(57)【要約】【課題】ＤＣ／ＤＣコンバータの高圧側コンデンサの電荷を迅速に放電する。【解決手段】ＥＣＵは、コンバータの下アームのスイッチング素子を通電状態に上アームのスイッチング素子を非通電状態に維持して通電させて低圧側コンデンサの電荷を放電するステップ（Ｓ２００）と、ＶＨがＶＬと略同じでなく十分に低くないと（Ｓ５００にてＮＯ）、コンバータの下アームのスイッチング素子を非通電状態に上アームのスイッチング素子を通電状態に維持して高圧側コンデンサの電荷を通電させるとともに低圧側コンデンサを充電して放電するステップ（Ｓ７００）と、ＶＨがＶＬと略同じであって十分に低くなるまで（Ｓ５００またはＳ１０００にてＹＥＳ）、Ｓ２００の処理とＳ７００の処理とを交互に繰り返すステップとを含む、プログラムを実行する。【選択図】図３
2008306795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電機構の電力を用いて電気機器を作動させることにより駆動される車両に搭載された電源回路の放電制御装置であって、前記電源回路には、前記蓄電機構の電力を昇降圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの高圧側と低圧側とにそれぞれ接続されたコンデンサとを含み、
前記放電制御装置は、
前記電気機器を作動させることなく、前記高圧側に接続されたコンデンサの電荷を放電させる要求を検出するための手段と、
前記要求が検出されると、先に前記低圧側のコンデンサの電荷を、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を通電させて回路抵抗により放電させて、その後、前記高圧側のコンデンサの電荷を、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの別のスイッチング素子を通電させて回路抵抗により放電させるとともに、前記低圧側のコンデンサを充電することにより放電させるための放電制御手段とを含む、放電制御装置。
【請求項２】
前記放電制御手段は、前記低圧側のコンデンサの電荷を、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を通電させて前記スイッチング素子およびコイルにより放電させるための手段を含む、請求項１に記載の放電制御装置。
【請求項３】
前記放電制御手段は、前記高圧側のコンデンサの電荷を、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの別のスイッチング素子を通電させて前記別のスイッチング素子およびコイルにより放電させるとともに、前記低圧側のコンデンサを充電することにより放電させるための手段とを含む、請求項１に記載の放電制御装置。
【請求項４】
前記放電制御手段は、前記低圧側のコンデンサの両端電圧が予め定められた低圧側のしきい値まで低下するまで、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を通電させて回路抵抗により放電させて、その後、前記低圧側のコンデンサの両端電圧が予め定められた高圧側のしきい値まで上昇するまで、前記高圧側のコンデンサの電荷を、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの別のスイッチング素子を通電させて回路抵抗により放電させるとともに、前記低圧側のコンデンサを充電することにより放電させるための放電制御手段とを含む、請求項１に記載の放電制御装置。
【請求項５】
前記放電制御装置は、前記高圧側のコンデンサの両端電圧が前記低圧側のコンデンサの両端電圧と略等しくなると、放電制御を終了させるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための手段をさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の放電制御装置。
【請求項６】
前記放電制御装置は、前記高圧側のコンデンサの両端電圧が前記低圧側のコンデンサの両端電圧と略等しく、かつ、安全性を確保できるように予め定められた電圧値より低くなると、放電制御を終了させるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための手段をさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の放電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド車などの走行用モータを搭載した車両の電源回路に関し、特に、負荷（電動機、インバータ等）へ電力を供給する電源回路に備えられたコンデンサから電荷を放電する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両走行の推進力として、燃焼エネルギーで作動するエンジンの他に電気エネルギーで作動するモータを備えたハイブリッド車両が知られている。このハイブリッド車両の種類としては、大きく、（１）車輪の駆動をモータで行ないエンジンはモータへの電力供給源として作動するシリーズ（直列）ハイブリッドシステムと、（２）エンジンとモータとの双方で車輪を駆動するパラレル（並列）ハイブリッドシステムとがある。さらに、これらの両方の機能を併せ持つパラレルシリーズハイブリッドシステムと呼ばれるものもある。
