JP2018098959A - 車載機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】インバータ回路のスイッチング素子をオンオフ制御する電子制御ユニットが正常動作できない場合にも急速放電を行うことができる車載機器を提供する。
【解決手段】正極母線Lpと負極母線Lnとの間に接続されたアクティブ放電機構40と、CPU30を監視してCPU30が異常か否か判定するウォッチドグ回路60を備える。CPU30は、ウォッチドグ回路60によりCPU30が正常と判定された時において急速放電指令によりスイッチング素子(Q1〜Q6)の制御による平滑コンデンサC1の走行モータ100での放電を行わせる。アクティブ放電駆動回路50は、ウォッチドグ回路60によりCPU30が異常と判定された時において急速放電指令により平滑コンデンサC1のアクティブ放電機構40での放電を行わせる。
【選択図】図1
【解決手段】正極母線Lpと負極母線Lnとの間に接続されたアクティブ放電機構40と、CPU30を監視してCPU30が異常か否か判定するウォッチドグ回路60を備える。CPU30は、ウォッチドグ回路60によりCPU30が正常と判定された時において急速放電指令によりスイッチング素子(Q1〜Q6)の制御による平滑コンデンサC1の走行モータ100での放電を行わせる。アクティブ放電駆動回路50は、ウォッチドグ回路60によりCPU30が異常と判定された時において急速放電指令により平滑コンデンサC1のアクティブ放電機構40での放電を行わせる。
【選択図】図1
Description
本発明は、車載機器に関するものである。
インバータを搭載した車両においてインバータの構成部品として平滑コンデンサが用いられており、衝突時又は平滑コンデンサによる高電圧部位の露出時等、高電圧の平滑コンデンサに蓄積された電荷を急速に放電する必要がある。そのために、衝突時に衝突信号を受信し、モータトルクを発生させないモータの無効電流を用いて蓄積電荷を放電したり放電抵抗を通電して放電する技術がある。例えば、特許文献1においては、バッテリにシステムメインリレーを介して接続された電気回路と、電気回路に接続され、電気回路により通電される負荷と、車両の衝突検出時にシステムメインリレーをオフしてバッテリの電源ラインを遮断する衝突検出手段を備える。さらに、衝突検出手段による車両の衝突検出に基づいて電気回路に蓄えられた電荷を放電させる第1の放電制御手段と、電気回路において入力する電源電圧の変化に基づいて電気回路に蓄えられた電荷を放電させる第2の放電制御手段を備える。
ところで、モータの無効電流を用いてコンデンサの蓄積電荷を放電するモータ放電と、放電抵抗を通電させて放電するアクティブ放電においては、インバータ回路のスイッチング素子をオンオフ制御する電子制御ユニット(CPU)が正常に動作していることが前提のため、CPU異常時に急速放電が必要になった場合、放電できない。
本発明の目的は、インバータ回路のスイッチング素子をオンオフ制御する電子制御ユニットが正常動作できない場合にも急速放電を行うことができる車載機器を提供することにある。
請求項1に記載の発明では、正極母線と負極母線を有し、複数のスイッチング素子がブリッジ接続されたインバータ回路と、前記正極母線と負極母線との間に接続されたコンデンサと、前記スイッチング素子をオンオフ制御して前記インバータ回路に接続された負荷に電力を供給する電子制御ユニットと、を備えた車載機器であって、前記正極母線と負極母線との間に接続されたアクティブ放電機構と、前記コンデンサの前記アクティブ放電機構での放電を行わせるためのアクティブ放電駆動回路と、前記電子制御ユニットを監視して前記電子制御ユニットが異常か否か判定する電子制御ユニット監視回路と、を備え、前記電子制御ユニットは、前記電子制御ユニット監視回路により前記電子制御ユニットが正常と判定された時において急速放電指令により前記スイッチング素子の制御による前記コンデンサの前記負荷での放電、又は、前記スイッチング素子の制御による前記コンデンサの前記スイッチング素子を通した放電、又は、前記正極母線と負極母線との間に接続されたDC/DC変換器による前記コンデンサの放電を行わせ、前記アクティブ放電駆動回路は、前記電子制御ユニット監視回路により前記電子制御ユニットが異常と判定された時において急速放電指令により前記コンデンサの前記アクティブ放電機構での放電を行わせることを要旨とする。
