特許 7409136 電力変換器の制御回路

(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】

(24)【登録日】2023-12-25

(45)【発行日】2024-01-09

(54)【発明の名称】電力変換器の制御回路

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20231226BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 M

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020022528

(22)【出願日】2020-02-13

(65)【公開番号】P2021129401

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2021-12-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】西端 幸一

(72)【発明者】

【氏名】蘭 明文

(72)【発明者】

【氏名】山村 雅紀

【審査官】白井 孝治

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１７－５０２６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２５３８３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電部（２４）と、
３相の回転電機（１０）と、
前記回転電機に電気的に接続された電力変換器（２０）と、
前記蓄電部に接続されるとともに前記電力変換器と電源（３０）とを接続する電気経路（２２Ｈ，２２Ｌ）と、
前記蓄電部に並列接続される放電抵抗体（２６）及び放電スイッチ（２７）の直列接続体と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路（５０）において、
前記電力変換器は、上，下アームスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）の直列接続体を３相分有し、
３相それぞれにおいて、前記上，下アームスイッチの接続点と、前記回転電機の巻線（１１）の第１端とが電気的に接続され、
３相それぞれにおいて、前記巻線の第２端が電気的に接続され、
前記上，下アームスイッチのゲートに供給する電力を生成する絶縁電源（８０）と、
前記システムに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部（８７）と、
前記蓄電部から給電されて電力を生成する異常用電源（９０，１６０）と、
前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合、前記異常用電源により生成された電力を用いて、前記システムに対する保護制御を行う保護制御部（９１，１２０）と、を備え、
前記異常判定部は、前記異常が発生したと判定した場合に前記絶縁電源を停止させ、
前記異常用電源は、前記異常用電源を制御する制御部であって、前記蓄電部から給電されることにより動作可能に構成される電源制御部（９０ｂ）を有し、
前記電源制御部は、前記蓄電部から給電されて入力電圧が上昇し始めてから、該入力電圧が前記電源の電圧に到達するよりも前までの期間のうち、該入力電圧が規定電圧（Ｖα）に到達するタイミングで前記異常用電源を起動させ、
前記異常用電源は、前記蓄電部から供給される電圧の降下量を調整する電圧調整部（９０ａ）を有し、
前記電源制御部は、前記電圧調整部を操作して電圧の降下量を調整することにより、前記異常用電源の出力電圧を制御し、
前記保護制御部は、前記保護制御として、
前記下アームスイッチ（ＳＷＬ）又は前記上アームスイッチ（ＳＷＨ）のいずれかをオン側スイッチとする場合、３相分の前記オン側スイッチをオン状態にする短絡制御と、
前記蓄電部から放電させるための前記放電スイッチの駆動制御である放電制御と、を実行可能であり、
前記保護制御部により前記短絡制御を正常に実施できるか否かと、前記保護制御部により前記放電制御を正常に実施できるか否かとを判定する保護判定部（６０）と、
前記異常用電源を電力供給源として動作可能に構成され、３相分の前記オン側スイッチに対してオン駆動が指示されている場合における３相分の前記オン側スイッチの状態信号の検出結果を前記保護判定部に通知する通知部（１３０，１１２）と、を備え、
前記オン側スイッチの状態信号は、前記オン側スイッチのゲート電圧信号又は前記オン側スイッチの高電位側端子及び低電位側端子の間の電圧信号であり、
前記通知部は、３相分の前記オン側スイッチの状態信号の検出結果を通知する場合と前記放電スイッチの駆動に関わる信号の検出結果を通知する場合とで共通に用いられ、前記放電スイッチの駆動に関わる信号の検出結果を、３相分の前記オン側スイッチの状態信号の検出結果の通知期間とは重複しない期間において前記保護判定部に通知し、
前記保護判定部は、前記通知部により通知された３相分の前記オン側スイッチの状態信号の検出結果に基づいて、前記短絡制御を正常に実施できるか否かを判定し、前記通知部により通知された前記放電スイッチの駆動に関わる信号の検出結果に基づいて、前記放電制御を正常に実施できるか否かを判定する電力変換器の制御回路。

