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JP2011188713A - Discharge control unit of power conversion system - Google Patents

Discharge control unit of power conversion system Download PDF

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JP2011188713A JP2010054416A JP2010054416A JP2011188713A JP 2011188713 A JP2011188713 A JP 2011188713A JP 2010054416 A JP2010054416 A JP 2010054416A JP 2010054416 A JP2010054416 A JP 2010054416A JP 2011188713 A JP2011188713 A JP 2011188713A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem, wherein there is no guarantee that discharge control in a fault for discharging a capacitor 16 by turning on both of a switching element Swp at a high-potential side and a switching element Swn at a low-potential side in an inverter IV, to short-circuit both the electrodes of the capacitor 16 operates, when a fault actually occurs. <P>SOLUTION: A charge unit 60 for diagnoses charges the capacitor 16 up to a diagnosis voltage. After that, by output of a discharge command dis in a fault, the switching element Swp at the high-potential side and the switching element Swn at the low-potential side are turned on, thus short-circuiting both the electrodes of the capacitor 16 and performing discharge control in a fault for discharging the capacitor 16. In this case, it is determined whether current flows in the switching element Swn, on the basis of a minute current outputted from a sense terminal St. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、直流電源の電力を所定に変換する電力変換回路と、該電力変換回路および前記直流電源間に介在するキャパシタと、前記電力変換回路および前記キャパシタと前記直流電源との間の電気経路を開閉する開閉手段とを備える電力変換システムに適用され、前記開閉手段が開状態とされる状況下、前記電力変換回路を操作することで前記キャパシタの充電電圧を規定電圧以下に放電制御する放電制御手段を備える電力変換システムの放電制御装置に関する。   The present invention relates to a power conversion circuit for converting the power of a DC power supply to a predetermined value, a capacitor interposed between the power conversion circuit and the DC power supply, and an electric path between the power conversion circuit, the capacitor and the DC power supply. Discharge that is applied to a power conversion system including an opening / closing means for opening and closing the capacitor, and that controls discharge of the charging voltage of the capacitor below a specified voltage by operating the power conversion circuit in a state where the opening / closing means is opened. The present invention relates to a discharge control device for a power conversion system including a control unit.

この種の放電制御装置としては、例えば下記特許文献1に見られるように、インバータの高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子とを同時にオン状態とすることで、インバータの入力端子に接続されるコンデンサの両電極を短絡し、コンデンサを放電させるものも提案されている。この制御装置では、コンデンサの両電極を短絡させる際に流れる電流が過度に大きくなることを回避すべく、放電制御時には通常時と比較して、スイッチング素子であるIGBTのゲートの電圧を低減させている。   As this type of discharge control device, for example, as shown in Patent Document 1 below, the switching element on the high potential side and the switching element on the low potential side of the inverter are simultaneously turned on, so that the input terminal of the inverter There has also been proposed one in which both electrodes of a connected capacitor are short-circuited to discharge the capacitor. In this control device, in order to avoid an excessive increase in current flowing when both electrodes of the capacitor are short-circuited, the voltage at the gate of the IGBT, which is a switching element, is reduced at the time of discharge control compared to the normal time. Yes.

特開2009−232620号公報JP 2009-232620 A

ところで、上記のように放電制御時に通常時とは相違する態様にてスイッチング素子を操作する場合、放電制御を行なう機能は、通常時には利用されない。このため、通常時においてインバータを駆動することができることは、放電制御を正常に行なうことができることを意味しない。このため、放電制御を行なう要求が生じた場合に、放電制御を実際には行なうことができないおそれがある。   By the way, when the switching element is operated in a mode different from the normal time at the time of discharge control as described above, the function of performing the discharge control is not used at the normal time. For this reason, being able to drive the inverter during normal time does not mean that the discharge control can be performed normally. For this reason, when a request to perform discharge control occurs, there is a possibility that the discharge control cannot actually be performed.

なお、高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子とを同時にオン状態とするものに限らず、一般に放電制御を行なうものにあっては、放電制御を行なう要求が生じた場合に放電制御を実際に行なうことができるか否かが必ずしも保証されないこうした実情も概ね共通したものとなっている。   It should be noted that not only the high-potential side switching element and the low-potential side switching element are turned on at the same time, but generally those that perform discharge control, discharge control is required when a request to perform discharge control occurs. These facts that are not necessarily guaranteed whether or not can actually be carried out are generally common.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電力変換回路を操作することでキャパシタの充電電圧を規定電圧以下に放電制御する放電制御手段による放電制御の異常の有無を適切に診断することのできる電力変換システムの放電制御装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to operate a power conversion circuit to prevent abnormalities in discharge control by a discharge control means that controls discharge of a capacitor to a specified voltage or less. An object of the present invention is to provide a discharge control device for a power conversion system that can appropriately diagnose the presence or absence.

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effect thereof will be described.

請求項1記載の発明は、直流電源の電力を所定に変換する電力変換回路と、該電力変換回路および前記直流電源間に介在するキャパシタと、前記電力変換回路および前記キャパシタと前記直流電源との間の電気経路を開閉する開閉手段とを備える電力変換システムに適用され、前記開閉手段が開状態とされる状況下、前記電力変換回路を操作することで前記キャパシタの充電電圧を規定電圧以下に放電制御する放電制御手段を備える電力変換システムの放電制御装置において、前記キャパシタの充電電圧が、前記電力変換回路が本来の目的で操作される際の充電電圧である通常時電圧よりも低い診断用電圧であることを条件に、前記放電制御を実行して前記キャパシタが実際に放電されるか否かを確かめることで前記放電制御手段による放電制御の異常の有無を診断する異常診断手段を備えることを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a power conversion circuit that converts power of a DC power source into a predetermined value, a capacitor interposed between the power conversion circuit and the DC power source, the power conversion circuit, the capacitor, and the DC power source. Applied to a power conversion system including an opening / closing means for opening and closing an electrical path between the capacitors, and operating the power conversion circuit under a condition in which the opening / closing means is in an open state, the charging voltage of the capacitor is reduced to a specified voltage or less. In a discharge control device of a power conversion system including a discharge control means for controlling discharge, the charge voltage of the capacitor is for diagnosis lower than a normal voltage that is a charge voltage when the power conversion circuit is operated for an original purpose. On the condition that the voltage is a voltage, the discharge control is executed to confirm whether the capacitor is actually discharged or not. Characterized in that it comprises an abnormality diagnosing means for diagnosing the presence or absence of control abnormality.

上記発明では、診断用電圧であることを条件に放電制御の異常の有無を診断すべく放電制御を行なうため、診断に際して発生する熱エネルギ量を低減することができる。また、放電制御に要する時間を短縮することができるため、診断に要する時間を短くすることもできる。さらに、放電制御に異常がある場合、キャパシタの電圧を診断用電圧に制限することで、キャパシタの充電電圧が高い状態が維持されることを回避することもできる。   In the above invention, the discharge control is performed to diagnose the presence or absence of abnormality in the discharge control on the condition that the voltage is a diagnostic voltage, so that the amount of heat energy generated during the diagnosis can be reduced. Moreover, since the time required for discharge control can be shortened, the time required for diagnosis can also be shortened. Furthermore, when there is an abnormality in the discharge control, it is possible to avoid maintaining a high charge voltage of the capacitor by limiting the voltage of the capacitor to the diagnostic voltage.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記電力変換システムの搭載される部材に異常が生じたか否かを判断する判断手段を更に備え、前記電力変換回路は、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体であって且つ前記キャパシタに並列接続される直列接続体を備え、前記放電制御手段は、前記判断手段によって異常が生じたと判断される場合に前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行う異常時放電制御手段であり、前記開閉手段が開状態とされて且つ前記異常が生じた旨の判断がなされていない場合に前記短絡させる処理を行なうことなく前記キャパシタを放電する通常時放電手段を更に備えることを特徴とする。   The invention according to claim 2 further comprises determination means for determining whether or not an abnormality has occurred in a member on which the power conversion system is mounted, according to the invention according to claim 1, wherein the power conversion circuit has a high potential side. A switching element on the low-potential side and a series connection body connected in parallel to the capacitor, wherein the discharge control means determines that an abnormality has occurred by the determination means. An abnormal discharge control means for performing a process of short-circuiting both electrodes of the capacitor by turning on both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element, and the opening / closing means is in an open state And discharging the capacitor without performing the short-circuiting process when it is not determined that the abnormality has occurred. And further comprising a stage.

上記異常時放電制御手段は、通常時においては使用されないため、判断手段によって異常が生じたと判断された場合に異常時放電制御手段が実際に動作するかを異常の発生前にいかに保証するかが問題となる。この点、上記発明では、異常診断手段の診断対象を異常時放電制御手段とすることで、正常である旨の診断がされた場合には異常時放電制御手段の動作を保証することができる。   Since the above abnormal discharge control means is not used in normal time, how to guarantee before the occurrence of abnormality whether the abnormal discharge control means actually operates when the determination means determines that an abnormality has occurred. It becomes a problem. In this regard, in the above-described invention, by setting the diagnosis target of the abnormality diagnosis unit to the abnormality discharge control unit, it is possible to guarantee the operation of the abnormality discharge control unit when a diagnosis of normality is made.

請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子は、電圧制御形のスイッチング素子であり、前記異常時放電制御手段は、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の少なくとも一方の非飽和領域の電流が前記電力変換回路が本来の目的で使用される場合よりも小さくなるように該少なくとも一方のスイッチング素子の導通制御端子に印加する電圧を設定することを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the high-potential side switching element and the low-potential side switching element are voltage-controlled switching elements, and the abnormal-time discharge control means includes: At least one switching element such that a current in a non-saturation region of at least one of the high-potential side switching element and the low-potential side switching element is smaller than that when the power conversion circuit is used for an original purpose. The voltage applied to the conduction control terminal is set.

上記発明では、導通制御端子に印加する電圧が異常時放電制御手段による放電制御時と電力変換回路が本来の目的で使用されるときとで相違するため、少なくともスイッチング素子の駆動手段が、放電制御時と本来の目的での使用時とで相違する。このため、放電制御時特有の手段の診断を行なうことの意義が特に大きい。   In the above invention, since the voltage applied to the conduction control terminal is different between the time of discharge control by the abnormal time discharge control means and the time when the power conversion circuit is used for the original purpose, at least the driving means of the switching element is the discharge control. It differs depending on the time of use and the original purpose. For this reason, it is particularly significant to diagnose the means peculiar to the discharge control.

請求項4記載の発明は、請求項2または3記載の発明において、前記電力変換回路が本来の目的で使用される場合、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子のいずれか一方がオン状態であるとき、いずれか他方は必ずオフ状態とされることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention of the second or third aspect, when the power conversion circuit is used for an original purpose, any one of the high-potential side switching element and the low-potential side switching element. When one is in an on state, one of the other is always in an off state.

上記発明では、本来の目的での使用時において高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子との双方がオン状態とされることがないため、少なくともスイッチング素子の操作手段が、放電制御時と本来の目的での使用時とで相違する。このため、放電制御時特有の手段の診断を行なうことの意義が特に大きい。   In the above invention, both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element are not turned on at the time of use for the original purpose. And when used for its original purpose. For this reason, it is particularly significant to diagnose the means peculiar to the discharge control.

請求項5記載の発明は、請求項2〜4のいずれか1項に記載の発明において、前記電力変換回路は、前記直流電源の電力を交流に変換して回転機に出力する直流交流変換回路を備え、前記電力変換回路の本来の目的とは、前記回転機を稼動させるために前記回転機と前記直流電源との間の電力の授受を仲介することであることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the second to fourth aspects, the power conversion circuit converts the power of the DC power source into an alternating current and outputs the alternating current to a rotating machine. The original purpose of the power conversion circuit is to mediate transfer of electric power between the rotating machine and the DC power source in order to operate the rotating machine.

請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発明において、前記診断用電圧は、60V以下に設定されていることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the diagnostic voltage is set to 60 V or less.

請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発明において、前記開閉手段が開状態とされる状況下、前記キャパシタを充電する充電手段を更に備えることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6, further comprising charging means for charging the capacitor in a situation where the opening / closing means is in an open state. To do.

