JP5418393B2 - 車両の駆動装置およびそれを備える車両 - Google Patents

Description

この発明は、車両の駆動装置およびそれを備える車両に関し、特に、車両の電気負荷の漏電検出時の制御に関する。

環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。

このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。

特開２００３−１１６２８０号公報（特許文献１）は、バッテリを昇圧する昇圧回路と三相交流モータを制御するインバータとを備えた車両を開示する。

特開２００３−１１６２８０号公報 特開２００５−１２８５８号公報 特開２００５−５７９１８号公報

このようなハイブリッド自動車および電気自動車は、車輪を駆動するための電気系統を搭載しており、この電気系統において漏電が発生したか否かを検出することが考えられている。

この電気系統は高圧バッテリや昇圧回路の出力など１００Ｖ以上の高圧電圧系統を含む。高圧電圧系統から漏電が発生すると、漏電電流によりシャーシグラウンドの電位が変動する。このシャーシグラウンドの電位の変動によって、例えばＤＣ／ＤＣコンバータが誤作動により停止するおそれがある。

この発明の目的は、漏電発生時に漏電電流を低減させることができる車両の駆動装置およびそれを備える車両を提供することである。

この発明は、要約すると、車両の駆動装置であって、正極母線と負極母線との間に接続され、スイッチング動作によりモータを駆動するインバータと、インバータまたはモータの漏電を検出する漏電検出装置と、インバータを制御する制御装置とを備える。制御装置は、漏電検出装置により漏電が検出された場合には、漏電検出装置により漏電が検出されていない場合に比べて、インバータのキャリア周波数を低くしてインバータを制御する。

好ましくは、車両は、蓄電装置と、蓄電装置の電圧を変換して正極母線と負極母線との間に出力する電圧コンバータとを含む。制御装置は、漏電検出装置により漏電が検出された場合には、電圧コンバータによる電圧変換動作を中止させ、電圧コンバータに蓄電装置の電圧をそのまま正極母線と負極母線との間に出力させる。

より好ましくは、車両は、補機負荷に電力を供給するための補機バッテリと、蓄電装置の電圧を変換して補機バッテリおよび補機負荷に供給するＤＣ／ＤＣコンバータとをさらに含む。制御装置は、漏電検出装置に漏電が検出されている漏電期間を計測し、漏電期間が第１しきい値を超えた場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止させる。

さらに好ましくは、制御装置は、漏電検出装置に漏電が検出されている漏電期間を計測し、漏電期間が第１しきい値よりも大きい第２しきい値を超えた場合には、漏電故障を示す診断情報を記録する。

この発明は、他の局面では、上記いずれかに記載の車両の駆動装置を備えた車両である。

本発明によれば、漏電電流が低減するのでＤＣ／ＤＣコンバータなどの車載機器の誤動作を防止することができる。

本実施の形態による車両の構成を示す回路図である。 図１のＤＣ／ＤＣコンバータ１３の構成の一例を示したブロック図である。 図１の制御装置３０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。 モータに地絡故障が発生したときのキャリア周波数および昇圧電圧ＶＨを変化させた場合の漏電電流の実測値の変化を示した図である。 図２のＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１３６の制御を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態の動作の一例を説明するための図である。 本実施の形態の動作の他の一例を説明するための図である。

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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、本実施の形態による車両の構成を示す回路図である。
図１を参照して、車両１００は、共に直流電源の一種である高圧バッテリＢ１および補機バッテリＢ２と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、電圧センサー１０，１６と、電圧コンバータ１１と、正極母線ＰＬと、負極母線ＮＬと、コンデンサ１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と、エアコン１４と、電流センサー１７，２４と、インバータ２０と、制御装置３０と、漏電検出器７０とを備える。

電圧コンバータ１１は、リアクトルＬ１と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１は、その一方端が高圧バッテリＢ１の正極に接続され、他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタとＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタの接続ノードに接続される。

ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２は、正極母線ＰＬと負極母線ＮＬとの間に直列に接続される。ＩＧＢＴ素子Ｑ１は、コレクタが正極母線ＰＬに接続され、エミッタがＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ＩＧＢＴ素子Ｑ２は、エミッタが負極母線ＮＬに接続される。

