JP2009171643A

JP2009171643A - VOLTAGE CONVERTER, LOAD DRIVE DEVICE EQUIPPED WITH THE SAME, AND ELECTRIC VEHICLE

Info

Publication number: JP2009171643A
Application number: JP2008003492A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kutsuna; 正樹沓名
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2009-07-30

Abstract

【課題】上アームオン制御時に低電圧側が過電圧になるのを防止可能な電圧変換装置を提供する。
【解決手段】昇圧コンバータ２０は、電流抑制回路２５を含む。電流抑制回路２５は、抵抗素子Ｒと、リレーＲＹ１，ＲＹ２とを含む。抵抗素子ＲおよびリレーＲＹ２は、直列接続され、リレーＲＹ１に並列に接続される。制御装置７０は、電圧ＶＨの目標電圧と電圧ＶＬとの差が予め設定されたしきい値以下になると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が常時オン，オフするように信号ＰＷＭＣを生成する。さらに、制御装置７０は、リレーＲＹ１，ＲＹ２をそれぞれオフ，オンするための信号ＳＥ１，ＳＥ２を生成して電流抑制回路２５へ出力する。
【選択図】図１A voltage conversion device capable of preventing an overvoltage on a low voltage side during upper arm on control is provided.
A boost converter includes a current suppression circuit. Current suppression circuit 25 includes a resistance element R and relays RY1, RY2. Resistance element R and relay RY2 are connected in series, and are connected in parallel to relay RY1. Control device 70 generates signal PWMC so that switching elements Q1 and Q2 are always on and off when the difference between the target voltage of voltage VH and voltage VL is equal to or less than a preset threshold value. Further, control device 70 generates signals SE1 and SE2 for turning off and on relays RY1 and RY2, respectively, and outputs them to current suppression circuit 25.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、直流チョッパ型の電圧変換装置における低電圧側の過電圧防止技術に関する。 The present invention relates to an overvoltage prevention technique on a low voltage side in a DC chopper type voltage converter.

特開２００６−３１１７７５号公報（特許文献１）は、直流チョッパ型の昇降圧コンバータ備えた負荷駆動装置を開示する。この負荷駆動装置においては、昇降圧コンバータの上アームと昇降圧コンバータの低電圧側に接続される補機との間にリレーが設けられる。また、昇降圧コンバータの低電圧側に接続される主バッテリの異常が検出されると、主バッテリが電気的に切り離される。そして、主バッテリが電気的に切り離されたバッテリレス制御中に昇降圧コンバータの上アームの短絡故障が検出されると、上記のリレーがオフされる。 Japanese Patent Laying-Open No. 2006-311775 (Patent Document 1) discloses a load driving device including a DC chopper type buck-boost converter. In this load driving device, a relay is provided between the upper arm of the buck-boost converter and an auxiliary device connected to the low voltage side of the buck-boost converter. Further, when an abnormality is detected in the main battery connected to the low voltage side of the buck-boost converter, the main battery is electrically disconnected. When a short-circuit fault in the upper arm of the buck-boost converter is detected during batteryless control in which the main battery is electrically disconnected, the relay is turned off.

この負荷駆動装置によれば、昇降圧コンバータの低電圧側に接続された補機を、耐電圧の増加を図ることなく過電圧から確実に保護することができる（特許文献１参照）。
特開２００６−３１１７７５号公報 According to this load driving apparatus, the auxiliary machine connected to the low voltage side of the buck-boost converter can be reliably protected from overvoltage without increasing the withstand voltage (see Patent Document 1).
JP 2006-31775 A

直流チョッパ型の昇降圧コンバータにおいて、昇圧電圧の目標値（高電圧側の目標電圧）と低電圧側の電圧との電圧差がある程度小さくなると、スイッチング損失の低減およびデッドタイムによる電圧変動の防止を目的として、上アームを常時オン（下アームはオフ）させることがしばしば行なわれる（以下、この制御を「上アームオン制御」とも称する。）。 In a DC chopper type buck-boost converter, if the voltage difference between the target voltage of boost voltage (target voltage on the high voltage side) and the voltage on the low voltage side becomes small to some extent, switching loss is reduced and voltage fluctuation due to dead time is prevented. For the purpose, it is often performed that the upper arm is always on (the lower arm is off) (hereinafter, this control is also referred to as “upper arm on control”).

しかしながら、上アームオン制御を実施すると、上アームをオンさせたタイミングで高電圧側から低電圧側へ上アームを介して瞬間的に過大な電流が流れ、低電圧側に接続された機器に瞬間的に過電圧が印加され得る。 However, when the upper arm on control is performed, excessive current flows instantaneously from the high voltage side to the low voltage side via the upper arm at the timing when the upper arm is turned on, and instantaneously flows to the equipment connected to the low voltage side. An overvoltage may be applied to.

上記公報に開示された負荷駆動装置は、主バッテリが電気的に切り離されたバッテリレス制御中に昇降圧コンバータの上アームの短絡故障が検出された場合に、低電圧側に接続された補機を過電圧から保護可能な負荷駆動装置に向けられたものであり、上述した上アームオン制御時に過電圧を防止可能な装置に向けられたものではない。 The load driving device disclosed in the above publication is an auxiliary machine connected to the low voltage side when a short-circuit fault in the upper arm of the buck-boost converter is detected during batteryless control in which the main battery is electrically disconnected. Is not directed to a device capable of preventing overvoltage during the upper arm on control described above.

それゆえに、この発明の目的は、上アームオン制御時に低電圧側が過電圧になるのを防止可能な電圧変換装置ならびにそれを備えた負荷駆動装置および電動車両を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a voltage conversion device capable of preventing an overvoltage on the low voltage side during upper arm on control, a load driving device including the voltage conversion device, and an electric vehicle.

この発明によれば、電圧変換装置は、第１の正極線と第２の正極線との間に接続され、第２の正極線の電圧を第１の正極線の電圧以上に昇圧する電圧変換装置であって、第１および第２のスイッチング素子と、リアクトルと、電流抑制回路と、制御部とを備える。第１のスイッチング素子は、第２の正極線に接続される。第２のスイッチング素子は、第１のスイッチング素子と負極線との間に接続される。リアクトルは、第１および第２のスイッチング素子の接続ノードと第１の正極線との間に配設される。電流抑制回路は、第１および第２のスイッチング素子の接続ノードとリアクトルとの間に設けられ、与えられる指令に従って、第１および第２のスイッチング素子の接続ノードからリアクトルへ流れる電流を抑制可能に構成される。制御部は、第２の正極線と第１の正極線との電圧差が予め定められた規定値以下のとき、第１のスイッチング素子を常時通電状態に制御するとともに電流抑制回路へ動作指令を出力する。 According to the present invention, the voltage conversion device is connected between the first positive electrode line and the second positive electrode line, and increases the voltage of the second positive electrode line to be higher than the voltage of the first positive electrode line. It is an apparatus, Comprising: A 1st and 2nd switching element, a reactor, a current suppression circuit, and a control part are provided. The first switching element is connected to the second positive line. The second switching element is connected between the first switching element and the negative electrode line. The reactor is disposed between the connection node of the first and second switching elements and the first positive line. The current suppression circuit is provided between the connection node of the first and second switching elements and the reactor, and can suppress the current flowing from the connection node of the first and second switching elements to the reactor according to a given command. Composed. When the voltage difference between the second positive electrode line and the first positive electrode line is equal to or less than a predetermined value, the control unit controls the first switching element to be always energized and issues an operation command to the current suppression circuit. Output.