【請求項2】

電源（３０）と、
蓄電部（２４）と、
電気負荷（１０）と、
前記電気負荷に電気的に接続された電力変換器（２０）と、
前記電源と前記電力変換器とを接続する電気経路（２２Ｈ，２２Ｌ）と、
前記電気経路に設けられた遮断スイッチ（２３ａ，２３ｂ）と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路（５０）において、
前記蓄電部は、前記電気経路のうち前記遮断スイッチに対して前記電源とは反対側に接続され、
前記システムに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部（８７）と、
前記蓄電部から給電されて電力を生成する異常用電源（９０，１６０）と、
前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合、前記異常用電源により生成された電力を用いて、前記システムに対する保護制御を行う保護制御部（９１，１２０）と、を備え、
前記異常用電源は、前記異常用電源を制御する制御部であって、前記蓄電部から給電されることにより動作可能に構成される電源制御部（９０ｂ）を有し、
前記電源制御部は、前記蓄電部から給電されて入力電圧が上昇し始めてから、該入力電圧が前記電源の電圧に到達するよりも前までの期間のうち、該入力電圧が規定電圧（Ｖα）に到達するタイミングで前記異常用電源を起動させ、
前記異常用電源は、前記蓄電部から供給される電圧の降下量を調整する電圧調整部（９０ａ）を有し、
前記電源制御部は、前記電圧調整部を操作して電圧の降下量を調整することにより、前記異常用電源の出力電圧を制御し、
前記保護制御部により前記保護制御を正常に実施できるか否かを判定する保護判定部（６０）と、
前記異常用電源を電力供給源として動作可能に構成され、前記保護制御を正常に実施できるか否かの判定に用いられる信号を前記保護判定部に通知する通知部（１３０，１１２）と、を備え、
前記通知部は、前記遮断スイッチがオフ状態にされた状態で、前記異常用電源の入力電圧が、前記電源の電圧よりも低い所定値になったことを条件として、前記保護制御を正常に実施できるか否かの判定に用いられる信号を前記保護判定部に通知し、
前記保護判定部は、前記通知部により通知された信号に基づいて、前記保護制御を正常に実施できるか否かを判定する電力変換器の制御回路。

【請求項3】

前記電気負荷は、３相の回転電機であり、
前記電力変換器は、上，下アームスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）の直列接続体を３相分有し、
３相それぞれにおいて、前記上，下アームスイッチの接続点と、前記回転電機の巻線（１１）の第１端とが電気的に接続され、
３相それぞれにおいて、前記巻線の第２端が電気的に接続され、
前記上，下アームスイッチのゲートに供給する電力を生成する絶縁電源（８０）を備え、
前記異常判定部は、前記異常が発生したと判定した場合に前記絶縁電源を停止させ、
前記下アームスイッチ（ＳＷＬ）又は前記上アームスイッチ（ＳＷＨ）のいずれかをオン側スイッチとする場合、前記保護制御部（９１）は、前記保護制御として、３相分の前記オン側スイッチをオン状態にする短絡制御を行う請求項２に記載の電力変換器の制御回路。

【請求項4】

前記回転電機を駆動制御するためのスイッチング指令を生成して出力するスイッチ指令生成部（６０）と、
前記スイッチング指令に基づいて、前記上，下アームスイッチを駆動するスイッチ駆動部（８１ａ，８２ａ）と、を備え、
前記スイッチ駆動部を介さずに前記異常用電源から３相分の前記オン側スイッチのゲートに給電可能とされている請求項３に記載の電力変換器の制御回路。

【請求項5】

前記システムには、前記蓄電部に並列接続された放電抵抗体（２６）及び放電スイッチ（２７）の直列接続体が備えられ、
前記保護制御部（１２０）は、前記保護制御として、前記蓄電部から放電させるための前記放電スイッチの駆動制御である放電制御を行う請求項２に記載の電力変換器の制御回路。

