JP2020150659A

JP2020150659A - 電力機器の制御装置

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Publication number: JP2020150659A
Application number: JP2019045720A
Authority: JP
Inventors: 洋介長内; Yosuke Osanai; 考弘岡田; Takahiro Okada; 智貴鈴木; Tomotaka Suzuki
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-09-17

Abstract

【課題】スイッチング素子の異常発生後の復帰動作を適正化し、保護回路の作動・停止が頻繁に繰り返されるのを抑制しつつ、電力機器本来の性能を良好に発揮させる。【解決手段】本開示の電力機器の制御装置は、複数のスイッチング素子と、複数のスイッチング素子の異常を検出すると共に異常内容を判別する異常検出回路と、異常検出回路により異常が検出されたスイッチング素子をオフする保護動作を実行する保護回路とを含む電力機器を制御するものであり、異常検出回路により何れかのスイッチング素子の異常が検出された場合、異常検出回路により判別された異常内容に応じて、保護回路による保護動作が停止された後に異常が検出されたスイッチング素子をオフ状態に保持するラッチ時間を変更する。【選択図】図１

Description

本開示は、複数のスイッチング素子を含む電力機器の制御装置に関する。

従来、画像形成装置に電力を供給するためのコンバータとして、トランスと、トランスの一次側を駆動するスイッチング手段と、トランスの二次側で温度を検知する温度検知手段と、トランスの二次側で過電流を検知する過電流検知手段と、トランスの二次側からの信号をスイッチング手段に伝達する伝達手段と、温度検知手段からの出力または過電流検知手段からの出力に応じて伝達手段からスイッチング手段への信号の伝達を停止させることでスイッチング手段のスイッチングを停止させると共に、スイッチングの停止を継続させるラッチ手段とを含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかるコンバータでは、スイッチングを停止させる保護機能の動作／非動作（異常検知）が頻繁に繰り返されてしまうのを抑制し、出力電圧を安定化させることができる。

特開２０１７−２１６８２２号公報

しかしながら、上記従来のコンバータにおいて、過電流や過熱といった異常の検出に応じてスイッチング素子のスイッチングが停止されると、その後、一律にスイッチングの停止が継続されるので、異常が解消されたにも拘わらず当該スイッチング素子のスイッチングが再開されなくなることがある。このため、上記コンバータでは、保護機能の動作／非動作が頻繁に繰り返されてしまうのを抑制し得たとしても、スイッチング素子の異常の検出に伴う性能低下を良好に抑制し得なくなってしまう。

そこで、本開示は、スイッチング素子の異常が繰り返し検出されてしまうのを抑制しつつ、異常の検出に伴う電力機器の性能低下を抑えることを主目的とする。

本開示の電力機器の制御装置は、複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子の異常を検出すると共に異常内容を判別する異常検出回路と、前記異常検出回路により異常が検出された前記スイッチング素子をオフする保護動作を実行する保護回路とを含む電力機器の制御装置において、前記異常検出回路により何れかの前記スイッチング素子の異常が検出された場合、前記異常検出回路により判別された前記異常内容に応じて、前記保護回路による前記保護動作が停止された後に異常が検出された前記スイッチング素子をオフ状態に保持するラッチ時間を変更するものである。

本開示の電力機器の制御装置は、異常検出回路により何れかのスイッチング素子の異常が検出された場合、異常検出回路により判別された異常内容に応じて、保護回路による保護動作が停止された後に異常が検出されたスイッチング素子をオフ状態に保持するラッチ時間を変更する。これにより、異常内容に応じてラッチ時間を適正化して、異常内容に応じた適正なタイミングで電力機器の通常制御を再開することが可能となる。この結果、スイッチング素子の異常が繰り返し検出されてしまうのを抑制しつつ、異常の検出に伴う電力機器の性能低下を抑えることができる。

また、前記異常検出回路は、前記スイッチング素子の異常内容が、過電流、過熱および短絡の何れであるかを判別するものであってもよく、前記制御装置は、前記異常検出回路により判別された異常内容が過電流である場合には、前記ラッチ時間をゼロにし、前記異常内容が過熱である場合には、前記ラッチ時間を所定時間にし、前記異常内容が短絡である場合には、前記ラッチ時間を実質的に無限大にするものであってもよい。

