JP5403010B2 - コンデンサの放電回路 - Google Patents

Description

本発明は、直流電源と、一対の入力端子を有して且つ該一対の入力端子を介して前記直流電源と接続される電力変換回路と、前記一対の入力端子間に接続されるコンデンサとを備えるシステムに適用されるコンデンサの放電回路に関する。

従来、下記特許文献１に見られるように、スイッチを介してバッテリがインバータ、コンデンサ及び抵抗体（放電抵抗体）に並列接続されるシステムが知られている。詳しくは、上記システムに備えられるコンデンサは、インバータの一対の入力端子間の電圧変動を抑制する機能を有している。また、放電抵抗体は、スイッチがオフされてバッテリ及びインバータ間が遮断される状況下においてコンデンサの放電を行う放電経路の役割を担っている。

特開２００５−２５３２７６号公報

ところで、放電抵抗体に断線（オープン故障）等の異常が生じると、コンデンサの放電を行うことができなくなるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、放電抵抗体に異常が生じる場合であっても、コンデンサの放電経路を確保することのできるコンデンサの放電回路を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

第１の発明は、直流電源と、一対の入力端子を有して且つ該一対の入力端子を介して前記直流電源と接続される電力変換回路と、前記一対の入力端子間に接続されるコンデンサとを備えるシステムに適用され、前記一対の入力端子間には、複数の抵抗体の直列接続体が複数並列接続されていることを特徴とする。

上記発明では、電力変換回路の一対の入力端子間に複数の抵抗体の直列接続体が複数並列接続されている。すなわち、コンデンサの放電経路が複数備えられている。このため、並列接続された複数の上記直列接続体の一部に例えばオープン故障が生じる場合であっても、コンデンサの放電経路を確保することができる。

さらに、上記発明では、コンデンサの放電経路として抵抗体の直列接続体を採用している。これにより、抵抗体に電流が流れることに伴い発生する熱を分散させたり、抵抗体の両端の絶縁距離を確保したりすることもできる。

第２の発明は、第１の発明において、複数の前記直列接続体のうち対となる直列接続体について、該対となる直列接続体のうち一方を構成する前記抵抗体同士の接続点と、他方を構成する前記抵抗体同士の接続点との間の電位差に基づき、前記抵抗体の異常の有無を判断する異常判断手段を更に備えることを特徴とする。

抵抗体にオープン故障等の異常が生じると、異常が生じた抵抗体を含む放電経路の電流の流通態様が変化し、異常が生じた抵抗体を含む上記直列接続体と他の直列接続体との間の電位差が変化する。この点に鑑み、上記発明では、上記対となる直列接続体のうち一方を構成する抵抗体同士の接続点と、他方を構成する抵抗体同士の接続点との間の電位差に基づき、抵抗体の異常の有無を判断する。

第３の発明は、第２の発明において、前記電位差とは、前記抵抗体に異常が生じていない場合に同一電位になると想定される前記対となる直列接続体のそれぞれの前記接続点の間の電位差であることを特徴とする。

上記発明では、抵抗体の異常の有無の判断に上記電位差を用いることで、例えば上記一対の入力端子間の電位差が変動する場合であっても、抵抗体の異常の有無を適切に判断することができる。

第４の発明は、第２又は３の発明において、前記システムには、前記一対の入力端子間の電位差を検出する電圧検出回路が更に備えられ、前記電圧検出回路は、前記一対の入力端子のうち一方の電位及び基準となる電位の電位差を前記一対の直列接続体のうち一方を構成する前記抵抗体の一部によって分圧した値と、前記一対の入力端子のうち他方の電位及び基準となる電位の電位差を前記一対の直列接続体のうち他方を構成する前記抵抗体の一部によって分圧した値とに基づき、前記一対の入力端子間の電圧を検出し、前記異常判断手段は、前記電圧検出回路によって検出される電位差に基づき、前記抵抗体の異常の有無を判断することを特徴とする。

上記発明では、電力変換回路の入力端子の電位及び基準となる電位の電位差を上記直列接続体を構成する抵抗体の一部によって分圧した値に基づき、上記一対の入力端子間の電位差を検出する電圧検出回路を備えている。そして、上記発明では、電圧検出回路によって検出される電位差に基づき、抵抗体の異常の有無を判断する。こうした上記発明によれば、異常判断用に新たに部品が追加されることを抑制でき、コンデンサの放電回路の部品数の増大を好適に抑制することができる。これにより、放電回路が備えられるシステムの体格及びコストの増大を抑制することができる。

なお、電圧検出回路としては、例えば差動増幅回路を採用することができる。

第５の発明は、第２の発明において、前記抵抗体に異常が生じていない場合に電位が相違すると想定される前記対となる直列接続体のそれぞれの前記接続点の電位の比較に基づき、論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」のいずれかの信号を出力するコンパレータを更に備え、前記異常判断手段は、前記コンパレータから出力される論理値が反転することに基づき、前記抵抗体の異常の有無を判断することを特徴とする。

