(57)【要約】【課題】  絶縁抵抗の劣化時にも安全性を確保可能なように動作条件を修正して、動作を継続可能な電力変換装置を提供する。【解決手段】  電源１２０は、入力電圧Ｖ１を供給する。電圧変換回路１３０は、電源１２０からの入力電圧Ｖ１を電気負荷１５０の駆動に用いられる動作電圧Ｖ２へ変換する。検出回路１７０は、電圧変換回路１３０の出力側の絶縁抵抗値Ｒを測定する。制御回路１６０は、検出回路１７０によって検出された絶縁抵抗値Ｒに応じて、電圧変換回路１３０における、入力電圧Ｖ１に対する動作電圧Ｖ２の比で示される電圧変換比Ｋ（Ｋ＝Ｖ２／Ｖ１）を制御する。制御回路１６０は、絶縁抵抗の劣化時において、動作電圧Ｖ２が絶縁抵抗の正常時よりも低くなるように電圧変換比Ｋを設定する。【選択図】        図２
2005176449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧を受けて、電気負荷の駆動に用いられる動作電圧へ変換する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路の出力側の絶縁抵抗を検出する検出回路と
前記動作電圧の設定値を決める制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記検出回路によって検出された前記絶縁抵抗の劣化時における前記動作電圧を、前記絶縁抵抗の正常時での前記動作電圧よりも低く設定する、電力変換装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記動作電圧が前記絶縁抵抗に応じて決まる制限電圧を超えないように、検出された前記絶縁抵抗に応じて前記動作電圧を設定する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制限電圧は、前記動作電圧に対して確保が必要な絶縁抵抗の比で示される所定の規格レートの逆数と、検出された前記絶縁抵抗との積で示される、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記制限電圧が前記電圧変換回路によって出力可能な最高電圧よりも高い場合には、前記動作電圧の上限値が前記最高電圧となる範囲で前記動作電圧を設定し、前記制限電圧が前記電圧変換回路によって出力可能な最低電圧よりも低い場合には、前記動作電圧が前記最低電圧となるように前記動作電圧を設定し、前記制限電圧が前記最低電圧よりも高くかつ前記最高電圧よりも低い場合には、前記動作電圧の上限値が前記上限電圧となる範囲で前記動作電圧を設定する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電圧変換回路は前記入力電圧を昇圧可能であり、
前記制御回路は、前記制限電圧が前記入力電圧よりも低い場合には、前記動作電圧を前記入力電圧と等しく設定する、請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
直流電圧である前記入力電圧を供給する直流電源装置と、
請求項１から５のいずれか１項に記載の電力変換装置と、
前記電気負荷として設けられ、少なくとも１つの車輪を駆動可能な交流電動機とを備え、
前記電力変換装置は、
前記電圧変換回路および前記交流電動機の間に設けられ、前記動作電圧と前記交流電動機を駆動制御する交流電圧との間の電力変換を行なうインバータをさらに含む、自動車。
【請求項７】
前記電圧変換回路は、前記入力電圧を昇圧可能である、請求項６に記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力変換装置に関し、より特定的には、絶縁抵抗の検出機能を備えた電力変換装置およびそれを備えた自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
感電に対する電気安全性能を確保するために、ＩＳＯ（International Standards Organization）規格やＥＣＥ（Economic Commission for Europe）規格では、電圧に対する絶縁抵抗値を確保することが要求されている。すなわち、絶縁抵抗のレートＫＲ（Ω／Ｖ）が規格値として規定され、動作電圧がＶｓであるシステムでは、絶縁抵抗：Ｒ＝ＫＲ・Ｖｓ（Ω）を確保することが必要とされる。
