JP5568055B2

JP5568055B2 - 電力供給装置

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Publication number: JP5568055B2
Application number: JP2011110413A
Authority: JP
Inventors: 将圭洲濱; 和宏田中; 和英宮田; 大介荻野
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2031-05-17
Also published as: JP2012244686A

Description

本発明は、電力供給装置に関し、詳しくは、二次電池と、二次電池が接続された電池電圧系からの電力を昇圧して機器が接続された機器電圧系に供給する昇圧コンバータと、機器電圧系の電圧を検出する電圧センサと、機器電圧系の目標電圧に徐々に近づくように所定の緩変化処理を用いて機器電圧系の電圧指令を設定すると共に電圧センサにより検出される電圧が設定した電圧指令となるように昇圧コンバータを制御する昇圧制御手段と、を備える電力供給装置に関する。

従来、この種の電力供給装置としては、直流電源と、直流電源から入力した電力を昇圧して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路への入力電圧を検出する入力電圧センサと、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路からの出力電圧を検出する出力電圧センサとを備え、検出された出力電圧が目標電圧となるようにＤＣ／ＤＣコンバータ回路を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と入力電圧センサと出力電圧センサとを含む回路に異常が発生した場合には装置の運転を停止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路をＰＷＭ信号により運転中に、出力電圧センサにより検出された電圧と、入力電圧センサにより検出された入力電圧とＰＷＭ信号とに基づく理論上の出力電圧と、の電圧差が所定の電圧差より大きい状態が所定時間継続した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路と入力電圧センサと出力電圧センサとを含む回路に異常が発生したと判定している。

特開２０１１−２４２９４号公報

しかしながら、上述の電力供給装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の制御が適正に行なわれない場合がある。例えば、コンバータ回路や出力電圧センサに異常が発生してセンサにより検出された出力電圧と理論上の出力電圧との電圧差が大きくなったときに、回路に異常が発生したと判定されるまでの所定時間として短い時間を用いることにより装置の運転が停止され過ぎることのないように、この所定時間として比較的長い時間を用いると、所定時間の間にセンサにより検出される出力電圧と目標電圧とが大きく乖離して、コンバータ回路の制御が不安定になる場合が生じる。このため、コンバータ回路の制御を適正に行ないつつ回路の異常を検出することが望まれる。

本発明の電力供給装置は、昇圧コンバータの制御と昇圧コンバータを含む回路の異常検出とをより適正に行なうことを主目的とする。

本発明の電力供給装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電力供給装置は、
二次電池と、前記二次電池が接続された電池電圧系からの電力を昇圧して機器が接続された機器電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記機器電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記機器電圧系の目標電圧に徐々に近づくように所定の緩変化処理を用いて該機器電圧系の電圧指令を設定すると共に前記電圧センサにより検出される電圧が該設定した電圧指令となるように前記昇圧コンバータを制御する昇圧制御手段と、を備える電力供給装置において、
前記昇圧制御手段は、前記設定した電圧指令から前記電圧センサにより検出された電圧を減じて得られる電圧差が第１の所定電圧以上になったときには、前記設定した電圧指令から前記第１の所定電圧以下の第２の所定電圧を減じて得られる電圧を前記機器電圧系の電圧指令として再設定すると共に、該再設定した電圧指令から該機器電圧系の目標電圧に徐々に近づくように前記所定の緩変化処理を用いて該機器電圧系の電圧指令を設定する手段であり、
前記機器電圧系の電圧指令の再設定が異常検出用に予め定められた所定時間内に連続して所定回数発生したときに前記昇圧コンバータと前記電圧センサとを含む回路の異常の発生を検出する異常検出手段
を備えることを特徴とする。

