特許 7530756 電力変換装置及び電力変換制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-31

(45)【発行日】2024-08-08

(54)【発明の名称】電力変換装置及び電力変換制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/06 20060101AFI20240801BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20240801BHJP

【ＦＩ】

H02P27/06

H02M7/48 E

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020116681

(22)【出願日】2020-07-06

(65)【公開番号】P2022014382

(43)【公開日】2022-01-19

【審査請求日】2023-05-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】柏▲ざき▼ 貴司

(72)【発明者】

【氏名】赤間 貞洋

(72)【発明者】

【氏名】塚本 康裕

(72)【発明者】

【氏名】岡田 浩幸

【審査官】谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１０７０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２３１５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４１９５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２７／０６

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力を変換する電力変換装置（１３）であって、
電源部（１１）からの直流電力を交流電力に変換してモータ（１２）に供給する電力変換部（３０）と、
前記電源部から前記電力変換部に供給される直流電流を平滑化する平滑コンデンサ（２１）と、
前記電源部と前記電力変換部との間に設けられた兼用抵抗（６２，７１ａ）と、
前記電源部と前記兼用抵抗との導通を遮断する電源スイッチ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と、
前記平滑コンデンサと前記兼用抵抗との導通を遮断するコンデンサスイッチ（６５，７５）と、
前記電源部と前記平滑コンデンサとの導通を遮断する遮断スイッチ（２２ａ，２２ｂ）として、前記電源部の低電位側と前記平滑コンデンサとの導通を遮断する低電位スイッチ（２２ｂ）と、
を備え、
前記兼用抵抗は、
前記コンデンサスイッチが遮断状態にある状況で前記平滑コンデンサの通電を管理する抵抗であって、前記電源スイッチが遮断状態にあり且つ前記コンデンサスイッチが導通状態にある状況で前記平滑コンデンサの放電を行う抵抗であり、
前記電源スイッチとして、前記兼用抵抗に直列に接続され、且つ前記低電位スイッチに並列に接続された低並列スイッチ（２２ｃ）が設けられており、
前記兼用抵抗と前記平滑コンデンサとは、前記電源部の高電位側と前記電力変換部とを接続している高電位側ライン（２５）を介さずに接続線（６６）により接続されており、
前記コンデンサスイッチは、前記接続線に設けられている、電力変換装置。

【請求項2】

前記兼用抵抗（６２）は、
前記コンデンサスイッチ（６５）が遮断状態にあることに加えて、前記遮断スイッチが遮断状態にあり且つ前記電源スイッチ（２２ｃ）が導通状態にある状況で、前記平滑コンデンサの電圧調整として前記平滑コンデンサのプリチャージを行うプリチャージ抵抗（６２）である一方で、前記電源スイッチが遮断状態にあり且つ前記コンデンサスイッチが導通状態にあることに加えて、前記遮断スイッチが遮断状態にある状況で、前記平滑コンデンサの放電を行う抵抗である、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記遮断スイッチとして、前記電源部の高電位側と前記平滑コンデンサとの導通を遮断する高電位スイッチ（２２ａ）が設けられており、
前記電源スイッチとして、前記兼用抵抗に直列に接続され、且つ前記高電位スイッチに並列に接続された高並列スイッチ（２２ｃ）が設けられている、請求項１又は２に記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記電源部と前記平滑コンデンサとの導通が遮断状態にある場合に、前記モータの回転数（Ｎｍ）に応じて前記コンデンサスイッチを導通状態にするスイッチ実行部（Ｓ１０６，Ｓ２０１，Ｓ２０２）を備えている、請求項１～３のいずれかに記載の電力変換装置。

【請求項5】

電力を変換する電力変換装置（１３）であって、
電源部（１１）からの直流電力を交流電力に変換してモータ（１２）に供給する電力変換部（３０）と、
前記電源部から前記電力変換部に供給される直流電流を平滑化する平滑コンデンサ（２１）と、
前記電源部と前記電力変換部との間に設けられた兼用抵抗（６２，７１ａ）と、
前記電源部と前記兼用抵抗との導通を遮断する電源スイッチ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と、
前記平滑コンデンサと前記兼用抵抗との導通を遮断するコンデンサスイッチ（６５，７５）と、
前記兼用抵抗は、
前記コンデンサスイッチが遮断状態にある状況で前記平滑コンデンサの通電を管理する抵抗であって、前記電源スイッチが遮断状態にあり且つ前記コンデンサスイッチが導通状態にある状況で前記平滑コンデンサの放電を行う抵抗であり、
さらに、
前記兼用抵抗である第１兼用抵抗（６２）と、
前記コンデンサスイッチとして、前記平滑コンデンサと前記第１兼用抵抗との導通を遮断する第１コンデンサスイッチ（６５）と、
前記電源スイッチとして、前記電源部と前記第１兼用抵抗との導通を遮断する第１電源スイッチ（２２ｃ）と、
前記兼用抵抗であり前記第１兼用抵抗とは異なる第２兼用抵抗（７１ａ）と、
前記コンデンサスイッチとして、前記平滑コンデンサと前記第２兼用抵抗との導通を遮断する第２コンデンサスイッチ（７５）と、
前記電源スイッチとして、前記電源部と前記第２兼用抵抗との導通を遮断する第２電源スイッチ（２２ａ，２２ｂ）と、
前記電源部と前記平滑コンデンサとの導通を遮断する遮断スイッチ（２２ａ，２２ｂ）と、
前記平滑コンデンサに並列に接続され、前記第２電源スイッチ及び前記第２コンデンサスイッチがいずれも遮断状態にある状況で、前記平滑コンデンサの放電を行う放電抵抗（７１）と、
を備え、
前記第１兼用抵抗は、
前記第１コンデンサスイッチが遮断状態にあることに加えて、前記遮断スイッチが遮断状態にあり且つ前記第１電源スイッチが導通状態にある状況で、前記平滑コンデンサの電圧調整として前記平滑コンデンサのプリチャージを行うプリチャージ抵抗であり、
前記放電抵抗は、第１抵抗体（７１ａ）と、前記第１抵抗体に直列に接続された第２抵抗体（７１ｂ，７１ｃ）と、を有しており、
前記第２コンデンサスイッチは、前記第１抵抗体と前記第２抵抗体との間に接続されており、
前記第１抵抗体と前記第２コンデンサスイッチとは、互いに直列に接続された状態で前記平滑コンデンサに並列に接続されており、
前記第２兼用抵抗は前記第１抵抗体である、電力変換装置。

【請求項6】

前記電源部と前記平滑コンデンサとの導通が遮断状態にある場合に、前記モータの回転数（Ｎｍ）に応じて前記第１コンデンサスイッチ及び前記第２コンデンサスイッチの少なくとも一方を導通状態にするスイッチ実行部（Ｓ２０１，Ｓ２０２）を備えている、請求項５に記載の電力変換装置。

【請求項7】

電源部（１１）からの直流電力を交流電力に変換してモータ（１２）に供給する電力変換部（３０）と、
前記電源部から前記電力変換部に供給される直流電流を平滑化する平滑コンデンサ（２１）と、
前記電源部と前記電力変換部との間に設けられた兼用抵抗（６２，７１ａ）と、
前記電源部と前記兼用抵抗との導通を遮断する電源スイッチ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と、
前記平滑コンデンサと前記兼用抵抗との導通を遮断するコンデンサスイッチ（６５，７５）と、
前記電源部と前記平滑コンデンサとの導通を遮断する遮断スイッチ（２２ａ，２２ｂ）として、前記電源部の低電位側と前記平滑コンデンサとの導通を遮断する低電位スイッチ（２２ｂ）と、
を備え、
前記兼用抵抗は、
前記コンデンサスイッチが遮断状態にある状況で前記平滑コンデンサの通電を管理する抵抗であって、前記電源スイッチが遮断状態にあり且つ前記コンデンサスイッチが導通状態にある状況で前記平滑コンデンサの放電を行う抵抗であり、
前記電源スイッチとして、前記兼用抵抗に直列に接続され、且つ前記低電位スイッチに並列に接続された低並列スイッチ（２２ｃ）が設けられており、
前記兼用抵抗と前記平滑コンデンサとは、前記電源部の高電位側と前記電力変換部とを接続している高電位側ライン（２５）を介さずに接続線（６６）により接続されており、
前記コンデンサスイッチは、前記接続線に設けられている、電力変換装置（１３）に適用される電力変換制御装置（４０）であって、
前記電源部と前記平滑コンデンサとの導通が遮断された状態にあるか否かを判定する遮断判定部（Ｓ１０１）と、
前記遮断判定部により前記電源部と前記平滑コンデンサとの導通が遮断された状態にあると判定された場合に、前記コンデンサスイッチを導通状態にするスイッチ実行部（Ｓ１０６，Ｓ２０１，Ｓ２０２）と、を備えている電力変換制御装置。

【請求項8】

電源部（１１）からの直流電力を交流電力に変換してモータ（１２）に供給する電力変換部（３０）と、
前記電源部から前記電力変換部に供給される直流電流を平滑化する平滑コンデンサ（２１）と、
前記電源部と前記電力変換部との間に設けられた兼用抵抗（６２，７１ａ）と、
前記電源部と前記兼用抵抗との導通を遮断する電源スイッチ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と、
前記平滑コンデンサと前記兼用抵抗との導通を遮断するコンデンサスイッチ（６５，７５）と、
を備え、
前記兼用抵抗は、
前記コンデンサスイッチが遮断状態にある状況で前記平滑コンデンサの通電を管理する抵抗であって、前記電源スイッチが遮断状態にあり且つ前記コンデンサスイッチが導通状態にある状況で前記平滑コンデンサの放電を行う抵抗であり、
さらに、
前記兼用抵抗である第１兼用抵抗（６２）と、
前記コンデンサスイッチとして、前記平滑コンデンサと前記第１兼用抵抗との導通を遮断する第１コンデンサスイッチ（６５）と、
前記電源スイッチとして、前記電源部と前記第１兼用抵抗との導通を遮断する第１電源スイッチ（２２ｃ）と、
前記兼用抵抗であり前記第１兼用抵抗とは異なる第２兼用抵抗（７１ａ）と、
前記コンデンサスイッチとして、前記平滑コンデンサと前記第２兼用抵抗との導通を遮断する第２コンデンサスイッチ（７５）と、
前記電源スイッチとして、前記電源部と前記第２兼用抵抗との導通を遮断する第２電源スイッチ（２２ａ，２２ｂ）と、
前記電源部と前記平滑コンデンサとの導通を遮断する遮断スイッチ（２２ａ，２２ｂ）と、
前記平滑コンデンサに並列に接続され、前記第２電源スイッチ及び前記第２コンデンサスイッチがいずれも遮断状態にある状況で、前記平滑コンデンサの放電を行う放電抵抗（７１）と、
を備え、
前記第１兼用抵抗は、
前記第１コンデンサスイッチが遮断状態にあることに加えて、前記遮断スイッチが遮断状態にあり且つ前記第１電源スイッチが導通状態にある状況で、前記平滑コンデンサの電圧調整として前記平滑コンデンサのプリチャージを行うプリチャージ抵抗であり、
前記放電抵抗は、第１抵抗体（７１ａ）と、前記第１抵抗体に直列に接続された第２抵抗体（７１ｂ，７１ｃ）と、を有しており、
前記第２コンデンサスイッチは、前記第１抵抗体と前記第２抵抗体との間に接続されており、
前記第１抵抗体と前記第２コンデンサスイッチとは、互いに直列に接続された状態で前記平滑コンデンサに並列に接続されており、
前記第２兼用抵抗は前記第１抵抗体である、電力変換装置（１３）に適用される電力変換制御装置（４０）であって、
前記電源部と前記平滑コンデンサとの導通が遮断された状態にあるか否かを判定する遮断判定部（Ｓ１０１）と、
前記遮断判定部により前記電源部と前記平滑コンデンサとの導通が遮断された状態にあると判定された場合に、前記コンデンサスイッチを導通状態にするスイッチ実行部（Ｓ１０６，Ｓ２０１，Ｓ２０２）と、を備えている電力変換制御装置。