好ましくは、電流抑制回路は、抵抗素子と、第１および第２のリレーとを含む。第１のリレーは、第１および第２のスイッチング素子の接続ノードとリアクトルとの間に接続される。抵抗素子および第２のリレーは、第１および第２のスイッチング素子の接続ノードとリアクトルとの間に直列に接続され、第１のリレーに並列に接続される。そして、制御部は、第２の正極線と第１の正極線との電圧差が規定値よりも大きいとき、第１および第２のリレーをそれぞれオン，オフさせ、第２の正極線と第１の正極線との電圧差が規定値以下のとき、第１のスイッチング素子を常時通電状態に制御するとともに第１および第２のリレーをそれぞれオフ，オンさせる。 Preferably, the current suppression circuit includes a resistance element and first and second relays. The first relay is connected between the connection node of the first and second switching elements and the reactor. The resistance element and the second relay are connected in series between the connection node of the first and second switching elements and the reactor, and are connected in parallel to the first relay. When the voltage difference between the second positive electrode line and the first positive electrode line is greater than a specified value, the control unit turns on and off the first and second relays, respectively, When the voltage difference from the first positive electrode line is equal to or less than the specified value, the first switching element is controlled to be always energized and the first and second relays are turned off and on, respectively.

また、好ましくは、電流抑制回路は、第１および第２のスイッチング素子の接続ノードとリアクトルとの間に配設される電力線と負極線との間に直列に接続される抵抗素子およびリレーを含む。そして、制御部は、第２の正極線と第１の正極線との電圧差が規定値よりも大きいとき、リレーをオフさせ、第２の正極線と第１の正極線との電圧差が規定値以下のとき、第１のスイッチング素子を常時通電状態に制御するとともにリレーをオンさせる。 Preferably, the current suppression circuit includes a resistance element and a relay connected in series between a power line and a negative line arranged between the connection node of the first and second switching elements and the reactor. . When the voltage difference between the second positive electrode line and the first positive electrode line is larger than a specified value, the control unit turns off the relay, and the voltage difference between the second positive electrode line and the first positive electrode line is When the value is less than the specified value, the first switching element is controlled to be always energized and the relay is turned on.

また、この発明によれば、負荷駆動装置は、再充電可能な蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて第１の電気負荷を駆動可能な駆動装置と、蓄電装置と駆動装置との間に接続され、蓄電装置から供給される電力を蓄電装置の電圧以上に昇圧可能に構成された上述のいずれかの電圧変換装置と、蓄電装置と電圧変換装置との間に接続される第２の電気負荷とを備える。 According to the invention, the load driving device includes: a rechargeable power storage device; a drive device capable of driving the first electric load by receiving power supplied from the power storage device; and the power storage device and the drive device. One of the voltage conversion devices described above configured to be able to boost the power supplied from the power storage device to a voltage higher than the voltage of the power storage device, and a second connected between the power storage device and the voltage conversion device Electric load.

また、この発明によれば、電動車両は、再充電可能な蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受ける駆動装置と、駆動装置によって駆動される電動機と、電動機によって駆動される車輪と、蓄電装置と駆動装置との間に接続され、蓄電装置から供給される電力を蓄電装置の電圧以上に昇圧可能に構成された上述のいずれかの電圧変換装置と、蓄電装置と電圧変換装置との間に接続される第２の電気負荷とを備える。 According to the invention, the electric vehicle includes a rechargeable power storage device, a drive device that receives supply of electric power from the power storage device, an electric motor driven by the drive device, a wheel driven by the electric motor, Between any of the above-described voltage conversion devices connected between the device and the drive device and configured to boost the power supplied from the power storage device to a voltage higher than the voltage of the power storage device, and between the power storage device and the voltage conversion device And a second electrical load connected to.

この発明においては、電圧変換装置は、第１および第２のスイッチング素子とリアクトルとを備えた直流チョッパ回路から成る。そして、第１および第２のスイッチング素子の接続ノードとリアクトルとの間に電流抑制回路が設けられ、第２の正極線と第１の正極線との電圧差が予め定められた規定値以下のとき、第１のスイッチング素子を常時通電状態に制御するとともに電流抑制回路へ動作指令が出力されるので、上アームオン制御の実施により上アームがオンされたとき、高電圧側の第２の正極線から第１のスイッチング素子およびリアクトルを介して低電圧側の第１の正極線へ流れ込む電流が抑制される。 In the present invention, the voltage conversion device includes a DC chopper circuit including first and second switching elements and a reactor. A current suppression circuit is provided between the connection node of the first and second switching elements and the reactor, and a voltage difference between the second positive line and the first positive line is equal to or less than a predetermined specified value. When the upper arm is turned on by performing the upper arm on control, the first switching element is controlled to be always energized and the operation command is output to the current suppression circuit. Current flowing into the first positive line on the low voltage side through the first switching element and the reactor is suppressed.

したがって、この発明によれば、上アームオン制御時に低電圧側が過電圧になるのを防止することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the low voltage side from becoming an overvoltage during the upper arm ON control.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電圧変換装置を搭載した電動車両の全体ブロック図である。図１を参照して、電動車両１０は、蓄電装置Ｂと、昇圧コンバータ２０と、インバータ３０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、モータジェネレータＭＧとを備える。また、電動車両１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と、補機用蓄電装置５０と、補機６０と、制御装置７０と、電圧センサ８２，８４とをさらに備える。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is an overall block diagram of an electric vehicle equipped with a voltage conversion device according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, electrically powered vehicle 10 includes a power storage device B, a boost converter 20, an inverter 30, capacitors C1 and C2, and a motor generator MG. Electric vehicle 10 further includes a DC / DC converter 40, an auxiliary power storage device 50, an auxiliary device 60, a control device 70, and voltage sensors 82 and 84.