また、各ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続されている。

インバータ２０は、Ｕ相アーム２１と、Ｖ相アーム２２と、Ｗ相アーム２３とを含む。Ｕ相アーム２１、Ｖ相アーム２２、およびＷ相アーム２３は、正極母線ＰＬと負極母線ＮＬとの間に並列に設けられる。

Ｕ相アーム２１は、正極母線ＰＬと負極母線ＮＬとの間に直列に接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４を含む。Ｖ相アーム２２は、正極母線ＰＬと負極母線ＮＬとの間に直列に接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６を含む。Ｗ相アーム２３は、正極母線ＰＬと負極母線ＮＬとの間に直列に接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８を含む。また、各ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。

交流モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相コイルを含む。Ｕ，Ｖ，Ｗ相アームの中間点は、それぞれ、交流モータＭ１のＵ，Ｖ，Ｗ相コイルの一方端に接続されている。Ｕ相コイルの他端はＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の中間点に接続される。Ｖ相コイルの他端はＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の中間点に接続される。Ｗ相コイルの他端はＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の中間点に接続される。Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの各他方端は中性点に共通接続される。

漏電検出器７０は、カップリングコンデンサ１５と、発振回路４０と、抵抗５０と、インピーダンス判定回路６０とを含む。カップリングコンデンサ１５は、高圧バッテリＢ１のマイナス側（すなわち、負極母線ＮＬ）とノードＮ１との間に接続される。抵抗５０は、ノードＮ１と発振回路４０との間に接続される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と電圧コンバータ１１との間のノードＮ２，Ｎ３に並列に接続される。補機バッテリＢ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に接続される。補機バッテリＢ２の負極はシャーシグラウンドＧＮＤに結合されている。なお、補機バッテリＢ２は、図示しない補機負荷にも電力を供給している。補機バッテリＢ２は、鉛蓄電池等の二次電池または電気二重層コンデンサ等の蓄電素子を含んで構成することができる。

高圧バッテリＢ１は、ニッケル水素あるいはリチウムイオン等の二次電池または電気二重層コンデンサ等の蓄電素子を含んで構成することができる。そして、高圧バッテリＢ１は、直流電圧ＶＢをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して電圧コンバータ１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給する。

システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによってオン／オフされる。より具体的には、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からのＨ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥによりオンされ、制御装置３０からのＬ（論理ロー）レベルの信号ＳＥによりオフされる。

電圧センサー１０は、高圧バッテリＢ１から出力される直流電圧ＶＢを検出し、直流電圧ＶＢの検出値を制御装置３０へ出力する。

電流センサー１７は、高圧バッテリＢ１に入出力する直流電流ＢＣＲＴを検出し、直流電流ＢＣＲＴの検出値を制御装置３０へ出力する。

電圧コンバータ１１は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵに基づいて、高圧バッテリＢ１からの直流電圧ＶＨを昇圧してコンデンサ１２に供給する。また、電圧コンバータ１１は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＤまたはＰＷＭＬに基づいて、インバータ２０から供給された直流電圧を降圧して高圧バッテリＢ１またはＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給する。

コンデンサ１２は、電圧コンバータ１１から供給された直流電圧を平滑化してインバータ２０に供給する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、高圧バッテリＢ１または電圧コンバータ１１から受けた直流電圧の電圧レベルを変換して補機バッテリＢ２に供給する。エアコン１４は、高圧バッテリＢ１または電圧コンバータ１１から受ける直流電圧により駆動される。

電圧センサー１６は、コンデンサ１２の両端の電圧ＶＨを検出し、その検出した電圧ＶＨを制御装置３０へ出力する。

インバータ２０は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに基づいて、コンデンサ１２を介して電圧コンバータ１１から供給された直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。また、インバータ２０は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに基づいて、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ１２を介して電圧コンバータ１１へ供給する。

電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、電圧センサー１０からの直流電圧ＶＢ、電圧センサー１６からの電圧ＶＨ、車両１００の外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からのモータ回転数ＭＲＮおよびトルク指令値ＴＲに基づいて、信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを電圧コンバータ１１へ出力する。

