JP2016086578A - Discharge control device, and power conversion device with the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge control device which prevents abnormal heating of a discharge resistor if a cut-off circuit is not normally cut off.SOLUTION: In a motor drive system 9, DC power of a main power source 10 is converted by an inverter 7 and a main engine motor 8 is driven. After driving of the motor is stopped, a discharge control device 15 performs discharge processing on residual electric charge of a smoothing capacitor 13. A discharge resistor 50 and a switch 55 are connected in parallel with the smoothing capacitor 13 between a high potential line P and a low potential line N and connected in series with each other. When a battery power source 20 is turned off, a switch drive circuit 40 turns on the switch 55 and starts the discharge processing. After the lapse of a discharge processing time T, the switch 55 is then turned off regardless of a voltage of the main power source 10 and the discharge processing is stopped. Thus, even if a main relay circuit 12 is broken and cut-off is not normally performed, the situation that a current continuously flows to the discharge resistor 50 is avoided and abnormal heating of the discharge resistor 50 can be avoided.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、直流電源から負荷への電力供給を遮断したとき、平滑コンデンサの残留電荷を放電抵抗に流して消費する放電制御装置に関する。   The present invention relates to a discharge control device that consumes a residual charge of a smoothing capacitor by flowing through a discharge resistor when power supply from a DC power supply to a load is cut off.

従来、直流電源から負荷への電力供給を停止したとき、平滑コンデンサの残留電荷を放電処理する装置が知られている。例えば特許文献１に開示された電源装置は、電源ラインとアースラインとの間に、放電リレー回路及び放電抵抗が直列接続された放電回路を設けている。電気負荷（例えば交流モータ）の運転停止時、停止信号から所定時間ΔＴが経過した時から、電源ライン上の電圧Ｖｉｎを源とする内部電圧Ｖｃｉがアースレベルに低下するまで放電リレー回路を導通させることにより平滑コンデンサの残留電荷を放電する。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an apparatus that discharges residual charges of a smoothing capacitor when power supply from a DC power supply to a load is stopped. For example, the power supply device disclosed in Patent Document 1 includes a discharge circuit in which a discharge relay circuit and a discharge resistor are connected in series between a power supply line and an earth line. When the operation of the electric load (for example, AC motor) is stopped, the discharge relay circuit is turned on after the predetermined time ΔT has elapsed from the stop signal until the internal voltage Vci using the voltage Vin on the power supply line is lowered to the ground level. As a result, the residual charge of the smoothing capacitor is discharged.

特開２００５−７３３９９号公報JP 2005-73399 A

特許文献１の電源装置において、直流電源として、運転停止時にも正極および負極間に電圧差が生じる二次電池を用いる場合、直流電源と電源ラインとの間に接続されたメインリレー回路を運転停止時に遮断する必要がある。ところが、仮にメインリレー回路が正常に遮断しなかった場合、内部電圧Ｖｃｉはいつまでも低下しないため、放電抵抗に電流が流れ続けることとなる。   In the power supply device of Patent Document 1, when a secondary battery in which a voltage difference occurs between the positive electrode and the negative electrode even when operation is stopped is used as the DC power supply, the main relay circuit connected between the DC power supply and the power supply line is stopped. Sometimes it is necessary to shut off. However, if the main relay circuit is not normally cut off, the internal voltage Vci does not decrease indefinitely, so that current continues to flow through the discharge resistor.

また、ハイブリッド自動車や電気自動車の駆動力源である主機モータの電源装置では、近年、運転停止後の放電処理時間を短縮する要求から、放電抵抗の低抵抗化が求められている。放電抵抗として抵抗値の大きな抵抗器を用い時間をかけて放電する場合、時間あたりの発熱量は比較的小さいため、仮に電流が流れ続けても異常発熱に至る可能性は低い。これに対し、抵抗値の小さな放電抵抗を用いる場合、電流が流れ続けると異常発熱に至る可能性が高いため、メインリレー回路が正常に遮断しない場合の問題が深刻となる。   Further, in the power supply device for a main motor that is a driving force source of a hybrid vehicle or an electric vehicle, in recent years, a reduction in discharge resistance has been required due to a demand for shortening a discharge processing time after operation stop. When discharging over time using a resistor having a large resistance value as the discharge resistance, the amount of heat generated per hour is relatively small, so that the possibility of abnormal heat generation is low even if current continues to flow. On the other hand, when a discharge resistor having a small resistance value is used, there is a high possibility of abnormal heat generation if the current continues to flow, so the problem that the main relay circuit does not normally shut off becomes serious.

また、従来、放電抵抗として、例えば１個のセメント抵抗又はセラミック抵抗器が用いられていた。しかし、セメント抵抗又はセラミック抵抗器は比較的体格が大きく、また１個の抵抗器を用いる場合、体積に対する表面積の比が小さいため、放熱効率が良くないという問題があった。さらに、放熱性を向上させるため抵抗器に放熱板等を接触させる構造を採用すると、装置の体格や重量が増大するという問題があった。   Conventionally, for example, one cement resistor or ceramic resistor has been used as the discharge resistor. However, cement resistors or ceramic resistors are relatively large in size, and when one resistor is used, there is a problem that heat dissipation efficiency is not good because the ratio of the surface area to the volume is small. Furthermore, when a structure in which a heat sink or the like is brought into contact with the resistor in order to improve heat dissipation, there is a problem that the physique and weight of the device increase.

本発明はこのような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、遮断回路が正常に遮断しない場合に放電抵抗の異常発熱を防止する放電制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a discharge control device that prevents abnormal heat generation of a discharge resistor when a cutoff circuit does not normally cut off.

本発明は、負荷駆動システムに適用される放電制御装置に係る発明である。
この負荷駆動システムは、直流電源である主電源と、主電源と高電位ライン（Ｐ）及び低電位ライン（Ｎ）を介して接続され主電源の電力が供給される負荷と、主電源から負荷に供給される電力を遮断可能な遮断回路と、遮断回路と負荷との間において高電位ラインと低電位ラインとの間に接続され、主電源からの電力供給によって電荷が蓄積される平滑コンデンサと、遮断回路を作動させる制御用電力を供給するバッテリ電源と、を備える。
この負荷駆動システムにおいて、放電制御装置は、遮断回路と負荷との間に設けられ、バッテリ電源がオフし遮断回路が遮断されたとき、平滑コンデンサに残留した電荷を放電抵抗に流すことによって消費する。 The present invention relates to a discharge control device applied to a load drive system.
This load driving system includes a main power source that is a DC power source, a load that is connected to the main power source via a high potential line (P) and a low potential line (N), and that is supplied with power from the main power source. And a smoothing capacitor connected between the high-potential line and the low-potential line between the interrupting circuit and the load and storing electric charge by supplying power from the main power supply. A battery power supply for supplying control power for operating the shut-off circuit.
In this load drive system, the discharge control device is provided between the cutoff circuit and the load, and consumes the charge remaining in the smoothing capacitor by flowing to the discharge resistor when the battery power is turned off and the cutoff circuit is shut off. .

放電制御装置は、「放電抵抗」及び「スイッチ」と、「タイマ回路」と、「スイッチ駆動回路」とを有する。
放電抵抗及びスイッチは、遮断回路と負荷との間において平滑コンデンサと並列に接続され、且つ、互いに直列に接続されている。スイッチは、放電抵抗を介した高電位ラインと低電位ラインとの導通又は遮断を切り替える。
タイマ回路は、バッテリ電源がオフした時から所定の放電処理時間を計時する。
スイッチ駆動回路は、バッテリ電源がオフした時、スイッチをオンし、その後、放電処理時間が経過した時、スイッチをオフする。 The discharge control device includes a “discharge resistor” and a “switch”, a “timer circuit”, and a “switch drive circuit”.
The discharge resistor and the switch are connected in parallel with the smoothing capacitor between the cutoff circuit and the load, and are connected in series with each other. The switch switches between conduction and interruption between the high potential line and the low potential line via the discharge resistor.
The timer circuit measures a predetermined discharge processing time from when the battery power is turned off.
The switch drive circuit turns on the switch when the battery power is turned off, and then turns off the switch when the discharge processing time has elapsed.

