JP5228324B2

JP5228324B2 - Electric vehicle

Info

Publication number: JP5228324B2
Application number: JP2007007811A
Authority: JP
Inventors: 中島　　剛; 剛藤丸; 善誉辻; 隼之村田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2027-01-17
Also published as: JP2008178183A

Description

本発明は、モータで車輪を駆動制御する電動車両に関する。 The present invention relates to an electric vehicle that drives and controls wheels with a motor.

従来、車輪をモータで駆動する駆動装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。この装置では、車輪に連結した走行用のモータ（発電電動機）に電力を授受可能に接続される高圧蓄電装置と、低圧蓄電装置と、その高圧蓄電装置と低圧蓄電装置とを接続するＤＣ／ＤＣコンバータとを備える。そして、大きなエンジン始動用電力の一部を、低圧電気負荷給電用の低圧蓄電装置に分担させている。また、上記低圧蓄電装置には、ランプ装置などの低圧負荷装置が接続されて、低圧負荷装置は低圧蓄電装置から給電される電力で駆動される。 Conventionally, as a driving device for driving a wheel by a motor, for example, there is a device described in Patent Document 1. In this device, a high-voltage power storage device that is connected so as to be able to transfer power to a traveling motor (generator motor) connected to wheels, a low-voltage power storage device, and a DC / DC that connects the high-voltage power storage device and the low-voltage power storage device. And a converter. And a part of big engine starting electric power is shared by the low voltage | pressure electrical storage apparatus for low voltage | pressure electric load electric power feeding. The low-voltage power storage device is connected to a low-voltage load device such as a lamp device, and the low-voltage load device is driven by electric power supplied from the low-voltage power storage device.

一般に、高圧系の電源は走行用のモータで使用されており、部品保護の観点から異常時にはリレーの接点を開放して、高圧系の電源を遮断している。
一方、ブレーキが電動の場合には、当該電動ブレーキ装置は、走行系の電気系統に異常が発生しても両走行中はできるだけ動作させる必要があることから、低圧系の電源の負荷装置として、当該低圧系の電源で動作するようにしている。 In general, a high-voltage power supply is used in a motor for traveling, and from the viewpoint of component protection, a relay contact is opened to shut off the high-voltage power supply in the event of an abnormality.
On the other hand, when the brake is electric, the electric brake device needs to be operated as much as possible during both traveling even if an abnormality occurs in the electric system of the traveling system. It operates with the low-voltage power supply.

同様に、電動パワーステアリング装置の電動アクチュエータも低圧系の電源で動作している。
特開２００２−１７６７０４号公報 Similarly, the electric actuator of the electric power steering apparatus is also operated with a low-voltage power source.
JP 2002-176704 A

ブレーキ装置が低圧系の電源で動作する構成の場合には、そのメカニカル動作部（例えば、ディスクブレーキのキャリパ）を駆動する電動モータへの供給電圧も低電圧になり、動作時に電流量増大により発熱が大きいことから部品の大型化を招いている。
電動パワーステアリング装置の電動アクチュエータについても同様である。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、走行中の制動などの動作を確保しつつ、電動ブレーキ装置や電動パワーステアリング装置の電源として走行用の高圧系を使用可能とすることを課題としている。 When the brake device is configured to operate with a low-voltage power supply, the supply voltage to the electric motor that drives the mechanical operating unit (for example, a disc brake caliper) is also low, and heat is generated due to an increase in the amount of current during operation. This leads to an increase in the size of parts.
The same applies to the electric actuator of the electric power steering apparatus.
The present invention has been made paying attention to the above points, and it is possible to use a high-voltage system for traveling as a power source for an electric brake device or an electric power steering device while ensuring operations such as braking during traveling. The challenge is to do.

上記課題を解決するために、本発明の電動車両は、走行用電動モータを駆動する高圧系の電源と、低圧負荷装置用の低圧系の電源とを備え、パワーステアリング装置もしくはブレーキ装置の少なくとも一方の電動駆動部を、高圧系及び低圧系の両電源に接続し、
高圧系電源と走行用電動モータとが電気的に接続されている状態では、高圧系の電力で上記電動駆動部を作動させ、高圧系電源と走行用電動モータとが電気的に非接続の状態では、低圧系の電源で上記電動駆動部を作動させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an electric vehicle according to the present invention includes a high-voltage power source that drives a traveling electric motor and a low-voltage power source for a low-voltage load device, and is at least one of a power steering device and a brake device. Connected to both the high-voltage and low-voltage power supplies,
In a state where the high-voltage power supply and the electric motor for traveling are electrically connected, the electric drive unit is operated with high-voltage electric power, and the high-voltage power supply and the electric motor for traveling are not electrically connected. Then, the electric drive unit is operated with a low-voltage power supply.

本発明によれば、通常の走行においては、高圧系の電源でパワーステアリング装置もしくはブレーキ装置の少なくとも一方を駆動出来る。一方、走行系もしくは高圧系電源関係が故障の場合には、低圧系の電源でワーステアリング装置もしくはブレーキ装置の少なくとも一方を駆動することで、走行中の電動ブレーキなどの作動電力を確保する。 According to the present invention, during normal traveling, at least one of the power steering device and the brake device can be driven by a high-voltage power source. On the other hand, when the traveling system or the high-voltage system power supply is out of order, the operating power of the traveling electric brake or the like is secured by driving at least one of the word steering device or the brake device with the low-voltage system power supply.

