(57)【要約】      （修正有）【課題】走行用バッテリを使用可能か否かに拘わらず、電圧変換回路による変換電圧出力を安定して得ることのできるハイブリッド電気自動車用電圧変換装置を提供する。【解決手段】走行用バッテリ１４をインバータ１０のバッテリ接続端子１０ａに接続する際に、インバータ１０への突入電流を抑制するプリチャージ処理を行うコンタクタユニット１２と、バッテリ接続端子１０ａの電圧を異なる電圧に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ２４とを備え、走行用バッテリ１４を使用不可能な場合には、走行用バッテリ１４をインバータ１０から切り離すと共に、エンジン６が駆動する発電機８の電力をインバータ１０で調整して走行用モータ２に供給する。コントローラ２８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の制御電源が投入されると、バッテリ接続端子１０ａに所定電圧Ｖ２が印加されてから所定時間ｔ２の経過後にＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動を開始させる。【選択図】図１
2009051242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される発電機と、
上記発電機が出力する電力を充電可能な走行用バッテリと、
上記走行用バッテリの電力が供給されて駆動力を出力する走行用モータと、
上記走行用バッテリが接続されるバッテリ接続部を有し、上記バッテリ接続部を介して上記発電機から上記走行用バッテリに充電される電力を調整すると共に、上記バッテリ接続部を介して上記走行用バッテリから上記走行用モータに供給される電力を調整するインバータと、
上記走行用バッテリと上記インバータのバッテリ接続部との間に介装され、上記走行用バッテリと上記インバータとを断接可能であると共に、上記走行用バッテリと上記インバータとの接続を開始する際には上記走行用バッテリから上記インバータへの突入電流を抑制するプリチャージ処理を行うコンタクタ手段と、
上記インバータのバッテリ接続部に接続され、上記バッテリ接続部の電圧を異なる電圧に変換して出力する電圧変換回路と、
上記走行用バッテリを使用不可能な場合には、上記コンタクタ手段を制御して上記走行用バッテリと上記インバータとの接続を切断すると共に、上記発電機が出力する電力を上記インバータにより調整して上記走行用モータに供給する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記電圧変換回路の制御電源が投入されると、上記インバータのバッテリ接続部に所定電圧が印加されていると判定してから所定時間が経過した後に上記電圧変換回路の作動を開始させることを特徴とするハイブリッド電気自動車用電圧変換装置。
【請求項２】
上記所定時間は、上記コンタクタ手段による上記プリチャージ処理の開始から完了までに要する時間以上の長さに設定されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車用電圧変換装置。
【請求項３】
上記所定時間は、上記コンタクタ手段が上記走行用バッテリと上記インバータとの接続を遮断した後に、上記インバータのバッテリ接続部における電圧が上記所定電圧以下となるまでに要する時間以上の長さに設定されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車用電圧変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド電気自動車用の電圧変換装置に関するものであって、特にエンジンを発電機の駆動専用とし、発電機で発電した電力をバッテリに蓄えると共に、バッテリから供給される電力で作動するモータにより駆動輪を駆動するようにしたシリーズ式ハイブリッド電気自動車用の電圧変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンを専ら発電機の駆動に用いて発電機の発電電力を走行用バッテリに蓄えておき、インバータを介して走行用バッテリの電力を走行用モータに供給し、走行用モータの駆動力により車両の駆動輪を駆動するようにした、いわゆるシリーズ式ハイブリッド電気自動車が開発され実用化されている。
このようなハイブリッド電気自動車においても、車両に搭載される各種電装品や制御装置への電力供給を行うため、走行用バッテリとは別に、走行用バッテリよりも低い電圧の電装品用バッテリが設けられている。そして、このような電装品用バッテリを充電するため、走行用バッテリの電圧を電装品用バッテリの電圧に変換するための電圧変換装置を設けることが、例えば特許文献１などによって提案されている。
【０００３】
特許文献１のハイブリッド電気自動車では、走行用バッテリをインバータに接続する際に走行用バッテリからインバータに突入電流が流れるため、走行用バッテリとインバータとの間に設けられたメインコンタクタをオンする前に、走行用バッテリからインバータへの突入電流を抑制するプリチャージ処理が行われる。そして、このようなプリチャージ処理が完了し、メインコンタクタがオンとなって走行用バッテリとインバータとが接続されると、電圧変換装置であるＤＣ／ＤＣコンバータが作動を開始するようになっている。
【０００４】
一方、走行用バッテリが何らかの理由によって使用できなくなった場合にも走行を可能とするため、走行用バッテリをインバータから切り離した状態で、インバータによって発電機の発電電力を直接走行用モータに供給する非常走行モードに移行可能としたシリーズ式ハイブリッド電気自動車が開発されている。
【特許文献１】特開２００６−２８０１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このような非常走行モードに移行した場合、走行用バッテリがインバータから切り離されてしまうため、特許文献１の電圧変換装置ではメインコンタクタがオフとなって電圧変換装置が作動しなくなる。このため、非常走行モードでは電装品用のバッテリの充電が行われず、長時間非常走行モードが継続した場合や、前照灯などへの電力供給が必要となる夜間においては、非常走行モードを継続することが困難となる可能性がある。
