特許 6037962 車両用電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6037962

(24)【登録日】2016年11月11日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】車両用電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 9/04 20060101AFI20161128BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20161128BHJP

【ＦＩ】

   H02P9/04 M

   H02M7/48 E

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-151305(P2013-151305)

(22)【出願日】2013年7月22日

(65)【公開番号】特開2015-23718(P2015-23718A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2016年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099461

【弁理士】

【氏名又は名称】溝井 章司

(74)【代理人】

【識別番号】100151220

【弁理士】

【氏名又は名称】八巻 満隆

(72)【発明者】

【氏名】多田 准士

(72)【発明者】

【氏名】辻本 勝也

(72)【発明者】

【氏名】田中 進

【審査官】 田村 惠里加

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１１０１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１２６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０９９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−３００７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３０１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４９５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−９１９４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ９／００−９／４８

Ｈ０２Ｍ ７／００−７／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両用回転電機に接続され、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に並列接続されたダイオードとにより構成された電力変換部と、
前記スイッチング素子のオン／オフ制御を行うゲート制御部と
を備え、
前記ゲート制御部は、
前記車両用回転電機の各相の相電圧と閾値電圧との比較信号を生成する相電圧比較信号生成部と、
前記相電圧比較信号生成部が生成した比較信号に基づいて、前記ダイオードがオン状態となるタイミングと、前記ダイオードがオフ状態となるタイミングとを示すタイミング信号を出力するダイオード通電状態検出部と、
前記ダイオード通電状態検出部が出力したタイミング信号に基づき、前記ダイオードがオン状態中に前記スイッチング素子をオンするためのゲート指令信号を生成するゲート指令生成部と、
前記ゲート指令生成部が生成した前記ゲート指令信号と、前記比較信号とに基づいて、前記スイッチング素子のオン／オフ動作の正当性判定を行うゲート指令監視部と
を備え、
前記相電圧比較信号生成部は、
前記ゲート指令信号と前記比較信号とに基づき、前記ダイオードがオン状態となるタイミングを検出するための閾値電圧Ｖ１（Ｈ）と、前記ダイオードがオフ状態となるタイミングを検出するための閾値電圧Ｖ２（Ｈ）と、前記スイッチング素子がオン状態となるタイミングを検出するための閾値電圧Ｖ３（Ｈ）とから、入力用の閾値電圧を選択する閾値選択制御部と、
前記車両用回転電機の各相電圧と、前記閾値選択制御部が選択した閾値電圧を比較して、前記比較信号を出力するコンパレータと
を備えることを特徴とする車両用電力変換装置。

【請求項2】

前記閾値選択制御部は、
前記相電圧が前記閾値電圧よりも低いことを前記比較信号が示し、かつ、前記スイッチング素子をオフすることを前記ゲート指令信号が示す場合には、前記閾値電圧Ｖ１（Ｈ）を入力用の閾値電圧を選択し、
前記相電圧が前記閾値電圧よりも低いことを前記比較信号が示し、かつ、前記スイッチング素子をオンすることを前記ゲート指令信号が示す場合には、前記閾値電圧Ｖ１（Ｈ）を入力用の閾値電圧を選択し、
前記相電圧が前記閾値電圧よりも高いことを前記比較信号が示し、かつ、前記スイッチング素子をオフすることを前記ゲート指令信号が示す場合には、前記閾値電圧Ｖ２（Ｈ）を入力用の閾値電圧を選択し、
前記相電圧が前記閾値電圧よりも高いことを前記比較信号が示し、かつ、前記スイッチング素子をオンすることを前記ゲート指令信号が示す場合には、前記閾値電圧Ｖ３（Ｈ）を入力用の閾値電圧を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電力変換装置。

【請求項3】

前記ダイオード通電状態検出部は、
前記ゲート指令信号が前記スイッチング素子をオンすることを示す状態からオフすることを示す状態へ移行する前記ゲート指令信号の立下りのタイミングを遅延させた遅延信号を出力する立下り遅延部と、
前記相電圧が前記閾値電圧よりも高いことを前記比較信号が示すか、前記立下り遅延部が出力した遅延信号がオンを示すかの少なくともいずれかである場合に、前記ダイオードがオン状態であることを示すダイオードオン検出信号を出力するダイオードオン検出信号出力部と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の車両用電力変換装置。