【０００３】
したがって、動作中の絶縁抵抗を正確に検出することが安全上重要であり、ハイブリッドカーや電気自動車等の電動車両を走行させるモータを駆動する電源装置の漏電を正確に検出する漏電検出装置が開示されている（たとえば特許文献１）。
【０００４】
また、電気負荷および当該電気負荷の駆動電力を発生する電力変換装置（電源装置）から構成されるシステムにおいて、当該電力変換装置に直流−交流間の電力変換のみでなく、電圧レベルを変換する機能をも持たせる構成も知られている。たとえば、ハイブリッド車の駆動装置において、入力電圧を昇圧コンバータによって昇圧した後に電動機ユニットを駆動する交流電圧に変換する構成が開示されている（たとえば特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−３２５３０２号公報
【特許文献２】特開２００３−１３４６０６号公報
【特許文献３】特開２００１−３３０６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および２には、絶縁抵抗の劣化時に電力変換装置（電源装置）の動作条件を変化させる構成は開示されていない。したがって、絶縁抵抗の劣化時には、安全性を確保するために装置の運転を停止させるか、あるいは、安全性の改善が考慮されない同じ条件下で装置の運転を継続させるかの選択肢しか存在しないことになる。
【０００６】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、絶縁抵抗の劣化時にも安全性が確保されるように動作条件を修正して、運転を継続可能な電力変換装置およびそれを搭載した自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による電力変換装置は、電圧変換回路と、制御回路と、検出回路とを備える。電圧変換回路は、入力電圧を受けて電気負荷の駆動に用いられる動作電圧へ変換する。検出回路は、電圧変換回路の出力側の絶縁抵抗を検出する。制御回路は、動作電圧の設定値を決定し、検出回路によって検出された絶縁抵抗の劣化時における動作電圧を、絶縁抵抗の正常時での動作電圧よりも低く設定する。
【０００８】
好ましくは、制御回路は、動作電圧が絶縁抵抗に応じて決まる制限電圧を超えないように、検出された絶縁抵抗に応じて動作電圧を設定する。
【０００９】
さらに好ましくは、制限電圧は、動作電圧に対して確保が必要な絶縁抵抗の比で示される所定の規格レートの逆数と、検出された絶縁抵抗との積で示される。
【００１０】
あるいは好ましくは、制御回路は、制限電圧が電圧変換回路によって出力可能な最高電圧よりも高い場合には、動作電圧の上限値が最高電圧となる範囲で動作電圧を設定し、制限電圧が電圧変換回路によって出力可能な最低電圧よりも低い場合には、動作電圧が最低電圧となるように動作電圧を設定し、制限電圧が最低電圧よりも高くかつ最高電圧よりも低い場合には、動作電圧の上限値が上限電圧となる範囲で動作電圧を設定する。
【００１１】
さらに好ましくは、電圧変換回路は入力電圧を昇圧可能であり、制御回路は、制限電圧が入力電圧よりも低い場合には、動作電圧を入力電圧と等しく設定する。
【００１２】
この発明による自動車は、直流電圧である入力電圧を供給する直流電源装置と、請求項１から５のいずれか１項に記載の電力変換装置と、電気負荷として設けられ、少なくとも１つの車輪を駆動可能な交流電動機とを備える。電力変換装置は、電圧変換回路および交流電動機の間に設けられ、動作電圧と交流電動機を駆動制御する交流電圧との間の電力変換を行なうインバータをさらに含む。
【００１３】
好ましくは、電圧変換回路は、入力電圧を昇圧可能である。
【発明の効果】
【００１４】
この発明による電力変換装置は、動作中に絶縁抵抗を検出して、絶縁抵抗の劣化時には動作電圧を低下させることができるので、絶縁抵抗が劣化しても安全性を確保して運転を継続することが可能である。
【００１５】
