(57)【要約】  車両（１００）の電力変換装置（２００）において、車両（１００）の衝突時に、電力変換装置（２００）内の平滑コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）に蓄積された残留電荷による電力を用いて、電力変換装置（２００）を制御するための制御装置（３００）を作動させる電源電圧を供給する。このような構成にすることによって、電力変換装置（２００）の外部から供給される制御装置（３００）用の電源電圧が断線により供給されなくなったときであっても、電力変換装置（２００）内の平滑コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）に蓄積された残留電荷を放電することができる。
2010131340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１００）の電力変換装置（２００）であって、
前記車両（１００）は、
前記電力変換装置（２００）へ直流電力を供給する第１の蓄電装置（１５０）と、
前記電力変換装置（２００）への直流電力の供給と遮断との切替えが可能に構成されたリレー（ＳＲ１，ＳＲ２）と、
前記車両（１００）の衝突を検知するための衝突検出部（２１０）とを含み、
前記電力変換装置（２００）は、
コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）と、
スイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ８）を含み、前記第１の蓄電装置（１５０）から前記リレー（ＳＲ１，ＳＲ２）を介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部（１１５）と、
前記スイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ８）を制御することによって、前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）の残留電荷を消費するように、前記電力変換部（１１５）を制御するための制御装置（３００）と、
前記車両（１００）の衝突が検知され、前記リレー（ＳＲ１，ＳＲ２）によって前記第１の蓄電装置（１５０）が前記電力変換装置（２００）から電気的に切離された状態で前記残留電荷が消費されているときは、前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）に蓄えられた電力を用いて前記制御装置（３００）へ電源電圧を供給する電源供給部（１６５Ａ，１６５Ｂ，１６５Ｃ，１６５Ｄ）とを備える、車両の電力変換装置。
【請求項２】
前記電源供給部（１６５Ａ，１６５Ｃ）は、
前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）に蓄えられた電力の電圧を降圧するための第１の電圧変換器（１６０）を含み、
前記第１の電圧変換器（１６０）は、前記車両（１００）の衝突が検知されたときに、前記制御装置（３００）へ電源電圧を供給する、請求の範囲第１項に記載の車両の電力変換装置。
【請求項３】
前記電源供給部（１６５Ａ）は、
前記第１の電圧変換器（１６０）により降圧された電力が供給される電源ライン（ＰＬ２）と前記制御装置（３００）とに接続され、前記第１の電圧変換器（１６０）から前記制御装置（３００）への電源電圧の供給と遮断との切替えが可能に構成されたスイッチ（ＳＲ３）をさらに含み、
前記制御装置（３００）は、前記車両（１００）の衝突が検知されたことに応じて、前記第１の電圧変換器（１６０）から前記制御装置（３００）へ電源電圧が供給されるように前記スイッチ（ＳＲ３）を制御する、請求の範囲第２項に記載の車両の電力変換装置。
【請求項４】
前記電源供給部（１６５Ｃ）は、
前記第１の電圧変換器（１６０）により降圧された電力を昇圧するための第２の電圧変換器（１９０）をさらに含み、
前記第２の電圧変換器（１９０）は、前記車両（１００）の衝突が検知されたときに、前記制御装置（３００）へ電源電圧を供給する、請求の範囲第２項に記載の車両の電力変換装置。
【請求項５】
前記車両（１００）は、
第２の蓄電装置（１３０）をさらに含み、
前記第１の電圧変換器（１６０）は、前記第２の蓄電装置（１３０）を充電するための降圧コンバータである、請求の範囲第２項に記載の車両の電力変換装置。
【請求項６】
前記電源供給部（１６５Ｂ，１６５Ｄ）は、
前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）に蓄えられた電力の電圧を降圧するための第１の電圧変換器（１６０）を含み、
前記第１の電圧変換器（１６０）は、
制御部（１６２）と、
前記制御部（１６２）を作動させるための制御用電源電圧を生成する電源部（１６１）とを含み、
前記電源部（１６１）は、前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）に蓄えられた電力を変換することにより前記制御用電源電圧を生成し、
前記電源供給部（１６５Ｂ，１６５Ｄ）は、前記車両（１００）の衝突が検知されたときに、前記制御装置（３００）へ前記制御用電源電圧を供給する、請求の範囲第１項に記載の車両の電力変換装置。
【請求項７】
前記電源供給部（１６５Ｄ）は、
前記電源部（１６１）から前記制御用電源電圧が供給される電源ライン（ＰＬ１０）に接続され、前記制御用電源電圧を昇圧するための第２の電圧変換器（１９０）をさらに含み、
前記第２の電圧変換器（１９０）は、前記車両（１００）の衝突が検知されたときに、前記制御装置（３００）へ電源電圧を供給する、請求の範囲第６項に記載の車両の電力変換装置。
【請求項８】
前記電力変換部（１１５）は、
前記第１の蓄電装置（１５０）から供給される直流電力の電圧変換を行なうように構成された第３の電圧変換器（１１０）と、
前記第３の電圧変換器（１１０）からの直流電力を交流電力に変換するためのインバータ（１２０）とを含み、
前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）は、
前記第３の電圧変換器の前記第１の蓄電装置（１５０）側に接続された第１のコンデンサ（Ｃ１）と、
前記第３の電圧変換器の前記インバータ（１２０）側に接続された第２のコンデンサ（Ｃ２）とを含む、請求の範囲第１項に記載の車両の電力変換装置。
【請求項９】
前記第３の電圧変換器（１１０）は、昇圧動作および降圧動作の双方が可能であり、前記昇圧動作に伴って前記第１のコンデンサ（Ｃ１)の残留電荷の一部を消費し、前記降圧動作に伴って前記第２のコンデンサ（Ｃ２)の残留電荷の一部を消費する、請求の範囲第８項に記載の車両の電力変換装置。
【請求項１０】
前記制御装置（３００）は、前記昇圧動作および前記降圧動作を交互に繰り返すように、前記第３の電圧変換器（１１０）を制御する、請求の範囲第９項に記載の車両の電力変換装置。
【請求項１１】
車両（１００）であって、
電力変換装置（２００）と、
前記電力変換装置（２００）へ直流電力を供給する第１の蓄電装置（１５０）と、
前記電力変換装置（２００）への直流電力の供給と遮断との切替えが可能に構成されたリレー（ＳＲ１，ＳＲ２）と、
前記車両（１００）の衝突を検知するための衝突検出部（２１０）とを備え、
前記電力変換装置（２００）は、
コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）と、
スイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ８）を有し、前記第１の蓄電装置（１５０）から前記リレー（ＳＲ１，ＳＲ２）を介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部（１１５）と、
前記スイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ８）を制御することによって、前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）の残留電荷を消費するように、前記電力変換部（１１５）を制御するための制御装置（３００）と、
前記車両（１００）の衝突が検知され、前記リレー（ＳＲ１，ＳＲ２）によって前記第１の蓄電装置（１５０）が前記電力変換装置（２００）から電気的に切離された状態で前記残留電荷が消費されているときは、前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）に蓄えられた電力を用いて前記制御装置（３００）へ電源電圧を供給する電源供給部（１６５Ａ，１６５Ｂ，１６５Ｃ，１６５Ｄ）とを含む、車両。
【請求項１２】
前記電源供給部（１６５Ａ，１６５Ｃ）は、
前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）に蓄えられた電力の電圧を降圧するための第１の電圧変換器（１６０）を含み、
前記第１の電圧変換器（１６０）は、前記車両（１００）の衝突が検知されたときに、前記制御装置（３００）へ電源電圧を供給する、請求の範囲第１１項に記載の車両。
【請求項１３】
前記電源供給部（１６５Ａ）は、
前記第１の電圧変換器（１６０）により降圧された電力が供給される電源ライン（ＰＬ２）と前記制御装置（３００）とに接続され、前記第１の電圧変換器（１６０）から前記制御装置（３００）への電源電圧の供給と遮断との切替えが可能に構成されたスイッチ（ＳＲ３）をさらに含み、
前記制御装置（３００）は、前記車両（１００）の衝突が検知されたことに応じて、前記第１の電圧変換器（１６０）から前記制御装置（３００）へ電源電圧が供給されるように前記スイッチ（ＳＲ３）を制御する、請求の範囲第１２項に記載の車両。
【請求項１４】
前記電源供給部（１６５Ｃ）は、
前記第１の電圧変換器（１６０）により降圧された電力を昇圧するための第２の電圧変換器（１９０）をさらに含み、