【０００３】
シリーズハイブリッドシステム以外においては、モータをエンジンの出力を補助する補助駆動源として使用される。このようなハイブリッド車は、たとえば、加速時においてはモータによってエンジンの出力を補助し、減速時においては減速回生によってバッテリ等への充電を行なう等、様々な制御を行ない、バッテリの残容量を確保しつつ運転者の要求を満足できるようになっている。このようなハイブリッド車両は、モータの駆動あるいは回生を行なうために、パワードライブユニット（ＰＣＵ（Power Control Unit）とも呼ばれる）を備える。このパワードライブユニットは、複数のスイッチング素子を備え、このスイッチング素子を用いた電流制御によりモータを駆動あるいは回生する。また、ハイブリッド車両は、これらスイッチング素子にスイッチングを行なわせる制御信号を出力するモータ制御装置を備えている。
【０００４】
上述したハイブリッド車両には、モータに供給する電力を蓄えるバッテリが搭載され、モータはインバータに接続され、インバータはバッテリに接続されている。インバータとバッテリとの間には、インバータとバッテリとの電気的接続を断接するＳＭＲ（System Main Relay）が設けられている。このインバータの入力側の端子間には、電圧値の変動を平滑化してインバータの作動を安定させるべく大容量の電解コンデンサ（以下、単にコンデンサや高圧側コンデンサや平滑コンデンサと記載する場合がある）が設けられる。さらに、最近では、モータの高出力化に伴いモータの定格電圧値が上昇して、バッテリとインバータとの間に昇圧コンバータを備える車両もある。
【０００５】
このような電源回路において、入力電源が遮断されて、コンデンサへの直流入力電源の供給が停止され、インバータのパワートランジスタが全てＯＦＦとされることによって、モータが停止される。この時点ではコンデンサには未だ電荷が残留しており、たとえば、その残留充電電圧値は数百Ｖにもなる場合がある。したがって、コンデンサに蓄えられた電荷を放電する必要がある。このような放電を必要とする際には、モータ駆動制御をそのまま利用して、再度電流指令により制御してモータをコンデンサの残留充電電力により動作させ、充電エネルギーを消費させることができる。また、モータの代わりにインバータに負荷を接続し、インバータを空運転させることによってコンデンサに蓄えられた電荷を放電することもできる。
【０００６】
ところが、このような電源回路において、モータ短絡、モータ断線、インバータ故障等の異常が発生した場合、コンデンサに蓄えられた電荷をモータやインバータにより消費することができなくなる問題があった。
【０００７】
特開２００５−２２９６８９号公報（特許文献１）は、このようなモータやインバータの異常発生時においてもコンデンサの電荷を迅速に放電することができる電動機駆動制御装置を開示する。この電動機駆動制御装置は、電動機と、電動機を駆動させる電動機駆動回路と、電動機駆動回路に並列に接続されたコンデンサと、電動機駆動回路への電力の供給を制御する遮断器と、を備えた電動機駆動制御装置であって、電動機駆動回路は、電動機に交流電力を供給するインバータと、直流電力を受けて電圧値を昇降圧してインバータに供給する昇降圧コンバータとを含む。遮断器により電動機駆動回路への電力の供給が遮断されているときに（電動機によりコンデンサに蓄えられた電荷を放電することができないときに）、コンデンサに蓄えられた電荷を昇降圧コンバータによって放電することを特徴とする。
【０００８】
この電動機駆動制御装置によると、新たな放電回路を設けることなく、電動機を用いても放電ができないような異常が発生した場合において、昇降圧コンバータを用いてコンデンサに蓄積された電荷を迅速に放電させることができる。
【特許文献１】特開２００５−２２９６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した電源回路には、昇降圧コンバータのバッテリ側であって、ＳＭＲと昇降圧コンバータとの間にもコンデンサ（以下、低圧側コンデンサと記載する場合がある）が設けられることがある。この低圧側コンデンサにより、バッテリからＳＭＲを介して供給された直流電力の電圧値が平滑化されて、その電圧値が平滑化された直流電力が昇降圧コンバータへ供給される。
【００１０】