【請求項6】

前記規定電圧は、前記電源制御部の起動電圧である請求項１～５のいずれか１項に記載の電力変換器の制御回路。

【請求項7】

蓄電部（２４）と、
３相の回転電機（１０）と、
前記回転電機に電気的に接続された電力変換器（２０）と、
前記蓄電部に接続されるとともに前記電力変換器と電源（３０）とを接続する電気経路（２２Ｈ，２２Ｌ）と、
前記蓄電部に並列接続される放電抵抗体（２６）及び放電スイッチ（２７）の直列接続体と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路（５０）において、
前記電力変換器は、上，下アームスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）の直列接続体を３相分有し、
３相それぞれにおいて、前記上，下アームスイッチの接続点と、前記回転電機の巻線（１１）の第１端とが電気的に接続され、
３相それぞれにおいて、前記巻線の第２端が電気的に接続され、
前記上，下アームスイッチのゲートに供給する電力を生成する絶縁電源（８０）と、
前記システムに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部（８７）と、
前記蓄電部から給電されて電力を生成する異常用電源（９０）と、
前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合、前記異常用電源により生成された電力を用いて、前記システムに対する保護制御を行う保護制御部（９１，１２０）と、を備え、
前記異常判定部は、前記異常が発生したと判定した場合に前記絶縁電源を停止させ、
前記異常用電源は、
前記蓄電部から供給される電圧の降下量を調整する電圧調整部（９０ａ）と、
前記電圧調整部を操作して電圧の降下量を調整することにより、前記異常用電源の出力電圧を制御する電源制御部（９０ｂ）と、を有し、
前記下アームスイッチ（ＳＷＬ）又は前記上アームスイッチ（ＳＷＨ）のいずれかをオン側スイッチとする場合、前記保護制御部は、前記保護制御として、
３相分の前記オン側スイッチをオン状態にする短絡制御と、
前記蓄電部から放電させるための前記放電スイッチの駆動制御である放電制御と、を実行可能であり、
前記保護制御部により前記短絡制御を正常に実施できるか否かと、前記保護制御部により前記放電制御を正常に実施できるか否かとを判定する保護判定部（６０）と、
前記異常用電源を電力供給源として動作可能に構成され、３相分の前記オン側スイッチに対してオン駆動が指示されている場合における３相分の前記オン側スイッチの状態信号の検出結果を前記保護判定部に通知する通知部（１３０，１１２）と、を備え、
前記オン側スイッチの状態信号は、前記オン側スイッチのゲート電圧信号又は前記オン側スイッチの高電位側端子及び低電位側端子の間の電圧信号であり、
前記通知部は、３相分の前記オン側スイッチの状態信号の検出結果を通知する場合と前記放電スイッチの駆動に関わる信号の検出結果を通知する場合とで共通に用いられ、前記放電スイッチの駆動に関わる信号の検出結果を、３相分の前記オン側スイッチの状態信号の検出結果の通知期間とは重複しない期間において前記保護判定部に通知し、
前記保護判定部は、前記通知部により通知された３相分の前記オン側スイッチの状態信号の検出結果に基づいて、前記短絡制御を正常に実施できるか否かを判定し、前記通知部により通知された前記放電スイッチの駆動に関わる信号の検出結果に基づいて、前記放電制御を正常に実施できるか否かを判定する電力変換器の制御回路。

【請求項8】

前記通知部は、前記放電スイッチの駆動に関わる信号の検出結果と、３相分の前記オン側スイッチの状態信号の検出結果とをパルス信号により前記保護判定部に通知する請求項７に記載の電力変換器の制御回路。

【請求項9】

前記回転電機を駆動制御するためのスイッチング指令を生成して出力するスイッチ指令生成部（６０）と、
前記スイッチング指令に基づいて、前記上，下アームスイッチを駆動するスイッチ駆動部（８１ａ，８２ａ）と、
前記スイッチ駆動部を介さずに、前記異常用電源と３相分の前記オン側スイッチのゲートとを接続する充電経路と、
前記充電経路に設けられ、アノードを前記異常用電源側に向けた複数のダイオード（９５）の並列接続体と、を備える請求項７又は８に記載の電力変換器の制御回路。