本発明では、スイッチ駆動回路がスイッチをオンした後、放電処理時間を経過した時点でスイッチをオフし、強制的に放電処理を終了する。したがって、仮に遮断回路が正常に遮断されず、高電位ラインの電圧が高い値で維持される場合であっても、放電抵抗に電流が流れ続けることはない。よって、放電抵抗の異常発熱を防止することができる。   In the present invention, after the switch driving circuit turns on the switch, the switch is turned off when the discharge processing time has elapsed, and the discharge processing is forcibly terminated. Therefore, even if the cutoff circuit is not normally cut off and the voltage of the high potential line is maintained at a high value, current does not continue to flow through the discharge resistor. Therefore, abnormal heat generation of the discharge resistance can be prevented.

また、放電抵抗の発熱が抑制される結果、放電抵抗とスイッチその他の素子とを同一基板上に搭載することができる。これにより、装置を小型、軽量化することができる。
好ましくは、放電抵抗は複数の抵抗素子が直列又は並列に接続されて構成される。小さな抵抗素子を複数個用いることで、抵抗体の分散によって発熱が抑制される。また、表面積が増え、放熱性が向上する。また、冗長的に並列に配設することで信頼性を向上させることができる。具体的には、放電抵抗は基板に実装可能なチップ抵抗であり、スイッチは半導体スイッチング素子であることが好ましい。 Moreover, as a result of suppressing the heat generation of the discharge resistor, the discharge resistor and the switch and other elements can be mounted on the same substrate. Thereby, an apparatus can be reduced in size and weight.
Preferably, the discharge resistor is configured by connecting a plurality of resistance elements in series or in parallel. By using a plurality of small resistance elements, heat generation is suppressed by the dispersion of the resistors. Further, the surface area is increased and the heat dissipation is improved. Further, reliability can be improved by redundantly arranging them in parallel. Specifically, the discharge resistor is a chip resistor that can be mounted on a substrate, and the switch is preferably a semiconductor switching element.

また、本発明の放電制御装置は、バッテリ電源がオフすることに伴い周辺の外部装置が故障した状況でも独立して作動することが可能な「スタンドアローン」の思想で構成されることが好ましい。
具体的には、放電制御装置は、独立して作動するための電圧を生成する「作動電圧生成回路」を内部に有する。例えば「作動電圧生成回路」は、バッテリ電源がオンの時、コンデンサに電荷を蓄積する。
また、放電制御装置は、バッテリ電圧が所定の電圧閾値以下に低下したことを判定する「バッテリ電圧低下判定回路」を有し、タイマ回路は、バッテリ電圧低下判定回路による電圧低下判定時から計時を開始する。これにより、外部から信号を取得することなく計時を開始することができる。 Further, the discharge control device of the present invention is preferably configured in a “stand-alone” concept that can operate independently even when a peripheral external device fails as the battery power is turned off.
Specifically, the discharge control device includes an “operation voltage generation circuit” that generates a voltage for operating independently. For example, the “operation voltage generation circuit” accumulates electric charge in the capacitor when the battery power supply is on.
In addition, the discharge control device has a “battery voltage drop determination circuit” that determines that the battery voltage has dropped below a predetermined voltage threshold, and the timer circuit counts the time from the voltage drop determination by the battery voltage drop determination circuit. Start. Thereby, time measurement can be started without acquiring a signal from the outside.

また、タイマ回路は、放電処理時間を内部で設定可能であることが好ましい。
この場合、放電制御装置は、放電抵抗の温度を検出する温度検出手段を備え、タイマ回路は、放電抵抗の温度が高いほど放電処理時間を短く設定してもよい。特に、放電抵抗の温度が所定の温度閾値を超えたとき、放電処理時間を０に設定する、つまり、放電処理を行わないこととしてもよい。これにより、放電抵抗の発熱をより確実に抑制することができる。 Moreover, it is preferable that the timer circuit can set discharge processing time internally.
In this case, the discharge control device may include temperature detection means for detecting the temperature of the discharge resistance, and the timer circuit may set the discharge processing time to be shorter as the temperature of the discharge resistance is higher. In particular, when the temperature of the discharge resistance exceeds a predetermined temperature threshold, the discharge process time may be set to 0, that is, the discharge process may not be performed. Thereby, heat_generation | fever of discharge resistance can be suppressed more reliably.

さらに本発明は、上記の放電制御装置と、主電源の電力を変換して出力する電力変換器と、電力変換器の制御装置と、を備える電力変換装置としても提供される。
例えば、電動車両（ハイブリッド自動車や電気自動車）の主機モータを駆動するモータ駆動システムにおいて、インバータ（電力変換器）の入力部に放電制御装置を付設したものが電力変換装置に該当する。本発明の電力変換装置は、放電処理時間短縮のため放電抵抗の低抵抗化が要求される電動車両において、特に効果が期待される。 Furthermore, the present invention is also provided as a power conversion device including the above-described discharge control device, a power converter that converts and outputs the power of the main power source, and a control device for the power converter.
For example, in a motor drive system that drives a main motor of an electric vehicle (hybrid vehicle or electric vehicle), a device in which a discharge control device is attached to an input unit of an inverter (power converter) corresponds to the power converter. The power conversion device of the present invention is expected to be particularly effective in an electric vehicle that requires a reduction in discharge resistance in order to shorten the discharge processing time.

本発明の第１実施形態による放電制御装置が適用されるモータ駆動システムの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a motor drive system to which a discharge control device according to a first embodiment of the present invention is applied. 本発明の第１実施形態による放電抵抗の模式図。The schematic diagram of the discharge resistance by 1st Embodiment of this invention. 図１の放電制御装置の各種回路の詳細な回路図。FIG. 2 is a detailed circuit diagram of various circuits of the discharge control device of FIG. 1. 本発明の第１実施形態による放電処理のタイムチャート。The time chart of the discharge process by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態による放電制御装置が適用されるモータ駆動システムの概略構成図。The schematic block diagram of the motor drive system to which the discharge control apparatus by 2nd Embodiment of this invention is applied. 放電抵抗の検出温度と放電処理時間との関係を示す特性図の例。The example of the characteristic view which shows the relationship between the detection temperature of discharge resistance, and discharge processing time. 本発明の第２実施形態による放電処理のフローチャート。The flowchart of the discharge process by 2nd Embodiment of this invention. 比較例の放電処理のタイムチャート。The time chart of the discharge process of a comparative example.

以下、本発明の放電制御装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
各実施形態の放電制御装置は、ハイブリッド自動車の駆動力源である主機モータを駆動するモータ駆動システムにおいて、主機モータの駆動を停止後、平滑コンデンサに残留した電荷を放電処理する装置である。この実施形態では、「電力変換器」としてのインバータ、及び、インバータから電力が供給される主機モータが「負荷」に相当し、モータ駆動システムが「負荷駆動システム」に相当する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of a discharge control device of the present invention will be described with reference to the drawings.
The discharge control device of each embodiment is a device that discharges the charge remaining in the smoothing capacitor after the drive of the main motor is stopped in a motor drive system that drives the main motor that is the driving force source of the hybrid vehicle. In this embodiment, an inverter as a “power converter” and a main motor to which power is supplied from the inverter correspond to a “load”, and a motor drive system corresponds to a “load drive system”.

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すように、モータ駆動システム９は、主電源１０、メインリレー回路１２、平滑コンデンサ１３、放電制御装置１５、バッテリ電源２０、インバータ（図中「ＩＮＶ」と記す）７、モータ制御ＥＣＵ７０、及び、主機モータ８等を備えている。主機モータ８は、電動機の機能と発電機の機能とを兼ね備えた、いわゆるモータジェネレータであり、図中「ＭＧ」と記す。また、モータ制御ＥＣＵ７０を、図中「ＭＧ−ＥＣＵ」と記す。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the motor drive system 9 includes a main power supply 10, a main relay circuit 12, a smoothing capacitor 13, a discharge control device 15, a battery power supply 20, an inverter (indicated as “INV” in the figure) 7, and a motor control ECU 70. And a main motor 8 or the like. The main motor 8 is a so-called motor generator having both a function of an electric motor and a function of a generator, and is denoted as “MG” in the drawing. Further, the motor control ECU 70 is referred to as “MG-ECU” in the drawing.