請求項1に記載の発明によれば、電子制御ユニット監視回路により電子制御ユニットが監視されて電子制御ユニットが異常か否か判定される。電子制御ユニット監視回路により電子制御ユニットが正常と判定された時において、電子制御ユニットによって、急速放電指令によりスイッチング素子の制御によるコンデンサの負荷での放電、又は、スイッチング素子の制御によるコンデンサのスイッチング素子を通した放電、又は、正極母線と負極母線との間に接続されたDC/DC変換器によるコンデンサの放電が行われる。電子制御ユニット監視回路により電子制御ユニットが異常と判定された時において、アクティブ放電駆動回路によって、急速放電指令によりコンデンサのアクティブ放電機構での放電が行われる。このようにして、インバータ回路のスイッチング素子をオンオフ制御する電子制御ユニットが正常動作できない場合にも急速放電を行うことができる。
請求項2に記載のように、請求項1に記載の車載機器において、前記アクティブ放電機構は、前記正極母線と負極母線との間において直列接続されたアクティブ放電抵抗とスイッチにより構成されているとよい。この場合には、確実にコンデンサの放電を行わせることができる。
請求項3に記載のように、請求項1又は2に記載の車載機器において、前記電子制御ユニットは、前記電子制御ユニット監視回路により前記電子制御ユニットが正常と判定された時において急速放電指令により前記スイッチング素子を制御して前記負荷としての3相交流モータのコイルを通電して前記コンデンサの放電を行わせるとよい。この場合には、電子制御ユニットが正常と判定された時においてコンデンサの放電を確実に行わせることができる。
請求項4に記載のように、請求項1〜3のいずれか1項に記載の車載機器において、前記負荷は3相交流モータであり、前記電子制御ユニットが異常と判定された時において急速放電指令により前記インバータ回路における上アーム用スイッチング素子の全て又は下アーム用スイッチング素子の全てをオンする全オン手段を有するとよい。この場合には、3相交流モータにおける回生電流の影響を受けにくくしてコンデンサのアクティブ放電機構での放電を行わせることができる。
請求項5に記載のように、請求項1〜4のいずれか1項に記載の車載機器において、前記アクティブ放電機構の動作をチェックするチェック手段を有するとよい。この場合には、アクティブ放電機構の動作をチェックすることによって、電子制御ユニットが異常と判定された時において急速放電指令によりコンデンサの放電を確実に行わせることができる。
本発明によれば、インバータ回路のスイッチング素子をオンオフ制御する電子制御ユニットが正常動作できない場合にも急速放電を行うことができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、車載機器10は、高圧(例えば300V)のバッテリ21と、システムメインリレーSW1,SW2と、コンデンサとしての平滑コンデンサC1と、インバータ回路20と、負荷としての走行モータ100を備えている。走行モータ100は、3相交流モータであって、スター結線されたコイル101,102,103を有する。また、車載機器10は、電子制御ユニット(以下CPUという)30と、インバータ駆動回路31を備えている。平滑コンデンサC1、インバータ回路20、CPU30、インバータ駆動回路31によりインバータが構成されている。
図1に示すように、車載機器10は、高圧(例えば300V)のバッテリ21と、システムメインリレーSW1,SW2と、コンデンサとしての平滑コンデンサC1と、インバータ回路20と、負荷としての走行モータ100を備えている。走行モータ100は、3相交流モータであって、スター結線されたコイル101,102,103を有する。また、車載機器10は、電子制御ユニット(以下CPUという)30と、インバータ駆動回路31を備えている。平滑コンデンサC1、インバータ回路20、CPU30、インバータ駆動回路31によりインバータが構成されている。
さらに、衝突時等において高電圧の平滑コンデンサC1に蓄積された電荷を急速に放電すべく、車載機器10は、アクティブ放電機構40と、アクティブ放電駆動回路50と、衝突検出手段53と、衝突信号送信ECU52と、緊急回路51と、電子制御ユニット監視回路としてのウォッチドグ回路60を備えている。
高圧バッテリ21に対しシステムメインリレーSW1,SW2を介してインバータ回路20が接続されている。システムメインリレーSW1は正極端子用常閉接点であり、システムメインリレーSW2は負極端子用常閉接点である。高圧バッテリ21の正極端子にはシステムメインリレーSW1を介してインバータ回路20の正極母線Lpが接続されている。また、高圧バッテリ21の負極端子にはシステムメインリレーSW2を介してインバータ回路20の負極母線Lnが接続されている。
