(57)【要約】  異常発生時における電動機の急減速及びコンデンサの急速放電が可能な電力システムを提供する。異常検出装置（３０）が異常を検出した際、電力システム（１０）の制御装置（３４）は、全ての上アーム（５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ）を通電状態とし、全ての下アーム（５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ）を非通電状態とする上アーム３相短絡制御と、全ての上アーム（５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ）を非通電状態とし、全ての下アーム（５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ）を通電状態とする下アーム３相短絡制御とを交互に切り替える切替制御を行う。両短絡制御の切替え時には、上アーム及び下アームの通電状態を重複させる通電重複期間を発生させてもよい。
2016136815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機（１２）と、
電源（１６）と、
Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の上アーム（５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ）及び下アーム（５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ）を含むインバータ（１４）と、
前記インバータ（１４）を制御して前記電源（１６）から前記電動機（１２）への電力供給を制御する制御装置（３４）と、
前記インバータ（１４）の直流端側で前記インバータ（１４）に並列接続されるコンデンサ（１８）と、
前記電動機（１２）の停止又は出力低減を要する異常を検出する異常検出装置と
を備える電力システムであって、
前記異常検出装置が前記異常を検出した際、前記制御装置（３４）は、全ての前記上アーム（５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ）を通電状態とし、全ての前記下アーム（５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ）を非通電状態とする上アーム３相短絡制御と、全ての前記上アーム（５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ）を非通電状態とし、全ての前記下アーム（５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ）を通電状態とする下アーム３相短絡制御とを交互に切り替える切替制御を行う
ことを特徴とする電力システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電力システムにおいて、
前記制御装置（３４）は、前記上アーム３相短絡制御と前記下アーム３相短絡制御の切替え時に、前記上アーム（５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ）の通電状態と前記下アーム（５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ）の通電状態とを重複させる通電重複期間を発生させる
ことを特徴とする電力システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電力システムにおいて、
前記制御装置（３４）は、前記切替制御の開始時の前記通電重複期間よりも、その後の前記通電重複期間を長くする
ことを特徴とする電力システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力システムにおいて、
前記電力システムは、前記電動機（１２）を駆動源とする電動車両（１０）に適用され、
前記異常検出装置は、前記電動車両（１０）の衝突を検出する衝突検出装置（３０）である
ことを特徴とする電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の上アーム及び下アームを含むインバータを有する電力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許出願公開第２０１３／０２０４４７７号公報（以下「ＵＳ ２０１３／０２０４４７７ Ａ１」という。）では、衝突が発生したとき、インバータや３相交流電動機をより適正に保護しながら、平滑コンデンサに蓄えられた電荷を速やかに放電することを目的としている（［０００６］、要約）。当該目的を達成するため、ＵＳ ２０１３／０２０４４７７ Ａ１では、衝突が検知された後に、インバータ４１、４２の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３、Ｔ２１〜Ｔ２３の全てがオフされると共に下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６、Ｔ２４〜Ｔ２６の全てがオンされる。また、その後にモータＭＧ１、ＭＧ２に逆起電力が発生していないときには、インバータ４１、４２の上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３、Ｔ２１〜Ｔ２３の少なくともいずれか１つに完全オン時のゲート電圧Ｖ１よりも低いゲート電圧Ｖ２が印加される。加えて、インバータ４１、４２の下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６、Ｔ２４〜Ｔ２６のうち、ゲート電圧Ｖ２が印加された上アームトランジスタに直列に接続されたものがオンされる（要約）。【０００３】
特開２０１１−１８２５７８号公報（以下「ＪＰ ２０１１−１８２５７８ Ａ」という。）では、過熱保護を図りつつコンデンサの電荷を放電することができる電力変換装置を提供することを目的としている（［０００４］、要約）。当該目的を達成するため、ＪＰ ２０１１−１８２５７８ Ａにおいて、温度センサ２７は、下アーム用トランジスタ２４の温度を検出する。制御回路２６は、下アーム用トランジスタ２４に電流制限をかけながら上アーム用トランジスタ２３及び下アーム用トランジスタ２４を同時にオンしてトランジスタ２３、２４を通して高圧コンデンサ２５の電荷を放電する。加えて、制御回路２６は、温度センサ２７により検出した下アーム用トランジスタ２４の温度が規定値に達すると、下アーム用トランジスタ２４をオフする（要約）。
【発明の概要】
【０００４】
上記のように、ＵＳ ２０１３／０２０４４７７ Ａ１では、モータＭＧ１、ＭＧ２に逆起電力が発生している場合（すなわち、モータＭＧ１、ＭＧ２の発電量が大きい場合）、全ての上アームトランジスタＴ１１〜Ｔ１３、Ｔ２１〜Ｔ２３をオフにし、全ての下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６、Ｔ２４〜Ｔ２６をオンにする（要約）。この際、発熱部位は、下アームトランジスタＴ１４〜Ｔ１６、Ｔ２４〜Ｔ２６に限定される。下アームトランジスタ（スイッチング素子）の保護を図りつつ、発熱量を増加させる（又はモータＭＧ１、ＭＧ２（電動機）の減速を早める）観点からすれば、改善の余地がある。
【０００５】
ＪＰ ２０１１−１８２５７８ Ａでは、コンデンサ２５を放電させるための昇圧コンバータ２０（トランジスタ２３、２４）の制御に関するものであり、インバータ３０（トランジスタ３１〜３６）の制御については検討されていない。
【０００６】