さらに、制御装置３０は、電圧センサー１６からの電圧ＶＨ、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴおよび外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲに基づいて、信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣをインバータ２０へ出力する。

発振回路４０は、交流信号Ｅｏを発振し、その発振した交流信号Ｅｏを抵抗５０を介してノードＮ１へ出力する。発振回路４０は、所定周波数の交流信号Ｅｏを出力する。

インピーダンス判定回路６０は、ノードＮ１から交流信号Ｅを受け、その受けた交流信号Ｅの波高値を検出する。

高圧システムからの漏電経路は、抵抗成分２７で示すような直流部からシャーシグラウンドＧＮＤへの漏電経路と、抵抗成分２５およびキャパシタンス成分２６で示すような交流部からシャーシグラウンドＧＮＤへの漏電経路とが考えられる。ここでは、交流部における漏電の有無の判定方法について説明する。

インバータ２０および交流モータＭ１の交流部において漏電が発生した場合、漏電インピーダンスは抵抗成分２５とキャパシタンス成分２６とが並列に接続されたインピーダンスに相当する。そして、交流部において漏電が発生した場合、発振回路４０から出力された交流信号Ｅｏは、抵抗５０、カップリングコンデンサ１５、抵抗成分２５とキャパシタンス成分２６との並列接続によるインピーダンス（漏電インピーダンス）、およびシャーシグラウンドＧＮＤの経路を伝達される。

そうすると、経路の全インピーダンスＺ０は、抵抗５０、カップリングコンデンサ１５の容量および漏電インピーダンスＺを直列に接続したものであるが、ノードＮ１における電圧Ｅは、漏電が発生するか否か、つまり、漏電インピーダンスＺに大きく影響される。

つまり、電圧Ｅは、漏電の発生の有無に伴って波高値（振幅）が変化する。インピーダンス判定回路６０は、電圧Ｅの波高値を漏電波高値ＤＥＬとして出力する。制御装置３０は漏電波高値ＤＥＬがしきい値よりも小さくなった場合には交流部に漏電が発生していると判断する。

また、交流部において漏電が発生していなければ、電圧Ｅは電圧Ｅｏに比べて振幅の低下はあまり生じない。この場合、漏電波高値はしきい値よりも大きくなり、交流部において漏電が発生していないと判定される。

制御装置３０は、車両１００の交流部において漏電が発生したことを示す漏電波高値ＤＥＬを漏電検出器７０から受けると、後述する図３に示すように、昇圧動作を停止させるように電圧コンバータ１１を制御するための信号ＰＷＭＬを生成し、その生成した信号ＰＷＭＬを電圧コンバータ１１へ出力する。すなわち、制御装置３０は、車両１００の交流部において漏電が発生した場合、昇圧動作を停止させるように電圧コンバータ１１を制御する。

具体的には、上アームオン状態に電圧コンバータ１１を制御する。上アームオン状態では、ＩＧＢＴ素子Ｑ２をオフ状態に固定し、ＩＧＢＴ素子Ｑ１をオン状態に固定するように制御される。そうすれば、高圧バッテリＢ１からリアクトルＬ１およびＩＧＢＴ素子Ｑ１を介して電圧ＶＢが略そのままインバータ２０に供給される。なお、ＩＧＢＴ素子Ｑ１をオフ状態にしてもよい。ダイオードＤ１によって高圧バッテリＢ１からインバータ２０へ電流を流すことができる。

図２は、図１のＤＣ／ＤＣコンバータ１３の構成の一例を示したブロック図である。
図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、図１の高圧バッテリＢ１からノードＮ２，Ｎ３の間の直流電圧を受けて平滑化するフィルタ１３１と、フィルタ１３１から与えられる直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣ変換部１３２と、ＤＣ／ＡＣ変換部１３２によって変換された後の交流電圧を一次側コイルに受けて、降圧する降圧トランス１３３とを含む。

