WO2010131353A1 - 電力変換装置、電力変換装置の制御方法およびそれを搭載する車両 - Google Patents

電力変換装置、電力変換装置の制御方法およびそれを搭載する車両 Download PDF

Info

Publication number
WO2010131353A1
WO2010131353A1 PCT/JP2009/059033 JP2009059033W WO2010131353A1 WO 2010131353 A1 WO2010131353 A1 WO 2010131353A1 JP 2009059033 W JP2009059033 W JP 2009059033W WO 2010131353 A1 WO2010131353 A1 WO 2010131353A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
gate
vehicle
collision
resistance
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/059033
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
敏 広瀬
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トヨタ自動車株式会社 filed Critical トヨタ自動車株式会社
Priority to JP2011513189A priority Critical patent/JP4957870B2/ja
Priority to CN2009801592738A priority patent/CN102421626B/zh
Priority to PCT/JP2009/059033 priority patent/WO2010131353A1/ja
Priority to US13/266,694 priority patent/US8415825B2/en
Publication of WO2010131353A1 publication Critical patent/WO2010131353A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K28/00—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/10—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle 
    • B60K28/14—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle  responsive to accident or emergency, e.g. deceleration, tilt of vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0007—Measures or means for preventing or attenuating collisions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/40—DC to AC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0029—Circuits or arrangements for limiting the slope of switching signals, e.g. slew rate
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/322—Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582—Buck-boost converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a power conversion device, a method for controlling the power conversion device, and a vehicle on which the power conversion device is mounted.
  • an electric vehicle that is mounted with a power storage device (for example, a secondary battery or a capacitor) and travels using a driving force generated from the electric power stored in the power storage device has attracted attention.
  • a power storage device for example, a secondary battery or a capacitor
  • Examples of the electric vehicle include an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle.
  • a motor generator for generating driving force for traveling by receiving electric power from the power storage device when starting or accelerating, and generating electric power by regenerative braking during braking to store electric energy in the power storage device May be provided.
  • electric power converters such as a converter and an inverter, are mounted in an electric vehicle.
  • Such a power converter is provided with a large-capacity smoothing capacitor in order to stabilize the supplied DC power. During the operation of the power converter, charges corresponding to the applied voltage are accumulated in the smoothing capacitor.
  • the charge accumulated in the smoothing capacitor is required to discharge the remaining charge of the smoothing capacitor promptly when a vehicle collision occurs.
  • Patent Document 1 discloses that the supply of DC power is stopped in a voltage conversion system including smoothing capacitors provided on the input side and the output side of a converter capable of step-up and step-down operations. A technique for consuming residual charge accumulated in a smoothing capacitor by controlling the converter to alternately perform step-up and step-down operations is disclosed.
  • Patent Document 1 In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-201439 (Patent Document 1), not when a vehicle collision occurs but when the ignition key is turned off and the power supply from the power storage device is stopped Is assumed. Therefore, power to the control device that controls the power conversion device is also normally supplied from the power storage device.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-201439
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a residual power stored in a smoothing capacitor in a power converter at the time of a vehicle collision. It is to quickly discharge the electric charge.
  • the power conversion device is a power conversion device mounted on a vehicle.
  • the vehicle is configured to be capable of switching between a power storage device that supplies DC power to the power conversion device, a collision detection unit for detecting a collision of the vehicle, and supply and interruption of DC power from the power storage device to the power conversion device. And a relay that is cut off when a collision of the vehicle is detected by the collision detection unit.
  • the power conversion device includes a capacitor, a power conversion unit, a gate drive unit, and a control device.
  • the power conversion unit includes a switching element and is configured to convert electric power supplied from the power storage device via a relay.
  • the gate driver drives the gate of the switching element.
  • the control device controls the gate driving unit so as to consume the residual charge of the capacitor.
  • a control apparatus controls a gate drive part so that the switching loss of a switching element may be increased according to the collision detection of a vehicle being detected by the collision detection part.
  • the gate driving unit includes a driving voltage changing unit configured to change a gate driving voltage of the switching element. Then, the drive voltage changing unit lowers the gate drive voltage in response to the vehicle collision detected by the collision detection unit.
  • the gate driving unit includes a resistance changing unit configured to change a resistance value of a gate resistance of the switching element. Then, the resistance changing unit increases the resistance value of the gate resistance in response to the collision detection unit detecting a vehicle collision.
  • the resistance changing unit has a first gate resistance and a second gate resistance having a resistance value larger than that of the first gate resistance.
  • the resistance changing unit switches the selection of the gate resistance from the first gate resistance to the second gate resistance in response to the vehicle collision detected by the collision detection unit.
  • the second gate resistance is a resistance for protecting the switching element for gently stopping the switching element when an abnormality occurs in the switching element.
  • the power conversion unit is configured to perform voltage conversion of DC power supplied from the power storage device, and is capable of performing both step-up and step-down operations, and converts DC power from the converter into AC power.
  • an inverter configured to.
  • the capacitor includes a first capacitor connected to the power storage device side of the converter and a second capacitor connected to the inverter side of the converter. The converter consumes a part of the residual charge of the first capacitor along with the step-up operation and consumes a part of the residual charge of the second capacitor along with the step-down operation.
  • control device controls the converter so as to alternately repeat the step-up operation and the step-down operation in response to detection of a vehicle collision by the collision detection unit.
  • the vehicle according to the present invention includes a power conversion device, a power storage device, a collision detection unit, and a relay.
  • the power storage device supplies DC power to the power conversion device.
  • the collision detection unit detects a vehicle collision.
  • the relay is configured to be capable of switching between supply and interruption of DC power from the power storage device to the power conversion device, and is interrupted when a collision of the vehicle is detected by the collision detection unit.
  • the power conversion device includes a capacitor, a power conversion unit having a switching element and configured to convert power supplied from the power storage device via a relay, and gate drive for driving the gate of the switching element.
  • a control device for controlling the gate driving unit to consume the residual charge of the capacitor.
  • a control apparatus controls a gate drive part so that the switching loss of a switching element may be increased according to the collision detection of a vehicle being detected by the collision detection part.
  • the gate driving unit includes a driving voltage changing unit configured to change a gate driving voltage of the switching element.
  • the drive voltage changing unit lowers the gate drive voltage in response to the collision detection unit detecting a vehicle collision by the collision detection unit.
  • the gate driving unit includes a resistance changing unit configured to change a gate resistance of the switching element, and the resistance changing unit is configured to change the gate according to the collision detection unit detecting a vehicle collision. Increase the resistance value of the resistor.
  • the resistance changing unit has a first gate resistance and a second gate resistance having a resistance value larger than that of the first gate resistance.
  • the resistance changing unit switches the selection of the gate resistance from the first gate resistance to the second gate resistance in response to the vehicle collision detected by the collision detection unit.
  • the second gate resistance is a resistance for protecting the switching element for gently stopping the switching element when an abnormality occurs in the switching element.
  • the power conversion unit is configured to perform voltage conversion of DC power supplied from the power storage device, and is capable of performing both step-up and step-down operations, and converts DC power from the converter into AC power.
  • an inverter configured to.
  • the capacitor includes a first capacitor connected to the power storage device side of the converter and a second capacitor connected to the inverter side of the converter. The converter consumes a part of the residual charge of the first capacitor along with the step-up operation and consumes a part of the residual charge of the second capacitor along with the step-down operation.
  • control device controls the converter so as to alternately repeat the step-up operation and the step-down operation in response to detection of a vehicle collision by the collision detection unit.
  • a method for controlling a power converter is a method for controlling a power converter mounted on a vehicle, wherein the vehicle detects a collision between a power storage device that supplies DC power to the power converter and a vehicle. It includes a collision detection unit and a relay configured to be able to supply and cut off DC power from the power storage device to the power conversion device, and to be cut off when a collision of the vehicle is detected by the collision detection unit.
  • the power conversion device includes a capacitor, a power conversion unit having a switching element and configured to convert power supplied from the power storage device via a relay, and gate drive for driving the gate of the switching element. Part.
  • the method for controlling the power converter includes a step of determining whether or not a vehicle collision has occurred, and according to the occurrence of the vehicle collision, the switching loss of the switching element is increased and the residual charge of the capacitor is consumed. And a step of controlling the gate driver.
  • the present invention in the vehicle power conversion device, it is possible to quickly discharge the residual charge accumulated in the smoothing capacitor in the power conversion device when the vehicle collides.
  • FIG. 1 is an overall block diagram of a vehicle according to a first embodiment. It is a figure for demonstrating the relationship between the voltage and current of a semiconductor switching element when the gate voltage of a semiconductor switching element is changed.
  • FIG. 3 is a functional block diagram for explaining residual charge discharge control in the first embodiment.
  • 4 is a flowchart for illustrating a residual charge discharge control process performed by an ECU in the first embodiment. 4 is a flowchart for illustrating a residual charge discharge control process performed by a gate drive unit in the first embodiment. It is a time chart for demonstrating the change of the voltage and electric current of a semiconductor switching element, and switching loss at the time of changing the resistance value of gate resistance.
  • FIG. 10 is a functional block diagram for explaining residual charge discharge control in the second embodiment.
  • 6 is a flowchart for illustrating a residual charge discharge control process performed by an ECU in the second embodiment. 6 is a flowchart for illustrating a residual charge discharge control process performed by a gate drive unit in the second embodiment. It is a figure which shows an example of the resistance switching circuit with which a gate drive part is equipped.
  • FIG. 1 is an overall block diagram of a vehicle 100 according to the first embodiment.
  • a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor generator will be described as an example of vehicle 100.
  • the configuration of vehicle 100 is not limited to this, and the vehicle can travel with electric power from a power storage device. If so, it is applicable.
  • the vehicle 100 includes, for example, an electric vehicle and a fuel cell vehicle in addition to the hybrid vehicle. Moreover, even if it cannot drive
  • vehicle 100 includes power storage device 150, power conversion device (hereinafter also referred to as PCU “Power Control Unit”) 200, motor generators MG ⁇ b> 1 and MG ⁇ b> 2, power split mechanism 250, and engine 220.
  • Power Control Unit power conversion device
  • motor generators MG ⁇ b> 1 and MG ⁇ b> 2 and engine 220 power split mechanism 250
  • engine 220 Drive wheel 260, collision detection unit 210, system main relay 190, auxiliary machine 130, and HV-ECU (Electronic Control Unit) 350.
  • PCU Power Control Unit
  • the power storage device 150 is a power storage element configured to be chargeable / dischargeable.
  • Power storage device 150 includes, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel hydride battery or a lead storage battery, and a power storage element such as an electric double layer capacitor.
  • the power storage device 150 is connected to the PCU 200 via the system main relay 190 by the power line PL1 and the ground line NL1. Power storage device 150 supplies DCU to PCU 200 for driving motor generators MG1 and MG2. Power storage device 150 stores the electric power generated by motor generators MG1 and MG2 supplied via PCU 200.
  • the voltage of power supplied from power storage device 150 is, for example, about 200V.
  • System main relay 190 includes relays SMR1 and SMR2. Relays SMR1 and SMR2 are inserted in the middle of power supply line PL1 and ground line NL1, respectively. System main relay 190 is controlled by HV-ECU 350 to switch between power supply from power storage device 150 to PCU 200 and cutoff.
  • the collision detection unit 210 includes a sensor (not shown) (for example, a G sensor), and detects whether the vehicle 100 has collided. Then, collision detection unit 210 outputs a collision signal COL as a detection result to HV-ECU 350 and MG-ECU 300.