前記第２の電圧変換器（１９０）は、前記車両（１００）の衝突が検知されたときに、前記制御装置（３００）へ電源電圧を供給する、請求の範囲第１２項に記載の車両。
【請求項１５】
前記電源供給部（１６５Ｄ）は、
前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）に蓄えられた電力の電圧を降圧するための第１の電圧変換器（１６０）を含み、
前記第１の電圧変換器（１６０）は、
制御部（１６２）と、
前記制御部（１６２）を作動させるための制御用電源電圧を生成する電源部（１６１）とを有し、
前記電源部（１６１）は、前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）に蓄えられた電力を変換することにより前記制御用電源電圧を生成し、
前記電源供給部（１６５Ｄ）は、
前記車両（１００）の衝突が検知されたときに、前記制御用電源電圧を昇圧して前記制御装置（３００）に電源電圧を供給する第２の電圧変換器（１９０）をさらに含む、請求の範囲第１１項に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電力変換装置およびそれを搭載する車両に関し、より特定的には、車両の衝突時に電力変換装置内のコンデンサの残留電荷を放電する際の、電力変換装置を制御する制御装置への電源供給に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。この電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。【０００３】
これらの電動車両においては、発進時や加速時に蓄電装置から電力を受けて走行のための駆動力を発生するとともに、制動時に回生制動によって発電を行なって蓄電装置に電気エネルギを蓄えるためのモータジェネレータを備える場合がある。このように、走行状態に応じてモータジェネレータを制御するために、電動車両には、コンバータやインバータなどによって電力を変換する電力変換装置が搭載される。【０００４】
このような電力変換装置には、供給される直流電力を安定化するために大容量の平滑コンデンサが備えられている。そして、電力変換装置の作動中は、平滑コンデンサには印加電圧に応じた電荷が蓄積される。【０００５】
この平滑コンデンサに蓄積される電荷は、車両の衝突が発生したような場合には、速やかに平滑コンデンサの残留電荷を放電することが必要となる。【０００６】
特開２００４−２０１４３９号公報（特許文献１）には、昇圧動作および降圧動作が可能なコンバータの入力側および出力側に設けられた平滑コンデンサを備える電圧変換システムにおいて、直流電力の供給が停止されたときに、昇圧動作と降圧動作を交互に行なうようにコンバータを制御することによって、平滑コンデンサに蓄積された残留電荷を消費する技術が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２０１４３９号公報
【特許文献２】特開２００８−００６９９６号公報
【特許文献３】特開２００８−０６１３００号公報
【特許文献４】特開２００４−０２３９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特開２００４−２０１４３９号公報（特許文献１）に開示された技術においては、イグニッションキーがオフされて蓄電装置からの電力供給が停止された場合、すなわち正常時の電力供給停止の場合を前提としている。そのため、電力変換装置を制御する制御装置への電力も、蓄電装置から正常に供給される。【０００９】
車両の衝突等が発生した場合には、速やかに平滑コンデンサの残留電荷を消費させる必要がある。しかしながら、衝突による車両の状態によっては、制御装置を動作させるための電力供給用の電源線が断線してしまう場合がある。このような場合には、特開２００４−２０１４３９号公報（特許文献１）においては、制御装置による正常なコンバータ制御ができないので残留電荷が消費できないという問題があった。【００１０】
また、特開２００８−００６９９６号公報（特許文献２）には、制御装置のバックアップ用の電源として、別個のコンデンサを備える技術が開示されているが、この場合、バックアップ電源用のコンデンサの入力電圧について広い電圧範囲（たとえば、３０〜３００Ｖ）まで対応できるものが必要となるため、部品設計が難しく、コストも増加するおそれがある。【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、車両の電力変換装置において、車両の衝突時に、電力変換装置内の平滑コンデンサに蓄積された残留電荷による電力を用いて、電力変換装置を制御するための制御装置を作動させる電源電圧を供給することによって、電力変換装置内の平滑コンデンサに蓄積された残留電荷を放電することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による車両の電力変換装置は、電力変換装置へ直流電力を供給する第１の蓄電装置と、電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能に構成されたリレーと、車両の衝突を検知するための衝突検出部とを含む車両において、コンデンサと、電力変換部と、制御装置と、電源供給部とを備える。電力変換部は、スイッチング素子を含み、第１の蓄電装置からリレーを介して供給される電力を変換するように構成される。制御装置は、スイッチング素子を制御することによって、コンデンサの残留電荷を消費するように、電力変換部を制御する。そして、電源供給部は、車両の衝突が検知され、リレーによって第１の蓄電装置が電力変換装置から電気的に切離された状態で残留電荷が消費されているときは、コンデンサに蓄えられた電力を用いて制御装置へ電源電圧を供給する。【００１３】
好ましくは、電源供給部は、コンデンサに蓄えられた電力の電圧を降圧するための第１の電圧変換器を含む。そして、第１の電圧変換器は、車両の衝突が検知されたときに、制御装置へ電源電圧を供給する。【００１４】
さらに好ましくは、電源供給部は、第１の電圧変換器により降圧された電力が供給される電源ラインと制御装置とに接続され、第１の電圧変換器から制御装置への電源の供給と遮断との切替えが可能に構成されたスイッチをさらに含む。そして、制御装置は、車両の衝突が検知されたことに応じて、第１の電圧変換器から制御装置へ電源電圧が供給されるようにスイッチを制御する。【００１５】
また好ましくは、電源供給部は、第１の電圧変換器により降圧された電力を昇圧するための第２の電圧変換器をさらに含む。そして、第２の電圧変換器は、車両の衝突が検知されたときに、制御装置へ電源電圧を供給する。【００１６】
あるいは好ましくは、車両は、第２の蓄電装置をさらに含む。そして、第１の電圧変換器は、第２の蓄電装置を充電するための降圧コンバータである。【００１７】
好ましくは、電源供給部は、コンデンサに蓄えられた電力の電圧を降圧するための第１の電圧変換器を含む。また、第１の電圧変換器は、制御部と、制御部を作動させるための制御用電源電圧を生成する電源部とを含む。電源部は、コンデンサに蓄えられた電力を変換することにより制御用電源電圧を生成し、電源供給部は、車両の衝突が検知されたときに、制御用電源電圧を制御装置へ供給する。【００１８】
また好ましくは、電源供給部は、電源部から制御用電源電圧が供給される電源ラインに接続され、制御用電源電圧を昇圧するための第２の電圧変換器をさらに含む。そして、第２の電圧変換器は、車両の衝突が検知されたときに、制御装置へ電源電圧を供給する。【００１９】
好ましくは、電力変換部は、第１の蓄電装置から供給される直流電力の電圧変換を行なうように構成された第３の電圧変換器と、第３の電圧変換器（１１０）からの直流電力を交流電力に変換するためのインバータ１２０とを含む。また、コンデンサは、第３の電圧変換器の第１の蓄電装置側に接続された第１のコンデンサと、第３の電圧変換器のインバータ側に接続された第２のコンデンサとを含む。【００２０】
また好ましくは、第３の電圧変換器は、昇圧動作および降圧動作の双方が可能であり、昇圧動作に伴って第１のコンデンサの残留電荷の一部を消費し、降圧動作に伴って第２のコンデンサの残留電荷の一部を消費する。【００２１】
さらに好ましくは、制御装置は、昇圧動作および降圧動作を交互に繰り返すように、第３の電圧変換器を制御する。【００２２】
本発明による車両は、電力変換装置と、第１の蓄電装置と、リレーと、衝突検出部とを備える。また、電力変換装置は、コンデンサと、電力変換部と、制御装置と、電源供給部とを含む。第１の蓄電装置は、電力変換装置へ直流電力を供給する。リレーは、電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能に構成される。衝突検出部は、車両の衝突を検知する。電力変換部は、スイッチング素子を有し、第１の蓄電装置からリレーを介して供給される電力を変換するように構成される。制御装置は、スイッチング素子を制御することによって、コンデンサの残留電荷を消費するように電力変換部を制御する。そして、電源供給部は、車両の衝突が検知され、リレーによって第１の蓄電装置が電力変換装置から電気的に切離された状態で残留電荷が消費されているときは、コンデンサに蓄えられた電力を用いて制御装置へ電源電圧を供給する。【００２３】
好ましくは、電源供給部は、コンデンサに蓄えられた電力の電圧を降圧するための第１の電圧変換器を含む。そして、第１の電圧変換器は、車両の衝突が検知されたときに、制御装置へ電源電圧を供給する。【００２４】
さらに好ましくは、電源供給部は、第１の電圧変換器により降圧された電力が供給される電源ラインと制御装置とに接続され、第１の電圧変換器から制御装置への電源電圧の供給と遮断との切替えが可能に構成されたスイッチをさらに含む。そして、制御装置は、車両の衝突が検知されたことに応じて、第１の電圧変換器から制御装置へ電源電圧が供給されるようにスイッチを制御する。【００２５】