【０００６】
一方、特許文献１の電圧変換装置のようにメインコンタクタがオンにならない状態においても、発電機の出力はインバータを介して得られることから、メインコンタクタがオンしたか否かにかかわらず、発電機の出力を電圧変換回路により変換して電装品用バッテリの充電を行うように電圧変換装置を構成することが考えられる。
しかしながら、このような構成においては、走行用バッテリが使用可能な状態にあって走行用バッテリがインバータに接続されると、プリチャージ処理中に電圧変換装置が作動を開始してしまう可能性がある。プリチャージ処理の完了は、インバータへの突入電流が減少してインバータに印加される電圧が所定電圧以上に上昇したことをもって判断されるが、プリチャージ処理が完了する前に電圧変換装置が作動を開始すると、走行用バッテリから電圧変換装置に電流が流れることによって、インバータに印加される電圧が十分に上昇せず、プリチャージ処理を完了することができなくなるおそれがある。
【０００７】
本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、走行用バッテリを使用可能であるか否かに拘わらず、電圧変換回路による変換電圧出力を安定して得ることのできるハイブリッド電気自動車用電圧変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明のハイブリッド電気自動車用電圧変換装置は、エンジンにより駆動される発電機と、上記発電機が出力する電力を充電可能な走行用バッテリと、上記走行用バッテリの電力が供給されて駆動力を出力する走行用モータと、上記走行用バッテリが接続されるバッテリ接続部を有し、上記バッテリ接続部を介して上記発電機から上記走行用バッテリに充電される電力を調整すると共に、上記バッテリ接続部を介して上記走行用バッテリから上記走行用モータに供給される電力を調整するインバータと、上記走行用バッテリと上記インバータのバッテリ接続部との間に介装され、上記走行用バッテリと上記インバータとを断接可能であると共に、上記走行用バッテリと上記インバータとの接続を開始する際には上記走行用バッテリから上記インバータへの突入電流を抑制するプリチャージ処理を行うコンタクタ手段と、上記インバータのバッテリ接続部に接続され、上記バッテリ接続部の電圧を異なる電圧に変換して出力する電圧変換回路と、上記走行用バッテリを使用不可能な場合には、上記コンタクタ手段を制御して上記走行用バッテリと上記インバータとの接続を切断すると共に、上記発電機が出力する電力を上記インバータにより調整して上記走行用モータに供給する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記電圧変換回路の制御電源が投入されると、上記インバータのバッテリ接続部に所定電圧が印加されていると判定してから所定時間が経過した後に上記電圧変換回路の作動を開始させることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
このように構成されたハイブリッド電気自動車用電圧変換装置によれば、走行用バッテリとインバータのバッテリ接続部との間にはコンタクタ手段が介装されており、走行用バッテリとインバータとはコンタクタ手段によって断接可能となっている。そして、走行用バッテリとインバータとの接続を開始する際には、コンタクタ手段によりプリチャージ処理が行われることにより、走行用バッテリからインバータへの突入電流が抑制される。
【００１０】
走行用バッテリがコンタクタ手段を介してインバータに接続されている場合、エンジンによって駆動された発電機から出力される電力は、インバータによって調整された後、インバータのバッテリ接続部にコンタクタ手段を介して接続された走行用バッテリに充電される。走行用バッテリに充電された電力は、インバータによって調整された後に走行用モータに供給され、走行用モータの出力する駆動力によってハイブリッド電気自動車が走行する。このとき、インバータのバッテリ接続部に接続された電圧変換回路は、バッテリ接続部に印加されている電圧を変換して出力する。
【００１１】
また、走行用バッテリを使用不可能な場合、制御手段はコンタクタ手段を制御して走行用バッテリとインバータとの接続を切断すると共に、発電機が出力する電力をインバータにより調整して走行用モータに供給する。これにより、走行用バッテリを使用不可能な場合であっても、走行用モータによるハイブリッド電気自動車の走行を可能とする。このときも、インバータのバッテリ接続部には発電機の出力した電圧がインバータを介して印加されており、インバータのバッテリ接続部に接続された電圧変換回路は、このバッテリ接続部に印加されている電圧を変換して出力する。
【００１２】
更に、制御手段は、電圧変換回路の制御電源が投入されたときに、インバータのバッテリ接続部に所定電圧が印加されていると判定してから所定時間が経過した後に電圧変換回路の作動を開始させる。
より具体的には、上記ハイブリッド電気自動車用電圧変換装置において、上記所定時間は、上記コンタクタ手段による上記プリチャージ処理の開始から完了までに要する時間以上の長さに設定される（請求項２）。
【００１３】
或いは、上記ハイブリッド電気自動車用電圧変換装置において、上記所定時間は、上記コンタクタ手段が上記走行用バッテリと上記インバータとの接続を遮断した後に、上記インバータのバッテリ接続部における電圧が上記所定電圧以下となるまでに要する時間以上の長さに設定される（請求項３）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のハイブリッド電気自動車用電圧変換装置によれば、走行用バッテリを使用不可能な場合にも、発電機が出力する電力をインバータにより調整して走行用モータに供給することにより、走行用モータによるハイブリッド電気自動車の走行を可能とする。このとき、インバータのバッテリ接続部に接続された電圧変換回路は、バッテリ接続部に印加されている電圧を変換して出力するので、走行用バッテリとは別に設けられた電装品用バッテリなどに安定して電力を供給することが可能となる。
【００１５】