  • a sensor for example, a G sensor
  • the HV-ECU 350 includes a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an input / output buffer, and controls each device of the vehicle 100. Note that these controls are not limited to software processing, and can be constructed and processed by dedicated hardware (electronic circuit).
  • the HV-ECU 350 receives the collision signal COL of the vehicle 100 from the collision detection unit 210.
  • HV-ECU 350 generates relay control command SE and controls relays SMR1 and SMR2 of system main relay 190. Specifically, when relay control command SE is set to ON, the contacts of relays SMR1 and SMR2 are closed, and power is supplied from power storage device 150 to PCU 200. On the other hand, when relay control command SE is set to OFF, contacts of relays SMR1 and SMR2 are opened, and power from power storage device 150 to PCU 200 is cut off.
  • HV-ECU 350 controls relays SMR1 and SMR2 so that power from power storage device 150 to PCU 200 is cut off when a collision of vehicle 100 is detected by collision signal COL.
  • HV-ECU 350 also outputs relay control command SE to MG-ECU 300 to notify the control state of relays SMR1 and SMR2.
  • auxiliary machine 130 is connected in parallel to PCU 200 to power supply line PL1 and ground line NL1.
  • auxiliary machine 130 includes a DC / DC converter for driving equipment having a lower voltage (for example, 14V) than the voltage of power supplied from power storage device 150, an air conditioner that air-conditions the interior of the vehicle, and the like. It is.
  • PCU 200 converts DC power from power storage device 150 into AC power and supplies it to motor generators MG1 and MG2. PCU 200 also converts AC power generated by motor generators MG1 and MG2 into DC power to charge power storage device 150.
  • Motor generators MG1 and MG2 receive AC power supplied from PCU 200 and generate a rotational driving force for vehicle propulsion. Motor generators MG1 and MG2 receive rotational force from the outside, generate AC power according to a regenerative torque command from MG-ECU 300, and generate regenerative braking force in vehicle 100.
  • Motor generators MG1 and MG2 are also coupled to engine 220 via power split mechanism 250. Then, the driving force generated by engine 220 and the driving force generated by motor generators MG1, MG2 are controlled to have an optimal ratio. Alternatively, either one of motor generators MG1 and MG2 may function exclusively as an electric motor, and the other motor generator may function exclusively as a generator. In the first embodiment, motor generator MG1 is caused to function as a generator driven by engine 220, and motor generator MG2 is assumed to function as an electric motor that drives drive wheels 260.
  • the power split mechanism 250 uses a planetary gear mechanism (planetary gear) in order to distribute the power of the engine 220 to both the drive wheels 260 and the motor generator MG1.
  • planetary gear planetary gear
  • PCU 200 includes a power converter 115, smoothing capacitors C1 and C2, voltage sensors 170 and 180, MG-ECU 300, and a gate driver 240.
  • Power conversion unit 115 includes a converter 110 and an inverter 120.
  • Inverter 120 includes an inverter 121 for driving motor generator MG1 and an inverter 122 for driving motor generator MG2.
  • Converter 110 includes a reactor L1 having one end connected to power supply line PL1, semiconductor switching elements Q1 and Q2 connected in series between power supply line HPL and ground line NL1, and parallel to semiconductor switching elements Q1 and Q2, respectively. It includes diodes D1 and D2 to be connected.
  • the semiconductor switching element an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a bipolar transistor, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor), or a GTO (Gate Turn Off Thyristor) is typically used.
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor
  • GTO Gate Turn Off Thyristor
  • the other end of the reactor L1 is connected to the emitter of the semiconductor switching element Q1 and the collector of the semiconductor switching element Q2.
  • the cathode of diode D1 is connected to the collector of semiconductor switching element Q1, and the anode of diode D1 is connected to the emitter of semiconductor switching element Q1.
  • the cathode of diode D2 is connected to the collector of semiconductor switching element Q2, and the anode of diode D2 is connected to the emitter of semiconductor switching element Q2.
  • the semiconductor switching elements Q1 and Q2 are controlled to be turned on or off by a gate signal VGC from the gate driver 240.
  • Inverter 121 receives the boosted voltage from converter 110, and drives motor generator MG1 to start engine 220, for example. Inverter 121 also outputs regenerative power generated by motor generator MG ⁇ b> 1 by mechanical power transmitted from engine 220 to converter 110. At this time, converter 110 is controlled by MG-ECU 300 to operate as a step-down circuit.
  • the inverter 121 includes a U-phase arm 123, a V-phase arm 124, and a W-phase arm 125.
  • U-phase arm 123, V-phase arm 124, and W-phase arm 125 are connected in parallel between power supply line HPL and ground line NL1.
  • the U-phase arm 123 includes semiconductor switching elements Q3 and Q4 connected in series between the power supply line HPL and the ground line NL1, and diodes D3 and D4 connected in parallel with the semiconductor switching elements Q3 and Q4, respectively.
  • the cathode of diode D3 is connected to the collector of semiconductor switching element Q3, and the anode of diode D3 is connected to the emitter of semiconductor switching element Q3.
  • the cathode of diode D4 is connected to the collector of semiconductor switching element Q4, and the anode of diode D4 is connected to the emitter of semiconductor switching element Q4.
  • V-phase arm 124 includes semiconductor switching elements Q5 and Q6 connected in series between power supply line HPL and ground line NL1, and diodes D5 and D6 connected in parallel with semiconductor switching elements Q5 and Q6, respectively.
  • the cathode of diode D5 is connected to the collector of semiconductor switching element Q5, and the anode of diode D5 is connected to the emitter of semiconductor switching element Q5.
  • the cathode of diode D6 is connected to the collector of semiconductor switching element Q6, and the anode of diode D6 is connected to the emitter of semiconductor switching element Q6.
  • W-phase arm 125 includes semiconductor switching elements Q7 and Q8 connected in series between power supply line HPL and ground line NL1, and diodes D7 and D8 connected in parallel with semiconductor switching elements Q7 and Q8, respectively.
  • the cathode of diode D7 is connected to the collector of semiconductor switching element Q7, and the anode of diode D7 is connected to the emitter of semiconductor switching element Q7.
  • the cathode of diode D8 is connected to the collector of semiconductor switching element Q8, and the anode of diode D8 is connected to the emitter of semiconductor switching element Q8.
  • the motor generator MG1 is, for example, a three-phase AC motor generator including a rotor in which a permanent magnet is embedded and a stator having a three-phase coil Y-connected at a neutral point, and includes three U, V, and W phases.
  • the coils are each connected at one end to a neutral point.
  • the other end of the U-phase coil is connected to the connection node of semiconductor switching elements Q3 and Q4.
  • the other end of the V-phase coil is connected to a connection node of semiconductor switching elements Q5 and Q6.
  • the other end of the W-phase coil is connected to a connection node of semiconductor switching elements Q7 and Q8.
  • the inverter 121 converts the DC power supplied from the converter 110 into desired AC power by turning on or off the semiconductor switching elements Q3 to Q8 according to the gate signal VGI1 from the gate driving unit 240.
  • the inverter 122 is connected to the converter 110 in parallel with the inverter 121.
  • the inverter 122 converts the DC voltage output from the converter 110 into a three-phase AC and outputs it to the motor generator MG2 that drives the driving wheel 260. Inverter 122 also outputs regenerative power generated by motor generator MG2 to converter 110 along with regenerative braking. At this time, converter 110 is controlled by MG-ECU 300 to operate as a step-down circuit. Although the internal configuration of inverter 122 is not shown, it is similar to inverter 121, and detailed description will not be repeated.
  • the smoothing capacitor C1 is connected between the power supply line PL1 and the ground line NL1, and absorbs a ripple voltage when the semiconductor switching elements Q1 and Q2 are switched.
  • Smoothing capacitor C2 is connected between power supply line HPL and ground line NL1, and absorbs a ripple voltage generated during switching by converter 110 and inverter 120.
  • converter 110 consumes the residual charge of smoothing capacitor C1 by the boosting operation, and consumes the residual charge of smoothing capacitor C2 by the step-down operation.
  • the voltage sensor 170 detects the voltage VL between both ends of the smoothing capacitor C1, and outputs the detected voltage VL to the MG-ECU 300.
  • Voltage sensor 180 detects voltage VH across smoothing capacitor C2, that is, output voltage of converter 110 (corresponding to the input voltage of inverter 120), and outputs the detected voltage VH to MG-ECU 300. To do.
  • Gate drive unit 240 outputs gate drive signals VGC, VGI1, and VGI2 of the semiconductor switching element to converter 110 and inverters 121 and 122, respectively, in accordance with control signal PWC and control signals PWI1 and PWI2 from MG-ECU 300.
  • the gate drive unit 240 switches the gate voltage and gate resistance of the gate drive signals VGC, VGI1, and VGI2 when the vehicle 100 collides.
  • MG-ECU 300 includes a CPU, a storage device, and an input / output buffer (not shown), and controls gate drive unit 240 in PCU 200. Note that these controls are not limited to software processing, and can be constructed and processed by dedicated hardware (electronic circuit).
  • MG-ECU 300 receives input of voltages VL and VH of smoothing capacitor C1 and smoothing capacitor C2 from voltage sensors 170 and 180, respectively. In addition, MG-ECU 300 receives a collision signal COL of vehicle 100 from collision detection unit 210. Further, MG-ECU 300 receives an input of relay control command SE from HV-ECU 350.
  • MG-ECU 300 causes converter 110 to perform a step-up operation or a step-down operation by controlling gate drive unit 240 using control signal PWC to drive semiconductor switching elements Q1 and Q2 of converter 110.
  • MG-ECU 300 converts the DC power supplied from converter 110 into AC power by inverter 120 by controlling gate drive unit 240 by driving control signals PWI1 and PWI2 to drive the semiconductor switching element of inverter 120. .
  • MG-ECU 300 detects a collision of vehicle 100 based on collision signal COL from collision detection unit 210 and detects that electrical storage device 150 and PCU 200 are electrically disconnected based on relay control command SE In this case, the residual charge stored in the smoothing capacitors C1 and C2 is consumed by controlling at least one of the converter 110 and the inverter 120.
  • the power conversion unit 115 such as the converter 110 or the inverter 120
  • a switching loss due to switching of the semiconductor switching elements Q1 to Q8 and a conduction loss due to a current flowing through the reactor L1 occur. Therefore, when the vehicle 100 collides, the converter 110 is driven so as to repeat the step-up operation and the step-down operation, or the motor generators MG1, MG2 are driven by the inverter 120, whereby the residual charges of the smoothing capacitors C1, C2 Can be consumed.
  • inverter 120 When driving inverter 120, it is assumed that inverter 120 and motor generator MG1 or MG2 are not disconnected.
  • driving inverter 120 for example, control is performed so that only the field current components (d-axis current) of motor generators MG1 and MG2 are supplied, so that motor generators MG1 and MG2 are not rotated. Electric power due to electric charge can be consumed.
  • the motor generator When the driving force for propelling the vehicle is generated by the electric power from the power storage device as in an electric vehicle, the motor generator must have a relatively high output.
  • high-voltage and large-capacity capacitors may be mounted on power converters including inverters and converters for controlling motor generators.
  • gate drive unit 240 sets gate voltages of gate signals VGC, VGI1, and VGI2 that drive semiconductor switching elements Q1 to Q8 included in power conversion unit 115. After the change, residual charge discharge control for driving the power converter 115 is performed.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the voltage and current of the semiconductor switching element when the gate voltage of the semiconductor switching element is changed.
  • the vertical axis and the horizontal axis represent the collector current Ic flowing through the semiconductor switching element and the collector-emitter voltage Vce of the semiconductor switching element, respectively.
  • Curves W1 to W3 represent the relationship between the collector current Ic and the collector-emitter voltage Vce when the gate voltages are different.
  • a curve W1 is a case where the gate voltage is set to be large, and the gate voltage is set to be small as the curves W2 and W3 are obtained.
  • the gate voltages of the curves W1 to W3 are VG1, VG2 and VG3, respectively, VG1> VG2> VG3.
  • the collector current Ic increases as the collector-emitter voltage Vce increases. At this time, the power obtained by multiplying the collector-emitter voltage Vce and the collector current Ic is consumed as a switching loss by the semiconductor switching element.
  • the gate voltage is set large in order to reduce the loss caused by the semiconductor switching element and improve the fuel consumption. Therefore, when the vehicle collides, the switching loss can be increased by setting the gate voltage to be lowered and driving the inverter or converter, so that the residual charge of the smoothing capacitor can be discharged quickly.
  • the gate voltage by reducing the gate voltage, the power required to drive the semiconductor switching element is reduced. For this reason, the power consumption by the gate drive unit 240 is reduced, and thus the output power of the battery is reduced due to, for example, a battery that supplies drive power to the gate drive unit 240 due to a collision of the vehicle 100.
  • the semiconductor switching element can be continuously driven for a long time. As a result, the residual charge stored in the smoothing capacitors C1 and C2 can be consumed more.
  • FIG. 3 is a functional block diagram for explaining the residual charge discharge control in the first embodiment.
  • FIG. 3 and FIGS. 4 and 5 described later the case where the residual charge is discharged by performing the step-up operation and the step-down operation by converter 110 will be described. However, the residual charge is discharged by driving inverter 120. May be.