蓄電装置Ｂは、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Ｂの電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置Ｂは、昇圧コンバータ２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０へ直流電力を供給する。また、蓄電装置Ｂは、モータジェネレータＭＧによって回生発電される電力を蓄える。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタも採用可能であり、モータジェネレータＭＧにより発電された電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力を昇圧コンバータ２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。 The power storage device B is a rechargeable DC power source, and includes, for example, a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion. The voltage of power storage device B is, for example, about 200V. Power storage device B supplies DC power to boost converter 20 and DC / DC converter 40. Power storage device B stores electric power regenerated by motor generator MG. A large-capacity capacitor can also be adopted as power storage device B, and the electric power generated by motor generator MG can be temporarily stored, and the electric power that can be supplied to boost converter 20 and DC / DC converter 40. Any buffer can be used.

コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間に接続され、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧変動を平滑化する。電圧センサ８２は、コンデンサＣ１の端子間電圧、すなわち正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧ＶＬを検出し、その検出値を制御装置７０へ出力する。 Capacitor C1 is connected between positive electrode line PL1 and negative electrode line NL, and smoothes voltage fluctuations between positive electrode line PL1 and negative electrode line NL. Voltage sensor 82 detects a voltage between terminals of capacitor C1, that is, voltage VL between positive line PL1 and negative line NL, and outputs the detected value to control device 70.

昇圧コンバータ２０は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬと、電流抑制回路２５とを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に直列に接続される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に逆並列に接続される。リアクトルＬは、正極線ＰＬ１に一端が接続される。そして、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードとリアクトルＬとの間に電流抑制回路２５が接続される。 Boost converter 20 includes switching elements Q1 and Q2, diodes D1 and D2, a reactor L, and a current suppression circuit 25. Switching elements Q1, Q2 are connected in series between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL. Diodes D1 and D2 are connected in antiparallel to switching elements Q1 and Q2, respectively. Reactor L has one end connected to positive electrode line PL1. Current suppression circuit 25 is connected between the connection node of switching elements Q1 and Q2 and reactor L.

なお、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２として、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等を用いることができる。 As the switching elements Q1, Q2, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor), or the like can be used.

電流抑制回路２５は、抵抗素子Ｒと、リレーＲＹ１，ＲＹ２とを含む。リレーＲＹ１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードとリアクトルＬとの間に接続される。抵抗素子ＲおよびリレーＲＹ２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードとリアクトルＬとの間に直列に接続され、リレーＲＹ１に並列に接続される。 Current suppression circuit 25 includes a resistance element R and relays RY1, RY2. Relay RY1 is connected between a connection node of switching elements Q1, Q2 and reactor L. Resistance element R and relay RY2 are connected in series between a connection node of switching elements Q1 and Q2 and reactor L, and are connected in parallel to relay RY1.

リレーＲＹ１，ＲＹ２は、それぞれ制御装置７０からの信号ＳＥ１，ＳＥ２によってオン／オフされる。抵抗素子Ｒは、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がそれぞれオン，オフされる上アームオン制御時、高電圧側の正極線ＰＬ２からスイッチング素子Ｑ１を介して低電圧側の正極線ＰＬ１へ流れる電流を抑制する。 Relays RY1, RY2 are turned on / off by signals SE1, SE2 from control device 70, respectively. The resistance element R suppresses the current flowing from the high-voltage-side positive line PL2 to the low-voltage-side positive line PL1 via the switching element Q1 during the upper arm on control when the switching elements Q1 and Q2 are turned on and off, respectively.

昇圧コンバータ２０は、制御装置７０からの信号ＳＥ１，ＳＥ２によってリレーＲＹ１，ＲＹ２がそれぞれオン，オフされているとき、制御装置７０からの信号ＰＷＭＣに基づいて、リアクトルＬを用いて正極線ＰＬ２の電圧を正極線ＰＬ１よりも高い電圧に昇圧する。 Boost converter 20 uses voltage of positive line PL2 using reactor L based on signal PWMC from control device 70 when relays RY1 and RY2 are turned on and off by signals SE1 and SE2 from control device 70, respectively. Is raised to a voltage higher than that of the positive electrode line PL1.

また、昇圧コンバータ２０は、正極線ＰＬ２の電圧と正極線ＰＬ１との電圧差が規定値以下になると、制御装置７０からの信号ＰＷＭＣに基づいてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がそれぞれオン，オフされるとともに（上アームオン制御）、制御装置７０からの信号ＳＥ１，ＳＥ２によってリレーＲＹ１，ＲＹ２がそれぞれオフ，オンされる。 In step-up converter 20, switching device Q1 and Q2 are turned on and off based on signal PWMC from control device 70 when the voltage difference between positive line PL2 and positive line PL1 is equal to or less than a specified value. (Upper arm on control) Relays RY1 and RY2 are turned off and on by signals SE1 and SE2 from control device 70, respectively.

コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に接続され、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧変動を平滑化する。電圧センサ８４は、コンデンサＣ２の端子間電圧、すなわち正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧ＶＨを検出し、その検出値を制御装置７０へ出力する。 Capacitor C2 is connected between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL, and smoothes voltage fluctuations between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL. Voltage sensor 84 detects the voltage across terminals of capacitor C2, that is, voltage VH between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL, and outputs the detected value to control device 70.

インバータ３０は、Ｕ相アーム３２、Ｖ相アーム３４およびＷ相アーム３６を含む。Ｕ相アーム３２、Ｖ相アーム３４およびＷ相アーム３６は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に並列に接続される。Ｕ相アーム３２は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２から成り、Ｖ相アーム３４は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４から成り、Ｗ相アーム３６は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６から成る。ダイオードＤ１１〜Ｄ１６は、それぞれスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６に逆並列に接続される。そして、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の接続ノード、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の接続ノード、およびスイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６の接続ノードは、それぞれモータジェネレータＭＧのＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルに接続される。 Inverter 30 includes a U-phase arm 32, a V-phase arm 34 and a W-phase arm 36. U-phase arm 32, V-phase arm 34, and W-phase arm 36 are connected in parallel between positive electrode line PL2 and negative electrode line NL. U-phase arm 32 is composed of switching elements Q11 and Q12 connected in series, V-phase arm 34 is composed of switching elements Q13 and Q14 connected in series, and W-phase arm 36 is a switching element connected in series. It consists of elements Q15 and Q16. Diodes D11-D16 are connected in antiparallel to switching elements Q11-Q16, respectively. The connection nodes of switching elements Q11 and Q12, the connection nodes of switching elements Q13 and Q14, and the connection nodes of switching elements Q15 and Q16 are connected to the U-phase coil, V-phase coil and W-phase coil of motor generator MG, respectively. The

そして、インバータ３０は、制御装置７０からの信号ＰＷＭＩに基づいて、正極線ＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧを駆動する。また、インバータ３０は、信号ＰＷＭＩに基づいて、モータジェネレータＭＧによって発電される交流電圧を直流電圧に変換して正極線ＰＬ２へ出力する。 Based on signal PWMI from control device 70, inverter 30 converts the DC voltage received from positive line PL2 into an AC voltage to drive motor generator MG. Inverter 30 also converts the AC voltage generated by motor generator MG into a DC voltage based on signal PWMI and outputs the DC voltage to positive line PL2.

