JP5805246B2

JP5805246B2 - 車両用電源装置

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Publication number: JP5805246B2
Application number: JP2014057707A
Authority: JP
Inventors: 拓人矢野; 石倉　寿; 寿石倉; 淳年 ▲高▼田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2034-03-20
Also published as: DE102014224396B4; JP2015186272A; DE102014224396A1

Description

この発明は、直流入力電圧を交流出力電圧に変換するインバータと、直流入力電圧を直流出力電圧に変換するコンバータとを有する車両用電源装置に関するものである。

ハイブリッド車のような電気エネルギーを用いた自動車には、駆動用モータや、駆動用モータに電力を供給するための高電圧バッテリ、インバータが備えられる。高電圧バッテリの電圧は一般的に１００Ｖ〜４００Ｖに達し、インバータで高電圧バッテリの直流電圧を交流電圧に変換し、駆動用モータへ電力を供給する。
また、従来車ではエンジンの動力で発電するオルタネータにより１２Ｖ系の電気機器に電力を供給しているが、ハイブリッド車はエンジンが停止するモードが存在するため、高電圧バッテリの電圧を１２Ｖ系の電圧に変換するコンバータを搭載し、コンバータによって１２Ｖ系の電気機器に電力を供給する。
上記で述べたインバータとコンバータの車両への実装形態は、インバータとコンバータそれぞれを別々の筐体に実装して一体化する構成や、インバータとコンバータを同一の筐体内に実装する構成など、様々な形態がとられている。

またインバータの入力側の端子間には、電圧の変動を平滑化して、インバータの作動を安定させるべく大容量の平滑コンデンサが設けられる。事故発生時のドライバーの救出作業、また車両整備工場における車両メンテナンスを考慮して、この平滑コンデンサに充電された電荷をいち早く放電する必要あるが、この放電のために設けられた従来の放電回路は、大容量の抵抗で電荷を熱に変換することによりコンデンサの放電を行っていた（特許文献１参照）。
大容量コンデンサの電荷を熱として捨てることは、電力の無駄であるばかりか、抵抗の発熱を避けて放電回路をコスト削減しようとすると放電時間が長くなり、また逆に放電時間を短くしようとすると抵抗の大容量化が必要となり、放電回路がコストアップしてしまう問題がある。

この問題を解決するための手段として、メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して走行モータを駆動するインバータと、インバータに並列に接続された平滑用のコンデンサと、コンデンサの充放電及びインバータを制御する制御手段と、制御手段に電力を供給するサブバッテリと、メインバッテリの電圧を降下させてサブバッテリを充電するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えた電気自動車の制御装置において、平滑用のコンデンサの放電時にその電荷をサブバッテリの充電に有効利用すべき、制御手段は、該コンデンサの放電時に電荷をＤＣ／ＤＣコンバータを介してサブバッテリに供給することを行っている（特許文献２参照）。

この特許文献２によれば、電気自動車の走行が停止し、コンデンサの電荷を放電する際に、制御手段はコンデンサの電荷をＤＣ／ＤＣコンバータを介してサブバッテリに供給するので、コンデンサの電荷を放電回路により熱として無駄に消費することがなく、サブバッテリの充電に有効利用することができる。また放電回路が不要になるのでコストが削減されるだけでなく、放電回路の放熱を考慮せずに短時間で放電を完了させることができる。

特開平８−３３１０３号公報特開平１０−２４８２６３号公報

特許文献２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータを用いて平滑コンデンサの電荷を放電するという手段は、余分な放電回路を必要としない可能性がある点で有効である。しかしながら、一般的に、ハイブリッド自動車や電気自動車においては、搭載されている平滑コンデンサの容量に関わらず、共通的に放電時間の目標値が取り決めされている上に、ＤＣ／ＤＣコンバータは電圧変換回路であって、これを流れる電流、つまり放電電流の制御ができない。
一般に放電電流は車両の補機の動作状況によって決まる。よって、特許文献２の発明に記載の手段だけでは、大容量の平滑コンデンサを搭載するような特定の車種において、目標の放電時間内にコンデンサの電荷の放電を完了できないという問題がある。

この結果、目標の放電時間を達成するに当たり、ＤＣ／ＤＣコンバータ以外の追加的な放電回路が必要となり、当初の目的である、余分な放電回路を不要としてコストを削減するという効果を最大限に実現できない問題がある。
また、特許文献２に記載の手段は、コンデンサの電荷を熱として無駄に消費するのではなく、サブバッテリの充電に有効利用することを第一の目的としている。しかしながら、事故発生時にサブバッテリの状態はわからず、場合によってはバッテリケースの破壊等により液漏れ等を生じている場合があり、これに充電することが必ずしも安全とは限らない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、目標とする放電時間の達成、放電回路に要するコストの最小化を実現するための車両用電源装置を得ることを目的とするものである。

この発明に係る車両用電源装置は、メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動するインバータ装置と、インバータ装置に並列に接続された平滑用のコンデンサと、コンデンサの充放電及びインバータ装置を制御するインバータ制御手段と、インバータ制御手段に電力を供給するサブバッテリと、内部に実装された電力変換用のスイッチング素子を有し、メインバッテリの電圧を降下させてサブバッテリを充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子の駆動周波数を択一的または無段階に制御して電力変換するＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段とを備え、インバータ制御手段は、コンデンサの放電時に電荷をＤＣ／ＤＣコンバータを介してサブバッテリまたはこれに接続された機器に供給するように制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段は、ＤＣ／ＤＣコンバータの損失が通常動作時よりコンデンサの放電動作時の方が大きくなるように制御する変換効率悪化手段を有し、変換効率悪化手段は、スイッチング素子の駆動周波数を高めてスイッチング損失を大きくするように制御するものである。

また、この発明に係る車両用電源装置は、メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動するインバータ装置と、インバータ装置に並列に接続された平滑用のコンデンサと、コンデンサの充放電及びインバータ装置を制御するインバータ制御手段と、インバータ制御手段に電力を供給するサブバッテリと、メインバッテリの電圧を降下させて前記サブバッテリを充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータの電力変換を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段とを備え、インバータ制御手段は、コンデンサの放電時に電荷をＤＣ／ＤＣコンバータを介してサブバッテリまたはこれに接続された機器に供給するように制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が所望の目標値となるように制御すると共に、コンデンサの放電時に出力電圧を目標値よりも高く設定して制御する出力電圧調整手段を有し、出力電圧調整手段は、インバータ制御手段がコンデンサの放電を行う前後において、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の変化が小さくなるように目標出力電圧を設定するものである。

この発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの損失は通常動作時よりコンデンサの放電動作時の方が大きくなるので、従来よりも放電時間の短縮ができ、目標の放電時間内にコンデンサの電荷の放電を完了することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ以外の追加的な放電回路が不要で、放電回路のコストを最小限にできる。
また、別の発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が高まり、サブバッテリ及びこれに接続された機器に流れる電流が増加するので、従来よりも放電時間の短縮ができ、目標の放電時間内にコンデンサの電荷の放電を完了することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ以外の追加的な放電回路が不要で、放電回路のコストを最小限にできる。

