車両用の電力変換装置およびそれを搭載する車両
【課題】車両用の電力変換装置において、車両の衝突時に、衝突時に駆動すべき機器へ安定的に電源を供給するとともに、電力変換装置内の平滑コンデンサに蓄積された残留電荷を速やかに放電する。
【解決手段】車両用の電力変換装置２００において、２系統の電圧出力を有するＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を備える。そして、車両１００の衝突が発生した場合に、電力変換装置２００内の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ１６０で降圧して、一方の電圧出力系統によって、衝突時に駆動すべき機器を含む低圧系補機５０およびＭＧ−ＥＣＵ３００に電源電圧を供給するとともに、他方の電圧出力系統によって高圧系補機６０を駆動して平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を消費する。
【解決手段】車両用の電力変換装置２００において、２系統の電圧出力を有するＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を備える。そして、車両１００の衝突が発生した場合に、電力変換装置２００内の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ１６０で降圧して、一方の電圧出力系統によって、衝突時に駆動すべき機器を含む低圧系補機５０およびＭＧ−ＥＣＵ３００に電源電圧を供給するとともに、他方の電圧出力系統によって高圧系補機６０を駆動して平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を消費する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の電力変換装置およびそれを搭載する車両に関し、より特定的には、車両の衝突時において、電力変換装置内に含まれるコンデンサの残留電荷の放電制御を行なう際に衝突時に駆動すべき機器への電源を安定的に供給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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の電力変換装置が搭載される。
【０００４】
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。
【０００５】
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、速やかに平滑コンデンサの残留電荷を放電することが必要となる。
【０００６】
特開２００４−２２２３６１号公報（特許文献１）には、インバータの入力側にインバータに並列に設けられた平滑コンデンサを備える電動機駆動制御装置において、インバータへの直流入力電源の供給が停止されたときに、インバータに何らかの異常が発生した場合には、平滑コンデンサに蓄積された残留電荷をＤＣ／ＤＣコンバータもしくは電動エアコンにより消費する技術が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２２２３６１号公報
【特許文献２】特開２０００−０９２７５０号公報
【特許文献３】特開２００８−０８７７１４号公報
【特許文献４】特開２００６−２２４７７２号公報
【特許文献５】特開２００３−０６１２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特開２００４−２２２３６１号公報（特許文献１）に開示された技術においては、車両の衝突が発生した場合ではなく、イグニッションキーがオフされて蓄電装置からの電力供給が停止された正常時の場合を前提としている。そのため、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータおよび電動エアコンを制御する制御装置への電力も、蓄電装置から正常に供給される。
【０００９】
車両の衝突等が発生した場合には、乗員保護のための機器や運転操作をサポートする機器のような衝突時に駆動すべき機器については確実に駆動させるとともに、平滑コンデンサの残留電荷を速やかに放電させる必要がある。しかしながら、衝突による車両の状態によっては、電力供給用のバッテリが破損等したり、上記衝突時に駆動すべき機器の動作に伴ってバッテリの出力電圧が低下してしまう場合がある。このような場合には、特開２００４−２２２３６１号公報（特許文献１）においては、上記の電気機器が正常に駆動できないばかりか、さらには残留電荷が十分に消費できない場合がある。
【００１０】
したがって、車両の衝突等が発生した場合に、残留電荷の放電動作が完了するまでの間、衝突時に駆動すべき機器への電源を安定的に供給することが必要となる。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、車両用の電力変換装置において、車両の衝突時に、衝突時に駆動すべき機器へ安定的に電源を供給するとともに、電力変換装置内の平滑コンデンサに蓄積された残留電荷を速やかに放電することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による車両用の電力変換装置は、電力変換装置へ直流電力を供給するように構成された第１の蓄電装置と、車両の衝突を検出するための衝突検出部と、第１の蓄電装置から電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能であり、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたときに遮断されるリレーとを含む車両において、コンデンサと、車両の衝突が検出されかつリレーによって第１の蓄電装置が電力変換装置から電気的に切離された状態においてコンデンサの電圧を降圧するように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータとを備える。また、ＤＣ／ＤＣコンバータは、コンデンサの電圧を降圧した第１の電圧を第１の電力線に出力するように構成された電源回路と、第１の電圧を降圧した第２の電圧を第２の電力線に出力するように構成された電圧変換回路とを含む。そして、車両は、第１の電力線に接続され車両の衝突が発生したときにコンデンサの残留電荷を消費するように駆動される第１の負荷と、第２の電力線に接続され車両の衝突直後に駆動すべき第２の負荷と、第２の負荷と並列に接続され第２の電圧を受けて充電される第２の蓄電装置とをさらに含む。
【００１３】
好ましくは、車両用の電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに備える。電源回路は出力電圧を可変に設定可能である。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されておらず、かつ第１の負荷への出力電力が小さい場合には、電源回路から出力される第１の電圧を低下するようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００１４】
また好ましくは、電圧変換回路は、第１の電力線と接地線との間に直列に接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の接続ノードと第２の電力線とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含む。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されておらず、かつ第１の負荷および第２の負荷の出力電力が第２の電圧で供給可能である場合は、第１の電圧を第２の電圧まで低下させるとともに、第１のスイッチング素子がオン状態を継続するようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００１５】
好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、入力電圧が基準値よりも低下すると動作を停止するような低電圧保護機能を有する。また、電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに備える。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されたときに、低電圧保護機能を無効とするようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００１６】
あるいは好ましくは、車両用の電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに備える。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されたときに、第２の電圧を、車両の衝突が検出される前よりも上昇させるようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００１７】
好ましくは、車両用の電力変換装置は、第１の蓄電装置からリレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、電力変換部を制御するための制御装置とをさらに備える。そして、制御装置は、車両の衝突が検出され、リレーによって第１の蓄電装置が電力変換装置から電気的に切離された状態において、コンデンサの残留電荷を消費するように電力変換部を制御する。
【００１８】
また好ましくは、電力変換部は、第１の蓄電装置から供給される直流電力の電圧変換を行なうように構成されたコンバータと、コンバータの直流電力を交流電力に変換するためのインバータとを含む。また、コンデンサは、コンバータの第１の蓄電装置側に接続された第１のコンデンサと、コンバータのインバータ側に接続された第２のコンデンサとを含む。そして、コンバータは、昇圧動作および降圧動作の双方が可能であり、昇圧動作に伴って第１のコンデンサの残留電荷の一部を消費し、降圧動作に伴って第２のコンデンサの残留電荷の一部を消費する。
【００１９】
さらに好ましくは、制御装置は、昇圧動作および降圧動作を交互に繰り返すように、コンバータを制御する。
【００２０】
本発明による車両は、電力変換装置と、電力変換装置へ直流電力を供給するように構成された第１の蓄電装置と、車両の衝突を検出するための衝突検出部と、第１の蓄電装置から電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能であり、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたときに遮断されるリレーとを備える。また、電力変換装置は、コンデンサと、車両の衝突が検出され、かつリレーによって第１の蓄電装置が電力変換装置から電気的に切離された状態において、コンデンサの電圧を降圧するように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータとを含む。ＤＣ／ＤＣコンバータは、コンデンサの電圧を降圧した第１の電圧を第１の電力線に出力するように構成された電源回路と、第１の電圧を降圧した第２の電圧を第２の電力線に出力するように構成された電圧変換回路とを含む。そして、車両は、第１の電力線に接続され車両の衝突が発生したときにコンデンサの残留電荷を消費するように駆動される第１の負荷と、第２の電力線に接続され車両の衝突直後に駆動すべき第２の負荷と、第２の負荷と並列に接続され第２の電圧を受けて充電される第２の蓄電装置とをさらに備える。
【００２１】
好ましくは、電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含む。電源回路は出力電圧を可変に設定可能である。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されておらず、かつ第１の負荷への出力電力が小さい場合には、電源回路から出力される第１の電圧を低下するようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００２２】
また好ましくは、電圧変換回路は、第１の電力線と接地線との間に直列に接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の接続ノードと第２の電力線とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含む。また、電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含む。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されておらず、かつ第１の負荷および第２の負荷の出力電力が第２の電圧で供給可能である場合は、第１の電圧を第２の電圧まで低下させるとともに、第１のスイッチング素子がオン状態を継続するようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００２３】
好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、入力電圧が基準値よりも低下すると、動作を停止するような低電圧保護機能を有する。また、電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含む。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されたときに、低電圧保護機能を無効とするようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００２４】
あるいは好ましくは、電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含む。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されたときに、第２の電圧を、車両の衝突が検出される前よりも上昇させるようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００２５】
好ましくは、電力変換装置は、第１の蓄電装置からリレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、電力変換部を制御するための制御装置とをさらに含む。そして、制御装置は、車両の衝突が検出され、リレーによって第１の蓄電装置が電力変換装置から電気的に切離された状態において、コンデンサの残留電荷を消費するように電力変換部を制御する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、車両用の電力変換装置において、車両の衝突時に、衝突時に駆動すべき機器へ安定的に電源を供給するとともに、電力変換装置内の平滑コンデンサに蓄積された残留電荷を速やかに放電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施の形態１に従う、車両の全体ブロック図である。
【図２】図１のＤＣ／ＤＣコンバータの詳細を説明するための回路図である。
【図３】比較例として１出力型のＤＣ／ＤＣコンバータを備える場合の問題点を説明するための図である。
【図４】比較例におけるＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧と出力電圧との関係を示す図である。
【図５】実施の形態１における、ＤＣ／ＤＣコンバータの機能を説明するための図である。
【図６】実施の形態１における、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧と出力電圧との関係を示す図である。
【図７】車両の衝突が発生した場合の、実施の形態１における、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明するためのタイムチャートである。
【図８】実施の形態１における、ＭＧ−ＥＣＵで実行される平滑コンデンサの残留電荷放電制御を説明するための機能ブロック図である。
【図９】実施の形態１における、ＭＧ−ＥＣＵで実行される平滑コンデンサの残留電荷放電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１０】実施の形態２における、通常走行時の損失低減機能を付加した残留電荷放電制御を説明するための機能ブロック図である。
【図１１】実施の形態２における、通常走行時の損失低減機能を付加した残留電荷放電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
[実施の形態１]
図１は、本実施の形態１に従う、車両１００の全体ブロック図である。本実施の形態１においては、車両１００としてエンジンおよびモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両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、ハイブリッド車両以外にたとえば電気自動車や燃料電池自動車などが含まれる。また、蓄電装置からの電力によって走行可能でなくとも、電力変換装置を備える車両においても適用可能である。
【００３０】
図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１３０，１５０と、電力変換装置（以下、ＰＣＵ「Power Control Unit」とも称する。）２００と、駆動部２７０と、衝突検出部２１０と、リレーＳＲ１，ＳＲ２と、制御装置（以下、ＨＶ−ＥＣＵ「Electronic Control Unit」とも称する。）２８０と、低圧系補機５０と、高圧系補機６０とを備える。また、駆動部２７０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構２５０と、エンジン２２０と、駆動輪２６０とを含む。
【００３１】
蓄電装置１３０，１５０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１３０，１５０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、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。
【００３２】
蓄電装置１５０は、リレーＳＲ１，ＳＲ２を介して、電力線ＰＬ１および接地線ＳＬ１によってＰＣＵ２００に接続される。そして、蓄電装置１５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための直流電力をＰＣＵ２００へ供給する。また、蓄電装置１５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発生され、ＰＣＵ２００を介して供給される電力を蓄電する。蓄電装置１５０から供給される電力の電圧は、蓄電装置１３０から供給される電力の電圧と比べて相対的に高圧（たとえば２００Ｖ）である。
【００３３】
一方、蓄電装置１３０は、補機や制御装置などを動作させるための電源電圧を供給する。蓄電装置１３０から供給される電力の電圧は、蓄電装置１５０から供給される電力の電圧と比べて相対的に低圧（たとえば１２Ｖ）である。また、蓄電装置１３０は、ＰＣＵ２００内のＤＣ／ＤＣコンバータ１６０（後述）によって降圧された蓄電装置１５０からの電力によって充電される。また、蓄電装置１３０は、ヒューズＦ１を介し制御電源線ＣＰＬを経由して、後述するＰＣＵ２００内の制御装置（以下、ＭＧ−ＥＣＵとも称する。）３００を作動させるための制御用電源電圧を供給する。
【００３４】
リレーＳＲ１，ＳＲ２は、蓄電装置１５０とＰＣＵ２００とを接続する電力線ＰＬ１および接地線ＳＬ１の途中に挿入される。リレーＳＲ１，ＳＲ２は、ＨＶ−ＥＣＵ２８０により制御され、蓄電装置１５０からＰＣＵ２００への電力の供給と遮断とを切替える。
【００３５】
ＰＣＵ２００は、蓄電装置１５０からの直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に供給する。また、ＰＣＵ２００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発生した交流電力を、直流電力に変換して蓄電装置１５０を充電する。
【００３６】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、ＰＣＵ２００から供給される交流電力を受けて車両推進のための回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、外部から回転力を受けて交流電力を発電するとともに、ＭＧ−ＥＣＵ３００からの回生トルク指令によって回生制動力を車両１００に発生する。
【００３７】
また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力分割機構２５０を介してエンジン２２０にも連結される。そして、エンジン２２０の発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御される。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。なお、本実施の形態においては、モータジェネレータＭＧ１をエンジン２２０により駆動される発電機として機能させ、モータジェネレータＭＧ２を駆動輪２６０を駆動する電動機として機能させるものとする。
【００３８】
動力分割機構２５０には、エンジン２２０の動力を、駆動輪２６０とモータジェネレータＭＧ１との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。
【００３９】
衝突検出部２１０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、衝突検出部２１０は、その検出結果である衝突信号ＣＯＬを、ＨＶ−ＥＣＵ２８０およびＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００４０】
ＨＶ−ＥＣＵ２８０およびＭＧ−ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、車両１００の各機器を制御する。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）で構築して処理することも可能である。
【００４１】
ＨＶ−ＥＣＵ２８０は、衝突検出部２１０から、車両１００の衝突信号ＣＯＬの入力を受ける。
【００４２】
また、ＨＶ−ＥＣＵ２８０は、リレー制御指令ＳＥを生成し、リレーＳＲ１およびＳＲ２を制御する。具体的には、リレー制御指令ＳＥがオンに設定されるとリレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が閉じられて、蓄電装置１５０からＰＣＵ２００へ電力が供給される。一方、リレー制御指令ＳＥがオフに設定されるとリレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放され、蓄電装置１５０からＰＣＵ２００への電力が遮断される。
【００４３】
そして、ＨＶ−ＥＣＵ２８０は、衝突信号ＣＯＬによって車両１００の衝突を検出すると、蓄電装置１５０からＰＣＵ２００への電力が遮断されるようにリレーＳＲ１，ＳＲ２を制御する。
【００４４】
また、ＨＶ−ＥＣＵ２８０は、ＭＧ−ＥＣＵ３００へリレー制御指令ＳＥを出力し、リレーＳＲ１，ＳＲ２の制御状態を通知する。
【００４５】
ＰＣＵ２００は、電力変換部１１５と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２と、電圧センサ１７０，１８０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０と、ＭＧ−ＥＣＵ３００とを含む。電力変換部１１５は、コンバータ１１０およびインバータ１２０を含む。また、インバータ１２０は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためのインバータ１２１およびモータジェネレータＭＧ２を駆動するためのインバータ１２２を含む。
【００４６】
コンバータ１１０は、リアクトルＬ１と、電力線ＨＰＬと接地線ＳＬ１との間に直列に接続されるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。スイッチング素子は、代表的にはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor）、もしくはＧＴＯ（Gate Turn Off Thyristor）などが用いられる。なお、本実施の形態においては、スイッチング素子としてＩＧＢＴを使用した場合を例として説明する。
【００４７】
