特開 2022-153040 制御装置及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022153040

(43)【公開日】2022-10-12

(54)【発明の名称】制御装置及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02H 7/00 20060101AFI20221004BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20221004BHJP

   H02M 3/155 20060101ALI20221004BHJP

【ＦＩ】

H02H7/00 A

H02H7/00 K

H02H7/18

H02M3/155 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021056061

(22)【出願日】2021-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大葉 育

(72)【発明者】

【氏名】村田 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 英輝

(72)【発明者】

【氏名】後藤 恵

【テーマコード（参考）】

5G053

5H730

【Ｆターム（参考）】

5G053AA01

5G053BA01

5G053BA04

5G053CA02

5G053CA04

5G053DA01

5G053DA03

5G053EB02

5G053EC01

5G053EC03

5G053FA05

5H730AS04

5H730AS05

5H730AS08

5H730BB13

5H730BB14

5H730BB57

5H730BB82

5H730BB88

5H730DD04

5H730DD16

5H730FD01

5H730FD21

5H730FD31

5H730XX03

5H730XX04

5H730XX12

5H730XX13

5H730XX15

5H730XX23

5H730XX25

5H730XX32

5H730XX33

5H730XX35

5H730XX42

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ＤＣ－ＤＣコンバータを搭載したシステムの過電流を抑制する。
【解決手段】電源システム１００の制御装置１０は、第１遮断スイッチ部と、第２遮断スイッチ部と、ハイサイドスイッチ素子と、ローサイドスイッチ素子との間の中点電圧を検出する中点電圧検出部と、第１遮断スイッチ部とコンバータとの間の電圧を測定する第１電圧検出部と、第１電源と第１遮断スイッチ部との間の電圧を測定する第２電圧検出部と、第２遮断スイッチ部とコンバータとの間の電圧を測定する第３電圧検出部と、第２電源と第２遮断スイッチ部との間の電圧を測定する第４電圧検出部と、一端がハイサイドスイッチ素子のドレイン端子に電気的に接続され、他端がローサイドスイッチ素子のソース端子に電気的に接続された放電回路部と、中点電圧検出部が中点電圧の検出及びコンバータの動作確認後に第１遮断スイッチ部及び第２遮断スイッチ部をオフ状態に制御する制御部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電源と、第２電源との間に設けられ、ドレイン端子が電源ラインに電気的に接続されたハイサイドスイッチ素子と、ドレイン端子が前記ハイサイドスイッチ素子のソース端子に電気的に接続され、ソース端子がグラウンドラインに電気的に接続されたローサイドスイッチ素子とを、それぞれ少なくとも１つ含むコンバータと、
一端が前記第１電源の正極に電気的に接続され、他端が前記ハイサイドスイッチ素子のドレインに電気的に接続された第１遮断スイッチ部と、
一端が前記第２電源の正極に電気的に接続され、他端が前記ハイサイドスイッチ素子のドレインに電気的に接続された第２遮断スイッチ部と、
前記ハイサイドスイッチ素子と、前記ローサイドスイッチ素子との間の中点電圧を検出する中点電圧検出部と、
前記第１遮断スイッチ部と前記コンバータとの間の電圧を測定する第１電圧検出部と、
前記第１電源と前記第１遮断スイッチ部との間の電圧を測定する第２電圧検出部と、
前記第２遮断スイッチ部と前記コンバータとの間の電圧を測定する第３電圧検出部と、
前記第２電源と前記第２遮断スイッチ部との間の電圧を測定する第４電圧検出部と、
一端が前記ハイサイドスイッチ素子のドレイン端子に電気的に接続され、他端が前記ローサイドスイッチ素子のソース端子に電気的に接続された放電回路部と、
前記中点電圧検出部が前記中点電圧の検出および前記コンバータの動作確認後に前記第１遮断スイッチ部及び前記第２遮断スイッチ部をオフ状態に制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１電圧検出部の検出結果と、前記第３電圧検出部との測定値の検出結果に基づいて、前記放電回路部を制御して、前記コンバータの内部に蓄積された電荷を放電させる、
制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記第１電圧検出部の検出結果および前記第３電圧検出部の検出結果が予め定めた閾値以上である場合に、前記放電回路部を制御して、前記コンバータの内部に蓄積された電荷を放電させる、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記第１電圧検出部の検出結果の閾値は前記第２電圧検出部の検出結果に基づいて設定され、前記第３電圧検出部の検出結果の閾値は前記第４電圧検出部の検出結果に基づいて設定される、
請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

第１電源と、第２電源との間に設けられ、ドレイン端子が電源ラインに電気的に接続されたハイサイドスイッチ素子と、ドレイン端子が前記ハイサイドスイッチ素子のソース端子に電気的に接続され、ソース端子がグラウンドラインに電気的に接続されたローサイドスイッチ素子とを、それぞれ少なくとも１つ含むコンバータにおいて、前記ハイサイドスイッチ素子と、前記ローサイドスイッチ素子との間の中点電圧を検出するステップと、
前記中点電圧の検出および前記コンバータの動作確認後に、一端が前記第１電源の正極に電気的に接続され、他端が前記ハイサイドスイッチ素子のドレインに電気的に接続された第１遮断スイッチ部、及び一端が前記第２電源の正極に電気的に接続され、他端が前記ハイサイドスイッチ素子のドレインに電気的に接続された第２遮断スイッチ部をオフ状態に制御するステップと、
前記第１遮断スイッチ部と前記コンバータとの間の電圧を測定するステップと、
前記第１電源と前記第１遮断スイッチ部との間の電圧を測定するステップと、
前記第２遮断スイッチ部と前記コンバータとの間の電圧を測定するステップと、
前記第２電源と前記第２遮断スイッチ部との間の電圧を測定するステップと、
前記第１遮断スイッチ部と前記コンバータとの間の電圧の検出結果と、前記第２遮断スイッチ部と前記コンバータとの間の電圧の検出結果に基づいて、前記コンバータの内部に蓄積された電荷を放電させるステップと、
を含む、制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、制御装置及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車両用の電源装置として、電源装置の所定位置よりも高電圧側で異常が生じた場合でも、所定位置よりも低電圧側の蓄電部に基づく電力を低電圧側の経路に供給する技術が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１４８７３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

非絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバータは、例えば、バッテリーや蓄電池などの電源が２つ接続された状態で車両などのシステムに搭載されている。ＤＣ－ＤＣコンバータのメインスイッチ部が故障していた場合、動作前でも過電流が発生してヒューズを溶断してしまう可能性がある。