モータジェネレータＭＧは、この電動車両１０の駆動輪（図示せず）と連結され、駆動輪を駆動する電動機としてこの電動車両１０に組込まれる。また、電動車両１０の制動時、モータジェネレータＭＧは、駆動輪からの回転力を用いて回生発電を行なう。なお、モータジェネレータＭＧは、エンジン（図示せず）と連結されてエンジン始動を行ない得る電動機として動作し、かつ、エンジンによって駆動される発電機として動作するものとして、電動車両としてのハイブリッド自動車に組込まれてもよい。 Motor generator MG is connected to drive wheels (not shown) of electric vehicle 10 and is incorporated in electric vehicle 10 as an electric motor for driving the drive wheels. Further, at the time of braking of electric vehicle 10, motor generator MG performs regenerative power generation using the rotational force from the drive wheels. Motor generator MG is connected to an engine (not shown) and operates as an electric motor that can start the engine, and operates as a generator driven by the engine, and is incorporated in a hybrid vehicle as an electric vehicle. May be.

ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬに接続される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、正極線ＰＬ１から受ける直流電圧を降圧して補機用蓄電装置５０へ出力する。補機用蓄電装置５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０から出力される電力を蓄え、その蓄えた電力を補機６０へ供給する。補機６０は、電動パワーステアリングや、灯火装置、オーディオ機器などの補機類を総括表示したものである。 DC / DC converter 40 is connected to positive electrode line PL1 and negative electrode line NL. DC / DC converter 40 steps down the DC voltage received from positive line PL1 and outputs the voltage to auxiliary power storage device 50. The auxiliary power storage device 50 stores the electric power output from the DC / DC converter 40 and supplies the stored electric power to the auxiliary device 60. The auxiliary machine 60 is a comprehensive display of auxiliary machines such as electric power steering, lighting devices, and audio equipment.

制御装置７０は、モータジェネレータＭＧのトルク指令値ＴＲ、モータ回転数ＭＲＮ、モータ電流ＭＣＲＴ、モータ回転角θ、電圧センサ８２による電圧ＶＬの検出値、および電圧センサ８４による電圧ＶＨの検出値を受ける。なお、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮは、図示されない車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって算出される。また、モータ電流ＭＣＲＴおよびモータ回転角θは、図示されないセンサによって検出される。 Control device 70 receives torque command value TR of motor generator MG, motor rotation speed MRN, motor current MCRT, motor rotation angle θ, detection value of voltage VL by voltage sensor 82, and detection value of voltage VH by voltage sensor 84. . Torque command value TR and motor rotation speed MRN are calculated by a vehicle ECU (Electronic Control Unit) (not shown). Further, the motor current MCRT and the motor rotation angle θ are detected by a sensor (not shown).

そして、制御装置７０は、昇圧コンバータ２０を駆動するための信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ２０へ出力する。ここで、制御装置７０は、後述の方法により、昇圧コンバータ２０の電流抑制回路２５に含まれるリレーＲＹ１，ＲＹ２をオン／オフ制御するための信号ＳＥ１，ＳＥ２を生成して電流抑制回路２５へさらに出力する。また、制御装置７０は、モータジェネレータＭＧを駆動するための信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ３０へ出力する。 Control device 70 then generates a signal PWMC for driving boost converter 20, and outputs the generated signal PWMC to boost converter 20. Here, control device 70 generates signals SE1 and SE2 for ON / OFF control of relays RY1 and RY2 included in current suppression circuit 25 of boost converter 20 by a method described later, and further supplies current suppression circuit 25 to current suppression circuit 25. Output. Control device 70 also generates a signal PWMI for driving motor generator MG, and outputs the generated signal PWMI to inverter 30.

図２は、図１に示した制御装置７０の機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置７０は、コンバータ制御部７２と、インバータ制御部７４とを含む。コンバータ制御部７２は、トルク指令値ＴＲ、モータ回転数ＭＲＮおよび電圧ＶＨ，ＶＬに基づいて、昇圧コンバータ２０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＭＣとしてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２へ出力する。 FIG. 2 is a functional block diagram of the control device 70 shown in FIG. Referring to FIG. 2, control device 70 includes a converter control unit 72 and an inverter control unit 74. Converter control unit 72 generates a PWM signal for PWM (Pulse Width Modulation) control of switching elements Q1, Q2 of boost converter 20 based on torque command value TR, motor rotation speed MRN, and voltages VH, VL, The generated PWM signal is output to switching elements Q1, Q2 as signal PWMC.

ここで、コンバータ制御部７２は、電圧ＶＨの目標値（以下「目標電圧ＶＲ」とも称する。）と電圧ＶＬとの差が規定値以下になると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が常時オン，オフされるように信号ＰＷＭＣを生成する。さらに、コンバータ制御部７２は、昇圧コンバータ２０の電流抑制回路２５に含まれるリレーＲＹ１，ＲＹ２をそれぞれオフ，オンとするための信号ＳＥ１，ＳＥ２を生成して電流抑制回路２５へ出力する。 Here, converter control unit 72 always turns on and off switching elements Q1 and Q2 when the difference between the target value of voltage VH (hereinafter also referred to as “target voltage VR”) and voltage VL is equal to or less than a specified value. Thus, the signal PWMC is generated. Further, converter control unit 72 generates signals SE 1 and SE 2 for turning off and on relays RY 1 and RY 2 included in current suppression circuit 25 of boost converter 20, and outputs them to current suppression circuit 25.

なお、コンバータ制御部７２は、目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの差が規定値よりも大きいときは、リレーＲＹ１，ＲＹ２をそれぞれオン，オフとするように信号ＳＥ１，ＳＥ２を生成する。 Converter control unit 72 generates signals SE1 and SE2 to turn on and off relays RY1 and RY2, respectively, when the difference between target voltage VR and voltage VL is larger than a specified value.

インバータ制御部７４は、トルク指令値ＴＲ、モータ電流ＭＣＲＴ、電圧ＶＨおよびモータ回転角θに基づいて、インバータ３０のスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６をＰＷＭ制御するためのＰＷＭ信号を生成し、その生成したＰＷＭ信号を信号ＰＷＭＩとしてスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６へ出力する。 Inverter control unit 74 generates a PWM signal for PWM control of switching elements Q11 to Q16 of inverter 30 based on torque command value TR, motor current MCRT, voltage VH and motor rotation angle θ, and the generated PWM The signal is output to switching elements Q11-Q16 as signal PWMI.

