JP2016171619A - 電力変換装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサの放電をより適切に実施できる電力変換装置の制御装置を提供する。【解決手段】直列接続された複数の半導体スイッチのオンオフにより電力変換を行うインバータ１１と、インバータ１１に並列接続されたコンデンサ１３と、を備える電力変換システムに適用される電力変換装置の制御装置は、コンデンサ１３に蓄積された電荷を急速に放電する急速放電要求があるか否かを判定し、急速放電要求が無いと判定した場合には、半導体スイッチのゲート抵抗を第１抵抗値に設定してスイッチング動作させる。急速放電要求があると判定した場合には、半導体スイッチのゲート抵抗を第１抵抗値よりも大きい第２抵抗値に設定して半導体スイッチをオンオフ駆動させて、コンデンサの電荷を放電させる。【選択図】 図５

Description

本発明は、交流モータに接続される電力変換装置と、電力変換装置に並列接続されたコンデンサとを備える電力変換システムに適用される電力変換装置の制御装置に関するものである。

車両の動力源として交流モータを搭載した車両においては、電力変換装置（以下、インバータ）で直流電圧を交流電圧に変換して交流モータを駆動するとともに、コンデンサで電源ラインの直流電圧を平滑化している。この際、コンデンサにはインバータの電源電圧相当の電荷が蓄積されるため、蓄積電荷が意図せずに放電されることを抑えるために、コンデンサの蓄積電荷を放電する制御が行われている。

例えば特許文献１では、直流電源と、コンデンサ及びインバータとを電気的に切り離した状態で、交流モータのｑ軸指令電流をゼロ、ｄ軸電流指令を非ゼロに設定する。そして、インバータを制御して交流モータを通電制御することで、交流モータの巻線で電気エネルギを消費させる。これにより、交流モータのトルクをゼロに制御しつつ、コンデンサの電荷を放電することができる。

特開平９−７０１９６号公報

交流モータの巻線による電気エネルギの消費量が小さい場合、コンデンサの放電を急速に行う必要がある状況下では、コンデンサの放電に時間を要する課題が生じる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、コンデンサの放電をより適切に実施できる電力変換装置の制御装置を提供することを主たる目的とするものである。

本発明は、直列接続された複数の半導体スイッチを有し該半導体スイッチのオンオフにより電力変換を行う電力変換装置（１１）と、前記電力変換装置に並列接続されたコンデンサ（１３）と、を備える電力変換システムに適用され、前記コンデンサに蓄積された電荷を急速に放電する急速放電要求があるか否かを判定する要求判定手段（１５）と、急速放電要求が無いと判定した場合には、前記半導体スイッチのゲート抵抗を第１抵抗値に設定し、急速放電要求があると判定した場合には、前記半導体スイッチのゲート抵抗を前記第１抵抗値よりも大きい第２抵抗値に設定するゲート抵抗設定手段（５０）と、前記急速放電がある場合に、前記半導体スイッチをオンオフ駆動することにより、前記コンデンサの電荷を放電する放電制御手段（４１〜４６）と、を備えることを特徴とする電力変換装置の制御装置。

本発明によれば、コンデンサに蓄積された電荷を急速に放電する急速放電要求がある場合には、半導体スイッチのゲート抵抗を強制的に大きくした状態で、半導体スイッチをスイッチング動作させるようにした。この場合、半導体スイッチのスイッチング動作を利用して、コンデンサの蓄積電荷の放電をより短時間で完了させることができる。また、急速に放電する急速放電要求がない場合には、電圧、電流、温度の少なくともいずれかに基づいて、半導体スイッチのゲート抵抗を設定することで、半導体スイッチを保護しつつ損失を極力少なくすることもできる。

電力変換システムの概略構成図。 インバータの駆動回路の概略構成図。 モータ制御を説明するブロック図。 急速放電に関する処理手順を示すフローチャート。 急速放電に関する処理手順を示すフローチャート。 急速放電に関する処理手順を示すフローチャート。 電力変換システムの動作の実行例を示す図。 他の実施形態の急速放電に関する処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、車両の動力源としての交流モータを搭載した車両（例えば、ハイブリッド車両や電気自動車）に電力変換装置の制御装置を適用する場合を説明する。