しかしながら、上述された特許文献１においては、この昇降圧コンバータとＳＭＲとの間に設けられた低圧側コンデンサを開示していない。さらに、昇降圧コンバータのスイッチング素子の損失のみでコンデンサに蓄えられた電荷を消費していたのでは、まだ時間が長く必要とする場合も発生しうる。特許文献１においては、昇降圧コンバータのスイッチ部を制御し、電圧値の昇降圧を行なわない状態を維持しつつコンデンサに蓄積されている電荷を放電させる。たとえば、下アームのスイッチング素子をオン状態とする時間を短くし、上アームのスイッチング素子をオン状態とする時間を長くすることによってコンデンサに蓄積された電荷を放電させることができる。このように昇降圧コンバータのスイッチング損失を利用してコンデンサに蓄えられたエネルギーを消費することによって、コンデンサの電荷を放電している。このようなスイッチング損失のみでは、エネルギー消費に長い時間を必要とする可能性がある。
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、回転電動機（モータ、モータジェネレータ）の異常発生時において、ＳＭＲが遮断された状態であっても、高圧側コンデンサの電荷を迅速に放電することができる、電源回路の放電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】
【００１２】
第１の発明に係る放電制御装置は、蓄電機構の電力を用いて電気機器を作動させることにより駆動される車両に搭載された電源回路の放電制御装置である。この電源回路には、蓄電機構の電力を昇降圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータの高圧側と低圧側とにそれぞれ接続されたコンデンサとを含む。この放電制御装置は、電気機器を作動させることなく、高圧側に接続されたコンデンサの電荷を放電させる要求を検出するための手段と、要求が検出されると、先に低圧側のコンデンサの電荷を、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を通電させて回路抵抗により放電させて、その後、高圧側のコンデンサの電荷を、ＤＣ／ＤＣコンバータの別のスイッチング素子を通電させて回路抵抗により放電させるとともに、低圧側のコンデンサを充電することにより放電させるための放電制御手段とを含む。
【００１３】
第１の発明によると、この電源回路には、ＤＣ／ＤＣコンバータの高圧側と低圧側とにそれぞれ接続されたコンデンサとが備えられる。電気機器（モータジェネレータやインバータ等）を作動させることなく、高圧側に接続されたコンデンサの電荷を放電させる要求があると、まず先に、低圧側のコンデンサの電荷を、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を通電させて回路抵抗（リアクトル（コイル）や配線抵抗等）を用いて電荷を放電させる。このような状態が、低圧側のコンデンサが充電可能な状態になるまで維持される。この次に、高圧側のコンデンサの電荷を、ＤＣ／ＤＣコンバータの別のスイッチング素子を通電させて回路抵抗（リアクトル（コイル）や配線抵抗等）を用いて電荷を放電させる。このときに、高圧側のコンデンサは、低圧側のコンデンサを充電することにより放電させる。高圧側のコンデンサは、回路抵抗による電荷の消費のみならず、低圧側のコンデンサの充電に用いられ、充電していた電荷が迅速に消費される。このような処理を低圧側のコンデンサの両端電圧値と高圧側のコンデンサの両端電圧値とが略等しくなるまで繰り返し実行すると、電気機器を作動させることなく、高圧側のコンデンサの電荷を迅速に放電させることができる。その結果、回転電動機（モータ、モータジェネレータ）の異常発生時において、ＳＭＲが遮断された状態であっても、高圧側のコンデンサの電荷を迅速に放電することができる、電源回路の放電制御装置を提供することができる。
【００１４】
第２の発明に係る放電制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、放電制御手段は、低圧側のコンデンサの電荷を、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を通電させてスイッチング素子およびコイルにより放電させるための手段を含む。
【００１５】
第２の発明によると、低圧側のコンデンサにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を通電させて回路抵抗（リアクトル（コイル）や配線抵抗等）を用いて電荷を放電させて、低圧側のコンデンサが充電可能な状態にする。この後、高圧側のコンデンサの電荷を、低圧側のコンデンサに充電させることができるので、高圧側のコンデンサを迅速に放電させることができる。
【００１６】
第３の発明に係る放電制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、放電制御手段は、高圧側のコンデンサの電荷を、ＤＣ／ＤＣコンバータの別のスイッチング素子を通電させて別のスイッチング素子およびコイルにより放電させるとともに、低圧側のコンデンサを充電することにより放電させるための手段とを含む。
【００１７】
