JP5532995B2 - Power control device - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリと電力機器との間で電圧を変換する昇降圧コンバータを備えた電力制御装置に関する。 The present invention relates to a power control apparatus including a buck-boost converter that converts a voltage between a battery and a power device.
従来、この種の電力制御装置としては、インバータを介して電力機器としてのモータと電力のやり取りが可能な電池と、電池からの電力を目標電圧まで昇圧してインバータに供給する昇圧コンバータとを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この電力制御装置では昇圧コンバータの出力電圧が目標電圧を超える過電圧状態が発生したときに、出力電圧を低下させるための昇圧コンバータの降圧制御を実行することにより過電圧状態を解消している。 Conventionally, this type of power control apparatus includes a battery that can exchange power with a motor as a power device via an inverter, and a boost converter that boosts the power from the battery to a target voltage and supplies the boosted voltage to the inverter. The thing is proposed (for example, refer patent document 1). In this power control apparatus, when an overvoltage state in which the output voltage of the boost converter exceeds the target voltage occurs, the overvoltage state is eliminated by executing step-down control of the boost converter for reducing the output voltage.
上述の電力制御装置では、昇圧コンバータ等に何らかの異常が生じて降圧制御が実行できなくなると、上述したように昇圧コンバータの出力電圧を低下させて過電圧状態を解消したり、モータで発電された電力を降圧してバッテリに供給したりすることができなくなってしまう。従って、上述のような電力制御装置では、昇圧コンバータの降圧制御の実行可否を早期かつ確実に検出することが求められる。 In the power control device described above, if any abnormality occurs in the boost converter or the like and the step-down control cannot be performed, the output voltage of the boost converter is reduced as described above to eliminate the overvoltage state, or the power generated by the motor Can not be stepped down and supplied to the battery. Therefore, in the power control device as described above, it is required to detect early and surely whether or not the step-down control of the step-up converter can be executed.
本発明の電力制御装置は、バッテリと電力機器との間で電圧を変換する昇降圧コンバータを備えた電力制御装置において、昇降圧コンバータの降圧制御の実行可否をより適正に判定することを主目的とする。 The power control device of the present invention is a power control device including a step-up / down converter that converts a voltage between a battery and a power device. And
本発明の電力制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The power control apparatus of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の電力制御装置は、電力機器と電力のやり取りが可能なバッテリと、該電力機器との間で電圧を変換する昇降圧コンバータと、該昇降圧コンバータの前記電力機器側の電圧である電力機器側電圧を検出する電圧センサと、前記電力機器側電圧が目標電圧となるように前記昇降圧コンバータを制御すると共に前記電力機器側電圧が前記目標電圧よりも高いときには該電力機器側電圧を低下させるための前記昇降圧コンバータの降圧制御を実行する制御手段とを備えた電力制御装置であって、
前記降圧制御の実行後における前記電力機器側電圧が該降圧制御の実行前における前記電力機器側電圧よりも低くなったときには前記昇降圧コンバータは正常であると判定し、前記降圧制御の実行後における前記電力機器側電圧が該降圧制御の実行前における前記電力機器側電圧よりも低くならず且つ該降圧制御の実行中に前記バッテリに電流が流れていたときには前記昇降圧コンバータは正常であって前記電圧センサに異常が発生していると判定し、前記降圧制御の実行後における前記電力機器側電圧が該降圧制御の実行前における前記電力機器側電圧よりも低くならず且つ該降圧制御の実行中に前記バッテリに電流が流れていなかったときには前記昇降圧コンバータに異常が発生していると判定する異常判定手段を備えることを特徴とする。
The power control device of the present invention includes a battery capable of exchanging power with a power device, a buck-boost converter that converts a voltage between the power device, and power that is a voltage on the power device side of the buck-boost converter. A voltage sensor for detecting a device-side voltage, and controlling the step-up / down converter so that the power device-side voltage becomes a target voltage, and lowering the power device-side voltage when the power device-side voltage is higher than the target voltage And a control means for performing step-down control of the step-up / down converter for causing
When the power device side voltage after execution of the step-down control is lower than the power device side voltage before execution of the step-down control, it is determined that the buck-boost converter is normal, and after the step-down control is executed When the power equipment side voltage is not lower than the power equipment side voltage before execution of the step-down control and current is flowing through the battery during the step-down control, the buck-boost converter is normal and the It is determined that an abnormality has occurred in the voltage sensor, and the power device side voltage after execution of the step-down control is not lower than the power device side voltage before execution of the step-down control and the step-down control is being executed. And an abnormality determining means for determining that an abnormality has occurred in the buck-boost converter when no current is flowing through the battery. .