なお、異常発生時にインバータ制御を介して電動機の減速を早める必要性は、車両に限らない。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を考慮してなされたものであり、異常発生時における電動機の減速を早めることが可能な電力システムを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明に係る電力システムは、
電動機と、
電源と、
Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の上アーム及び下アームを含むインバータと、
前記インバータを制御して前記電源から前記電動機への電力供給を制御する制御装置と、
前記インバータの直流端側で前記インバータに並列接続されるコンデンサと、
前記電動機の停止又は出力低減を要する異常を検出する異常検出装置と
を備えるものであって、
前記異常検出装置が前記異常を検出した際、前記制御装置は、全ての前記上アームを通電状態とし、全ての前記下アームを非通電状態とする上アーム３相短絡制御と、全ての前記上アームを非通電状態とし、全ての前記下アームを通電状態とする下アーム３相短絡制御とを交互に切り替える切替制御を行う
ことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、電動機の停止又は出力低減を要する異常が検出された際、上アーム３相短絡制御と下アーム３相短絡制御とを交互に発生させる。両３相短絡制御では、閉回路内で電流が急増するため、電動機が有する運動エネルギを急速に熱に変換することが可能となる。従って、電動機の急減速又は急停止が可能となる。
【００１０】
また、本発明によれば、上アーム３相短絡制御と下アーム３相短絡制御の両方を用いる。このため、上アーム３相短絡制御又は下アーム３相短絡制御の一方のみを行う場合と比較して、発熱部位を分散しつつ、電動機の減速度を高めることができる。従って、上アーム及び下アームを熱から保護しつつ、電動機の減速度を高めることが可能となる。
【００１１】
前記制御装置は、前記上アーム３相短絡制御と前記下アーム３相短絡制御の切替え時に、前記上アームの通電状態と前記下アームの通電状態とを重複させる通電重複期間を発生させてもよい。これにより、インバータに並列接続されるコンデンサに蓄積される電荷を即座に放出することが可能となり、安全性が向上する。
【００１２】
前記制御装置は、前記切替制御の開始時の前記通電重複期間よりも、その後の前記通電重複期間を長くしてもよい。少なくとも通電重複期間を発生させるとコンデンサの放電が進行し、コンデンサの電位が低下する。コンデンサの電位が低下した状態で通電重複期間を長くすることで、インバータの損傷を回避しつつ、放電時間を短縮することが可能となる。
【００１３】
前記電力システムは、前記電動機を駆動源とする電動車両に適用され、前記異常検出装置は、前記電動車両の衝突を検出する衝突検出装置であってもよい。これにより、電動車両の衝突後に、車輪が空転する場合であっても、空転する車輪を即座に減速又は停止させることで、衝突後の安全性を向上させることが可能となる。加えて、通電重複期間を発生させる場合、コンデンサの電荷を即座に放出することによっても、衝突後の安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電力システムとしての電動車両の概略構成図である。
【図２】前記実施形態における放電制御のフローチャートである。
【図３】前記実施形態におけるインバータ短絡制御のフローチャート（図２のＳ３の詳細）である。
【図４】前記実施形態における上アーム駆動信号、下アーム駆動信号及びデッドタイムと各種制御との関係を示す図である。
【図５】前記実施形態の上アーム３相短絡制御時における電流の流れを示す図である。
【図６】前記実施形態の下アーム３相短絡制御時における前記電流の流れを示す図である。
【図７】前記実施形態の通電重複制御時における前記電流の流れを示す図である。
【図８】前記実施形態の通常制御における上アーム駆動信号、下アーム駆動信号及びデッドタイムと、各スイッチング素子におけるコレクタ−エミッタ間電圧、ゲート−エミッタ間電圧、コレクタ−エミッタ間電流とを示す図である。
【図９】前記実施形態のインバータ短絡制御における上アーム駆動信号、下アーム駆動信号及びデッドタイムと、各スイッチング素子におけるコレクタ−エミッタ間電圧、ゲート−エミッタ間電圧、コレクタ−エミッタ間電流とを示す図である。
【図１０】図１０Ａは、比較例に係る放電制御を用いた場合の放電特性を示し、図１０Ｂは、本実施形態に係る放電制御を用いた場合の放電特性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
Ｉ．一実施形態
＜Ｉ−Ａ．構成＞
［Ｉ−Ａ−１．電動車両１０の全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る電力システムとしての電動車両１０（以下「車両１０」ともいう。）の概略構成図である。車両１０は、走行モータ１２（以下「モータ１２」又は「駆動モータ１２」ともいう。）と、インバータ１４と、高電圧バッテリ１６と、コンデンサ１８と、抵抗２０と、コンタクタ２２と、レゾルバ２４と、電圧センサ２６と、車速センサ２８と、衝突検出装置３０と、起動スイッチ３２と、電子制御装置３４（以下「ＥＣＵ３４」ともいう。）と、低電圧バッテリ３６と、降圧コンバータ３８とを有する。
【００１６】
なお、ＪＰ ２０１１−１８２５７８ Ａと同様、インバータ１４と高電圧バッテリ１６（以下「バッテリ１６」ともいう。）との間にＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。
【００１７】
［Ｉ−Ａ−２．モータ１２］
モータ１２は、３相交流ブラシレス式である。モータ１２は、バッテリ１６から供給される電力に基づいて駆動力を生成し、当該駆動力によりトランスミッション（図示せず）を通じて車輪（図示せず）を回転させる。また、モータ１２は、回生を行うことで生成した電力（回生電力Ｐｒｅｇ）［Ｗ］をバッテリ１６に出力する。回生電力Ｐｒｅｇは、図示しない補機に対して出力してもよい。
【００１８】
［Ｉ−Ａ−３．インバータ１４］
インバータ１４は、３相フルブリッジ型の構成を有し、直流−交流変換を行う。より具体的には、インバータ１４は、直流を３相の交流に変換してモータ１２に供給する一方、回生動作に伴う交流−直流変換後の直流をバッテリ１６等に供給する。
【００１９】
図１に示すように、インバータ１４は、３相のアームユニット５０ｕ、５０ｖ、５０ｗを有する。各アームユニット５０ｕ、５０ｖ、５０ｗは、上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗと、下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗとを有する。
【００２０】
上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗは、上アームスイッチング素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗ（以下「上アームＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗ」又は「ＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗ」という。）と、ダイオード６２ｕ、６２ｖ、６２ｗとを備える。
【００２１】
同様に、下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗは、下アームスイッチング素子６４ｕ、６４ｖ、６４ｗ（以下「下アームＳＷ素子６４ｕ、６４ｖ、６４ｗ」又は「ＳＷ素子６４ｕ、６４ｖ、６４ｗ」という。）と、ダイオード６６ｕ、６６ｖ、６６ｗとを備える。