インバータ回路20は、正極母線Lpと負極母線Lnを有し、複数のスイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6がブリッジ接続されている。詳しくは、インバータ回路20は、6つのスイッチング素子Q1〜Q6と6つのダイオードD1〜D6を有し、スイッチング素子Q1〜Q6としてIGBTを用いている。なお、スイッチング素子Q1〜Q6はパワーMOSFETでもよい。正極母線Lpと負極母線Lnとの間において、スイッチング素子Q1とQ2、スイッチング素子Q3とQ4、スイッチング素子Q5とQ6が、それぞれ直列に接続されている。各スイッチング素子Q1〜Q6には各ダイオードD1〜D6が逆並列接続されている。スイッチング素子Q1とQ2との間、スイッチング素子Q3とQ4との間、スイッチング素子Q5とQ6との間からモータ100(コイル101,102,103)が接続されている。
平滑コンデンサC1は、インバータ回路20の前段(バッテリ21側)において正極母線Lpと負極母線Lnとの間に接続されている。
各スイッチング素子Q1〜Q6の制御端子(IGBTのゲート端子)はインバータ駆動回路31と接続されている。インバータ駆動回路31にはCPU30が接続されている。CPU30は、インバータ駆動回路31を介してスイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6をオンオフ制御してインバータ回路20に接続された負荷としての走行モータ100に電力を供給する。
各スイッチング素子Q1〜Q6の制御端子(IGBTのゲート端子)はインバータ駆動回路31と接続されている。インバータ駆動回路31にはCPU30が接続されている。CPU30は、インバータ駆動回路31を介してスイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6をオンオフ制御してインバータ回路20に接続された負荷としての走行モータ100に電力を供給する。
外部のECUにより走行モータの駆動指令等がCPU30に出力され、この駆動指令に基づいてCPU30がインバータ駆動回路31を介してスイッチング素子Q1〜Q6を制御して直流電流が三相交流電流に変換される。インバータ回路20で変換された三相交流電流が走行モータ100(コイル101,102,103)に供給される。この通電にて走行モータ100が駆動される。
CPU30は、平滑コンデンサC1に蓄積された電荷を急速に放電させる。具体的には、モータトルクを発生させないモータの無効電流を流すべく所定の上アーム用スイッチング素子(Q1,Q3,Q5)と下アーム用スイッチング素子(Q2,Q4,Q6)をオンオフ制御して平滑コンデンサC1に蓄積された電荷をモータ100のコイルで消費して放電させることができるようになっている。
衝突信号送信ECU52とCPU30とは通信線(CAN等)で繋がっている。車両に搭載された衝突検出手段53として例えばGセンサが用いられ、所定の大きさ以上の加速度が車両に加わると衝突検出信号を出力する。衝突検出手段53に衝突信号送信ECU52が接続され、衝突検出信号が衝突信号送信ECU52に送られる。
衝突信号送信ECU52にはシステムメインリレーSW1,SW2が接続され、衝突信号送信ECU52は衝突検出信号を入力するとシステムメインリレーSW1,SW2を開路する。
アクティブ放電機構40は、正極母線Lpと負極母線Lnとの間において直列接続されたアクティブ放電抵抗R1とスイッチSW10により構成されている。スイッチSW10を閉路することによりアクティブ放電抵抗R1で平滑コンデンサC1の放電を行わせることができる。スイッチSW10はアクティブ放電駆動回路50と接続されている。アクティブ放電駆動回路50により、平滑コンデンサC1のアクティブ放電機構40での放電を行わせることができるようになっている。
アクティブ放電機構40は電流センサS1を有する。電流センサS1により正極母線Lpと負極母線Lnとの間においてアクティブ放電機構40に流れる電流が検出される。電流センサS1によるアクティブ放電機構40に流れる電流の検出結果がアクティブ放電駆動回路50に送られ、アクティブ放電駆動回路50はアクティブ放電機構40に流れる電流を検知することができる。
緊急回路51にはアクティブ放電駆動回路50及びCPU30が接続されており、緊急回路51から急速放電指令がアクティブ放電駆動回路50及びCPU30に送られる。衝突信号送信ECU52からの衝突信号が急速放電指令として用いられる。なお、衝突信号に代わり平滑コンデンサC1による高電圧部位が露出したことを検出する信号を急速放電指令として用いてもよい。
アクティブ放電駆動回路50はインバータ駆動回路31を介してスイッチング素子Q1〜Q6を制御して上アーム用スイッチング素子Q1,Q3,Q5の全て又は下アーム用スイッチング素子Q2,Q4,Q6の全てをオンすることができるようになっている。本実施形態では、アクティブ放電駆動回路50が全オン手段として機能する。
