CN103718449A - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的电力转换装置包括：逆变器；接触器，其接通/关断来自蓄电池的DC电力对逆变器的供给；经由接触器与蓄电池并联连接的平滑电容器；放电电路，其由放电电阻和与其串联连接的开关元件构成，使电容器的电荷放电；电压测定电路；分压电路，其对平滑电容器的端子间电压进行分压而输入到电压测定电路；和开关元件的控制电路。控制电路包括判断部，该判断部在使开关元件接通第一规定时间而使平滑电容器的电荷放电之前，使开关元件接通比第一规定时间短的第二规定时间，根据在该第二规定时间的前后测定到的平滑电容器的端子间电压判断接触器的接通/关断状态。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及电力转换装置。
背景技术
混合动力车（HEV）、插电式混合动力车（PHEV）、电动车（EV）等的电动机驱动用电力转换装置，具备将从高电压蓄电池供给的直流电力转换为对车辆驱动电动机供给的交流电力的逆变器。从直流电力向交流电力的转换，通过构成逆变器的IGBT等开关元件反复接通和关断而进行。
这样的电力转换装置中，在开关元件接通/关断动作时，为了瞬间输出大电流而具备平滑电容器。进而，电力转换装置中设置有在切断电源之后用于使该平滑电容器中残存的电荷放电的放电装置。该放电装置由放电电阻和开关元件串联连接而成的放电电路和控制该放电电路的控制电路等构成，放电电路与平滑电容器并联连接。并且控制电路基于来自上级的指令使开关元件接通而使平滑电容器的电荷放电（例如参考专利文献1）。
HEV、PHEV、EV等使用的电力转换装置中，高电压蓄电池与逆变器通过称为接触器的继电器装置连接，车辆的点火钥匙启动时接触器接通，高电压蓄电池与逆变器的直流电源输入连接。此外，点火钥匙关闭时接触器关断，高电压蓄电池与逆变器的直流电源输入断开。
平滑电容器的放电电路在车辆点火钥匙关闭的情况和发生碰撞事故时等需要放电的情况下使用。此时，在关断接触器后控制电路需要使放电电路的开关元件接通而使平滑电容器放电。这是因为在接触器接通的状态下使开关元件接通进行放电时，会对放电电阻持续从高电压蓄电池供给电流，平滑电容器不放电。进而，放电电阻中持续长时间流过大电流时，放电电阻发热超过其额定温度，放电电阻烧毁。
专利文献1中公开的平滑电容器的放电电路中，为了在放电之前确认接触器是接通还是关断的状况，进行平滑电容器的短时间放电，该短时间放电由放电控制电路发生的检查脉冲控制。如果平滑电容器的电压因为该检查脉冲进行的短时间放电而下降，则判断接触器是关断的，进行平滑电容器的长时间放电。此外，如果平滑电容器的电压没有因短时间放电而下降，则判断接触器是接通的，不进行平滑电容器的放电。进而，在一定时间后再次发生检查脉冲进行平滑电容器的短时间放电，确认接触器的状况。由此判断接触器是接通的情况下不进行平滑电容器的放电，保护放电电阻不被烧毁。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-206909号公报
专利文献2：日本特开2007-244142号公报
发明内容
发明要解决的课题
现有技术中为了确认HEV、PHEV、EV等中搭载的使高电压蓄电池与逆变器连接的接触器的接通/关断状态而进行的上述平滑电容器的短时间放电中，在平滑电容器的端子间电压较高的状态下多次反复进行该短时间放电时，放电电阻中的消耗电力增大，所以存在因发热导致发电电阻发热的问题。
用于解决课题的方案
根据本发明的第一方式，电力转换装置包括：逆变器，其将DC电力转换为AC电力而供给到电动机；接触器，其接通/关断蓄电池与逆变器的连接来接通/关断来自蓄电池的DC电力对逆变器的供给；平滑电容器，其经由接触器与蓄电池并联连接；放电电路，其包括放电电阻和与其串联连接的开关元件，与平滑电容器并联连接来使该电容器的电荷放电；电压测定电路，其测定平滑电容器的端子间电压；分压电路，其对平滑电容器的端子间电压进行分压而输入到电压测定电路；和控制电路，其控制开关元件的接通/关断，控制电路包括判断部，该判断部在使开关元件接通第一规定时间而使平滑电容器的电荷放电直到平滑电容器的端子间电压成为第一规定电压以下之前，使开关元件接通比第一规定时间短的第二规定时间，在该第二规定时间的前后测定平滑电容器的端子间电压，根据该测定到的第二规定时间前后的平滑电容器的端子间电压判断接触器的接通/关断状态。
