JP2012253837A

JP2012253837A - Vehicle and vehicle control method

Info

Publication number: JP2012253837A
Application number: JP2011122126A
Authority: JP
Inventors: Takao Kanzaki; 廷夫勘崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-12-20
Anticipated expiration: 2031-05-31
Also published as: JP5696589B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently check the operation of a function of discharging residual charge in a capacitor included in a drive device, in a vehicle in which running driving force is generated by use of power from an energy storage device.SOLUTION: In the vehicle 100, a PCU 120 drives a motor generator 150 by use of power from a mounted energy storage device 110 to generate running driving force. In the vehicle 100, PCU discharge, which is caused by a current feeding loss in a switching element inside the PCU 120, can be performed as a function of discharging residual charge in a capacitor C2 included in the PCU 120. An HV-ECU 300 checks the operation of a discharge circuit 170 for PCU discharge at a predetermined timing at which the vehicle 100 does not run.

Description

本発明は、車両および車両の制御方法に関し、より特定的には、車両の衝突時に電力変換装置内のコンデンサの残留電荷を放電する機能の動作確認についての技術に関する。 The present invention relates to a vehicle and a vehicle control method, and more particularly to a technique for confirming an operation of a function of discharging a residual charge of a capacitor in a power conversion device when a vehicle collides.

近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。この電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。 2. Description of the Related Art In recent years, as an environmentally friendly vehicle, an electric vehicle that is mounted with a power storage device (for example, a secondary battery or a capacitor) and travels using a driving force generated from electric power stored in the power storage device has attracted attention. Examples of the electric vehicle include an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle.

これらの電動車両においては、発進時や加速時に蓄電装置から電力を受けて走行のための駆動力を発生するとともに、制動時に回生制動によって発電を行なって蓄電装置に電気エネルギを蓄えるためのモータジェネレータを備える場合がある。このように、走行状態に応じてモータジェネレータを制御するために、電動車両には、コンバータやインバータなどによって電力を変換する電力変換装置が搭載される。 In these electric vehicles, a motor generator for generating driving force for traveling by receiving electric power from the power storage device when starting or accelerating, and generating electric power by regenerative braking during braking to store electric energy in the power storage device May be provided. Thus, in order to control a motor generator according to a driving | running | working state, the electric power converter which converts electric power with a converter, an inverter, etc. is mounted in an electric vehicle.

このような電力変換装置には、供給される直流電力を安定化するために大容量の平滑コンデンサが備えられている。そして、電力変換装置の作動中は、平滑コンデンサには印加電圧に応じた電荷が蓄積される。 Such a power converter is provided with a large-capacity smoothing capacitor in order to stabilize the supplied DC power. During the operation of the power converter, charges corresponding to the applied voltage are accumulated in the smoothing capacitor.

この平滑コンデンサに蓄積される電荷は、車両の衝突が発生したような場合には、速やかに放電されることが必要となる。 The electric charge stored in the smoothing capacitor needs to be discharged promptly when a vehicle collision occurs.

特開２００５−０２０９５２号公報（特許文献１）は、電動機を駆動源の１つとする車両において、車両走行中に衝突が予測される場合、ＨＶ−ＥＣＵにより電動機にトルクが発生しないようにインバータ回路のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）がスイッチング制御されて、インバータ内のコンデンサの電荷を放電する構成を開示する。 Japanese Patent Laying-Open No. 2005-020952 (Patent Document 1) discloses an inverter circuit that prevents a HV-ECU from generating torque in an electric motor when a collision is predicted during vehicle traveling in a vehicle that uses an electric motor as one of the drive sources. A configuration is disclosed in which an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is controlled in switching to discharge the electric charge of a capacitor in the inverter.

特開２００５−０２０９５２号公報JP-A-2005-020952 特開２００８−１０９７２４号公報JP 2008-109724 A 特開２００９−１７７９１３号公報JP 2009-177913 A 特開２０１０−２３３３１０号公報JP 2010-233310 A

特開２００５−０２０９５２号公報（特許文献１）に開示された技術によれば、車両の衝突が予測される場合に、インバータ内のコンデンサに蓄えられた電荷が、電動機により消費されるため、衝突発生時においてもコンデンサに蓄えられた高圧電力による周囲への影響を排除することができる。 According to the technique disclosed in Japanese Patent Laying-Open No. 2005-020952 (Patent Document 1), when a vehicle collision is predicted, the electric charge stored in the capacitor in the inverter is consumed by the electric motor. Even at the time of occurrence, the influence on the surroundings by the high voltage power stored in the capacitor can be eliminated.

しかしながら、特開２００５−０２０９５２号公報（特許文献１）おいては、制御装置からのインバータのＩＧＢＴを駆動するための指令が必要である。そのため、衝突において制御装置からインバータへの通信ができなくなった場合や、制御装置への電源が途絶してしまった場合などでは、ＩＧＢＴの駆動指令を出力することができず、適切にコンデンサの電荷を放電することができなくなる場合が生じ得る。 However, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-020952 (Patent Document 1), a command for driving the IGBT of the inverter from the control device is required. For this reason, in the event that communication from the control device to the inverter becomes impossible due to a collision, or when the power supply to the control device is interrupted, the IGBT drive command cannot be output, and the capacitor charge is appropriately May not be able to be discharged.

このような問題に対して、衝突が発生した場合に、ＩＧＢＴの通電損失により消費される電力によりコンデンサの電荷を放電する手法がさらに採用される場合もある。 In order to solve such a problem, there is a case where a method of discharging the capacitor charge with the electric power consumed by the current loss of the IGBT when a collision occurs is further employed.

上記のような放電機能は、通常の走行時においては動作しないが、万一、車両の衝突が発生した場合には確実に動作することが要求される。したがって、このような非常時に動作する機能が、万一の場合に正常に動作することを保障するために、その動作確認を定期的に実行することが必要とされる。 The discharge function as described above does not operate during normal traveling, but is required to operate reliably in the event of a vehicle collision. Therefore, in order to ensure that such a function that operates in an emergency operates normally in the event of an emergency, it is necessary to periodically check its operation.

一方で、この放電機能の動作確認を行なう際には、既存の他の機能についての動作確認や、通常の走行動作に影響を与えないようにすることが重要である。 On the other hand, when confirming the operation of the discharge function, it is important not to affect the operation confirmation of other existing functions or the normal traveling operation.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、蓄電装置からの電力を用いて走行駆動力を発生する車両において、駆動装置に含まれるコンデンサの残留電荷の放電機能についての動作確認を効率的に実行することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a residual charge of a capacitor included in a driving device in a vehicle that generates a driving force by using electric power from a power storage device. This is to efficiently check the operation of the discharge function.

本発明による車両は、搭載された蓄電装置からの電力を用いて走行駆動力を発生することができる車両であって、負荷装置と、蓄電装置からの電力を変換して負荷装置を駆動する駆動装置と、駆動装置を制御するための第１の制御装置とを備える。駆動装置は、インバータと、インバータの直流側端子に接続されたコンデンサと、第２の制御装置と、放電回路とを含む。インバータは、スイッチング素子を有し、蓄電装置からの直流電力を交流電力に変換して負荷装置を駆動する。第２の制御装置は、第１の制御装置と信号の授受が可能であり、第１の制御装置からの指令に基づいてスイッチング素子を制御する。放電回路は、第２の制御装置からの指令に基づいて、駆動装置内でコンデンサの残留電荷を消費させる放電動作を行なう。第１の制御装置は、車両の走行が行なわれていない所定のタイミングにおいて、放電回路の動作確認を実行する。 A vehicle according to the present invention is a vehicle that can generate travel driving force using electric power from an installed power storage device, and drives the load device by converting power from the power storage device. And a first control device for controlling the drive device. The drive device includes an inverter, a capacitor connected to the DC side terminal of the inverter, a second control device, and a discharge circuit. The inverter has a switching element and converts DC power from the power storage device into AC power to drive the load device. The second control device can exchange signals with the first control device, and controls the switching element based on a command from the first control device. The discharge circuit performs a discharge operation for consuming the residual charge of the capacitor in the driving device based on a command from the second control device. The first control device performs operation check of the discharge circuit at a predetermined timing when the vehicle is not traveling.

