JP6171885B2

JP6171885B2 - 車載電気システム

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Publication number: JP6171885B2
Application number: JP2013240078A
Authority: JP
Inventors: 酒井　剛志; 剛志酒井; 智行鷲見
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-11-20
Also published as: JP2015100241A; US10183555B2; US20160303948A1; DE112014005286T5; WO2015075883A1

Description

本発明は、直流電源の出力電圧に基づいて電動機を駆動する車載電気システムに関するものである。

従来、車載電気システムでは、高電圧電源の出力電圧に基づいて電動機に交流電流を出力するインバータ回路と、高電圧電源からインバータ回路の２つの電源入力電極の間に与えられる電圧を安定化させる平滑コンデンサと、低電圧電源の出力電圧に基づいてインバータ回路を制御する電子制御装置とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

このものにおいて、電子制御装置は、高電圧電源および平滑コンデンサの間をリレーユニットによって開放した状態で、インバータ回路に放電制御信号を出力する。これに伴い、インバータ回路は、平滑コンデンサの出力電圧に基づいて電流を電動機のステータコイルに出力する。このことにより、平滑コンデンサから電荷をインバータ回路およびステータコイルを通して放電することができる。

特許３２８９５６７号明細書

上記特許文献１の車載電気システムでは、自動車に異常事態が生じて低電圧電源からインバータ回路に電圧が出力されなくなると、電子制御装置からインバータ回路に放電制御信号を出力することができない。このため、平滑コンデンサからインバータ回路およびステータコイルを通して電荷を放電することができない。

本発明は上記点に鑑みて、異常事態が生じたときに、平滑コンデンサから電荷を放電できるようにした車載電気システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、自動車に搭載される電動機（２）を直流電源（３）の出力電圧に基づいて駆動する駆動回路（１０）と、
直流電源から駆動回路の２つの電源入力電極（１１、１２）の間に与えられる出力電圧を安定化する第１平滑コンデンサ（２０）と、
直流電源の出力電圧に基づいて電動機を駆動させるように駆動回路を制御するための制御信号を駆動回路に出力する駆動信号生成手段（Ｓ１０４）と、
第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間に接続される第１放電抵抗（３０）と、
第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間にて第１放電抵抗に対して直列に接続されて、第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を開放、或いは接続する第１放電スイッチング手段（４０）と、
第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を第１放電スイッチング手段によって開放させるためのオフ信号を第１放電スイッチング手段に出力するオフ信号生成手段（Ｓ１００）と、を備え、
第１放電スイッチング手段は、オフ信号生成手段からオフ信号が与えられる期間以外の期間にて、第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を第１放電抵抗を通して接続するノーマリオンタイプのスイッチング手段であり、
自動車に異常事態が生じたか否かを判定する異常判定手段（Ｓ１２０）と、
自動車に異常事態が生じたと異常判定手段が判定したときに、第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を接続させるように第１放電スイッチング手段を制御するオン信号を第１放電スイッチング手段に出力する第１オン信号生成手段（Ｓ１２２、Ｓ１２４）と、
第１平滑コンデンサ、駆動回路、第１放電抵抗、および第１放電スイッチング手段と、直流電源との間を接続、或いは開放する第１リレー（７０）と、
自動車の走行用駆動源を始動するための始動スイッチ（ＩＧ）に対して走行用駆動源を始動するための操作が実施された場合において、オフ信号生成手段が第１放電スイッチング手段にオフ信号を出力した後に、第１平滑コンデンサ、駆動回路、第１放電抵抗、および第１放電スイッチング手段と、直流電源との間を第１リレーによって接続させる電源オン制御手段（Ｓ１０３）と、
始動スイッチに対して走行用駆動源を停止するための操作が実施されたか否かを判定する停止操作判定手段（Ｓ１１０）と、
第１平滑コンデンサ、駆動回路、第１放電抵抗、および第１放電スイッチング手段と、直流電源との間を第１リレーによって開放させる電源オフ制御手段（Ｓ１１１）と、
第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を接続させるように第１放電スイッチング手段を制御するオン信号を第１放電スイッチング手段に出力する第２オン信号生成手段（Ｓ１１２、Ｓ１２４Ａ）と、を備え、
始動スイッチに対して走行用駆動源を停止するための操作が実施されたと停止操作判定手段が判定した場合において、第１平滑コンデンサ、駆動回路、第１放電抵抗、および第１放電スイッチング手段と、直流電源との間を電源オフ制御手段が第１リレーによって開放させた後に、第２オン信号生成手段がオン信号を第１放電スイッチング手段に出力し、
直流電源の正極電極および負極電極の間に配置されて直流電源の出力電圧に基づいて動作する電気装置（６）と、
直流電源から電気装置の２つの入力直流電源電極の間に与えられる電圧を安定化する第２平滑コンデンサ（５０）と、第２平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間に接続される第２放電抵抗（１１１）と、
第２平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間にて第２放電抵抗に対して直列に接続されて、第２平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を開放、或いは接続する第２放電スイッチング手段（１１２）と、を備え、
第１平滑コンデンサの静電容量が第２平滑コンデンサの静電容量よりも大きい場合には、第１放電抵抗の消費電力が、第２放電抵抗の消費電力よりも大きくなるように第１、第２の放電抵抗の抵抗値が設定されており、
第２平滑コンデンサの静電容量が第１平滑コンデンサの静電容量よりも大きい場合には、第１放電抵抗の消費電力よりも、第２放電抵抗の消費電力の方が大きくなるように第１、第２の放電抵抗の抵抗値が設定されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、異常事態が生じて、オフ信号生成手段からのオフ信号が第１放電スイッチング手段に与えられなくなったときには、第１放電スイッチング手段が、自動的に第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を第１放電抵抗を通して接続することができる。したがって、異常事態が生じたときには、第１平滑コンデンサから電荷を放電することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における車載用電気システムの全体構成を示す図である。第１実施形態における電動コンプレッサの搭載位置を示す図である。図１の制御装置の始動制御処理を示すフローチャートである。図１の制御装置の停止放電処理を示すフローチャートである。図１の制御装置の衝突放電処理を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態における車載用電気システムの全体構成を示す図である。図６の制御装置の停止放電処理を示すフローチャートである。本発明の第３実施形態における故障放電処理を示すフローチャートである。本発明の第４実施形態における車載用電気システムの全体構成を示す図である。図９の制御装置の停止放電処理を示すフローチャートである。図９の制御装置の衝突放電処理を示すフローチャートである。本発明の第５実施形態における車載用電気システムの全体構成を示す図である。図１２の制御装置の始動制御処理を示すフローチャートである。図１２の制御装置の停止放電処理を示すフローチャートである。図１２の制御装置の衝突放電処理を示すフローチャートである。本発明の第６実施形態における車載用電気システムの全体構成を示す図である。図１６の制御装置の停止放電処理を示すフローチャートである。図１６の制御装置の衝突放電処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１に本発明に係る車載用電気システム１の第１実施形態の電気的構成を示す。

車載用電気システム１は、三相交流電動機２を高電圧電源３の出力電圧に基づき駆動するものである。三相交流電動機２は、連結軸２ａを介して圧縮機構２ｂに接続されている。高電圧電源３は、高電圧の直流バッテリ装置であり、その出力電圧（例えば、３００Ｖ）が、後述する低電圧電源７の出力電圧（例えば、１２Ｖ）に比べて高くなっている直流電源である。三相交流電動機２、連結軸２ａ、および圧縮機構２ｂは、冷媒を圧縮する電動コンプレッサを構成する。電動コンプレッサは、冷媒を循環させる車載空調装置用冷凍サイクル装置を構成する主要部品の一つである。三相交流電動機２としては、例えば、同期型交流電動機が用いられる。三相交流電動機２のステータコイル（図示省略）としては、例えば、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルがスター結線されてなるものが用いられる。

具体的には、車載用電気システム１は、図１に示すように、インバータ回路１０、平滑コンデンサ２０、放電抵抗３０、放電スイッチング素子４０、平滑コンデンサ５０、インダクタ６０、リレーユニット７０、および制御装置８０から構成されている。

インバータ回路１０は、高電圧電源３の出力電圧に基づいて三相交流電動機２のステータコイルに三相交流電流を出力する駆動回路である。

インバータ回路１０は、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６および還流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６から構成される周知の回路である。トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３は、正極母線１１に接続されている。正極母線１１には、高電圧電源３の正極電極が接続されている。トランジスタＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６は、負極母線１２に接続されている。負極母線１２には、高電圧電源３の負極電極が接続されている。