根据本发明的第二方式，优选在第一方式的电力转换装置中，判断部执行以下的接触器动作判断：在接收到来自上级控制装置的电容器的放电指令时，根据在使开关元件接通第二规定时间之前由电压测定电路测定到的平滑电容器的端子间电压决定第二规定时间，如果第二规定时间前后的平滑电容器的端子间电压的测定值的差不到比第一规定电压小的第二规定电压，则判断接触器是接通的。
根据本发明的第三方式，优选在第一或第二方式的电力转换装置中，第二规定时间的上限Twmax，相对于放电电阻为额定温度时的消耗电力P0、放电电阻的电阻值R、平滑电容器的端子间电压V、使开关元件接通第二规定时间的动作的反复频率f，由Twmax=P0·（R/V2）/f的关系确定，第二规定时间的下限Twmin，相对于放电电阻的电阻值R、平滑电容器的电容C、电压测定电路能够可靠地识别的最小电压值ΔV、平滑电容器的电压V，由Twmin=-RC·ln（1-ΔV/V）的关系确定。
根据本发明的第四方式，优选在第三方式的电力转换装置中，最小电压值ΔV基于平滑电容器的端子间电压的噪声和电压测定电路的电压检测的分辨率设定。
根据本发明的第五方式，优选在第一方式的电力转换装置中，控制电路具备数据存储部，该数据存储部保存平滑电容器的多个不同的端子间电压和与该平滑电容器的多个不同的端子间电压分别对应的多个第二规定时间的值。
根据本发明的第六方式，优选在第二方式的电力转换装置中，在判断为接触器接通的情况下，使平滑电容器的电荷放电第二规定时间之后，进而在经过比第二规定时间长的第三规定时间之后，反复执行接触器动作判断，在反复了规定次数的该接触器动作判断的情况下，判断接触器故障，中止平滑电容器的放电。
根据本发明的第七方式，优选在第二或第六方式的电力转换装置中，如果第二规定时间前后的平滑电容器的端子间电压的测定值的差为第二规定电压以上，则判断为接触器是关断的，控制电路使开关元件接通第一规定时间来使平滑电容器的电荷放电，直到平滑电容器的电压成为第一规定电压以下。
发明效果
使得为了确认HEV、PHEV、EV等中搭载的使高电压蓄电池和逆变器连接的接触器的接通/关断状态而进行的平滑电容器的短时间放电的放电时间优化，即使进行多次短时间放电也能够避免放电电阻中的较大发热。
此外，能够减小放电电阻的消耗电力，所以能够使用额定值小的放电电阻，实现逆变器装置的小型化、低成本化。
附图说明
图1是本发明的具备电力转换装置的包括逆变器的电动驱动装置的实施例的概要图。
图2是表示图1所示的缓冲器的电路结构的实施例的图。
图3是表示图1所示的集电极电压检测电路的电路结构的实施例的图。
图4是说明图1所示的本发明的电力转换装置的平滑电容器的放电电路的正常时的动作的时序图。
图5是图1所示的接触器故障而保持接通的情况下的本发明的电力转换装置的平滑电容器的放电电路的动作的时序图。
图6是说明用图1所示的放电电路为了检测接触器的接通/关断状态而进行平滑电容器（126）的短时间放电的放电开关（IGBT，125）的控制脉冲（检查脉冲）的脉冲宽度的设定方法的图。
图7是对检查脉冲的脉冲宽度制表并保存，使用它进行平滑电容器（126）的短时间放电的控制的情况下的微机的结构概要图。
图8是以上说明的本发明的电力转换装置的动作下的微机120进行的控制流程的一例。
具体实施方式
以下参考图1～图5说明本发明的电力转换装置的实施方式。
＜第一实施方式＞
图1是本发明的电力转换装置的结构概要图。电力转换装置101经由接触器104与高电压蓄电池129连接。接触器104通过来自蓄电池控制器103的信号106被控制。蓄电池控制器103进而被上级的控制器102控制。此外，上级的控制器102也控制电力转换装置101。
电力转换装置101具有驱动电动机128的逆变器127、平滑电容器126、放电控制电路100、放电电阻124、放电用的开关元件125。平滑电容器126经由接触器104与高电压蓄电池129并联连接，除去从高电压蓄电池供给的DC电力中含有的噪声。放电电阻R124和开关元件IGBT125串联连接构成放电电路，该放电电路与平滑电容器126并联连接。放电控制电路100由微机119、微机用电源118、光耦合器113和115、分压电路117、缓冲器123、集电极电压检测电路122构成。
