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JP2019097224A - Control device of electric vehicle - Google Patents

Control device of electric vehicle

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Publication number
JP2019097224A
JP2019097224A JP2017221887A JP2017221887A JP2019097224A JP 2019097224 A JP2019097224 A JP 2019097224A JP 2017221887 A JP2017221887 A JP 2017221887A JP 2017221887 A JP2017221887 A JP 2017221887A JP 2019097224 A JP2019097224 A JP 2019097224A
Authority
JP
Japan
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converter
inverter
power line
buck
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP2017221887A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
智宏 永田
Tomohiro Nagata
智宏 永田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2017221887A priority Critical patent/JP2019097224A/en
Publication of JP2019097224A publication Critical patent/JP2019097224A/en
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Dc-Dc Converters (AREA)
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Abstract

To provide a control device of an electric vehicle capable of suppressing a semiconductor device of an inverter, a buck-boost converter, or a DC/DC converter from becoming hot at the time of discharging of at least one of first and second capacitors.SOLUTION: At the time of discharging of at least one of first capacitor 46 and second capacitor 48, a control device 70 of an electrically-powered vehicle 20 compares the element temperatures of semiconductor elements of at least two of an inverter 34, a buck-boost converter 40, and DC/DC converter 54, and controls a cryogenic device having the lowest element temperature of the at least two devices to operate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電動車両の制御装置に関し、詳しくは、モータと、インバータと、蓄電装置と、昇降圧コンバータと、第1,第2コンデンサと、DC/DCコンバータと、を備える電動車両に搭載される制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an electric vehicle, and more specifically, mounted on an electric vehicle including a motor, an inverter, a storage device, a buck-boost converter, first and second capacitors, and a DC / DC converter. Control device.

従来、この種の電動車両の制御装置としては、モータ(電動機)と、インバータと、蓄電装置と、昇降圧コンバータ(コンバータ)と、第1,第2コンデンサと、を備える電動車両に搭載されるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。インバータは、複数の半導体素子(スイッチング素子)を有し、モータを駆動する。昇降圧コンバータは、複数の半導体素子(スイッチング素子)およびリアクトルを有し、インバータが接続された第1電力ライン(電力線)と蓄電装置が接続された第2電力ライン(電力線)とに接続されている。第1コンデンサは、第1電力ラインに取り付けられている。第2コンデンサは、第2電力ラインに取り付けられている。この制御装置は、インバータおよび昇降圧コンバータの半導体素子を制御する。そして、インバータの半導体素子の温度が所定温度以下であるときにはインバータを通電し、インバータの半導体素子の温度が所定温度を超えたときにはインバータを構成する半導体素子のゲート電圧を値0として通電量を値0とする。こうした制御により、インバータの半導体素子が高温となるのを抑制しながら第1,第2コンデンサを放電している。   Conventionally, a control device of this type of electric vehicle is mounted on an electric vehicle including a motor (electric motor), an inverter, a power storage device, a buck-boost converter (converter), and first and second capacitors. A thing is proposed (for example, refer to patent documents 1). The inverter has a plurality of semiconductor elements (switching elements) to drive the motor. The buck-boost converter has a plurality of semiconductor elements (switching elements) and a reactor, and is connected to a first power line (power line) to which an inverter is connected and a second power line (power line) to which a power storage device is connected. There is. The first capacitor is attached to the first power line. The second capacitor is attached to the second power line. The control device controls semiconductor elements of an inverter and a buck-boost converter. Then, when the temperature of the semiconductor element of the inverter is lower than a predetermined temperature, the inverter is energized, and when the temperature of the semiconductor element of the inverter exceeds the predetermined temperature, the gate voltage of the semiconductor element constituting the inverter is set to 0 It is assumed that 0. By such control, the first and second capacitors are discharged while suppressing the semiconductor element of the inverter from becoming high temperature.

国際公開第2012/160700号International Publication No. 2012/160700

上述の電動車両の制御装置では、インバータの半導体素子が高温になると、インバータの通電量を値0にするから、第1,第2コンデンサを放電できなくなってしまう。そのため、速やかに第1,第2コンデンサを放電する必要があるときに、対処することができなくなる不都合が生じる。こうした不都合を回避する手法として、昇降圧コンバータを作動して第1、第2コンデンサを放電する手法が考えられる。しかしながら、昇降圧コンバータの半導体素子が高温であるときに昇降圧コンバータを作動させると、半導体素子が更に高温になってしまう。   In the above-described control device for an electrically powered vehicle, when the semiconductor element of the inverter reaches a high temperature, the amount of energization of the inverter is set to 0, so that the first and second capacitors can not be discharged. Therefore, when it is necessary to discharge the first and second capacitors promptly, there arises a disadvantage that it can not be dealt with. As a method of avoiding such a problem, a method of operating the buck-boost converter to discharge the first and second capacitors can be considered. However, if the buck-boost converter is operated when the semiconductor device of the buck-boost converter is at a high temperature, the semiconductor device will be at a higher temperature.