【請求項10】

電源（３０）と、
蓄電部（２４）と、
電気負荷（１０）と、
前記電気負荷に電気的に接続された電力変換器（２０）と、
前記電源と前記電力変換器とを接続する電気経路（２２Ｈ，２２Ｌ）と、
前記電気経路に設けられた遮断スイッチ（２３ａ，２３ｂ）と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路（５０）において、
前記蓄電部は、前記電気経路のうち前記遮断スイッチに対して前記電源とは反対側に接続され、
前記システムに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部（８７）と、
前記蓄電部から給電されて電力を生成する異常用電源（９０）と、
前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合、前記異常用電源により生成された電力を用いて、前記システムに対する保護制御を行う保護制御部（９１，１２０）と、を備え、
前記異常用電源は、
前記蓄電部から供給される電圧の降下量を調整する電圧調整部（９０ａ）と、
前記電圧調整部を操作して電圧の降下量を調整することにより、前記異常用電源の出力電圧を制御する電源制御部（９０ｂ）と、を有し、
前記保護制御部により前記保護制御を正常に実施できるか否かを判定する保護判定部（６０）と、
前記異常用電源を電力供給源として動作可能に構成され、前記保護制御を正常に実施できるか否かの判定に用いられる信号を前記保護判定部に通知する通知部（１３０，１１２）と、を備え、
前記通知部は、前記遮断スイッチがオフ状態にされた状態で、前記異常用電源の入力電圧が、前記電源の電圧よりも低い所定値になったことを条件として、前記保護制御を正常に実施できるか否かの判定に用いられる信号を前記保護判定部に通知し、
前記保護判定部は、前記通知部により通知された信号に基づいて、前記保護制御を正常に実施できるか否かを判定する電力変換器の制御回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換器の制御回路に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の制御回路としては、電源と、多相の回転電機と、回転電機の各相の巻線に電気的に接続された上下アームのスイッチを有する電力変換器とを備えるシステムに適用されるものが知られている。また、制御回路としては、システムに異常が発生したと判定した場合、上下アームのスイッチを強制的にオフ状態に切り替えるシャットダウン制御を行うものも知られている。シャットダウン制御が行われる場合において、回転電機を構成するロータの回転によって巻線に逆起電圧が発生していると、巻線の線間電圧が、上下アームのスイッチの直列接続体に並列接続される電源の電圧よりも高くなっていることがある。線間電圧が高くなる状況は、例えば、ロータの界磁磁束量が大きかったり、ロータの回転速度が高かったりする場合に発生し得る。

【0003】

巻線の線間電圧が電源の電圧よりも高くなる場合、シャットダウン制御が行われていたとしても、スイッチに逆並列に接続されたダイオード、巻線及び電源を含む閉回路に巻線で発生した誘起電流が流れるいわゆる回生が実施されることとなる。その結果、電力変換器の電源側の直流電圧が大きく上昇し、電源、電力変換器及び電源に接続された電力変換器以外の機器のうち少なくとも１つが故障する懸念がある。

【0004】

このような問題に対処すべく、特許文献１に記載されているように、上下アームのうちいずれか一方のアームにおけるスイッチをオン状態にし、他方のアームにおけるスイッチをオフ状態にする短絡制御を行う制御回路が知られている。詳しくは、この制御回路は、電源から給電されて電力を生成する異常用電源を備え、異常用電源により生成された電力を用いて短絡制御を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特表２０１３－５０６３９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

システムに異常が発生した時点で短絡制御を行うための電力を異常用電源から確保できていないと、システムに異常が発生してから短絡制御を行うまでの時間が長くなり、システムを保護できなくなる懸念がある。

【0007】

なお、短絡制御に限らず、異常用電源により生成された電力を用いてシステムに対する保護制御を行う制御回路であれば、システムに異常が発生してから保護制御を行うまでの時間が長くなるといった問題は同様に発生し得る。また、この問題は、電力変換器に電気的に接続される回転電機を備えるシステムに限らず、電力変換器に電気的に接続される電気負荷を備えるシステムであれば同様に発生し得る。