本実施形態の正極母線１１および負極母線１２は、インバータ回路１０における２つの電源入力電極を構成している。

トランジスタＳＷ１、ＳＷ４の間の共通接続端子は、三相交流電動機２のステータコイルのＵ相コイルに接続されている。トランジスタＳＷ２、ＳＷ５の間の共通接続端子は、三相交流電動機２のステータコイルのＶ相コイルに接続されている。トランジスタＳＷ３、ＳＷ６の間の共通接続端子は、三相交流電動機２のステータコイルのＷ相コイルに接続されている。トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の各種半導体スイッチング素子が用いられる。

平滑コンデンサ２０は、正極母線１１および負極母線１２の間に接続されて、高電圧電源３から正極母線１１および負極母線１２の間に与えられる電圧を安定化させる。

放電抵抗３０は、正極母線１１および負極母線１２の間に接続されている抵抗素子である。放電スイッチング素子４０は、正極母線１１および負極母線１２の間において、放電抵抗３０に直列接続されているスイッチング素子である。

放電スイッチング素子４０は、後述するように制御装置８０からオフ信号が与えられる期間以外の期間にてオン状態になって、放電抵抗３０を介して正極母線１１および負極母線１２の間を接続するノーマリオンタイプのスイッチング素子である。

本実施形態では、放電スイッチング素子４０として、ノーマリオンタイプのＧａＮデバイス等の半導体デバイスが用いられる。放電スイッチング素子４０として、接点を有する有接点リレー（すなわち、機械式リレー）を用いることもできる。

平滑コンデンサ５０は、高電圧電源３の正極電極および負極電極の間において、平滑コンデンサ２０に対して並列に接続されている。平滑コンデンサ５０は、インバータ回路１０、平滑コンデンサ２０、放電抵抗３０、および放電スイッチング素子４０に対して高電圧電源３側に配置されている。平滑コンデンサ５０は、高電圧電源３から電気装置６の２つの電源入力電極の間に出力される電圧を安定化させる。

電気装置６は、例えば、走行用電動機用駆動回路を構成するものである。走行用電動機用駆動回路は、入力電圧を降圧して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ回路や走行用電動機を駆動するインバータ回路などを備える。

なお、高電圧電源３の正極電極は、電気装置６の正極側の電源入力電極に接続されている。高電圧電源３の負極電極は、電気装置６の負極側の電源入力電極に接続されている。

インダクタ６０は、平滑コンデンサ２０の正極電極と平滑コンデンサ５０の正極電極の間に配置されているノーマルコイルである。インダクタ６０は、平滑コンデンサ５０側から平滑コンデンサ２０側にリップル電流が流れることを抑制する。

なお、インダクタ６０を、平滑コンデンサ２０の正極電極と平滑コンデンサ５０の正極電極との間の配線のコイル成分によって構成してもよい。本実施形態の平滑コンデンサ２０、５０の間に、コモンコイル（図示省略）を配置してもよい。

リレーユニット７０は、平滑コンデンサ５０および高電圧電源３の間に配置されている。リレーユニット７０は、インバータ回路１０、平滑コンデンサ２０、５０、放電抵抗３０、放電スイッチング素子４０、およびインダクタ６０に対して高電圧電源３側に配置されている。リレーユニット７０は、リレー７１、７２、７３、および抵抗素子７４から構成されている。

リレー７１、７２は、高電圧電源３の正極電極と平滑コンデンサ５０の正極電極との間に並列に配置されているリレースイッチである。リレー７３は、高電圧電源の負極電極と平滑コンデンサ５０の負極電極との間に配置されているリレースイッチである。なお、抵抗素子７４は、高電圧電源３の正極電極と平滑コンデンサ５０の正極電極との間でリレー７２に対して直列に接続されている。抵抗素子７４は、リレー７２が、高電圧電源３の正極電極と平滑コンデンサ５０の正極電極との間を接続することにより、高電圧電源３から平滑コンデンサ２０、５０に突入電流が流れることを防止するために用いられる。

制御装置８０は、電子制御装置５から出力される指令信号、温度センサの検出値、電流センサの検出値、および電圧センサの検出値に基づいてインバータ回路１０を制御する。温度センサは、インバータ回路１０の周辺温度を検出するセンサである。電流センサは、インバータ回路１０から三相交流電動機２のステータコイルに出力される電流を検出するセンサである。電圧センサは、正極母線１１および負極母線１２の間の電圧を検出するセンサである。

制御装置８０は、電子制御装置５から出力される異常信号、イグニションスイッチＩＧの出力信号、および電圧センサ９０、９１の出力電圧に基づいてリレーユニット７０および放電スイッチング素子４０を制御する。電圧センサ９０は、放電抵抗３０の２つの電極間の電圧Ｖｄを検出するセンサである。電圧センサ９１は、平滑コンデンサ２０の正極電極および負極電極の電圧ＶｃＡを検出するセンサである。

ここで、異常信号は、例えば、衝突フラグなどを含むものである。衝突フラグは、電子制御装置５が加速度センサの検出値に応じて自動車に衝突が生じたか否かを判定した結果を示すフラグである。イグニションスイッチＩＧは、走行用駆動源を始動させるために操作される始動スイッチである。本実施形態の走行用駆動源としては、走行用エンジンおよび走行用電動機のうち少なくとも一方が用いられる。低電圧電源７の正極電極と制御装置８０との間には、リレースイッチ８が接続されている。つまり、制御装置８０は、リレースイッチ８を介して低電圧電源７から電力供給されることになる。リレースイッチ８は、電子制御装置５によって制御される。

なお、本実施形態の制御装置８０および電子制御装置５は、低電圧電源７の出力電圧に基づいて動作するものである。

本実施形態のインバータ回路１０、平滑コンデンサ２０、５０、放電抵抗３０、放電スイッチング素子４０、インダクタ６０、リレーユニット７０、および制御装置８０は、電動コンプレッサを構成するケース内に収納されている。電動コンプレッサは、エンジンルーム内のうち走行駆動源に対して車両進行方向前側に配置されている（図２中符号Ｇａ参照）。図２中符号Ｇａは、エンジンルーム内の電動コンプレッサの配置位置を示している。

次に、本実施形態の車載用電気システム１の作動について説明する。

車載用電気システム１の作動の説明として、自動車が正常であるときの作動と、自動車に異常事態が生じたときの異常時の作動とを別々に説明する。

まず、自動車が正常であるときの制御装置８０の作動について説明する。制御装置８０は、始動制御処理、および停止放電処理をそれぞれ独立して実行する。以下、始動制御処理、および停止放電処理の説明を別々に説明する。
（始動制御処理）
まず、イグニッションスイッチＩＧをオンする。すると、電子制御装置５は、イグニッションスイッチＩＧの出力信号に基づいて、使用者が自動車の走行用駆動源を始動するための操作をイグニッションスイッチＩＧに対して実施されたと判定する。これに伴い、リレースイッチ８をオンさせる。このため、低電圧電源７の出力電圧が制御装置８０に与えられる。これに伴い、制御装置８０は、低電圧電源７の出力電圧によって作動を開始する。そして、制御装置８０は、図３のフローチャートにしたがって始動制御処理の実行を開始する。

まず、ステップＳ１００において、オフ信号を放電スイッチング素子４０に出力する。これにより、放電スイッチング素子４０がオフする。このため、平滑コンデンサの正極電極および負極電極の間が開放される。

次に、ステップＳ１０１において、電圧センサ９０によって放電抵抗３０の２つの電極間の電圧（以下、電極間電圧Ｖｄという）を検出する。この電極間電圧Ｖｄが所定電圧よりも大きいか否かを判定することにより、放電抵抗３０に電流が流れているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。電極間電圧Ｖｄが所定電圧よりも小さいときには、放電抵抗３０に電流が流れていないとしてＮＯと判定する。つまり、放電スイッチング素子４０が正常であって、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間を開放して平滑コンデンサ２０から電荷が放電することを停止していると判定することになる。

次に、ステップＳ１０３において、リレーユニット７０のリレー７１、７３をオンすることによって高電圧電源３および平滑コンデンサ５０の間を接続する。これにより、高電圧電源３の出力電圧が電気装置６およびインバータ回路１０に出力される。このとき、平滑コンデンサ２０がインバータ回路１０の正極母線１１および負極母線１２の間の電圧を安定化する。平滑コンデンサ５０が電気装置６の２つの入力電源電極の間の電圧を安定化する。