（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態にかかるパワーエレクトロニクス部の概要構成を示す図である。
（構成）
まず構成について説明すると、図１に示すように、電源として走行用の高圧系電源１と、低圧負荷装置２０用の低圧系電源２の２系統の電源を備える。この実施形態では、高圧系電源１は、例えば６０Ｖのバッテリであり、低圧系電源２は、例えば１２Ｖのバッテリからなる。 (First embodiment)
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a power electronics unit according to the present embodiment.
(Constitution)
First, the configuration will be described. As shown in FIG. 1, a high-voltage power source 1 for traveling and a low-voltage power source 2 for the low-voltage load device 20 are provided as power sources. In this embodiment, the high-voltage power supply 1 is a 60V battery, for example, and the low-voltage power supply 2 is a 12V battery, for example.

そして、高圧系電源１には、第１及び第２電線３，４を通じて走行系インバータ５が電気的に接続され、高圧系電源１からの電力が走行系インバータ５で３相交流に変換されて走行系モータ６に供給される。走行系モータ６の出力は、不図示の減速機がクラッチなどを介して駆動輪に伝達可能となっている。
上記第１及び第２電線３，４の途中には第１リレー７が設けられていて、その第１リレー７の接点を開放することで、高圧系電源１は、走行系インバータ５及び走行系モータ６から遮断される。上記第１リレー７の接点は、高圧系電源１及び走行系が正常な状態では閉状態に設定され、走行系もしくは高圧系電源１に異常が発生したら、開放されるように制御されている。 A traveling system inverter 5 is electrically connected to the high voltage system power source 1 through the first and second electric wires 3 and 4, and electric power from the high voltage system power source 1 is converted into a three-phase alternating current by the traveling system inverter 5. It is supplied to the traveling system motor 6. The output of the traveling system motor 6 can be transmitted to drive wheels by a reduction gear (not shown) via a clutch or the like.
A first relay 7 is provided in the middle of the first and second electric wires 3, 4. By opening the contact of the first relay 7, the high-voltage power supply 1 is connected to the traveling inverter 5 and the traveling system. The motor 6 is disconnected. The contact of the first relay 7 is controlled to be closed when the high-voltage power supply 1 and the traveling system are normal, and opened when an abnormality occurs in the traveling system or the high-voltage power supply 1.

また、上記高圧系電源１に対し、上記第１及び第２電線３，４を介してパワーステアリング用インバータ８、ブレーキ用インバータ９、エアコン用インバータ１０が電気的に接続されている。
すなわち、第１及び第２電線３，４における上記第１リレー７の介装位置よりも走行系モータ６側で、当該電線３，４が分岐して、上記パワーステアリング用インバータ８、ブレーキ用インバータ９、エアコン用インバータ１０が電気的に接続されている。各インバータ８〜１０は、それぞれ供給されてきた電力を３相交流に変換して対応する駆動モータ１１，１２、１３に供給可能となっている。 A power steering inverter 8, a brake inverter 9, and an air conditioner inverter 10 are electrically connected to the high-voltage power supply 1 through the first and second electric wires 3 and 4.
That is, the electric wires 3 and 4 branch on the traveling system motor 6 side of the first and second electric wires 3 and 4 from the position where the first relay 7 is interposed, and the power steering inverter 8 and the brake inverter 9. An air conditioner inverter 10 is electrically connected. Each of the inverters 8 to 10 can convert the supplied electric power into three-phase alternating current and supply it to the corresponding drive motors 11, 12, and 13.

ここで、上記各インバータ５，８，９，１０は、いずれも平滑用のコンデンサ１４〜１７を備える。
更に、本実施形態では、第１及び第２電線３，４における上記第１リレー７の介装位置よりも走行系モータ６側で、電線３，４が分岐し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を介して低圧系電源２が接続されている。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、双方向性のコンバータであって、コンバータ制御部４０でのスイッチング制御によって、高圧電力を低圧電力に変換して低圧系電源２に供給する第１の変換状態と、低圧系電源２の低圧電力を高圧電力に変換して出力する第２の変換状態をとることが可能となっている。 Here, each of the inverters 5, 8, 9, 10 includes smoothing capacitors 14-17.
Further, in the present embodiment, the electric wires 3 and 4 branch on the traveling system motor 6 side of the first and second electric wires 3 and 4 from the position where the first relay 7 is interposed, and the DC / DC converter 18 is used. The low-voltage power supply 2 is connected.
The DC / DC converter 18 is a bidirectional converter, and converts the high voltage power into the low voltage power by the switching control in the converter control unit 40 and supplies the low voltage power source 2 with the first conversion state. It is possible to take a second conversion state in which the low voltage power of the system power supply 2 is converted into high voltage power and output.

そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８のコンバータ制御部４０は、走行中において、上記第１リレー７の接点が閉じている状態では、適宜、第１の変換状態で動作するようにスイッチング制御を行い、また、第１リレー７の接点が開放したことを検知すると第２の変換状態で動作するようにスイッチング制御する。
なお、上記低圧系電源２には、不図示のランプなどの低圧負荷装置２０が電気的に接続されている。
ここで、高圧系電源１が電力供給装置を、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８及び低圧系電源２が、充放電可能な蓄電装置を構成する。またパワーステアリング用インバータ８及び駆動モータ１１、ブレーキ用インバータ９及び駆動モータ１２が電動駆動部を構成する。 Then, the converter control unit 40 of the DC / DC converter 18 performs switching control so as to appropriately operate in the first conversion state when the contact of the first relay 7 is closed during traveling. When it is detected that the contact of the first relay 7 has been opened, switching control is performed so as to operate in the second conversion state.
Note that a low-voltage load device 20 such as a lamp (not shown) is electrically connected to the low-voltage power supply 2.
Here, the high-voltage power supply 1 constitutes a power supply device, and the DC / DC converter 18 and the low-voltage power supply 2 constitute a chargeable / dischargeable power storage device. The power steering inverter 8 and the drive motor 11, and the brake inverter 9 and the drive motor 12 constitute an electric drive unit.

（作用効果）
上記構成の電気車両では、車両走行中において、走行系及び高圧系電源１に故障が無い場合には、第１リレー７が閉じているので、高圧系電源１からの電力によって走行系モータ６が駆動制御されて車両が走行する。また、高圧系電源１からの高圧電力によって電動パワーステアリング装置や電動ブレーキ装置の駆動モータ１１，１２が作動することで、操舵アシストが行われたり制動が行われたりする。 (Function and effect)
In the electric vehicle having the above configuration, when the traveling system and the high-voltage system power source 1 are not broken during traveling, the first relay 7 is closed, so that the traveling system motor 6 is powered by the power from the high-voltage system power source 1. The vehicle travels under drive control. Further, the drive motors 11 and 12 of the electric power steering device and the electric brake device are operated by the high-voltage power from the high-voltage power supply 1, so that steering assist is performed and braking is performed.

このように、電動パワーステアリング装置や電動ブレーキ装置の駆動モータ１１，１２を高電圧で作動させるので、低電圧で作動させる場合に比べ、動作時の電流量が減少して発熱が小さくなる。この結果、当該駆動モータ１１，１２で駆動させるメカニカル動作部（ディスクブレーキのキャリパやステアリングコラム軸など）を小型化することが可能となる。 Thus, since the drive motors 11 and 12 of the electric power steering device and the electric brake device are operated at a high voltage, the amount of current during operation is reduced and heat generation is reduced as compared with the case where the drive motors 11 and 12 are operated at a low voltage. As a result, it is possible to reduce the size of a mechanical operation unit (such as a disc brake caliper or a steering column shaft) driven by the drive motors 11 and 12.

また、電動パワーステアリング装置や電動ブレーキ装置の駆動モータ１１，１２を高電圧で作動させることで駆動トルクが大きくなる結果、減速機構を不要とすることが出来る。減速機構を用いないで駆動する場合には、当該駆動モータ１１，１２で駆動させるメカニカル動作部の応答性が向上する。
さらに、走行中において、例えば高圧系電源１関係に故障が発生するなどの異常時に、高圧系の部品保護の観点から第１リレー７の接点が開放したときには、走行系インバータ５を停止、つまりモータ６を停止すると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８を第２の変換状態に制御される。 Further, the drive torque is increased by operating the drive motors 11 and 12 of the electric power steering device and the electric brake device with a high voltage, so that the speed reduction mechanism can be eliminated. When driving without using the speed reduction mechanism, the responsiveness of the mechanical operation unit driven by the drive motors 11 and 12 is improved.
Further, when the contact of the first relay 7 is opened from the viewpoint of protecting the high-voltage system parts in the event of an abnormality such as a failure occurring in relation to the high-voltage system power supply 1 during traveling, the traveling system inverter 5 is stopped, that is, the motor 6 is stopped, and the DC / DC converter 18 is controlled to the second conversion state.

これによって、低圧系電源２の電力がＤＣ／ＤＣコンバータ１８で昇圧されて、電動パワーステアリング装置及び電動ブレーキ装置の駆動モータ１１，１２が作動可能となる。つまり、走行系や高圧系に異常が発生しても、電動パワーステアリング装置及び電動ブレーキ装置を高圧電力で作動させることが確保できる。
ここで、上記実施形態では、電動パワーステアリング装置及び電動ブレーキ装置の両方の駆動モータ１１，１２を、第１リレー７を介して高圧系電源１に接続する場合で例示しているが、一方の装置、例えば電動ブレーキ装置の駆動モータ１２だけを高圧系電源１に接続しても良い。 As a result, the electric power of the low-voltage power supply 2 is boosted by the DC / DC converter 18, and the drive motors 11 and 12 of the electric power steering device and the electric brake device can be operated. That is, even if an abnormality occurs in the traveling system or the high-voltage system, it is possible to ensure that the electric power steering device and the electric brake device are operated with high-voltage power.
Here, in the above embodiment, the drive motors 11 and 12 of both the electric power steering device and the electric brake device are illustrated as being connected to the high-voltage power supply 1 via the first relay 7. Only a drive motor 12 of a device, for example, an electric brake device, may be connected to the high-voltage power supply 1.