【請求項9】

前記スイッチ実行部は、
前記平滑コンデンサの電圧であるコンデンサ電圧（Ｖｃ）があらかじめ定められたコンデンサ閾値（Ｖｃｘ）以上である場合に、前記コンデンサスイッチを導通状態にする、請求項８に記載の電力変換制御装置。

【請求項10】

前記スイッチ実行部は、
前記モータの回転数があらかじめ定められた回転閾値（Ｎｂ）以上である場合に、前記コンデンサスイッチを導通状態にする、請求項８又は９に記載の電力変換制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この明細書における開示は、電力変換装置及び電力変換制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、直流電力を交流電力に変換して３相モータに供給するインバータと、このインバータの制御を行う電子制御ユニットと、が搭載された車両について開示されている。この車両においては、バッテリからインバータに供給される直流電流を平滑化する平滑コンデンサがインバータに対して設けられている。

【0003】

電子制御ユニットは、車両の衝突発生時に、バッテリを平滑コンデンサ等から電気的に切り離した上で、モータの逆起電力が平滑コンデンサに供給されないようにインバータを制御する。この制御として、各相の上アームトランジスタを全てオフし、且つ各相の下アームトランジスタを全てオンする、という処理（以下、アクティブショートサーキットという）が行われる。アクティブショートサーキットが行われることで、モータの逆起電力による電流が平滑コンデンサに流れず、平滑コンデンサの過電圧が生じるということが抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１１０２００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１では、アクティブショートサーキットが行われると、モータから平滑コンデンサへの逆起電力の供給が規制される一方で、下アームトランジスタには電流が流れることになる。このため、モータの逆起電力がある程度大きいと、下アームトランジスタ等に流れる電流が大きくなり、下アームトランジスタ等の発熱に伴ってインバータが発熱する、ということが懸念される。例えば、モータの高出力化を図る場合には、モータの逆起電力が増加してインバータが発熱しやすくなる。

【0006】

本開示の主な目的は、インバータの発熱を抑制しつつ平滑コンデンサの過電圧を抑制できる電力変換装置及び電力変換制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

【0008】

上記目的を達成するため、開示された態様は、
電力を変換する電力変換装置（１３）であって、
電源部（１１）からの直流電力を交流電力に変換してモータ（１２）に供給する電力変換部（３０）と、
電源部から電力変換部に供給される直流電流を平滑化する平滑コンデンサ（２１）と、
電源部と電力変換部との間に設けられた兼用抵抗（６２，７１ａ）と、
電源部と兼用抵抗との導通を遮断する電源スイッチ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と、
平滑コンデンサと兼用抵抗との導通を遮断するコンデンサスイッチ（６５，７５）と、
電源部と平滑コンデンサとの導通を遮断する遮断スイッチ（２２ａ，２２ｂ）として、電源部の低電位側と平滑コンデンサとの導通を遮断する低電位スイッチ（２２ｂ）と、
を備え、
兼用抵抗は、
コンデンサスイッチが遮断状態にある状況で平滑コンデンサの通電を管理する抵抗であって、電源スイッチが遮断状態にあり且つコンデンサスイッチが導通状態にある状況で平滑コンデンサの放電を行う抵抗であり、
電源スイッチとして、兼用抵抗に直列に接続され、且つ低電位スイッチに並列に接続された低並列スイッチ（２２ｃ）が設けられており、
兼用抵抗と平滑コンデンサとは、電源部の高電位側と電力変換部とを接続している高電位側ライン（２５）を介さずに接続線（６６）により接続されており、
コンデンサスイッチは、接続線に設けられている、電力変換装置である。
開示された態様は、
電力を変換する電力変換装置（１３）であって、
電源部（１１）からの直流電力を交流電力に変換してモータ（１２）に供給する電力変換部（３０）と、
電源部から電力変換部に供給される直流電流を平滑化する平滑コンデンサ（２１）と、
電源部と電力変換部との間に設けられた兼用抵抗（６２，７１ａ）と、
電源部と兼用抵抗との導通を遮断する電源スイッチ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と、
平滑コンデンサと兼用抵抗との導通を遮断するコンデンサスイッチ（６５，７５）と、
兼用抵抗は、
コンデンサスイッチが遮断状態にある状況で平滑コンデンサの通電を管理する抵抗であって、電源スイッチが遮断状態にあり且つコンデンサスイッチが導通状態にある状況で平滑コンデンサの放電を行う抵抗であり、
さらに、
兼用抵抗である第１兼用抵抗（６２）と、
コンデンサスイッチとして、平滑コンデンサと第１兼用抵抗との導通を遮断する第１コンデンサスイッチ（６５）と、
電源スイッチとして、電源部と第１兼用抵抗との導通を遮断する第１電源スイッチ（２２ｃ）と、
兼用抵抗であり第１兼用抵抗とは異なる第２兼用抵抗（７１ａ）と、
コンデンサスイッチとして、平滑コンデンサと第２兼用抵抗との導通を遮断する第２コンデンサスイッチ（７５）と、
電源スイッチとして、電源部と第２兼用抵抗との導通を遮断する第２電源スイッチ（２２ａ，２２ｂ）と、
電源部と平滑コンデンサとの導通を遮断する遮断スイッチ（２２ａ，２２ｂ）と、
平滑コンデンサに並列に接続され、第２電源スイッチ及び第２コンデンサスイッチがいずれも遮断状態にある状況で、平滑コンデンサの放電を行う放電抵抗（７１）と、
を備え、
第１兼用抵抗は、
第１コンデンサスイッチが遮断状態にあることに加えて、遮断スイッチが遮断状態にあり且つ第１電源スイッチが導通状態にある状況で、平滑コンデンサの電圧調整として平滑コンデンサのプリチャージを行うプリチャージ抵抗であり、
放電抵抗は、第１抵抗体（７１ａ）と、第１抵抗体に直列に接続された第２抵抗体（７１ｂ，７１ｃ）と、を有しており、
第２コンデンサスイッチは、第１抵抗体と第２抵抗体との間に接続されており、
第１抵抗体と第２コンデンサスイッチとは、互いに直列に接続された状態で平滑コンデンサに並列に接続されており、
第２兼用抵抗は第１抵抗体である、電力変換装置である。

【0009】

上記電力変換装置によれば、電源スイッチが遮断状態にあり且つコンデンサスイッチが導通状態にある状況で、兼用抵抗により平滑コンデンサの放電が行われる。このため、電力変換部が平滑コンデンサの放電を行って発熱するということを抑制できる。したがって、電力変換部の発熱抑制と平滑コンデンサの過電圧抑制とを両立することができる。

【0010】

しかも、兼用抵抗は、コンデンサスイッチが導通状態にある状況で平滑コンデンサの放電に用いられることに加えて、コンデンサスイッチが遮断状態にある状況で平滑コンデンサの通電管理に用いられる。このように、平滑コンデンサの放電に用いるための専用抵抗を設ける必要がないため、専用抵抗を用いない分だけ部品コストを低減できる。

【0011】

以上により、インバータの発熱を抑制しつつ平滑コンデンサの過電圧を抑制できる。

【0012】

開示された態様は、
電源部（１１）からの直流電力を交流電力に変換してモータ（１２）に供給する電力変換部（３０）と、
電源部から電力変換部に供給される直流電流を平滑化する平滑コンデンサ（２１）と、
電源部と電力変換部との間に設けられた兼用抵抗（６２，７１ａ）と、
電源部と兼用抵抗との導通を遮断する電源スイッチ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と、
平滑コンデンサと兼用抵抗との導通を遮断するコンデンサスイッチ（６５，７５）と、
電源部と平滑コンデンサとの導通を遮断する遮断スイッチ（２２ａ，２２ｂ）として、電源部の低電位側と平滑コンデンサとの導通を遮断する低電位スイッチ（２２ｂ）と、
を備え、
兼用抵抗は、
コンデンサスイッチが遮断状態にある状況で平滑コンデンサの通電を管理する抵抗であって、電源スイッチが遮断状態にあり且つコンデンサスイッチが導通状態にある状況で平滑コンデンサの放電を行う抵抗であり、
電源スイッチとして、兼用抵抗に直列に接続され、且つ低電位スイッチに並列に接続された低並列スイッチ（２２ｃ）が設けられており、
兼用抵抗と平滑コンデンサとは、電源部の高電位側と電力変換部とを接続している高電位側ライン（２５）を介さずに接続線（６６）により接続されており、
コンデンサスイッチは、接続線に設けられている、電力変換装置（１３）に適用される電力変換制御装置（４０）であって、
電源部と平滑コンデンサとの導通が遮断された状態にあるか否かを判定する遮断判定部（Ｓ１０１）と、
遮断判定部により電源部と平滑コンデンサとの導通が遮断された状態にあると判定された場合に、コンデンサスイッチを導通状態にするスイッチ実行部（Ｓ１０６，Ｓ２０１，Ｓ２０２）と、を備えている電力変換制御装置である。
開示された態様は、
電源部（１１）からの直流電力を交流電力に変換してモータ（１２）に供給する電力変換部（３０）と、
電源部から電力変換部に供給される直流電流を平滑化する平滑コンデンサ（２１）と、
電源部と電力変換部との間に設けられた兼用抵抗（６２，７１ａ）と、
電源部と兼用抵抗との導通を遮断する電源スイッチ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と、
平滑コンデンサと兼用抵抗との導通を遮断するコンデンサスイッチ（６５，７５）と、
を備え、
兼用抵抗は、
コンデンサスイッチが遮断状態にある状況で平滑コンデンサの通電を管理する抵抗であって、電源スイッチが遮断状態にあり且つコンデンサスイッチが導通状態にある状況で平滑コンデンサの放電を行う抵抗であり、
さらに、
兼用抵抗である第１兼用抵抗（６２）と、
コンデンサスイッチとして、平滑コンデンサと第１兼用抵抗との導通を遮断する第１コンデンサスイッチ（６５）と、
電源スイッチとして、電源部と第１兼用抵抗との導通を遮断する第１電源スイッチ（２２ｃ）と、
兼用抵抗であり第１兼用抵抗とは異なる第２兼用抵抗（７１ａ）と、
コンデンサスイッチとして、平滑コンデンサと第２兼用抵抗との導通を遮断する第２コンデンサスイッチ（７５）と、
電源スイッチとして、電源部と第２兼用抵抗との導通を遮断する第２電源スイッチ（２２ａ，２２ｂ）と、
電源部と平滑コンデンサとの導通を遮断する遮断スイッチ（２２ａ，２２ｂ）と、
平滑コンデンサに並列に接続され、第２電源スイッチ及び第２コンデンサスイッチがいずれも遮断状態にある状況で、平滑コンデンサの放電を行う放電抵抗（７１）と、
を備え、
第１兼用抵抗は、
第１コンデンサスイッチが遮断状態にあることに加えて、遮断スイッチが遮断状態にあり且つ第１電源スイッチが導通状態にある状況で、平滑コンデンサの電圧調整として平滑コンデンサのプリチャージを行うプリチャージ抵抗であり、
放電抵抗は、第１抵抗体（７１ａ）と、第１抵抗体に直列に接続された第２抵抗体（７１ｂ，７１ｃ）と、を有しており、
第２コンデンサスイッチは、第１抵抗体と第２抵抗体との間に接続されており、
第１抵抗体と第２コンデンサスイッチとは、互いに直列に接続された状態で平滑コンデンサに並列に接続されており、
第２兼用抵抗は第１抵抗体である、電力変換装置（１３）に適用される電力変換制御装置（４０）であって、
電源部と平滑コンデンサとの導通が遮断された状態にあるか否かを判定する遮断判定部（Ｓ１０１）と、
遮断判定部により電源部と平滑コンデンサとの導通が遮断された状態にあると判定された場合に、コンデンサスイッチを導通状態にするスイッチ実行部（Ｓ１０６，Ｓ２０１，Ｓ２０２）と、を備えている電力変換制御装置である。