本発明の電力制御装置では、昇降圧コンバータの電力機器側の電圧である電力機器側電圧が目標電圧よりも高いときには当該電力機器側電圧を低下させるための昇降圧コンバータの降圧制御が実行される。このような降圧制御が実行された場合、昇降圧コンバータが正常であれば、電力機器側からの電力が降圧されてバッテリに供給され、電力機器側の電圧は低下する。従って、降圧制御の実行後における電力機器側電圧が降圧制御の実行前における電力機器側電圧よりも低くなったときには昇降圧コンバータは正常であると判定可能であり、降圧制御の実行後における電力機器側電圧が降圧制御の実行前における電力機器側電圧よりも低くならず且つ降圧制御の実行中にバッテリに電流が流れていたときには昇降圧コンバータは正常であって電圧センサに異常が発生していると判定可能であり、降圧制御の実行後における電力機器側電圧が降圧制御の実行前における電力機器側電圧よりも低くならず且つ降圧制御の実行中にバッテリに電流が流れていなかったときには昇降圧コンバータに異常が発生していると判定可能である。これにより、本発明の電力制御装置では、昇降圧コンバータの降圧制御の実行可否をより適正に判定することができる。 In the power control device of the present invention, when the power equipment side voltage, which is the voltage on the power equipment side of the buck-boost converter, is higher than the target voltage, step-down control of the buck-boost converter is performed to reduce the power equipment side voltage. . When such step-down control is executed, if the buck-boost converter is normal, the power from the power device side is stepped down and supplied to the battery, and the voltage on the power device side decreases. Therefore, it is possible to determine that the buck-boost converter is normal when the power device side voltage after execution of the step-down control is lower than the power device side voltage before execution of the step-down control, and the power device after execution of the step-down control. When the side voltage is not lower than the power equipment side voltage before the step-down control is performed, and the current is flowing through the battery during the step-down control, the buck-boost converter is normal and the voltage sensor is abnormal. If the power equipment side voltage after the step-down control is not lower than the power equipment side voltage before the step-down control is performed and no current is flowing to the battery during the step-down control, It can be determined that an abnormality has occurred in the converter. Thereby, in the power control device of the present invention, it is possible to more appropriately determine whether or not the step-down control of the buck-boost converter can be executed.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例に係る電力制御装置を搭載した電気自動車10の概略構成図である。同図に示すように、実施例の電気自動車10は、例えば同期発電電動機として構成されて駆動輪18a,18bにデファレンシャルギヤ16を介して回転子が接続されたモータ11と、モータ11と電力のやり取りが可能な例えばリチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池であるバッテリ12と、モータ11とバッテリ12との間に介設されると共にモータ11を駆動するインバータ22と、バッテリ12からの電力を昇圧してインバータ22に供給可能であると共にインバータ22からの電力を降圧してバッテリ12に供給可能な昇降圧コンバータ23と、インバータ22や昇降圧コンバータ23を駆動制御すると共に車両全体をコントロールする電子制御ユニット40等とを備える。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric vehicle 10 equipped with a power control apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, an electric vehicle 10 according to an embodiment includes, for example, a motor 11 that is configured as a synchronous generator motor and has a rotor connected to drive wheels 18a and 18b via a differential gear 16, and the motor 11 and the electric power A battery 12 that can be exchanged, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery, an inverter 22 that is interposed between the motor 11 and the battery 12 and drives the motor 11, and an electric power from the battery 12 The step-up / step-down converter 23 that can step up the voltage and supply the electric power from the inverter 22 to the battery 12 and the inverter 22 and the step-up / down converter 23 are driven and controlled, and the entire vehicle is controlled. And an electronic control unit 40 and the like.