リアクトルＬ１は、電力線ＰＬ１と、スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２の接続ノードとに接続される。ダイオードＤ１のカソードはスイッチング素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはスイッチング素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはスイッチング素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはスイッチング素子Ｑ２のエミッタと接続される。
【００４８】
インバータ１２１は、コンバータ１１０から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン２２０を始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１２１は、エンジン２２０から伝達される機械的動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された回生電力をコンバータ１１０に出力する。このときコンバータ１１０は、降圧回路として動作するようにＭＧ−ＥＣＵ３００によって制御される。
【００４９】
インバータ１２１は、Ｕ相アーム１２３と、Ｖ相アーム１２４と、Ｗ相アーム１２５とを含む。Ｕ相アーム１２３、Ｖ相アーム１２４およびＷ相アーム１２５は、電力線ＨＰＬと接地線ＳＬ１との間に並列に接続される。
【００５０】
Ｕ相アーム１２３は、電力線ＨＰＬと接地線ＳＬ１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。
【００５１】
Ｖ相アーム１２４は、電力線ＨＰＬと接地線ＳＬ１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。
【００５２】
Ｗ相アーム１２５は、電力線ＨＰＬと接地線ＳＬ１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。
【００５３】
モータジェネレータＭＧ１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。
【００５４】
インバータ１２１は、ＭＧ−ＥＣＵ３００から出力される駆動指令ＰＷＩ１に従って上記スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲート信号をオンまたはオフさせることによって、コンバータ１１０から供給される直流電力を所望の交流電力に変換する。
【００５５】
インバータ１２２は、コンバータ１１０に対してインバータ１２１と並列的に接続される。
【００５６】
インバータ１２２は駆動輪２６０を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対してコンバータ１１０の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ１２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された回生電力をコンバータ１１０に出力する。このときコンバータ１１０は降圧回路として動作するようにＭＧ−ＥＣＵ３００によって制御される。インバータ１２２の内部の構成は図示しないが、インバータ１２１と同様であり、詳細な説明は繰り返さない。
【００５７】
平滑コンデンサＣ１は、コンバータ１１０の低圧側（すなわち、蓄電装置１５０側）の電力線ＰＬ１と接地線ＳＬ１間に接続され、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング時のリプル電圧を吸収する。また、平滑コンデンサＣ２は、コンバータ１１０の高圧側（すなわち、インバータ１２０側）の電力線ＨＰＬと接地線ＳＬ１間に接続され、コンバータ１１０およびインバータ１２０でスイッチング時に発生するリプル電圧を吸収する。
【００５８】
電圧センサ１７０は、平滑コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬを検出し、その検出した電圧ＶＬをＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。また、電圧センサ１８０は、平滑コンデンサＣ２の両端間の電圧ＶＨ、すなわち、コンバータ１１０の出力電圧（インバータ１２０の入力電圧に相当する。）を検出し、その検出した電圧ＶＬをＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００５９】
また、コンバータ１１０は、昇圧動作によって平滑コンデンサＣ１の残留電荷の一部を消費し、降圧動作によって平滑コンデンサＣ２の残留電荷の一部を消費する。
【００６０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、電力線ＰＬ１および接地線ＳＬ１に接続されて、蓄電装置１５０またはコンバータ１１０から供給される直流電力の入力を受ける。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、ＭＧ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤ１，ＰＷＤ２により制御されて、入力を受けた直流電力を２種類の電圧（たとえば、４８Ｖと１４Ｖ）に降圧する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、降圧した一方の直流電力を電力線ＳＰＬ１に出力して、高圧系補機６０を駆動するための電源電圧（４８Ｖ）を供給する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、降圧した他方の直流電力を電力線ＳＰＬ２に出力して、蓄電装置１３０（１２Ｖ）を充電するとともに、低圧系補機５０を駆動するための電源電圧（１４Ｖ）を供給する。
【００６１】
電流センサ８０は、電力線ＳＰＬ１に設けられ、高圧系補機６０へ流れる電流ＩＬ１を検出し、その検出値をＭＧ−ＥＣＵ３００に出力する。また、電流センサ８０は、電力線ＳＰＬ２に設けられ、低圧系補機５０へ流れる電流ＩＬ２を検出し、その検出値をＭＧ−ＥＣＵ３００に出力する。
【００６２】
低圧系補機５０は、エアバッグなどの乗員保護のための機器、およびＡＢＳ「Anti-lock Brake System」、電動パワーステアリング（以下、ＥＰＳ「Electric Power Steering」とも称する。）や電子制御ブレーキ（以下、ＥＣＢ「Electronically Controlled Brake System」とも称する。）などの乗員による運転操作をサポートする機器が含まれる。これらの機器は、車両衝突時や車両走行中の危険回避のための操作時に、確実に動作する必要がある。
【００６３】
そして、低圧系補機５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の電力線ＳＰＬ２に接続され、電源電圧が供給される。また低圧系補機５０は、上記のように各機器の機能が確実に動作することが必要であるため、蓄電装置１３０が並列に接続されて、蓄電装置１３０からも電源電圧が供給される。また、ＭＧ−ＥＣＵ３００やＨＶ−ＥＣＵ２８０などの制御装置の制御用電源も、電力線ＳＰＬ２から供給される。
【００６４】
高圧系補機６０は、低圧系補機５０と比べて相対的に定格消費電力の大きい機器であり、代表的にはウィンドウや座席などのヒータ負荷が含まれる。高圧系補機６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の電力線ＳＰＬ１に接続され、電源電圧が供給される。なお、高圧系補機６０は、上記のヒータ負荷のほかに、冷却用のファンや車内用エアコンなどの電気機器を含むようにしてもよい。
【００６５】
ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電圧センサ１７０，１８０から、平滑コンデンサＣ１および平滑コンデンサＣ２のそれぞれの電圧ＶＬ，ＶＨの入力を受ける。また、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、衝突検出部２１０から、車両１００の衝突信号ＣＯＬの入力を受ける。さらに、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電流センサ８０，７０から、高圧系補機６０および低圧系補機５０へ流れるそれぞれの電流ＩＬ１，ＩＬ２の入力を受ける。
【００６６】
ＭＧ−ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＣによりコンバータ１１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を制御することによって、コンバータ１１０に昇圧動作または降圧動作を行なわせる。
【００６７】
また、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２によって、それぞれインバータ１２１，１２２のスイッチング素子を制御することで、コンバータ１１０から供給された直流電力をインバータ１２１，１２２によって交流電力に変換する。
【００６８】
さらに、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＤ１，ＰＷＤ２によりＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を制御することによって、コンバータ１１０の降圧動作または蓄電装置１５０によって電力線ＰＬ１に供給される直流電力をさらに降圧して、蓄電装置１３０、低圧系補機５０および高圧系補機６０へ電源電圧を供給する。
【００６９】
また、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、衝突検出部２１０からの衝突信号ＣＯＬによって、車両１００の衝突を検出した場合には、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられている残留電荷による電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ１６０で降圧することによって、低圧系補機５０およびＭＧ−ＥＣＵ３００に駆動用の電源電圧を供給する。それとともに、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられている残留電荷を速やかに消費させるために、高圧系補機６０を作動させる。また、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、コンバータ１１０およびインバータ１２０を制御することによって、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられている残留電荷をさらに消費させることもできる。
【００７０】
図２は、図１のＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の詳細を説明するための回路図である。
図２を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、電源回路３０と、電圧変換回路４０とを備える。
【００７１】
電源回路３０は、蓄電装置１５０または平滑コンデンサＣ１に蓄積された電荷から電力を受けて交流電圧を発生するブリッジ回路と、１次側がブリッジ回路から電力を受けるトランスＴｒと、トランスＴｒの２次側に生じる交流電圧を整流する整流回路とを含む。
【００７２】
ブリッジ回路は、リアクトルＬ１１を介して電力線ＰＬ１にコレクタが接続されたスイッチング素子Ｑ１１と、スイッチング素子Ｑ１１のエミッタにコレクタが接続され、接地線ＳＬ１にエミッタが接続されたスイッチング素子Ｑ１２と、リアクトルＬ１１を介して電力線ＰＬ１にコレクタが接続されたスイッチング素子Ｑ１３と、スイッチング素子Ｑ１３のエミッタにコレクタが接続され、接地線ＳＬ１にエミッタが接続されたスイッチング素子Ｑ１４と、リアクトルＬ１１およびスイッチング素子Ｑ１１の接続ノードと接地線ＳＬ１との間に接続されたコンデンサＣ１１とを含む。また、ブリッジ回路は、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４の各々に並列に接続されたダイオードＤ１１〜Ｄ１４をさらに含む。スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４の各ベースは、図１のＭＧ−ＥＣＵ３００によって降圧動作を指示する制御信号ＰＷＤ１によりスイッチング制御される。
【００７３】
トランスＴｒは、一方端がスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の接続ノードに接続され他方端がスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の接続ノードに接続される１次側コイルＬ１２と、直列接続された２次側コイルＬ１３，Ｌ１４と、１次側コイルＬ１２と２次側コイルＬ１３，Ｌ１４とを電磁的に結合する鉄心とを含む。
【００７４】
整流回路は、ダイオードＤ１５，Ｄ１６と、リアクトルＬ１５と、平滑コンデンサＣ１２とを含む。ダイオードＤ１５，Ｄ１６の各カソードは共にリアクトルＬ１５の一方端と接続される。ダイオードＤ１５のアノードは、２次側コイルＬ１３の一方端に接続される。ダイオードＤ１６のアノードは、２次側コイルＬ１４の一方端に接続される。２次側コイルＬ１３の他方端と２次側コイルＬ１４の他方端は共に接地線ＳＬ２に接続される。リアクトルＬ１５の他方端は電力線ＳＰＬ１に接続される。平滑コンデンサＣ１２は電力線ＳＰＬ１と接地線ＳＬ２との間に接続される。
【００７５】
電源回路３０は、トランスＴｒの１次側コイルＬ１２に接続されたスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４のスイッチング動作により蓄電装置１５０からの直流入力電圧ＶＬを所定の交流電圧に変換し、トランスＴｒの２次側コイルＬ１３，Ｌ１４に出力する。このようなスイッチング素子のスイッチング動作によって２次側コイルに出力された交流電圧は、整流回路によって整流された後、平滑コンデンサＣ１２によって平滑化され、直流電圧に変換されて電力線ＳＰＬ１に出力される。
【００７６】
電圧変換回路４０は、スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８と、ダイオードＤ１７，Ｄ１８と、リアクトルＬ１７，Ｌ１８と、平滑コンデンサＣ１３，Ｃ１４と、電圧センサ４１，４２とを含む。
【００７７】
スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８は、電力線ＳＰＬ１と接地線ＳＬ２との間に直列に接続される。そして、スイッチング素子Ｑ１７のコレクタは電力線ＳＰＬ１に接続され、スイッチング素子Ｑ１８のエミッタが接地線ＳＬ２に接続される。また、各スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８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Ｄ１７，Ｄ１８がそれぞれ接続される。
【００７８】
リアクトルＬ１７の一方端はスイッチング素子Ｑ１７のコレクタに接続され、他方端は電力線ＳＰＬ１に接続される。リアクトルＬ１８の一方端はスイッチング素子Ｑ１７とスイッチング素子Ｑ１８との接続ノードに接続され、他方端は電力線ＳＰＬ２に接続される。スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８の各ベースは、図１のＭＧ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤ２によりスイッチング制御される。
【００７９】
平滑コンデンサＣ１３は、電力線ＳＰＬ１と接地線ＳＬ２との間に接続される。平滑コンデンサＣ１４は、電力線ＳＰＬ２と接地線ＳＬ２との間に接続される。
【００８０】
電圧センサ４１は、平滑コンデンサＣ１３の両端間の電圧ＶＯＵＴ１を検出し、その検出した電圧ＶＯＵＴ１をＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。また、電圧センサ４２は、平滑コンデンサＣ１４の両端間の電圧ＶＯＵＴ２を検出し、その検出した電圧ＶＯＵＴ２をＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００８１】
電圧変換回路４０は、ＭＧ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤ２により制御され、電源回路３０から出力された直流電圧ＶＯＵＴ１を電圧ＶＯＵＴ２に降圧して電力線ＳＰＬ２に供給する。
【００８２】
より具体的には、電圧変換回路４０は、ＭＧ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤ２に基づいて、スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８を所定のデューティ比で相補的に交互にオン／オフさせる。ここで、デューティ比とは、スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８のスイッチング周期における、スイッチング素子Ｑ１７のオン期間の比率である。
【００８３】
スイッチング素子Ｑ１７のオン期間においては、電力線ＳＰＬ１からスイッチング素子Ｑ１７、リアクトルＬ１８および電力線ＳＰＬ２を経由して充電電流が蓄電装置１３０へ流れる。続いて、スイッチング素子Ｑ１７がオン状態からオフ状態に遷移すると、リアクトルＬ１８の電流変化を妨げるように磁束が発生するので、充電電流は、ダイオードＤ１８、リアクトルＬ１８および電力線ＳＰＬ２を順に介して流れ続ける。一方で、電気エネルギ的に見ると、電力線ＳＰＬ１および接地線ＳＬ２を介して直流電力が供給されるのはスイッチング素子Ｑ１７のオン期間だけであるので、充電電流が一定に保たれるとすると、電圧変換回路４０から蓄電装置１３０へ供給される直流電力の平均電圧は、電力線ＳＰＬ１および接地線ＳＬ２間の直流電圧ＶＯＵＴ１にデューティ比を乗じた値となる。
【００８４】
平滑コンデンサＣ１４は、電力線ＳＰＬ２に出力された直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧ＶＯＵＴ２を蓄電装置１３０および低圧系補機５０へ供給する。
【００８５】
このように本実施の形態に係る電圧変換回路４０は、電源回路３０から受けた直流電圧ＶＯＵＴ１を出力するとともに、直流電圧ＶＯＵＴ１を降圧して直流電圧ＶＯＵＴ２を出力することができる。このように２系統の出力が可能なＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を備えることによって、以下に説明するように、車両１００の衝突が発生したような場合に、ＰＣＵ２００内の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電するとともに、残留電荷の放電に伴ってＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の入力電源電圧が低下した場合でも、低圧系補機５０に対して安定した電源電圧の供給が可能となる。
【００８６】
図３は、比較例として１出力型のＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａを備える場合の問題点を説明するための図である。
【００８７】
図３を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａは、蓄電装置１５０または平滑コンデンサＣ１から受ける直流電圧を降圧することによって、図２で説明したＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の直流電圧ＶＯＵＴ２に相当する電圧ＶＯＵＴ１２（たとえば１４Ｖ）を出力する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａの出力電源線に、蓄電装置１３０および低圧系補機５０が接続される。
【００８８】
図４は、図３の構成におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａの入力電圧と出力電圧との関係を示す図である。図４の横軸および縦軸には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａの入力電圧および出力電圧がそれぞれ示される。
【００８９】
図３および図４を参照して、車両１００の衝突が発生し、平滑コンデンサＣ１の残留電荷を放電する場合を考える。平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａが安定して電圧変換可能な定格入力電圧の範囲（図４中の領域Ｒ１）においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａから所定の電圧（たとえば１４Ｖ）が安定的に出力される。この出力電圧ＶＯＵＴ１２により、蓄電装置１３０が充電されるとともに低圧系補機５０に電源電圧が供給される。
【００９０】
しかし、平滑コンデンサＣ１の残留電荷の放電が進んで入力電圧ＶＬが低下し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａの定格入力電圧より低くなると（図４中の領域Ｒ２）、出力電圧ＶＯＵＴ１２が徐々に低下する。そして、蓄電装置１３０の出力電圧ＶＢ２（たとえば１２Ｖ）よりも低くなると（図４中の点Ｐ１）、図３の矢印ＡＲ１のように低圧系補機５０には蓄電装置１３０から電源電圧が供給される。その結果、図４中の点Ｐ１に達した以降は、平滑コンデンサＣ１の残留電荷を効率的に放電することができなくなるため、目標放電電圧Ｖｔｈまで平滑コンデンサＣ１の電圧を低下させることができなくなる。
【００９１】
なお、平滑コンデンサＣ１の残留電荷をさらに放電することによって低圧系補機５０に電源電圧を供給することが可能であった場合でも、出力電圧ＶＯＵＴ１２が、ＭＧ−ＥＣＵ３００を駆動可能な電圧よりも低下すると（図４中の点Ｐ２）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａ、コンバータ１１０およびインバータ１２０などの制御を行なうことができなくなる。そうすると、それ以降は平滑コンデンサＣ１の残留電荷を放電することができなくなり、低圧系補機５０を駆動することもできなくなってしまう。
【００９２】
また、車両１００の衝突が発生した場合は、エアバッグやＥＰＣなどの低圧系補機５０に含まれる機器が同時に動作することによって、短時間に多くの電力が消費される。このような場合でも、蓄電装置１３０からの電力によって急激な電圧変動をある程度は吸収できるが、蓄電装置１３０の電圧ＶＢ２が低下してしまうような場合には、低圧系補機５０を安定的に駆動することができなくなる場合が起こりうる。
【００９３】
さらに、平滑コンデンサＣ１の残留電荷の放電を速やかに行なうために、図１の高圧系補機６０のような消費電力の大きい機器を、低圧系補機５０に並列に接続することも可能であるが、このような構成とすると、これらの機器による電力消費によってＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａの出力電圧ＶＯＵＴ１２の電圧降下が発生する場合がある。そうすると、低圧系補機５０を安定的に駆動することができなくなる場合が起こりうる。
【００９４】
次に、図５および図６により、実施の形態１の場合について説明する。
図５は、実施の形態１における、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の機能を説明するための図である。また、図６は、実施の形態１における、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の入力電圧と出力電圧との関係を示す図である。
【００９５】
図５および図６を参照して、図３および図４の説明と同様に、車両１００の衝突が発生し、平滑コンデンサＣ１の残留電荷を放電する場合を考える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、図２で説明したように、平滑コンデンサＣ１の残留電荷による電力を受けて、電力線ＳＰＬ１により高圧系補機６０へ電源電圧ＶＯＵＴ１（たとえば４８Ｖ）を供給するとともに、電力線ＳＰＬ２により低圧系補機５０および蓄電装置１３０へ電源電圧ＶＯＵＴ２（たとえば１４Ｖ）を供給する。
【００９６】
平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の電源回路３０（図２）で変換可能な定格入力電圧の範囲（図６中の領域Ｒ１１）においては、出力電圧ＶＯＵＴ１およびＶＯＵＴ２とも所定の電圧（たとえば４８Ｖおよび１４Ｖ）が安定的に出力される。そして、平滑コンデンサＣ１の残留電荷の放電が進んで入力電圧ＶＬが低下し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の電源回路３０（図２）で変換可能な定格入力電圧より低くなると（図６中の領域Ｒ１２）、出力電圧ＶＯＵＴ１の電圧が徐々に低下する（図６中の波形Ｗ１０）。このとき、出力電圧ＶＯＵＴ２については、出力電圧ＶＯＵＴ１が出力電圧ＶＯＵＴ２よりも低くならなければ、継続して所定の電圧を出力することができる（図６中の波形Ｗ２０）。