この発明の実施の形態１に係わる車両用電源装置の全体構成図である。この発明の実施の形態１に使用されるＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。この発明の実施の形態１の車両用電源装置における変換効率悪化制御のフローチャートを示す図である。この発明の実施の形態２に係わる車両用電源装置の全体構成図である。この発明の実施の形態２の車両用電源装置における出力電圧調整制御のフローチャートを示す図である。この発明の実施の形態３の車両用電源装置における変換効率悪化制御のフローチャートを示す図である。この発明の実施の形態３の車両用電源装置における変換効率悪化制御のデータテーブルを示す図である。この発明の実施の形態３の車両用電源装置における変換効率悪化制御のデータテーブルを示す図である。この発明の実施の形態３の車両用電源装置における電圧出力調整制御のデータテーブルを示す図である。この発明の実施の形態４の車両用電源装置における制御方法のフローチャートを示す図である。この発明の実施の形態５の車両用電源装置における制御方法のフローチャートを示す図である。この発明の実施の形態６の車両用電源装置における制御方法のフローチャートを示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る車両用電源装置を図１から図３に基づいて説明する。
図１は、少なくとも直流入力電圧を交流出力電圧に変換するインバータと、直流入力電圧を直流出力電圧に変換するコンバータとで構成される車両用電源装置を示しており、ハイブリッド車や電気自動車に使用される走行用モータの電源装置として好適なものである。

図１において、走行用モータの電動機２０２は、力行／回生用の電動機で、例えば、永久磁石式交流同期モータが用いられる。電動機２０２はインバータ装置２０３によって駆動制御され、力行時は電動機２０２への供給電力を直流から交流に変換し、回生時は電動機２０２の回生電力を交流から直流に変換する。
インバータ装置２０３には、それに付属する平滑用のコンデンサ２０４が並列に接続され、コンデンサ２０４は充放電可能なメインバッテリ２０５に接続されている。メインバッテリ２０５は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池で構成される。

メインバッテリ２０５には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００を介してサブバッテリ２０６が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００はメインバッテリ２０５からの直流入力電圧を直流出力電圧に変換してサブバッテリ２０６を充電する。サブバッテリ２０６はメインバッテリ２０５より電圧が低く充放電可能なものである。サブバッテリ２０６からの直流出力は、各種コントロールユニット（後述するインバータ制御装置２０８やＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９など）や電動パワーステアリング装置等の車両の補機群の負荷２０７に供給される。

インバータ装置２０３には、インバータ装置２０３の制御及び平滑用のコンデンサ２０４の充放電を制御するインバータ制御装置２０８が接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００には、インバータ制御装置２０８からの指示に基づき動作し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００を駆動制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の損失が通常動作時よりコンデンサ２０４の放電動作時の方が大きくなるように制御する変換効率悪化手段２１０を有している。変換効率悪化手段２１０については、図３に基づいて後で詳しく説明する。

図２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の具体的な回路構成図を示し、一次巻線１１１と二次巻線１１２、１１３の巻き数比に応じて電圧を変化させるトランス１０４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００に直流電力を供給するためメインバッテリ２０５に接続される入力端子１０１ａ、１０１ｂ（まとめて入力端子１０１）と、電力変換用の複数のスイッチング素子１２ａ〜１２ｄ（まとめてスイッチング素子１２）を有し、入力端子１０１から供給された直流電力をスイッチングしてトランス１０４の一次巻線１１１にパルス波の電力を供給するインバータ回路１０３と、複数の整流素子１０５、１０６を有し、トランス１０４の二次巻線１１２、１１３に伝達された交流電力を整流する整流回路１０７と、直流電力を出力する出力端子１１０ａ、１１０ｂ（まとめて出力端子１１０）と、トランス１０４のセンタータップ部１１４と出力端子１１０ａとの間に接続され、整流回路１０７で整流した交流電力を平滑化するチョークコイル１０８と、両出力端子１１０間に接続され、整流回路１０７で整流した交流電圧を平滑化する平滑コンデンサ１０９とを備えた、所謂、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータである。

ＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００より、その内部温度、具体的には、スイッチング素子１２や整流回路１０７、トランス１０４やチョークコイル１０８といった磁性部品の温度、またＤＣ／ＤＣコンバータ１００に流れる電流を入力して、これらを監視し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００を動作または非動作させる。
図１の車両用電源装置において、インバータ制御装置２０８はインバータ装置２０３を制御して、メインバッテリ２０５の直流電力を交流電力に変換して電動機２０２を駆動する。また、インバータ制御装置２０８はコンデンサ２０４の充放電を制御し、放電時には電荷をＤＣ／ＤＣコンバータ１００を介してサブバッテリ２０６またはこれに接続された機器（負荷２０７）に供給するように制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の出力電圧が所望の目標値となるように制御する。

次に、この発明の車両用電源装置の制御方法を図３に示すフローチャートを用いて説明する。図３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９の変換効率悪化手段２１０がＤＣ／ＤＣコンバータ１００の変換効率悪化制御する場合のフローチャートを示し、このフローチャートは、所定周期、例えば、１０ｍｓ周期に繰り返し実行されるものである。
図３において、ステップ３０１は、インバータ制御装置２０８からの指示がコンデンサ２０４の放電シーケンスかどうかを確認する。ステップ３０２は、ステップ３０１において放電シーケンスである（Ｙ）と判定されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００のスイッチング素子１２の駆動周波数ｆを放電シーケンスでないときの設定値ｘｆｎより大きい値ｘｆ１に設定する。

ステップ３０１において放電シーケンスでない（Ｎ）と判定されると、ステップ３０３に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００のスイッチング素子１２の駆動周波数ｆを設定値ｘｆｎに設定する。この設定値ｘｆｎはＤＣ／ＤＣコンバータ１００の電力変換を最適化する値であって、当該コンバータによって実現できる最高効率になるよう設定することが理想である。
ステップ３０４は少なくとも駆動周波数ｆの値に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００のスイッチング素子１２を駆動制御する。

この実施の形態１によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、コンデンサ２０４の放電シーケンスでないとき（通常動作時）より放電シーケンスのときの方が駆動周波数ｆを大きな値に設定して駆動制御するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００のスイッチング損失は放電シーケンスでないとき（通常動作時）より放電シーケンスのときの方が大きくなる。この結果、従来よりもコンデンサ２０４の放電時間の短縮ができるので、目標の放電時間内にコンデンサ２０４の電荷の放電が完了する。またＤＣ／ＤＣコンバータ１００以外の追加的な放電回路を不要にして、放電回路のコストを最小限にできる。

なお、上記説明では、コンデンサ２０４の放電シーケンスでないとき（通常動作時）より放電シーケンスのときの方が駆動周波数ｆを大きな値に設定してスイッチング損失が大きくなるように駆動制御するものであったが、逆に、駆動周波数ｆを小さな値に設定して、トランス１０４の鉄損が大きくなるように駆動制御しても同様の効果が得られる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の全体損失を悪化させるために、駆動周波数を高めてスイッチング損失を大きくすべきか、駆動周波数を下げて鉄損を大きくすべきかは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の特性に依存する。