  • MG-ECU 300 includes a collision determination unit 310, a relay release determination unit 320, and a converter control unit 330.
  • the gate driving unit 240 includes a driving voltage changing unit 241 and a gate command output unit 242.
  • the collision determination unit 310 receives the collision signal COL from the collision detection unit 210. Then, the collision determination unit 310 determines whether or not a collision of the vehicle 100 has occurred based on the collision signal COL, and outputs a collision flag CLF as a result to the relay release determination unit 320. Specifically, the collision determination unit 310 sets the collision flag CLF on when it is determined that a collision has occurred, and sets the collision flag CLF as off when it is determined that no collision has occurred.
  • the relay release determination unit 320 receives a relay control command SE from the HV-ECU 350. Relay release determination unit 320 also receives an input of collision flag CLF from collision determination unit 310.
  • release determination part 320 determines whether residual charge discharge control is started based on these signals. Specifically, when the collision flag CLF is on and the relay control command SE is off, that is, when the collision of the vehicle 100 occurs and the power storage device 150 and the PCU 200 are electrically disconnected, the residual A discharge control command DSC is output to the converter control unit 330 so as to start the charge discharge control.
  • Converter control unit 330 receives discharge control command DSC from relay open determination unit 320 and voltage detection value VL of smoothing capacitor C1 from voltage sensor 170. When converter control unit 330 receives an input of discharge control command DSC from relay open determination unit 320, converter control unit 330 turns on voltage change flag VFLG to lower the setting of gate voltage VG of semiconductor switching elements Q1, Q2. It is set and output to the drive voltage changing unit 241 of the gate drive unit 240.
  • converter control unit 330 alternately repeats the step-up operation and the step-down operation by converter 110 until voltage detection value VL of smoothing capacitor C1 becomes smaller than a predetermined target discharge voltage Vth, so that semiconductor switching elements Q1, Q2 and Reactor L1 generates control signal PWC and outputs it to gate command output unit 242 of gate drive unit 240 so as to consume residual charges in smoothing capacitors C1 and C2.
  • the determination of the discharge state of the residual charge may be made based on the voltage detection value VH of the smoothing capacitor C2 instead of the voltage detection value VL of the smoothing capacitor C1.
  • the drive voltage changing unit 241 receives an input of the voltage change flag VFLG from the converter control unit 330 of the MG-ECU 300.
  • the drive voltage change unit 241 sets V10 as the gate voltage.
  • the drive voltage change unit 241 uses a voltage V20 (V10>) lower than the normal voltage as the gate voltage. V20). Then, the drive voltage changing unit 241 outputs the set gate voltage set value VG to the gate command output unit 242.
  • the gate command output unit 242 receives the gate voltage set value VG from the drive voltage change unit 241 and the control signal PWC from the converter control unit 330 of the MG-ECU 300. Then, the gate command output unit 242 sets the gate voltage to the gate voltage set value VG, and outputs the gate signal VGC to the semiconductor switching elements Q1, Q2 according to the control signal PWC. As a result, the gate command output unit 242 drives the converter 110.
  • FIG. 4 is a flowchart for illustrating the residual charge discharge control process performed by MG-ECU 300 in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the residual charge discharge control process performed by gate drive unit 240 in the first embodiment.
  • the processing shown in the flowcharts of FIGS. 4 and 5 is realized by a program stored in advance in the MG-ECU 300 or the gate driving unit 240 being called from the main routine and executed in a predetermined cycle. Alternatively, for some steps, it is also possible to construct dedicated hardware (electronic circuit) and realize processing.
  • step 400 determines whether or not vehicle 100 has collided in step (hereinafter, step is abbreviated as S) 400 by collision signal COL from collision detection unit 210.
  • the collision determination unit 310 makes the determination.
  • MG-ECU 300 then proceeds to S410, and power storage device 150 and PCU 200 are electrically disconnected by relay control command SE from HV-ECU 350.
  • the relay release determination unit 320 determines whether or not they are separated.
  • MG-ECU 300 discharges smoothing capacitors C1 and C2 in S420. Is performed in a short time, the voltage change flag VFLG is set to ON so as to reduce the gate voltage of the semiconductor switching elements Q1, Q2.
  • MG-ECU 300 outputs voltage change flag VFLG set in S420 to gate drive unit 240 and also outputs control signal PWC for driving converter 110 to gate drive unit 240.
  • the converter 110 executes discharge control of residual charges of the smoothing capacitors C1 and C2.
  • MG-ECU 300 determines whether or not voltage VL of smoothing capacitor C1 is smaller than target discharge voltage Vth.
  • MG-ECU 300 stops control signal PWC to converter 110 in S450 and ends the discharge control. Thereafter, the process is returned to the main routine.
  • the process proceeds to S421.
  • the MG-ECU 300 sets the voltage change flag VFLG to OFF in order to set the gate voltage of the semiconductor switching elements Q1, Q2 to the initial value used during normal driving. Then, the process proceeds to S431, and MG-ECU 300 outputs set voltage change flag VFLG to gate drive unit 240 and also outputs control signal PWC of converter 110 to gate drive unit 240. Thereafter, the process is returned to the main routine.
  • gate drive unit 240 determines whether or not the gate voltage needs to be changed based on voltage change flag VFLG from MG-ECU 300. Judge with.
  • the gate drive unit 240 sets the gate voltage VG to the default value V10 in S511.
  • the default value V10 is a gate voltage value used during normal driving, and in this case, the switching loss of the semiconductor switching elements Q1 and Q2 is set to be small.
  • the gate drive unit 240 sets the gate voltage VG to V20, which is a value smaller than the default value V10, in S510 (V10> V20).
  • V10> V20 the switching loss of the semiconductor switching elements Q ⁇ b> 1 and Q ⁇ b> 2 increases compared to the case of normal traveling.
  • the gate drive unit 240 sets the gate signal VGC in accordance with the control signal PWC from the MG-ECU 300 to the gate voltage VG set in S510 or S511, and applies it to the semiconductor switching elements Q1 and Q2. Output.
  • Embodiment 1 in vehicle power conversion device 200, when a collision of vehicle 100 is detected, the gate for driving semiconductor switching elements Q1 to Q8 included in power conversion device 200 The voltage of the signal is lowered, and the residual charges stored in the smoothing capacitors C1 and C2 are discharged. With such a configuration, the switching loss when the semiconductor switching elements Q1 to Q8 are turned on or off during discharge in the power conversion device 200 increases, so that the discharge of the residual charge is completed in a shorter time. be able to. Furthermore, since the drive power of the semiconductor switching elements Q1 to Q8 can be reduced by reducing the voltage VG of the gate signal, the discharge operation by the power conversion device 200 can be continued for a longer time.
  • FIG. 6 is a time chart for explaining changes in voltage and current of the semiconductor switching element and switching loss when the resistance value of the gate resistance is changed.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents the collector-emitter voltage Vce of the semiconductor switching element, the collector current Ic flowing through the semiconductor switching element, and the switching loss of the semiconductor switching element at that time.
  • curves W30, W40, and W50 indicated by solid lines represent cases where the gate resistance is small
  • curves W31, W41, and W51 indicated by broken lines represent cases where the gate resistance is large. ing.
  • semiconductor switching element Q1 of converter 110 will be described as an example.
  • semiconductor switching element Q1 is in an on state, and collector-emitter voltage Vce is 0V.
  • the collector current Ic flowing through the semiconductor switching element Q1 decreases and the collector-emitter voltage Vce increases.
  • the resistance value of the gate resistance is small, the potential of the gate quickly decreases and the semiconductor switching element Q1 is turned off in a short time, so that the collector current Ic decreases in a short time (W40 in FIG. 6).
  • the collector-emitter voltage Vce increases, but due to a rapid current change, the collector-emitter voltage Vce is proportional to the current change, such as W30 in FIG. A surge voltage is generated due to wiring inductance.
  • control is performed so that a large current flows through the semiconductor switching element in order to consume the residual charge in a short period of time. Is done. Therefore, in such a case, the surge voltage is further increased, so that the semiconductor switching element may be damaged by the surge voltage.
  • switching loss can be increased while reducing or preventing damage to the semiconductor switching element due to surge voltage by switching with increasing gate resistance.
  • FIG. 7 is a functional block diagram for explaining residual charge discharge control in the second embodiment.
  • the gate drive unit 240 in FIG. 3 is a gate drive unit 240A
  • the MG-ECU 300 is an MG-ECU 300A.
  • FIG. 7 the description of the same part as in FIG. 3 will not be repeated.
  • the residual charge may be discharged by inverter 120 as in the description of the first embodiment.
  • MG-ECU 300A includes a collision determination unit 310, a relay release determination unit 320, and a converter control unit 330A.
  • the gate drive unit 240A includes a gate command output unit 242 and a resistance change unit 243.
  • Resistance change unit 243 includes gate resistors RG10 and RG20 (RG10 ⁇ RG20) and a switch 244.
  • converter control unit 330A When MG-ECU 300A detects collision of vehicle 100 by collision determination unit 310 and further detects that SMR1 and SMR2 are released by relay release determination unit 320, converter control unit 330A outputs resistance switching signal RSW. It is set to ON and output to the resistance changing unit 243 of the gate driving unit 240A.
  • the resistance changing unit 243 sets the switch 244 to a high resistance RG20. Switch to.
  • the resistance changing unit 243 selects the low-resistance RG10 that is used during normal operation.
  • the gate command output unit 242 controls the converter 110 by outputting the gate signal VGC to the semiconductor switching elements Q1, Q2 via the resistance changing unit 243 in accordance with the control signal PWC from the converter control unit 330A.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the residual charge discharge control process performed by MG-ECU 300A in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining a residual charge discharge control process performed by gate drive unit 240A in the second embodiment.
  • the flowcharts shown in FIGS. 8 and 9 are realized by a program stored in advance in MG-ECU 300A or gate drive unit 240A being called from the main routine and executed in a predetermined cycle. Alternatively, for some steps, it is also possible to construct dedicated hardware (electronic circuit) and realize processing.
  • FIG. 8 is obtained by replacing steps S420, S421, S430, and S431 with S425, S426, S435, and S436, respectively, in the flowchart shown in FIG. In FIG. 8, the description of the same part as in FIG. 4 will not be repeated.
  • MG-ECU 300A performs the process. Proceeding to S426, the resistance switching signal RSW is set to OFF.
  • MG-ECU 300A outputs resistance switching signal RSW to resistance changing unit 243 of gate driving unit 240A and outputs control signal PWC to gate command output unit 242 to control converter 110. Thereafter, the process is returned to the main routine.
  • gate drive unit 240A determines in S505 whether or not to switch the gate resistance to a high resistance based on resistance switching signal RSW from converter control unit 330A of MG-ECU 300A. To do.
  • the gate drive unit 240A proceeds to S515 to select the high resistance RG20. 244 is controlled.
  • the gate drive unit 240A proceeds to S516 and selects the low resistance RG10.
  • the switch 244 is controlled to do so.
  • the gate driving unit 240A drives the semiconductor switching elements Q1, Q2 by the gate signal VGC in accordance with the control signal PWC from the converter control unit 330A.
  • the resistance value of the gate resistor that drives the semiconductor switching elements Q1 to Q8 included in the power conversion device 200 Is set large, and the residual charges stored in the smoothing capacitors C1 and C2 are discharged.
  • the driving power of the semiconductor switching element may be reduced by further applying the first embodiment and setting the gate voltage VG to be lowered.
  • a resistance switching circuit corresponding to the resistance changing unit 243 in FIG. 7 is provided as a standard for soft interruption for preventing surge voltage. Therefore, the configuration of the second embodiment can be realized without any additional parts by using a gate drive unit that includes such a resistance switching circuit as a standard.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a resistance switching circuit provided in the gate driving unit.
  • gate drive unit 240B includes a gate command output unit 241 and a resistance switching circuit 243 #.
  • the resistance switching circuit 243 # includes a switch 244 # and resistors RGON, RGOFF1, RGOFF2, and R10.
  • Resistors RGON, RGOFF1, and RGOFF2 are connected at one end to each other and connected at the other end to switch 244 #.
  • Resistor R10 has one end connected to a connection node of resistors RGON, RGOFF1, and RGOFF2, and the other end connected to the gate of semiconductor switching element Q1 or Q2 (FIG. 7).
  • the switch 244 # is controlled to select the resistor RGON at the time of turn-on, and to select the low-resistance resistor RGOFF1 at the time of normal turn-off (when there is no abnormality).
  • the switch 244 # performs a soft shut-off of the semiconductor switching element at the time of turn-off when an abnormality such as a temperature rise or overcurrent of the semiconductor switching element or a decrease in the power supply voltage of the gate driving unit 240B is detected by a sensor (not shown). In order to do so, control is performed such that the high-resistance resistor RGOFF2 is selected.
  • the smoothing capacitors C1 and C2 in the present embodiment are examples of the “first capacitor” and the “second capacitor” in the present invention, respectively.
  • the MG-ECUs 300 and 300A in the present embodiment are examples of the “control device” of the present invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