図１において、二次電池等からなる直流電源であるバッテリ１２には、リレー１４を介して昇圧コンバータ１９が接続されている。昇圧コンバータ１９は、バッテリ１２の直流電源を昇圧してシステム電源ラインＬ１とアースラインＬ２との間に直流のシステム電圧を発生させたり、システム電圧を降圧してバッテリ１２に電力を戻したりする機能を持つ。なお昇圧コンバータ１９を省略した構成としてもよい。

システム電源ラインＬ１とアースラインＬ２との間にはシステム電圧を平滑化する平滑コンデンサ１３、電圧制御型の三相のインバータ１１が接続されている。なおインバータ１１に平滑コンデンサ１３が組み込まれた構成としてもよい。

インバータ１１は、６つのスイッチング素子２１〜２６（上アームの各相の３つのスイッチング素子２１，２３，２５と、下アームの各相の３つのスイッチング素子２２，２４，２６）が設けられている。例えば、各スイッチング素子２１〜２６にはＩＧＢＴ素子等が用いられる。各スイッチング素子２１〜２６には、それぞれ還流ダイオード３１〜３６が並列接続されている。また各スイッチング素子２１〜２６には、各スイッチング素子２１〜２６のオン動作とオフ動作とを制御する駆動回路としてのドライブユニット４１〜４６がそれぞれ接続されている。

ここで、図２にドライブユニット４１の概略構成図を示す。なお、他のドライブユニット４２〜４６は、ドライブユニット４１と同じ構成であるため図示並びに詳述は省略する。

ドライブユニット４１は、１チップ化された半導体集積回路であるドライブＩＣ５０、定電圧電源Ｖｏｍ（例えば１５Ｖ）、定電圧電源Ｖｏｍを電力供給源とする定電流電源Ｖ１を備えている。また、ドライブＩＣ５０は、駆動制御部５０ａ、充電回路５０ｂ、放電回路５０ｃを備えている。

充電回路５０ｂは、スイッチング素子２１のゲート端子に接続されたゲート抵抗Ｒ１，Ｒ２、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴのスイッチング素子５１，５２を備えている。放電回路５０ｃは、スイッチング素子２１のゲート端子に接続されたゲート抵抗Ｒ３，Ｒ４，ｎチャネルＭＯＳＦＥＴのスイッチング素子５３，５４を備えている。各スイッチング素子５１〜５４のゲート端子は、駆動制御部５０ａに接続されている。

充電回路１０ｂの各スイッチング素子５１，５２のソース端子は定電流電源Ｖ１に接続されている。スイッチング素子５１のドレイン端子はゲート抵抗Ｒ１に接続されている。スイッチング素子５２のドレイン端子はゲート抵抗Ｒ２に接続されている。なお、ゲート抵抗Ｒ１の抵抗値は、ゲート抵抗Ｒ２の抵抗値よりも大きい値に設定されている（Ｒ１＞Ｒ２）。

放電回路１０ｃの各スイッチング素子５３，５４のソース端子は接地されている。スイッチング素子５３のドレイン端子はゲート抵抗Ｒ３に接続されている。スイッチング素子５４のドレイン端子はゲート抵抗Ｒ４に接続されている。なお、ゲート抵抗Ｒ３の抵抗値は、ゲート抵抗Ｒ４の抵抗値よりも大きい値に設定されている（Ｒ３＞Ｒ４）。

駆動制御部５０ａは、制御装置１５と通信可能に接続されており、制御装置１５との間で制御信号やデータ信号等を送受信して、充電回路１０ｂ及び放電回路１０ｃの状態を切り替える。この際、駆動制御部５０ａは、スイッチング素子２１の物理量を検出する各種センサ（例えば電圧センサ、電流センサ、温度センサ等）による各物理量（電圧、電流、温度）の検出結果に基づいて、スイッチング素子２１のゲート抵抗を切り替える。

すなわち、低電流時等、スイッチング動作に伴って発生するサージ電圧が比較的に小さくなる場合には、スイッチング素子２１に比較的に抵抗値の小さいゲート抵抗Ｒ２，Ｒ４を接続する。この場合、スイッチング速度が大きくなるため、スイッチング損失をより積極的に低減することができる。