また、上記説明では、駆動周波数ｆに設定する値を２つ設けておいて、放電シーケンス時及び放電シーケンスでない時に使い分ける制御を示したが、スイッチング素子１２の両端電圧の立ち上がりと立ち下がりの変化の傾きを切り替える回路を設けておき、これを放電シーケンス時及び放電シーケンスでない時に使い分けるようにしても構わない。
具体的には、放電シーケンスでないとき（通常動作時）は時間当たりの変化が大きくなる回路を使用し、放電シーケンスのときは時間当たりの変化が小さくなる回路を使用する。
このようにしておけば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、コンデンサ２０４の放電シーケンスでないとき（通常動作時）より放電シーケンスのときの方がスイッチング素子１２の立ち上がりと立ち下がりの変化の傾きが小さくなるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の損失は放電シーケンスでないとき（通常動作時）より放電シーケンスのときの方が大きくなる。この結果、従来よりもコンデンサ２０４の放電時間の短縮ができるので、目標の放電時間内にコンデンサ２０４の電荷の放電が完了する。またＤＣ／ＤＣコンバータ１００以外の追加的な放電回路を不要にして、放電回路のコストを最小限にできる。

さらに、図２では整流回路１０７をダイオードとして図示しているが、これをＭＯＳＦＥＴのスイッチング素子として整流回路１０７を同期整流タイプとしておき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の全体損失を悪化させる手段として、トランス１次側のスイッチング素子とトランス２次側のスイッチング素子のデッドタイムを、放電シーケンス時及び放電シーケンスでない時で切り替えるようにしても構わない。
具体的には、放電シーケンスのときは、放電シーケンスでないとき（通常動作時）よりもゼロボルトスイッチングが成立しないように（通常動作時よりも１次側スイッチング素子のデッドタイムを大きくする場合も小さくする場合もある。２次側のデッドタイムは１次側のタイミングに同期させる）すると、ＤＣ／ＤＣコンバータの損失は通常動作時よりコンデンサの放電動作時の方が大きくなるので、従来よりも放電時間の短縮ができ、目標の放電時間内にコンデンサの電荷の放電が完了する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ以外の追加的な放電回路が不要で、放電回路のコストを最小限にできる。

さらに、上記と同様、図２の整流回路１０７を同期整流タイプとしておき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の全体損失を悪化させる手段として、トランス１次側のスイッチング素子とトランス２次側のスイッチング素子１２の駆動タイミングを、放電シーケンス時及び放電シーケンスでない時で切り替えるようにしても構わない。
具体的には、放電シーケンスのときは、放電シーケンスでないとき（通常動作時）よりも、1次側スイッチング素子の駆動タイミングに対し、２次側スイッチング素子の駆動タイミングを遅くするようにすると、ＤＣ／ＤＣコンバータの損失は通常動作時よりコンデンサの放電動作時の方が大きくなるので、従来よりも放電時間の短縮ができ、目標の放電時間内にコンデンサの電荷の放電が完了する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ以外の追加的な放電回路が不要で、放電回路のコストを最小限にできる。

また、この実施の形態１では、スイッチングの駆動周波数を２択で選択する手段としたが、例えば、検出したＤＣ／ＤＣコンバータ１００を流れる電流に応じて、スイッチングの駆動周波数を複数段階または無段階に変化させるようにしても構わない。これは、スイッチング素子１２の両端電圧の立ち上がりと立ち下がりの変化の傾き、デッドタイム、駆動タイミングについても同様、電流に応じて複数段階または無段階に変化させるようにしても構わない。

この実施の形態１において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の損失を悪化させる複数の手段を説明したが、損失を悪化させる手段であれば、その他の方法でも構わない。また絶縁型コンバータでなくとも、非絶縁コンバータでも同様のこと、つまりスイッチング損失や磁性部品の損失を悪化させることが可能である。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る車両用電源装置を図４および図５に基づいて説明する。
図４は、直流入力電圧を交流出力電圧に変換するインバータ装置２０３と、直流入力電圧を直流出力電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１００とで構成される車両用電源装置を示しており、実施の形態１ではＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９に変換効率悪化手段２１０を有していたが、実施の形態２の発明では変換効率悪化手段２１０に代えて、コンデンサ２０４の放電時に出力電圧を目標値よりも高く設定して制御する出力電圧調整手段２１１を設けたものである。その他の構成は実施の形態１の図１と同じに付き、同じまたは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。

次に、この発明の車両用電源装置の制御方法を図５に示すフローチャートを用いて説明する。図５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９の出力電圧調整手段２１１がＤＣ／ＤＣコンバータ１００の出力電圧調整制御する場合のフローチャートを示し、このフローチャートは、所定周期、例えば、１０ｍｓ周期に繰り返し実行されるものである。
図５において、ステップ４０１は、インバータ制御装置２０８からの指示がコンデンサ２０４の放電シーケンスかどうかを確認する。ステップ４０２は、ステップ４０１において放電シーケンスである（Ｙ）と判定されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の目標出力電圧Ｖを放電シーケンスでないときの設定値ｘＶｎより大きい値ｘＶ１に設定する。

ステップ４０１において放電シーケンスでない（Ｎ）と判定されると、ステップ４０３に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の目標出力電圧Ｖを設定値ｘＶｎに設定する。このｘＶｎはサブバッテリ２０６の充電を健全かつ継続的に行うのに最適な値であって、サブバッテリ２０６をほぼ満充電にしつつ、バッテリの寿命劣化を極小化できるように設定することが理想である。
ステップ４０４は少なくとも目標出力電圧Ｖの値に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００のスイッチング素子１２を駆動制御する。

この実施の形態２によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、コンデンサ２０４の放電シーケンスでないとき（通常動作時）より放電シーケンスのときの方が目標出力電圧Ｖを大きな値に設定して駆動制御するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００からサブバッテリ２０６及び各種コントロールユニットや電動パワーステアリング装置等の車両の補機群の負荷２０７に供給する電力が増加する。この結果、従来よりもコンデンサ２０４の放電時間の短縮ができるので、目標の放電時間内にコンデンサ２０４の電荷の放電が完了する。またＤＣ／ＤＣコンバータ１００以外の追加的な放電回路を不要にして、放電回路のコストを最小限にできる。

なお、上記説明では、目標出力電圧Ｖに設定する値を２つ設けておいて、放電シーケンス時及び放電シーケンスでない時に使い分ける制御を示したが、電池に与えるストレスを小さくすることを目的として、コンデンサ２０４の放電を行う前後において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の出力電圧の変化が小さくなるように目標出力電圧を設定するようにしても構わない。これにより、上記の実施の形態２に係る効果に加えて、サブバッテリ２０６に与えるストレスを最小限にしながら、コンデンサ２０４の電荷を放電できるので、サブバッテリ２０６を長寿命化させる効果を得ることができる。
またこの実施の形態２では、目標出力電圧を２択で選択する手段としたが、例えば、検出したＤＣ／ＤＣコンバータ１００を流れる電流に応じて、目標出力電圧を複数段階または無段階に変化させるようにしても構わない。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る車両用電源装置を図６から図９に基づいて説明する。
実施の形態３の車両用電源装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９が、実施の形態１で示した変換効率悪化手段２１０と実施の形態２で示した出力電圧調整手段２１１の両方を備え、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ１００の出力電流を計測する計測手段およびスイッチング素子１２の温度を計測する計測手段を有したもので、その他の構成は実施の形態１、２の図１および図４と同じに付き、図示を省略する。