あるいは好ましくは、電源供給部は、第１の電圧変換器により降圧された電力を昇圧するための第２の電圧変換器をさらに含む。そして、第２の電圧変換器は、車両の衝突が検知されたときに、制御装置へ電源電圧を供給する。【００２６】
好ましくは、電源供給部は、コンデンサに蓄えられた電力の電圧を降圧するための第１の電圧変換器を含む。第１の電圧変換器は、制御部と、制御部を作動させるための制御用電源電圧を生成する電源部とを有する。また、電源部は、コンデンサに蓄えられた電力を変換することにより制御用電源電圧を生成する。そして、電源供給部は、車両の衝突が検知されたときに、制御用電源電圧を昇圧して制御装置に電源電圧を供給する第２の電圧変換器をさらに含む。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、車両の電力変換装置において、車両の衝突時に、電力変換装置内の平滑コンデンサに蓄積された残留電荷による電力を用いて、電力変換装置を制御するための制御装置を作動させる電源電圧を供給することによって、電力変換装置内の平滑コンデンサに蓄積された残留電荷を放電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態１に従う、車両の全体ブロック図である。
【図２】実施の形態１における、ＥＣＵ内部の概略図である。
【図３】実施の形態１における、ＥＣＵによって行なわれる残留電荷放電制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】実施の形態１の変形例における、車両の全体ブロック図である。
【図５】実施の形態２による、制御用電源電圧の安定化の概要を説明するための第１の図である。
【図６】実施の形態２による、制御用電源電圧の安定化の概要を説明するための第２の図である。
【図７】実施の形態２における、車両の全体ブロック図である。
【図８】実施の形態２における、昇圧コンバータの構成の例を示す図である。
【図９】実施の形態２における、残留電荷放電制御を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】実施の形態２における、ＥＣＵによって行なわれる残留電荷放電制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に対して、実施の形態１の変形例を適用した場合の、車両の全体ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下において、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３０】
[実施の形態１]
図１には、本実施の形態１に従う、車両１００の全体ブロック図が示される。本実施の形態１においては、車両１００としてエンジンおよびモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両を例として説明するが、車両１００の構成はこれに限定されるものではなく、蓄電装置からの電力によって走行可能な車両であれば適用可能である。車両１００としては、ハイブリッド車両以外にたとえば電気自動車や燃料電池自動車などが含まれる。また、蓄電装置からの電力によって走行可能でなくとも、電力変換装置を備える車両においても適用可能である。
【００３１】
図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１３０，１５０と、電力変換装置（以下、ＰＣＵ「Power  Control  Unit」とも称する。）２００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構２５０と、エンジン２２０と、駆動輪２６０と、衝突検出部２１０と、リレーＳＲ１，ＳＲ２とを備える。
【００３２】
蓄電装置１３０，１５０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１３０，１５０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子である。
【００３３】
蓄電装置１５０は、リレーＳＲ１，ＳＲ２を介して、電源ラインＰＬ１および接地ラインＮＬ１によってＰＣＵ２００に接続される。そして、蓄電装置１５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための直流電力をＰＣＵ２００へ供給する。また、蓄電装置１５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発生され、ＰＣＵ２００を介して供給される電力を蓄電する。蓄電装置１５０から供給される電力の電圧は、蓄電装置１３０から供給される電力の電圧と比べて相対的に高圧（たとえば２００Ｖ）である。
【００３４】
一方、蓄電装置１３０は、補機や制御装置などを動作させるための電源電圧を供給する。蓄電装置１３０から供給される電力の電圧は、蓄電装置１５０から供給される電力の電圧と比べて相対的に低圧（たとえば１４Ｖ）である。また、蓄電装置１３０は、ＰＣＵ２００内のＤＣ／ＤＣコンバータ１６０（後述）によって降圧された、蓄電装置１５０からの電力によって充電される。また、蓄電装置１３０は、ヒューズＦ１を介し制御電源線ＣＰＬを経由して、後述するＰＣＵ２００内の制御装置（以下、ＥＣＵ「Electronic  Control  Unit」とも称する。）３００を作動させるための制御用電源電圧を供給する。
【００３５】
リレーＳＲ１，ＳＲ２は、蓄電装置１５０とＰＣＵ２００とを接続する電源ラインＰＬ１および接地ラインＮＬ１の途中に挿入される。リレーＳＲ１，ＳＲ２は、蓄電装置１５０からＰＣＵ２００へ電力の供給と遮断とを切替える。
【００３６】
ＰＣＵ２００は、蓄電装置１５０からの直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に供給する。また、ＰＣＵ２００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発生した交流電力を、直流電力に変換して蓄電装置１５０を充電する。
【００３７】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、ＰＣＵ２００から供給される交流電力を受けて車両推進のための回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、外部から回転力を受けて交流電力を発電するとともに、ＥＣＵ３００からの回生トルク指令によって回生制動力を車両１００に発生する。
【００３８】
また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力分割機構２５０を介してエンジン２２０にも連結される。そして、エンジン２２０の発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御される。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。なお、本実施の形態１においては、モータジェネレータＭＧ１をエンジン２２０により駆動される発電機として機能させ、モータジェネレータＭＧ２を駆動輪２６０を駆動する電動機として機能させるものとする。
【００３９】
動力分割機構２５０には、エンジン２２０の動力を、駆動輪２６０とモータジェネレータＭＧ１との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。
【００４０】
衝突検出部２１０は、図示しないセンサ（たとえばＧセンサ）を含み、車両１００が衝突したか否かを検出する。そして、その検出結果を、ＰＣＵ２００内のＥＣＵ３００へ出力する。
【００４１】
ＰＣＵ２００は、電力変換部１１５と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２と、電圧センサ１７０，１８０と、電源供給部１６５Ａと、ＥＣＵ３００とを含む。電源供給部１６５Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０と、リレーＳＲ３とを含む。電力変換部１１５は、コンバータ１１０およびインバータ１２０を含む。また、インバータ１２０は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためのインバータ１２１およびモータジェネレータＭＧ２を駆動するためのインバータ１２２を含む。
【００４２】
コンバータ１１０は、一方端が電源ラインＰＬ１に接続されるリアクトルＬ１と、電源ラインＨＰＬと接地ラインＮＬ１間に直列に接続される半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。
【００４３】
リアクトルＬ１の他方端は半導体スイッチング素子Ｑ１のエミッタおよび半導体スイッチング素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ２のエミッタと接続される。
【００４４】
インバータ１２１は、コンバータ１１０から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン２２０を始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１２１は、エンジン２２０から伝達される機械的動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された回生電力をコンバータ１１０に出力する。このときコンバータ１１０は、降圧回路として動作するようにＥＣＵ３００によって制御される。
【００４５】
インバータ１２１は、Ｕ相アーム１２３と、Ｖ相アーム１２４と、Ｗ相アーム１２５とを含む。Ｕ相アーム１２３、Ｖ相アーム１２４およびＷ相アーム１２５は、電源ラインＨＰＬと接地ラインＮＬ１との間に並列に接続される。