本発明の電動車両の制御装置では、第1,第2コンデンサの少なくとも1つを放電するときに、インバータや昇降圧コンバータ,DC/DCコンバータの半導体素子が高温となることを抑制することを主目的とする。   In the control device for an electric vehicle according to the present invention, when discharging at least one of the first and second capacitors, it is mainly to suppress that the semiconductor elements of the inverter, the buck-boost converter and the DC / DC converter become high temperature. To aim.

本発明の電動車両の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The control device for an electric vehicle according to the present invention adopts the following means in order to achieve the above-mentioned main object.

本発明の電動車両の制御装置は、
モータと、
少なくとも1つの半導体素子を有し、前記モータを駆動するインバータと、
蓄電装置と、
少なくとも1つの半導体素子およびリアクトルを有し、前記インバータが接続された第1電力ラインと前記蓄電装置が接続された第2電力ラインとに接続され、前記第2電力ラインと前記第1電力ラインとの間で電圧の変換を伴って電力をやりとりする昇降圧コンバータと、
前記第1電力ラインに取り付けられた第1コンデンサと、
前記第2電力ラインに取り付けられた第2コンデンサと、
少なくとも1つの半導体素子を有し、前記第1電力ラインに接続されたDC/DCコンバータと、
を備える電動車両に搭載され、前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記DC/DCコンバータとを制御する電動車両の制御装置であって、
前記第1,第2コンデンサの少なくとも1つを放電させるときには、前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記DC/DCコンバータとのうち少なくとも2つの装置の前記半導体素子の素子温度を比較し、前記少なくとも2つの装置のうち前記素子温度が最も低い低温装置が作動するように前記低温装置を制御する、
ことを要旨とする。
The control device of the electric vehicle of the present invention is
Motor,
An inverter having at least one semiconductor element and driving the motor;
A storage device,
At least one semiconductor element and a reactor, and connected to a first power line to which the inverter is connected and a second power line to which the power storage device is connected, the second power line and the first power line A buck-boost converter that exchanges power with the conversion of voltage between
A first capacitor attached to the first power line;
A second capacitor attached to the second power line;
A DC / DC converter having at least one semiconductor element and connected to the first power line;
A control device for an electrically powered vehicle mounted on an electrically powered vehicle including the inverter, the buck-boost converter, and the DC / DC converter,
When discharging at least one of the first and second capacitors, the element temperature of the semiconductor element of at least two devices among the inverter, the buck-boost converter, and the DC / DC converter is compared, and the at least two Controlling the cryogenic device so that the cryogenic device having the lowest element temperature of the two devices operates.
Make it a gist.

この本発明の電動車両の制御装置では、第1,第2コンデンサの少なくとも1つを放電させるときには、インバータと昇降圧コンバータとDC/DCコンバータとのうち少なくとも2つの装置の半導体素子の素子温度を比較し、少なくとも2つの装置のうち素子温度が最も低い低温装置の作動が作動するように低温装置を制御する。これにより、第1,第2コンデンサの少なくとも1つを放電させるときに、インバータや昇降圧コンバータ,DC/DCコンバータの半導体素子が高温になることを抑制することができる。   In the control device for an electric vehicle according to the present invention, when discharging at least one of the first and second capacitors, the element temperatures of the semiconductor elements of at least two of the inverter, the buck-boost converter and the DC / DC converter are compared. In comparison, the cryogenic device is controlled to activate the operation of the cryogenic device having the lowest element temperature of at least two devices. Thereby, when discharging at least one of the first and second capacitors, it is possible to suppress that the semiconductor elements of the inverter, the buck-boost converter, and the DC / DC converter become high temperature.

こうした本発明の電動車両の制御装置において、前記電動車両の衝突が検知されることにより前記第1,第2コンデンサの少なくとも1つを放電させるときに、前記低温装置が作動するように前記低温装置を制御してもよい。こうすれば、電動車両の衝突が検知されて第1,第2コンデンサの少なくとも1つを放電させるときに、インバータや昇降圧コンバータ,DC/DCコンバータの半導体素子が高温になることを抑制することができる。   In the control device for an electric vehicle according to the present invention, the low temperature device operates such that the low temperature device operates when at least one of the first and second capacitors is discharged by detecting a collision of the electric vehicle. May be controlled. In this way, when the collision of the electric vehicle is detected and at least one of the first and second capacitors is discharged, the semiconductor elements of the inverter, the buck-boost converter, and the DC / DC converter are prevented from becoming hot. Can.

本発明の一実施例としての制御装置を搭載する電動車両20の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the electric vehicle 20 which mounts the control apparatus as one Example of this invention. ECU70により実行される制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an example of a control routine executed by the ECU 70.

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, modes for carrying out the present invention will be described using examples.

図1は、本発明の一実施例としての制御装置を搭載する電動車両20の構成の概略を示す構成図である。実施例の電動車両20は、図示するように、モータ32と、インバータ34と、メインバッテリ36と、昇降圧コンバータ40と、コンデンサ46,48と、補機バッテリ50と、DC/DCコンバータ54と、システムメインリレーSMRと、電子制御ユニット(以下、「ECU」という)70と、を備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an electric vehicle 20 equipped with a control device as an embodiment of the present invention. As illustrated, the electric vehicle 20 according to the embodiment includes the motor 32, the inverter 34, the main battery 36, the buck-boost converter 40, the capacitors 46 and 48, the accessory battery 50, and the DC / DC converter 54. , System main relay SMR, and an electronic control unit (hereinafter referred to as "ECU") 70.