また、走行用バッテリの使用が可能であって、走行用バッテリとインバータとの接続を開始する際にはコンタクタ手段によるプリチャージ処理が行われてインバータへの突入電流が抑制されるが、電圧変換回路の制御電源が投入されると、制御手段はインバータのバッテリ接続部に所定電圧が印加されていると判定してから所定時間が経過した後に電圧変換回路の作動を開始させる。従って、コンタクタ手段によるプリチャージ処理が完了してから電圧変換回路の作動を開始することが可能となる。この結果、プリチャージ処理によってインバータに十分な電圧が印加されていない状態で電圧変換回路が作動開始することに起因してプリチャージ処理が完了しなくなるといった不具合の発生を防止することができる。
【００１６】
更に、請求項２のハイブリッド電気自動車用電圧変換装置によれば、コンタクタ手段によるプリチャージ処理の開始から完了までに要する時間以上の長さに上記所定時間を設定したので、走行用バッテリの使用が可能な場合に、コンタクタ手段によるプリチャージ処理が確実に完了した後に電圧変換回路の作動を開始することができる。この結果、プリチャージ処理によってインバータに十分な電圧が印加されていない状態から電圧変換回路が作動開始することに起因してプリチャージ処理が完了しなくなるといった不具合の発生を確実に防止することができる。
【００１７】
また、運転者がハイブリッド電気自動車の運転を終え、キースイッチのオフ操作などを行って、コンタクタ手段により走行用バッテリとインバータとの接続を遮断した場合、これに伴って電圧変換回路の制御電源も遮断され、電圧変換回路は作動を停止する。このとき、インバータに蓄積された電力が放電完了するまでにはある程度の時間を要するのが一般的であり、放電と共にインバータのバッテリ接続部の電圧が徐々に低下していく。このような状態でバッテリ接続部の電圧が上記所定電圧まで低下していないときに、再び運転者のキースイッチのオン操作などにより電圧変換回路の制御電源が投入されると、単にバッテリ接続部の電圧が上記所定電圧以上であることをもって電圧変換回路の作動を開始させた場合には、コンタクタ手段のプリチャージ処理が完了する前に電圧変換回路が作動を開始することになる。このため、このような場合にもプリチャージ処理が完了しなくなるという不具合が生じる可能性がある。
【００１８】
そこで、請求項３のハイブリッド電気自動車用電圧変換装置によれば、コンタクタ手段が走行用バッテリとインバータとの接続を遮断した後に、インバータのバッテリ接続部における電圧が所定電圧以下となるまでに要する時間以上の長さに上記所定時間を設定するようにしたので、インバータの放電によってバッテリ接続部の電圧が一旦所定電圧より低くなった後、再びプリチャージ処理によってバッテリ接続部の電圧が所定電圧以上になってから電圧変換回路の作動を開始することが可能となる。この結果、上記不具合の発生を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車用の電圧変換装置１の全体構成図である。
図１に示すように、ハイブリッド電気自動車には走行用モータ２が搭載されており、走行用モータ２の駆動力は左右の駆動輪４に伝達されてハイブリッド電気自動車が走行するようになっている。
【００２０】
エンジン６は専ら発電機８の駆動に用いられるものであって、エンジン６の出力軸は発電機８の回転軸に連結されている。発電機８の出力はインバータ１０に接続されており、発電機８の出力電力はインバータ１０によって調整されることにより、走行用モータ２に供給可能であると共に、コンタクタユニット（コンタクタ手段）１２を介してインバータ１０のバッテリ接続端子（バッテリ接続部）１０ａに接続された高圧の走行用バッテリ１４に充電可能となっている。
【００２１】
走行用バッテリ１４に蓄えられた電力は、インバータ１０のバッテリ接続端子１０ａを介し、インバータ１０で調整された後に走行用モータ２に供給されるようになっている。従って、走行用モータ２にはインバータ１０を介して走行用バッテリ１４及び発電機８からの電力を供給することができる。
図１に示すようにコンタクタユニット１２は、走行用バッテリ１４の一方の端子とバッテリ接続端子１０ａの一方との間に介装されたメインコンタクタ１６と、このメインコンタクタ１６に連動してオン・オフする連動接点１８と、メインコンタクタ１６をバイパスするように直列に接続されたプリチャージコンタクタ２０及び減流抵抗２２とからなっている。
【００２２】
インバータ１０のバッテリ接続端子１０ａには、バッテリ端子１０ａの電圧を低電圧（例えば２４Ｖ）に変換して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ（電圧変換回路）２４が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の出力には、ハイブリッド電気自動車の前照灯や各種制御装置などの電装品（図示せず）に電力を供給するための低圧の電装品用バッテリ２６が接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４が出力する電力により電装品用バッテリ２６を充電することができるようになっている。
【００２３】
コントローラ（制御手段）２８には、バッテリ１４の電圧Ｖｂや、インバータ１０のバッテリ接続端子１０ａにおける電圧Ｖｉｎｖのほか、ハイブリッド電気自動車の走行状態などを検出するための各種センサからの情報が入力され、コントローラ２８はこれらの情報に基づき、インバータ１０、コンタクタユニット１２、及びＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動を制御する。
【００２４】
コントローラ２８は、インバータ１０を介して発電機８から走行用バッテリ１４や走行用モータ２に供給される電力、及び走行用バッテリ１４から走行用モータ２に供給される電力を適正に調整するためにインバータ１０を制御するが、このときエンジン６の運転制御を行うエンジン制御ユニット３０との間で情報の交換を行い、エンジン６が適正に運転されるようエンジン制御ユニット３０に指令を発する。
【００２５】
また、コントローラ２８及びＤＣ／ＤＣコンバータ２４には、図示しないキースイッチがオン操作されることによって投入される制御電源が接続されており、この制御電源の投入に伴ってコントローラ２８はコンタクタユニット１２の制御を開始し、走行用バッテリ１４が使用可能である場合には、インバータ１０への走行用バッテリ１４の接続に伴って発生する突入電流を抑制するためのプリチャージ処理を行った後、メインコンタクタ１６をオンして走行用バッテリ１４のインバータ１０への接続を完了する。