【００４６】
Ｕ相アーム１２３は、電源ラインＨＰＬと接地ラインＮＬ１との間に直列接続された半導体スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と、半導体スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ４のエミッタと接続される。
【００４７】
Ｖ相アーム１２４は、電源ラインＨＰＬと接地ラインＮＬ１との間に直列接続された半導体スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６と、半導体スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ６のエミッタと接続される。
【００４８】
Ｗ相アーム１２５は、電源ラインＨＰＬと接地ラインＮＬ１との間に直列接続された半導体スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８と、半導体スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ８のエミッタと接続される。
【００４９】
モータジェネレータＭＧ１は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータと中性点でＹ結線された三相コイルを有するステータとを備える三相交流電動発電機であり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中性点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端が半導体スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続される。またＶ相コイルの他方端が半導体スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続される。またＷ相コイルの他方端が半導体スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。
【００５０】
インバータ１２１は、ＥＣＵ３００から出力される駆動指令ＰＷＩ１に従って上記半導体スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲート信号をオンまたはオフさせることによって、コンバータ１１０から供給される直流電力を所望の交流電力に変換する。
【００５１】
インバータ１２２は、コンバータ１１０に対してインバータ１２１と並列的に接続される。
【００５２】
インバータ１２２は駆動輪２６０を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対してコンバータ１１０の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ１２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された回生電力をコンバータ１１０に出力する。このときコンバータ１１０は降圧回路として動作するようにＥＣＵ３００によって制御される。インバータ１２２の内部の構成は、図示しないがインバータ１２１と同様であり、詳細な説明は繰り返さない。
【００５３】
平滑コンデンサＣ１は、コンバータ１１０の低圧側（すなわち、蓄電装置１５０側）の電源ラインＰＬ１と接地ラインＮＬ１間に接続され、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング時のリプル電圧を吸収する。また、平滑コンデンサＣ２は、コンバータ１１０の高圧側（すなわち、インバータ１２０側）の電源ラインＨＰＬと接地ラインＮＬ１間に接続され、コンバータ１１０およびインバータ１２０でスイッチング時に発生するリプル電圧を吸収する。
【００５４】
電圧センサ１７０は、平滑コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬを検出し、その検出した電圧ＶＬをＥＣＵ３００へ出力する。また、電圧センサ１８０は、平滑コンデンサＣ２の両端間の電圧ＶＨ、すなわち、コンバータ１１０の出力電圧（インバータ１２０の入力電圧に相当する。）を検出し、その検出した電圧ＶＬをＥＣＵ３００へ出力する。
【００５５】
また、コンバータ１１０は、昇圧動作によって平滑コンデンサＣ１の残留電荷を消費し、降圧動作によって平滑コンデンサＣ２の残留電荷を消費する。
【００５６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、電源ラインＰＬ１および接地ラインＮＬ１に接続されて、蓄電装置１５０またはコンバータ１１０から供給される直流電力の入力を受ける。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤにより制御されて、入力を受けた直流電力を降圧する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、降圧した直流電力を電源ラインＰＬ２、接地ラインＮＬ２を介して蓄電装置１３０に出力し、蓄電装置１３０を充電する。
【００５７】
リレーＳＲ３は、一方端が電源ラインＰＬ２に接続され、他方端がＥＣＵ３００に接続される。そして、リレーＳＲ３は、ＥＣＵ３００からの制御信号Ｓ３により制御されて接点が閉じられると、制御電源線ＣＰＬ＃１を介して、電源ラインＰＬ２からの電力をＥＣＵ３００の制御用電源電圧として供給する。
【００５８】
ＥＣＵ３００は、電圧センサ１７０，１８０から、平滑コンデンサＣ１および平滑コンデンサＣ２のそれぞれの電圧ＶＬ，ＶＨの入力を受ける。また、ＥＣＵ３００は、衝突検出部２１０から、車両１００の衝突信号ＣＯＬの入力を受ける。
【００５９】
ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＣによりコンバータ１１０の半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を制御することによって、コンバータ１１０に昇圧動作または降圧動作を行なわせる。
【００６０】
また、ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２によって、それぞれインバータ１２１，１２２の半導体スイッチング素子を制御することで、コンバータ１１０から供給された直流電力をインバータ１２１，１２２によって交流電力に変換する。
【００６１】
さらに、ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＤによりＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を制御することによって、コンバータ１１０の降圧動作または蓄電装置１５０によって供給される直流電力をさらに降圧して、蓄電装置１３０を充電する。
【００６２】
また、ＥＣＵ３００は、衝突検出部２１０からの衝突信号ＣＯＬによって、車両１００の衝突を検出した場合には、制御信号Ｓ３により、リレーＳＲ３の接点を閉じるように制御して、電源ラインＰＬ２の電力がＥＣＵ３００の制御用電源電圧として供給されるようにする。そして、ＥＣＵ３００は、コンバータ１１０およびインバータ１２０の少なくともいずれか一方を制御することによって、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられている残留電荷を消費させる。詳細については、図３にて後述する。
【００６３】
図２には、ＥＣＵ３００内部の概略図が示される。図２を参照して、ＥＣＵ３００は、制御部３１０と、電源入力部３２０とを含む。
【００６４】
制御部３１０は、いずれも図示しないがＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、ＰＣＵ２００内の電力変換部１１５および電源供給部１６５Ａを制御する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。
【００６５】
電源入力部３２０は、ダイオードＤ２０，Ｄ３０を含む。そして、電源入力部３２０は、蓄電装置１３０から制御電源線ＣＰＬにより受ける制御用電源電圧を、ダイオードＤ２０を介して制御部３１０に出力する。また、電源入力部３２０は、電源ラインＰＬ２からリレーＳＲ３を介して制御電源線ＣＰＬ＃１により受ける制御用電源電圧を、ダイオードＤ３０を介して制御部３１０に出力する。電源入力部３２０をこのような回路とすることによって、蓄電装置１３０およびＤＣ／ＤＣコンバータ１６０からの出力電力の少なくともいずれか一方によって、ＥＣＵ３００が動作するように制御用電源電圧が供給される。
【００６６】
電動車両のように、蓄電装置からの電力によって車両推進のための駆動力を発生する場合、モータジェネレータの出力も比較的高出力のものが必要となる。それに伴って、モータジェネレータを制御するためのインバータやコンバータなどを含む電力変換装置については、高電圧かつ大容量のコンデンサが搭載される場合がある。
【００６７】
そのため、特に車両の衝突事故等が発生した場合には、この残留電荷をできるだけ迅速に放電する必要がある。
【００６８】
ところが、電力変換装置を制御するための制御装置に電力変換装置の外部から制御用電源電圧を供給しているような場合では、事故の状態によっては、この制御用電源電圧を供給する電源線が断線してしまう場合がある。しかしながら、安全上の観点からは、このような状態においてもコンデンサの残留電荷を放電させることが必要である。
【００６９】