モータ32は、同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を備える。このモータ32の回転子は、駆動輪22a,22bにデファレンシャルギヤ24を介して連結された駆動軸26に接続されている。   The motor 32 is configured as a synchronous generator motor, and includes a rotor in which permanent magnets are embedded, and a stator in which a three-phase coil is wound. The rotor of the motor 32 is connected to a drive shaft 26 connected to drive wheels 22 a and 22 b via a differential gear 24.

インバータ34は、モータ32に接続されると共に第1電力ラインとしての高電圧系電力ライン42aに接続されている。インバータ34は、パワー半導体素子である図示しない複数のトランジスタ(スイッチング素子)を備えている。モータ32は、高電圧系電力ライン42aに電圧が作用しているときに、ECU70によってインバータ34の複数のトランジスタがスイッチング制御されることにより、回転駆動される。   The inverter 34 is connected to the motor 32 and to a high voltage system power line 42 a as a first power line. The inverter 34 includes a plurality of transistors (switching elements) (not shown) which are power semiconductor elements. The motor 32 is rotationally driven by switching control of the plurality of transistors of the inverter 34 by the ECU 70 when a voltage is applied to the high voltage system power line 42 a.

メインバッテリ36は、例えば定格電圧が200Vや250Vなどのリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、第2電力ラインとしての低電圧系電力ライン42bに接続されている。   The main battery 36 is configured, for example, as a lithium ion secondary battery or a nickel hydrogen secondary battery with a rated voltage of 200 V or 250 V, and is connected to a low voltage system power line 42 b as a second power line.

昇降圧コンバータ40は、高電圧系電力ライン42aと低電圧系電力ライン42bとに接続されている。昇降圧コンバータは、パワー半導体素子である2つのトランジスタT31,T32と、トランジスタT31,T32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、を有する。トランジスタT31は、高電圧系電力ライン42aの正極側ラインに接続されている。トランジスタT32は、トランジスタT31と、高電圧系電力ライン42aおよび低電圧系電力ライン42bの負極側ラインと、に接続されている。リアクトルLは、トランジスタT31,T32同士の接続点と、低電圧系電力ライン42bの正極側ラインと、に接続されている。昇降圧コンバータ40は、ECU70によってトランジスタT31,T32のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧系電力ライン42bの電力を昇圧して高電圧系電力ライン42aに供給したり、高電圧系電力ライン42aの電力を降圧して低電圧系電力ライン42bに供給したりする。コンデンサ46は、高電圧系電力ライン42aの正極側ラインと負極側ラインとに取り付けられており、コンデンサ48は、低電圧系電力ライン42bの正極側ラインと負極側ラインとに取り付けられている。   The buck-boost converter 40 is connected to the high voltage system power line 42 a and the low voltage system power line 42 b. The buck-boost converter has two transistors T31 and T32 which are power semiconductor elements, two diodes D31 and D32 connected in parallel to the transistors T31 and T32, and a reactor L. The transistor T31 is connected to the positive electrode side line of the high voltage system power line 42a. The transistor T32 is connected to the transistor T31 and the negative electrode side line of the high voltage system power line 42a and the low voltage system power line 42b. The reactor L is connected to a connection point between the transistors T31 and T32 and the positive electrode side line of the low voltage system power line 42b. The step-up / down converter 40 boosts the power of the low voltage system power line 42b and supplies it to the high voltage system power line 42a or the high voltage system by adjusting the ratio of the on time of the transistors T31 and T32 by the ECU 70. The power of the power line 42a is stepped down and supplied to the low voltage system power line 42b. The capacitor 46 is attached to the positive electrode side line and the negative electrode side line of the high voltage system power line 42a, and the capacitor 48 is attached to the positive electrode side line and the negative electrode side line of the low voltage system power line 42b.

補機バッテリ50は、例えば定格電圧が12Vや14Vなどの鉛蓄電池として構成されており、第3電力ラインとしての補機系電力ライン42cに接続されている。この補機系電力ライン42cには、補機バッテリ50に加えて、ヘッドライトやルームランプ,オーディオシステム,パワーウインドウ,シートヒータなどの複数の補機52や、ECU70も接続されている。   For example, the auxiliary battery 50 is configured as a lead storage battery with a rated voltage of 12 V or 14 V, and is connected to the auxiliary power line 42c as a third power line. In addition to the accessory battery 50, a plurality of accessories 52 such as a headlight, a room lamp, an audio system, a power window, a seat heater, and the ECU 70 are connected to the accessory power line 42c.