【００２６】
このようなプリチャージ処理を伴うコンタクタユニット１２の制御は、図２に示すフローチャートに従い、コントローラ２８によって実行される。
まず、上述したように、キースイッチがオン操作されることによって制御電源が投入されると、コントローラ２８はコンタクタユニット１２の制御を開始し、ステップＳ１１において、走行用バッテリ１４が使用可能であるか否かを判定する。コントローラ２８は、走行用バッテリ２８の電圧、温度、残存充電量、内部抵抗などの情報に基づき走行用バッテリ１４が使用可能であるか否かを判定しており、何らかの理由により走行用バッテリ１４を使用不可能であると判定した場合にはコンタクタユニット１２の制御を終了する。従って、この場合には走行用バッテリ１４がインバータ１０に接続されない。
【００２７】
このように走行用バッテリ１４が使用できない場合であってもハイブリッド電気自動車を走行可能とするため、コントローラ２８は、ステップＳ１１で走行用バッテリ１４が使用不可能と判定した場合に非常走行モードの制御を実行する。この非常走行モードにおいてコントローラ２８は、エンジン制御ユニット３０に指令を発してエンジン６を制御すると共にインバータ１０を制御し、エンジン６によって駆動される発電機８の電力をインバータ１０で適正な値に調整した後に走行用モータ２に供給することにより、ハイブリッド電気自動車の走行を可能とする。
【００２８】
一方、ステップＳ１１で走行用バッテリ１４の使用が可能であると判定した場合、コントローラ２８はステップＳ１２でプリチャージコンタクタ２０をオンにする。これにより走行用バッテリ１４はプリチャージコンタクタ２０及び減流抵抗２２を介してインバータ１０のバッテリ接続端子１０ａに接続される。この結果、インバータ１０への突入電流がプリチャージコンタクタ２０及び減流抵抗２２を介して流れるが、この突入電流は減流抵抗２２によって適正に抑制され、インバータ１０への充電が進むにつれて徐々に減少していく。
【００２９】
次のステップＳ１３でコントローラ２８は、タイマＴｐのカウントを開始させ、プリチャージコンタクタ２０をオンさせてからの経過時間、即ちプリチャージ処理開始後の経過時間をタイマＴｐによって計測する。
次にステップＳ１４に処理を進めると、コントローラ２８は走行用バッテリ１４の電圧Ｖｂとバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖとの差の絶対値が所定電圧Ｖ１以下になったか否かを判定する。この所定電圧Ｖ１は、メインコンタクタ１８をオンすることにより走行用バッテリ１４を直接バッテリ接続端子１０ａに接続しても、過大な突入電流が流れない程度にインバータ１０が充電された状態にあるときのバッテリ接続端子１０ａの電圧に対応するものである。
【００３０】
バッテリ端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖは、突入電流の減少と共に徐々に上昇していくが、プリチャージコンタクタ２０をオンした直後は十分に上昇しておらず、走行用バッテリ１４の電圧Ｖｂとバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖとの差の絶対値が所定電圧Ｖ１より高い。このため、コントローラ２８は処理をステップＳ１５に進め、ステップＳ１３でスタートさせたタイマＴｐのカウントした時間ｔｐが所定時間ｔ１以上となったか否かを判定する。そして、タイマＴｐのカウントした時間ｔｐが所定時間ｔ１に達していない間は、コントローラ２８は処理をステップＳ１４に戻し、再び走行用バッテリ１４の電圧Ｖｂとバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖとの差の絶対値が所定電圧Ｖ１以下になったか否かを判定する。
【００３１】
このようにしてステップＳ１４とステップＳ１５の処理を繰り返し、タイマＴｐのカウントした時間ｔｐが所定時間ｔ１に達する前に、ステップＳ１４で走行用バッテリ１４の電圧Ｖｂとバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖとの差の絶対値が所定電圧Ｖ１以下になったと判定すると、コントローラ２８は処理をステップＳ１６に進め、メインコンタクタ１８をオンにする。このとき、走行用バッテリ１４の電圧Ｖｂとバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖとの差の絶対値は所定電圧Ｖ１以下になっているので、メインコンタクタ１８をオンにしても過大な突入電流が流れず、走行用バッテリ１４はバッテリ接続端子１０ａに直接接続される。
【００３２】
コントローラ２８は、ステップＳ１６でメインコンタクタ１６を接続することによりプリチャージ処理が不要となるので、次のステップＳ１７でプリチャージコンタクタ２０をオフとし、コンタクタユニット１２の制御を終了する。
このようにして、走行用バッテリ１４がバッテリ接続端子１０ａに直接接続されると、コントローラ２８はインバータ１０の運転を開始すると共にエンジン制御ユニット３０に指令を送り、インバータ１０を介して発電機８から走行用バッテリ１４や走行用モータ２に供給される電力、及び走行用バッテリ１４から走行用モータ２に供給される電力が適正となるようにインバータ１０及びエンジン６を制御する。
【００３３】
そして、走行用バッテリ１４や発電機８から走行用モータ２に電力が供給されることにより、走行用モータ２の駆動力が駆動輪４に伝達され、ハイブリッド電気自動車が走行する。このときのコントローラ２８によるエンジン６及びインバータ１０の制御は公知の方法に従って行われるものであり、ここでは詳細な説明を省略する。
なお、ステップＳ１４で走行用バッテリ１４の電圧Ｖｂとバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖとの差の絶対値が所定電圧Ｖ１以下になったと判定する前にタイマＴｐがカウントした時間ｔｐ、即ちプリチャージ処理を開始してから経過した時間ｔｐが所定時間ｔ１に達した場合、コントローラ２８は何らかの理由によってプリチャージ処理が完了できなかったものと判断してステップＳ１８に処理を進め、エラー表示を行った後、コンタクタユニット１２の制御を終了する。この場合には、プリチャージ処理が完了していないため、コントローラ２８はインバータ１０を作動させない。