そこで、本実施の形態１においては、車両１００が衝突した場合に、電力変換装置２００内部において、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられた残留電荷による電力を、電力変換装置２００を制御する制御装置（ＥＣＵ）３００の制御用電源電圧として利用して平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電する、残留電荷放電制御を行なう。これによって、電力変換装置２００の外部から供給される電源線ＣＰＬが断線した場合でも、電力変換装置２００自体で制御装置（ＥＣＵ）３００の自己駆動が可能となる。また、これによって、電力変換装置２００が制御できるので、コンバータ１１０やインバータ１２０を動作させて、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられた残留電荷の放電動作を行なうことができる。さらに、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷によって制御装置（ＥＣＵ）３００の制御用電源電圧も供給されるので、残留電荷をより迅速に消費することが可能となる。
【００７０】
図３には、本実施の形態１における、ＥＣＵ３００によって行なわれる残留電荷放電制御処理を説明するためのフローチャートが示される。図３および後述する図１０に示すフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
【００７１】
図１および図３を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）４００において、衝突検出部２１０からの衝突信号ＣＯＬによって、車両１００が衝突したか否かを判定する。
【００７２】
車両が衝突した場合（Ｓ４００にてＹＥＳ）は、次にＳ４１０に処理が進められ、ＥＣＵ３００は、蓄電装置１５０から供給される電力を遮断するために、リレーＳＲ１，ＳＲ２をオフさせる。これは、蓄電装置１５０からの電力が供給され続けると、コンデンサＣ１，Ｃ２の電荷の放電ができないためである。
【００７３】
そして、ＥＣＵ３００は、次にＳ４２０にて、ＰＣＵ２００に含まれるコンバータ１１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０およびインバータ１２０（以下、総括して「電力変換機器」とも称する。）の「低圧保護機能」を無効とするように設定する。
【００７４】
ここで、「低圧保護機能」とは、これらの電力変換機器への入力電圧が低下すると、電力変換機器の動作を停止するように、電力変換機器に一般的に設けられる保護機能である。しかし、本実施の形態１のように、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電する際には、放電動作が進むにしたがって残留電荷が消費されるために、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧（すなわち、電力変換機器の入力電圧）が徐々に低下する。そのため、この「低圧保護機能」が有効であると、入力電圧が所定の基準電圧以下となった時点で「低圧保護機能」が動作することによって電力変換動作が行なわれなくなるので、それ以降は平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷が消費されなくなる。したがって、残留電荷放電制御においては、ＥＣＵ３００は、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を所望のレベルまで消費できるように、「低圧保護機能」を無効とするように設定する。
【００７５】
次に、Ｓ４３０にて、ＥＣＵ３００は、制御信号Ｓ３をオンに設定することによって、リレーＳＲ３の接点を閉じる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０によって降圧された電力が供給される（すなわち出力側の）電源ラインＰＬ２から、ＥＣＵ３００に制御用電源電圧が供給される。これによって、衝突によって制御用電源電圧の通常の供給経路である制御電源線ＣＰＬが断線した場合であっても、平滑コンデンサＣ１に蓄えられた残留電荷による電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１６０によって降圧された電力を用いて、ＥＣＵ３００の制御用電源電圧が供給される。
【００７６】
なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０と蓄電装置１３０とを接続している電源ラインＰＬ２、接地ラインＮＬ２については、大電流が流れるので配線自体が太く比較的断線しにくい。そのため、電源ラインＰＬ２、接地ラインＮＬ２が断線していない場合には、蓄電装置１３０からの電力を、リレーＳＲ３を介してＥＣＵ３００に供給することも可能である。また、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷が消費されて電圧ＶＬが低下した場合であっても、蓄電装置１３０からの電力によってバックアップすることで、ＥＣＵ３００を安定的に動作させることができる。
【００７７】
そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ４４０にて平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電制御を行なう。具体的には、コンバータ１１０によって、平滑コンデンサＣ１および平滑コンデンサＣ２の間で、昇圧動作および降圧動作を繰り返すように制御信号ＰＷＣを出力する。このようにすることで、リアクトルＬ１によるエネルギ損失（銅損など）および半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング損失によって、昇圧動作時には平滑コンデンサＣ１の残留電荷が消費され、降圧動作時には平滑コンデンサＣ２の残留電荷が消費される。
【００７８】
また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ接続される配線が断線していない場合には、ＥＣＵ３００は、インバータ１２０を駆動することによって、残留電荷を消費させることもできる。たとえば、ＥＣＵ３００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の界磁電流成分（ｄ軸成分）のみを出力するように制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を出力することによって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を回転させることなく、残留電荷を消費することができる。なお、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ接続される配線の断線については、たとえば図示しないセンサによってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のインピーダンスなどを検出することによって検出できる。
【００７９】
次にＥＣＵ３００は、Ｓ４５０にて、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが所定の目標放電電圧Ｖｔｈより小さいか否か、すなわち放電が完了したか否かを判定する。なお、この放電が完了したか否かの判定は、平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨによって判定してもよい。
【００８０】
電圧ＶＬが目標放電電圧Ｖｔｈ以上である場合（Ｓ４５０にてＮＯ）は、まだ放電が完了していないので、処理がＳ４４０に戻されて放電制御が継続される。
【００８１】
一方、電圧ＶＬが目標放電電圧Ｖｔｈより小さい場合（Ｓ４５０にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３００は、Ｓ４６０にて、コンバータ１１０およびインバータ１２０の放電制御を停止する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ４７０にて制御信号Ｓ３をオフさせることにより、リレーＳＲ３の接点を開放して、メインルーチンに処理が戻される。
【００８２】
一方、車両が衝突していない場合（Ｓ４００にてＮＯ）は、本残留電荷放電制御は実行されず、Ｓ４２０〜Ｓ４７０がスキップされてメインルーチンに処理が戻される。
【００８３】
以上のような処理に従って制御することにより、車両１００が衝突した場合の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電する際に、ＰＣＵ２００内部の平滑コンデンサＣ１に蓄えられた残留電荷による電力を用いて、ＥＣＵ３００の制御用電源電圧が供給される。これによって、ＰＣＵ２００の外部から供給されるＥＣＵ３００への制御電源線ＣＰＬが断線した場合であっても、ＰＣＵ２００自体で制御用電源電圧が確保できるので、確実に平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電ができる。さらに、ＥＣＵ３００でも平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷による電力が消費されるため、より迅速に残留電荷の消費ができる。
【００８４】
[変形例]
実施の形態１においては、車両１００が衝突したときにＥＣＵ３００の制御用電源電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の出力側の電源ラインＰＬ２より供給される場合について説明した。しかしながら、この場合に、車両の衝突によって、電源ラインＰＬ２が接地してしまった場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０からＥＣＵ３００への制御用電源電圧の供給ができなくなる。
【００８５】