ウォッチドグ回路60は、CPU30を監視してCPU30が異常か否か判定する。その判定結果はアクティブ放電駆動回路50に送られる。また、チェック手段としてのアクティブ放電駆動回路50は、アクティブ放電機構40の動作をチェックする。具体的には、スイッチSW10を閉路した状態での電流センサS1による通電電流が所定の範囲内に入っていれば正常と判定し、通電電流が所定の範囲内に入っていないと異常と判定する。
次に、このように構成した車載機器10の作用を説明する。
車両の走行前において、アクティブ放電駆動回路50は、アクティブ放電機構40の動作をチェックしている。詳しくは、車両の始動キーが操作されるたびに診断モードを設定して、CPU30からチェック手段としてのアクティブ放電駆動回路50へ指令が送られる。診断モードでは強制的にスイッチSW10を閉路し、この状態での電流センサS1による通電電流が所定の範囲内に入っているか否か判定し、通電電流が所定の範囲内に入っていないと警報ランプを点灯する等の警報を行う。
車両の走行前において、アクティブ放電駆動回路50は、アクティブ放電機構40の動作をチェックしている。詳しくは、車両の始動キーが操作されるたびに診断モードを設定して、CPU30からチェック手段としてのアクティブ放電駆動回路50へ指令が送られる。診断モードでは強制的にスイッチSW10を閉路し、この状態での電流センサS1による通電電流が所定の範囲内に入っているか否か判定し、通電電流が所定の範囲内に入っていないと警報ランプを点灯する等の警報を行う。
車両走行時において車両が衝突すると、衝突検出手段53により衝突が検出されて検出信号が衝突信号送信ECU52に送られる。これによりシステムメインリレーSW1,SW2が開路され、高圧バッテリ21の電源ラインが遮断状態にされる。また、衝突信号送信ECU52から緊急回路51を介してCPU30及びアクティブ放電駆動回路50に対し急速放電指令が送られる。
ウォッチドグ回路60によりCPU30が正常と判定された時において、CPU30は、車両の衝突信号、即ち、急速放電指令に基づいて平滑コンデンサC1に蓄えられた電荷を放電させる。具体的には、モータトルクを発生させないモータの無効電流を流すようにスイッチング素子(Q1〜Q6)をオンオフ制御してモータ100(コイル101,102,103)での消費による放電を行わせる。即ち、CPU30は、スイッチング素子(Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6)を制御して負荷としての3相交流モータのコイル(101,102,103)を通電して平滑コンデンサC1の放電を行わせる。
このように、CPU30は、ウォッチドグ回路60によりCPU30が正常と判定された時において急速放電指令によりスイッチング素子(Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6)を制御して平滑コンデンサC1の走行モータ100での放電を行わせる。
一方、ウォッチドグ回路60によりCPU30が異常と判定された時において、ウォッチドグ回路60からアクティブ放電駆動回路50へ異常信号が送られ、アクティブ放電駆動回路50は、衝突信号、即ち、急速放電指令と異常信号によりアクティブ放電機構40のスイッチSW10を閉じて平滑コンデンサC1のアクティブ放電抵抗R1での放電を行わせる。
また、CPU30が異常と判定された時において、全オン手段としてのアクティブ放電駆動回路50は、急速放電指令によりインバータ回路20における上アーム用スイッチング素子Q1,Q3,Q5の全て又は下アーム用スイッチング素子Q2,Q4,Q6の全てをオンする。これにより、モータコイル101,102,103と、平滑コンデンサC1及びアクティブ放電機構40とを遮断して放電時に上アーム用スイッチング素子Q1,Q3,Q5の全て又は下アーム用スイッチング素子Q2,Q4,Q6の全てのオンによる閉ループで電流を流すことにより3相交流モータにおける回生電流の影響を受けにくくする。即ち、コンデンサ放電が阻害されることが防止され、特に永久磁石式モータにおいて有用である。また、上アーム用スイッチング素子Q1,Q3,Q5の全て又は下アーム用スイッチング素子Q2,Q4,Q6を全てオン(3相オン)させることにより、アクティブ放電抵抗R1の通電による急速放電時において、モータの回転数を落とすことができる。なお、スイッチSW10を閉じるタイミングと、上アーム用スイッチング素子Q1,Q3,Q5の全て又は下アーム用スイッチング素子Q2,Q4,Q6の全てをオンするタイミングについては、同時でもよい。あるいは、上アーム用スイッチング素子Q1,Q3,Q5の全て又は下アーム用スイッチング素子Q2,Q4,Q6の全てのオンを、スイッチSW10を閉じる前に行ってもよい。