インバータ22は、複数のスイッチング素子のスイッチングによりモータ11の三相コイルに回転磁界を形成するための相電流を供給してモータ11を回転駆動させることが可能な周知のインバータとして構成されている。昇降圧コンバータ23は、2つのトランジスタTr1,Tr2とトランジスタTr1,Tr2に逆方向に並列接続された2つのダイオードD1,D2とリアクトルLとから構成された周知の昇降圧コンバータであり、バッテリ12に接続されると共にインバータ22に接続される。これにより、所定のデューティ比を用いてトランジスタTr1,Tr2をオン/オフ制御することで昇降圧コンバータ23によりバッテリ12側からの電力を昇圧してインバータ22に供給したり、インバータ22側からの電力を降圧してバッテリ12に供給したりすることが可能となる。また、昇降圧コンバータ23とバッテリ12との間には、電圧を平滑化する平滑コンデンサ31が配置されており、昇降圧コンバータ23とインバータ22との間には、電圧を平滑化する平滑コンデンサ32および平滑コンデンサ32に蓄積された電荷を放電可能な抵抗素子33が配置されている。 The inverter 22 is configured as a well-known inverter capable of rotating the motor 11 by supplying a phase current for forming a rotating magnetic field to the three-phase coil of the motor 11 by switching a plurality of switching elements. The step-up / step-down converter 23 is a well-known step-up / step-down converter composed of two transistors Tr1, Tr2 and two diodes D1, D2 connected in parallel to the transistors Tr1, Tr2 and a reactor L. Connected to the inverter 22. As a result, the transistors Tr1 and Tr2 are turned on / off using a predetermined duty ratio to boost the power from the battery 12 side by the step-up / down converter 23 and supply the boosted power to the inverter 22 or power from the inverter 22 side. Can be stepped down and supplied to the battery 12. Further, a smoothing capacitor 31 for smoothing the voltage is disposed between the buck-boost converter 23 and the battery 12, and a smoothing capacitor 32 for smoothing the voltage between the buck-boost converter 23 and the inverter 22. A resistance element 33 capable of discharging the electric charge accumulated in the smoothing capacitor 32 is disposed.
電子制御ユニット40は、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に処理プログラムを記憶するROM、データを一時的に記憶するRAM、計時指令に応じて計時処理を実行するタイマ、入出力ポートおよび通信ポート等(何れも図示せず)を備える。電子制御ユニット40には、イグニッションスイッチ(スタートスイッチ)51からのイグニッション信号、アクセルペダル54の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ55からのアクセル開度、車速センサ58からの車速,バッテリ12の端子間に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサにより検出されるバッテリ12を流れる電流であるバッテリ電流Ib,平滑コンデンサ31の端子間に設置された電圧センサ34により検出される昇降圧コンバータ23のバッテリ12側の電圧であるバッテリ側電圧VL,平滑コンデンサ32の端子間に設置された電圧センサ35により検出される昇降圧コンバータ23のモータ11側の電圧であるモータ側電圧VH(電力機器側電圧)等が入力ポートを介して入力される。電子制御ユニット40からは、インバータ22へのスイッチング制御信号や昇降圧コンバータ23へのスイッチング制御信号等が出力ポートを介して出力される。また、電子制御ユニット40は、モータ11の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの信号に基づくモータ11の回転数といったモータ11に関するデータを計算する。 The electronic control unit 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and in addition to the CPU, a ROM that stores a processing program, a RAM that temporarily stores data, and a timer that executes time-measurement processing in response to a time-measurement command , An input / output port, a communication port, etc. (both not shown). The electronic control unit 40 includes an ignition signal from an ignition switch (start switch) 51, an accelerator opening from an accelerator pedal position sensor 55 that detects the depression amount of an accelerator pedal 54, a vehicle speed from a vehicle speed sensor 58, a terminal of a battery 12 A battery current Ib, which is a current flowing through the battery 12 detected by a current sensor (not shown) attached to a power line connected between them, and a buck-boost converter detected by a voltage sensor 34 installed between terminals of the smoothing capacitor 31 23, the battery side voltage VL which is the voltage on the battery 12 side, and the motor side voltage VH which is the voltage on the motor 11 side of the buck-boost converter 23 detected by the voltage sensor 35 installed between the terminals of the smoothing capacitor 32 Side voltage) via the input port It is a force. From the electronic control unit 40, a switching control signal to the inverter 22, a switching control signal to the buck-boost converter 23, and the like are output via an output port. The electronic control unit 40 also calculates data relating to the motor 11 such as the number of rotations of the motor 11 based on a signal from a rotational position detection sensor (not shown) that detects the rotational position of the rotor of the motor 11.