特に、動作電圧が、動作電圧に対して確保が必要な絶縁抵抗の比で示される所定の規格レートの逆数と検出された絶縁抵抗との積で示される制限電圧を超えないように設定されるので、ＩＳＯ規格やＥＣＥ規格で規定された絶縁抵抗の規格値を満足させることができる。
【００１６】
また、電圧変換回路が昇圧可能な構成であれば、上記制限電圧が電圧変換回路への入力電圧よりも低い場合には、昇圧動作を行なわず入力電圧と動作電圧とを同一レベルとすることにより、絶縁抵抗の劣化に伴う安全性の低下が相対的に改善される。
【００１７】
この発明による自動車は、車輪駆動用の交流電動機を駆動制御する電力変換装置において、動作中に絶縁抵抗を検出して、絶縁抵抗の劣化時には動作電圧を低下させることができる。このため、絶縁性の確保が困難な自動車においても、ＩＳＯ規格やＥＣＥ規格等で規定された絶縁抵抗の規格レート（Ω／Ｖ）を満足するように、絶縁抵抗の劣化に対する安全性の低下を防いで運転を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
図１は、本発明による電力変換装置を搭載するハイブリッド自動車の構成を説明する概略ブロック図である。
【００２０】
図１を参照して、この発明の実施の形態によるハイブリッド自動車１００は、バッテリ１０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）２０と、動力出力装置３０と、ディファレンシャルギア（ＤＧ：Differential Gear）４０と、前輪５０Ｌ，５０Ｒと、後輪６０Ｌ，６０Ｒと、フロントシート７０Ｌ，７０Ｒと、リアシート８０とを備える。
【００２１】
「直流電源装置」であるバッテリ１０は、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成り、直流電圧をＰＣＵ２０へ供給するとともに、ＰＣＵ２０からの直流電圧によって充電される。バッテリ１０は、リアシート８０の後方部に配置される。
【００２２】
動力出力装置３０は、ダッシュボード９０よりも前側のエンジンルームに配置される。ＰＣＵ２０は、動力出力装置３０と電気的に接続される。動力出力装置３０は、ＤＧ４０と連結される。
【００２３】
ＰＣＵ２０は、バッテリ１０からの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を交流電圧に変換して動力出力装置３０に含まれるモータジェネレータＭＧを駆動制御する。また、ＰＣＵ２０は、動力出力装置３０に含まれるモータジェネレータＭＧが発電した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ１０を充電する。すなわち、ＰＣＵ２０は、バッテリ１０によって供給される直流電力と、モータジェネレータＭＧを駆動制御する交流電力との間での電力変換を行なう「電力変換装置」に相当する。
【００２４】
動力出力装置３０は、エンジンおよび／またはモータジェネレータＭＧによる動力をＤＧ４０を介して前輪５０Ｌ，５０Ｒに伝達して前輪５０Ｌ，５０Ｒを駆動する。また、動力出力装置３０は、前輪５０Ｌ，５０ＲによるモータジェネレータＭＧの回転力によって発電し、その発電した電力をＰＣＵ２０へ供給する。すなわち、モータジェネレータＭＧは、少なくとも１つの車輪を駆動可能な「交流電動機」としての役割を果たす。ＤＧ４０は、動力出力装置３０からの動力を前輪５０Ｌ，５０Ｒに伝達するとともに、前輪５０Ｌ，５０Ｒの回転力を動力出力装置３０へ伝達する。
【００２５】
次に、この発明による電力変換装置の一般的な構成および、図１に示したハイブリッド自動車１００に搭載された場合の具体的な構成について説明する。
【００２６】
図２は、この発明による電力変換装置の構成を示す回路図である。
【００２７】
図２を参照して、この発明による電力変換装置１１０は、電圧変換回路１３０の入力側に配置されて入力電圧Ｖ１を供給する電源１２０と、入力電圧Ｖ１を動作電圧Ｖ２へ変換する電圧変換回路１３０と、電圧変換回路１３０および電気負荷１５０の間に設けられた電気負荷駆動回路１４０と、制御回路１６０と、検出回路１７０とを備える。