上記発明では、充電手段を備えることで、キャパシタの充電電圧を診断用電圧に制御することが可能となる。   In the said invention, it becomes possible to control the charging voltage of a capacitor to the voltage for a diagnosis by providing a charging means.

請求項8記載の発明は、請求項7記載の発明において、前記充電手段を操作することで、前記キャパシタの電圧を診断用電圧に制御する診断前処理手段を更に備えることを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7, further comprising a pre-diagnosis processing means for controlling the voltage of the capacitor to a diagnostic voltage by operating the charging means.

請求項9記載の発明は、請求項8記載の発明において、前記電力変換回路は、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成するものであり、前記充電手段は、キャパシタに2次側コイルが接続されたトランスを更に備え、前記診断前処理手段は、前記トランスの1次側の通電制御によって前記キャパシタを前記診断用電圧に充電することを特徴とする。   The invention according to claim 9 is the invention according to claim 8, wherein the power conversion circuit constitutes an in-vehicle high voltage system that is insulated from the in-vehicle low voltage system, and the charging means is connected to the capacitor in a secondary manner. The transformer further includes a transformer to which a side coil is connected, and the diagnostic pre-processing means charges the capacitor to the diagnostic voltage by energization control on the primary side of the transformer.

請求項10記載の発明は、請求項7記載の発明において、前記電力変換回路は、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成するものであって且つ、前記キャパシタの負極側の電位を前記低電圧システム側の基準電位以下に設定する電位設定手段を備え、前記充電手段は、前記車載低電圧システム内の給電手段の電力を整流手段および抵抗体を介して前記キャパシタの正極側に出力するものであることを特徴とする。   The invention according to claim 10 is the invention according to claim 7, wherein the power conversion circuit constitutes an in-vehicle high-voltage system insulated from the in-vehicle low-voltage system, and the potential on the negative electrode side of the capacitor Potential setting means for setting the electric power of the power supply means in the in-vehicle low voltage system to the positive electrode side of the capacitor via the rectification means and the resistor. It is what outputs.

上記発明では、キャパシタの負極側に対する正極側の電位差を給電手段の端子電圧相当以上まで充電することができる。   In the above-described invention, the potential difference on the positive electrode side with respect to the negative electrode side of the capacitor can be charged to a level corresponding to the terminal voltage of the power feeding means.

請求項11記載の発明は、請求項1〜10のいずれか1項に記載の発明において、前記電力変換システムは、車両に搭載されるものであり、車両が近い将来発進することを予測する発進予測手段を更に備え、前記診断手段は、前記発進予測手段によって発進することが予測される場合に前記診断を行なうことを特徴とする。   The invention according to claim 11 is the invention according to any one of claims 1 to 10, wherein the power conversion system is mounted on a vehicle, and the vehicle is predicted to start in the near future. Predicting means is further provided, wherein the diagnosing means performs the diagnosis when it is predicted that the start is predicted by the start predicting means.

上記発明では、発進に先立って診断を行なうことができるため、車両の走行中に異常が生じて異常時放電制御手段による放電制御がなされる必要が生じた場合に、これを確実に行なうことが可能となる。   In the above invention, since diagnosis can be performed prior to starting, it is possible to surely perform this when there is an abnormality during the traveling of the vehicle and it is necessary to perform discharge control by the abnormal-time discharge control means. It becomes possible.

請求項12記載の発明は、請求項1〜11のいずれか1項に記載の発明において、前記診断手段は、前記キャパシタの充電電圧を検出する手段を備え、該検出される充電電圧の低下の有無に基づき前記異常の有無を診断することを特徴とする。   A twelfth aspect of the invention is the invention according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the diagnosing means includes means for detecting a charging voltage of the capacitor, and a decrease in the detected charging voltage is detected. The presence or absence of the abnormality is diagnosed based on the presence or absence.

請求項13記載の発明は、請求項1〜11のいずれか1項に記載の発明において、前記診断手段は、前記放電制御手段による放電制御時における前記キャパシタの放電経路を流れる電流の有無に基づき前記異常の有無を診断することを特徴とする。   The invention according to claim 13 is the invention according to any one of claims 1 to 11, wherein the diagnosis means is based on the presence or absence of a current flowing through the discharge path of the capacitor during discharge control by the discharge control means. The presence or absence of the abnormality is diagnosed.

キャパシタの放電経路を流れる電流は、電力変換回路の本来の目的での使用時と放電制御時とで大差ないものと考えられる。このため、上記発明では、電力変換回路の本来の目的での使用時において放電経路の電流を検出する手段を流用したとしても、電流の有無を高精度に判断することができる。   It is considered that the current flowing through the discharge path of the capacitor is not significantly different between the original use of the power conversion circuit and the discharge control. For this reason, in the said invention, even if the means which detects the electric current of a discharge path at the time of use for the original purpose of a power converter circuit is diverted, the presence or absence of an electric current can be determined with high precision.

請求項14記載の発明は、請求項13記載の発明において、前記電力変換回路は、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体であって且つ前記キャパシタに並列接続される直列接続体を備え、前記放電制御手段は、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行う手段を備え、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の少なくとも一方は、その入力端子および出力端子間を流れる電流と相関を有する微少電流を出力するセンス端子を備えるものであり、前記診断手段は、前記放電経路の電流を前記センス端子の微少電流の検出値によって間接的に把握することを特徴とする。   The invention according to claim 14 is the invention according to claim 13, wherein the power conversion circuit is a series connection body of a switching element on a high potential side and a switching element on a low potential side, and is connected in parallel to the capacitor. The discharge control means includes means for short-circuiting both electrodes of the capacitor by turning on both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element. And at least one of the high-potential side switching element and the low-potential side switching element includes a sense terminal that outputs a minute current having a correlation with a current flowing between the input terminal and the output terminal. The means indirectly grasps the current of the discharge path from the detected value of the minute current of the sense terminal. That.

請求項15記載の発明は、請求項13記載の発明において、前記電力変換回路は、前記直流電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、該昇圧コンバータに接続される直流交流変換回路とを備え、前記昇圧コンバータは、前記キャパシタとしての第1キャパシタと、前記第1キャパシタに並列接続される高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子と、該一対のスイッチング素子同士の接続点と前記直流電源とを接続するリアクトルと、前記直流電源に並列接続される第2キャパシタとを備え、前記直流交流変換回路は、前記第1キャパシタに並列接続される高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子を備え、前記放電制御手段は、前記直流交流変換回路の前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記第1キャパシタの両電極を短絡させる処理を行う手段を備え、前記昇圧コンバータの前記高電位側のスイッチング素子には、これに逆並列接続されるフリーホイールダイオードが同一半導体基板上に併設され、前記同一半導体基板上に併設されるスイッチング素子およびフリーホイールダイオードを備える半導体デバイスは、前記フリーホイールダイオードを流れる順方向電流と相関を有する微少電流を出力するセンス端子を備え、前記診断手段は、前記放電経路の電流を前記センス端子の微少電流の検出値によって間接的に把握することを特徴とする。   The invention according to claim 15 is the invention according to claim 13, wherein the power conversion circuit includes a boost converter that boosts the voltage of the DC power supply, and a DC / AC conversion circuit connected to the boost converter, The boost converter includes: a first capacitor as the capacitor; a high-potential side switching element and a low-potential side switching element connected in parallel to the first capacitor; a connection point between the pair of switching elements; And a second capacitor connected in parallel to the DC power supply, wherein the DC / AC converter circuit includes a high potential side switching element and a low potential side switching connected in parallel to the first capacitor. The discharge control means includes the switching element on the high potential side of the DC / AC converter circuit and the Means for short-circuiting both electrodes of the first capacitor by turning on both of the potential-side switching elements, and the high-potential-side switching element of the boost converter is connected in reverse parallel thereto The free wheel diode is provided on the same semiconductor substrate, and the semiconductor device including the switching element and the free wheel diode provided on the same semiconductor substrate has a small current correlated with a forward current flowing through the free wheel diode. , And the diagnostic means indirectly grasps the current of the discharge path from the detected value of the minute current of the sense terminal.

請求項16記載の発明は、請求項1〜11のいずれか1項に記載の発明において、前記電力変換回路は、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体であって且つ前記キャパシタに並列接続される直列接続体を備え、前記放電制御手段は、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行う手段を備え、前記診断手段は、前記放電制御手段による放電制御時における前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の少なくとも一方の発熱の有無に基づき前記異常の有無を診断することを特徴とする。   The invention according to claim 16 is the invention according to any one of claims 1 to 11, wherein the power conversion circuit is a series connection body of a switching element on a high potential side and a switching element on a low potential side. And the discharge control means sets both electrodes of the capacitor by turning on both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element. A means for performing a short-circuiting process, wherein the diagnosis means determines whether the abnormality has occurred based on the presence or absence of heat generation in at least one of the high-potential side switching element and the low-potential side switching element during discharge control by the discharge control means. The presence or absence is diagnosed.

第1の実施形態にかかるシステム構成図。1 is a system configuration diagram according to a first embodiment. FIG. 同実施形態にかかるドライブユニットDUの構成を示す回路図。A circuit diagram showing composition of drive unit DU concerning the embodiment. 同実施形態にかかる異常時の放電制御を示すタイムチャート。The time chart which shows the discharge control at the time of abnormality concerning the embodiment. 同実施形態にかかる異常時におけるゲート電圧の印加手法を示すタイムチャート。The time chart which shows the application method of the gate voltage at the time of abnormality concerning the embodiment. 同実施形態にかかる通常時の放電制御の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of the normal time discharge control concerning the embodiment. 同実施形態にかかる異常時の放電制御の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of the discharge control at the time of abnormality concerning the embodiment. 同実施形態にかかる異常時の放電制御機能の診断を行なう回路構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the circuit structure which performs the diagnosis of the discharge control function at the time of abnormality concerning the embodiment. 同実施形態にかかる異常時の放電制御機能の診断処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the diagnostic process of the discharge control function at the time of abnormality concerning the embodiment. 第2の実施形態にかかる異常時の放電制御機能の診断を行なう回路構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the circuit structure which diagnoses the discharge control function at the time of abnormality concerning 2nd Embodiment. 第3の実施形態にかかるシステム構成図。The system block diagram concerning 3rd Embodiment. 第4の実施形態にかかる異常時の放電制御機能の診断を行なう回路構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the circuit structure which diagnoses the discharge control function at the time of abnormality concerning 4th Embodiment. 第5の実施形態にかかる異常時の放電制御機能の診断を行なう回路構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the circuit structure which diagnoses the discharge control function at the time of abnormality concerning 5th Embodiment. 同実施形態にかかる半導体デバイスを示す図。The figure which shows the semiconductor device concerning the embodiment. 上記各実施形態の変形例にかかる充電手段の構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the structure of the charging means concerning the modification of each said embodiment. 上記各実施形態の変形例にかかる充電手段の構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the structure of the charging means concerning the modification of each said embodiment. 上記各実施形態の変形例にかかるシステム構成図。The system block diagram concerning the modification of each said embodiment.

(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる電力変換システムの放電制御装置をハイブリッド車に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a discharge control device of a power conversion system according to the present invention is applied to a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態のシステム構成を示す。図示されるモータジェネレータ10は、車載主機であり、駆動輪に機械的に連結されている。モータジェネレータ10は、インバータIVと、リレーSMR2および抵抗体14並びにリレーSMR1の並列接続体とを介して高電圧バッテリ12に接続されている。ここで、高電圧バッテリ12は、その端子電圧が例えば百V以上の高電圧となるものである。また、インバータIV1の入力端子のうち、リレーSMR1,SMR2よりもインバータIV側には、コンデンサ16および放電抵抗18が並列接続されている。   FIG. 1 shows the system configuration of this embodiment. The illustrated motor generator 10 is an in-vehicle main machine and is mechanically coupled to drive wheels. Motor generator 10 is connected to high-voltage battery 12 via inverter IV and a parallel connection body of relay SMR2 and resistor 14 and relay SMR1. Here, the high voltage battery 12 has a terminal voltage of, for example, a high voltage of 100 V or higher. Further, among the input terminals of the inverter IV1, the capacitor 16 and the discharge resistor 18 are connected in parallel to the inverter IV side of the relays SMR1 and SMR2.