主電源１０は、充放電可能な数百Ｖ程度の高圧直流電源であり、例えばニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池から成る。本明細書では、１２Ｖ程度の低圧のバッテリ電源２０と区別するために、高圧直流電源を「主電源」、低圧バッテリを「バッテリ電源」という。主電源１０の高電位電極には高電位ラインＰが接続され、低電位電極には低電位ラインＮが接続される。   The main power supply 10 is a chargeable / dischargeable high-voltage DC power supply of about several hundred volts, and is composed of, for example, a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion. In this specification, in order to distinguish from the low voltage battery power supply 20 of about 12V, the high voltage DC power supply is referred to as “main power supply” and the low voltage battery is referred to as “battery power supply”. A high potential line P is connected to the high potential electrode of the main power supply 10, and a low potential line N is connected to the low potential electrode.

「遮断回路」としてのメインリレー回路１２は、破線矢印で示すように、バッテリ電源２０から制御用電圧（バッテリ電圧＋Ｂ）が供給されて作動し、主電源１０からインバータ７に供給される電力を遮断可能である。周知の通り、メインリレー回路１２は、高電位ラインＰを遮断可能な第１リレー１２１、低電位ラインＮを遮断可能な第２リレー１２２、及び、プリチャージリレー１２３から構成されている。プリチャージリレー１２３は、直列に接続された電流制限抵抗１２４と共に第２リレー１２２に対して並列に接続されており、給電開始時の突入電流を防止するために用いられる。   The main relay circuit 12 serving as a “cut-off circuit” operates by being supplied with a control voltage (battery voltage + B) from the battery power supply 20 as indicated by a broken line arrow, and supplies power supplied from the main power supply 10 to the inverter 7. Can be shut off. As is well known, the main relay circuit 12 includes a first relay 121 that can cut off the high potential line P, a second relay 122 that can cut off the low potential line N, and a precharge relay 123. The precharge relay 123 is connected in parallel to the second relay 122 together with the current limiting resistor 124 connected in series, and is used to prevent an inrush current at the start of power feeding.

平滑コンデンサ１３は、メインリレー回路１２とインバータ７との間において高電位ラインＰと低電位ラインＮとの間に設けられ、主電源１０からの電力供給によって電荷が蓄積される。平滑コンデンサ１３は、インバータ７に入力される電圧を平滑化する。
放電制御装置１５は、メインリレー回路１２を遮断し、主機モータ８の駆動を停止した後、平滑コンデンサ１３に残留した電荷を放電処理する装置であり、詳細は後述する。 The smoothing capacitor 13 is provided between the high potential line P and the low potential line N between the main relay circuit 12 and the inverter 7, and charges are accumulated by power supply from the main power supply 10. The smoothing capacitor 13 smoothes the voltage input to the inverter 7.
The discharge control device 15 is a device that discharges the charge remaining in the smoothing capacitor 13 after the main relay circuit 12 is cut off and the driving of the main motor 8 is stopped, and will be described in detail later.

インバータ７は、複数のスイッチング素子（図示しない）がブリッジ接続されて構成され、高電位ラインＰ及び低電位ラインＮを介して主電源１０と接続されている。
モータ制御ＥＣＵ７０は、上位の車両制御ＥＣＵ（図示しない）からのトルク指令や、電流及び電気角のフィードバック信号等に基づき電圧指令を演算し、例えばＰＷＭ制御によりインバータ７の各スイッチング素子を操作する。これにより、インバータ７が主電源１０から入力された直流電力を三相交流電力に変換して主機モータ８に供給することで、主機モータ８は、所望の回転数及びトルクを出力するように駆動される。
また、インバータ７及びモータ制御ＥＣＵ７０と、放電制御装置１５とを合わせた部分を「電力変換装置７５」とする。 The inverter 7 is configured by a bridge connection of a plurality of switching elements (not shown), and is connected to the main power supply 10 via a high potential line P and a low potential line N.
The motor control ECU 70 calculates a voltage command based on a torque command from a host vehicle control ECU (not shown), a current and an electrical angle feedback signal, and operates each switching element of the inverter 7 by, for example, PWM control. As a result, the inverter 7 converts the DC power input from the main power supply 10 into three-phase AC power and supplies it to the main motor 8, so that the main motor 8 is driven to output a desired rotational speed and torque. Is done.
Further, a portion including the inverter 7 and the motor control ECU 70 and the discharge control device 15 is referred to as a “power conversion device 75”.

「電力変換器の制御装置」に相当するモータ制御ＥＣＵ７０は、破線矢印で示すように、バッテリ電源２０のバッテリ電圧＋Ｂにより作動し、インバータ７のスイッチング素子を操作して主機モータ８の駆動を制御する。また、バッテリ電源２０の正常時、主機モータ８の駆動を停止し、メインリレー回路１２を遮断した後、モータ制御ＥＣＵ７０による「ディスチャージ制御」が可能である。
ディスチャージ制御とは、ｑ軸電流指令をゼロとし、ｄ軸電流指令を非ゼロとしてインバータ７を作動させることにより、主機モータ８を回転させることなく、平滑コンデンサ１３の残留電荷のエネルギーを熱に変換して消費する制御をいう。 The motor control ECU 70 corresponding to the “power converter control device” is operated by the battery voltage + B of the battery power source 20 and operates the switching element of the inverter 7 to control the drive of the main motor 8 as indicated by the broken line arrow. To do. Further, when the battery power source 20 is normal, the main motor 8 is stopped and the main relay circuit 12 is shut off, and then the “discharge control” can be performed by the motor control ECU 70.
Discharge control converts the residual charge energy of the smoothing capacitor 13 into heat without rotating the main motor 8 by operating the inverter 7 with the q-axis current command set to zero and the d-axis current command set to non-zero. Control that is consumed.

ところで、バッテリ電源２０は、使用者が意図的にオフする場合の他、例えば車両事故の衝撃でケーブルが切断された場合等に、意図せずオフする可能性がある。ここで、「オフする」とは、バッテリ電圧＋Ｂが完全にゼロになることに限らず、正常範囲を下回ることを意味する。バッテリ電源２０がオフすると、メインリレー回路１２が正常であれば遮断する。しかし、メインリレー回路１２が故障すると、遮断すべきときに遮断しない可能性が想定される。また、バッテリ電源２０がオフすると、モータ制御ＥＣＵ７０によるディスチャージ制御が実行不能となる。
本発明は、このように主機モータ８の駆動を停止し、バッテリ電源２０をオフした後、平滑コンデンサ１３の残留電荷を放電抵抗５０によって適切に放電処理することを目的とするものである。 By the way, the battery power supply 20 may be turned off unintentionally when the user intentionally turns off, for example, when the cable is cut due to the impact of a vehicle accident. Here, “turning off” means that the battery voltage + B is not completely zero, but falls below the normal range. When the battery power source 20 is turned off, the main relay circuit 12 is cut off if it is normal. However, if the main relay circuit 12 fails, there is a possibility that the main relay circuit 12 will not be cut off when it should be cut off. Further, when the battery power source 20 is turned off, the discharge control by the motor control ECU 70 becomes impossible.
An object of the present invention is to appropriately discharge the residual charge of the smoothing capacitor 13 by the discharge resistor 50 after the driving of the main motor 8 is stopped and the battery power supply 20 is turned off.