フィルタ１３１は、ノードＮ２とノードＮ３との間に直列に接続されたコンデンサ１４２，１４４と、コンデンサ１４２，１４４の接続ノードとシャーシグラウンドとの間に接続された抵抗１４６とを含む。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、さらに、降圧トランス１３３の二次側コイルに誘起される交流電圧を直流に整流する整流回路１３４と、整流回路１３４の出力を平滑化する平滑回路とを含む。平滑回路１３５を介して電圧が補機バッテリＢ２に与えられ、補機バッテリＢ２は充電される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、さらに、過電流および過電圧を検出する過電流・過電圧検出部１３７と、ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１３６とを含む。過電流・過電圧検出部１３７の検出結果はＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１３６に与えられる。ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１３６は、これに応じてＤＣ／ＡＣ変換部１３２の変換動作を停止させたり開始させたりする。

ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１３６は、電源端子の負極がシャーシグラウンドＧＮＤを経由して補機バッテリＢ２の負極に接続され、電源端子の正極は補機バッテリＢ２に接続される。シャーシグラウンドＧＮＤの電位が漏電などで変動すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１３６はリセットされて動作を停止する。

図３は、図１の制御装置３０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。

図１、図３を参照して、制御装置３０は、ステップＳ１において、漏電波高値ＤＥＬをインピーダンス判定回路６０から取得する。続いてステップＳ２において、制御装置は、漏電波高値ＤＥＬがしきい値βよりも小さいか否かを判断する。漏電波高値ＤＥＬは漏電が発生するとしきい値βよりも低下する。

ステップＳ２において、漏電波高値がしきい値βより小さくない場合には、ステップＳ９に処理が進む。ステップＳ９では漏電有フラグＦＬがオフに設定される。そしてステップＳ１０において漏電発生検出時間を計測するタイマーがリセットされる。その後ステップＳ１１において処理はメインルーチンに戻される。

ステップＳ２において、漏電波高値がしきい値βより小さい場合には、ステップＳ３に処理が進む。ステップＳ３では漏電有フラグＦＬがオンに設定される。そしてステップＳ４において漏電発生検出時間を計測するタイマーがインクリメントされる。

ステップＳ５では、制御装置３０は、電圧コンバータ１１による昇圧が禁止されるように制御信号ＰＷＭＵ，ＰＷＭＤ，ＰＷＭＬを出力する。さらに制御装置３０は、インバータ２０のキャリア周波数ｆｃを低下させる。たとえば、キャリア周波数ｆｃは、モータ回転速度に応じて、１０ｋＨｚ、５ｋＨｚ、２．５ｋＨｚから選択されているが、ステップＳ５では最低周波数である２．５ｋＨｚに低下させる。なお、キャリア周波数は、上記の周波数に限定されるものではなく、通常のキャリア周波数に比べて漏電発生時には低いキャリア周波数を使用すれば、以下に説明するように漏電電流を低下させることができる。

図４は、モータに地絡故障が発生したときのキャリア周波数および昇圧電圧ＶＨを変化させた場合の漏電電流の実測値の変化を示した図である。

図４を参照して、インバータのキャリア周波数が５ｋＨｚの時に電圧ＶＨを３５０Ｖから６５０Ｖまで変化させた場合、電圧ＶＨが低いほど漏電電流の実効値（Ａｒｍｓ）は小さい値を示している。また電圧ＶＨが６５０Ｖの時にインバータのキャリア周波数を１０ｋＨｚ、５ｋＨｚ、２．５ｋＨｚに変化させると、キャリア周波数が低いほど漏電電流の実効値（Ａｒｍｓ）は小さい値を示している。したがって、図３のステップＳ５では、電圧コンバータの昇圧動作を停止させて電圧ＶＨを低くすると共に、インバータ２０のキャリア周波数ｆｃを低下させることで漏電電流を下げるようにしている。

再び図３を参照して、ステップＳ５の処理が終了すると、ステップＳ６において漏電有フラグＦＬがオンの期間が期間Ｔ１継続したか否かが判断される。これにより、一時的なノイズ成分による電圧変動か否かを検出する。ステップＳ６においてフラグＦＬオン期間がまだ期間Ｔ１継続していない場合には、ステップＳ１１において制御はメインルーチンに移される。ステップＳ６においてフラグＦＬオン期間が期間Ｔ１継続した場合には、ステップＳ７に処理が進む。