上記発明では、上記コンパレータから出力される論理値を用いて抵抗体の異常の有無を判断することができる。

第６の発明は、第２〜５の発明のいずれか１つにおいて、前記対となる直列接続体のうち、一方を構成する前記抵抗体の接続点と、他方を構成する前記抵抗体の接続点とを接続する電気経路と、前記電気経路に設けられて且つ該電気経路を開閉する電子制御式の開閉手段と、前記異常判断手段によって前記抵抗体に異常が生じた旨判断された場合、前記開閉手段を閉状態とさせる操作手段とを更に備えることを特徴とする。

放電回路の有するいずれかの抵抗体にオープン故障が生じる場合、故障が生じた抵抗体を含む抵抗体の直列接続体をコンデンサの放電経路として用いることができなくなる。この場合、残余の放電経路によってコンデンサの放電が行われることから、コンデンサの放電時間が伸長したり、放電経路として使用される抵抗体を流れる電流の増大に起因して抵抗体の発熱量が増大したりするおそれがある。

この点、上記発明では、抵抗体に異常が生じた旨判断された場合、操作手段によって開閉手段を閉状態とさせることで、異常が生じた抵抗体を含む上記直列接続体のうち正常な抵抗体をコンデンサの放電経路として極力用い、コンデンサの放電経路の合計抵抗値を低減させる。これにより、コンデンサの放電時間の伸長を抑制したり、一部の抵抗体に電流が流れることに伴う発熱量の増大を抑制したりすることができる。

第７の発明は、第２〜６の発明のいずれか１つにおいて、前記異常判断手段は、前記電位差が変化を開始してから規定時間経過後の該電位差を前記抵抗体の異常判断に用いることを特徴とする。

上記発明では、抵抗体の異常判断に上記態様の電位差を用いることで、異常判断に用いる電位差にノイズが混入することに起因して抵抗体の異常の有無を誤判断することを抑制することができる。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 第２の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる抵抗体の異常判断手法を示す図。 同実施形態にかかる異常判断用の電位差の取得タイミングを示す図。 第３の実施形態にかかるシステム構成図。 第４の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる抵抗体の異常判断手法を示す図。 第５の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる放電経路の形成態様を示す図。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかるコンデンサの放電回路をハイブリッド車両の主機回転機に接続される電力変換システムに適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。

図示されるように、モータジェネレータ１０は、車載主機であり、図示しない駆動輪に機械的に連結されている。モータジェネレータ１０は、インバータ１２及び昇圧回路１４を介して高圧バッテリ１６に接続されている。

詳しくは、高圧バッテリ１６は、例えば百Ｖ以上となる端子電圧を有する蓄電池である。また、昇圧回路１４は、図示しない一対のスイッチング素子の直列接続体と、これに並列接続されて且つインバータ１２に対する出力電圧の変動を抑制するコンデンサ１７（平滑コンデンサ）と、図示しないリアクトルとを備え、上記スイッチング素子の操作によって高圧バッテリ１６の直流電圧を所定の直流電圧（例えば「６５０Ｖ」）を上限として昇圧する機能を有する。

なお、上述したようにコンデンサ１７は昇圧回路１４に備えられるものであるが、図中、説明の便宜上、昇圧回路１４とコンデンサ１７とを各別に表記している。また、高圧バッテリ１６及び昇圧回路１４間には、これらの間を導通及び遮断するリレー１８が設けられている。

昇圧回路１４の一対の出力端子には、インバータ１２の一対の入力端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ相を接続する点）が接続されている。インバータ１２は、スイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｕｎの直列接続体と、スイッチング素子Ｓｖｐ，Ｓｖｎの直列接続体と、スイッチング素子Ｓｗｐ，Ｓｗｎの直列接続体とを備えて構成されており、これら各直列接続体の接続点がモータジェネレータ１０のＵ，Ｖ，Ｗ相にそれぞれ接続されている。なお、本実施形態では、これらスイッチング素子Ｓ＊＃（＊＝ｕ，ｖ，ｗ、＃＝ｐ，ｎ）として、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いている。また、これらスイッチング素子Ｓ＊＃にはそれぞれ、ダイオードＤ＊＃が逆並列に接続されている。

また、インバータ１２の一対の入力端子間には、放電回路２０が接続されている。放電回路２０は、後述する放電制御処理を行うことができなくなる非常時においてコンデンサ１７の放電を行うためのものである。

マイクロコンピュータ（マイコン２２）は、上記インバータ１２を操作することで、モータジェネレータ１０の制御量（例えばトルク）を制御する制御手段である。また、マイコン２２は、昇圧回路１４のスイッチング素子を操作することで、昇圧回路１４の出力電圧を操作する。詳しくは、マイコン２２は、フォトカプラ等の絶縁手段を備えるインターフェース２４及び図示しない駆動回路を介してインバータ１２や昇圧回路１４の各スイッチング素子に操作信号を出力することで、インバータ１２や昇圧回路１４を操作する。ここで、インターフェース２４に絶縁手段を備えるのは、インバータ１２や高圧バッテリ１６を備える車載高圧システムと、マイコン２２を備える車載低圧システムとを絶縁するためである。