【0013】

上記電力変換制御装置によれば、電源部と平滑コンデンサどの導通が遮断された状態にある場合、コンデンサスイッチが導通状態にされることで、兼用抵抗により平滑コンデンサの放電が行われる。したがって、上記電力変換装置と同様の効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態における駆動システムの構成を示す図。

【図2】制御装置の電気的な構成を示すブロック図。

【図3】放電制御処理の手順を示すフローチャート。

【図4】プリチャージ抵抗の抵抗値について適用範囲を示す図。

【図5】コンデンサ電圧の変化を示す図。

【図6】第２実施形態における駆動システムの構成を示す図。

【図7】第３実施形態における駆動システムの構成を示す図

【図8】第４実施形態における駆動システムの構成を示す図。

【図9】放電制御処理の手順を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

【0016】

＜第１実施形態＞
図１に示す駆動システム１０は、例えば電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＶ）、燃料電池車などの車両に搭載されている。駆動システム１０は、バッテリ１１、モータ１２、電力変換装置１３を有している。駆動システム１０は、モータ１２を駆動して車両の駆動輪を駆動するシステムである。

【0017】

バッテリ１１は、充放電可能な２次電池で構成された直流電圧源であり、電力変換装置１３を介してモータ１２に電力を供給する電源部に相当する。二次電池は、たとえばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。バッテリ１１は、インバータ３０に高電圧（たとえば数１００Ｖ）を供給する。

【0018】

モータ１２は、３相交流方式の回転電機である。モータ１２は、３相としてＵ相、Ｖ相、Ｗ相を有している。モータ１２は、車両の走行駆動源である電動機として機能する。モータ１２は、回生時に発電機として機能する。モータ１２は、界磁を形成する永久磁石と、電機子を形成する巻線１２ａとを有している。このモータ１２では、永久磁石を含んで回転子が構成され、巻線１２ａを含んで固定子が構成されている。なお、モータ１２をモータジェネレータや電動モータと称することもできる。

【0019】

電力変換装置１３は、バッテリ１１とモータ１２との間で電力変換を行う。電力変換装置１３は、平滑コンデンサ２１、インバータ３０、制御装置４０を有している。

【0020】

平滑コンデンサ２１は、バッテリ１１から供給される直流電圧を平滑化する。平滑コンデンサ２１は、高電位側の電力ラインであるＰライン２５と低電位側の電力ラインであるＮライン２６とに接続されている。Ｐライン２５はバッテリ１１の正極に接続され、Ｎライン２６はバッテリ１１の負極に接続されている。バッテリ１１においては、正極が高電位側であり、負極が低電位側である。平滑コンデンサ２１の正極は、バッテリ１１とインバータ３０との間において、Ｐライン２５に接続されている。また、平滑コンデンサ２１の負極は、バッテリ１１とインバータ３０との間において、Ｎライン２６に接続されている。平滑コンデンサ２１は、バッテリ１１に並列に接続されている。電力変換装置１３においては、Ｐライン２５、Ｎライン２６がバスバー等により形成されている。

【0021】

電力変換装置１３において、平滑コンデンサ２１とバッテリ１１との間には開閉器２２が設けられている。開閉器２２は、バッテリ１１と平滑コンデンサ２１及びインバータ３０との導通を遮断することが可能になっている。開閉器２２は、Ｐスイッチ２２ａ、Ｎスイッチ２２ｂ及びプリチャージスイッチ２２ｃを有している。Ｐスイッチ２２ａ、Ｎスイッチ２２ｂ及びプリチャージスイッチ２２ｃは、いずれもスイッチやリレーなどにより形成されており、開状態と閉状態とに移行可能になっている。なお、Ｐスイッチ２２ａ、Ｎスイッチ２２ｂ及びプリチャージスイッチ２２ｃのそれぞれについては、開状態が遮断状態に相当し、閉状態が導通状態に相当する。

【0022】

Ｐスイッチ２２ａは、Ｐライン２５に設けられており、バッテリ１１の高電位側と平滑コンデンサ２１との導通を遮断する高電位スイッチに相当する。Ｎスイッチ２２ｂは、Ｎライン２６に設けられており、バッテリ１１の低電位側と平滑コンデンサ２１との導通を遮断する低電位スイッチに相当する。Ｐスイッチ２２ａ及びＮスイッチ２２ｂの両方が閉状態にある状況では、バッテリ１１と平滑コンデンサ２１とが互いに導通した状態になっている。Ｐスイッチ２２ａ及びＮスイッチ２２ｂの少なくとも一方が開状態にある状況では、バッテリ１１と平滑コンデンサ２１との導通が遮断された状態になっている。プリチャージスイッチ２２ｃについての説明は後述する。

【0023】

電力変換装置１３には、バッテリ電圧センサ２３及びコンデンサ電圧センサ２４が設けられている。バッテリ電圧センサ２３は、バッテリ１１の電圧を検出するセンサであり、バッテリ１１の電圧に応じた検出信号を制御装置４０に対して出力する。バッテリ電圧センサ２３は、バッテリ１１と平滑コンデンサ２１との間に設けられており、Ｐライン２５及びＮライン２６のそれぞれに接続されている。コンデンサ電圧センサ２４は、平滑コンデンサ２１の電圧を検出するセンサであり、平滑コンデンサ２１の電圧に応じた検出信号を制御装置４０に対して出力する。コンデンサ電圧センサ２４は、平滑コンデンサ２１とインバータ３０との間に設けられており、Ｐライン２５及びＮライン２６のそれぞれに接続されている。

【0024】

インバータ３０は、ＤＣ－ＡＣ変換回路である。インバータ３０は、３相分の上下アーム回路３１を備えて構成されている。上下アーム回路３１は、レグと称されることがある。上下アーム回路３１は、上アーム３１ａと、下アーム３１ｂをそれぞれ有している。上アーム３１ａと下アーム３１ｂは、上アーム３１ａをＰライン２５側として、Ｐライン２５とＮライン２６との間で直列接続されている。上アーム３１ａと下アーム３１ｂとの接続点は、モータ１２における対応する相の巻線１２ａに出力ライン２７を介して接続されている。上下アーム回路３１及び出力ライン２７は、モータ１２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対して設けられている。インバータ３０は、上アーム３１ａ及び下アーム３１ｂを３つずつ有している。電力変換装置１３においては、出力ライン２７がバスバー等により形成されている。

【0025】

アーム３１ａ，３１ｂは、スイッチング素子であるｎチャネル型のＩＧＢＴ３２と、還流用のダイオード３３（以下、ＦＷＤ３３という）とをそれぞれ有している。ＦＷＤ３３は、ＩＧＢＴ３２に逆並列に接続されている。上アーム３１ａにおいて、ＩＧＢＴ３２のコレクタが、Ｐライン２５に接続されている。下アーム３１ｂにおいて、ＩＧＢＴ３２のエミッタが、Ｎライン２６に接続されている。そして、上アーム３１ａにおけるＩＧＢＴ３２のエミッタと、下アーム３１ｂにおけるＩＧＢＴ３２のコレクタが相互に接続されている。ＦＷＤ３３のアノードは対応するＩＧＢＴ３２のエミッタに接続され、カソードはコレクタに接続されている。

【0026】

インバータ３０は、図示しない半導体装置により構成される。半導体装置は、半導体モジュールと称されることがある。半導体装置は、複数の半導体素子を有している。半導体素子では、シリコン（Ｓｉ）、シリコンよりもバンドギャップが広いワイドバンドギャップ半導体などを材料とする半導体基板に素子が形成されている。半導体素子は、素子が形成された半導体チップである。ワイドバンドギャップ半導体は、たとえばシリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、ダイヤモンドである。

【0027】

本実施形態において、１つの半導体素子に、１つのアームを構成するＩＧＢＴ３２およびＦＷＤ３３が形成されている。すなわち、ＲＣ（Reverse Conducting）－ＩＧＢＴが形成されている。半導体装置は、各アームを構成する６つの半導体素子を有している。

【0028】

インバータ３０は、制御装置４０によるスイッチング制御にしたがって直流電圧を交流電圧に変換し、モータ１２へ出力する。これにより、モータ１２は所定の回転トルクを発生するように動作する。すなわち、インバータ３０は、バッテリ１１からの直流電力を３相交流電力に変換し、電力変換部に相当する。インバータ３０は、車両の回生制動時、駆動輪からの回転力を受けてモータ１２が発電した交流電圧を、制御装置４０によるスイッチング制御にしたがって直流電圧に変換し、Ｐライン２５へ出力する。このように、インバータ３０は、バッテリ１１とモータ１２との間で双方向の電力変換を行う。

【0029】

制御装置４０は、例えばＥＣＵであり、インバータ３０の駆動を制御する。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。制御装置４０は、例えばプロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏ、これらを接続するバスを備えるマイクロコンピュータ（以下、マイコン）を主体として構成される。制御装置４０は、メモリに記憶された制御プログラムを実行することで、インバータ３０の駆動に関する各種の処理を実行する。ここで言うところのメモリは、コンピュータによって読み取り可能なプログラム及びデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）である。また、非遷移的実体的記憶媒体は、半導体メモリ又は磁気ディスクなどによって実現される。

【0030】

制御装置４０は、車両に搭載された統合ＥＣＵなどの上位ＥＣＵから入力される信号や、バッテリ電圧センサ２３などの各種センサから入力される信号を用いて駆動指令を生成し、この駆動指令に応じてＩＧＢＴ３２にオン駆動やオフ駆動を行わせる。なお、制御装置４０が電力変換制御装置に相当する。