DC/DCコンバータ54は、パワー半導体素子であるトランジスタ(スイッチング素子)と、トランスと、整流回路と、を有する周知の降圧回路として構成されている。DC/DCコンバータ54は、ECU70によってトランジスタがスイッチング制御されることにより、メインバッテリ36からの電力をトランジスタによって直流から交流に変換し、変換した電力をトランスによって降圧し、降圧した電力を整流回路によって整流して補機バッテリ50や補機52に供給している。   The DC / DC converter 54 is configured as a known step-down circuit including a transistor (switching element) which is a power semiconductor element, a transformer, and a rectifier circuit. The DC / DC converter 54 controls the switching of the transistor by the ECU 70 to convert the power from the main battery 36 from direct current to alternating current by the transistor, step down the converted power by the transformer, and rectify the stepped down power by the rectifier circuit. It rectifies and supplies to the auxiliary battery 50 and the auxiliary machine 52.

システムメインリレーSMRは、低電圧系電力ライン42bにおけるコンデンサ48よりもメインバッテリ36側に設けられている。このシステムメインリレーSMRは、ECU70によってオンオフ制御されることにより、メインバッテリ36とコンデンサ48側との接続および接続の解除を行なう。   System main relay SMR is provided closer to main battery 36 than capacitor 48 in low voltage system power line 42b. The system main relay SMR is on / off controlled by the ECU 70 to connect and disconnect the main battery 36 and the capacitor 48 side.

ECU70は、図示しない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、処理プログラムや各種マップ等を記憶する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。   The ECU 70 is configured as a microprocessor centered on a CPU (not shown), and includes a ROM for storing processing programs and various maps, a RAM for temporarily storing data, and an input / output port in addition to the CPU.

ECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ECU70に入力される信号としては、例えば、モータ32の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ32aからの回転位置θmや、モータ32の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流Iu,Ivを挙げることができる。また、メインバッテリ36の端子間に取り付けられた電圧センサ36aからのメインバッテリ36の電圧Vmbや、メインバッテリ36の出力端子に取り付けられた電流センサ36bからのメインバッテリ36の電流Imbも挙げることができる。さらに、コンデンサ46の端子間に取り付けられた電圧センサ46aからのコンデンサ46(高電圧系電力ライン42a)の電圧VHや、コンデンサ48の端子間に取り付けられた電圧センサ48aからのコンデンサ48(低電圧系電力ライン42b)の電圧VL,昇降圧コンバータ40のリアクトルLに流れる電流を検出する電流センサ40aからのリアクトルLの電流ILも挙げることができる。加えて、補機バッテリ50の端子間に取り付けられた電圧センサ50aからの補機バッテリ50の電圧Vhbも挙げることができる。そして、インバータ34の複数のトランジスタのうちの1つの温度を検出する温度センサ34aからの素子温度T1や、昇降圧コンバータ40のトランジスタT32の温度を検出する温度センサ40bからの素子温度T2や、DC/DCコンバータ54のトランジスタの温度を検出する温度センサ54aからの素子温度T3も挙げることができる。また、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号や、シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPも挙げることができる。また、アクセルペダル83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84からのアクセル開度Accや、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V,加速度センサ89からの車体加速度αも挙げることができる。   Signals from various sensors are input to the ECU 70 through input ports. As a signal input to the ECU 70, for example, the rotational position θm from the rotational position detection sensor 32a that detects the rotational position of the rotor of the motor 32, and the phase from the current sensor that detects the current flowing in each phase of the motor 32 The currents Iu and Iv can be mentioned. In addition, the voltage Vmb of the main battery 36 from the voltage sensor 36a attached between the terminals of the main battery 36 and the current Imb of the main battery 36 from the current sensor 36b attached to the output terminal of the main battery 36 may also be listed. it can. Furthermore, the voltage VH of the capacitor 46 (high voltage system power line 42a) from the voltage sensor 46a attached between the terminals of the capacitor 46 and the capacitor 48 (low voltage) from the voltage sensor 48a attached between the terminals of the capacitor 48 The voltage VL of the system power line 42b and the current IL of the reactor L from the current sensor 40a that detects the current flowing through the reactor L of the buck-boost converter 40 can also be mentioned. In addition, the voltage Vhb of the auxiliary battery 50 from the voltage sensor 50a attached between the terminals of the auxiliary battery 50 can also be mentioned. The element temperature T1 from the temperature sensor 34a that detects the temperature of one of the plurality of transistors of the inverter 34, the element temperature T2 from the temperature sensor 40b that detects the temperature of the transistor T32 in the buck-boost converter 40, and DC The element temperature T3 from the temperature sensor 54a that detects the temperature of the transistor of the DC / DC converter 54 can also be mentioned. In addition, the ignition signal from the ignition switch 80 and the shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever 81 can also be mentioned. In addition, the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84 for detecting the depression amount of the accelerator pedal 83, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 for detecting the depression amount of the brake pedal 85, and the vehicle speed sensor 88 The vehicle speed V and the vehicle acceleration α from the acceleration sensor 89 can also be mentioned.