この本発明の電力供給装置では、機器が接続された機器電圧系の目標電圧に徐々に近づくように所定の緩変化処理を用いて機器電圧系の電圧指令を設定すると共に、機器電圧系の電圧を検出する電圧センサにより検出される電圧が設定した電圧指令となるように昇圧コンバータを制御するものにおいて、設定した電圧指令から電圧センサにより検出された電圧を減じて得られる電圧差が第１の所定電圧以上になったときには、設定した電圧指令から第１の所定電圧以下の第２の所定電圧を減じて得られる電圧を機器電圧系の電圧指令として再設定すると共に、再設定した電圧指令から機器電圧系の目標電圧に徐々に近づくように所定の緩変化処理を用いて機器電圧系の電圧指令を設定する。これにより、機器電圧系の電圧指令から電圧センサにより検出される電圧を減じて得られる電圧差が第１の所定電圧を超えないようにすることができ、昇圧コンバータの制御をより適正に行なうことができる。そして、機器電圧系の電圧指令の再設定が異常検出用に予め定められた所定時間内に連続して所定回数発生したときに昇圧コンバータと電圧センサとを含む回路の異常の発生を検出する。これにより、昇圧コンバータと電圧センサとを含む回路の異常を検出することができる。この結果、昇圧コンバータの制御と昇圧コンバータを含む回路の異常検出とをより適正に行なうことができる。ここで、第１の所定電圧は、昇圧コンバータの制御を適正に行なうための電圧として予め定められたものなどを用いることができる。

こうした本発明の電力供給装置において、前記異常検出手段は、前記昇圧制御手段により前記機器電圧系の電圧指令が再設定されたときにカウント回数を１回増大すると共に、前記昇圧制御手段により前記機器電圧系の電圧指令が再設定されずに前記所定時間より小さい第２の所定時間が経過したときに前記カウント回数を値０にリセットし、前記カウント回数が２回以上の前記所定回数になったときに前記回路の異常を検出する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、昇圧コンバータと電圧センサとを含む回路の異常をより確実に検出することができる。

また、本発明の電力供給装置において、前記昇圧制御手段は、前記電圧センサにより検出される機器電圧系の電圧が前記設定した又は前記再設定した電圧指令となるようにフィードバック制御によって前記昇圧コンバータを制御する手段である、ものとすることもできる。

本発明の一実施例である電力供給装置を搭載した駆動装置２０の構成の概略を示す構成図である。電子制御ユニット５０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。電子制御ユニット５０により実行される昇圧系回路異常検出ルーチンの一例を示すフローチャートである。昇圧コンバータ３０の昇圧動作を開始する際の駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊および電圧ＶＨとカウンタＣと昇圧系回路の状態との時間変化の様子の一例を示す説明図である。

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。

図１は、本発明の一実施例である電力供給装置を搭載した駆動装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の駆動装置２０は、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載され、図示するように、永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されたモータ２２と、モータ２２を駆動するためのインバータ２４と、例えばリチウムイオン二次電池などの二次電池として構成されたバッテリ２６と、インバータ２４が接続された電力ライン（以下、駆動電圧系電力ラインという）３２とバッテリ２６が接続された電力ライン（以下、電池電圧系電力ラインという）３４とに接続されて駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨを調節すると共に駆動電圧系電力ライン３２と電池電圧系電力ライン３４との間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ３０と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット５０と、を備える。

インバータ２４は、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、により構成されている。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、駆動電圧系電力ライン３２の正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータ２２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。したがって、インバータ２４に電圧が作用している状態でトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合を調節することにより、三相コイルに回転磁界を形成でき、モータ２２を回転駆動することができる。駆動電圧系電力ライン３２の正極母線と負極母線とには平滑用のコンデンサ３６が接続されている。

昇圧コンバータ３０は、２つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ３１，Ｔ３２とトランジスタＴ３１，Ｔ３２に逆方向に並列接続された２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２とリアクトルＬとからなる昇圧コンバータとして構成されている。２つのトランジスタＴ３１，Ｔ３２は、それぞれ駆動電圧系電力ライン３２の正極母線，駆動電圧系電力ライン３２および電池電圧系電力ライン３４の負極母線に接続されており、その接続点とバッテリ２６の正極端子とにはリアクトルＬが接続されている。したがって、トランジスタＴ３１，Ｔ３２をオンオフすることにより、電池電圧系電力ライン３４の電力を昇圧して駆動電圧系電力ライン３２に供給したり、駆動電圧系電力ライン３２の電力を降圧して電池電圧系電力ライン３４に供給したりすることができる。リアクトルＬと駆動電圧系電力ライン３２および電池電圧系電力ライン３４の負極母線とには平滑用のコンデンサ３８が接続されている。