【００９７】
また、出力電圧ＶＯＵＴ１の電圧がさらに低下して、出力電圧ＶＯＵＴ２の電圧が蓄電装置１３０の出力電圧ＶＢ２より低下した場合には、蓄電装置１３０から電源電圧が供給される（図６中の波形Ｗ３０）。実施の形態１では、このように蓄電装置１３０からの電源電圧によって低圧系補機５０が駆動される場合であっても、平滑コンデンサＣ１の残留電荷を高圧系補機６０によって継続して消費させることができる。その結果、目標放電電圧Ｖｔｈまで平滑コンデンサＣ１の電圧を低下させることが可能となる。
【００９８】
このように、実施の形態１に従う２系統出力のＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を用い、主に平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を消費するための補機（高圧系補機６０）と、車両１００の衝突時に乗員の保護や乗員の運転操作をサポートするために駆動すべき機器を含む補機（低圧系補機５０）の電源系統を分離する。これによって、車両１００の衝突が発生した場合に、低圧系補機５０に供給する電源電圧を安定的に確保しつつ、ＰＣＵ２００内の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積された残留電荷を高圧系補機６０によって速やかに放電することができる。
【００９９】
なお、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電については、コンバータ１１０の昇圧動作および降圧動作を繰り返し実行したり、インバータ１２０によってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に磁束分電流（ｄ軸電流）のみを流したりすることによっても実現できる。この場合であっても、実施の形態１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を用いることにより、ＭＧ−ＥＣＵ３００への制御電源電圧を安定的に確保することができる。
【０１００】
図７は、車両１００の衝突が発生した場合の、実施の形態１における、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の動作を説明するためのタイムチャートである。図７の横軸には時間が示され、縦軸には、衝突信号ＣＯＬ、放電モードの状態、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬ、高圧系出力電圧ＶＯＵＴ１および低圧系出力電圧ＶＯＵＴ２の状態が示される。
【０１０１】
図７を参照して、時刻ｔ１において、車両１００の衝突が発生し、衝突検出部２１０によって衝突したことが検出されると、ＭＧ−ＥＣＵ３００は平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電モードをオン状態とする。
【０１０２】
このとき、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＤ２によってＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の電圧変換回路４０を制御して、低圧系出力電圧ＶＯＵＴ２を少し増加させる（たとえば＋１Ｖ）。このように低圧系出力電圧ＶＯＵＴ２を少し増加させるのは、低圧系補機５０へ供給する電源電圧のマージンを確保することにより、低圧系補機５０を確実に動作させるとともに、蓄電装置１３０に強制的に充電を行なわせることによって、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電を促進させるためである。なお、この低圧系出力電圧ＶＯＵＴ２を増加させることは必須の構成ではない。
【０１０３】
そして、時刻ｔ２においてリレーＳＲ１，ＳＲ２（図１）が開放されたことが確認されると、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、高圧系補機６０を起動して平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電を開始する。なお、コンバータ１１０および／またはインバータ１２０を併せて駆動させてもよい。これにより、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが低下し始める。
【０１０４】
その後、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が進み、時刻ｔ３において、高圧系出力電圧ＶＯＵＴ１が低下し始めるが、低圧系出力電圧ＶＯＵＴ２については、引き続き安定した電源電圧が出力される。
【０１０５】
そして、時刻ｔ４において、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが目標放電電圧Ｖｔｈとなったところで、放電モードがオフにされ、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が終了する。これによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の制御も停止するので、出力電圧ＶＯＵＴ１およびＶＯＵＴ２はゼロとなる。
【０１０６】
図８は、実施の形態１における、ＭＧ−ＥＣＵ３００で実行される平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷放電制御を説明するための機能ブロック図である。図８および後述する図１０で説明される機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＭＧ−ＥＣＵ３００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。
【０１０７】
図１および図８を参照して、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、放電制御部３１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０と、コンバータ制御部３３０と、インバータ制御部３４０と、補機駆動部３５０とを含む。
【０１０８】
放電制御部３１０は、衝突検出部２１０からの衝突信号ＣＯＬ、ＨＶ−ＥＣＵ２８０からのリレー制御指令ＳＥ、および電圧センサ１７０からの電圧ＶＬの入力を受ける。
【０１０９】
放電制御部３１０は、衝突信号ＣＯＬによって車両１００の衝突が発生したことを検出し、さらにリレー制御指令ＳＥによって、リレーＳＲ１，ＳＲ２が開放されたことを検出すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０、コンバータ制御部３３０、インバータ制御部３４０、および補機駆動部３５０に対して、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷放電制御を実行するように放電モード信号ＤＣＨをオンに設定して出力する。
【０１１０】
そして、放電制御部３１０は、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが、予め設定された目標放電電圧Ｖｔｈになるまで、放電モード信号ＤＣＨをオンの状態として、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷放電制御を継続する。放電制御部３１０は、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが、目標放電電圧Ｖｔｈより低くなると、放電が完了したと認識して、放電モード信号ＤＣＨをオフとしてＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０等に出力することによって、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷放電制御を終了する。なお、放電完了の判定については、平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨによって行ってもよい。
【０１１１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０は、放電制御部３１０からの放電モード信号ＤＣＨの入力を受ける。ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に入力される入力電圧ＶＬを所定の出力電圧ＶＯＵＴ１，ＶＯＵＴ２として出力するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０内のスイッチング素子の制御信号ＰＷＤ１，ＰＷＤ２を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に出力する。
【０１１２】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０は、放電モード信号ＤＣＨがオンに設定されると、出力電圧ＶＯＵＴ２の電圧を増加するように制御信号ＰＷＤ２を生成する。
【０１１３】
コンバータ制御部３３０は、放電制御部３１０からの放電モード信号ＤＣＨの入力を受ける。そして、コンバータ制御部３３０は、放電モード信号ＤＣＨがオンに設定されると、平滑コンデンサＣ２の残留電荷による電力を降圧してＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に供給するように、制御信号ＰＷＣを生成してコンバータ１１０に出力する。
【０１１４】
また、コンバータ制御部３３０は、コンバータ１１０の昇圧動作および降圧動作を交互に繰り返すことによってリアクトルＬ１の導通損やスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング損失を利用して平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電する場合には、上記の昇圧動作および降圧動作を行なうように制御信号ＰＷＣを生成してコンバータ１１０に出力する。
【０１１５】
インバータ制御部３４０は、放電制御部３１０からの放電モード信号ＤＣＨの入力を受ける。そして、インバータ制御部３４０は、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷をモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動することによって消費させる場合には、放電モード信号ＤＣＨがオンに設定されると、インバータ１２０を動作させるように制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成してインバータ１２０に出力する。
【０１１６】
補機駆動部３５０は、放電制御部３１０からの放電モード信号ＤＣＨの入力を受ける。そして、補機駆動部３５０は、放電モード信号ＤＣＨがオンに設定されると、高圧系補機６０によって平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を消費するために、ヒータなどの高圧系補機６０を駆動するための駆動指令ＤＲＶを生成して、高圧系補機６０に含まれる各機器へ出力する。
【０１１７】
図９は、実施の形態１における、ＭＧ−ＥＣＵ３００で実行される平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷放電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図９および後述する図１１に示されるフローチャート中の各ステップについては、ＭＧ−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。
【０１１８】
図８および図９を参照して、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）４００にて、衝突検出部２１０によって検出された衝突信号ＣＯＬに基づいて、車両１００に衝突が発生したか否かを判定する。なお、Ｓ４００においては、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、衝突信号ＣＯＬがオンの状態である場合だけでなく、衝突信号ＣＯＬがオフとなっても、図８における放電モード信号ＤＣＨがオンの状態である場合には、衝突が発生したものと判定する。
【０１１９】
車両１００に衝突が発生した場合（Ｓ４００にてＹＥＳ）は、次にＳ４１０に処理が進められ、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、ＨＶ−ＥＣＵ２８０からのリレー制御信号ＳＥによって、リレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放されたか否かを判定する。
【０１２０】
リレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放された場合（Ｓ４１０にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ４２０にて、ＰＣＵ２００に含まれるコンバータ１１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０およびインバータ１２０（以下、総括して「電力変換機器」とも称する。）の「低電圧保護機能」を無効とする。
【０１２１】
ここで、「低電圧保護機能」とは、これらの電力変換機器への入力電圧が所定の基準電圧以下に低下すると、電力変換機器の動作を停止するように、電力変換機器に一般的に設けられる保護機能である。しかし、本実施の形態のように、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電する際には、放電動作が進むにしたがって残留電荷が消費されるために、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧（すなわち、電力変換機器の入力電圧）が徐々に低下する。そのため、この「低電圧保護機能」が有効であると、入力電圧が所定の基準電圧以下となった時点で「低電圧保護機能」が動作することによって電力変換動作が行なわれなくなるので、それ以降は平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷が消費されなくなる。したがって、実施の形態においては、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を所望のレベルまで消費できるように、「低電圧保護機能」を無効とする。
【０１２２】
次に、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ４３０にて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の低圧側の出力電圧ＶＯＵＴ２の電圧を、たとえば＋１Ｖ程度増加させる。
【０１２３】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ４４０にて、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電させるために、駆動指令ＤＲＶを出力して高圧系補機６０を駆動する。また、これにともない、平滑コンデンサＣ２の残留電荷による電力を降圧するために、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、降圧動作を行なうような制御指令ＰＷＣを生成してコンバータ１１０出力する。
【０１２４】
なお、高圧系補機６０に加えて、コンバータ１１０または／およびインバータ１２０を駆動することによる平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電を行なう場合には、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、コンバータ１１０およびインバータ１２０を駆動するための制御指令ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成して出力する。
【０１２５】
その後、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ４５０にて、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが、目標放電電圧Ｖｔｈより低下したか否か、すなわち平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が完了したか否かを判定する。
【０１２６】
平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が完了していない場合（Ｓ４５０にてＮＯ）は、処理がメインルーチンに戻されて、放電制御が継続される。
【０１２７】
一方、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が完了した場合（Ｓ４５０にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ４６０にて、駆動指令ＤＲＶおよび制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２の出力を停止して、高圧系補機６０、コンバータ１１０およびインバータ１２０の駆動を停止させる。これにより、残留電荷放電制御が終了する。
【０１２８】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ４７０にて、制御指令ＰＷＤ１，ＰＷＤ２の出力を停止することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を停止させる。
【０１２９】
なお、衝突が発生していない場合（Ｓ４００にてＮＯ）、およびリレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放されていない場合（Ｓ４１０にてＮＯ）は、残留電荷放電制御は実行されないので、メインルーチンに処理が戻される。
【０１３０】
以上の説明のように、２系統の電圧出力を有するＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を備えた車両用の電力変換装置（ＰＣＵ）２００において、上述のような処理に従って制御することによって、低圧系補機５０および高圧系補機６０にそれぞれ別系統の電源電圧を供給することができる。そして、車両１００の衝突が発生した場合に、ＰＣＵ２００内の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷をＤＣ／ＤＣコンバータ１６０で降圧して、一方の電圧出力系統によって衝突時に駆動すべき機器を含む低圧系補機５０およびＭＧ−ＥＣＵ３００に電源電圧を供給するとともに、他方の電圧出力系統によって高圧系補機６０を駆動することで平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電することができる。これによって、車両１００の衝突が発生した場合に、衝突時に駆動すべき機器に電源電圧を安定的に供給しつつ、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を速やかに放電することができる。
【０１３１】
[実施の形態２]
実施の形態１では、２系統の電圧出力を有するＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を備え、車両１００の衝突発生時に、ＡＢＳ、ＥＰＳなど衝突時に駆動すべき機器を含む低圧系補機５０や制御装置へ供給する電源電圧の系統と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を主に放電する高圧系補機６０への電源電圧の系統を分割する構成について説明した。
【０１３２】
このような構成は、車両１００の衝突発生時の残留電荷を放電する場合には必要な構成となるが、衝突発生時以外の通常の車両走行時においては必ずしも必須ではなく、特に高圧系補機６０および低圧系補機５０による負荷が小さい場合には、電圧変換回路４０におけるスイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８のスイッチング損失が問題となる。
【０１３３】
そこで、実施の形態２においては、実施の形態１の残留電荷放電制御に加えて、通常走行時におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１６０のスイッチング損失低減による効率（燃費）向上を行なう構成について説明する。
【０１３４】
たとえば、図２において、高圧系補機６０が駆動されていない場合を考えると、電源回路３０の出力電圧（たとえば４８Ｖ）を、電圧変換回路４０で降圧（たとえば１４Ｖ）しなくとも、電源回路３０のスイッチング動作を変更することによって直接低圧系補機５０用の電圧（たとえば１４Ｖ）とすることも可能である。この場合、スイッチング素子Ｑ１７をデューティ比１．０で制御する（すなわち、スイッチング素子Ｑ１７をオン状態に固定するとともにスイッチング素子Ｑ１８をオフ状態に固定する）ことで、電力線ＳＰＬ２に所定の電源電圧を供給することができる。これにより、スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８のスイッチング動作が不要となるので、スイッチング損失を低減することができる。
【０１３５】
また、高圧系補機６０が駆動されている場合においても、たとえば高圧系補機６０にヒータの出力を低減させるヒータパワーセーブ機能などが付加されたものであれば、電源電圧を低下させても高圧系補機６０を駆動できる場合がある。このような場合においても、高圧系補機６０を低圧系補機５０と同じ電源電圧で駆動させるようにすることで、上記の高圧系補機６０が駆動されていない場合と同様に、スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８のスイッチング損失を低減させることができる。
【０１３６】
図１０は、実施の形態２における、通常走行時の損失低減機能を付加した残留電荷放電制御を説明するための機能ブロック図である。図１０は、実施の形態１で説明した図８の機能ブロック図におけるＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０がＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａに置き換わっており、さらに通常走行時の損失低減機能の実施要否を判定するための判定部３６０が追加されたものとなっている。図１０において、図８と重複する機能ブロックについての説明は繰り返さない。
【０１３７】
図２および図１０を参照して、判定部３６０は、電圧センサ４１，４２によって検出される電力線ＳＰＬ１，ＳＰＬ２のぞれぞれの電圧ＶＯＵＴ１，ＶＯＵＴ２の入力を受ける。また、判定部３６０は、電流センサ８０，７０によって検出される電力線ＳＰＬ１，ＳＰＬ２を流れる電流ＩＬ１，ＩＬ２の入力を受ける。さらに、判定部３６０は、衝突検出部２１０（図１）からの衝突信号ＣＯＬ、およびＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａからのスイッチング素子Ｑ１７のデューティ比ＤＵＴＹの入力を受ける。
【０１３８】
判定部３６０は、これらの情報に基づいて、電源回路３０の出力電圧を高圧（たとえば４８Ｖ）とするか低圧（たとえば１４Ｖ）とするかを判定する。そして、電圧選択信号ＶＳＥＬをＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａに出力する。具体的には、電源回路３０の出力電圧を高圧に設定する場合は、電圧選択信号ＶＳＥＬをオンに設定し、電源回路３０の出力電圧を低圧に設定する場合は、電圧選択信号ＶＳＥＬをオフに設定する。
【０１３９】
また、判定部３６０は、上記の情報に基づいて、スイッチング素子Ｑ１７をオン固定に選択するか否かを判定する。そして、選択信号ＱＳＥＬをＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａに出力する。具体的には、スイッチング素子Ｑ１７をオン固定に選択する場合は、選択信号ＱＳＥＬをオンに設定し、スイッチング素子Ｑ１７をオン固定としない場合（すなわち、デューティ比に従ってオン・オフ制御をする場合）は、選択信号ＱＳＥＬをオフに設定する。