【００２８】
動作電圧Ｖ２は電気負荷１５０の駆動に用いられ、電気負荷駆動回路１４０は、動作電圧Ｖ２を受けて電気負荷１５０の駆動電力を生成する。あるいは、電気負荷駆動回路１４０の配置を省略して、電圧変換回路１３０から出力された動作電圧Ｖ２によって直接電気負荷１５０が駆動される構成とすることもできる。逆に言えば、電圧レベル変換後の動作電圧Ｖ２をさらに電力変換して電気負荷１５０を駆動する構成とする場合に、電気負荷駆動回路１４０の配置が必要となる。このように、電気負荷駆動回路１４０の配置は必須のものではなく、その配置が必要となるかどうかは電気負荷１５０の態様に応じて決められる。
【００２９】
検出回路１７０は、電圧変換回路１３０の出力側の絶縁抵抗値Ｒを測定する。制御回路１６０は、検出回路１７０によって検出された絶縁抵抗値Ｒに応じて電圧変換回路１３０における電圧変換比Ｋを制御することによって、動作電圧Ｖ２の設定値を決める。なお、電圧変換比Ｋは、入力電圧Ｖ１に対する動作電圧Ｖ２の比で示される（すなわち、Ｋ＝Ｖ２／Ｖ１）。
【００３０】
なお、この発明による電力変換装置において、絶縁抵抗の検出手法、すなわち検出回路１７０の構成は特に限定されるものではなく、公知の手法を好ましい設計に合わせて採用可能である。
【００３１】
図３は、図２に示した制御回路の動作を説明するフローチャートである。
【００３２】
図３を参照して、検出回路１７０の出力信号をサンプリングすることにより、制御回路１６０は、絶縁抵抗を検出する（ステップＳ１００）。制御回路１６０は、検出された絶縁抵抗値Ｒに応じて、以下に示す手法により、電圧変換回路１３０からの出力電圧である動作電圧Ｖ２を決定する（ステップＳ１１０）。
【００３３】
図４は、制御回路による動作電圧の決定手法を詳細に説明する図である。
【００３４】
図４の横軸は、検出された絶縁抵抗値Ｒ（Ω）を示し、縦軸は、電圧変換回路１３０からの出力される動作電圧Ｖ２（Ｖ）の設定値を示す。
【００３５】
上述のＩＳＯ規格やＥＣＥ規格により、動作電圧Ｖ２に対して確保が必要な絶縁抵抗の比で規定される絶縁抵抗の規格レートＫＲ（Ω／Ｖ）が定められるので、制御回路１６０は、動作電圧Ｖ２が少なくとも、検出された絶縁抵抗値Ｒに応じて、規格上必要な絶縁抵抗が確保可能なように定められる「制限電圧」を超えないように設定する必要がある。制限電圧は、図４中に点線３００で示されるように、上記規格レートの逆数（１／ＫＲ）と検出された絶縁抵抗値Ｒとの積で示される。
【００３６】
動作電圧Ｖ２の上限値は、さらに、電圧変換回路１３０の出力可能範囲を考慮して、図４中の設定特性線３１０に従って決定される。
【００３７】
図４の縦軸上に示される、動作電圧Ｖ２の最高電圧ＶＴｍａｘおよび最低電圧ＶＴｍｉｎは、入力電圧Ｖ１および電圧変換回路１３０での電圧変換比Ｋの可能範囲によって決定される。電圧変換比Ｋの可変範囲は、電圧変換回路１３０の回路構成や回路定数に従って予め決められる。たとえば、電圧変換回路１３０が入力電圧を昇圧可能な構成（Ｋ≧１．０）である場合には、最低電圧ＶＴｍｉｎは入力電圧Ｖ１と等しくなる。
【００３８】
なお、この発明による電力変換装置において、電圧変換回路１３０の電圧変換比Ｋの可能範囲は特に限定されず、電圧レベル変換機能を具備する限り任意の回路構成を採用することができる。
【００３９】
まず、制限電圧（点線３００）が動作電圧Ｖ２の最高電圧ＶＴｍａｘよりも大きい領域３２４では、動作電圧Ｖ２の上限値は、電圧変換比Ｋの最大値に対応する最高電圧ＶＴｍａｘに設定される。
【００４０】
これに対して、制限電圧（点線３００）が動作電圧Ｖ２の最低電圧ＶＴｍｉｎよりも小さい領域３２０では、動作電圧Ｖ２の上限値は、電圧変換比Ｋの最小値に対応する最低電圧ＶＴｍｉｎと等しく設定される。
【００４１】
なお、この領域３２０では、規格レートＫＲを満足していないため、電気負荷１５０の態様等によっては運転を停止させるが必要がある。あるいは、規格レートＫＲを満足していなくても、安全上致命的な問題とならない電気負荷１５０の態様においては、運転者等に警告メッセージを発した上で、運転を継続させてもよい。この場合に、この発明による構成では、動作電圧Ｖ２を下限まで降下させることにより、絶縁抵抗の劣化による安全性の低下が相対的には改善されることになる。