次に、この発明の車両用電源装置の制御方法を図６に示すフローチャートを用いて説明する。図６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９の変換効率悪化手段２１０および出力電圧調整手段２１１が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の変換効率悪化制御および出力電圧調整制御する場合のフローチャートを示し、このフローチャートは、所定周期、例えば、１０ｍｓ周期に繰り返し実行されるものである。
図６において、ステップ５０１はＤＣ／ＤＣコンバータ１００に実装されたスイッチング素子１２の温度を変数Ｔに代入する。ステップ５０２はＤＣ／ＤＣコンバータ１００を流れる電流を変数Ｉに代入する。

ステップ５０３はインバータ制御装置２０８からの指示がコンデンサ２０４の放電シーケンスかどうかを確認する。放電シーケンスである（Ｙ）と判定されるとステップ５０４に進み、放電シーケンスでない（Ｎ）と判定されるとステップ５０７に進む。
ステップ５０４はステップ５０３において放電シーケンスであると判定されると、図７に示す変換効率悪化制御のテーブルに基づき、駆動周波数ｘｆの変更による電流Ｉに応じた温度上昇幅ｘＴｆ（Ｉ）を変数Ｔに加算する。ステップ５０５はステップ５０４で得られた温度Ｔがスイッチング素子１２の上限温度ｘＴmax以上かどうかを判定する。判定の結果、温度ＴがｘＴmax以上（Ｙ）であればステップ５０７に進み、そうでなければ（Ｎ）ステップ５０６に進む。

ステップ５０６は図７に示す変換効率悪化制御のテーブルに基づき、駆動周波数ｘｆ（Ｉ）を電流Ｉに応じた駆動周波数ｆに代入する。ステップ５０７は通常時の駆動周波数ｘｆｎを駆動周波数ｆに代入する。ステップ５０８はスイッチング素子１２の両端電圧の立ち上がりと立ち下がりの変化の傾きを切り替える２つの回路を設けておき、図８に示す変換効率悪化制御のテーブルより、この２つの回路による電流Ｉに応じた温度上昇幅ｘＴｄｖ（Ｉ）を変数Ｔに加算する。

ステップ５０９はステップ５０８で得られた温度Ｔがスイッチング素子１２の上限温度ｘＴmax以上かどうかを判定する。判定の結果、温度ＴがｘＴmax以上（Ｙ）であればステップ５１１に進み、そうでなければ（Ｎ）ステップ５１０に進む。
ステップ５１０は、図８に示す変換効率悪化制御のテーブルより、この２つの回路うち、電流Ｉに応じてどちらを使うかを読み取り、フラグflagに代入する。フラグflagが「０」のときは傾きが急峻になり、フラグflagが「１」のときは傾きが緩く制御されることになる。

ステップ５１１は、通常時の回路（スイッチング素子１２の両端電圧の立ち上がり／立ち下がりが急峻になる回路）を使うべく、フラグflagに「０」を代入する。ステップ５１２は、図９に示す出力電圧調整制御のテーブルに基づき、出力電圧調整による電流Ｉに応じた温度上昇幅ｘＴｖ（Ｉ）を変数Ｔに加算する。
ステップ５１３はステップ５１２で得られた温度Ｔがスイッチング素子１２の上限温度ｘＴmax以上かどうかを判定する。判定の結果、温度ＴがｘＴmax以上（Ｙ）であればステップ５１５に進み、そうでなければ（Ｎ）ステップ５１４に進む。
ステップ５１４は図９に示す出力電圧調整制御のテーブルに基づき、電流Ｉに応じた目標出力電圧ｘＶ（Ｉ）を目標出力電圧Ｖに代入する。ステップ５１５は通常時の目標出力電圧ｘＶｎを目標出力電圧Ｖに代入する。ステップ５１６は少なくとも駆動周波数ｆ、フラグflag、目標出力電圧Ｖの値に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００のスイッチング素子１２を駆動制御する。

以上のようにして、駆動周波数による変換効率悪化制御、スイッチング素子１２の両端電圧の立ち上がりと立ち下がりの変化の傾きの切り替えによる変換効率悪化制御、出力電圧調整制御の優先順位で、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００に搭載されたスイッチング素子１２の温度を予測しながら、それらの制御を実行する／しないを決定する。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００に搭載されたスイッチング素子１２の温度は予め決めた上限温度の範囲で動作させられることになるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００を故障させることなく、コンデンサ２０４の電荷を放電できる。

なお、この実施の形態３では、図７に示す駆動周波数による変換効率悪化制御のデータテーブル、図９に示す出力電圧調整制御のデータテーブルは、電流Ｉに応じた操作量の値が段階的に変化するものとして説明したが、無段階に（リニアに）変化させるような設定としても構わない。また温度上昇幅に関しても、電流Ｉに応じて段階的に変化するものとしたが、少なくとも電流Ｉに応じて所定の計算式によって演算するようにしても構わない。

またスイッチング素子１２の両端電圧の立ち上がりと立ち下がりの変化の傾きの切り替えによる変換効率悪化制御について、この実施の形態３では２つの回路を「０」または「１」のフラグで切り替えるようにしたが、３つ以上の回路によって段階的に変更するよう
にしても構わない。あるいは無段階にする回路によって実現しても構わない。

また、この実施の形態３では、温度監視の計測ポイントをスイッチング素子１２として実施するものとしたが、これを磁性部品（トランス１０４、チョークコイル１０８）の温度を監視して実行するものとしても構わないし、あるいはスイッチング素子１２と磁性部品の両方の温度を監視して、いずれか１つ以上の温度が上限温度を超えるかどうかで、変換効率悪化制御あるいは出力電圧調整制御を選択的に実行するようにしても構わない。

また、この実施の形態３では、温度監視をしながら、変換効率悪化制御あるいは出力電圧調整制御を選択的に実行するようにしたが、コンデンサ２０４の放電制御が限りなく短い時間で完了するものであるなら、この温度監視をせず、また温度センサを搭載しないようにしても構わない。このようにすることで、装置のコスト削減に繋がる効果がある。