　車両の電力変換装置（２００）において、車両（１００）の衝突が検出された場合に、電力変換装置（２００）に含まれる半導体スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）を駆動するゲート信号の電圧を低下させて、平滑コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）に蓄えられた残留電荷の放電を行なう。このような構成とすることで、電力変換装置（２００）における残留電荷の放電の際に、半導体スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）がオンまたはオフするときのスイッチング損失が増加するので、残留電荷の放電をより短時間で行なうことができる。

Description

電力変換装置、電力変換装置の制御方法およびそれを搭載する車両
　本発明は、電力変換装置、電力変換装置の制御方法およびそれを搭載する車両に関し、より特定的には、車両の衝突時における、電力変換装置内に含まれるコンデンサの残留電荷の放電制御に関する。
　近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。この電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。
　これらの電動車両においては、発進時や加速時に蓄電装置から電力を受けて走行のための駆動力を発生するとともに、制動時に回生制動によって発電を行なって蓄電装置に電気エネルギを蓄えるためのモータジェネレータを備える場合がある。このように、走行状態に応じてモータジェネレータを制御するために、電動車両には、コンバータやインバータなどの電力変換装置が搭載される。
　このような電力変換装置には、供給される直流電力を安定化するために大容量の平滑コンデンサが備えられている。そして、電力変換装置の作動中は、平滑コンデンサには印加電圧に応じた電荷が蓄積される。
　この平滑コンデンサに蓄積される電荷は、車両の衝突が発生したような場合には、速やかに平滑コンデンサの残留電荷を放電することが必要となる。
　特開２００４－２０１４３９号公報（特許文献１）には、昇圧動作および降圧動作が可能なコンバータの入力側および出力側に設けられた平滑コンデンサを備える電圧変換システムにおいて、直流電力の供給が停止されたときに、昇圧動作と降圧動作を交互に行なうようにコンバータを制御することによって、平滑コンデンサに蓄積された残留電荷を消費する技術が開示される。
特開２００４－２０１４３９号公報 特開２００５－１９８４０６号公報 特開２００３－３４８８５６号公報 特開２００８－０６１３００号公報
　特開２００４－２０１４３９号公報（特許文献１）に開示された技術においては、車両の衝突が発生した場合ではなく、イグニッションキーがオフされて蓄電装置からの電力供給が停止された正常時の場合を前提としている。そのため、電力変換装置を制御する制御装置への電力も、蓄電装置から正常に供給される。
　車両の衝突等が発生した場合には、平滑コンデンサの残留電荷を放電させる必要がある。しかしながら、衝突による車両の状態によっては、制御装置を動作させるための電力供給用の制御電源線が断線したり、電力供給用のバッテリの電圧が低下しまう場合がある。このような場合には、特開２００４－２０１４３９号公報（特許文献１）においては、制御装置による正常なコンバータ制御ができないので、残留電荷が消費できない場合がある。
　したがって、車両の衝突等が発生した場合に、衝突を検出してから制御電源線やバッテリがダメージを受けるまでの間に、できるだけ迅速に残留電荷を放電させることが重要となる。また、バッテリの電圧が低下した場合でも、残留電荷の放電動作をできるだけ長時間継続できるようにする必要がある。
　本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、車両の電力変換装置において、車両の衝突時に、電力変換装置内の平滑コンデンサに蓄積された残留電荷を速やかに放電することである。
　本発明による電力変換装置は、車両に搭載された電力変換装置である。車両は、電力変換装置へ直流電力を供給する蓄電装置と、車両の衝突を検出するための衝突検出部と、蓄電装置から電力変換装置への直流電力の供給および遮断の切替えが可能に構成され、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたときに遮断されるリレーとを含む。電力変換装置は、コンデンサと、電力変換部と、ゲート駆動部と、制御装置とを備える。電力変換部は、スイッチング素子を含み蓄電装置からリレーを介して供給される電力を変換するように構成される。ゲート駆動部は、スイッチング素子のゲートを駆動する。制御装置は、コンデンサの残留電荷を消費するようにゲート駆動部を制御する。そして、制御装置は、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたことに応じて、スイッチング素子のスイッチング損失を増加させるようにゲート駆動部を制御する。
　好ましくは、ゲート駆動部は、スイッチング素子のゲート駆動電圧が変更できるように構成された駆動電圧変更部を含む。そして、駆動電圧変更部は、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたことに応じて、ゲート駆動電圧を低下させる。
　また好ましくは、ゲート駆動部は、スイッチング素子のゲート抵抗の抵抗値が変更できるように構成された抵抗変更部を含む。そして、抵抗変更部は、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたことに応じて、ゲート抵抗の抵抗値を増加させる。
　さらに好ましくは、抵抗変更部は、第１のゲート抵抗と、第１のゲート抵抗よりも抵抗値が大きい第２のゲート抵抗とを有する。そして、抵抗変更部は、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたことに応じて、第１のゲート抵抗から第２のゲート抵抗へゲート抵抗の選択を切替える。
　また好ましくは、第２のゲート抵抗は、スイッチング素子の異常発生時に、スイッチング素子を緩やかに停止させるためのスイッチング素子保護用の抵抗である。
　好ましくは、電力変換部は、蓄電装置から供給される直流電力の電圧変換を行なうように構成され、昇圧動作および降圧動作の双方が可能であるコンバータと、コンバータからの直流電力を交流電力に変換するように構成されたインバータとを含む。また、コンデンサは、コンバータの蓄電装置側に接続された第１のコンデンサと、コンバータのインバータ側に接続された第２のコンデンサとを含む。そして、コンバータは、昇圧動作に伴って第１のコンデンサの残留電荷の一部を消費するとともに、降圧動作に伴って第２のコンデンサの残留電荷の一部を消費する。
　また好ましくは、制御装置は、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたことに応じて、昇圧動作および降圧動作を交互に繰り返すように、コンバータを制御する。
　本発明による車両は、電力変換装置と、蓄電装置と、衝突検出部と、リレーとを備える。蓄電装置は、電力変換装置へ直流電力を供給する。衝突検出部は、車両の衝突を検出する。リレーは、蓄電装置から電力変換装置への直流電力の供給および遮断の切替えが可能に構成され、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたときに遮断される。また、電力変換装置は、コンデンサと、スイッチング素子を有し蓄電装置からリレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、スイッチング素子のゲートを駆動するためのゲート駆動部と、コンデンサの残留電荷を消費するようにゲート駆動部を制御するための制御装置とを含む。そして、制御装置は、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたことに応じて、スイッチング素子のスイッチング損失を増加させるようにゲート駆動部を制御する。
　好ましくは、ゲート駆動部は、スイッチング素子のゲート駆動電圧が変更できるように構成された駆動電圧変更部を含む。そして、駆動電圧変更部は、衝突検出部によって衝突検出部によって車両の衝突が検出されたことに応じて、ゲート駆動電圧を低下させる。
　また好ましくは、ゲート駆動部は、スイッチング素子のゲート抵抗が変更できるように構成された抵抗変更部を含み、抵抗変更部は、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたことに応じて、ゲート抵抗の抵抗値を増加させる。
　さらに好ましくは、抵抗変更部は、第１のゲート抵抗と、第１のゲート抵抗よりも抵抗値が大きい第２のゲート抵抗とを有する。そして、抵抗変更部は、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたことに応じて、第１のゲート抵抗から第２のゲート抵抗へゲート抵抗の選択を切替える。
　また好ましくは、第２のゲート抵抗は、スイッチング素子の異常発生時に、スイッチング素子を緩やかに停止させるためのスイッチング素子保護用の抵抗である。
　好ましくは、電力変換部は、蓄電装置から供給される直流電力の電圧変換を行なうように構成され、昇圧動作および降圧動作の双方が可能であるコンバータと、コンバータからの直流電力を交流電力に変換するように構成されたインバータとを含む。また、コンデンサは、コンバータの蓄電装置側に接続された第１のコンデンサと、コンバータのインバータ側に接続された第２のコンデンサとを含む。そして、コンバータは、昇圧動作に伴って第１のコンデンサの残留電荷の一部を消費するとともに、降圧動作に伴って第２のコンデンサの残留電荷の一部を消費する。
　また好ましくは、制御装置は、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたことに応じて、昇圧動作および降圧動作を交互に繰り返すように、コンバータを制御する。
　本発明による電力変換装置の制御方法は、車両に搭載された電力変換装置の制御方法であって、車両は、電力変換装置へ直流電力を供給する蓄電装置と、車両の衝突を検出するための衝突検出部と蓄電装置から電力変換装置への直流電力の供給および遮断の切替えが可能に構成され、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたときに遮断されるリレーとを含む。また、電力変換装置は、コンデンサと、スイッチング素子を有し蓄電装置からリレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、スイッチング素子のゲートを駆動するためのゲート駆動部とを含む。そして、電力変換装置の制御方法は、車両の衝突が発生したか否かを判定するステップと、車両の衝突が発生したことに応じて、スイッチング素子のスイッチング損失を増加、コンデンサの残留電荷を消費するようにゲート駆動部を制御するステップとを備える。
　本発明によれば、車両の電力変換装置において、車両の衝突時に、電力変換装置内の平滑コンデンサに蓄積された残留電荷を速やかに放電することができる。
実施の形態１に従う、車両の全体ブロック図である。 半導体スイッチング素子のゲート電圧を変更した場合の、半導体スイッチング素子の電圧と電流との関係を説明するための図である。 実施の形態１における、残留電荷放電制御を説明するための機能ブロック図である。 実施の形態１における、ＥＣＵによって行なわれる残留電荷放電制御処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１における、ゲート駆動部によって行なわれる残留電荷放電制御処理を説明するためのフローチャートである。 ゲート抵抗の抵抗値を変更した場合の、半導体スイッチング素子の電圧および電流ならびにスイッチング損失の変化を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態２における、残留電荷放電制御を説明するための機能ブロック図である。 実施の形態２における、ＥＣＵによって行なわれる残留電荷放電制御処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２における、ゲート駆動部によって行なわれる残留電荷放電制御処理を説明するためのフローチャートである。 ゲート駆動部に備えられる抵抗切替回路の一例を示す図である。
　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。
　[実施の形態１]
　図１は、実施の形態１に従う、車両１００の全体ブロック図である。実施の形態１においては、車両１００としてエンジンおよびモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両を例として説明するが、車両１００の構成はこれに限定されるものではなく、蓄電装置からの電力によって走行可能な車両であれば適用可能である。車両１００としては、ハイブリッド車両以外にたとえば電気自動車や燃料電池自動車などが含まれる。また、蓄電装置からの電力によって走行可能でなくとも、電力変換装置を備える車両においても適用可能である。
　図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１５０と、電力変換装置（以下、ＰＣＵ「Power　Control　Unit」とも称する。）２００と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構２５０と、エンジン２２０と、駆動輪２６０と、衝突検出部２１０と、システムメインリレー１９０と、補機１３０と、ＨＶ－ＥＣＵ（Electronic　Control　Unit）３５０とを備える。
　蓄電装置１５０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１５０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含む。
　蓄電装置１５０は、システムメインリレー１９０を介して、電源ラインＰＬ１および接地ラインＮＬ１によってＰＣＵ２００に接続される。そして、蓄電装置１５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための直流電力をＰＣＵ２００に供給する。また、蓄電装置１５０は、ＰＣＵ２００を介して供給される、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発生された電力を蓄電する。蓄電装置１５０から供給される電力の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。
　システムメインリレー１９０は、リレーＳＭＲ１およびＳＭＲ２を含む。リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は、電源ラインＰＬ１および接地ラインＮＬ１の途中にそれぞれ挿入される。そして、システムメインリレー１９０は、ＨＶ－ＥＣＵ３５０によって制御され、蓄電装置１５０からＰＣＵ２００へ電力の供給と遮断とを切替える。
　衝突検出部２１０は、図示しないセンサ（たとえばＧセンサ）を含み、車両１００が衝突したか否かを検出する。そして、衝突検出部２１０は、その検出結果である衝突信号ＣＯＬを、ＨＶ－ＥＣＵ３５０およびＭＧ－ＥＣＵ３００へ出力する。
　ＨＶ－ＥＣＵ３５０は、いずれも図示しないがＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、車両１００の各機器を制御する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。
　ＨＶ－ＥＣＵ３５０は、衝突検出部２１０から、車両１００の衝突信号ＣＯＬの入力を受ける。
　また、ＨＶ－ＥＣＵ３５０は、リレー制御指令ＳＥを生成し、システムメインリレー１９０のリレーＳＭＲ１およびＳＭＲ２を制御する。具体的には、リレー制御指令ＳＥがオンに設定されるとリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２の接点が閉じられて、蓄電装置１５０からＰＣＵ２００へ電力が供給される。一方、リレー制御指令ＳＥがオフに設定されるとリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２の接点が開放され、蓄電装置１５０からＰＣＵ２００への電力が遮断される。
　そして、ＨＶ－ＥＣＵ３５０は、衝突信号ＣＯＬによって車両１００の衝突を検出すると、蓄電装置１５０からＰＣＵ２００への電力が遮断されるようにリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２を制御する。
　また、ＨＶ－ＥＣＵ３５０は、ＭＧ－ＥＣＵ３００へもリレー制御指令ＳＥを出力し、リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２の制御状態を通知する。
　補機１３０は、ＰＣＵ２００に並列に、電源ラインＰＬ１および接地ラインＮＬ１に接続される。補機１３０としては、いずれも図示しないが、蓄電装置１５０から供給される電力の電圧よりも低圧（たとえば１４Ｖ）の機器を駆動するためのＤＣ／ＤＣコンバータや車内を空調する空調機などが含まれる。
　ＰＣＵ２００は、蓄電装置１５０からの直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に供給する。また、ＰＣＵ２００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発生した交流電力を、直流電力に変換して蓄電装置１５０を充電する。
　モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、ＰＣＵ２００から供給される交流電力を受けて車両推進のための回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、外部から回転力を受け、ＭＧ－ＥＣＵ３００からの回生トルク指令によって交流電力を発電するとともに回生制動力を車両１００に発生する。
　また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力分割機構２５０を介してエンジン２２０にも連結される。そして、エンジン２２０の発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御される。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。なお、実施の形態１においては、モータジェネレータＭＧ１をエンジン２２０により駆動される発電機として機能させ、モータジェネレータＭＧ２を駆動輪２６０を駆動する電動機として機能させるものとする。