また、本発明による解決課題のもう一つの前提として「放電時間短縮」の要求がある。従来のように抵抗値の大きな抵抗器を用い、時間をかけて放電する場合、時間あたりの発熱量は比較的小さいため、異常発熱に至る可能性は低い。しかし、近年、感電防止のための放電時間短縮の要求から、放電抵抗の低抵抗化が求められている。抵抗値の小さな放電抵抗を用いる場合、電流が流れ続けると異常発熱に至る可能性が高いため、メインリレー回路１２が正常に遮断しない場合の問題が深刻となる。
このような背景を踏まえ、本発明の放電制御装置１５は、以下に説明する特徴的な構成を有するものである。 Further, as another premise of the problem to be solved by the present invention, there is a demand for “shortening discharge time”. When using a resistor having a large resistance value as in the prior art and discharging over time, the amount of heat generated per hour is relatively small, so the possibility of abnormal heat generation is low. However, in recent years, there has been a demand for a reduction in discharge resistance due to a demand for shortening the discharge time for preventing electric shock. When a discharge resistance having a small resistance value is used, there is a high possibility that abnormal heat generation will occur if current continues to flow, so the problem that the main relay circuit 12 does not normally shut off becomes serious.
Based on such a background, the discharge control device 15 of the present invention has a characteristic configuration described below.

放電制御装置１５は、高電位ラインＰと低電位ラインＮとの間に平滑コンデンサ１３と並列に接続され、且つ、互いに直列接続された放電抵抗５０及びスイッチ５５を有している。また、放電制御装置１５は、スイッチ５５の制御に係る作動電圧生成回路２５、バッテリ電圧低下判定回路３０、タイマ回路３５、及びスイッチ駆動回路４０を有している。
放電抵抗５０は、スイッチ５５がオン（導通）したとき、平滑コンデンサ１３の正極から電流が流れることで、平滑コンデンサ１３の残留電荷を消費する。すなわち、放電処理（ディスチャージ）が行われる。 The discharge control device 15 includes a discharge resistor 50 and a switch 55 that are connected in parallel with the smoothing capacitor 13 between the high potential line P and the low potential line N, and are connected in series to each other. Further, the discharge control device 15 includes an operating voltage generation circuit 25 related to the control of the switch 55, a battery voltage drop determination circuit 30, a timer circuit 35, and a switch drive circuit 40.
When the switch 55 is turned on (conducted), the discharge resistor 50 consumes the residual charge of the smoothing capacitor 13 due to the current flowing from the positive electrode of the smoothing capacitor 13. That is, a discharge process (discharge) is performed.

スイッチ５５は、放電抵抗５０を介した高電位ラインＰと低電位ラインＮとの導通又は遮断を切り替える素子であり、本実施形態では、半導体スイッチング素子であるトランジスタで構成されている。本実施形態では、放電抵抗５０の一端が高電位ラインＰに接続し他端がトランジスタ（スイッチ）５５のコレクタに接続されており、トランジスタ（スイッチ）５５のエミッタが低電位ラインＮに接続されている。他の実施形態では、放電抵抗５０の高電位ラインＰ側にスイッチ５５を直列接続してもよい。   The switch 55 is an element that switches between conduction and interruption between the high potential line P and the low potential line N via the discharge resistor 50. In the present embodiment, the switch 55 includes a transistor that is a semiconductor switching element. In this embodiment, one end of the discharge resistor 50 is connected to the high potential line P, the other end is connected to the collector of the transistor (switch) 55, and the emitter of the transistor (switch) 55 is connected to the low potential line N. Yes. In another embodiment, the switch 55 may be connected in series on the high potential line P side of the discharge resistor 50.

バッテリ電源２０がオフすると、バッテリ電圧＋Ｂが低下したことをバッテリ電圧低下判定回路３０が検出する。そして、スイッチ駆動回路４０は、トランジスタ（スイッチ）５５のベース、又はベース相当電極に駆動信号を出力し、スイッチ５５をオンする。すると、放電抵抗５０への通電が開始される。   When the battery power supply 20 is turned off, the battery voltage decrease determination circuit 30 detects that the battery voltage + B has decreased. Then, the switch drive circuit 40 outputs a drive signal to the base of the transistor (switch) 55 or an electrode corresponding to the base, and turns on the switch 55. Then, energization to the discharge resistor 50 is started.

タイマ回路３５は、バッテリ電源２０がオフし、スイッチ５５がオンした時刻から所定の放電処理時間ＴONを計時する。そして、放電処理時間ＴONが経過したとき、スイッチ駆動回路４０に知らせる。スイッチ駆動回路４０は、放電処理時間ＴONが経過した情報を受け取ると、スイッチ５５への駆動信号を停止し、スイッチ５５をオフする。これにより、放電抵抗５０への通電が停止される。 The timer circuit 35 measures a predetermined discharge processing time T ON from the time when the battery power source 20 is turned off and the switch 55 is turned on. When the discharge processing time T ON has elapsed, the switch drive circuit 40 is notified. When the switch drive circuit 40 receives information indicating that the discharge processing time T ON has elapsed, the switch drive circuit 40 stops the drive signal to the switch 55 and turns off the switch 55. Thereby, the energization to the discharge resistor 50 is stopped.

また、作動電圧生成回路２５は、バッテリ電源２０がオフした後、バッテリ電圧低下判定回路３０、タイマ回路３５、スイッチ駆動回路４０が作動するための作動電圧Ｖｃｃを生成する。これにより、放電制御装置１５は、バッテリ電源２０のオフ後、バッテリ電圧＋Ｂに依存することなく独立して作動可能となる。つまり、放電制御装置１５は、「スタンドアローン」の思想に基づいて構成されている。   The operating voltage generation circuit 25 generates an operating voltage Vcc for operating the battery voltage drop determination circuit 30, the timer circuit 35, and the switch drive circuit 40 after the battery power supply 20 is turned off. Thereby, after the battery power supply 20 is turned off, the discharge control device 15 can operate independently without depending on the battery voltage + B. That is, the discharge control device 15 is configured based on the concept of “stand alone”.

続いて図２を参照し、放電抵抗５０の詳細な構成例を説明する。
図２に示すように、放電抵抗５０は、例えば、基板１９に表面実装された複数のチップ抵抗５１が直列且つ並列に多数個接続されて構成されている。また、放電制御装置１５を構成する放電抵抗５０、スイッチ５５、各種回路２５、３０、３５、４０は、同一の基板１９上に搭載されている。他の実施形態では、放電制御装置１５は、モータ制御ＥＣＵ７０の基板に一体に構成されてもよい。 Next, a detailed configuration example of the discharge resistor 50 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the discharge resistor 50 is configured, for example, by connecting a plurality of chip resistors 51 that are surface-mounted on the substrate 19 in series and in parallel. Further, the discharge resistor 50, the switch 55, and the various circuits 25, 30, 35, and 40 constituting the discharge control device 15 are mounted on the same substrate 19. In other embodiments, the discharge control device 15 may be configured integrally with the board of the motor control ECU 70.

次に、放電制御装置１５の各種回路の詳細な構成について、図３を参照して説明する。
図３にて、スイッチ駆動回路４０のフォトカプラ４２の左側は、バッテリ電圧＋Ｂ、又は、バッテリ電圧＋Ｂに基づく作動電圧Ｖｃｃが印加される「低圧系」の領域である。また、フォトカプラ４２の右側は、主電源１０に接続される高電位ラインＰ及び低電位ラインＮの電位差が印加される「高圧系」の領域である。 Next, detailed configurations of various circuits of the discharge control device 15 will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, the left side of the photocoupler 42 of the switch drive circuit 40 is a “low voltage system” region to which the battery voltage + B or the operating voltage Vcc based on the battery voltage + B is applied. The right side of the photocoupler 42 is a “high voltage system” region to which a potential difference between the high potential line P and the low potential line N connected to the main power supply 10 is applied.

