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公開番号2025128803
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024025731
出願日2024-02-22
発明の名称制御装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類B60L 3/00 20190101AFI20250827BHJP(車両一般)
要約【課題】外気温に拘わらず、システムメインリレーが氷結しているか否かを判定する。
【解決手段】システムメインリレーをオフすると共にコンデンサの電圧が第1バッテリの電圧になるようにDC/DCコンバータを制御し、前記コンデンサの電圧が前記第1バッテリの電圧になった後にシステムメインリレーがオンになるようにシステムメインリレーを制御し、その後、第1電力ラインの電圧が第1バッテリの電圧より高い電圧となるようにDC/DCコンバータを制御する判定用充電制御を実行したときの第1バッテリの電圧とコンデンサの電圧とに基づいてシステムメインリレーが氷結している否かを判定する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
モータと、前記モータを駆動するインバータと、第１バッテリと、前記第１バッテリより定格電圧が低い第２バッテリと、前記第１バッテリからの第１電力ラインと前記インバータの電力ラインとしての第２電力ラインとに接続され、前記第１電力ラインと前記第２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るシステムメインリレーと、前記第１電力ラインの前記システムメインリレーより前記インバータ側と、前記第２バッテリからの第３電力ラインとに接続され、前記第１電力ラインと前記第３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ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１電力ラインの前記ＤＣ／ＤＣコンバータの接続点より前記昇降圧コンバータ側において前記第１電力ラインの正極母線と負極母線とに取り付けられるコンデンサと、を備えるモータ装置に用いられ、少なくとも前記システムメインリレーと前記ＤＣ／ＤＣコンバータとを制御する制御装置であって、
前記システムメインリレーをオフすると共に前記コンデンサの電圧が前記第１バッテリの電圧になるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記コンデンサの電圧が前記第１バッテリの電圧になった後に前記システムメインリレーがオンになるように前記システムメインリレーを制御し、その後、前記第１電力ラインの電圧が前記第１バッテリの電圧より高い電圧となるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する判定用充電制御を実行したときの前記第１バッテリの電圧と前記コンデンサの電圧とに基づいて前記システムメインリレーが氷結している否かを判定する
制御装置。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
請求項１記載の制御装置であって、
前記判定用充電制御の実行中における前記第１バッテリの電圧と前記コンデンサの電圧との偏差に基づいて前記システムメインリレーが氷結している否かを判定する
制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の制御装置であって、
前記判定用充電制御の実行中において、前記偏差が閾値以上のときには、前記システムメインリレーが氷結していると判定する
制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の制御装置であって、
前記判定用充電制御の実行中における、前記第１バッテリの電圧の変化と、前記コンデンサの電圧の変化と、に基づいて、前記システムメインリレーが氷結している否かを判定する
制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の制御装置であって、
前記判定用充電制御の実行中において、前記第１バッテリの電圧の上昇量が第１閾値未満であり、且つ、前記コンデンサの電圧の上昇量が第２閾値以上のときには、前記システムメインリレーが氷結していると判定する
制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、制御装置に関する。
続きを表示（約 3,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種の制御装置としては、モータと、インバータと、第１、第２バッテリと、昇圧コンバータと、システムメインリレーと、ＤＣ／ＤＣコンバータと、コンデンサと、を備えるモータ装置に用いられ、少なくともシステムメインリレーとＤＣ／ＤＣコンバータとを制御す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、モータを駆動する。第２バッテリは、第１バッテリより定格電圧が低い。昇圧コンバータは、第１バッテリからの第１電力ラインとインバータの電力ラインとしての第２電力ラインとに接続され、第１電力ラインからの電力を昇圧して第２電力ラインに供給する。システムメインリレーは、第１電力ラインに取り付けられている。システムメインリレーは、第１電力ラインの正極母線に取り付けられる第１リレーと、第１電力ラインの負極母線に取り付けられる第２リレーと、第１電力ラインの負極母線に第２リレーと並列に接続される第３リレーとを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータは、第１電力ラインのシステムメインリレーよりインバータ側と、第２バッテリからの第３電力ラインとに接続され、第１電力ラインと第３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。コンデンサは、第１電力ラインのＤＣ／ＤＣコンバータの接続点より昇降圧コンバータ側において第１電力ラインの正極母線と負極母線とに取り付けられている。この装置では、第１リレー、第２リレーをオンし、第３リレーをオフして、コンデンサをプリチャージする。そして、プリチャージ後、第１リレー、第３リレーをオンし、第２リレーをオフして、所定時間待機する。そして、所定時間の待機の前後におけるコンデンサの電圧に基づいて、第３リレーが氷結しているか否かを判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１６０６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、システムメインリレーを第１、第３リレーのみを備えるものとし、第２バッテリからの電力をＤＣ／ＤＣコンバータを介して第１電力ラインに供給してコンデンサをプリチャージするモータ装置が提案されている。この装置で、システムメインリレーの氷結を判定する手法としては、プリチャージ後に、オンするようにシステムメインリレー（第１、第３リレー）を制御すると共に第１電力ラインの電圧が第１バッテリの電圧よりわずかに高くなるようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する所定制御を実行し、所定制御後にコンデンサの電圧がほぼ一定であるときにはシステムメインリレーが氷結していないと判定し、所定制御後にコンデンサの電圧が閾値を超えて上昇したときにはシステムメインリレーが氷結していると判定する手法が考えられる。しかし、外気温が極低温のときには、第１バッテリの内部抵抗が高く第１バッテリの電圧が上昇することから、システムメインリレーが氷結していないときでも、第１バッテリの電圧が上昇することでコンデンサの電圧が上昇して閾値を超え、システムメインリレーが氷結していると誤判定することがある。