図３は、図２に示したコンバータ制御部７２の詳細な機能ブロック図である。図３を参照して、コンバータ制御部７２は、インバータ入力電圧指令演算部１０２と、フィードバック電圧指令演算部１０４と、デューティー比演算部１０６と、ＰＷＭ信号変換部１０８と、電圧差判定部１１０とを含む。 FIG. 3 is a detailed functional block diagram of converter control unit 72 shown in FIG. Referring to FIG. 3, converter control unit 72 includes inverter input voltage command calculation unit 102, feedback voltage command calculation unit 104, duty ratio calculation unit 106, PWM signal conversion unit 108, and voltage difference determination unit 110. including.

インバータ入力電圧指令演算部１０２は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて電圧ＶＨの目標電圧ＶＲを算出し、その算出結果をフィードバック電圧指令演算部１０４および電圧差判定部１１０へ出力する。フィードバック電圧指令演算部１０４は、電圧ＶＨを目標電圧ＶＲに制御するためのフィードバック演算（たとえば比例積分演算）を行ない、その演算結果をデューティー比演算部１０６へ出力する。デューティー比演算部１０６は、電圧ＶＨ，ＶＬに基づいて、電圧ＶＨを目標電圧ＶＲに制御するためのデューティー比を算出し、その算出結果をＰＷＭ信号変換部１０８へ出力する。 Inverter input voltage command calculation unit 102 calculates target voltage VR of voltage VH based on torque command value TR and motor rotation speed MRN, and outputs the calculation result to feedback voltage command calculation unit 104 and voltage difference determination unit 110. . Feedback voltage command calculation unit 104 performs feedback calculation (for example, proportional integration calculation) for controlling voltage VH to target voltage VR, and outputs the calculation result to duty ratio calculation unit 106. The duty ratio calculation unit 106 calculates a duty ratio for controlling the voltage VH to the target voltage VR based on the voltages VH and VL, and outputs the calculation result to the PWM signal conversion unit 108.

電圧差判定部１１０は、インバータ入力電圧指令演算部１０２によって算出された目標電圧ＶＲから電圧ＶＬを差引くことによって得られる電圧差が予め定められたしきい値以下であるか否かを判定する。なお、このしきい値は、スイッチング損失の低減およびデッドタイムによる電圧変動の防止を目的とする上アームオン制御を実施するか否かを判定するためのものである。 Voltage difference determination unit 110 determines whether or not the voltage difference obtained by subtracting voltage VL from target voltage VR calculated by inverter input voltage command calculation unit 102 is equal to or less than a predetermined threshold value. . This threshold value is used to determine whether or not to perform upper arm on control for the purpose of reducing switching loss and preventing voltage fluctuation due to dead time.

そして、電圧差判定部１１０は、目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの電圧差がしきい値以下であると判定すると、ＰＷＭ信号変換部１０８へ出力される信号ＵＯＮを活性化するとともに、昇圧コンバータ２０の電流抑制回路２５に含まれるリレーＲＹ１，ＲＹ２をそれぞれオフ，オンするための信号ＳＥ１，ＳＥ２を電流抑制回路２５へ出力する。一方、電圧差判定部１１０は、目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの電圧差がしきい値よりも大きいと判定したときは、信号ＵＯＮを非活性化し、リレーＲＹ１，ＲＹ２をそれぞれオン，オフするための信号ＳＥ１，ＳＥ２を電流抑制回路２５へ出力する。 When voltage difference determination unit 110 determines that the voltage difference between target voltage VR and voltage VL is equal to or smaller than the threshold value, voltage difference determination unit 110 activates signal UON output to PWM signal conversion unit 108 and boost converter 20. The signals SE1 and SE2 for turning off and on the relays RY1 and RY2 included in the current suppression circuit 25 are output to the current suppression circuit 25, respectively. On the other hand, when voltage difference determination unit 110 determines that the voltage difference between target voltage VR and voltage VL is greater than the threshold value, it deactivates signal UON and turns relays RY1 and RY2 on and off, respectively. The signals SE1 and SE2 are output to the current suppression circuit 25.

ＰＷＭ信号変換部１０８は、電圧差判定部１１０からの信号ＵＯＮが非活性化されているとき、デューティー比演算部１０６によって算出されたデューティー比に基づいて、昇圧コンバータ２０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をＰＷＭ制御するための信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣをスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２へ出力する。 When the signal UON from the voltage difference determination unit 110 is inactivated, the PWM signal conversion unit 108 sets the switching elements Q1 and Q2 of the boost converter 20 based on the duty ratio calculated by the duty ratio calculation unit 106. A signal PWMC for PWM control is generated, and the generated signal PWMC is output to switching elements Q1 and Q2.

一方、信号ＵＯＮが活性化されているとき、ＰＷＭ信号変換部１０８は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が常時オン，オフとなるように信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣをスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２へ出力する。 On the other hand, when the signal UON is activated, the PWM signal converter 108 generates the signal PWMC so that the switching elements Q1 and Q2 are always on and off, and the generated signal PWMC is used as the switching elements Q1 and Q2. Output to.

図４は、図１に示した制御装置７０により実行される過電圧防止処理を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとに実行される。図４を参照して、制御装置７０は、目標電圧ＶＲから電圧ＶＬを差引くことによって得られる電圧差が予め定められたしきい値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの電圧差がしきい値よりも大きいと判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、制御装置７０は、ステップＳ１００へ処理を移行する。 FIG. 4 is a flowchart for explaining an overvoltage prevention process executed by control device 70 shown in FIG. Note that the processing of this flowchart is executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied. Referring to FIG. 4, control device 70 determines whether or not the voltage difference obtained by subtracting voltage VL from target voltage VR is equal to or less than a predetermined threshold value (step S10). If it is determined that the voltage difference between target voltage VR and voltage VL is greater than the threshold value (NO in step S10), control device 70 proceeds to step S100.

ステップＳ１０において目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの電圧差がしきい値以下であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置７０は、昇圧コンバータ２０の電流抑制回路２５に含まれるリレーＲＹ２をオンするように信号ＳＥ２を生成し（ステップＳ２０）、リレーＲＹ１をオフするように信号ＳＥ１を生成する（ステップＳ３０）。その後、制御装置７０は、昇圧コンバータ２０の上アームを構成するスイッチング素子Ｑ１を常時オン（スイッチング素子Ｑ２は常時オフ）するための信号ＰＷＭＣを生成して昇圧コンバータ２０へ出力する（ステップＳ４０）。 If it is determined in step S10 that the voltage difference between target voltage VR and voltage VL is equal to or smaller than the threshold value (YES in step S10), control device 70 includes relay RY2 included in current suppression circuit 25 of boost converter 20. The signal SE2 is generated so as to turn on (step S20), and the signal SE1 is generated so as to turn off the relay RY1 (step S30). Thereafter, control device 70 generates signal PWMC for constantly turning on switching element Q1 constituting the upper arm of boost converter 20 (switching element Q2 is always off), and outputs the signal to boost converter 20 (step S40).