その後、次のステップＳ１０４において、電子制御装置５から出力される指令信号、温度センサの検出値、電流センサの検出値、および電圧センサの検出値に基づいて三相の電圧指令波を求めるとともに、この三相の電圧指令波と搬送波との比較に応じてインバータ回路１１のトランジスタＳＷ１、ＳＷ２・・・ＳＷ６を制御する。

本実施形態の搬送波は、基準電位から正極および負極に電圧が周期的に変化する三角波である。搬送波の周波数は、電子制御装置からの指令に応じて変化するものが用いられる。

このようにインバータ回路１０は、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２・・・ＳＷ６が制御装置４０により制御されると、平滑コンデンサ２０の出力電圧に基づいて三相交流電流を三相交流電動機２のステータコイルに出力する。このため、ステータコイルにおいて回転磁界が生じる。よって、ロータが回転磁界に同期して回転することになる。

また、上記ステップＳ１０２において、電圧センサ９０によって検出された電極間電圧Ｖｄが所定電圧以上のときには、放電抵抗３０に電流が流れているとしてＹＥＳと判定する。この場合、放電スイッチング素子４０が異常であって、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間を接続して平滑コンデンサ２０から電荷が放電されていると判定することになる。この場合、異常フラグを示す異常信号を電子制御装置６に出力する（ステップＳ１０５）。異常フラグは、放電スイッチング素子４０が異常であることを示すフラグである。これに伴い、リレーユニット７０が高電圧電源３と平滑コンデンサ５０との間を接続することを禁止する（ステップＳ１０６）。

（停止放電処理）
制御装置８０は、図４のフローチャートにしたがって停止放電処理を実行する。停止放電処理は、始動制御処理の実行開始後に、実行が開始される。

まず、ステップＳ１１０において、イグニッションスイッチＩＧの出力信号に基づいてイグニッションスイッチＩＧがオフされたか否かを判定する。イグニッションスイッチＩＧの出力信号は、電子制御装置５から制御装置８０に与えられるものである。イグニッションスイッチＩＧがオンしているときには、ステップＳ１１０においてＮＯと判定して、ステップＳ１１０に戻る。このため、イグニッションスイッチＩＧがオンしている限り、ステップＳ１１０のＮＯ判定を繰り返すことになる。

その後、イグニッションスイッチＩＧがオフされると、走行用駆動源を停止するための操作がイグニッションスイッチＩＧに対して実施されたとして、ＹＥＳと判定して、ステップＳ１１１に移行する。これに伴い、リレーユニット７０のリレー７１、７３をオフすることによって高電圧電源３および平滑コンデンサ５０の間を開放する。これにより、高電圧電源３の出力電圧が電気装置６およびインバータ回路１０に出力されなくなる。

次に、ステップＳ１１２において、オン信号を放電スイッチング素子４０に出力する。このため、放電スイッチング素子４０がオンして平滑コンデンサ２０の正極電極および負極電極間が放電抵抗３０を介して接続される。したがって、平滑コンデンサ２０から電荷が放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０を通して放電される。このため、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間の電圧ＶｃＡが時間経過に伴って低下する。

その後、次のステップＳ１１３において、電圧センサ９１の検出値に基づいて、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間の電圧ＶｃＡが所定電圧（例えば、６０Ｖ）以下であるか否かを判定する。その後、電圧ＶｃＡが所定電圧よりも大きいときには、ステップＳ１１３でＮＯと判定して、ステップＳ１１３に戻る。このため、電圧ＶｃＡが所定電圧よりも大きいとき場合には、ステップＳ１１３でＮＯ判定を繰り返すことになる。その後、電圧ＶｃＡが所定電圧以下になると、ステップ１１３でＹＥＳと判定して、オフ信号を電子制御装置５を通してリレースイッチ８に出力する（ステップＳ１１４）。このため、リレースイッチ８がオフして低電圧電源７および制御装置８０の間を開放する。したがって、低電圧電源７からその出力電圧が制御装置８０に与えられることが停止される。

次に、異常時の制御装置８０の作動について説明する。

制御装置８０は、図５のフローチャートにしたがって衝突放電処理を実行する。衝突放電処理は、始動制御処理の実行開始後に、停止放電処理と時分割で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１２０において、電子制御装置５から出力される異常信号に基づいて自動車に衝突が生じたか否かを判定する。自動車に衝突が生じていないときには、自動車に異常事態が生じていないとして上記ステップＳ１２０でＮＯと判定すると、再びステップＳ１２０に戻る。このため、自動車に衝突が生じない限り、ステップＳ１２０のＮＯ判定と繰り返すことになる。

その後、電子制御装置５から出力される異常信号に基づいて自動車に衝突が生じたと判定すると、ステップＳ１２０でＹＥＳとする。つまり、自動車に異常事態が生じた判定することになる。これに伴い、ステップＳ１２１に移行して、放電スイッチング素子４０にオン信号を出力する。このため、スイッチング素子４０がオンして平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間を放電抵抗３０を通して接続する。したがって、平滑コンデンサ２０から電荷が放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０を通して放電されることになる。

一方、自動車に衝突が生じて、低電圧電源７および制御装置８０の間のハーネス等が切断して低電圧電源７の出力電圧が制御装置８０に与えられることが停止される場合がある。この場合、制御装置８０が正常に作動できなくなり、制御装置８０からスイッチング素子４０にオフ信号が出力されることが停止される。このように、スイッチング素子４０にオフ信号が与えられなくなると、スイッチング素子４０が自動的にオン状態になる。これに伴い、スイッチング素子４０が平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間を放電抵抗３０を通して接続することができる。したがって、平滑コンデンサ２０から電荷が放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０を通して放電されることになる。

以上説明した本実施形態では、車載用電気システム１は、自動車に搭載される三相交流電動機２を高電圧電源３の出力電圧に基づいて駆動するインバータ回路１０と、高電圧電源３からインバータ回路１０の正極母線１１および負極母線１２の間に与えられる出力電圧を安定化する平滑コンデンサ２０とを備える。制御装置８０は、高電圧電源３の出力電圧に基づいて三相交流電動機２を駆動させるようにインバータ回路１０を制御するための制御信号をインバータ回路１０に出力する。車載用電気システム１は、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間に接続される放電抵抗３０と、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間にて放電抵抗３０に対して直列に接続される放電スイッチング素子４０を備える。制御装置８０は、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間を開放させるためのオフ信号を放電スイッチング素子４０に出力する。放電スイッチング素子４０は、制御装置８０からからオフ信号が与えられる期間以外の期間にて、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間を放電抵抗３０を通して接続するノーマリオンタイプのスイッチング素子であることを特徴とする。

したがって、異常事態が生じて、制御装置８０からのオフ信号が放電スイッチング素子４０に与えられなくなったときには、放電スイッチング素子４０が自動的にオン状態になって平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間を放電抵抗３０を通して接続するアクティブディスチャージ機能を有する。したがって、異常事態が生じたときにも、平滑コンデンサ２０から電荷を放電することができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、上記第１実施形態の車載用電気システム１に対して、平滑コンデンサ２０の電荷を放電させる抵抗素子１００を追加した例について説明する。

図６に本実施形態における車載用電気システム１の全体構成を示す。放電抵抗１００は、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間に配置されている抵抗素子である。放電抵抗１００は、平滑コンデンサ２０とインバータ回路１０との間に配置されている。平滑コンデンサ２０および放電抵抗１００によって構成される閉回路の時定数は、平滑コンデンサ２０、放電スイッチング素子４０、および放電抵抗３０によって構成される閉回路の時定数に比べて大きくなっている。

なお、本実施形態では、平滑コンデンサ２０、５０に電荷が蓄積されている状態では、平滑コンデンサ２０、５０の電荷が常時、放電抵抗１００を通して放電して放電抵抗１００が発熱する。このため、放電抵抗１００としては、その発熱によって異常が発生しない抵抗素子が必要になる。

次に、本実施形態の作動の概略について説明する。

まず、リレーユニット７０のリレー７１、７３がオンして、高電圧電源３が出力電圧を平滑コンデンサ２０、５０に出力する。このとき、平滑コンデンサ２０、５０からの電荷が放電抵抗１００を通して放電しつつ、平滑コンデンサ２０がインバータ回路１０の正極母線１１および負極母線１２の間の電圧を安定化する。平滑コンデンサ５０が電気装置６の２つの入力電源電極の間の電圧を安定化する。

その後、インバータ回路１０は、制御装置４０からの制御信号に応じてトランジスタＳＷ１、ＳＷ２・・・ＳＷ６をスイッチングする。このため、インバータ回路１０は、平滑コンデンサ２０から与えられる電圧に基づいて三相交流電流を三相交流電動機２のステータコイルに出力する。このため、ステータコイルにおいて回転磁界が生じる。よって、ロータが回転磁界に同期して回転することになる。