電子制御ユニット５０は、図示しないが、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やデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポートを備える。電子制御ユニット５０には、モータ２２のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ２２ａからのモータ２２のロータの回転位置θｍや、モータ２２の三相コイルのＶ相，Ｗ相に印加される相電流を検出する電流センサ２３Ｖ，２３Ｗからの相電流Ｉｖ，Ｉｗ，コンデンサ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからの駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨ，コンデンサ３８の端子間に取り付けられた電圧センサ３８ａからの電池電圧系電力ライン３４の電圧ＶＬ，バッテリ２６の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ２６の出力端子に接続された電池電圧系電力ライン３４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ２６に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット５０からは、インバータ２４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号や昇圧コンバータ３０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２へのスイッチング制御信号，システムメインリレー２８をオンオフする駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、電子制御ユニット５０は、回転位置検出センサ２２ａからの回転位置θｍに基づいてモータ２２のロータの電気角θｅや回転数Ｎｍを演算したり、電流センサにより検出されたバッテリ２６の充放電電流Ｉｂに基づいてそのときのバッテリ２６から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ２６を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。

こうして構成された実施例の駆動装置２０では、電子制御ユニット５０は、バッテリ２６の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータ２２からその回転軸（駆動装置２０の駆動軸）に出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ＊を設定すると共に設定したトルク指令Ｔｍ＊でモータ２２が駆動されるようインバータ２４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をスイッチング制御すると共に、駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨがモータ２２のトルク指令Ｔｍ＊と回転数Ｎｍとに応じた目標電圧ＶＨｔａｇとなるよう昇圧コンバータ３０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御する。

次に、こうして構成された実施例の駆動装置２０の動作、特に、昇圧コンバータ３０を制御している最中に昇圧コンバータ３０とコンデンサ３６，３８と電圧センサ３６ａ，３８ａとを含む回路（以下、昇圧系回路という）の異常検出を行なう際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット５０により実行される昇圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図３は、電子制御ユニット５０により実行される昇圧系回路異常検出ルーチンの一例を示すフローチャートである。これらのルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に並行して繰り返し実行される。まず、昇圧制御について説明し、その後、昇圧系回路の異常検出について説明する。

図２の昇圧制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、まず、電圧センサ３８ａからの電池電圧系電力ライン３４の電圧ＶＬや駆動電圧系電力ライン３２の目標電圧ＶＨｔａｇ，電圧センサ３６ａからの駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、駆動電圧系電力ライン３２の目標電圧ＶＨｔａｇは、実施例では、モータ２２の目標動作点（トルク指令Ｔｍ＊，回転数Ｎｍ）でモータ２２を駆動できる駆動電圧系電力ライン３２の電圧としてコンデンサ３６の耐圧よりも若干小さい最大許容電圧ＶＨｍａｘの範囲内で予め定められたものを入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、次式（１）により駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨから目標電圧ＶＨｔａｇに向けて徐々に変化するようレート処理を用いて駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊を設定し（ステップＳ１１０）、設定した駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊から電圧ＶＨを減じて得られる値を電圧差ΔＶＨとして計算する（ステップＳ１２０）。式（１）中、レート値Ｒは、昇圧コンバータ３０の特性などに基づいて適宜定められたものを用いることができる。

VH*=max(min(VHtag,VH+R),VH-R) (1)

続いて、計算した電圧差ΔＶＨの絶対値と第１電圧ＶＨ１とを比較し（ステップＳ１３０）、電圧差ΔＶＨの絶対値が昇圧コンバータ３０の制御を適正に行なうための電圧として予め定められた第１電圧ＶＨ１未満のときには、電圧指令ＶＨ＊は制御に用いるのに適正と判断し、電圧センサ３６ａにより検出される駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨが設定した電圧指令ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ３０をフィードバック制御により制御して（ステップＳ１５０）、昇圧制御ルーチンを終了する。ここで、昇圧コンバータ３０の制御は、実施例では、電池電圧系電力ライン３４の電圧ＶＬと駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨおよび電圧指令ＶＨ＊とを用いて次式（２）により得られる昇圧デューティＤによって、昇圧コンバータ３０のトランジスタＴ３１，Ｔ３２をスイッチング制御することにより行なうものとした。式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」はフィードバック制御における比例項のゲインである。また、第１電圧ＶＨ１は、昇圧コンバータ３０のフィードバック制御に際して電圧指令ＶＨ＊と電圧ＶＨとの電圧差ΔＶＨが過大になって制御が不安定になるなどの状態を回避するため、昇圧コンバータ３０の制御を適正に行なうことができる電圧差ΔＶＨに相当する電圧として予め実験などにより定められたもの（例えば、８０Ｖや１００Ｖなど）を用いるものとした。