以上のように実施の形態３の発明は、変換効率悪化手段２１０及び出力電圧調整手段２１１のうち２つ以上を備えておき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の出力電流またはその相当値に応じて、またＤＣ／ＤＣコンバータ１００のスイッチング素子と磁性部品のいずれか１つ以上の温度に応じて、変換効率悪化手段２１０および出力電圧調整手段２１１を選択的に実行するので、スイッチング素子あるいは磁性部品の温度上昇を所定範囲に収めながら従来よりも放電時間の短縮ができ、目標の放電時間内にコンデンサの電荷を放電することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ以外の追加的な放電回路が不要で、放電回路のコストを最小限にできる。
また、変換効率悪化手段２１０または出力電圧調整手段２１１を実行するときに、その操作量または目標値を予め決めておいて、インバータ制御装置２０８がコンデンサ２０４の電荷の放電を行うとき、この予め決めた値に収まるように実行することで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００を故障させることなく、コンデンサの電荷を放電できる。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係る車両用電源装置を図１０に基づいて説明する。
実施の形態４の車両用電源装置は、実施の形態３と同様にＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９が、変換効率悪化手段２１０と出力電圧調整手段２１１の両方を備え、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ１００の出力電流を計測する計測手段およびスイッチング素子１２の温度を計測する計測手段を有したものであり、図示を省略する。

次に、この発明の車両用電源装置の制御方法を図１０に示すフローチャートを用いて説明する。図１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９の変換効率悪化手段２１０および出力電圧調整手段２１１が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の変換効率悪化制御および出力電圧調整制御する場合のフローチャートを示し、このフローチャートは、所定周期、例えば、１０ｍｓ周期に繰り返し実行されるものである。

図１０において、ステップ９０１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００に実装されたスイッチング素子１２の温度を変数Ｔに代入する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００を流れる電流を変数Ｉに代入する。さらに、平滑コンデンサ２０４の放電に寄与する損失のベース値を変数Ｅaddに設定する。このベース値は電流Ｉに依存し、サブバッテリ２０６の内部抵抗（計測不能なため想定値とする）及び補機群の負荷２０７の抵抗値によって決まる。インバータ装置２０３の平滑コンデンサ２０４の充電電圧Ｖｃより放電が必要な残存エネルギーＥｃを（１）式より求める。
Ｅｃ＝１／２Ｃ・（Ｖｃ^2−Ｖmin^2）・・・（１）
Ｃ：平滑コンデンサの容量
Ｖmin：放電後電圧

ステップ９０２は放電経過時間Ｔdisのカウントアップを開始する（放電経過時間Ｔdisは、放電開始直後にリセットされるものとする）。ステップ９０３はインバータ制御装置２０８からの指示がコンデンサ２０４の放電シーケンスかどうかを確認する。放電シーケンスである（Ｙ）と判定されるとステップ９０４に進み、放電シーケンスでない（Ｎ）と判定されるとステップ９０７に進む。
ステップ９０４はステップ９０３において放電シーケンスであると判定されると、図７に示す変換効率悪化制御のテーブルに基づき、駆動周波数ｘｆの変更による電流Ｉに応じた温度上昇幅ｘＴｆ（Ｉ）を変数Ｔに加算する。また駆動周波数変更による電流Ｉに応じた追加損失ｘＬｆ（Ｉ）を変数Ｅaddに加算する。

ステップ９０５はステップ９０４で得られた温度Ｔがスイッチング素子１２の上限温度ｘＴmax以上かどうか、また残存エネルギーと損失Ｅaddより放電に要する時間を求め、この時間と放電経過時間Ｔdisを加算して、この加算値Ｑが目標放電時間Ｔdis_target未満かどうかを判定する。判定の結果、温度ＴがｘＴmax以上、または加算値Ｑが目標放電時間Ｔdis_target未満（目標放電時間内に放電完了）であれば（Ｙ）ステップ９０７に進み、そうでなければ（Ｎ）ステップ９０６に進む。ステップ９０６は図７に示す変換効率悪化制御のテーブルに基づき、駆動周波数ｘｆ（Ｉ）を電流Ｉに応じた駆動周波数ｆに代入する。ステップ９０７は通常時の駆動周波数ｘｆｎを駆動周波数ｆに代入する。

ステップ９０８はスイッチング素子１２の両端電圧の立ち上がりと立ち下がりの変化の傾きを切り替える２つの回路を設けておき、図８に示す変換効率悪化制御のテーブルより、この２つの回路による電流Ｉに応じた温度上昇幅ｘＴｄｖ（Ｉ）を変数Ｔに加算する。またこの２つの回路による電流Ｉに応じた損失ｘＬｄｖ（Ｉ）を変数Ｌに加算する。
ステップ９０９はステップ９０８で得られた温度Ｔがスイッチング素子１２の上限温度ｘＴmax以上かどうか、また残存エネルギーと追加損失Ｅaddより放電に要する時間を求め、この時間と放電経過時間Ｔdisを加算して、この加算値Ｑが目標放電時間Ｔdis_target未満かどうかを判定する。判定の結果、温度ＴがｘＴmax以上、または加算値Ｑが目標放電時間Ｔdis_target未満（目標放電時間内に放電完了）であれば（Ｙ）ステップ９１１に進み、そうでなければ（Ｎ）ステップ９１０に進む。

ステップ９１０は図８に示す変換効率悪化制御のテーブルより、この２つの回路うち、電流Ｉに応じてどちらを使うかを読み取り、フラグflagに代入する。フラグflagが「０」のときは傾きが急峻になり、フラグflagが「１」のときは傾きが緩く制御されることになる。ステップ９１１は通常時の回路（スイッチング素子１２の両端電圧の立ち上がり／立ち下がりが急峻になる回路）を使うべく、フラグflagに「０」を代入する。
ステップ９１２は図９に示す出力電圧調整制御のテーブルに基づき、出力電圧調整による電流Ｉに応じた温度上昇幅ｘＴｄｖ（Ｉ）を変数Ｔに加算する。また出力電圧調整による電流Ｉに応じた損失ｘＬｖ（Ｉ）を変数Ｌに加算する。

ステップ９１３はステップ９１２で得られた温度Ｔがスイッチング素子１２の上限温度ｘＴmax以上かどうか、また残存エネルギーと追加損失Ｅaddより放電に要する時間を求め、この時間と放電経過時間Ｔdisを加算して、この加算値Ｑが目標放電時間Ｔdis_target未満かどうかを判定する。判定の結果、温度ＴがｘＴmax以上、または加算値Ｑが目標放電時間Ｔdis_target未満（目標放電時間内に放電完了）であれば（Ｙ）ステップ９１５に進み、そうでなければ（Ｎ）ステップ９１４に進む。
ステップ９１４は図９に示す出力電圧調整制御のテーブルに基づき、電流Ｉに応じた目標出力電圧ｘＶ（Ｉ）を目標出力電圧Ｖに代入する。ステップ９１５は通常時の目標出力電圧ｘＶｎを目標出力電圧Ｖに代入する。ステップ９１６は少なくとも駆動周波数ｆ、フラグflag、目標出力電圧Ｖの値に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００のスイッチング素子１２を駆動制御する。