次に、本実施形態の制御装置８０の制御処理について説明する。

本実施形態の制御装置８０の制御処理と上記第１実施形態の制御装置８０の制御処理とでは、車両停止放電処理が互いに相違する。そこで、本実施形態の制御装置８０の制御処理として車両停止放電処理について図７を参照して説明する。

制御装置８０は、図７のフローチャートにしたがって停止放電処理を実行する。

まず、ステップＳ１１０において、イグニッションスイッチＩＧがオフされると、走行用駆動源を停止するための操作がイグニッションスイッチＩＧに対して実施されたとして、ＹＥＳと判定して、ステップＳ１１１に移行する。これに伴い、リレーユニット７０のリレー７１、７３をオフすることによって高電圧電源３および平滑コンデンサ５０の間を開放する。これにより、高電圧電源３の出力電圧が電気装置６およびインバータ回路１０に出力されなくなる。このとき、放電スイッチング素子４０のオフが維持される。このため、平滑コンデンサ２０、５０の電荷が放電抵抗１００を通して放電される。その後、上記第１実施形態と、ステップＳ１１３、Ｓ１１４の処理を実施する。

以上説明した本実施形態によれば、放電スイッチング素子４０は、上記第１実施形態と同様に、ノーマリオンタイプのスイッチング素子であることを特徴とする。したがって、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

本実施形態では、イグニッションスイッチＩＧがオフされたときには、平滑コンデンサ２０、５０の電荷が放電抵抗１００を通して放電される。このため、イグニッションスイッチＩＧがオフされたときには、放電抵抗３０を用いて平滑コンデンサ２０、５０の電荷を放電しない。したがって、イグニッションスイッチＩＧがオフされたときには、平滑コンデンサ２０、５０の電荷の放電が完了するのに時間がかかるものの、放電抵抗３０および放電スイッチング素子４０に熱が発生する頻度を低下させることができる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、イグニッションスイッチＩＧがオンされたときに、放電スイッチング素子４０が故障したか否かを判定した例について説明したが、これに加えて、本実施形態では、リレーユニット７０がオンした後に、放電スイッチング素子４０が故障したか否かを判定する例について説明する。

本実施形態の車載用電気システム１の制御装置８０の制御処理は、上記第１実施形態の制御装置８０の制御処理に対して故障放電処理が追加されたものである。以下、本実施形態の故障放電処理について図８を参照して説明する。故障放電処理は、始動制御処理の実行後リレーユニット７０がオフされるまで実行される。

制御装置８０は、図８のフローチャートにしたがって故障放電処理を実行する。

まず、ステップＳ１３０において、電圧センサ９０によって放電抵抗３０の２つの電極間電圧Ｖｄを検出する。この電極間電圧Ｖｄが所定電圧よりも大きいか否かを判定することにより、放電抵抗３０に電流が流れているか否かを判定する（ステップＳ１３１）。電極間電圧Ｖｄが所定電圧よりも小さいときには、放電抵抗３０に電流が流れていないとしてＮＯと判定する。つまり、放電スイッチング素子４０が正常であると判定することになる。

また、上記ステップＳ１３１において、電圧センサ９０によって検出された電極間電圧Ｖｄが所定電圧以上のときには、放電抵抗３０に電流が流れているとしてＹＥＳと判定する。つまり、放電スイッチング素子４０が異常であって、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間を接続して平滑コンデンサ２０から電荷が放電されていると判定することになる。この場合、異常フラグを示す異常信号を電子制御装置６に出力する（ステップＳ１３２）。異常フラグは、放電スイッチング素子４０が異常であることを示すフラグである。以上により、電スイッチング素子４０が異常である旨を電子制御装置６に通知することができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、上記第１実施形態の車載用電気システム１に対して、平滑コンデンサ５０の電荷を放電させる放電抵抗１１１およびリレースイッチ１１２を追加した例について説明する。

図９に本実施形態における車載用電気システム１の全体構成を示す。

リレースイッチ１１２は、平滑コンデンサ５０の正極電極と負極電極との間に放電抵抗１１１に対して直列接続されている有接点リレーである。リレースイッチ１１２および放電抵抗１１１は、平滑コンデンサ５０およびリレーユニット７０の間に配置されている。リレースイッチ１１２および放電抵抗１１１は、平滑コンデンサ５０から電荷を放電させるために用いられ、平滑コンデンサ５０と並列に接続される配置であれば良い。本実施形態では、平滑コンデンサ５０の静電容量は、平滑コンデンサ２０の静電容量に比べて大きい。そこで、放電抵抗３０の消費電力よりも放電抵抗１１１の消費電力が大きくなるように放電抵抗３０、１１１のそれぞれの抵抗値が設定されている。

ここで、放電抵抗３０の消費電力は、放電スイッチング素子４０が平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間を接続したときに平滑コンデンサ２０の正極電極側から放電抵抗３０および放電スイッチング素子４０を通して電流が流れることにより放電抵抗３０で消費される電力である。

放電抵抗１１１の消費電力は、リレースイッチ１１２が平滑コンデンサ５０の正極電極と負極電極との間を接続したときに平滑コンデンサ５０の正極電極側からリレースイッチ１１２および放電抵抗１１１に電流が流れることにより放電抵抗１１１で消費される電力である。

本実施形態と上記第１実施形態とは停止放電処理と衝突放電処理が相違する。そこで、以下、本実施形態の停止放電処理について図１０を参照して説明する。

（停止放電処理）
制御装置８０は、図１０のフローチャートにしたがって停止放電処理を実行する。図１０のフローチャートは、図４のフローチャートにおいてステップＳ１１２に代わるステップＳ１２３Ａ、Ｓ１２４Ａを備えたものである。このため、イグニッションスイッチＩＧがオフされると、ステップＳ１１０でＹＥＳと判定して、ステップＳ１１１に移行する。これに伴い、リレーユニット７０によって高電圧電源３および平滑コンデンサ５０の間を開放する。

その後、ステップ１２３Ａにおいて、リレースイッチ１１２にオン信号を出力する。このため、リレースイッチ１１２がオンして平滑コンデンサ５０の正極電極および負極電極の間が放電抵抗１１１を介して接続される。したがって、平滑コンデンサ５０の電荷がリレースイッチ１１２および放電抵抗１１１を通して放電することが開始される。

次に、ステップＳ１２４Ａに移行して、オン信号を放電スイッチング素子４０に出力する。このため、放電スイッチング素子４０がオンして平滑コンデンサ２０の正極電極および負極電極間を放電抵抗３０介して接続する。したがって、平滑コンデンサ２０から電荷が放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０を通して放電することが開始される。その後、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ１１３、Ｓ１１４の処理を実施する。

次に、本実施形態の衝突放電処理について図１１を参照して説明する。

（衝突放電処理）
制御装置８０は、図１１のフローチャートにしたがって停止放電処理を実行する。

まず、ステップＳ１２０において、電子制御装置５から出力される異常信号に基づいて自動車に衝突が生じたとしてＹＥＳと判定すると、ステップＳ１２２に移行して、リレーユニット７０にオフ信号を出力する。このため、リレーユニット７０が平滑コンデンサ２０、５０と高電圧電源３との間を開放する。

次に、ステップ１２３において、リレースイッチ１１２にオン信号を出力する。このため、リレースイッチ１１２がオンして平滑コンデンサ５０の正極電極および負極電極の間が放電抵抗１１１を介して接続される。したがって、平滑コンデンサ５０の電荷がリレースイッチ１１２および放電抵抗１１１を通して放電することが開始される。

次に、ステップＳ１２４に移行して、オン信号を放電スイッチング素子４０に出力する。このため、放電スイッチング素子４０がオンして平滑コンデンサ２０の正極電極および負極電極間を放電抵抗３０介して接続する。したがって、平滑コンデンサ２０から電荷が放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０を通して放電することが開始される。

本実施形態では、平滑コンデンサ５０の静電容量は、平滑コンデンサ２０の静電容量に比べて大きい。そこで、リレースイッチ１１２がオンした後に放電スイッチング素子４０をオンする。このため、平滑コンデンサ５０の放電が平滑コンデンサ２０の放電よりも先に開始される。これにより、平滑コンデンサ５０の電荷が放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０を通して放電することが抑制される。

さらに、本実施形態では、放電抵抗３０の消費電力よりも放電抵抗１１１の消費電力が大きくなるように放電抵抗３０、１１１のそれぞれの抵抗値が設定されている。このため、平滑コンデンサ５０の電荷が放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０を通して放電することがより一層、抑制される。