まず、低圧系の概略を説明する。作動電圧生成回路２５は、バッテリ電圧＋Ｂを用いてコンデンサ２６を充電することで、作動電圧Ｖｃｃを生成する。この作動電圧Ｖｃｃは、バッテリ電源２０がオフした後、放電制御装置１５の各回路が独立して作動するための電圧となる。
バッテリ電圧低下判定回路３０は、コンパレータ３３で、バッテリ電圧＋Ｂの分圧と、作動電圧Ｖｃｃの分圧である基準電圧Ｖｒｅｆ１とを比較し、バッテリ電圧＋Ｂの低下を判定する。 First, an outline of the low-pressure system will be described. The operating voltage generation circuit 25 generates the operating voltage Vcc by charging the capacitor 26 using the battery voltage + B. This operating voltage Vcc is a voltage for operating each circuit of the discharge control device 15 independently after the battery power supply 20 is turned off.
The battery voltage drop determination circuit 30 compares the divided voltage of the battery voltage + B with a reference voltage Vref1 that is a divided voltage of the operating voltage Vcc, and determines a drop in the battery voltage + B.

バッテリ電圧＋Ｂの低下を判定すると、タイマ回路３５は、ｐチャンネルトランジスタ３６を駆動し、スロープ信号用コンデンサ３７を充電する。コンパレータ３８では、スロープ信号と、作動電圧Ｖｃｃの分圧である基準電圧Ｖｒｅｆ２とを比較し、スイッチ５５駆動用のパルスである放電処理時間ＴONを生成する。このように、本実施形態のタイマ回路３５は、放電処理時間ＴONを内部で生成可能である。 When it is determined that the battery voltage + B has dropped, the timer circuit 35 drives the p-channel transistor 36 and charges the slope signal capacitor 37. The comparator 38 compares the slope signal with a reference voltage Vref2 that is a divided voltage of the operating voltage Vcc, and generates a discharge processing time T ON that is a pulse for driving the switch 55. Thus, the timer circuit 35 of the present embodiment can generate the discharge processing time T ON internally.

スイッチ駆動回路４０は、フォトカプラ４２によって低圧系領域と高圧系領域とが絶縁されており、低圧系で生成された駆動信号が「無接点」で高圧系に伝達され、スイッチ５５が駆動される。スイッチ５５の駆動電源電圧は、高圧系のコンデンサ４６に充電されることにより生成される。
スイッチ５５が、バッテリ電圧＋Ｂの低下から所定の放電処理時間ＴONの間オンすることで、平滑コンデンサ１３の電荷が放電処理される。したがって、例えばインバータ７のメンテナンス時等における感電を防止することができる。 In the switch drive circuit 40, the low voltage system region and the high voltage system region are insulated by the photocoupler 42, and the drive signal generated in the low voltage system is transmitted to the high voltage system in a “non-contact” manner to drive the switch 55. . The drive power supply voltage for the switch 55 is generated by charging the high-voltage capacitor 46.
When the switch 55 is turned on for a predetermined discharge processing time T ON after the battery voltage + B decreases, the charge of the smoothing capacitor 13 is discharged. Therefore, for example, an electric shock during maintenance of the inverter 7 can be prevented.

以上のような構成の放電制御装置１５において、放電抵抗５０の抵抗値は、放電目標時間、平滑コンデンサ１３の電極間電圧（高電位ラインＰと低電位ラインＮとの電位差）、コンデンサ容量から算出される。また、スイッチ５５をオンする放電処理時間ＴONは、放電目標時間に対して公差を見込んで設定される。 In the discharge control device 15 configured as described above, the resistance value of the discharge resistor 50 is calculated from the target discharge time, the voltage between the electrodes of the smoothing capacitor 13 (potential difference between the high potential line P and the low potential line N), and the capacitor capacity. Is done. Further, the discharge processing time T ON for turning on the switch 55 is set in consideration of the tolerance with respect to the discharge target time.

（効果）
（１）本実施形態の放電制御装置１５の作用効果について、図８の従来技術と対比しつつ、図４を参照して説明する。図４及び図８のタイムチャートは、メインリレー回路１２の（ａ）正常時及び（ｂ）故障時における、バッテリ電源２０の電圧、メインリレー回路１２のオンオフ、スイッチ５５のオンオフ、主電源１０の電圧の変化を示す。なお、従来技術の説明において、本実施形態の対応する符号を援用する。 (effect)
(1) The effects of the discharge control device 15 of this embodiment will be described with reference to FIG. 4 while comparing with the prior art of FIG. The time charts of FIGS. 4 and 8 show the voltage of the battery power source 20, the on / off state of the main relay circuit 12, the on / off state of the switch 55, and the main power source 10 when the main relay circuit 12 is (a) normal and (b) failed. Indicates the change in voltage. In addition, in description of a prior art, the code | symbol corresponding to this embodiment is used.

まず、図８を参照して従来技術について説明する。時刻ｔｘ以前の主機モータ駆動状態では、バッテリ電源２０はオン状態であり、電圧＋Ｂを出力している。メインリレー回路１２はオン（導通状態）、スイッチ５５はオフ（遮断状態）である。主電源１０は高電圧ＶＨを供給している。   First, the prior art will be described with reference to FIG. In the main motor drive state before time tx, the battery power source 20 is in the on state and outputs the voltage + B. The main relay circuit 12 is on (conductive state), and the switch 55 is off (cut-off state). The main power supply 10 supplies a high voltage VH.

（ａ）メインリレー回路１２の正常時には、時刻ｔｘにバッテリ電源２０がオフするとメインリレー回路１２がオフ（遮断）する。また、スイッチ５５をオンし、平滑コンデンサ１３の残留電荷の放電処理を開始する。その後、主電源１０の電圧は徐々に低下し、低電圧ＶＬまで低下した時刻ｔｆにスイッチ５５がオフする。   (A) When the main relay circuit 12 is normal, the main relay circuit 12 is turned off (cut off) when the battery power supply 20 is turned off at time tx. Further, the switch 55 is turned on, and the discharge process of the residual charge of the smoothing capacitor 13 is started. Thereafter, the voltage of the main power supply 10 gradually decreases, and the switch 55 is turned off at time tf when the voltage decreases to the low voltage VL.

一方、（ｂ）メインリレー回路１２の故障時には、時刻ｔｘにバッテリ電源２０がオフしてもメインリレー回路１２がオフしないまま、放電処理が開始される。主電源１０は高電圧ＶＨを供給し続けるため、スイッチ５５はオンのままとなり、放電抵抗５０に電流が流れ続ける。その結果、放電抵抗５０が異常発熱に至るおそれがある。   On the other hand, (b) when the main relay circuit 12 fails, the discharge process is started without turning off the main relay circuit 12 even when the battery power source 20 is turned off at time tx. Since the main power supply 10 continues to supply the high voltage VH, the switch 55 remains on and current continues to flow through the discharge resistor 50. As a result, the discharge resistor 50 may cause abnormal heat generation.

これに対し図４に示すように、本実施形態では主電源１０の電圧に関係なく、バッテリ電源２０がオフした時から所定の放電処理時間ＴONが経過した時、スイッチ５５をオフする。したがって、たとえメインリレー回路１２が故障して正常に遮断しない場合でも、放電抵抗５０に電流が流れ続ける状況を回避することができる。よって、放電抵抗５０の異常発熱を回避することができる。
なお、メインリレー回路１２が遮断しない状態ではそもそも平滑コンデンサ１３の電荷を放電処理することはできないため、異常発熱の回避が安全上重要となる。 On the other hand, as shown in FIG. 4, in the present embodiment, the switch 55 is turned off when a predetermined discharge processing time T ON has passed since the battery power supply 20 was turned off, regardless of the voltage of the main power supply 10. Therefore, even if the main relay circuit 12 fails and does not shut off normally, it is possible to avoid a situation in which current continues to flow through the discharge resistor 50. Therefore, abnormal heat generation of the discharge resistor 50 can be avoided.
In the state where the main relay circuit 12 is not cut off, the charge of the smoothing capacitor 13 cannot be discharged in the first place, and thus avoiding abnormal heat generation is important for safety.