上アームオン制御が開始されると、制御装置７０は計時を開始し、上アームオン制御が開始されてから規定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ５０）。この規定時間は、上アームオン制御の開始後、電圧ＶＨと電圧ＶＬとの電圧差がほぼ解消されるまでの予測時間に基づいて予め設定される。 When the upper arm on control is started, the control device 70 starts measuring time and determines whether or not a specified time has elapsed since the upper arm on control was started (step S50). This specified time is set in advance based on an estimated time until the voltage difference between the voltage VH and the voltage VL is almost eliminated after the upper arm on control is started.

上アームオン制御が開始されてから規定時間が経過したと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、制御装置７０は、ステップＳ７０へ処理を移行する。一方、上アームオン制御が開始されてから規定時間が経過していないと判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、制御装置７０は、目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの電圧差が上記のしきい値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６０）。目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの電圧差が上記のしきい値よりも大きいと判定されると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、制御装置７０は、ステップＳ７０へ処理を移行する。目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの電圧差がしきい値以下であると判定されると（ステップＳ６０においてＮＯ）、制御装置７０は、ステップＳ５０へ処理を移行する。 If it is determined that the specified time has elapsed since the upper arm on control was started (YES in step S50), control device 70 proceeds to step S70. On the other hand, when it is determined that the specified time has not elapsed since the upper arm on control was started (NO in step S50), control device 70 determines that the voltage difference between target voltage VR and voltage VL is the above threshold value. It is determined whether it is larger than (step S60). If it is determined that the voltage difference between target voltage VR and voltage VL is larger than the above threshold value (YES in step S60), control device 70 proceeds to step S70. If it is determined that the voltage difference between target voltage VR and voltage VL is equal to or smaller than the threshold value (NO in step S60), control device 70 proceeds to step S50.

ステップＳ５０において規定時間が経過したと判定されるか（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、またはステップＳ６０において目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの電圧差がしきい値よりも大きいと判定されると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、制御装置７０は、スイッチング素子Ｑ１を常時オンとしていた上アームオン制御を解除する（ステップＳ７０）。そして、制御装置７０は、リレーＲＹ１をオンするように信号ＳＥ１を生成し（ステップＳ８０）、リレーＲＹ２をオフするように信号ＳＥ２を生成する（ステップＳ９０）。 If it is determined in step S50 that the specified time has elapsed (YES in step S50), or if it is determined in step S60 that the voltage difference between target voltage VR and voltage VL is greater than the threshold value (in step S60). YES), the control device 70 releases the upper arm on control that always turns on the switching element Q1 (step S70). Then, control device 70 generates signal SE1 to turn on relay RY1 (step S80), and generates signal SE2 to turn off relay RY2 (step S90).

以上のように、この実施の形態１においては、昇圧コンバータ２０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードとリアクトルＬとの間に電流抑制回路２５が設けられる。そして、電圧ＶＨの目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの電圧差がしきい値以下のとき、上アームのスイッチング素子Ｑ１を常時オンとする上アームオン制御が実施されるとともに、電流抑制回路２５に含まれる抵抗素子Ｒによって、上アームのスイッチング素子Ｑ１およびリアクトルＬを介して高電圧側の正極線ＰＬ２から低電圧側の正極線ＰＬ１へ流れ込む電流が抑制される。したがって、この実施の形態１によれば、上アームオン制御時に低電圧側の正極線ＰＬ１が過電圧になるのを防止することができる。その結果、正極線ＰＬ１に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ４０に過電圧が印加されるのを防止することができる。 As described above, in the first embodiment, current suppression circuit 25 is provided between the connection node of switching elements Q1, Q2 of boost converter 20 and reactor L. Then, when the voltage difference between the target voltage VR and the voltage VL of the voltage VH is equal to or less than the threshold value, upper arm on control that always turns on the upper arm switching element Q1 is performed and included in the current suppression circuit 25. The resistance element R suppresses the current flowing from the high-voltage positive electrode line PL2 to the low-voltage positive electrode line PL1 via the upper arm switching element Q1 and the reactor L. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to prevent the positive voltage line PL1 on the low voltage side from becoming an overvoltage during the upper arm on control. As a result, it is possible to prevent an overvoltage from being applied to the DC / DC converter 40 connected to the positive electrode line PL1.

［実施の形態２］
図５は、実施の形態２による電圧変換装置を搭載した電動車両の全体ブロック図である。図５を参照して、この電動車両１０Ａは、図１に示した実施の形態１による電動車両１０の構成において、昇圧コンバータ２０に代えて昇圧コンバータ２０Ａを備え、制御装置７０に代えて制御装置７０Ａを備える。 [Embodiment 2]
FIG. 5 is an overall block diagram of an electric vehicle equipped with the voltage converter according to the second embodiment. Referring to FIG. 5, electrically powered vehicle 10 </ b> A includes boosted converter 20 </ b> A in place of boosted converter 20 in the configuration of electrically powered vehicle 10 according to the first embodiment shown in FIG. 70A is provided.

昇圧コンバータ２０Ａは、図１に示した昇圧コンバータ２０の構成において、電流抑制回路２５に代えて電流抑制回路２５Ａを含む。電流抑制回路２５Ａは、抵抗素子Ｒと、リレーＲＹ３とを含む。抵抗素子ＲおよびリレーＲＹ３は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードとリアクトルＬとの間に配設される正極線と負極線ＮＬとの間に直列に接続される。 Boost converter 20A includes a current suppression circuit 25A in place of current suppression circuit 25 in the configuration of boost converter 20 shown in FIG. Current suppression circuit 25A includes a resistance element R and a relay RY3. Resistance element R and relay RY3 are connected in series between a positive electrode line and a negative electrode line NL arranged between a connection node of switching elements Q1, Q2 and reactor L.

リレーＲＹ３は、制御装置７０からの信号ＳＥ３によってオン／オフされる。抵抗素子Ｒは、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がそれぞれオン，オフされる上アームオン制御時、スイッチング素子Ｑ１をオンさせたタイミングで高電圧側の正極線ＰＬ２からスイッチング素子Ｑ１を介して瞬間的に流れる電流の一部を負極線ＮＬへ放電することによって、低電圧側の正極線ＰＬ１へ流れ込む電流を抑制する。 Relay RY3 is turned on / off by signal SE3 from control device 70. The resistance element R is a current that flows instantaneously from the positive voltage line PL2 on the high voltage side via the switching element Q1 at the timing when the switching element Q1 is turned on during the upper arm on control when the switching elements Q1 and Q2 are turned on and off, respectively. Is discharged to the negative electrode line NL, thereby suppressing a current flowing into the positive electrode line PL1 on the low voltage side.