【００４２】
さらに、上記の領域３２０および３２４の中間の領域３２２では、動作電圧Ｖ２の上限値は、制限電圧（点線３００）と等しくなる。すなわち、動作電圧Ｖ２の上限値は、規格レートＫＲを満たすことが可能な範囲内での最高値に設定される。
【００４３】
領域３２２および３２４では、動作電圧Ｖ２は、設定特性線３１０で示される上限値を超えない範囲で電気負荷１５０での効率を考慮して決められる。一般的には、動作電圧Ｖ２を高くして負荷電流を下げる方が、負荷効率を高めることができるので、動作電圧Ｖ２を絶縁抵抗値Ｒに対応した上限値に設定することにより、装置全体での低消費電力化が図られる。一方、領域３２０では、動作電圧Ｖ２は、設定特性線３１０に示される最低電圧ＶＴｍｉｎに決定される。
【００４４】
領域３２０および３２２の境界値となる絶縁抵抗をＲｔ１とし、領域３２２および３２４の境界値となる絶縁抵抗をＲｔ２とすると、Ｒｔ１＝ＫＲ・ＶＴｍｉｎおよびＲｔ２＝ＫＲ・ＶＴｍａｘで示される。制御回路１６０は、上述のように動作電圧Ｖ２の上限値を設定することにより、絶縁抵抗が十分確保された正常時に対応する領域３２４から絶縁抵抗が低下した場合、すなわちＲ＜Ｒｔ２となった場合には、絶縁抵抗が劣化したと判断して、図４に示した設定特性線３１０に従って動作電圧Ｖ２を正常時よりも低く設定することができる。
【００４５】
再び図３を参照して、制御回路１６０は、ステップＳ１２０で設定された動作電圧Ｖ２から電圧変換比Ｋを設定し、かつ、設定された電圧変換比で電圧変換回路１３０が動作するように制御指示を発する（ステップＳ１２０）。この発明の電力変換装置の動作時において、ステップＳ１００〜Ｓ１２０の動作は、所定周期経過ごとに実行される（ステップＳ１３０）。
【００４６】
この結果、この発明の電力変換装置では、その動作中に絶縁抵抗を定期的に検出して、絶縁抵抗の劣化時には動作電圧を低下させることにより、安全性を確保して運転を継続することができる。
【００４７】
特に、動作電圧が絶縁抵抗と所定の規格レートとの積で示される制限電圧を超えないように設定されるので、動作電圧に対する絶縁抵抗値の比で規定された絶縁抵抗の規格値を満足させることができる。
【００４８】
次に、この発明による電力変換装置を図１に示したハイブリッド自動車１００に搭載されるＰＣＵ２０として適用した場合の具体的な構成について説明する。
【００４９】
図５は、この発明による電力変換装置の代表例である図１に示したＰＣＵの構成を説明する回路図である。
【００５０】
図５を参照して、ＰＣＵ２０は、検出回路１７０と、起動リレー２０２，２０４と、平滑コンデンサ２１０，２４０と、コンバータ２２０と、インバータ２５０とを含む。
【００５１】
なお、以下の説明で明らかになるように、バッテリ１０は、図２に示した「電源１２０」に相当し、コンバータ２２０は、図２に示した「電圧変換回路１３０」に相当する。特に、コンバータ２２０は、入力電圧を昇圧可能である電圧変換回路の例として示される。同様に、インバータ２５０は、図２に示した「電気負荷駆動回路１４０」に相当し、モータジェネレータＭＧは、図２に示した「電気負荷１５０」に相当する。
【００５２】
起動リレー２０２は、電源ライン２０１とバッテリ１０の正極との間に接続され、起動リレー２０４は、アースライン２０５とバッテリ１０の正極との間に接続される。起動リレー２０２，２０４は、運転時に導通し、運転停止時に非導通となる。
【００５３】
平滑コンデンサ２１０は、電源ライン２０１およびアースライン２０５の間に接続され、バッテリ１０からの入力電圧Ｖ１を平滑化する。
【００５４】
コンバータ２２０は、リアクトル２３０と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。この実施の形態におけるスイッチング素子としては、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が適用される。
【００５５】