【００３４】
以上のようにしてコンタクタユニット１２の制御が行われるのと並行し、コントローラ２８はキースイッチのオン操作によって制御電源が投入されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動制御を図３のフローチャートに従い、所定の制御周期で実行する。
以下では、まず前述のコンタクタユニット１２の制御において、コントローラ２８が走行用バッテリ１４を使用可能であると判定した場合について説明する。
【００３５】
制御電源が投入されてＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動制御が開始されると、コントローラ２８はステップＳ２１で、インバータ１０のバッテリ接続端子１０ａにおける電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２以上であるか否かを判定する。この所定電圧Ｖ２は、走行用バッテリ１４の許容出力電圧の下限値に基づいて設定されるものであり、バッテリ接続端子１０ａに走行用バッテリ１４もしくはこれに相当する高圧電源が接続されていることを判断するために用いられる。
【００３６】
走行用バッテリ１４がインバータ１０から切り離された後、十分な時間が経過している場合、前述のようにしてプリチャージ処理が行われることによりバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが徐々に上昇して行くが、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動制御が開始された当初は、バッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２に達しておらず、コントローラ２８は処理をステップＳ２２に進める。
【００３７】
ステップＳ２２では、後述するタイマＴｃをリセットするが、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動制御を開始した時点で既にタイマＴｃがリセットされており、ここではタイマＴｃのリセット状態が維持されて処理がステップＳ２３に進められる。
ステップＳ２３ではフラグＦ２の値を０とする。フラグＦ２は、その値が０及び１のいずれであるかによって、タイマＴｃがカウントを行っているか否かを示すものであり、その値が１である場合にタイマＴｃがカウントを行っていることを示す。従って、ここではまだタイマＴｃがカウントを行っていないことからＦ２の値を０とする。
【００３８】
次に処理をステップＳ２４に進めると、コントローラ２８はＤＣ／ＤＣコンバータ２４を停止状態とする。ステップＳ２４に処理が進められた時点でＤＣ／ＤＣコンバータ２４は既に停止しており、ここではＤＣ／ＤＣコンバータ２４が停止状態を維持することになる。
次のステップＳ２５でコントローラ２８はフラグＦ１の値を０とし、その制御周期を終了する。フラグＦ１は、その値が０及び１のいずれであるかによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４が作動しているか否かを否かを示すものであり、その値が１である場合にＤＣ／ＤＣコンバータ２４が作動していることを示す。従って、ここではまだＤＣ／ＤＣコンバータ２４が作動していないことからＦ１の値を０とする。
【００３９】
次の制御周期においてもステップＳ２１から処理が行われ、プリチャージ処理によってバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２に達するまでの間は、上述のようにしてステップＳ２１乃至Ｓ２５の処理が制御周期毎に繰り返されることになる。
プリチャージ処理によってバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２に達すると、コントローラ２８は処理をステップＳ２６に進め、メインコンタクタ１６に連動する連動接点１８の作動状態に基づき、メインコンタクタ１６がオンしたか否かを判定する。
【００４０】
プリチャージ制御が完了しておらず、メインコンタクタ１６がオンになっていないとステップＳ２６で判断した場合、コントローラ２８は処理をステップＳ２７に進め、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動状態を示すフラグＦ１の値が１であるか否かを判定する。この時点でＤＣ／ＤＣコンバータ２４は作動しておらず、上述のようにしてフラグＦ１の値は０とされているので、コントローラ２８はフラグＦ１の値が１ではないと判断して処理をステップＳ２８に進める。
【００４１】
ステップＳ２８でコントローラ２８は、タイマＴｃの作動状態を示すフラグＦ２の値が１であるか否かを判定する。このタイマＴｃはバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２に達してから経過した時間を計測するためのものであり、この時点ではまだタイマＴｃのカウントは開始されていない。このため、上述のようにしてフラグＦ２の値は０とされており、コントローラ２８はフラグＦ２の値が１ではないと判断して処理をステップＳ２９に進め、ステップＳ２９でタイマＴｃのカウントを開始させる。
【００４２】
次にステップＳ３０に処理が進むと、タイマＴｃのカウントが開始されたことからコントローラ２８はフラグＦ２の値を１とし、ステップＳ３１に処理を進める。
ステップＳ３１でコントローラ２８は、タイマＴｃによってカウントされた時間ｔｃが所定時間ｔ２以上となったか否かを判定する。この所定時間ｔ２は、前述のプリチャージ処理を開始してから完了するまでに要する時間より長く、且つインバータ１０から走行用バッテリ１４を切り離したときに、インバータ１０の放電によってバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２より低くなるまでに要する時間よりも長い時間に設定されている。