一方、高電流時等、スイッチング動作に伴って発生するサージ電圧が比較的に大きくなる場合には、スイッチング素子２１に比較的に抵抗値の大きいゲート抵抗Ｒ１，Ｒ３を接続する。この場合、スイッチング速度が小さくなり、スイッチング動作に伴い発生するサージ電圧が抑えられるため、スイッチング素子２１を過電圧から保護することができる。

このように、スイッチング素子２１の各種物理量の検出結果に基づいて、スイッチング素子２１に接続するゲート抵抗を切り替えることで、スイッチング損失の低減とスイッチング素子の保護（サージ電圧の抑制）との両立を図ることができる。

図１の説明に戻り、交流モータ１０は、例えば、永久磁石が内装された三相の同期電動機であり、ロータ回転位置θ（回転角度）を検出する回転角センサ１８が搭載されている。なお、交流モータ１０のＵ相に流れるＵ相電流ｉｕは、電流センサ１７ａで検出され、Ｗ相に流れるＷ相電流ｉｗは、電流センサ１７ｂで検出される。

交流モータ１０、インバータ１１、昇圧コンバータ１９の各々は、フォトカプラなどの絶縁素子を備えるインターフェース１６を介して、制御装置１５に接続されている。制御装置１５は、車両全体を総合的に制御するＥＣＵ２０と通信可能に接続されている。

ＥＣＵ２０は、アクセル開度（アクセルペダルの操作量）を検出するアクセルセンサ、シフトレバーの操作位置を検出するシフトスイッチ、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ、車速を検出する車速センサ、車体に加わる加速度を検出する加速度センサ（Ｇセンサ）等の各種のセンサやスイッチの出力信号を読み込んで車両の運転状態を検出するものである。

制御装置１５は、ＥＣＵ２０との間で制御信号やデータ信号等を送受信して、車両の運転状態に基づいて交流モータ１０の駆動を制御する。すなわち、車両の通常運転中は、システム電圧が目標電圧となるように昇圧コンバータ１９を制御すると共に、交流モータ１０の出力トルクが目標トルク（トルク指令値）となるようにインバータ１１を制御して交流モータ１０に印加する交流電圧を調整するトルク制御を実行する。

トルク制御では、ＥＣＵ２０から出力されるトルク指令値と、交流モータ１０のＵ相電流ｉｕと、Ｗ相電流ｉｗと、交流モータ１０のロータ回転位置θに基づいて、例えば、正弦波ＰＷＭ制御方式や矩形波制御方式等の制御方式で、三相電圧指令信号を生成してインバータ１１に出力する。

詳しくは、図３に示すように、交流モータ１０のロータ回転座標として設定されたｄ−ｑ座標系において、ｄ軸電流検出値Ｉｄとｑ軸電流検出値Ｉｑをそれぞれ独立にフィードバック制御するために、交流モータ１０のトルク指令値Ｔｒｑとに基づいて、指令電流ベクトル（ｄ軸電流指令値ＳＩｄ，ｑ軸電流指令値ＳＩｑ）をマップ又は数式等により演算する。

また、交流モータ１０のＵ相電流ｉｕとＷ相電流ｉｗ（電流センサ１７ａ，１７ｂの出力信号）と、交流モータ１０のロータ回転位置θ（回転角センサ１８の出力信号）とに基づいて、交流モータ１０に流れる電流の検出値である検出電流ベクトル（ｄ軸電流検出値Ｉｄ，ｑ軸電流検出値Ｉｑ）を演算する。

この後、ｄ軸電流指令値ＳＩｄとｄ軸電流検出値Ｉｄとの偏差ΔＩｄが小さくなるようにＰＩＤ制御等によりｄ軸電圧指令値Ｖｄを演算すると共に、ｑ軸電流指令値ＳＩｑとｑ軸電流検出値Ｉｑとの偏差ΔＩｑが小さくなるようにＰＩＤ制御等によりｑ軸電圧指令値Ｖｑを演算して、指令電圧ベクトル（ｄ軸電圧指令値Ｖｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｑ）を求める。

この指令電圧ベクトル（ｄ軸電圧指令値Ｖｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｑ）と、交流モータ１０のロータ回転位置θ（回転角センサ１８の出力信号）とに基づいて、三相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを演算した後、これらの三相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを、例えば、正弦波ＰＷＭ制御方式又は矩形波制御方式等で三相の電圧指令信号Ｓ１〜Ｓ６に変換して、これらの三相の電圧指令信号Ｓ１〜Ｓ６を、インバータ１１において対応する各ドライブユニット４１〜４６に出力する。