　動力分割機構２５０には、エンジン２２０の動力を、駆動輪２６０とモータジェネレータＭＧ１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。
　ＰＣＵ２００は、電力変換部１１５と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２と、電圧センサ１７０，１８０と、ＭＧ－ＥＣＵ３００と、ゲート駆動部２４０とを含む。また、電力変換部１１５は、コンバータ１１０およびインバータ１２０を含む。また、インバータ１２０は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためのインバータ１２１およびモータジェネレータＭＧ２を駆動するためのインバータ１２２を含む。
　コンバータ１１０は、一方端が電源ラインＰＬ１に接続されるリアクトルＬ１と、電源ラインＨＰＬと接地ラインＮＬ１間に直列に接続される半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。半導体スイッチング素子は、代表的にはＩＧＢＴ（Insulated　Gate　Bipolar　Transistor）、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal　Oxide　Semiconductor）、もしくはＧＴＯ（Gate　Turn　Off　Thyristor）などが用いられる。なお、本実施の形態においては、半導体スイッチング素子としてＩＧＢＴを使用した場合を例として説明する。
　リアクトルＬ１の他方端は半導体スイッチング素子Ｑ１のエミッタおよび半導体スイッチング素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ２のエミッタと接続される。
　半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ゲート駆動部２４０からのゲート信号ＶＧＣによってオンまたはオフに制御される。
　インバータ１２１は、コンバータ１１０から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン２２０を始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１２１は、エンジン２２０から伝達される機械的動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された回生電力をコンバータ１１０に出力する。このときコンバータ１１０は、降圧回路として動作するようにＭＧ－ＥＣＵ３００によって制御される。
　インバータ１２１は、Ｕ相アーム１２３と、Ｖ相アーム１２４と、Ｗ相アーム１２５とを含む。Ｕ相アーム１２３，Ｖ相アーム１２４，およびＷ相アーム１２５は、電源ラインＨＰＬと接地ラインＮＬ１との間に並列に接続される。
　Ｕ相アーム１２３は、電源ラインＨＰＬと接地ラインＮＬ１との間に直列接続された半導体スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と、半導体スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ４のエミッタと接続される。
　Ｖ相アーム１２４は、電源ラインＨＰＬと接地ラインＮＬ１との間に直列接続された半導体スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６と、半導体スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ６のエミッタと接続される。
　Ｗ相アーム１２５は、電源ラインＨＰＬと接地ラインＮＬ１との間に直列接続された半導体スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８と、半導体スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードは半導体スイッチング素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードは半導体スイッチング素子Ｑ８のエミッタと接続される。
　モータジェネレータＭＧ１は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータと中性点でＹ結線された三相コイルを有するステータとを備える三相交流電動発電機であり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中性点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端が半導体スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続される。またＶ相コイルの他方端が半導体スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続される。またＷ相コイルの他方端が半導体スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。
　インバータ１２１は、ゲート駆動部２４０からのゲート信号ＶＧＩ１に従って上記半導体スイッチング素子Ｑ３～Ｑ８をオンまたはオフさせることによって、コンバータ１１０から供給される直流電力を所望の交流電力に変換する。
　インバータ１２２は、コンバータ１１０に対してインバータ１２１と並列的に接続される。
　インバータ１２２は駆動輪２６０を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対してコンバータ１１０の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ１２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された回生電力をコンバータ１１０に出力する。このときコンバータ１１０は降圧回路として動作するようにＭＧ－ＥＣＵ３００によって制御される。インバータ１２２の内部の構成は、図示しないがインバータ１２１と同様であり、詳細な説明は繰り返さない。
　平滑コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＮＬ１間に接続され、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング時のリプル電圧を吸収する。また、平滑コンデンサＣ２は、電源ラインＨＰＬと接地ラインＮＬ１間に接続され、コンバータ１１０およびインバータ１２０でスイッチング時に発生するリプル電圧を吸収する。
　また、コンバータ１１０は、昇圧動作によって平滑コンデンサＣ１の残留電荷を消費し、降圧動作によって平滑コンデンサＣ２の残留電荷を消費する。
　電圧センサ１７０は、平滑コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬを検出し、その検出した電圧ＶＬをＭＧ－ＥＣＵ３００へ出力する。また、電圧センサ１８０は、平滑コンデンサＣ２の両端間の電圧ＶＨ、すなわち、コンバータ１１０の出力電圧（インバータ１２０の入力電圧に相当する。）を検出し、その検出した電圧ＶＨをＭＧ－ＥＣＵ３００へ出力する。
　ゲート駆動部２４０は、ＭＧ－ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣおよび制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２に従って、半導体スイッチング素子のゲート駆動信号ＶＧＣ，ＶＧＩ１，ＶＧＩ２を、コンバータ１１０およびインバータ１２１，１２２にそれぞれ出力する。
　また、ゲート駆動部２４０は、図３および図７で後述するように、車両１００が衝突を起こした場合に、ゲート駆動信号ＶＧＣ，ＶＧＩ１，ＶＧＩ２のゲート電圧やゲート抵抗を切替える。
　ＭＧ－ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないがＣＰＵ、記憶装置および入出力バッファを含み、ＰＣＵ２００内のゲート駆動部２４０を制御する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。
　ＭＧ－ＥＣＵ３００は、電圧センサ１７０，１８０から、平滑コンデンサＣ１および平滑コンデンサＣ２のそれぞれの電圧ＶＬ，ＶＨの入力を受ける。また、ＭＧ－ＥＣＵ３００は、衝突検出部２１０から、車両１００の衝突信号ＣＯＬの入力を受ける。さらに、ＭＧ－ＥＣＵ３００は、ＨＶ－ＥＣＵ３５０から、リレー制御指令ＳＥの入力を受ける。
　ＭＧ－ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＣによりゲート駆動部２４０を制御してコンバータ１１０の半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動することによって、コンバータ１１０に昇圧動作または降圧動作を行なわせる。
　また、ＭＧ－ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＩ１、ＰＷＩ２によりゲート駆動部２４０を制御してインバータ１２０の半導体スイッチング素子を駆動することによって、コンバータ１１０から供給された直流電力をインバータ１２０によって交流電力に変換する。
　また、ＭＧ－ＥＣＵ３００は、衝突検出部２１０からの衝突信号ＣＯＬによって車両１００の衝突を検出し、かつリレー制御指令ＳＥによって蓄電装置１５０とＰＣＵ２００とが電気的に切離されたことを検出した場合には、コンバータ１１０およびインバータ１２０の少なくともいずれか一方を制御することによって、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられている残留電荷を消費させる。
　ここで、コンバータ１１０やインバータ１２０などの電力変換部１１５が駆動される場合には、半導体スイッチング素子Ｑ１～Ｑ８のスイッチングによるスイッチング損失や、リアクトルＬ１に電流が流れることによる導通損が発生する。したがって、車両１００の衝突発生時に、コンバータ１１０を昇圧動作と降圧動作とをくりかえすように駆動したり、インバータ１２０でモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動したりすることによって、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を消費させることができる。
　なお、インバータ１２０を駆動する場合には、インバータ１２０とモータジェネレータＭＧ１またはＭＧ２とが断線していないことが前提となる。そして、インバータ１２０を駆動する場合には、たとえばモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の界磁電流成分（ｄ軸電流）のみを供給するように制御することで、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を回転させることなく、残留電荷による電力を消費させることができる。
　電動車両のように、蓄電装置からの電力によって車両推進のための駆動力を発生する場合、モータジェネレータの出力も比較的高出力のものが必要となる。それに伴って、モータジェネレータを制御するためのインバータやコンバータなどを含む電力変換装置については、高電圧かつ大容量のコンデンサが搭載される場合がある。
　そのため、特に車両の衝突事故等が発生した場合には、この残留電荷をできるだけ迅速に放電する必要がある。
　そこで、実施の形態１においては、車両１００が衝突した場合に、ゲート駆動部２４０により、電力変換部１１５に含まれる半導体スイッチング素子Ｑ１～Ｑ８を駆動するゲート信号ＶＧＣ，ＶＧＩ１，ＶＧＩ２のゲート電圧を変更した上で電力変換部１１５を駆動する残留電荷放電制御を行なう。
　図２は、半導体スイッチング素子のゲート電圧を変更した場合の、半導体スイッチング素子の電圧と電流との関係を説明するための図である。
　図２を参照して、縦軸および横軸には、半導体スイッチング素子を流れるコレクタ電流Ｉｃおよび半導体スイッチング素子のコレクタ－エミッタ間電圧Ｖｃｅがそれぞれ示される。また、曲線Ｗ１～Ｗ３は、それぞれゲート電圧が異なる場合のコレクタ電流Ｉｃとコレクタ－エミッタ間電圧Ｖｃｅとの関係を表わしたものである。曲線Ｗ１はゲート電圧が大きく設定された場合であり、曲線Ｗ２，Ｗ３となるにしたがってゲート電圧は小さく設定される。ここで、曲線Ｗ１～Ｗ３のゲート電圧をそれぞれＶＧ１、ＶＧ２およびＶＧ３とすると、ＶＧ１＞ＶＧ２＞ＶＧ３となる。
　ゲート駆動信号により半導体スイッチング素子がオンされると、コレクタ－エミッタ間電圧Ｖｃｅの増加にともなってコレクタ電流Ｉｃが増加する。このとき、このコレクタ－エミッタ間電圧Ｖｃｅとコレクタ電流Ｉｃとを掛け合わせた電力が、半導体スイッチング素子によってスイッチング損失として消費される。
　ここで、ある電流ＩＰが半導体スイッチング素子に流れた場合、ゲート電圧を変更すると、曲線Ｗ１～Ｗ３に示されるように、ゲート電圧が小さく設定されたものほど、半導体スイッチング素子に発生する電圧は大きくなる（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）。すなわち、ゲート電圧を小さく設定するほど、半導体スイッチング素子によるスイッチング損失が大きくなる。なお、電流ＩＰについては、たとえばリアクトルＬ１によって律速されて、値が定まる。
　一般的に、車両において通常の走行を行なう際には、半導体スイッチング素子による損失を低減して燃費を向上させるために、ゲート電圧は大きく設定される。したがって、車両が衝突した場合には、ゲート電圧を低下させるように設定してインバータまたはコンバータを駆動することでスイッチング損失を大きくできるので、平滑コンデンサの残留電荷を速やかに放電することができる。
　一方、ゲート電圧を低下させることによって、半導体スイッチング素子を駆動するために必要となる電力は減少する。そのため、ゲート駆動部２４０による消費電力が減少するので、車両１００の衝突によって、たとえばゲート駆動部２４０に駆動電源を供給するバッテリが破損等してバッテリの出力電力が低下したような場合であっても、ゲート電圧を低下させない場合と比較して、半導体スイッチング素子を長時間継続して駆動できる。これによって、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられた残留電荷を、より多く消費することができる。
　図３は、実施の形態１における、残留電荷放電制御を説明するための機能ブロック図である。なお、図３および後述する図４，図５においては、コンバータ１１０により昇圧動作および降圧動作を行なうことによって残留電荷を放電する場合について説明するが、インバータ１２０を駆動することによって残留電荷を放電してもよい。
　図１および図３を参照して、ＭＧ－ＥＣＵ３００は、衝突判定部３１０と、リレー開放判定部３２０と、コンバータ制御部３３０とを含む。また、ゲート駆動部２４０は、駆動電圧変更部２４１と、ゲート指令出力部２４２とを含む。
　衝突判定部３１０は、衝突検出部２１０からの衝突信号ＣＯＬを受ける。そして、衝突判定部３１０は、衝突信号ＣＯＬに基づいて、車両１００の衝突が起こったか否かを判定し、その結果である衝突フラグＣＬＦをリレー開放判定部３２０に出力する。具体的には、衝突判定部３１０は、衝突が起こったと判定した場合には衝突フラグＣＬＦをオンとして設定し、衝突が起こっていないと判定した場合には衝突フラグＣＬＦをオフとして設定する。
　リレー開放判定部３２０は、ＨＶ－ＥＣＵ３５０からリレー制御指令ＳＥの入力を受ける。また、リレー開放判定部３２０は、衝突判定部３１０から衝突フラグＣＬＦの入力を受ける。
　そして、リレー開放判定部３２０は、これらの信号に基づいて、残留電荷放電制御を開始するか否かを判定する。具体的には、衝突フラグＣＬＦがオンでかつリレー制御指令ＳＥがオフの場合、すなわち、車両１００の衝突が発生し、蓄電装置１５０とＰＣＵ２００とが電気的に切離された場合には、残留電荷放電制御を開始するように、放電制御指令ＤＳＣをコンバータ制御部３３０に出力する。
　コンバータ制御部３３０は、リレー開放判定部３２０から放電制御指令ＤＳＣと、電圧センサ１７０から平滑コンデンサＣ１の電圧検出値ＶＬとを受ける。コンバータ制御部３３０は、リレー開放判定部３２０から放電制御指令ＤＳＣの入力を受けた場合には、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲート電圧ＶＧの設定を低下させるために、電圧変更フラグＶＦＬＧをオンに設定してゲート駆動部２４０の駆動電圧変更部２４１に出力する。
　また、コンバータ制御部３３０は、平滑コンデンサＣ１の電圧検出値ＶＬが所定の目標放電電圧Ｖｔｈより小さくなるまで、コンバータ１１０によって昇圧動作および降圧動作を交互に繰り返すことによって、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２およびリアクトルＬ１により、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を消費させるように、制御信号ＰＷＣを生成してゲート駆動部２４０のゲート指令出力部２４２に出力する。なお、残留電荷の放電状態の判定については、平滑コンデンサＣ１の電圧検出値ＶＬに代えて、平滑コンデンサＣ２の電圧検出値ＶＨによって判定してもよい。
　駆動電圧変更部２４１は、ＭＧ－ＥＣＵ３００のコンバータ制御部３３０から、電圧変更フラグＶＦＬＧの入力を受ける。そして、電圧変更フラグＶＦＬＧがオフの場合、すなわち通常の走行の場合には、駆動電圧変更部２４１は、ゲート電圧としてＶ１０を設定する。一方、電圧変更フラグＶＦＬＧがオンの場合、すなわち車両１００の衝突が発生して残留電荷の放電が必要である場合には、駆動電圧変更部２４１は、ゲート電圧として通常より小さい電圧Ｖ２０（Ｖ１０＞Ｖ２０）に設定する。そして、駆動電圧変更部２４１は、設定したゲート電圧設定値ＶＧをゲート指令出力部２４２に出力する。
　ゲート指令出力部２４２は、駆動電圧変更部２４１からのゲート電圧設定値ＶＧ、およびＭＧ－ＥＣＵ３００のコンバータ制御部３３０から制御信号ＰＷＣの入力を受ける。そして、ゲート指令出力部２４２は、ゲート電圧をゲート電圧設定値ＶＧに設定して、制御信号ＰＷＣに従いゲート信号ＶＧＣを半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に出力する。これによって、ゲート指令出力部２４２はコンバータ１１０を駆動する。