【００４３】
ステップＳ３１で、タイマＴｃによってカウントされた時間ｔｃが所定時間ｔ２に達していないと判断した場合、コントローラ２８はその制御周期を終了する。
次の制御周期でコントローラ２８は再びステップＳ２１から処理を開始するが、前述のようにプリチャージ処理によって既にバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２に達しているので、コントローラ２８は処理をステップＳ２１からステップＳ２６に進め、メインコンタクタ１６がオンとなったか否かを再び判定する。
【００４４】
メインコンタクタ１４がオンになっていなければ、処理はステップＳ２７に進められ、コントローラ２８はＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動状態を示すフラグＦ１の値が１であるか否かを判定する。この時点ではまだＤＣ／ＤＣコンバータ２４は作動しておらず、フラグＦ１の値は０のままであるので、コントローラ２８はフラグＦ１の値が１ではないと判断して処理をステップＳ２８に進める。
【００４５】
ステップＳ２８でコントローラ２８は、タイマＴｃの作動状態を示すフラグＦ２の値が１であるか否かを判定するが、フラグＦ２の値は既に１となっているので、コントローラ２８は処理をステップＳ３１に進め、タイマＴｃによってカウントされた時間ｔｃが所定時間ｔ２以上となったか否かを判定する。
従って、メインコンタクタ１６がオンとならず、しかもタイマＴｃによってカウントされた時間ｔｃ、即ちバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２に達してから経過した時間ｔｃが所定時間ｔ２に達していない限りは、制御周期毎にステップＳ２１、Ｓ２６乃至Ｓ２８及びＳ３１の処理が繰り返される。
【００４６】
所定時間ｔｃは、前述したようにプリチャージ処理を開始してから完了するまでに要する時間より長く設定されているので、タイマＴｃによってカウントされた時間ｔｃが所定時間ｔ２に達したとコントローラ２８がステップＳ３１で判定する前にプリチャージ処理が完了し、前述のようにしてメインコンタクタ１６がオンになる。
メインコンタクタ１６がオンになると、コントローラ２８は処理をステップＳ２６からステップＳ３２に進める。ステップＳ３２でコントローラ２８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動を開始させ、次のステップＳ３３でフラグＦ１の値を１とした後、その制御周期を終了する。これによりＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、インバータ１０のバッテリ接続端子１０ａに印加された電圧を電装品用バッテリ２６の充電用の電圧に変換してして出力し、電装品用バッテリ２６が適正に充電される。
【００４７】
次の制御周期以降でも、制御電源が投入されてメインコンタクタ１６がオン状態にある限りは、ステップＳ２１、Ｓ２６、Ｓ３２及びＳ３３の処理が繰り返され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動が継続される。
このように、走行用バッテリ１４が使用可能である場合には、キースイッチ操作によって制御電源が投入され、プリチャージ処理が行われることによってメインコンタクタ１６がオンとなってからＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動が開始されるので、プリチャージ処理中にＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動が開始してプリチャージ処理が終了しなくなるといった不具合が防止される。
【００４８】
なお、キースイッチがオフ操作されて制御電源が遮断されると、メインコンタクタ１６がオフとなり、走行用バッテリ１４がインバータ１０から切り離される。また、これと同時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動制御が中止され、これに合わせてタイマＴｃがリセットされると共に、フラグＦ１及びＦ２の値が０とされる。こうして走行用バッテリ１４がインバータ１０から切り離されると、インバータ１０に蓄えられた電力が徐々に放電されることにより、バッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖは徐々に低下していく。
【００４９】
このような状態でキースイッチが再びオン操作されると、コントローラ２８は再び図２のフローチャートに従ってコンタクタユニット１２の制御を開始すると共に、図３のフローチャートに従ってＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動制御を開始する。
ここで、メインコンタクタ１４がオフとなってからさほど時間が経過していない場合などでは、バッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２より低い電圧まで低下していないことがある。このような場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動制御のステップＳ２１において、コントローラ２８はバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２以上であると判定し、ステップＳ２１からステップＳ２６に処理が進められる。
【００５０】
この時点では、メインコンタクタ１４がオンとなっていないことから、コントローラ２８は処理をステップＳ２７に進める。フラグＦ１及びＦ２の値は、前回ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動制御を中止した時点で０とされているので、コントローラ２８は前述のようにして処理をステップＳ２７からステップＳ２８を経てステップＳ２９に進め、タイマＴｃのカウントを開始させる。そして、コントローラ２８は、次のステップＳ３０でフラグＦ２の値を１とした後、ステップＳ３１でタイマＴｃのカウントした時間ｔｃが所定時間ｔ２以上となったか否かを判定する。従って、前述したように、タイマＴｃのカウントした時間ｔｃが所定時間ｔ２に達していない間は、ステップＳ２１、Ｓ２６乃至Ｓ２８及びＳ３１の処理が制御周期毎に繰り返され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は停止状態を維持することになる。