D=(VH-VL)/VH+k1・(VH*-VH) (2)

ステップＳ１３０で電圧差ΔＶＨの絶対値が第１電圧ＶＨ１以上のときには、電圧指令ＶＨ＊は制御に用いるのに適正でないと判断し、電圧指令ＶＨ＊から第１電圧ＶＨ１以下の大きさの電圧として予め定められた第２電圧ＶＨ２を減じたものを電圧指令ＶＨ＊として再設定し（ステップＳ１４０）、駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨが再設定した電圧指令ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ３０をフィードバック制御により制御して（ステップＳ１５０）、昇圧制御ルーチンを終了する。ここで、第２電圧ＶＨ２は、実施例では、電圧差ΔＶＨが正の値であるときには正の値（例えば４０Ｖや５０Ｖなど）を用いるものとし、電圧差ΔＶＨが負の値であるときには負の値（例えば−４０Ｖや−５０Ｖなど）を用いるものとした。こうした制御により、駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊と電圧センサ３６ａにより検出される駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨとの電圧差ΔＶＨが第１電圧ＶＨ１を超えないようにすることができ、昇圧コンバータ３０の制御が不安定になるなどの状態を回避して、昇圧コンバータ３０の制御をより適正に行なうことができる。以上、昇圧制御について説明した。次に、昇圧系回路の異常検出について説明する。

図３の昇圧系回路異常検出ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、まず、図２の昇圧制御ルーチンで駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊が再設定されたか否かを判定し（ステップＳ２００）、電圧指令ＶＨ＊が再設定されたときには、電圧指令ＶＨ＊の再設定が１回目であるか否かを判定し（ステップＳ２１０）、電圧指令ＶＨ＊の再設定が１回目であるときには、初期値としては値０が設定されたカウンタＣを値１だけインクリメントする（ステップＳ２３０）。ここで、電圧指令ＶＨ＊の再設定が１回目であるか否かは、実施例では、カウンタＣが値０であるか否かを調べ、カウンタＣが値０のときには１回目であると判定し、カウンタＣが値０より大きいときには１回目でない（２回目以降である）と判定するものとした。

こうしてカウンタＣをインクリメントすると、カウンタＣが、電圧指令ＶＨ＊の再設定が連続して発生した状態を検出するために予め定められた閾値Ｃｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２４０）。いまは、電圧指令ＶＨ＊の再設定が１回目のとき、即ちカウンタＣが値０から値１になったときを考えているから、カウンタＣは閾値Ｃｒｅｆ未満であり、昇圧コンバータ３０を含む昇圧系回路は正常と判断して、そのまま昇圧系回路異常検出ルーチンを終了する。一方、カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ以上のときには、昇圧系回路の異常の発生を検出して（ステップＳ２５０）、昇圧系回路異常検出ルーチンを終了する。こうして昇圧系回路の異常の発生を検出して本ルーチンを終了すると、本ルーチンの実行を停止する。ここで、閾値Ｃｒｅｆとしては、値２以上の値を用いることができ、実施例では、電圧指令ＶＨ＊の再設定が連続して発生した状態を確実に検出するために値３や値４を用いるものとした。なお、カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ以上のとき即ち電圧指令ＶＨ＊の再設定が連続して発生したときに昇圧系回路の異常の発生を検出する状態の詳細については後述する。

ステップＳ２１０で電圧指令ＶＨ＊の再設定が１回目でない（２回目以降である）ときには、電圧指令ＶＨ＊の再設定が前回行なわれてから所定時間Ｔ２が経過しているか否かを判定し（ステップＳ２２０）、電圧指令ＶＨ＊の再設定が前回行なわれてから所定時間Ｔ２が経過していないときには、電圧指令ＶＨ＊の再設定が連続して発生していると判断して、カウンタＣをインクリメントすると共にカウンタＣを閾値Ｃｒｅｆと比較し（ステップＳ２３０，Ｓ２４０）、比較した結果に応じて昇圧系回路の異常の発生を検出して（ステップＳ２５０）、昇圧系回路異常検出ルーチンを終了する。ここで、所定時間Ｔ２は、電圧指令ＶＨ＊の再設定が昇圧系回路に異常が発生していると判断可能な頻度で連続して発生しているか否かを判定するためのものであり、実施例では、電圧指令ＶＨ＊の再設定が所定時間Ｔ１内に閾値Ｃｒｅｆ（実施例では、値３や値４）回の頻度で行なわれたときに昇圧系回路に異常が発生していると判断可能である場合に、この所定時間Ｔ１を閾値Ｃｒｅｆで割って得られる時間を用いるものとした。所定時間Ｔ１と所定時間Ｔ２とは、いずれも予め実験などにより定められたもの（例えば、所定時間Ｔ１は８０ｍｓｅｃや１００ｍｓｅｃ，１２０ｍｓｅｃなど、所定時間Ｔ２は２０ｍｓｅｃや２５ｍｓｅｃ，３０ｍｓｅｃなど）を用いることができる。