そこで、変形例においては、ＥＣＵ３００に供給する電源電圧を、電源ラインＰＬ２とは独立した、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０内部で生成する制御用電源電圧から供給する例について説明する。
【００８６】
図４には、本変形例における、車両１００の全体ブロック図が示される。なお、図４は、図１に示される全体ブロック図における電源供給部１６５Ａが、電源供給部１６５Ｂに置き換わったものとなっている。電源供給部１６５Ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の内部構成が記載されており、またリレーＳＲ３の接続箇所が変更されたものとなっている。図４において、図１と重複する部分についての説明は繰り返さない。
【００８７】
図４を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、電源部１６１と、制御部１６２と、電力降圧部１６３とを含む。
【００８８】
電源部１６１は、電源ラインＰＬ１から供給される電力の電圧を降圧して、電力降圧部１６３を制御する制御部１６２の電源電圧を生成する。そして、電源部１６１で生成された電源電圧は、リレーＳＲ３を介し電源ラインＰＬ１０を経由して、ＥＣＵ３００に供給される。
【００８９】
制御部１６２は、電源部１６１から電源電圧を受ける。そして、制御部１６２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤに従って、電力降圧部１６３内の半導体スイッチング素子（図示しない）を制御する。
【００９０】
電力降圧部１６３は、半導体スイッチング素子（図示しない）を含み、制御部１６２により制御されて、電源ラインＰＬ１の電圧を降圧する。そして、電力降圧部１６３は、降圧した電力を電源ラインＰＬ２に出力する。なお、電力降圧部１６３は、電源ラインＰＬ２が接地した場合であっても電源ラインＰＬ１が接地しないように、たとえば内部に絶縁トランス（図示しない）を含み、入力側の電源ラインＰＬ１と出力側の電源ラインＰＬ２とが絶縁された回路が用いられる。
【００９１】
なお、このような回路構成とした場合においても、図３で説明した処理に従って、ＥＣＵ３００が制御を行なうことによって、残留電荷放電制御を実行することができる。
【００９２】
以上のような構成とすることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０において、入出力が絶縁された電力降圧部１６３と、電力降圧部１６３を制御する制御部１６２の制御用電源電圧を電源ラインＰＬ１から生成するように構成された電源部１６１とを有するとともに、車両１００が衝突したときに、電源部１６１から出力される電源電圧によりＥＣＵ３００の制御用電源電圧が供給される。このようにすることによって、車両１００が衝突した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０と蓄電装置１３０とを接続する電源ラインＰＬ２が接地したときであっても、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられた電力からＥＣＵ３００に電源電圧を供給することができるので、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を確実に放電することが可能となる。
【００９３】
[実施の形態２]
実施の形態１および変形例においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０からの電力を直接ＥＣＵ３００の制御用電源電圧として使用する場合について説明した。
【００９４】
しかしながら、実施の形態１において、蓄電装置１３０に接続される電源ラインＰＬ２、接地ラインＮＬ２およびＥＣＵ３００への制御電源線ＣＰＬが断線してしまい、蓄電装置１３０からＥＣＵ３００への電源電圧の供給が停止した場合には、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の消費が進むにつれて電圧ＶＬが低下する。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０からＥＣＵ３００に供給される電力の電圧が低下してしまう可能性がある。そうなると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０からＥＣＵ３００に供給される電力の電圧がＥＣＵ３００の作動可能電圧より低下してしまった場合には、ＥＣＵ３００による制御ができなくなるので、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を十分に消費できない場合が起こり得る。
【００９５】
そこで、実施の形態２においては、電源供給部１６５Ａにおいて、図１におけるリレーＳＲ３に代えて、昇圧コンバータを新たに備える構成とすることによって、断線により蓄電装置１３０からの電源電圧が遮断され、かつＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の出力電圧が低下した場合であっても、ＥＣＵ３００に対して電圧の安定した制御用電源電圧が供給可能な構成について説明する。
【００９６】
図５および図６を用いて、本実施の形態２による制御用電源電圧の安定化の概要について説明する。
【００９７】
図５は、実施の形態１において、電源ラインＰＬ２、接地ラインＮＬ２が断線して蓄電装置１３０からのバックアップがされない場合における、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０への入力電圧（すなわち電圧ＶＬ）と、ＥＣＵ３００に供給される制御用電源電圧（すなわちＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の出力電圧）との関係を示す図である。
【００９８】
図５を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０への入力電圧がＡ１からＡ２までの領域Ｒ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０内の半導体スイッチング素子（図示せず）のデューティー制御可能範囲であり、この領域においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の出力電圧は目標電圧ＰＲとなるように制御される。しかしながら、入力電圧がＡ１より低下した領域Ｒ２になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０内の半導体スイッチング素子のデューティーを１００％としても、目標電圧ＰＲを出力することができなくなる。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０への入力電圧がＡ１より低くなるにつれて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の出力電圧も低下する。
【００９９】
そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の出力電圧が、ＥＣＵ作動可能電圧の下限値（図５中のＰ１）より低下すると、ＥＣＵ３００による制御ができなくなる。そうすると、もし平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが目標放電電圧Ｖｔｈまで低下していない場合であっても、それ以降の放電動作ができなくなることになる。
【０１００】
一方、図６には、本実施の形態２の場合の、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０への入力電圧と、ＥＣＵ３００に供給される制御用電源電圧との関係を示す図が示される。
【０１０１】
本実施の形態２においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の出力側に、昇圧コンバータを備える構成とする。このような構成とすることで、図６のＷ１０のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の入力電力がＡ１より低下して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の出力電圧が低下した場合であっても、昇圧コンバータによって昇圧された電力がＥＣＵ３００に供給される。そして、ＥＣＵ作動可能電圧（Ｐ１）以上の電圧をＥＣＵ３００に安定して供給できるようになる。これによって、平滑コンデンサＣ１の電圧が目標放電電圧Ｖｔｈになるまで、ＥＣＵ３００による残留電荷の放電動作が可能となる。
【０１０２】
図７には、本実施の形態２における、車両１００の全体ブロック図が示される。図７は、図１の電源供給部１６５Ａが、電源供給部１６５Ｃに置き換わったものとなっている。電源供給部１６５Ｃは、図１の電源供給部１６５ＡにおけるリレーＳＲ３が、昇圧コンバータ１９０に置き換えられた構成となったものである。図７において、図１と重複する部分についての説明は繰り返さない。
【０１０３】
図７を参照して、昇圧コンバータ１９０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の出力側の電源ラインＰＬ２に接続される。また、昇圧コンバータ１９０は、制御電源線ＣＰＬ＃２を介してＥＣＵ３００に接続される。そして、昇圧コンバータ１９０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＥによって制御され、電源ラインＰＬ２の電圧をＥＣＵ作動可能電圧以上の電圧に昇圧して、ＥＣＵ３００に制御用電源電圧を供給する。
【０１０４】
図８には、昇圧コンバータ１９０の構成の例が示される。昇圧コンバータ１９０は、たとえば非絶縁型の昇圧チョッパであり、リアクトルＬ１０と、ダイオードＤ１０と、半導体スイッチング素子Ｑ１０と、平滑コンデンサＣ１０とを含む。