更に、前記制御装置は、前記異常検出回路により前記異常が検出されてから前記ラッチ時間が経過するまで、異常部位に応じた制限下で前記複数のスイッチング素子の少なくとも一部を制御するものであってもよい。これにより、保護回路による保護動作の実行中およびラッチ時間が経過するまでの間における電力機器の性能低下を抑えることが可能となる

本開示の電力機器の制御装置を含む車両の概略構成図である。図１の車両に含まれる電力機器のスイッチング素子の異常検出に関連した構成を示す概略構成図である。図１の車両に含まれる電力機器の何れかのスイッチング素子の異常が検出された際に本開示の電力機器の制御装置により実行される処理を説明するためのフローチャートである。図１の車両に含まれる電力機器の何れかのスイッチング素子の異常が検出された際に本開示の電力機器の制御装置により実行される処理を説明するためのフローチャートである。

次に、図面を参照しながら本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示の電力機器の制御装置であるモータ電子制御装置（以下、「ＭＧＥＣＵ」という。）５０を含む車両１の概略構成図である。同図に示す車両１は、ＭＧＥＣＵ５０に加えて、エンジン２と、主に発電機として作動するモータジェネレータＭＧ１と、主に走行用の動力や回生制動力を出力するモータジェネレータＭＧ２と、シングルピニオン式のプラネタリギヤ３と、蓄電装置（バッテリ）４と、システムメインリレーＳＭＲを介して蓄電装置４に接続されると共にモータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を駆動する電力機器である電力制御装置（以下、「ＰＣＵ」という。）５とを含むハイブリッド車両である。

エンジン２は、炭化水素系の燃料と空気との混合気の爆発燃焼により動力を発生する内燃機関であり、図示しないエンジン電子制御装置により制御される。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、何れも同期発電電動機（三相交流電動機）である。プラネタリギヤ３は、モータジェネレータＭＧ１（ロータ）に連結されるサンギヤと、出力軸に接続されると共にモータジェネレータＭＧ２（ロータ）に連結されるリングギヤと、複数のピニオンギヤを回転自在に支持すると共にエンジン２のクランクシャフトに連結されるプラネタリキャリヤとを含む。出力軸は、デファレンシャルギヤＤＦやドライブシャフトＤＳを介して左右の駆動輪ＤＷに連結される。蓄電装置４は、例えばリチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池等である。

ＰＣＵ５は、モータジェネレータＭＧ１を駆動する第１インバータ５１と、モータジェネレータＭＧ２を駆動する第２インバータ５２と、昇降圧コンバータ５３とを含み、ＭＧＥＣＵ５０により制御される。第１インバータ５１は、スイッチング素子としての６つのトランジスタ（例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ））Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５およびＴｒ６と、各トランジスタＴｒ１−Ｔｒ６に逆方向に並列接続された６つのダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５およびＤ６とをそれぞれ含む。６つのトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６は、高圧電力ラインＨＰＬと負極側電力ラインＮＬとに対してソース側とシンク側とになるよう２個ずつ対をなす。また、対となる２つのトランジスタ同士の接続点の各々には、電動機ＭＧの三相コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々が電気的に接続される。

第２インバータ５２は、スイッチング素子としての６つのトランジスタ（例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）Ｔｒａ，Ｔｒｂ，Ｔｒｃ，Ｔｒｄ，ＴｒｅおよびＴｒｆと、各トランジスタＴｒａ−Ｔｒｆに逆方向に並列接続されたｆつのダイオードＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，ＤｅおよびＤｆとをそれぞれ含む。６つのトランジスタＴｒａ−Ｔｒｆも、高圧電力ラインＨＰＬと負極側電力ラインＮＬとに対してソース側とシンク側とになるよう２個ずつ対をなす。また、対となる２つのトランジスタ同士の接続点の各々には、電動機ＭＧの三相コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々が電気的に接続される。