特に、マイコン２２は、放電制御処理を行う。この処理は、リレー１８がオフされて（開状態とされて）高圧バッテリ１６及び昇圧回路１４間が遮断される状況下、コンデンサ１７の放電を行うものであり、その後の車両メンテナンス等に備えて安全を確保することを目的とするものである。本実施形態では、放電制御処理を、モータジェネレータ１０に無効電流を流すように（モータジェネレータ１０の生成トルクを０とするように）インバータ１２を操作する処理とする。こうした放電制御処理によれば、迅速にコンデンサ１７の放電を行うことができる。

ところで、車両の衝突等によって電力変換システムが損傷することがある。具体的には、例えば、マイコン２２の電力供給源が断たれたり、スイッチング素子Ｓ＊＃の実装される回路基板が損傷したりする。電力変換システムが損傷すると、インバータ１２を適切に通電操作できなくなること等によって放電制御処理を行うことができなくなる懸念がある。こうした非常時に備えて上記放電回路２０が備えられるものの、この回路に異常が生じる場合には、コンデンサ１７の放電を適切に行うことができなくなる懸念がある。

こうした事態を回避すべく、本実施形態では、複数の抵抗体（抵抗素子）の直列接続体が一対（２つ）並列接続されてなる放電回路２０を採用している。

詳しくは、放電回路２０は、一対の高抵抗体２６，２８の並列接続体からなる。高抵抗体２６，２８のそれぞれは、複数（図中、５つを例示）の抵抗体の直列接続体である。

これら高抵抗体２６，２８の並列接続体の一端は、インバータ１２の正極側の入力端子（コンデンサ１７の正極側の端子）である正極入力端子ＴＨに接続され、他端は、昇圧回路１４やインバータ１２の負極側の入力端子（コンデンサ１７の負極側の端子）である負極入力端子ＴＮに接続されている。

ちなみに、本実施形態において、高抵抗体２６，２８のそれぞれを構成する抵抗体の数（５つ）は同一であり、高抵抗体２６，２８のそれぞれの抵抗値も同一である。また、高抵抗体２６，２８のそれぞれの合計抵抗値は、例えば数ｋΩに設定されている。

こうした構成によれば、例えば、高抵抗体２６，２８のうち一方の一部の抵抗体にオープン故障が生じる場合であっても、他方によってコンデンサ１７の放電経路を確保することができる。

ちなみに、高抵抗体２６，２８を複数の抵抗体の直列接続体とするのは、主に以下の２つの理由のためである。第１の理由は、各抵抗体の抵抗値を小さくすることで、抵抗体に電流が流れることに伴い発生する熱を分散させるためである。

そして、第２の理由は、抵抗体の両端の絶縁距離を確保するためである。つまり、高抵抗体を単一の抵抗体にて構成する場合、その両端の距離を十分に長くする必要が生じるが、これを満たす部材を構成することが困難である。このため、複数の抵抗体にて各放電経路を構成し、抵抗体の両端の絶縁距離を確保する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）インバータ１２の入力端子間に一対の高抵抗体２６，２８を並列接続した。このため、これら高抵抗体２６，２８のうち一方を構成する抵抗体の一部にオープン故障が生じる場合であっても、他方によってコンデンサ１７の放電経路を確保することができる。すなわち、コンデンサ１７の放電経路を２重系とすることができ、コンデンサ１７の放電回路２０の信頼性を向上させることができる。

（２）高抵抗体２６，２８を複数の抵抗体の直列接続体とした。これにより、抵抗体に電流が流れることに伴い発生する熱を分散させたり、抵抗体の両端の絶縁距離を確保したりすることができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図２に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図２において、先の図１に示した部材と同一の部材については、便宜上同一の符号を示している。

図示されるように、高抵抗体２６，２８を構成する抵抗体の接続点は、差動増幅回路３０に接続されている。詳しくは、高抵抗体２６を構成する抵抗体同士の接続点のうち正極入力端子ＴＨ側（高電位側）から所定順番目（２番目）の接続点は、抵抗体３２を介して差動増幅回路３０の有するオペアンプ３４の非反転入力端子に接続されている。また、高抵抗体２８を構成する抵抗体同士の接続点のうち正極入力端子ＴＨ側から上記所定順番目（２番目）の接続点は、抵抗体３６を介してオペアンプ３４の反転入力端子に接続されている。

オペアンプ３４の非反転入力端子と抵抗体３２の接続点とは、抵抗体３８を介して接地されており、オペアンプ３４の反転入力端子と出力端子とは、抵抗体４０によって接続されている。また、オペアンプ３４の出力端子は、マイコン２２に接続されている。

なお、本実施形態において、高抵抗体２６のうち抵抗体３２（オペアンプ３４の非反転入力端子）との接続点よりも正極入力端子ＴＨ側の抵抗体を抵抗体Ａと称し、高抵抗体２６のうち抵抗体３２との接続点よりも負極入力端子ＴＮ側の抵抗体を抵抗体Ｂと称すこととする。また、高抵抗体２８のうち抵抗体３６（オペアンプ３４の反転入力端子）との接続点よりも正極入力端子ＴＨ側の抵抗体を抵抗体Ｃと称し、高抵抗体２８のうち抵抗体３６との接続点よりも負極入力端子ＴＮ側の抵抗体を抵抗体Ｄと称すこととする。