【００５１】
所定時間ｔ２は、前述したように、プリチャージ処理を開始してから完了するまでに要する時間より長く、且つインバータ１０から走行用バッテリ１４を切り離したときにインバータ１０の放電によってバッテリ接続端子の電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２より低くなるまでに要する時間よりも長い時間に設定されている。従って、インバータ１０の放電によってバッテリ接続端子の電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２より低くなる前に、プリチャージ処理によってバッテリ接続端子の電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２以上に上昇した場合には、前述したようにタイマＴｃがカウントした時間ｔｃが所定時間ｔ２に達する前にメインコンタクタ１６がオンとなり、処理がステップＳ２６からステップＳ３２に進んでＤＣ／ＤＣコンバータ２４が作動を開始する。
【００５２】
また、キースイッチのオン操作からプリチャージ処理が開始されるまでの間に、インバータ１０の放電によってバッテリ接続端子の電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２より低くなる場合も考えられる。この場合も、所定時間ｔ２はインバータ１０から走行用バッテリ１４を切り離したときにインバータ１０の放電によってバッテリ接続端子の電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２より低くなるまでに要する時間よりも長い時間に設定されているので、インバータ１０の放電によってバッテリ接続端子の電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２より低くなるまでの間にタイマＴｃがカウントした時間ｔｃが所定時間ｔ２に達することはなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は停止状態を維持している。そして、コントローラ２８はステップＳ２１においてバッテリ接続端子の電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２より低いと判断するので、処理はステップＳ２１からステップＳ２２に進むようになる。
【００５３】
この場合、コントローラ２８はステップＳ２２でタイマＴｃをリセットし、次のステップＳ２３ではフラグＦ２の値を０とする。更に、次のステップＳ２４でコントローラ２８はＤＣ／ＤＣコンバータ２４を停止状態に維持し、ステップＳ２５でフラグＦ１の値を０とした後にその制御周期を終了する。
次の制御周期においてもステップＳ２１から処理が行われるが、前述したように、プリチャージ処理によってバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２に達するまでの間は、ステップＳ２１乃至Ｓ２５の処理が制御周期毎に繰り返され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は停止状態を維持する。
【００５４】
プリチャージ処理によってバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２に達した後の制御は前述の通りであって、プリチャージ処理を完了してメインコンタクタ１６がオンとなった後にＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動が開始される。
このように、インバータ１０から走行用バッテリ１４を切り離した後、インバータ１０からの放電が十分行われていない状態で、再びキースイッチのオン操作が行われたような場合であっても、プリチャージ処理中にＤＣ／ＤＣコンバータ２４が作動を開始してプリチャージ処理が完了しなくなるといった不具合が発生することはない。
【００５５】
次に、前述のコンタクタユニット１２の制御においてコントローラ２８が走行用バッテリ１４を使用不可能であると判定した場合の、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動制御について以下に説明する。
この場合も、コントローラ２８はキースイッチのオン操作によって制御電源が投入されると、図３のフローチャートに従い、所定の制御周期でＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動制御を実行する。
【００５６】
制御が開始されると、まずステップＳ２１で、インバータ１０のバッテリ接続端子１０ａにおける電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２以上であるか否かを判定する。
前述したように、キースイッチがオン操作されてコンタクタユニット１２の制御を開始したときに走行用バッテリ１４を使用できないと判定すると、コントローラ２８は走行用バッテリ１４をバッテリ接続端子１０ａに接続せず、非常走行モードの制御を開始し、エンジン６により発電機８を駆動して発電機８からインバータ１０に電力を供給する。
【００５７】
バッテリ接続端子１０ａは走行用バッテリ１４が接続されているときに発電機８からの電力を走行用バッテリ１４に充電するために使用されるものであることから、バッテリ接続端子１０ａには正常な走行用バッテリ１４の電圧に相当する電圧が、発電機８の発電に伴い、インバータ１０を介して印加される。
非常走行モードの制御を開始した直後で発電機８の出力電圧が十分に立ち上がっていない場合には、ステップＳ２１でバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２に達していないと判定するので、コントローラ２８は前述のようにしてステップＳ２２乃至Ｓ２５の処理を行い、その制御周期を終了する。従って、発電機８の出力電圧が上昇し、ステップＳ２１でバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２以上となったと判定するまでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４が停止状態に維持される。