インバータIVは、パワー素子としての高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの直列接続体が3つ並列接続されて構成されている。そして、これら高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの接続点が、モータジェネレータ10の各相にそれぞれ接続されている。   The inverter IV is configured by connecting three series connection bodies of a high-potential side switching element Swp and a low-potential side switching element Swn as power elements in parallel. The connection points of the high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn are connected to the respective phases of the motor generator 10.

上記高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnのそれぞれの入出力端子間(コレクタおよびエミッタ間)には、高電位側のフリーホイールダイオードFDpおよび低電位側のフリーホイールダイオードFDnのカソードおよびアノードが接続されている。なお、上記スイッチング素子Swp,Swnは、いずれも絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)にて構成されている。また、スイッチング素子Swp,Swnは、その入力端子および出力端子間に流れる電流と相関を有する微少電流を出力するセンス端子Stを備えている。   Between the input / output terminals (between the collector and the emitter) of the switching element Swp on the high potential side and the switching element Swn on the low potential side, the free wheel diode FDp on the high potential side and the free wheel diode FDn on the low potential side are connected. The cathode and anode are connected. The switching elements Swp and Swn are both formed of insulated gate bipolar transistors (IGBT). The switching elements Swp and Swn include a sense terminal St that outputs a minute current having a correlation with a current flowing between the input terminal and the output terminal.

センス端子Stの出力する微少電流は、シャント抵抗19を流れ、これによる電圧降下量が、スイッチング素子Sw#(#=p,n)を駆動するためのドライブユニットDUに取り込まれる。ドライブユニットDUは、シャント抵抗19における電圧降下量に基づき、スイッチング素子Sw#の入力端子および出力端子間に流れる電流が閾値電流Ith以上となると判断される場合に、スイッチング素子Sw#を強制的にオフ状態とする機能を有する。   The minute current output from the sense terminal St flows through the shunt resistor 19, and the voltage drop due to this flows into the drive unit DU for driving the switching element Sw # (# = p, n). The drive unit DU forcibly turns off the switching element Sw # when it is determined that the current flowing between the input terminal and the output terminal of the switching element Sw # is equal to or greater than the threshold current Ith based on the voltage drop amount in the shunt resistor 19. It has a function to make a state.

一方、制御装置30は、低電圧バッテリ20を電源とする電子制御装置であり、具体的には、低電圧バッテリ20の電圧を所定に変換する電源回路32や、電源回路32を直接の電源とする中央処理装置(CPU34)等を備えて構成されている。制御装置30は、制御対象としてのモータジェネレータ10の制御量を制御すべく、上記インバータIVを操作する。詳しくは、制御装置30は、図示しない各種センサの検出値等に基づき、インバータIVのU相、V相、およびW相のそれぞれについてのスイッチング素子Swpを操作する操作信号gup,gvp,gwpと、スイッチング素子Swnを操作する操作信号gun,gvn,gwnとを生成し出力する。これにより、スイッチング素子Swp,Swnは、それらの導通制御端子(ゲート)に接続されるドライブユニットDUを介して制御装置30により操作される。また、制御装置30は、自身に作用する力に基づき加速度を検出する加速度検出手段(Gセンサ22)の検出値に基づき、車両の衝突を検知し、衝突が検知された場合、コンデンサ16を強制的に放電させる処理を行なうべく、U相のスイッチング素子Swp,Swnに異常時放電指令disを出力する。   On the other hand, the control device 30 is an electronic control device that uses the low-voltage battery 20 as a power source. Specifically, the control device 30 converts the voltage of the low-voltage battery 20 into a predetermined voltage, or the power circuit 32 as a direct power source. And a central processing unit (CPU 34). The control device 30 operates the inverter IV in order to control the control amount of the motor generator 10 as a control target. Specifically, the control device 30 operates based on detection values of various sensors (not shown) and the like, operation signals gup, gvp, gwp for operating the switching elements Swp for the U phase, the V phase, and the W phase of the inverter IV, Operation signals gun, gvn, and gwn for operating the switching element Swn are generated and output. Thereby, the switching elements Swp and Swn are operated by the control device 30 via the drive unit DU connected to their conduction control terminals (gates). Further, the control device 30 detects a vehicle collision based on the detection value of the acceleration detection means (G sensor 22) that detects acceleration based on the force acting on the device, and forcibly forces the capacitor 16 when a collision is detected. In order to perform the discharge process automatically, the abnormal-time discharge command dis is output to the U-phase switching elements Swp and Swn.

ちなみに、インバータIVを備える高電圧システムと、制御装置30を備える低電圧システムとは、図示しないフォトカプラ等の絶縁手段によって絶縁されており、上記操作信号g*#(*=u,v,w、#=p,n)や、異常時放電指令disは、絶縁手段を介して高電圧システムに出力される。   Incidentally, the high voltage system including the inverter IV and the low voltage system including the control device 30 are insulated by an insulating means such as a photocoupler (not shown), and the operation signal g * # (* = u, v, w , # = P, n) and the abnormal-time discharge command dis are output to the high voltage system via the insulating means.

図2に、スイッチング素子Sw#のドライブユニットDUのうち、特にスイッチング素子Sw#をオン・オフする駆動回路部の構成を示す。   FIG. 2 shows a configuration of a drive circuit unit that turns on / off switching element Sw # among drive units DU of switching element Sw #.

図示されるように、ドライブユニットDUは、端子電圧VHの電源40を備え、電源40の電圧が充電用スイッチング素子42およびゲート抵抗44を介してスイッチング素子Sw#の導通制御端子(ゲート)に印加される。また、スイッチング素子Sw#のゲートは、ゲート抵抗44および放電用スイッチング素子46を介してスイッチング素子の出力端子(エミッタ)に接続され、これがゲートの放電経路となる。充電用スイッチング素子42や放電用スイッチング素子46は、操作信号g*#に応じて通常時用駆動制御部48によってオン・オフ操作される。これにより、スイッチング素子Sw#は、通常時用駆動制御部48によってオン・オフ操作されることとなる。ちなみに、操作信号g*p(*=u,v,w)と操作信号g*nとは、交互にオン状態となる相補信号である。   As shown in the figure, the drive unit DU includes a power supply 40 having a terminal voltage VH, and the voltage of the power supply 40 is applied to the conduction control terminal (gate) of the switching element Sw # via the charging switching element 42 and the gate resistor 44. The The gate of the switching element Sw # is connected to the output terminal (emitter) of the switching element via the gate resistor 44 and the discharge switching element 46, and this becomes a gate discharge path. The charging switching element 42 and the discharging switching element 46 are turned on / off by the normal-time drive control unit 48 according to the operation signal g * #. As a result, the switching element Sw # is turned on / off by the normal-time drive control unit 48. Incidentally, the operation signal g * p (* = u, v, w) and the operation signal g * n are complementary signals that are alternately turned on.

ここで、U相の上側アームのドライブユニットDUは、図中、破線にて囲った回路を更に備えている。これにより、端子電圧VHよりも低い端子電圧VLを有する電源50の電圧が、充電用スイッチング素子52およびゲート抵抗44を介してスイッチング素子Swpのゲートに印加される。また、ゲートは、ゲート抵抗44および放電用スイッチング素子54を介してスイッチング素子Swpのエミッタに接続されている。そして、充電用スイッチング素子52および放電用スイッチング素子54は、異常時放電指令disに応じて異常時用駆動制御部56によってオン・オフ操作される。これにより、スイッチング素子Swpは、異常時放電指令disに応じてオン・オフ操作される。   Here, the drive unit DU of the U-phase upper arm further includes a circuit surrounded by a broken line in the drawing. As a result, the voltage of the power supply 50 having the terminal voltage VL lower than the terminal voltage VH is applied to the gate of the switching element Swp via the charging switching element 52 and the gate resistor 44. The gate is connected to the emitter of the switching element Swp via the gate resistor 44 and the discharge switching element 54. Then, the charging switching element 52 and the discharging switching element 54 are turned on / off by the abnormal-time drive control unit 56 according to the abnormal-time discharge command dis. Accordingly, the switching element Swp is turned on / off according to the abnormal-time discharge command dis.

なお、U相の下側アームのドライブユニットDUも、異常時放電指令disに応じてスイッチング素子Swnをオン・オフする機能を有する。ただし、この際ゲートに印加する電圧は、電源40の端子電圧VHに等しく設定されている。これは、例えば、電源50に代えて端子電圧VHの電源を搭載することで実現することができる。また例えば、通常時用駆動制御部48に操作信号gunと異常時放電指令disとの論理和信号を入力可能なようにOR回路を設けることで実現することもできる。さらに、U相の下側アームの異常時放電指令disの伝播経路と、操作信号gunの伝播経路とを同一とする構成としてもよい。   Note that the drive unit DU of the U-phase lower arm also has a function of turning on / off the switching element Swn in accordance with the abnormal-time discharge command dis. However, the voltage applied to the gate at this time is set equal to the terminal voltage VH of the power supply 40. This can be realized, for example, by mounting a power source having a terminal voltage VH instead of the power source 50. Further, for example, it can be realized by providing an OR circuit so that a logical sum signal of the operation signal gun and the abnormal-time discharge command dis can be input to the normal-time drive control unit 48. Furthermore, the propagation path of the abnormal-time discharge command dis for the lower arm of the U phase may be the same as the propagation path of the operation signal gun.

図3に、異常時放電指令disに基づく放電制御の態様を示す。詳しくは、図3(a)に、U相の高電位側のスイッチング素子Swpの状態の推移を示し、図3(b)に、U相の低電位側のスイッチング素子Swnの状態の推移を示し、図3(c)に、コンデンサ16の充電電圧の推移を示す。図示されるように、本実施形態では、U相の低電位側のスイッチング素子Swnをオン状態に維持した状態で、高電位側のスイッチング素子Swnを、オン状態およびオフ状態に周期的に切り替える。これにより、高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの双方が同時期にオン状態となる期間が存在し、この期間においてコンデンサ16の両電極間がスイッチング素子Swp,Swnを介して短絡状態とされることで、コンデンサ16が放電される。ちなみに、異常時放電指令disは、高電位側のスイッチング素子Swp用のものと低電位側のスイッチング素子Swn用のものとで相違するが、ここでは便宜上同一のアルファベットにて記載している。   FIG. 3 shows an aspect of discharge control based on the abnormal-time discharge command dis. Specifically, FIG. 3A shows the transition of the state of the switching element Swp on the U-phase high potential side, and FIG. 3B shows the transition of the state of the switching element Swn on the low potential side of the U-phase. FIG. 3C shows the transition of the charging voltage of the capacitor 16. As illustrated, in the present embodiment, the switching element Swn on the high potential side is periodically switched between the on state and the off state while the switching element Swn on the low potential side of the U phase is maintained in the on state. As a result, there is a period in which both the high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn are turned on at the same time. During this period, the two electrodes of the capacitor 16 are connected via the switching elements Swp and Swn. As a result, the capacitor 16 is discharged. Incidentally, the abnormal-time discharge command dis differs between the high-potential-side switching element Swp and the low-potential-side switching element Swn, but here, the same alphabet is used for convenience.

この際、先の図2に示したドライブユニットDUの構成の故に、図4に示すように高電位側のスイッチング素子Swpのゲート印加電圧の方が低電位側のスイッチング素子Swnのゲート印加電圧よりも低くなる。ここで、図4(a)は、U相の高電位側のスイッチング素子Swpに対する異常時放電指令disの推移を示し、図4(b)は、高電位側のスイッチング素子Swpのゲート・エミッタ間電圧Vgeの推移を示す。また、図4(c)は、U相の低電位側のスイッチング素子Swnに対する異常時放電指令disの推移を示し、図4(d)は、低電位側のスイッチング素子Swnのゲート・エミッタ間電圧Vgeの推移を示す。   At this time, because of the configuration of the drive unit DU shown in FIG. 2, the gate applied voltage of the switching element Swp on the high potential side is higher than the gate applied voltage of the switching element Swn on the low potential side as shown in FIG. Lower. Here, FIG. 4A shows a transition of the abnormal discharge command dis for the U-phase high-potential side switching element Swp, and FIG. 4B shows the relationship between the gate and the emitter of the high-potential side switching element Swp. The transition of the voltage Vge is shown. FIG. 4C shows the transition of the abnormal discharge command dis for the U-phase low potential side switching element Swn, and FIG. 4D shows the gate-emitter voltage of the low potential side switching element Swn. The transition of Vge is shown.