昇降圧コンバータ５３は、２つのトランジスタ（例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）Ｔｒｘ，Ｔｒｙと、各トランジスタＴｒｘ，Ｔｒｙに対して逆方向に並列接続された２つのダイオードＤｘ，Ｄｙと、リアクトルＬとを含み、蓄電装置４からの電力を昇圧すると共にモータジェネレータＭＧ２等からの電力を降圧することができるものである。リアクトルＬの一端は、正極側電力ラインＰＬに電気的に接続され、リアクトルＬの他端には、一方のトランジスタ（上アーム）Ｔｒｘのエミッタと他方のトランジスタ（下アーム）Ｔｒｙのコレクタとが電気的に接続される。また、上記一方のトランジスタＴｒｘのコレクタは、上記高圧電力ラインＨＰＬに電気的に接続され、上記他方のトランジスタＴｒｙのエミッタは、負極側電力ラインＮＬに電気的に接続される。

更に、ＰＣＵ５は、フィルタコンデンサ５４および平滑コンデンサ５５を含む。フィルタコンデンサ５４の正極端子は、上記リアクトルＬの一端（正極側電力ラインＰＬ）に電気的に接続され、フィルタコンデンサ５４の負極端子は、負極側電力ＮＬに電気的に接続される。これにより、昇降圧コンバータ５３の蓄電装置４側の電圧（昇降圧コンバータ５３に印加される電圧）は、フィルタコンデンサ５４により平滑化され、フィルタコンデンサ５４の端子間電圧（昇圧前電圧）ＶＬは、図示しない電圧センサにより検出される。平滑コンデンサ５５の正極端子は、昇降圧コンバータ５３の一方のトランジスタ（上アーム）Ｔｒｘのコレクタ（高圧電力ラインＨＰＬ）に電気的に接続され、平滑コンデンサ５５の負極端子は、負極側電力ラインＮＬや昇降圧コンバータ５３の他方のトランジスタ（下アーム）Ｔｒｙのエミッタに電気的に接続される。これにより、昇降圧コンバータ５３により昇圧された電圧は、平滑コンデンサ５５により平滑化され、平滑コンデンサ５５の端子間電圧（昇圧後電圧）ＶＨは、図示しない電圧センサにより検出される。

また、ＰＣＵ５は、複数の駆動回路５６、複数の異常検出回路５７および複数の保護回路５８を含む。すなわち、第１および第２インバータ５１，５２並びに昇降圧コンバータ５３の各トランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，Ｔｒｘ，Ｔｒｙには、駆動回路５６、異常検出回路５７および保護回路５８がそれぞれ１つずつ設けられる。各駆動回路５６は、磁気カプラ、フォトカプラといった絶縁素子５９ａを介してＭＧＥＣＵ５０からのゲート信号を入力し、対応するトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，Ｔｒｘ，Ｔｒｙをオン／オフ制御する。

各異常検出回路５７は、対応するトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，Ｔｒｘ，Ｔｒｙに関する異常、すなわち過電流、過熱および短絡といった素子異常や、対応する駆動回路５６における電圧低下や誤駆動等の回路異常を検知する。各異常検出回路５７は、対応するトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，Ｔｒｘ，Ｔｒｙに関する異常を検知すると、絶縁素子５９ｂを介してＭＧＥＣＵ５０に異常信号を送信すると共に、当該異常検出回路５７に対応した保護回路５８に異常信号を送信する。以下、対応する異常検出回路５７により異常が検出されたトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，Ｔｒｘ，Ｔｒｙの何れかを適宜「異常トランジスタ」という。また、各異常検出回路５７は、対応するトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，Ｔｒｘ，Ｔｒｙの異常内容（過電流、加熱および短絡の何れか）を判別し、判別した異常内容を示す異常内容信号を絶縁素子５９ｃを介してＭＧＥＣＵ５０に送信する。

各保護回路５８は、対応する異常検出回路５７からの異常信号を受信すると、対応するトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，Ｔｒｘ，Ｔｒｙを比較的ゆっくりと（例えば数μＳｅｃで）オフさせると共に、ＭＧＥＣＵ５０からのゲート信号に拘わらず当該トランジスタＴｒ１等をオフ状態に保持する保護動作を実行する。保護回路５８による保護動作によって対応するトランジスタＴｒ１等が完全にオフされると、異常検出回路５７は、異常信号の出力を停止させ、保護回路５８は、異常検出回路５７からの異常信号の出力が停止されるのに応じて保護動作を停止させる。

ＭＧＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータを含み、車両全体を制御する図示しないハイブリッド電子制御ユニットからの指令信号や、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のロータの回転位置を検出する図示しないレゾルバの検出値、昇降圧コンバータ５３の図示しない電流センサおよび電圧センサの検出値、図示しない電流センサにより検出されるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流等を入力する。ＭＧＥＣＵ５０は、これらの入力信号に基づいて、第１および第２インバータ５１，５２並びに昇降圧コンバータ５３のトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，Ｔｒｘ，Ｔｒｙへのゲート信号を生成し、これらをスイッチング制御する。更に、ＭＧＥＣＵ５０は、車両１がシステム起動されている間、複数の異常検出回路５７による異常信号の出力の有無を監視しており、何れかの異常検出回路５７によりトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，Ｔｒｘ，Ｔｒｙの何れかの異常が検出されると、以下に説明するような処理を実行する。

図３および図４は、車両１に含まれるＰＣＵ５のトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，ＴｒｘおよびＴｒｙの何れかの異常が検出された際にＭＧＥＣＵ５０により実行される処理を説明するためのフローチャートである。

図３に示すように、車両１がシステム起動されている間、ＭＧＥＣＵ５０は、所定時間おきにＰＣＵ５の何れかの異常検出回路５７からの異常信号を受信した否かを判定する判定処理を実行する（ステップＳ１００）。ステップＳ１００の判定処理によりすべての異常検出回路５７から異常信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、ＭＧＥＣＵ５０は、その時点で図３のルーチンを終了させ、次の実行タイミングが到来すると、再度ステップＳ１００以降の処理を実行する。また、ステップＳ１００の判定処理により何れかの異常検出回路５７から異常信号を受信したと判定した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ＭＧＥＣＵ５０は、当該異常検出回路５７から送信される異常内容信号に基づいてトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，Ｔｒｘ，Ｔｒｙの何れかで発生した異常の内容を取得（判別）する（ステップＳ１２０）。

ステップＳ１２０の処理の後、ＭＧＥＣＵ５０は、取得した異常内容が「短絡」であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０にて異常内容が短絡であると判定した場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、ＭＧＥＣＵ５０は、昇降圧コンバータ５３での短絡が検出されたか否かを判定し（ステップＳ１４０）、昇降圧コンバータ５３での短絡が検出されたと判定した場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、トランジスタ（下アーム）Ｔｒｙの短絡が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１５０）。

ステップＳ１５０にて、昇降圧コンバータ５３のトランジスタ（下アーム）Ｔｒｙの短絡が検出されたと判定した場合（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、ＭＧＥＣＵ５０は、当該トランジスタ（下アーム）Ｔｒｙと対向するトランジスタ（上アーム）Ｔｒｘの使用、すなわち昇降圧コンバータ５３の作動（昇圧および降圧）を禁止し（ステップＳ１６０）、昇降圧コンバータ５３の作動すなわち蓄電装置４の使用禁止という制限下で第１および第２インバータ５１，５２のトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆを制御する（ステップＳ１７０）。この場合、車両１は、エンジン２からの動力のすべてを用いて発電するモータジェネレータＭＧ１からの電力により駆動されるモータジェネレータＭＧ２からの動力により走行することになる。更に、ＭＧＥＣＵ５０は、車両１がシステム停止されたか（ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦされたか）否かを判定し（ステップＳ１８０）、ステップＳ１８０にて車両１がシステム停止されたと判定するまで、ステップＳ１７０の処理を継続して実行する。

また、ステップＳ１５０にて、昇降圧コンバータ５３のトランジスタ（上アーム）Ｔｒｘの短絡が検出されたと判定した場合（ステップＳ１５０：ＮＯ）、ＭＧＥＣＵ５０は、当該トランジスタ（上アーム）Ｔｒｘと対向するトランジスタ（下アーム）Ｔｒｙの使用、すなわち昇降圧コンバータ５３による昇圧を禁止し（ステップＳ１６２）、ステップＳ１８０にて車両１がシステム停止されたと判定するまで、昇降圧コンバータ５３による昇圧の禁止という制限下で第１および第２インバータ５１，５２のトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆを制御する（ステップＳ１７０）。この場合、蓄電装置４の使用は許容され、モータジェネレータＭＧ２等による回生制動力の出力（回生電力による蓄電装置４の充電）も許容される。