第３の発明によると、先に放電処理された（電荷を充電可能な状態にされた）低圧側のコンデンサに、高圧側のコンデンサの電荷を用いて充電するので、高圧側のコンデンサを迅速に放電させることができる。
【００１８】
第４の発明に係る放電制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、放電制御手段は、低圧側のコンデンサの両端電圧が予め定められた低圧側のしきい値まで低下するまで、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を通電させて回路抵抗により放電させて、その後、低圧側のコンデンサの両端電圧が予め定められた高圧側のしきい値まで上昇するまで、高圧側のコンデンサの電荷を、ＤＣ／ＤＣコンバータの別のスイッチング素子を通電させて回路抵抗により放電させるとともに、低圧側のコンデンサを充電することにより放電させるための放電制御手段とを含む。
【００１９】
第４の発明によると、低圧側のコンデンサの両端電圧が予め定められた低圧側のしきい値まで低下するまで（十分に）放電されてから、高圧側のコンデンサの電荷を用いて低圧側のコンデンサを充電することができるので、高圧側のコンデンサを迅速に放電することができる。さらに、高圧側のコンデンサの電荷を用いて充電される低圧側のコンデンサの両端電圧が高圧側のしきい値まで上昇するまで、高圧側のコンデンサの電荷を用いて低圧側のコンデンサを充電する。このため、予め定められたしきい値（低圧側のしきい値と高圧側のしきい値）に対応する高圧側のコンデンサの電荷を用いて、低圧側のコンデンサを充電するので、しきい値を適宜設定することにより、高圧側のコンデンサの迅速な放電を実現することができる。
【００２０】
第５の発明に係る放電制御装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、高圧側のコンデンサの両端電圧が低圧側のコンデンサの両端電圧と略等しくなると、放電制御を終了させるようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための手段をさらに含む。
【００２１】
第５の発明によると、高圧側のコンデンサの両端電圧が低圧側のコンデンサの両端電圧と略等しくなるまで放電制御を実行するので、高圧側のコンデンサの最大限の電荷を用いて、低圧側のコンデンサを充電させることができる。
【００２２】
第６の発明に係る放電制御装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、高圧側のコンデンサの両端電圧が低圧側のコンデンサの両端電圧と略等しく、かつ、安全性を確保できるように予め定められた電圧値より低くなると、放電制御を終了させるようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための手段をさらに含む。
【００２３】
第６の発明によると、安全性を確保できるように予め定められた電圧値より低くなるまで放電制御が継続して実行される。このため、たとえば、メンテナンス作業時に高圧側コンデンサの両端電圧値を、作業者の安全性を確保できる電圧値にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２５】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。また、電気自動車であっても、燃料電池車であってもよい。
【００２６】
ハイブリッド車両は、駆動源としての、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジンという）１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０を含む。なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータ１４０Ａとジェネレータ１４０Ｂ（あるいはモータジェネレータ１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。
【００２７】
ハイブリッド車両には、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータ１４０Ａおよびジェネレータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ
２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０等を含む。
【００２８】