【0031】

制御装置４０には、各種センサとして、バッテリ電圧センサ２３、コンデンサ電圧センサ２４、電流センサ２８、回転センサ２９が電気的に接続されている。なお、これらセンサ２３，２４，２８，２９は駆動システム１０に含まれている。これらセンサ２３，２４，２８，２９のうち電圧センサ２３，２４及び電流センサ２８は電力変換装置１３に含まれている。

【0032】

電流センサ２８は、モータ１２に流れる３相電流を検出する電流検出部である。電流センサ２８は、３相の巻線１２ａのそれぞれに流れる電流に応じた検出信号を制御装置４０に対して出力する。本実施形態の電流センサ２８は、出力ライン２７に対して設けられていることで巻線１２ａに対して設けられており、出力ライン２７を流れる電流を検出することで巻線１２ａを流れる電流を検出する。電流センサ２８は、巻線１２ａに流れる電流を所定のサンプリング周期で離散的にサンプリングしており、離散信号を検出信号として出力する。なお、巻線１２ａに流れる電流を電機子電流と称することもできる。

【0033】

回転センサ２９は、モータ１２に設けられており、モータ１２の回転数を検出する回転検出部である。回転センサ２９は、モータ１２の回転数に応じた検出信号を制御装置４０に対して出力する。回転センサ２９は、例えばエンコーダやレゾルバなどを含んで構成されている。

【0034】

図２に示す制御装置４０は、インバータ３０を介してモータ１２のベクトル制御を行う。ベクトル制御では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相により示される３相交流座標を、ｄ軸及びｑ軸により示されるｄｑ座標に変換する。ｄｑ座標は、例えば回転子のＳ極からＮ極に向かう方向をｄ軸とし、このｄ軸に直交する方向をｑ軸として、これらｄ軸及びｑ軸によって定義される回転座標である。

【0035】

制御装置４０は、機能ブロックとして、指令部４１、３相２相変換部４２、ｄ軸減算部４３、ｑ軸減算部４４、電流制御部４５、２相３相変換部４６を有している。これら機能ブロックは、少なくとも１つのＩＣ等によりハードウェア的に構成されていてもよく、プロセッサによるソフトウェアの実行とハードウェアとの組み合わせにより実行されていてもよい。

【0036】

３相２相変換部４２には、電流センサ２８により検出されたＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗが入力される。これら相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、モータ１２において各相の巻線１２ａを実際に流れる電流の検出値である。なお、制御装置４０は、電流センサ２８の検出信号を用いて各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを取得する電流取得部を有している。この電流取得部は３相２相変換部４２に含まれていてもよい。

【0037】

３相２相変換部４２には、回転センサ２９により検出されたモータ回転数Ｎｍが入力される。このモータ回転数Ｎｍは、モータ１２の実際の回転数を示す検出値である。モータ回転数Ｎｍは、例えば単位時間当たりのモータ１２の回転数であり、回転速度を示す値である。

【0038】

３相２相変換部４２は、３相交流座標系のＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ及びＷ相電流Ｉｗをｄｑ座標に座標変換して、ｄｑ座標系のｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出する。ｄ軸電流Ｉｄはｄｑ座標においてｄ軸方向の成分であり、ｑ軸電流Ｉｑはｄｑ座標においてｑ軸方向の成分である。３相２相変換部４２は、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに加えてモータ回転数Ｎｍを用いてｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出する。例えば、３相２相変換部４２は、モータ回転数Ｎｍを基準として、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをｄｑ座標に変換してｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出する。ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑはｄ軸減算部４３に入力される。

【0039】

なお、３相２相変換部４２が座標変換部に相当する。また、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを、検出値である各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを座標変換した実電流であるとして実ｄ軸電流や実ｑ軸電流と称することもできる。さらに、ｄ軸電流Ｉｄを界磁電流と称し、ｑ軸電流Iｑを駆動電流と称することもできる。

【0040】

指令部４１は、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑのそれぞれについて目標にするべき値をｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊として設定する。指令部４１により設定された指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊がｄ軸減算部４３に入力され、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊がｑ軸減算部４４に入力される。指令部４１には、モータ１２が発生するべき回転トルクとしてトルク指令値が上位ＥＣＵからの信号として入力される。指令部４１は、バッテリ１１からモータ１２への電力供給が行われている場合などに、トルク指令値に応じて指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する。

【0041】

ｄ軸減算部４３は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とｄ軸電流Ｉｄとの偏差をｄ軸電流偏差として算出する。ｑ軸減算部４４は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とｑ軸電流Ｉｑとの偏差をｑ軸電流偏差として算出する。これらｄ軸電流偏差及びｑ軸電流偏差は電流制御部４５に入力される。

【0042】

電流制御部４５は、ｄｑ座標系について、ｄ軸電流偏差及びｑ軸電流偏差がゼロになるようにｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。電流制御部４５は、ｄ軸電流Ｉｄがｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に一致するように且つｑ軸電流Ｉｑがｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に一致するようにフィードバック制御を行ってｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。電流制御部４５は、フィードバック制御として例えばＰＩ制御を行う。ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊は２相３相変換部４６に入力される。

【0043】

２相３相変換部４６は、ｄｑ座標系のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を３相交流座標に座標変換して、３相座標系のＵ相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊を算出する。これら電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊は、３相の巻線１２ａのそれぞれに出力するべき電圧値であり、駆動指令に含まれる情報である。これら電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を含む駆動指令がインバータ３０に入力される。

【0044】

制御装置４０は、機能ブロックとして、図示しないＰＷＭ信号生成部を有している。ＰＷＭ信号発生部は、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を用いて、ＩＧＢＴ３２を駆動するためのＰＷＭ信号を生成する。制御装置４０は、このＰＷＭ信号に応じてＩＧＢＴ３２にオン駆動やオフ駆動が行わせることで、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に対応する電圧をＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの巻線１２ａに印加する。

【0045】

図１に示すように、電力変換装置１３は、プリチャージ回路６１を有している。プリチャージ回路６１は、平滑コンデンサ２１のプリチャージを行うプリチャージ部である。プリチャージ回路６１がプリチャージを行うことで、平滑コンデンサ２１に流れる突入電流が抑制される。プリチャージ回路６１は、開閉器２２のＮスイッチ２２ｂに並列になるようにＮライン２６に接続されている。プリチャージ回路６１は、プリチャージ抵抗６２と、開閉器２２のプリチャージスイッチ２２ｃとを有している。プリチャージ抵抗６２とプリチャージスイッチ２２ｃとは互いに直列に接続されている。プリチャージ回路６１の一端は、Ｎライン２６においてバッテリ１１とＮスイッチ２２ｂとの間に接続されており、他端は、Ｎライン２６においてＮスイッチ２２ｂと平滑コンデンサ２１との間に接続されている。

【0046】

プリチャージスイッチ２２ｃは、プリチャージ回路６１においてプリチャージ抵抗６２よりもバッテリ１１側に設けられている。プリチャージスイッチ２２ｃは、バッテリ１１の低電位側とプリチャージ抵抗６２及び平滑コンデンサ２１との導通を遮断するスイッチである。プリチャージスイッチ２２ｃが閉状態にある状況では、バッテリ１１とプリチャージ抵抗６２及び平滑コンデンサ２１とを導通させることが可能になっている。プリチャージスイッチ２２ｃが開状態にある状況では、バッテリ１１とプリチャージ抵抗６２及び平滑コンデンサ２１との導通が遮断された状態になっている。プリチャージ抵抗６２は抵抗素子を含んで構成されている。

【0047】

開閉器２２においては、Ｐスイッチ２２ａとＮスイッチ２２ｂとプリチャージスイッチ２２ｃとが互いに独立して開閉動作することが可能になっている。制御装置４０は、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの開閉制御を行う。開閉器２２には、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃを開閉駆動させる駆動部が設けられている。制御装置４０は、この駆動部の駆動制御を行うことで、スイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃに開動作又は閉動作を行わせる。制御装置４０は、例えばスイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃがいずれも開状態にある場合に、Ｎスイッチ２２ｂを開状態に保持する一方で、Ｐスイッチ２２ａ及びプリチャージスイッチ２２ｃを閉状態に切り替えることが可能になっている。

【0048】

開閉器２２のスイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、基本的に、イグニッションスイッチ等の車両スイッチがオフ状態である場合にいずれも開状態になっている。例えば、車両スイッチのオンに伴ってモータ１２が駆動される場合に、プリチャージスイッチ２２ｃが開状態のまま保持される一方で、Ｐスイッチ２２ａ及びＮスイッチ２２ｂが閉状態に切り替えられることを想定する。この場合、バッテリ１１からの給電開始に伴って平滑コンデンサ２１に突入電流が流れることが懸念される。

【0049】

これに対して、制御装置４０は、平滑コンデンサ２１のプリチャージを行うプリチャージ処理を実行する。プリチャージ処理では、車両スイッチのオンに伴って、Ｎスイッチ２２ｂを開状態のまま保持する一方で、Ｐスイッチ２２ａ及びプリチャージスイッチ２２ｃを閉動作させて閉状態に切り替える。この場合、バッテリ１１からの給電に伴って流れる電流は、Ｎスイッチ２２ｂではなくプリチャージ回路６１を通る。プリチャージ回路６１を流れる電流は、プリチャージ抵抗６２により低減されることで、例えば電流がＮスイッチ２２ｂを流れる場合に比べて小さくなる。このように、平滑コンデンサ２１に流れる突入電流が低減される。プリチャージ処理においては、プリチャージ抵抗６２が平滑コンデンサ２１の通電を管理することになる。このため、プリチャージ抵抗６２が通電を管理する抵抗に相当する。

【0050】

制御装置４０は、Ｐスイッチ２２ａ及びプリチャージスイッチ２２ｃを閉状態に切り替えてプリチャージ処理を開始した後、例えば１秒など所定時間が経過した場合に、プリチャージ処理を終了させる終了処理を行う。この終了処理では、Ｐスイッチ２２ａを閉状態に保持する一方で、プリチャージスイッチ２２ｃを開状態に切り替え、且つＮスイッチ２２ｂを閉状態に切り替える。これにより、バッテリ１１からインバータ３０やモータ１２に供給される電力がプリチャージ抵抗６２の分だけ低下するということが回避される。

【0051】

駆動システム１０では、車両走行時などにバッテリ１１からの電力供給によりモータ１２が駆動回転している状態で、開閉器２２のオープン異常が発生した場合、バッテリ１１からモータ１２への給電が停止する。このように開閉器２２のオープン異常が発生した場合、モータ１２の逆起電力が回生電力としてインバータ３０や平滑コンデンサ２１に供給されることがある。この場合、回生電力によるインバータ３０への印加電圧が過剰に大きくなることや、回生電力が平滑コンデンサ２１に過剰に溜まって平滑コンデンサ２１の過電圧が生じることなどが懸念される。本実施形態では、モータ１２が駆動回転している状態で、開閉器２２においてＰスイッチ２２ａ及びＮスイッチ２２ｂの少なくとも一方が意図せずに開状態になり且つこれら開状態が保持されていることをオープン異常と称する。なお、開閉器２２のオープン異常としては、プリチャージスイッチ２２ｃが開状態になっていることを想定している。