以上により、放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０のそれぞれの放熱能力を小さくすることができる。したがって、放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０のそれぞれの小型化を図ることができる。

（第５実施形態）
本実施形態では、上記第１実施形態の車載用電気システム１に対して、平滑コンデンサ２０、５０の間にリレーユニット１２０を追加した例について説明する。

図１２に本実施形態における車載用電気システム１の全体構成を示す。

リレーユニット１２０は、平滑コンデンサ２０、５０の間を開放、接続するものである。リレーユニット１２０は、インダクタ６０、放電抵抗３０、および放電スイッチング素子４０よりも平滑コンデンサ５０側に配置されている。

具体的には、リレーユニット１２０は、リレースイッチ１２１、１２２を備える。リレースイッチ１２１は、平滑コンデンサ５０の正極電極とインダクタ６０との間に配置されている。リレースイッチ１２２は、平滑コンデンサ２０の負極電極と平滑コンデンサ５０の負極電極との間に配置されている。

本実施形態と上記第１実施形態とは、始動制御処理、停止放電処理、および衝突放電処理が相違する。以下、本実施形態の始動制御処理、停止放電処理、および衝突放電処理について別々に説明する。

（始動制御処理）
制御装置８０は、図１３のフローチャートにしたがって始動制御処理を実行する。
図１３のフローチャートは、図３のフローチャートにステップＳ１０３Ａが追加されたものである。ステップＳ１０３Ａは、ステップＳ１０３の前に配置されて、リレーユニット１２０をオンさせるステップである。このため、ステップＳ１０３で、リレーユニット７０をオンさせる前に、ステップＳ１０３Ａでリレーユニット１２０をオンさせる。つまり、リレーユニット１２０によって平滑コンデンサ２０、５０の間を接続させた後に、リレーユニット７０によって平滑コンデンサ５０および高電圧電源３の間を接続させる。その後、ステップＳ１０４に移行してインバータ制御処理を実行する。

（停止放電処理）
制御装置８０は、図１４のフローチャートにしたがって停止放電処理を実行する。

図１４のフローチャートは、図４にステップＳ１１１Ａが追加されたものである。ステップＳ１１１Ａは、図１４中ステップＳ１１１、Ｓ１１２の間に配置されて、リレーユニット１２０をオフさせるステップである。このため、ステップＳ１１１で、リレーユニット７０をオフさせた後に、ステップＳ１１１Ａでリレーユニット１２０をオフさせる。つまり、リレーユニット７０によって平滑コンデンサ５０および高電圧電源３の間を開放させた後に、リレーユニット１２０によって平滑コンデンサ２０、５０の間を開放させる。その後、ステップＳ１１２に移行して、オン信号を放電スイッチング素子４０に出力する。このため、放電スイッチング素子４０がオンして平滑コンデンサ２０の正極電極および負極電極間を放電抵抗３０を介して接続する。このため、平滑コンデンサ２０から電荷が放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０を介して放電される。図１４中ステップＳ１１１とステップＳ１１１Ａは同時に実行してもよいし、ステップＳ１１１Ａを実行した後に、ステップＳ１１１を実行してもよい。

（衝突放電処理）
制御装置８０は、図１５のフローチャートにしたがって衝突放電処理を実行する。

図１５のフローチャートは、図５にステップＳ１２５Ａが追加されたものである。
ステップＳ１２５Ａは、図１５中ステップＳ１２５、Ｓ１２２の間に配置されて、リレーユニット１２０をオフさせるステップである。このため、ステップＳ１２５で、リレーユニット７０をオフさせた後に、ステップＳ１２５Ａでリレーユニット１２０をオフさせる。つまり、リレーユニット７０によって平滑コンデンサ５０および高電圧電源３の間を開放させた後に、リレーユニット１２０によって平滑コンデンサ２０、５０の間を開放させる。その後、ステップＳ１１２に移行して、オン信号を放電スイッチング素子４０に出力する。このため、放電スイッチング素子４０がオンして平滑コンデンサ２０の正極電極および負極電極間が放電抵抗３０を介して接続される。図１５中ステップＳ１２５とステップＳ１２５Ａは同時に実行してもよいし，ステップＳ１２５Ａを実行した後に、ステップＳ１２５を実行してもよい。

本実施形態では、自動車に衝突が生じた場合に、放電スイッチング素子４０をオンさせるに先だって、リレーユニット１２０をオフさせる。このため、放電スイッチング素子４０をオンさせる前に、平滑コンデンサ２０、５０の間を開放させることができる。これにより、平滑コンデンサ５０の電荷が放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０を通して放電することが抑制される。したがって、放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０のそれぞれの放熱能力を小さくすることができる。よって、放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０のそれぞれの小型化を図ることができる。

（第６実施形態）
本実施形態では、上記第１実施形態の車載用電気システム１に対して、平滑コンデンサ５０の出力電圧を昇圧する昇圧回路１３０を設けた例について説明する。

図１６に本実施形態における車載用電気システム１の全体構成を示す。

本実施形態の車載用電気システム１は、上記第１実施形態の車載用電気システム１に昇圧回路１３０、平滑コンデンサ１４０、放電抵抗１５０、および放電リレー１６０が追加されたものである。

昇圧回路１３０は、還流ダイオード１３１、スイッチング素子１３２、インダクタ１３３、およびダイオード１３４等から構成され、平滑コンデンサ５０の出力電圧を昇圧する周知の昇圧型の電力変換回路である。

平滑コンデンサ１４０は、昇圧回路１３０と電気装置６との間に配置されて、昇圧回路１３０から電気装置６の２つの入力電源電極間に出力される電圧を安定化させる。放電抵抗１５０は、平滑コンデンサ１４０の正極電極と負極電極との間に接続されている抵抗素子である。放電リレー１６０は、平滑コンデンサ１４０の正極電極と負極電極との間に放電抵抗１５０に対して直列接続されている。本実施形態の放電リレー１６０としては、有接点リレーや半導体デバイスを用いることができる。

本実施形態の車載用電気システム１は、電圧センサ９１、９２を備える。電圧センサ９１は、平滑コンデンサ２０の正極電極および負極電極の間の電圧ＶｃＡを検出する。電圧センサ９２は、平滑コンデンサ１４０の正極電極および負極電極の間の電圧ＶｃＢを検出する。

次に、本実施形態の作動の概略について説明する。

まず、リレーユニット７０のリレー７１、７３がオンして、高電圧電源３が出力電圧を平滑コンデンサ２０、５０に出力する。平滑コンデンサ２０がインバータ回路１０の正極母線１１および負極母線１２の間の電圧を安定化する。平滑コンデンサ５０が電気装置６の２つの入力電源電極の間の電圧を安定化する。その後、インバータ回路１０は、上記第１実施形態と同様に、制御装置４０からの制御信号に応じて三相交流電動機２を駆動する。

このとき、昇圧回路１３０では、図示しない制御回路によってスイッチング素子１３２がオン、オフを繰り返す。スイッチング素子１３２がオンしているときには、平滑コンデンサ５０の正極電極からインダクタ１３３およびスイッチング素子１３２を通して電流が流れる。次に、スイッチング素子１３２がオフすると、上記電流に基づきインダクタ１３３に蓄えられる磁気エネルギによって、インダクタ１３３からダイオード１３４を通して平滑コンデンサ１４０の正極電極に電流が流れる。

このようなスイッチング素子１３２のオン、オフを繰り返すことにより、平滑コンデンサ５０の電荷をインダクタ１３３を介して平滑コンデンサ１４０に移動させることができる。このことにより、平滑コンデンサ５０の出力電圧を昇圧して平滑コンデンサ１４０に出力することになる。そして、この昇圧された電圧が平滑コンデンサ１４０によって安定化される。この安定化された電圧が電気装置６の２つの入力電源電極間に出力される。電気装置６は、平滑コンデンサ１４０の出力電圧に基づいて動作する。

次に、本実施形態の制御装置８０の制御処理について説明する。
本実施形態の制御装置８０の制御処理と上記第１実施形態の制御装置８０の制御処理とは、停止放電処理と衝突放電処理が相違する。以下、本実施形態の停止放電処理および衝突放電処理について別々に説明する。

（停止放電処理）
制御装置８０は、図１７のフローチャートにしたがって停止放電処理を実行する。

次の、ステップＳ１１０において、イグニッションスイッチＩＧがオフされると、走行用駆動源を停止するための操作がイグニッションスイッチＩＧに対して実施されたとして、ＹＥＳと判定する。すると、次のステップＳ１１１において、リレーユニット７０をオフさせる。これに伴い、高電圧電源３と平滑コンデンサ５０との間が開放される。