【０１０５】
ダイオードＤ１０および半導体スイッチング素子Ｑ１０は、電源ラインＰＬ３と接地ラインＳＬとの間に直列に接続される。半導体スイッチング素子Ｑ１０のエミッタが接地ラインＳＬに接続され、コレクタがダイオードＤ１０に接続される。また、ダイオードＤ１０のカソードは電源ラインＰＬ３に接続され、アノードは半導体スイッチング素子Ｑ１０のコレクタに接続される。
【０１０６】
リアクトルＬ１０の一方端は、電源ラインＰＬ２と接続され、他方端はダイオードＤ１０と半導体スイッチング素子Ｑ１０との接続ノードに接続される。
【０１０７】
平滑コンデンサＣ１０は、電源ラインＰＬ３および接地ラインＳＬの間に接続され、昇圧された電圧を平滑化する。そして、電源ラインＰＬ３は、制御電源線ＣＰＬ＃２に接続される。
【０１０８】
そして、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＥによって半導体スイッチング素子Ｑ１０がオンまたはオフに制御されることによって、電源ラインＰＬ２の電圧が昇圧される。
【０１０９】
なお、昇圧コンバータ１９０の構成については、図８の例のような非絶縁型コンバータではなく、絶縁トランスを含んだ絶縁型コンバータとしてもよいが、図８のような非絶縁型コンバータとすることで、構成部品数を少なくできるのでコスト低減を図ることができる。
【０１１０】
図９には、本実施の形態２における、残留電荷放電制御を説明するためのタイムチャートが示される。図９の横軸には時間が示され、縦軸には、衝突信号ＣＯＬと、放電動作指令と、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬと、蓄電装置１３０からＥＣＵ３００に供給される電源電圧と、昇圧コンバータ１９０の出力電圧と、ＥＣＵ３００に入力される電源電圧が示される。
【０１１１】
図７および図９を参照して、時刻ｔ１において、衝突検出部２１０において、車両１００の衝突が検出されると、それに応じてＥＣＵ３００によって、昇圧コンバータ１９０が起動されて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の出力側の電源ラインＰＬ２からＥＣＵ３００に電源電圧が供給される。
【０１１２】
その後、リレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放されると、時刻ｔ２にて、ＥＣＵ３００は放電動作指令をオンに設定する。これによって、ＥＣＵ３００によって、コンバータ１１０が昇圧動作および降圧動作を交互に行なうように制御されて、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電制御が開始される。
【０１１３】
なお、この時点では、蓄電装置１３０からの制御電源線ＣＰＬは断線しておらず、蓄電装置１３０からＥＣＵ３００に供給される電源電圧と昇圧コンバータ１９０からの電源電圧とによって、ＥＣＵ３００は動作する。
【０１１４】
そして、時刻ｔ３において、蓄電装置１３０からの制御電源線ＣＰＬが断線したとする。そうすると、蓄電装置１３０からＥＣＵ３００に供給される電源電圧が０Ｖに低下する。なお、衝突した時刻ｔ１と制御電源線ＣＰＬの断線が発生した時刻ｔ３に時間差があるのは、衝突による車両１００の変形が進行途中のためである。
【０１１５】
ここで、もし昇圧コンバータ１９０からの電源電圧の供給がない場合は、時刻ｔ３以降はＥＣＵ３００が作動できないために、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電動作が停止されるが、本実施の形態２においては、昇圧コンバータ１９０からＥＣＵ３００へ電源電圧が供給されるので、継続して残留電荷の放電動作が行なわれる。
【０１１６】
そして、放電動作が進んで平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷が低下すると、時刻ｔ４において、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが低下し始める。
【０１１７】
さらに電圧ＶＬの低下が進み、電圧ＶＬがＤＣ／ＤＣコンバータ１６０のデューティー制御可能範囲の下限である電圧Ａ１より低下する時刻ｔ５になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の出力電圧が図８中の破線Ｗ３０のように低下し始めるが、昇圧コンバータ１９０により昇圧されるため、ＥＣＵ３００への入力電圧は低下しない。
【０１１８】
そして、さらに放電動作が進んで、電圧ＶＬが目標放電電圧Ｖｔｈより小さくなる時刻ｔ６において、ＥＣＵ３００によって放電動作指令がオフとされ、放電動作が停止される。また、それに伴って、昇圧コンバータ１９０への制御信号ＰＷＥが停止されて、昇圧コンバータ１９０の出力電圧も０Ｖに低下する。
【０１１９】
図１０には、実施の形態２における、ＥＣＵ３００によって行なわれる残留電荷放電制御処理を説明するためのフローチャートが示される。図１０は、図３に示されるフローチャートのステップＳ４３０およびＳ４７０が、それぞれＳ４３５およびＳ４７５に置き換わったものとなっている。図１０において、図３と重複するステップについての説明は繰り返さない。
【０１２０】
Ｓ４２０にて、ＥＣＵ３００は、コンバータ１１０およびインバータ１２０の「低圧保護機能」を無効に設定すると、処理がＳ４３５に進められて、ＥＣＵ３００は、昇圧コンバータ１９０を起動することによって、電源ラインＰＬ２の電圧を所定の電圧まで昇圧してＥＣＵ３００へ電源電圧を供給する。そして、処理がＳ４４０に進められて残留電荷の放電制御が開始される。
【０１２１】
そして、残留電荷の放電が進んで、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが目標放電電圧Ｖｔｈより小さくなり（Ｓ４５０にてＹＥＳ）、放電制御が停止されると（Ｓ４６０）、ＥＣＵ３００は、Ｓ４７５にて、制御信号ＰＷＥの出力を停止して、昇圧コンバータ１９０を停止させる。そして、処理がメインルーチンに戻される。
【０１２２】
以上のような構成とすることで、蓄電装置１３０からの制御用電源電圧が断線によって遮断され、かつ残留電荷の放電が進み平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが低下することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の出力電圧が低下した場合であっても、ＥＣＵ３００に安定した電圧の制御用電源電圧を供給することができる。これによって、車両１００が衝突した場合に、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を確実に放電することが可能となる。
【０１２３】
なお、実施の形態２においても、実施の形態１の変形例と同様に、昇圧コンバータ１９０に供給する電源電圧を、電源ラインＰＬ２とは独立した、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０内部で生成する制御用電源電圧から供給することも可能である。
【０１２４】
図１１には、実施の形態２に対して、実施の形態１の変形例を適用した場合の、車両１００の全体ブロック図が示される。なお、図１１は、図４に示される全体ブロック図における電源供給部１６５Ｂが電源供給部１６５Ｄに置き換わったものとなっている。電源供給部１６５Ｄは、図４の電源供給部１６５Ｂにおいて、リレーＳＲ３が昇圧コンバータ１９０に置き換えられたものとなっている。図１１において、図１、図４および図７と重複する部分についての説明は繰り返さない。
【０１２５】
図１１を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、電源部１６１と、制御部１６２と、電力降圧部１６３とを含む。
【０１２６】
昇圧コンバータ１９０は、入力側がＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の電源部１６１の出力側の電源ラインＰＬ１０と接続され、出力側がＥＣＵ３００の電源入力部に接続される。そして、電源ラインＰＬ１０の電圧を昇圧して、ＥＣＵ３００へ制御用電源電圧を供給する。
【０１２７】
なお、このような回路構成とした場合においても、図１０で説明した処理に従って、ＥＣＵ３００が制御を行なうことによって、残留電荷放電制御を実行することができる。
【０１２８】
以上のような構成とすることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０において、実施の形態１で説明したように、たとえば内部に絶縁トランスを含み入力の電源ラインＰＬ１と出力の電源ラインＰＬ２とが絶縁された電力降圧部１６３と、電力降圧部１６３を制御する制御部１６２の制御用電源電圧を電源ラインＰＬ１から生成するように構成された電源部１６１とを有するとともに、昇圧コンバータ１９０への電源電圧が電源部１６１の出力電力から供給される。このようにすることによって、車両１００が衝突した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０と蓄電装置１３０とを接続する電源ラインＰＬ２が接地したときであっても、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられた電力からＥＣＵ３００に、安定した電圧の電源電圧を供給することができるので、車両１００が衝突した場合に、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を確実に放電することが可能となる。
【０１２９】