　図４は、実施の形態１における、ＭＧ－ＥＣＵ３００によって行なわれる残留電荷放電制御処理を説明するためのフローチャートである。また、図５は、実施の形態１における、ゲート駆動部２４０によって行なわれる残留電荷放電制御処理を説明するためのフローチャートである。図４および図５に示すフローチャートは、ＭＧ－ＥＣＵ３００またはゲート駆動部２４０に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
　図３および図４を参照して、ＭＧ－ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）４００において、衝突検出部２１０からの衝突信号ＣＯＬによって、車両１００が衝突したか否かを、衝突判定部３１０で判定する。
　車両１００が衝突した場合（Ｓ４００にてＹＥＳ）は、ＭＧ－ＥＣＵ３００は、次にＳ４１０に処理を進めて、ＨＶ－ＥＣＵ３５０からのリレー制御指令ＳＥによって、蓄電装置１５０とＰＣＵ２００とが電気的に切離されているか否かを、リレー開放判定部３２０で判定する。
　蓄電装置１５０とＰＣＵ２００とが電気的に切離されている場合、すなわちリレー制御指令ＳＥがオフの場合（Ｓ４１０にてＹＥＳ）は、ＭＧ－ＥＣＵ３００は、Ｓ４２０にて、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の放電を短時間で行なうために、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲート電圧を低下するように電圧変更フラグＶＦＬＧをオンに設定する。
　次に、ＭＧ－ＥＣＵ３００は、Ｓ４３０にて、Ｓ４２０で設定された電圧変更フラグＶＦＬＧをゲート駆動部２４０に出力するとともに、コンバータ１１０を駆動するための制御信号ＰＷＣをゲート駆動部２４０に出力してコンバータ１１０による平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電制御を実行する。
　そして、ＭＧ－ＥＣＵ３００は、Ｓ４４０にて、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが目標放電電圧Ｖｔｈより小さいか否かを判定する。
　平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが目標放電電圧Ｖｔｈ以上の場合（Ｓ４４０にてＮＯ）は、メインルーチンに処理が戻される。そして、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが目標放電電圧Ｖｔｈより小さくなるまで、放電制御が継続される。
　平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが目標放電電圧Ｖｔｈより小さい場合（Ｓ４４０にてＹＥＳ）は、ＭＧ－ＥＣＵ３００は、Ｓ４５０にて、コンバータ１１０への制御信号ＰＷＣを停止し、放電制御を終了する。その後、メインルーチンに処理が戻される。
　一方、車両１００の衝突が発生していない場合（Ｓ４００にてＮＯ）、および衝突発生後まだシステムメインリレー１９０が開放されていない場合（Ｓ４１０にてＮＯ）は、いずれもＳ４２１に処理が進められ、ＭＧ－ＥＣＵ３００は、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲート電圧を通常走行時に使用する初期値とするために、電圧変更フラグＶＦＬＧをオフに設定する。そして、Ｓ４３１に処理が進められ、ＭＧ－ＥＣＵ３００は、設定した電圧変更フラグＶＦＬＧをゲート駆動部２４０に出力するとともに、コンバータ１１０の制御信号ＰＷＣをゲート駆動部２４０に出力する。その後、メインルーチンに処理が戻される。
　次に、図３および図５を参照して、Ｓ５００にて、ゲート駆動部２４０は、ＭＧ－ＥＣＵ３００からの電圧変更フラグＶＦＬＧによって、ゲート電圧の変更が必要か否かを、駆動電圧変更部２４１で判定する。
　ゲート電圧の変更が不要な場合（Ｓ５００にてＮＯ）は、ゲート駆動部２４０は、Ｓ５１１にて、ゲート電圧ＶＧをデフォルト値Ｖ１０に設定する。このデフォルト値Ｖ１０は、通常の走行時に使用されるゲート電圧の値であり、この場合は、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング損失が小さくなるように設定される。
　一方、ゲート電圧の変更が必要な場合（Ｓ５００にてＹＥＳ）は、ゲート駆動部２４０は、Ｓ５１０にて、ゲート電圧ＶＧをデフォルト値Ｖ１０より小さい値であるＶ２０に設定する（Ｖ１０＞Ｖ２０）。これにより、図２で説明したように、通常走行の場合と比較して、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング損失が大きくなる。
　その後、ゲート駆動部２４０は、Ｓ５２０にて、ＭＧ－ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに従ったゲート信号ＶＧＣを、Ｓ５１０またはＳ５１１で設定されたゲート電圧ＶＧに設定して、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に出力する。
　以上の説明のように、実施の形態１においては、車両の電力変換装置２００において、車両１００の衝突が検出された場合に、電力変換装置２００に含まれる半導体スイッチング素子Ｑ１～Ｑ８を駆動するゲート信号の電圧を低下させて、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられた残留電荷の放電を行なう。このような構成とすることで、電力変換装置２００における放電の際に、半導体スイッチング素子Ｑ１～Ｑ８がオンまたはオフするときのスイッチング損失が増加するので、残留電荷の放電をより短時間で完了させることができる。さらに、ゲート信号の電圧ＶＧを低下させることによって、半導体スイッチング素子Ｑ１～Ｑ８の駆動電力を減少できるので、より長時間の間、電力変換装置２００による放電動作が継続できる。
　[実施の形態２]
　実施の形態１では、車両１００の衝突が発生した場合に、半導体スイッチング素子Ｑ１～Ｑ８を駆動するゲート信号の電圧ＶＧを低下するように設定することによって、半導体スイッチング素子Ｑ１～Ｑ８のスイッチング損失を増加させる手法について説明した。
　実施の形態２においては、車両１００の衝突が検出された場合に、ゲート信号ＶＧＣの出力回路のゲート抵抗の抵抗値を増加させるように切替えることによって、スイッチング損失を増加させる手法について説明する。
　図６は、ゲート抵抗の抵抗値を変更した場合の、半導体スイッチング素子の電圧および電流ならびにスイッチング損失の変化を説明するためのタイムチャートである。図６において、横軸は時間が示され、縦軸には半導体スイッチング素子のコレクタ－エミッタ間電圧Ｖｃｅ、半導体スイッチング素子に流れるコレクタ電流Ｉｃおよびそのときの半導体スイッチング素子のスイッチング損失が示される。なお、図６のタイムチャートにおいて、実線で示される曲線Ｗ３０，Ｗ４０，Ｗ５０は、ゲート抵抗が小さい場合を表わしており、破線で示される曲線Ｗ３１，Ｗ４１，Ｗ５１は、ゲート抵抗が大きい場合を表わしている。また、以下の説明においては、コンバータ１１０の半導体スイッチング素子Ｑ１を例として説明する。
　図６を参照して、時刻ｔ１までは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンの状態であり、コレクタ－エミッタ間電圧Ｖｃｅは０Ｖである。
　そして、時刻ｔ１において、半導体スイッチング素子Ｑ１がターンオフした場合、半導体スイッチング素子Ｑ１を流れるコレクタ電流Ｉｃが減少するとともに、コレクタ－エミッタ間電圧Ｖｃｅが増加する。このとき、ゲート抵抗の抵抗値が小さい場合は、ゲートの電位が速やかに低下し半導体スイッチング素子Ｑ１が短時間でオフするため、コレクタ電流Ｉｃが短時間で減少する（図６中のＷ４０）。これに伴ってコレクタ－エミッタ間電圧Ｖｃｅが増加するが、急激な電流変化のために、コレクタ－エミッタ間電圧Ｖｃｅには、過渡期において図６中のＷ３０のような、電流変化に比例した、配線インダクタンスによるサージ電圧が発生する。
　特に、本実施の形態のように、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電するような場合には、残留電荷を短期間で消費させるために、半導体スイッチング素子には大電流が流れるように制御される。そのため、このような場合には、サージ電圧がさらに大きくなるので、半導体スイッチング素子がサージ電圧によりダメージを受ける場合が起こり得る。
　一方、ゲート抵抗の抵抗値が大きい場合には、ゲートの電位がゆっくりと低下するので、半導体スイッチング素子Ｑ１のオフが遅くなる。そのため、コレクタ電流ＩｃはＷ４１のように緩やかに減少する。そのため、コレクタ－エミッタ間電圧Ｖｃｅに発生するサージ電圧の大きさも小さくなるので、上記のようなサージ電圧による半導体スイッチング素子へのダメージを低減または防止できる。
　また、このときのスイッチング損失については、ゲート抵抗が小さい場合には、図６中のＷ５０のように、ピーク値は大きいものの、速やかにコレクタ電流Ｉｃがゼロとなるので短時間で損失はなくなる。一方、ゲート抵抗が大きい場合には、ピーク値は小さくなるが、コレクタ電流Ｉｃが流れている時間が長くなるため（図６中のＷ４１）、結果としてトータルのスイッチング損失が増加することになる（図６中のＷ５１）。
　したがって、ゲート抵抗を大きくしてスイッチングを行なうことにより、サージ電圧による半導体スイッチング素子へのダメージを低減または防止しながら、スイッチング損失を増加できる。
　図７は、実施の形態２における、残留電荷放電制御を説明するための機能ブロック図である。図７においては、図３におけるゲート駆動部２４０がゲート駆動部２４０Ａとなっており、ＭＧ－ＥＣＵ３００がＭＧ－ＥＣＵ３００Ａとなっている。図７において、図３と重複する部分の説明は繰り返さない。なお、以降の説明においても、コンバータ１１０によって残留電荷を放電する場合について説明するが、実施の形態１の説明と同様に、インバータ１２０によって残留電荷を放電してもよい。
　ＭＧ－ＥＣＵ３００Ａは、衝突判定部３１０と、リレー開放判定部３２０と、コンバータ制御部３３０Ａとを含む。ゲート駆動部２４０Ａは、ゲート指令出力部２４２と、抵抗変更部２４３とを含む。また、抵抗変更部２４３は、ゲート抵抗ＲＧ１０，ＲＧ２０（ＲＧ１０＜ＲＧ２０）および切替器２４４を含む。
　ＭＧ－ＥＣＵ３００Ａは、衝突判定部３１０によって車両１００の衝突が検出され、さらにリレー開放判定部３２０によってＳＭＲ１およびＳＭＲ２が開放されたことが検出されると、コンバータ制御部３３０Ａにおいて、抵抗切替信号ＲＳＷをオンに設定して、ゲート駆動部２４０Ａの抵抗変更部２４３に出力する。
　抵抗変更部２４３は、コンバータ制御部３３０Ａからの抵抗切替信号ＲＳＷがオンの場合、すなわち車両１００の衝突が検出されてゲート抵抗を高抵抗に設定する場合は、切替器２４４を高抵抗であるＲＧ２０に切替える。一方、抵抗変更部２４３は、抵抗切替信号ＲＳＷがオフの場合は、通常時に使用する低抵抗のＲＧ１０を選択する。
　そして、ゲート指令出力部２４２は、コンバータ制御部３３０Ａからの制御信号ＰＷＣに従って、抵抗変更部２４３を介して、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にゲート信号ＶＧＣを出力することによって、コンバータ１１０を制御する。
　図８は、実施の形態２における、ＭＧ－ＥＣＵ３００Ａによって行なわれる残留電荷放電制御処理を説明するためのフローチャートである。図９は、実施の形態２における、ゲート駆動部２４０Ａによって行なわれる残留電荷放電制御処理を説明するためのフローチャートである。図８および図９に示すフローチャートは、ＭＧ－ＥＣＵ３００Ａまたはゲート駆動部２４０Ａに予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
　図８は、図４に示されるフローチャートにおいて、ステップＳ４２０、Ｓ４２１、Ｓ４３０およびＳ４３１が、それぞれＳ４２５、Ｓ４２６、Ｓ４３５およびＳ４３６に置き換わったものになっている。図８において、図４と重複する部分の説明は繰り返さない。
　図７および図８を参照して、車両１００の衝突が検出され（Ｓ４００にてＹＥＳ）、さらにリレーＳＭＲ１およびＳＭＲ２が開放されたことが検出されると（Ｓ４１０にてＹＥＳ）、ＭＧ－ＥＣＵ３００Ａは、Ｓ４３５に処理を進め、抵抗切替信号ＲＳＷをオンに設定する。そして、ＭＧ－ＥＣＵ３００Ａは、Ｓ４３５にて、ゲート駆動部２４０Ａの抵抗変更部２４３に抵抗切替信号ＲＳＷを出力するとともに、ゲート指令出力部２４２に制御信号ＰＷＣを出力してコンバータ１１０を制御する。Ｓ４４０以降の処理は図４での説明と同様であるので説明は繰り返さない。
　一方、車両１００の衝突が検出されなかった場合（Ｓ４００にてＮＯ）、またはリレーＳＭＲ１およびＳＭＲ２が開放されたことが検出されなかった場合（Ｓ４１０にてＮＯ）は、ＭＧ－ＥＣＵ３００Ａは、処理をＳ４２６に進めて、抵抗切替信号ＲＳＷをオフに設定する。
　そして、ＭＧ－ＥＣＵ３００Ａは、Ｓ４３６にてゲート駆動部２４０Ａの抵抗変更部２４３に抵抗切替信号ＲＳＷを出力するとともに、ゲート指令出力部２４２に制御信号ＰＷＣを出力してコンバータ１１０を制御する。その後、メインルーチンに処理が戻される。
　また、図７および図９を参照して、ゲート駆動部２４０Ａは、Ｓ５０５にて、ＭＧ－ＥＣＵ３００Ａのコンバータ制御部３３０Ａからの抵抗切替信号ＲＳＷによって、ゲート抵抗を高抵抗に切替えるか否かを判定する。
　抵抗切替信号ＲＳＷがオンの場合、すなわちゲート抵抗を高抵抗に切替える場合（Ｓ５０５にてＹＥＳ）は、ゲート駆動部２４０Ａは、Ｓ５１５に処理を進めて、高抵抗のＲＧ２０を選択するように切替器２４４を制御する。
　一方、抵抗切替信号ＲＳＷがオフの場合、すなわちゲート抵抗を高抵抗に切替える必要がない場合（Ｓ５０５にてＮＯ）は、ゲート駆動部２４０Ａは、Ｓ５１６に処理を進めて、低抵抗のＲＧ１０を選択するように切替器２４４を制御する。
　その後、ゲート駆動部２４０Ａは、Ｓ５２５にて、コンバータ制御部３３０Ａからの制御信号ＰＷＣに従って、ゲート信号ＶＧＣによって半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動する。
　このような処理に従って制御することによって、車両の電力変換装置２００において、車両１００の衝突が検出された場合に、電力変換装置２００に含まれる半導体スイッチング素子Ｑ１～Ｑ８を駆動するゲート抵抗の抵抗値を大きく設定して、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられた残留電荷の放電が行なわれる。このような構成とすることで、衝突発生時の電力変換装置２００における放電の際に、半導体スイッチング素子Ｑ１～Ｑ８に発生するサージ電圧を低減または防止できるとともに、半導体スイッチング素子Ｑ１～Ｑ８がオンまたはオフするときのスイッチング損失が増加するので、半導体スイッチング素子Ｑ１～Ｑ８を保護しつつ残留電荷の放電をより短時間で完了させることができる。
　なお、実施の形態２においても、さらに実施の形態１を適用して、ゲート電圧ＶＧを低下するように設定することによって、半導体スイッチング素子の駆動電力を低減させてもよい。
　また、ゲート駆動部においては、一般的に、半導体スイッチング素子の温度上昇や過電流が発生した場合、およびゲート駆動部を駆動するための電源電圧が低下した場合などの異常発生時の保護機能として、サージ電圧防止のためのソフト遮断用に、図７の抵抗変更部２４３に相当する抵抗切替回路を標準で備えたものがある。そのため、ゲート駆動部として、このような抵抗切替回路を標準で備えたものを使用することによって、追加部品なく実施の形態２の構成を実現することができる。
　図１０は、ゲート駆動部に備えられる抵抗切替回路の一例を示す図である。
　図１０を参照して、ゲート駆動部２４０Ｂは、ゲート指令出力部２４１と、抵抗切替回路２４３＃とを含む。また、抵抗切替回路２４３＃は、切替器２４４＃と、抵抗ＲＧＯＮ，ＲＧＯＦＦ１，ＲＧＯＦＦ２，Ｒ１０を含む。
　抵抗ＲＧＯＮ、ＲＧＯＦＦ１およびＲＧＯＦＦ２は互いに一方端が接続され、それぞれの他方端は切替器２４４＃に接続される。
　抵抗Ｒ１０は、抵抗ＲＧＯＮ、ＲＧＯＦＦ１およびＲＧＯＦＦ２の接続ノードに一方端が接続され、他方端は半導体スイッチング素子Ｑ１またはＱ２（図７）のゲートに接続される。
　切替器２４４＃は、ターンオン時には抵抗ＲＧＯＮを選択し、通常（異常のない場合）のターンオフ時には、低抵抗の抵抗ＲＧＯＦＦ１を選択するように制御される。また、切替器２４４＃は、図示しないセンサ等によって半導体スイッチング素子の温度上昇や過電流、およびゲート駆動部２４０Ｂの電源電圧低下などの異常を検出した場合のターンオフ時には、半導体スイッチング素子のソフト遮断を行なうために、高抵抗の抵抗ＲＧＯＦＦ２が選択されるように制御される。
　このような、保護機能として標準的に抵抗切替回路２４３＃が備えられたゲート駆動部２４０Ｂを使用して、図８および図９に従った処理を行なうことによって、追加部品なく実施の形態２の構成を実現することができる。
　なお、本実施の形態における平滑コンデンサＣ１およびＣ２は、それぞれ本発明の「第１のコンデンサ」および「第２のコンデンサ」の一例である。また、本実施の形態におけるＭＧ－ＥＣＵ３００，３００Ａは、本発明の「制御装置」の一例である。
　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請求の範囲によって示され、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。
　１００　車両、１１０　コンバータ、１１５　電力変換部、１２０，１２１，１２２　インバータ、１２３　Ｕ相アーム、１２４　Ｖ相アーム、１２５　Ｗ相アーム、１３０　補機、１５０　蓄電装置、１７０，１８０　電圧センサ、１９０　システムメインリレー、２００　ＰＣＵ、２１０　衝突検出部、２２０　エンジン、２４０，２４０Ａ，２４０Ｂ　ゲート駆動部、２４１　駆動電圧変更部、２４２　ゲート指令出力部、２４３　抵抗変更部、２４３＃　抵抗切替回路、２４４，２４４＃　切替器、２５０　動力分割機構、２６０　駆動輪、３００，３００Ａ　ＭＧ－ＥＣＵ、３１０　衝突判定部、３２０　リレー開放判定部、３３０，３３０Ａ　コンバータ制御部、３５０　ＨＶ－ＥＣＵ、Ｃ１，Ｃ２　平滑コンデンサ、Ｄ１～Ｄ８　ダイオード、ＨＰＬ，ＰＬ１　電源ライン、Ｌ１　リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２　モータジェネレータ、ＮＬ１　接地ライン、Ｑ１～Ｑ８　半導体スイッチング素子、ＲＧ１０，ＲＧ２０，ＲＧＯＮ，ＲＧＯＦＦ１，ＲＧＯＦＦ２，Ｒ１０　抵抗、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２　リレー。