以上のようにして、駆動周波数による変換効率悪化制御、スイッチング素子１２の両端電圧の立ち上がりと立ち下がりの変化の傾きの切り替えによる変換効率悪化制御、出力電圧調整制御の優先順位で、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００に搭載されたスイッチング素子１２の温度を予測しながら、また目標とする放電時間内に放電できるかどうかを判定しながら、それら制御の実行する／しないを決定する。この結果、目標とする放電時間を達成できさえすれば、無用にＤＣ／ＤＣコンバータ１００の損失を高めることがないので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００を故障させることなく、あるいは寿命劣化を最小限に抑えつつ、コンデンサ２０４の電荷を放電できる。

なお、この実施の形態４では、図７に示す駆動周波数による変換効率悪化制御のデータテーブル、図９の出力電圧調整制御のデータテーブルは、電流Ｉに応じた操作量が段階的に値が変化するものとして説明したが、無段階に（リニアに）変化させるような設定としても構わない。また温度上昇幅に関しても、電流Ｉに応じて段階的に変化するものとしたが、少なくとも電流Ｉに応じて所定の計算式によって演算するようにしても構わない。

またスイッチング素子１２の両端電圧の立ち上がりと立ち下がりの変化の傾きの切り替えによる変換効率悪化制御について、この実施の形態４では２つの回路を「０」または「１」のフラグで切り替えるようにしたが、３つ以上の回路によって段階的に変更するようにしても構わない。あるいは無段階にする回路によって実現しても構わない。

また、この実施の形態４では、温度監視の計測ポイントをスイッチング素子１２として実施するものとしたが、これを磁性部品（トランス１０４、チョークコイル１０８）の温度を監視することによって実行するものとしても構わないし、あるいはスイッチング素子１２と磁性部品の両方の温度を監視して、いずれか１つ以上の温度が上限温度を超えるかどうかで、変換効率悪化制御あるいは出力電圧調整制御を選択的に実行するようにしても構わない。

以上のように実施の形態４によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００に搭載されたスイッチング素子及び磁性部品のいずれか１つ以上の温度を計測して、予め決めた上限温度の範囲に収めることを第一優先として、コンデンサ２０４の放電時間が予め決めた放電時間の目標値となるように変換効率悪化手段２１０または出力電圧調整手段２１１を実行するので、従来よりも放電時間の短縮ができ、目標の放電時間内にコンデンサの電荷を放電することが可能となる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ以外の追加的な放電回路が不要で、放電回路のコストを最小限にできる。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータを故障させることなく、コンデンサの電荷を放電できる。

実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５に係る車両用電源装置を図１１に基づいて説明する。
実施の形態５の車両用電源装置は、実施の形態３と同様にＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９が、変換効率悪化手段２１０と出力電圧調整手段２１１の両方を備え、さらに車両の衝突を含む事故の発生を検出する手段を備えたもので、ここでは図示を省略する。

次に、この発明の車両用電源装置の制御方法を図１１に示すフローチャートを用いて説明する。図１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９の変換効率悪化手段２１０および出力電圧調整手段２１１が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の変換効率悪化制御および出力電圧調整制御する場合のフローチャートを示し、このフローチャートは、所定周期、例えば、１０ｍｓ周期に繰り返し実行されるものである。

図１１において、ステップ１００１はインバータ制御装置２０８からの指示がコンデンサ２０４の放電シーケンスかどうかを確認する。ステップ１００２はステップ１００１において放電シーケンスである（Ｙ）と判定されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の駆動周波数ｆを放電シーケンスでないときの設定値ｘｆｎより大きい値ｘｆ１に設定する。ステップ１００３はステップ１００２において放電シーケンスでない（Ｎ）と判定されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の駆動周波数ｆをｘｆｎに設定する。このｘｆｎはＤＣ／ＤＣコンバータの電力変換を最適化する値であって、当該コンバータによって実現できる最高効率になるよう設定することが理想である。

ステップ１００４はインバータ制御装置２０８等から、自車両において事故が発生しているかどうかを確認する。ステップ１００５はステップ１００４において事故発生でない（Ｎ）と判定されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の目標出力電圧Ｖを放電シーケンスでないときの設定値ｘＶｎより大きい値ｘＶ１に設定する。
ステップ１００６はステップ１００４において事故発生（Ｙ）と判定されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の目標出力電圧Ｖをサブバッテリ２０６にほぼ充電できない値ｘＶ３に設定する。

ステップ１００７はステップ１００１において放電シーケンスでない（Ｎ）と判定されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の目標出力電圧ＶをｘＶｎに設定する。このｘＶｎはサブバッテリ２０６の充電を健全かつ継続的に行うのに最適な値であって、サブバッテリ２０６をほぼ満充電にしつつ、バッテリの寿命劣化を極小化できるように設定することが理想である。
ステップ１００８は少なくとも駆動周波数ｆ、目標出力電圧Ｖの値に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００のスイッチング素子１２を駆動制御する。

以上のようにして、事故の発生時には、変換効率悪化制御と出力電圧調整制御のうち変換効率悪化手段２１０のみを実行し、出力電圧調整手段２１１はサブバッテリ２０６を充電しないようにする目標出力電圧に設定するので、事故によって液漏れ等、サブバッテリの破壊があった場合に、これに対処しながら、コンデンサ２０４の電荷を放電できる。

なお、この実施の形態５は、事故発生時には出力電圧調整制御を実施しないようにするものであったが、また実施の形態４で説明したように、目標とする放電時間を重要視して、目標とする放電時間を達成できない場合に限り、出力電圧調整制御を実施するようにしても構わない。あるいは、目標とする放電時間を達成するのに十分な可能な限り低い目標出力電圧に設定するようにしても構わない。

以上のように実施の形態５の発明は、変換効率悪化手段と出力電圧調整手段のうち変換効率悪化手段を優先的に実行し、変換効率悪化手段だけでは放電時間の目標値を達成できない場合に限り、出力電圧調整手段を実行するので、従来よりも放電時間の短縮ができ、目標の放電時間内にコンデンサの電荷の放電が完了する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ以外の追加的な放電回路が不要。放電回路のコストを最小限にできる。さらに、事故の発生時には、サブバッテリの破壊等をケアしながら、コンデンサの電荷を放電できる。

さらに、変換効率悪化手段だけでは放電時間の目標値を達成できない場合、出力電圧調整手段において放電時間の目標値を達成するのに十分な可能な限り低い目標出力電圧に設定するので、従来よりも放電時間の短縮ができ、目標の放電時間内にコンデンサの電荷の放電が完了する。
また、事故の発生時には、変換効率悪化手段と出力電圧調整手段のうち変換効率悪化手段のみを実行し、出力電圧調整手段はサブバッテリを充電しないようにする目標出力電圧に設定するので、従来よりも放電時間の短縮ができ、目標の放電時間内にコンデンサの電荷の放電が完了する。

実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６に係る車両用電源装置を図１２に基づいて説明する。
実施の形態６の車両用電源装置は、実施の形態３と同様にＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９が、変換効率悪化手段２１０と出力電圧調整手段２１１の両方を備え、さらに実施の形態５と同様に車両の衝突を含む事故の発生を検出する手段を備えたもので、ここでは図示を省略する。