本実施の形態においては、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間にはコンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧値が、モータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂの定格電圧値よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂに電力を供給するときには、コンバータ２４２で電力を昇圧する。このコンバータ２４２には平滑コンデンサが内蔵されており、コンバータ２４２が昇圧動作を行なう際には、この平滑コンデンサに電荷が蓄えられる。
【００２９】
なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。
【００３０】
動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ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。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はプラネタリーキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂに、リングギヤ（Ｒ）によってモータおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギーをモータジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギーに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。
【００３１】
図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ａに供給してモータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ａがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動量を増加する制御を行なう。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。
【００３２】
本実施の形態における技術的特徴は、モータジェネレータ１４０で平滑コンデンサに蓄えられた電荷を消費することができないときに、コンバータ２４２を用いて放電制御を実行する点である。以下、この技術的特徴を詳しく説明する。
【００３３】
図１の中のモータ駆動回路を図２に示す。図２を参照して、モータ駆動回路は、走行用バッテリ２２０と、システムリレーＳＭＲ（１）、ＳＭＲ（２）と、低圧側のコンデンサＣ（１）と、高圧側のコンデンサＣ（２）と、電圧値を昇降圧するコンバータ２４２と、低圧側の電圧センサ３０５と、高圧側の電圧センサ３１０と、インバータ２４０とを備える。
【００３４】
走行用バッテリ２２０は、直流電力を出力する。システムリレーＳＭＲ（１）、ＳＭＲ（２）は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０によってオンされると、走行用バッテリ２２０からの直流電力をコンデンサＣ（１）に供給する。コンデンサＣ（１）は、走行用バッテリ２２０からシステムリレーＳＭＲ（１）、ＳＭＲ（２）を介して供給された直流電力の電圧値を平滑化し、その平滑化された直流電力をコンバータ２４２へ供給する。
【００３５】
コンバータ２４２は、リアクトル３１１と、スイッチング素子として機能するＮＰＮトランジスタ３１２、３１３（以下、トランジスタ３１２をスイッチング素子Ｑ（２）３１２と、トランジスタ３１３をスイッチング素子Ｑ（１）３１３と記載する場合がある）と、ダイオード３１４、３１５とを含む。リアクトル３１１の一方端は走行用バッテリ２２０の電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタ３１２とＮＰＮトランジスタ３１３との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１２のエミッタとＮＰＮトランジスタ３１３のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタ３１２、３１３は、インバータ２４０の電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタ３１２のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタ３１３のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタ３１２、３１３のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード３１４、３１５が接続されている。
【００３６】