また、上記実施形態では、双方向性のＤＣ／ＤＣコンバータ１８、及び低圧系電源２によって放充電可能な蓄電装置を構成する場合で説明したが、これに限定されない。例えば図２に示すように、双方向性のＤＣ／ＤＣコンバータ１８、及び低圧系電源２に代えて、別置きのコンデンサなどからなる蓄電装置２１を、第３リレー２２を介して接続することで構成しても良い。例えば、高圧系が正常の状態で適宜、第３リレー２２の接点を閉じてコンデンサなどからなる蓄電装置２１に蓄電しておき、高圧系が異常となって第１リレー７が開放されたときに、電動パワーステアリング装置もしくは電動ブレーキ装置の駆動モータ１１，１２が作動する際に第３リレー２２を閉じて当該駆動モータ１１，１２に電力を供給する。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the electrical storage apparatus which can be discharged and charged by the bidirectional | two-way DC / DC converter 18 and the low voltage | pressure system power supply 2 was demonstrated, it is not limited to this. For example, as shown in FIG. 2, instead of the bidirectional DC / DC converter 18 and the low-voltage power supply 2, a power storage device 21 including a separate capacitor is connected via a third relay 22. It may be configured. For example, when the high-voltage system is in a normal state, the contact of the third relay 22 is appropriately closed to store power in the power storage device 21 made of a capacitor or the like, and the first relay 7 is opened due to an abnormality in the high-voltage system. When the drive motors 11 and 12 of the electric power steering device or the electric brake device are operated, the third relay 22 is closed to supply electric power to the drive motors 11 and 12.

また、上記実施形態では、電力供給装置として、６０Ｖバッテリなどから高圧系電源１を例示しているが、これに限定されない。例えば、主駆動輪をエンジンで駆動し、そのエンジンで駆動される発電機を電力供給装置としても良い。この場合には、電力供給装置が故障してはいないが、発電機の発電不足などで上記第１リレー７を開放した場合にも、低圧系電源２の電力を高圧に昇圧して、電動ブレーキ装置の駆動モータ１１，１２などに供給するようにしても良い。発電機が発電不足などとなっても、電動ブレーキ装置の作動を確保することが出来る。 Moreover, in the said embodiment, although the high voltage system power supply 1 is illustrated from a 60V battery etc. as an electric power supply apparatus, it is not limited to this. For example, the main drive wheel may be driven by an engine, and a generator driven by the engine may be used as the power supply device. In this case, although the power supply device has not failed, even when the first relay 7 is opened due to insufficient power generation by the generator or the like, the electric power of the low-voltage system power source 2 is increased to a high voltage, and the electric brake You may make it supply to the drive motors 11 and 12 of an apparatus. The operation of the electric brake device can be ensured even if the generator becomes insufficient in power generation.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
図３は、本実施形態に係るパワーエレクトロニクス部の概要構成を示す図である。
（構成）
本実施形態に基本構成は、上記第１実施形態と同様である。
だたし、高圧系電源１に対して、走行系と並列に、つまり独立して、電動パワーステアリング装置及び電動ブレーキ装置の両方の駆動モータ１１，１２を、それぞれのインバータ８，９を介して電気的に接続したものである。符号２５は、電動パワーステアリング装置及び電動ブレーキ装置側の電線３，４に設けられた第２リレーである。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings. Note that components similar to those in the above-described embodiment will be described with the same reference numerals.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the power electronics unit according to the present embodiment.
(Constitution)
The basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
However, the drive motors 11 and 12 of both the electric power steering device and the electric brake device are connected to the high-voltage power supply 1 in parallel with the traveling system, that is, independently of each other via the inverters 8 and 9. Electrically connected. Reference numeral 25 denotes a second relay provided on the electric wires 3 and 4 on the electric power steering device and electric brake device side.

また、双方向性のＤＣ／ＤＣコンバータ１８及び低圧系電源２などから構成される放充電可能な蓄電装置は、電動パワーステアリング装置及び電動ブレーキ装置側の電線に接続されている。すなわち、放充電可能な蓄電装置は、駆動モータ１１，１２と高圧系電源１に電気的に接続されている。
なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８の第１の変換状態及び第２の変換状態の切替は第２リレー２５の開閉に基づき切り替える。 The rechargeable power storage device including the bidirectional DC / DC converter 18 and the low-voltage power supply 2 is connected to the electric power steering device and the electric brake device side wires. That is, the rechargeable power storage device is electrically connected to the drive motors 11 and 12 and the high-voltage power supply 1.
Note that switching between the first conversion state and the second conversion state of the DC / DC converter 18 is performed based on opening and closing of the second relay 25.