各ドライブユニット４１〜４６は、各電圧指令信号Ｓ１〜Ｓ６に基づいて、各スイッチング素子２１〜２６のオン動作とオフ動作とを制御する。例えば、ドライブユニット４１の駆動制御部５０ａは、電圧指令信号Ｓ１のオン期間は、充電回路５０ｂをオン状態、放電回路５０ｃをオフ状態にする。電圧指令信号Ｓ１のオフ期間は、充電回路５０ｂをオフ状態、放電回路５０ｃをオン状態にする。また上述したように、ドライブユニット４１は、インバータ１１の現在の物理量に応じて、充電回路１０ａのスイッチング素子５１，５２、放電回路１０ｃのスイッチング素子５３，５４のいずれをオンオフするかを決定する。

以上により、各スイッチング素子２１〜２６のオン動作とオフ動作とを切り替えるスイッチング動作が行われることで、直流電力と交流電力との間で電力変換がされる。そして、平滑コンデンサ１３により直流電圧が平滑化される際に、平滑コンデンサ１３に電荷が蓄積されることとなる。

ところで、平滑コンデンサ１３の蓄積電荷が直ちに放電されることが要求される場合がある。例えば、車両に外部衝突が加えられた場合等には、平滑コンデンサ１３の蓄積電荷による影響を抑えるために、平滑コンデンサ１３の電荷が短時間で放電されることが求められる。この際、各スイッチング素子を保護しつつ損失を極力少なくするように、ゲート抵抗値が小さい値に設定されていると、各スイッチング素子のスイッチング動作に伴う電気エネルギの消費量が小さいため、平滑コンデンサ１３の放電に時間を要する課題が生じてしまう。

そこで、本実施形態では、平滑コンデンサ１３の電荷を短時間で放電する要求（以下、急速放電要求と記す）が生じた場合には、各スイッチング素子２１〜２６のゲート抵抗の抵抗値を強制的に大きい値に設定する。そして、リレー１４をオフ（開状態）にした後、インバータ１１のスイッチング動作を利用して、平滑コンデンサ１３の蓄積電荷を消費させる。詳しくは、スイッチング動作のオン期間は、各スイッチング素子２１〜２６のゲート端子にゲート抵抗Ｒ１を接続し、オフ期間はゲート抵抗Ｒ３を接続した状態で、各スイッチング素子２１〜２６をオンオフする。このように、ゲート抵抗が大きい状態でスイッチング動作がされることで、スイッチング損失が増加し、ひいては、平滑コンデンサ１３の蓄積電荷を短時間で放電させることができる。

また本実施形態の制御装置１５は、急速放電要求がある場合には、リレー１４をオフとした状態で、交流モータ１０の巻線での電気エネルギ消費（すなわちジュール熱による電力消費）を利用して、平滑コンデンサ１３の蓄積電荷を消費させる。この場合、インバータ１１による電力消費に、交流モータ１０の電力消費が更に加えられることとなり、平滑コンデンサ１３の蓄積電荷の消費量が更に増加するため、平滑コンデンサ１３の放電をより短時間で終了させることができる。

この際、交流モータ１０が回転すると、その回転の状態によっては、動力伝達系（例えば変速機等）のギヤ機構の歯と歯が衝突して音のノイズが発生したり、車両が動くといった不都合が生じたりする可能性がある。

そこで制御装置１５は、平滑コンデンサ１３の蓄積電荷を放電するに際して、交流モータ１０のトルク発生に寄与しないｄ軸電流を流すためにｄ軸電圧指令値Ｖｄを非ゼロ（α）に設定する。一方、交流モータ１０のトルク発生に寄与するｑ軸電流を流さないためにｑ軸電流指令値ＳＩｑをゼロに設定する。そして、交流モータ１０のＵ相電流ｉｕとＷ相電流ｉｗと、交流モータ１０のロータ回転位置θとに基づいて、ｑ軸電流検出値Ｉｑを演算し、ｑ軸電流指令値ＳＩｑとｑ軸電流検出値Ｉｑとの偏差ΔＩｑが小さくなるようにＰＩＤ制御等によりｑ軸電圧指令値Ｖｑを設定するｑ軸電流フィードバック制御を実行する。