微机用电源118从逆变器的电源生成微机的电源电压5V。微机用电源118接收从微机119发送来的PRUN信号120。PRUN信号120是表示微机119正常工作的信号。微机用电源118通过PRUN信号120检测到微机119不正常工作的情况下，对微机119发送RESET信号121，使微机119复位。
光耦合器113将来自电动机控制器112的放电指令信号114对微机119传达。包括接触器104的动作的放电动作中存在异常的情况下，来自微机119的错误信号116通过光耦合器115对电动机控制器112传达。
分压电路117将高电压的平滑电容器126的端子间电压即作为高电压蓄电池129的正极端子与负极端子之间的电压的端子间电压转换为用微机119的电压测定电路（AD转换电路）能够测定的电压范围。该电压测定电路中，能够使用安装有除去从分压电路输入的电压的噪声的滤波器且在噪声降低至规定值以下之后进行AD转换作为电压值检测的电路。或者也可以使用抗噪声的积分型的AD转换电路。此外，多次测定平滑电容器126的端子间电压，可靠地测定这些测定间的电压变化的情况下，检测到比可能对AD转换电路输入的噪声的大小更大的电压变化的情况下判断为存在电压变化即可。
缓冲器123将从微机119输出的放电控制信号128（5V电平）放大至开关元件125的栅极动作电平信号（15V电平），对开关元件125的栅极施加。缓冲器123的电路例在后文中说明。
集电极电压检测电路122检测开关元件125的集电极电压是高电压还是低电压而对微机119传输。此处，如果集电极电压是高电压、即上述平滑电容器126的端子间电压，则开关元件125是关断状态，而如果集电极电压是低电压，则开关元件125是接通状态。集电极检测电路122的电路例在后文中说明。
微机119从电动机控制器112经由光耦合器113接收放电指令信号114，输出控制开关元件125的放电控制信号128。此外，微机119通过分压电路117测定平滑电容器126的端子间电压，如果平滑电容器126的电压下降至放电的最终目标电压则结束放电。此外，微机119通过集电极电压检测电路122检测开关元件125是接通状态还是关断状态，由此判断该开关元件是否正常工作，判断为误动作的情况下对电动机控制器112输出错误信号116。
此外，错误信号在放电动作中检测出的各种异常发生时输出。从而，一起输出在何种状况（放电动作、电路）下发生异常，用上级控制器处理。
图2是图1所示的本发明的电力转换装置的1个实施方式中的缓冲器123的电路图。缓冲器123的电路由NMOS反相门（Inverter Gate）电路201、PMOS反相门电路202和下拉电阻203构成。输入端子206与NMOS反相门电路201的输入连接。此外，NMOS反相门电路201的输出与PMOS反相门电路202的输入连接。PMOS反相门电路202的输出与输出端子207连接。两个反相门电路的电源都与15V电源（Vcc15）208连接。此处，NMOS反相门电路201的NMOS的栅极电压阈值VGS（th）是2.5V程度。这样，本电路中2级反相门电路连接，所以输入与输出的逻辑相同，但NMOS反相门电路201的逻辑阈值是2.5V程度，能够将5V电平的信号转换为15V电平的信号。
此外，下拉电阻203在NMOS反相门电路201的输入与GND209之间连接，即使输入端子206为高阻抗，也使NMOS反相门电路201的输入为‘L’电平。由此，缓冲器123在前一级即微机119的输出故障、缓冲器123的输入为高阻抗的情况下，也输出‘L’电平，不成为放电状态。
图3是图1所示的本发明的电力转换装置的第一实施方式中的集电极电压检测电路122的电路图。集电极电压检测电路122的电路由高耐压二极管301、上拉电阻302、缓冲器303构成。开关元件125的集电极与输入端子304连接。高耐压二极管301的阴极与输入端子304、阳极与缓冲器303的输入端子连接。此外，高耐压二极管301的阳极经由上拉电阻302与5V电源（Vcc5）306连接。缓冲器303的输出与输出端子305连接。此外，缓冲器303的电源与Vcc5306连接。