【請求項4】

前記ダイオード通電状態検出部は、さらに、
前記ゲート指令信号の立下りの遅延時間を設定する遅延時間設定部
を備え、
前記立下り遅延部は、前記遅延時間設定部が設定した遅延時間だけ前記ゲート指令信号の立下りを遅延させる
ことを特徴とする請求項３に記載の車両用電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は自動車等の車両に搭載されるモータジェネレータをスターターモータ、オルタネータとして動作させる制御を行う車両用電力変換装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、スイッチング素子を使用して整流するようにした車両用電力変換装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電力変換装置では、例えば上アームのスイッチング素子が正常にオン動作しているか否かの診断を、（１）上アームダイオードがオン状態であること、（２）上アームのスイッチング素子のゲート指令がオンになっていること、（３）相電圧が所定の電圧以下にあること、を確認することで行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１１０１７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載された車両用電力変換装置では、例えば上アームのスイッチング素子がオン動作しているか否かの診断をするために、（１）上アームダイオードがオン状態であること、（３）相電圧が所定電圧以下にあることをそれぞれ検出するためのコンパレータがそれぞれ最低１つずつ必要となり、回路規模の増大、コストの増大を招くという課題がある。

【0005】

本発明は、ダイオードとスイッチング素子との動作状態の診断に必要なコンパレータ数を削減し、小回路規模、低コストで実現可能な車両用電力変換装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に係る車両用電力変換装置は、
車両用回転電機に接続され、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に並列接続されたダイオードとにより構成された電力変換部と、
前記スイッチング素子のオン／オフ制御を行うゲート制御部と
を備え、
前記ゲート制御部は、
前記車両用回転電機の各相の相電圧と閾値電圧との比較信号を生成する相電圧比較信号生成部と、
前記相電圧比較信号生成部が生成した比較信号に基づいて、前記ダイオードがオン状態となるタイミングと、前記ダイオードがオフ状態となるタイミングとを示すタイミング信号を出力するダイオード通電状態検出部と、
前記ダイオード通電状態検出部が出力したタイミング信号に基づき、前記ダイオードがオン状態中に前記スイッチング素子をオンするためのゲート指令信号を生成するゲート指令生成部と、
前記ゲート指令生成部が生成した前記ゲート指令信号と、前記比較信号とに基づいて、前記スイッチング素子のオン／オフ動作の正当性判定を行うゲート指令監視部と
を備え、
前記相電圧比較信号生成部は、
前記ゲート指令信号と前記比較信号とに基づき、前記ダイオードがオン状態となるタイミングを検出するための閾値電圧Ｖ１（Ｈ）と、前記ダイオードがオフ状態となるタイミングを検出するための閾値電圧Ｖ２（Ｈ）と、前記スイッチング素子がオン状態となるタイミングを検出するための閾値電圧Ｖ３（Ｈ）とから、入力用の閾値電圧を選択する閾値選択制御部と、
前記車両用回転電機の各相電圧と、前記閾値選択制御部が選択した閾値電圧を比較して、前記比較信号を出力するコンパレータと
を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る車両用電力変換装置によれば、車両用電力変換装置の回転電機の各相の各アームにつき、１つのコンパレータで、スイッチング素子動作の正当性判定と、ダイオード通電状態の検出とを行うことができる。そのため、車両用電力変換装置を、小回路規模、低コストで実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】比較のために示す図であり、特許文献１の車両用電力変換装置において、（１）上アームダイオードがオン状態であること、（３）相電圧が所定電圧以下にあることを検出するためにコンパレータを１つずつ用いた回路を示す図。

【図2】実施の形態１に係る車両用電力変換装置を適用した車両用の発電電動機１０１の構成の一例を示すブロック図。

【図3】ゲート制御部１０７の発電動作時に係る機能ブロックの例示図。

【図4】実施の形態１における上アームの相電圧比較信号を生成するための回路の例示図。

【図5】閾値選択制御部１４３の真理値表。

【図6】実施の形態１における、ゲート制御をしている時の閾値選択制御動作を示したタイミングチャート。

【図7】実施の形態１における、ゲート制御をしていない時の閾値選択制御動作を示したタイミングチャート。

【図8】実施の形態１におけるダイオード通電状態検出部１３２の回路の例示図。

【図9】実施の形態１における、ゲート制御している場合の上アームのダイオード通電状態検出部１３２の動作を示したタイミングチャート。

【図10】実施の形態２におけるダイオード通電状態検出部１３２の回路の例示図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明にかかる車両用電力変換装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0010】