コンバータ２４２は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０によってＮＰＮトランジスタ３１２、３１３がオン／オフされ、コンデンサＣ（１）から供給された直流電力の電圧値を昇圧して出力電力をコンデンサＣ（２）に供給する。また、コンバータ２４２は、モータ駆動回路が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータジェネレータ１４０によって発電され、インバータ２４０によって変換された直流電力の電圧値を降圧してコンデンサＣ（１）へ供給する。電圧センサ３０５は、コンデンサＣ（１）の両側の電圧値、すなわち、コンバータ２４２の入力電圧値ＶＬを検出する。
【００３７】
コンデンサＣ（２）は、コンバータ２４２から供給された直流電力の電圧値を平滑化し、その平滑化した直流電力をインバータ２４０へ供給する。電圧センサ３１０は、コンデンサＣ（２）の両側の電圧値、すなわち、コンバータ２４２の出力電圧値ＶＨを検出する。
【００３８】
インバータ２４０は、コンデンサＣ（２）から直流電力が供給されるとＨＶ＿ＥＣＵ３２０からの制御に基づいて直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１４０を駆動する。これにより、モータジェネレータ１４０は、トルク指令値によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２４０は、モータ駆動回路が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータジェネレータ１４０が発電した交流電力をＨＶ＿ＥＣＵ３２０からの制御に基づいて直流電力に変換し、その変換した直流電力をコンデンサＣ（２）を介してコンバータ２４２へ供給する。
【００３９】
特に、コンバータ２４２により昇圧されるときには（たとえば、車両の加速時にエンジンをモータジェネレータでアシストする）、コンデンサＣ（１）およびコンデンサＣ（２）にバッテリ２２０から電力が供給され、電荷が蓄えられる。一方、車両の停止時においては、コンバータ２４２により昇圧されることがないので、コンデンサＣ（１）およびコンデンサＣ（２）に電荷が蓄えられていない。
【００４０】
本実施の形態に係る放電制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＥＣＵに含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit)およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。
【００４１】
図３を参照して、本実施の形態に係る電源回路の放電制御装置を実現するために、ＭＧ＿ＥＣＵ３００が実行する、プログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、サブルーチンであって、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。なお、このフローチャートにおいては、ＳＭＲ（１）および／または（２）が非通電状態であることを前提とする。
【００４２】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＭＧ＿ＥＣＵ３００は、コンデンサＣ（２）の電荷をコンバータ２４２で放電する要求があるか否かを判断する。たとえば、コンデンサＣ（２）に蓄えられた電荷の放電させなければならないにもかかわらず（保守点検（メンテナンス）等）、インバータ２４０やモータジェネレータ１４０によりコンデンサＣ（２）の電荷が消費できない場合に、コンデンサＣ（２）の電荷をコンバータ２４２で放電する要求があると判断される。コンデンサＣ（２）の電荷をコンバータ２４２で放電する要求があると判断されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００４３】
Ｓ２００にて、ＭＧ＿ＥＣＵ３００は、下アーム側のスイッチング素子Ｑ（１）３１３３１３をＯＮにして、上アーム側のスイッチング素子Ｑ（２）３１２をＯＦＦにする。このようにすると、コンバータ２４２の内部において、コンデンサＣ（１）→コイル（リアクトル）Ｌ→スイッチング素子Ｑ（１）３１３とコンデンサＣ（１）の電荷が流れ、コンデンサＣ（１）の電荷がコイルＬおよびスイッチング素子Ｑ（１）３１３で消費される。したがって、電圧値ＶＬが次第に低下する。
【００４４】
Ｓ３００にて、ＭＧ＿ＥＣＵ３００は、コンデンサＣ（１）の両側の電圧値（コンバータ２４２の入力電圧値ＶＬ）を検出する。Ｓ４００にて、ＭＧ＿ＥＣＵ３００は、コンデンサＣ（２）の両側の電圧値（コンバータ２４２の出力電圧値ＶＨ）を検出する。
【００４５】
Ｓ５００にて、ＭＧ＿ＥＣＵ３００は、ＶＨ＝ＶＬであって（コンデンサＣ（２）の両端電圧値がコンデンサＣ（１）の両端電圧値まで低下して）、かつ、しきい値として設定された電圧値ＶＴＨよりも低いか否かを判断する。ＶＨ＝ＶＬ＜ＶＴＨであると（Ｓ５００にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ５００にてＮＯ）、処理はＳ６００へ移される。なお、このしきい値として設定された電圧値ＶＴＨは、ＶＬ（Ｌ）よりも少し高い値であると想定するが（図４参照）、電圧値ＶＴＨの設定は、このような値（ＶＬ（Ｌ）よりも少し高い値）であることに本発明は限定されない。