开关元件125的集电极经由放电电阻124与平滑电容器126的正极连接，开关元件125关断时通常成为300V以上的高电压。此时，高耐压二极管301的阴极电位成为300V以上，且阳极电位成为与Vcc5相同的5V，所以二极管301成为反向偏压而关断。这样，缓冲器303的输入成为5V=‘H’电平，对输出端子305输出‘H’电平。另一方面，开关元件125接通时，开关元件125的集电极为0～1V程度。此时，高耐压二极管301的阴极电位成为0～1V，且阳极电位成为与Vcc5相同的5V，所以二极管301成为正向偏压而接通。这样，缓冲器303的输入成为‘L’电平，对输出端子305输出‘L’电平。
图4是表示平滑电容器126的正常放电、即接触器104关断时进行平滑电容器126的放电的情况下的放电电路的动作的时序图。
使平滑电容器126放电时，首先上级控制器102经由蓄电池控制器103对接触器104指示“关断”（时刻t0）。由此，接触器从“接通”变为“关断”。此外，上级控制器102几乎同时对电动机控制器112发出放电指令。
从上级控制器102接收放电指令时，电动机控制器112对放电控制电路100发送放电指令信号114。这样，放电控制电路100的微机119为了确认接触器104是否关断而进行平滑电容器126的短时间放电。
作为平滑电容器126的短时间放电的准备，微机119首先根据来自分压电路117的输入电压测定平滑电容器126的初始端子间电压Vc0，基于该端子间电压决定用于进行平滑电容器126的短时间放电的放电控制信号128的脉冲宽度Tcheck。该短时间放电的准备完成后（经过时间tp），微机119在时刻t1使放电控制信号128从‘L’电平变为‘H’电平（402）。由此，IGBT125接通，从平滑电容器126开始放电，平滑电容器126的电压开始降低。然后，在经过脉冲宽度Tcheck的时间（403）之后的时刻t2，微机119使放电控制信号128从‘H’电平变为‘L’电平（404），停止短时间放电。此处，将放电控制信号128中具有时间宽度Tcheck（403）的脉冲称为检查脉冲。检查脉冲的脉冲宽度Tcheck（403）依赖于平滑电容器电压Vc0而被决定，其决定方法在后文中叙述。
在时刻t2（经过Tcheck之后），平滑电容器126的端子间电压从Vc0降低至Vc1。微机119在时刻t2后再次测定平滑电容器126的端子间电压，如果平滑电容器的端子间电压的降低的大小Vc0-Vc1大于规定的判断基准ΔVth（后述），则判断为接触器104正常关断。
微机119对接触器的接通/关断状态的判断中，接触器104正常关断的情况下，微机119在时刻t3使放电控制信号128成为‘H’电平持续时间td（405），进行连续放电。然后，平滑电容器的连续放电开始，端子间电压下降至放电目标电压VcT以下时（时刻t4），微机119使放电控制信号128从‘H’电平变为‘L’电平（406），完成放电。此外，在时刻t4前适当测定平滑电容器的端子间电压，但未图示。
图5是表示接触器因某种原因未能关断、而是保持接通的状态进行平滑电容器126的放电的情况下的放电电路的动作的时序图。
在放电之前，上级控制器102经由蓄电池控制器103对接触器指示“关断”，但因为某种故障接触器保持“接通”状态。与正常时同样，在时刻t10上级控制器102对电动机控制器112发出放电指令时，电动机控制器112对放电控制电路100发出放电指令信号114。这样，微机119为了对放电控制信号输出检查脉冲而进行短时间放电，而使放电控制信号128从‘L’电平变为‘H’电平（402）。但是，因为接触器104是接通的，所以从高压蓄电池129对放电电阻供给电流，平滑电容器126的电荷没有放电，平滑电容器的端子间电压几乎不降低。然后，在经过检查脉冲的脉冲时间宽度Tcheck（403）之后的时刻t2，微机119使放电控制信号128从‘H’电平变为‘L’电平（404），停止通过检查脉冲进行的短时间放电。此处，检查脉冲的脉冲宽度Tcheck（503）如上所述依赖于平滑电容器的端子间电压Vc0而被控制，其决定方法在后文中叙述。
从时刻t1到时刻t2之间的短时间放电中，平滑电容器126的端子间电压因为放电电阻126的电阻R引起的电位降低，平滑电容器126的端子间电压从初始电压Vc0略微降低。但是，在时刻t2后，平滑电容器126的端子间电压与初始值Vc0是大致相同程度。这是因为接触器104闭合（接通），所以从高电压蓄电池129持续供给电流。