次に、ステップＳ１４０において、放電リレー１６０にオン信号を出力する。このため、放電リレー１６０がオンする。これにより、平滑コンデンサ１４０の正極電極および負極電極の間が放電抵抗１５０を介して接続される。これにより、平滑コンデンサ１４０から電荷が放電抵抗１５０および放電リレー１６０を介して放電することが開始される。これに伴い、平滑コンデンサ１４０の正極電極および負極電極の間の電圧が時間の経過に伴って低下する。

次のステップＳ１４１において、電圧センサ９１によって平滑コンデンサ２０の正極電極および負極電極の間の電圧ＶｃＡを検出する。次のステップＳ１４２において、電圧センサ９２によって平滑コンデンサ１４０の正極電極および負極電極の間の電圧ＶｃＢを検出する。

次に、ステップＳ１４３において、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間の電圧ＶｃＡが平滑コンデンサ１４０の正極電極と負極電極との間の電圧ＶｃＢよりも大きいか否かを判定する。

電圧ＶｃＢが電圧ＶｃＡよりも大きいときには（ＶｃＡ＜ＶｃＢ）、ステップＳ１３０においてＹＥＳと判定して、ステップＳ１４１に戻る。このため、ステップＳ１４１、Ｓ１４２において電圧ＶｃＡ、ＶｃＢを検出した後に、ステップＳ１４３に移行する。このため、電圧ＶｃＡが電圧ＶｃＢと同一にならない限り、ステップＳ１４１、Ｓ１４２、およびステップＳ１４３のＹＥＳ判定を繰り返すことになる。

その後、電圧ＶｃＡと電圧ＶｃＢとが同一電圧になると、ステップＳ１４３においてＮＯと判定する。すると、次のステップＳ１１２に移行して、放電スイッチング素子４０にオン信号を出力する。このため、スイッチング素子４０がオンして平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間を放電抵抗３０を通して接続する。したがって、平滑コンデンサ２０がその電荷を放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０を通して放電することを開始する。その後、平滑コンデンサ５０の電荷が昇圧回路１３０の還流ダイオード１３１、インダクタ１３３、放電抵抗１５０、および放電リレー１６０を通して放電される。

（衝突放電処理）
制御装置８０は、図１８のフローチャートにしたがって衝突放電処理を実行する。

図１８のフローチャートは、図１７中フローチャートにおいて、ステップ１１０に代わるステップＳ１２０と、ステップ１１２に代わるステップ１２２とを用いたものである。

ステップＳ１２０は、電子制御装置５から出力される異常信号に基づいて自動車に衝突が生じたか否かを判定するステップである。ステップ１２２は、ステップＳ１１２と同様に、放電スイッチング素子４０にオン信号を出力するステップである。

このため、ステップＳ１２０において、自動車に衝突が生じたとしてＹＥＳと判定すると、図１７の停止放電処理と同様に、ステップＳ１２５、Ｓ１２８、Ｓ１２９、Ｓ１３０、Ｓ１３１の各処理を実施する。その後、ステップＳ１２２において、放電スイッチング素子４０にオン信号を出力する。したがって、リレーユニット７０をオフさせた後、放電リレー１６０をオンさせる。その後、電圧ＶｃＡと電圧ＶｃＢとが同一電圧になると、放電スイッチング素子４０をオンさせて平滑コンデンサ２０の電荷の放電を開始させることになる。

本実施形態では、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間の電圧ＶｃＡと平滑コンデンサ１４０の正極電極と負極電極との間の電圧ＶｃＢとが同一電圧になったときに、放電スイッチング素子４０をオンさせて平滑コンデンサ２０の電荷の放電を開始させる。これにより、平滑コンデンサ２０の電荷が放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０を通して放電することが抑制される。したがって、放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０のそれぞれの放熱能力を小さくすることができる。よって、放電スイッチング素子４０および放電抵抗３０のそれぞれの小型化を図ることができる。

（他の実施形態）
上記第４実施形態では、平滑コンデンサ５０の静電容量が、平滑コンデンサ２０の静電容量に比べて大きくなっている例について説明したが、これに代えて、平滑コンデンサ２０の静電容量を、平滑コンデンサ５０の静電容量に比べて大きくしてもよい。この場合、放電抵抗１１１の消費電力よりも放電抵抗３０の消費電力が大きくなるように放電抵抗３０、１１１のそれぞれの抵抗値を設定してもよい。

ここで、平滑コンデンサ２０の静電容量が平滑コンデンサ５０の静電容量に比べて大きい場合には、次の（ａ）、（ｂ）のように制御装置８０の制御処理を実施してもよい。

（ａ）図１０の停止放電処理において、ステップＳ１１１の後に、ステップ１２４Ａで放電スイッチング素子４０をオンして平滑コンデンサ２０の電荷の放電を開始させる。その後、ステップＳ１２３Ａでリレースイッチ１１２をオンさせる。このため、平滑コンデンサ５０の電荷の放電を開始させることになる。

（ｂ）図１１の衝突放電処理においても、上記（ａ）と同様に、ステップＳ１２２の後に、ステップ１２４で平滑コンデンサ２０の電荷の放電を開始させた後、ステップＳ１２３で平滑コンデンサ５０の電荷の放電を開始させる。

上記第６実施形態では、ステップＳ１４３において、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間の電圧と平滑コンデンサ１４０の正極電極と負極電極との間の電圧とが同一であるか否かを電圧判定手段として判定した例について説明したが、これに代えて、電圧判定手段として平滑コンデンサ５０の正極電極と負極電極との間の電圧と平滑コンデンサ１４０の正極電極と負極電極との間の電圧とが同一であるか否かを判定してもよい。

上記第１実施形態では、ステップＳ１１３において、低電圧電源７の出力電圧が制御装置８０に与えられることを停止するための平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間の電圧ＶｃＡの閾値（すなわち、所定電圧）を６０Ｖとした例について説明したが、これに限らず、上記閾値としては、６０Ｖ以下の電圧値、例えば、零Ｖであってもよい。

上記第１〜第６実施形態では、ステップ１２０において、自動車に衝突が生じたか否かを判定することにより、自動車に異常事態が生じたか否かを判定した例について説明したが、これに代えて、衝突以外の異常が自動車に生じたか否かを判定することにより、自動車に異常事態が生じたか否かを判定してもよい。

上記第１〜第６実施形態では、ステップＳ１０２において、放電抵抗３０の電極間電圧Ｖｄに基づいて、放電スイッチング素子４０が正常であるか否かを判定した例について説明したが、これに代えて、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間に放電抵抗３０に対して直列に検出用抵抗素子を接続し、この検出用抵抗素子の２つの電極間電圧Ｖｄに基づいて、放電スイッチング素子４０が正常であるか否かを判定してもよい。或いは、平滑コンデンサ２０の正極電極と負極電極との間を放電スイッチング素子４０を通して接続される配線に流れる電流を検出する電流センサを採用し、この電流センサの検出値に応じて放電スイッチング素子４０が正常であるか否かを判定してもよい。

上記第１〜６の実施形態では、本発明に係る電動機として同期型交流電動機を用いた例について説明したが、これに代えて、誘導型交流電動機を用いてもよい。インバータ回路１０から電動機に出力される交流電流としては、三相交流電流に限らず、２相交流、４相以上の交流電流を用いてもよい。本発明に係る交流電動機としては、三相交流電動機に限らず、Ｎ（≠３）相交流電動機でもよい。さらに、上記第１〜６の実施形態では、本発明に係る電動機としては、交流電動機に代えて、直流電動機を用いてもよい。

上記第４実施形態では、リレースイッチ１１２として有接点リレーを用いた例について説明したが、これに代えて、リレースイッチ１１２として半導体デバイスを用いてもよい。

上記第６実施形態では、放電リレー１６０として有接点リレーを用いた例について説明したが、これに代えて、放電リレー１６０として半導体デバイスを用いてもよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。具体的には、第２、第４、第５の実施形態のうちいずれか１つの実施形態と第３実施形態とを組み合わせてもよい。第４、第５、第６の実施形態のうちいずれか２つの実施形態を組み合わせてもよい。