【００４６】
Ｓ６００にて、ＭＧ＿ＥＣＵ３００は、コンデンサＣ（１）の両端電圧値ＶＬが、ＶＬに対して規定された低い側の電圧値ＶＬ（Ｌ）よりも低いか否かを判断する。ＶＬ＜ＶＬ（Ｌ）であると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、処理はＳ７００へ移される。もしそうでないと（Ｓ６００にてＮＯ）、処理はＳ３００へ戻されて、スイッチング素子Ｑ（１）３１３をＯＮにして、スイッチング素子Ｑ（２）３１２をＯＦＦにした状態を維持する。このような状態が維持されている限り、コンデンサＣ（１）→コイル（リアクトル）Ｌ→スイッチング素子Ｑ（１）３１３とコンデンサＣ（１）の電荷が流れ、コンデンサＣ（１）の電荷を消費し、コンデンサＣ（１）の両端電圧値ＶＬが次第に低下する。
【００４７】
Ｓ７００にて、ＭＧ＿ＥＣＵ３００は、スイッチング素子Ｑ（１）３１３をＯＦＦにして、スイッチング素子Ｑ（２）３１２をＯＮにする。このようにすると、コンバータ２４２の内部において、コンデンサＣ（２）→スイッチング素子Ｑ（２）３１２→コイル（リアクトル）Ｌ→→コンデンサＣ（１）とコンデンサＣ（２）の電荷が流れ、コンデンサＣ（２）の電荷がコイルＬおよびスイッチング素子Ｑ（２）３１２で消費されながら、コンデンサＣ（１）が充電される。したがって、電圧値ＶＬが次第に上昇する。
【００４８】
Ｓ８００にて、ＭＧ＿ＥＣＵ３００は、コンデンサＣ（１）の両側の電圧値（コンバータ２４２の入力電圧値ＶＬ）を検出する。Ｓ９００にて、ＭＧ＿ＥＣＵ３００は、コンデンサＣ（２）の両側の電圧値（コンバータ２４２の出力電圧値ＶＨ）を検出する。
【００４９】
Ｓ１０００にて、ＭＧ＿ＥＣＵ３００は、ＶＨ＝ＶＬであって（コンデンサＣ（２）の両端電圧値がコンデンサＣ（１）の両端電圧値まで低下して）、かつ、しきい値として設定された電圧値ＶＴＨよりも低いか否かを判断する。ＶＨ＝ＶＬ＜ＶＴＨであると（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１０００にてＮＯ）、処理はＳ１０１０へ移される。
【００５０】
Ｓ１１００にて、ＭＧ＿ＥＣＵ３００は、コンデンサＣ（１）の両端電圧値ＶＬが、ＶＬに対して規定された高い側の電圧値ＶＬ（Ｈ）よりも高いか否かを判断する。ＶＬ＞ＶＬ（Ｈ）であると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ戻される。もしそうでないと（Ｓ１１００にてＮＯ）、処理はＳ８００へ戻されて、スイッチング素子Ｑ（１）３１３をＯＦＦにして、スイッチング素子Ｑ（２）３１２をＯＮにした状態を維持する。このような状態が維持されている限り、コンデンサＣ（２）→スイッチング素子Ｑ（２）３１２→コイル（リアクトル）Ｌ→→コンデンサＣ（１）とコンデンサＣ（２）の電荷が流れ、コンデンサＣ（２）の電荷がコイルＬおよびスイッチング素子Ｑ（２）３１２で消費されながら、コンデンサＣ（１）が充電され、コンデンサＣ（１）の両端電圧値ＶＬが次第に上昇する。
【００５１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る車両の動作について、図４を参照して説明する。
【００５２】
コンバータ２４２によるコンデンサＣ（２）の放電が必要であると判断されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、コンバータ２４２のスイッチング素子Ｑ（１）３１３がＯＮにされて、スイッチング素子Ｑ（２）３１２がＯＦＦにされる（Ｓ２００）。このタイミングが図４の時刻Ｔ（１）である。これ以降、時刻Ｔ（２）までの間、コンバータ２４２の内部において、コンデンサＣ（１）→コイル（リアクトル）Ｌ→スイッチング素子Ｑ（１）３１３と、コンデンサＣ（１）の電荷が流れる（コイル電流ＩＬが正値として検出される）。すなわち、コンデンサＣ（１）の電荷がコイルＬおよびスイッチング素子Ｑ（１）３１３で消費され、図４に示すように、電圧値ＶＬが次第に低下する。なお、図４に示すように、時刻Ｔ（１）〜時刻Ｔ（２）において、コンデンサＣ（２）の両端電圧値ＶＨは変化しない。なお、図３および図４において、コイル電流をＩＬとして記載している。
【００５３】
コンデンサＣ（１）の両端電圧値ＶＬおよびコンデンサＣ（２）の両端電圧値ＶＨが検出されて（Ｓ３００、Ｓ４００）、ＶＨ＝ＶＬ＜ＶＴＨであるか否かが判断される（Ｓ５００）。図４の時刻Ｔ（２）においては、まだ、ＶＨ＞ＶＬであるが（Ｓ５００にてＮＯ）、ＶＬがＶＬ（Ｌ）まで低下している（Ｓ６００にてＹＥＳ）。これは、時刻Ｔ（１）〜時刻Ｔ（２）の間において、コンデンサＣ（１）に蓄えられていた電荷が放電されたことを示す。