その後、指令電圧ベクトル（ｄ軸電圧指令値Ｖｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｑ）と、交流モータ１０のロータ回転位置θとに基づいて、三相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを演算した後、これらの三相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを、例えば、正弦波ＰＷＭ制御方式又は矩形波制御方式等で三相の電圧指令信号Ｓ１〜Ｓ６に変換し、これらの三相の電圧指令信号Ｓ１〜Ｓ６をインバータ１１に出力して、交流モータ１０の通電を制御することで、交流モータ１０の巻線で電気エネルギを消費（ジュール熱に変換）して、交流モータ１０のトルクをほぼ０に制御した状態で、平滑コンデンサ１３に蓄えられた電荷を放電する。この場合、交流モータ１０のトルクをゼロに制御しつつ、平滑コンデンサ１３の蓄積電荷の放電量を増加させることができる。

次に、制御装置１５が行う平滑コンデンサ１３の放電処理の手順を図４〜図６のフローチャートを用いて説明する。なお以下の各処理は、車両の図示を略すイグニッションスイッチがオンの状態で、制御装置１５が所定周期で繰り返し実施する。

まず、図４の処理において、急速放電要求が無いか否かを判定する（Ｓ１１）。例えば、車両に搭載された加速度センサ等（図示略）の検出値が所定未満の場合には、車両の衝突検知はないと判定する。加速度センサ等の検出値が所定以上の場合には、車両の衝突検知があると判定する。急速放電要求が無いと判定した場合には、急速放電要求フラグをオフにする（Ｓ１２）。急速放電要求があると判定した場合には、急速放電要求フラグをオンにし（Ｓ１３）、リレー１４をオフにする（Ｓ１４）。

次に図５を用いて、急速放電処理における条件設定処理ついて説明する。まず急速放電要求フラグがオンであるか否かを判定する（Ｓ２１）。急速放電要求フラグがオフの場合には、処理を終了する。急速放電要求フラグがオンの場合には、ゲート抵抗を最大値に設定する（Ｓ２２）。本実施形態の場合、電圧指令信号Ｓ１のオン期間は各スイッチング素子２１〜２６にゲート抵抗Ｒ１を接続し、電圧指令信号Ｓ１のオフ期間は各スイッチング素子２１〜２６にゲート抵抗Ｒ３を接続する。次に、交流モータ１０の各指令電流を設定する。すなわち、ｑ軸指令電流０、ｄ軸電流指令を非ゼロ（α）に設定する（Ｓ２３）。

次に図６を用いて、制御装置１５による急速放電処理について説明する。まず、急速放電要求フラグがオフであるか否かを判定する（Ｓ３１）。肯定判定した場合には、通常運転時の処理を行う（Ｓ３２）。通常運転時の処理では、上述したように、交流モータ１０の出力トルクが目標トルクとなるように、ｄ軸電流指令値ＳＩｄ，ｑ軸電流指令値ＳＩｑをマップ又は数式等により演算する。そして上述のようにして求めた電圧指令信号Ｓ１〜Ｓ６を、インバータ１１の対応する各ドライブユニット４１〜４６に出力する。一方、インバータ１１においては、現在の物理量に基づいてゲート抵抗が設定され、スイッチング動作により電力変換をする。

一方、急速放電要求フラグがオンの場合には、図示を略す電圧センサで検出したインバータ１１の入力電圧Ｖ、すなわち平滑コンデンサ１３の両端電圧が所定の判定値Ｖａ以上であるか否かを判定する（Ｓ３３）。判定値Ｖａは、例えば平滑コンデンサ１３の放電が完了した際の平滑コンデンサ１３の両端電圧又はその付近の電圧に設定される。

インバータ１１の入力電圧Ｖが判定値Ｖａ未満と判定した場合には、平滑コンデンサ１３の急速放電処理を終了する。インバータ１１の入力電圧が判定値Ｖａよりも高いと判定した場合には、平滑コンデンサ１３の急送放電処理を行う（Ｓ３４）。