ステップＳ２１０，Ｓ２２０で電圧指令ＶＨ＊の再設定が１回目でないときに電圧指令ＶＨ＊の再設定が前回行なわれてから所定時間Ｔ２が経過しているときには、昇圧系回路に異常が発生していると判断可能な頻度ほどには電圧指令ＶＨ＊の再設定が連続して発生していないと判断し、カウンタＣを値０にリセットして（ステップＳ２７０）、昇圧系回路異常検出ルーチンを終了する。

ステップＳ２００で電圧指令ＶＨ＊が再設定されていないときには、電圧指令ＶＨ＊の再設定が前回行なわれてから所定時間Ｔ１が経過しているか否かを判定し（ステップＳ２６０）、電圧指令ＶＨ＊の再設定が前回行なわれてから所定時間Ｔ１が経過していないときには、そのまま昇圧系回路異常検出ルーチンを終了し、電圧指令ＶＨ＊の再設定が前回行なわれてから所定時間Ｔ１が経過しているときには、カウンタＣを値０にリセットして（ステップＳ２７０）、昇圧系回路異常検出ルーチンを終了する。ここで、電圧指令ＶＨ＊の再設定が前回行なわれてから所定時間Ｔ１が経過しているときにカウンタＣを値０にリセットするのは、電圧指令ＶＨ＊が再設定されてカウンタＣが値１になった状態で電圧指令ＶＨ＊の２回目の再設定が続けて発生しなかった場合にカウンタＣが値１になったままとならないようにするためである。したがって、ステップＳ２６０の処理では、所定時間Ｔ１に代えて、所定時間Ｔ２より大きく所定時間Ｔ１より小さい時間を用いるものとしてもよい。

図４は、昇圧コンバータ３０の昇圧動作を開始して駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨを電池電圧系電力ライン３４の電圧ＶＬから上昇させる際の、駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊および電圧ＶＨとカウンタＣと昇圧系回路の状態との時間変化の様子の一例を示す説明図である。図中、上段の駆動電圧系電力ライン３２の電圧において、昇圧制御により電圧指令ＶＨ＊の再設定が行なわれる実施例の電圧指令ＶＨ＊を実線で示し、昇圧制御により電圧指令ＶＨ＊の再設定が行なわれない（図２の昇圧制御ルーチンのステップＳ１２０〜Ｓ１４０の処理が実行されない）比較例の電圧指令ＶＨ＊を破線で示し、電圧センサ３６ａにより検出される駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨを一点鎖線で示す。図示するように、比較例では、比較的高い目標電圧ＶＨｔａｇに至るまで徐々に変化するように電圧指令ＶＨ＊が設定されるために電圧指令ＶＨ＊と電圧ＶＨとの電圧差ΔＶＨが過大になり、昇圧コンバータ３０の制御が不安定になるなどの場合が生じる。これに対し、実施例では、電圧指令ＶＨ＊が目標電圧ＶＨｔａｇに至る前に電圧指令ＶＨ＊と電圧ＶＨとの電圧差ΔＶＨが第１電圧ＶＨ１を超えないよう第２電圧ＶＨ２だけ小さい大きさの指令値となるように電圧指令ＶＨ＊を再設定するから、昇圧コンバータ３０の制御が不安定になるなどの状態を回避して昇圧コンバータ３０の制御をより適正に行なうことができる。そして、電圧センサ３６ａにより検出される電圧ＶＨが電池電圧系電力ライン３４の電圧ＶＬと同じ値を示している場合（一点鎖線参照）など、昇圧コンバータ３０とコンデンサ３６，３８と電圧センサ３６ａ，３８ａを含む昇圧系回路に異常が生じているときには、実施例では、電圧指令ＶＨ＊の再設定が連続して発生することになるため、この電圧指令ＶＨ＊の再設定が昇圧系回路の異常を検出するために予め定められた所定時間Ｔ１内に閾値Ｃｒｅｆ回以上発生したことを判定することによって、昇圧系回路の異常を検出することができるのである。