実施の形態１．

【0011】

図１は、比較のために示す図であり、特許文献１の車両用電力変換装置において、（１）上アームダイオードがオン状態であること、（３）相電圧が所定電圧以下にあることを検出するためにコンパレータを１つずつ用いた回路を示す図である。
図１に示す回路は、相電圧を閾値電圧と比較してダイオードがオン状態であることを検出するコンパレータ１と、相電圧が所定の電圧以下にあることを検出するコンパレータ２と、ダイオードのオンオフ状態に応じてコンパレータ１に入力する閾値電圧を選択するセレクタ３とで構成されている。

【0012】

コンパレータ１には閾値電圧として、ダイオードがオンになったタイミングを検出するための閾値電圧Ｖ１（Ｈ）、ダイオードがオフになったタイミングを検出するための閾値電圧Ｖ２（Ｈ）とのいずれかが入力される。コンパレータ２には閾値電圧として、スイッチング素子がオンになったタイミングを検出するための閾値電圧Ｖ３（Ｈ）が入力される。コンパレータ１からはダイオードのオンオフを示すダイオードオン状態検出信号ＤＩｏｎ（Ｈ）が出力され、コンパレータ２からはスイッチング素子がオン状態であることを示すスイッチング素子オン状態検出信号ＦＥＴｏｎ（Ｈ）が出力される。

【0013】

以上のように、特許文献１では、各相の各アームにつき、２つのコンパレータを用いてダイオードオン状態検出信号ＤＩｏｎ（Ｈ）と、スイッチング素子オン状態検出信号ＦＥＴｏｎ（Ｈ）とが生成される。

【0014】

図２は、実施の形態１に係る車両用の電力変換装置１０２を適用した車両用の発電電動機１０１の構成の一例を示すブロック図である。
図２では、発電電動機１０１は、電力変換装置１０２とモータジェネレータ部１０４とによって構成される。また、発電電動機１０１には、蓄電池１０３としてのバッテリーが、プラス電源入力のＰ端子及び発電電動機１０１と共通のアースを介して接続されている。

【0015】

モータジェネレータ部１０４には、車両用多相回転電機（以下、回転電機）が設けられている。図２では、モータジェネレータ部１０４を、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の電機子巻線１０５と、界磁巻線１０６とを備えた、三相界磁巻線方式の発電電動機として例示している。なお、実施の形態１においては、発電電動機１０１が、電力変換装置１０２により、発電動作だけでなく力行動作することとする。

【0016】

図２では、電力変換装置１０２は、複数のスイッチング素子を備えた電力変換部１０８と、電力変換部１０８のスイッチング素子のオン／オフ制御を行うゲート制御部１０７とから構成される。

【0017】

電力変換部１０８は、界磁電流をＰＷＭ制御するための界磁スイッチング素子１０９と、フリーホイールダイオード１１０と、寄生ダイオードを内蔵した上アームスイッチング素子１１１ａ，ｂ，ｃと、寄生ダイオードを内蔵した下アームスイッチング素子１１２ａ，ｂ，ｃと、それらのスイッチング素子１１１ａ，ｂ，ｃ及び１１２ａ，ｂ，ｃのそれぞれに並列接続されたダイオードとから構成されている。このように、電力変換部１０８では、スイッチング素子１１１，１１２、および、それに並列接続されたダイオードが、上アーム側と下アーム側とに区分されている。電力変換部１０８においては、上アームスイッチング素子１１１ａ，ｂ，ｃにより、電機子巻線１０５の各Ｕ、Ｖ、Ｗ相端子と蓄電池１０３（バッテリー）からのプラス電源入力のＰ端子とがそれぞれ接続され、また、下アームスイッチング素子１１２ａ，ｂ，ｃにより電機子巻線１０５の各Ｕ、Ｖ、Ｗ相端子と蓄電池１０３（バッテリー）のアースとがそれぞれ接続されている。

【0018】

なお、ここで、図２の例示図では、上述のように、モータジェネレータ部１０４を三相の電機子巻線１０５と界磁巻線１０６とを有した三相界磁巻線方式発電電動機としている。しかし、これに限らず、任意の相数（例えば、六相）および任意の界磁方式（例えば、永久磁石）であってもよい。さらに、図２に示すような電力変換装置１０２とモータジェネレータ部１０４とが一体構造式になっている発電電動機１０１だけでなく、電力変換装置１０２とモータジェネレータ部１０４とが物理的に分割されて別体で構成されている別体構造式の発電電動装置を発電電動機１０１として用いても構わない。