このようにして、CPU30が正常動作する場合には、モータにトルクを発生させない無効電流を流し、急速放電することにより、追加部品なしで急速放電が可能となる。また、CPU30が正常動作しない異常時にはアクティブ放電抵抗R1を通電して急速放電する。このように通常時はCPU30を介した急速放電を実現し、CPU30が異常の場合は急速放電指令と異常信号により急速放電を実現することで、CPU30が異常になった場合でも急速放電を実現することができる。具体的には、モータ制御部と独立したアクティブ放電機構40を設け、通常時はモータコイルを通電することによるモータ放電を用いて急速放電を実現する。一方、CPU30の異常時は、CPU30を監視するウォッチドグ回路60から異常信号をアクティブ放電駆動回路50に送信し、衝突信号と異常信号の2つでアクティブ放電を実現する。
このようにして、CPU30が正常動作している場合のみならず、CPU30の異常時にも急速放電すべくハード的にアクティブ放電機構40を設けており、衝突時にCPU30に異常が発生しても急速放電に移行することができるため、急速放電動作の確実性が向上する(CPU30の故障で急速放電が必要な場合、確実に急速放電が可能となる)。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)車載機器10の構成として、正極母線Lpと負極母線Lnとの間に接続されたアクティブ放電機構40と、平滑コンデンサC1のアクティブ放電機構40での放電を行わせるためのアクティブ放電駆動回路50と、CPU30を監視してCPU30が異常か否か判定するCPU監視回路としてのウォッチドグ回路60を備える。CPU30は、ウォッチドグ回路60によりCPU30が正常と判定された時において急速放電指令によりスイッチング素子(Q1〜Q6)の制御による平滑コンデンサC1の走行モータ(負荷)100での放電を行わせる。アクティブ放電駆動回路50は、ウォッチドグ回路60によりCPU30が異常と判定された時において急速放電指令により平滑コンデンサC1のアクティブ放電機構40での放電を行わせる。よって、インバータ回路20のスイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6をオンオフ制御するCPU30が正常動作できない場合にも急速放電を行うことができる。
(1)車載機器10の構成として、正極母線Lpと負極母線Lnとの間に接続されたアクティブ放電機構40と、平滑コンデンサC1のアクティブ放電機構40での放電を行わせるためのアクティブ放電駆動回路50と、CPU30を監視してCPU30が異常か否か判定するCPU監視回路としてのウォッチドグ回路60を備える。CPU30は、ウォッチドグ回路60によりCPU30が正常と判定された時において急速放電指令によりスイッチング素子(Q1〜Q6)の制御による平滑コンデンサC1の走行モータ(負荷)100での放電を行わせる。アクティブ放電駆動回路50は、ウォッチドグ回路60によりCPU30が異常と判定された時において急速放電指令により平滑コンデンサC1のアクティブ放電機構40での放電を行わせる。よって、インバータ回路20のスイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6をオンオフ制御するCPU30が正常動作できない場合にも急速放電を行うことができる。
(2)アクティブ放電機構40は、正極母線Lpと負極母線Lnとの間において直列接続されたアクティブ放電抵抗R1とスイッチSW10により構成されている。よって、確実に平滑コンデンサC1の放電を行わせることができる。
(3)CPU30は、ウォッチドグ回路60によりCPU30が正常と判定された時において急速放電指令によりスイッチング素子(Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6)を制御して負荷としての3相交流モータのコイル(101,102,103)を通電して平滑コンデンサC1の放電を行わせる。よって、CPU30が正常と判定された時において平滑コンデンサC1の放電を確実に行わせることができる。
(4)負荷としての走行モータ100は3相交流モータである。CPU30が異常と判定された時において急速放電指令によりインバータ回路20における上アーム用スイッチング素子Q1,Q3,Q5の全て又は下アーム用スイッチング素子Q2,Q4,Q6の全てをオンする全オン手段としてのアクティブ放電駆動回路50を有する。よって、3相交流モータにおける回生電流の影響を受けにくくして平滑コンデンサC1のアクティブ放電機構40での放電を行わせることができるとともに走行モータ100の回転数を落とすことができる。