好ましくは、放電回路は、インバータの少なくとも１相のブリッジ回路の２つのスイッチング素子について、一方のスイッチング素子を導通させた状態で、他方のスイッチング素子の制御端子電圧を低下させつつ導通と非導通とを切換えることによって放電動作を実行する。第１の制御装置は、放電動作を実行している間に、ブリッジ回路に流れる電流を検知した場合に放電動作が正常であると判定する。 Preferably, the discharge circuit is configured to switch between conduction and non-conduction while lowering the control terminal voltage of the other switching element in a state in which one switching element is conducted with respect to two switching elements of at least one phase bridge circuit of the inverter. The discharge operation is executed by switching the. The first control device determines that the discharging operation is normal when the current flowing through the bridge circuit is detected during the discharging operation.

好ましくは、駆動装置は、コンデンサに並列に結合された放電部をさらに含む。放電部は、直列接続された抵抗器とスイッチとを有する。放電回路は、上記スイッチを導通状態とすることによって放電動作を実行する。第１の制御装置は、放電動作を実行している間に、抵抗器に流れる電流を検知した場合に放電動作が正常であると判定する。 Preferably, the driving device further includes a discharge unit coupled in parallel with the capacitor. The discharge part has a resistor and a switch connected in series. The discharge circuit performs a discharge operation by turning on the switch. The first control device determines that the discharging operation is normal when the current flowing through the resistor is detected during the discharging operation.

好ましくは、所定のタイミングは、ユーザによるシステム起動を指示する操作に応じて定められるタイミングである。 Preferably, the predetermined timing is a timing determined according to an operation for instructing a system activation by a user.

好ましくは、所定のタイミングは、ユーザによるシステム終了を指示する操作に応じて定められるタイミングである。 Preferably, the predetermined timing is a timing determined according to an operation for instructing the user to end the system.

好ましくは、第１の制御装置は、インバータに対してスイッチング素子を強制的に非導通とする第１の機能を有する。第１の制御装置は、所定のタイミングにおいて、第１の機能の動作確認を行なった後に、放電回路の動作確認を実行する。 Preferably, the first control device has a first function for forcibly turning off the switching element with respect to the inverter. The first control device performs operation confirmation of the discharge circuit after performing operation confirmation of the first function at a predetermined timing.

好ましくは、第１の制御装置は、第２の制御装置に負荷装置に通電してコンデンサの残留電荷を放電させる第２の機能をさらに有する。第１の制御装置は、放電回路の動作確認に引き続いて第２の機能の動作確認を実行する。 Preferably, the first control device further has a second function of causing the second control device to energize the load device to discharge the residual charge of the capacitor. The first control device performs the operation check of the second function following the operation check of the discharge circuit.

好ましくは、第１の制御装置は、負荷装置に通電してコンデンサの残留電荷を放電させている間に、コンデンサの電圧が低下することを検知した場合に、第２の機能の動作が正常であると判定する。 Preferably, when the first control device detects that the voltage of the capacitor decreases while the load device is energized to discharge the residual charge of the capacitor, the operation of the second function is normal. Judge that there is.

好ましくは、第１の制御装置は、スイッチング素子を強制的に非導通としている間に、コンデンサの電圧が低下しないことを検知した場合に、第１の機能の動作が正常であると判定する。 Preferably, the first control device determines that the operation of the first function is normal when detecting that the voltage of the capacitor does not decrease while the switching element is forcibly turned off.

本発明による車両の制御方法は、搭載された蓄電装置からの電力を用いて走行駆動力を発生することができる車両の制御方法である。車両は、負荷装置と、蓄電装置からの電力を変換して負荷装置を駆動する駆動装置とを含む。駆動装置は、スイッチング素子を有し蓄電装置からの直流電力を交流電力に変換して負荷装置を駆動するためのインバータと、インバータの直流側端子に接続されたコンデンサと、駆動装置内でコンデンサの残留電荷を消費させる放電動作を行なうための放電回路とを有する。制御方法は、車両の走行が行なわれていない所定のタイミングにおいて、放電回路を動作させる指令を出力するステップと、放電回路を動作させる指令を出力している間に、放電回路を動作が正常であるか否かを判定するステップとを備える。 A vehicle control method according to the present invention is a vehicle control method capable of generating a driving force using electric power from an installed power storage device. The vehicle includes a load device and a drive device that converts electric power from the power storage device to drive the load device. The drive device includes a switching element, an inverter for driving the load device by converting DC power from the power storage device into AC power, a capacitor connected to the DC side terminal of the inverter, and a capacitor in the drive device. And a discharge circuit for performing a discharge operation for consuming residual charges. The control method includes a step of outputting a command for operating the discharge circuit at a predetermined timing when the vehicle is not traveling, and a normal operation of the discharge circuit while outputting a command for operating the discharge circuit. Determining whether or not there is.

本発明によれば、蓄電装置からの電力を用いて走行駆動力を発生する車両において、駆動装置に含まれるコンデンサの残留電荷の放電機能についての動作確認を効率的に実行することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the operation | movement confirmation regarding the discharge function of the residual charge of the capacitor | condenser contained in a drive device can be performed efficiently in the vehicle which generate | occur | produces driving force using the electric power from an electrical storage apparatus.

本実施の形態に従う車両の全体ブロック図である。1 is an overall block diagram of a vehicle according to an embodiment. モータジェネレータを用いたコンデンサの放電を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the discharge of the capacitor | condenser using a motor generator. ＰＣＵ放電の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of PCU discharge. ＰＣＵ放電の他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of PCU discharge. 本実施の形態における放電機能確認制御処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the discharge function confirmation control process in this Embodiment. 図５におけるステップＳ１２０の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detail of the process of step S120 in FIG. 図５におけるステップＳ１３０の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detail of the process of step S130 in FIG.

以下において、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the same or equivalent part in a figure, the same code | symbol is attached | subjected and the description is not repeated.

図１は、本実施の形態に従う車両１００の全体ブロック図である。本実施の形態においては、車両１００として電気自動車を例として説明するが、車両１００の構成はこれに限定されるものではなく、蓄電装置からの電力によって走行可能な車両であれば適用可能である。車両１００としては、電気自動車以外にたとえばハイブリッド車両や燃料電池自動車などが含まれる。 FIG. 1 is an overall block diagram of a vehicle 100 according to the present embodiment. In the present embodiment, an electric vehicle will be described as an example of vehicle 100, but the configuration of vehicle 100 is not limited to this, and any vehicle that can run with electric power from a power storage device is applicable. . Vehicle 100 includes, for example, a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle in addition to an electric vehicle.

図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System Main Relay：ＳＭＲ）１１５と、駆動装置であるＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１５０と、動力伝達ギヤ１５４と、駆動輪１５５と、衝突検出部１９０と、補機バッテリ２００と、制御装置であるＨＶ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。 Referring to FIG. 1, vehicle 100 includes a power storage device 110, a system main relay (SMR) 115, a PCU (Power Control Unit) 120 as a driving device, a motor generator 150, a power transmission gear. 154, drive wheel 155, collision detection unit 190, auxiliary battery 200, and HV-ECU (Electronic Control Unit) 300 that is a control device.