リアクトル２３０は、電源ライン２０１と、スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２の接続ノードとの間に接続される。スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２は、電源ライン２０６とアースライン２０５との間に直列に接続される。各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２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ように逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、制御回路（ＥＣＵ：Electrical Control Unit）１６０からのゲート信号Ｇ１，Ｇ２に応答して、オン・オフ制御、すなわちスイッチング制御される。
【００５６】
コンデンサ２４０は、コンバータ２２０の出力電圧、すなわちインバータ２５０の入力電圧である動作電圧Ｖ２を平滑するために、電源ライン２０６とアースライン２０５との間に接続される。
【００５７】
アースライン２０５は、絶縁抵抗を介して自動車１００（図１）のボディによりアースされる。コンバータ２２０の出力側、すなわち高圧側における絶縁抵抗値Ｒについて、上述した規定レートの確保が問題となる。
【００５８】
インバータ２５０は、Ｕ相アーム２５１、Ｖ相アーム２５２およびＷ相アーム２５３からなる。Ｕ相アーム２５１、Ｖ相アーム２５２およびＷ相アーム２５３は、電源ライン２０６とアースライン２０５との間に並列に接続される。Ｕ相アーム２５１は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４からなり、Ｖ相アーム２５２は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６からなり、Ｗ相アーム２５３は、直列に接続されたスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８からなる。また、各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８は、制御回路１６０からのゲート信号Ｇ３〜Ｇ８に応答して、オン・オフ制御、すなわちスイッチング制御される。
【００５９】
各相アームの中間点は、３相の永久磁石モータであるモータジェネレータＭＧの各相コイル２６１〜２６３の各相端に接続されている。コイル２６１〜２６３の一端は、中性点に共通接続される。なお、モータジェネレータＭＧとしては、相数（３相）および形式（永久磁石モータ）を限定することなく交流電動機を適用可能である。
【００６０】
コンバータ２２０は、電源ライン２０１とアースライン２０５との間にバッテリ１０から供給された入力電圧Ｖ１を受けて、ゲート信号Ｇ１，Ｇ２に応答したスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング制御によって、入力電圧Ｖ１を昇圧して動作電圧Ｖ２を生成してコンデンサ２４０に供給する。
【００６１】
コンバータ２２０での昇圧比、すなわち電圧変換比Ｋ＝Ｖ２／Ｖ１は、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２のオン期間比（デュ−ティ比）に応じて決まる。また、コンバータ２２０における入力電圧Ｖ１から動作電圧Ｖ２への変換においてはＫ≧１．０であり、動作電圧Ｖ２の最小電圧は入力電圧Ｖ１に等しい。
【００６２】
コンデンサ２４０は、コンバータ２２０からの動作電圧Ｖ２を平滑化してインバータ２５０へ供給する。インバータ２５０は、コンデンサ２４０からの動作電圧Ｖ２を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧを駆動する。
【００６３】