こうした構成によれば、高電位側のスイッチング素子Swpは、非飽和領域において駆動されて且つ、低電位側のスイッチング素子Swnは、飽和領域において駆動されることとなる。これは、高電位側のスイッチング素子Swpよりも低電位側のスイッチング素子Swnのゲート印加電圧を低くしたために、高電位側のスイッチング素子Swpの方が低電位側のスイッチング素子Swnよりも非飽和領域の電流が小さくなるためである。これにより、放電制御によって高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnを流れる電流は高電位側のスイッチング素子Swpの非飽和電流に制限されることとなる。また、高電位側のスイッチング素子Swpを複数回オン・オフすることで高電位側のスイッチング素子Swpの1回のオン時間が制限されることによっても、高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnを流れる電流は制限され得る。なお、高電位側のスイッチング素子Swpの非飽和領域の電流は、上記ドライブユニットDUが規定する閾値電流Ith未満となるように設定することが望ましい。ちなみに、上記端子電圧VHは、閾値電流Ithを飽和領域のものとするものである。すなわち、モータジェネレータ10の制御量の制御時においては、スイッチング素子Swp,Swnは、飽和領域で駆動される。   According to such a configuration, the switching element Swp on the high potential side is driven in the non-saturation region, and the switching element Swn on the low potential side is driven in the saturation region. This is because the gate application voltage of the low-potential side switching element Swn is lower than that of the high-potential side switching element Swp, so that the high-potential side switching element Swp is less saturated than the low-potential side switching element Swn. This is because the current becomes smaller. Accordingly, the current flowing through the high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn is limited to the non-saturation current of the high-potential side switching element Swp by the discharge control. Also, the high-potential side switching element Swp and the low-potential side can be reduced by turning on / off the high-potential side switching element Swp a plurality of times to limit the on-time of the high-potential side switching element Swp. The current flowing through the switching element Swn can be limited. Note that it is desirable that the current in the non-saturation region of the switching element Swp on the high potential side is set to be less than the threshold current Ith defined by the drive unit DU. Incidentally, the terminal voltage VH is such that the threshold current Ith is in the saturation region. That is, when controlling the control amount of motor generator 10, switching elements Swp and Swn are driven in the saturation region.

上記放電制御は、車両の衝突時等に行われるものであるが、本実施形態では、車両が通常時において停止し、リレーSMR1が開状態に切り替えられた際にもインバータIVを操作することで放電制御を行なう。ただし、この際の放電制御は、モータジェネレータ10に無効電流を流すことで実行される。これにより、放電抵抗18によるコンデンサ16の放電よりも迅速にコンデンサ16を放電させることができる。ちなみに、放電抵抗18は、例えば車両の牽引等によってモータジェネレータ10が発電状態となりコンデンサ16が充電される等の不測の事態に備えたものである。   The discharge control is performed at the time of a vehicle collision or the like. In the present embodiment, the inverter IV is operated even when the vehicle is stopped during normal times and the relay SMR1 is switched to the open state. Discharge control is performed. However, the discharge control at this time is executed by passing a reactive current to the motor generator 10. Thereby, the capacitor 16 can be discharged more rapidly than the discharge of the capacitor 16 by the discharge resistor 18. Incidentally, the discharge resistor 18 is provided for an unexpected situation such as when the motor generator 10 is in a power generation state due to traction of the vehicle or the like and the capacitor 16 is charged.

図5に、本実施形態における通常時の放電制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置30によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 5 shows a procedure for normal discharge control in the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control device 30 at a predetermined cycle, for example.

この一連の処理では、まずステップS10において、車両の起動スイッチがオフ操作されることでリレーSMR1が閉状態から開状態に切り替えられたか否かを判断する。ここで、車両の起動スイッチとは、ユーザが車両の起動を許可するための手段である。なお、起動スイッチは、必ずしも機械的な操作を要するものに限らず、例えば、ユーザが携帯する無線機器であって車両に近接することで起動許可信号が車両側によって受信可能なものであってもよい。ステップS10において肯定判断される場合、ステップS12において、無効電流を流すように操作信号g*#を設定して各スイッチング素子Sw#に出力する。ここでは、例えばモータジェネレータ10がIPMSMやSPMである場合、q軸電流をゼロとして且つd軸電流の絶対値をゼロよりも大きくするように操作信号g*#を設定すればよい。   In this series of processes, first, in step S10, it is determined whether or not the relay SMR1 is switched from the closed state to the open state by turning off the start switch of the vehicle. Here, the vehicle activation switch is a means for allowing the user to activate the vehicle. The activation switch is not necessarily required to be mechanically operated. For example, even if the activation switch is a wireless device carried by the user and is close to the vehicle, the activation permission signal can be received by the vehicle side. Good. When an affirmative determination is made in step S10, in step S12, the operation signal g * # is set so as to flow a reactive current, and is output to each switching element Sw #. Here, for example, when the motor generator 10 is IPMSM or SPM, the operation signal g * # may be set so that the q-axis current is zero and the absolute value of the d-axis current is larger than zero.

なお、ステップS12の処理が完了する場合や、ステップS10において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。   When the process of step S12 is completed or when a negative determination is made in step S10, this series of processes is temporarily terminated.

図6に、本実施形態における異常時放電制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置30によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 6 shows a processing procedure of abnormal discharge control in the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control device 30 at a predetermined cycle, for example.

この一連の処理では、まずステップS20において、Gセンサ22の検出値を入力する。続くステップS22では、入力される検出値に基づき車両が衝突したか否かを判断する。ここでは、検出される加速度が所定値以上である場合、衝突した旨判断すればよい。そして、車両が衝突したと判断される場合、ステップS24においてリレーSMR1、SMR2を開状態とする。さらに、ステップS26において、異常時放電指令disを出力する。なお、ステップS26の処理が完了する場合や、ステップS22において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。   In this series of processes, first, in step S20, a detection value of the G sensor 22 is input. In a succeeding step S22, it is determined whether or not the vehicle has collided based on the input detection value. Here, if the detected acceleration is equal to or greater than a predetermined value, it may be determined that a collision has occurred. If it is determined that the vehicle has collided, the relays SMR1 and SMR2 are opened in step S24. Further, in step S26, an abnormal discharge command dis is output. When the process of step S26 is completed or when a negative determination is made in step S22, this series of processes is temporarily terminated.

ところで、上記異常時放電制御は、車両の衝突という異常事態が生じない限り利用されないものである。そして、異常時において確実に異常時放電制御がなされるか否かは、モータジェネレータ10を通常に制御しうるか否かによっては判断できない。これは、異常時放電指令disが操作信号gup,gunとは別の信号であることや、異常時放電制御に際して利用される駆動回路がモータジェネレータ10の制御量の制御時におけるものとは相違することなどのためである。   By the way, the abnormal discharge control is not used unless an abnormal situation such as a vehicle collision occurs. Whether or not the abnormal-time discharge control is surely performed in an abnormal state cannot be determined by whether or not the motor generator 10 can be normally controlled. This is different from the case where the abnormal-time discharge command dis is a signal different from the operation signals gup and gun, and the case where the drive circuit used in the abnormal-time discharge control is used to control the control amount of the motor generator 10. It is for things.

そこで本実施形態では、先の図1に示すように、診断用充電部60を備えてコンデンサ16を充電した後、異常時放電制御を行なうことで診断部70によってコンデンサ16の放電の有無を判断する。これにより、異常時放電制御が確実に実行可能であるか否かを診断することができる。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the diagnosis unit 70 determines whether or not the capacitor 16 is discharged by performing the abnormality discharge control after charging the capacitor 16 with the diagnosis charging unit 60. To do. Thereby, it can be diagnosed whether discharge control at the time of abnormality can be performed reliably.

図7に、上記診断用充電部60や診断部70の具体的な構成を示す。   FIG. 7 shows specific configurations of the diagnostic charging unit 60 and the diagnostic unit 70.

図示されるように、診断用充電部60は、フライバックコンバータを備えて低電圧バッテリ20の電力をコンデンサ16に充電するものである。詳しくは、トランス62の1次側コイルと低電圧バッテリ20とはエネルギ蓄積用スイッチ64を介して接続されている。そして、エネルギ蓄積用スイッチ64がオンとなることで1次側コイルに蓄えられたエネルギは、エネルギ蓄積用スイッチ64がオフとなることで2次側コイル、ダイオード66を介してコンデンサ16に充電される。   As shown in the figure, the diagnostic charging unit 60 includes a flyback converter and charges the capacitor 16 with the electric power of the low voltage battery 20. Specifically, the primary coil of the transformer 62 and the low voltage battery 20 are connected via an energy storage switch 64. The energy stored in the primary coil when the energy storage switch 64 is turned on is charged to the capacitor 16 via the secondary coil and the diode 66 when the energy storage switch 64 is turned off. The

一方、診断部70は、シャント抵抗19の電圧降下量に基づきスイッチング素子Swnを流れる電流を検出することでコンデンサ16の放電がなされているか否かを判断するものである。具体的には、シャント抵抗19の両端の電位差が電源73の電圧以上となるか否かを判断するコンパレータ72と、CPU34からの放電期間信号DTとの論理積信号を生成するAND回路74とを備え、この論理積信号に基づきCPU34によってコンデンサ16の放電の有無が判断される。上記放電期間信号DTは、異常時放電指令disの出力期間を示す信号である。ここで、放電期間信号DTは、バッファ79および絶縁部76を介してAND回路74に入力され、AND回路74の出力は、絶縁部78を介してCPU34に入力される。ここで、絶縁部76,78は、フォトカプラ等、高電圧システムと低電圧システムとの絶縁を保ちつつ信号を伝達させる手段である。   On the other hand, the diagnosis unit 70 determines whether or not the capacitor 16 is discharged by detecting the current flowing through the switching element Swn based on the voltage drop amount of the shunt resistor 19. Specifically, a comparator 72 that determines whether or not the potential difference between both ends of the shunt resistor 19 is equal to or higher than the voltage of the power supply 73, and an AND circuit 74 that generates a logical product signal of the discharge period signal DT from the CPU 34. The CPU 34 determines whether the capacitor 16 is discharged based on the logical product signal. The discharge period signal DT is a signal indicating the output period of the abnormal-time discharge command dis. Here, the discharge period signal DT is input to the AND circuit 74 via the buffer 79 and the insulating unit 76, and the output of the AND circuit 74 is input to the CPU 34 via the insulating unit 78. Here, the insulation parts 76 and 78 are means for transmitting signals while maintaining insulation between the high voltage system and the low voltage system, such as a photocoupler.

図8に、本実施形態にかかる異常診断処理の手順を示す。この処理は、制御装置30によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 8 shows a procedure of abnormality diagnosis processing according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control device 30 at a predetermined cycle, for example.