【0005】

本開示は、ＤＣ－ＤＣコンバータを搭載したシステムの過電流を事前にまたはＤＣ－ＤＣコンバータの動作前に抑制することのできる制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る制御装置は、第１電源と、第２電源との間に設けられ、ドレイン端子が電源ラインに電気的に接続されたハイサイドスイッチ素子と、ドレイン端子が前記ハイサイドスイッチ素子のソース端子に電気的に接続され、ソース端子がグラウンドラインに電気的に接続されたローサイドスイッチ素子とを、それぞれ少なくとも１つ含むコンバータと、一端が前記第１電源の正極に電気的に接続され、他端が前記ハイサイドスイッチ素子のドレインに電気的に接続された第１遮断スイッチ部と、一端が前記第２電源の正極に電気的に接続され、他端が前記ハイサイドスイッチ素子のドレインに電気的に接続された第２遮断スイッチ部と、前記ハイサイドスイッチ素子と、前記ローサイドスイッチ素子との間の中点電圧を検出する中点電圧検出部と、前記第１遮断スイッチ部と前記コンバータとの間の電圧を測定する第１電圧検出部と、前記第１電源と前記第１遮断スイッチ部との間の電圧を測定する第２電圧検出部と、前記第２遮断スイッチ部と前記コンバータとの間の電圧を測定する第３電圧検出部と、前記第２電源と前記第２遮断スイッチ部との間の電圧を測定する第４電圧検出部と、一端が前記ハイサイドスイッチ素子のドレイン端子に電気的に接続され、他端が前記ローサイドスイッチ素子のソース端子に電気的に接続された放電回路部と、前記中点電圧検出部が前記中点電圧の検出および前記コンバータの動作確認後に前記第１遮断スイッチ部及び前記第２遮断スイッチ部をオフ状態に制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１電圧検出部の検出結果と、前記第３電圧検出部との測定値の検出結果に基づいて、前記放電回路部を制御して、前記コンバータの内部に蓄積された電荷を放電させる。

【0007】

本開示の制御装置において、前記制御部は、前記第１電圧検出部の検出結果および前記第３電圧検出部の検出結果が予め定めた閾値以上である場合に、前記放電回路部を制御して、前記コンバータの内部に蓄積された電荷を放電させる。

【0008】

本開示の制御装置において、前記第１電圧検出部の検出結果の閾値は前記第２電圧検出部の検出結果に基づいて設定され、前記第３電圧検出部の検出結果の閾値は前記第４電圧検出部の検出結果に基づいて設定される。

【0009】

本開示に係る制御方法は、第１電源と、第２電源との間に設けられ、ドレイン端子が電源ラインに電気的に接続されたハイサイドスイッチ素子と、ドレイン端子が前記ハイサイドスイッチ素子のソース端子に電気的に接続され、ソース端子がグラウンドラインに電気的に接続されたローサイドスイッチ素子とを、それぞれ少なくとも１つ含むコンバータにおいて、前記ハイサイドスイッチ素子と、前記ローサイドスイッチ素子との間の中点電圧を検出するステップと、前記中点電圧の検出および前記コンバータの動作確認後に、一端が前記第１電源の正極に電気的に接続され、他端が前記ハイサイドスイッチ素子のドレインに電気的に接続された第１遮断スイッチ部、及び一端が前記第２電源の正極に電気的に接続され、他端が前記ハイサイドスイッチ素子のドレインに電気的に接続された第２遮断スイッチ部をオフ状態に制御するステップと、前記第１遮断スイッチ部と前記コンバータとの間の電圧を測定するステップと、前記第１電源と前記第１遮断スイッチ部との間の電圧を測定するステップと、前記第２遮断スイッチ部と前記コンバータとの間の電圧を測定するステップと、前記第２電源と前記第２遮断スイッチ部との間の電圧を測定するステップと、前記第１遮断スイッチ部と前記コンバータとの間の電圧の検出結果と、前記第２遮断スイッチ部と前記コンバータとの間の電圧の検出結果に基づいて、前記コンバータの内部に蓄積された電荷を放電させるステップと、を含む。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、ＤＣ－ＤＣコンバータを搭載したシステムの過電流を事前にまたはＤＣ－ＤＣコンバータの動作前に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、第１実施形態に係る電源システムの構成例を示す図である。

【図2】図２は、遮断スイッチ部の構成例を示す図である。

【図3】図３は、遮断スイッチ部の変形例の構成例を示す図である。

【図4】図４は、遮断スイッチ部の変形例の構成例を示す図である。

【図5】図５は、遮断スイッチ部の変形例の構成例を示す図である。

【図6】図６は、ハイサイド側のスイッチング素子と、ローサイド側のスイッチング素子との間の中点電圧を検出する方法を説明するための図である。

【図7】図７は、第１実施形態に係るスイッチング素子の故障判定処理を説明するためのタイミングチャートである。

【図8】図８は、第１実施形態に係る遮断スイッチ部の故障判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、第１実施形態に係遮断スイッチ部のスイッチング素子の故障判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、第２実施形態に係る電源システムの構成例を示す図である。

【図11】図１１は、第２実施形態に係る放電処理を説明するためのタイミングチャートである。

【図12】図１２は、第２実施形態に係るコンバータの放電処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して、本開示に係る実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

【0013】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る電源システムの構成例を示す図である。電源システム１００は、第１電源１と、第２電源２と、ヒューズ３と、ヒューズ４と、制御装置１０と、を含む。

【0014】

第１電源１は、制御装置１０に電力を供給する電源装置である。第１電源１の電圧は、例えば、２４Ｖまたは４８Ｖが例示されるが、これに限定されない。第１電源１は、例えば、図示しないモータなどの動力源に電圧を出力する。

【0015】

第２電源２は、制御装置１０に電力を供給する電源装置である。第２電源２は、第１電源１に比べて低い電圧を出力する電源装置である。第２電源２の電圧は、例えば、１２Ｖが例示されるが、これに限定されない。第２電源２は、例えば、コンデンサであってもよい。第２電源２は、例えば、ワイパーなどの車載機器に電圧を出力する。

【0016】

ヒューズ３は、一端が第１電源１の正極に電気的に接続され、他端が制御装置１０の電流検出部１１に電気的に接続されている。ヒューズ３は、第１電源１を保護するために設けられている。ヒューズ３は、通過する電流が定格電流を超えると自己発熱により溶断する電流ヒューズである。ヒューズ３は、制御装置１０から定格電流を超える過剰な電流が流れた際に溶断し、過剰な電流が第１電源１及び第１電源１に接続された各種装置に流入することを防止する。

【0017】

ヒューズ４は、一端が第２電源２の正極に電気的に接続され、他端が制御装置１０の電流検出部１７に電気的に接続されている。ヒューズ４は、第２電源２を保護するために設けられている。ヒューズ４は、通過する電流が定格電流を超えると自己発熱により溶断する電流ヒューズである。ヒューズ４は、制御装置１０から定格電流を超える過剰な電流が流れた際に溶断し、過剰な電流が第２電源２に流入することを防止する。