また、インバータ２５０は、ゲート信号Ｇ３〜Ｇ８に応答したスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング制御によって、モータジェネレータＭＧが発電した交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサ２４０に供給する。コンデンサ２４０は、モータジェネレータＭＧからの直流電圧を平滑化してコンバータ２２０へ供給する。コンバータ２２０は、コンデンサ２４０からの直流電圧を降圧してバッテリ１０または、補機電源用のＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）へ供給する。
【００６４】
制御回路１６０は、モータジェネレータＭＧでモータ指令値に応じたトルク・回転数等が生じるように、各種センサからの出力値に応じて、インバータ２５０の動作を制御するゲート信号Ｇ３〜Ｇ８を生成する。各種センサからの出力値には、たとえば、モータジェネレータの位置センサ・速度センサからの出力、各相での電流センサ出力、動作電圧Ｖ２の検出センサ出力が含まれる。
【００６５】
制御回路１６０は、図３および図４に示した制御方式に従って、検出回路１７０によって測定された絶縁抵抗値Ｒに応じて動作電圧Ｖ２を決定し、さらに、決定された動作電圧Ｖ２に応じた電圧変換比（昇圧比）Ｋが実現されるように、ゲート信号Ｇ１，Ｇ２を生成する。
【００６６】
このような構成とすることにより、ハイブリッド自動車１００において、運転中に絶縁抵抗を定期的に検出して、絶縁抵抗の劣化時にも、動作電圧を低下させることにより安全性を確保して運転を継続することができる。
【００６７】
以上のように、この実施の形態では、この発明による電力変換装置が車輪駆動用の交流電動機を電気負荷としてハイブリッド自動車に搭載される構成例を説明した。特に、自動車では絶縁性の確保が困難であることから、ＩＳＯ規格やＥＣＥ規格等で絶縁抵抗の規格レート（Ω／Ｖ）が厳しく規定されているため、本発明による電力変換装置を適用する意義は大きい。
【００６８】
ただし、この発明による電力変換装置の適用は、上述した構成例に限定されるものではない。すなわち、電圧変換機能および絶縁抵抗検出機能を有する電力変換装置に対して、電気負荷等を特に限定することなく、この発明を適用することが可能である。
【００６９】
なお、図５の構成例では、昇圧可能な電圧変換回路の具体例として、非絶縁型のコンバータ２２０を示したが、当該コンバータとして他の回路構成のもの、たとえば電源と負荷との間にトランスを設ける構成の絶縁型コンバータ等を用いてもよい。
【００７０】
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】
【００７１】
【図１】本発明による電力変換装置を搭載するハイブリッド自動車の構成を説明する概略ブロック図である。
【図２】この発明による電力変換装置の構成を示す回路図である。
【図３】図２に示した制御回路の動作を説明するフローチャートである。
【図４】制御回路による動作電圧の決定手法を詳細に説明する図である。
【図５】この発明による電力変換装置の代表例である図１に示したＰＣＵの構成を説明する回路図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  バッテリ、３０  動力出力装置、１００  ハイブリッド自動車、１１０  電力変換装置、１２０  電源、１３０  電圧変換回路、１４０  電気負荷駆動回路、１５０  電気負荷、１６０  制御回路、１７０  検出回路、２０１，２０６  電源ライン、２０５  アースライン、２１０，２４０  平滑コンデンサ、２２０  コンバータ、２５０  インバータ、３１０  設定特性線（動作電圧上限値）、３２０〜３２４  領域（絶縁抵抗値）、Ｇ１〜Ｇ８  ゲート信号、Ｋ  電圧変換比（電圧変換回路）、ＭＧ  モータジェネレータ、Ｑ１〜Ｑ８  スイッチング素子、Ｒ  絶縁抵抗値、Ｖ１  入力電圧、Ｖ２  動作電圧、ＶＴｍａｘ  最高電圧、ＶＴｍｉｎ  最低電圧。
【図１】
2005176449.tif 000003
【図２】
2005176449.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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