この一連の処理では、まずステップS30において、起動スイッチがオンとなったか否かを判断する。この処理は、近い将来車両が発進するか否かを予測するためのものである。すなわち、起動スイッチがオン操作される場合、車両が近い将来発進すると予測される。なお、起動スイッチについては、先の図5のステップS10において説明した。ステップS30において肯定判断される場合、ステップS32において、エネルギ蓄積用スイッチ64のオン操作およびオフ操作の繰り返しによってコンデンサ16の電圧を、高電圧バッテリ12の端子電圧よりも低い診断用電圧Vdgまで充電する。ここで、診断用電圧Vdgは、「60V」以下に設定される。これは、コンデンサ16の充電電圧を人体に危険が生じないと想定される電圧に制限するための設定である。   In this series of processing, first, in step S30, it is determined whether or not the start switch is turned on. This process is for predicting whether the vehicle will start in the near future. That is, when the start switch is turned on, the vehicle is predicted to start in the near future. The start switch has been described in step S10 of FIG. When an affirmative determination is made in step S30, in step S32, the voltage of the capacitor 16 is charged to a diagnostic voltage Vdg lower than the terminal voltage of the high-voltage battery 12 by repeatedly turning on and off the energy storage switch 64. . Here, the diagnostic voltage Vdg is set to “60 V” or less. This is a setting for limiting the charging voltage of the capacitor 16 to a voltage that is assumed not to cause danger to the human body.

続くステップS34では、異常時放電指令disを出力する。そして、ステップS36では、コンデンサ16の放電の有無に基づき異常時放電制御が正常であるか否かを判断する。そして、ステップS36において肯定判断される場合、ステップS38において、リレーSMR1、SMR2を閉状態とすることでコンデンサ16を充電し、モータジェネレータ10の制御量の制御の準備を整える。詳しくは、まずリレーSMR1を開状態とした状態でリレーSMR2を閉状態とすることで抵抗体14を備える高抵抗電気経路にてコンデンサ16を充電した後、リレーSMR2を開状態且つリレーSMR1を閉状態とすることで高電圧バッテリ12およびコンデンサ16間を低抵抗電気経路にて接続する。これに対し、ステップS36において否定判断される場合、ステップS40において外部に対して異常である旨通知することでユーザにその旨を知らせる処理を行なう。なお、ステップS38、S40の処理が完了する場合や、ステップS30において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。   In the subsequent step S34, an abnormal discharge command dis is output. In step S36, it is determined whether or not the abnormal discharge control is normal based on whether or not the capacitor 16 is discharged. When a positive determination is made in step S36, the capacitor 16 is charged by closing the relays SMR1 and SMR2 in step S38, and preparation for control of the control amount of the motor generator 10 is made. Specifically, first, the relay SMR2 is closed while the relay SMR1 is opened, and then the capacitor 16 is charged through a high resistance electric path including the resistor 14, and then the relay SMR2 is opened and the relay SMR1 is closed. By setting the state, the high voltage battery 12 and the capacitor 16 are connected by a low resistance electric path. On the other hand, when a negative determination is made in step S36, a process of notifying the user of the fact is performed by notifying the outside of the fact in step S40. In addition, when the process of step S38, S40 is completed, or when negative determination is made in step S30, this series of processes is once complete | finished.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

(1)診断用電圧Vdgを「60V」以下に設定した。これにより、診断に際して発生する熱エネルギ量を低減することができる。また、放電制御に要する時間を短縮することができるため、診断に要する時間を短くすることもできる。   (1) The diagnostic voltage Vdg was set to “60 V” or less. Thereby, the amount of thermal energy generated during diagnosis can be reduced. Moreover, since the time required for discharge control can be shortened, the time required for diagnosis can also be shortened.

(2)異常が生じていない場合に異常時放電制御を行って、その異常の有無を診断した。これにより、正常である旨の診断がされた場合には実際に異常が生じた際の異常時放電制御の動作を保証することができる。   (2) When no abnormality occurred, discharge control during abnormality was performed to diagnose the presence or absence of the abnormality. As a result, when a diagnosis of normality is made, it is possible to guarantee the operation of the abnormal-time discharge control when an abnormality actually occurs.

(3)高電位側のスイッチング素子Swpの非飽和領域の電流がモータジェネレータ10の制御量の制御時におけるものよりも異常時放電制御時の方が小さくなるように高電位側のスイッチング素子Swpのゲートに印加する電圧(端子電圧VL)を設定した。これにより、制御量の制御時と異常時放電制御時とでスイッチング素子Swpの駆動手段が相違することとなるため、異常時放電制御時特有の手段の診断を行なうことの意義が特に大きい。   (3) The high-potential-side switching element Swp is set so that the current in the non-saturated region of the high-potential-side switching element Swp is smaller during abnormal discharge control than when the control amount of the motor generator 10 is controlled. The voltage applied to the gate (terminal voltage VL) was set. As a result, the means for driving the switching element Swp is different between the control amount control and the abnormal discharge control, so that it is particularly significant to diagnose the means specific to the abnormal discharge control.

(4)異常時放電制御時において、低電位側のスイッチング素子Swnのゲートに高電圧(端子電圧VH)を印加してオン状態に維持した状態で、高電位側のスイッチング素子Swpのゲートに低電圧(端子電圧VL)を断続的に印加してオン・オフ操作を繰り返すことで異常時放電制御を行った。これにより、オン・オフ操作を繰り返す側のゲート・エミッタ間の電位を安定させることができる等、異常時放電制御を好適に行なうことができる。   (4) At the time of abnormal discharge control, a high voltage (terminal voltage VH) is applied to the gate of the switching element Swn on the low potential side and kept on, and the gate of the switching element Swp on the high potential side is low. Discharge control during abnormalities was performed by intermittently applying a voltage (terminal voltage VL) and repeating the on / off operation. Thereby, abnormal discharge control can be suitably performed, for example, the potential between the gate and the emitter on the side where the on / off operation is repeated can be stabilized.

(5)診断用充電部60によって、コンデンサ16の電圧を診断用電圧Vdgに充電した。これにより、診断を適切に行なうことができる。   (5) The voltage of the capacitor 16 is charged to the diagnostic voltage Vdg by the diagnostic charging unit 60. Thereby, a diagnosis can be performed appropriately.

(6)車両が近い将来発進することが予測される場合に診断を行った。これにより、発進に先立って診断を行なうことができるため、車両の走行中に異常が生じて異常時放電制御がなされる必要が生じた場合に、これを確実に行なうことが可能となる。   (6) A diagnosis was made when the vehicle was predicted to start in the near future. As a result, diagnosis can be performed prior to start of the vehicle, so that it is possible to reliably perform an abnormality when the vehicle is running and it is necessary to perform discharge control during an abnormality.

(7)コンデンサ16の放電経路に電流が流れるか否かに基づき異常時放電制御の診断を行った。放電経路の電流は、通常時と放電制御時とで大差ないため、通常時において放電経路の電流を検出する手段によって異常時放電制御時に電流が流れるか否かを高精度に判断することができる。   (7) Based on whether or not current flows through the discharge path of the capacitor 16, diagnosis of discharge control during abnormality was performed. Since the current in the discharge path is not significantly different between the normal time and the discharge control, it is possible to determine with high accuracy whether or not the current flows during the abnormal time discharge control by means for detecting the current in the discharge path in the normal time. .

(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

図9に、本実施形態にかかる診断用充電部60や診断部70の具体的な構成を示す。なお、図9において、先の図7に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。   FIG. 9 shows specific configurations of the diagnostic charging unit 60 and the diagnostic unit 70 according to the present embodiment. In FIG. 9, members corresponding to those shown in FIG. 7 are given the same reference numerals for convenience.

図示されるように、本実施形態では、コンデンサ16の電圧を検出する電圧センサ80の検出値に基づき、コンデンサ16の放電の有無を確認する。ここで、電圧センサ80は、分圧抵抗と差動増幅回路とを備えて構成されるものであり、分圧抵抗として高抵抗な抵抗体を用いることで高電圧システムに対する絶縁を図っている。このため、先の図7に示した絶縁部76,78についてはこれを備えない構成としている。なお、電圧センサ80の出力電圧領域はコンデンサ16の電圧範囲をカバーする領域とされるため、出力電圧の全領域の間隔は、診断用電圧Vdgの数倍以上になる。このため、コンパレータ72によってコンデンサ16の放電を高精度に把握するためには、例えば「30〜60V」等、診断用電圧Vdgをある程度大きくすることが望ましい。   As shown in the figure, in the present embodiment, the presence or absence of discharge of the capacitor 16 is confirmed based on the detection value of the voltage sensor 80 that detects the voltage of the capacitor 16. Here, the voltage sensor 80 includes a voltage dividing resistor and a differential amplifier circuit, and uses a high-resistance resistor as the voltage dividing resistor to insulate the high voltage system. For this reason, the insulating parts 76 and 78 shown in FIG. Since the output voltage region of the voltage sensor 80 is a region that covers the voltage range of the capacitor 16, the interval of the entire region of the output voltage is several times the diagnostic voltage Vdg or more. Therefore, in order for the comparator 72 to grasp the discharge of the capacitor 16 with high accuracy, it is desirable to increase the diagnostic voltage Vdg to some extent, for example, “30 to 60 V”.

(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

図10に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図10において、先の図1に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。   FIG. 10 shows a system configuration according to the present embodiment. In FIG. 10, members corresponding to those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for convenience.

図示されるように、本実施形態では、インバータIVと高電圧バッテリ12との間に、昇圧コンバータCVを備える。昇圧コンバータCVは、コンデンサ17と、これに並列接続される高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの直列接続体と、高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの接続点とコンデンサ16とを接続するリアクトルLとを備えている。   As illustrated, in the present embodiment, a boost converter CV is provided between the inverter IV and the high voltage battery 12. Boost converter CV includes capacitor 17, a series connection body of high-potential side switching element Swp and low-potential side switching element Swn connected in parallel, high-potential side switching element Swp and low-potential side switching element. The reactor L which connects the connection point of Swn and the capacitor | condenser 16 is provided.

この場合、コンデンサ16,17が放電対象となる。ここで、インバータIVのU相の高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnを用いてコンデンサ17を放電することで、コンデンサ16の電圧も放電される。これは、コンデンサ17の電圧がコンデンサ16の電圧よりも低くなることで、リアクトルLおよび昇圧コンバータCVのフリーホイールダイオードFDpを介してコンデンサ16からコンデンサ17に電流が流れるためである。   In this case, the capacitors 16 and 17 are to be discharged. Here, by discharging the capacitor 17 using the U-phase high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn of the inverter IV, the voltage of the capacitor 16 is also discharged. This is because when the voltage of the capacitor 17 becomes lower than the voltage of the capacitor 16, a current flows from the capacitor 16 to the capacitor 17 via the reactor L and the free wheel diode FDp of the boost converter CV.

(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態について先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment.

図11に、本実施形態にかかる診断用充電部60や診断部70の具体的な構成を示す。なお、図11において、先の図7等に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。   FIG. 11 shows specific configurations of the diagnostic charging unit 60 and the diagnostic unit 70 according to the present embodiment. In FIG. 11, members corresponding to those shown in FIG. 7 and the like are given the same reference numerals for convenience.

本実施形態では、リアクトルLを流れる電流を検出する電流センサ82を用いてコンデンサ16,17の放電の有無を確認する。ここで、電流センサ82はホール素子を備えるものであり、リアクトルLを備える電流経路から絶縁された状態でその電流を検出可能な手段である。このため、先の図7に示した絶縁部76,78についてはこれを備えない構成としている。   In the present embodiment, whether or not the capacitors 16 and 17 are discharged is confirmed using a current sensor 82 that detects a current flowing through the reactor L. Here, the current sensor 82 includes a Hall element, and is a means capable of detecting the current while being insulated from the current path including the reactor L. For this reason, the insulating parts 76 and 78 shown in FIG.

(第5の実施形態)
以下、第5の実施形態について先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, the fifth embodiment will be described with reference to the drawings, centering on differences from the first embodiment.

図12に、本実施形態にかかる診断用充電部60や診断部70の具体的な構成を示す。なお、図12において、先の図7等に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。   FIG. 12 shows specific configurations of the diagnostic charging unit 60 and the diagnostic unit 70 according to the present embodiment. In FIG. 12, members corresponding to those shown in FIG. 7 and the like are given the same reference numerals for the sake of convenience.