(5)アクティブ放電機構40の動作をチェックするチェック手段としてのアクティブ放電駆動回路50を有する。よって、故障判定のためのアクティブ放電駆動回路50を用いてアクティブ放電機構40の動作をチェックすることによって、CPU30が異常と判定された時において急速放電指令により平滑コンデンサC1の放電を確実に行わせることができる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ CPU30は、CPU監視回路としてのウォッチドグ回路60によりCPU30が正常と判定された時において急速放電指令によりスイッチング素子(Q1〜Q6)の制御による平滑コンデンサC1のスイッチング素子(Q1〜Q6)を通した放電を行わせてもよい。例えば、上アーム用スイッチング素子Q1,Q3,Q5と下アーム用スイッチング素子Q2,Q4,Q6をスイッチング制御してスイッチング素子(IGBT)のオン・オフ切替えによるスイッチング損失で損失させて急速放電する。他にも、上アーム用スイッチング素子Q1,Q3,Q5と下アーム用スイッチング素子Q2,Q4,Q6をオンすることによりスイッチング素子(IGBT)を上下アーム短絡させて短絡電流を流し、急速放電する。
○ CPU30は、CPU監視回路としてのウォッチドグ回路60によりCPU30が正常と判定された時において急速放電指令によりスイッチング素子(Q1〜Q6)の制御による平滑コンデンサC1のスイッチング素子(Q1〜Q6)を通した放電を行わせてもよい。例えば、上アーム用スイッチング素子Q1,Q3,Q5と下アーム用スイッチング素子Q2,Q4,Q6をスイッチング制御してスイッチング素子(IGBT)のオン・オフ切替えによるスイッチング損失で損失させて急速放電する。他にも、上アーム用スイッチング素子Q1,Q3,Q5と下アーム用スイッチング素子Q2,Q4,Q6をオンすることによりスイッチング素子(IGBT)を上下アーム短絡させて短絡電流を流し、急速放電する。
○アクティブ放電機構40は、正極母線Lpと負極母線Lnとの間において直列接続されたアクティブ放電抵抗R1とスイッチSW10により構成したが、これに代わり、図2に示す構成としてもよい。図2において、アクティブ放電機構41は、正極母線Lpと負極母線Lnとの間に接続されたスイッチング素子(半導体素子)Q10である。そして、アクティブ放電駆動回路50は、ウォッチドグ回路60によりCPU30が異常と判定された時において急速放電指令によりスイッチング素子Q10をオンオフ制御して定電流を流し平滑コンデンサC1のアクティブ放電機構41のスイッチング素子Q10での放電を行わせる。
このように、アクティブ放電回路は、放電抵抗を用いる以外にも、半導体素子を用いた定電流源で構成してもよい。
○図1に代わり図3に示すように、CPU30は、CPU監視回路としてのウォッチドグ回路60によりCPU30が正常と判定された時において急速放電指令により正極母線Lpと負極母線Lnとの間に接続されたDC/DC変換器70による平滑コンデンサC1の放電を行わせてもよい。例えば、DC/DC変換器70の構成の一例として、トランス71を備え、その一次側にはスイッチング素子72、制御IC73、ダイオード74、コンデンサ75を有し、二次側にはダイオード76,77、コイル78、コンデンサ79を有する。DC/DC変換器70の出力には低圧(例えば12V)のバッテリ80が接続されている。12Vのバッテリ80には各種の補機81が接続され、補機81はバッテリ80からの電力にて駆動する。CPU30は制御IC73を介してDC/DC変換器70による放電を行わせる。つまり、高圧の300Vから低圧の12Vを生成するDC/DC変換器70を動作させて急速放電することにより、追加部品なしで急速放電が可能となる。
○図1に代わり図3に示すように、CPU30は、CPU監視回路としてのウォッチドグ回路60によりCPU30が正常と判定された時において急速放電指令により正極母線Lpと負極母線Lnとの間に接続されたDC/DC変換器70による平滑コンデンサC1の放電を行わせてもよい。例えば、DC/DC変換器70の構成の一例として、トランス71を備え、その一次側にはスイッチング素子72、制御IC73、ダイオード74、コンデンサ75を有し、二次側にはダイオード76,77、コイル78、コンデンサ79を有する。DC/DC変換器70の出力には低圧(例えば12V)のバッテリ80が接続されている。12Vのバッテリ80には各種の補機81が接続され、補機81はバッテリ80からの電力にて駆動する。CPU30は制御IC73を介してDC/DC変換器70による放電を行わせる。つまり、高圧の300Vから低圧の12Vを生成するDC/DC変換器70を動作させて急速放電することにより、追加部品なしで急速放電が可能となる。