マイコン２２は、差動増幅回路３０の出力電圧Ｖ０を取り込み、これに基づき放電回路２０を構成する高抵抗体２６，２８の異常判断処理を行う。以下、この処理について説明する。

図３に、本実施形態にかかる高抵抗体２６，２８の異常判断処理態様を示す。なお、図中、差動増幅回路３０の出力電圧Ｖ０は、インバータ１２の入力電圧（コンデンサ１７の充電電圧）をＶｉｎとし、差動増幅回路３０の増幅率を１とした場合の値である。

図示されるように、高抵抗体２６，２８に異常が生じていない場合（高抵抗体２６，２８が正常な場合）、オペアンプ３４の反転入力端子及び非反転入力端子間に電位差が生じないことから、差動増幅回路３０の出力電圧Ｖ０は「０」となる。

これに対し、高抵抗体２６，２８の一部に異常が生じる場合には、差動増幅回路３０の出力電圧Ｖ０が「０」から変化する。すなわち、出力電圧Ｖ０が「０」以外の値になると判断された場合に高抵抗体２６，２８の一部に異常が生じている旨判断することができる。

ここで、本実施形態では、図４に示すように、差動増幅回路３０の出力電圧Ｖ０が変化を開始するタイミング（時刻ｔ１）から規定時間（フィルタ時間Ｔｆｉｌ）経過するタイミング（時刻ｔ２）における上記出力電圧Ｖ０を異常判断処理に用いている。これは、高抵抗体２６，２８の異常の有無の誤判断を抑制するためである。つまり、例えば、インバータ１２のスイッチング素子Ｓ＊＃の開閉操作等に起因して、差動増幅回路３０の出力電圧Ｖ０に高周波ノイズが混入することがある。この場合、高抵抗体２６，２８に異常が生じていないにもかかわらず、同図に示すように、時刻ｔ１において例えば抵抗体Ｂにオープン故障が生じる場合の出力電圧Ｖ０が一時的に検出され、抵抗体に異常が生じている旨誤判断されるおそれがある。ここで、抵抗体に異常が生じる場合には通常、上記出力電圧Ｖ０が変化した後、上記出力電圧Ｖ０は、抵抗体の異常発生態様に応じた値を継続して示すと考えられる。このため、上記フィルタ時間Ｔｆｉｌ経過時の出力電圧Ｖ０を異常判断処理に用いることで、高抵抗体２６，２８の異常の有無の誤判断を抑制する。

ちなみに、マイコン２２は、高抵抗体２６，２８に異常が生じている旨判断した場合、その旨をマイコン２２の備えられるＥＣＵ（制御装置）よりも上位のＥＣＵに通知するフェール処理を行う。これにより、上位のＥＣＵ側で異常が生じたことを把握することができ、ひいては上位のＥＣＵからユーザにその旨を通知することなどができる。

以上詳述した本実施形態によれば、上記第１の実施形態の効果に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。

（３）高抵抗体２６，２８のそれぞれについて、抵抗体の接続点のうち高抵抗体２６，２８が正常な場合に同一電位になると想定される接続点の間の電位差を差動増幅回路３０によって増幅した。そして、差動増幅回路３０の出力電圧Ｖ０が「０」以外の値になると判断された場合、高抵抗体２６，２８に異常が生じている旨判断する異常判断処理を行った。これにより、例えばインバータ１２の入力電圧が変動する状況下であっても、高抵抗体２６，２８の異常の有無を的確に判断することができる。

（４）高抵抗体２６，２８に異常が生じている旨判断された場合、フェール処理を行った。これにより、電力変換システムの信頼性が低下した状態でこのシステムが継続して使用される事態を回避することができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図５に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図５において、先の図２に示した部材と同一の部材については、便宜上同一の符号を示している。

本実施形態では、差動増幅回路３０を、高抵抗体２６，２８の異常判断に加えて、インバータ１２の入力電圧を検出する電圧検出回路として用いる。

ここで、電圧検出回路は、マイコン２２がスイッチング素子の操作信号を生成するに際してインバータ１２の入力電圧を参照するために必要とされ、インバータ１２の入力電圧をマイコン２２内のアナログデジタル変換器の入力可能電圧に変換する機能を有する。

また、電圧検出回路としての差動増幅回路３０は、一対の入力端子の電位をマイコン２２を備える低圧システムの接地基準での電位に変換する機能を備える。これは、本実施形態において、高圧システムの基準電位と低圧システムの基準電位とが相違するためである。具体的には、基準電位となる負極入力端子ＴＮの電位ＶＮは、低圧システムにおける基準電位よりも低くなっている。これは、本実施形態では、コンデンサ１７の正極電位と負極電位との中央値を低圧システムの基準電位としているためである。これは、コンデンサ１７の両端の電圧を抵抗体によって分圧したものを低圧システムの基準電位とすることで実現することができる。なお、低圧システムの基準電位は、接地電位（車体電位）である。