ECU70からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ECU70から出力される信号としては、例えば、インバータ34の図示しない複数のトランジスタへのスイッチング制御信号や、昇降圧コンバータ40のトランジスタT31,T32へのスイッチング制御信号,DC/DCコンバータ54のトランジスタへのスイッチング制御信号を挙げることができる。ECU70は、回転位置検出センサ32aからのモータ32の回転子の回転位置θmに基づいてモータ32の電気角θeや回転数Nmを演算している。また、ECU70は、電流センサ36bからのメインバッテリ36の電流Imbの積算値に基づいてメインバッテリ36の蓄電割合SOCを演算している。ここで、蓄電割合SOCは、メインバッテリ36の全容量に対するメインバッテリ36から放電可能な電力の容量の割合である。   Various control signals are output from the ECU 70 via the output port. As signals output from the ECU 70, for example, switching control signals to a plurality of transistors (not shown) of the inverter 34, switching control signals to the transistors T31 and T32 of the step-up / down converter 40, transistors to the DC / DC converter 54 Switching control signals can be mentioned. The ECU 70 calculates the electrical angle θe and the rotational speed Nm of the motor 32 based on the rotational position θm of the rotor of the motor 32 from the rotational position detection sensor 32a. Further, the ECU 70 calculates the state of charge SOC of the main battery 36 based on the integrated value of the current Imb of the main battery 36 from the current sensor 36 b. Here, the storage ratio SOC is a ratio of the capacity of power that can be discharged from the main battery 36 to the total capacity of the main battery 36.

こうして構成された実施例の電動車両20では、ECU70は、以下の走行制御を行なう。走行制御では、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸26に要求される要求トルクTd*を設定し、設定した要求トルクTd*をモータ32のトルク指令Tm*に設定し、モータ32がトルク指令Tm*で駆動されるようにインバータ34の複数のトランジスタのスイッチング制御を行なう。また、モータ32を目標動作点(トルク指令Tm*および回転数Nm)で駆動できるように高電圧系電力ライン42aの目標電圧VH*を設定し、高電圧系電力ライン42aの電圧VHが目標電圧VH*となるように昇降圧コンバータ40のトランジスタT31,T32のスイッチング制御を行なう。さらに、DC/DCコンバータ54により低電圧系電力ライン42bの電力を降圧して補機系電力ライン42cに供給されるようにDC/DCコンバータ54のトランジスタのスイッチング制御を行なう。   In the electrically powered vehicle 20 of the embodiment configured in this manner, the ECU 70 performs the following travel control. In the traveling control, the required torque Td * required for the drive shaft 26 is set based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, and the set required torque Td * is set for the torque command Tm * of the motor 32. Performs switching control of a plurality of transistors of the inverter 34 so as to be driven by the torque command Tm *. Further, target voltage VH * of high voltage system power line 42a is set so that motor 32 can be driven at the target operating point (torque command Tm * and rotation speed Nm), and voltage VH of high voltage system power line 42a is the target voltage The switching control of the transistors T31 and T32 of the buck-boost converter 40 is performed so as to be VH *. Furthermore, switching control of the transistors of the DC / DC converter 54 is performed so that the power of the low voltage system power line 42 b is stepped down by the DC / DC converter 54 and supplied to the accessory system power line 42 c.

次に、こうして構成された実施例の電動車両20の動作、特に車両の衝突を検知したときの動作について説明する。図2は、ECU70により実行される制御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、車両の衝突を検知したときに実行される。なお、実施例では、ECU70は、加速度センサ89により検出された車体加速度αが衝突判定用の負の閾値αref未満に至ったときに、車両の衝突を検知するものとした。   Next, the operation of the electrically powered vehicle 20 of the embodiment configured as described above, in particular, the operation when a collision of the vehicle is detected will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a control routine executed by the ECU 70. This routine is executed when a vehicle collision is detected. In the embodiment, the ECU 70 detects a collision of the vehicle when the vehicle acceleration α detected by the acceleration sensor 89 reaches less than the negative threshold αref for collision determination.

本ルーチンが実行されると、ECU70のCPUは、システムメインリレーSMRをオフする処理を実行する(ステップS100)。続いて、素子温度T1〜T3を入力する処理を実行する(ステップS110)。素子温度T1〜T3は、温度センサ34a,40b,54aから入力している。   When this routine is executed, the CPU of the ECU 70 executes a process of turning off the system main relay SMR (step S100). Subsequently, a process of inputting the element temperatures T1 to T3 is executed (step S110). The element temperatures T1 to T3 are input from the temperature sensors 34a, 40b and 54a.