【０００５】
本開示の制御装置は、外気温に拘わらず、システムメインリレーが氷結しているか否かを判定することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本開示の制御装置は、
モータと、前記モータを駆動するインバータと、第１バッテリと、前記第１バッテリより定格電圧が低い第２バッテリと、前記第１バッテリからの第１電力ラインと前記インバータの電力ラインとしての第２電力ラインとに接続され、前記第１電力ラインと前記第２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るシステムメインリレーと、前記第１電力ラインの前記システムメインリレーより前記インバータ側と、前記第２バッテリからの第３電力ラインとに接続され、前記第１電力ラインと前記第３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ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１電力ラインの前記ＤＣ／ＤＣコンバータの接続点より前記昇降圧コンバータ側において前記第１電力ラインの正極母線と負極母線とに取り付けられるコンデンサと、を備えるモータ装置に用いられ、少なくとも前記システムメインリレーと前記ＤＣ／ＤＣコンバータとを制御する制御装置であって、
前記システムメインリレーをオフすると共に前記コンデンサの電圧が前記第１バッテリの電圧になるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記コンデンサの電圧が前記第１バッテリの電圧になった後に前記システムメインリレーがオンになるように前記システムメインリレーを制御し、その後、前記第１電力ラインの電圧が前記第１バッテリの電圧より高い電圧となるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する判定用充電制御を実行したときの前記第１バッテリの電圧と前記コンデンサの電圧とに基づいて前記システムメインリレーが氷結している否かを判定する
ことを要旨とする。
【０００８】
この本開示の制御装置では、システムメインリレーをオフすると共にコンデンサの電圧が第１バッテリの定格電圧になるようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。そして、コンデンサの電圧が第１バッテリの電圧になった後に、システムメインリレーがオンになるようにシステムメインリレーを制御し、その後、第１電力ラインの電圧が第１バッテリの電圧より高い電圧となるようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する判定用充電制御を実行したときの第１バッテリの電圧とコンデンサの電圧とに基づいてシステムメインリレーが氷結している否かを判定する。システムメインリレーがオンになるようにシステムメインリレーを制御したときに、システムメインリレーが氷結していないときには、システムメインリレーがオンする。システムメインリレーがオンの状態で、判定用充電制御を実行すると、外気温に拘わらず、即ち、第１バッテリの内部抵抗に拘わらず、第１バッテリの電圧とコンデンサの電圧とは同一の電圧となる。システムメインリレーが氷結しているときには、システムメインリレーがオンとならずにオフで維持される。システムメインリレーがオフの状態で、判定用充電制御を実行すると、外気温に拘わらず、即ち、第１バッテリの内部抵抗に拘わらず第１バッテリの電圧とコンデンサの電圧とが異なる電圧となる。したがって、システムメインリレーがオンになるようにシステムメインリレーを制御し、その後、判定用充電制御を実行したときの第１バッテリの電圧とコンデンサの電圧とに基づいてシステムメインリレーが氷結している否かを判定することにより、外気温に拘わらず、システムメインリレーが氷結しているか否かを判定できる。
【０００９】
こうした本開示の制御装置において、判定用充電制御の実行中における第１バッテリの電圧とコンデンサの電圧との偏差に基づいてシステムメインリレーが氷結している否かを判定してもよい。システムメインリレーが氷結していないときには、オンになるようにシステムメインリレーを制御するとシステムメインリレーがオンとなるから、判定用充電制御を実行したときに、外気温に拘わらず、第１バッテリの電圧とコンデンサの電圧とが同一の電圧となる。システムメインリレーが氷結しているときには、オンになるようにシステムメインリレーを制御してもシステムメインリレーがオンとならないから、判定用充電制御を実行したときに、外気温に拘わらず、第１バッテリの電圧とコンデンサの電圧とが異なる電圧となる。したがって、判定用充電制御の実行中における第１バッテリの電圧とコンデンサの電圧との偏差に基づいてシステムメインリレーが氷結している否かを判定することにより、外気温に拘わらず、システムメインリレーが氷結しているか否かを判定できる。
【００１０】
また、本開示の制御装置において、判定用充電制御の実行中における、第１バッテリの電圧の変化と、コンデンサの電圧の変化と、に基づいて、システムメインリレーが氷結している否かを判定してもよい。システムメインリレーがオンになるようにシステムメインリレーを制御したときに、システムメインリレーが氷結していないときには、システムメインリレーがオンとなるから、第１バッテリの電圧の変化と、コンデンサの電圧の変化とが、外気温に拘わらず、同一になる。システムメインリレーが氷結しているときには、システムメインリレーがオンとならずにオフで維持されるから、判定用充電制御を実行したときに、外気温に拘わらず、第１バッテリの電圧の変化と、コンデンサの電圧の変化とが異なるものなる。したがって、判定用充電制御の実行中における、第１バッテリの電圧の変化と、コンデンサの電圧の変化と、に基づいて、システムメインリレーが氷結している否かを判定することにより、外気温に拘わらず、システムメインリレーが氷結しているか否かを判定できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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