詳しくは、高抵抗体２８を構成する抵抗体同士の接続点のうち正極入力端子ＴＨ側から所定順番目（２番目）の接続点は、抵抗体４４，４６を介してオペアンプ３４の反転入力端子に接続されている。また、抵抗体４６及びオペアンプ３４の反転入力端子の接続点は、抵抗体４８を介して接地されている。

高抵抗体２６を構成する抵抗体同士の接続点のうち正極入力端子ＴＨ側から所定順番目（２番目）の接続点は、抵抗体５０，５２を介してオペアンプ３４の非反転入力端子に接続されている。また、抵抗体５２及びオペアンプ３４の非反転入力端子の接続点は抵抗体５４を介して接地されている。

なお、高抵抗体２８の合計抵抗値（例えば数ｋΩ）や抵抗体４８の抵抗値（例えば数ｋΩ）は、正極入力端子ＴＨからオペアンプ３４の反転入力端子までの電気経路上の高抵抗体２８の一部及び抵抗体４４，４６の合計抵抗値（例えば数ＭΩ）よりも十分に小さい。また、高抵抗体２６の合計抵抗値（例えば数ｋΩ）や抵抗体５４の抵抗値（例えば数ｋΩ）は、正極入力端子ＴＨからオペアンプ３４の非反転入力端子までの電気経路上の高抵抗体２６の一部及び抵抗体５０，５２の合計抵抗値（例えば数ＭΩ）よりも十分に小さい。

高抵抗体２６のうち正極入力端子ＴＨ側とこの端子ＴＨとを接続する電気経路には、この経路を開閉する電子制御式の第１のスイッチＳＷ１が設けられている。また、高抵抗体２８のうち負極入力端子ＴＮ側とこの端子ＴＮとを接続する電気経路には、この経路を開閉する電子制御式の第２のスイッチＳＷ２が設けられている。これらスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、マイコン２２によって開閉操作される。

なお、本実施形態では、第１，第２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を、マイコン２２による通電操作によって開状態とされ、通電操作の停止によって閉状態とされるノーマリクローズ型のものを想定している。

こうした構成において、通常のインバータ１２の操作がなされる状況下において、差動増幅回路３０は電圧検出回路として機能する場合、第１，第２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方が開状態とされる。これにより、正極入力端子ＴＨの電位ＶＨと接地電位との電位差は、高抵抗体２８の一部（図中、２つを例示）及び抵抗体４４，４６の直列接続体と抵抗体４８とによって分圧された後、オペアンプ３４の反転入力端子に印加される。また、負極入力端子ＴＮの電位ＶＮと接地電位との電位差は、高抵抗体２６の一部（図中、２つを例示）及び抵抗体５０，５２の直列接続体と抵抗体５４とによって分圧された後、オペアンプ３４の非反転入力端子に印加される。

一方、高抵抗体２６，２８の異常判断処理を実行したり、放電制御処理が実行できなくなったりする場合には、第１，第２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方が閉状態とされる。これにより、コンデンサ１７の放電経路が形成される。

なお、本実施形態では、例えばモータジェネレータ１０の制御処理等が行われる周期よりも十分長い所定周期（例えば数時間）で第１，第２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉状態とする処理を行う。すなわち、コンデンサ１７及び高抵抗体２６，２８を含む閉ループ回路が常時形成されない。このため、高圧バッテリ１６に高抵抗体２６，２８が常時並列接続されることを回避することができ、高圧バッテリ１６から高抵抗体２６，２８に電流が流れることによる消費電力を低減させることができる。

このように、本実施形態では、差動増幅回路３０をインバータ１２の入力電圧の検出と、高抵抗体２６，２８の異常判断処理との双方に用いる回路構成を採用した。このため、異常判断処理のために新たに素子等が追加されることを抑制でき、放電回路２０の部品数の増大を好適に抑制することができ、ひいては放電回路２０が備えられる電力変換システムの体格及びコストの増大を抑制することができる。

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、差動増幅回路に代えて、コンパレータを用いた異常判断処理を行う。

図６に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図６において、先の図２に示した部材と同一の部材については、便宜上同一の符号を示している。

図示されるように、本実施形態では、高抵抗体２６を構成する抵抗体を正極入力端子ＴＨ側から順に、一対の抵抗体Ａ１、抵抗体Ａ３及び一対の抵抗体Ａ２とする。また、高抵抗体２８を構成する抵抗体を正極入力端子ＴＨ側から順に、一対の抵抗体Ｂ１、抵抗体Ｂ３及び一対の抵抗体Ｂ２とする。

抵抗体Ａ１及び抵抗体Ａ３の接続点は、第１コンパレータ５６の反転入力端子に接続され、抵抗体Ｂ３及び抵抗体Ｂ２の接続点は、第１コンパレータ５６の非反転入力端子に接続されている。

抵抗体Ｂ１及び抵抗体Ｂ３の接続点は、第２コンパレータ５８の反転入力端子に接続され、抵抗体Ａ３及び抵抗体Ａ２の接続点は、第２コンパレータ５８の非反転入力端子に接続されている。

一対の抵抗体Ｂ１同士の接続点は、第３コンパレータ６０の反転入力端子に接続され、抵抗体Ａ１及び抵抗体Ａ３の接続点は、第３コンパレータ６０の非反転入力端子に接続されている。