【０１４０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａは、放電制御部３１０からの放電モード信号ＤＣＨ、判定部３６０からの電圧選択信号ＶＳＥＬおよび選択信号ＱＳＥＬの入力を受ける。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａは、電圧選択信号ＶＳＥＬおよび選択信号ＱＳＥＬに従って、電源回路３０および電圧変換回路４０を制御するための制御信号ＰＷＤ１，ＰＷＤ２をそれぞれ生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に出力する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａは、スイッチング素子Ｑ１７のデューティ比ＤＵＴＹを、判定部３６０へ出力する。
【０１４１】
図１１は、実施の形態２における、通常走行時の損失低減機能を付加した残留電荷放電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【０１４２】
図１０および図１１を参照して、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５００にて、衝突検出部２１０によって検出された衝突信号ＣＯＬに基づいて、車両１００に衝突が発生したか否かを判定する。なお、Ｓ５００においては、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、衝突信号ＣＯＬがオンの状態である場合だけでなく、衝突信号ＣＯＬがオフとなっても、図１０における放電モード信号ＤＣＨがオンの状態である場合には、衝突が発生したものと判定する。
【０１４３】
車両１００に衝突が発生した場合（Ｓ５００にてＹＥＳ）は、次にＳ５１０に処理が進められ、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、低圧系出力電圧ＶＯＵＴ２の過電圧を防止するために、電源回路３０の出力電圧の電圧切替の前に、電圧変換回路４０のスイッチング素子Ｑ１７のオン固定状態を解除する。その後、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５２０にて、電源回路３０の出力電圧を高圧に切替える。
【０１４４】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５３０にて、ＨＶ−ＥＣＵ２８０からのリレー制御信号ＳＥによって、リレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放されたか否かを判定する。
【０１４５】
リレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放された場合（Ｓ５３０にてＹＥＳ）は、次にＳ５４０に処理が進められ、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電源回路３０の出力電圧ＶＯＵＴ１が基準値ＶＨＬより高いか否かを判定する。
【０１４６】
電源回路３０の出力電圧ＶＯＵＴ１が基準値ＶＨＬより高い場合（Ｓ５４０にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５５０にて、電力変換機器の「低電圧保護機能」を無効とする。
【０１４７】
次に、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５６０にて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の低圧側の出力電圧ＶＯＵＴ２の電圧を、たとえば＋１Ｖ程度増加させる。
【０１４８】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５７０にて、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電させるために、駆動指令ＤＲＶを出力して高圧系補機６０を駆動する。また、これにともない、平滑コンデンサＣ２の残留電荷による電力を降圧するために、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、降圧動作を行なうような制御指令ＰＷＣを生成してコンバータ１１０出力する。
【０１４９】
なお、高圧系補機６０に加えて、コンバータ１１０または／およびインバータ１２０を駆動することによる平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電を行なう場合には、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、コンバータ１１０およびインバータ１２０を駆動するための制御指令ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成して出力する。
【０１５０】
その後、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５８０にて、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが、目標放電電圧Ｖｔｈより低下したか否か、すなわち平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が完了したか否かを判定する。
【０１５１】
平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が完了していない場合（Ｓ５８０にてＮＯ）は、処理がメインルーチンに戻されて、放電制御が継続される。
【０１５２】
一方、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が完了した場合（Ｓ５８０にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５９０にて、駆動指令ＤＲＶおよび制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２の出力を停止して、高圧系補機６０、コンバータ１１０およびインバータ１２０の駆動を停止させる。これにより、残留電荷放電制御が終了する。
【０１５３】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ６００にて、制御指令ＰＷＤ１，ＰＷＤ２の出力を停止することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を停止させる。
【０１５４】
一方、電源回路３０の出力電圧ＶＯＵＴ１が基準値ＶＨＬ以下の場合（Ｓ５４０にてＮＯ）は、まだ高圧系の電源電圧が十分に昇圧されていないので、Ｓ５４１に処理を進めて、出力電圧ＶＯＵＴ１が上昇するのを待つためのタイマーのカウントを開始する。
【０１５５】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５４２にて、タイマーがカウントアップしたか否かを判定する。
【０１５６】
タイマーがカウントアップしていない場合（Ｓ５４２にてＮＯ）は、メインルーチンに処理が戻され、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、タイマーがカウントアップするのを待つ。
【０１５７】
一方、タイマーがカウントアップした場合（Ｓ５４２にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５５０に処理を進める。この場合には、まだ出力電圧ＶＯＵＴ１が基準値ＶＨＬに達していない可能性もあるが、衝突時には早期に平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の放電が必要となるので、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、所定のタイマー時間だけ出力電圧ＶＯＵＴ１が上昇するのを待った後は、出力電圧ＶＯＵＴ１が基準値ＶＨＬ以下であってもＳ５５０以降の放電処理を実行する。なお、高圧系補機６０の負荷は、代表的にはヒータのような抵抗体であるため、出力電圧ＶＯＵＴ１が基準値ＶＨＬ以下であったとしても、印加電圧に応じた電流が流れるので過電流となることはない。
【０１５８】
なお、リレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放されていない場合（Ｓ５４０にてＮＯ）は、残留電荷放電制御は実行されないので、メインルーチンに処理が戻される。
【０１５９】
一方、衝突が発生していない場合、すなわち通常走行状態の場合（Ｓ５００にてＮＯ）は、次にＳ６１０に処理が進められ、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、高圧系補機６０の負荷が小さいか否かを判定する。
【０１６０】
具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電圧センサ４１からの電圧ＶＯＵＴ１および電流センサからの電流ＩＬ１より高圧系補機６０の消費電力を算出し、この消費電力が基準値より小さいか否かによって判定する。また、電流ＩＬ１によって判定してもよい。
【０１６１】
高圧系補機６０の負荷が小さい場合（Ｓ６１０にてＹＥＳ）は、次にＳ６２０にて、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、低圧系補機５０の負荷が小さいか否かを判定する。
【０１６２】
具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電圧センサ４２からの電圧ＶＯＵＴ２および電流センサからの電流ＩＬ２より低圧系補機５０の消費電力を算出し、高圧系補機６０および低圧系補機５０で消費される電力が、低圧系の電源電圧でまかなえるか否かを判定する。また、電流ＩＬ２によって判定してもよい。
【０１６３】
そして、低圧系補機５０の負荷が小さく、高圧系補機６０および低圧系補機５０で消費される電力が低圧系の電源電圧でまかなえる場合（Ｓ６２０にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ６３０にて、電源回路３０の出力電圧を低圧に切替えるように制御信号ＰＷＤ１を生成してＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に出力する。
【０１６４】
次に、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ６４０にて、電圧変換回路４０のスイッチング素子Ｑ１７のデューティＤＵＴＹが基準値ＤＬＩＭより大きいか否か、すなわち電源回路３０の出力電圧ＶＯＵＴ１が低圧系の出力電圧ＶＯＵＴ２に近づいており、スイッチング素子Ｑ１７をオン固定としても低圧系補機５０および蓄電装置１３０が過電圧とならないか否かを判定する。なお、Ｓ６４０の判定は、出力電圧ＶＯＵＴ１およびＶＯＵＴ２を比較することによって行なってもよい。
【０１６５】
スイッチング素子Ｑ１７のデューティＤＵＴＹが基準値ＤＬＩＭより大きい場合（Ｓ６４０にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ６５０にて、スイッチング素子Ｑ１７をオン固定に設定する。そして、処理がメインルーチンに戻される。
【０１６６】
一方、スイッチング素子Ｑ１７のデューティＤＵＴＹが基準値ＤＬＩＭ以下の場合（Ｓ６４０にてＮＯ）は、スイッチング素子Ｑ１７をまだオン固定にできないので、メインルーチンに処理が戻され、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、スイッチング素子Ｑ１７のデューティＤＵＴＹが基準値ＤＬＩＭより大きくなるまで待つ。
【０１６７】
また、高圧系補機６０の負荷が大きい場合（Ｓ６１０にてＮＯ）、または低圧系補機５０の負荷が大きい場合（Ｓ６２０にてＮＯ）は、いずれも電源回路３０の出力電圧を低圧とできないので、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ６６０にてスイッチング素子Ｑ１７のオン固定状態を解除するように制御信号ＰＷＤ２を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に出力する。そして、Ｓ６７０にて電源回路３０の出力電圧を高圧に切替えるように制御信号ＰＷＤ１を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に出力する。その後、メインルーチンに処理が戻される。
【０１６８】
なお、図示しないが、ステップＳ５９０にて放電制御が停止されると、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５５０で無効に設定した低電圧保護機能を有効に戻す。
【０１６９】
以上のような処理に従って制御することによって、通常走行時において、高圧系補機６０および低圧系補機５０がいずれも低負荷の場合には、電源回路３０の出力電圧を低下させて、電圧変換回路４０のスイッチング損失を低減することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の効率を向上させることができる。また、低圧系補機５０または高圧系補機６０の負荷が増加した場合、または車両１００の衝突が発生した場合には、電源回路３０の出力電圧を高圧に切替えることができる。さらに、車両１００の衝突が発生した場合には、実施の形態１と同様に、低圧系補機５０の電源電圧を確保しながら、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電を速やかに行なうことができる。
【０１７０】
本実施の形態における蓄電装置１５０および１３０は、それぞれ本発明における「第１の蓄電装置」および「第２の蓄電装置」の一例である。また、本実施の形態における高圧系補機６０および低圧系補機５０は、それぞれ本発明における「第１の負荷」および「第２の負荷」の一例である。
【０１７１】
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。
【符号の説明】
【０１７２】
３０ 電源回路、４０ 電圧変換回路、４１，４２,１７０，１８０ 電圧センサ、５０ 低圧系補機、６０ 高圧系補機、８０，７０ 電流センサ、１００ 車両、１１０ コンバータ、１１５ 電力変換部、１２０，１２１，１２２ インバータ、１２３ Ｕ相アーム、１２４ Ｖ相アーム、１２５ Ｗ相アーム、１３０，１５０ 蓄電装置、１６０，１６０Ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２００ ＰＣＵ、２１０ 衝突検出部、２２０ エンジン、２５０ 動力分割機構、２６０ 駆動輪、２７０ 駆動部、２８０ ＨＶ−ＥＣＵ、３００ ＭＧ−ＥＣＵ、３１０ 放電制御部、３２０，３２０Ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部、３３０ コンバータ制御部、３４０ インバータ制御部、３５０ 補機駆動部、３６０ 判定部、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１〜Ｃ１４ 平滑コンデンサ、ＣＰＬ 制御電源線、Ｄ１〜Ｄ８，Ｄ１１〜Ｄ１８ ダイオード、Ｆ１ ヒューズ、ＨＰＬ，ＰＬ１，ＳＰＬ１，ＳＰＬ２ 電力線、Ｌ１，Ｌ１１，Ｌ１５，Ｌ１７，Ｌ１８ リアクトル、Ｌ１２〜Ｌ１４ コイル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｑ１〜Ｑ８，Ｑ１１〜Ｑ１４，Ｑ１７，Ｑ１８ スイッチング素子、ＳＬ１，ＳＬ２ 接地線、ＳＲ１，ＳＲ２ リレー、Ｔｒ トランス。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の電力変換装置およびそれを搭載する車両に関し、より特定的には、車両の衝突時において、電力変換装置内に含まれるコンデンサの残留電荷の放電制御を行なう際に衝突時に駆動すべき機器への電源を安定的に供給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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の電力変換装置が搭載される。
【０００４】
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。
【０００５】
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、速やかに平滑コンデンサの残留電荷を放電することが必要となる。
【０００６】
特開２００４−２２２３６１号公報（特許文献１）には、インバータの入力側にインバータに並列に設けられた平滑コンデンサを備える電動機駆動制御装置において、インバータへの直流入力電源の供給が停止されたときに、インバータに何らかの異常が発生した場合には、平滑コンデンサに蓄積された残留電荷をＤＣ／ＤＣコンバータもしくは電動エアコンにより消費する技術が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２２２３６１号公報
【特許文献２】特開２０００−０９２７５０号公報
【特許文献３】特開２００８−０８７７１４号公報
【特許文献４】特開２００６−２２４７７２号公報
【特許文献５】特開２００３−０６１２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特開２００４−２２２３６１号公報（特許文献１）に開示された技術においては、車両の衝突が発生した場合ではなく、イグニッションキーがオフされて蓄電装置からの電力供給が停止された正常時の場合を前提としている。そのため、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータおよび電動エアコンを制御する制御装置への電力も、蓄電装置から正常に供給される。
【０００９】
車両の衝突等が発生した場合には、乗員保護のための機器や運転操作をサポートする機器のような衝突時に駆動すべき機器については確実に駆動させるとともに、平滑コンデンサの残留電荷を速やかに放電させる必要がある。しかしながら、衝突による車両の状態によっては、電力供給用のバッテリが破損等したり、上記衝突時に駆動すべき機器の動作に伴ってバッテリの出力電圧が低下してしまう場合がある。このような場合には、特開２００４−２２２３６１号公報（特許文献１）においては、上記の電気機器が正常に駆動できないばかりか、さらには残留電荷が十分に消費できない場合がある。
【００１０】
したがって、車両の衝突等が発生した場合に、残留電荷の放電動作が完了するまでの間、衝突時に駆動すべき機器への電源を安定的に供給することが必要となる。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、車両用の電力変換装置において、車両の衝突時に、衝突時に駆動すべき機器へ安定的に電源を供給するとともに、電力変換装置内の平滑コンデンサに蓄積された残留電荷を速やかに放電することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による車両用の電力変換装置は、電力変換装置へ直流電力を供給するように構成された第１の蓄電装置と、車両の衝突を検出するための衝突検出部と、第１の蓄電装置から電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能であり、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたときに遮断されるリレーとを含む車両において、コンデンサと、車両の衝突が検出されかつリレーによって第１の蓄電装置が電力変換装置から電気的に切離された状態においてコンデンサの電圧を降圧するように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータとを備える。また、ＤＣ／ＤＣコンバータは、コンデンサの電圧を降圧した第１の電圧を第１の電力線に出力するように構成された電源回路と、第１の電圧を降圧した第２の電圧を第２の電力線に出力するように構成された電圧変換回路とを含む。そして、車両は、第１の電力線に接続され車両の衝突が発生したときにコンデンサの残留電荷を消費するように駆動される第１の負荷と、第２の電力線に接続され車両の衝突直後に駆動すべき第２の負荷と、第２の負荷と並列に接続され第２の電圧を受けて充電される第２の蓄電装置とをさらに含む。
【００１３】
好ましくは、車両用の電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに備える。電源回路は出力電圧を可変に設定可能である。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されておらず、かつ第１の負荷への出力電力が小さい場合には、電源回路から出力される第１の電圧を低下するようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００１４】
また好ましくは、電圧変換回路は、第１の電力線と接地線との間に直列に接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の接続ノードと第２の電力線とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含む。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されておらず、かつ第１の負荷および第２の負荷の出力電力が第２の電圧で供給可能である場合は、第１の電圧を第２の電圧まで低下させるとともに、第１のスイッチング素子がオン状態を継続するようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００１５】
好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、入力電圧が基準値よりも低下すると動作を停止するような低電圧保護機能を有する。また、電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに備える。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されたときに、低電圧保護機能を無効とするようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００１６】
あるいは好ましくは、車両用の電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに備える。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されたときに、第２の電圧を、車両の衝突が検出される前よりも上昇させるようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００１７】
好ましくは、車両用の電力変換装置は、第１の蓄電装置からリレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、電力変換部を制御するための制御装置とをさらに備える。そして、制御装置は、車両の衝突が検出され、リレーによって第１の蓄電装置が電力変換装置から電気的に切離された状態において、コンデンサの残留電荷を消費するように電力変換部を制御する。
【００１８】
また好ましくは、電力変換部は、第１の蓄電装置から供給される直流電力の電圧変換を行なうように構成されたコンバータと、コンバータの直流電力を交流電力に変換するためのインバータとを含む。また、コンデンサは、コンバータの第１の蓄電装置側に接続された第１のコンデンサと、コンバータのインバータ側に接続された第２のコンデンサとを含む。そして、コンバータは、昇圧動作および降圧動作の双方が可能であり、昇圧動作に伴って第１のコンデンサの残留電荷の一部を消費し、降圧動作に伴って第２のコンデンサの残留電荷の一部を消費する。
【００１９】
さらに好ましくは、制御装置は、昇圧動作および降圧動作を交互に繰り返すように、コンバータを制御する。
【００２０】
本発明による車両は、電力変換装置と、電力変換装置へ直流電力を供給するように構成された第１の蓄電装置と、車両の衝突を検出するための衝突検出部と、第１の蓄電装置から電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能であり、衝突検出部によって車両の衝突が検出されたときに遮断されるリレーとを備える。また、電力変換装置は、コンデンサと、車両の衝突が検出され、かつリレーによって第１の蓄電装置が電力変換装置から電気的に切離された状態において、コンデンサの電圧を降圧するように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータとを含む。ＤＣ／ＤＣコンバータは、コンデンサの電圧を降圧した第１の電圧を第１の電力線に出力するように構成された電源回路と、第１の電圧を降圧した第２の電圧を第２の電力線に出力するように構成された電圧変換回路とを含む。そして、車両は、第１の電力線に接続され車両の衝突が発生したときにコンデンサの残留電荷を消費するように駆動される第１の負荷と、第２の電力線に接続され車両の衝突直後に駆動すべき第２の負荷と、第２の負荷と並列に接続され第２の電圧を受けて充電される第２の蓄電装置とをさらに備える。