【0018】

制御装置１０は、電流検出部１１と、遮断スイッチ部１２と、過電流検出部１３と、電圧検出部１４と、電圧検出部１５、出力コンデンサ１６と、電流検出部１７と、遮断スイッチ部１８と、過電流検出部１９と、電圧検出部２０と、電圧検出部２１と、出力コンデンサ２２と、コンバータ２３と、スイッチング素子診断部２４と、中点電圧検出部２５と、制御部２６と、を備える。

【0019】

電流検出部１１は、一端がヒューズ３に電気的に接続され、他端が遮断スイッチ部１２に電気的に接続されている。電流検出部１１は、コンバータ２３から出力される出力電流を検出する。電流検出部１１は、検出結果に応じた電流検出信号を過電流検出部１３に出力する。電流検出部１１は、例えば、周知の電流センサであるが、これに限定されない。

【0020】

遮断スイッチ部１２は、一端が電流検出部１１に電気的に接続され、他端がコンバータ２３に接続されている。遮断スイッチ部１２は、第１電源１と、コンバータ２３との間の電気的な接続を遮断するように構成されている。遮断スイッチ部１２は、第１遮断スイッチ部とも呼ばれる。

【0021】

図２は、遮断スイッチ部の構成例を示す図である。図２では、ヒューズ３と、電流検出部１１とを省略している。図２に示すように、遮断スイッチ部１２は、スイッチング素子Ｑ１１を含む。スイッチング素子Ｑ１１は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）などのトランジスタである。すなわち、遮断スイッチ部１２は、半導体素子で構成されている。スイッチング素子Ｑ１１は、オフ状態の時には、第１電源１と、コンバータ２３との間を電気的に遮断する。スイッチング素子Ｑ１１は、ゲートに制御信号が入力されるとオン状態に切り換り、第１電源１と、コンバータ２３との間を電気的に接続する。スイッチング素子Ｑ１１は、シリコンパワーデバイス、ＧａＮパワーデバイス、ＳｉＣパワーデバイス、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などでもよい。

【0022】

なお、遮断スイッチ部１２の構成は、図２に示す構成例に限られない。図３と、図４と、図５とは、遮断スイッチ部の変形例の構成例を示す図である。

【0023】

図３に示すように、遮断スイッチ部１２Ａは、スイッチング素子Ｑ１１と、スイッチング素子Ｑ１２とを備えてもよい。スイッチング素子Ｑ１１は、例えば、ドレイン端子が第１電源１に電気的に接続され、ソース端子がスイッチング素子Ｑ１２のソース端子に電気的に接続されている。スイッチング素子Ｑ１２は、例えば、ソース端子がスイッチング素子Ｑ１１のソース端子に電気的に接続され、ドレイン端子がコンバータ２３に電気的に接続されてよい。図３に示す例では、スイッチング素子Ｑ１１のゲート端子及びスイッチング素子Ｑ１２のゲート端子には、それぞれ、共通の制御信号が入力されるように構成されている。

【0024】

図４に示すように、遮断スイッチ部１２Ｂは、スイッチング素子Ｑ１１と、スイッチング素子Ｑ１２とを備えてもよい。遮断スイッチ部１２Ｂは、スイッチング素子Ｑ１１のソース端子及びスイッチング素子Ｑ１２のゲート端子には、それぞれ、異なる制御信号が入力されるように構成されている点で、図３に示す遮断スイッチ部１２Ａとは異なる。

【0025】

図５に示すように、遮断スイッチ部１２Ｃは、リレーＲＹを備えてもよい。遮断スイッチ部１２Ｃは、機械的に構成されていてもよい。この場合、リレーＲＹは、機械的な動作により、第１電源１と、コンバータ２３との間を電気的に遮断したり、電気的に接続したりする。

【0026】

図１に戻る。過電流検出部１３は、電流検出部１１から受けた電流検出信号に基づいて、過電流を検出する。過電流検出部１３は、例えば、制御部２６からの過電流診断信号に従って、過電流を検出する。過電流検出部１３は、例えば、過電流を検出した場合、過電流停止回路部３２に制御信号を出力する。

【0027】

電圧検出部１４は、遮断スイッチ部１２と、コンバータ２３との間の電圧を検出する。電圧検出部１４は、遮断スイッチ部１２と、コンバータ２３との間の電圧の検出結果を制御部２６に出力する。電圧検出部１４は、第１電圧検出部とも呼ばれる。

【0028】

電圧検出部１５は、ヒューズ３と、電流検出部１１との間の電圧を検出する。電圧検出部１５は、ヒューズ３と、電流検出部１１との間の電圧の検出結果を制御部２６に出力する。電圧検出部１５は、第２電圧検出部とも呼ばれる。

【0029】

出力コンデンサ１６は、コンバータ２３からの電圧を平滑化する。出力コンデンサ１６の電圧が、第１電源１側に出力される電圧となる。

【0030】

電流検出部１７は、一端がヒューズ４に電気的に接続され、他端が遮断スイッチ部１８に電気的に接続されている。電流検出部１７は、コンバータ２３から出力される出力電流を検出する。電流検出部１７は、検出結果に応じた電流検出信号を過電流検出部１９に出力する。電流検出部１７は、例えば、周知の電流センサであるが、これに限定されない。

【0031】

遮断スイッチ部１８は、一端が電流検出部１７に電気的に接続され、他端がコンバータ２３に接続されている。遮断スイッチ部１８は、第２電源２と、コンバータ２３との間の電気的な接続を遮断するように構成されている。遮断スイッチ部１８は、図２から図５に示した遮断スイッチ部１２と同様に構成することができる。遮断スイッチ部１８は、第２遮断スイッチ部とも呼ばれる。

【0032】

過電流検出部１９は、電流検出部１７から受けた電流検出信号に基づいて、過電流を検出する。過電流検出部１９は、例えば、制御部２６からの過電流診断信号に従って、過電流を検出する。過電流検出部１９は、例えば、過電流を検出した場合、過電流停止回路部３２に制御信号を出力する。

【0033】

電圧検出部２０は、遮断スイッチ部１８と、コンバータ２３との間の電圧を検出する。電圧検出部２０は、遮断スイッチ部１８と、コンバータ２３との間の電圧の検出結果を制御部２６に出力する。電圧検出部２０は、第３電圧検出部とも呼ばれる。

【0034】

電圧検出部２１は、ヒューズ４と、電流検出部１７との間の電圧を検出する。電圧検出部２１は、ヒューズ４と、電流検出部１７との間の電圧の検出結果を制御部２６に出力する。電圧検出部２１は、第４電圧検出部とも呼ばれる。