（２）本実施形態の放電制御装置１５では、多数個のチップ抵抗５１が直列且つ並列に接続されて放電抵抗５０が構成されている。また、放電抵抗５０、スイッチ５５、各種回路２５、３０、３５、４０は、同一の基板１９上に搭載されている（図２参照）。この構成は、放電抵抗５０の異常発熱が抑制される結果、スイッチ５５その他の素子に熱影響を及ぼすおそれがないことから実現可能となるものである。   (2) In the discharge control device 15 of the present embodiment, a large number of chip resistors 51 are connected in series and in parallel to form the discharge resistor 50. Further, the discharge resistor 50, the switch 55, and various circuits 25, 30, 35, and 40 are mounted on the same substrate 19 (see FIG. 2). This configuration can be realized because the abnormal heat generation of the discharge resistor 50 is suppressed and the switch 55 and other elements are not affected by heat.

本実施形態では、放電抵抗として体格の大きなセメント抵抗又はセラミック抵抗器を１つ用いる構成に比べ、小さなチップ抵抗５１を多数個接続することで、抵抗体の分散によって発熱が抑制される。また、表面積が増え、放熱性が向上する。また、基板１９に表面実装することで、チップ抵抗５１の熱が基板１９に有効に放熱される。
さらに、チップ抵抗５１を冗長的に並列に配設することで、仮にいずれかのチップ抵抗５１が断線しても、他の経路のチップ抵抗５１を経由して電流が流れるため、信頼性を向上させることができる。 In this embodiment, compared to a configuration in which one cement resistor or ceramic resistor having a large physique is used as the discharge resistance, heat generation is suppressed by dispersion of the resistors by connecting a large number of small chip resistors 51. Further, the surface area is increased and the heat dissipation is improved. Further, by surface mounting on the substrate 19, the heat of the chip resistor 51 is effectively radiated to the substrate 19.
Further, by arranging the chip resistors 51 redundantly in parallel, even if any of the chip resistors 51 is disconnected, a current flows through the chip resistor 51 of another path, thereby improving reliability. Can be made.

加えて、スイッチ５５として、機械式スイッチでなく半導体スイッチ（トランジスタ）を用いることで、体格が小さくなり基板搭載性が向上する。こうして、チップ抵抗と半導体スイッチを用いて構成要素を一枚の基板１９に搭載することにより、放電制御装置１５を小型、軽量化することができる。その結果、コストの低減にもつながる。   In addition, by using a semiconductor switch (transistor) instead of a mechanical switch as the switch 55, the physique is reduced and the board mountability is improved. Thus, by mounting the components on one substrate 19 using the chip resistor and the semiconductor switch, the discharge control device 15 can be reduced in size and weight. As a result, the cost can be reduced.

また、１つのセメント抵抗又はセラミック抵抗器で放電抵抗を構成する形態では、抵抗値仕様の異なる複数種類の製品に対し、それぞれ専用部品を準備する必要がある。それに対し本実施形態では、標準部品のチップ抵抗５１の使用数を変更して抵抗値を調整することができるため、部品を標準化することができる。   Further, in the form in which the discharge resistance is configured by one cement resistor or ceramic resistor, it is necessary to prepare dedicated parts for each of a plurality of types of products having different resistance value specifications. On the other hand, in this embodiment, since the resistance value can be adjusted by changing the number of chip resistors 51 used as standard components, the components can be standardized.

（３）本実施形態の放電制御装置１５は、スタンドアローンの思想に基づき、外部からの電圧や信号に依存せず、独立して作動可能なように構成されている。
まず、作動電圧生成回路２５が作動電圧Ｖｃｃを生成することで、バッテリ電源２０のオフ後に独立して作動するための電圧を確保することができる。 (3) The discharge control device 15 of the present embodiment is configured to be able to operate independently without depending on an external voltage or signal based on a stand-alone concept.
First, the operating voltage generation circuit 25 generates the operating voltage Vcc, thereby ensuring a voltage for operating independently after the battery power supply 20 is turned off.

また、バッテリ電圧低下判定回路３０はバッテリ電圧＋Ｂの低下を判定し、タイマ回路３５は放電処理時間ＴONを内部で設定可能であるため、電圧判定信号や処理時間信号等を外部から取得する必要がない。
このようにスタンドアローンで作動可能とすることで、車両の事故等で外部装置が故障したり、外部装置との信号線等が切断したりしても、放電制御装置１５の機能を確保することができる。 Further, the battery voltage decrease determination circuit 30 determines the decrease in the battery voltage + B, and the timer circuit 35 can set the discharge processing time T ON internally, so that it is necessary to acquire a voltage determination signal, a processing time signal, and the like from the outside. There is no.
By enabling the stand-alone operation in this way, the function of the discharge control device 15 can be ensured even if the external device breaks down due to a vehicle accident or the signal line with the external device is disconnected. Can do.

（４）本実施形態のスイッチ駆動回路４０は、フォトカプラ４２を用いることで高圧系領域と低圧系領域とが絶縁され、駆動信号が無接点で伝達されるため、高圧系の電圧が低圧系の素子に印加されることによる故障を防ぐことができる。また、低圧系の素子として耐圧の低い部品を使用することができるため、省スペースやコスト低減に有利となる。   (4) In the switch drive circuit 40 of this embodiment, the high-voltage system region and the low-voltage system region are insulated by using the photocoupler 42, and the drive signal is transmitted in a contactless manner. Failure due to being applied to the element can be prevented. In addition, since a low-voltage component can be used as the low-voltage element, it is advantageous for space saving and cost reduction.

（５）現実の製品では、放電制御装置１５は、インバータ７の入力部に付設され、インバータ７及びモータ制御ＥＣＵ７０と共に「電力変換装置７５」を構成してもよい。このようにモジュール化することで、ハイブリッド車両等への適用が容易となる。   (5) In an actual product, the discharge control device 15 may be attached to the input unit of the inverter 7 and constitute the “power conversion device 75” together with the inverter 7 and the motor control ECU 70. By modularizing in this way, application to a hybrid vehicle or the like is facilitated.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による放電制御装置について、図５〜図７を参照して説明する。図５のブロック図において、第１実施形態の図１と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図５に示すように、第２実施形態の放電制御装置１６は、放電抵抗５０の近傍に「温度検出手段」としてのサーミスタ６が設けられている。サーミスタ６では、検出温度Ｔｄを電圧信号に変換して出力する。また、インバータ７、モータ制御ＥＣＵ７０、及び放電制御装置１６は、電力変換装置７６を構成する。
サーミスタ６からの電圧信号は例えばタイマ回路３５に入力され、コンパレータ３７の基準電圧Ｖｒｅｆ２を操作することで、放電処理時間ＴONの判定閾値を変更する。 (Second Embodiment)
A discharge control apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the block diagram of FIG. 5, the same reference numerals are given to substantially the same components as those in FIG. 1 of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 5, the discharge control device 16 of the second embodiment is provided with a thermistor 6 as “temperature detection means” in the vicinity of the discharge resistor 50. The thermistor 6 converts the detected temperature Td into a voltage signal and outputs it. The inverter 7, the motor control ECU 70, and the discharge control device 16 constitute a power conversion device 76.
The voltage signal from the thermistor 6 is input to the timer circuit 35, for example, and the reference voltage Vref2 of the comparator 37 is manipulated to change the determination threshold value of the discharge processing time T ON .

放電抵抗５０の検出温度Ｔｄと放電処理時間ＴONとの特性図の例を図６に示す。
図６（ａ）に示す例では、検出温度Ｔｄが温度閾値α以下のとき、放電処理時間ＴONを標準値Ｔｓとし、検出温度Ｔｄが温度閾値αを超えたとき、放電処理時間ＴONをステップ状に変化させて０に設定する。つまり、放電処理を行わない。 An example of a characteristic diagram of the detected temperature Td of the discharge resistor 50 and the discharge processing time T ON is shown in FIG.
In the example shown in FIG. 6A, when the detected temperature Td is equal to or lower than the temperature threshold value α, the discharge processing time T ON is set as the standard value Ts, and when the detected temperature Td exceeds the temperature threshold value α, the discharge processing time T ON is set. Change to a step and set to 0. That is, no discharge process is performed.