更に、ステップＳ１４０にて昇降圧コンバータ５３ではなく第１または第２インバータ５１，５２での短絡が検出されたと判定した場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、ＭＧＥＣＵ５０は、異常トランジスタと対向するトランジスタの使用を禁止すると共に、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２から出力可能な上下限トルクのそれぞれを予め定められた範囲内に制限し（ステップＳ１６４）、ステップＳ１８０にて車両１がシステム停止されたと判定するまで、設定した上下限トルクの範囲内で異常トランジスタを含む第１および第２インバータ５１，５２の一方の異常トランジスタを含むレグを除いた４つのトランジスタと、正常な他方の６つのトランジスタとを制御する（ステップＳ１７０）。この場合、昇降圧コンバータ５３による昇圧および降圧は許容され、モータジェネレータＭＧ２等により回生された電力で蓄電装置４を充電することも可能となる。

上述のようなステップＳ１４０−Ｓ１８０の処理が実行される結果、ＰＣＵ５のトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，ＴｒｘおよびＴｒｙの何れかで短絡が検出された場合、異常トランジスタは、保護回路５８による保護動作が停止された後も、ＰＣＵ５の修理等が完了するまで無期限に実質的なオフ状態に保持されることになる。すなわち、車両１では、何れかの異常検出回路５７によりトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，ＴｒｘおよびＴｒｙの何れかの短絡が検出されると、その時点からＰＣＵ５に対する退避走行用制御が開始されることになる。

一方、ステップＳ１３０にて異常内容が短絡ではないと判定した場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、ＭＧＥＣＵ５０は、ステップＳ１２０にて取得した異常内容が「過電流」であるか、「過熱」であるかを判定する（ステップＳ１９０）。ステップＳ１９０にて異常内容が過電流であると判定した場合、ＭＧＥＣＵ５０は、保護回路５８による保護動作が停止された後に異常トランジスタをオフ状態に保持するラッチ時間ｔｌにゼロを設定する（ステップＳ２００）。これに対して、ステップＳ１９０にて異常内容が過熱であると判定した場合、ＭＧＥＣＵ５０は、ラッチ時間ｔｌに実験・解析を経て予め定められた時間ｔｏｈを設定する（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２００またはＳ２０２の処理の後、ＭＧＥＣＵ５０は、昇降圧コンバータ５３で異常が検出されたか否かを判定し（ステップＳ２１０）、昇降圧コンバータ５３で異常が検出されたと判定した場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、トランジスタ（下アーム）Ｔｒｙの異常が検出されたか否かを判定する（ステップＳ２２０）。ステップＳ２２０にて、昇降圧コンバータ５３のトランジスタ（下アーム）Ｔｒｙの異常が検出されたと判定した場合（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、ＭＧＥＣＵ５０は、当該トランジスタ（下アーム）Ｔｒｙの使用すなわち昇降圧コンバータ５３の昇圧を禁止し（ステップＳ２３０）、昇降圧コンバータ５３による昇圧の禁止という制限下でトランジスタ（上アーム）Ｔｒｘや第１および第２インバータ５１，５２のトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆを制御する応急制御を実行する（ステップＳ２４０）。この場合、昇降圧コンバータ５３の降圧性能は、通常時と同様に確保される。

更に、ＭＧＥＣＵ５０は、異常トランジスタに対応した保護回路５８による保護動作が停止されたか否かを判定し（ステップＳ２５０）、保護回路５８による保護動作が停止されていないと判定した場合（ステップＳ２５０：ＮＯ）、ステップＳ２４０の処理を継続して実行する。また、ステップＳ２５０にて保護回路５８による保護動作が停止されたと判定した場合（ステップＳ２５０：ＹＥＳ）、ＭＧＥＣＵ５０は、ステップＳ２００にて設定したラッチ時間ｔｌが経過したか否かを判定し（ステップＳ２６０）、ラッチ時間ｔｌが経過していないと判定した場合（ステップＳ２６０：ＮＯ）、ステップＳ２４０の処理を継続して実行する。そして、ステップＳ２６０にてラッチ時間ｔｌが経過したと判定すると（ステップＳ２６０：ＹＥＳ）、ＭＧＥＣＵ５０は、ステップＳ２３０にて設定した制限を解除すると共に通常制御への復帰を許可し（ステップＳ２７０）、図３および図４に示すルーチンを終了させてＰＣＵ５の通常制御を再開する。