Claims (15)

  1. 　車両（１００）に搭載された電力変換装置（２００）であって、
    　前記車両（１００）は、
    　前記電力変換装置（２００）へ直流電力を供給する蓄電装置（１５０）と、
    　前記車両（１００）の衝突を検出するための衝突検出部（２１０）と、
    　前記蓄電装置（１５０）から前記電力変換装置（２００）への直流電力の供給および遮断の切替えが可能に構成され、前記衝突検出部（２１０）によって前記車両（１００）の衝突が検出されたときに遮断されるリレー（１９０）とを含み、
    　前記電力変換装置（２００）は、
    　コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）と、
    　スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）を含み、前記蓄電装置（１５０）から前記リレー（１９０）を介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部（１１５）と、
    　前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）のゲートを駆動するためのゲート駆動部（２４０，２４０Ａ，２４０Ｂ）と、
    　前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）の残留電荷を消費するように、前記ゲート駆動部（２４０，２４０Ａ，２４０Ｂ）を制御するための制御装置（３００，３００Ａ）とを備え、
    　前記制御装置（３００，３００Ａ）は、前記衝突検出部（２１０）によって前記車両（１００）の衝突が検出されたことに応じて、前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）のスイッチング損失を増加させるように前記ゲート駆動部（２４０，２４０Ａ，２４０Ｂ）を制御する、電力変換装置。
  2. 　前記ゲート駆動部（２４０）は、
    　前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）のゲート駆動電圧が変更できるように構成された駆動電圧変更部（２４１）を含み、
    　前記駆動電圧変更部（２４１）は、前記衝突検出部（２１０）によって前記車両（１００）の衝突が検出されたことに応じて、前記ゲート駆動電圧を低下させる、請求の範囲第１項に記載の電力変換装置。
  3. 　前記ゲート駆動部（２４０Ａ，２４０Ｂ）は、
    　前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）のゲート抵抗（ＲＧ１０，ＲＧ２０，ＲＧＯＦＦ１，ＲＧＯＦＦ２）の抵抗値が変更できるように構成された抵抗変更部（２４３，２４３＃）を含み、
    　前記抵抗変更部（２４３，２４３＃）は、前記衝突検出部（２１０）によって前記車両（１００）の衝突が検出されたことに応じて、前記ゲート抵抗（ＲＧ１０，ＲＧ２０，ＲＧＯＦＦ１，ＲＧＯＦＦ２）の抵抗値を増加させる、請求の範囲第１項に記載の電力変換装置。
  4. 　前記抵抗変更部（２４３，２４３＃）は、
    　第１のゲート抵抗（ＲＧ１０，ＲＧＯＦＦ１）と、
    　前記第１のゲート抵抗（ＲＧ１０，ＲＧＯＦＦ１）よりも抵抗値が大きい第２のゲート抵抗（ＲＧ２０，ＲＧＯＦＦ２）とを有し、
    　前記抵抗変更部（２４３，２４３＃）は、前記衝突検出部（２１０）によって前記車両（１００）の衝突が検出されたことに応じて、前記第１のゲート抵抗（ＲＧ１０，ＲＧＯＦＦ１）から前記第２のゲート抵抗（ＲＧ２０，ＲＧＯＦＦ２）へゲート抵抗の選択を切替える、請求の範囲第３項に記載の電力変換装置。
  5. 　前記第２のゲート抵抗（ＲＧ２０，ＲＧＯＦＦ２）は、前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）の異常発生時に、前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）を緩やかに停止させるための前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）保護用の抵抗である、請求の範囲第４項に記載の電力変換装置。
  6. 　前記電力変換部（１１５）は、
    　前記蓄電装置（１５０）から供給される直流電力の電圧変換を行なうように構成され、昇圧動作および降圧動作の双方が可能であるコンバータ（１１０）と、
    　前記コンバータ（１１０）からの直流電力を交流電力に変換するように構成されたインバータ（１２０）とを含み、
    　前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）は、
    　前記コンバータ（１１０）の前記蓄電装置（１５０）側に接続された第１のコンデンサ（Ｃ１）と、
    　前記コンバータ（１１０）の前記インバータ（１２０）側に接続された第２のコンデンサ（Ｃ２）とを含み、
    　前記コンバータ（１１０）は、前記昇圧動作に伴って前記第１のコンデンサ（Ｃ１）の残留電荷の一部を消費するとともに、前記降圧動作に伴って前記第２のコンデンサ（Ｃ２）の残留電荷の一部を消費する、請求の範囲第１項に記載の電力変換装置。
  7. 　前記制御装置（３００，３００Ａ）は、前記衝突検出部（２１０）によって前記車両（１００）の衝突が検出されたことに応じて、前記昇圧動作および前記降圧動作を交互に繰り返すように、前記コンバータ（１１０）を制御する、請求の範囲第６項に記載の電力変換装置。
  8. 　車両（１００）であって、
    　電力変換装置（２００）と、
    　前記電力変換装置（２００）へ直流電力を供給する蓄電装置（１５０）と、
    　前記車両（１００）の衝突を検出するための衝突検出部（２１０）と、
    　前記蓄電装置（１５０）から前記電力変換装置（２００）への直流電力の供給および遮断の切替えが可能に構成され、前記衝突検出部（２１０）によって前記車両（１００）の衝突が検出されたときに遮断されるリレー（１９０）とを備え、
    　前記電力変換装置（２００）は、
    　コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）と、
    　スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）を有し、前記蓄電装置（１５０）から前記リレー（１９０）を介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部（１１５）と、
    　前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）のゲートを駆動するためのゲート駆動部（２４０，２４０Ａ，２４０Ｂ）と、
    　前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）の残留電荷を消費するように、前記ゲート駆動部（２４０，２４０Ａ，２４０Ｂ）を制御するための制御装置（３００，３００Ａ）とを含み、
    　前記制御装置（３００，３００Ａ）は、前記衝突検出部（２１０）によって前記車両（１００）の衝突が検出されたことに応じて、前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）のスイッチング損失を増加させるように前記ゲート駆動部（２４０，２４０Ａ，２４０Ｂ）を制御する、車両。
  9. 　前記ゲート駆動部（２４０）は、
    　前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）のゲート駆動電圧が変更できるように構成された駆動電圧変更部（２４１）を含み、
    　前記駆動電圧変更部（２４１）は、前記衝突検出部（２１０）によって前記車両（１００）の衝突が検出されたことに応じて、前記ゲート駆動電圧を低下させる、請求の範囲第８項に記載の車両。
  10. 　前記ゲート駆動部（２４０Ａ，２４０Ｂ）は、
    　前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）のゲート抵抗（ＲＧ１０，ＲＧ２０，ＲＧＯＦＦ１，ＲＧＯＦＦ２）が変更できるように構成された抵抗変更部（２４３，２４３＃）を含み、
    　前記抵抗変更部（２４３，２４３＃）は、前記衝突検出部（２１０）によって前記車両（１００）の衝突が検出されたことに応じて、前記ゲート抵抗（ＲＧ１０，ＲＧ２０，ＲＧＯＦＦ１，ＲＧＯＦＦ２）の抵抗値を増加させる、請求の範囲第８項に記載の車両。
  11. 　前記抵抗変更部（２４３，２４３＃）は、
    　第１のゲート抵抗（ＲＧ１０，ＲＧＯＦＦ１）と、
    　前記第１のゲート抵抗よりも抵抗値が大きい第２のゲート抵抗（ＲＧ２０，ＲＧＯＦＦ２）とを有し、
    　前記抵抗変更部（２４３，２４３＃）は、前記衝突検出部（２１０）によって前記車両（１００）の衝突が検出されたことに応じて、前記第１のゲート抵抗（ＲＧ１０，ＲＧＯＦＦ１）から前記第２のゲート抵抗（ＲＧ２０，ＲＧＯＦＦ２）へゲート抵抗の選択を切替える、請求の範囲第１０項に記載の車両。
  12. 　前記第２のゲート抵抗（ＲＧ２０，ＲＧＯＦＦ２）は、前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）の異常発生時に、前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）を緩やかに停止させるための前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）保護用の抵抗である、請求の範囲第１１項に記載の車両。
  13. 　前記電力変換部（１１５）は、
    　前記蓄電装置（１５０）から供給される直流電力の電圧変換を行なうように構成され、昇圧動作および降圧動作の双方が可能であるコンバータ（１１０）と、
    　前記コンバータ（１１０）からの直流電力を交流電力に変換するように構成されたインバータ（１２０）とを含み、
    　前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）は、
    　前記コンバータ（１１０）の前記蓄電装置（１５０）側に接続された第１のコンデンサ（Ｃ１）と、
    　前記コンバータ（１１０）の前記インバータ（１２０）側に接続された第２のコンデンサ（Ｃ２）とを含み、
    　前記コンバータ（１１０）は、前記昇圧動作に伴って前記第１のコンデンサ（Ｃ１）の残留電荷の一部を消費するとともに、前記降圧動作に伴って前記第２のコンデンサ（Ｃ２）の残留電荷の一部を消費する、請求の範囲第８項に記載の車両。
  14. 　前記制御装置（３００，３００Ａ）は、前記衝突検出部（２１０）によって前記車両（１００）の衝突が検出されたことに応じて、前記昇圧動作および前記降圧動作を交互に繰り返すように、前記コンバータ（１１０）を制御する、請求の範囲第１３項に記載の車両。
  15. 　車両（１００）に搭載された電力変換装置（２００）の制御方法であって、
    　前記車両（１００）は、
    　前記電力変換装置（２００）へ直流電力を供給する蓄電装置（１５０）と、
    　前記車両（１００）の衝突を検出するための衝突検出部（２１０）と、
    　前記蓄電装置（１５０）から前記電力変換装置（２００）への直流電力の供給および遮断の切替えが可能に構成され、前記衝突検出部（２１０）によって前記車両（１００）の衝突が検出されたときに遮断されるリレー（１９０）とを含み、
    　前記電力変換装置（２００）は、
    　コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）と、
    　スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）を有し、前記蓄電装置（１５０）から前記リレー（１９０）を介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部（１１５）と、
    　前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）のゲートを駆動するためのゲート駆動部（２４０，２４０Ａ，２４０Ｂ）とを含み、
    　前記制御方法は、
    　前記車両（１００）の衝突が発生したか否かを判定するステップと、
    　前記車両（１００）の衝突が発生したことに応じて、前記スイッチング素子（Ｑ１～Ｑ８）のスイッチング損失を増加させて、前記コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）の残留電荷を消費するように、前記ゲート駆動部（２４０，２４０Ａ，２４０Ｂ）を制御するステップとを備える、電力変換装置の制御方法。
PCT/JP2009/059033 2009-05-15 2009-05-15 電力変換装置、電力変換装置の制御方法およびそれを搭載する車両 WO2010131353A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011513189A JP4957870B2 (ja) 2009-05-15 2009-05-15 電力変換装置、電力変換装置の制御方法およびそれを搭載する車両
CN2009801592738A CN102421626B (zh) 2009-05-15 2009-05-15 电力转换装置及其控制方法、以及搭载该电力转换装置的车辆
PCT/JP2009/059033 WO2010131353A1 (ja) 2009-05-15 2009-05-15 電力変換装置、電力変換装置の制御方法およびそれを搭載する車両
US13/266,694 US8415825B2 (en) 2009-05-15 2009-05-15 Power conversion device, method of controlling power conversion device, and vehicle with the same mounted thereon