【0019】

図３は、ゲート制御部１０７の発電動作時に係る機能ブロックの例示図である。
ゲート制御部１０７は、電力変換部１０８に設けられた上アームスイッチング素子１１１ａ，ｂ，ｃ及び下アームスイッチング素子１１２ａ，ｂ，ｃのオン／オフ指令制御を行う。

【0020】

図３では、ゲート制御部１０７は、相電圧比較信号生成部１３１と、ダイオード通電状態検出部１３２と、ゲート指令生成部１３３と、ゲート指令監視部１３４とから構成される。

【0021】

相電圧比較信号生成部１３１は、ゲート指令生成部１３３から出力されるゲート指令Ｘｇａｔｅと、モータジェネレータ部１０４の回転電機の各相の相電圧とに基づいて、回転電機の各相の相電圧と閾値電圧とを比較した比較信号Ｘｃｏｍｐを出力する。

【0022】

ダイオード通電状態検出部１３２は、相電圧比較信号生成部１３１から出力される比較信号Ｘｃｏｍｐと、ゲート指令生成部１３３から出力されるゲート指令Ｘｇａｔｅとに基づいて、ダイオードの整流動作によるダイオードの通電状態を検出する。そして、ダイオード通電状態検出部１３２は、ダイオードが通電状態（オン状態）となるダイオードオンタイミングと、ダイオードが非通電状態（オフ状態）となるダイオードオフタイミングとを示すタイミング信号Ｘｏｎを出力する。

【0023】

ゲート指令生成部１３３は、ダイオード通電状態検出部１３２からのタイミング信号Ｘｏｎに基づいて、ダイオードオンタイミングからダイオードオフタイミングまでの通電時間（ダイオードがオン状態の時間）の時間計測値を記憶する。そして、ゲート指令生成部１３３は、過去に記憶した時間計測値に基づいて、ダイオードがオン状態中にスイッチング素子をオンするゲート指令Ｘｇａｔｅを生成する。

【0024】

ゲート指令監視部１３４は、ゲート指令生成部１３３から出力されるゲート指令Ｘｇａｔｅと、モータジェネレータ部１０４の回転電機の各相の相電圧とに基づいて、スイッチング素子のオン／オフ動作の正当性判定を行う。

【0025】

実施の形態１の特徴となる相電圧比較信号生成部１３１と、ダイオード通電状態検出部１３２とについて、以下に詳細に説明する。

【0026】

まず、相電圧比較信号生成部１３１について説明する。
図４は、実施の形態１における上アームの相電圧比較信号を生成するための回路の例示図である。

【0027】

図４に示す回路は、相電圧と、後述するセレクタ回路１４２から出力される閾値電圧Ｖｓｅｌ（Ｈ）との比較信号Ｘｃｏｍｐ（Ｈ）を出力するコンパレータ１４１と、Ｘｇａｔｅ（Ｈ）とＸｃｏｍｐ（Ｈ）とに基づいてセレクタ回路１４２から出力する閾値電圧を選択する閾値選択制御部１４３と、閾値選択制御部１４３からの指令に基づき、閾値電圧Ｖ１（Ｈ）と閾値電圧Ｖ２（Ｈ）と閾値電圧Ｖ３（Ｈ）とから１つの閾値電圧を入力用の閾値電圧Ｖｓｅｌ（Ｈ）として選択するセレクタ回路１４２とから構成されている。なお、コンパレータ１４１は、相電圧と選択された閾値電圧Ｖｓｅｌ（Ｈ）とを比較して、相電圧＞Ｖｓｅｌ（Ｈ）が成立したら、有意“Ｈ”を出力する。

【0028】

閾値電圧Ｖ１（Ｈ）には、ダイオードがオンになったタイミングを検出するための電圧値が設定される。即ち、相電圧が閾値電圧Ｖ１（Ｈ）以上になった時、ダイオードがオン状態となったことが検出される。

【0029】

閾値電圧Ｖ２（Ｈ）には、ダイオードがオフになったタイミングを検出するための電圧値が設定される。即ち、相電圧が閾値電圧Ｖ２（Ｈ）以下になった時、ダイオードがオフ状態になったことが検出される。

【0030】

閾値電圧Ｖ３（Ｈ）には、スイッチング素子がオンになったタイミングを検出するための電圧値が設定される。即ち、相電圧が閾値電圧Ｖ３（Ｈ）以下になった時、スイッチング素子がオン状態になったことが検出される。

【0031】

図５は、閾値選択制御部１４３の真理値表である。図５に示すように、Ｘｇａｔｅと、Ｘｃｏｍｐとに基づいて、どの閾値電圧を選択するかが決定される。図６は、実施の形態１における、ゲート制御をしている時の閾値選択制御動作を示したタイミングチャートである。