なお、昇圧系回路の異常としては、昇圧コンバータ３０により駆動電圧系電力ライン３２の電圧を電池電圧系電力ライン３４の電圧ＶＬ以上やこの電圧ＶＬより高い所定電圧以上とすることができなくなる異常や、電圧センサ３６ａにより駆動電圧系電力ライン３２の電圧を正しく検出することができなくなる異常、電圧センサ３８ａにより電池電圧系電力ライン３４の電圧を正しく検出することができなくなる異常などがある。したがって、実施例の駆動装置２０では、昇圧コンバータ３０による昇圧動作が正しく行なわれなくなる異常に加え、例えば、昇圧コンバータ３０により駆動電圧系電力ライン３２の実際の電圧が電圧指令ＶＨ＊に従って昇圧されているにも拘わらず電圧センサ３６ａからの電圧ＶＨが上昇しない異常などの電圧センサ３６ａ，３８ａの異常も昇圧系回路の異常として検出することができる。

以上説明した実施例の駆動装置２０によれば、電圧センサ３８ａにより検出される駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨが、駆動電圧系電力ライン３２の目標電圧ＶＨｔａｇに徐々に近づくようにレート値Ｒによるレート処理を用いて設定した駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ３０を制御している最中に、設定した電圧指令ＶＨ＊から電圧センサ３８ａにより検出された駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨを減じて得られる電圧差ΔＶＨの絶対値が第１電圧ＶＨ１以上になったときには、設定した電圧指令ＶＨ＊から第１電圧ＶＨ１以下の大きさの第２電圧ＶＨ２を減じて得られる電圧を駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊として再設定すると共に再設定した電圧指令ＶＨ＊から駆動電圧系電力ライン３２の目標電圧ＶＨｔａｇに徐々に近づくようにレート値Ｒによるレート処理を用いて駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊を設定するから、駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊から電圧センサ３６ａにより検出される駆動電圧系電力ライン３２の電圧ＶＨを減じて得られる電圧差ΔＶＨが第１電圧ＶＨ１を超えないようにすることができ、昇圧コンバータ３０の制御をより適正に行なうことができる。そして、異常検出用に予め定められた所定時間Ｔ１内に駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊の再設定が連続して閾値Ｃｒｅｆ回発生したときに昇圧コンバータ３０とコンデンサ３６，３８と電圧センサ３６ａ，３８ａとを含む昇圧系回路の異常の発生を検出するから、昇圧系回路の異常を検出することができる。この結果、昇圧コンバータ３０の制御と昇圧コンバータ３０を含む回路の異常検出とをより適正に行なうことができる。

実施例の駆動装置２０では、駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊が再設定されたときにカウンタＣを１回だけインクリメントすると共に電圧指令ＶＨ＊が次に再設定されるまでに所定時間Ｔ２が経過したとき（即ち電圧指令ＶＨ＊が次に再設定されずに所定時間Ｔ２が経過したとき）にカウンタＣを値０にリセットし、カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ以上になったときに昇圧系回路の異常を検出するものとしたが、カウンタＣを用いないものなど、所定時間Ｔ１内に電圧指令ＶＨ＊の再設定が連続して発生したときに昇圧系回路の異常を検出するものであれば、如何なる手法により昇圧系回路の異常を検出するものとしてもよい。

実施例の駆動装置２０では、駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊の再設定が行なわれずに所定時間Ｔ１が経過したことを判定してカウンタＣを値０にリセットするものとしたが、電圧指令ＶＨ＊の再設定が行なわれずに所定時間Ｔ１が経過したか否かの判定は行なわないものとしてもよい。この場合、図２の昇圧系回路異常検出ルーチンのステップＳ２６０の処理を実行しないものとすればよく、更にステップＳ２４０の処理に用いるカウンタＣの閾値Ｃｒｅｆに代えて閾値Ｃｒｅｆより値１だけ大きい閾値を用いるものとしてもよい。