【００２２】
ＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗ、６４ｕ、６４ｖ、６４ｗには、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が採用される。或いは、ＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗ、６４ｕ、６４ｖ、６４ｗには、ＭＯＳＦＥＴ等を用いてもよい。
【００２３】
各アームユニット５０ｕ、５０ｖ、５０ｗにおいて、上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗと下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗの中点７０ｕ、７０ｖ、７０ｗは、モータ１２の巻線７２ｕ、７２ｖ、７２ｗに連結されている。
【００２４】
なお、以下では、各アームユニット５０ｕ、５０ｖ、５０ｗをアームユニット５０と総称し、各上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗを上アーム５２と総称し、各下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗを下アーム５４と総称し、各上アームＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗを上アームＳＷ素子６０と総称し、各下アームＳＷ素子６４ｕ、６４ｖ、６４ｗを下アームＳＷ素子６４と総称し、巻線７２ｕ、７２ｖ、７２ｗを巻線７２と総称する。
【００２５】
各上アームＳＷ素子６０及び各下アームＳＷ素子６４は、ＥＣＵ３４からの駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬにより駆動される。以下では、駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨを上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨともいう。また、駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬを下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬともいう。図１では、ＥＣＵ３４から各上アームＳＷ素子６０及び各下アームＳＷ素子６４への信号線の図示を省略している。
【００２６】
［Ｉ−Ａ−４．高電圧バッテリ１６］
高電圧バッテリ１６は、複数のバッテリセルを含み高電圧（数百ボルト）を出力可能な蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池等を利用することができる。本実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。バッテリ１６の代わりに、キャパシタ等の蓄電装置を用いることも可能である。
【００２７】
［Ｉ−Ａ−５．コンデンサ１８、抵抗２０及びコンタクタ２２］
コンデンサ１８は、インバータ１４とバッテリ１６の間（直流端側）における電圧変動を抑制する平滑コンデンサである。抵抗２０は、コンデンサ１８と並列に接続され、車両１０の停止時等においてコンデンサ１８を放電させる放電抵抗である。コンタクタ２２は、インバータ１４とバッテリ１６との間に配置され、ＥＣＵ３４からの指令に基づいてオン及びオフする。
【００２８】
［Ｉ−Ａ−６．レゾルバ２４、電圧センサ２６及び車速センサ２８］
レゾルバ２４は、モータ１２の図示しない出力軸又はロータの回転角度（モータ１２の図示しないステータに対して固定された座標系での回転角度）である電気角θを検出する。
【００２９】
電圧センサ２６は、コンデンサ１８の電圧Ｖｃ（以下「コンデンサ電圧Ｖｃ」ともいう。）［Ｖ］を検出する。コンデンサ電圧Ｖｃは、インバータ１４の直流端電圧をも示す。車速センサ２８は、車両１０の車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を検出する。
【００３０】
［Ｉ−Ａ−７．衝突検出装置３０及び起動スイッチ３２］
衝突検出装置３０（異常検出装置）は、車両１０と外部物体（他車、ヒト、壁等）との衝突を検出してＥＣＵ３４に通知する。起動スイッチ３２は、モータ１２のオンオフを切り替えることで、車両１０の走行の可否を切り替える。
【００３１】
［Ｉ−Ａ−８．ＥＣＵ３４］
ＥＣＵ３４は、インバータ１４を介してモータ１２を制御するものであり、図１に示すように、入出力部８０、演算部８２及び記憶部８４を有する。
【００３２】
入出力部８０は、信号線４０（通信線）を介して車両１０の各部との信号の入出力を行うと共に、低電圧バッテリ３６からの電力の入力を行う。入出力部８０は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する図示しないＡ／Ｄ変換回路を備える。
【００３３】
演算部８２は、レゾルバ２４、電圧センサ２６、車速センサ２８、衝突検出装置３０及び起動スイッチ３２からの各信号に基づく演算を行う。そして、演算部８２は、演算結果に基づき、インバータ１４に対する上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ及び下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬを生成する。
【００３４】
本実施形態の演算部８２は、車両１０の運転終了時又は衝突発生時において、放電制御を実行する。放電制御では、回転（空転）中のモータ１２の回生電力Ｐｒｅｇを放電させることでモータ１２を減速又は停止させる。加えて、放電制御では、コンデンサ１８の残留電力を放電させる。
【００３５】
放電制御等において、演算部８２は、例えば、レゾルバ２４からの電気角θに基づいてモータ１２の機械角θｍｏｔを算出する。また、演算部８２は、電気角θ又は機械角θｍｏｔに基づいて単位時間当たりのモータ回転数Ｎｍｏｔ［ｒｐｍ又はｒａｄ／ｓｅｃ］を算出する。さらに、放電制御において、演算部８２は、モータ１２が停止し且つコンデンサ１８の放電が完了するまで、ＥＣＵ３４への電力供給を継続させる電力供給制御を実行する。
【００３６】
演算部８２は、記憶部８４に記憶されているプログラムを実行することにより動作する。前記プログラムは、図示しない無線通信装置（携帯電話機、スマートフォン等）を介して外部から供給されてもよい。前記プログラムの一部をハードウェア（回路部品）で構成することもできる。
【００３７】
記憶部８４は、デジタル信号に変換された撮像信号、各種演算処理に供される一時データ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、及び実行プログラム、テーブル又はマップ等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成される。
【００３８】
［Ｉ−Ａ−９．低電圧バッテリ３６及び降圧コンバータ３８］
低電圧バッテリ３６は、低電圧（本実施形態では１２ボルト）を出力可能な蓄電装置であり、例えば、鉛蓄電池等の２次電池を利用することができる。降圧コンバータ３８は、低電圧バッテリ３６の出力電圧を降圧してＥＣＵ３４に出力する。
【００３９】
＜Ｉ−Ｂ．各種制御＞
［Ｉ−Ｂ−１．放電制御］
（Ｉ−Ｂ−１−１．放電制御の全体的な流れ）
次に、本実施形態における放電制御について説明する。上記のように、放電制御では、回転（空転）中のモータ１２の回生電力Ｐｒｅｇを放電させることでモータ１２を減速又は停止させる。加えて、放電制御では、コンデンサ１８の残留電力を放電させる。
【００４０】