ステップＳ７では、ノイズではなく高圧電圧系のシャーシグラウンドへの絶縁抵抗が低下したと判定される。この判定に基づいて、後に説明する図４においてＤＣ／ＤＣコンバータの動作停止制御が行なわれる。そしてステップＳ８において、漏電有フラグＦＬがオンの期間が期間Ｔ２継続したか否かが判断される。なおＴ２＞Ｔ１とする。

ステップＳ８において漏電有フラグＦＬがオンの期間がまだ期間Ｔ２継続していなければ、ステップＳ１１において制御はメインルーチンに移される。

ステップＳ８において、漏電有フラグＦＬがオンの期間が期間Ｔ２継続したことが確認された場合には、ステップＳ１２に処理が進み漏電故障と判定する診断が確定され記憶されたのち、ステップＳ１３において処理が終了する。

図５は、図２のＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１３６の制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。

図２、図５を参照して、まず処理が開始されるとステップＳ５０において、過電流異常の検出が有るか否かが判断される。さらにステップＳ５１において過電圧異常の検出があるか否かが判断される。ステップＳ５０、Ｓ５１の異常検出は、過電流・過電圧検出部１３７の出力に基づいて判断される。さらにステップＳ５２においてその他の異常検出の有無が判断される。ステップＳ５０〜Ｓ５２においていずれかに異常が検出されていた場合にはステップＳ５５に処理が進み、いずれも異常が検出されていなかった場合にはステップＳ５３に処理が進む。

ステップＳ５３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の作動が継続されるか、またはＤＣ／ＤＣコンバータ１３が停止していた場合にはＤＣ／ＡＣ変換部１３２の動作復帰が行なわれ、動作が再開される。ステップＳ５３の処理が終了すると、ステップＳ５４において制御はメインルーチンに戻される。

ステップＳ５５では、絶縁抵抗の低下（グラウンドの変動）が検出されたか否かが判断される。この判断は、図３のステップＳ７における判定に基づいて判断される。したがって、漏電有フラグＦＬがオンである状態継続した期間が期間Ｔ１未満であればステップＳ９でフラグＦＬがリセットされるので、ステップＳ７の絶縁抵抗の低下したという判定は行なわれない。フラグＦＬがオンである状態が期間Ｔ１以上継続した場合にステップＳ５５において絶縁抵抗の低下有りと判断されステップＳ５６に処理が進む。

ステップＳ５６では、図１のインバータ２０のキャリア周波数の変更が実行されるとともに、電圧コンバータ１１の昇圧が停止され電圧ＶＨを低下させる。そして再びステップＳ５０の判断が実行される。

一方ステップＳ５５において絶縁抵抗の低下が検出されなかった場合には、ステップＳ５７に処理が進みＤＣ／ＤＣコンバータ１３が停止される。このとき、ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１３６は、ＤＣ／ＡＣ変換部１３２の動作を停止させる。

図６は、本実施の形態の動作の一例を説明するための図である。
図７は、本実施の形態の動作の他の一例を説明するための図である。

図６を参照して、時刻ｔ０までは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は作動中であり、かつ制御装置３０は、通常動作の指令を出力している。このとき時刻ｔ０において実際の漏電が発生したとする。すると時刻ｔ０〜ｔ１の間はＤＣ／ＤＣコンバータ１３は動作を停止する。

時刻ｔ１において漏電検出器７０からの波高値がしきい値より小さくなり漏電検出有りという判定を制御装置３０が行なう。すると、制御装置３０は、図３のステップＳ３で漏電有フラグＦＬをオン状態に設定し、ステップＳ４でタイマーのインクリメントを開始しステップＳ５で電圧コンバータ１１による昇圧の禁止とインバータ２０のキャリア周波数の低下が実行されるように制御を行なう。

すると、図４で説明したようにキャリア周波数が低下したことに伴い漏電電流が減少する。これに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は動作を再開し時刻ｔ１以降再び動作中となる。