ＰＣＵ１２０は、コンバータ１３０と、インバータ１４０と、ＭＧ−ＥＣＵ１６０と、放電回路１７０と、コンデンサＣ１〜Ｃ３とを含む。ＰＣＵ１２０内の各機器は、一般的に、同一の筐体内に収納され、ＰＣＵ１２０外部のその他の機器とケーブルやバスバーなどによって結合される。 PCU 120 includes a converter 130, an inverter 140, an MG-ECU 160, a discharge circuit 170, and capacitors C1 to C3. Each device in the PCU 120 is generally housed in the same casing, and is connected to other devices outside the PCU 120 by a cable, a bus bar, or the like.

蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。 The power storage device 110 is a power storage element configured to be chargeable / dischargeable. The power storage device 110 includes, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, or a lead storage battery, and a power storage element such as an electric double layer capacitor.

蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１を介してコンバータ１３０に接続される。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１５０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。 Power storage device 110 is connected to converter 130 via power line PL1 and ground line NL1. Power storage device 110 stores the electric power generated by motor generator 150. The output of power storage device 110 is, for example, about 200V.

ＳＭＲ１１５に含まれるリレーは、蓄電装置１１０とコンバータ１３０とを結ぶ電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ介挿される。そして、ＳＭＲ１１５は、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によって制御され、蓄電装置１１０とコンバータ１３０との間での電力の供給と遮断とを切換える。 Relays included in SMR 115 are inserted in power line PL1 and ground line NL1 connecting power storage device 110 and converter 130, respectively. SMR 115 is controlled by control signal SE <b> 1 from HV-ECU 300, and switches between power supply and cutoff between power storage device 110 and converter 130.

コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１と接地線ＮＬ１との間に接続される。コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１と接地線ＮＬ１との間の電圧変動を低減する。電圧センサ１８０は、コンデンサＣ１にかかる電圧を検出し、その検出値ＶＬをＭＧ−ＥＣＵ１６０を介してＨＶ−ＥＣＵ３００へ出力する。 Capacitor C1 is connected between power line PL1 and ground line NL1. Capacitor C1 reduces voltage fluctuation between power line PL1 and ground line NL1. Voltage sensor 180 detects the voltage applied to capacitor C1 and outputs the detected value VL to HV-ECU 300 via MG-ECU 160.

コンバータ１３０は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬ１とを含む。 Converter 130 includes switching elements Q1, Q2, diodes D1, D2, and reactor L1.

スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１の間に、電力線ＰＬ２から接地線ＮＬ１に向かう方向を順方向として直列に接続される。なお、本実施の形態において、スイッチング素子としてＩＧＢＴを例として説明するが、それ以外の例としては、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることもできる。 Switching elements Q1 and Q2 are connected in series between power line PL2 and ground line NL1, with the direction from power line PL2 toward ground line NL1 as the forward direction. In the present embodiment, an IGBT is described as an example of the switching element, but as another example, a power MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor, a power bipolar transistor, or the like can be used.

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対して、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続される。リアクトルＬ１は、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２の接続ノードと、電力線ＰＬ１との間に設けられる。すなわち、コンバータ１３０はチョッパ回路を形成する。 Antiparallel diodes D1 and D2 are connected to switching elements Q1 and Q2, respectively. Reactor L1 is provided between a connection node of switching elements Q1 and Q2 and power line PL1. That is, converter 130 forms a chopper circuit.

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいてＭＧ−ＥＣＵ１６０が生成するゲート信号ＶＧＣによって制御され、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１と、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１との間で電圧変換動作を行なう。 Switching elements Q1, Q2 are controlled by gate signal VGC generated by MG-ECU 160 based on control signal PWC from HV-ECU 300, and voltage is applied between power line PL1 and ground line NL1, power line PL2 and ground line NL1. Perform the conversion operation.

コンバータ１３０は、基本的には、各スイッチング周期内でスイッチング素子Ｑ１およびＱ２が相補的かつ交互にオン・オフするように制御される。コンバータ１３０は、昇圧動作時には、蓄電装置１１０からの直流電圧を昇圧する。この昇圧動作は、スイッチング素子Ｑ２のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ１および逆並列ダイオードＤ１を介して、電力線ＰＬ２へ供給することにより行なわれる。 Converter 130 is basically controlled such that switching elements Q1 and Q2 are turned on and off in a complementary manner in each switching period. Converter 130 boosts the DC voltage from power storage device 110 during the boosting operation. This boosting operation is performed by supplying the electromagnetic energy accumulated in reactor L1 during the ON period of switching element Q2 to power line PL2 via switching element Q1 and antiparallel diode D1.

また、コンバータ１３０は、降圧動作時には、負荷装置からの直流電圧を降圧する。この降圧動作は、スイッチング素子Ｑ１のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ２および逆並列ダイオードＤ２を介して、接地線ＮＬ１へ供給することにより行なわれる。 Converter 130 steps down the DC voltage from the load device during the step-down operation. This step-down operation is performed by supplying the electromagnetic energy stored in reactor L1 during the ON period of switching element Q1 to ground line NL1 via switching element Q2 and antiparallel diode D2.

これらの昇圧動作および降圧動作における電圧変換比は、上記スイッチング周期におけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比（デューティ比）により制御される。なお、昇圧動作および降圧動作が不要の場合には、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２をオンおよびオフにそれぞれ固定するように制御信号ＰＷＣを設定することで、電圧変換比＝１．０（デューティ比＝１００％）とすることもできる。 The voltage conversion ratio in these step-up and step-down operations is controlled by the on-period ratio (duty ratio) of the switching elements Q1 and Q2 in the switching period. When the step-up operation and the step-down operation are not required, the voltage conversion ratio = 1.0 (duty ratio = 100) is set by setting the control signal PWC to fix the switching elements Q1 and Q2 to ON and OFF, respectively. %).

コンデンサＣ２は、コンバータ１３０とインバータ１４０とを結ぶ電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１との間に接続される。コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ１との間の電圧変動を低減する。電圧センサ１８５は、コンデンサＣ２にかかる電圧を検出し、その検出値ＶＨをＭＧ−ＥＣＵ１６０を介してＨＶ−ＥＣＵ３００へ出力する。 Capacitor C2 is connected between power line PL2 and ground line NL1 connecting converter 130 and inverter 140. Capacitor C2 reduces voltage fluctuation between power line PL2 and ground line NL1. Voltage sensor 185 detects the voltage applied to capacitor C2, and outputs the detected value VH to HV-ECU 300 via MG-ECU 160.

インバータ１４０は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１を介して、コンバータ１３０に接続される。インバータ１４０は、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの制御指令ＰＷＩに基づいてＭＧ−ＥＣＵ１６０によって生成されるゲート信号ＶＧＩにより制御され、コンバータ１３０から出力される直流電力を、モータジェネレータ１５０を駆動するための交流電力に電力変換する。 Inverter 140 is connected to converter 130 via power line PL2 and ground line NL1. Inverter 140 is controlled by gate signal VGI generated by MG-ECU 160 based on control command PWI from HV-ECU 300, and direct current power output from converter 130 is converted to alternating current power for driving motor generator 150. Convert power.

インバータ１４０は、ブリッジ回路を形成する、Ｕ相アーム１４１と、Ｖ相アーム１４２と、Ｗ相アーム１４３とを含む。Ｕ相アーム１４１、Ｖ相アーム１４２およびＷ相アーム１４３は、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ１との間に並列に接続される。 Inverter 140 includes a U-phase arm 141, a V-phase arm 142, and a W-phase arm 143 that form a bridge circuit. U-phase arm 141, V-phase arm 142, and W-phase arm 143 are connected in parallel between power line PL2 and ground line NL1.