また、ステップＳ２２０にて、昇降圧コンバータ５３のトランジスタ（上アーム）Ｔｒｘの異常が検出されたと判定した場合（ステップＳ２２０：ＮＯ）、ＭＧＥＣＵ５０は、当該トランジスタ（上アーム）Ｔｒｘの使用すなわち昇降圧コンバータ５３による降圧を禁止し（ステップＳ２３２）、ステップＳ２５０にて保護回路５８による保護動作が停止されたと判定し、かつステップＳ２６０にてラッチ時間ｔｌが経過したと判定するまで、昇降圧コンバータ５３による降圧の禁止という制限下でトランジスタ（下アーム）Ｔｒｙや第１および第２インバータ５１，５２のトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆを制御する応急制御を実行する（ステップＳ２４０）。この場合、蓄電装置４の使用は許容されるが、モータジェネレータＭＧ２等によって回生された電力による蓄電装置４の充電は禁止される。ＭＧＥＣＵ５０は、ステップＳ２６０にてラッチ時間ｔｌが経過したと判定すると（ステップＳ２６０：ＹＥＳ）、ステップＳ２３２にて設定した制限を解除すると共に通常制御への復帰を許可し（ステップＳ２７０）、図３および図４に示すルーチンを終了させてＰＣＵ５の通常制御を再開する。

更に、ステップＳ２１０にて昇降圧コンバータ５３ではなく第１または第２インバータ５１，５２での異常が検出されたと判定した場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、ＭＧＥＣＵ５０は、異常トランジスタの使用を禁止すると共に、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２から出力可能な上下限トルクのそれぞれを予め定められた範囲内に制限し（ステップＳ２３４）、ステップＳ２５０にて保護回路５８による保護動作が停止されたと判定し、かつステップＳ２６０にてラッチ時間ｔｌが経過したと判定するまで、設定した上下限トルクの範囲内で、昇降圧コンバータ５３のトランジスタＴｒｘ，Ｔｒｙと、異常トランジスタを含む第１および第２インバータ５１，５２の一方の当該異常トランジスタを除く５つのトランジスタと、正常な他方の６つのトランジスタとを制御する応急制御を実行する（ステップＳ２４０）。この場合、昇降圧コンバータ５３による昇圧および降圧は許容され、モータジェネレータＭＧ２等により回生された電力で蓄電装置４を充電することも可能となる。ＭＧＥＣＵ５０は、ステップＳ２６０にてラッチ時間ｔｌが経過したと判定すると（ステップＳ２６０：ＹＥＳ）、ステップＳ２３４にて設定した制限を解除すると共に通常制御への復帰を許可し（ステップＳ２７０）、図３および図４に示すルーチンを終了させてＰＣＵ５の通常制御を再開する。

上述のようなステップＳ１９０−Ｓ２７０の処理が実行される結果、ＰＣＵ５のトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，ＴｒｘおよびＴｒｙの何れかで過電流が検出された場合、保護回路５８による保護動作が停止された時点で（ステップＳ２５０，Ｓ２６０：ＹＥＳ）、ＰＣＵ５の通常制御が再開される。すなわち、トランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，ＴｒｘおよびＴｒｙの何れかで過電流が検出された際には、保護回路５８による保護動作が停止された時点で、当該過電流が解消されたとみなすことができる。従って、当該保護動作の停止に応じてＰＣＵ５の通常制御を再開させることで、過電流が繰り返し検出されてしまうのを抑制しつつ、異常の検出に伴うＰＣＵ５の性能低下を抑えることができる。また、ＰＣＵ５のトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，ＴｒｘおよびＴｒｙの何れかで過熱が検出された場合、保護回路５８による保護動作が停止された後、ステップＳ２０２にて設定されたラッチ時間ｔｌが経過した時点（ステップＳ２６０：ＹＥＳ）で、ＰＣＵ５の通常制御が再開される。これにより、応急制御によりＰＣＵ５の性能をある程度確保しつつ、過熱が解消された状態で通常制御を再開させ、過熱が繰り返し検出されてしまうのを抑制することが可能となる。