抵抗体Ｂ３及び抵抗体Ｂ２の接続点は、第４コンパレータ６２の反転入力端子に接続され、一対の抵抗体Ａ２同士の接続点は、第４コンパレータ６２の非反転入力端子に接続されている。

これら第１〜第４コンパレータ５６〜６２の出力電圧Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４は、マイコン２２に取り込まれる。

次に、本実施形態にかかる高抵抗体２６，２８の異常判断処理について説明する。本実施形態では、コンパレータの出力電圧に基づき、高抵抗体２６，２８のオープン故障の有無を判断する。

図７に、第１〜第４のコンパレータの出力電圧Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４と、抵抗体Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３のオープン故障の有無との関係を示す。

図示されるように、いずれの抵抗体にも異常が生じていない場合、第１〜第４コンパレータ５６〜６２からは、論理「Ｌ」の電圧が出力される。

これに対し、抵抗体Ａ１又は抵抗体Ｂ２にオープン故障が生じる場合には、第１コンパレータの出力電圧Ｖｏｕｔ１の論理のみが「Ｌ」から「Ｈ」に反転する。すなわち、第１コンパレータ５６の出力電圧Ｖｏｕｔ１の論理が反転すると判断された場合、抵抗体Ａ１又は抵抗体Ｂ２のいずれかにオープン故障が生じた旨判断する。

抵抗体Ａ２又は抵抗体Ｂ１にオープン故障が生じる場合には、第２コンパレータ５８の出力電圧Ｖｏｕｔ２の論理が「Ｌ」から「Ｈ」に反転する。すなわち、第２コンパレータ５８の出力電圧Ｖｏｕｔ２の論理が反転すると判断された場合、抵抗体Ａ２又は抵抗体Ｂ１のいずれかにオープン故障が生じた旨判断する。

抵抗体Ａ３にオープン故障が生じる場合には、第３コンパレータ６０の出力電圧Ｖｏｕｔ３の論理が「Ｌ」から「Ｈ」に反転する。ここで、第３コンパレータ６０の出力電圧Ｖｏｕｔ３の論理は、抵抗体Ａ２、又は抵抗体Ｂ１のうち高電位側にオープン故障が生じる場合にも反転し得る。このため、第３コンパレータ６０の出力電圧Ｖｏｕｔ３のみでは抵抗体Ａ３のオープン故障の有無を判断することができない。

ここで、第２コンパレータ５８の出力電圧Ｖｏｕｔ２は、抵抗体Ａ２又は抵抗体Ｂ１にオープン故障が生じる場合に論理「Ｈ」になる一方、抵抗体Ａ３にオープン故障が生じる場合に論理「Ｌ」となる。このため、第３コンパレータ６０の出力電圧Ｖｏｕｔ３の論理が反転すると判断されて且つ、第２コンパレータ５８の出力電圧Ｖｏｕｔ２の論理が「Ｌ」であると判断された場合、抵抗体Ａ３のオープン故障が生じた旨判断する。

抵抗体Ｂ３にオープン故障が生じる場合には、第４コンパレータ６２の出力電圧Ｖｏｕｔ４の論理が「Ｌ」から「Ｈ」に反転する。ここで、第４コンパレータ６２の出力電圧Ｖｏｕｔ４の論理は、抵抗体Ａ２の低電位側、又は抵抗体Ｂ１にオープン故障が生じる場合にも反転し得る。このため、第４コンパレータ６２の出力電圧Ｖｏｕｔ４のみでは抵抗体Ｂ３のオープン故障の有無を判断することができない。このため、抵抗体Ｂ３にオープン故障が生じる場合と同様に、第２コンパレータ５８の出力電圧Ｖｏｕｔ２を用いて異常判断を行う。詳しくは、第４コンパレータ６２の出力電圧Ｖｏｕｔ４の論理が反転すると判断されて且つ、第２コンパレータ５８の出力電圧Ｖｏｕｔ２の論理が「Ｌ」であると判断された場合、抵抗体Ｂ３のオープン故障が生じた旨判断する。

このように、本実施形態では、第１〜第４コンパレータ５６〜６２の出力電圧Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４を用いることで、高抵抗体２６，２８のオープン故障の有無を適切に判断することができる。

（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図８に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図８において、先の図２に示した部材と同一の部材については、便宜上同一の符号を示している。なお、本実施形態では、高抵抗体２６，２８のそれぞれを構成する抵抗体の数を６つとしている。

図示されるように、高抵抗体２６を構成する抵抗体同士の接続点のうち中央の接続点（正極入力端子ＴＨ側から３番目の接続点）と、高抵抗体２８を構成する抵抗体同士の接続点のうち中央の接続点とは、接続経路６４によって接続されている。

接続経路６４には、この経路を開閉すべく通電操作される電子制御式のスイッチＳＷ３が設けられている。スイッチＳＷ３は、マイコン２２によって開閉操作される。

マイコン２２は、上記異常判断処理によって高抵抗体２６，２８の一部にオープン故障が生じた旨判断された場合、スイッチＳＷ３を閉状態とする処理を行う。以下、接続経路６４等を備えるメリットについて説明する。