【００５４】
このようなタイミングである時刻Ｔ（２）において、スイッチング素子Ｑ（１）３１３がＯＦＦにされて、スイッチング素子Ｑ（２）３１２がＯＮにされる。これ以降、時刻Ｔ（３）までの間、コンバータ２４２の内部において、コンデンサＣ（２）→スイッチング素子Ｑ（２）３１２→コイル（リアクトル）Ｌ→→コンデンサＣ（１）とコンデンサＣ（２）の電荷が流れる。このときのコイル電流ＩＬの向きは時刻Ｔ（１）〜時刻Ｔ（２）におけるコイル電流の向きとは逆である（コイル電流ＩＬが負値として検出される）。すなわち、コンデンサＣ（２）の電荷がコイルＬおよびスイッチング素子Ｑ（２）３１２で消費されながら、コンデンサＣ（１）が充電される。したがって、図４に示すように、時刻Ｔ（２）〜時刻Ｔ（３）において、コンデンサＣ（２）の両端電圧値ＶＨは低下して、電圧値ＶＬが次第に上昇する。
【００５５】
コンデンサＣ（１）の両端電圧値ＶＬおよびコンデンサＣ（２）の両端電圧値ＶＨが検出されて（Ｓ８００、Ｓ９００）、ＶＨ＝ＶＬ＜ＶＴＨであるか否かが判断される（Ｓ１０００）。図４の時刻Ｔ（３）においては、まだ、ＶＨ＞ＶＬであるが（Ｓ１０００にてＮＯ）、ＶＬがＶＬ（Ｈ）まで上昇している（Ｓ１１００にてＹＥＳ）。これは、時刻Ｔ（２）〜時刻Ｔ（３）の間において、コンデンサＣ（２）に蓄えられていた電荷が放電されて、コンデンサＣ（１）を充電したことを示す。
【００５６】
さらに、時刻Ｔ（３）〜時刻Ｔ（４）において、時刻Ｔ（１）〜時刻Ｔ（２）と同じ状態にされて、時刻Ｔ（４）〜時刻Ｔ（５）において、時刻Ｔ（２）〜時刻Ｔ（３）と同じ状態にされて、次第にコンデンサＣ（２）の両端電圧値ＶＨが低下する。
【００５７】
時刻Ｔ（５）において、ＶＨがＶＬまで低下してＶＨ＝ＶＬになる。しかしながら、図４のように設定されたしきい値であるＶＴＨよりも高い（Ｓ１０００にてＮＯ）。さらに、ＶＬはＶＬ（Ｈ）まで上昇しているので（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、時刻Ｔ（５）において、コンバータ２４２のスイッチング素子Ｑ（１）３１３がＯＮにされて、スイッチング素子Ｑ（２）３１２をＯＦＦにされる（Ｓ２００）。これ以降、時刻Ｔ（６）までの間、コンバータ２４２の内部において、コンデンサＣ（１）→コイル（リアクトル）Ｌ→スイッチング素子Ｑ（１）３１３とコンデンサＣ（１）の電荷が流れる（コイル電流ＩＬが正値として検出される）。すなわち、コンデンサＣ（１）の電荷がコイルＬおよびスイッチング素子Ｑ（１）３１３で消費され、図４に示すように、電圧値ＶＨおよび電圧値ＶＬが次第に低下する。
【００５８】
時刻Ｔ（６）において、電圧値ＶＨおよび電圧値ＶＬが、十分に低い電圧値であるＶＴＨよりも低くなって（Ｓ５００にてＹＥＳ）、この放電処理が終了する。
【００５９】
以上のようにして、本実施の形態に係る放電制御装置によると、モータジェネレータやインバータを用いて平滑コンデンサに蓄えられた電荷を放電できない場合であっても、昇圧コンバータを用いて速やかに平滑コンデンサに蓄えられた電荷を放電できる。なお、このとき、コンバータの上アームのスイッチング素子をＯＮにして下アームのスイッチング素子をＯＦＦにした状態と、上アームのスイッチング素子をＯＦＦにして下アームのスイッチング素子をＯＮにした状態とを交互に繰り返す。いずれの状態においても、コンバータのスイッチング素子の損失で電荷を消費するのではなく、コンバータ内に電流を流して、より早く電荷を消費させることができるようになる。
【００６０】
なお、図３のフローチャートのＳ５００およびＳ１０００の処理は、ＶＨがＶＬと略等しいとＹＥＳと判断するようにしても構わない。
【００６１】
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特許請求の範囲によって示され、特許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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】ＭＧ＿ＥＣＵで実行される放電処理の制御構造を示すフローチャートである。
【図４】図３に示すプログラムが実行された場合の、各種状態量の変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１２０  エンジン、１４０  モータジェネレータ、１４０Ａ  モータ、１４０Ｂ  ジェネレータ、１６０  駆動輪、１８０  減速機、２００  動力分割機構、２２０  バッテリ、２４０  インバータ、２４２  コンバータ、２６０  バッテリＥＣＵ、２８０  エンジンＥＣＵ、３００  ＭＧ＿ＥＣＵ、３２０  ＨＶ＿ＥＣＵ。
【図１】
2008306795.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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