図２は、本実施形態における放電制御のフローチャートである。ステップＳ１において、ＥＣＵ３４は、車両１０の運転が終了したか又は車両１０の衝突が発生したかを判定する。
【００４１】
車両１０の運転終了に関し、ＥＣＵ３４は、例えば、車両１０の起動スイッチ３２がオフにされたときに、車両１０の運転が終了したと判定することができる。或いは、ＥＣＵ３４は、車速センサ２８からの車速Ｖが車速閾値ＴＨｖ以下となったことにより判定してもよい。車速閾値ＴＨｖは、例えば、ゼロ又はその近傍値とすることができる。なお、起動スイッチ３２がオフにされた場合におけるＥＣＵ３４への電力供給制御については後述する。車両１０の衝突発生は、衝突検出装置３０からの信号（衝突信号）に基づいて判定することができる。
【００４２】
車両１０の運転が終了しておらず且つ衝突が発生していない場合（Ｓ１：ＮＯ）、今回の放電制御を終了する。この場合、モータ１２を駆動して車両１０を走行させる力行制御、モータ１２により回生を行って車両１０を減速させる減速時回生制御等の通常制御が行われる。今回の放電処理が終了すると、所定時間の経過後にステップＳ１から放電制御を再開する。車両１０の運転が終了した場合又は衝突が発生した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２において、ＥＣＵ３４は、コンタクタ２２を開にする。
【００４３】
続くステップＳ３において、ＥＣＵ３４は、インバータ短絡制御を実行する（詳細は、図３を参照して後述する。）。ステップＳ４において、ＥＣＵ３４は、単位時間当たりのモータ回転数Ｎｍｏｔが閾値ＴＨｎｍｏｔ（以下「回転数閾値ＴＨｎｍｏｔ」又は「モータ回転数閾値ＴＨｎｍｏｔ」ともいう。）以下になったか否かを判定する。閾値ＴＨｎｍｏｔは、モータ１２が停止したことを判定する閾値であり、例えば、ゼロ又はその近傍値とすることができる。
【００４４】
モータ回転数Ｎｍｏｔが閾値ＴＨｎｍｏｔ以下でない場合（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ３に戻り、インバータ短絡制御を継続する。モータ回転数Ｎｍｏｔが閾値ＴＨｎｍｏｔ以下である場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５に進む。
【００４５】
ステップＳ５において、ＥＣＵ３４は、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値ＴＨｖｃ１（以下「電圧閾値ＴＨｖｃ１」又は「第１電圧閾値ＴＨｖｃ１」ともいう。）以下であるか否かを判定する。閾値ＴＨｖｃ１は、コンデンサ１８の放電が終了したことを判定するための閾値であり、例えば、ゼロ又はその近傍値とすることができる。
【００４６】
コンデンサ電圧Ｖｃが閾値ＴＨｖｃ１以下でない場合（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ３に戻り、インバータ短絡制御を継続する。コンデンサ電圧Ｖｃが閾値ＴＨｖｃ１以下である場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、今回の放電制御を終了する。
【００４７】
（Ｉ−Ｂ−１−２．インバータ短絡制御（図２のＳ３））
（Ｉ−Ｂ−１−２−１．インバータ短絡制御の流れ）
図３は、本実施形態におけるインバータ短絡制御のフローチャート（図２のＳ３の詳細）である。図４は、本実施形態における上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬ及びデッドタイムｄｔと各種制御との関係を示す図である。
【００４８】
図３のステップＳ１１において、ＥＣＵ３４は、上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨの出力期間Ｔｕｐ（以下「上アーム駆動期間Ｔｕｐ」又は「期間Ｔｕｐ」ともいう。）及び下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬの出力期間Ｔｌｏｗ（以下「下アーム駆動期間Ｔｌｏｗ」又は「期間Ｔｌｏｗ」ともいう。）を制御するためのスイッチング周期Ｐｓｗを設定する。
【００４９】
図４に示すように、スイッチング周期Ｐｓｗは、上アーム駆動期間Ｔｕｐと、下アーム駆動期間Ｔｌｏｗと、上アーム駆動期間Ｔｕｐ及び下アーム駆動期間Ｔｌｏｗの間に設定される２つのデッドタイムｄｔとから構成される。
【００５０】
なお、駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨの一部を櫛歯状にすること等により、上アーム駆動期間Ｔｕｐの一部に駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨを出力しない期間を設けてもよい。同様に、下アーム駆動期間Ｔｌｏｗの一部に駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬを出力しない期間を設けてもよい。
【００５１】
本実施形態のインバータ短絡制御では、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）を用いる。代わりに、パルス周波数変調（ＰＦＭ：Pulse Frequency Modulation）を用いてもよい。なお、ＰＷＭの場合、通常制御及びインバータ短絡制御で用いるスイッチング周期Ｐｓｗを固定値にするのであれば、ステップＳ１１を省略することも可能である。
【００５２】
ステップＳ１２において、ＥＣＵ３４は、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値ＴＨｖｃ２（以下「電圧閾値ＴＨｖｃ２」又は「第２電圧閾値ＴＨｖｃ２」ともいう。）以上であるか否かを判定する。閾値ＴＨｖｃ２は、デッドタイムｄｔの長さを切り替えるための閾値であり、第１電圧閾値ＴＨｖｃ１（図２のＳ５）よりも大きい値である。
【００５３】
コンデンサ電圧Ｖｃが閾値ＴＨｖｃ２以上である場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）及びコンデンサ電圧Ｖｃが閾値ＴＨｖｃ２以上でない場合（Ｓ１２：ＮＯ）のいずれにおいても、ＥＣＵ３４は、上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御を実行する（Ｓ１３、Ｓ１４）。また、本実施形態では、上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御に伴って通電重複期間Ｔｏｖ（図７及び図９）を発生させる。
【００５４】
コンデンサ電圧Ｖｃが閾値ＴＨｖｃ２以上である場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）に用いるデッドタイムｄｔ１（Ｓ１３）よりも、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値ＴＨｖｃ２以上でない場合（Ｓ１２：ＮＯ）に用いるデッドタイムｄｔ２（Ｓ１４）を短くする。
【００５５】
上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御並びに通電重複期間Ｔｏｖについては、図４〜図１０Ｂを参照して後述する。
【００５６】
（Ｉ−Ｂ−１−２−２．上アーム３相短絡制御）