次に、この発明の車両用電源装置の制御方法を図１２に示すフローチャートを用いて説明する。図１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置２０９の変換効率悪化手段２１０および出力電圧調整手段２１１が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の変換効率悪化制御および出力電圧調整制御する場合のフローチャートを示し、このフローチャートは、所定周期、例えば、１０ｍｓ周期に繰り返し実行されるものである。

図１２において、ステップ１１０１はインバータ制御装置２０８からの指示がコンデンサ２０４の放電シーケンスかどうかを確認する。ステップ１１０２はステップ１１０１において放電シーケンスである（Ｙ）と判定されると、インバータ制御装置２０８等から、自車両において事故が発生しているかどうかを確認する。
ステップ１１０３はステップ１１０１において放電シーケンスでない（Ｎ）と判定されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の駆動周波数ｆをｘｆｎに設定する。このｘｆｎはＤＣ／ＤＣコンバータ１００の電力変換を最適化する値であって、当該コンバータによって実現できる最高効率になるよう設定することが理想である。またＤＣ／ＤＣコンバータ１００の目標出力電圧ＶをｘＶｎに設定する。このｘＶｎはサブバッテリ２０６の充電を健全かつ継続的に行うのに最適な値であって、サブバッテリ２０６をほぼ満充電にしつつ、バッテリの寿命劣化を極小化できるように設定することが理想である。

ステップ１１０４はステップ１１０２において事故発生でない（Ｎ）と判定されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の目標出力電圧Ｖを放電シーケンスでないときの設定値ｘＶｎより大きい値ｘＶ１に設定する。またＤＣ／ＤＣコンバータ１００の駆動周波数ｆをｘｆｎに設定する。このｘｆｎはＤＣ／ＤＣコンバータの電力変換を最適化する値である。
ステップ１１０５はステップ１１０２において事故発生である（Ｙ）と判定されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００の駆動周波数ｆを放電シーケンスでないときの設定値ｘｆｎより大きい値ｘｆ１に設定する。またＤＣ／ＤＣコンバータの目標出力電圧Ｖをサブバッテリにほぼ充電できない値ｘＶ３に設定する。
ステップ１１０６は少なくとも駆動周波数ｆ、目標出力電圧Ｖの値に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００のスイッチング素子１２を駆動制御する。

以上のようにして、事故の発生でないときには、変換効率悪化制御と出力電圧調整制御のうち出力電圧調整手段２１１のみを実行することで、エネルギーロスを抑制しながらサブバッテリ２０６を充電できる。また事故の発生時には、変換効率悪化制御と出力電圧調整制御のうち変換効率悪化手段２１０のみを実行し、出力電圧調整手段２１１はサブバッテリ２０６を充電しないようにする目標出力電圧に設定するので、事故によって液漏れ等、サブバッテリの破壊があった場合に、これに対処しながら、コンデンサの電荷を放電できる。

なお、この実施の形態６は、事故の発生でない時には、出力電圧調整制御を実施しないようにするものであったが、目標とする放電時間を重要視して、目標とする放電時間を達成できない場合に限り、出力電圧調整制御を実施するようにしても構わない。あるいは、目標とする放電時間を達成するのに十分な可能な限り低い目標出力電圧に設定するようにしても構わない。
変換効率悪化制御と出力電圧調整制御のうち出力電圧調整手段２１１を優先的に実行し、放電時間の目標値を達成すべく変換効率悪化手段２１０を選択的に実行することで、事故が発生していないときには、目標の放電時間内にコンデンサ２０４の電荷を放電しつつ、エネルギーロスを抑制しながらサブバッテリ２０６を充電できる。

以上のように実施の形態６の発明は、事故の発生でないときには、変換効率悪化手段と出力電圧調整手段のうち出力電圧調整手段を優先的に実行し、放電時間の目標値を達成すべく変換効率悪化手段を選択的に実行することで、事故が発生していないときには、目標の放電時間内にコンデンサの電荷を放電しつつ、エネルギーロスを抑制しながらサブバッテリを充電できる。
また、事故の発生でないときには、変換効率悪化手段と出力電圧調整手段のうち出力電圧調整手段のみを実行することで、事故が発生していないときには、エネルギーロスを抑制しながらサブバッテリを充電できる。

なおこの発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１００：ＤＣ／ＤＣコンバータ、１２ａ〜１２ｄ：スイッチング素子、
１０３：インバータ回路、１０４：トランス、１０７：整流回路、
２０２：電動機、２０３：インバータ装置、２０４：平滑用コンデンサ、
２０５：メインバッテリ、２０６：サブバッテリ、２０７：車両の補機群の負荷、
２０８：インバータ制御装置、２０９：ＤＣ／ＤＣコンバータ制御装置、
２１０：変換効率悪化手段、２１１：出力電圧調整手段。