続いて、素子温度T1〜T3のうち最も低い温度を最低温度Tminに設定し(ステップS120)、ステップS120で素子温度T1〜T3のうちどの温度を最低温度Tminに設定しているかを調べる(ステップS130)。素子温度T1を最低温度Tminに設定しているときには、モータ32からトルクが出力されないよう(モータ32にd軸電流が流れるよう)インバータ34のトランジスタをスイッチング制御するゼロトルク制御を実行して、インバータ34の各トランジスタのスイッチングとモータ32の巻き線による電力の消費でコンデンサ46を放電(モータ放電)して(ステップS140)、本ルーチンを終了する。このとき、昇降圧コンバータ40のトランジスタT31,T32,DC/DCコンバータ54のトランジスタについては、ゲートをオフとする。このように、ステップS130で最も低い温度とされたトランジスタを有するインバータ34のトランジスタをスイッチング制御してコンデンサ48を放電するから、昇降圧コンバータ40のトランジスタT31,T32やDC/DCコンバータ54のトランジスタをスイッチング制御するときに比して、各トランジスタが高温に至ることを抑制できる。   Subsequently, the lowest temperature of the element temperatures T1 to T3 is set to the lowest temperature Tmin (step S120), and it is checked in step S120 which temperature of the element temperatures T1 to T3 is set to the lowest temperature Tmin (step S120) S130). When the element temperature T1 is set to the minimum temperature Tmin, torque is not output from the motor 32 (so that d-axis current flows in the motor 32). The capacitor 46 is discharged (motor discharge) by the switching of each transistor and the consumption of electric power by the winding of the motor 32 (step S140), and this routine is finished. At this time, the gates of the transistors T31 and T32 of the buck-boost converter 40 and the transistors of the DC / DC converter 54 are turned off. As described above, since the transistor of the inverter 34 having the transistor at the lowest temperature in step S130 is switching-controlled to discharge the capacitor 48, the transistors T31 and T32 of the buck-boost converter 40 and the transistors of the DC / DC converter 54 are Compared to when switching control is performed, each transistor can be prevented from reaching high temperatures.

ステップS130で素子温度T2を最低温度Tminに設定しているときには、昇降圧コンバータ40のトランジスタT31,T32をオンオフして昇降圧コンバータ40の作動によりコンデンサ46,48を放電(昇降圧コンバータ放電)して(ステップS150)、本ルーチンを終了する。ここでは、昇降圧コンバータ40のトランジスタT31をオフとしトランジスタT32をオンとすることでコンデンサ48を放電し、トランジスタT31をオンとしてトランジスタT32をオフとすることでコンデンサ46を放電する。このとき、インバータ34の各トランジスタ,DC/DCコンバータ54のトランジスタについては、ゲートをオフとする。このように、ステップS130の処理で最も低い温度とされたトランジスタを有する昇降圧コンバータ40のトランジスタT31,T32をスイッチング制御してコンデンサ46,48を放電するから、インバータ34の各トランジスタやDC/DCコンバータ54のトランジスタをスイッチング制御するときに比して、各トランジスタが高温に至ることを抑制できる。   When the element temperature T2 is set to the minimum temperature Tmin in step S130, the transistors T31 and T32 of the buck-boost converter 40 are turned on and off to discharge the capacitors 46 and 48 by the operation of the buck-boost converter 40 (buck-boost converter discharge). Then (step S150), this routine ends. Here, the transistor T31 of the step-up / down converter 40 is turned off and the transistor T32 is turned on to discharge the capacitor 48, and the transistor T31 is turned on and the transistor T32 is turned off to discharge the capacitor 46. At this time, the gates of the transistors of the inverter 34 and the transistors of the DC / DC converter 54 are turned off. As described above, the transistors T31 and T32 of the step-up / down converter 40 having the transistor at the lowest temperature in the process of step S130 are switching-controlled to discharge the capacitors 46 and 48. Compared to switching control of the transistors of the converter 54, each transistor can be prevented from reaching high temperatures.

ステップS130で素子温度T3を最低温度Tminに設定しているときには、DC/DCコンバータ54のトランジスタのオンオフを繰り返してDC/DCコンバータ54の作動によりコンデンサ48を放電(DC/DCコンバータ放電)して(ステップS160)、本ルーチンを終了する。このとき、インバータ34の各トランジスタ,昇降圧コンバータ40のトランジスタT31,T32については、ゲートをオフとする。このように、ステップS130の処理で最も低い温度とされたトランジスタを有するDC/DCコンバータ54のトランジスタをスイッチング制御してコンデンサ48を放電するから、インバータ34の各トランジスタや昇降圧コンバータ40のトランジスタT31,T32をスイッチング制御するときに比して、各トランジスタが高温に至ることを抑制できる。   When the element temperature T3 is set to the minimum temperature Tmin in step S130, the transistors of the DC / DC converter 54 are repeatedly turned on and off to discharge the capacitor 48 by the operation of the DC / DC converter 54 (DC / DC converter discharge). (Step S160), this routine ends. At this time, the gates of the transistors of the inverter 34 and the transistors T31 and T32 of the buck-boost converter 40 are turned off. As described above, the transistor of the DC / DC converter 54 having the transistor at the lowest temperature in the process of step S130 is switching-controlled to discharge the capacitor 48. Therefore, each transistor of the inverter 34 and the transistor T31 of the buck-boost converter 40 , T32 can be suppressed from reaching high temperatures as compared to when switching control is performed.