以下、上記第１〜６の実施形態の構成と本発明の特許請求の範囲における構成との間の関係を示す。

すなわち、ステップＳ１０４が駆動信号生成手段に相当し、ステップＳ１００がオフ信号生成手段に相当し、ステップＳ１２０が異常判定手段に相当する。ステップＳ１２２、Ｓ１２４が第１オン信号生成手段に相当し、リレーユニット７０が第１リレーに相当し、イグニションスイッチＩＧが始動スイッチに相当する。ステップＳ１０３が電源オン制御手段に相当し、ステップＳ１１０が停止操作判定手段に相当し、ステップＳ１１１が電源オフ制御手段に相当する。ステップＳ１１２、Ｓ１２４Ａが第２オン信号生成手段に相当し、ステップＳ１１０が停止操作判定手段に相当し、ステップＳ１１１が電源オフ制御手段に相当する。ステップＳ１０２、Ｓ１３１が故障判定手段に相当し、ステップＳ１１２が第２放電スイッチング手段に相当し、ステップＳ１２３が放電制御信号生成手段に相当する。ステップＳ１２５Ａ、１１１Ａがリレーオフ制御手段に相当し、ステップＳ１４０が第３オン信号生成手段に相当し、ステップＳ１４３が電圧判定手段に相当する。

１車載用電気システム
２三相交流電動機（電動機）
３高電圧電源（直流電源）
５電子制御装置
６電気装置
１０インバータ回路（駆動回路）
１１正極母線
１２負極母線
２０平滑コンデンサ（第１平滑コンデンサ）
３０放電抵抗（第１放電抵抗）
４０放電スイッチング素子（第１放電スイッチング手段）
５０平滑コンデンサ（第２平滑コンデンサ）
８０制御装置
９０電圧センサ（電圧検出手段）
１００放電抵抗（抵抗素子）
１１１放電抵抗（第２放電抵抗）
１１０リレースイッチ
１２０リレーユニット（第２リレー）
１４０平滑コンデンサ（第３平滑コンデンサ）
１５０放電抵抗（第３放電抵抗）
１６０放電リレー（第３放電スイッチング手段）