在时刻t2后，微机119经由分压电路117测定平滑电容器126的端子间电压Vc1，确认平滑电容器126的端子间电压的降低的大小Vc0-Vc1小于规定的判断基准ΔVth，判断为接触器104是接通的。
判断为接触器104是接通的时，在时刻t3后，微机119即使从上级接受平滑电容器126的电荷的放电指令，也不继续放电而是待机至从时刻t1起经过Tinv（407）。此处，待机时间Tinv（407）是由系统决定的一定时间。在系统中各种控制过程反复执行。在这样的状态下，为了能够尽可能正确地测定平滑电容器的端子间电压，而选择直到成为噪声产生较少的状态的一定时间作为Tinv。从而，Tinv比时间宽度Tcheck长，以成为系统整体的动作循环中噪声产生较少的状态的方式适当决定。
然后，在经过了待机时间Tinv（407）的时刻t0'，再次测定平滑电容器的端子间电压Vc0'，决定短时间放电的脉冲宽度Tcheck（403）。在用该脉冲宽度Tcheck的检查脉冲进行短时间放电之后，即时刻t2'后，测定平滑电容器的端子间电压Vc1'，再次确认Vc0'-Vc1'是否小于规定的判断基准ΔVth，进行接触器104的接通/关断状态的判断。该时刻如果接触器104关断则开始连续放电，但如图5所示的情况下，接触器104保持接通状态，进而使放电待机至经过待机时间Tinv。以下反复该过程。如果上级取消放电指令，则不进行该循环，停止用于平滑电容器126的放电的控制动作。或者，即使反复规定次数的短时间放电，平滑电容器126的端子间电压也不降低的情况下，判断为异常状态，将其对上级控制装置发送，并且停止放电动作。
如上所述，微机119起到控制开关元件125接通/关断的控制电路的作用，并且也起到判断接触器104的接通/关断状态的判断部的作用。
接着说明检查脉冲宽度时间Tcheck的决定方法。
图6是表示相对于平滑电容器126的电压V的检查脉冲的脉冲宽度Tcheck的允许范围的图。检查脉冲的脉冲宽度Tcheck被控制在被图上的2个曲线601和602包围的区域中。即，曲线601是Tcheck的脉冲宽度上限，曲线602是Tcheck的脉冲宽度下限。此处，曲线601是以下式（1）所示的函数，表示平滑电容器的电压与放电电阻为额定温度时的检查脉冲宽度的关系。
Tw=P0（R/V2）/f……（1）
此处，Tw是脉冲宽度，P0是放电电阻为额定温度时的消耗电力，R是放电电阻的电阻值，f是检查脉冲的反复频率，也可以写为f=1/（Tcheck+Tinv）。
此外，式（1）是在接触器104不关断、检查脉冲进行的短时间放电每隔放电间隔时间反复进行的情况下，根据放电电阻的消耗电力与放电电阻为额定温度的消耗电力相等的条件导出的。也就是，对于表示1次检查脉冲进行的短时间放电中的放电电阻R的消耗电力、即电阻R被施加电压V时的消耗电力V2/R在脉冲宽度时间Tw中消耗的损失（V2/R）·Tw以频率f反复时的消耗电力与放电电阻R为额定温度时的消耗电力相等的以下式（2）求Tw。
P0=（V2/R）·Tw·f……（2）
即，基于式（1）的图6的曲线601以放电电阻R消耗的平均电力是该放电电阻的额定消耗电力（放电电阻为额定温度的消耗电力）作为条件。
此外，曲线602是以下式（2）所示的函数，表示设电压V是平滑电容器126的电压Vc，能够识别平滑电容器126通过脉冲宽度Tw的检查脉冲而短时间放电时的平滑电容器的电压降低的情况下的Vc与Tw的关系。
Tw=-RC·ln（1-ΔVc/Vc）……（3）
此处，Tw是脉冲宽度，R是放电电阻124的电阻值，C是平滑电容器126的电容（要放电的电容），ΔVc是上述说明的微机119的电压测定电路的分辨率，考虑测定的平滑电容器126的端子间电压的噪声，规定为系统能够正确识别平滑电容器电压因放电而降低的电压降的最小极限值。
式（3）是对于表示脉冲宽度时间Tw中的平滑电容器电压的电压降低等于上述ΔV的式（4）求Tw。
ΔVc=Vc-Vc·exp（-Tw/（RC））……（4）
从而，被该曲线601和602夹着的区域的检查脉冲的脉冲宽度Tcheck不会使放电电阻124成为额定温度且能够识别检查脉冲进行的短时间放电中的电压降低。