以上説明した実施例の電動車両20によれば、コンデンサ46,48のうちの少なくとも1つを放電させるときには、インバータ34の素子温度T1と昇降圧コンバータ40の素子温度T2とDC/DCコンバータ54の素子温度T3とを比較し、インバータ34と昇降圧コンバータ40とDC/DCコンバータ54とのうち素子温度が最も低い装置を作動することにより、インバータ34や昇降圧コンバータ40,DC/DCコンバータ54の各トランジスタが高温になることを抑制することができる。   According to the electric vehicle 20 of the embodiment described above, when discharging at least one of the capacitors 46 and 48, the element temperature T1 of the inverter 34, the element temperature T2 of the buck-boost converter 40, and the DC / DC converter 54 By comparing the element temperature T3 and operating the device having the lowest element temperature among the inverter 34, the buck-boost converter 40, and the DC / DC converter 54, the inverter 34, the buck-boost converter 40, and the DC / DC converter 54 are operated. It is possible to suppress that each transistor becomes high temperature.

実施例の電動車両20では、複数のトランジスタのうちの1つの温度をインバータ34の素子温度T1としている。しかしながら、インバータ34の複数のトランジスタの少なくとも2つの温度のうち最も高いものを素子温度T1としてもよいし、インバータ34の複数のトランジスタの少なくとも2つの温度を平均したものを素子温度T1としてもよい。   In the electrically powered vehicle 20 of the embodiment, the temperature of one of the plurality of transistors is used as the element temperature T1 of the inverter 34. However, the highest one of the temperatures of at least two of the plurality of transistors of the inverter 34 may be the element temperature T1, or the average of the temperatures of at least two of the plurality of transistors of the inverter 34 may be the element temperature T1.

実施例の電動車両20では、トランジスタT32の温度を昇降圧コンバータ40の素子温度T2としている。しかしながら、トランジスタT31の温度を素子温度T2としたり、トランジスタT31,T32のうち高い方の温度を素子温度T2としたり、トランジスタT31,32の温度を平均したものを素子温度T3としてもよい。   In the electrically powered vehicle 20 of the embodiment, the temperature of the transistor T32 is the element temperature T2 of the buck-boost converter 40. However, the temperature of the transistor T31 may be the element temperature T2, the higher one of the transistors T31 and T32 may be the element temperature T2, or the average of the temperatures of the transistors T31 and T32 may be the element temperature T3.

実施例の電動車両20では、DC/DCコンバータ54のトランジスタの温度を素子温度T3としている。しかしながら、DC/DCコンバータ54が複数のトランジスタを備えている場合には、複数のトランジスタのうちの1つの温度を素子温度T3としてもよいし、複数のトランジスタの温度のうち最も高いものを素子温度T3としてもよいし、複数のトランジスタの少なくとも2つの温度を平均したものを素子温度T3としてもよい。   In the electrically powered vehicle 20 of the embodiment, the temperature of the transistor of the DC / DC converter 54 is the element temperature T3. However, when the DC / DC converter 54 includes a plurality of transistors, the temperature of one of the plurality of transistors may be the element temperature T3, or the highest temperature among the temperatures of the plurality of transistors may be the element temperature. The element temperature T3 may be an average of at least two temperatures of a plurality of transistors.

実施例の電動車両20では、インバータ34の素子温度T1と昇降圧コンバータ40の素子温度T2とDC/DCコンバータ54の素子温度T3とを比較し、インバータ34と昇降圧コンバータ40とDC/DCコンバータ54とのうち素子温度が最も低い装置を作動させている。しかしながら、インバータ34の素子温度T1と昇降圧コンバータ40の素子温度T2とDC/DCコンバータ54の素子温度T3とのうちの少なくとも2つを比較して、素子温度が低いほうの装置を作動してもよい。   In the electric vehicle 20 according to the embodiment, the element temperature T1 of the inverter 34, the element temperature T2 of the buck-boost converter 40, and the element temperature T3 of the DC / DC converter 54 are compared. The device with the lowest element temperature among 54 is operated. However, comparing at least two of the element temperature T1 of the inverter 34, the element temperature T2 of the buck-boost converter 40, and the element temperature T3 of the DC / DC converter 54, It is also good.

実施例の電動車両20では、車両の衝突を検知したときに図2に例示した制御ルーチンを実行している。しかしながら、図2に例示した制御ルーチンを実行するのは車両の衝突を検知したときに限定されるものではなく、コンデンサ46,48の少なくとも1つを放電するときであれば如何なるときに実行しても構わない。   In the electric vehicle 20 of the embodiment, when a collision of the vehicle is detected, the control routine illustrated in FIG. 2 is executed. However, execution of the control routine illustrated in FIG. 2 is not limited to detection of a vehicle collision, and may be performed at any time when discharging at least one of the capacitors 46 and 48. I don't care.

実施例の電動車両20では、蓄電装置として、メインバッテリ36を用いるものとしたが、蓄電可能な装置であればよく、キャパシタなどを用いるものとしてもよい。   In the electric vehicle 20 of the embodiment, the main battery 36 is used as the power storage device, but any device capable of storing power may be used, and a capacitor or the like may be used.

実施例では、本発明を、エンジンを備えずにモータからの動力で走行する電動車両に適用する場合について例示している。しかしながら、本発明を、エンジンとモータとを備えエンジンからの動力とモータからの動力とを用いて走行するタイプの電動車両に適用しても構わない。   In the embodiment, the present invention is applied to an electric powered vehicle that travels with power from a motor without an engine. However, the present invention may be applied to an electric vehicle of a type having an engine and a motor and traveling using power from the engine and power from the motor.