Ｕ相アーム１４１は、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ１との間に直列接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはスイッチング素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはスイッチング素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはスイッチング素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはスイッチング素子Ｑ４のエミッタと接続される。 U-phase arm 141 includes switching elements Q3 and Q4 connected in series between power line PL2 and ground line NL1, and diodes D3 and D4 connected in parallel with switching elements Q3 and Q4, respectively. The cathode of diode D3 is connected to the collector of switching element Q3, and the anode of diode D3 is connected to the emitter of switching element Q3. The cathode of diode D4 is connected to the collector of switching element Q4, and the anode of diode D4 is connected to the emitter of switching element Q4.

Ｖ相アーム１４２は、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ１との間に直列接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６と、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードはスイッチング素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはスイッチング素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはスイッチング素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはスイッチング素子Ｑ６のエミッタと接続される。 V-phase arm 142 includes switching elements Q5 and Q6 connected in series between power line PL2 and ground line NL1, and diodes D5 and D6 connected in parallel with switching elements Q5 and Q6, respectively. The cathode of diode D5 is connected to the collector of switching element Q5, and the anode of diode D5 is connected to the emitter of switching element Q5. The cathode of diode D6 is connected to the collector of switching element Q6, and the anode of diode D6 is connected to the emitter of switching element Q6.

Ｗ相アーム１４３は、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ１との間に直列接続されたスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８と、スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードはスイッチング素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはスイッチング素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはスイッチング素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはスイッチング素子Ｑ８のエミッタと接続される。 W-phase arm 143 includes switching elements Q7 and Q8 connected in series between power line PL2 and ground line NL1, and diodes D7 and D8 connected in parallel with switching elements Q7 and Q8, respectively. The cathode of diode D7 is connected to the collector of switching element Q7, and the anode of diode D7 is connected to the emitter of switching element Q7. The cathode of diode D8 is connected to the collector of switching element Q8, and the anode of diode D8 is connected to the emitter of switching element Q8.

インバータ１４０は、ＨＶ−ＥＣＵ３００から、緊急遮断信号ＨＳＤＮを受けると、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８を強制的に非導通とし、モータジェネレータ１５０への供給電力を強制的に遮断する。インバータ１４０は、ＭＧ−ＥＣＵ１６０からのゲート信号ＶＧＩよりも、この緊急遮断信号ＨＳＤＮに優先的に応答して動作する。 Inverter 140, when receiving emergency cut-off signal HSDN from HV-ECU 300, forcibly turns off switching elements Q3-Q8 and forcibly cuts off power supplied to motor generator 150. Inverter 140 operates in response to emergency cut-off signal HSDN with priority over gate signal VGI from MG-ECU 160.

モータジェネレータ１５０は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータと中性点でＹ結線された三相コイルを有するステータとを備える三相交流電動発電機であり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中性点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードに接続される。またＶ相コイルの他方端がスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードに接続される。またＷ相コイルの他方端がスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードに接続される。 The motor generator 150 is, for example, a three-phase AC motor generator including a rotor in which a permanent magnet is embedded and a stator having a three-phase coil Y-connected at a neutral point, and includes three U, V, and W phases. The coils are each connected at one end to a neutral point. The other end of the U-phase coil is connected to the connection node of switching elements Q3 and Q4. The other end of the V-phase coil is connected to a connection node of switching elements Q5 and Q6. The other end of the W-phase coil is connected to the connection node of switching elements Q7 and Q8.

モータジェネレータ１５０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギヤ１５４を介して駆動輪１５５に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１５０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５５の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、インバータ１４０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。 The output torque of motor generator 150 is transmitted to drive wheel 155 via power transmission gear 154 constituted by a speed reducer and a power split mechanism, and causes vehicle 100 to travel. The motor generator 150 can generate electric power by the rotational force of the drive wheels 155 during the regenerative braking operation of the vehicle 100. The generated power is converted into charging power for power storage device 110 by inverter 140.

衝突検出部１９０は、図示しないセンサ（たとえばＧセンサ）を含み、車両１００が衝突したか否かを検出する。そして、その検出信号ＣＯＬをＨＶ−ＥＣＵ３００へ出力する
ＭＧ−ＥＣＵ１６０は、上述のように、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩを受ける。そして、ＭＧ−ＥＣＵ１６０は、これらの信号に基づいて、コンバータ１３０およびインバータ１４０の各スイッチング素子を駆動するためのゲート信号ＶＧＣ，ＶＧＩをそれぞれ生成し、コンバータ１３０およびインバータ１４０に出力する。 Collision detector 190 includes a sensor (eg, G sensor) (not shown) and detects whether vehicle 100 has collided. Then, the detection signal COL is output to the HV-ECU 300. The MG-ECU 160 receives the control signals PWC and PWI from the HV-ECU 300 as described above. Based on these signals, MG-ECU 160 generates gate signals VGC and VGI for driving the switching elements of converter 130 and inverter 140, and outputs them to converter 130 and inverter 140.

また、ＭＧ−ＥＣＵ１６０は、ＨＶ−ＥＣＵ３００から、車両１００の衝突信号ＣＯＬを受ける。ＭＧ−ＥＣＵ１６０は、衝突信号ＣＯＬの受信に応答して、コンデンサＣ２に蓄えられた電荷をＰＣＵ１２０内部で放電するための放電動作（以下、「ＰＣＵ放電」とも称する。）を実行させるための放電信号ＤＣＨを放電回路１７０に出力する。 In addition, MG-ECU 160 receives collision signal COL of vehicle 100 from HV-ECU 300. In response to receiving collision signal COL, MG-ECU 160 performs a discharge operation for discharging the charge stored in capacitor C2 within PCU 120 (hereinafter also referred to as “PCU discharge”). DCH is output to the discharge circuit 170.

さらに、ＭＧ−ＥＣＵ１６０は、ＨＶ−ＥＣＵ３００との通信の異常を検出した場合にも、放電回路１７０に放電信号ＤＣＨを出力する。 Furthermore, MG-ECU 160 also outputs discharge signal DCH to discharge circuit 170 when it detects an abnormality in communication with HV-ECU 300.

放電回路１７０は、ＰＣＵ放電を実行するための回路である。放電回路１７０は、ＭＧ−ＥＣＵ１６０からの放電信号ＤＣＨを受けると、それに応答して、たとえばインバータ１４０のスイッチング素子を制御してＰＣＵ放電を実行する。 The discharge circuit 170 is a circuit for executing PCU discharge. Upon receiving discharge signal DCH from MG-ECU 160, discharge circuit 170 controls the switching element of inverter 140, for example, and executes PCU discharge in response thereto.

補機バッテリ２００は、図示しない補機装置および各ＥＣＵなどの制御装置のような車両１００の低圧系の機器に対して電源電圧を供給するための電圧源である。補機バッテリ２００は、代表的には鉛蓄電池により構成され、その出力電圧は、たとえば１２Ｖ程度である。 Auxiliary battery 200 is a voltage source for supplying a power supply voltage to low-voltage equipment of vehicle 100 such as an auxiliary device (not shown) and a control device such as each ECU. Auxiliary battery 200 is typically composed of a lead storage battery, and its output voltage is, for example, about 12V.

補機バッテリ２００は、電力線ＰＬ３を介して、ＨＶ−ＥＣＵ３００、ＭＧ−ＥＣＵ１６０および放電回路１７０へ電源電圧を供給する。また、補機バッテリ２００は、放電回路１７０に結合されたコンデンサＣ３に、ダイオードを介して接続される。 Auxiliary battery 200 supplies power supply voltage to HV-ECU 300, MG-ECU 160, and discharge circuit 170 through power line PL3. Auxiliary battery 200 is connected to capacitor C3 coupled to discharge circuit 170 via a diode.