図６（ｂ）に示す例では、検出温度Ｔｄが温度閾値β以下のとき、放電処理時間ＴONを標準値Ｔｓとし、検出温度Ｔｄが温度閾値βを超えると、検出温度Ｔｄが高くなるにしたがって放電処理時間ＴONを短く設定する。この場合、実線で示すように直線状に変化させてもよく、二点鎖線で示すように反比例等の曲線状に変化させてもよい。 In the example shown in FIG. 6B, when the detected temperature Td is equal to or lower than the temperature threshold β, the discharge processing time T ON is set to the standard value Ts, and when the detected temperature Td exceeds the temperature threshold β, the detected temperature Td increases. Therefore, the discharge processing time T ON is set short. In this case, it may be changed linearly as indicated by a solid line, or may be changed to a curve such as inverse proportion as indicated by a two-dot chain line.

図７に、図６（ａ）の特性図に対応する制御ルーチンのフローチャートを示す。フローチャートの説明で記号「Ｓ」はステップを意味する。
Ｓ１では、主機モータ８の駆動が停止される。このとき、平滑コンデンサ１３には電荷が蓄積されている。Ｓ２では、バッテリ電源２０がオフする。このとき、メインリレー回路１２が正常であれば遮断する。 FIG. 7 shows a flowchart of a control routine corresponding to the characteristic diagram of FIG. In the description of the flowchart, the symbol “S” means a step.
In S1, the driving of the main motor 8 is stopped. At this time, electric charges are accumulated in the smoothing capacitor 13. In S2, the battery power source 20 is turned off. At this time, if the main relay circuit 12 is normal, it is shut off.

Ｓ３では、バッテリ電源オフ時における放電抵抗５０の検出温度Ｔｄと温度閾値αとを比較する。検出温度Ｔｄが温度閾値α以下のとき（Ｓ３：ＹＥＳ）、Ｓ４に移行し、スイッチ駆動回路４０からの駆動信号によりスイッチ５５をオンして放電処理（ディスチャージ）を開始する。一方、検出温度Ｔｄが温度閾値αを超えているとき（Ｓ３：ＮＯ）、放電処理を行わずに処理を終了する。   In S3, the detected temperature Td of the discharge resistor 50 when the battery power is off is compared with the temperature threshold value α. When the detected temperature Td is equal to or lower than the temperature threshold value α (S3: YES), the process proceeds to S4, and the switch 55 is turned on by the drive signal from the switch drive circuit 40 to start the discharge process (discharge). On the other hand, when the detected temperature Td exceeds the temperature threshold value α (S3: NO), the process is terminated without performing the discharge process.

Ｓ５では、放電処理中に所定周期で検出温度Ｔｄと温度閾値αとを比較する。検出温度Ｔｄが温度閾値α以下ならば（Ｓ５：ＹＥＳ）、放電処理を継続し、スイッチ５５をオンした時から放電処理時間ＴONが経過するまで（Ｓ６：ＮＯ）、Ｓ５の判定を繰り返す。そして、放電処理時間ＴONが経過したら（Ｓ６：ＹＥＳ）、Ｓ７に移行し、スイッチ５５をオフして放電処理を終了する。
一方、Ｓ５の判定で検出温度Ｔｄが温度閾値αを超えたとき（Ｓ５：ＮＯ）、放電処理時間ＴONの経過を待たずにＳ７に移行し、スイッチ５５をオフして放電処理を終了する。 In S5, the detected temperature Td is compared with the temperature threshold value α at a predetermined cycle during the discharge process. If the detected temperature Td is equal to or lower than the temperature threshold α (S5: YES), the discharge process is continued, and the determination of S5 is repeated until the discharge process time T ON elapses after the switch 55 is turned on (S6: NO). When the discharge processing time T ON has elapsed (S6: YES), the process proceeds to S7, the switch 55 is turned off, and the discharge process is terminated.
On the other hand, when the detected temperature Td exceeds the temperature threshold value α in the determination of S5 (S5: NO), the process proceeds to S7 without waiting for the discharge process time T ON to elapse, and the switch 55 is turned off to end the discharge process. .

このように第２実施形態では、放電抵抗５０の検出温度Ｔｄが所定の温度閾値よりも高い場合、放電処理を実行しないか放電処理時間ＴONの時間を短縮することで、放電抵抗５０の異常発熱をより確実に防止することができる。
なお、図６（ｂ）の特性図に対応する制御ルーチンでは、放電処理中に検出温度Ｔｄが温度閾値βを超えたとき、放電処理時間ＴONが再設定される。その時点で放電処理時間ＴONを既に経過していれば直ちに放電処理を終了する。また、その時点で放電処理時間ＴONを経過していなければ、残りの時間、放電処理を継続する。 As described above, in the second embodiment, when the detected temperature Td of the discharge resistor 50 is higher than the predetermined temperature threshold value, the discharge process is not executed or the discharge process time T ON is shortened, whereby the abnormality of the discharge resistor 50 is detected. Heat generation can be prevented more reliably.
In the control routine corresponding to the characteristic diagram of FIG. 6B, the discharge processing time T ON is reset when the detected temperature Td exceeds the temperature threshold β during the discharge processing. If the discharge processing time T ON has already elapsed at that time, the discharge processing is immediately terminated. If the discharge processing time T ON has not elapsed at that time, the discharge processing is continued for the remaining time.

（その他の実施形態）
（ア）本発明の放電制御装置が適用される負荷駆動システムの負荷は、上記実施形態で例示した「インバータ７及び主機モータ８」に限らない。インバータ７の入力側に昇圧コンバータを設けるモータ駆動システムでは、昇圧コンバータを含めた回路が負荷となる。また、交流モータ以外に、「Ｈブリッジ回路及び直流モータ」を負荷としてもよい。これらの交流モータや直流モータは、車両に搭載されるものに限らず、電車、昇降機、一般機械等に用いられるものであってもよい。さらにモータ以外に、放電管やＸ線発生装置等の高電圧を用いる装置を本発明の「負荷」としてもよい。 (Other embodiments)
(A) The load of the load drive system to which the discharge control device of the present invention is applied is not limited to the “inverter 7 and main motor 8” exemplified in the above embodiment. In a motor drive system in which a boost converter is provided on the input side of the inverter 7, a circuit including the boost converter is a load. In addition to the AC motor, “H bridge circuit and DC motor” may be used as a load. These AC motors and DC motors are not limited to those mounted on vehicles, but may be used for trains, elevators, general machines, and the like. In addition to the motor, a device using a high voltage such as a discharge tube or an X-ray generator may be used as the “load” of the present invention.

（イ）放電抵抗は、上記実施形態で例示したチップ抵抗に限らず、比較的放熱効率が良く、また比較的体格が小さいものであれば、どのような抵抗素子を適宜、直列又は並列に接続して構成してもよい。
（ウ）放電制御装置の具体的な回路構成は図３に例示したものに限らず、同様の機能を実現可能であれば、どのように構成してもよい。スイッチは、半導体スイッチング素子に限らず、機械式スイッチとしてもよい。 (A) The discharge resistance is not limited to the chip resistance exemplified in the above embodiment, and any resistance element is appropriately connected in series or in parallel as long as the heat dissipation efficiency is relatively good and the physique is relatively small. You may comprise.
(C) The specific circuit configuration of the discharge control device is not limited to that illustrated in FIG. 3, and may be configured in any manner as long as a similar function can be realized. The switch is not limited to a semiconductor switching element, and may be a mechanical switch.

（エ）上記実施形態の放電制御装置は、それ自体がスタンドアローンで作動する思想に基づいて構成されている。これに対し、例えばバッテリ電源がオフしても作動可能な制御装置が他に存在し、その装置から作動電圧やバッテリ電圧低下信号を取得することができるような場合には、放電制御装置の内部に作動電圧生成回路やバッテリ電圧低下判定回路を持たなくてもよい。またタイマ回路は、外部で設定された放電処理時間を取得し、計時のみを行ってもよい。   (D) The discharge control device of the above embodiment is configured based on the idea that it operates in a stand-alone manner. On the other hand, for example, when there is another control device that can operate even when the battery power is turned off and the operation voltage or the battery voltage drop signal can be acquired from the device, the inside of the discharge control device Need not have an operating voltage generation circuit or a battery voltage drop determination circuit. In addition, the timer circuit may acquire the discharge processing time set externally and perform only time measurement.