（作用効果）
この実施形態では、走行系の異常によって第１リレー７の接点が開放されても、高圧系電源１に異常が無ければ、高圧系電源１の電力を電動パワーステアリング装置及び電動ブレーキ装置の駆動モータ１１，１２に供給することが可能となる。
更に、高圧系電源１関係に異常が発生して第２リレー２５の接点が開放されても、低圧系電源２の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１８で昇圧されてなる高圧の電力を、電動パワーステアリング装置及び電動ブレーキ装置の駆動モータ１１，１２に供給することが可能となる。
その他の作用効果や構成については上記第１実施形態と同様である。 (Function and effect)
In this embodiment, even if the contact of the first relay 7 is opened due to an abnormality in the traveling system, if there is no abnormality in the high-voltage power supply 1, the electric power of the high-voltage power supply 1 is used as a drive motor for the electric power steering device and the electric brake device. 11 and 12 can be supplied.
Further, even if an abnormality occurs in the high voltage system power supply 1 and the contact of the second relay 25 is opened, the high voltage power obtained by boosting the voltage of the low voltage system power supply 2 by the DC / DC converter 18 is converted into electric power steering. It becomes possible to supply to the drive motors 11 and 12 of the device and the electric brake device.
Other effects and configurations are the same as those in the first embodiment.

ここで、図４のように、高圧系電源１に対して、電動パワーステアリング装置及び電動ブレーキ装置の駆動モータ１１，１２をそれぞれ独立にして接続するようにしても良い。この場合には、双方向性のＤＣ／ＤＣコンバータ１８及び低圧系電源２などから構成される放充電可能な蓄電装置は、電動パワーステアリング装置及び電動ブレーキ装置側の両方の電線に個別に接続する。 Here, as shown in FIG. 4, the drive motors 11 and 12 of the electric power steering device and the electric brake device may be independently connected to the high-voltage power supply 1. In this case, the rechargeable power storage device including the bidirectional DC / DC converter 18 and the low-voltage power supply 2 is individually connected to both the electric power steering device and the electric brake device. .

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
図５は、本実施形態に係るパワーエレクトロニクス部の概要構成を示す図である。
本実施形態に基本構成は、図５のように、上記第１実施形態の図１と同様である。
ただし、走行系インバータ５で走行系モータ６を回生制御可能とする。そして、高圧系電源１の異常によって第１リレー７の接点が開放されたと判定し、車両が走行中は走行系モータ６を回生状態とする。符号４１は、走行系インバータ５をスイッチング制御する走行系モータ制御部である。
これによって、車両が動いている間は、高圧系電源１に異常が発生しても、回生電力が低圧系電源２と共に、もしくは回生電力だけで、電動パワーステアリング装置及び電動ブレーキ装置の駆動モータ１１，１２に供給可能となる。これによって、車両が動いている間は、確実に操舵アシスト及び制動が可能となる。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to the drawings. Note that components similar to those in the above-described embodiment will be described with the same reference numerals.
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the power electronics unit according to the present embodiment.
The basic configuration of this embodiment is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment as shown in FIG.
However, the traveling system motor 6 can be regeneratively controlled by the traveling system inverter 5. And it determines with the contact of the 1st relay 7 having been open | released by abnormality of the high voltage | pressure system power supply 1, and makes the traveling system motor 6 a regenerative state while the vehicle is drive | working. Reference numeral 41 denotes a traveling system motor control unit that performs switching control of the traveling system inverter 5.
As a result, even if an abnormality occurs in the high-voltage power supply 1 while the vehicle is moving, the regenerative electric power together with the low-voltage power supply 2 or only with the regenerative electric power is used as the drive motor 11 for the electric power steering device and the electric brake device. , 12 can be supplied. Thus, steering assist and braking can be reliably performed while the vehicle is moving.

次に、上記走行系モータ６による回生時の制御の一例を、図６に基づき説明する。以下の説明は、異常時にブレーキ装置に駆動電力を供給する場合を例に説明するが、異常にパワーステアリング装置に駆動電力を供給も同様な処理となる。
所定サンプリング周期で実施されて、まずステップＳ１０にて高圧系の故障で第１リレー７の接点が開放されたか否かを判定し、開放されていない場合には処理を終了し、開放されている場合にはステップＳ２０に移行する。 Next, an example of control during regeneration by the traveling system motor 6 will be described with reference to FIG. In the following description, a case where the driving power is supplied to the brake device at the time of abnormality will be described as an example, but the same processing is performed when the driving power is abnormally supplied to the power steering device.
First, in step S10, it is determined whether or not the contact of the first relay 7 has been opened due to a failure of the high voltage system. If not, the process is terminated and opened. In this case, the process proceeds to step S20.