放電回路１７０は、コンデンサＣ３に蓄えられた電力によっても動作することができる。このため、放電回路１７０は、補機バッテリ２００からの電源電圧が途絶した場合でも、一定期間は、コンデンサＣ３に蓄えられた電力により放電動作を実行することができる。なお、コンデンサＣ３からの電源電圧の供給に代えて、たとえば、コンデンサＣ２に蓄えられた電力を降圧した電力が放電回路１７０へ供給されるような構成であってもよい。 The discharge circuit 170 can also be operated by the electric power stored in the capacitor C3. For this reason, even when the power supply voltage from auxiliary battery 200 is interrupted, discharge circuit 170 can execute the discharge operation with the electric power stored in capacitor C3 for a certain period. Instead of supplying the power supply voltage from the capacitor C3, for example, a configuration in which power obtained by stepping down the power stored in the capacitor C2 is supplied to the discharge circuit 170 may be used.

ＨＶ−ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。 Although not shown in FIG. 1, the HV-ECU 300 includes a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an input / output buffer, and inputs signals from each sensor and outputs control signals to each device. The vehicle 100 and each device are controlled. Note that these controls are not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit).

このように、蓄電装置からの電力によって車両駆動力を発生する場合、モータジェネレータの出力も比較的高出力のものが必要となる。それに伴って、モータジェネレータを制御するためのインバータやコンバータなどを含む電力変換装置に搭載されるコンデンサは、高電圧かつ大容量のものが採用される。そのため、車両の衝突事故等が発生した場合には、短絡や地絡などによる周辺への影響を最小限に抑制するために、コンデンサの残留電荷をできるだけ迅速に放電する必要がある。 Thus, when the vehicle driving force is generated by the electric power from the power storage device, the motor generator must have a relatively high output. Accordingly, a capacitor having a high voltage and a large capacity is employed as a capacitor mounted on a power conversion device including an inverter and a converter for controlling the motor generator. For this reason, when a vehicle collision accident or the like occurs, it is necessary to discharge the residual charge of the capacitor as quickly as possible in order to minimize the influence on the surroundings due to a short circuit or a ground fault.

このようなコンデンサにおける残留電荷の放電手法の１つとして、図２に示すように、モータジェネレータにおいてトルクが発生しないようにしながら電流を流すことによる放電（以下、「ＭＧ放電」とも称する。）を行なう場合がある。このような放電動作は、たとえば、ユーザによる車両の走行終了操作がなされた場合の終了処理にも実行される。 As one method for discharging the residual charge in such a capacitor, as shown in FIG. 2, a discharge caused by flowing a current while preventing torque from being generated in the motor generator (hereinafter also referred to as “MG discharge”). May be done. Such a discharge operation is also executed, for example, in an end process when a user performs a vehicle end operation.

たとえば、図２のように、ＭＧ−ＥＣＵ１６０によって、インバータ１４０のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ６がオンに制御されて、矢印ＡＲ１のように電流が流れる。そして、コンデンサＣ２の残留電荷がモータジェネレータ１５０のＵ相コイルおよびＶ相コイルにより消費されることによって放電が行なわれる。なお、スイッチング素子の駆動パターンは上記には限定されず、他のパターンであってもよいし、所定時間ごとに駆動パターンを切換えるようにしてもよい。 For example, as shown in FIG. 2, MG-ECU 160 turns on switching elements Q3 and Q6 of inverter 140, and a current flows as shown by arrow AR1. Discharge is performed by the residual charge of capacitor C2 being consumed by the U-phase coil and V-phase coil of motor generator 150. The drive pattern of the switching element is not limited to the above, and may be another pattern, or the drive pattern may be switched every predetermined time.

このようなＭＧ放電は、消費電力も大きくかつ耐熱温度も大きいため、短時間に放電を行なうことが可能であるという利点を有する。しかしながら、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいて駆動されるため、たとえば、車両１００の衝突によってＨＶ−ＥＣＵ３００とＰＣＵ１２０とを結ぶ信号経路が断絶してしまうと放電動作ができないという欠点を有する。また、インバータ１４０とモータジェネレータ１５０とを結ぶ電力線が健全であることも必要とされる。 Such MG discharge has the advantage that it can be discharged in a short time because it consumes a large amount of power and has a high heat-resistant temperature. However, since it is driven based on the control signal PWC from the HV-ECU 300, for example, if the signal path connecting the HV-ECU 300 and the PCU 120 is interrupted due to a collision of the vehicle 100, there is a disadvantage that the discharging operation cannot be performed. It is also necessary that the power line connecting inverter 140 and motor generator 150 is sound.

一方で、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの指令が無くとも、ＰＣＵ１２０内部の機器のみを用いて放電動作を実行するＰＣＵ放電が行なわれる場合がある。上述のように、ＰＣＵ１２０内の機器は１つの筐体に収納されているので、衝突等が生じた場合であっても、ＰＣＵ１２０内部の信号伝達経路および電力伝達経路は比較的損傷しにくい。そのため、ＰＣＵ１２０外部の機器を用いないＰＣＵ放電は、衝突時の車両の損傷状況に左右されずに比較的確実に実行することが可能である。このＰＣＵ放電は、放電回路１７０により実行される。 On the other hand, even if there is no command from HV-ECU 300, there is a case where PCU discharge is executed in which a discharge operation is performed using only the equipment inside PCU 120. As described above, since the devices in the PCU 120 are housed in one housing, the signal transmission path and the power transmission path in the PCU 120 are relatively difficult to damage even when a collision or the like occurs. Therefore, PCU discharge that does not use equipment outside the PCU 120 can be executed relatively reliably without being affected by the damage state of the vehicle at the time of the collision. This PCU discharge is performed by the discharge circuit 170.

図３は、ＰＣＵ放電の具体的な構成の一例を示す図である。図３においては、インバータ１４０のスイッチング素子で放電を行なう場合について説明する。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of PCU discharge. In FIG. 3, the case where discharge is performed by the switching element of inverter 140 will be described.

図３を参照して、放電回路１７０は、制御部１７１と、ゲート駆動部１７２と、電流検出部１７３とを含む。制御部１７１、ゲート駆動部１７２、および電流検出部１７３における機能は、ソフトウェアで構築することもできるが、衝突時などの非常時にも確実に動作できるようにハードウェアで構築することがより好ましい。 Referring to FIG. 3, discharge circuit 170 includes a control unit 171, a gate drive unit 172, and a current detection unit 173. The functions of the control unit 171, the gate drive unit 172, and the current detection unit 173 can be constructed by software, but are preferably constructed by hardware so that they can be reliably operated in an emergency such as a collision.

制御部１７１は、ＭＧ−ＥＣＵ１６０からの放電信号ＤＣＨを受ける。制御部１７１は、この放電信号ＤＣＨを受信すると、ゲート駆動部１７２に対して、スイッチング素子を以下のような態様で動作させる指令を出力する。 Control unit 171 receives discharge signal DCH from MG-ECU 160. When receiving the discharge signal DCH, the control unit 171 outputs a command for operating the switching element in the following manner to the gate driving unit 172.

ゲート駆動部１７２は、たとえば、Ｕ相アーム１４１の下アームのスイッチング素子Ｑ４に飽和領域のゲート電圧を印加して、低抵抗状態で導通させる。そして、ゲート駆動部１７２は、Ｕ相アーム１４１の上アームのスイッチング素子Ｑ３に非飽和領域のゲート電圧を間欠的に印加する。このようなゲート信号ＶＧＩ＿ｄｃによりスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を駆動することによって、図３中の矢印ＡＲ２のように電流が流れる。 For example, the gate drive unit 172 applies a gate voltage in the saturation region to the switching element Q4 of the lower arm of the U-phase arm 141 to conduct in a low resistance state. Then, the gate driver 172 intermittently applies the gate voltage in the unsaturated region to the switching element Q3 of the upper arm of the U-phase arm 141. By driving the switching elements Q3 and Q4 with such a gate signal VGI_dc, a current flows as indicated by an arrow AR2 in FIG.