再び図２を参照して、制御装置７０Ａは、実施の形態１における制御装置７０の構成において、コンバータ制御部７２に代えてコンバータ制御部７２Ａを含む。再び図３を参照して、コンバータ制御部７２Ａは、実施の形態１におけるコンバータ制御部７２の構成において、電圧差判定部１１０に代えて電圧差判定部１１０Ａを含む。 Referring to FIG. 2 again, control device 70A includes a converter control unit 72A in place of converter control unit 72 in the configuration of control device 70 in the first embodiment. Referring again to FIG. 3, converter control unit 72 </ b> A includes a voltage difference determination unit 110 </ b> A instead of voltage difference determination unit 110 in the configuration of converter control unit 72 in the first embodiment.

電圧差判定部１１０Ａは、目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの電圧差がしきい値以下であると判定すると、ＰＷＭ信号変換部１０８へ出力される信号ＵＯＮを活性化するとともに、昇圧コンバータ２０Ａの電流抑制回路２５Ａに含まれるリレーＲＹ３をオンするための信号ＳＥ３を電流抑制回路２５Ａへ出力する。一方、電圧差判定部１１０Ａは、目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの電圧差がしきい値よりも大きいと判定したときは、信号ＵＯＮを非活性化し、リレーＲＹ３をオフするための信号ＳＥ３を電流抑制回路２５Ａへ出力する。 When the voltage difference determination unit 110A determines that the voltage difference between the target voltage VR and the voltage VL is equal to or less than the threshold value, the voltage difference determination unit 110A activates the signal UON output to the PWM signal conversion unit 108 and the current of the boost converter 20A. Signal SE3 for turning on relay RY3 included in suppression circuit 25A is output to current suppression circuit 25A. On the other hand, when voltage difference determination unit 110A determines that the voltage difference between target voltage VR and voltage VL is larger than the threshold value, signal U3 is deactivated and signal SE3 for turning off relay RY3 is supplied as current. Output to the suppression circuit 25A.

なお、コンバータ制御部７２Ａのその他の構成は、実施の形態１におけるコンバータ制御部７２と同じである。 Other configurations of converter control unit 72A are the same as converter control unit 72 in the first embodiment.

図６は、図５に示した制御装置７０Ａにより実行される過電圧防止処理を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、一定時間毎または所定の条件が成立するごとに実行される。図６を参照して、このフローチャートは、図４に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２０，Ｓ３０に代えてステップＳ３５を含み、ステップＳ８０，Ｓ９０に代えてステップＳ９５を含む。 FIG. 6 is a flowchart for explaining an overvoltage prevention process executed by control device 70A shown in FIG. Note that the processing of this flowchart is also executed at regular time intervals or whenever a predetermined condition is satisfied. Referring to FIG. 6, this flowchart includes step S35 in place of steps S20 and S30 and includes step S95 in place of steps S80 and S90 in the flowchart shown in FIG.

すなわち、ステップＳ１０において目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの電圧差がしきい値以下であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置７０Ａは、昇圧コンバータ２０Ａの電流抑制回路２５Ａに含まれるリレーＲＹ３をオンするように信号ＳＥ３を生成する（ステップＳ３５）。そして、制御装置７０Ａは、ステップＳ４０へ処理を移行し、昇圧コンバータ２０の上アームを構成するスイッチング素子Ｑ１を常時オン（スイッチング素子Ｑ２は常時オフ）するための信号ＰＷＭＣを生成して昇圧コンバータ２０Ａへ出力する。 That is, when it is determined in step S10 that the voltage difference between target voltage VR and voltage VL is equal to or smaller than the threshold value (YES in step S10), control device 70A is included in current suppression circuit 25A of boost converter 20A. Signal SE3 is generated so as to turn on relay RY3 (step S35). Then, control device 70A shifts the processing to step S40, generates signal PWMC for constantly turning on switching element Q1 constituting the upper arm of boost converter 20 (switching element Q2 is always off), and boost converter 20A. Output to.

また、ステップＳ７０において、スイッチング素子Ｑ１を常時オンとしていた上アームオン制御が解除されると、制御装置７０Ａは、リレーＲＹ３をオフするように信号ＳＥ３を生成する（ステップＳ９５）。 In step S70, when the upper arm on control in which switching element Q1 is always on is released, control device 70A generates signal SE3 to turn off relay RY3 (step S95).

なお、制御装置７０Ａのその他の機能は、図１に示した実施の形態１における制御装置７０と同じである。 The other functions of control device 70A are the same as those of control device 70 in the first embodiment shown in FIG.

以上のように、この実施の形態２においては、電圧ＶＨの目標電圧ＶＲと電圧ＶＬとの電圧差がしきい値以下のとき、上アームのスイッチング素子Ｑ１を常時オンとする上アームオン制御が実施されるとともに、電流抑制回路２５Ａに含まれる抵抗素子Ｒによって、高電圧側の正極線ＰＬ２からスイッチング素子Ｑ１を介して流れる電流の一部が負極線ＮＬへ放電され、低電圧側の正極線ＰＬ１へ流れ込む電流が抑制される。したがって、この実施の形態２によっても、上アームオン制御時に低電圧側の正極線ＰＬ１が過電圧になるのを防止することができる。その結果、正極線ＰＬ１に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ４０に過電圧が印加されるのを防止することができる。 As described above, in the second embodiment, when the voltage difference between the target voltage VR and the voltage VL of the voltage VH is equal to or smaller than the threshold value, the upper arm on control is performed in which the upper arm switching element Q1 is always turned on. At the same time, the resistance element R included in the current suppression circuit 25A discharges a part of the current flowing from the high-voltage-side positive line PL2 through the switching element Q1 to the negative-line NL, and the low-voltage-side positive line PL1. Current flowing into the is suppressed. Therefore, according to the second embodiment, it is possible to prevent the positive voltage line PL1 on the low voltage side from becoming overvoltage during the upper arm on control. As a result, it is possible to prevent an overvoltage from being applied to the DC / DC converter 40 connected to the positive electrode line PL1.

なお、上記の各実施の形態においては、蓄電装置Ｂは、再充電可能な二次電池としたが、燃料電池であってもよい。そして、上記においては、電動車両１０，１０Ａは、電気自動車としたが、この発明の適用範囲は、電気自動車に限定されるものではなく、ハイブリッド自動車や燃料電池車にもこの発明は適用可能である。 In each of the above embodiments, power storage device B is a rechargeable secondary battery, but may be a fuel cell. In the above description, the electric vehicles 10 and 10A are electric vehicles. However, the scope of the present invention is not limited to electric vehicles, and the present invention can also be applied to hybrid vehicles and fuel cell vehicles. is there.