【0052】

これに対して、本実施形態では、開閉器２２のオープン異常が発生した場合に、モータ１２や平滑コンデンサ２１から供給される電力をプリチャージ抵抗６２にて消費することが可能になっている。

【0053】

本実施形態では、平滑コンデンサ２１の過電圧を抑制するために、電力変換装置１３がコンデンサスイッチ６５を有している。コンデンサスイッチ６５は、Ｐライン２５とプリチャージ回路６１とにかけ渡されている。コンデンサスイッチ６５の一端は、平滑コンデンサ２１とＰスイッチ２２ａとの間においてＰライン２５に接続されていることで、平滑コンデンサ２１のＰライン２５側に接続されている。コンデンサスイッチ６５の他端は、プリチャージ回路６１においてプリチャージスイッチ２２ｃとプリチャージ抵抗６２との間に接続されている。Ｐライン２５とプリチャージ回路６１とを接続する経路を接続線６６と称すると、コンデンサスイッチ６５はこの接続線６６に設けられている。コンデンサスイッチ６５とプリチャージ抵抗６２とは、互いに直列に接続された状態で、平滑コンデンサ２１に並列に接続されている。コンデンサスイッチ６５とプリチャージスイッチ２２ｃとは、プリチャージ抵抗６２に対して互いに並列に接続された状態になっている。

【0054】

コンデンサスイッチ６５は、スイッチやリレーなどにより形成されており、開状態と閉状態とに移行可能になっている。コンデンサスイッチ６５については、開状態が遮断状態に相当し、閉状態が導通状態に相当する。制御装置４０は、コンデンサスイッチ６５の開閉制御を行う。コンデンサスイッチ６５には、このコンデンサスイッチ６５を開閉駆動させる駆動部が設けられている。制御装置４０は、この駆動部の駆動制御を行うことで、コンデンサスイッチ６５を開状態と閉状態とに切り替える。

【0055】

開閉器２２のスイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃがいずれも開状態にあり、且つコンデンサスイッチ６５が閉状態にある状況では、プリチャージ抵抗６２が平滑コンデンサ２１に直列に接続された状態になっている。この状態では、平滑コンデンサ２１に溜まっている電荷がプリチャージ抵抗６２に向けて放出される。この場合、平滑コンデンサ２１からの電力がプリチャージ抵抗６２により消費され、平滑コンデンサ２１の放電が行われる。

【0056】

制御装置４０は、オープン異常が発生した場合に平滑コンデンサ２１の放電を行うという放電制御処理を実行する。この放電制御処理について、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、制御装置４０は放電制御処理を所定周期で繰り返し実行する。

【0057】

図３において、ステップＳ１０１では、開閉器２２のオープン異常が発生したか否かを判定する。ここでは、車両スイッチがオン状態であるにもかかわらずＰスイッチ２２ａ及びＮスイッチ２２ｂの少なくとも一方が開状態に移行したか否かの判定や、この開状態が保たれている継続時間が所定時間に達したか否かの判定などを行う。スイッチ２２ａ，２２ｂが開状態に移行したか否かの判定は、例えば、スイッチ２２ａ，２２ｂに設けられたセンサからの検出信号や上位ＥＣＵからの信号を用いて行う。なお、制御装置４０におけるステップＳ１０１の処理を実行する機能が遮断判定部に相当する。

【0058】

開閉器２２のオープン異常が発生していない場合、そのまま本放電制御処理を終了する。一方、開閉器２２のオープン異常が発生した場合、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、コンデンサ電圧センサ２４の検出信号を用いて平滑コンデンサ２１の両端電圧をコンデンサ電圧Ｖｃとして取得する。このコンデンサ電圧Ｖｃは、平滑コンデンサ２１の両端電圧を検出した検出値である。なお、制御装置４０におけるステップＳ１０２の処理を実行する機能が電圧取得部に相当する。

【0059】

ステップＳ１０３では、コンデンサ電圧Ｖｃがあらかじめ定められたコンデンサ閾値Ｖｃｘ以上であるか否かを判定する。コンデンサ閾値Ｖｃｘは、例えば平滑コンデンサ２１の最大許容電圧や定格電圧に応じて設定されている。コンデンサ閾値Ｖｃｘは、インバータ３０への印加電圧の上限値よりも小さい値になっている。インバータ３０への印加電圧の上限値は、例えばインバータ３０の定格値や最大許容電圧に応じて設定されている。コンデンサ閾値Ｖｃｘは、試験やシミュレーション等により取得された情報であり、制御装置４０においてメモリ等の記憶部に記憶されている。

【0060】

なお、インバータ３０への印加電圧の上限値を耐電圧値と称することもできる。インバータ３０の耐電圧値としては、インバータ３０において最も耐電圧値の低い部品や機器の耐電圧値が設定されている。例えば、インバータ３０において最も耐電圧値の低い部品がＩＧＢＴ３２であれば、ＩＧＢＴ３２の定格値や最大許容電圧に応じて耐電圧値が定められ、この耐電圧値に応じてコンデンサ閾値Ｖｃｘが設定されている。

【0061】

コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ閾値Ｖｃｘに達していない場合、平滑コンデンサ２１の過電圧が発生する可能性が低いとして、そのまま本放電制御処理を終了する。一方、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ閾値Ｖｃｘに達した場合、平滑コンデンサ２１の過電圧が発生する可能性があるとして、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、回転センサ２９の検出信号を用いてモータ回転数Ｎｍを取得する。制御装置４０におけるステップＳ１０４の処理を実行する機能が回転取得部に相当する。

【0062】

ステップＳ１０５では、モータ回転数Ｎｍがあらかじめ定められた回転閾値Ｎｂ以上であるか否かを判定する。回転閾値Ｎｂは、試験やシミュレーション等により取得された情報であり、制御装置４０の記憶部に記憶されている。モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｂに達していない場合、平滑コンデンサ２１の過電圧が発生する可能性が低いとして、そのまま本放電制御処理を終了する。

【0063】

モータ１２においては、モータ回転数Ｎｍが大きいほど逆起電力が大きくなる。これに対して、モータ１２の逆起電力による電圧を逆起電圧と称すると、ステップＳ１０５では、回転閾値Ｎｂがモータ１２の逆起電圧がインバータ３０への印加電圧の上限値以下になる回転数に設定されている。また、回転閾値Ｎｂは、モータ１２の逆起電力によるコンデンサ電圧Ｖｃの上昇が過剰にならない程度の回転数になっている。このため、ステップＳ１０５にてコンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ閾値Ｖｃｘ以上であると判断された場合でも、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｂに達していなければ、平滑コンデンサ２１の過電圧が生じにくくなっている。なお、上述したように、インバータ３０の耐電圧値としては、インバータ３０において最も耐電圧値の低い部品や機器の耐電圧値が設定されており、この耐電圧値に応じて回転閾値Ｎｂが設定されている。

【0064】

モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｂに達した場合、ステップＳ１０６に進み、放電処理を実行する。放電処理では、指令信号を出力することでコンデンサスイッチ６５を開状態から閉状態に切り替える。上述したように、本実施形態では、開閉器２２のオープン異常が発生した場合に、プリチャージスイッチ２２ｃが開状態になっていることを想定している。このため、コンデンサスイッチ６５を開状態に切り替えると、平滑コンデンサ２１からプリチャージ抵抗６２に電力が供給される。この場合、平滑コンデンサ２１の電力がプリチャージ抵抗６２により消費されるため、平滑コンデンサ２１の過電圧がプリチャージ抵抗６２により抑制される。

【0065】

なお、制御装置４０におけるステップＳ１０６の処理を実行する機能がスイッチ実行部に相当する。また、本実施形態では、プリチャージ抵抗６２が兼用抵抗に相当し、プリチャージスイッチ２２ｃが電源スイッチに相当し、Ｎスイッチ２２ｂが遮断スイッチに相当する。さらに、プリチャージ抵抗６２による平滑コンデンサ２１の放電を異常時放電と称することができる。

【0066】

ステップＳ１０６にて放電処理を行った後は、再びステップＳ１０４，Ｓ１０５の処理を行う。そして、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｂより小さくなるまでステップＳ１０６の放電処理を繰り返し行う。その後、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｂより小さくなった場合、平滑コンデンサ２１の過電圧が発生する可能性が低くなったとして、そのまま本放電制御処理を終了する。

【0067】

プリチャージ抵抗６２の抵抗値は、コンデンサスイッチ６５を介した平滑コンデンサ２１の放電に適した値になっている。プリチャージ抵抗６２の抵抗値が放電処理に適した値に設定されていることについて、図４を参照しつつ説明する。ここでは、放電処理によりコンデンサスイッチ６５が閉状態にされた場合について、プリチャージ抵抗６２の抵抗値を放電抵抗値Ｒｄと称し、プリチャージ抵抗６２の電圧を放電抵抗電圧Ｖｐと称し、プリチャージ抵抗６２の温度を放電抵抗温度Ｔｐと称する。また、プリチャージ抵抗６２への印加電圧の上限値を上限電圧値Ｖｄｍａｘと称し、プリチャージ抵抗６２の温度の上限値を上限温度Ｔｄｍａｘと称する。上限電圧値Ｖｄｍａｘは、プリチャージ抵抗６２の定格値や最大許容電圧などに応じて設定されている。上限温度Ｔｄｍａｘは、プリチャージ抵抗６２の保証温度や定格温度などに応じて設定されている。

【0068】

放電処理が行われた場合、放電抵抗値Ｒｄに応じて、放電抵抗電圧Ｖｄ及び放電抵抗温度Ｔｄが異なる値になる。そこで、電力変換装置１３について、放電抵抗値Ｒｄを異なる値に設定していった場合の放電抵抗電圧Ｖｄの変化態様と放電抵抗温度Ｔｄの変化態様とについて、試験やシミュレーションにより取得された結果を図４に示す。

【0069】

図４に示すように、放電抵抗値Ｒｄが大きいほど放電抵抗電圧Ｖｄが大きい値になっている。ここでは、放電抵抗値Ｒｄの増加に伴って放電抵抗電圧Ｖｄが上限電圧値Ｖｄｍａｘに達した時の放電抵抗値Ｒｄを第２基準値ＤＡ２と称する。この場合、放電抵抗値Ｒｄが第２基準値ＤＡ２以下である場合に放電抵抗電圧Ｖｄが上限電圧値Ｖｄｍａｘ以下になっている。

【0070】

放電抵抗温度Ｔｄについては、放電抵抗値Ｒｄが境界値Ｒｘに達するまでは、放電抵抗値Ｒｄが大きいほど放電抵抗温度Ｔｄが高くなる。その一方で、放電抵抗値Ｒｄが境界値Ｒｘを超えると、放電抵抗値Ｒｄが大きいほど放電抵抗温度Ｔｄが低くなる。すなわち、放電抵抗温度Ｔｄは、放電抵抗値Ｒｄが境界値Ｒｘにある場合に最も高くなっている。ここでは、放電抵抗値Ｒｄについて、境界値Ｒｘよりも大きく、且つ放電抵抗値Ｒｄの減少に伴って放電抵抗温度Ｔｄが上限温度Ｔｄｍａｘに達した時の放電抵抗値Ｒｄを第１基準値ＤＡ１と称する。この場合、放電抵抗値Ｒｄが第１基準値ＤＡ１以上である場合に放電抵抗温度Ｔｄが上限温度Ｔｄｍａｘ以下になっている。