このとき、スイッチング素子Ｑ３を非飽和領域で駆動すると、スイッチング素子Ｑ３の導通抵抗が増加するため、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１間の短絡電流が制限されるとともに、スイッチング素子Ｑ３での導通損失の増加によりコンデンサＣ２の電荷を放電することができる。 At this time, when switching element Q3 is driven in a non-saturated region, the conduction resistance of switching element Q3 increases, so that the short-circuit current between power line PL2 and ground line NL1 is limited, and the conduction loss in switching element Q3 increases. Thus, the charge of the capacitor C2 can be discharged.

電流検出部１７３は、各アームに設けられた電流センサ１４５から、各アームに流れる電流Ｉｓｗを検出する。制御部１７１は、電流検出部１７３で検出された電流値Ｉｓｗに基づいて、必要に応じて、スイッチング素子Ｑ３のゲート電圧や駆動デューティを適宜調整する。また、制御部１７１は、電流値Ｉｓｗを検出することによって、ＰＣＵ放電機能が正常に動作していることを確認することができる。 The current detection unit 173 detects a current Isw flowing through each arm from a current sensor 145 provided in each arm. Based on the current value Isw detected by the current detection unit 173, the control unit 171 appropriately adjusts the gate voltage and drive duty of the switching element Q3 as necessary. Moreover, the control part 171 can confirm that the PCU discharge function is operating normally by detecting the current value Isw.

放電回路１７０によってインバータ１４０のスイッチング素子を上述のように駆動することで、たとえばインバータ１４０とモータジェネレータ１５０との間の電力伝達経路が断絶していた場合でも、ＰＣＵ１２０内部でコンデンサＣ２の電荷を放電することが可能である。 By driving the switching element of the inverter 140 as described above by the discharge circuit 170, for example, even when the power transmission path between the inverter 140 and the motor generator 150 is disconnected, the charge of the capacitor C2 is discharged inside the PCU 120. Is possible.

ただし、このようにスイッチング素子の導通損失により放電する場合は、スイッチング素子の発熱を伴うため、ＰＣＵ１２０を冷却するための冷却水の状態やコンデンサＣ２の残留電荷の量によっては、スイッチング素子の破損防止のために放電電流や導通時間が制限されてしまう場合がある。そのため、放電に時間がかかってしまったり、十分に放電できなかったりするおそれがあるという欠点がある。 However, since the discharge due to the conduction loss of the switching element is accompanied by heat generation of the switching element, the switching element is prevented from being damaged depending on the state of the cooling water for cooling the PCU 120 and the amount of residual charge in the capacitor C2. For this reason, the discharge current and conduction time may be limited. Therefore, there is a drawback that it may take time for the discharge or the discharge may not be sufficient.

なお、上記の説明では、Ｕ相アーム１４１のみを用いた放電について説明したが、それに代えておよび／またはそれに加えて、他のＶ相アーム１４２、Ｗ相アーム１４３を同時にあるいは切換えて用いてもよい。このようにすることにより、ＰＣＵ放電における個々のスイッチング素子の負担を軽減することも可能である。また、コンバータ１３０を用いて放電するようにしてもよい。 In the above description, the discharge using only the U-phase arm 141 has been described. However, instead of and / or in addition to this, another V-phase arm 142 and W-phase arm 143 may be used simultaneously or switched. Good. By doing in this way, it is also possible to reduce the burden of each switching element in PCU discharge. Moreover, you may make it discharge using the converter 130. FIG.

さらに、図４に示すように、たとえば、抵抗Ｒ１０およびスイッチング素子Ｑ１０が電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ１との間に直列接続されたような、専用の放電部１８６を備える構成とすることもできる、この場合は、追加部品が必要となるが、スイッチング素子の発熱による制限が緩和できるので、より多くの電荷を短時間に放電できるというメリットがある。 Furthermore, as shown in FIG. 4, for example, the resistor R10 and the switching element Q10 may be configured to include a dedicated discharge unit 186 such that the resistor R10 and the switching element Q10 are connected in series between the power line PL2 and the ground line NL1. In this case, additional parts are required, but the restriction due to heat generation of the switching element can be relaxed, so that there is an advantage that more charges can be discharged in a short time.

ＰＣＵ放電の機能は、一般的に、車両の衝突が検出されたような場合、ＨＶ−ＥＣＵ３００とＭＧ−ＥＣＵ１６０との間の通信が異常となった場合、または補機バッテリ２００の電圧が低下した場合など、非常の場合に実行される。すなわち、異常が発生していない通常の車両状態では動作することはない。しかしながら、上記のような異常時には、周囲への影響を最小限に抑えるために、確実に動作することが要求される。そのため、上記のような異常が発生していない状態において、ＰＣＵ放電が正常に機能することを確認することが必要である。 In general, the PCU discharge function is such as when a vehicle collision is detected, when communication between the HV-ECU 300 and the MG-ECU 160 becomes abnormal, or when the voltage of the auxiliary battery 200 decreases. It is executed in an emergency case. That is, the vehicle does not operate in a normal vehicle state where no abnormality has occurred. However, in the event of an abnormality as described above, it is required to operate reliably in order to minimize the influence on the surroundings. Therefore, it is necessary to confirm that the PCU discharge functions normally in a state where the above-described abnormality has not occurred.

このＰＣＵ放電機能の確認は、通常の車両の走行にできるだけ影響を与えないようにするために、たとえば、車両のシステム起動時または終了時などにおいて実行される、システムチェック動作とあわせて実行することが好ましい。しかしながら、ＰＣＵ放電機能の確認を行なうことによって、他の機能のチェックの実行に悪影響がおよんだり、システムチェック全体にかかる時間が過度に延長されてしまったりすることは回避すべきである。 This PCU discharge function check should be performed together with a system check operation that is executed, for example, at the time of starting or ending the system of the vehicle so as not to affect the running of a normal vehicle as much as possible. Is preferred. However, it should be avoided that checking the PCU discharge function adversely affects the execution of other function checks or excessively extends the time required for the entire system check.

そこで、本実施の形態においては、ＰＣＵ放電が適切に動作することを定期的にかつ効率的にチェックする放電機能確認制御を実行する。 Therefore, in the present embodiment, discharge function confirmation control is performed to periodically and efficiently check that the PCU discharge operates properly.

図５は、本実施の形態において、ＨＶ−ＥＣＵ３００において実行される放電機能確認制御処理を説明するためのフローチャートである。図５および後述する図６、図７に示すフローチャートは、ＨＶ−ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。 FIG. 5 is a flowchart for illustrating a discharge function confirmation control process executed in HV-ECU 300 in the present embodiment. The flowcharts shown in FIG. 5 and FIGS. 6 and 7 described later are realized by executing a program stored in advance in the HV-ECU 300 at a predetermined cycle. Alternatively, for some steps, it is also possible to construct dedicated hardware (electronic circuit) and realize processing.

図１および図５を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、当該放電機能確認制御を行なう所定のタイミングであるか否かを判定する。この所定タイミングは、たとえば、ユーザによるシステム起動の開始または終了を指示するための操作に基づく信号Ｒｅａｄｙによるタイミングであり、より具体的には、信号ＲｅａｄｙがオンにされてコンデンサＣ２が初期充電された後に実行される起動時のシステムチェック、および／または、信号Ｒｅａｄｙがオフにされたことに起因して実行される終了時のシステムチェックのタイミングである。なお、所定タイミングの他の例としては、たとえば、長い信号待ちの場合や、シフトレンジが駐車レンジにされている場合などにおいて、モータジェネレータ１５０が駆動されていない状態などが考えられる。 Referring to FIGS. 1 and 5, HV-ECU 300 determines in step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100 whether or not it is a predetermined timing for performing the discharge function confirmation control. This predetermined timing is, for example, a timing based on the signal Ready based on an operation for instructing the start or end of the system activation by the user. More specifically, the signal Ready is turned on and the capacitor C2 is initially charged. This is the timing of the system check at the time of start executed later and / or the system check at the end of time executed due to the signal Ready being turned off. As another example of the predetermined timing, for example, when waiting for a long signal or when the shift range is set to the parking range, the motor generator 150 is not driven.

