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公開番号2025133454
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2024031409
出願日2024-03-01
発明の名称駆動装置
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H02M 3/155 20060101AFI20250904BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】リレーの溶着を検知可能とする。
【解決手段】駆動装置は、モータと、モータを駆動するインバータと、蓄電装置と、インバータが接続された第1電力ラインと蓄電装置との接続および接続の解除を行なうリレーと、燃料電池と、燃料電池が接続された第2電力ラインと第1電力ラインとの間に設けられた昇圧コンバータと、蓄電装置の負極端子に接続されると共に所定周波数の信号を発振する漏電検出装置と、制御装置とを備える。制御装置は、リレーの開成制御を実行した後に、第1電力ラインの電圧または電流に所定周波数の自然数倍の周波数の脈動が重畳するように昇圧コンバータを制御し、そのときに漏電検出装置により検出される検出信号の脈動幅が所定脈動幅よりも大きい場合、リレーが溶着していると判定する。
【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、蓄電装置と、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との接続および接続の解除を行なうリレーと、燃料電池と、前記燃料電池が接続された第２電力ラインと前記第１電力ラインとの間に設けられた昇圧コンバータと、前記蓄電装置の負極端子に接続されると共に所定周波数の信号を発振する漏電検出装置と、制御装置と、を備える駆動装置であって、
前記制御装置は、前記リレーの開成制御を実行した後に、前記第１電力ラインの電圧または電流に前記所定周波数の自然数倍の周波数の脈動が重畳するように前記昇圧コンバータを制御し、そのときに前記漏電検出装置により検出される検出信号の脈動幅が所定脈動幅よりも大きい場合、前記リレーが溶着していると判定する、
駆動装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、駆動装置に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、蓄電装置と、蓄電装置の電力によりモータを駆動するインバータと、外部電源の電力により蓄電装置を充電するための充電装置であって蓄電装置とインバータとの間の経路を遮断しないように外部電源から蓄電装置への給電経路を開閉する一対のリレーを含む充電装置と、インバータのスイッチング動作中に一対のリレーを開状態に制御しつつ一対のリレーの外部電源側の電圧を検知し、その検知結果に基づいて一対のリレーの溶着の有無を判定する制御装置と、を備える駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５４２１０００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータと、モータを駆動するインバータと、蓄電装置と、インバータが接続された第１電力ラインと蓄電装置との接続および接続の解除を行なうリレーと、蓄電装置の負極端子に接続されると共に所定周波数の信号を発振する漏電検出装置と、燃料電池と、燃料電池が接続された第２電力ラインと第１電力ラインとの間に設けられた昇圧コンバータと、を備える駆動装置においても、リレーの溶着の検知が課題の一つとされている。燃料電池の出力電圧が比較的高い場合、第１電力ラインの電圧も比較的高く保持され、リレーの開成制御を行なった後にモータにより電力を消費させても、リレーが正常に開成したか否かに拘わらずに第１電力ラインの電圧が低下しない場合が生じる。このため、こうした場合でも、リレーの溶着を検知可能な手法の考案が求められている。本開示の駆動装置は、リレーの溶着を検知可能とすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。本開示の駆動装置は、モータと、前記モータを駆動するインバータと、蓄電装置と、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との接続および接続の解除を行なうリレーと、燃料電池と、前記燃料電池が接続された第２電力ラインと前記第１電力ラインとの間に設けられた昇圧コンバータと、前記蓄電装置の負極端子に接続されると共に所定周波数の信号を発振する漏電検出装置と、制御装置と、を備える駆動装置であって、前記制御装置は、前記リレーの開成制御を実行した後に、前記第１電力ラインの電圧または電流に前記所定周波数の自然数倍の周波数の脈動が重畳するように前記昇圧コンバータを制御し、そのときに前記漏電検出装置により検出される検出信号の脈動幅が所定脈動幅よりも大きい場合、前記リレーが溶着していると判定することを要旨とする。