実施例の電気自動車10の走行に際して、電子制御ユニット40は、アクセルペダルポジションセンサ55からのアクセル開度と車速センサ58からの車速とに応じて走行のためにモータ11に要求される要求トルクを設定する。そして、設定した要求トルクとモータ11の回転数とに基づいて要求トルクやモータ11の回転数が大きいほど大きくなる傾向にインバータ22に作用させるべき目標電圧VH*を設定し、モータ側電圧VHが目標電圧VH*となるように昇降圧コンバータ23のトランジスタTr1,Tr2をスイッチング制御すると共に、モータ11から要求トルクに応じたトルクが出力されるようインバータ22をスイッチング制御する。 When the electric vehicle 10 of the embodiment travels, the electronic control unit 40 sets the required torque required for the motor 11 for traveling according to the accelerator opening from the accelerator pedal position sensor 55 and the vehicle speed from the vehicle speed sensor 58. Set. Then, based on the set required torque and the rotation speed of the motor 11, the target voltage VH * to be applied to the inverter 22 is set so as to increase as the required torque and the rotation speed of the motor 11 increase. The transistors Tr1 and Tr2 of the step-up / step-down converter 23 are subjected to switching control so that the target voltage VH * is reached, and the inverter 22 is subjected to switching control so that torque corresponding to the required torque is output from the motor 11.
また、電子制御ユニット40は、モータ側電圧VHが目標電圧VH*よりも高くなる過電圧状態が発生したときには、モータ電圧VHが低下するように昇降圧コンバータ23のトランジスタTr2(下アーム)をオフとすると共にトランジスタTr1(上アーム)を所定のデューティ比Dutyを用いてオンオフ制御する降圧制御を実行する。実施例では、降圧制御に用いるデューティ比Dutyと降圧制御の開始からの経過時間tとの関係が予め定められてデューティ比設定用マップとして電子制御ユニット40の図示しないROMに記憶されており、降圧制御の実行に際して、経過時間tに対応したデューティ比Dutyが当該マップから導出される。図2はデューティ比設定用マップの一例を示す説明図であり、図3は、降圧制御の実行中におけるデューティ比Dutyとモータ側電圧VHとバッテリ電流Ibとの時間変化の一例を示す説明図である。図2に示すように、デューティ比Dutyは、降圧制御の実行開始から時間経過に伴って徐々に増加すると共に、所定時間t1(例えば、3〜5秒程度)が経過したときに100%(トランジスタTr1が常時オン)となるように定められる。このように定められたデューティ比Dutyを用いて降圧制御を実行することにより、昇降圧コンバータ23のトランジスタTr1やバッテリ12等に過大な電流が流れることを抑制しつつ、モータ側電圧VHをバッテリ側電圧VLまで一旦降圧させて過電圧状態を解消することができる。また、降圧制御の実行中、昇降圧コンバータ23のインバータ22側からの電力はバッテリ12へと供給されるため、バッテリ12に充電電流が流れる。このような降圧制御の実行後、電子制御ユニット40は、さらに昇降圧コンバータ23の降圧制御の実行可否を判定するための異常判定処理を実行し、昇降圧コンバータ23の降圧制御が実行可能であると判定したときには昇降圧コンバータ23を通常制御状態へと復帰させると共に、昇降圧コンバータ23の降圧制御が実行不能であると判定したときには所定の退避走行が実行されるようにインバータ22等を制御する。 Further, when an overvoltage state occurs in which the motor side voltage VH is higher than the target voltage VH *, the electronic control unit 40 turns off the transistor Tr2 (lower arm) of the buck-boost converter 23 so that the motor voltage VH decreases. At the same time, step-down control is performed to turn on / off the transistor Tr1 (upper arm) using a predetermined duty ratio Duty. In the embodiment, the relationship between the duty ratio Duty used for step-down control and the elapsed time t from the start of step-down control is determined in advance and stored in a ROM (not shown) of the electronic control unit 40 as a duty ratio setting map. When executing the control, the duty ratio Duty corresponding to the elapsed time t is derived from the map. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the duty ratio setting map, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a time change of the duty ratio Duty, the motor side voltage VH, and the battery current Ib during the step-down control. is there. As shown in FIG. 2, the duty ratio Duty gradually increases with the passage of time from the start of the step-down control, and is 100% (transistor) when a predetermined time t1 (for example, about 3 to 5 seconds) elapses. It is determined that Tr1 is always on. By performing step-down control using the duty ratio Duty determined in this way, the motor-side voltage VH is supplied to the battery side while suppressing an excessive current from flowing through the transistor Tr1 of the buck-boost converter 23, the battery 12, and the like. The overvoltage state can be eliminated by once reducing the voltage to the voltage VL. In addition, since the power from the inverter 22 side of the step-up / down converter 23 is supplied to the battery 12 during the step-down control, a charging current flows through the battery 12. After the execution of the step-down control, the electronic control unit 40 can further execute an abnormality determination process for determining whether or not the step-down control of the step-up / down converter 23 can be executed, and can perform the step-down control of the step-up / down converter 23. When it is determined that the step-up / down converter 23 is returned to the normal control state, the inverter 22 and the like are controlled so that a predetermined retreat travel is executed when it is determined that the step-down control of the step-up / down converter 23 is not possible. .