【0008】

本発明は、システムに異常が発生してから保護制御を行うまでの時間を短縮できる電力変換器の制御回路を提供することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、蓄電部と、
電気負荷と、
前記電気負荷に電気的に接続された電力変換器と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路において、
前記システムに異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、
前記蓄電部から給電されて電力を生成する異常用電源と、
前記異常判定部により異常が発生したと判定された場合、前記異常用電源により生成された電力を用いて、前記システムに対する保護制御を行う保護制御部と、を備え、
前記異常用電源は、前記異常用電源を制御する制御部であって、前記蓄電部から給電されることにより動作可能に構成される電源制御部を有し、
前記電源制御部は、前記蓄電部から給電されて入力電圧が上昇し始めてから、該入力電圧が前記蓄電部の電圧に到達するよりも前までの期間のうち、該入力電圧が規定電圧に到達するタイミングで前記異常用電源を起動させる。

【0010】

本発明では、蓄電部から給電されることにより動作可能に構成され、異常用電源を制御する電源制御部が備えられている。電源制御部は、蓄電部から給電されて入力電圧が上昇し始めてから、その入力電圧が蓄電部の電圧に到達するよりも前までの期間のうち、その入力電圧が規定電圧に到達するタイミングで異常用電源を起動させる。この起動により、異常用電源は電力を出力可能な状態とされ、保護制御部は、システムの保護制御を行うための電力を異常用電源から確保できるようになる。このため、その後、異常判定部によりシステムに異常が発生したと判定された場合において、保護制御部により保護制御が迅速に行われる。以上説明した本発明によれば、システムに異常が発生してから保護制御を行うまでの時間を短縮することができる。これにより、電力変換器や電力変換器に接続された機器をより安全に保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態に係る制御システムの全体構成図。

【図2】制御回路及びその周辺構成を示す図。

【図3】上，下アームドライバ及びその周辺構成を示す図。

【図4】制御回路及びその周辺構成を示す図。

【図5】ＯＲ回路、電源停止部及びそれらの周辺構成を示す図。

【図6】３相短絡制御の処理手順を示すフローチャート。

【図7】３相短絡制御の一例を示すタイムチャート。

【図8】放電指令及び駆動指令の推移の一例を示すタイムチャート。

【図9】チェック信号等の推移を示すタイムチャート。

【図10】放電制御及び３相短絡制御を正常に実施できるか否かの判定処理の手順を 示すフローチャート。

【図11】放電制御及び３相短絡制御を正常に実施できるか否かの判定処理の手順を 示すフローチャート。

【図12】ＡＳＣチェック処理の手順を示すフローチャート。

【図13】放電制御及び３相短絡制御を正常に実施できるか否かの判定処理の一例を 示すタイムチャート。

【図14】 制御回路への入力電圧等の推移を示すタイムチャート。

【図15】第２実施形態に係る制御回路及びその周辺構成を示す図。

【図16】放電制御及び３相短絡制御を正常に実施できるか否かの判定処理の一例を 示すタイムチャート。

【図17】第３実施形態に係る上，下アームドライバ及びその周辺構成を示す図。

【図18】３相短絡制御の処理手順を示すフローチャート。

【図19】その他の実施形態に係る異常用電源を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る制御回路を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る制御回路は、電力変換器としての３相インバータに適用される。本実施形態において、インバータを備える制御システムは、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される。

【0013】

図１に示すように、制御システムは、回転電機１０及びインバータ１５を備えている。回転電機１０は、車載主機であり、そのロータが図示しない駆動輪と動力伝達可能とされている。本実施形態では、回転電機１０として、同期機が用いられており、より具体的には、永久磁石同期機が用いられている。