まず、図９（Ａ）に、高抵抗体２６を構成する抵抗体のうち接続経路６４との接続点よりも正極入力端子ＴＨ側の抵抗体にオープン故障が生じる場合を例に説明する。

図示されるように、スイッチＳＷ３が閉状態とされることで、高抵抗体２６のうち接続経路６４との接続点よりも負極入力端子ＴＮ側をコンデンサ１７の放電経路として用いることができる。このため、コンデンサ１７の放電経路における抵抗体の合計抵抗値を低減させることができる。

次に、図９（Ｂ）に、高抵抗体２６を構成する抵抗体のうち接続経路６４との接続点よりも負極入力端子ＴＮ側の抵抗体にオープン故障が生じる場合を例に説明する。

図示されるように、スイッチＳＷ３が閉状態とされることで、高抵抗体２６のうち接続経路６４との接続点よりも正極入力端子ＴＨ側をコンデンサ１７の放電経路として用いることができる。このため、先の図９（Ａ）と同様に、コンデンサ１７の放電経路における抵抗体の合計抵抗値を低減させることができる。

そして、上記合計抵抗値を低減させると、コンデンサ１７の放電時間の伸長を抑制したり、放電回路２０を構成する抵抗体のうち一部の抵抗体に電流が流れることに伴う発熱量の増大を抑制したりすることができる。

なお、本実施形態において、高抵抗体２６を構成する抵抗体同士の接続点のうち中央の接続点と、高抵抗体２８を構成する抵抗体同士の接続点のうち中央の接続点とを接続経路６４によって接続しているのは、抵抗体のオープン故障が生じる場合に、コンデンサ１７の放電経路における抵抗体の合計抵抗値の低減度合いを大きくできる蓋然性を高めるためである。つまり、例えば、高抵抗体２６を構成する抵抗体同士の接続点のうち負極入力端子ＴＮ側から１番目の接続点と、高抵抗体２８を構成する抵抗体同士の接続点のうち負極入力端子ＴＮ側から１番目の接続点とを接続経路６４によって接続する場合、先の図９（Ａ）に示したオープン故障が生じると、スイッチＳＷ３を閉状態とすることによる上記合計抵抗値の低減度合いが小さくなる。

このように、本実施形態では、異常判断処理によって高抵抗体２６，２８に異常が生じた旨判断された場合、スイッチＳＷ３を閉状態とすることで、コンデンサ１７の放電経路における抵抗体の合計抵抗値を低減させることができる。これにより、コンデンサ１７の放電時間の伸長を抑制したり、放電回路２０を構成する抵抗体のうち一部の抵抗体に電流が流れることに伴う発熱量の増大を抑制したりすることができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記各実施形態において、インバータ１２の入力端子間に複数の抵抗体の直列接続体を３つ以上並列接続する放電回路を採用してもよい。この場合、例えば上記第２の実施形態において、差動増幅回路３０の反転入力端子及び非反転入力端子のそれぞれと、複数の上記直列接続体のうち一対のそれぞれとをスイッチによって選択的に接続可能な回路構成を採用してもよい。

・正極入力端子ＴＨと負極入力端子ＴＮとの電位差を検出する手法としては、上記第２の実施形態に例示したもの（差動増幅回路を用いる手法）に限らない。例えば、オペアンプ３４の反転入力端子及び非反転入力端子間の電位差をマイコン２２に直接入力する回路構成を採用し、直接入力される電位差に基づき正極入力端子ＴＨと負極入力端子ＴＮとの電位差を検出する手法を採用してもよい。

・上記第２の実施形態において、先の図３に示すように、高抵抗体２６，２８の異常に応じて出力電圧Ｖ０が相違するような高抵抗体２６，２８及びこれらと接続される差動増幅回路３０を備える回路構成を採用する場合、抵抗体Ａ〜Ｄのうち異常が発生する場所や、異常の種類（オープン故障又はショート故障）を判別することができる。

・インバータ１２としては、駆動輪に機械的に連結される回転機に接続されるものに限らない。例えば、高圧バッテリ１６を直接の電源とする空調装置のコンプレッサに内蔵される回転機等に接続される補機インバータであってもよい。この場合、補機インバータの入力端子間に接続される平滑コンデンサの放電経路を２重系とすべく、上記入力端子間に複数の抵抗体の直列接続体を複数並列接続してもよい。

・電力変換回路としては、インバータ１２に限らず、例えば、高圧バッテリ１６の電圧を降圧して低圧システム内のバッテリに出力するＤＣＤＣコンバータであってもよい。

・本願発明が適用される車両としては、パラレルシリーズハイブリッド車に限らない。また、車両としては、ハイブリッド車に限らず、例えば車載主機としての内燃機関を備えない電気自動車や燃料電池車等であってもよい。

１２…インバータ、１４…昇圧回路、１６…高圧バッテリ、１７…コンデンサ、１８…リレー、２０…放電回路、２２…マイコン、２６，２８…高抵抗体。

Claims (8)