次に、昇降圧コンバータ23の降圧制御の実行可否を判定するための異常判定処理について説明する。図4は、実施例の電子制御ユニット40により実行される降圧制御可否判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、上述の降圧制御の実行完了後に電子制御ユニット40により実行される。 Next, an abnormality determination process for determining whether or not the step-down control of the step-up / down converter 23 can be executed will be described. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a step-down control availability determination routine executed by the electronic control unit 40 of the embodiment. This routine is executed by the electronic control unit 40 after completion of the above-described step-down control.
降圧制御可否判定ルーチンが実行されると、電子制御ユニット40は、降圧制御の実行前におけるモータ電圧VHbや、電圧センサ35からの現在(降圧制御の実行後)のモータ電圧VHa,バッテリ充電フラグFb,フラグF1といった昇降圧コンバータ23の異常判定に必要なデータを入力する(ステップS100)。ここで、降圧制御の実行前におけるモータ電圧VHbは、降圧制御が実行される前に電圧センサ35によって検出されて電子制御ユニット40の図示しないRAMに記憶されたものである。また、バッテリ充電フラグFbは、降圧制御の実行中にバッテリ12に所定値(例えば、6A程度)以上の充電電流が流れたときに値1に設定されると共に、降圧制御の実行中にバッテリ12に所定値以上の充電電流が流れなかったときには値0に設定されるフラグであり、フラグF1は、走行開始時に初期値として値0に設定されるフラグである。ステップS100にてデータを入力したならば、モータ側電圧VHaが降圧制御の実行前におけるモータ側電圧VHbよりも低いか否かを判定する(ステップS110)。ここで、昇降圧コンバータ23が正常であれば、降圧制御の実行後におけるモータ側電圧VHaは、降圧制御の実行前におけるモータ側電圧VHbよりも低くなる。そのため、ステップS110にて降圧制御の実行後におけるモータ側電圧VHaが降圧制御の実行前におけるモータ側電圧VHbよりも低いと判定されたときには、フラグF1が値0であるか否かを判定し(ステップS120)、フラグF1が値0であると判定されたときには、降圧制御を実行不能とする昇降圧コンバータ23のトランジスタTr1のオフ故障や電圧センサ35の異常が発生しておらず降圧制御の実行が可能であると判定すると共にフラグF1を値1に設定して(ステップS130)、本ルーチンを終了する。この場合、昇降圧コンバータ23等は正常であることから、電子制御ユニット40は、昇降圧コンバータ23を通常制御状態へと復帰させる。なお、ステップS120の処理は、降圧制御の実行後におけるモータ側電圧VHaと降圧制御の実行後におけるバッテリ側電圧VLが概ね同程度の値となったか否かを判定するものであってもよい。 When the step-down control enable / disable determination routine is executed, the electronic control unit 40, the motor voltage VHb before the step-down control is executed, the motor voltage VHa from the voltage sensor 35 (after the step-down control is executed), and the battery charge flag Fb. , And the flag F1, data necessary for determining the abnormality of the step-up / down converter 23 is input (step S100). Here, the motor voltage VHb before the step-down control is executed is detected by the voltage sensor 35 and stored in a RAM (not shown) of the electronic control unit 40 before the step-down control is executed. The battery charge flag Fb is set to a value of 1 when a charging current of a predetermined value (for example, about 6 A) or more flows through the battery 12 during the step-down control, and the battery 12 during the step-down control. When a charging current of a predetermined value or more does not flow, the flag is set to a value of 0, and the flag F1 is a flag set to a value of 0 as an initial value at the start of traveling. If data is input in step S100, it is determined whether or not the motor side voltage VHa is lower than the motor side voltage VHb before the step-down control is executed (step S110). Here, if the step-up / down converter 23 is normal, the motor-side voltage VHa after execution of the step-down control is lower than the motor-side voltage VHb before execution of the step-down control. Therefore, when it is determined in step S110 that the motor-side voltage VHa after the step-down control is performed is lower than the motor-side voltage VHb before the step-down control is performed, it is determined whether or not the flag F1 is a value 0 ( In step S120), when it is determined that the flag F1 is 0, no step-down control of the transistor Tr1 of the step-up / step-down converter 23 that disables step-down control or an abnormality of the voltage sensor 35 has occurred, and step-down control is executed. And the flag F1 is set to 1 (step S130), and this routine is terminated. In this case, since the step-up / down converter 23 and the like are normal, the electronic control unit 40 returns the step-up / down converter 23 to the normal control state. Note that the process of step S120 may determine whether or not the motor-side voltage VHa after the step-down control is performed and the battery-side voltage VL after the step-down control are approximately the same value.