ステップＳ２０では、車速が所定の低速度以下か否か、たとえば停車もしくは停車に近い速度か否かを判定し、低速度以下と判定した場合には、ステップＳ３０に移行して、走行系インバータ５のコンデンサ１４の放電を行い処理を終了する。
一方、ステップＳ２０で車速が所定の低速度よりも大きく、所定以上の回生電力を発生可能と判定すると、ステップＳ４０に移行する。
ステップＳ４０では、走行系モータ６側が故障しているか否かを判定し、走行系モータ６側が故障していると判定した場合にはステップＳ５０に移行し、走行系モータ６が故障していないと判定するとステップＳ６０に移行する。 In step S20, it is determined whether or not the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined low speed, for example, whether or not the vehicle is stopped or close to stopping. If it is determined that the vehicle speed is equal to or lower than the low speed, the process proceeds to step S30 to The capacitor 14 is discharged and the process is terminated.
On the other hand, if it is determined in step S20 that the vehicle speed is greater than the predetermined low speed and it is possible to generate regenerative electric power of a predetermined value or more, the process proceeds to step S40.
In step S40, it is determined whether or not the traveling system motor 6 has failed. If it is determined that the traveling system motor 6 has failed, the process proceeds to step S50, and the traveling system motor 6 has not failed. If it determines, it will transfer to step S60.

ステップＳ５０では、インバータ５中の放電回路（抵抗）などで平滑コンデンサ１４の放電を行い処理を終了する。
また、ステップＳ６０では、走行系インバータ５のコンデンサ１４の電圧が許容値以下か否かを判定し、許容値以下の場合には、ステップＳ８０に移行する。許容値より大きい場合にはステップＳ７０に移行する。
ステップＳ７０では、コンデンサ１４に十分な電圧が蓄電されているので、走行系モータ６による回生を行わないで処理を終了する。この場合には、走行系インバータ５のコンデンサ１４の電力が電動ブレーキ装置の駆動モータ１２に供給されることでブレーキが作動する。この状態で回生をしないのは、機器の耐性悪化を防止するためである。
ステップＳ８０では、ブレーキ動作を行うために必要な要求電力を計算してステップＳ９０に移行する。 In step S50, the smoothing capacitor 14 is discharged by the discharge circuit (resistor) in the inverter 5 and the process is terminated.
Further, in step S60, it is determined whether or not the voltage of the capacitor 14 of the traveling system inverter 5 is equal to or lower than the allowable value. If the voltage is equal to or lower than the allowable value, the process proceeds to step S80. If larger than the allowable value, the process proceeds to step S70.
In step S70, since a sufficient voltage is stored in the capacitor 14, the process is terminated without performing regeneration by the traveling system motor 6. In this case, the brake is activated by supplying the electric power of the capacitor 14 of the traveling system inverter 5 to the drive motor 12 of the electric brake device. The reason for not regenerating in this state is to prevent deterioration of the resistance of the device.
In step S80, the required power required to perform the braking operation is calculated, and the process proceeds to step S90.

ステップＳ９０では、ブレーキの要求電力分だけ走行系モータ６で発電（回生）して、ステップＳ１００に移行する。これによって、回生電力が電動ブレーキ装置の駆動モータ１２に供給されることで作動する。なお、低圧系電源２からの給電と併用する場合には、低圧系電源２から給電に応じて走行系モータ６での回生（発電）を抑制する。
ステップＳ１００では、上記回生による制動力発生による、ブレーキ装置で発生する制動力低減指令をブレーキ装置の制動コントローラに出力して処理を終了する。 In step S90, electric power is generated (regenerated) by the traveling system motor 6 by the required electric power of the brake, and the process proceeds to step S100. Accordingly, the regenerative electric power is supplied to the drive motor 12 of the electric brake device to operate. In addition, when using together with the electric power feeding from the low voltage | pressure system power supply 2, the regeneration (electric power generation) in the traveling system motor 6 is suppressed according to electric power feeding from the low voltage | pressure system power supply 2. FIG.
In step S100, a braking force reduction command generated by the brake device due to the generation of the braking force due to the regeneration is output to the braking controller of the brake device, and the process ends.

以上のように制御することで、車両が所定低速度以下となるまでは、駆動モータ１２及び走行系インバータ５に異常が無い場合には、インバータ５のコンデンサ１４の放電を行うことが行われず、当該コンデンサ１４の電圧が高い場合には、その電力で電動ブレーキ装置が駆動可能となる。
また、コンデンサ１４が許容電圧以下の場合には、走行系モータ６の回生で電動ブレーキ装置が駆動可能となる。このとき回生によって制動が掛かっている状態であるので、電動ブレーキ装置で発生する制動力をその分、小さく、つまり消費電力を小さく抑えることが出来る。 By controlling as described above, until there is no abnormality in the drive motor 12 and the traveling system inverter 5 until the vehicle is below a predetermined low speed, the capacitor 14 of the inverter 5 is not discharged, When the voltage of the capacitor 14 is high, the electric brake device can be driven with the electric power.
When the capacitor 14 is below the allowable voltage, the electric brake device can be driven by regeneration of the traveling system motor 6. At this time, since the braking is applied by regeneration, the braking force generated by the electric brake device can be reduced accordingly, that is, the power consumption can be reduced.