時刻ｔ１よりも期間Ｔ１より小さい期間Ｔが経過した時刻ｔ２において、制御装置３０は、再び漏電検出器７０からの波高値に基づいて漏電の有無の判定を行なう。時刻ｔ２では、漏電検出器７０からの波高値がしきい値より大きくなり漏電検出無しという判定を制御装置３０が行なう。その結果、ステップＳ９でフラグＦＬがリセットされ、ステップＳ１０でタイマーもリセットされる。また、制御装置３０は昇圧電圧指令値を元に戻すと共にインバータキャリア周波数も元に戻した通常動作が行なわれるように指令を出力する。

なお、時刻ｔ２において漏電がまだ検出されていた場合には、時刻ｔ１〜ｔ２のサイクルをｎ回繰返し、ｎ回漏電が繰返して検出されるか否かを確認する。漏電がｎ回連続して検出される場合には、電圧コンバータ１１における昇圧が禁止され、インバータ２０のキャリア周波数が通常よりも低下された状態に制御が固定される。

このようなケースでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は一瞬動作停止するが、直ぐに運転が継続される。

一方、図７に示したケースは、制御装置３０が２段階に制御を行なう例である。
図７を参照して、時刻ｔ１０までは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は作動中であり、かつ制御装置３０は、通常動作の指令を出力している。このとき時刻ｔ１０において実際の漏電が発生したとする。すると時刻ｔ１０〜ｔ１２の間はＤＣ／ＤＣコンバータ１３は動作を停止する。

時刻ｔ１１において漏電検出器７０からの波高値がしきい値より小さくなり漏電検出有りという判定を制御装置３０が行なう。すると、制御装置３０は、漏電有フラグＦＬをオン状態に設定し、タイマーのインクリメントを開始し電圧コンバータ１１による昇圧の禁止を第１段階の制御として行なう。

しかし、時刻ｔ１１よりも期間Ｔ１より大きな期間が経過した時刻ｔ１２においても、漏電の再確認の結果漏電有りという判定が行なわれたので、制御装置３０は、昇圧禁止に加えて、インバータ２０のキャリア周波数の低下が実行されるように第２段階の制御を行なう。すると、図４で説明したようにキャリア周波数が低下したことに伴い漏電電流が減少する。これに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は動作を再開し時刻ｔ２以降再び動作中となる。

その後の時刻ｔ１１から期間Ｔ（ただし、図３のＴ１，Ｔ２においてＴ１＜Ｔ＜Ｔ２）が経過したｔ１３で再び漏電の再確認の結果漏電なしという判定が行なわれたので、フラグＦＬがリセットされ、タイマーもリセットされる。また、制御装置３０は昇圧電圧指令値を元に戻すと共にインバータキャリア周波数も元に戻した通常動作が行なわれるように指令を出力する。

なお、時刻ｔ１３において漏電がまだ検出されていた場合には、時刻ｔ１１〜ｔ１３のサイクルをｎ回繰返し、ｎ回漏電が繰返して検出されるか否かを確認する。漏電がｎ回連続して検出される場合には、電圧コンバータ１１における昇圧が禁止され、インバータ２０のキャリア周波数が通常よりも低下された状態に制御が固定される。

最後に、再び図１等を参照して本実施の形態について総括する。本実施の形態の車両の駆動装置は、正極母線ＰＬと負極母線ＮＬとの間に接続され、スイッチング動作によりモータＭ１を駆動するインバータ２０と、インバータ２０またはモータＭ１の漏電を検出する漏電検出器７０と、インバータ２０を制御する制御装置３０とを備える。制御装置３０は、漏電検出器７０により漏電が検出された場合には、漏電検出器７０により漏電が検出されていない場合に比べて、インバータ２０のキャリア周波数を低くしてインバータ２０を制御する。たとえばキャリア周波数が１０ｋＨｚ、５ｋＨｚ、２．５ｋＨｚに切換え可能である場合には、漏電検出時には２．５ｋＨｚの最低周波数がキャリア周波数として選択される。