【００２１】
好ましくは、電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含む。電源回路は出力電圧を可変に設定可能である。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されておらず、かつ第１の負荷への出力電力が小さい場合には、電源回路から出力される第１の電圧を低下するようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００２２】
また好ましくは、電圧変換回路は、第１の電力線と接地線との間に直列に接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子の接続ノードと第２の電力線とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含む。また、電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含む。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されておらず、かつ第１の負荷および第２の負荷の出力電力が第２の電圧で供給可能である場合は、第１の電圧を第２の電圧まで低下させるとともに、第１のスイッチング素子がオン状態を継続するようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００２３】
好ましくは、ＤＣ／ＤＣコンバータは、入力電圧が基準値よりも低下すると、動作を停止するような低電圧保護機能を有する。また、電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含む。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されたときに、低電圧保護機能を無効とするようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００２４】
あるいは好ましくは、電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含む。そして、制御装置は、車両の衝突が検出されたときに、第２の電圧を、車両の衝突が検出される前よりも上昇させるようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【００２５】
好ましくは、電力変換装置は、第１の蓄電装置からリレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、電力変換部を制御するための制御装置とをさらに含む。そして、制御装置は、車両の衝突が検出され、リレーによって第１の蓄電装置が電力変換装置から電気的に切離された状態において、コンデンサの残留電荷を消費するように電力変換部を制御する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、車両用の電力変換装置において、車両の衝突時に、衝突時に駆動すべき機器へ安定的に電源を供給するとともに、電力変換装置内の平滑コンデンサに蓄積された残留電荷を速やかに放電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施の形態１に従う、車両の全体ブロック図である。
【図２】図１のＤＣ／ＤＣコンバータの詳細を説明するための回路図である。
【図３】比較例として１出力型のＤＣ／ＤＣコンバータを備える場合の問題点を説明するための図である。
【図４】比較例におけるＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧と出力電圧との関係を示す図である。
【図５】実施の形態１における、ＤＣ／ＤＣコンバータの機能を説明するための図である。
【図６】実施の形態１における、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧と出力電圧との関係を示す図である。
【図７】車両の衝突が発生した場合の、実施の形態１における、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明するためのタイムチャートである。
【図８】実施の形態１における、ＭＧ−ＥＣＵで実行される平滑コンデンサの残留電荷放電制御を説明するための機能ブロック図である。
【図９】実施の形態１における、ＭＧ−ＥＣＵで実行される平滑コンデンサの残留電荷放電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１０】実施の形態２における、通常走行時の損失低減機能を付加した残留電荷放電制御を説明するための機能ブロック図である。
【図１１】実施の形態２における、通常走行時の損失低減機能を付加した残留電荷放電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
[実施の形態１]
図１は、本実施の形態１に従う、車両１００の全体ブロック図である。本実施の形態１においては、車両１００としてエンジンおよびモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両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、ハイブリッド車両以外にたとえば電気自動車や燃料電池自動車などが含まれる。また、蓄電装置からの電力によって走行可能でなくとも、電力変換装置を備える車両においても適用可能である。
【００３０】
図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１３０，１５０と、電力変換装置（以下、ＰＣＵ「Power Control Unit」とも称する。）２００と、駆動部２７０と、衝突検出部２１０と、リレーＳＲ１，ＳＲ２と、制御装置（以下、ＨＶ−ＥＣＵ「Electronic Control Unit」とも称する。）２８０と、低圧系補機５０と、高圧系補機６０とを備える。また、駆動部２７０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構２５０と、エンジン２２０と、駆動輪２６０とを含む。
【００３１】
蓄電装置１３０，１５０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１３０，１５０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、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。
【００３２】
蓄電装置１５０は、リレーＳＲ１，ＳＲ２を介して、電力線ＰＬ１および接地線ＳＬ１によってＰＣＵ２００に接続される。そして、蓄電装置１５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための直流電力をＰＣＵ２００へ供給する。また、蓄電装置１５０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発生され、ＰＣＵ２００を介して供給される電力を蓄電する。蓄電装置１５０から供給される電力の電圧は、蓄電装置１３０から供給される電力の電圧と比べて相対的に高圧（たとえば２００Ｖ）である。
【００３３】
一方、蓄電装置１３０は、補機や制御装置などを動作させるための電源電圧を供給する。蓄電装置１３０から供給される電力の電圧は、蓄電装置１５０から供給される電力の電圧と比べて相対的に低圧（たとえば１２Ｖ）である。また、蓄電装置１３０は、ＰＣＵ２００内のＤＣ／ＤＣコンバータ１６０（後述）によって降圧された蓄電装置１５０からの電力によって充電される。また、蓄電装置１３０は、ヒューズＦ１を介し制御電源線ＣＰＬを経由して、後述するＰＣＵ２００内の制御装置（以下、ＭＧ−ＥＣＵとも称する。）３００を作動させるための制御用電源電圧を供給する。
【００３４】
リレーＳＲ１，ＳＲ２は、蓄電装置１５０とＰＣＵ２００とを接続する電力線ＰＬ１および接地線ＳＬ１の途中に挿入される。リレーＳＲ１，ＳＲ２は、ＨＶ−ＥＣＵ２８０により制御され、蓄電装置１５０からＰＣＵ２００への電力の供給と遮断とを切替える。
【００３５】
ＰＣＵ２００は、蓄電装置１５０からの直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に供給する。また、ＰＣＵ２００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発生した交流電力を、直流電力に変換して蓄電装置１５０を充電する。
【００３６】
モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、ＰＣＵ２００から供給される交流電力を受けて車両推進のための回転駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、外部から回転力を受けて交流電力を発電するとともに、ＭＧ−ＥＣＵ３００からの回生トルク指令によって回生制動力を車両１００に発生する。
【００３７】
また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力分割機構２５０を介してエンジン２２０にも連結される。そして、エンジン２２０の発生する駆動力とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御される。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。なお、本実施の形態においては、モータジェネレータＭＧ１をエンジン２２０により駆動される発電機として機能させ、モータジェネレータＭＧ２を駆動輪２６０を駆動する電動機として機能させるものとする。
【００３８】
動力分割機構２５０には、エンジン２２０の動力を、駆動輪２６０とモータジェネレータＭＧ１との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。
【００３９】
衝突検出部２１０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、衝突検出部２１０は、その検出結果である衝突信号ＣＯＬを、ＨＶ−ＥＣＵ２８０およびＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００４０】
ＨＶ−ＥＣＵ２８０およびＭＧ−ＥＣＵ３００は、いずれも図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、車両１００の各機器を制御する。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）で構築して処理することも可能である。
【００４１】
ＨＶ−ＥＣＵ２８０は、衝突検出部２１０から、車両１００の衝突信号ＣＯＬの入力を受ける。
【００４２】
また、ＨＶ−ＥＣＵ２８０は、リレー制御指令ＳＥを生成し、リレーＳＲ１およびＳＲ２を制御する。具体的には、リレー制御指令ＳＥがオンに設定されるとリレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が閉じられて、蓄電装置１５０からＰＣＵ２００へ電力が供給される。一方、リレー制御指令ＳＥがオフに設定されるとリレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放され、蓄電装置１５０からＰＣＵ２００への電力が遮断される。
【００４３】
そして、ＨＶ−ＥＣＵ２８０は、衝突信号ＣＯＬによって車両１００の衝突を検出すると、蓄電装置１５０からＰＣＵ２００への電力が遮断されるようにリレーＳＲ１，ＳＲ２を制御する。
【００４４】
また、ＨＶ−ＥＣＵ２８０は、ＭＧ−ＥＣＵ３００へリレー制御指令ＳＥを出力し、リレーＳＲ１，ＳＲ２の制御状態を通知する。
【００４５】
ＰＣＵ２００は、電力変換部１１５と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２と、電圧センサ１７０，１８０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０と、ＭＧ−ＥＣＵ３００とを含む。電力変換部１１５は、コンバータ１１０およびインバータ１２０を含む。また、インバータ１２０は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためのインバータ１２１およびモータジェネレータＭＧ２を駆動するためのインバータ１２２を含む。
【００４６】
コンバータ１１０は、リアクトルＬ１と、電力線ＨＰＬと接地線ＳＬ１との間に直列に接続されるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。スイッチング素子は、代表的にはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor）、もしくはＧＴＯ（Gate Turn Off Thyristor）などが用いられる。なお、本実施の形態においては、スイッチング素子としてＩＧＢＴを使用した場合を例として説明する。
【００４７】
リアクトルＬ１は、電力線ＰＬ１と、スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ２の接続ノードとに接続される。ダイオードＤ１のカソードはスイッチング素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはスイッチング素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはスイッチング素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはスイッチング素子Ｑ２のエミッタと接続される。
【００４８】
インバータ１２１は、コンバータ１１０から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン２２０を始動させるためにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１２１は、エンジン２２０から伝達される機械的動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された回生電力をコンバータ１１０に出力する。このときコンバータ１１０は、降圧回路として動作するようにＭＧ−ＥＣＵ３００によって制御される。
【００４９】
インバータ１２１は、Ｕ相アーム１２３と、Ｖ相アーム１２４と、Ｗ相アーム１２５とを含む。Ｕ相アーム１２３、Ｖ相アーム１２４およびＷ相アーム１２５は、電力線ＨＰＬと接地線ＳＬ１との間に並列に接続される。
【００５０】
Ｕ相アーム１２３は、電力線ＨＰＬと接地線ＳＬ１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。
【００５１】
Ｖ相アーム１２４は、電力線ＨＰＬと接地線ＳＬ１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。
【００５２】
Ｗ相アーム１２５は、電力線ＨＰＬと接地線ＳＬ１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。
【００５３】
モータジェネレータＭＧ１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。
【００５４】
インバータ１２１は、ＭＧ−ＥＣＵ３００から出力される駆動指令ＰＷＩ１に従って上記スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のゲート信号をオンまたはオフさせることによって、コンバータ１１０から供給される直流電力を所望の交流電力に変換する。
【００５５】
インバータ１２２は、コンバータ１１０に対してインバータ１２１と並列的に接続される。
【００５６】
インバータ１２２は駆動輪２６０を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対してコンバータ１１０の出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。またインバータ１２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された回生電力をコンバータ１１０に出力する。このときコンバータ１１０は降圧回路として動作するようにＭＧ−ＥＣＵ３００によって制御される。インバータ１２２の内部の構成は図示しないが、インバータ１２１と同様であり、詳細な説明は繰り返さない。
【００５７】
平滑コンデンサＣ１は、コンバータ１１０の低圧側（すなわち、蓄電装置１５０側）の電力線ＰＬ１と接地線ＳＬ１間に接続され、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング時のリプル電圧を吸収する。また、平滑コンデンサＣ２は、コンバータ１１０の高圧側（すなわち、インバータ１２０側）の電力線ＨＰＬと接地線ＳＬ１間に接続され、コンバータ１１０およびインバータ１２０でスイッチング時に発生するリプル電圧を吸収する。
【００５８】
電圧センサ１７０は、平滑コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬを検出し、その検出した電圧ＶＬをＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。また、電圧センサ１８０は、平滑コンデンサＣ２の両端間の電圧ＶＨ、すなわち、コンバータ１１０の出力電圧（インバータ１２０の入力電圧に相当する。）を検出し、その検出した電圧ＶＬをＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００５９】
また、コンバータ１１０は、昇圧動作によって平滑コンデンサＣ１の残留電荷の一部を消費し、降圧動作によって平滑コンデンサＣ２の残留電荷の一部を消費する。
【００６０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、電力線ＰＬ１および接地線ＳＬ１に接続されて、蓄電装置１５０またはコンバータ１１０から供給される直流電力の入力を受ける。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、ＭＧ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤ１，ＰＷＤ２により制御されて、入力を受けた直流電力を２種類の電圧（たとえば、４８Ｖと１４Ｖ）に降圧する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、降圧した一方の直流電力を電力線ＳＰＬ１に出力して、高圧系補機６０を駆動するための電源電圧（４８Ｖ）を供給する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、降圧した他方の直流電力を電力線ＳＰＬ２に出力して、蓄電装置１３０（１２Ｖ）を充電するとともに、低圧系補機５０を駆動するための電源電圧（１４Ｖ）を供給する。
【００６１】
電流センサ８０は、電力線ＳＰＬ１に設けられ、高圧系補機６０へ流れる電流ＩＬ１を検出し、その検出値をＭＧ−ＥＣＵ３００に出力する。また、電流センサ８０は、電力線ＳＰＬ２に設けられ、低圧系補機５０へ流れる電流ＩＬ２を検出し、その検出値をＭＧ−ＥＣＵ３００に出力する。
【００６２】
低圧系補機５０は、エアバッグなどの乗員保護のための機器、およびＡＢＳ「Anti-lock Brake System」、電動パワーステアリング（以下、ＥＰＳ「Electric Power Steering」とも称する。）や電子制御ブレーキ（以下、ＥＣＢ「Electronically Controlled Brake System」とも称する。）などの乗員による運転操作をサポートする機器が含まれる。これらの機器は、車両衝突時や車両走行中の危険回避のための操作時に、確実に動作する必要がある。
【００６３】
そして、低圧系補機５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の電力線ＳＰＬ２に接続され、電源電圧が供給される。また低圧系補機５０は、上記のように各機器の機能が確実に動作することが必要であるため、蓄電装置１３０が並列に接続されて、蓄電装置１３０からも電源電圧が供給される。また、ＭＧ−ＥＣＵ３００やＨＶ−ＥＣＵ２８０などの制御装置の制御用電源も、電力線ＳＰＬ２から供給される。
【００６４】
高圧系補機６０は、低圧系補機５０と比べて相対的に定格消費電力の大きい機器であり、代表的にはウィンドウや座席などのヒータ負荷が含まれる。高圧系補機６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の電力線ＳＰＬ１に接続され、電源電圧が供給される。なお、高圧系補機６０は、上記のヒータ負荷のほかに、冷却用のファンや車内用エアコンなどの電気機器を含むようにしてもよい。
【００６５】
ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電圧センサ１７０，１８０から、平滑コンデンサＣ１および平滑コンデンサＣ２のそれぞれの電圧ＶＬ，ＶＨの入力を受ける。また、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、衝突検出部２１０から、車両１００の衝突信号ＣＯＬの入力を受ける。さらに、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電流センサ８０，７０から、高圧系補機６０および低圧系補機５０へ流れるそれぞれの電流ＩＬ１，ＩＬ２の入力を受ける。
【００６６】
ＭＧ−ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＣによりコンバータ１１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を制御することによって、コンバータ１１０に昇圧動作または降圧動作を行なわせる。
【００６７】
また、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２によって、それぞれインバータ１２１，１２２のスイッチング素子を制御することで、コンバータ１１０から供給された直流電力をインバータ１２１，１２２によって交流電力に変換する。
【００６８】
さらに、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＤ１，ＰＷＤ２によりＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を制御することによって、コンバータ１１０の降圧動作または蓄電装置１５０によって電力線ＰＬ１に供給される直流電力をさらに降圧して、蓄電装置１３０、低圧系補機５０および高圧系補機６０へ電源電圧を供給する。
【００６９】
また、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、衝突検出部２１０からの衝突信号ＣＯＬによって、車両１００の衝突を検出した場合には、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられている残留電荷による電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ１６０で降圧することによって、低圧系補機５０およびＭＧ−ＥＣＵ３００に駆動用の電源電圧を供給する。それとともに、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられている残留電荷を速やかに消費させるために、高圧系補機６０を作動させる。また、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、コンバータ１１０およびインバータ１２０を制御することによって、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄えられている残留電荷をさらに消費させることもできる。
【００７０】
図２は、図１のＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の詳細を説明するための回路図である。
図２を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、電源回路３０と、電圧変換回路４０とを備える。
【００７１】
電源回路３０は、蓄電装置１５０または平滑コンデンサＣ１に蓄積された電荷から電力を受けて交流電圧を発生するブリッジ回路と、１次側がブリッジ回路から電力を受けるトランスＴｒと、トランスＴｒの２次側に生じる交流電圧を整流する整流回路とを含む。
【００７２】