このように、DC/DC変換器70の動作による放電とアクティブ放電を併用してもよい。
○図4に示すように、平滑コンデンサC1のアクティブ放電機構40での放電を行わせるアクティブ放電駆動回路として電子制御ユニット(CPU)90を用いてもよい。CPU30とCPU90とは異なる基板に実装されている。
○図4に示すように、平滑コンデンサC1のアクティブ放電機構40での放電を行わせるアクティブ放電駆動回路として電子制御ユニット(CPU)90を用いてもよい。CPU30とCPU90とは異なる基板に実装されている。
つまり、第1のCPU30にて通常時における放電制御を行い、この第1のCPU30を監視して第1のCPU30に異常が発生した時には第2のCPU90によりアクティブ放電による急速放電を行うようにする。CPU90を用いる構成は図2、図3の場合も適用できる。
○ 負荷は走行モータ以外でもよく、例えばエアコン用モータでもよい。また、負荷はモータ以外の機器でもよい。
○車両の種類は問わない。例えば、ハイブリッド車でも電気自動車等でもよい。
○車両の種類は問わない。例えば、ハイブリッド車でも電気自動車等でもよい。
10…車載機器、20…インバータ回路、30…電子制御ユニット(CPU)、40…アクティブ放電機構、50…アクティブ放電駆動回路、60…ウォッチドグ回路、100…走行モータ、C1…平滑コンデンサ、Lp…正極母線、Ln…負極母線、Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6…スイッチング素子、Q1,Q3,Q5…上アーム用スイッチング素子、Q2,Q4,Q6…下アーム用スイッチング素子、R1…アクティブ放電抵抗、SW10…スイッチ。
Claims (5)
- 正極母線と負極母線を有し、複数のスイッチング素子がブリッジ接続されたインバータ回路と、
前記正極母線と負極母線との間に接続されたコンデンサと、
前記スイッチング素子をオンオフ制御して前記インバータ回路に接続された負荷に電力を供給する電子制御ユニットと、
を備えた車載機器であって、
前記正極母線と負極母線との間に接続されたアクティブ放電機構と、
前記コンデンサの前記アクティブ放電機構での放電を行わせるためのアクティブ放電駆動回路と、
前記電子制御ユニットを監視して前記電子制御ユニットが異常か否か判定する電子制御ユニット監視回路と、
を備え、
前記電子制御ユニットは、前記電子制御ユニット監視回路により前記電子制御ユニットが正常と判定された時において急速放電指令により前記スイッチング素子の制御による前記コンデンサの前記負荷での放電、又は、前記スイッチング素子の制御による前記コンデンサの前記スイッチング素子を通した放電、又は、前記正極母線と負極母線との間に接続されたDC/DC変換器による前記コンデンサの放電を行わせ、
前記アクティブ放電駆動回路は、前記電子制御ユニット監視回路により前記電子制御ユニットが異常と判定された時において急速放電指令により前記コンデンサの前記アクティブ放電機構での放電を行わせることを特徴とする車載機器。 - 前記アクティブ放電機構は、前記正極母線と負極母線との間において直列接続されたアクティブ放電抵抗とスイッチにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の車載機器。
- 前記電子制御ユニットは、前記電子制御ユニット監視回路により前記電子制御ユニットが正常と判定された時において急速放電指令により前記スイッチング素子を制御して前記負荷としての3相交流モータのコイルを通電して前記コンデンサの放電を行わせることを特徴とする請求項1又は2に記載の車載機器。
- 前記負荷は3相交流モータであり、
前記電子制御ユニットが異常と判定された時において急速放電指令により前記インバータ回路における上アーム用スイッチング素子の全て又は下アーム用スイッチング素子の全てをオンする全オン手段を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車載機器。 - 前記アクティブ放電機構の動作をチェックするチェック手段を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車載機器。
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