以上説明したように、ＰＣＵ５を制御するＭＧＥＣＵ５０は、何れかの異常検出回路５７によりＰＣＵ５のトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，ＴｒｘおよびＴｒｙの何れかの異常が検出された場合、当該異常検出回路５７により判別された異常内容に応じて、保護回路５８による保護動作が停止された後に異常トランジスタをオフ状態に保持するラッチ時間ｔｌを変更する。すなわち、ＭＧＥＣＵ５０は、異常検出回路５７により判別された異常内容が過電流である場合には、ラッチ時間ｔｌをゼロにし（ステップＳ２００）、異常内容が過熱である場合には、ラッチ時間ｔｌを時間（所定時間）ｔｏｈにし（ステップＳ２０２）、異常内容が短絡である場合には、ラッチ時間を実質的に無限大にする（ステップＳ１４０−Ｓ１８０）。これにより、異常内容に応じてラッチ時間を適正化して、異常内容に応じた適正なタイミングでＰＣＵ５の通常制御を再開することが可能となる。この結果、トランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，ＴｒｘおよびＴｒｙの何れかの異常が繰り返し検出されてしまうのを抑制しつつ、異常の検出に伴うＰＣＵ５の性能低下を抑えることができる。

更に、ＭＧＥＣＵ５０は、何れかの異常検出回路５７により過電流または過熱が検出されてからラッチ時間ｔｈが経過するまで、異常部位（トランジスタＴｒｘ，Ｔｒｙ、第１または第２インバータ５１，５２）に応じた制限下でトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，ＴｒｘおよびＴｒｙの少なくとも一部を制御する（ステップＳ２４０）。これにより、保護回路５８による保護動作の実行中およびラッチ時間ｔｌ（ゼロを含む）が経過するまでの間におけるＰＣＵ５の性能低下を良好に抑えることが可能となる。

なお、図４のステップＳ２０２では、ラッチ時間ｔｌが例えば外気温度等に応じて変化するように設定されてもよい。また、異常検出回路５７および保護回路５８は、必ずしもトランジスタＴｒ１−Ｔｒ６，Ｔｒａ−Ｔｒｆ，ＴｒｘおよびＴｒｙの各々に対して１つずつ設けられる必要はない。すなわち、１つの異常検出回路５７により複数のトランジスタの異常検出や異常内容の判別が実行されてもよく、１つの保護回路５８により複数のトランジスタに対する保護動作が実行されてもよい。更に、本開示の電力機器の制御装置を含む車両は、１モータ式のハイブリッド車両であってもよく、シリーズ式のハイブリッド車両であってもよく、プラグイン式のハイブリッド車両であってもよく、電気自動車であってもよい。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記発明を実施するための形態は、あくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、電力機器の制御装置の製造産業等において利用可能である。

１車両、２エンジン、３プラネタリギヤ、４蓄電装置、５電力制御装置（ＰＣＵ）、５１第１インバータ、５２第２インバータ、５３昇降圧コンバータ、５４フィルタコンデンサ、５５平滑コンデンサ、５６駆動回路、５７異常検出回路、５８保護回路、５９ａ，５９ｂ，５９ｃ絶縁素子、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅ，Ｄｆ，Ｄｘ，Ｄｙダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２モータジェネレータ、Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６，Ｔｒａ，Ｔｒｂ，Ｔｒｃ，Ｔｒｄ，Ｔｒｅ，Ｔｒｆ，Ｔｒｘ，Ｔｒｙトランジスタ。

Claims

複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子の異常を検出すると共に異常内容を判別する異常検出回路と、前記異常検出回路により異常が検出された前記スイッチング素子をオフする保護動作を実行する保護回路とを含む電力機器の制御装置において、
前記異常検出回路により何れかの前記スイッチング素子の異常が検出された場合、前記異常検出回路により判別された前記異常内容に応じて、前記保護回路による前記保護動作が停止された後に異常が検出された前記スイッチング素子をオフ状態に保持するラッチ時間を変更する電力機器の制御装置。