ブリッジ回路は、リアクトルＬ１１を介して電力線ＰＬ１にコレクタが接続されたスイッチング素子Ｑ１１と、スイッチング素子Ｑ１１のエミッタにコレクタが接続され、接地線ＳＬ１にエミッタが接続されたスイッチング素子Ｑ１２と、リアクトルＬ１１を介して電力線ＰＬ１にコレクタが接続されたスイッチング素子Ｑ１３と、スイッチング素子Ｑ１３のエミッタにコレクタが接続され、接地線ＳＬ１にエミッタが接続されたスイッチング素子Ｑ１４と、リアクトルＬ１１およびスイッチング素子Ｑ１１の接続ノードと接地線ＳＬ１との間に接続されたコンデンサＣ１１とを含む。また、ブリッジ回路は、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４の各々に並列に接続されたダイオードＤ１１〜Ｄ１４をさらに含む。スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４の各ベースは、図１のＭＧ−ＥＣＵ３００によって降圧動作を指示する制御信号ＰＷＤ１によりスイッチング制御される。
【００７３】
トランスＴｒは、一方端がスイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２の接続ノードに接続され他方端がスイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４の接続ノードに接続される１次側コイルＬ１２と、直列接続された２次側コイルＬ１３，Ｌ１４と、１次側コイルＬ１２と２次側コイルＬ１３，Ｌ１４とを電磁的に結合する鉄心とを含む。
【００７４】
整流回路は、ダイオードＤ１５，Ｄ１６と、リアクトルＬ１５と、平滑コンデンサＣ１２とを含む。ダイオードＤ１５，Ｄ１６の各カソードは共にリアクトルＬ１５の一方端と接続される。ダイオードＤ１５のアノードは、２次側コイルＬ１３の一方端に接続される。ダイオードＤ１６のアノードは、２次側コイルＬ１４の一方端に接続される。２次側コイルＬ１３の他方端と２次側コイルＬ１４の他方端は共に接地線ＳＬ２に接続される。リアクトルＬ１５の他方端は電力線ＳＰＬ１に接続される。平滑コンデンサＣ１２は電力線ＳＰＬ１と接地線ＳＬ２との間に接続される。
【００７５】
電源回路３０は、トランスＴｒの１次側コイルＬ１２に接続されたスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４のスイッチング動作により蓄電装置１５０からの直流入力電圧ＶＬを所定の交流電圧に変換し、トランスＴｒの２次側コイルＬ１３，Ｌ１４に出力する。このようなスイッチング素子のスイッチング動作によって２次側コイルに出力された交流電圧は、整流回路によって整流された後、平滑コンデンサＣ１２によって平滑化され、直流電圧に変換されて電力線ＳＰＬ１に出力される。
【００７６】
電圧変換回路４０は、スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８と、ダイオードＤ１７，Ｄ１８と、リアクトルＬ１７，Ｌ１８と、平滑コンデンサＣ１３，Ｃ１４と、電圧センサ４１，４２とを含む。
【００７７】
スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８は、電力線ＳＰＬ１と接地線ＳＬ２との間に直列に接続される。そして、スイッチング素子Ｑ１７のコレクタは電力線ＳＰＬ１に接続され、スイッチング素子Ｑ１８のエミッタが接地線ＳＬ２に接続される。また、各スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８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Ｄ１７，Ｄ１８がそれぞれ接続される。
【００７８】
リアクトルＬ１７の一方端はスイッチング素子Ｑ１７のコレクタに接続され、他方端は電力線ＳＰＬ１に接続される。リアクトルＬ１８の一方端はスイッチング素子Ｑ１７とスイッチング素子Ｑ１８との接続ノードに接続され、他方端は電力線ＳＰＬ２に接続される。スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８の各ベースは、図１のＭＧ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤ２によりスイッチング制御される。
【００７９】
平滑コンデンサＣ１３は、電力線ＳＰＬ１と接地線ＳＬ２との間に接続される。平滑コンデンサＣ１４は、電力線ＳＰＬ２と接地線ＳＬ２との間に接続される。
【００８０】
電圧センサ４１は、平滑コンデンサＣ１３の両端間の電圧ＶＯＵＴ１を検出し、その検出した電圧ＶＯＵＴ１をＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。また、電圧センサ４２は、平滑コンデンサＣ１４の両端間の電圧ＶＯＵＴ２を検出し、その検出した電圧ＶＯＵＴ２をＭＧ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００８１】
電圧変換回路４０は、ＭＧ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤ２により制御され、電源回路３０から出力された直流電圧ＶＯＵＴ１を電圧ＶＯＵＴ２に降圧して電力線ＳＰＬ２に供給する。
【００８２】
より具体的には、電圧変換回路４０は、ＭＧ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤ２に基づいて、スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８を所定のデューティ比で相補的に交互にオン／オフさせる。ここで、デューティ比とは、スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８のスイッチング周期における、スイッチング素子Ｑ１７のオン期間の比率である。
【００８３】
スイッチング素子Ｑ１７のオン期間においては、電力線ＳＰＬ１からスイッチング素子Ｑ１７、リアクトルＬ１８および電力線ＳＰＬ２を経由して充電電流が蓄電装置１３０へ流れる。続いて、スイッチング素子Ｑ１７がオン状態からオフ状態に遷移すると、リアクトルＬ１８の電流変化を妨げるように磁束が発生するので、充電電流は、ダイオードＤ１８、リアクトルＬ１８および電力線ＳＰＬ２を順に介して流れ続ける。一方で、電気エネルギ的に見ると、電力線ＳＰＬ１および接地線ＳＬ２を介して直流電力が供給されるのはスイッチング素子Ｑ１７のオン期間だけであるので、充電電流が一定に保たれるとすると、電圧変換回路４０から蓄電装置１３０へ供給される直流電力の平均電圧は、電力線ＳＰＬ１および接地線ＳＬ２間の直流電圧ＶＯＵＴ１にデューティ比を乗じた値となる。
【００８４】
平滑コンデンサＣ１４は、電力線ＳＰＬ２に出力された直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧ＶＯＵＴ２を蓄電装置１３０および低圧系補機５０へ供給する。
【００８５】
このように本実施の形態に係る電圧変換回路４０は、電源回路３０から受けた直流電圧ＶＯＵＴ１を出力するとともに、直流電圧ＶＯＵＴ１を降圧して直流電圧ＶＯＵＴ２を出力することができる。このように２系統の出力が可能なＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を備えることによって、以下に説明するように、車両１００の衝突が発生したような場合に、ＰＣＵ２００内の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電するとともに、残留電荷の放電に伴ってＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の入力電源電圧が低下した場合でも、低圧系補機５０に対して安定した電源電圧の供給が可能となる。
【００８６】
図３は、比較例として１出力型のＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａを備える場合の問題点を説明するための図である。
【００８７】
図３を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａは、蓄電装置１５０または平滑コンデンサＣ１から受ける直流電圧を降圧することによって、図２で説明したＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の直流電圧ＶＯＵＴ２に相当する電圧ＶＯＵＴ１２（たとえば１４Ｖ）を出力する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａの出力電源線に、蓄電装置１３０および低圧系補機５０が接続される。
【００８８】
図４は、図３の構成におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａの入力電圧と出力電圧との関係を示す図である。図４の横軸および縦軸には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａの入力電圧および出力電圧がそれぞれ示される。
【００８９】
図３および図４を参照して、車両１００の衝突が発生し、平滑コンデンサＣ１の残留電荷を放電する場合を考える。平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａが安定して電圧変換可能な定格入力電圧の範囲（図４中の領域Ｒ１）においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａから所定の電圧（たとえば１４Ｖ）が安定的に出力される。この出力電圧ＶＯＵＴ１２により、蓄電装置１３０が充電されるとともに低圧系補機５０に電源電圧が供給される。
【００９０】
しかし、平滑コンデンサＣ１の残留電荷の放電が進んで入力電圧ＶＬが低下し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａの定格入力電圧より低くなると（図４中の領域Ｒ２）、出力電圧ＶＯＵＴ１２が徐々に低下する。そして、蓄電装置１３０の出力電圧ＶＢ２（たとえば１２Ｖ）よりも低くなると（図４中の点Ｐ１）、図３の矢印ＡＲ１のように低圧系補機５０には蓄電装置１３０から電源電圧が供給される。その結果、図４中の点Ｐ１に達した以降は、平滑コンデンサＣ１の残留電荷を効率的に放電することができなくなるため、目標放電電圧Ｖｔｈまで平滑コンデンサＣ１の電圧を低下させることができなくなる。
【００９１】
なお、平滑コンデンサＣ１の残留電荷をさらに放電することによって低圧系補機５０に電源電圧を供給することが可能であった場合でも、出力電圧ＶＯＵＴ１２が、ＭＧ−ＥＣＵ３００を駆動可能な電圧よりも低下すると（図４中の点Ｐ２）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａ、コンバータ１１０およびインバータ１２０などの制御を行なうことができなくなる。そうすると、それ以降は平滑コンデンサＣ１の残留電荷を放電することができなくなり、低圧系補機５０を駆動することもできなくなってしまう。
【００９２】
また、車両１００の衝突が発生した場合は、エアバッグやＥＰＣなどの低圧系補機５０に含まれる機器が同時に動作することによって、短時間に多くの電力が消費される。このような場合でも、蓄電装置１３０からの電力によって急激な電圧変動をある程度は吸収できるが、蓄電装置１３０の電圧ＶＢ２が低下してしまうような場合には、低圧系補機５０を安定的に駆動することができなくなる場合が起こりうる。
【００９３】
さらに、平滑コンデンサＣ１の残留電荷の放電を速やかに行なうために、図１の高圧系補機６０のような消費電力の大きい機器を、低圧系補機５０に並列に接続することも可能であるが、このような構成とすると、これらの機器による電力消費によってＤＣ／ＤＣコンバータ１６０Ａの出力電圧ＶＯＵＴ１２の電圧降下が発生する場合がある。そうすると、低圧系補機５０を安定的に駆動することができなくなる場合が起こりうる。
【００９４】
次に、図５および図６により、実施の形態１の場合について説明する。
図５は、実施の形態１における、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の機能を説明するための図である。また、図６は、実施の形態１における、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の入力電圧と出力電圧との関係を示す図である。
【００９５】
図５および図６を参照して、図３および図４の説明と同様に、車両１００の衝突が発生し、平滑コンデンサＣ１の残留電荷を放電する場合を考える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、図２で説明したように、平滑コンデンサＣ１の残留電荷による電力を受けて、電力線ＳＰＬ１により高圧系補機６０へ電源電圧ＶＯＵＴ１（たとえば４８Ｖ）を供給するとともに、電力線ＳＰＬ２により低圧系補機５０および蓄電装置１３０へ電源電圧ＶＯＵＴ２（たとえば１４Ｖ）を供給する。
【００９６】
平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の電源回路３０（図２）で変換可能な定格入力電圧の範囲（図６中の領域Ｒ１１）においては、出力電圧ＶＯＵＴ１およびＶＯＵＴ２とも所定の電圧（たとえば４８Ｖおよび１４Ｖ）が安定的に出力される。そして、平滑コンデンサＣ１の残留電荷の放電が進んで入力電圧ＶＬが低下し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の電源回路３０（図２）で変換可能な定格入力電圧より低くなると（図６中の領域Ｒ１２）、出力電圧ＶＯＵＴ１の電圧が徐々に低下する（図６中の波形Ｗ１０）。このとき、出力電圧ＶＯＵＴ２については、出力電圧ＶＯＵＴ１が出力電圧ＶＯＵＴ２よりも低くならなければ、継続して所定の電圧を出力することができる（図６中の波形Ｗ２０）。
【００９７】
また、出力電圧ＶＯＵＴ１の電圧がさらに低下して、出力電圧ＶＯＵＴ２の電圧が蓄電装置１３０の出力電圧ＶＢ２より低下した場合には、蓄電装置１３０から電源電圧が供給される（図６中の波形Ｗ３０）。実施の形態１では、このように蓄電装置１３０からの電源電圧によって低圧系補機５０が駆動される場合であっても、平滑コンデンサＣ１の残留電荷を高圧系補機６０によって継続して消費させることができる。その結果、目標放電電圧Ｖｔｈまで平滑コンデンサＣ１の電圧を低下させることが可能となる。
【００９８】
このように、実施の形態１に従う２系統出力のＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を用い、主に平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を消費するための補機（高圧系補機６０）と、車両１００の衝突時に乗員の保護や乗員の運転操作をサポートするために駆動すべき機器を含む補機（低圧系補機５０）の電源系統を分離する。これによって、車両１００の衝突が発生した場合に、低圧系補機５０に供給する電源電圧を安定的に確保しつつ、ＰＣＵ２００内の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積された残留電荷を高圧系補機６０によって速やかに放電することができる。
【００９９】
なお、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電については、コンバータ１１０の昇圧動作および降圧動作を繰り返し実行したり、インバータ１２０によってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に磁束分電流（ｄ軸電流）のみを流したりすることによっても実現できる。この場合であっても、実施の形態１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を用いることにより、ＭＧ−ＥＣＵ３００への制御電源電圧を安定的に確保することができる。
【０１００】
図７は、車両１００の衝突が発生した場合の、実施の形態１における、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の動作を説明するためのタイムチャートである。図７の横軸には時間が示され、縦軸には、衝突信号ＣＯＬ、放電モードの状態、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬ、高圧系出力電圧ＶＯＵＴ１および低圧系出力電圧ＶＯＵＴ２の状態が示される。
【０１０１】
図７を参照して、時刻ｔ１において、車両１００の衝突が発生し、衝突検出部２１０によって衝突したことが検出されると、ＭＧ−ＥＣＵ３００は平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電モードをオン状態とする。
【０１０２】
このとき、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、制御信号ＰＷＤ２によってＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の電圧変換回路４０を制御して、低圧系出力電圧ＶＯＵＴ２を少し増加させる（たとえば＋１Ｖ）。このように低圧系出力電圧ＶＯＵＴ２を少し増加させるのは、低圧系補機５０へ供給する電源電圧のマージンを確保することにより、低圧系補機５０を確実に動作させるとともに、蓄電装置１３０に強制的に充電を行なわせることによって、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電を促進させるためである。なお、この低圧系出力電圧ＶＯＵＴ２を増加させることは必須の構成ではない。
【０１０３】
そして、時刻ｔ２においてリレーＳＲ１，ＳＲ２（図１）が開放されたことが確認されると、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、高圧系補機６０を起動して平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電を開始する。なお、コンバータ１１０および／またはインバータ１２０を併せて駆動させてもよい。これにより、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが低下し始める。
【０１０４】
その後、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が進み、時刻ｔ３において、高圧系出力電圧ＶＯＵＴ１が低下し始めるが、低圧系出力電圧ＶＯＵＴ２については、引き続き安定した電源電圧が出力される。
【０１０５】
そして、時刻ｔ４において、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが目標放電電圧Ｖｔｈとなったところで、放電モードがオフにされ、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が終了する。これによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の制御も停止するので、出力電圧ＶＯＵＴ１およびＶＯＵＴ２はゼロとなる。
【０１０６】
図８は、実施の形態１における、ＭＧ−ＥＣＵ３００で実行される平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷放電制御を説明するための機能ブロック図である。図８および後述する図１０で説明される機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＭＧ−ＥＣＵ３００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。
【０１０７】
図１および図８を参照して、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、放電制御部３１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０と、コンバータ制御部３３０と、インバータ制御部３４０と、補機駆動部３５０とを含む。
【０１０８】
放電制御部３１０は、衝突検出部２１０からの衝突信号ＣＯＬ、ＨＶ−ＥＣＵ２８０からのリレー制御指令ＳＥ、および電圧センサ１７０からの電圧ＶＬの入力を受ける。
【０１０９】
放電制御部３１０は、衝突信号ＣＯＬによって車両１００の衝突が発生したことを検出し、さらにリレー制御指令ＳＥによって、リレーＳＲ１，ＳＲ２が開放されたことを検出すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０、コンバータ制御部３３０、インバータ制御部３４０、および補機駆動部３５０に対して、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷放電制御を実行するように放電モード信号ＤＣＨをオンに設定して出力する。
【０１１０】
そして、放電制御部３１０は、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが、予め設定された目標放電電圧Ｖｔｈになるまで、放電モード信号ＤＣＨをオンの状態として、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷放電制御を継続する。放電制御部３１０は、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが、目標放電電圧Ｖｔｈより低くなると、放電が完了したと認識して、放電モード信号ＤＣＨをオフとしてＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０等に出力することによって、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷放電制御を終了する。なお、放電完了の判定については、平滑コンデンサＣ２の電圧ＶＨによって行ってもよい。
【０１１１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０は、放電制御部３１０からの放電モード信号ＤＣＨの入力を受ける。ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に入力される入力電圧ＶＬを所定の出力電圧ＶＯＵＴ１，ＶＯＵＴ２として出力するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０内のスイッチング素子の制御信号ＰＷＤ１，ＰＷＤ２を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に出力する。
【０１１２】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０は、放電モード信号ＤＣＨがオンに設定されると、出力電圧ＶＯＵＴ２の電圧を増加するように制御信号ＰＷＤ２を生成する。
【０１１３】
コンバータ制御部３３０は、放電制御部３１０からの放電モード信号ＤＣＨの入力を受ける。そして、コンバータ制御部３３０は、放電モード信号ＤＣＨがオンに設定されると、平滑コンデンサＣ２の残留電荷による電力を降圧してＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に供給するように、制御信号ＰＷＣを生成してコンバータ１１０に出力する。
【０１１４】
また、コンバータ制御部３３０は、コンバータ１１０の昇圧動作および降圧動作を交互に繰り返すことによってリアクトルＬ１の導通損やスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング損失を利用して平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電する場合には、上記の昇圧動作および降圧動作を行なうように制御信号ＰＷＣを生成してコンバータ１１０に出力する。
【０１１５】
インバータ制御部３４０は、放電制御部３１０からの放電モード信号ＤＣＨの入力を受ける。そして、インバータ制御部３４０は、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷をモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動することによって消費させる場合には、放電モード信号ＤＣＨがオンに設定されると、インバータ１２０を動作させるように制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成してインバータ１２０に出力する。
【０１１６】
補機駆動部３５０は、放電制御部３１０からの放電モード信号ＤＣＨの入力を受ける。そして、補機駆動部３５０は、放電モード信号ＤＣＨがオンに設定されると、高圧系補機６０によって平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を消費するために、ヒータなどの高圧系補機６０を駆動するための駆動指令ＤＲＶを生成して、高圧系補機６０に含まれる各機器へ出力する。
【０１１７】