本実施形態では、昇圧コンバータCVのフリーホイールダイオードFDpを流れる電流と相関を有する微少電流を出力するセンス端子Stからの微少電流に基づき、コンデンサ16,17の放電の有無を確認する。すなわち、フリーホイールダイオードFDpに順方向電流が流れることに起因してセンス端子Stの出力する微少電流によるシャント抵抗84における電圧降下量が閾値以上となることで、コンデンサ16,17が放電したと判断する。このようにセンス端子Stを用いてフリーホイールダイオードFDpを流れる順方向電流を検出可能なのは、本実施形態にかかるスイッチング素子Sw#およびフリーホイールダイオードFD#が、図13(a)に示すように、同一半導体基板に併設されたものだからである。   In the present embodiment, whether or not the capacitors 16 and 17 are discharged is confirmed based on the minute current from the sense terminal St that outputs a minute current having a correlation with the current flowing through the free wheel diode FDp of the boost converter CV. That is, it is determined that the capacitors 16 and 17 are discharged because the amount of voltage drop in the shunt resistor 84 due to the minute current output from the sense terminal St is equal to or greater than the threshold due to the forward current flowing through the freewheeling diode FDp. To do. The forward current flowing through the freewheeling diode FDp can be detected using the sense terminal St as described above, because the switching element Sw # and the freewheeling diode FD # according to the present embodiment are as shown in FIG. This is because they are provided on the same semiconductor substrate.

すなわち、図示されるように、半導体基板100には、IGBT領域とダイオード領域とが併設されて形成されている。半導体基板100の主面側から裏面側へと伸びる領域は、導電型がN型であるN型領域102となっている。また、半導体基板100の主面側の表層部には、導電型がP型のP型領域104が形成されており、P型領域104内に、上記N型領域102よりも濃い濃度のN型の導電型を有するN型領域106が形成されている。そして、これらP型領域104及びN型領域106には、IGBTのエミッタ端子E及びダイオードのアノード端子が接続されている。また、上記P型領域104及びN型領域106上には、ゲート酸化膜108を介してゲート電極110が形成されている。   That is, as illustrated, the semiconductor substrate 100 is formed with an IGBT region and a diode region. A region extending from the main surface side to the back surface side of the semiconductor substrate 100 is an N-type region 102 whose conductivity type is N-type. Further, a P-type region 104 having a P-type conductivity is formed in the surface layer portion on the main surface side of the semiconductor substrate 100, and the N-type having a concentration higher than that of the N-type region 102 in the P-type region 104. An N type region 106 having the following conductivity type is formed. The P-type region 104 and the N-type region 106 are connected to an IGBT emitter terminal E and a diode anode terminal. A gate electrode 110 is formed on the P-type region 104 and the N-type region 106 with a gate oxide film 108 interposed therebetween.

一方、半導体基板100の裏面側の表層部には、上記N型領域102よりも濃度の濃いN型領域106とP型領域104とが併設されている。ここで、P型領域104は、IGBTのコレクタ領域を構成し、N型領域106は、ダイオードのカソード領域を構成する。なお、これらP型領域104及びN型領域106と上記N型領域102との間には、N型領域102よりも濃度の薄いN型領域102が形成されている。   On the other hand, an N-type region 106 and a P-type region 104 having a concentration higher than that of the N-type region 102 are provided on the surface layer portion on the back side of the semiconductor substrate 100. Here, the P-type region 104 constitutes a collector region of the IGBT, and the N-type region 106 constitutes a cathode region of the diode. Note that an N-type region 102 having a lower concentration than the N-type region 102 is formed between the P-type region 104 and the N-type region 106 and the N-type region 102.

図13(b)は、上記半導体基板100の主面側を模式的に示した平面図である。図示されるように、主面側の大部分は、エミッタ領域であり、これよりも小さい領域として、ゲート領域やセンス電極118が形成されている。ここで、実際のセンス電極118の面積は、エミッタ領域の面積の数千分の1程度とされており、これにより、IGBTやフリーホイールダイオードに流れる電流と相関を有しつつも極微小な電流を出力することが可能となっている。図13(c)に、スイッチング素子Sw#又はフリーホイールダイオードFD#に流れる電流と、シャント抵抗84での電圧降下量との関係を示す。   FIG. 13B is a plan view schematically showing the main surface side of the semiconductor substrate 100. As shown in the drawing, most of the main surface side is an emitter region, and a gate region and a sense electrode 118 are formed as a region smaller than this. Here, the actual area of the sense electrode 118 is about one-thousandth of the area of the emitter region, so that a very small current is correlated with the current flowing through the IGBT and the free wheel diode. Can be output. FIG. 13C shows the relationship between the current flowing through the switching element Sw # or the free wheel diode FD # and the amount of voltage drop at the shunt resistor 84.

なお、先の図12に示すように、シャント抵抗84における電圧降下量が閾値以上となるか否かは、シャント抵抗84の電圧降下量をレベルシフト回路77によって変換したものと電源73の電圧とがコンパレータ72によって比較されることで行われる。ここで、レベルシフト回路77は、フリーホイールダイオードFDpに順方向電流が流れる場合とスイッチング素子Swpに電流が流れる場合とでシャント抵抗84の電圧降下の極性が逆であるにもかかわらず、コンパレータ72の非反転入力端子に印加される電圧の極性を固定するための一手法である。   As shown in FIG. 12, whether or not the voltage drop amount in the shunt resistor 84 is equal to or greater than the threshold value depends on the voltage drop amount in the shunt resistor 84 converted by the level shift circuit 77 and the voltage of the power source 73. Is performed by comparison by the comparator 72. Here, the level shift circuit 77 includes the comparator 72 regardless of the polarity of the voltage drop of the shunt resistor 84 between the case where the forward current flows through the free wheel diode FDp and the case where the current flows through the switching element Swp. This is a technique for fixing the polarity of the voltage applied to the non-inverting input terminal.

(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
<発進予測手段について>
発進予測手段としては、起動スイッチがオン操作されることで発進する旨予測するものに限らない。例えば車載電子機器の電源をオンすべくユーザによって操作されるアクセサリスイッチがオン操作されることで発進する旨予測するものであってもよい。また例えば、ブレーキ操作がなされることで発進する旨予測するものであってもよい。
<異常診断手段について>
異常診断手段としては、発進予測手段によって発進する旨予測された場合に診断を行なうものに限らない。例えば、起動スイッチがオフ操作され、リレーSMR1,SMR2が開状態とされた後に異常の有無を診断するものであってもよい。具体的には、例えばリレーSMR1,SMR2が開状態とされることで放電抵抗18を介してコンデンサ16,17の電圧が規定電圧まで低下することで、高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnをオン状態とする放電制御を行って異常の有無を診断すればよい。また、これに代えて、例えばリレーSMR1,SMR2が開状態とされた後モータジェネレータ10への無効電流の通電によってコンデンサ16,17の電圧を規定電圧まで低下させた後、高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnをオン状態とする放電制御を行って異常の有無を診断してもよい。
<診断用電圧について>
診断用電圧としては、60V以下の規定電圧に限らない。例えば「42V」以下の規定電圧であってもよい。
<判断手段について>
電力変換システムの搭載される部材に異常が生じたか否かを判断する判断手段としては、低電圧システム内に搭載されて操作信号gup,gun,gvp,gvn,gwp,gwnを生成する制御装置30に限らない。例えば、高電圧システム内に搭載されて且つ異常時放電指令disを生成する専用の手段としてもよい。ただし、この場合であっても制御装置30も異常時放電指令disを診断用に出力可能とすることが望ましい。これは、例えば、ドライブユニットDUの入力信号を、専用の手段の信号と制御装置30からの信号との論理和とすることで実現することができる。もっとも、制御装置30が異常時放電指令disを生成する機能を備えなくても、上記専用の手段を操作することで同手段に異常時放電指令disを出力させるなら、診断を実行することができる。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
<Start prediction means>
The start prediction means is not limited to the one that predicts that the vehicle will start when the start switch is turned on. For example, it may be predicted to start by turning on an accessory switch operated by a user to turn on the power source of the in-vehicle electronic device. Further, for example, it may be predicted that the vehicle will start when a brake operation is performed.
<About abnormality diagnosis means>
The abnormality diagnosing means is not limited to that which diagnoses when the start predicting means predicts that the vehicle will start. For example, the presence or absence of an abnormality may be diagnosed after the start switch is turned off and the relays SMR1 and SMR2 are opened. Specifically, for example, when the relays SMR1 and SMR2 are opened, the voltages of the capacitors 16 and 17 are reduced to a specified voltage via the discharge resistor 18, so that the switching element Swp on the high potential side and the low potential side What is necessary is just to diagnose the presence or absence of abnormality by performing discharge control to turn on the switching element Swn. Alternatively, for example, after the relays SMR1 and SMR2 are opened, the voltage of the capacitors 16 and 17 is lowered to a specified voltage by energizing the reactive current to the motor generator 10, and then the switching element on the high potential side. The presence or absence of abnormality may be diagnosed by performing discharge control for turning on the Swp and the switching element Swn on the low potential side.
<About diagnostic voltage>
The diagnostic voltage is not limited to a specified voltage of 60 V or less. For example, the specified voltage may be “42V” or less.
<About judgment means>
As a determination means for determining whether or not an abnormality has occurred in a member on which the power conversion system is mounted, a control device 30 that is mounted in the low voltage system and generates the operation signals gup, gun, gvp, gvn, gwp, gwn. Not limited to. For example, a dedicated unit that is mounted in the high-voltage system and that generates the abnormal-time discharge command dis may be used. However, even in this case, it is desirable that the control device 30 can also output the abnormal-time discharge command dis for diagnosis. This can be realized, for example, by setting the input signal of the drive unit DU as the logical sum of the signal of the dedicated means and the signal from the control device 30. However, even if the control device 30 does not have a function of generating the abnormal discharge command dis, diagnosis can be executed if the abnormal discharge command dis is output to the same means by operating the dedicated means. .

また、判断手段としては、Gセンサ22の検出値に基づき異常が生じたと判断するものに限らない。例えばモータジェネレータやインバータIV、昇圧コンバータCV等を備える電力変換システムの異常の有無の診断手段の診断結果に基づくものであってもよい。
<ドライブユニットDUについて>
U相の上側アームのドライブユニットDUとしては、通常時における充電用スイッチング素子42および放電用スイッチング素子46と、異常時における充電用スイッチング素子52および放電用スイッチング素子54とを各別に備えるものに限らない。例えば、これらを共有する代わりに、充電用スイッチング素子の入力端子に電圧を印加する手段を、通常時と異常時とで異ならせてもよい。
<通常時放電手段について>
通常時放電手段としては、モータジェネレータ10に無効電流を流す処理を行なうものに限らない。例えば放電抵抗18によってコンデンサ16,17を放電させる手段であってもよい。また例えば、インバータIVの正極側入力端子と負極側入力端子との間にリレーおよび抵抗体を備える放電回路を設け、リレーを操作する手段であってもよい。
Further, the determination means is not limited to determining that an abnormality has occurred based on the detection value of the G sensor 22. For example, it may be based on a diagnosis result of a diagnosis means for determining whether there is an abnormality in a power conversion system including a motor generator, an inverter IV, a boost converter CV, and the like.
<About drive unit DU>
The drive unit DU for the U-phase upper arm is not limited to one provided with the charging switching element 42 and the discharging switching element 46 in the normal state, and the charging switching element 52 and the discharging switching element 54 in the abnormal state. . For example, instead of sharing them, the means for applying a voltage to the input terminal of the charging switching element may be different between the normal time and the abnormal time.
<Regarding normal discharge means>
The normal-time discharging means is not limited to the one that causes the reactive current to flow through the motor generator 10. For example, a means for discharging the capacitors 16 and 17 by the discharge resistor 18 may be used. Further, for example, a means for operating a relay by providing a discharge circuit including a relay and a resistor between a positive input terminal and a negative input terminal of the inverter IV may be used.