即，设上述式（3）表示的Tw是检查脉冲的脉冲宽度Tw的最小值Twmin，上述式（1）表示的Tw是检查脉冲的脉冲宽度的最大值Twmax，以检查脉冲的脉冲宽度Tcheck在Twmin与Twmax之间的方式适当设定Tcheck即可（参考图6）。
以下说明这样用601与602之间的脉冲宽度具体地决定Tcheck的例子。
＜第一例＞
图6记载的条件的情况下，例如可以考虑如以下式（5）的Tcheck的决定方法。这是图中的603曲线。
Tcheck=min（200ms，Km·P0·（R/V2）·f）……（5）
此处，Km是1以下的系数，设定Tcheck为不低于曲线602的Tw的大小。图6的例子中，Km=2/3。其为了使检查脉冲的脉冲宽度Tcheck相对于曲线601设有余量，而使该检查脉冲的脉冲宽度Tcheck以一定比率缩短。此外，关于200ms，该值过大时对车辆的动作有影响，但例如以车辆起动时和停止时可以进行的方式适当设定。
根据以上所述，检查脉冲的脉冲宽度Tcheck能够在被曲线601和602夹着的区域中决定，能够在平滑电容器126的电压较高的情况下减小检查脉冲的脉冲宽度Tcheck，抑制放电电阻R的发热，使其不超过额定温度。
＜第二例＞
进而可以考虑如下所述的检查脉冲的脉冲宽度Tcheck的决定方法。这是图6中的折线604。
Tcheck=200ms（V≤150V）
Tcheck=100ms（150V<V≤250V）
Tcheck=40ms（250V<V<450V）
这是划分电压范围，在该电压范围内使检查脉冲的脉冲宽度Tcheck成为适当的固定值。由此，能够在平滑电容器126的电压较高的情况下减小检查脉冲的脉冲宽度Tcheck，抑制放电电阻124的发热，使其不超过额定温度，并且不需要计算检查脉冲宽度Tcheck，检查时和动作验证时的波形测定易于明了。
图7是表示如上述第一或第二例中说明地预先计算检查脉冲的脉冲宽度Tcheck，将该Tcheck的数据保存在微机120的检查脉冲宽度数据存储部131中的情况下的微机120的结构的一部分的概要图。
用分压电路117分压后的平滑电容器126的端子间电压对平滑电容器端子间电压输入端口133输入，用电压测定部132测定，基于分压电路117的分压比求出平滑电容器端子间电压Vc。
接着，读取检查脉冲宽度数据存储部中保存的与平滑电容器端子间电压Vc对应的检查脉冲宽度Tcheck（Vc），使放电控制信号128成为high保持Tcheck（Vc）的脉冲宽度的时间。缓冲器123如上所述输出使IGBT125接通的门信号。
此外，也可以如上所述，不在检查脉冲宽度数据存储部131中预先保存检查脉冲宽度Tcheck，而是基于上述第一或第二例每次计算出检查脉冲的脉冲宽度Tcheck。该情况下，微机120的CPU130进行基于上述第一或第二例的计算，计算出检查脉冲的脉冲宽度Tcheck。
图8是将上述说明的本发明的电力转换装置的动作综合为微机120进行的控制流程的一例的图。
在步骤S1中，上级控制器102产生放电指令时，该放电指令被发送至蓄电池控制器103和电动机控制器112。蓄电池控制器103在步骤S2中进行使接触器104关断的控制。
微机120经由电动机控制器112从上级控制器102接收放电指令时，执行S3以后的步骤。首先，将用于对检查脉冲进行的平滑电容器126的短时间放电的次数计数的计数器初始化为i=0。
在步骤S4中，用来自分压电路117的输出电压测定平滑电容器126的端子间电压Vc的初始值Vc0。其中，以在蓄电池控制器103进行接触器的关断之后进行初始值Vc0的测定的方式，使平滑电容器126的端子间电压Vc的初始值测定时刻t0与接触器104关断的时刻相比适当延迟来执行。以下一系列处理中，用该时刻t0作为一系列处理的开始时刻进行说明。此外，因为该一系列处理中反复执行的处理，从步骤S4起再次开始处理的情况下，每次用步骤S4的执行时刻作为一系列处理的开始时刻进行说明。但是，只有计数器的增加在接收放电指令后累计而增加。
接着，在步骤S5中，基于步骤S4中测定的平滑电容器的端子间电压的初始值Vc0，用上述第一或第二例中说明的方法，决定检查脉冲的脉冲宽度Tcheck。在步骤S6中，对放电控制信号128输出脉冲宽度Tcheck的检查脉冲，IGBT125接通该脉冲宽度Tcheck的时间，执行平滑电容器的短时间放电（图4、图5中的时刻t1～t2）。此外，时刻t1是经过了直到步骤S5结束的处理时间tp（适当）的时刻，时刻t2是经过了直到步骤S6结束的处理时间tp（适当）的时刻。