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/059033 WO2010131353A1 (ja) 2009-05-15 2009-05-15 電力変換装置、電力変換装置の制御方法およびそれを搭載する車両

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010131353A1 true WO2010131353A1 (ja) 2010-11-18

Family

ID=43084743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/059033 WO2010131353A1 (ja) 2009-05-15 2009-05-15 電力変換装置、電力変換装置の制御方法およびそれを搭載する車両

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8415825B2 (ja)
JP (1) JP4957870B2 (ja)
CN (1) CN102421626B (ja)
WO (1) WO2010131353A1 (ja)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102882400A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 丰田自动车株式会社 用于释放残留在驱动装置中的电容器中的电荷的方法
US8631894B2 (en) 2011-05-30 2014-01-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric vehicle, and control apparatus and control method for electric vehicle
WO2013057571A3 (en) * 2011-10-18 2014-02-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric vehicle with discharge protection
WO2015068533A1 (ja) * 2013-11-07 2015-05-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
US9114698B2 (en) * 2011-08-30 2015-08-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus and control method for vehicle
JP2015186272A (ja) * 2014-03-20 2015-10-22 三菱電機株式会社 車両用電源装置
JP2016123202A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 日産自動車株式会社 電力変換装置及び電力変換装置の制御方法
JP2016171619A (ja) * 2015-03-11 2016-09-23 株式会社デンソー 電力変換装置の制御装置
JP2016181970A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 日産自動車株式会社 電力変換装置及び電力変換装置の制御方法
JP2016226132A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP2018046633A (ja) * 2016-09-13 2018-03-22 新電元工業株式会社 平滑コンデンサ放電制御装置
JP2023013955A (ja) * 2021-07-15 2023-01-26 富士電機株式会社 制御装置、モータ駆動装置及びモータ駆動システム

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5317188B2 (ja) * 2009-02-20 2013-10-16 株式会社安川電機 電動車両のインバータ装置及びその保護方法
FR2955719B1 (fr) * 2010-01-28 2012-02-24 Hispano Suiza Sa Procede et dispositif de commande de machine electrique polyphasee
US9225269B2 (en) * 2011-07-20 2015-12-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle and method for controlling vehicle
JP5397432B2 (ja) * 2011-08-22 2014-01-22 トヨタ自動車株式会社 回転電機の駆動システム
EP2774797B1 (en) * 2011-11-04 2019-05-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power source system and vehicle provided therewith, and method of controlling power source system
US20130264325A1 (en) * 2012-04-04 2013-10-10 GM Global Technology Operations LLC Remote high voltage switch for controlling a high voltage heater located inside a vehicle cabin
JP6154674B2 (ja) * 2013-06-21 2017-06-28 株式会社日立製作所 蓄電装置を搭載した電力変換装置
US9656556B2 (en) * 2014-01-22 2017-05-23 Ford Global Technologies, Llc Capacitor discharging during deactivation of electric vehicle drive system
JP6413905B2 (ja) * 2014-04-21 2018-10-31 トヨタ自動車株式会社 車両用電力変換装置の制御装置
JP5954356B2 (ja) * 2014-05-12 2016-07-20 トヨタ自動車株式会社 電動車両
CN104038036B (zh) 2014-06-30 2016-08-24 阳光电源股份有限公司 悬浮电压抑制方法、装置、逆变器控制***及其逆变器
DE102015217583A1 (de) * 2015-09-15 2017-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Entladungsverfahren für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug zur Entladung von elektrischer Energie aus einem Hochvoltnetz
JP6399029B2 (ja) * 2016-04-07 2018-10-03 トヨタ自動車株式会社 電気自動車
DE102016217494A1 (de) 2016-09-14 2018-03-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Stromrichters sowie danach arbeitender Stromrichter
US10384561B2 (en) 2016-09-19 2019-08-20 Ford Global Technologies, Llc Active discharge circuit for link capacitor using phase leg switches
JP6493353B2 (ja) * 2016-10-13 2019-04-03 トヨタ自動車株式会社 電力供給システム
JP6705406B2 (ja) * 2017-03-17 2020-06-03 株式会社オートネットワーク技術研究所 サービスプラグ
FR3064849B1 (fr) * 2017-03-31 2019-06-07 Centum Adetel Transportation Cellule d'alimentation hybride
CN108964430B (zh) * 2017-05-25 2022-01-28 中兴通讯股份有限公司 开关电源的放电方法和装置
JP6545230B2 (ja) * 2017-08-31 2019-07-17 本田技研工業株式会社 車両の電源システム
JP6554151B2 (ja) * 2017-08-31 2019-07-31 本田技研工業株式会社 車両の電源システム
JP7024444B2 (ja) * 2018-01-26 2022-02-24 トヨタ自動車株式会社 電動車両
JP7221844B2 (ja) * 2019-10-24 2023-02-14 トヨタ自動車株式会社 電動車両

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09201065A (ja) * 1996-01-19 1997-07-31 Toyota Motor Corp 電源回路
JP2004201439A (ja) * 2002-12-19 2004-07-15 Toyota Motor Corp 電圧変換システム、残留電荷消費方法および残留電荷の消費をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体
JP2004236371A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Hitachi Ltd インバータを用いる電動機制御装置
JP2006141158A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Toyota Motor Corp 車両の制御装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3729228B2 (ja) * 1997-10-17 2005-12-21 サンデン株式会社 電気自動車用空調装置の漏電防止制御装置
JP3572058B2 (ja) 2002-05-28 2004-09-29 三菱電機株式会社 電源装置
JP4223379B2 (ja) * 2003-12-10 2009-02-12 三菱電機株式会社 スイッチングデバイスの制御装置およびモーターの駆動回路の制御装置
JP4364651B2 (ja) 2004-01-07 2009-11-18 三菱電機株式会社 昇圧装置及びモータ制御装置
JP2006217743A (ja) * 2005-02-04 2006-08-17 Toyota Motor Corp 電気負荷制御装置
JP2008061300A (ja) 2006-08-29 2008-03-13 Toyota Motor Corp 電力変換装置およびその電力変換装置における残留電荷の消費方法
KR100851598B1 (ko) * 2006-12-15 2008-08-12 현대로템 주식회사 철도차량의 보조전원장치 고속차단기 구동장치 및 그의제어 방법
JP4697180B2 (ja) * 2007-04-25 2011-06-08 トヨタ自動車株式会社 電源制御装置、電源装置の制御方法、および電源装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09201065A (ja) * 1996-01-19 1997-07-31 Toyota Motor Corp 電源回路
JP2004201439A (ja) * 2002-12-19 2004-07-15 Toyota Motor Corp 電圧変換システム、残留電荷消費方法および残留電荷の消費をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体
JP2004236371A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Hitachi Ltd インバータを用いる電動機制御装置
JP2006141158A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Toyota Motor Corp 車両の制御装置

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8631894B2 (en) 2011-05-30 2014-01-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric vehicle, and control apparatus and control method for electric vehicle
CN102882400A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 丰田自动车株式会社 用于释放残留在驱动装置中的电容器中的电荷的方法
US9114698B2 (en) * 2011-08-30 2015-08-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus and control method for vehicle
WO2013057571A3 (en) * 2011-10-18 2014-02-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric vehicle with discharge protection
CN103889769A (zh) * 2011-10-18 2014-06-25 丰田自动车株式会社 具有牵引电动机的机动车辆
JPWO2015068533A1 (ja) * 2013-11-07 2017-03-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
WO2015068533A1 (ja) * 2013-11-07 2015-05-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
US9950627B2 (en) 2013-11-07 2018-04-24 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Power conversion device
JP2015186272A (ja) * 2014-03-20 2015-10-22 三菱電機株式会社 車両用電源装置
JP2016123202A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 日産自動車株式会社 電力変換装置及び電力変換装置の制御方法
JP2016171619A (ja) * 2015-03-11 2016-09-23 株式会社デンソー 電力変換装置の制御装置
JP2016181970A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 日産自動車株式会社 電力変換装置及び電力変換装置の制御方法
JP2016226132A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP2018046633A (ja) * 2016-09-13 2018-03-22 新電元工業株式会社 平滑コンデンサ放電制御装置
JP2023013955A (ja) * 2021-07-15 2023-01-26 富士電機株式会社 制御装置、モータ駆動装置及びモータ駆動システム
JP7424407B2 (ja) 2021-07-15 2024-01-30 富士電機株式会社 制御装置、モータ駆動装置及びモータ駆動システム

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2010131353A1 (ja) 2012-11-01
CN102421626A (zh) 2012-04-18
US8415825B2 (en) 2013-04-09
CN102421626B (zh) 2013-01-02
JP4957870B2 (ja) 2012-06-20
US20120039100A1 (en) 2012-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4957870B2 (ja) 電力変換装置、電力変換装置の制御方法およびそれを搭載する車両
JP4900535B2 (ja) 車両の電力変換装置およびそれを搭載する車両
JP5338868B2 (ja) 駆動装置およびそれを搭載する車両、ならびに駆動装置の制御方法
JP5794301B2 (ja) 車両および車両の制御方法
US8103396B2 (en) Electric powered vehicle and its control method
JP2011010406A (ja) 車両用の電力変換装置およびそれを搭載する車両
US20120013182A1 (en) Power source system for electric powered vehicle and control method therefor
WO2007148531A1 (ja) 車両の電源装置およびそれを搭載する車両
JP2005020952A (ja) 車両の制御装置
JP2007028803A (ja) 電動車両の制御装置
JPWO2013008313A1 (ja) 車両および車両の制御方法
JP2007098981A (ja) 車両用電源装置
JP2010162996A (ja) ハイブリッド車両の電源システム
WO2010140212A1 (ja) 電圧変換装置の制御装置、それを搭載した車両および電圧変換装置の制御方法
JP2010226869A (ja) 電動車両
JP2013240162A (ja) 電圧変換装置
JP2013051831A (ja) 電動車両の電源制御装置
JP3879528B2 (ja) 電圧変換装置
JP2014183687A (ja) 車両
JP2007259584A (ja) 車両の電源装置
JP4905204B2 (ja) 負荷駆動装置
JP2005143259A (ja) 負荷駆動装置およびその動作をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
KR20160134206A (ko) 친환경자동차용 전기동력시스템의 능동형 커패시터 방전회로장치
JP2007244034A (ja) 車両の電源装置
JP2012253837A (ja) 車両および車両の制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980159273.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09844626

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13266694

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011513189

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09844626

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1