さらに、上記各実施形態における異常時放電制御を行なう手段を、通常時放電手段としてもよい。
<異常時放電制御手段について>
異常時放電制御手段としては、低電位側のスイッチング素子Swnをオン状態に保った状態で高電位側のスイッチング素子Swpのオン状態およびオフ状態を複数回繰り返すことでコンデンサ16,17の両電極の短絡状態を複数回生成する処理を行なうものに限らない。例えば、高電位側のスイッチング素子Swpをオン状態に保った状態で低電位側のスイッチング素子Swnのオン状態およびオフ状態を複数回繰り返すことでコンデンサ16,17の両電極の短絡状態を複数回生成する処理を行なうものであってもよい。ただし、この場合であっても、オン状態およびオフ状態を複数回繰り返す側のゲート印加電圧の方を低く設定し、非飽和領域で動作させることが望ましい。また、例えば高電位側のスイッチング素子Swpと低電位側のスイッチング素子Swnとの同時のオン状態および同時のオフ状態を複数回繰り返すことでコンデンサ16,17の両電極の短絡状態を複数回生成する処理を行なうものであってもよい。ここで、これら高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの少なくとも一方を非飽和領域で動作させるべくゲート印加電圧を調節してもよいが、双方を非飽和領域で動作するようにしてもよい。また、高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの双方を、放電制御期間において一度だけオン状態とするものであってもよい。
Further, the means for performing the abnormal discharge control in each of the above embodiments may be a normal discharge means.
<Regarding discharge control means during abnormal conditions>
As the discharge control means at the time of abnormality, both the electrodes of the capacitors 16 and 17 are switched by repeating the ON state and the OFF state of the high potential side switching element Swp a plurality of times while keeping the low potential side switching element Swn in the on state. It is not restricted to what performs the process which produces | generates a short circuit state in multiple times. For example, the short-circuited state of both electrodes of the capacitors 16 and 17 is generated a plurality of times by repeating the on-state and the off-state of the low-potential side switching device Swn a plurality of times while the high-potential side switching device Swp is kept on. It is also possible to perform the processing to be performed. However, even in this case, it is desirable to set the gate applied voltage on the side where the on state and the off state are repeated a plurality of times to be lower and operate in the non-saturated region. Further, for example, the short-circuit state of both electrodes of the capacitors 16 and 17 is generated a plurality of times by repeating the simultaneous ON state and the simultaneous OFF state of the high potential side switching element Swp and the low potential side switching element Swn a plurality of times. Processing may be performed. Here, the gate applied voltage may be adjusted so that at least one of the high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn is operated in the non-saturation region, but both are operated in the non-saturation region. It may be. Further, both the high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn may be turned on only once in the discharge control period.

また、モータジェネレータ10の1の相に電圧を印加する高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの組のみを用いて放電制御を行なうものに限らない。例えば全相の高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnを同時にオン状態とするものであってもよい。また例えば、各相の高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnを順次オン状態とするように切り替えるものであってもよい。   Further, the discharge control is not limited to using only the combination of the switching element Swp on the high potential side and the switching element Swn on the low potential side that applies a voltage to one phase of the motor generator 10. For example, the switching element Swp on the high potential side and the switching element Swn on the low potential side in all phases may be turned on simultaneously. Further, for example, the switching element Swp on the high potential side and the switching element Swn on the low potential side of each phase may be switched so as to be sequentially turned on.

さらに、インバータIVの高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの組のみを用いて放電制御を行なうものに限らない。例えば昇圧コンバータCVの高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnの組を用いて放電制御を行なうものであってもよい。   Further, the discharge control is not limited to using only the set of the switching element Swp on the high potential side and the switching element Swn on the low potential side of the inverter IV. For example, the discharge control may be performed using a set of the switching element Swp on the high potential side and the switching element Swn on the low potential side of the boost converter CV.

加えて、高電位側のスイッチング素子Swpおよび低電位側のスイッチング素子Swnを同時にオン状態とすることでコンデンサ16,17の両電極を短絡させるものに限らない。例えばモータジェネレータ10に無効電流を流す手段であってもよい。この場合、たとえば通常時放電手段を、放電抵抗18によって放電させる手段とすればよい。
<充電手段について>
充電手段としては、フライバックコンバータを備えるものに限らず、例えばフォワードコンバータを備えるものであってもよい。また、充電手段としては、トランスを備えるものに限らない。例えば図14(a)および図14(b)に示すように、低電圧バッテリ20の電圧を、整流手段(ダイオード86)および抵抗体88を介して充電する手段であってもよい。ここで、抵抗体88は、低電圧システムと高電圧システムとを絶縁するための高抵抗(例えば数MΩ以上)のものである。なお、こうした手段による充電を可能とするためには、低電圧システムの基準電位(低電圧バッテリ20の負極電位)を、高電圧システムの基準電位(高電圧バッテリ12の負極電位)以上に設定する電位設定手段を備えることが必要である。ここでは、コンデンサ16の正極および負極間の電位を2分すべくコンデンサ90,92の直列接続体を備え、これらコンデンサ90,92の接続点の電位を低電圧システムの基準電位とする例が示されている。これにより、リレーSMR1,SMR2が開状態とされる場合、コンデンサ16の正極電位が低電圧バッテリ20の正極電位以下となり、コンデンサ16に低電圧バッテリ20の電力を充電することができる。ちなみに、リレーSMR1やリレーSMR2が閉状態とされる場合には、コンデンサ16の正極電位の方が低電圧バッテリ20の正極電位よりも高いため、低電圧バッテリ20の電力がコンデンサ16に充電されることはない。また、整流手段としては、ダイオード86に限らず、サイリスタやトランジスタ等であってもよい。
In addition, the high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn are simultaneously turned on, so that the electrodes of the capacitors 16 and 17 are not short-circuited. For example, a means for causing a reactive current to flow through the motor generator 10 may be used. In this case, for example, the normal-time discharging means may be a means for discharging by the discharge resistor 18.
<About charging means>
The charging means is not limited to one provided with a flyback converter, and may be provided with a forward converter, for example. Further, the charging means is not limited to the one having a transformer. For example, as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), the voltage of the low-voltage battery 20 may be charged via a rectifier (diode 86) and a resistor 88. Here, the resistor 88 has a high resistance (for example, several MΩ or more) for insulating the low voltage system from the high voltage system. In order to enable charging by such means, the reference potential of the low voltage system (the negative potential of the low voltage battery 20) is set to be higher than the reference potential of the high voltage system (the negative potential of the high voltage battery 12). It is necessary to provide a potential setting means. Here, an example is shown in which a series connection of capacitors 90 and 92 is provided to divide the potential between the positive electrode and the negative electrode of the capacitor 16 into two, and the potential at the connection point of these capacitors 90 and 92 is used as the reference potential of the low voltage system. Has been. Thereby, when relays SMR1 and SMR2 are opened, the positive electrode potential of capacitor 16 becomes equal to or lower than the positive electrode potential of low voltage battery 20, and capacitor 16 can be charged with electric power of low voltage battery 20. Incidentally, when the relays SMR1 and SMR2 are closed, the positive potential of the capacitor 16 is higher than the positive potential of the low-voltage battery 20, so that the power of the low-voltage battery 20 is charged in the capacitor 16. There is nothing. The rectifying means is not limited to the diode 86, and may be a thyristor, a transistor, or the like.

また、図15(a)および図15(b)に示すように、コンバータCVを備える構成において、充電手段の充電対象をコンデンサ17にしてもよい。   Further, as shown in FIGS. 15A and 15B, in the configuration including the converter CV, the charging target of the charging unit may be a capacitor 17.

<直流交流変換回路について>
放電制御に際して高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の双方がオン状態とされる直流交流変換回路(インバータIV)としては、車載主機としての回転機と高電圧バッテリ12との間の電力の授受を仲介するものに限らない。例えば、空調装置の備える回転機等、主機以外の回転機と高電圧バッテリ12との間の電力の授受を仲介するものであってもよい。
<キャパシタが実際に放電しているか否かを確かめる手法について>
上記第4の実施形態において、ホール素子を用いた電流センサ82に代えて、カレントトランスを備えて電流を検出する手段としてもよい。また、シャント抵抗を備えて電流を検出する手段としてもよい。なお、シャント抵抗を備えて電流を検出する手段の場合、シャント抵抗が高電圧システムにあることから、その両端の電圧を閾値と比較するコンパレータ72等は高電圧システム内のものとなるため、コンパレータ72とバッファ79やCPU34との間に絶縁部76,78を備える。
<About DC / AC converter circuit>
As a DC / AC converter circuit (inverter IV) in which both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element are turned on during the discharge control, the circuit between the rotating machine as the in-vehicle main unit and the high-voltage battery 12 is used. It is not limited to mediating power transfer. For example, the transfer of electric power between the high voltage battery 12 and a rotary machine other than the main machine such as a rotary machine provided in the air conditioner may be used.
<Method to confirm whether the capacitor is actually discharged>
In the fourth embodiment, instead of the current sensor 82 using a Hall element, a current transformer may be provided to detect current. Moreover, it is good also as a means which provides a shunt resistance and detects an electric current. In the case of means for detecting current with a shunt resistor, since the shunt resistor is in the high voltage system, the comparator 72 and the like for comparing the voltage at both ends with the threshold value are in the high voltage system. Insulating portions 76 and 78 are provided between the 72 and the buffer 79 and the CPU 34.

また、キャパシタが実際に放電しているか否かを確かめる手法としては、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の双方がオン状態とされる放電制御に際して、これら少なくとも一方のスイッチング素子の発熱の有無を判断するものであってもよい。図16に、低電位側のスイッチング素子Swnの発熱の有無としての温度検出手段(感温ダイオードSD)による同スイッチング素子Swnの温度上昇の有無を、診断部70によって判断する例を示した。なお、図16において、先の図1に示した部材に対応する部材については便宜上同一の符号を付している。   Further, as a method for confirming whether or not the capacitor is actually discharged, in discharging control in which both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element are turned on, at least one of these switching elements It may be determined whether or not heat is generated. FIG. 16 shows an example in which the diagnosis unit 70 determines whether or not the temperature of the switching element Swn is increased by the temperature detection means (temperature sensitive diode SD) as the presence or absence of heat generation of the switching element Swn on the low potential side. In FIG. 16, members corresponding to those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for convenience.

<そのほか>
・放電制御に用いる高電位側のスイッチング素子Swpや低電位側のスイッチング素子Swnとしては、IGBTに限らず、例えばパワーMOS型電界効果トランジスタ等の電界効果トランジスタであってもよい。
<Other>
The high-potential side switching element Swp and the low-potential side switching element Swn used for discharge control are not limited to IGBTs, and may be field effect transistors such as power MOS field effect transistors.

・車両としては、ハイブリッド車に限らず、例えば車載主機として回転機のみを備える電気自動車等であってもよい。   The vehicle is not limited to a hybrid vehicle, and may be, for example, an electric vehicle that includes only a rotating machine as an in-vehicle main unit.

・放電制御装置としては、車両に搭載されるものに限らず、例えば住宅に設けられる直流電源の電力を交流に変換する電力変換システムに適用されるものであってもよい。この場合、異常時とは、例えば地震等が検地された場合とすればよい。   -As a discharge control apparatus, not only what is mounted in a vehicle, For example, you may apply to the power conversion system which converts the electric power of the direct-current power source provided in a house into alternating current. In this case, the abnormal time may be a case where, for example, an earthquake is detected.

10…モータジェネレータ、12…高電圧バッテリ(直流電源の一実施形態)、16,17…コンデンサ、30…制御装置、60…診断用充電部、70…診断部、Swp…高電位側のスイッチング素子、Swn…低電位側のスイッチング素子Swn。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor generator, 12 ... High voltage battery (one embodiment of DC power supply), 16, 17 ... Capacitor, 30 ... Control device, 60 ... Diagnosis charging unit, 70 ... Diagnosis unit, Swp ... High potential side switching element , Swn... Switching element Swn on the low potential side.