実施例では、レート値Ｒによるレート処理を用いて目標電圧ＶＨｔａｇに徐々に近づくように電圧指令ＶＨ＊を設定するものとしたが、レート処理に代えてなまし処理を用いて目標電圧ＶＨｔａｇｈに徐々に近づくように電圧指令ＶＨ＊を設定するものとしてもよい。

実施例では、本発明を、バッテリ２６と昇圧系回路とを備える電力供給装置に加えて、この電力供給装置から電力供給される駆動電圧系電力ライン３２に接続されたインバータ２４とこのインバータ２４により駆動されるモータ２２とを更に備える駆動装置２０に適用して説明したが、バッテリ２６と昇圧系回路とからなる電力供給装置の形態に適用してもよい。

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、バッテリ２６が「二次電池」に相当し、昇圧コンバータ３０が「昇圧コンバータ」に相当し、電圧センサ３６ａが「電圧センサ」に相当し、駆動電圧系電力ライン３２の目標電圧ＶＨｔａｇに徐々に近づくようにレート値Ｒによるレート処理を用いて駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊を設定すると共に昇圧コンバータ３０を制御し、電圧指令ＶＨ＊から電圧センサ３６ａからの電圧ＶＨを減じて得られる電圧差ΔＶＨの絶対値が第１電圧ＶＨ１以上となったときに電圧指令ＶＨ＊から第１電圧ＶＨ１以下の第２電圧ＶＨ２を減じて得られる電圧を電圧指令ＶＨ＊として再設定して再設定した電圧指令ＶＨ＊から目標電圧ＶＨｔａｇに徐々に近づくようにレート値Ｒによるレート処理を用いて電圧指令ＶＨ＊を設定して電圧センサ３６ａからの電圧ＶＨが電圧指令ＶＨ＊となるように昇圧コンバータ３０を制御する図２の昇圧制御ルーチンを実行する電子制御ユニット５０が「昇圧制御手段」に相当し、昇圧コンバータ３０の制御により駆動電圧系電力ライン３２の電圧指令ＶＨ＊が再設定された回数が所定時間Ｔ１内に閾値Ｃｒｅｆ回以上となったときに昇圧コンバータ３０や電圧センサ３６ａを含む昇圧系回路の異常の発生を検出する図３の昇圧系回路異常検出ルーチンを実行する電子制御ユニット５０が「異常検出手段」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。

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。

本発明は、電力供給装置の製造産業などに利用可能である。

２０駆動装置、２２モータ、２２ａ回転位置検出センサ、２３Ｖ，２３Ｗ電流センサ、２４インバータ、２６バッテリ、３０昇圧コンバータ、３２駆動電圧系電力ライン、３４電池電圧系電力ライン、３６コンデンサ、３６ａ電圧センサ、３８コンデンサ、３８ａ電圧センサ、５０電子制御ユニット、Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ３１，Ｄ３２ダイオード、Ｔ１１〜Ｔ１６，Ｔ３１，Ｔ３２トランジスタ。

Claims

二次電池と、前記二次電池が接続された電池電圧系からの電力を昇圧して機器が接続された機器電圧系に供給する昇圧コンバータと、前記機器電圧系の電圧を検出する電圧センサと、前記機器電圧系の目標電圧に徐々に近づくように所定の緩変化処理を用いて該機器電圧系の電圧指令を設定すると共に前記電圧センサにより検出される電圧が該設定した電圧指令となるように前記昇圧コンバータを制御する昇圧制御手段と、を備える電力供給装置において、
前記昇圧制御手段は、前記設定した電圧指令から前記電圧センサにより検出された電圧を減じて得られる電圧差が第１の所定電圧以上になったときには、前記設定した電圧指令から前記第１の所定電圧以下の第２の所定電圧を減じて得られる電圧を前記機器電圧系の電圧指令として再設定すると共に、該再設定した電圧指令から該機器電圧系の目標電圧に徐々に近づくように前記所定の緩変化処理を用いて該機器電圧系の電圧指令を設定する手段であり、
前記機器電圧系の電圧指令の再設定が異常検出用に予め定められた所定時間内に連続して所定回数発生したときに前記昇圧コンバータと前記電圧センサとを含む回路の異常の発生を検出する異常検出手段
を備えることを特徴とする電力供給装置。