すなわち、交流モータ１０のｑ軸電流指令値ＳＩｑをゼロ、ｄ軸電流指令値ＳＩｄを非ゼロ（α）に設定した状態で、交流モータ１０を駆動して、交流モータ１０の巻線で電気エネルギを消費する（ジュール熱に変換する）。また、インバータ１１の各スイッチング素子２１〜２６に対して抵抗値の大きいゲート抵抗Ｒ１，Ｒ３を切替接続しながら、インバータ１１をスイッチング動作させて平滑コンデンサ１３の蓄積電荷を放電する。

次に上記処理の作用効果について図７を用いて説明する。なお図７では、本実施形態の処理を行わない場合のインバータ１１の消費電力とシステム電圧を破線で示している。図７において、急速放電要求が発生すると、リレー１４がオフになるとともに、急速放電要求フラグがオンになる（ｔ１）。そして、ｑ軸指令電流がゼロ、ｄ軸電流指令が非ゼロに設定されるとともに、インバータ１１のゲート抵抗が大きい値に設定され、インバータ１１の消費電力が増加される。これにより、システム電圧（平滑コンデンサ１３の両端電圧）の減少度合いが高められる。そのため、本実施形態の処理を実施しない場合に比べて、平滑コンデンサ１３の放電を完了するまでに要する時間を短縮できる。

上記によれば以下の優れた効果を奏することができる。

・平滑コンデンサ１３に蓄積された電荷を急速に放電する急速放電要求がある場合には、スイッチング素子２１〜２６のゲート抵抗を強制的に大きくした状態で、スイッチング素子２１〜２６のスイッチング動作を行うようにした。この場合、スイッチング素子２１〜２６のスイッチング動作に伴う電力消費量が増加するため、平滑コンデンサ１３を短時間で放電させることができる。

・車両の外部衝突が発生した際に、急送放電要求があると判定するようにした。この場合、平滑コンデンサ１３の蓄電電荷の放電が短時間で完了させることにより、外部衝突の発生状態で平滑コンデンサ１３に電荷が残されていることによる影響を早期に回避できる。

・急速放電要求がある場合に、スイッチング素子２１〜２６のゲート抵抗値を設定可能な抵抗値の最大値に設定する場合、スイッチング素子２１〜２６の電力消費量を増加し、平滑コンデンサ１３の電荷を早期に完了させる効果を高めることができる。

・急速放電要求がある場合に、スイッチング素子２１〜２６のゲート抵抗値を大きくした状態でスイッチング動作させることに加えて、交流モータ１０の巻線による電気エネルギ消費を利用して、平滑コンデンサ１３の蓄積電荷を放電させるようにした。この場合、平滑コンデンサ１３の蓄積電荷の放電をより短時間で完了させる効果を高めることができる。

・急速放電要求が無い場合には、スイッチング素子２１〜２６の各物理特性（電圧、電流、温度）を用いて、スイッチング素子２１〜２６のスイッチング損失が少なくなるように、ゲート抵抗の抵抗値を設定するようにした。この場合、急速放電要求が無い場合には、スイッチング素子２１〜２６のスイッチング損失を抑えることができる。

なお本発明は上記に限定されず以下のように実施してもよい。なお以下の説明において上記と同様の構成には同じ図番号を付し詳細な説明は省略する。

・上記において、急速放電要求の有無に応じて、ＰＷＭ制御方式で電圧指令信号を生成する際のキャリア周波数が可変設定されてもよい。例えば、図８の処理において、急送放電要求フラグがオフであるか否かを判定する（Ｓ４１）。急速放電要求フラグがオフの場合には、キャリア周波数ｆ１に設定する。一方、急速放電要求フラグがオンの場合には、キャリア周波数を強制的に増加してキャリア周波数ｆ２（＞ｆ１）に設定する。この場合、急速放電要求が行われる際のインバータ１１の単位時間当たりのスイッチング回数を増加させることができ、平滑コンデンサ１３の蓄積電荷をより短時間で放電する効果を高めることができる。

・上記では、急速放電要求がある場合に、インバータ１１のオン期間及びオフ期間の両方でゲート抵抗値を大きくしているが、少なくともオン期間及びオフ期間の一方におけるゲート抵抗値が大きい値に設定されればよい。この場合にも、平滑コンデンサ１３の電荷の放電に要する時間を短縮することができる。