【0071】

放電抵抗値Ｒｄについて、第１基準値ＤＡ１以上であり且つ第２基準値ＤＡ２以下である範囲を放電処理の適用範囲ＤＡと称すると、プリチャージ抵抗６２の抵抗値は、この適用範囲ＤＡに含まれる値に設定されている。このため、プリチャージ抵抗６２を流れる電流が平滑コンデンサ２１の放電にとって大きすぎたり小さすぎたりするということが生じにくくなっている。

【0072】

プリチャージ抵抗６２の抵抗値について、プリチャージが適正に行われる範囲をプリチャージ処理の適用範囲ＰＡと称する。例えば、プリチャージ抵抗６２の抵抗値が適用範囲ＰＡの下限値ＰＡ１より小さい場合、平滑コンデンサ２１のプリチャージが過剰に行われることが懸念される。また、プリチャージ抵抗６２の抵抗値が適用範囲ＰＡの上限値ＰＡ２より大きい場合、平滑コンデンサ２１のプリチャージが不足することが懸念される。

【0073】

放電処理の適用範囲ＤＡは、プリチャージ処理の適用範囲ＰＡに含まれている。例えば、放電処理についての第１基準値ＤＡ１は、プリチャージ処理についての下限値ＰＡ１よりも大きい値に設定されている。また、放電処理についての第２基準値ＤＡ２は、プリチャージ処理についての上限値ＰＡ２よりも小さい値に設定されている。

【0074】

上述したように、プリチャージ抵抗６２の抵抗値は、放電処理の適用範囲ＤＡに含まれた値になっているため、プリチャージ処理の適用範囲ＰＡにも含まれている。したがって、プリチャージ抵抗６２の抵抗値は、放電処理及びプリチャージ処理の両方にとって過不足なく適正な値に設定されている。

【0075】

次に、開閉器２２のオープン異常が発生した場合のコンデンサ電圧Ｖｃの変化について、図５を参照しつつ説明する。

【0076】

図５に示すタイミングｔ１は、モータ１２が回転駆動している状態が保たれたまま開閉器２２においてＰスイッチ２２ａ及びＮスイッチ２２ｂの少なくとも一方が閉状態から開状態に切り替わったタイミングである。タイミングｔ１では、モータ１２から平滑コンデンサ２１への回生電力の供給が開始されたことに伴って、コンデンサ電圧Ｖｃが上昇し始める。

【0077】

図５では、Ｐスイッチ２２ａ及びＮスイッチ２２ｂのうち開状態に切り替わったスイッチがタイミングｔ１の後も閉状態に復帰せず、制御装置４０は、スイッチが閉状態に復帰しないことをオープン異常の発生として判断する。そして、制御装置４０は、放電制御処理において、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ閾値Ｖｃｘ以上であり、且つモータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｂ以上である場合に、放電処理を実行する。そして、この放電処理によりコンデンサスイッチ６５が閉状態に切り替えられたタイミングをタイミングｔ２と称すると、コンデンサ電圧Ｖｃは、タイミングｔ２を過ぎてもある程度増加し続ける。その後、コンデンサ電圧Ｖｃは、平滑コンデンサ２１の電圧の上限値である電圧上限値Ｖｃｍａｘあたりで減少し、電圧上限値Ｖｃｍａｘよりも小さい値に保たれている。電圧上限値Ｖｃｍａｘは、平滑コンデンサ２１の最大許容電圧や定格電圧に応じて設定されており、例えばコンデンサ閾値Ｖｃｘよりも大きい値である。平滑コンデンサ２１については、電圧上限値Ｖｃｍａｘを耐電圧値と称することもできる。

【0078】

ここまで説明した本実施形態によれば、開閉器２２のオープン異常が発生した場合などコンデンサスイッチ６５が閉状態にある状況では、プリチャージ抵抗６２により平滑コンデンサ２１の放電が行われる。この場合、モータ１２の逆起電力や平滑コンデンサ２１に溜まった電力がプリチャージ抵抗６２により消費されるため、これら電力がＩＧＢＴ３２等で消費されてインバータ３０が発熱するということが生じにくくなっている。したがって、インバータ３０の発熱を抑制すること、及び平滑コンデンサ２１の過電圧を抑制することの両方を実現できる。

【0079】

しかも、開閉器２２のオープン異常が発生していない場合などコンデンサスイッチ６５が開状態にある状況では、プリチャージ抵抗６２により平滑コンデンサ２１のプリチャージが行われる。このように、プリチャージ抵抗６２を平滑コンデンサ２１についての放電とプリチャージとの両方に用いることができるため、放電とプリチャージとのそれぞれについて専用の抵抗素子を設ける必要がない。したがって、抵抗素子について部品コストを低減できる。

【0080】

ここで、開閉器２２のオープン異常が発生した場合に、本実施形態とは異なり、例えばインバータ３０についてアクティブショートサーキットが行われる構成を想定する。アクティブショートサーキットは、制御装置４０が、上アーム３１ａ及び下アーム３１ｂのうち一方について３相全てのＩＧＢＴ３２をオン駆動し、他方について３相全てのＩＧＢＴ３２をオフ駆動することで実現される。アクティブショートサーキットが行われると、モータ１２と平滑コンデンサ２１とを電気的に接続する経路が遮断された状態になるため、モータ１２の逆起電力が平滑コンデンサ２１に供給されることが規制される。

【0081】

一方で、モータ１２の逆起電力による電流が上アーム３１ａや下アーム３１ｂのＩＧＢＴ３２を流れる。この場合、モータ１２の高出力化が図られると、モータ１２にて発生する界磁磁束である鎖交磁束が増加するため、アクティブショートサーキットが行われた状態ではＩＧＢＴ３２を流れる電流が鎖交磁束に比例して増加する。このため、ＩＧＢＴ３２を流れる電流によりインバータ３０において発生する熱が過剰に大きくなることが懸念される。この結果、インバータ３０の冷却が発熱に追い付かなくなるという「熱成立しない状態」になってしまう。

【0082】

これに対して、本実施形態によれば、上述したように、モータ１２の逆起電力がプリチャージ抵抗６２により消費されるため、インバータ３０での電力消費を抑制できる。したがって、インバータ３０が「熱成立しない状態」になることを抑制できる。

【0083】

本実施形態によれば、プリチャージ回路６１においてプリチャージスイッチ２２ｃがバッテリ１１の低電位側に接続されている。この構成では、プリチャージスイッチ２２ｃは、プリチャージ回路６１において低電位の経路を開閉すればよいため、プリチャージスイッチ２２ｃについて動作精度や安全性を高めることができる。また、コンデンサスイッチ６５がプリチャージスイッチ２２ｃに直列に接続されているため、プリチャージスイッチ２２ｃの動作精度や安全性を高めることで、コンデンサスイッチ６５の動作精度や安全性を高めることができる。

【0084】

本実施形態によれば、開閉器２２のオープン異常が発生し且つコンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ閾値Ｖｃｘ以上である場合に、平滑コンデンサ２１の放電処理が行われる。このため、コンデンサ電圧Ｖｃが適正な値であるにもかかわらず、コンデンサ電圧Ｖｃを更に小さくするための処理を行うということを回避できる。これにより、制御装置４０の処理負担を低減できる。

【0085】

本実施形態によれば、開閉器２２のオープン異常が発生し且つモータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｂ以上になった場合に、平滑コンデンサ２１の放電処理が行われる。このため、平滑コンデンサ２１の過電圧が懸念されるほどにモータ回転数Ｎｍが増加してモータ１２の逆起電力が大きくなった場合を対象として、プリチャージ抵抗６２により平滑コンデンサ２１の放電を行うことができる。これにより、平滑コンデンサ２１の電圧を適正に管理することができる。

【0086】

＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では、プリチャージ回路６１がＮライン２６に接続されていたが、第２実施形態では、プリチャージ回路６１がＰライン２５に接続されている。本実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第１実施形態と同様である。本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0087】

図６に示すように、プリチャージ回路６１は、開閉器２２のＰスイッチ２２ａに並列になるようにＰライン２５に接続されている。プリチャージ回路６１の一端は、Ｐライン２５においてバッテリ１１とＰスイッチ２２ａとの間に接続されており、他端は、Ｐライン２５においてＰスイッチ２２ａと平滑コンデンサ２１との間に接続されている。

【0088】

本実施形態では、プリチャージ処理でのＰスイッチ２２ａとＮスイッチ２２ｂとの開閉動作が上記第１実施形態とは逆になっている。具体的には、プリチャージ処理において、車両スイッチのオンに伴って、Ｐスイッチ２２ａを開状態のまま保持する一方で、Ｎスイッチ２２ｂ及びプリチャージスイッチ２２ｃを閉状態に切り替える。この場合、バッテリ１１からの給電に伴って流れる電流は、Ｐスイッチ２２ａではなくプリチャージ回路６１を通る。プリチャージ回路６１を流れる電流は、プリチャージ抵抗６２により低減されることで、例えば電流がＰスイッチ２２ａを流れる場合に比べて小さくなる。

【0089】

制御装置４０は、Ｎスイッチ２２ｂ及びプリチャージスイッチ２２ｃを閉状態に切り替えてプリチャージ処理を開始した後、所定時間が経過した場合に、プリチャージ処理を終了させる終了処理を行う。この終了処理では、Ｎスイッチ２２ｂを閉状態に保持する一方で、プリチャージスイッチ２２ｃを開状態に切り替え、且つＰスイッチ２２ａを閉状態に切り替える。なお、本実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、Ｐスイッチ２２ａが遮断スイッチに相当する。

【0090】

本実施形態では、プリチャージ回路６１がＰライン２５に接続されていることに伴って、コンデンサスイッチ６５がプリチャージ回路６１とＮライン２６とにかけ渡されている。コンデンサスイッチ６５において、プリチャージ回路６１とは反対側の端部が、平滑コンデンサ２１とＮスイッチ２２ｂとの間においてＮライン２６に接続されている。この場合、コンデンサスイッチ６５が設けられた接続線６６は、プリチャージ回路６１とＮライン２６とを接続している。

【0091】

本実施形態によれば、コンデンサスイッチ６５がＮライン２６に接続されている。この構成では、コンデンサスイッチ６５が平滑コンデンサ２１の低電位側に接続されているため、接続線６６が電力変換装置１３において低電位の経路になっている。このため、コンデンサスイッチ６５が低電位の経路を開閉すればよいため、コンデンサスイッチ６５について動作精度や安全性を高めることができる。

【0092】

＜第３実施形態＞
開閉器２２のオープン異常が発生した場合に、上記第１実施形態では、プリチャージ抵抗６２を用いて平滑コンデンサ２１の放電が行われていたが、第３実施形態では、放電抵抗７１の一部を用いて平滑コンデンサ２１の放電が行われる。本実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第２実施形態と同様である。本実施形態では、上記第２実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0093】