一方、ステップS120にてフラグF1が値1であると判定されたときには、初期値として値0が設定されるフラグF2を値1に設定して(ステップS140)、本ルーチンを終了する。すなわち、フラグF1が値1であると判定されたときには、ステップS110にて降圧制御の実行後におけるモータ側電圧VHaが降圧制御の実行前におけるモータ側電圧VHbよりも低くなったと判定されているため、昇降圧コンバータ23のトランジスタTr1のオフ故障等が発生している可能性は低いものの、1回のトリップ中に過電圧状態が2回発生していることから、システムに何らかの異常が発生している可能性がある。そのため、電子制御ユニット40は、ステップS140にてフラグF2が値1に設定されると、再度の過電圧状態の発生や他のトラブルの発生を未然に防止するために、昇降圧コンバータ23のトランジスタTr1を常時オンとすると共に、トランジスタTr2を常時オフとして、バッテリ12からの電力を昇降圧コンバータ23による昇圧を伴わずにインバータ22側に供給して走行する退避走行を実行する。 On the other hand, when it is determined in step S120 that the flag F1 is 1, the flag F2, which is set to 0 as the initial value, is set to 1 (step S140), and this routine ends. That is, when it is determined that the flag F1 is 1, it is determined in step S110 that the motor side voltage VHa after execution of the step-down control is lower than the motor side voltage VHb before execution of the step-down control. Although it is unlikely that the transistor Tr1 of the step-up / down converter 23 has been turned off, an overvoltage condition has occurred twice during a single trip, so some abnormality has occurred in the system. there is a possibility. Therefore, when the flag F2 is set to the value 1 in step S140, the electronic control unit 40 prevents the occurrence of another overvoltage state or other trouble before the transistor Tr1 of the step-up / down converter 23. Is always turned on, and the transistor Tr2 is always turned off, so that the electric power from the battery 12 is supplied to the inverter 22 side without being stepped up by the step-up / down converter 23, and the retreat traveling is performed.
また、ステップS110にて降圧制御の実行後におけるモータ側電圧VHaの値が降圧制御の実行前におけるモータ側電圧VHbよりも低くなっていないと判定されたときには、ステップS100にて入力したバッテリ充電フラグFbが値1であるか否かを判定し(ステップS150)、バッテリ充電フラグFbが値1であると判定されたときには、降圧制御の実行中にバッテリ12に充電電流が流れていたことになるため、昇降圧コンバータ23は正常であって降圧制御が正常に実行されていたと判断すると共に、電圧センサ35に異常が発生していると判定して(ステップS160)、本ルーチンを終了する。この場合、モータ側電圧VHの値を正確に検出することが不可能であり、昇降圧コンバータによるバッテリ側電圧VLの昇圧を適正に実行することができないことから、電子制御ユニット40は、昇降圧コンバータ23のトランジスタTr1を常時オンとすると共に、トランジスタTr2を常時オフとして、バッテリ12からの電力を昇降圧コンバータ23による昇圧を伴わずにインバータ22側に供給して走行する退避走行を実行する。 If it is determined in step S110 that the value of the motor side voltage VHa after execution of the step-down control is not lower than the motor side voltage VHb before execution of the step-down control, the battery charge flag input in step S100 It is determined whether or not Fb is a value 1 (step S150), and when it is determined that the battery charge flag Fb is a value 1, it means that a charging current has flowed through the battery 12 during the step-down control. Therefore, it is determined that the step-up / step-down converter 23 is normal and the step-down control has been normally executed, and it is determined that an abnormality has occurred in the voltage sensor 35 (step S160), and this routine is terminated. In this case, since it is impossible to accurately detect the value of the motor side voltage VH and the boosting of the battery side voltage VL by the step-up / step-down converter cannot be performed properly, the electronic control unit 40 has the step-up / step-down voltage. While the transistor Tr1 of the converter 23 is always turned on and the transistor Tr2 is always turned off, the electric power from the battery 12 is supplied to the inverter 22 side without being stepped up by the step-up / down converter 23, and the retreat traveling is performed.