・上記では、急速放電要求がある際に、インバータ１１及び交流モータ１０の駆動を利用して、平滑コンデンサ１３を放電させているが、インバータ１１のスイッチング動作による電力消費量が、交流モータ１０のジュール熱損失に比べて大きい場合、インバータ１１のスイッチング動作のみを利用して、平滑コンデンサ１３の急速放電が行われてもよい。

・上記において、急速放電要求は、加速度センサの検出結果以外のパラメータを用いて実施してもよい。例えば、イグニッションスイッチがオフ後の車両点検時においても、急速放電要求があると判定されてもよい。

・上記では、２つのゲート抵抗を切り替えることにより、ゲート抵抗値が２段階で設定されるようにしている。これ以外にも、ゲート抵抗が複数段階で可変設定されるようにしてもよい。例えば図２において、充電回路１０ｂ，放電回路１０ｃのそれぞれに異なる抵抗値を有するｎ個（ｎ＞３）のゲート抵抗を切り替え可能に設けてもよい。これ以外にも、充電回路１０ｂ、放電回路１０ｃのそれぞれに可変抵抗を設けることで、ゲート抵抗値が連続的に設定されるようにしてもよい。これらの場合にも、急速放電要求が無い場合には、インバータ１１の電流、電圧、温度等のパラメータに基づきゲート抵抗を設定し、急速放電要求がある場合には、ゲート抵抗を最大値に設定すればよい。

・上記において、電力変換システムのシステム電源ラインＬ１とアースラインＬ２との間には平滑コンデンサ１３以外のコンデンサ成分が接続されることがある。例えば、昇圧コンバータ１９の入力コンデンサ（図示略）が接続されることがある。このように、電力変換システムが複数のコンデンサ成分を備えている場合、急速放電要求が生じた際には、全てのコンデンサ成分の蓄積電荷が放電されるように放電制御をするとよい。

１１…インバータ、１３…平滑コンデンサ、１５…制御装置、５０…ドライブＩＣ、５０ａ…駆動制御部。

Claims (6)

1. 直列接続された複数の半導体スイッチを有し該半導体スイッチのオンオフにより電力変換を行う電力変換装置（１１）と、前記電力変換装置に並列接続されたコンデンサ（１３）と、を備える電力変換システムに適用され、
   前記コンデンサに蓄積された電荷を急速に放電する急速放電要求があるか否かを判定する要求判定手段（１５）と、
   急速放電要求が無いと判定した場合には、前記半導体スイッチのゲート抵抗を第１抵抗値に設定し、急速放電要求があると判定した場合には、前記半導体スイッチのゲート抵抗を前記第１抵抗値よりも大きい第２抵抗値に設定するゲート抵抗設定手段（５０）と、
   前記急速放電がある場合に、前記半導体スイッチをオンオフ駆動することにより、前記コンデンサの電荷を放電する放電制御手段（４１〜４６）と、
   を備えることを特徴とする電力変換装置の制御装置。
2. 前記電力変換システムが搭載された車両における外部衝突の発生の有無を判定する衝突判定手段（１５）を備え、
   前記要求判定手段は、外部衝突の発生があると判定された際に、急速放電要求があると判定する請求項１に記載の電力変換装置の制御装置。
3. 前記衝突判定手段は、自車両に加わる加速度の検出結果に基づいて、前記外部衝突の有無を判定する請求項２に記載の電力変換装置の制御装置。
4. 前記ゲート抵抗設定手段は、前記半導体スイッチのゲート抵抗の抵抗値を複数段階で切替設定可能であり、前記急速放電要求があると判定された場合には、前記ゲート抵抗の抵抗値を設定可能な抵抗値の最大値に設定する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御装置。
5. 前記電力変換装置で駆動される交流モータ（１０）を備える電力変換システムに適用され、
   前記急速放電要求があると判定した場合に、前記交流モータのトルク発生に寄与しないｄ軸電流を流すためにｄ軸電圧指令値を非ゼロの値に設定すると共に、前記交流モータのトルク発生に寄与するｑ軸電流を流さないためにｑ軸電流指令値をゼロに設定して、前記交流モータの通電を制御する交流モータ制御手段を備える請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御装置。
6. 前記急速放電要求が無いと判定した場合には、前記半導体スイッチの電圧、電流、温度の少なくともいずれかに基づいて、前記半導体スイッチの前記ゲート抵抗を設定する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御装置。

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