なお、一般に、車両が停止もしくは異常となったら、安全のために、上記インバータ５のコンデンサ１４はすぐに放電する処理が施されるが、本実施形態では、コンデンサ１４を充放電可能な蓄電装置として扱い、車両が走行中は、コンデンサ１４の放電を抑制し、当該走行系インバータ５のコンデンサ１４に蓄電された電力で、電動ブレーキ装置や電動パワーステアリング装置を駆動可能としている。 In general, when the vehicle stops or becomes abnormal, for the sake of safety, the capacitor 14 of the inverter 5 is immediately discharged. In this embodiment, the power storage device that can charge and discharge the capacitor 14 is used. When the vehicle is traveling, the discharge of the capacitor 14 is suppressed, and the electric brake device and the electric power steering device can be driven by the electric power stored in the capacitor 14 of the traveling inverter 5.

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
図７は、本実施形態に係るパワーエレクトロニクス部の概要構成を示す図である。
本実施形態に基本構成は、図７のように、上記第１実施形態と同様である。
ただし、走行系インバータ５の平滑用コンデンサ１４を、走行系が異常が無ければ、放電開始を通常よりも遅らせることで、当該コンデンサ１４の電力でも、電動ブレーキ装置や電動パワーステアリング装置を駆動可能としたものである。 (Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to the drawings. Note that components similar to those in the above-described embodiment will be described with the same reference numerals.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the power electronics unit according to the present embodiment.
The basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment as shown in FIG.
However, the smoothing capacitor 14 of the traveling system inverter 5 can drive the electric brake device and the electric power steering device even with the electric power of the capacitor 14 by delaying the start of discharge than usual if there is no abnormality in the traveling system. It is a thing.

（第１実施例）
次に、その制御の第１実施例について図８を参照して説明する。
まず、ステップＳ２００にて、車両が走行中であって、高圧系の故障によって第１リレー７の接点が開放されたか否かを判定し、開放されたと判定した場合にはステップＳ２１０に移行する。
ステップＳ２１０では、故障の原因が走行系か否かを判定し、走行系が原因と判定した場合にはステップＳ２２０に移行して、走行系インバータ５の抵抗を使用してコンデンサの放電を開始して処理を終了する。 (First embodiment)
Next, a first embodiment of the control will be described with reference to FIG.
First, in step S200, it is determined whether or not the vehicle is traveling and the contact of the first relay 7 is opened due to a failure in the high voltage system. If it is determined that the contact is opened, the process proceeds to step S210.
In step S210, it is determined whether or not the cause of the failure is the traveling system. If it is determined that the traveling system is the cause, the process proceeds to step S220, and discharging of the capacitor is started using the resistance of the traveling system inverter 5. To finish the process.

一方、故障の原因が走行系でない場合にはステップＳ２３０に移行して、上記第１リレー７が開放されてから所定時間経過したか判断し、所定時間経過するまで放電を遅らせる。そして所定時間経過したらステップＳ２４０に移行して放電を開始して処理を終了する。
この第１実施例では、高圧系が故障して走行のための駆動が不能になったら、運転者がブレーキを掛けると想定される十分な時間だけコンデンサ１４の放電を遅らせることで、上記コンデンサ１４の電力により電動ブレーキ装置及び電動パワーステアリング装置の駆動を可能とする。 On the other hand, when the cause of the failure is not the traveling system, the process proceeds to step S230, where it is determined whether a predetermined time has elapsed since the first relay 7 was opened, and the discharge is delayed until the predetermined time elapses. When a predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S240 to start discharging and end the process.
In the first embodiment, when the high-voltage system fails and driving for traveling becomes impossible, the discharge of the capacitor 14 is delayed for a sufficient time that the driver is expected to apply the brake. The electric brake device and the electric power steering device can be driven by the electric power.

（第２実施例）
第２実施例では、図９に示すように、上記第１実施例の処理におけるステップＳ２３０の処理だけが異なる。
すなわち、第２実施例では、車速が所定の低速度以下、例えば停止した状態に等しい速度か否かを判定し、低速度以下になったらステップＳ２４０に移行して放電を開始する。
これによって走行系の異常で無ければ、車両が所定の低速度以下の車速になるまで走行系のコンデンサ１４の電力を供給可能となる。 (Second embodiment)
In the second embodiment, as shown in FIG. 9, only the processing in step S230 in the processing of the first embodiment is different.
That is, in the second embodiment, it is determined whether or not the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined low speed, for example, equal to a stopped state. When the vehicle speed is equal to or lower than the low speed, the process proceeds to step S240 and discharge is started.
As a result, if there is no abnormality in the traveling system, the power of the traveling system capacitor 14 can be supplied until the vehicle speed reaches a vehicle speed lower than a predetermined low speed.

（第３実施例）
第３実施例では、図１０に示すように、上記第１及び第２実施例におけるステップＳ２３０の処理の代わりに、ステップＳ３００及びＳ３１０の処理を行う。
この実施例では、ステップＳ３００及びＳ３１０にて、ＡＢＳ信号を使用して、走行系モータ６で駆動される駆動輪、及び従動輪の両方の車輪速が共に所定低速度以下になるまで、ステップＳ２４０での放電開始を延期するものである。
走行路面がアイスバーンなど路面によっては駆動輪と従動輪の挙動が違うことを考慮して、駆動輪及び従動輪が共に所定低速度になったときに放電開始するようにして、走行状態をより確実に検出しようとしたものである。
なお、第１実施例〜第３実施例を適宜組み合わせても良い。 (Third embodiment)
In the third embodiment, as shown in FIG. 10, the processes of steps S300 and S310 are performed instead of the process of step S230 in the first and second embodiments.
In this embodiment, in steps S300 and S310, using the ABS signal, step S240 is performed until both the wheel speeds of the drive wheels driven by the traveling system motor 6 and the driven wheels are equal to or lower than a predetermined low speed. This is to postpone the start of discharge at.
Considering that the driving road and driven wheel behave differently depending on the road surface such as ice burn, the discharge state is started when both the driving wheel and the driven wheel reach a predetermined low speed, and the driving state is further improved. It is an attempt to detect with certainty.
The first to third embodiments may be appropriately combined.