【0014】

インバータ１５は、スイッチングデバイス部２０を備えている。スイッチングデバイス部２０は、上アームスイッチＳＷＨと下アームスイッチＳＷＬとの直列接続体を３相分備えている。各相において、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの接続点には、回転電機１０の巻線１１の第１端が接続されている。各相巻線１１の第２端は、中性点で接続されている。各相巻線１１は、電気角で互いに１２０°ずらされて配置されている。ちなみに、本実施形態では、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、より具体的には、ＩＧＢＴが用いられている。上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬには、フリーホイールダイオードである上，下アームダイオードＤＨ，ＤＬが逆並列に接続されている。

【0015】

各上アームスイッチＳＷＨの高電位側端子であるコレクタには、高電位側電気経路２２Ｈを介して、高圧電源３０の正極端子が接続されている。各下アームスイッチＳＷＬの低電位側端子であるエミッタには、低電位側電気経路２２Ｌを介して、高圧電源３０の負極端子が接続されている。本実施形態において、高圧電源３０は、２次電池であり、その出力電圧（定格電圧）が例えば百Ｖ以上である。

【0016】

高電位側電気経路２２Ｈには、第１遮断スイッチ２３ａが設けられ、低電位側電気経路２２Ｌには、第２遮断スイッチ２３ｂが設けられている。各スイッチ２３ａ，２３ｂは、例えば、リレー又は半導体スイッチング素子である。ここで、各スイッチ２３ａ，２３ｂは、制御回路５０によって駆動されてもよいし、図示しない上位ＥＣＵによって駆動されてもよい。上位ＥＣＵは、制御回路５０に対して上位の制御装置である。

【0017】

インバータ１５は、「蓄電部」としての平滑コンデンサ２４を備えている。平滑コンデンサ２４は、高電位側電気経路２２Ｈのうち第１遮断スイッチ２３ａよりもスイッチングデバイス部２０側と、低電位側電気経路２２Ｌのうち第２遮断スイッチ２３ｂよりもスイッチングデバイス部２０側とを電気的に接続している。

【0018】

制御システムは、車載電気機器２５を備えている。電気機器２５は、例えば、電動コンプレッサ及びＤＣＤＣコンバータのうち少なくとも一方を含む。電動コンプレッサは、車室内空調装置を構成し、車載冷凍サイクルの冷媒を循環させるべく、高圧電源３０から給電されて駆動される。ＤＣＤＣコンバータは、高圧電源３０の出力電圧を降圧して車載低圧負荷に供給する。低圧負荷は、図２に示す低圧電源３１を含む。本実施形態において、低圧電源３１は、その出力電圧（定格電圧）が高圧電源３０の出力電圧（定格電圧）よりも低い電圧（例えば１２Ｖ）の２次電池であり、例えば鉛蓄電池である。

【0019】

インバータ１５は、放電抵抗体２６と、図４に示す放電スイッチ２７とを備えている。放電抵抗体２６及び放電スイッチ２７は直列接続されている。この直列接続体は、高電位側電気経路２２Ｈのうち第１遮断スイッチ２３ａよりもスイッチングデバイス部２０側と、低電位側電気経路２２Ｌのうち第２遮断スイッチ２３ｂよりもスイッチングデバイス部２０側とを電気的に接続している。詳しくは、放電スイッチ２７の高電位側端子であるドレインは、放電抵抗体２６の一端に接続され、放電スイッチ２７の低電位側端子であるソースは、低電位側電気経路２２Ｌに接続されている。放電スイッチ２７は、インバータ１５が備える制御回路５０からの指示により駆動される。

【0020】

続いて、図２を用いて、制御回路５０の構成について説明する。制御回路５０は、入力回路６１、中間電源回路６２及び第１～第５低圧電源回路６３～６７を備えている。入力回路６１には、ヒューズ３２及び電源スイッチ３３を介して低圧電源３１の正極端子が接続されている。低圧電源３１の負極端子には、接地部位としてのグランドが接続されている。

【0021】

制御システムは、角度センサ４１を備えている。角度センサ４１は、回転電機１０の電気角に応じた角度信号を出力する。角度センサ４１は、例えば、レゾルバ、エンコーダ又は磁気抵抗効果素子を有するＭＲセンサであり、本実施形態ではレゾルバである。