これに対して、ステップS150にてバッテリ充電フラグFbが値0であると判定されたときには、降圧制御の実行中にバッテリ12に充電電流が流れていなかったことになるため、降圧制御が正常に実行にされていなかったと判断し、昇降圧コンバータ23のトランジスタTr1のオフ故障が発生していると判定して(ステップS170)、本ルーチンを終了する。この場合、電子制御ユニット40は、昇降圧コンバータ23をシャットダウンして(トランジスタTr1およびTr2を共にオフとして)、インバータ22側からの電力を昇降圧コンバータ23で降圧してバッテリ12へ供給することを禁止すると共に、バッテリ12からの電力を昇降圧コンバータ23による昇圧を伴わずにインバータ22側に供給して走行する退避走行を実行する。 On the other hand, when it is determined in step S150 that the battery charge flag Fb is a value of 0, the charging current is not flowing in the battery 12 during the execution of the step-down control, so that the step-down control is normally performed. It is determined that it has not been executed, it is determined that an off-failure of the transistor Tr1 of the step-up / down converter 23 has occurred (step S170), and this routine ends. In this case, the electronic control unit 40 shuts down the buck-boost converter 23 (turns off both the transistors Tr1 and Tr2), and steps down the power from the inverter 22 by the buck-boost converter 23 and supplies it to the battery 12. While prohibiting, the electric power from the battery 12 is supplied to the inverter 22 side without being stepped up by the step-up / down converter 23, and the retreat traveling is performed.
以上説明した実施例の電力制御装置を備えた電気自動車10では、昇降圧コンバータ23のモータ11側の電圧であるモータ側電圧VH(電力機器側電圧)が目標電圧VH*よりも高いときには当該モータ側電圧VHを低下させるための昇降圧コンバータ23の降圧制御が実行される。このような降圧制御が実行された場合、昇降圧コンバータ23が正常であれば、インバータ22側からの電力が降圧されてバッテリ12に供給され、モータ側電圧VHは低下する。従って、降圧制御の実行後におけるモータ側電圧VHaが降圧制御の実行前におけるモータ側電圧VHbよりも低くなったときには昇降圧コンバータ23は正常であると判定可能であり(ステップS110〜S130)、降圧制御の実行後におけるモータ側電圧VHaが降圧制御の実行前におけるモータ側電圧VHbよりも低くならず且つ降圧制御の実行中にバッテリ12に電流が流れていたときには昇降圧コンバータ23は正常であって電圧センサ35に異常が発生していると判定可能であり(ステップS110,S150およびS160)、降圧制御の実行後におけるモータ側電圧VHaが降圧制御の実行前におけるモータ側電圧VHbよりも低くならず且つ降圧制御の実行中にバッテリに電流が流れていなかったときには昇降圧コンバータ23のトランジスタTr1にオフ故障が発生していると判定可能である(ステップS110,S150およびS170)。これにより、昇降圧コンバータ23の降圧制御の実行可否をより適正に判定することができる。 In the electric vehicle 10 equipped with the power control apparatus of the embodiment described above, when the motor side voltage VH (power equipment side voltage) which is the voltage on the motor 11 side of the step-up / down converter 23 is higher than the target voltage VH *, the motor Step-down control of the step-up / step-down converter 23 for reducing the side voltage VH is executed. When such step-down control is executed, if the step-up / step-down converter 23 is normal, the power from the inverter 22 is stepped down and supplied to the battery 12, and the motor-side voltage VH decreases. Therefore, when the motor side voltage VHa after execution of the step-down control becomes lower than the motor side voltage VHb before execution of the step-down control, it can be determined that the step-up / step-down converter 23 is normal (steps S110 to S130). When the motor side voltage VHa after execution of the control is not lower than the motor side voltage VHb before execution of the step-down control, and current is flowing through the battery 12 during the execution of the step-down control, the step-up / down converter 23 is normal. It can be determined that an abnormality has occurred in voltage sensor 35 (steps S110, S150, and S160), and motor side voltage VHa after execution of step-down control does not become lower than motor side voltage VHb before execution of step-down control. In addition, when current is not flowing through the battery during the step-down control, the buck-boost converter The transistor Tr1 of the motor 23 can be determined off failure has occurred (step S110, S150 and S170). Thereby, it is possible to more appropriately determine whether or not the step-down control of the step-up / down converter 23 can be executed.