図５は、本実施形態の上アーム３相短絡制御時における電流Ｉの流れを示す図である。図５における複数の太い矢印それぞれが電流Ｉの流れを示している（図６及び図７についても同様である。）。図５に示すように、上アーム３相短絡制御は、３相の上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗとモータ１２からなる閉回路１００を短絡させる。これにより、閉回路１００内に比較的大きな電流Ｉが流れる。従って、モータ１２の運動エネルギにより発生した電気エネルギ（回生電力Ｐｒｅｇ）は、上アームＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗ等において熱エネルギに変換される。そのため、モータ１２の減速度合いを高めることが可能となる。
【００５７】
上アーム３相短絡制御を実行する際、ＥＣＵ３４は、各上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗに対して駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨを同時に出力する（図４参照）。但し、図８及び図９を参照して後述するように、上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨを出力する期間Ｔｕｐ（例えば、図４の時点ｔ１〜ｔ２、ｔ５〜ｔ６）と、閉回路１００が短絡する期間は若干異なる。上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨの出力タイミング及び出力期間Ｔｕｐについては、下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬと併せて後述する。
【００５８】
（Ｉ−Ｂ−１−２−３．下アーム３相短絡制御）
図６は、本実施形態の下アーム３相短絡制御時における電流Ｉの流れを示す図である。図６に示すように、下アーム３相短絡制御は、３相の下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗとモータ１２からなる閉回路１０２を短絡させる。これにより、閉回路１０２内に比較的大きな電流Ｉが流れる。従って、モータ１２の運動エネルギにより発生した電気エネルギは、下アームＳＷ素子６４ｕ、６４ｖ、６４ｗ等において熱エネルギに変換される。そのため、モータ１２の減速度合いを高めることが可能となる。
【００５９】
下アーム３相短絡制御を実行する際、ＥＣＵ３４は、各下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗに対して駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬを同時に出力する（図４参照）。但し、図８及び図９を参照して後述するように、下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬを出力する期間Ｔｌｏｗ（例えば、図４の時点ｔ３〜ｔ４）と、閉回路１０２が短絡する期間は若干異なる。また、上アーム駆動期間Ｔｕｐと下アーム駆動期間Ｔｌｏｗとの間（例えば、時点ｔ２〜ｔ３、時点ｔ４〜ｔ５）がデッドタイムｄｔである。
【００６０】
本実施形態において、上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ及び下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬの出力タイミング及び出力期間Ｔｕｐ、Ｔｌｏｗは以下のように算出する。すなわち、インバータ短絡制御において、ＥＣＵ３４は、各スイッチング周期Ｐｓｗにおける上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨのデューティ比ＤＵＴｕｐ及び下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬのデューティ比ＤＵＴｌｏｗをそれぞれ５０％に設定する。実際上、１スイッチング周期Ｐｓｗ全体におけるデューティ比ＤＵＴを１００％とし、下アームＳＷ素子６４のデューティ比ＤＵＴｌｏｗは、１００％から上アームＳＷ素子６０へのデューティ比ＤＵＴｕｐを引いた値として演算することができる。
【００６１】
なお、デューティ比ＤＵＴｕｐ、ＤＵＴｌｏｗは、必ずしも５０％にする必要はない。加えて、１スイッチング周期Ｐｓｗ全体におけるデューティ比ＤＵＴを１００％とする場合でも、デューティ比ＤＵＴｕｐ、ＤＵＴｌｏｗの合計を１００％未満の値にしてもよい。デューティ比ＤＵＴｕｐ、ＤＵＴｌｏｗの合計を１００％未満の値にする場合として、例えば、１スイッチング周期Ｐｓｗにおいて上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ及び下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬそれぞれを櫛歯状に出力する場合を挙げることができる。
【００６２】
そして、ＥＣＵ３４は、デューティ比ＤＵＴｕｐ、ＤＵＴｌｏｗに基づいて上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ及び下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬの出力期間Ｔｕｐ、Ｔｌｏｗの基準値（以下「基準出力期間Ｔｒｅｆ」という。）を算出する。次いで、ＥＣＵ３４は、基準出力期間Ｔｒｅｆからデッドタイムｄｔを引いて目標出力期間Ｔｔａｒとする。なお、図４に示すように、本実施形態では、スイッチング周期Ｐｓｗの最初と、出力期間Ｔｕｐ、Ｔｌｏｗの間の２箇所にデッドタイムｄｔを介在させる。代わりに、出力期間Ｔｕｐ、Ｔｌｏｗの間と、スイッチング周期Ｐｓｗの最後の２箇所にデッドタイムｄｔを介在させてもよい。
【００６３】
（Ｉ−Ｂ−１−２−４．通電重複期間Ｔｏｖ）
（Ｉ−Ｂ−１−２−４−１．通電重複期間Ｔｏｖの概要）
図７は、本実施形態の通電重複期間Ｔｏｖにおける電流Ｉの流れを示す図である。図７に示すように、通電重複期間Ｔｏｖでは、３相の上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗと、３相の下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗと、コンデンサ１８と、抵抗２０とからなる閉回路１０４が短絡する。以下では、通電重複期間Ｔｏｖを発生させる制御を通電重複制御ともいう。
【００６４】
図８は、本実施形態の通常制御における上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬ及びデッドタイムｄｔと、各ＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗ、６４ｕ、６４ｖ、６４ｗにおけるコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅ、ゲート−エミッタ間電圧Ｖｇｅ、コレクタ−エミッタ間電流Ｉｃｅとを示す図である。図９は、本実施形態のインバータ短絡制御における上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬ及びデッドタイムｄｔと、各ＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗ、６４ｕ、６４ｖ、６４ｗにおけるコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅ、ゲート−エミッタ間電圧Ｖｇｅ、コレクタ−エミッタ間電流Ｉｃｅとを示す図である。
【００６５】
図８及び図９に示すように、駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬの変化（ＨｉからＬｏｗ又はＬｏｗからＨｉ）に対して、コレクタ−エミッタ間電流Ｉｃｅ（以下「電流Ｉｃｅ」ともいう。）が応答するまでには時間差が存在する。
【００６６】