【0035】

出力コンデンサ２２は、コンバータ２３からの電圧を平滑化する。出力コンデンサ２２の電圧が、第２電源２側に出力される電圧となる。

【0036】

コンバータ２３は、双方向型のＤＣ－ＤＣコンバータである。コンバータ２３は、ハイサイド側には、スイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ３と、・・・、スイッチング素子Ｑｐ（ｐは任意の奇数）と、を備える。コンバータ２３は、ローサイド側には、スイッチング素子Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ４と、・・・、スイッチング素子Ｑｎ（ｎは任意の偶数）と、を備える。コンバータ２３は、ハイサイド側とローサイド側において、それぞれ同じ数のスイッチング素子を備える。コンバータ２３は、少なくともハイサイド側のスイッチング素子Ｑ１と、ローサイド側のスイッチング素子Ｑ２とを備えていればよい。

【0037】

ハイサイド側のスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ３と、・・・、スイッチング素子Ｑｐは、それぞれ、ドレイン端子が高電位（第１電源１の電源ライン）に電気的に接続されている。ハイサイド側のスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ３と、・・・、スイッチング素子Ｑｐは、それぞれ、ドレイン端子が遮断スイッチ部１２に電気的に接続されている。ハイサイド側のスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ３と、・・・、スイッチング素子Ｑｐは、それぞれ、ソース端子がローサイド側のスイッチング素子Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ４と、・・・、スイッチング素子Ｑｎのドレイン端子に電気的に接続されている。

【0038】

ローサイド側の、スイッチング素子Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ４と、・・・、スイッチング素子Ｑｎは、それぞれ、ソース端子が低電位（グラウンドライン）に電気的に接続されている。

【0039】

コンバータ２３は、コンデンサＣ１と、コンデンサＣ２と、・・・、コンデンサＣｍ（ｍは任意の整数）とを備える。

【0040】

コンデンサＣ１は、一端がスイッチング素子Ｑ１のドレイン端子に電気的に接続され、他端がスイッチング素子Ｑ２のソース端子に電気的に接続されている。コンデンサＣ２は、一端がスイッチング素子Ｑ３のドレイン端子に電気的に接続され、他端がスイッチング素子Ｑ４のソース端子に電気的に接続されている。コンデンサＣｍは、一端がスイッチング素子Ｑｐのドレイン端子に電気的に接続され、他端がスイッチング素子Ｑｎのソース端子に電気的に接続されている。すなわち、コンバータ２３において、ハイサイド側のスイッチング素子とローサイド側のスイッチング素子とには、コンデンサが並列に接続されている。コンデンサＣ１からコンデンサＣｍは、各スイッチング素子がスイッチング動作をする際に発生するノイズを抑制する。

【0041】

コンバータ２３は、コイルＬ１と、コイルＬ２と、・・・、コイルＬｍとを備える。

【0042】

コイルＬ１は、一端がスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間に電気的に接続され、他端が遮断スイッチ部１８に電気的に接続されている。コイルＬ２は、一端がスイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４との間に電気的に接続され、他端が遮断スイッチ部１８に電気的に接続されている。コイルＬｍは、一端がスイッチング素子Ｑｐとスイッチング素子Ｑｎとの間に電気的に接続され、他端が遮断スイッチ部１８に電気的に接続されている。すなわち、コンバータ２３において、ハイサイド側の各スイッチ素子とローサイド側の各スイッチ素子との間と、遮断スイッチ部１８との間には、コイルが電気的に接続されている。言い換えると、各コイルは、一端がハイサイド側のスイッチ素子とローサイド側のスイッチ素子との間に電気的に接続され、他端が遮断スイッチ部１８に電気的に接続されている。すなわち、コンバータ２３において、ハイサイド側の各スイッチ素子とローサイド側の各スイッチ素子との間には、それぞれ、遮断スイッチ部１８が電気的に接続されている。

【0043】

スイッチング素子診断部２４は、コンバータ２３の各スイッチ素子の故障を判定するための信号を出力する。スイッチング素子診断部２４は、例えば、第１電源１および第２電源２とは異なる補助電源からの電圧Ｖｃをコンバータ２３の各スイッチ素子の故障を判定するための信号として出力する。補助電源は、例えば、コンバータ２３の内部で必要な電力を生成する図示しない電源である。

【0044】

中点電圧検出部２５は、ハイサイド側の各スイッチ素子と、ローサイド側の各スイッチ素子の間の電圧である、中点電圧を検出する。中点電圧検出部２５は、例えば、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧を検出する。

【0045】

制御部２６は、遮断スイッチ駆動部３０と、遮断スイッチ駆動部３１と、過電流停止回路部３２と、スイッチング素子制御部３３と、電源制御部３４と、を備える。

【0046】

遮断スイッチ駆動部３０は、遮断スイッチ部１２のオン状態とオフ状態を切り替える。遮断スイッチ駆動部３０は、例えば、コンバータ２３のハイサイド側のスイッチング素子とローサイド側のスイッチング素子との間の中点電圧を測定する際には、遮断スイッチ部１２をオフ状態にする。

【0047】

遮断スイッチ駆動部３１は、遮断スイッチ部１８のオン状態とオフ状態を切り替える。遮断スイッチ駆動部３１は、例えば、コンバータ２３のハイサイド側のスイッチング素子とローサイド側のスイッチング素子との間の中点電圧を測定する際には、遮断スイッチ部１８をオフ状態にする。

【0048】

過電流停止回路部３２は、過電流検出部１３または過電流検出部１９が過電流を検出した場合に、コンバータ２３の各スイッチング素子を停止させるための制御信号を出力する。

【0049】

スイッチング素子制御部３３は、コンバータ２３の各スイッチング素子を制御する。スイッチング素子制御部３３は、例えば、過電流検出部１３または過電流検出部１９が過電流を検出した場合には、過電流停止回路部３２からの制御信号に従って、コンバータ２３の各スイッチング素子を制御する。スイッチング素子制御部３３は、コンバータ２３の対象となるスイッチング素子の短絡故障を判定するために、対象となるスイッチング素子をオフ状態に切り替える。スイッチング素子制御部３３は、コンバータ２３の対象となるスイッチング素子のオープン故障を判定するために、対象となるスイッチング素子をオン状態に切り替える。