図９は、実施の形態１における、ＭＧ−ＥＣＵ３００で実行される平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷放電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図９および後述する図１１に示されるフローチャート中の各ステップについては、ＭＧ−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。
【０１１８】
図８および図９を参照して、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）４００にて、衝突検出部２１０によって検出された衝突信号ＣＯＬに基づいて、車両１００に衝突が発生したか否かを判定する。なお、Ｓ４００においては、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、衝突信号ＣＯＬがオンの状態である場合だけでなく、衝突信号ＣＯＬがオフとなっても、図８における放電モード信号ＤＣＨがオンの状態である場合には、衝突が発生したものと判定する。
【０１１９】
車両１００に衝突が発生した場合（Ｓ４００にてＹＥＳ）は、次にＳ４１０に処理が進められ、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、ＨＶ−ＥＣＵ２８０からのリレー制御信号ＳＥによって、リレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放されたか否かを判定する。
【０１２０】
リレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放された場合（Ｓ４１０にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ４２０にて、ＰＣＵ２００に含まれるコンバータ１１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０およびインバータ１２０（以下、総括して「電力変換機器」とも称する。）の「低電圧保護機能」を無効とする。
【０１２１】
ここで、「低電圧保護機能」とは、これらの電力変換機器への入力電圧が所定の基準電圧以下に低下すると、電力変換機器の動作を停止するように、電力変換機器に一般的に設けられる保護機能である。しかし、本実施の形態のように、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電する際には、放電動作が進むにしたがって残留電荷が消費されるために、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧（すなわち、電力変換機器の入力電圧）が徐々に低下する。そのため、この「低電圧保護機能」が有効であると、入力電圧が所定の基準電圧以下となった時点で「低電圧保護機能」が動作することによって電力変換動作が行なわれなくなるので、それ以降は平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷が消費されなくなる。したがって、実施の形態においては、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を所望のレベルまで消費できるように、「低電圧保護機能」を無効とする。
【０１２２】
次に、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ４３０にて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の低圧側の出力電圧ＶＯＵＴ２の電圧を、たとえば＋１Ｖ程度増加させる。
【０１２３】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ４４０にて、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電させるために、駆動指令ＤＲＶを出力して高圧系補機６０を駆動する。また、これにともない、平滑コンデンサＣ２の残留電荷による電力を降圧するために、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、降圧動作を行なうような制御指令ＰＷＣを生成してコンバータ１１０出力する。
【０１２４】
なお、高圧系補機６０に加えて、コンバータ１１０または／およびインバータ１２０を駆動することによる平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電を行なう場合には、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、コンバータ１１０およびインバータ１２０を駆動するための制御指令ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成して出力する。
【０１２５】
その後、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ４５０にて、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが、目標放電電圧Ｖｔｈより低下したか否か、すなわち平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が完了したか否かを判定する。
【０１２６】
平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が完了していない場合（Ｓ４５０にてＮＯ）は、処理がメインルーチンに戻されて、放電制御が継続される。
【０１２７】
一方、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が完了した場合（Ｓ４５０にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ４６０にて、駆動指令ＤＲＶおよび制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２の出力を停止して、高圧系補機６０、コンバータ１１０およびインバータ１２０の駆動を停止させる。これにより、残留電荷放電制御が終了する。
【０１２８】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ４７０にて、制御指令ＰＷＤ１，ＰＷＤ２の出力を停止することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を停止させる。
【０１２９】
なお、衝突が発生していない場合（Ｓ４００にてＮＯ）、およびリレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放されていない場合（Ｓ４１０にてＮＯ）は、残留電荷放電制御は実行されないので、メインルーチンに処理が戻される。
【０１３０】
以上の説明のように、２系統の電圧出力を有するＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を備えた車両用の電力変換装置（ＰＣＵ）２００において、上述のような処理に従って制御することによって、低圧系補機５０および高圧系補機６０にそれぞれ別系統の電源電圧を供給することができる。そして、車両１００の衝突が発生した場合に、ＰＣＵ２００内の平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷をＤＣ／ＤＣコンバータ１６０で降圧して、一方の電圧出力系統によって衝突時に駆動すべき機器を含む低圧系補機５０およびＭＧ−ＥＣＵ３００に電源電圧を供給するとともに、他方の電圧出力系統によって高圧系補機６０を駆動することで平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電することができる。これによって、車両１００の衝突が発生した場合に、衝突時に駆動すべき機器に電源電圧を安定的に供給しつつ、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を速やかに放電することができる。
【０１３１】
[実施の形態２]
実施の形態１では、２系統の電圧出力を有するＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を備え、車両１００の衝突発生時に、ＡＢＳ、ＥＰＳなど衝突時に駆動すべき機器を含む低圧系補機５０や制御装置へ供給する電源電圧の系統と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を主に放電する高圧系補機６０への電源電圧の系統を分割する構成について説明した。
【０１３２】
このような構成は、車両１００の衝突発生時の残留電荷を放電する場合には必要な構成となるが、衝突発生時以外の通常の車両走行時においては必ずしも必須ではなく、特に高圧系補機６０および低圧系補機５０による負荷が小さい場合には、電圧変換回路４０におけるスイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８のスイッチング損失が問題となる。
【０１３３】
そこで、実施の形態２においては、実施の形態１の残留電荷放電制御に加えて、通常走行時におけるＤＣ／ＤＣコンバータ１６０のスイッチング損失低減による効率（燃費）向上を行なう構成について説明する。
【０１３４】
たとえば、図２において、高圧系補機６０が駆動されていない場合を考えると、電源回路３０の出力電圧（たとえば４８Ｖ）を、電圧変換回路４０で降圧（たとえば１４Ｖ）しなくとも、電源回路３０のスイッチング動作を変更することによって直接低圧系補機５０用の電圧（たとえば１４Ｖ）とすることも可能である。この場合、スイッチング素子Ｑ１７をデューティ比１．０で制御する（すなわち、スイッチング素子Ｑ１７をオン状態に固定するとともにスイッチング素子Ｑ１８をオフ状態に固定する）ことで、電力線ＳＰＬ２に所定の電源電圧を供給することができる。これにより、スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８のスイッチング動作が不要となるので、スイッチング損失を低減することができる。
【０１３５】
また、高圧系補機６０が駆動されている場合においても、たとえば高圧系補機６０にヒータの出力を低減させるヒータパワーセーブ機能などが付加されたものであれば、電源電圧を低下させても高圧系補機６０を駆動できる場合がある。このような場合においても、高圧系補機６０を低圧系補機５０と同じ電源電圧で駆動させるようにすることで、上記の高圧系補機６０が駆動されていない場合と同様に、スイッチング素子Ｑ１７，Ｑ１８のスイッチング損失を低減させることができる。
【０１３６】
図１０は、実施の形態２における、通常走行時の損失低減機能を付加した残留電荷放電制御を説明するための機能ブロック図である。図１０は、実施の形態１で説明した図８の機能ブロック図におけるＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０がＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａに置き換わっており、さらに通常走行時の損失低減機能の実施要否を判定するための判定部３６０が追加されたものとなっている。図１０において、図８と重複する機能ブロックについての説明は繰り返さない。
【０１３７】
図２および図１０を参照して、判定部３６０は、電圧センサ４１，４２によって検出される電力線ＳＰＬ１，ＳＰＬ２のぞれぞれの電圧ＶＯＵＴ１，ＶＯＵＴ２の入力を受ける。また、判定部３６０は、電流センサ８０，７０によって検出される電力線ＳＰＬ１，ＳＰＬ２を流れる電流ＩＬ１，ＩＬ２の入力を受ける。さらに、判定部３６０は、衝突検出部２１０（図１）からの衝突信号ＣＯＬ、およびＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａからのスイッチング素子Ｑ１７のデューティ比ＤＵＴＹの入力を受ける。
【０１３８】
判定部３６０は、これらの情報に基づいて、電源回路３０の出力電圧を高圧（たとえば４８Ｖ）とするか低圧（たとえば１４Ｖ）とするかを判定する。そして、電圧選択信号ＶＳＥＬをＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａに出力する。具体的には、電源回路３０の出力電圧を高圧に設定する場合は、電圧選択信号ＶＳＥＬをオンに設定し、電源回路３０の出力電圧を低圧に設定する場合は、電圧選択信号ＶＳＥＬをオフに設定する。
【０１３９】
また、判定部３６０は、上記の情報に基づいて、スイッチング素子Ｑ１７をオン固定に選択するか否かを判定する。そして、選択信号ＱＳＥＬをＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａに出力する。具体的には、スイッチング素子Ｑ１７をオン固定に選択する場合は、選択信号ＱＳＥＬをオンに設定し、スイッチング素子Ｑ１７をオン固定としない場合（すなわち、デューティ比に従ってオン・オフ制御をする場合）は、選択信号ＱＳＥＬをオフに設定する。
【０１４０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａは、放電制御部３１０からの放電モード信号ＤＣＨ、判定部３６０からの電圧選択信号ＶＳＥＬおよび選択信号ＱＳＥＬの入力を受ける。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａは、電圧選択信号ＶＳＥＬおよび選択信号ＱＳＥＬに従って、電源回路３０および電圧変換回路４０を制御するための制御信号ＰＷＤ１，ＰＷＤ２をそれぞれ生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に出力する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２０Ａは、スイッチング素子Ｑ１７のデューティ比ＤＵＴＹを、判定部３６０へ出力する。
【０１４１】
図１１は、実施の形態２における、通常走行時の損失低減機能を付加した残留電荷放電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【０１４２】
図１０および図１１を参照して、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５００にて、衝突検出部２１０によって検出された衝突信号ＣＯＬに基づいて、車両１００に衝突が発生したか否かを判定する。なお、Ｓ５００においては、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、衝突信号ＣＯＬがオンの状態である場合だけでなく、衝突信号ＣＯＬがオフとなっても、図１０における放電モード信号ＤＣＨがオンの状態である場合には、衝突が発生したものと判定する。
【０１４３】
車両１００に衝突が発生した場合（Ｓ５００にてＹＥＳ）は、次にＳ５１０に処理が進められ、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、低圧系出力電圧ＶＯＵＴ２の過電圧を防止するために、電源回路３０の出力電圧の電圧切替の前に、電圧変換回路４０のスイッチング素子Ｑ１７のオン固定状態を解除する。その後、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５２０にて、電源回路３０の出力電圧を高圧に切替える。
【０１４４】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５３０にて、ＨＶ−ＥＣＵ２８０からのリレー制御信号ＳＥによって、リレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放されたか否かを判定する。
【０１４５】
リレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放された場合（Ｓ５３０にてＹＥＳ）は、次にＳ５４０に処理が進められ、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電源回路３０の出力電圧ＶＯＵＴ１が基準値ＶＨＬより高いか否かを判定する。
【０１４６】
電源回路３０の出力電圧ＶＯＵＴ１が基準値ＶＨＬより高い場合（Ｓ５４０にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５５０にて、電力変換機器の「低電圧保護機能」を無効とする。
【０１４７】
次に、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５６０にて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の低圧側の出力電圧ＶＯＵＴ２の電圧を、たとえば＋１Ｖ程度増加させる。
【０１４８】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５７０にて、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷を放電させるために、駆動指令ＤＲＶを出力して高圧系補機６０を駆動する。また、これにともない、平滑コンデンサＣ２の残留電荷による電力を降圧するために、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、降圧動作を行なうような制御指令ＰＷＣを生成してコンバータ１１０出力する。
【０１４９】
なお、高圧系補機６０に加えて、コンバータ１１０または／およびインバータ１２０を駆動することによる平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電を行なう場合には、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、コンバータ１１０およびインバータ１２０を駆動するための制御指令ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成して出力する。
【０１５０】
その後、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５８０にて、平滑コンデンサＣ１の電圧ＶＬが、目標放電電圧Ｖｔｈより低下したか否か、すなわち平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が完了したか否かを判定する。
【０１５１】
平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が完了していない場合（Ｓ５８０にてＮＯ）は、処理がメインルーチンに戻されて、放電制御が継続される。
【０１５２】
一方、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電が完了した場合（Ｓ５８０にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５９０にて、駆動指令ＤＲＶおよび制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２の出力を停止して、高圧系補機６０、コンバータ１１０およびインバータ１２０の駆動を停止させる。これにより、残留電荷放電制御が終了する。
【０１５３】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ６００にて、制御指令ＰＷＤ１，ＰＷＤ２の出力を停止することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０を停止させる。
【０１５４】
一方、電源回路３０の出力電圧ＶＯＵＴ１が基準値ＶＨＬ以下の場合（Ｓ５４０にてＮＯ）は、まだ高圧系の電源電圧が十分に昇圧されていないので、Ｓ５４１に処理を進めて、出力電圧ＶＯＵＴ１が上昇するのを待つためのタイマーのカウントを開始する。
【０１５５】
そして、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５４２にて、タイマーがカウントアップしたか否かを判定する。
【０１５６】
タイマーがカウントアップしていない場合（Ｓ５４２にてＮＯ）は、メインルーチンに処理が戻され、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、タイマーがカウントアップするのを待つ。
【０１５７】
一方、タイマーがカウントアップした場合（Ｓ５４２にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５５０に処理を進める。この場合には、まだ出力電圧ＶＯＵＴ１が基準値ＶＨＬに達していない可能性もあるが、衝突時には早期に平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の放電が必要となるので、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、所定のタイマー時間だけ出力電圧ＶＯＵＴ１が上昇するのを待った後は、出力電圧ＶＯＵＴ１が基準値ＶＨＬ以下であってもＳ５５０以降の放電処理を実行する。なお、高圧系補機６０の負荷は、代表的にはヒータのような抵抗体であるため、出力電圧ＶＯＵＴ１が基準値ＶＨＬ以下であったとしても、印加電圧に応じた電流が流れるので過電流となることはない。
【０１５８】
なお、リレーＳＲ１，ＳＲ２の接点が開放されていない場合（Ｓ５４０にてＮＯ）は、残留電荷放電制御は実行されないので、メインルーチンに処理が戻される。
【０１５９】
一方、衝突が発生していない場合、すなわち通常走行状態の場合（Ｓ５００にてＮＯ）は、次にＳ６１０に処理が進められ、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、高圧系補機６０の負荷が小さいか否かを判定する。
【０１６０】
具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電圧センサ４１からの電圧ＶＯＵＴ１および電流センサからの電流ＩＬ１より高圧系補機６０の消費電力を算出し、この消費電力が基準値より小さいか否かによって判定する。また、電流ＩＬ１によって判定してもよい。
【０１６１】
高圧系補機６０の負荷が小さい場合（Ｓ６１０にてＹＥＳ）は、次にＳ６２０にて、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、低圧系補機５０の負荷が小さいか否かを判定する。
【０１６２】
具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、電圧センサ４２からの電圧ＶＯＵＴ２および電流センサからの電流ＩＬ２より低圧系補機５０の消費電力を算出し、高圧系補機６０および低圧系補機５０で消費される電力が、低圧系の電源電圧でまかなえるか否かを判定する。また、電流ＩＬ２によって判定してもよい。
【０１６３】
そして、低圧系補機５０の負荷が小さく、高圧系補機６０および低圧系補機５０で消費される電力が低圧系の電源電圧でまかなえる場合（Ｓ６２０にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ６３０にて、電源回路３０の出力電圧を低圧に切替えるように制御信号ＰＷＤ１を生成してＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に出力する。
【０１６４】
次に、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ６４０にて、電圧変換回路４０のスイッチング素子Ｑ１７のデューティＤＵＴＹが基準値ＤＬＩＭより大きいか否か、すなわち電源回路３０の出力電圧ＶＯＵＴ１が低圧系の出力電圧ＶＯＵＴ２に近づいており、スイッチング素子Ｑ１７をオン固定としても低圧系補機５０および蓄電装置１３０が過電圧とならないか否かを判定する。なお、Ｓ６４０の判定は、出力電圧ＶＯＵＴ１およびＶＯＵＴ２を比較することによって行なってもよい。
【０１６５】
スイッチング素子Ｑ１７のデューティＤＵＴＹが基準値ＤＬＩＭより大きい場合（Ｓ６４０にてＹＥＳ）は、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ６５０にて、スイッチング素子Ｑ１７をオン固定に設定する。そして、処理がメインルーチンに戻される。
【０１６６】
一方、スイッチング素子Ｑ１７のデューティＤＵＴＹが基準値ＤＬＩＭ以下の場合（Ｓ６４０にてＮＯ）は、スイッチング素子Ｑ１７をまだオン固定にできないので、メインルーチンに処理が戻され、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、スイッチング素子Ｑ１７のデューティＤＵＴＹが基準値ＤＬＩＭより大きくなるまで待つ。
【０１６７】