なお、上記において、正極線ＰＬ１，ＰＬ２は、それぞれこの発明における「第１の正極線」および「第２の正極線」の一実施例に対応し、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、それぞれこの発明における「第１のスイッチング素子」および「第２のスイッチング素子」の一実施例に対応する。また、制御装置７０，７０Ａは、この発明における「制御部」の一実施例に対応し、リレーＲＹ１，ＲＹ２は、それぞれこの発明における「第１のリレー」および「第２のリレー」の一実施例に対応する。さらに、リレーＲＹ３は、この発明における「リレー」の一実施例に対応する。 In the above, positive lines PL1 and PL2 correspond to one embodiment of the “first positive line” and “second positive line” in the present invention, respectively, and switching elements Q1 and Q2 respectively correspond to the present invention. This corresponds to an example of the “first switching element” and the “second switching element”. Control devices 70 and 70A correspond to an embodiment of “control unit” in the present invention, and relays RY1 and RY2 respectively implement “first relay” and “second relay” in the present invention. Corresponds to the example. Further, relay RY3 corresponds to an example of “relay” in the present invention.

また、さらに、モータジェネレータＭＧは、この発明における「第１の電気負荷」および「電動機」の一実施例に対応し、インバータ３０は、この発明における「駆動装置」の一実施例に対応する。また、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、この発明における「第２の電気負荷」の一実施例に対応する。 Further, motor generator MG corresponds to one embodiment of “first electric load” and “electric motor” in the present invention, and inverter 30 corresponds to one embodiment of “driving device” in the present invention. Furthermore, DC / DC converter 40 corresponds to an example of “second electric load” in the present invention.

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、上記した実施の形態の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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

この発明の実施の形態１による電圧変換装置を搭載した電動車両の全体ブロック図である。1 is an overall block diagram of an electric vehicle equipped with a voltage conversion device according to Embodiment 1 of the present invention. 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control apparatus shown in FIG. 図２に示すコンバータ制御部の詳細な機能ブロック図である。It is a detailed functional block diagram of the converter control part shown in FIG. 図１に示す制御装置により実行される過電圧防止処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the overvoltage prevention process performed by the control apparatus shown in FIG. 実施の形態２による電圧変換装置を搭載した電動車両の全体ブロック図である。FIG. 4 is an overall block diagram of an electric vehicle equipped with a voltage conversion device according to a second embodiment. 図５に示す制御装置により実行される過電圧防止処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the overvoltage prevention process performed by the control apparatus shown in FIG.

Explanation of symbols

１０，１０Ａ電動車両、２０，２０Ａ昇圧コンバータ、２５，２５Ａ電流抑制回路、３０インバータ、３２Ｕ相アーム、３４Ｖ相アーム、３６Ｗ相アーム、４０ＤＣ／ＤＣコンバータ、５０補機用蓄電装置、６０補機、７０，７０Ａ制御装置、７２，７２Ａコンバータ制御部、７４インバータ制御部、８２，８４電圧センサ、１０２インバータ入力電圧指令演算部、１０４フィードバック電圧指令演算部、１０６デューティー比演算部、１０８ＰＷＭ信号変換部、１１０，１１０Ａ電圧差判定部、Ｂ蓄電装置、Ｃ１，Ｃ２コンデンサ、ＰＬ１，ＰＬ２正極線、ＮＬ負極線、Ｌリアクトル、ＲＹ１〜ＲＹ３リレー、Ｒ抵抗素子、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６スイッチング素子、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１１〜Ｄ１６ダイオード、ＭＧモータジェネレータ。 10, 10A electric vehicle, 20, 20A boost converter, 25, 25A current suppression circuit, 30 inverter, 32 U-phase arm, 34 V-phase arm, 36 W-phase arm, 40 DC / DC converter, 50 power storage device for auxiliary equipment, 60 Auxiliary machine, 70, 70A control device, 72, 72A converter control unit, 74 inverter control unit, 82, 84 voltage sensor, 102 inverter input voltage command calculation unit, 104 feedback voltage command calculation unit, 106 duty ratio calculation unit, 108 PWM signal conversion unit, 110, 110A voltage difference determination unit, B power storage device, C1, C2 capacitor, PL1, PL2 positive line, NL negative line, L reactor, RY1 to RY3 relay, R resistance element, Q1, Q2, Q11 Q16 switching element, D1, D2, D11 to D1 Diode, MG motor-generator.

Claims

A voltage conversion device connected between a first positive electrode line and a second positive electrode line and boosting a voltage of the second positive electrode line to a voltage higher than a voltage of the first positive electrode line;
A first switching element connected to the second positive electrode line;
A second switching element connected between the first switching element and the negative electrode line;
A reactor disposed between a connection node of the first and second switching elements and the first positive electrode line;
A current suppression circuit provided between the connection node and the reactor, and configured to suppress a current flowing from the connection node to the reactor according to a given command;
When the voltage difference between the second positive line and the first positive line is equal to or less than a predetermined value, the first switching element is controlled to be always energized and the command is sent to the current suppression circuit. A voltage conversion device comprising a control unit for outputting.

The current suppression circuit is:
A first relay connected between the connection node and the reactor;
A resistance element and a second relay connected in series between the connection node and the reactor, and connected in parallel to the first relay;
The control unit turns on and off the first and second relays when the voltage difference is larger than the specified value, and turns the first switching element when the voltage difference is equal to or less than the specified value. The voltage converter according to claim 1, wherein the voltage converter is controlled to be always energized and the first and second relays are turned off and on, respectively.

The current suppression circuit includes a resistance element and a relay connected in series between the power line and the negative line disposed between the connection node and the reactor,
The control unit turns off the relay when the voltage difference is larger than the specified value, and controls the first switching element to be always energized when the voltage difference is equal to or less than the specified value. The voltage converter according to claim 1, wherein the voltage converter is turned on.

A rechargeable power storage device;
A driving device capable of driving the first electric load by receiving power from the power storage device;
4. The device according to claim 1, wherein the power storage device is connected between the power storage device and the drive device, and configured to be capable of boosting electric power supplied from the power storage device to a voltage higher than the voltage of the power storage device. A voltage converter of
A load driving device comprising: a second electrical load connected between the power storage device and the voltage conversion device.

A rechargeable power storage device;
A driving device that receives supply of electric power from the power storage device;
An electric motor driven by the driving device;
Wheels driven by the motor;
4. The device according to claim 1, wherein the power storage device is connected between the power storage device and the drive device, and configured to be capable of boosting electric power supplied from the power storage device to a voltage higher than the voltage of the power storage device. A voltage converter of
An electric vehicle comprising a second electric load connected between the power storage device and the voltage conversion device.