【0050】

電源制御部３４は、制御装置１０の各部を制御する。電源制御部３４は、例えば、過電流検出部１３に対して制御信号Ｓ１を出力して、過電流を検出させる。電源制御部３４は、例えば、過電流検出部１９に対して制御信号Ｓ２を出力して、過電流を検出させる。電源制御部３４は、例えば、制御信号Ｓ３を遮断スイッチ駆動部３０に出力して、遮断スイッチ部１２を制御させる。電源制御部３４は、例えば、制御信号Ｓ４を遮断スイッチ駆動部３１に出力して、遮断スイッチ部１８を制御させる。電源制御部３４は、例えば、スイッチング素子診断部２４に制御信号Ｓ５を出力して、コンバータ２３のハイサイド側のスイッチング素子とローサイド側のスイッチング素子との間の中点電圧を検出する処理を実行させる。電源制御部３４は、例えば、制御信号Ｓ６をスイッチング素子制御部３３に出力して、各スイッチング素子を制御させる。

【0051】

電源制御部３４は、電圧検出部１４から遮断スイッチ部１２とコンバータ２３との間の電圧の検出結果を取得する。電源制御部３４は、電圧検出部１５からヒューズ３と電流検出部１１との間の電圧の検出結果を取得する。電源制御部３４は、電圧検出部２０から遮断スイッチ部１８とコンバータ２３との間の電圧の検出結果を取得する。電源制御部３４は、電圧検出部２１からヒューズ４と電流検出部１７との間の電圧の検出結果を取得する。電源制御部３４は、電圧検出部１４、電圧検出部１５、電圧検出部２０、及び電圧検出部２１からの取得した検出結果に基づいて、遮断スイッチ部１２及び遮断スイッチ部１８の短絡故障を判定する。

【0052】

電源制御部３４は、中点電圧検出部２５からコンバータ２３のハイサイド側のスイッチング素子とローサイド側の間の中電電圧の検出結果を取得する。電源制御部３４は、中点電圧検出部２５から取得した中点電圧の検出結果に基づいて、ハイサイド側のスイッチング素子及びローサイド側のスイッチング素子の短絡故障及びオープン故障を判定する。

【0053】

図６を用いて、ハイサイド側のスイッチング素子と、ローサイド側のスイッチング素子との間の中点電圧を検出する方法について説明する。以下では、スイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧を検出する方法について説明する。

【0054】

図６に示すように、スイッチング素子診断部２４は、トランジスタＴｒ１と、ダイオード２４１と、抵抗素子２４２と、を備える。

【0055】

トランジスタＴｒ１は、例えば、バイポーラトランジスタであるが、これに限定されない。トランジスタＴｒ１のエミッタ端子には、図示しない補助電源からの電圧Ｖｃが入力される。トランジスタＴｒ１のベース端子には、電源制御部３４からの制御信号Ｓ５が入力される。トランジスタＴｒ１のベース端子に制御信号Ｓ５が入力されることで、エミッタ端子に入力された電圧Ｖｃに応じた電流が、エミッタ端子からコレクタ端子へと流れる。

【0056】

ダイオード２４１は、アノード端子がトランジスタＴｒ１のコレクタ端子に電気的に接続され、カソード端子が抵抗素子２４２の一端に電気的に接続されている。

【0057】

抵抗素子２４２は、一端がダイオード２４１のカソード端子に電気的に接続され、他端がスイッチング素子Ｑ１のドレイン端子に電気的に接続されている。抵抗素子２４２は、電流制限用の抵抗素子である。

【0058】

すなわち、スイッチング素子診断部２４は、トランジスタＴｒ１のエミッタ端子に電圧Ｖｃが入力され、ベース端子に制御信号Ｓ５が入力されることで、スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子に電圧Ｖｃを印加する。

【0059】

中点電圧検出部２５は、ツェナーダイオード２５１と、抵抗素子２５２と、分圧回路２５３と、電圧検出部２５４と、を備える。

【0060】

ツェナーダイオード２５１は、アノード端子がスイッチング素子Ｑ２のソース端子に電気的に接続され、カソード端子が抵抗素子２５２の一端に電気的に接続されている。

【0061】

抵抗素子２５２は、一端がツェナーダイオード２５１のカソード端子に電気的に接続され、他端がスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間に一端が電気的に接続されたコイルＬ１の他端に電気的に接続されている。

【0062】

分圧回路２５３は、一端がツェナーダイオード２５１のカソード端子に電気的に接続され、他端がツェナーダイオード２５１のアノード端子に電気的に接続されている。言い換えれば、分圧回路２５３は、ツェナーダイオード２５１に並列に接続されている。

【0063】

電圧検出部２５４は、分圧回路２５３からの出力によりスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧を検出する。

【0064】

スイッチング素子制御部３３は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧を検出する際に、スイッチング素子Ｑ１のオン状態とオフ状態とを切り替える。スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧を検出することで、スイッチング素子Ｑ１またはスイッチング素子Ｑ２の故障を判定することができる。

【0065】

例えば、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態の時、スイッチング素子Ｑ１が正常であればスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧は０である。スイッチング素子Ｑ１が短絡故障している場合には、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧は、スイッチング素子診断部２４に入力された補助電源の電圧Ｖｃとなる。

【0066】

例えば、スイッチング素子Ｑ１がオン状態の時、スイッチング素子Ｑ１が正常であればスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧はスイッチング素子診断部２４に入力された補助電源の電圧Ｖｃとなる。スイッチング素子Ｑ１がオープン故障している場合には、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧は０となる。スイッチング素子Ｑ２が短絡故障をしている場合には、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧は、スイッチング素子診断部２４に入力された補助電源の電圧Ｖｃから徐々に０に変化する。

【0067】

すなわち、スイッチング素子Ｑ１の状態と、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧の値によって、スイッチング素子Ｑ１またはスイッチング素子Ｑ２の故障を判定することができる。

【0068】

図７を用いて、第１実施形態に係るスイッチング素子の故障判定処理について説明する。図７は、第１実施形態に係るスイッチング素子の故障判定処理を説明するためのタイミングチャートである。なお、図７に示すタイミングチャートは、遮断スイッチ部１２が図２に示す構成であり、遮断スイッチ部１８が図３に示す構成である場合のタイミングチャートである。

【0069】

図７は、第１実施形態に係るコンバータ２３のスイッチング素子Ｑ１またはスイッチング素子Ｑ２の故障を判定する処理を示す。

【0070】

図７において、タイミングｔ１からタイミングｔ２の期間が遮断スイッチ部１２と遮断スイッチ部１８の短絡故障の確認期間である。タイミングｔ２からタイミングｔ５の期間がスイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧の確認期間である。