Claims (16)

直流電源の電力を所定に変換する電力変換回路と、該電力変換回路および前記直流電源間に介在するキャパシタと、前記電力変換回路および前記キャパシタと前記直流電源との間の電気経路を開閉する開閉手段とを備える電力変換システムに適用され、前記開閉手段が開状態とされる状況下、前記電力変換回路を操作することで前記キャパシタの充電電圧を規定電圧以下に放電制御する放電制御手段を備える電力変換システムの放電制御装置において、
前記キャパシタの充電電圧が、前記電力変換回路が本来の目的で操作される際の充電電圧である通常時電圧よりも低い診断用電圧であることを条件に、前記放電制御を実行して前記キャパシタが実際に放電されるか否かを確かめることで前記放電制御手段による放電制御の異常の有無を診断する異常診断手段を備えることを特徴とする電力変換システムの放電制御装置。
A power conversion circuit for converting the power of the DC power supply to a predetermined value, a capacitor interposed between the power conversion circuit and the DC power supply, and an opening / closing operation for opening and closing an electric path between the power conversion circuit and the capacitor and the DC power supply And a discharge control means for controlling the charge voltage of the capacitor to a specified voltage or less by operating the power conversion circuit in a state where the open / close means is opened. In the discharge control device of the power conversion system,
On the condition that the charging voltage of the capacitor is a diagnostic voltage lower than a normal voltage which is a charging voltage when the power conversion circuit is operated for an original purpose, the discharging control is executed and the capacitor is executed. A discharge control device for a power conversion system, comprising: an abnormality diagnosis means for diagnosing whether there is an abnormality in discharge control by the discharge control means by confirming whether or not the battery is actually discharged.
前記電力変換システムの搭載される部材に異常が生じたか否かを判断する判断手段を更に備え、
前記電力変換回路は、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体であって且つ前記キャパシタに並列接続される直列接続体を備え、
前記放電制御手段は、前記判断手段によって異常が生じたと判断される場合に前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行う異常時放電制御手段であり、
前記開閉手段が開状態とされて且つ前記異常が生じた旨の判断がなされていない場合に前記短絡させる処理を行なうことなく前記キャパシタを放電する通常時放電手段を更に備えることを特徴とする請求項1記載の電力変換システムの放電制御装置。
A judgment means for judging whether or not an abnormality has occurred in a member on which the power conversion system is mounted;
The power conversion circuit includes a series connection body of a switching element on a high potential side and a switching element on a low potential side and connected in parallel to the capacitor,
The discharge control unit short-circuits both electrodes of the capacitor by turning on both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element when the determination unit determines that an abnormality has occurred. An abnormal discharge control means for performing the process of
A normal-time discharging unit that discharges the capacitor without performing the short-circuiting process when the opening / closing unit is in an open state and it is not determined that the abnormality has occurred. Item 2. A discharge control device for a power conversion system according to Item 1.
前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子は、電圧制御形のスイッチング素子であり、
前記異常時放電制御手段は、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の少なくとも一方の非飽和領域の電流が前記電力変換回路が本来の目的で使用される場合よりも小さくなるように該少なくとも一方のスイッチング素子の導通制御端子に印加する電圧を設定することを特徴とする請求項2記載の電力変換システムの放電制御装置。
The high-potential side switching element and the low-potential side switching element are voltage-controlled switching elements,
In the abnormal discharge control means, the current in the non-saturation region of at least one of the high-potential side switching element and the low-potential side switching element is smaller than when the power conversion circuit is used for its original purpose. The voltage applied to the conduction control terminal of the at least one switching element is set as described above.
前記電力変換回路が本来の目的で使用される場合、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子のいずれか一方がオン状態であるとき、いずれか他方は必ずオフ状態とされることを特徴とする請求項2または3記載の電力変換システムの放電制御装置。   When the power conversion circuit is used for its original purpose, when one of the high-potential side switching element and the low-potential side switching element is in an on state, the other is always in an off state. The discharge control device for a power conversion system according to claim 2 or 3. 前記電力変換回路は、前記直流電源の電力を交流に変換して回転機に出力する直流交流変換回路を備え、
前記電力変換回路の本来の目的とは、前記回転機を稼動させるために前記回転機と前記直流電源との間の電力の授受を仲介することであることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の電力変換システムの放電制御装置。
The power conversion circuit includes a direct current alternating current conversion circuit that converts electric power of the direct current power source into alternating current and outputs the alternating current to a rotating machine,
The original purpose of the power conversion circuit is to mediate transfer of power between the rotating machine and the DC power source in order to operate the rotating machine. The discharge control apparatus of the power conversion system of any one of Claims.
前記診断用電圧は、60V以下に設定されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電力変換システムの放電制御装置。   The discharge control device for a power conversion system according to any one of claims 1 to 5, wherein the diagnostic voltage is set to 60 V or less. 前記開閉手段が開状態とされる状況下、前記キャパシタを充電する充電手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力変換システムの放電制御装置。   The discharge control device for a power conversion system according to any one of claims 1 to 6, further comprising charging means for charging the capacitor in a state where the opening / closing means is in an open state. 前記充電手段を操作することで、前記キャパシタの電圧を診断用電圧に制御する診断前処理手段を更に備えることを特徴とする請求項7記載の電力変換システムの放電制御装置。   8. The discharge control device for a power conversion system according to claim 7, further comprising pre-diagnosis processing means for controlling the voltage of the capacitor to a diagnostic voltage by operating the charging means. 前記電力変換回路は、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成するものであり、
前記充電手段は、キャパシタに2次側コイルが接続されたトランスを更に備え、
前記診断前処理手段は、前記トランスの1次側の通電制御によって前記キャパシタを前記診断用電圧に充電することを特徴とする請求項8記載の電力変換システムの放電制御装置。
The power conversion circuit constitutes an in-vehicle high voltage system that is insulated from the in-vehicle low voltage system,
The charging means further includes a transformer having a secondary coil connected to a capacitor,
9. The discharge control device for a power conversion system according to claim 8, wherein the pre-diagnosis processing unit charges the capacitor with the diagnostic voltage by energization control on a primary side of the transformer.
前記電力変換回路は、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成するものであって且つ、前記キャパシタの負極側の電位を前記低電圧システム側の基準電位以下に設定する電位設定手段を備え、
前記充電手段は、前記車載低電圧システム内の給電手段の電力を整流手段および抵抗体を介して前記キャパシタの正極側に出力するものであることを特徴とする請求項7記載の電力変換システムの放電制御装置。
The power conversion circuit constitutes an in-vehicle high voltage system that is insulated from the in-vehicle low voltage system, and sets a potential on the negative side of the capacitor to a reference potential or less on the low voltage system side. With
8. The power conversion system according to claim 7, wherein the charging unit outputs power of a power feeding unit in the in-vehicle low voltage system to a positive side of the capacitor via a rectifying unit and a resistor. Discharge control device.
前記電力変換システムは、車両に搭載されるものであり、
車両が近い将来発進することを予測する発進予測手段を更に備え、
前記診断手段は、前記発進予測手段によって発進することが予測される場合に前記診断を行なうことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の電力変換システムの放電制御装置。
The power conversion system is mounted on a vehicle,
It further comprises a start prediction means for predicting that the vehicle will start in the near future,
The discharge control device for a power conversion system according to any one of claims 1 to 10, wherein the diagnosis unit performs the diagnosis when it is predicted that the start is predicted by the start prediction unit.
前記診断手段は、前記キャパシタの充電電圧を検出する手段を備え、該検出される充電電圧の低下の有無に基づき前記異常の有無を診断することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の電力変換システムの放電制御装置。   The diagnostic means comprises means for detecting a charging voltage of the capacitor, and diagnoses the presence or absence of the abnormality based on the presence or absence of a decrease in the detected charging voltage. The discharge control device of the power conversion system according to the item. 前記診断手段は、前記放電制御手段による放電制御時における前記キャパシタの放電経路を流れる電流の有無に基づき前記異常の有無を診断することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の電力変換システムの放電制御装置。   12. The diagnosis according to claim 1, wherein the diagnosis unit diagnoses the presence / absence of the abnormality based on the presence / absence of a current flowing through a discharge path of the capacitor during discharge control by the discharge control unit. Discharge control device for power conversion system. 前記電力変換回路は、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体であって且つ前記キャパシタに並列接続される直列接続体を備え、
前記放電制御手段は、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行う手段を備え、
前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の少なくとも一方は、その入力端子および出力端子間を流れる電流と相関を有する微少電流を出力するセンス端子を備えるものであり、
前記診断手段は、前記放電経路の電流を前記センス端子の微少電流の検出値によって間接的に把握することを特徴とする請求項13記載の電力変換システムの放電制御装置。
The power conversion circuit includes a series connection body of a switching element on a high potential side and a switching element on a low potential side and connected in parallel to the capacitor,
The discharge control means includes means for short-circuiting both electrodes of the capacitor by turning on both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element,
At least one of the high-potential side switching element and the low-potential side switching element includes a sense terminal that outputs a minute current having a correlation with a current flowing between the input terminal and the output terminal.
14. The discharge control device for a power conversion system according to claim 13, wherein the diagnosis means indirectly grasps the current of the discharge path from the detected value of the minute current of the sense terminal.
前記電力変換回路は、前記直流電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、該昇圧コンバータに接続される直流交流変換回路とを備え、
前記昇圧コンバータは、前記キャパシタとしての第1キャパシタと、前記第1キャパシタに並列接続される高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子と、該一対のスイッチング素子同士の接続点と前記直流電源とを接続するリアクトルと、前記直流電源に並列接続される第2キャパシタとを備え、
前記直流交流変換回路は、前記第1キャパシタに並列接続される高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子を備え、
前記放電制御手段は、前記直流交流変換回路の前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記第1キャパシタの両電極を短絡させる処理を行う手段を備え、
前記昇圧コンバータの前記高電位側のスイッチング素子には、これに逆並列接続されるフリーホイールダイオードが同一半導体基板上に併設され、
前記同一半導体基板上に併設されるスイッチング素子およびフリーホイールダイオードを備える半導体デバイスは、前記フリーホイールダイオードを流れる順方向電流と相関を有する微少電流を出力するセンス端子を備え、
前記診断手段は、前記放電経路の電流を前記センス端子の微少電流の検出値によって間接的に把握することを特徴とする請求項13記載の電力変換システムの放電制御装置。
The power conversion circuit includes a boost converter that boosts the voltage of the DC power supply, and a DC / AC conversion circuit connected to the boost converter,
The step-up converter includes a first capacitor as the capacitor, a high-potential side switching element and a low-potential side switching element connected in parallel to the first capacitor, a connection point between the pair of switching elements, and the direct current A reactor for connecting a power source, and a second capacitor connected in parallel to the DC power source,
The DC / AC conversion circuit includes a high-potential side switching element and a low-potential side switching element connected in parallel to the first capacitor,
The discharge control means performs a process of short-circuiting both electrodes of the first capacitor by turning on both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element of the DC-AC converter circuit. With
The switching element on the high potential side of the boost converter is provided with a free wheel diode connected in reverse parallel thereto on the same semiconductor substrate,
A semiconductor device including a switching element and a freewheel diode provided on the same semiconductor substrate includes a sense terminal that outputs a minute current having a correlation with a forward current flowing through the freewheel diode,
14. The discharge control device for a power conversion system according to claim 13, wherein the diagnosis means indirectly grasps the current of the discharge path from the detected value of the minute current of the sense terminal.
前記電力変換回路は、高電位側のスイッチング素子および低電位側のスイッチング素子の直列接続体であって且つ前記キャパシタに並列接続される直列接続体を備え、
前記放電制御手段は、前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の双方をオン状態とすることで前記キャパシタの両電極を短絡させる処理を行う手段を備え、
前記診断手段は、前記放電制御手段による放電制御時における前記高電位側のスイッチング素子および前記低電位側のスイッチング素子の少なくとも一方の発熱の有無に基づき前記異常の有無を診断することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の電力変換システムの放電制御装置。
The power conversion circuit includes a series connection body of a switching element on a high potential side and a switching element on a low potential side and connected in parallel to the capacitor,
The discharge control means includes means for short-circuiting both electrodes of the capacitor by turning on both the high-potential side switching element and the low-potential side switching element,
The diagnosis means diagnoses the presence or absence of the abnormality based on the presence or absence of heat generation of at least one of the high potential side switching element and the low potential side switching element during discharge control by the discharge control means. The discharge control apparatus of the power conversion system of any one of Claims 1-11.
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