【００５８】
発電機８の出力電圧が上昇し、ステップＳ２１でバッテリ接続端子１０ａの電圧Ｖｉｎｖが所定電圧Ｖ２以上となったと判定すると、コントローラ２８は処理をステップＳ２１からステップＳ２６に進める。
ステップＳ２６でコントローラ２８は、連動接点１８の状態に基づき、メインコンタクタ１６がオンしたか否かを判定するが、走行用バッテリ１４が使用不可能であることからメインコンタクタ１６がオンとなることはなく、処理は常にステップＳ２６からステップＳ２７に進むことになる。
【００５９】
ステップＳ２７乃至Ｓ３１の処理は前述したとおりであって、ステップＳ２９でタイマＴｃのカウントを開始した後、ステップＳ３１でタイマＴｃがカウントした時間ｔｃが所定時間ｔ２以上になったと判定するまでは、ステップＳ２１、Ｓ２６乃至Ｓ２８及びＳ３１の処理が制御周期毎に繰り返される。
そして、タイマＴｃがカウントした時間ｔｃが所定時間ｔ２に達すると、コントローラ２８は処理をステップＳ３１からステップＳ３２に進め、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動を開始させる。
【００６０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２４が作動を開始すると、ステップＳ３３でフラグＦ１の値が１とされるので、次の制御周期以降においてコントローラ２８は、処理をステップＳ２１からステップＳ２６を経てステップＳ２７に進めたとき、フラグＦ１の値が１であると判定してステップＳ３２に処理を進め、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動が維持される。
このように、走行用バッテリ１４が使用不可能であって、発電機８の出力電力のみを用いて走行用モータ２に電力を供給する非常走行モードにおいても、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４が作動することによって、電装品用バッテリ２６の充電が可能となる。この結果、非常走行モードが比較的長時間継続したり、夜間に非常走行モードでの走行を行って前照灯などへの電力供給が増大したりする場合であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から電装品用バッテリ２６を充電することにより、電装品用バッテリ２６からの安定した電力供給を実現できる。
【００６１】
以上のように、本実施形態の電圧変換装置１においては、走行用バッテリ１４を使用可能な場合、走行用バッテリ１４をインバータ１０に接続する際のプリチャージ処理が完了してからＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動が開始されるので、プリチャージ処理中にＤＣ／ＤＣコンバータ２４の作動が開始されてプリチャージ処理が完了しなくなるという不具合を確実に防止することができる。
【００６２】
また、走行用バッテリ１４を使用不可能な場合、発電機８の出力電力のみを用いて走行用モータ２に電力を供給する非常走行モードにおいても、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４が作動することにより電装品用バッテリ２６が充電され、電装品用バッテリ２６からの安定した電力供給を維持することができる。
以上で本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車用電圧変換装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６３】
例えば、上記実施形態においてコンタクタユニット１２は、走行用バッテリ１４の一方の端子とバッテリ接続端子１０ａの一方との間に介装されたメインコンタクタ１６と、このメインコンタクタ１６をバイパスするように直列に接続されたプリチャージコンタクタ２０及び減流抵抗２２とにより構成したが、コンタクタユニットの構成はこれに限られるものではない。例えば、プリチャージコンタクタに直列に減流抵抗を接続すると共に、この減流抵抗を短絡するようにメインコンタクタを接続し、上記実施形態と同様にコンタクタユニットを制御するようにしても良い。
【００６４】
また、上記実施形態では、メインコンタクタ１６に連動する連動接点１８の作動状態に基づき、メインコンタクタ１６の作動状態を判定するようにしたが、メインコンタクタ１６の作動状態の判定方法はこれに限られるものではない。例えば、メインコンタクタ１６の両端の電圧変動に基づきメインコンタクタ１６の作動状態を判定するようにしても良いし、その他にも様々な判定法法を適用可能である。
【００６５】
更に、上記実施形態においてコンタクタユニット１２は、走行用バッテリ１４の一方の端子とバッテリ接続端子１０ａの一方との間に介装されたが、走行用バッテリ１４の他方の端子とバッテリ接続端子１０ａの他方との間にも同様のコンタクタユニット１２を介装し、それぞれのコンタクタユニット１２を同時且つ同様に制御するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車用電圧変換装置の全体構成図である。
【図２】コンタクタユニットの制御のフローチャートである。
【図３】図１の電圧変換装置におけるＤＣ／ＤＣコンバータの作動制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１  電圧変換装置
２  走行用モータ
６  エンジン
８  発電機
１０  インバータ
１０ａ  バッテリ接続端子（バッテリ接続部）
１２  コンタクタユニット（コンタクタ手段）
１４  走行用バッテリ
２４  ＤＣ／ＤＣコンバータ（電圧変換回路）
２８  コントローラ（制御手段）
【図１】
2009051242.tif 000003
【図２】
2009051242.tif 000004
【図３】
2009051242.tif 000005