【0032】

Ｘｇａｔｅ（Ｈ）もＸｃｏｍｐ（Ｈ）もＬの状態では、Ｖｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ１（Ｈ）が選択されている。相電圧が上昇しＶｐを越えて、さらにＶｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ１（Ｈ）を越えると、Ｘｃｏｍｐ（Ｈ）＝Ｈとなり、Ｖｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ２（Ｈ）が選択される。そこからさらに相電圧が上昇すると、Ｐ端子電圧Ｖｐにダイオード順方向電圧ＶＦを加えた電圧Ｖｐ＋ＶＦでクリップされる。
Ｘｃｏｍｐ（Ｈ）＝Ｈのダイオード通電状態において、Ｘｇａｔｅ（Ｈ）をＬからＨに切換えゲートオン制御を開始すると、Ｖｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ３（Ｈ）が選択される。Ｘｇａｔｅ（Ｈ）＝Ｈによってスイッチング素子がオン状態になると、相電圧は下降し、やがてＶｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ３（Ｈ）を下回り、Ｘｃｏｍｐ（Ｈ）＝Ｌに切り換わることで、Ｖｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ１（Ｈ）が選択される。
Ｘｇａｔｅ（Ｈ）＝Ｌにてゲートオフ制御後、相電圧が再び上昇し、Ｖｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ１（Ｈ）を上回ると、Ｘｃｏｍｐ（Ｈ）＝Ｈとなり、Ｖｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ２（Ｈ）が選択される。その後、相電圧が下降し、ダイオード通電が終了し、Ｖｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ２（Ｈ）を下回ると、Ｘｃｏｍｐ（Ｈ）＝Ｌに切換わり、最初のＶｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ１（Ｈ）の状態に戻る。

【0033】

このようにして、相電圧比較信号生成部１３１から出力されるゲート制御している場合の比較信号Ｘｃｏｍｐは、最初の立上りエッジＰＥ１はダイオードがオンになったタイミングを検出し、最後の立下りエッジＮＥ４はダイオードがオフになったタイミングを検出し、最初の立下りＮＥ２はスイッチング素子がオンになったタイミングを検出した信号となっている。
即ち、最初の立上りＰＥ１と、最後の立下りＮＥ４とは、図１に示すダイオードオン状態検出信号ＤＩｏｎ（Ｈ）と同じタイミングを示し、最初の立下りＮＥ２は、図１に示すスイッチング素子オン状態検出信号ＦＥＴｏｎ（Ｈ）と同じタイミングを示す。

【0034】

比較信号Ｘｃｏｍｐの最初の立下りＮＥ２は、従来のスイッチング素子のオンタイミング信号と同じタイミングであるので、ゲート指令監視部１３４は、この比較信号Ｘｃｏｍｐとゲート指令信号Ｘｇａｔｅとに基づいて、従来と同様にスイッチング素子がオン動作しているか否かの診断を行うことができる。

【0035】

図７は、実施の形態１における、ゲート制御をしていない時の閾値選択制御動作を示したタイミングチャートである。

【0036】

Ｘｇａｔｅ（Ｈ）もＸｃｏｍｐ（Ｈ）もＬの状態では、Ｖｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ１（Ｈ）が選択されている。相電圧が上昇しＶｐを越えて、さらにＶｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ１（Ｈ）を越えると、Ｘｃｏｍｐ（Ｈ）＝Ｈとなり、Ｖｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ２（Ｈ）が選択される。そこからさらに相電圧が上昇すると、Ｐ端子電圧Ｖｐにダイオード順方向電圧ＶＦを加えた電圧Ｖｐ＋ＶＦでクリップされる。
Ｘｇａｔｅ（Ｈ）が制御されていない場合においては、Ｘｇａｔｅ（Ｈ）＝Ｌのままであるので、その後相電圧が下降し、ダイオード通電が終了し、Ｖｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ２（Ｈ）を下回ると、Ｘｃｏｍｐ（Ｈ）＝Ｌに切換わり、最初のＶｓｅｌ（Ｈ）＝Ｖ１（Ｈ）の状態に戻る。

【0037】

このようにして、相電圧比較信号生成部１３１から出力されるゲート制御していない場合の比較信号Ｘｃｏｍｐは、最初の立上りＰＥ１はダイオードがオンになったタイミングを検出し、最後の立下りＮＥ４はダイオードがオフになったタイミングを検出した信号となっている。
即ち、最初の立上りＰＥ１と、最後の立下りＮＥ４とは、図１に示すダイオードオン状態検出信号ＤＩｏｎ（Ｈ）と同じタイミングを示す。