接着，在时刻t2后，在步骤S7中，再次测定平滑电容器126的端子间电压Vc1，在步骤S7中判断平滑电容器126的端子间电压的变化Vc0-Vc1是否在规定值ΔVth以上。（图4、图5中的时刻t2～t3）。此外，时刻t3是从时刻t2起经过了直到步骤S7结束的处理时间tp（适当）的时刻。
该规定值ΔVth是在上述式（4）中Vc=Vc0、Tw=Tcheck的情况下的值。如果接触器104正常工作、接触器104基于来自上级控制器102的放电指令而关断，则平滑电容器126按照由该平滑电容器的电容C和放电电阻124的电阻值R确定的时间常数放电，其端子间电压降低ΔVth。如果在时间Tcheck中放电后的平滑电容器的端子间电压Vc1比初始值Vc0降低了ΔVth，则能够判断接触器104正常关断。其中，实际的ΔVth也考虑电压测定的分辨率和测定中的噪声，设定为比式（4）中确定的值略小的值。
从而，如果Vc0-Vc1≥ΔVth，则如上述参考图4说明的，判断是接触器104按放电指令正常关断的情况，接着执行S9的步骤。此外，如果Vc0-Vc1<ΔVth，则执行步骤S13。
（接触器104正常工作的情况）
在步骤S9中，基于步骤S8中的平滑电容器126的端子间电压的降低在上述规定阈值ΔVth以上，判断为接触器104是关断的，开始平滑电容器126的连续放电。即，对于放电控制信号128，微机120为了使平滑电容器126持续时间td放电而使放电控制信号128成为‘H’电平（图4），对开关元件（IGBT）125的栅极经由缓冲器123供给使IGBT125接通的信号，通过该IGBT125和放电电阻124的串联电路进行平滑电容器126的放电。
在步骤S10中，在平滑电容器126持续时间td放电后的时刻t4后，测定平滑电容器126的端子间电压Vc2。接着，在步骤S11中，如果该端子间电压Vc2是规定的目标电压值VcT以下，则判断平滑电容器126的放电已充分进行，结束放电（步骤S12）。
如果平滑电容器的端子间电压Vc2比目标电压值VcT高，则前进至步骤S16，停止放电动作，同时对电动机控制器112发送错误信号116。
其中，图4所示的平滑电容器的连续放电时间td也考虑端子间电压的测定中的噪声的影响，而设定为比通过以下式（6）得到的td适当长。
VcT=Vc2·exp（-td/（RC））……（6）
（接触器104异常工作的情况）
在步骤S8中，如果Vc0-Vc1<ΔVth，则执行步骤S13。
在步骤S13中，判断检查脉冲的输出次数的计数器的数值i是否在规定的最大值imax以上。
如果i<imax，则再次进行检查脉冲进行的短时间放电，所以前进至步骤S14。如果i≥imax，则在步骤S16中判断为发生接触器104是接通状态的异常，在步骤S17中停止放电动作，同时对电动机控制器112发送错误信号116。
在步骤S14中，待机规定的待机时间Tinv。此外，因为再次执行检查脉冲进行的短时间放电，所以在步骤S15中使计数器的数值i增加。接着，返回步骤S4，再执行步骤S4以后的动作。图4、图5中设该再次执行的开始时刻为t0'，但图8对应使该t0'再次成为t0执行放电动作。
此外，如上所述总是监视开关元件（IGBT）125的集电极电压，但在图8中省略。IGBT125正常工作的情况下，在步骤S4、S7、S10等平滑电容器放电时，IGBT125接通，所以IGBT125的集电极电压是‘L’电平，此外在步骤S6、S9等测定平滑电容器的端子间电压时，IGBT125关断，该集电极电压是‘H’电平。
如果IGBT125的集电极电压没有成为这样正常的电压，则进行图8的步骤S17所示的异常处理，对电动机控制器112发送错误信号。图8的动作流程为了易于理解而用连续的动作记载，但实际的微机中的动作（编程）是基于事件执行的，所以在放电动作中发生异常的情况下适当执行异常处理。
如上所述，根据本发明的实施方式，在平滑电容器126的电压较高的情况下，在检查脉冲进行的短时间放电引起的平滑电容器126的电压降低能够识别的范围内，缩短检查脉冲的脉冲宽度Tcheck，所以能够减小检查脉冲进行的短时间放电中的损失，能够减小检查脉冲进行的短时间放电反复时的消耗电力。由此，能够缩短检查脉冲进行的短时间放电的间隔。