所定タイミングではない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、当該放電機能確認制御は実行できないので、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、以降の処理をスキップして処理を終了する。 If it is not the predetermined timing (NO in S100), the discharge function confirmation control cannot be executed, so HV-ECU 300 skips the subsequent processes and ends the process.

所定タイミングである場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、処理がＳ１１０に進められて、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ１１５の溶着チェック処理を実行する。ＳＭＲ１１５の溶着チェックは公知のさまざまな手法を用いることができるが、たとえば、ＳＭＲ１１５の各リレーを開放する信号を交互に出力し、片方のリレーが開放されているときの電圧ＶＬの低下を検出することによって溶着の有無を判定する。なお、Ｓ１１０の実行を開始する際には、コンデンサＣ２は充電された状態である。 If it is the predetermined timing (YES in S100), the process proceeds to S110, and HV-ECU 300 executes the welding check process of SMR115. Various known methods can be used for checking the welding of the SMR 115. For example, a signal for opening each relay of the SMR 115 is alternately output to detect a decrease in the voltage VL when one of the relays is opened. Thus, the presence or absence of welding is determined. When the execution of S110 is started, the capacitor C2 is in a charged state.

ＳＭＲ１１５の溶着チェックが完了すると、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ１１５を開放して、処理をＳ１２０に進める。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、次に、インバータ１４０の緊急遮断（ＨＳＤＮ）機能のチェック処理を実行する。 When the welding check of SMR 115 is completed, HV-ECU 300 opens SMR 115 and advances the process to S120. Then, HV-ECU 300 next executes a check process for the emergency shut-off (HSDN) function of inverter 140.

図６に、Ｓ１２０において実行される緊急遮断機能チェック処理の詳細のフローチャートを示す。図６を参照して、まずＳ１２１において、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、インバータ１４０に対して緊急遮断信号ＨＳＤＮを出力し、インバータ１４０のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲートを強制的に遮断して非導通とする。そして、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８が非導通とされた状態において、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ１２２にて、モータディスチャージ、すなわちＭＧ放電を行なう指令をＭＧ−ＥＣＵ１６０に出力する。 FIG. 6 shows a detailed flowchart of the emergency shut-off function check process executed in S120. Referring to FIG. 6, first, in S121, HV-ECU 300 outputs emergency cutoff signal HSDN to inverter 140, forcibly shuts off the gates of switching elements Q3 to Q8 of inverter 140 to make it non-conductive. . Then, in a state where switching elements Q3 to Q8 are non-conductive, HV-ECU 300 outputs a command to perform motor discharge, that is, MG discharge, to MG-ECU 160 at S122.

そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ１２３にて、電圧センサ１８５により検出されたコンデンサＣ２にかかる電圧ＶＨが低下したか否かを判定する。 In step S123, the HV-ECU 300 determines whether or not the voltage VH applied to the capacitor C2 detected by the voltage sensor 185 has decreased.

このとき、ＭＧ−ＥＣＵ３００からインバータ１４０に対して、たとえば、図２で説明したようなスイッチング素子の駆動指令が出力されるが、緊急遮断信号ＨＳＤＮによってスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲートが遮断された状態であるので、緊急遮断機能が正常である場合には、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８は非導通のままとなる。そうすると、モータジェネレータ１５０へ電流が流れず、コンデンサＣ２に蓄えられた電荷が放電されないので電圧ＶＨは低下しない。一方、緊急遮断機能が正常に動作していない場合には、ＭＧ−ＥＣＵ１６０からのゲート信号ＶＧＩによってスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８が駆動されてＭＧ放電が実行されるので、それに伴って電圧ＶＨが徐々に低下する。 At this time, for example, the switching element drive command as described in FIG. 2 is output from the MG-ECU 300 to the inverter 140, but the gates of the switching elements Q3 to Q8 are blocked by the emergency cutoff signal HSDN. Therefore, when the emergency cutoff function is normal, the switching elements Q3 to Q8 remain non-conductive. Then, no current flows to motor generator 150, and the charge stored in capacitor C2 is not discharged, so voltage VH does not decrease. On the other hand, when the emergency shut-off function is not operating normally, the switching elements Q3 to Q8 are driven by the gate signal VGI from the MG-ECU 160 to execute MG discharge, and accordingly the voltage VH gradually increases. descend.

そのため、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧ＶＨが低下しなかった場合（Ｓ１２３にてＮＯ）には緊急遮断機能は正常であると判断し（Ｓ１２４）、電圧ＶＨが低下した場合（Ｓ１２３にてＹＥＳ）には緊急遮断機能は異常であると判断する（Ｓ１２６）。 Therefore, HV-ECU 300 determines that the emergency shut-off function is normal when voltage VH does not decrease (NO at S123) (S124), and when voltage VH decreases (YES at S123). Determines that the emergency shut-off function is abnormal (S126).

その後、処理がＳ１２５に進められて、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、緊急遮断信号ＨＳＤＮおよびモータディスチャージ指令を解除して、図５のＳ１３０に処理を進める。なお、Ｓ１２０においては、以降のステップにおけるチェック動作のために、緊急遮断機能についての異常の有無が検出されると、コンデンサＣ２の電荷の放電を停止して、コンデンサＣ２に電荷が残った状態とすることが好ましい。ただし、コンデンサＣ２に蓄えられている電荷の量によっては、Ｓ１２０の処理において、コンデンサＣ２の電荷がすべて放電される場合もある。 Thereafter, the process proceeds to S125, and HV-ECU 300 cancels emergency cutoff signal HSDN and the motor discharge command, and proceeds to S130 of FIG. In S120, when it is detected whether there is an abnormality in the emergency cut-off function for the check operation in the subsequent steps, the discharge of the capacitor C2 is stopped and the charge remains in the capacitor C2. It is preferable to do. However, depending on the amount of electric charge stored in the capacitor C2, all the electric charge in the capacitor C2 may be discharged in the process of S120.

再び図５を参照して、Ｓ１２０にて、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、次に、放電回路１７０で実行されるＰＣＵ放電の機能のチェック処理を実行する。 Referring to FIG. 5 again, at S120, HV-ECU 300 next executes a PCU discharge function check process executed by discharge circuit 170.

図７は、Ｓ１３０において実行されるＰＣＵ放電のチェック処理の詳細を示すフローチャートである。図７を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ１３１にて、ＭＧ−ＥＣＵ１６０により放電信号ＤＣＨを出力させて、放電回路１７０にＰＣＵ放電の動作を実行させる。 FIG. 7 is a flowchart showing details of the PCU discharge check process executed in S130. Referring to FIG. 7, in S131, HV-ECU 300 causes MG-ECU 160 to output discharge signal DCH to cause discharge circuit 170 to perform a PCU discharge operation.

そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、放電回路１７０に含まれる電流検出部１７３（図３または図４）で電流Ｉｓｗが検出されたか否かを判定する。 Then, HV-ECU 300 determines whether or not current Isw is detected by current detection unit 173 (FIG. 3 or 4) included in discharge circuit 170.