【0022】

中間電源回路６２は、入力回路６１の出力電圧ＶＢを降圧することにより、中間電圧Ｖｍ（例えば６Ｖ）を生成する。第１低圧電源回路６３は、中間電源回路６２の出力電圧Ｖｍを降圧することにより、第１電圧Ｖ１ｒ（例えば５Ｖ）を生成する。第２低圧電源回路６４は、第１低圧電源回路６３から出力された第１電圧Ｖ１ｒを降圧することにより、第２電圧Ｖ２ｒ（例えば３．３Ｖ）を生成する。第３低圧電源回路６５は、第１低圧電源回路６３から出力された第１電圧Ｖ１ｒを降圧することにより、第３電圧Ｖ３ｒを生成する。本実施形態において、第３電圧Ｖ３ｒは、第２電圧Ｖ２ｒよりも低い電圧（例えば１．２Ｖ）とされている。

【0023】

第４低圧電源回路６６は、入力回路６１の出力電圧ＶＢを降圧することにより、第４電圧Ｖ４ｒ（例えば５Ｖ）を生成する。本実施形態において、第４電圧Ｖ４ｒは、第１電圧Ｖ１ｒと同じ値である。第５低圧電源回路６７は、入力回路６１の出力電圧ＶＢを昇圧することにより、第５電圧Ｖ５ｒ（例えば３０Ｖ）を生成する。入力回路６１、各電源回路６２～６７及びマイコン６０は、制御回路５０の低圧領域に設けられている。

【0024】

制御回路５０は、励磁回路７１、ＦＢインターフェース部７２及びレゾルバデジタルコンバータ７３を備えている。励磁回路７１は、第５低圧電源回路６７の第５電圧Ｖ５ｒが供給されることにより動作可能に構成されている。励磁回路７１は、角度センサ４１を構成するレゾルバステータに正弦波状の励磁信号を供給する。レゾルバステータから出力された角度信号は、ＦＢインターフェース部７２を介してレゾルバデジタルコンバータ７３に入力される。ＦＢインターフェース部７２及びレゾルバデジタルコンバータ７３は、第１低圧電源回路６３の第１電圧Ｖ１ｒが供給されることにより動作可能に構成されている。レゾルバデジタルコンバータ７３は、ＦＢインターフェース部７２からの角度信号に基づいて、回転電機１０の電気角を算出する。算出された電気角は、マイコン６０に入力される。マイコン６０は、入力された電気角に基づいて、回転電機１０の電気角速度を算出する。

【0025】

なお、励磁回路７１、ＦＢインターフェース部７２及びレゾルバデジタルコンバータ７３は、制御回路５０の低圧領域に設けられている。

【0026】

マイコン６０は、ＣＰＵと、それ以外の周辺回路とを備えている。周辺回路には、例えば、外部と信号をやり取りするための入出力部と、ＡＤ変換部とが含まれている。マイコン６０には、第１低圧電源回路６３の第１電圧Ｖ１ｒ、第２低圧電源回路６４の第２電圧Ｖ２ｒ及び第３低圧電源回路６５の第３電圧Ｖ３ｒが供給される。

【0027】

制御回路５０は、電圧センサ７７、過電圧検出部７８及び状態判定部７９を備えている。電圧センサ７７は、高電位側電気経路２２Ｈ及び低電位側電気経路２２Ｌに電気的に接続され、入力回路６１の出力電圧ＶＢ及び第５低圧電源回路６７の第５電圧Ｖ５ｒが供給されることにより動作可能に構成されている。電圧センサ７７は、平滑コンデンサ２４の端子電圧を検出する。電圧センサ７７の検出値は、マイコン６０及び過電圧検出部７８に入力される。

【0028】

過電圧検出部７８は、第１低圧電源回路６３の第１電圧Ｖ１ｒが供給されることにより動作可能に構成されている。過電圧検出部７８は、電圧センサ７７により検出された平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨｄがその上限電圧を超えているか否かを判定する。過電圧検出部７８は、その端子電圧が上限電圧を超えていると判定した場合、マイコン６０及び状態判定部７９に対して過電圧信号を出力する。