例えば、通常制御に関する図８において、時点ｔ１１において上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨがＨｉからＬｏｗ（０Ｖ）に切り替わると、時点ｔ１２において電流Ｉｃｅがゼロになり、上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ（上アームＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗ）が実際にオフとなる。このため、時点ｔ１１〜ｔ１２までの時間が時間差（以下「時間差ΔＴ１」という。）である。
【００６７】
また、時点ｔ１３において下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬがＬｏｗからＨｉに切り替わると、時点ｔ１４において電流Ｉｃｅがゼロから上昇し始め、下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ（下アームＳＷ素子６４ｕ、６４ｖ、６４ｗ）が実際にオンとなる。このため、時点ｔ１３〜ｔ１４までの時間が時間差（以下「時間差ΔＴ２」という。）である。
【００６８】
通常制御では、インバータ１４を含む閉回路（閉回路１００、１０２、１０４のいずれか）での短絡が発生することを避けるため、時間差ΔＴ１、ΔＴ２を考慮してデッドタイムｄｔを設定する。すなわち、デッドタイムｄｔは、時間差ΔＴ１、ΔＴ２のいずれよりも長い時間に設定する。これにより、上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗの電流Ｉｃｅと下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗの電流Ｉｃｅが共にゼロとなる非通電時間Ｔｎｏｖを発生させる。
【００６９】
これに対し、図９に示すように、本実施形態のインバータ短絡制御では、上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗのオン状態（電流Ｉｃｅがゼロではない状態）と下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗのオン状態（電流Ｉｃｅがゼロではない状態）とが重複する期間Ｔｏｖ（通電重複期間Ｔｏｖ）を意図的に発生させる（図９の時点ｔ２３〜ｔ２４）。
【００７０】
換言すると、インバータ短絡制御におけるデッドタイムｄｔは、時間差ΔＴ１、ΔＴ２のいずれよりも短い値に設定する。上記のように、デッドタイムｄｔは、例えば、上アーム駆動信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨをＨｉからＬｏｗ（０Ｖ）に切り替える時点（時点ｔ２１）から、下アーム駆動信号ＵＬ、ＶＬ、ＷＬをＬｏｗからＨｉに切り替える時点（時点ｔ２２）までの期間である。デッドタイムｄｔを、時間差ΔＴ１、ΔＴ２のいずれよりも短い値に設定することにより、閉回路１０４において所定の微少時間、短絡状態が発生する（図７参照）。
【００７１】
その場合、閉回路１０４内に比較的大きな電流Ｉが流れる。従って、モータ１２の運動エネルギにより発生した電気エネルギ（回生電力Ｐｒｅｇ）は、ＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗ、６４ｕ、６４ｖ、６４ｗ等において熱エネルギに変換される。そのため、モータ１２の減速度合いを高めることが可能となる。加えて、コンデンサ１８に蓄積されている電気エネルギも、ＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗ、６４ｕ、６４ｖ、６４ｗ等において熱エネルギに変換される。そのため、コンデンサ１８の放電を早めることが可能となる。
【００７２】
（Ｉ−Ｂ−１−２−４−２．デッドタイムｄｔの長さ）
本実施形態の通電重複制御では、コンデンサ１８の放電が進むと、デッドタイムｄｔを短くする。すなわち、図３のステップＳ１２において、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値ＴＨｖｃ２以上である場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ３４は、デッドタイムｄｔとしてｄｔ１を用いる（Ｓ１３）。また、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値ＴＨｖｃ２以上でない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ＥＣＵ３４は、デッドタイムｄｔとしてｄｔ２を用いる（Ｓ１４）。デッドタイムｄｔ２は、デッドタイムｄｔ１よりも短い。従って、デッドタイムｄｔ１を用いる場合と比較して、デッドタイムｄｔ２を用いる場合の方が通電重複期間Ｔｏｖが長くなる。
【００７３】
図１０Ａは、比較例に係る放電制御を用いた場合の放電特性を示す。図１０Ｂは、本実施形態に係る放電制御を用いた場合の放電特性を示す。図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、横軸は時間を示し、縦軸はコンデンサ電圧Ｖｃを示す。比較例では、図３のステップＳ１２、Ｓ１４を用いず、ステップＳ１１、Ｓ１３のみを用いる。
【００７４】
図１０Ａ及び図１０Ｂの時点ｔ３１から時点ｔ３２までは、比較例と本実施形態は同じ特性を示す。時点ｔ３２において、コンデンサ電圧Ｖｃが閾値ＴＨｖｃ２以上でなくなったため（図３のＳ１２：ＮＯ）、本実施形態では、デッドタイムｄｔをｄｔ１からｄｔ２（＜ｄｔ１）に変更する（Ｓ１４）。これにより、本実施形態では、放電時定数を少なくする（又は放電量を増加させる）。従って、モータ１２の減速及びコンデンサ１８の放電を早めることが可能となる（図１０Ｂ参照）。
【００７５】
［Ｉ−Ｂ−２．ＥＣＵ３４への電力供給制御］
上記のように、図２のステップＳ１の時点で起動スイッチ３２がオフされたことを検出したＥＣＵ３４（演算部８２）は、電力供給制御を実行する。電力供給制御では、モータ１２が停止し（図２のＳ４：ＹＥＳ）且つコンデンサ１８の放電が完了するまで（Ｓ５：ＹＥＳ）、降圧コンバータ３８を動作させてＥＣＵ３４への電力供給を継続させる。
【００７６】
＜Ｉ−Ｃ．本実施形態の効果＞
以上のように、本実施形態によれば、車両１０の衝突（異常）が検出された際（図２のＳ１：ＹＥＳ）、上アーム３相短絡制御と下アーム３相短絡制御とを交互に発生させる（図２〜図４）。両３相短絡制御では、閉回路１００、１０２（図５及び図６）内で電流Ｉが急増するため、モータ１２が有する運動エネルギを急速に熱に変換することが可能となる。従って、モータ１２の急減速又は急停止が可能となる。
【００７７】
また、本実施形態によれば、上アーム３相短絡制御と下アーム３相短絡制御の両方を用いる（図３及び図４）。このため、上アーム３相短絡制御又は下アーム３相短絡制御の一方のみを行う場合と比較して、発熱部位を分散しつつ、モータ１２の減速度を高めることができる。従って、上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ及び下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗを熱から保護しつつ、モータ１２の減速度を高めることが可能となる。
【００７８】
本実施形態において、ＥＣＵ３４（制御装置）は、上アーム３相短絡制御と下アーム３相短絡制御の切替え時に、上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗの通電状態と下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗの通電状態とを重複させる通電重複期間Ｔｏｖを発生させる（図３、図７及び図９）。これにより、インバータ１４に並列接続されるコンデンサ１８に蓄積される電荷を即座に放出することが可能となり、安全性が向上する。