此外，能够减小放电电阻124中的发热，所以能够使该放电电阻124小型化、低成本化，实现电力转换装置101的小型化、低成本化。
以上说明是本发明的实施方式的例子，本发明不限定于这些实施方式。本行业从业人员能够不损害本发明的特征地进行各种变形实施。特别是，能够有对应连接的单蓄电池的个数的各种实施方式。
以下优先权基础申请的公开内容作为引用文被引用。
日本国专利申请2011年第166986号（2011年7月29日申请）。

Claims (7)

1.一种电力转换装置，其特征在于，包括：
逆变器，其将DC电力转换为AC电力而供给到电动机；
接触器，其接通/关断蓄电池与所述逆变器的连接来接通/关断来自所述蓄电池的DC电力对逆变器的供给；
平滑电容器，其经由所述接触器与所述蓄电池并联连接；
放电电路，其包括放电电阻和与其串联连接的开关元件，与所述平滑电容器并联连接来使该电容器的电荷放电；
电压测定电路，其测定所述平滑电容器的端子间电压；
分压电路，其对所述平滑电容器的端子间电压进行分压而输入到所述电压测定电路；和
控制电路，其控制所述开关元件的接通/关断，
所述控制电路包括判断部，该判断部在使所述开关元件接通第一规定时间而使所述平滑电容器的电荷放电直到所述平滑电容器的端子间电压成为第一规定电压以下之前，使所述开关元件接通比所述第一规定时间短的第二规定时间，在该第二规定时间的前后测定所述平滑电容器的端子间电压，根据该测定到的第二规定时间前后的所述平滑电容器的端子间电压判断所述接触器的接通/关断状态。
2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
所述判断部执行以下的接触器动作判断：在接收到来自上级控制装置的所述电容器的放电指令时，根据在使所述开关元件接通所述第二规定时间之前由所述电压测定电路测定到的所述平滑电容器的端子间电压决定所述第二规定时间，如果所述第二规定时间前后的所述平滑电容器的端子间电压的测定值的差不到比所述第一规定电压小的第二规定电压，则判断所述接触器是接通的。
3.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于：
所述第二规定时间的上限Twmax，相对于所述放电电阻为额定温度时的消耗电力P0、所述放电电阻的电阻值R、所述平滑电容器的端子间电压V、使所述开关元件接通所述第二规定时间的动作的反复频率f，由Twmax=P0·（R/V2）/f的关系确定，
所述第二规定时间的下限Twmin，相对于所述放电电阻的电阻值R、所述平滑电容器的电容C、所述电压测定电路能够可靠地识别的最小电压值ΔV、所述平滑电容器的电压V，由Twmin=-RC·ln（1-ΔV/V）的关系确定。
4.如权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于：
所述最小电压值ΔV基于所述平滑电容器的端子间电压的噪声和所述电压测定电路的电压检测的分辨率设定。
5.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
所述控制电路具备数据存储部，该数据存储部保存所述平滑电容器的多个不同的端子间电压和与该所述平滑电容器的多个不同的端子间电压分别对应的多个所述第二规定时间的值。
6.如权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于：
在判断为所述接触器接通的情况下，使所述平滑电容器的电荷放电所述第二规定时间之后，进而在经过比所述第二规定时间长的第三规定时间之后，反复执行所述接触器动作判断，在反复了规定次数的该接触器动作判断的情况下，判断所述接触器故障，中止所述平滑电容器的放电。
7.如权利要求2或6所述的电力转换装置，其特征在于：
如果所述第二规定时间前后的所述平滑电容器的端子间电压的测定值的差为所述第二规定电压以上，则判断为所述接触器是关断的，所述控制电路使所述开关元件接通所述第一规定时间来使所述平滑电容器的电荷放电，直到所述平滑电容器的电压成为所述第一规定电压以下。
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