【0071】

図７において、（ａ）は、スイッチング素子診断部２４に電圧を供給する補助電源の電圧値を示す。（ｂ）は、遮断スイッチ部１２の状態を示す。（ｃ）は、遮断スイッチ部１８の状態を示す。（ｄ）は、スイッチング素子Ｑ１の状態を示す。（ｅ）は、スイッチング素子Ｑ２の状態を示す。（ｆ）は、スイッチング素子診断部２４の状態を示す。（ｇ）は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧の電圧値を示す。（ｈ）は、波形１０１が電圧検出部１４の電圧の検出結果を示し、波形１０２が電圧検出部１５の電圧の検出結果を示す。（ｉ）は、波形２０１が電圧検出部２０の電圧の検出結果を示し、波形２０２が電圧検出部２１の電圧の検出結果を示す。

【0072】

補助電源の電圧値は、タイミングｔ１からタイミングｔ５の期間の間、Ｖｃである。遮断スイッチ部１２、遮断スイッチ部１８、およびスイッチング素子Ｑ２は、タイミングｔ１からタイミングｔ５の期間の間、オフ状態である。タイミングｔ１からタイミングｔ５の期間の間、電圧検出部１５で検出される電圧値は、第１電源１の電圧値であるＶ１である。タイミングｔ１からタイミングｔ５の期間の間、電圧検出部２１で検出される電圧値は、第２電源２の電圧値であるＶ２である。

【0073】

タイミングｔ１で、スイッチング素子診断部２４は、制御信号Ｓ５を受けて、オン状態に切り換る。これにより、タイミングｔ１で、スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子にＶｃの電圧値が印加される。タイミングｔ１で、波形１０１に示すように、電圧検出部１４で検出される電圧値が徐々に上昇する。

【0074】

タイミングｔ２で、波形１０１に示すように、電圧検出部１４で検出される電圧値がＶ１ａに達する。タイミングｔ２からタイミングｔ３の期間で、遮断スイッチ部１２および遮断スイッチ部１８の故障がなければ、電圧検出部１４の検出結果がＶ１ａ、電圧検出部１５の検出結果がＶ１、電圧検出部２０の検出結果が０、電圧検出部２１の検出結果がＶ２となる。

【0075】

タイミングｔ３からタイミングｔ４の期間は、スイッチング素子Ｑ１がオフ状態であり、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧は０である。タイミングｔ３からタイミングｔ４の期間で、スイッチング素子Ｑ１に短絡故障が発生していれば、中点電圧の値はＶｃになる。

【0076】

タイミングｔ４で、スイッチング素子Ｑ１は、オン状態になる。スイッチング素子Ｑ１がオン状態になると、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧は、徐々に上昇する。

【0077】

タイミングｔ４からタイミングｔ５の期間で、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧は、補助電源のＶｃを分圧回路２５３に応じて分圧された分圧電圧Ｖｃ１に達する。タイミングｔ４からタイミングｔ５の期間で、スイッチング素子Ｑ１がオープン故障している場合には、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧は０になる。タイミングｔ４からタイミングｔ５の期間で、スイッチング素子Ｑ２が短絡故障している場合には、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧は、Ｖｃに達した後に徐々に０まで変化する。タイミングｔ４からタイミングｔ５の期間で、電圧検出部２０の検出結果が所定電圧値であるＶ２ａに達する。

【0078】

タイミングｔ５で、スイッチング素子Ｑ１は、オフ状態になる。

【0079】

タイミングｔ５からタイミングｔ６の期間の間で、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧は、０になる。タイミングｔ５からタイミングｔ６の期間の間で、電圧検出部２０の検出結果が０になる。

【0080】

タイミングｔ６で、スイッチング素子診断部２４は、オフ状態になる。これにより、第１実施形態に係るスイッチング素子の故障判定処理が終了する。

【0081】

［処理内容］
図８を用いて、第１実施形態に係る制御部の処理内容について説明する。図８は、第１実施形態に係る遮断スイッチ部の故障判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0082】

図８に示す、制御部２６の処理は、遮断スイッチ部１２及び遮断スイッチ部１８をオフ状態で実施される処理である。

【0083】

制御部２６は、第２電源２側の遮断スイッチ部１８の内側の電圧は所定値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部２６は、電圧検出部２０の電圧の検出結果が所定値未満であるか否かを判定する。遮断スイッチ部１８の内側の電圧が所定値未満であると判定された場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２に進む。遮断スイッチ部１８の内側の電圧が所定値未満であると判定されない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、ステップＳ１０４に進む。

【0084】

ステップＳ１０１でＹｅｓと判定された場合、第１電源１側の遮断スイッチ部１２の内側の電圧は所定値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。具体的には。制御部２６は電圧検出部１４の電圧の検出結果が所定値未満であるか否かを判定する。遮断スイッチ部１２の内側の電圧が所定値未満であると判定された場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３に進む。遮断スイッチ部１２の内側の電圧が所定値未満であると判定されない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ステップＳ１０４に進む。

【0085】

ステップＳ１０２でＹｅｓと判定された場合は、制御部２６は、遮断スイッチ部１２及び遮断スイッチ部１８は、正常であると判定する（ステップＳ１０３）。具体的には、制御部２６は、遮断スイッチ部１２及び遮断スイッチ部１８は、故障していないと判定する。そして、図８の処理を終了する。

【0086】

ステップＳ１０１又はステップＳ１０２でＮｏと判定された場合、制御部２６は、遮断スイッチ部１２又は遮断スイッチ部１８は、異常であると判定する（ステップＳ１０４）。具体的には、制御部２６は、ステップＳ１０１でＮｏと判定された場合には、遮断スイッチ部１８は故障していると判定する。制御部２６、ステップＳ１０２でＮｏと判定された場合には、遮断スイッチ部１２は故障していると判定する。制御部２６は、遮断スイッチ部１２又は遮断スイッチ部１８が故障していると判定した場合には、その旨の情報を図示しない上位装置に出力する。そして、図８の処理を終了する。

【0087】

図９を用いて、第１実施形態に係る制御部の処理内容について説明する。図９は、第１実施形態に係る遮断スイッチ部のスイッチング素子の故障判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下では、スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２の故障を判定する場合を例に説明する。

【0088】

図９に示す、制御部２６の処理は、遮断スイッチ部１２及び遮断スイッチ部１８は、オフ状態で実施される処理である。

【0089】

制御部２６は、スイッチング素子診断部２４をオン状態にする（ステップＳ２０１）。具体的には、制御部２６は、制御信号Ｓ５をスイッチング素子診断部２４に出力して、スイッチング素子診断部２４をオン状態にする。そして、ステップＳ２０２に進む。

【0090】

制御部２６は、第１電源１側の遮断スイッチ部１２の内側で電圧を検出したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。具体的には、制御部２６は、電圧検出部２０が電圧を検出したか否かを判定する。遮断スイッチ部１２の内側で電圧を検出したと判定された場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３に進む。遮断スイッチ部１２の内側で電圧を検出したと判定されない場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、ステップＳ２１０に進む。