【００７９】
本実施形態において、ＥＣＵ３４（制御装置）は、上アーム３相短絡制御と下アーム３相短絡制御とを交互に切り替える切替制御の開始時のデッドタイムｄｔ１（図３のＳ１３）よりもその後のデッドタイムｄｔ２（Ｓ１４）を短くする。これにより、通電重複期間Ｔｏｖを長くする。少なくとも通電重複期間Ｔｏｖを発生させるとコンデンサ１８の放電が進行し、コンデンサ１８の電位が低下する。コンデンサ１８の電位が低下した状態で通電重複期間Ｔｏｖを長くすることで、インバータ１４の損傷を回避しつつ、放電時間を短縮することが可能となる。
【００８０】
本実施形態は、モータ１２を駆動源とする電動車両１０に適用される（図１）。また、衝突検出装置３０（異常検出装置）により、車両１０の衝突（モータ１２の停止又は出力低減を要する異常）を検出する。これにより、車両１０の衝突後に、車輪が空転する場合であっても、空転する車輪を即座に減速又は停止させることで、衝突後の安全性を向上させることが可能となる。加えて、通電重複期間Ｔｏｖを発生させるため（図３、図７及び図９）、コンデンサ１８の電荷を即座に放出することによっても、衝突後の安全性を向上させることができる。
【００８１】
ＩＩ．変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
【００８２】
＜ＩＩ−Ａ．搭載対象＞
上記実施形態では、車両１０を電力システムとして本発明を適用した。しかしながら、例えば、上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御を用いる観点からすれば、これに限らない。例えば、別の対象を電力システムとして本発明を適用してもよい。例えば、船舶や航空機等の移動物体を電力システムとして本発明を適用することもできる。或いは、ロボット、製造装置、家庭用電力システム又は家電製品を電力システムとして本発明を適用してもよい。
【００８３】
上記実施形態の車両１０は、駆動源としてモータ１２のみを有し且つ電力源としてバッテリ１６のみを有する狭義の電気自動車（battery vehicle）であった（図１）。しかしながら、例えば、上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御を用いる観点からすれば、これに限らない。例えば、車両１０は、ハイブリッド車両、燃料電池車両等であってもよい。
【００８４】
＜ＩＩ−Ｂ．インバータ１４＞
上記実施形態では、３つの上アームＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗと、３つの下アームＳＷ素子６４ｕ、６４ｖ、６４ｗを用いる例について説明した（図１）。しかしながら、例えば、上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ及び下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗそれぞれを３相にする観点からすれば、ＳＷ素子６０、６４の数はこれに限らない。例えば、６つの上アームＳＷ素子６０を設け、各相に２つのＳＷ素子６０を割り当てることも可能である。同様に、６つの下アームＳＷ素子６４を設け、各相に２つのＳＷ素子６４を割り当てることもできる。
【００８５】
＜ＩＩ−Ｃ．放電制御＞
［ＩＩ−Ｃ−１．全般］
上記実施形態では、インバータ短絡制御を行う条件として、車両１０の運転終了及び車両１０の衝突発生を用いた（図２のＳ１）。しかしながら、例えば、上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御を用いる観点からすれば、これに限らない。例えば、車両１０の運転終了又は車両１０の衝突発生の一方のみを用いることも可能である。
【００８６】
上記実施形態では、上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御と通電重複制御とを組み合わせて用いた（図２〜図４）。しかしながら、例えば、上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御を用いる観点からすれば、通電重複制御を省略することも可能である。反対に、通電重複制御に着目すれば、上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御を同時に発生させるのみの構成も可能である。
【００８７】
［ＩＩ−Ｃ−２．上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御］
上記実施形態では、上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御のデューティ比ＤＵＴｕｐ、ＤＵＴｌｏｗを互いに等しい値（５０％）にした（図３及び図４）。しかしながら、例えば、上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御を用いる観点からすれば、これに限らない。例えば、デューティ比ＤＵＴｕｐ、ＤＵＴｌｏｗの一方を５０％よりも大きくし、他方を５０％よりも小さくすることも可能である。或いは、インバータ短絡制御の開始当初は、デューティ比ＤＵＴｕｐ、ＤＵＴｌｏｗの合計を１００％よりも小さくしておき、コンデンサ電圧Ｖｃの低下等に応じてデューティ比ＤＵＴｕｐ、ＤＵＴｌｏｗの合計を１００％に近付けることも可能である。
【００８８】
上記実施形態では、１スイッチング周期Ｐｓｗの中に上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御を含ませた（図４）。しかしながら、例えば、上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御を用いる観点からすれば、これに限らない。例えば、第１スイッチング周期Ｐｓｗ１において上アーム３相短絡制御を行い、これに続く第２スイッチング周期Ｐｓｗ２において下アーム３相短絡制御を行うことも可能である。或いは、第１スイッチング周期Ｐｓｗ１において上アーム３相短絡制御を行い、第２スイッチング周期Ｐｓｗ２において上アーム３相短絡制御から下アーム３相短絡制御に切り替え、第３スイッチング周期Ｐｓｗ３において下アーム３相短絡制御を行うことも可能である。
【００８９】
上記実施形態では、上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗとモータ１２による閉回路１００を生成する際、３相全ての上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗをオンにした（図５）。しかしながら、例えば、上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗとモータ１２による閉回路１００内を短絡させる観点又は上アーム５２ｕ、５２ｖ、５２ｗを用いての短絡と下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗを用いての短絡を交互に切り替える観点からすれば、２相又は１相の上アーム５２のみ（例えば上アーム５２ｖ、５２ｗのみ）をオンにしてもよい。この場合、２相の組合せ又は１相を順次切り替えることも可能である。下アーム５４ｕ、５４ｖ、５４ｗについても同様である。
【００９０】
上記実施形態では、上アーム３相短絡制御において各ＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗを完全にオンさせ、下アーム３相短絡制御において各ＳＷ素子６４ｕ、６４ｖ、６４ｗを完全にオンさせることを前提としていた（図４）。しかしながら、例えば、上アーム３相短絡制御及び下アーム３相短絡制御を切り替えて用いる観点からすれば、これに限らない。