電流Ｉｓｗが検出された場合（Ｓ１３２にてＹＥＳ）は、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、放電回路１７０によるＰＣＵ放電動作が正常であると判断する（Ｓ１３３）。一方、電流Ｉｓｗが検出されなかった場合（Ｓ１３２にてＮＯ）は、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、放電回路１７０によるＰＣＵ放電動作が異常であると判断する（Ｓ１３５）。 When current Isw is detected (YES in S132), HV-ECU 300 determines that the PCU discharge operation by discharge circuit 170 is normal (S133). On the other hand, when current Isw is not detected (NO in S132), HV-ECU 300 determines that the PCU discharge operation by discharge circuit 170 is abnormal (S135).

ＨＶ−ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ放電動作が正常であるか否かを判定すると、コンデンサＣ２の電荷が完全に放電される前に、速やかにＰＣＵ放電を停止させ（Ｓ１３４）、図５のＳ１４０に処理を進める。 When the HV-ECU 300 determines whether or not the PCU discharge operation is normal, the HV-ECU 300 immediately stops the PCU discharge (S134) before the electric charge of the capacitor C2 is completely discharged (S134), and the process proceeds to S140 in FIG. Proceed.

再び図５を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ放電の動作確認が完了すると、Ｓ１４０にて、ＭＧ放電を実行して、コンデンサＣ２の残留電荷を放電する。このとき、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、ＭＧ放電の進行につれて電圧ＶＨが低下するか否かを判定することによって、ＭＧ放電の動作確認をあわせて行なう。 Referring to FIG. 5 again, HV-ECU 300, when the operation confirmation of PCU discharge is completed, executes MG discharge in S140 to discharge the residual charge of capacitor C2. At this time, the HV-ECU 300 determines whether or not the voltage VH decreases as the MG discharge progresses, thereby checking the operation of the MG discharge.

そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、ＭＧ放電によって電圧ＶＨが十分に低下したことを検出すると、処理をＳ１５０に進めて、再びＳＭＲ１１５の溶着チェック処理を実行する。このときの溶着チェック処理は、ＭＧ放電によってコンデンサＣ１の電荷も放電された状態であるので、たとえば、ＳＭＲ１１５の片方を閉成したときに、蓄電装置１１０によってコンデンサＣ１が充電されて電圧ＶＬが増加するか否かを検出することによって溶着の有無を判定する。 When the HV-ECU 300 detects that the voltage VH has sufficiently decreased due to the MG discharge, the HV-ECU 300 advances the process to S150 and executes the SMR 115 welding check process again. The welding check process at this time is in a state where the electric charge of the capacitor C1 is also discharged by the MG discharge. For example, when one side of the SMR 115 is closed, the capacitor C1 is charged by the power storage device 110 and the voltage VL increases. The presence or absence of welding is determined by detecting whether or not to do so.

なお、図５には示していないが、すべてのチェック処理が完了した後に、異常の有無についての情報が表示装置（図示せず）等によってユーザに通知されるようにしてもよい。 Although not shown in FIG. 5, after all the check processes are completed, information about the presence or absence of abnormality may be notified to the user by a display device (not shown) or the like.

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、コンデンサＣ２の再充電を繰り返すことなく、かつ、既存のシステムチェック処理を過度に遅延させることなく、ＰＣＵ放電機能の動作確認を効率的に実行することができる。 By performing the control according to the above-described process, the PCU discharge function can be efficiently checked without repeating the recharging of the capacitor C2 and without excessively delaying the existing system check process. Can do.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１００車両、１１０蓄電装置、１１５ＳＭＲ、１２０ＰＣＵ、１３０コンバータ、１４０インバータ、１４１Ｕ相アーム、１４２Ｖ相アーム、１４３Ｗ相アーム、１４５，１４５Ａ電流センサ、１５０モータジェネレータ、１５４動力伝達ギヤ、１５５駆動輪、１６０ＭＧ−ＥＣＵ、１７０放電回路、１７１制御部、１７２ゲート駆動部、１７３電流検出部、１８０，１８５電圧センサ、１８６放電部、１９０衝突検出部、２００補機バッテリ、３００ＨＶ−ＥＣＵ、Ｃ１〜Ｃ２コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ダイオード、Ｌ１リアクトル、ＮＬ１接地線、ＰＬ１〜ＰＬ３電力線、Ｑ１〜Ｑ８，Ｑ１０スイッチング素子、Ｒ１０抵抗。 100 vehicle, 110 power storage device, 115 SMR, 120 PCU, 130 converter, 140 inverter, 141 U-phase arm, 142 V-phase arm, 143 W-phase arm, 145, 145A current sensor, 150 motor generator, 154 power transmission gear, 155 Drive wheel, 160 MG-ECU, 170 discharge circuit, 171 control unit, 172 gate drive unit, 173 current detection unit, 180, 185 voltage sensor, 186 discharge unit, 190 collision detection unit, 200 auxiliary battery, 300 HV-ECU , C1-C2 capacitor, D1-D8 diode, L1 reactor, NL1 ground line, PL1-PL3 power line, Q1-Q8, Q10 switching element, R10 resistor.

Claims

A vehicle capable of generating a driving force using electric power from a mounted power storage device,
A load device;
A drive device for converting the electric power from the power storage device to drive the load device;
A first control device for controlling the drive device;
The driving device includes:
An inverter for switching the DC power from the power storage device to AC power to drive the load device;
A capacitor connected to the DC side terminal of the inverter;
A second control device capable of transmitting and receiving signals to and from the first control device, and controlling the switching element based on a command from the first control device;
A discharge circuit for performing a discharge operation for consuming residual charge of the capacitor in the driving device based on a command from the second control device;
The first control device is a vehicle that executes an operation check of the discharge circuit at a predetermined timing when the vehicle is not running.

The discharge circuit is configured to switch between conduction and non-conduction while lowering the control terminal voltage of the other switching element in a state where one of the switching elements of the at least one phase bridge circuit of the inverter is made conductive Performing the discharge operation by switching,
The vehicle according to claim 1, wherein the first control device determines that the discharge operation is normal when the current flowing through the bridge circuit is detected while the discharge operation is being performed.

The driving device includes:
A discharge unit coupled in parallel to the capacitor;
The discharge part is
A resistor and a switch connected in series;
The discharge circuit performs the discharge operation by bringing the switch into a conductive state,
The vehicle according to claim 1, wherein the first control device determines that the discharge operation is normal when the current flowing through the resistor is detected while the discharge operation is being performed.

The vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined timing is a timing determined according to an operation instructing a system activation by a user.

The vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined timing is a timing determined according to an operation instructing a user to end the system.

The first control device has a first function for forcibly turning off the switching element with respect to the inverter;
2. The vehicle according to claim 1, wherein the first control device executes operation confirmation of the discharge circuit after performing operation confirmation of the first function at the predetermined timing. 3.

The first control device further includes a second function of causing the second control device to energize the load device to discharge a residual charge of the capacitor,
The vehicle according to claim 6, wherein the first control device performs operation confirmation of the second function subsequent to operation confirmation of the discharge circuit.

When the first control device detects that the voltage of the capacitor decreases while the load device is energized to discharge the residual charge of the capacitor, the operation of the second function is performed. The vehicle according to claim 7, wherein the vehicle is determined to be normal.

The first control device determines that the operation of the first function is normal when detecting that the voltage of the capacitor does not decrease while the switching element is forcibly turned off. The vehicle according to any one of claims 6 to 8.

A vehicle control method capable of generating travel driving force using electric power from a mounted power storage device,
The vehicle is
A load device;
A drive device that converts electric power from the power storage device and drives the load device;
The driving device includes:
An inverter for switching the DC power from the power storage device to AC power to drive the load device;
A capacitor connected to the DC side terminal of the inverter;
A discharge circuit for performing a discharge operation for consuming residual charge of the capacitor in the driving device;
The control method is:
Outputting a command to operate the discharge circuit at a predetermined timing when the vehicle is not running;
And a step of determining whether or not the operation of the discharge circuit is normal while outputting a command to operate the discharge circuit.