ダイオード
３４ｉ      ：ダイオード
３４ｊ      ：ダイオード
３４ｋ      ：ダイオード
３４ｌ      ：ダイオード
３６        ：トランス
３６ａ      ：一次側コイル
３６ｂ      ：二次側コイル
３８        ：二次側回路
３８ａ      ：スイッチング素子
３８ｂ      ：スイッチング素子
３８ｃ      ：スイッチング素子
３８ｄ      ：スイッチング素子
３８ｅ      ：還流ダイオード
３８ｆ      ：還流ダイオード
３８ｇ      ：還流ダイオード
３８ｈ      ：還流ダイオード
３８ｉ      ：インダクタ
３８ｊ      ：コンデンサ
４０        ：二次側フィルタ
４０ａ      ：インダクタ
４０ｂ      ：コンデンサ
４２        ：制御回路
４４        ：一次側フィルタ
４４ａ      ：コンデンサ
４６        ：一次側回路
４６ａ      ：スイッチング素子
４６ｂ      ：スイッチング素子
４６ｃ      ：スイッチング素子
４６ｄ      ：スイッチング素子
４６ｅ      ：還流ダイオード
４６ｆ      ：還流ダイオード
４６ｇ      ：還流ダイオード
４６ｈ      ：還流ダイオード
４８        ：トランス
４８ａ      ：一次側コイル
４８ｂ      ：二次側コイル
５０        ：二次側回路
５０ａ      ：ダイオード
５０ｂ      ：ダイオード
５０ｃ      ：ダイオード
５０ｄ      ：ダイオード
５０ｅ      ：インダクタ
５０ｆ      ：コンデンサ
５０ｇ      ：スイッチング素子
５０ｈ      ：スイッチング素子
５０ｉ      ：スイッチング素子
５０ｊ      ：スイッチング素子
５０ｋ      ：還流ダイオード
５０ｌ      ：還流ダイオード
５０ｍ      ：還流ダイオード
５０ｎ      ：還流ダイオード
５２        ：二次側フィルタ
５２ａ      ：インダクタ
５２ｂ      ：コンデンサ
５４        ：制御回路
５６        ：筐体
５８        ：筐体
６０        ：ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006319144.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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