図７に示すように、本実施形態の電力変換装置１３には、上記第１実施形態と同様にプリチャージ回路６１が設けられている一方で、上記第１実施形態とは異なりコンデンサスイッチ６５が設けられていない。

【0094】

電力変換装置１３は放電抵抗７１を有している。放電抵抗７１は、モータ１２の駆動回転が停止した場合など駆動システム１０が停止した状況で、平滑コンデンサ２１の放電を行う抵抗である。放電抵抗７１は、Ｐライン２５とＮライン２６とにかけ渡された状態で平滑コンデンサ２１に並列に接続されている。放電抵抗７１の一端は、Ｎスイッチ２２ｂと平滑コンデンサ２１との間においてＮライン２６に接続されている。放電抵抗７１の他端は、Ｐスイッチ２２ａと平滑コンデンサ２１との間においてＰライン２５に接続されている。

【0095】

例えば、車両スイッチのオフに伴って開閉器２２のスイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃが閉状態に切り替えられた場合、バッテリ１１からモータ１２への給電が停止されることで駆動システム１０が停止する。この場合、平滑コンデンサ２１に溜まっていた電力が放電抵抗７１にて消費されることで、放電抵抗７１による平滑コンデンサ２１の放電が行われる。本実施形態では、駆動システム１０が停止した状況での放電抵抗７１による平滑コンデンサ２１の放電を停止時放電と称する。停止時放電においては、放電抵抗７１が平滑コンデンサ２１の通電を管理することになる。このため、放電抵抗７１が通電を管理する抵抗に相当する。

【0096】

放電抵抗７１は、平滑コンデンサ２１の放電を行うために十分に大きな抵抗値を有している。放電抵抗７１の抵抗値は例えば数百ｋΩである。このように放電抵抗７１の抵抗値が十分に大きい値になっていることで、駆動システム１０が駆動状態にある場合には放電抵抗７１に流れる電流が十分に小さくなっている。これにより、放電抵抗７１でのエネルギ損失が低減されている。

【0097】

本実施形態では、開閉器２２のオープン異常が発生した場合に、モータ１２や平滑コンデンサ２１から供給される電力を放電抵抗７１の一部にて消費することが可能になっている。すなわち、放電抵抗７１の一部を用いて平滑コンデンサ２１の放電を行うことが可能になっている。本実施形態では、この放電を異常時放電と称する。

【0098】

放電抵抗７１は、第１抵抗７１ａ、第２抵抗７１ｂ及び第３抵抗７１ｃを有している。これら抵抗７１ａ，７１ｂ，７１ｃはいずれも抵抗素子を含んで構成されている。抵抗７１ａ，７１ｂ，７１ｃは、互いに直列に接続されていることで放電抵抗７１を構成している。このため、抵抗７１ａ，７１ｂ，７１ｃの各抵抗値は、いずれも放電抵抗７１の抵抗値よりも小さい値になっている。また、第１抵抗７１ａの抵抗値は、第２抵抗７１ｂの抵抗値と第３抵抗７１ｃの抵抗値との和である合成抵抗値よりも大きい値になっている。

【0099】

放電抵抗７１においては、第１抵抗７１ａの一端が放電抵抗７１の一端としてＮライン２６に接続されている。第３抵抗７１ｃの一端は、放電抵抗７１の他端としてＰライン２５に接続されている。第２抵抗７１ｂは第１抵抗７１ａと第３抵抗７１ｃとの間に設けられている。

【0100】

本実施形態では、開閉器２２のオープン異常が発生した場合について平滑コンデンサ２１の過電圧を抑制するために、電力変換装置１３がコンデンサスイッチ７５を有している。コンデンサスイッチ７５は、Ｐライン２５と放電抵抗７１とにかけ渡されている。コンデンサスイッチ７５の一端は、平滑コンデンサ２１とＰスイッチ２２ａとの間においてＰライン２５に接続されている。コンデンサスイッチ７５の他端は、放電抵抗７１において第１抵抗７１ａと第２抵抗７１ｂとの間に接続されている。Ｐライン２５と放電抵抗７１とを接続する経路を接続線７６と称すると、コンデンサスイッチ７５はこの接続線７６に設けられている。コンデンサスイッチ７５と第１抵抗７１ａとは、互いに直列に接続された状態で、平滑コンデンサ２１に並列に接続されている。コンデンサスイッチ７５と第２抵抗７１ｂ及び第３抵抗７１ｃとは、第１抵抗７１ａに対して互いに並列に接続された状態になっている。

【0101】

コンデンサスイッチ７５は、上記第１実施形態のコンデンサスイッチ６５と同様に、スイッチやリレーなどにより形成されており、開状態と閉状態とに移行可能になっている。コンデンサスイッチ７５については、開状態が遮断状態に相当し、閉状態が導通状態に相当する。制御装置４０は、コンデンサスイッチ７５の開閉制御を行う。コンデンサスイッチ７５には、このコンデンサスイッチ７５を開閉駆動させる駆動部が設けられている。制御装置４０は、この駆動部の駆動制御を行うことで、コンデンサスイッチ７５を開状態と閉状態とに切り替える。

【0102】

開閉器２２のスイッチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃがいずれも開状態にあり、且つコンデンサスイッチ７５が閉状態にある状況では、第１抵抗７１ａが第２抵抗７１ｂ及び第３抵抗７１ｃを介さずに平滑コンデンサ２１に直列に接続された状態になっている。この状態では、平滑コンデンサ２１に溜まっている電荷が第１抵抗７１ａに向けて放出される。この場合、平滑コンデンサ２１からの電力が第１抵抗７１ａにより消費され、平滑コンデンサ２１の異常時放電が行われる。

【0103】

制御装置４０は、上記第１実施形態と同様に放電制御処理を行う。ただし、制御装置４０の制御対象は、上記第１実施形態とは異なり、コンデンサスイッチ７５になっている。例えば、放電制御処理においてステップＳ１０７の放電処理では、制御装置４０が指令信号を出力することでコンデンサスイッチ７５を開状態から閉状態に切り替える。なお、本実施形態では、第１抵抗７１ａが第１抵抗体及び兼用抵抗に相当し、第２抵抗７１ｂ及び第３抵抗７１ｃが第２抵抗体に相当する。

【0104】

第１抵抗７１ａの抵抗値は、上記第１実施形態のプリチャージ抵抗６２の抵抗値と同様に、コンデンサスイッチ７５を介した平滑コンデンサ２１の異常時放電に適した値になっている。例えば、第１抵抗７１ａの抵抗値は、放電処理の適用範囲ＤＡ（図４参照）に含まれる値に設定されている。このため、開閉器２２のオープン異常が発生した場合に、第１抵抗７１ａを流れる電流が平滑コンデンサ２１の異常時放電にとって大きすぎたり小さすぎたりするということが生じにくくなっている。

【0105】

本実施形態によれば、開閉器２２のオープン異常が発生した場合などコンデンサスイッチ７５が閉状態にある状況では、第１抵抗７１ａにより平滑コンデンサ２１の異常時放電が行われる。この場合、モータ１２の起電力や平滑コンデンサ２１に溜まった電力が第１抵抗７１ａにより消費されるため、インバータ３０の発熱を抑制すること、及び平滑コンデンサ２１の過電圧を抑制することの両方を実現できる。

【0106】

しかも、開閉器２２のオープン異常が発生していない場合などコンデンサスイッチ７５が開状態にある状況では、第１抵抗７１ａを含む放電抵抗７１により平滑コンデンサ２１の通常放電が行われる。このように、第１抵抗７１ａを停止時放電と異常時放電との両方に用いることができるため、停止時放電と異常時放電とのそれぞれについて専用の抵抗素子を設ける必要がない。したがって、抵抗素子について部品コストを低減できる。

【0107】

本実施形態によれば、放電抵抗７１において第１抵抗７１ａの抵抗値が第２抵抗７１ｂと第３抵抗７１ｃとの合成抵抗値よりも小さくなっている。この場合、第１抵抗７１ａの抵抗値を十分に小さい値に設定することが可能になるため、モータ１２や平滑コンデンサ２１からの電流が第１抵抗７１ａに流れ込みやすくなり、異常時放電を適正に実施できる。また、この場合、第２抵抗７１ｂと第３抵抗７１ｃとの合成抵抗値を十分に大きい値に設定することが可能になり、その結果、放電抵抗７１の抵抗値を十分に大きい値に設定することが可能になる。このため、モータ１２の駆動回転が行われている状況でバッテリ１１からの電流が放電抵抗７１に流れ込みにくくなり、放電抵抗７１でのエネルギ損失を低減できる。

【0108】

本実施形態によれば、第１抵抗７１ａが平滑コンデンサ２１の異常時放電を行う兼用抵抗になるように、コンデンサスイッチ７５が平滑コンデンサ２１のＰライン２５側に接続されている。この構成では、停止時放電と異常時放電とのいずれにおいても、第１抵抗７１ａと平滑コンデンサ２１とがＮライン２６にて接続された状態を保持できる。このため、放電抵抗７１及び平滑コンデンサ２１について低電位側を適正に管理することができる。例えば、本実施形態とは異なり、コンデンサスイッチ７５が平滑コンデンサ２１のＮライン２６側に接続された構成では、停止時放電では第１抵抗７１ａがＮライン２６に接続される一方で、異常時放電では第２抵抗７１ｂがＮライン２６に接続されてしまう。

【0109】

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、電力変換装置１３が、上記第１実施形態のコンデンサスイッチ６５と上記第３実施形態のコンデンサスイッチ７５との両方を有している。本実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第１実施形態及び第３実施形態と同様である。本実施形態では、上記第３実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0110】

図８に示すように、コンデンサスイッチ６５におけるプリチャージ回路６１とは反対側の端部と、コンデンサスイッチ７５における放電抵抗７１とは反対側の端部とが、いずれも平滑コンデンサ２１のＰライン２５側に接続されている。本実施形態では、プリチャージ抵抗６２を用いた異常時放電を第１放電と称し、コンデンサスイッチ６５を第１コンデンサスイッチ６５と称する。また、放電抵抗７１の第１抵抗７１ａを用いた異常時放電を第２放電と称し、コンデンサスイッチ７５を第２コンデンサスイッチ７５と称する。

【0111】

なお、プリチャージ抵抗６２が第１兼用抵抗に相当し、プリチャージスイッチ２２ｃが第１電源スイッチに相当する。また、第１抵抗７１ａが第２兼用抵抗に相当し、Ｐスイッチ２２ａ及びＮスイッチ２２ｂが第２電源スイッチに相当する。

【0112】

本実施形態では、プリチャージ抵抗６２の抵抗値と第１抵抗７１ａの抵抗値とが異なる値になっている。例えば、プリチャージ抵抗６２の抵抗値が第１抵抗７１ａの抵抗値よりも大きい値になっている。このため、プリチャージ抵抗６２により第１放電が行われた場合と、第１抵抗７１ａにより第２放電が行われた場合とでは、平滑コンデンサ２１の放電態様が異なる。また、プリチャージ抵抗６２による第１放電と第１抵抗７１ａによる第２放電の両方が行われた場合と、これら第１放電及び第２放電のうち一方の放電だけが行われた場合とで歯、平滑コンデンサ２１の放電態様が異なる。