【0091】

ステップＳ２０２でＹｅｓと判定された場合、制御部２６は、中点電圧は０であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。具体的には、制御部２６は、中点電圧検出部２５が検出した、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧が０であるか否かを判定する。中点電圧は０であると判定された場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４に進む。中点電圧は０でないと判定された場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、ステップＳ２１０に進む。

【0092】

ステップＳ２０３でＹｅｓと判定された場合、制御部２６は、スイッチング素子Ｑ１をオン状態に切り替える（ステップＳ２０４）。そして、ステップ２０５に進む。

【0093】

制御部２６は、中点電圧は所定値であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。具体的には、制御部２６は、中点電圧検出部２５が検出した、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧が補助電源の電圧Ｖｃであるか否かを判定する。中点電圧は所定値であると判定された場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６に進む。中点電圧は所定値であると判定されない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、ステップＳ２１０に進む。

【0094】

制御部２６は、第２電源２側の遮断スイッチ部１８の内側の電圧は所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。具体的には、制御部２６は、電圧検出部２０が検出した電圧が所定値以上であるか否かを判定する。遮断スイッチ部１８の内側の電圧が所定値以上であると判定された場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０７に進む。遮断スイッチ部１８の内側の電圧が所定値以上であると判定されない場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、ステップＳ２１０に進む。

【0095】

ステップＳ２０６でＹｅｓと判定された場合、制御部２６は、正常であると判定する（ステップＳ２０７）。具体的には、制御部２６は、スイッチング素子Ｑ１、スイッチング素子Ｑ２、コイルＬ１は故障していないと判定する。そして、ステップＳ２０８に進む。

【0096】

制御部２６は、スイッチング素子Ｑ１をオフ状態に切り替える（ステップＳ２０８）。そして、ステップＳ２０９に進む。

【0097】

制御部２６は、スイッチング素子診断部２４をオフ状態にする（ステップＳ２０９）。具体的には、制御部２６は、制御信号Ｓ５を停止させて、スイッチング素子診断部２４をオフ状態にする。そして、図９の処理を終了する。

【0098】

ステップＳ２０２でＮｏ、ステップＳ２０３でＮｏ、ステップＳ２０５でＮｏ、又はステップＳ２０６でＮｏと判定された場合、制御部２６は、異常と判定する（ステップＳ２１０）。具体的には、制御部２６は、ステップＳ２０２でＮｏと判定された場合、補助電源の異常と判定する。制御部２６は、ステップＳ２０３でＮｏと判定された場合、スイッチング素子Ｑ１の短絡故障であると判定する。制御部２６は、ステップＳ２０５でＮｏと判定された場合、検出した電圧が０である場合には、Ｑ１がオープン故障をしていると判定する。制御部２６は、ステップＳ２０５でＮｏと判定された場合、検出した電圧が補助電源の電圧Ｖｃから０に変化する場合には、スイッチング素子Ｑ２が短絡故障をしていると判定する。制御部２６は、ステップＳ２０６でＮｏと判定された場合、第２電源２に起因するプリチャージ異常であると判定する。制御部２６は、ステップＳ２０６でＮｏと判定された場合、コイルＬ１に起因する故障であると判定する。コイルＬ１に起因する故障の一例について説明する。例えば、ステップＳ２０６では、スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子診断部２４は、オン状態なので、補助電源の電圧ＶｃがコイルＬ１から遮断スイッチ部１８に印加される。ここで、補助電源からの電圧の異常はステップＳ２０２で判定している。そのため、例えば、コイルＬ１がオープン故障している場合などに、制御部２６は、ステップＳ２０６でＮｏと判定する。そして、図９の処理を終了する。

【0099】

上述のとおり、第１実施形態では、コンバータ２３に２つの電源を接続した状態で、コンバータ２３のハイサイド側のスイッチング素子とローサイド側のスイッチング素子の中点電圧を測定することで、各スイッチング素子の故障判定を行うことができる。これにより、第１実施形態は、各スイッチング素子に故障が発生していた場合であっても、コンバータ２３と電源との間に設けられたヒューズを溶断することなく、各スイッチング素子の故障判定を行うことができる。

【0100】

［第２実施形態］
図１０は、第２実施形態に係る電源システムの構成例を示す図である。電源システム１００Ａは、放電回路部２７と、制御部２６Ａが放電回路駆動部３５を備える点で、図１に示す電源システム１００とは異なる。

【0101】

コンバータ２３が動作を開始した後、動作を終了するとコンバータ２３の内部のコンデンサＣ１からコンデンサＣｍなどには電荷が残っていることがある。コンバータ２３を次の動作前の中点電圧を検出する処理を行う際に、コンバータ２３の内部に電荷が残っていると基準値が変化してしまうので、正確な中点電圧の値を検出することができない可能性がある。そのため、第２実施形態では、コンバータ２３の動作終了後に、コンバータ２３の内部の電荷を放電させる。

【0102】

放電回路部２７は、一端がコンバータ２３のハイサイド側のスイッチング素子のドレイン端子に電気的に接続され、他端がコンバータ２３のローサイド側のスイッチング素子のソース端子に電気的に接続されている。放電回路部２７は、放電回路駆動部３５からの制御信号に従って、コンバータ２３の内部の電荷を放電する。放電回路部２７は、遮断スイッチ部１２および遮断スイッチ部１８がオフ状態であるときに、コンバータ２３の内部の電荷を放電する。放電回路部２７は、例えば、トランジスタで構成されているが、これに限定されない。

【0103】

放電回路駆動部３５は、放電回路部２７に制御信号を出力して放電回路部２７を駆動させて、コンバータ２３の内部の電荷を放電させる。放電回路駆動部３５は、電源制御部３４からの制御に従って、放電回路部２７に制御信号を出力する。

【0104】

電源制御部３４は、放電回路駆動部３５に制御信号を出力して、放電回路駆動部３５に放電回路部２７を駆動させる。電源制御部３４は、例えば、電圧検出部１４および電圧検出部２０の電圧の検出結果が所定の電圧値以下となると、制御信号の出力を停止する。

【0105】

図１１を用いて、第２実施形態に係るコンバータの放電処理について説明する。図１１は、第２実施形態に係る放電処理を説明するためのタイミングチャートである。なお、図１１に示すタイミングチャートは、遮断スイッチ部１２が図２に示す構成であり、遮断スイッチ部１８が図３に示す構成である場合のタイミングチャートである。