1. 直流電源と、一対の入力端子を有して且つ該一対の入力端子を介して前記直流電源と接続される電力変換回路と、前記一対の入力端子間に接続されるコンデンサと、前記一対の入力端子間の電位差を検出する電圧検出回路とを備えるシステムに適用され、
   前記一対の入力端子間には、複数の抵抗体の直列接続体が複数並列接続され、
   複数の前記直列接続体のうち対となる直列接続体について、該対となる直列接続体のうち一方を構成する前記抵抗体同士の接続点と、他方を構成する前記抵抗体同士の接続点との間の電位差に基づき、前記抵抗体の異常の有無を判断する異常判断手段を備え、
   前記電圧検出回路は、前記一対の入力端子のうち一方の電位及び基準となる電位の電位差を前記一対の直列接続体のうち一方を構成する前記抵抗体の一部によって分圧した値と、前記一対の入力端子のうち他方の電位及び基準となる電位の電位差を前記一対の直列接続体のうち他方を構成する前記抵抗体の一部によって分圧した値とに基づき、前記一対の入力端子間の電位差を検出し、
   前記異常判断手段は、前記電圧検出回路によって検出される電位差に基づき、前記抵抗体の異常の有無を判断し、
   前記対となる直列接続体の一方のうち前記一対の入力端子の一方側と、前記一対の入力端子の一方とを接続する第１の電気経路に設けられ、前記第１の電気経路を開閉する電子制御式の第１のスイッチと、
   前記対となる直列接続体の他方のうち前記一対の入力端子の他方側と、前記一対の入力端子の他方とを接続する第２の電気経路に設けられ、前記第２の電気経路を開閉する電子制御式の第２のスイッチと、
   を備え、
   前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチの双方は、前記電圧検出回路によって前記一対の入力端子間の電位差が検出される場合に開状態とされ、
   前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチの双方は、前記異常判断手段によって前記抵抗体の異常の有無が判断される場合に閉状態とされることを特徴とするコンデンサの放電回路。
2. 前記電位差とは、前記抵抗体に異常が生じていない場合に同一電位になると想定される前記対となる直列接続体のそれぞれの前記接続点の間の電位差であることを特徴とする請求項１記載のコンデンサの放電回路。
3. 前記対となる直列接続体のうち、一方を構成する前記抵抗体の接続点と、他方を構成する前記抵抗体の接続点とを接続する電気経路と、
   前記電気経路に設けられて且つ該電気経路を開閉する電子制御式の開閉手段と、
   前記異常判断手段によって前記抵抗体に異常が生じた旨判断された場合、前記開閉手段を閉状態とさせる操作手段とを更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載のコンデンサの放電回路。
4. 直流電源と、一対の入力端子を有して且つ該一対の入力端子を介して前記直流電源と接続される電力変換回路と、前記一対の入力端子間に接続されるコンデンサとを備えるシステムに適用され、
   前記一対の入力端子間には、複数の抵抗体の直列接続体が複数並列接続され、
   複数の前記直列接続体のうち対となる直列接続体について、該対となる直列接続体のうち一方を構成する前記抵抗体同士の接続点と、他方を構成する前記抵抗体同士の接続点との間の電位差に基づき、前記抵抗体の異常の有無を判断する異常判断手段と、
   前記対となる直列接続体のうち、一方を構成する前記抵抗体の接続点と、他方を構成する前記抵抗体の接続点とを接続する電気経路と、
   前記電気経路に設けられて且つ該電気経路を開閉する電子制御式の開閉手段と、
   前記異常判断手段によって前記抵抗体に異常が生じた旨判断された場合、前記開閉手段を閉状態とさせる操作手段とを備えることを特徴とするコンデンサの放電回路。
5. 前記抵抗体に異常が生じていない場合に電位が相違すると想定される前記対となる直列接続体のそれぞれの前記接続点の電位の比較に基づき、論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」のいずれかの信号を出力するコンパレータを更に備え、
   前記異常判断手段は、前記コンパレータから出力される論理値が反転することに基づき、前記抵抗体の異常の有無を判断することを特徴とする請求項４記載のコンデンサの放電回路。
6. 前記電位差とは、前記抵抗体に異常が生じていない場合に同一電位になると想定される前記対となる直列接続体のそれぞれの前記接続点の間の電位差であることを特徴とする請求項４記載のコンデンサの放電回路。
7. 前記システムには、前記一対の入力端子間の電位差を検出する電圧検出回路が更に備えられ、
   前記電圧検出回路は、前記一対の入力端子のうち一方の電位及び基準となる電位の電位差を前記一対の直列接続体のうち一方を構成する前記抵抗体の一部によって分圧した値と、前記一対の入力端子のうち他方の電位及び基準となる電位の電位差を前記一対の直列接続体のうち他方を構成する前記抵抗体の一部によって分圧した値とに基づき、前記一対の入力端子間の電位差を検出し、
   前記異常判断手段は、前記電圧検出回路によって検出される電位差に基づき、前記抵抗体の異常の有無を判断することを特徴とする請求項４又は６記載のコンデンサの放電回路。
8. 前記異常判断手段は、前記電位差が変化を開始してから規定時間経過後の該電位差を前記抵抗体の異常判断に用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のコンデンサの放電回路。

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