【0113】

制御装置４０は、第１コンデンサスイッチ６５と第２コンデンサスイッチ７５とを個別に開閉させることが可能になっている。制御装置４０は、上記第１実施形態と同様の放電制御処理を、コンデンサスイッチ６５，７５を制御対象として行う。この放電制御処理について、図９のフローチャートを参照しつつ説明する。

【0114】

図９において、ステップＳ１０１～Ｓ１０５では、上記第１実施形態のステップＳ１０１～Ｓ１０５と同じ処理を実行する。ステップ１０５において、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｂ以上であると判断された場合、ステップＳ２０１に進む。

【0115】

ステップＳ２０１では、プリチャージ抵抗６２と第１抵抗７１ａとをどのような組み合わせで放電に用いるのか、を選択する選択処理を行う。この選択処理では、検出値としてのモータ回転数Ｎｍを用いてプリチャージ抵抗６２と第１抵抗７１ａとの組み合わせを選択する。例えば、平滑コンデンサ２１の放電を行うための抵抗の抵抗値とモータ回転数Ｎｍとの相関関係を示す相関マップ等の相関情報を用いて、モータ回転数Ｎｍから放電に必要な抵抗値を取得する。そして、この抵抗値に応じて、プリチャージ抵抗６２と第１抵抗７１ａとの組み合わせを選択する。なお、相関情報は、試験やシミュレーション等により取得された情報であり、制御装置４０においてメモリ等の記憶部に記憶されている。

【0116】

ステップＳ２０２では、上記ステップＳ２０１にて選択された抵抗を用いて放電処理を実行する。この放電処理では、プリチャージ抵抗６２と第１抵抗７１ａとの組み合わせに応じて指令信号を出力し、第１コンデンサスイッチ６５及び第２コンデンサスイッチ７５の少なくとも一方を開状態から閉状態に切り替える。制御装置４０におけるステップＳ２０１，Ｓ２０２の各処理を実行する機能がスイッチ実行部に相当する。

【0117】

駆動システム１０においては、コンデンサスイッチ６５，７５を介してプリチャージ抵抗６２や第１抵抗７１ａをモータ１２に電気的に接続した場合について、モータ１２の状態や抵抗６２，７１ａの状態がモータ回転数Ｎｍに応じて異なる。モータ１２の状態としては、モータ１２による回生ブレーキ量が挙げられ、抵抗６２，７１ａの状態としては、これら抵抗６２，７１ａの発熱量が挙げられる。そこで、プリチャージ抵抗６２と第１抵抗７１ａとの組み合わせをモータ回転数Ｎｍに応じて選択することで、オープン異常が発生した場合に過度な回生ブレーキが生じにくくなり、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ退避走行を行うことが可能になる。また、平滑コンデンサ２１の放電に用いる抵抗の抵抗値が適正に選択されるため、抵抗の発熱を許容範囲に抑えることができるという「抵抗の熱成立」を達成できる。

【0118】

＜他の実施形態＞
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

【0119】

上記各実施形態において、開閉器２２はＰスイッチ２２ａ及びＮスイッチ２２ｂのうち一方だけを有していてもよい。ただし、上記第１実施形態では、Ｐスイッチ２２ａ及びＮスイッチ２２ｂのうち、プリチャージを行うために少なくともＮスイッチ２２ｂが設けられている必要がある。同様に、上記第２実施形態では、Ｐスイッチ２２ａ及びＮスイッチ２２ｂのうち、プリチャージを行うために少なくともＰスイッチ２２ａが設けられている必要がある。

【0120】

上記各実施形態において、プリチャージスイッチ２２ｃはＰスイッチ２２ａ及びＮスイッチ２２ｂから独立して設けられていてもよい。

【0121】

上記各実施形態において、プリチャージ回路６１は、Ｐライン２５及びＮライン２６のそれぞれに設けられていてもよい。この場合、Ｐライン２５に接続されたプリチャージ抵抗６２と、Ｎライン２６に接続されたプリチャージ抵抗６２とのそれぞれに対してコンデンサスイッチ６５が接続されていてもよい。この構成では、Ｐライン２５側のプリチャージ抵抗６２と、Ｎライン側のプリチャージ抵抗６２とのそれぞれを用いて平滑コンデンサ２１の異常時放電を行うことができる。

【0122】

上記第１、第２、第４実施形態において、制御装置４０は、プリチャージスイッチ２２ｃが開状態になっていることを条件として、コンデンサスイッチ６５を開状態から閉状態に切り替えてもよい。これにより、プリチャージスイッチ２２ｃ及びコンデンサスイッチ６５の両方が開状態になったことに起因して短絡等の異常が電力変換装置１３にて発生する、ということを回避できる。

【0123】

上記第１～第３実施形態において、ステップＳ１０６の放電処理は、開閉器２２のオープン異常が発生した場合であれば、コンデンサ電圧Ｖｃ及びモータ回転数Ｎｍの少なくとも一方に関係なく行われてもよい。上記第４実施形態のステップＳ２０１の選択処理及びステップＳ２０２の放電処理についても同様である。

【0124】

上記第３、第４実施形態においては、コンデンサスイッチ７５が第１抵抗７１ａと第２抵抗７１ｂとの間に接続されているのではなく、第２抵抗７１ｂと第３抵抗７１ｃとの間に接続されていてもよい。すなわち、第１抵抗体の抵抗値が第２抵抗体の抵抗値より大きくてもよい。

【0125】

上記第３、第４実施形態では、コンデンサスイッチ７５が平滑コンデンサ２１のＰライン２５側ではなく、平滑コンデンサ２１のＮライン２６側に接続されていてもよい。この場合、放電抵抗７１においては、第１抵抗７１ａではなく、第２抵抗７１ｂ及び第３抵抗７１ｃが平滑コンデンサ２１の異常時放電を行う兼用抵抗に相当する。なお、上記第３実施形態においては、第１コンデンサスイッチ６５がプリチャージ回路６１に接続されていないのであれば、このプリチャージ回路６１は設けられていなくてもよい。

【0126】

上記第４実施形態では、プリチャージ抵抗６２の抵抗値と第１抵抗７１ａの抵抗値とが同じ値になっていてもよい。

【0127】

上記各実施形態では、バッテリ１１と平滑コンデンサ２１との導通が遮断された状態にある場合として、開閉器２２が開状態にある場合の他に、バッテリ１１と平滑コンデンサ２１との間にてＰライン２５やＮライン２６の切断が生じた場合などが挙げられる。

【0128】

上記各実施形態において、コンデンサ閾値Ｖｃｘや回転閾値Ｎｂは、インバータ３０の耐電圧値に応じて設定されるのではなく、平滑コンデンサ２１の耐電圧値や、駆動システム１０の耐電圧値に応じて設定されていてもよい。平滑コンデンサ２１や駆動システム１０については、それぞれの定格値や最大許容電圧に応じて、これら平滑コンデンサ２１や駆動システム１０への印加電圧の上限値が耐電圧値として設定されている。例えば、駆動システム１０において最も耐電圧の低い部品や機器の耐電圧値が駆動システム１０の耐電圧値として設定されている。

【0129】

上記各実施形態において、制御装置４０は、少なくとも１つのコンピュータを含む制御システムによって提供される。制御システムは、ハードウェアである少なくとも１つのプロセッサ（ハードウェアプロセッサ）を含む。ハードウェアプロセッサは、下記（ｉ）、（ｉｉ）、又は（ｉｉｉ）により提供することができる。

【0130】

（ｉ）ハードウェアプロセッサは、ハードウェア論理回路である場合がある。この場合、コンピュータは、プログラムされた多数の論理ユニット（ゲート回路）を含むデジタル回路によって提供される。デジタル回路は、プログラム及びデータの少なくとも一方を格納したメモリを備える場合がある。コンピュータは、アナログ回路によって提供される場合がある。コンピュータは、デジタル回路とアナログ回路との組み合わせによって提供される場合がある。

【0131】

（ｉｉ）ハードウェアプロセッサは、少なくとも１つのメモリに格納されたプログラムを実行する少なくとも１つのプロセッサコアである場合がある。この場合、コンピュータは、少なくとも１つのメモリと、少なくとも１つのプロセッサコアとによって提供される。プロセッサコアは、例えばＣＰＵと称される。メモリは、記憶媒体とも称される。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラム及びデータの少なくとも一方」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。

【0132】

（ｉｉｉ）ハードウェアプロセッサは、上記（ｉ）と上記（ｉｉ）との組み合わせである場合がある。（ｉ）と（ｉｉ）とは、異なるチップの上、又は共通のチップの上に配置される。

【0133】

すなわち、制御装置４０が提供する手段及び機能の少なくとも一方は、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又はそれらの組み合わせにより提供することができる。

【0134】

上記各実施形態において、インバータ３０を構成するスイッチング素子は、ＩＧＢＴ３２に限定されない。例えばＭＯＳＦＥＴなどを用いてもよい。

【0135】

上記各実施形態では、モータ１２において、界磁を形成する永久磁石を含んで固定子が構成されていてもよく、電機子を形成する巻線１２ａを含んで回転子が構成されていてもよい。また、モータ１２は、複数相の交流モータであれば、３相の交流モータでなくてもよい。例えば、モータ１２として、２相の交流モータや、４相以上の交流モータが用いられてもよい。

【0136】

上記各実施形態において、電力変換装置１３が搭載された車両としては、乗用車やバス、建設作業車、農業機械車両などがある。また、車両は移動体の１つであり、電力変換装置１３が搭載される移動体としては、車両の他に電車や飛行機などある。電力変換装置１３としては、インバータ装置やコンバータ装置などがある。このコンバータ装置としては、交流入力直流出力の電源装置、直流入力直流出力の電源装置、交流入力交流出力の電源装置などがある。

【符号の説明】

【0137】

１１…電源部としてのバッテリ、１２…モータ、１３…電力変換装置、２１…平滑コンデンサ、２２ａ…遮断スイッチ、高電位スイッチ、電源スイッチ及び第２電源スイッチとしてのＰスイッチ、２２ｂ…遮断スイッチ、低電位スイッチ、電源スイッチ及び第２電源スイッチとしてのＮスイッチ、２２ｃ…電源スイッチ及び第１電源スイッチとしてのプリチャージスイッチ、３０…電力変換部としてのインバータ、４０…電力変換制御装置としての制御装置、６２…兼用抵抗及び第１兼用抵抗としてのプリチャージ抵抗、６５…コンデンサスイッチとしての第１コンデンサスイッチ、７１…放電抵抗、７１ａ…兼用抵抗、第１抵抗体及び第２兼用抵抗としての第１抵抗、７１ｂ…第２抵抗体としての第２抵抗、７１ｃ…第２抵抗体としての第３抵抗、７５…コンデンサスイッチとしての第２コンデンサスイッチ、Ｎｂ…回転閾値、Ｎｍ…回転数としてのモータ回転数、Ｖｃ…コンデンサ電圧、Ｖｃｘ…閾値としてのコンデンサ閾値、Ｓ１０１…遮断判定部、Ｓ１０６，Ｓ２０１，Ｓ２０２…スイッチ実行部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】