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、電力機器としてのモータ11と電力のやり取りが可能なバッテリ12と、当該モータ11との間で電圧を変換する昇降圧コンバータ23が「昇降圧コンバータ」に相当し、昇降圧コンバータ23のモータ11側の電圧であるモータ側電圧VHを検出する電圧センサ35が「電圧センサ」に相当し、モータ側電圧VHが目標電圧VH*となるように昇降圧コンバータ23を制御すると共にモータ側電圧VHが目標電圧VH*よりも高いときには当該モータ側電圧VHを低下させるための昇降圧コンバータ23の降圧制御を実行する電子制御ユニット40が「制御手段」に相当し、図4降圧制御可否判定ルーチンを実行する電子制御ユニット40が「異常判定手段」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the battery 12 capable of exchanging electric power with the motor 11 as a power device, and the step-up / down converter 23 that converts voltage between the motor 11 correspond to the “step-up / down converter”. The voltage sensor 35 for detecting the motor side voltage VH, which is the voltage on the motor 11 side, corresponds to a “voltage sensor”, and controls the step-up / down converter 23 so that the motor side voltage VH becomes the target voltage VH * and the motor side When the voltage VH is higher than the target voltage VH *, the electronic control unit 40 that performs step-down control of the step-up / step-down converter 23 for reducing the motor-side voltage VH corresponds to “control means”. The electronic control unit 40 that executes the routine corresponds to “abnormality determination means”. The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、バッテリと電力機器との間で電圧を変換する昇降圧コンバータを備えた電力制御装置の製造産業において利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the manufacturing industry of a power control device including a buck-boost converter that converts a voltage between a battery and a power device.
10 電気自動車、11 モータ、12 バッテリ、16 デファレンシャルギヤ、18a,18b 駆動輪、22 インバータ、23 昇降圧コンバータ、31,32 平滑コンデンサ、33 抵抗素子、34,35 電圧センサ、40 電子制御ユニット、54 アクセルペダル、55 アクセルペダルポジションセンサ、58 車速センサ、D1,D2 ダイオード、Tr1,Tr2 トランジスタ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric vehicle, 11 Motor, 12 Battery, 16 Differential gear, 18a, 18b Drive wheel, 22 Inverter, 23 Buck-boost converter, 31, 32 Smoothing capacitor, 33 Resistance element, 34, 35 Voltage sensor, 40 Electronic control unit, 54 Accelerator pedal, 55 Accelerator pedal position sensor, 58 Vehicle speed sensor, D1, D2 diode, Tr1, Tr2 transistor.
Claims (1)
前記降圧制御の実行後における前記電力機器側電圧が該降圧制御の実行前における前記電力機器側電圧よりも低くなったときには前記昇降圧コンバータは正常であると判定し、前記降圧制御の実行後における前記電力機器側電圧が該降圧制御の実行前における前記電力機器側電圧よりも低くならず且つ該降圧制御の実行中に前記バッテリに充電電流が流れていたときには前記昇降圧コンバータは正常であって前記電圧センサに異常が発生していると判定し、前記降圧制御の実行後における前記電力機器側電圧が該降圧制御の実行前における前記電力機器側電圧よりも低くならず且つ該降圧制御の実行中に前記バッテリに充電電流が流れていなかったときには前記昇降圧コンバータに異常が発生していると判定する異常判定手段を備えることを特徴とする電力制御装置。
A battery capable of exchanging power with a power device, a buck-boost converter that converts a voltage between the battery and the power device, and a power device-side voltage that is a voltage on the power device side of the buck-boost converter And a voltage sensor that controls the step-up / down converter so that the power equipment side voltage becomes a target voltage, and when the power equipment side voltage is higher than the target voltage, the power equipment side voltage A power control device comprising control means for performing step-down control of the pressure converter,
When the power device side voltage after execution of the step-down control is lower than the power device side voltage before execution of the step-down control, it is determined that the buck-boost converter is normal, and after the step-down control is executed When the power device side voltage is not lower than the power device side voltage before execution of the step-down control, and the charging current is flowing through the battery during the step-down control, the buck-boost converter is normal. It is determined that an abnormality has occurred in the voltage sensor, and the power device side voltage after execution of the step-down control is not lower than the power device side voltage before execution of the step-down control and the step-down control is executed. further comprising an abnormality judging means for determining that abnormality occurs in the buck-boost converter when the charging current to the battery has not been flowing in The power control device according to symptoms.
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