【0106】

図１１は、コンバータ２３の動作終了後の処理を示す。図１１において、タイミングｔ３からタイミングｔ４の期間が、コンバータ２３の内部の電荷を放電する期間である。

【0107】

図１１において、（ａ）は、スイッチング素子診断部２４に電圧を供給する補助電源の電圧値を示す。（ｂ）は、遮断スイッチ部１２の状態を示す。（ｃ）は、遮断スイッチ部１８の状態を示す。（ｄ）は、スイッチング素子Ｑ１の状態を示す。（ｅ）は、スイッチング素子Ｑ２の状態を示す。（ｆ）は、スイッチング素子診断部２４の状態を示す。（ｇ）は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の中点電圧の電圧値を示す。（ｈ）は、波形１０１が電圧検出部１４の電圧の検出結果を示し、波形１０２が電圧検出部１５の電圧の検出結果を示す。（ｉ）は、波形２０１が電圧検出部２０の電圧の検出結果を示し、波形２０２が電圧検出部２１の電圧の検出結果を示す。（ｊ）は、放電回路部２７の状態を示す。

【0108】

タイミングｔ１で、各スイッチング素子がオフの状態で遮断スイッチ部１２がオフ状態になる。タイミングｔ１からタイミングｔ２の期間で、電圧検出部２０で検出される電圧値は下降する。

【0109】

タイミングｔ２で、遮断スイッチ部１８がオフ状態になる。

【0110】

タイミングｔ３で、放電回路部２７は、オン状態になる。タイミングｔ３からタイミングｔ４の期間は、放電回路部２７は、オン状態を継続する。

【0111】

タイミングｔ３からタイミングｔ４の期間は、電圧検出部１４で検出される電圧値は下降する。タイミングｔ４で、放電回路部２７は、オフ状態になる。

【0112】

タイミングｔ４からタイミングｔ５の期間で、図示しない上位装置からの命令または外部機器などから停止命令が発生していることにより補助電源はオフ状態になる。これにより、第２実施形態に係る放電処理が終了する。

【0113】

［処理内容］
図１２を用いて、第２実施形態に係る制御部の処理内容について説明する。図１２は、第２実施形態に係るコンバータの放電処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0114】

図１２に示す処理は、制御部２６Ａがコンバータの動作の終了後に、外部機器などから停止命令を受けた後に実施する処理である。

【0115】

制御部２６Ａは、第１電源１側の遮断スイッチ部１２をオフ状態にする（ステップＳ３０１）。具体的には、制御部２６Ａは、遮断スイッチ部１２をオフ状態にして、第１電源１と、コンバータ２３とを電気的に遮断する。そして、ステップＳ３０２に進む。

【0116】

制御部２６Ａは、第２電源２側の遮断スイッチ部１８をオフ状態にする（ステップＳ３０２）。具体的には、制御部２６Ａは、遮断スイッチ部１８をオフ状態にして、第２電源２と、コンバータ２３とを電気的に遮断する。そして、ステップＳ３０３に進む。

【0117】

制御部２６Ａは、放電回路部２７をオン状態にする（ステップＳ３０３）。具体的には、制御部２６Ａは、放電回路部２７をオン状態にして、コンバータ２３内部の電荷を放電させる。そして、ステップＳ３０４に進む。

【0118】

制御部２６Ａは、所定時間待機する（ステップＳ３０４）。具体的には、制御部２６Ａは、コンバータ２３の電荷が放電されるまで待機する。そして、ステップＳ３０５に進む。

【0119】

制御部２６Ａは、第２電源２側の遮断スイッチ部１８の内側の電圧は所定値未満であるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。具体的には、制御部２６Ａは、電圧検出部２０で検出された電圧値が所定値未満であるか否かを判定する。より具体的には、制御部２６Ａは、電圧検出部２０で検出された電圧値が第２電源２の電圧Ｖ２未満であるか否かを判定する。遮断スイッチ部１８の内側の電圧は所定値未満であると判定された場合（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ）、ステップＳ３０６に進む。遮断スイッチ部１８の内側の電圧は所定値未満であると判定されない場合（ステップＳ３０５；Ｎｏ）、ステップＳ３０８に進む。

【0120】

ステップＳ３０５でＹｅｓと判定された場合、制御部２６Ａは、第１電源１側の遮断スイッチ部１２の内側の電圧は所定値未満であるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。具体的には、制御部２６Ａは、電圧検出部１４で検出された電圧値が所定値未満であるか否かを判定する。より具体的には、制御部２６Ａは、電圧検出部１４で検出された電圧値が第１電源１の電圧Ｖ１未満であるか否かを判定する。遮断スイッチ部１２の内側の電圧は所定値未満であると判定された場合（ステップＳ３０６；Ｙｅｓ）、ステップＳ３０７に進む。遮断スイッチ部１２の内側の電圧は所定値未満であると判定されない場合（ステップＳ３０６；Ｎｏ）、ステップＳ３０８に進む。

【0121】

ステップＳ３０６でＹｅｓと判定された場合、制御部２６Ａは、放電回路部２７をオフ状態にする（ステップＳ３０７）。具体的には、制御部２６Ａは、放電回路部２７をオフ状態にして、コンバータ２３の放電処理を終了する。そして、図１２の処理を終了する。

【0122】

ステップＳ３０５でＮｏと判定された場合又はステップＳ３０６でＮｏと判定された場合、制御部２６Ａは、遮断スイッチ部１２又は遮断スイッチ部１８が故障していると判定する（ステップＳ３０８）。具体的には、制御部２６Ａは、ステップＳ３０５でＮｏと判定された場合、遮断スイッチ部１８が短絡故障していると判定する。制御部２６Ａは、ステップＳ３０６でＮｏと判定された場合、遮断スイッチ部１２が短絡故障していると判定する。そして、図１２の処理を終了する。

【0123】

上述のとおり、第２実施形態は、コンバータ２３の動作終了後、コンバータ２３の内部の電荷を放電させることができる。これにより、第２実施形態は、コンバータ２３の起動前と終了後の状態を同一にすることができるので、コンバータ２３を再起動させた際に、ハイサイド側のスイッチング素子とローサイド側のスイッチング素子との間の中点電圧を適切に検出することができる。

【0124】

以上、本開示の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により本開示が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0125】

１ 第１電源
２ 第２電源
３，４ ヒューズ
１０ 制御装置
１１，１７ 電流検出部
１２，１８ 遮断スイッチ部
１３，１９ 過電流検出部
１４，１５，２０，２１，２５４ 電圧検出部
１６，２２ 出力コンデンサ
２３ コンバータ
２４ スイッチング素子診断部
２４１ ダイオード
２４２，２５２ 抵抗素子
２５ 中点電圧検出部
２５１ ツェナーダイオード
２５３ 分圧回路
２６，２６Ａ 制御部
２７ 放電回路部
３０，３１ 遮断スイッチ制御部
３３ スイッチング素子制御部
３４ 電源制御部
３５ 放電回路駆動部
１００ 電源システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】