【０００６】
本開示の駆動装置では、リレーの開成制御を実行した後に、第１電力ラインの電圧または電流に所定周波数（漏電検出装置の発振信号の周波数）の自然数倍の周波数の脈動が重畳するように昇圧コンバータを制御し、そのときに漏電検出装置により検出される検出信号の脈動幅が所定脈動幅よりも大きい場合、リレーが溶着していると判定する。上述の昇圧コンバータの制御により、リレーが溶着しているときには検出信号の脈動幅が大きくなるから、リレーの溶着を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態の駆動装置２０の概略構成図である。
処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
電力ライン４３の電圧ＦＶＨと漏電検出装置４８の検出電圧Ｖｏとの様子の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示を実施するための形態（実施形態）について図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態の駆動装置２０の概略構成図である。図示するように、駆動装置２０は、燃料電池車に搭載されており、モータ２２と、インバータ２４と、蓄電装置としてのバッテリ２６と、システムメインリレーＳＭＲと、燃料電池３４と、昇圧コンバータ４０と、漏電検出装置４８と、電子制御ユニット５０とを備える。
【０００９】
モータ２２は、例えば同期発電電動機として構成されており、モータ２２の回転子は、駆動輪に連結された駆動軸に接続されている。インバータ２４は、複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子のスイッチングによりモータ２２を回転駆動する。インバータ２４は、電力ライン３０（正極ライン３０ａおよび負極ライン３０ｂ）に接続されている。正極ライン３０ａおよび負極ライン３０ｂには、コンデンサ３２が接続されている。バッテリ２６は、例えば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いる。システムメインリレーＳＭＲは、正極リレーＳＭＲＢおよび負極リレーＳＭＲＧを備える。正極リレーＳＭＲＢは、正極ライン３０ａとバッテリ２６の正極端子との接続および接続の解除を行なう。負極リレーＳＭＲＧは、負極ライン３０ｂとバッテリ２６の負極端子との接続および接続の解除を行なう。燃料電池３４は、高圧水素タンクから供給されて燃料ポンプ（循環ポンプ）により循環される燃料ガスとしての水素と、酸素ポンプ（エアコンプレッサ）により供給されて排気中の水蒸気により加湿する加湿器により加湿された空気中の酸素と、の電気化学反応により発電する燃料電池として構成されている。燃料電池３４は、電力ライン３６（正極ライン３６ａおよび負極ライン３６ｂ）に接続されている。
【００１０】
昇圧コンバータ４０は、電力ライン４１（正極ライン４１ａおよび負極ライン４１ｂ）と、コンデンサ４２と、電力ライン４３（正極ライン４３ａおよび負極ライン４３ｂ）と、コンデンサ４４と、ダイオードＤ１と、スイッチング素子としてのトランジスタＴ１と、リアクトルＬ１とを備える。正極ライン４１ａおよび負極ライン４１ｂは、正極ライン３６ａおよび負極ライン３６ｂにそれぞれ接続されている。コンデンサ４２は、正極ライン４１ａおよび負極ライン４１ｂに接続されている。正極ライン４３ａおよび負極ライン４３ｂは、正極ライン３０ａおよび負極ライン３０ｂにそれぞれ接続されている。コンデンサ４４は、正極ライン４３ａおよび負極ライン４３ｂに接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、正極ライン４３ａに接続されている。トランジスタＴ１は、ダイオードＤ１のアノードに接続されていると共に、負極ライン４１ｂ，４３ｂに接続されている。リアクトルＬ１は、ダイオードＤ１のアノードおよびトランジスタＴ１に接続されていると共に、正極ライン４１ａに接続されている。昇圧コンバータ４０は、トランジスタＴ１のスイッチング制御により、電力ライン４１（電力ライン３６）の電力を昇圧して電力ライン４３（電力ライン３０）に供給可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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