本発明に基づく第１実施形態に係る電動車両のパワーエレクトロニクス部の構成を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the power electronics part of the electric vehicle which concerns on 1st Embodiment based on this invention. 本発明に基づく第１実施形態に係る電動車両のパワーエレクトロニクス部の別の構成を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows another structure of the power electronics part of the electric vehicle which concerns on 1st Embodiment based on this invention. 本発明に基づく第２実施形態に係る電動車両のパワーエレクトロニクス部の構成を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the power electronics part of the electric vehicle which concerns on 2nd Embodiment based on this invention. 本発明に基づく第２実施形態に係る電動車両のパワーエレクトロニクス部の別の構成を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows another structure of the power electronics part of the electric vehicle which concerns on 2nd Embodiment based on this invention. 本発明に基づく第３実施形態に係る電動車両のパワーエレクトロニクス部の構成を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the power electronics part of the electric vehicle which concerns on 3rd Embodiment based on this invention. 本発明に基づく第３実施形態に係る処理例を示す図である。It is a figure which shows the process example which concerns on 3rd Embodiment based on this invention. 本発明に基づく第４実施形態に係る電動車両のパワーエレクトロニクス部の構成を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the power electronics part of the electric vehicle which concerns on 4th Embodiment based on this invention. 本発明に基づく第４実施形態に係る処理例を示す図である。It is a figure which shows the process example which concerns on 4th Embodiment based on this invention. 本発明に基づく第４実施形態に係る処理例を示す図である。It is a figure which shows the process example which concerns on 4th Embodiment based on this invention. 本発明に基づく第４実施形態に係る処理例を示す図である。It is a figure which shows the process example which concerns on 4th Embodiment based on this invention.

Explanation of symbols

１高圧系電源
２低圧系電源
３，４電線
５走行系インバータ
６走行系モータ
７第１リレー
８パワーステアリング用インバータ
９ブレーキ用インバータ
１１，１２駆動モータ
１４コンデンサ
１８ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０低圧負荷装置
２１蓄電装置
２２第３リレー
２５第２リレー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High voltage system power supply 2 Low voltage system power supply 3 and 4 Electric wire 5 Travel system inverter 6 Travel system motor 7 1st relay 8 Power steering inverter 9 Brake inverters 11 and 12 Drive motor 14 Capacitor 18 DC / DC converter 20 Low voltage load device 21 Power storage device 22 Third relay 25 Second relay

Claims

A power supply device, an electric motor connected to the power supply device via a first relay and rotating a wheel with power from the power supply device, and a chargeable / dischargeable power storage device different from the power supply device And prepared,
An electric drive unit of at least one of a power steering device or a brake device is connected to the power supply device via the first relay, and is also connected to the power storage device,
When it is determined that the power supply device and the electric motor are normal, the contact of the first relay is closed to operate the electric drive unit with the electric power from the power supply device, and the power supply device or the electric motor during traveling. Upon detecting the abnormality of the motor, by opening the contacts of the first relay, the power of the power storage device is supplied to the electric drive unit,
The electric motor is electrically connected to the power supply device and the electric drive unit via an inverter having a capacitor. When an abnormality of the power supply device is detected during running , a predetermined contact is established after opening the contact of the first relay. after time, while performing the discharge of the capacitor, when detecting an abnormality of the electric motor during running, after contact opening of the first relay, characterized in that is adapted to perform discharge of the capacitor the electric vehicle.

The power storage device includes a battery having a voltage lower than an allowable upper limit voltage of the power supply device and a DC / DC converter capable of bidirectional conversion, and the contact of the first relay is opened. 2. The electric vehicle according to claim 1, wherein in the state, the DC / DC converter is controlled to a state in which the DC / DC converter is converted from a low voltage to a high voltage, and the voltage of the battery is boosted to be supplied to the electric drive unit.

The electric motor is electrically connected to the power supply device and the electric drive unit via an inverter,
2. The electric motor is set in a regenerative state when the contact of the first relay is opened while the vehicle is running, and the electric power generated by the regeneration can be supplied to the electric drive unit. The electric vehicle according to claim 2.

The electric vehicle according to claim 3, wherein the electric drive unit is an electric drive unit of a brake device, and the electric motor is brought into a regenerative state when a brake operation request is made.

5. The electric vehicle according to claim 3, wherein the inverter includes a capacitor, and the regeneration is performed when a voltage of the capacitor becomes a predetermined value or less.