【００９１】
［ＩＩ−Ｃ−３．通電重複制御］
上記実施形態のインバータ短絡制御（通電重複制御）では、デッドタイムｄｔの長さをｄｔ１とｄｔ２の２段階とした（図３）。しかしながら、例えば、コンデンサ電圧Ｖｃの低下又はモータ回転数Ｎｍｏｔの減少に応じて通電重複期間Ｔｏｖを長くする観点（又はデッドタイムｄｔを短くする観点）からすれば、これに限らない。例えば、コンデンサ電圧Ｖｃ又はモータ回転数Ｎｍｏｔとデッドタイムｄｔとの関係を規定したマップを用いてデッドタイムｄｔの長さを設定することも可能である。
【００９２】
上記実施形態では、デッドタイムｄｔの長さを切り替える条件としてコンデンサ電圧Ｖｃを用いた（図３のＳ１２）。しかしながら、例えば、各ＳＷ素子６０ｕ、６０ｖ、６０ｗ、６４ｕ、６４ｖ、６４ｗの発熱を抑制する観点からすれば、これに限らない。例えば、コンデンサ電圧Ｖｃに加えて又はこれに代えて、モータ回転数Ｎｍｏｔ又はモータ１２の回生電圧Ｖｒｅｇ［Ｖ］の低下に応じてデッドタイムｄｔを短くすることも可能である。
【００９３】
上記実施形態では、インバータ短絡制御の開始に合わせて通電重複制御を開始した（図２〜図４）。しかしながら、例えば、コンデンサ電圧Ｖｃ又は回生電圧Ｖｒｅｇが低くなった時点で通電重複制御を開始する観点からすれば、これに限らない。例えば、インバータ短絡制御の開始後において、コンデンサ電圧Ｖｃが第３電圧閾値ＴＨｖｃ３（ＴＨｖｃ３＞ＴＨｖｃ２＞ＴＨｖｃ１）以下になったとき、通電重複制御を開始してもよい。
【００９４】
ＩＩＩ．符号の説明
１０…電動車両（電力システム）            
１２…モータ（電動機）
１４…インバータ                          
１６…高電圧バッテリ（電源）
１８…コンデンサ
３０…衝突検出装置（異常検出装置）        
３４…ＥＣＵ（制御装置）
５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ…上アーム
５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ…下アーム          
Ｔｏｖ…通電重複期間
【図１】
2016136815.tif 000003
【図２】
2016136815.tif 000004
【図３】
2016136815.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016136815.tif 000009
【図８】
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【図９】
2016136815.tif 000011
【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月13日(2016.9.13)
【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】
電動機（１２）と、
電源（１６）と、
Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の上アーム（５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ）及び下アーム（５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ）を含むインバータ（１４）と、
前記インバータ（１４）を制御して前記電源（１６）から前記電動機（１２）への電力供給を制御する制御装置（３４）と、
前記インバータ（１４）の直流端側で前記インバータ（１４）に並列接続されるコンデンサ（１８）と、
前記電動機（１２）の停止又は出力低減を要する異常を検出する異常検出装置と
を備える電力システムであって、
前記異常検出装置が前記異常を検出した際、前記制御装置（３４）は、全ての前記上アーム（５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ）を通電状態とし、全ての前記下アーム（５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ）を非通電状態とする上アーム３相短絡制御と、全ての前記上アーム（５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ）を非通電状態とし、全ての前記下アーム（５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ）を通電状態とする下アーム３相短絡制御とを交互に切り替える切替制御を行い、
さらに、前記制御装置（３４）は、前記上アーム３相短絡制御と前記下アーム３相短絡制御の切替え時に、前記上アーム（５２ｕ、５２ｖ、５２ｗ）に電流が流れる状態と前記下アーム（５４ｕ、５４ｖ、５４ｗ）に電流が流れる状態とが同時に発生する通電重複期間を発生させる
ことを特徴とする電力システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電力システムにおいて、
前記制御装置（３４）は、前記切替制御の開始時の前記通電重複期間よりも、その後の前記通電重複期間を長くする
ことを特徴とする電力システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力システムにおいて、
前記電力システムは、前記電動機（１２）を駆動源とする電動車両（１０）に適用され、
前記異常検出装置は、前記電動車両（１０）の衝突を検出する衝突検出装置（３０）である
ことを特徴とする電力システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
る制御装置と、
前記インバータの直流端側で前記インバータに並列接続されるコンデンサと、
前記電動機の停止又は出力低減を要する異常を検出する異常検出装置と
を備えるものであって、
前記異常検出装置が前記異常を検出した際、前記制御装置は、全ての前記上アームを通電状態とし、全ての前記下アームを非通電状態とする上アーム３相短絡制御と、全ての前記上アームを非通電状態とし、全ての前記下アームを通電状態とする下アーム３相短絡制御とを交互に切り替える切替制御を行う
ことを特徴とする。
［０００９］
本発明によれば、電動機の停止又は出力低減を要する異常が検出された際、上アーム３相短絡制御と下アーム３相短絡制御とを交互に発生させる。両３相短絡制御では、閉回路内で電流が急増するため、電動機が有する運動エネルギを急速に熱に変換することが可能となる。従って、電動機の急減速又は急停止が可能となる。
［００１０］
また、本発明によれば、上アーム３相短絡制御と下アーム３相短絡制御の両方を用いる。このため、上アーム３相短絡制御又は下アーム３相短絡制御の一方のみを行う場合と比較して、発熱部位を分散しつつ、電動機の減速度を高めることができる。従って、上アーム及び下アームを熱から保護しつつ、電動機の減速度を高めることが可能となる。
［００１１］
前記制御装置は、前記上アーム３相短絡制御と前記下アーム３相短絡制御の切替え時に、前記上アームに電流が流れる状態（通電状態）と前記下アームに電流が流れる状態（通電状態）とを重複させる通電重複期間を発生させてもよい。これにより、インバータに並列接続されるコンデンサに蓄積される電荷を即座に放出することが可能となり、安全性が向上する。
［００１２］
前記制御装置は、前記切替制御の開始時の前記通電重複期間よりも、その後の前記通電重複期間を長くしてもよい。少なくとも通電重複期間を発生さ
【国際調査報告】
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