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、モータ32が「モータ」に相当し、インバータ34が「インバータ」に相当し、メインバッテリ36が「蓄電装置」に相当し、昇降圧コンバータ40が「昇降圧コンバータ」に相当し、コンデンサ46が「第1コンデンサ」に相当し、コンデンサ48が「第2コンデンサ」に相当し、DC/DCコンバータ54が「DC/DCコンバータ」に相当する。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the section of "Means for Solving the Problems" will be described. In the embodiment, the motor 32 corresponds to a "motor", the inverter 34 corresponds to an "inverter", the main battery 36 corresponds to a "power storage device", and the buck-boost converter 40 corresponds to a "buck-boost converter" The capacitor 46 corresponds to the "first capacitor", the capacitor 48 corresponds to the "second capacitor", and the DC / DC converter 54 corresponds to the "DC / DC converter".

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。   In addition, the correspondence of the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the section of the means for solving the problem implements the invention described in the column of the means for solving the problem in the example. The present invention is not limited to the elements of the invention described in the section of “Means for Solving the Problems”, as it is an example for specifically explaining the mode for carrying out the invention. That is, the interpretation of the invention described in the section of the means for solving the problem should be made based on the description of the section, and the embodiment is an embodiment of the invention described in the section of the means for solving the problem. 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 by these Examples, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it becomes various forms Of course it can be implemented.

本発明は、電動車両の製造産業などに利用可能である。   The present invention is applicable to the manufacturing industry of electric vehicles and the like.

20 電動車両、22a,22b 駆動輪、24 デファレンシャルギヤ、26 駆動軸、32 モータ、32a 回転位置検出センサ、34 インバータ、34a,40b,54a 温度センサ、36 メインバッテリ、36a,46a,48a,50a 電圧センサ、36b,40a 電流センサ、40 昇降圧コンバータ、42a 高電圧系電力ライン、42b 低電圧系電力ライン、42c 補機系電力ライン、46,48 コンデンサ、50 補機バッテリ、52 補機、54 DC/DCコンバータ、70 電子制御ユニット(ECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、89 加速度センサ、D31,D32 ダイオード、L リアクトル、SMR システムメインリレー、T31,T32 トランジスタ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 electric vehicle, 22a, 22b driving wheel, 24 differential gear, 26 drive shaft, 32 motor, 32a rotational position detection sensor, 34 inverter, 34a, 40b, 54a temperature sensor, 36 main battery, 36a, 46a, 48a, 50a voltage Sensor, 36b, 40a current sensor, 40 buck-boost converter, 42a high voltage system power line, 42b low voltage system power line, 42c accessory system power line, 46, 48 capacitor, 50 accessory battery, 52 accessory, 54 DC / DC converter, 70 electronic control unit (ECU), 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position Nsensa, 88 vehicle speed sensor, 89 acceleration sensor, D31, D32 diodes, L reactor, SMR system main relay, T31, T32 transistor.

Claims (1)

モータと、
少なくとも1つの半導体素子を有し、前記モータを駆動するインバータと、
蓄電装置と、
少なくとも1つの半導体素子およびリアクトルを有し、前記インバータが接続された第1電力ラインと前記蓄電装置が接続された第2電力ラインとに接続され、前記第2電力ラインと前記第1電力ラインとの間で電圧の変換を伴って電力をやりとりする昇降圧コンバータと、
前記第1電力ラインに取り付けられた第1コンデンサと、
前記第2電力ラインに取り付けられた第2コンデンサと、
少なくとも1つの半導体素子を有し、前記第1電力ラインに接続されたDC/DCコンバータと、
を備える電動車両に搭載され、前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記DC/DCコンバータとを制御する電動車両の制御装置であって、
前記第1,第2コンデンサの少なくとも1つを放電させるときには、前記インバータと前記昇降圧コンバータと前記DC/DCコンバータとのうち少なくとも2つの装置の前記半導体素子の素子温度を比較し、前記少なくとも2つの装置のうち前記素子温度が最も低い低温装置が作動するように前記低温装置を制御する、
電動車両の制御装置。
Motor,
An inverter having at least one semiconductor element and driving the motor;
A storage device,
At least one semiconductor element and a reactor, and connected to a first power line to which the inverter is connected and a second power line to which the power storage device is connected, the second power line and the first power line A buck-boost converter that exchanges power with the conversion of voltage between
A first capacitor attached to the first power line;
A second capacitor attached to the second power line;
A DC / DC converter having at least one semiconductor element and connected to the first power line;
A control device for an electrically powered vehicle mounted on an electrically powered vehicle including the inverter, the buck-boost converter, and the DC / DC converter,
When discharging at least one of the first and second capacitors, the element temperature of the semiconductor element of at least two devices among the inverter, the buck-boost converter, and the DC / DC converter is compared, and the at least two Controlling the cryogenic device so that the cryogenic device having the lowest element temperature of the two devices operates.
Control device for an electric vehicle.
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