好ましくは、車両１００は、高圧バッテリＢ１と、高圧バッテリＢ１の電圧を変換して正極母線ＰＬと負極母線ＮＬとの間に出力する電圧コンバータ１１とを含む。図３に示すように、制御装置３０は、漏電検出器７０により漏電が検出された場合には（ステップＳ２でＹＥＳ）、電圧コンバータ１１による電圧変換動作を中止させ（ステップＳ５）、電圧コンバータ１１に高圧バッテリＢ１の電圧をそのまま正極母線ＰＬと負極母線ＮＬとの間に出力させる。

より好ましくは、車両１００は、補機負荷に電力を供給するための補機バッテリＢ２と、高圧バッテリＢ１の電圧を変換して補機バッテリＢ２および補機負荷に供給するＤＣ／ＤＣコンバータとをさらに含む。図３に示すように、制御装置３０は、漏電検出器７０に漏電が検出されている漏電期間を計測し、漏電期間が第１しきい値Ｔ１を超えた場合には（ステップＳ６でＹＥＳ→ステップＳ７でＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の動作を停止させる。

本実施の形態では、制御装置３０が図３のフローチャートのステップＳ６、Ｓ７により絶縁抵抗の低下を判定していたが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の内部のＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１３６でこの判定を行なっても良い。また制御装置３０とＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１３６の両方でこの判定を行なっても良い。なお、本実施の形態では制御装置３０とＤＣ／ＤＣコンバータ１３の内部のＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１３６を分けているが、１つの制御装置にまとめても良い。

さらに好ましくは、図３に示すように、制御装置３０は、漏電検出器７０に漏電が検出されている漏電期間を計測し、漏電期間が第１しきい値Ｔ１よりも大きい第２しきい値Ｔ２を超えた場合には（ステップＳ８でＹＥＳ）、漏電故障を示す診断情報を記録する（ステップＳ１２）。

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、上記した実施の形態の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。

１０，１６ 電圧センサー、１１ 電圧コンバータ、１２，１４２，１４４ コンデンサ、１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１４ エアコン、１５ カップリングコンデンサ、１７，２４ 電流センサー、２０ インバータ、２１，２２，２３ アーム、３０ 制御装置、４０ 発振回路、５０，１４６ 抵抗、６０ インピーダンス判定回路、７０ 漏電検出器、１００ 車両、１３１ フィルタ、１３２ 変換部、１３３ 降圧トランス、１３４ 整流回路、１３５ 平滑回路、１３６ ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路、１３７ 過電圧検出部、Ｂ１ 高圧バッテリ、Ｂ２ 補機バッテリ、ＢＣＲＴ 直流電流、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、Ｍ１ モータ、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３ ノード、ＮＬ，ＰＬ 母線、Ｑ１〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー。

Claims (3)

1. 車両の駆動装置であって、
   正極母線と負極母線との間に接続され、スイッチング動作によりモータを駆動するインバータと、
   前記インバータまたは前記モータの漏電を検出する漏電検出装置と、
   前記インバータを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記漏電検出装置により漏電が検出された場合には、前記漏電検出装置により漏電が検出されていない場合に比べて、前記インバータのキャリア周波数を低くして前記インバータを制御し、
   前記車両は、
   蓄電装置と、
   前記蓄電装置の電圧を変換して前記正極母線と前記負極母線との間に出力する電圧コンバータとを含み、
   前記制御装置は、前記漏電検出装置により漏電が検出された場合には、前記電圧コンバータによる電圧変換動作を中止させ、前記電圧コンバータに前記蓄電装置の電圧をそのまま前記正極母線と前記負極母線との間に出力させ、
   前記車両は、
   補機負荷に電力を供給するための補機バッテリと、
   前記蓄電装置の電圧を変換して前記補機バッテリおよび前記補機負荷に供給するＤＣ／ＤＣコンバータとをさらに含み、
   前記制御装置は、前記漏電検出装置に漏電が検出されている漏電期間を計測し、前記漏電期間が第１しきい値を超えた場合には、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止させる、車両の駆動装置。
2. 前記制御装置は、前記漏電検出装置に漏電が検出されている漏電期間を計測し、前記漏電期間が前記第１しきい値よりも大きい第２しきい値を超えた場合には、漏電故障を示す診断情報を記録する、請求項１に記載の車両の駆動装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両の駆動装置を備えた車両。

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