Claims

自動車に搭載される電動機（２）を直流電源（３）の出力電圧に基づいて駆動する駆動回路（１０）と、
前記直流電源から前記駆動回路の２つの電源入力電極（１１、１２）の間に与えられる前記出力電圧を安定化する第１平滑コンデンサ（２０）と、
前記直流電源の出力電圧に基づいて前記電動機を駆動させるように前記駆動回路を制御するための制御信号を前記駆動回路に出力する駆動信号生成手段（Ｓ１０４）と、
前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間に接続される第１放電抵抗（３０）と、
前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間にて前記第１放電抵抗に対して直列に接続されて、前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を開放、或いは接続する第１放電スイッチング手段（４０）と、
前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を前記第１放電スイッチング手段によって開放させるためのオフ信号を前記第１放電スイッチング手段に出力するオフ信号生成手段（Ｓ１００）と、を備え、
前記第１放電スイッチング手段は、前記オフ信号生成手段から前記オフ信号が与えられる期間以外の期間にて、前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を前記第１放電抵抗を通して接続するノーマリオンタイプのスイッチング手段であり、
前記自動車に異常事態が生じたか否かを判定する異常判定手段（Ｓ１２０）と、
前記自動車に異常事態が生じたと前記異常判定手段が判定したときに、前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を接続させるように前記第１放電スイッチング手段を制御するオン信号を前記第１放電スイッチング手段に出力する第１オン信号生成手段（Ｓ１２２、Ｓ１２４）と、
前記第１平滑コンデンサ、前記駆動回路、前記第１放電抵抗、および前記第１放電スイッチング手段と、前記直流電源との間を接続、或いは開放する第１リレー（７０）と、
前記自動車の走行用駆動源を始動するための始動スイッチ（ＩＧ）に対して前記走行用駆動源を始動するための操作が実施された場合において、前記オフ信号生成手段が前記第１放電スイッチング手段に前記オフ信号を出力した後に、前記第１平滑コンデンサ、前記駆動回路、前記第１放電抵抗、および前記第１放電スイッチング手段と、前記直流電源との間を前記第１リレーによって接続させる電源オン制御手段（Ｓ１０３）と、
前記始動スイッチに対して前記走行用駆動源を停止するための操作が実施されたか否かを判定する停止操作判定手段（Ｓ１１０）と、
前記第１平滑コンデンサ、前記駆動回路、前記第１放電抵抗、および前記第１放電スイッチング手段と、前記直流電源との間を前記第１リレーによって開放させる電源オフ制御手段（Ｓ１１１）と、
前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を接続させるように前記第１放電スイッチング手段を制御するオン信号を前記第１放電スイッチング手段に出力する第２オン信号生成手段（Ｓ１１２、Ｓ１２４Ａ）と、を備え、
前記始動スイッチに対して前記走行用駆動源を停止するための操作が実施されたと前記停止操作判定手段が判定した場合において、前記第１平滑コンデンサ、前記駆動回路、前記第１放電抵抗、および前記第１放電スイッチング手段と、前記直流電源との間を前記電源オフ制御手段が前記第１リレーによって開放させた後に、前記第２オン信号生成手段が前記オン信号を前記第１放電スイッチング手段に出力し、
前記直流電源の正極電極および負極電極の間に配置されて前記直流電源の出力電圧に基づいて動作する電気装置（６）と、
前記直流電源から前記電気装置の２つの入力直流電源電極の間に与えられる電圧を安定化する第２平滑コンデンサ（５０）と、前記第２平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間に接続される第２放電抵抗（１１１）と、
前記第２平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間にて前記第２放電抵抗に対して直列に接続されて、前記第２平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を開放、或いは接続する第２放電スイッチング手段（１１２）と、を備え、
前記第１平滑コンデンサの静電容量が前記第２平滑コンデンサの静電容量よりも大きい場合には、前記第１放電抵抗の消費電力が、前記第２放電抵抗の消費電力よりも大きくなるように前記第１、第２の放電抵抗の抵抗値が設定されており、
前記第２平滑コンデンサの静電容量が前記第１平滑コンデンサの静電容量よりも大きい場合には、前記第１放電抵抗の消費電力よりも、前記第２放電抵抗の消費電力の方が大きくなるように前記第１、第２の放電抵抗の抵抗値が設定されていることを特徴とする車載電気システム。
前記第２平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を前記第２放電スイッチング手段によって接続させるためのオン信号を前記第２放電スイッチング手段に出力する放電制御信号生成手段（Ｓ１２３）を備え、
前記第１平滑コンデンサの静電容量が前記第２平滑コンデンサの静電容量よりも大きい場合には、前記第１オン信号生成手段が前記第１放電スイッチング手段に前記オン信号を出力した後に、前記放電制御信号生成手段が前記第２放電スイッチング手段に前記オン信号を出力するようになっており、
前記第２平滑コンデンサの静電容量が前記第１平滑コンデンサの静電容量よりも大きい場合には、前記第１オン信号生成手段が前記第１放電スイッチング手段に前記オン信号を出力することに先だって、前記放電制御信号生成手段が前記第２放電スイッチング手段に前記オン信号を出力するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車載電気システム。
前記第１平滑コンデンサの静電容量が前記第２平滑コンデンサの静電容量よりも大きい場合には、前記第２オン信号生成手段が前記第１放電スイッチング手段に前記オン信号を出力した後に、前記放電制御信号生成手段が前記第２放電スイッチング手段に前記オン信号を出力するようになっており、
前記第２平滑コンデンサの静電容量が前記第１平滑コンデンサの静電容量よりも大きい場合には、前記第２オン信号生成手段が前記第１放電スイッチング手段に前記オン信号を出力することに先だって、前記放電制御信号生成手段が前記第２放電スイッチング手段に前記オン信号を出力するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の車載電気システム。
自動車に搭載される電動機（２）を直流電源（３）の出力電圧に基づいて駆動する駆動回路（１０）と、
前記直流電源から前記駆動回路の２つの電源入力電極（１１、１２）の間に与えられる前記出力電圧を安定化する第１平滑コンデンサ（２０）と、
前記直流電源の出力電圧に基づいて前記電動機を駆動させるように前記駆動回路を制御するための制御信号を前記駆動回路に出力する駆動信号生成手段（Ｓ１０４）と、
前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間に接続される第１放電抵抗（３０）と、
前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間にて前記第１放電抵抗に対して直列に接続されて、前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を開放、或いは接続する第１放電スイッチング手段（４０）と、
前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を前記第１放電スイッチング手段によって開放させるためのオフ信号を前記第１放電スイッチング手段に出力するオフ信号生成手段（Ｓ１００）と、を備え、
前記第１放電スイッチング手段は、前記オフ信号生成手段から前記オフ信号が与えられる期間以外の期間にて、前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を前記第１放電抵抗を通して接続するノーマリオンタイプのスイッチング手段であり、
前記自動車に異常事態が生じたか否かを判定する異常判定手段（Ｓ１２０）と、
前記自動車に異常事態が生じたと前記異常判定手段が判定したときに、前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を接続させるように前記第１放電スイッチング手段を制御するオン信号を前記第１放電スイッチング手段に出力する第１オン信号生成手段（Ｓ１２２、Ｓ１２４）と、
前記第１平滑コンデンサ、前記駆動回路、前記第１放電抵抗、および前記第１放電スイッチング手段と、前記直流電源との間を接続、或いは開放する第１リレー（７０）と、
前記自動車の走行用駆動源を始動するための始動スイッチ（ＩＧ）に対して前記走行用駆動源を始動するための操作が実施された場合において、前記オフ信号生成手段が前記第１放電スイッチング手段に前記オフ信号を出力した後に、前記第１平滑コンデンサ、前記駆動回路、前記第１放電抵抗、および前記第１放電スイッチング手段と、前記直流電源との間を前記第１リレーによって接続させる電源オン制御手段（Ｓ１０３）と、
前記始動スイッチに対して前記走行用駆動源を停止するための操作が実施されたか否かを判定する停止操作判定手段（Ｓ１１０）と、
前記第１平滑コンデンサ、前記駆動回路、前記第１放電抵抗、および前記第１放電スイッチング手段と、前記直流電源との間を前記第１リレーによって開放させる電源オフ制御手段（Ｓ１１１）と、
前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を接続させるように前記第１放電スイッチング手段を制御するオン信号を前記第１放電スイッチング手段に出力する第２オン信号生成手段（Ｓ１１２、Ｓ１２４Ａ）と、を備え、
前記始動スイッチに対して前記走行用駆動源を停止するための操作が実施されたと前記停止操作判定手段が判定した場合において、前記第１平滑コンデンサ、前記駆動回路、前記第１放電抵抗、および前記第１放電スイッチング手段と、前記直流電源との間を前記電源オフ制御手段が前記第１リレーによって開放させた後に、前記第２オン信号生成手段が前記オン信号を前記第１放電スイッチング手段に出力し、
前記直流電源の正極電極および負極電極の間に配置されて前記直流電源の出力電圧に基づいて動作する電気装置（６）と、
前記直流電源から前記電気装置の２つの入力直流電源電極の間に与えられる電圧を安定化する第２平滑コンデンサ（５０）と、
前記第１、第２平滑コンデンサの間を開放、或いは接続する第２リレー（１２０）と、
前記第１、第２平滑コンデンサの間を前記第２リレーによって開放させるリレーオフ制御手段（Ｓ１２５Ａ）と、を備え、
前記第１オン信号生成手段が前記第１放電スイッチング手段に前記オン信号を出力することに先だって、前記リレーオフ制御手段が前記第１、第２平滑コンデンサの間を前記第２リレーによって開放させることを特徴とする車載電気システム。
前記第２オン信号生成手段が前記第１放電スイッチング手段に前記オン信号を出力することに先だって、前記リレーオフ制御手段（Ｓ１１１Ａ）が前記第１、第２平滑コンデンサの間を前記第２リレーによって開放させることを特徴とする請求項４に記載の車載電気システム。
自動車に搭載される電動機（２）を直流電源（３）の出力電圧に基づいて駆動する駆動回路（１０）と、
前記直流電源から前記駆動回路の２つの電源入力電極（１１、１２）の間に与えられる前記出力電圧を安定化する第１平滑コンデンサ（２０）と、
前記直流電源の出力電圧に基づいて前記電動機を駆動させるように前記駆動回路を制御するための制御信号を前記駆動回路に出力する駆動信号生成手段（Ｓ１０４）と、
前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間に接続される第１放電抵抗（３０）と、
前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間にて前記第１放電抵抗に対して直列に接続されて、前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を開放、或いは接続する第１放電スイッチング手段（４０）と、
前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を前記第１放電スイッチング手段によって開放させるためのオフ信号を前記第１放電スイッチング手段に出力するオフ信号生成手段（Ｓ１００）と、を備え、
前記第１放電スイッチング手段は、前記オフ信号生成手段から前記オフ信号が与えられる期間以外の期間にて、前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を前記第１放電抵抗を通して接続するノーマリオンタイプのスイッチング手段であり、
前記自動車に異常事態が生じたか否かを判定する異常判定手段（Ｓ１２０）と、
前記自動車に異常事態が生じたと前記異常判定手段が判定したときに、前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を接続させるように前記第１放電スイッチング手段を制御するオン信号を前記第１放電スイッチング手段に出力する第１オン信号生成手段（Ｓ１２２、Ｓ１２４）と、
前記第１平滑コンデンサ、前記駆動回路、前記第１放電抵抗、および前記第１放電スイッチング手段と、前記直流電源との間を接続、或いは開放する第１リレー（７０）と、
前記自動車の走行用駆動源を始動するための始動スイッチ（ＩＧ）に対して前記走行用駆動源を始動するための操作が実施された場合において、前記オフ信号生成手段が前記第１放電スイッチング手段に前記オフ信号を出力した後に、前記第１平滑コンデンサ、前記駆動回路、前記第１放電抵抗、および前記第１放電スイッチング手段と、前記直流電源との間を前記第１リレーによって接続させる電源オン制御手段（Ｓ１０３）と、
前記始動スイッチに対して前記走行用駆動源を停止するための操作が実施されたか否かを判定する停止操作判定手段（Ｓ１１０）と、
前記第１平滑コンデンサ、前記駆動回路、前記第１放電抵抗、および前記第１放電スイッチング手段と、前記直流電源との間を前記第１リレーによって開放させる電源オフ制御手段（Ｓ１１１）と、
前記第１平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を接続させるように前記第１放電スイッチング手段を制御するオン信号を前記第１放電スイッチング手段に出力する第２オン信号生成手段（Ｓ１１２、Ｓ１２４Ａ）と、を備え、
前記始動スイッチに対して前記走行用駆動源を停止するための操作が実施されたと前記停止操作判定手段が判定した場合において、前記第１平滑コンデンサ、前記駆動回路、前記第１放電抵抗、および前記第１放電スイッチング手段と、前記直流電源との間を前記電源オフ制御手段が前記第１リレーによって開放させた後に、前記第２オン信号生成手段が前記オン信号を前記第１放電スイッチング手段に出力し、
前記直流電源の正極電極および負極電極の間に配置されて前記直流電源の出力電圧に基づいて動作する電気装置（６）と、
前記直流電源から前記電気装置の２つの入力直流電源電極の間に与えられる電圧を安定化する第２平滑コンデンサ（５０）と、
前記第２平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間の電圧を昇圧する昇圧回路（１３０）と、
前記昇圧回路によって昇圧された電圧を安定化する第３平滑コンデンサ（１４０）と、を備え、
前記電気装置が前記第３平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間の電圧に基づいて動作するようになっており、
前記第３平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間に接続される第３放電抵抗（１５０）と、
前記第３平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間にて前記第３放電抵抗に対して直列に接続されて、前記第３平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を開放、或いは接続する第３放電スイッチング手段（１６０）と、
前記第３平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間を前記第３放電スイッチング手段によって接続させるためのオン信号を前記第３放電スイッチング手段に出力する第３オン信号生成手段（Ｓ１４０）と、
前記第１、第２平滑コンデンサのうちいずれか一方の平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間の電圧と前記第３平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間の電圧とが同一であるか否かを電圧判定手段（Ｓ１４３）と、を備え、
前記自動車に異常事態が生じたと前記異常判定手段が判定した場合において、前記第３オン信号生成手段がオン信号を前記第３放電スイッチング手段に出力した後に、前記一方の平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間の電圧と前記第３平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間の電圧とが同一であると前記電圧判定手段が判定したとき、前記第１オン信号生成手段が前記第１放電スイッチング手段に前記オン信号を出力することを特徴とする車載電気システム。
前記走行用駆動源を停止するための操作が前記始動スイッチに対して実施されたと前記停止操作判定手段が判定した場合において、前記第３オン信号生成手段がオン信号を前記第３放電スイッチング手段に出力した後に、前記一方の平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間の電圧と前記第３平滑コンデンサの正極電極と負極電極との間の電圧とが同一であると前記電圧判定手段が判定したとき、前記第２オン信号生成手段が前記第１放電スイッチング手段に前記オン信号を出力することを特徴とする請求項６に記載の車載電気システム。
前記異常判定手段は、前記自動車が衝突したか否かを判定することにより、前記自動車に前記異常事態が生じたか否かを判定することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の車載電気システム。