以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。   As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.

１０・・・主電源、
１２・・・メインリレー回路（遮断回路）、
１３・・・平滑コンデンサ、
１５、１６・・・放電制御装置、
２０・・・バッテリ電源、
３５・・・タイマ回路、
４０・・・スイッチ駆動回路、
５０・・・放電抵抗、
５５・・・スイッチ、
８ ・・・主機モータ（モータジェネレータ、負荷）、
９ ・・・モータ駆動システム（負荷駆動システム）。 10 ... Main power supply,
12 ... main relay circuit (breaking circuit),
13: Smoothing capacitor,
15, 16 ... discharge control device,
20: Battery power,
35 ... Timer circuit,
40: Switch drive circuit,
50 ... discharge resistance,
55 ... switch,
8 ・ ・ ・ Main motor (motor generator, load),
9: Motor drive system (load drive system).

Claims (14)

直流電源である主電源（１０）と、
前記主電源と高電位ライン（Ｐ）及び低電位ライン（Ｎ）を介して接続され前記主電源の電力が供給される負荷（７、８）と、
前記主電源から前記負荷に供給される電力を遮断可能な遮断回路（１２）と、
前記遮断回路と前記負荷との間において前記高電位ラインと前記低電位ラインとの間に接続され、前記主電源からの電力供給によって電荷が蓄積される平滑コンデンサ（１３）と、
前記遮断回路を作動させる制御用電圧を供給するバッテリ電源（２０）と、
を備える負荷駆動システム（９）において前記遮断回路と前記負荷との間に設けられ、前記バッテリ電源がオフし前記遮断回路が遮断されたとき、前記平滑コンデンサに残留した電荷を放電抵抗（５０）に流すことによって消費する放電制御装置（１５、１６）であって、
前記遮断回路と前記負荷との間において前記平滑コンデンサと並列に接続され、且つ、互いに直列に接続された前記放電抵抗、及び、前記放電抵抗を介した前記高電位ラインと前記低電位ラインとの導通又は遮断を切り替えるスイッチ（５５）と、
前記バッテリ電源がオフした時から所定の放電処理時間を計時するタイマ回路（３５）と、
前記バッテリ電源がオフした時、前記スイッチをオンし、その後、前記放電処理時間が経過した時、前記スイッチをオフするスイッチ駆動回路（４０）と、
を有することを特徴とする放電制御装置。 A main power source (10) which is a DC power source;
A load (7, 8) connected to the main power source via a high potential line (P) and a low potential line (N) and supplied with power of the main power source;
A cutoff circuit (12) capable of cutting off power supplied from the main power source to the load;
A smoothing capacitor (13) connected between the high-potential line and the low-potential line between the interrupting circuit and the load, in which electric charges are accumulated by power supply from the main power supply;
A battery power supply (20) for supplying a control voltage for operating the shut-off circuit;
In a load drive system (9) comprising: a discharge resistor (50) that is provided between the interruption circuit and the load, and that discharges electric charge remaining in the smoothing capacitor when the battery power is turned off and the interruption circuit is interrupted. Discharge control device (15, 16) consumed by flowing in
The discharge resistor connected in parallel with the smoothing capacitor between the interrupting circuit and the load, and connected in series with each other, and the high potential line and the low potential line via the discharge resistor. A switch (55) for switching between conduction and interruption;
A timer circuit (35) for measuring a predetermined discharge processing time from when the battery power is turned off;
A switch drive circuit (40) that turns on the switch when the battery power is turned off, and then turns off the switch when the discharge processing time has elapsed;
A discharge control device comprising: 前記放電抵抗、前記スイッチ、前記タイマ回路及び前記スイッチ制御回路は、同一基板上に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の放電制御装置。   The discharge control apparatus according to claim 1, wherein the discharge resistor, the switch, the timer circuit, and the switch control circuit are mounted on the same substrate. 前記放電抵抗は、複数の抵抗素子が直列に接続されて構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放電制御装置。   The discharge control device according to claim 1, wherein the discharge resistance is configured by connecting a plurality of resistance elements in series. 前記放電抵抗は、複数の抵抗素子が並列に接続されて構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の放電制御装置。   The discharge control device according to claim 1, wherein the discharge resistor is configured by connecting a plurality of resistance elements in parallel. 前記複数の抵抗素子は、基板（１９）に表面実装可能なチップ抵抗（５１）であることを特徴とする請求項３または４に記載の放電制御装置。   5. The discharge control device according to claim 3, wherein the plurality of resistance elements are chip resistors (51) that can be surface-mounted on a substrate (19). 前記スイッチは、半導体スイッチング素子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の放電制御装置。   The discharge control device according to claim 1, wherein the switch is a semiconductor switching element. 前記バッテリ電源がオフした後、独立して作動するための電圧を生成する作動電圧生成回路（２５）を内部に有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の放電制御装置。   The discharge control according to any one of claims 1 to 6, further comprising an operation voltage generation circuit (25) for generating a voltage for operating independently after the battery power supply is turned off. apparatus. 前記作動電圧生成回路は、前記バッテリ電源がオンの時、コンデンサ（２６）に電荷を蓄積することを特徴とする請求項７に記載の放電制御装置。   The discharge control device according to claim 7, wherein the operating voltage generation circuit accumulates electric charge in a capacitor (26) when the battery power source is on. 前記バッテリ電源の電圧が所定の電圧閾値以下に低下したことを判定するバッテリ電圧低下判定回路（３０）を有し、
前記タイマ回路は、前記バッテリ電圧低下判定回路により、前記バッテリ電源の電圧が所定の電圧閾値以下に低下したと判定された時から計時を開始することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の放電制御装置。 A battery voltage drop determination circuit (30) for determining that the voltage of the battery power supply has dropped below a predetermined voltage threshold;
9. The timer circuit according to claim 1, wherein the timer circuit starts measuring time when it is determined by the battery voltage decrease determination circuit that the voltage of the battery power supply has decreased below a predetermined voltage threshold value. The discharge control device according to one item. 前記スイッチ駆動回路は、前記スイッチに対する駆動信号を生成する低圧系領域と、前記高電位ライン及び前記低電位ラインと接続される高圧系領域とが絶縁されており、前記低圧系領域で生成した駆動信号を無接点で前記高圧系領域へ伝達することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の放電制御装置。   In the switch drive circuit, the low voltage system region that generates a drive signal for the switch is insulated from the high voltage system region connected to the high potential line and the low potential line, and the drive generated in the low voltage system region The discharge control device according to any one of claims 1 to 9, wherein a signal is transmitted to the high voltage system region without contact. 前記タイマ回路は、前記放電処理時間を内部で設定可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の放電制御装置。   The discharge control apparatus according to claim 1, wherein the timer circuit can set the discharge processing time internally. 前記放電抵抗の温度を検出する温度検出手段（６）を備え、
前記タイマ回路は、前記放電抵抗の温度が高いほど前記放電処理時間を短く設定することを特徴とする請求項１１に記載の放電制御装置（１６）。 Temperature detecting means (6) for detecting the temperature of the discharge resistor,
The discharge control device (16) according to claim 11, wherein the timer circuit sets the discharge processing time to be shorter as the temperature of the discharge resistor is higher. 前記タイマ回路は、前記放電抵抗の温度が所定の温度閾値を超えたとき、前記放電処理時間を０に設定することを特徴とする請求項１２に記載の放電制御装置。   The discharge control device according to claim 12, wherein the timer circuit sets the discharge processing time to 0 when the temperature of the discharge resistor exceeds a predetermined temperature threshold value. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の放電制御装置と、
前記主電源の電力を変換して出力する電力変換器（７）と、
当該電力変換器の制御装置（７０）と、
を備える電力変換装置（７５、７６）。 The discharge control device according to any one of claims 1 to 13,
A power converter (7) for converting and outputting the power of the main power source;
A control device (70) for the power converter;
A power conversion device (75, 76).
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