【0038】

次に、ダイオード通電状態検出部１３２について説明する。
図８は、実施の形態１におけるダイオード通電状態検出部１３２の回路の例示図である。

【0039】

図８に示す回路は、Ｘｇａｔｅ（Ｈ）の立下りタイミングを遅延させる立下り遅延部１８２と、立下り遅延部１８２から出力された遅延信号Ｘｄｌｙ（Ｈ）とＸｃｏｍｐ（Ｈ）との論理和を求めるためのＯＲ回路１８１とから構成されている。

【0040】

図９は、実施の形態１における、ゲート制御している場合の上アームのダイオード通電状態検出部１３２の動作を示したタイミングチャートである。

【0041】

立下り遅延部１８２は、ゲート指令Ｘｇａｔｅ（Ｈ）に対して、立下りをＴｄｌｙ遅延させた遅延信号Ｘｄｌｙ（Ｈ）を生成する。ＯＲ回路１８１は、遅延信号Ｘｄｌｙ（Ｈ）と比較信号Ｘｃｏｍｐ（Ｈ）との論理和をダイオードオンオフタイミング信号Ｘｏｎ（Ｈ）として生成する。
遅延時間Ｔｄｌｙは、オン状態のスイッチング素子がゲートオフ制御されてから実際にオフされるまでの最大オフ遅延時間に設定する。これにより、特許文献１のダイオードオンオフタイミング信号と同じ信号Ｘｏｎ（Ｈ）が得られる。

【0042】

ゲート制御していない場合のＸｏｎ（Ｈ）は、Ｘｇａｔｅ（Ｈ）＝Ｌのままであるので、Ｘｄｌｙ（Ｈ）＝Ｌとなり、Ｘｏｎ（Ｈ）はＸｃｏｍｐ（Ｈ）と同じものが出力される。即ち、特許文献１のダイオードオンオフタイミング信号と同じ信号Ｘｏｎ（Ｈ）が得られる。

【0043】

このようにして、ゲート制御をしている場合も、ゲート制御をしていない場合も、特許文献１のダイオードオンオフタイミング信号と同じ信号Ｘｏｎ（Ｈ）が得られる。

【0044】

以上のように、実施の形態１によれば、コンパレータ１４１へ入力する閾値電圧を切り換えることで、ダイオードとスイッチング素子の動作状態の診断に必要なコンパレータ数を削減し、小回路規模、低コストで実現可能な車両用の電力変換装置１０２が実現できる。

【0045】

実施の形態２．
図１０は、実施の形態２におけるダイオード通電状態検出部１３２の回路の例示図である。

【0046】

図１０では、実施の形態２おけるダイオード通電状態検出部１３２には、図８に示す実施の形態１におけるダイオード通電状態検出部１３２の構成に加えて、遅延時間設定部２０１が設けられている。

【0047】

立下り遅延部１８２は、遅延時間設定部２０１により設定された時間だけ、Ｘｇａｔｅ（Ｈ）の立下り時間を遅延させた遅延信号Ｘｄｌｙ（Ｈ）を出力する。なお、遅延時間の設定方法は、外部に接続されたマイコン等から設定する、あるいは、外部に設定端子を設けて設定する等、任意の方式が考えられる。

【0048】

以上のように、実施の形態２によれば、遅延時間設定を変更することで、オフ時間特性の異なる様々なスイッチング素子に柔軟に対応することができる。

【0049】

なお、実施の形態１，２において、「〜部」として説明したものは、例えば、回路等によって実現することができる。

【符号の説明】

【0050】

１０１ 発電電動機、１０２ 電力変換装置、１０３ 蓄電池、１０４ モータジェネレータ部、１０５ 電機子巻線、１０６ 界磁巻線、１０７ ゲート制御部、１０８ 電力変換部、１０９ 界磁スイッチング素子、１１０ フリーホイールダイオード、１１１，１１２ スイッチング素子、１３１ 相電圧比較信号生成部、１３２ ダイオード通電状態検出部、１３３ ゲート指令生成部、１３４ ゲート指令監視部、１４１ コンパレータ、１４２ セレクタ回路、１４３ 閾値選択制御部、１８１ ＯＲ回路、１８２ 立下り遅延部、２０１ 遅延時間設定部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】