また、高圧系補機６０の負荷が大きい場合（Ｓ６１０にてＮＯ）、または低圧系補機５０の負荷が大きい場合（Ｓ６２０にてＮＯ）は、いずれも電源回路３０の出力電圧を低圧とできないので、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ６６０にてスイッチング素子Ｑ１７のオン固定状態を解除するように制御信号ＰＷＤ２を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に出力する。そして、Ｓ６７０にて電源回路３０の出力電圧を高圧に切替えるように制御信号ＰＷＤ１を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０に出力する。その後、メインルーチンに処理が戻される。
【０１６８】
なお、図示しないが、ステップＳ５９０にて放電制御が停止されると、ＭＧ−ＥＣＵ３００は、Ｓ５５０で無効に設定した低電圧保護機能を有効に戻す。
【０１６９】
以上のような処理に従って制御することによって、通常走行時において、高圧系補機６０および低圧系補機５０がいずれも低負荷の場合には、電源回路３０の出力電圧を低下させて、電圧変換回路４０のスイッチング損失を低減することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の効率を向上させることができる。また、低圧系補機５０または高圧系補機６０の負荷が増加した場合、または車両１００の衝突が発生した場合には、電源回路３０の出力電圧を高圧に切替えることができる。さらに、車両１００の衝突が発生した場合には、実施の形態１と同様に、低圧系補機５０の電源電圧を確保しながら、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２の残留電荷の放電を速やかに行なうことができる。
【０１７０】
本実施の形態における蓄電装置１５０および１３０は、それぞれ本発明における「第１の蓄電装置」および「第２の蓄電装置」の一例である。また、本実施の形態における高圧系補機６０および低圧系補機５０は、それぞれ本発明における「第１の負荷」および「第２の負荷」の一例である。
【０１７１】
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。
【符号の説明】
【０１７２】
３０ 電源回路、４０ 電圧変換回路、４１，４２,１７０，１８０ 電圧センサ、５０ 低圧系補機、６０ 高圧系補機、８０，７０ 電流センサ、１００ 車両、１１０ コンバータ、１１５ 電力変換部、１２０，１２１，１２２ インバータ、１２３ Ｕ相アーム、１２４ Ｖ相アーム、１２５ Ｗ相アーム、１３０，１５０ 蓄電装置、１６０，１６０Ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２００ ＰＣＵ、２１０ 衝突検出部、２２０ エンジン、２５０ 動力分割機構、２６０ 駆動輪、２７０ 駆動部、２８０ ＨＶ−ＥＣＵ、３００ ＭＧ−ＥＣＵ、３１０ 放電制御部、３２０，３２０Ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部、３３０ コンバータ制御部、３４０ インバータ制御部、３５０ 補機駆動部、３６０ 判定部、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１〜Ｃ１４ 平滑コンデンサ、ＣＰＬ 制御電源線、Ｄ１〜Ｄ８，Ｄ１１〜Ｄ１８ ダイオード、Ｆ１ ヒューズ、ＨＰＬ，ＰＬ１，ＳＰＬ１，ＳＰＬ２ 電力線、Ｌ１，Ｌ１１，Ｌ１５，Ｌ１７，Ｌ１８ リアクトル、Ｌ１２〜Ｌ１４ コイル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｑ１〜Ｑ８，Ｑ１１〜Ｑ１４，Ｑ１７，Ｑ１８ スイッチング素子、ＳＬ１，ＳＬ２ 接地線、ＳＲ１，ＳＲ２ リレー、Ｔｒ トランス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の電力変換装置であって、
前記車両は、
前記電力変換装置へ直流電力を供給するように構成された第１の蓄電装置と、
前記車両の衝突を検出するための衝突検出部と、
前記第１の蓄電装置から前記電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能であり、前記衝突検出部によって前記車両の衝突が検出されたときに遮断されるリレーとを含み、
前記電力変換装置は、
コンデンサと、
前記車両の衝突が検出され、かつ前記リレーによって前記第１の蓄電装置が前記電力変換装置から電気的に切離された状態において、前記コンデンサの電圧を降圧するように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記コンデンサの電圧を降圧した第１の電圧を第１の電力線に出力するように構成された電源回路と、
前記第１の電圧を降圧した第２の電圧を第２の電力線に出力するように構成された電圧変換回路とを含み、
前記車両は、
前記第１の電力線に接続され、前記車両の衝突が発生したときに、前記コンデンサの残留電荷を消費するように駆動される第１の負荷と、
前記第２の電力線に接続され、前記車両の衝突直後に駆動すべき第２の負荷と、
前記第２の負荷と並列に接続され、前記第２の電圧を受けて充電される第２の蓄電装置とをさらに含む、車両用の電力変換装置。
【請求項２】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに備え、
前記電源回路は、出力電圧を可変に設定可能であり、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されておらず、かつ前記第１の負荷への出力電力が小さい場合には、前記電源回路から出力される前記第１の電圧を低下するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項１に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項３】
前記電圧変換回路は、
前記第１の電力線と接地線との間に直列に接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の接続ノードと前記第２の電力線とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含み、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されておらず、かつ前記第１の負荷および前記第２の負荷の出力電力が前記第２の電圧で供給可能である場合は、前記第１の電圧を前記第２の電圧まで低下させるとともに、前記第１のスイッチング素子がオン状態を継続するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項２に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項４】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、入力電圧が基準値よりも低下すると、動作を停止するような低電圧保護機能を有し、
前記電力変換装置は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されたときに、前記低電圧保護機能を無効とするように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項１に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項５】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されたときに、前記第２の電圧を、前記車両の衝突が検出される前よりも上昇させるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項１に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１の蓄電装置から前記リレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、
前記電力変換部を制御するための制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出され、前記リレーによって前記第１の蓄電装置が前記電力変換装置から電気的に切離された状態において、前記コンデンサの残留電荷を消費するように前記電力変換部を制御する、請求項１に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項７】
前記電力変換部は、
第１の蓄電装置から供給される直流電力の電圧変換を行なうように構成されたコンバータと、
前記コンバータの直流電力を交流電力に変換するためのインバータとを含み、
前記コンデンサは、
前記コンバータの前記第１の蓄電装置側に接続された第１のコンデンサと、
前記コンバータの前記インバータ側に接続された第２のコンデンサとを含み、
前記コンバータは、昇圧動作および降圧動作の双方が可能であり、前記昇圧動作に伴って前記第１のコンデンサの残留電荷の一部を消費し、前記降圧動作に伴って前記第２のコンデンサの残留電荷の一部を消費する、請求項６に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記昇圧動作および前記降圧動作を交互に繰り返すように、前記コンバータを制御する、請求項７に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項９】
車両であって、
電力変換装置と、
前記電力変換装置へ直流電力を供給するように構成された第１の蓄電装置と、
前記車両の衝突を検出するための衝突検出部と、
前記第１の蓄電装置から前記電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能であり、前記衝突検出部によって前記車両の衝突が検出されたときに遮断されるリレーとを備え、
前記電力変換装置は、
コンデンサと、
前記車両の衝突が検出され、かつ前記リレーによって前記第１の蓄電装置が前記電力変換装置から電気的に切離された状態において、前記コンデンサの電圧を降圧するように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータとを含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記コンデンサの電圧を降圧した第１の電圧を第１の電力線に出力するように構成された電源回路と、
前記第１の電圧を降圧した第２の電圧を第２の電力線に出力するように構成された電圧変換回路とを含み、
前記車両は、
前記第１の電力線に接続され、前記車両の衝突が発生したときに、前記コンデンサの残留電荷を消費するように駆動される第１の負荷と、
前記第２の電力線に接続され、前記車両の衝突直後に駆動すべき第２の負荷と、
前記第２の負荷と並列に接続され、前記第２の電圧を受けて充電される第２の蓄電装置とをさらに備える、車両。
【請求項１０】
前記電力変換装置は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含み、
前記電源回路は、出力電圧を可変に設定可能であり、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されておらず、かつ前記第１の負荷への出力電力が小さい場合には、前記電源回路から出力される前記第１の電圧を低下するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項９に記載の車両。
【請求項１１】
前記電圧変換回路は、
前記第１の電力線と接地線との間に直列に接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の接続ノードと前記第２の電力線とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含み、
前記電力変換装置は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含み、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されておらず、かつ前記第１の負荷および前記第２の負荷の出力電力が前記第２の電圧で供給可能である場合は、前記第１の電圧を前記第２の電圧まで低下させるとともに、前記第１のスイッチング素子がオン状態を継続するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項１０に記載の車両。
【請求項１２】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、入力電圧が基準値よりも低下すると、動作を停止するような低電圧保護機能を有し、
前記電力変換装置は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含み、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されたときに、前記低電圧保護機能を無効とするように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項９に記載の車両。
【請求項１３】
前記電力変換装置は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含み、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されたときに、前記第２の電圧を、前記車両の衝突が検出される前よりも上昇させるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項９に記載の車両。
【請求項１４】
前記電力変換装置は、
前記第１の蓄電装置から前記リレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、
前記電力変換部を制御するための制御装置とをさらに含み、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出され、前記リレーによって前記第１の蓄電装置が前記電力変換装置から電気的に切離された状態において、前記コンデンサの残留電荷を消費するように前記電力変換部を制御する、請求項９に記載の車両。
【請求項１】
車両用の電力変換装置であって、
前記車両は、
前記電力変換装置へ直流電力を供給するように構成された第１の蓄電装置と、
前記車両の衝突を検出するための衝突検出部と、
前記第１の蓄電装置から前記電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能であり、前記衝突検出部によって前記車両の衝突が検出されたときに遮断されるリレーとを含み、
前記電力変換装置は、
コンデンサと、
前記車両の衝突が検出され、かつ前記リレーによって前記第１の蓄電装置が前記電力変換装置から電気的に切離された状態において、前記コンデンサの電圧を降圧するように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記コンデンサの電圧を降圧した第１の電圧を第１の電力線に出力するように構成された電源回路と、
前記第１の電圧を降圧した第２の電圧を第２の電力線に出力するように構成された電圧変換回路とを含み、
前記車両は、
前記第１の電力線に接続され、前記車両の衝突が発生したときに、前記コンデンサの残留電荷を消費するように駆動される第１の負荷と、
前記第２の電力線に接続され、前記車両の衝突直後に駆動すべき第２の負荷と、
前記第２の負荷と並列に接続され、前記第２の電圧を受けて充電される第２の蓄電装置とをさらに含む、車両用の電力変換装置。
【請求項２】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに備え、
前記電源回路は、出力電圧を可変に設定可能であり、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されておらず、かつ前記第１の負荷への出力電力が小さい場合には、前記電源回路から出力される前記第１の電圧を低下するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項１に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項３】
前記電圧変換回路は、
前記第１の電力線と接地線との間に直列に接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の接続ノードと前記第２の電力線とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含み、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されておらず、かつ前記第１の負荷および前記第２の負荷の出力電力が前記第２の電圧で供給可能である場合は、前記第１の電圧を前記第２の電圧まで低下させるとともに、前記第１のスイッチング素子がオン状態を継続するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項２に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項４】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、入力電圧が基準値よりも低下すると、動作を停止するような低電圧保護機能を有し、
前記電力変換装置は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されたときに、前記低電圧保護機能を無効とするように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項１に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項５】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されたときに、前記第２の電圧を、前記車両の衝突が検出される前よりも上昇させるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項１に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１の蓄電装置から前記リレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、
前記電力変換部を制御するための制御装置とをさらに備え、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出され、前記リレーによって前記第１の蓄電装置が前記電力変換装置から電気的に切離された状態において、前記コンデンサの残留電荷を消費するように前記電力変換部を制御する、請求項１に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項７】
前記電力変換部は、
第１の蓄電装置から供給される直流電力の電圧変換を行なうように構成されたコンバータと、
前記コンバータの直流電力を交流電力に変換するためのインバータとを含み、
前記コンデンサは、
前記コンバータの前記第１の蓄電装置側に接続された第１のコンデンサと、
前記コンバータの前記インバータ側に接続された第２のコンデンサとを含み、
前記コンバータは、昇圧動作および降圧動作の双方が可能であり、前記昇圧動作に伴って前記第１のコンデンサの残留電荷の一部を消費し、前記降圧動作に伴って前記第２のコンデンサの残留電荷の一部を消費する、請求項６に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記昇圧動作および前記降圧動作を交互に繰り返すように、前記コンバータを制御する、請求項７に記載の車両用の電力変換装置。
【請求項９】
車両であって、
電力変換装置と、
前記電力変換装置へ直流電力を供給するように構成された第１の蓄電装置と、
前記車両の衝突を検出するための衝突検出部と、
前記第１の蓄電装置から前記電力変換装置への直流電力の供給と遮断との切替えが可能であり、前記衝突検出部によって前記車両の衝突が検出されたときに遮断されるリレーとを備え、
前記電力変換装置は、
コンデンサと、
前記車両の衝突が検出され、かつ前記リレーによって前記第１の蓄電装置が前記電力変換装置から電気的に切離された状態において、前記コンデンサの電圧を降圧するように構成されたＤＣ／ＤＣコンバータとを含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記コンデンサの電圧を降圧した第１の電圧を第１の電力線に出力するように構成された電源回路と、
前記第１の電圧を降圧した第２の電圧を第２の電力線に出力するように構成された電圧変換回路とを含み、
前記車両は、
前記第１の電力線に接続され、前記車両の衝突が発生したときに、前記コンデンサの残留電荷を消費するように駆動される第１の負荷と、
前記第２の電力線に接続され、前記車両の衝突直後に駆動すべき第２の負荷と、
前記第２の負荷と並列に接続され、前記第２の電圧を受けて充電される第２の蓄電装置とをさらに備える、車両。
【請求項１０】
前記電力変換装置は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含み、
前記電源回路は、出力電圧を可変に設定可能であり、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されておらず、かつ前記第１の負荷への出力電力が小さい場合には、前記電源回路から出力される前記第１の電圧を低下するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項９に記載の車両。
【請求項１１】
前記電圧変換回路は、
前記第１の電力線と接地線との間に直列に接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子の接続ノードと前記第２の電力線とを結ぶ経路に設けられたリアクトルとを含み、
前記電力変換装置は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含み、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されておらず、かつ前記第１の負荷および前記第２の負荷の出力電力が前記第２の電圧で供給可能である場合は、前記第１の電圧を前記第２の電圧まで低下させるとともに、前記第１のスイッチング素子がオン状態を継続するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項１０に記載の車両。
【請求項１２】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、入力電圧が基準値よりも低下すると、動作を停止するような低電圧保護機能を有し、
前記電力変換装置は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含み、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されたときに、前記低電圧保護機能を無効とするように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項９に記載の車両。
【請求項１３】
前記電力変換装置は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するための制御装置をさらに含み、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出されたときに、前記第２の電圧を、前記車両の衝突が検出される前よりも上昇させるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、請求項９に記載の車両。
【請求項１４】
前記電力変換装置は、
前記第１の蓄電装置から前記リレーを介して供給される電力を変換するように構成された電力変換部と、
前記電力変換部を制御するための制御装置とをさらに含み、
前記制御装置は、前記車両の衝突が検出され、前記リレーによって前記第１の蓄電装置が前記電力変換装置から電気的に切離された状態において、前記コンデンサの残留電荷を消費するように前記電力変換部を制御する、請求項９に記載の車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１０４０６（Ｐ２０１１−１０４０６Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４９５７０（Ｐ２００９−１４９５７０）
【出願日】平成２１年６月２４日（２００９．６．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２４日（２００９．６．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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