Claims

メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動するインバータ装置と、前記インバータ装置に並列に接続された平滑用のコンデンサと、前記コンデンサの充放電及び前記インバータ装置を制御するインバータ制御手段と、前記インバータ制御手段に電力を供給するサブバッテリと、内部に実装された電力変換用のスイッチング素子を有し、前記メインバッテリの電圧を降下させて前記サブバッテリを充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記スイッチング素子の駆動周波数を択一的または無段階に制御して電力変換するＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、前記コンデンサの放電時に電荷を前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記サブバッテリまたはこれに接続された機器に供給するように制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの損失が通常動作時より前記コンデンサの放電動作時の方が大きくなるように制御する変換効率悪化手段を有し、前記変換効率悪化手段は、前記スイッチング素子の駆動周波数を高めてスイッチング損失を大きくするように制御することを特徴とする車両用電源装置。
メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動するインバータ装置と、前記インバータ装置に並列に接続された平滑用のコンデンサと、前記コンデンサの充放電及び前記インバータ装置を制御するインバータ制御手段と、前記インバータ制御手段に電力を供給するサブバッテリと、内部に実装された電力変換用のスイッチング素子を有し、前記メインバッテリの電圧を降下させて前記サブバッテリを充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記スイッチング素子の両端電圧の立ち上がり及び立ち下がりの変化の傾き、あるいはそのどちらか一方の変化の傾きを択一的または無段階に制御する手段を有したＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、前記コンデンサの放電時に電荷を前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記サブバッテリまたはこれに接続された機器に供給するように制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの損失が通常動作時より前記コンデンサの放電動作時の方が大きくなるように制御する変換効率悪化手段を有し、前記変換効率悪化手段は、前記立ち上がり及び立ち下がりの変化の傾き、あるいはそのどちらか一方の変化の傾きが寝るように、スイッチング素子を制御することを特徴とする車両用電源装置。
メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動するインバータ装置と、前記インバータ装置に並列に接続された平滑用のコンデンサと、前記コンデンサの充放電及び前記インバータ装置を制御するインバータ制御手段と、前記インバータ制御手段に電力を供給するサブバッテリと、内部にトランスを有する絶縁型コンバータであって、内部に実装された電力変換用のスイッチング素子を有し、前記メインバッテリの電圧を降下させて前記サブバッテリを充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記スイッチング素子の駆動周波数を択一的または無段階に制御して電力変換するＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、前記コンデンサの放電時に電荷を前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記サブバッテリまたはこれに接続された機器に供給するように制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの損失が通常動作時より前記コンデンサの放電動作時の方が大きくなるように制御する変換効率悪化手段を有し、前記変換効率悪化手段は、前記スイッチング素子の駆動周波数を低くして前記トランスの鉄損が大きくなるように制御することを特徴とする車両用電源装置。
メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動するインバータ装置と、前記インバータ装置に並列に接続された平滑用のコンデンサと、前記コンデンサの充放電及び前記インバータ装置を制御するインバータ制御手段と、前記インバータ制御手段に電力を供給するサブバッテリと、前記メインバッテリの電圧を降下させて前記サブバッテリを充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電力変換を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段とを備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、内部にトランスを有する絶縁型コンバータであって、前記トランスの１次側に設けられたスイッチング素子と、前記トランスの２次側に設けられたスイッチング素子と、前記トランス１次側のスイッチング素子とトランス２次側のスイッチング素子のデッドタイムを択一的または無段階に制御する手段とを有し、前記インバータ制御手段は、前記コンデンサの放電時に電荷を前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記サブバッテリまたはこれに接続された機器に供給するように制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの損失が通常動作時より前記コンデンサの放電動作時の方が大きくなるように制御する変換効率悪化手段を有し、前記変換効率悪化手段は、前記デッドタイムを変更して行うことを特徴とする車両用電源装置。
メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動するインバータ装置と、前記インバータ装置に並列に接続された平滑用のコンデンサと、前記コンデンサの充放電及び前記インバータ装置を制御するインバータ制御手段と、前記インバータ制御手段に電力を供給するサブバッテリと、前記メインバッテリの電圧を降下させて前記サブバッテリを充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電力変換を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段とを備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、内部にトランスを有する絶縁型コンバータであって、前記トランスの１次側に設けられたスイッチング素子と、前記トランスの２次側に設けられたスイッチング素子と、前記トランス１次側のスイッチング素子とトランス２次側のスイッチング素子の駆動タイミングを択一的または無段階に制御する手段とを有し、前記インバータ制御手段は、前記コンデンサの放電時に電荷を前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記サブバッテリまたはこれに接続された機器に供給するように制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの損失が通常動作時より前記コンデンサの放電動作時の方が大きくなるように制御する変換効率悪化手段を有し、前記変換効率悪化手段は、前記駆動タイミングを変更して行うことを特徴とする車両用電源装置。
メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動するインバータ装置と、前記インバータ装置に並列に接続された平滑用のコンデンサと、前記コンデンサの充放電及び前記インバータ装置を制御するインバータ制御手段と、前記インバータ制御手段に電力を供給するサブバッテリと、前記メインバッテリの電圧を降下させて前記サブバッテリを充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電力変換を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、前記コンデンサの放電時に電荷を前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記サブバッテリまたはこれに接続された機器に供給するように制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が所望の目標値となるように制御すると共に、前記コンデンサの放電時に出力電圧を前記目標値よりも高く設定して制御する出力電圧調整手段を有し、前記出力電圧調整手段は、前記インバータ制御手段がコンデンサの放電を行う前後において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の変化が小さくなるように目標出力電圧を設定することを特徴とする車両用電源装置。
メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動するインバータ装置と、前記インバータ装置に並列に接続された平滑用のコンデンサと、前記コンデンサの充放電及び前記インバータ装置を制御するインバータ制御手段と、前記インバータ制御手段に電力を供給するサブバッテリと、前記メインバッテリの電圧を降下させて前記サブバッテリを充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電力変換を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、前記コンデンサの放電時に電荷を前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記サブバッテリまたはこれに接続された機器に供給するように制御し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの損失が通常動作時より前記コンデンサの放電動作時の方が大きくなるように制御する変換効率悪化手段と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を通常動作時より前記コンデンサの放電動作時の方が大きくなるように制御する出力電圧調整手段とを有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの温度状態に応じて前記変換効率悪化手段および前記出力電圧調整手段を選択的に実行するようにした車両用電源装置。
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を計測する計測手段を有し、前記インバータ制御手段が前記コンデンサの放電を行うとき、前記計測手段が計測した電流値に応じて、前記変換効率悪化手段および前記出力電圧調整手段のうち、どちらかを一方を選択して実行するようにした請求項７に記載の車両用電源装置。
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに搭載されたスイッチング素子と磁性部品のいずれか１つ以上の温度を計測する計測手段を有し、前記インバータ制御手段が前記コンデンサの放電を行うとき、少なくとも前記温度が予め決めた上限温度の範囲に収まるように、前記変換効率悪化手段および前記出力電圧調整手段のうち、どちらかを一方を選択して実行するようにした請求項７に記載の車両用電源装置。
前記インバータ制御手段が前記コンデンサの放電を行うとき、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段は、少なくとも前記温度が予め決めた上限温度の範囲に収めることを第一優先として、前記コンデンサの放電時間が予め決めた放電時間の目標値となるように、いずれの変換効率悪化手段または出力電圧調整手段を実行するか選択し、またその操作量または目標値を調整することを特徴とする請求項９に記載の車両用電源装置。
車両の衝突を含む事故の発生を検出する手段を備え、事故の発生時には、前記変換効率悪化手段と前記出力電圧調整手段のうち前記変換効率悪化手段を優先的に実行し、放電時間の目標値を達成できない場合に限り、前記出力電圧調整手段を実行することを特徴とする請求項７に記載の車両用電源装置。
事故発生時の前記出力電圧調整手段は、前記変換効率悪化手段だけでは目標とする放電時間を達成できない場合、放電時間の目標値を達成するのに十分な可能な限り低い目標出力電圧に設定することを特徴とする請求項１１に記載の車両用電源装置。
車両の衝突を含む事故の発生を検出する手段を備え、事故の発生時には、前記変換効率悪化手段と前記出力電圧調整手段のうち前記変換効率悪化手段のみを実行し、前記出力電圧調整手段は前記サブバッテリを充電しないようにする目標出力電圧に設定することを特徴とする請求項７に記載の車両用電源装置。
車両の衝突を含む事故の発生を検出する手段を備え、事故の発生でないときには、前記変換効率悪化手段と前記出力電圧調整手段のうち前記出力電圧調整手段を優先的に実行し、放電時間の目標値を達成すべく前記変換効率悪化手段を選択的に実行することを特徴とする請求項７に記載の車両用電源装置。
車両の衝突を含む事故の発生を検出する手段を備え、事故の発生でないときには、前記変換効率悪化手段と前記出力電圧調整手段のうち前記出力電圧調整手段のみを実行し、前記変換効率悪化手段を実行しないことを特徴とする請求項７に記載の車両用電源装置。
前記変換効率悪化手段は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の変換効率悪化手段を２つ以上、および前記出力電圧調整手段は請求項６に記載の出力電圧調整手段を備えたことを特徴とする請求項７から請求項１５のいずれか１項に記載の車両用電源装置。