なお、本実施の形態におけるＥＣＵ３００は、本発明の「制御装置」の一例である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０、昇圧コンバータ１９０およびコンバータ１１０は、それぞれ本発明の「第１の電圧変換器」、「第２の電圧変換器」および「第３の電圧変換器」の一例である。
【０１３０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３１】
１００  車両、１１０  コンバータ、１１５  電力変換部、１２０，１２１，１２２  インバータ、１２３  Ｖ相アーム、１２４  Ｕ相アーム、１２５  Ｗ相アーム、１３０，１５０  蓄電装置、１６０  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１６１  電源部、１６２  制御部、１６３  電力降圧部、１６５Ａ，１６５Ｂ，１６５Ｃ，１６５Ｄ  電源供給部、１７０，１８０  電圧センサ、１９０  昇圧コンバータ、２００  ＰＣＵ、２１０  衝突検出部、２２０  エンジン、２５０  動力分割機構、２６０  駆動輪、３００  ＥＣＵ、３１０  制御部、３２０  電源入力部、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１０  平滑コンデンサ、ＣＰＬ，ＣＰＬ＃１，ＣＰＬ＃２  制御電源線、Ｄ１〜Ｄ８，Ｄ１０  ダイオード、Ｆ１  ヒューズ、ＨＰＬ，ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ１０  電源ライン、Ｌ１，Ｌ１０  リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＮＬ１，ＮＬ２，ＳＬ  接地ライン、ＮＬ２  接地ライン、Ｑ１〜Ｑ８，Ｑ１０  半導体スイッチング素子、ＳＲ１，ＳＲ２，ＳＲ３  リレー。
【図１】
2010131340.tif 000003
【図２】
2010131340.tif 000004
【図３】
2010131340.tif 000005
【図４】
2010131340.tif 000006
【図５】
2010131340.tif 000007
【図６】
2010131340.tif 000008
【図７】
2010131340.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010131340.tif 000011
【図１０】
2010131340.tif 000012
【図１１】
2010131340.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月20日(2011.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の電力変換装置であって、
前記車両は、
前記電力変換装置へ直流電力を供給する第１の蓄電装置と、
前記電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能に構成されたリレーと、
前記車両の衝突を検知するための衝突検出部とを含み、
前記電力変換装置は、
コンデンサと、
スイッチング素子を含み、前記第１の蓄電装置から前記リレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、
前記スイッチング素子を制御することによって、前記コンデンサの残留電荷を消費するように、前記電力変換部を制御するための制御装置と、
前記車両の衝突が検知され、前記リレーによって前記第１の蓄電装置が前記電力変換装置から電気的に切離された状態で前記残留電荷が消費されているときは、前記コンデンサに蓄えられた電力を用いて前記制御装置へ電源電圧を供給する電源供給部とを備え、
前記電源供給部は、
前記コンデンサに蓄えられた電力の電圧を降圧するための第１の電圧変換器と、
前記第１の電圧変換器により降圧された電力を昇圧するための第２の電圧変換器とを含み、
前記第２の電圧変換器は、前記車両の衝突が検知されたときに、前記制御装置へ電源電圧を供給する、車両の電力変換装置。
【請求項２】
前記車両は、
第２の蓄電装置をさらに含み、
前記第１の電圧変換器は、前記第２の蓄電装置を充電するための降圧コンバータである、請求項１に記載の車両の電力変換装置。
【請求項３】
前記電力変換部は、
前記第１の蓄電装置から供給される直流電力の電圧変換を行なうように構成された第３の電圧変換器と、
前記第３の電圧変換器からの直流電力を交流電力に変換するためのインバータとを含み、
前記コンデンサは、
前記第３の電圧変換器の前記第１の蓄電装置側に接続された第１のコンデンサと、
前記第３の電圧変換器の前記インバータ側に接続された第２のコンデンサとを含む、請求項１に記載の車両の電力変換装置。
【請求項４】
前記第３の電圧変換器は、昇圧動作および降圧動作の双方が可能であり、前記昇圧動作に伴って前記第１のコンデンサは、前記昇圧動作および前記降圧動作を交互に繰り返すように、前記第３の電圧変換器を制御する、請求項３に記載の車両の電力変換装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記昇圧動作および前記降圧動作を交互に繰り返すように、前記第３の電圧変換器を制御する、請求項４に記載の車両の電力変換装置。
【請求項６】
車両の電力変換装置であって、
前記車両は、
前記電力変換装置へ直流電力を供給する第１の蓄電装置と、
前記電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能に構成されたリレーと、
前記車両の衝突を検知するための衝突検出部とを含み、
前記電力変換装置は、
コンデンサと、
スイッチング素子を含み、前記第１の蓄電装置から前記リレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、
前記スイッチング素子を制御することによって、前記コンデンサの残留電荷を消費するように、前記電力変換部を制御するための制御装置と、
前記車両の衝突が検知され、前記リレーによって前記第１の蓄電装置が前記電力変換装置から電気的に切離された状態で前記残留電荷が消費されているときは、前記コンデンサに蓄えられた電力を用いて前記制御装置へ電源電圧を供給する電源供給部とを備え、
前記電源供給部は、
前記コンデンサに蓄えられた電力の電圧を降圧するための第１の電圧変換器を含み、
前記第１の電圧変換器は、
制御部と、
前記制御部を作動させるための制御用電源電圧を生成する電源部とを含み、
前記電源部は、前記コンデンサに蓄えられた電力を変換することにより前記制御用電源電圧を生成し、
前記電源供給部は、前記車両の衝突が検知されたときに、前記制御装置へ前記制御用電源電圧を供給する、車両の電力変換装置。
【請求項７】
前記電源供給部は、
前記電源部から前記制御用電源電圧が供給される電源ラインに接続され、前記制御用電源電圧を昇圧するための第２の電圧変換器をさらに含み、
前記第２の電圧変換器は、前記車両の衝突が検知されたときに、前記制御装置へ電源電圧を供給する、請求項６に記載の車両の電力変換装置。
【請求項８】
車両であって、
電力変換装置と、
前記電力変換装置へ直流電力を供給する第１の蓄電装置と、
前記電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能に構成されたリレーと、
前記車両の衝突を検知するための衝突検出部とを備え、
前記電力変換装置は、
コンデンサと、
スイッチング素子を有し、前記第１の蓄電装置から前記リレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、
前記スイッチング素子を制御することによって、前記コンデンサの残留電荷を消費するように、前記電力変換部を制御するための制御装置と、
前記車両の衝突が検知され、前記リレーによって前記第１の蓄電装置が前記電力変換装置から電気的に切離された状態で前記残留電荷が消費されているときは、前記コンデンサに蓄えられた電力を用いて前記制御装置へ電源電圧を供給する電源供給部とを含み、
前記電源供給部は、
前記コンデンサに蓄えられた電力の電圧を降圧するための第１の電圧変換器と、
前記第１の電圧変換器により降圧された電力を昇圧するための第２の電圧変換器とを含み、
前記第２の電圧変換器は、前記車両の衝突が検知されたときに、前記制御装置へ電源電圧を供給する、車両。
【請求項９】
車両であって、
電力変換装置と、
前記電力変換装置へ直流電力を供給する第１の蓄電装置と、
前記電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能に構成されたリレーと、
前記車両の衝突を検知するための衝突検出部とを備え、
前記電力変換装置は、
コンデンサと、
スイッチング素子を有し、前記第１の蓄電装置から前記リレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、
前記スイッチング素子を制御することによって、前記コンデンサの残留電荷を消費するように、前記電力変換部を制御するための制御装置と、
前記車両の衝突が検知され、前記リレーによって前記第１の蓄電装置が前記電力変換装置から電気的に切離された状態で前記残留電荷が消費されているときは、前記コンデンサに蓄えられた電力を用いて前記制御装置へ電源電圧を供給する電源供給部とを含み、
前記電源供給部は、
前記コンデンサに蓄えられた電力の電圧を降圧するための第１の電圧変換器を含み、
前記第１の電圧変換器は、
制御部と、
前記制御部を作動させるための制御用電源電圧を生成する電源部とを有し、
前記電源部は、前記コンデンサに蓄えられた電力を変換することにより前記制御用電源電圧を生成し、
前記電源供給部は、
前記車両の衝突が検知されたときに、前記制御用電源電圧を昇圧して前記制御装置に電源電圧を供給する第２の電圧変換器をさらに含む、車両。
【国際調査報告】
2010131340.tif 000014
2010131340.tif 000015