【0029】

状態判定部７９は、第１低圧電源回路６３の第１電圧Ｖ１ｒが供給されることにより動作可能に構成されている。また、本実施形態において、状態判定部７９は、ロジック回路で構成されている。電圧センサ７７、過電圧検出部７８及び状態判定部７９は、制御回路５０の低圧領域に設けられている。

【0030】

制御システムは、始動スイッチ２８を備えている。始動スイッチ２８は、例えばイグニッションスイッチ又はプッシュ式のスタートスイッチであり、車両のユーザにより操作される。上位ＥＣＵは、始動スイッチ２８がオン状態に切り替えられたと判定した場合、電源スイッチ３３をオン状態に切り替える。これにより、低圧電源３１から制御回路５０への給電が開始される。一方、上位ＥＣＵは、始動スイッチ２８がオフ状態に切り替えられたと判定した場合、電源スイッチ３３をオフ状態に切り替える。具体的には、上位ＥＣＵは、始動スイッチ２８がオフ状態に切り替えられたと判定した場合、所定の終了シーケンス処理の後、電源スイッチ３３をオフ状態に切り替える。これにより、低圧電源３１から制御回路５０への給電が停止される。

【0031】

マイコン６０は、回転電機１０の制御量をその指令値に制御すべく、スイッチングデバイス部２０の各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬに対するスイッチング指令を生成する。制御量は、例えばトルクである。マイコン６０は、角度センサ４１の出力信号等に基づいて、スイッチング指令を生成する。スイッチング指令は、スイッチのオン駆動を指示するオン指令又はスイッチのオフ駆動を指示するオフ指令のいずれかである。なお、マイコン６０は、各相において、上アームスイッチＳＷＨと下アームスイッチＳＷＬとが交互にオン状態にされるようなスイッチング指令を生成する。また、本実施形態において、マイコン６０が「スイッチ指令生成部」を含む。

【0032】

制御回路５０は、絶縁電源８０、上アームドライバ８１及び下アームドライバ８２を備えている。本実施形態において、上アームドライバ８１は、各上アームスイッチＳＷＨに対応して個別に設けられ、下アームドライバ８２は、各下アームスイッチＳＷＬに対応して個別に設けられている。このため、ドライバ８１，８２は合わせて６つ設けられている。

【0033】

絶縁電源８０は、入力回路６１から供給された電圧に基づいて、上アームドライバ８１に供給する上アーム駆動電圧ＶｄＨと、下アームドライバ８２に供給する下アーム駆動電圧ＶｄＬとを生成して出力する。絶縁電源８０及び各ドライバ８１，８２は、制御回路５０において、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。具体的には、絶縁電源８０は、３相の上アームドライバ８１それぞれに対して個別に設けられた上アーム絶縁電源と、３相の下アームドライバ８２に共通の下アーム絶縁電源とを備えている。本実施形態では、各上アーム絶縁電源と下アーム絶縁電源とが共通の制御部により制御される。なお、下アーム絶縁電源は、３相の下アームドライバ８２それぞれに対して個別に設けられていてもよい。

【0034】

続いて、図３を用いて、上，下アームドライバ８１，８２について説明する。

【0035】

上アームドライバ８１は、「スイッチ駆動部」としての上アーム駆動部８１ａと、上アーム絶縁伝達部８１ｂとを備えている。上アーム駆動部８１ａは、高圧領域に設けられている。上アーム絶縁伝達部８１ｂは、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。上アーム絶縁伝達部８１ｂは、低圧領域及び高圧領域の間を電気的に絶縁しつつ、マイコン６０から出力されたスイッチング指令を上アーム駆動部８１ａに伝達する。上アーム絶縁伝達部８１ｂは、例えば、フォトカプラ又は磁気カプラである。

【0036】

上アームドライバ８１のうち、上アーム駆動部８１ａ、及び上アーム絶縁伝達部８１ｂの高圧領域側の構成等は、絶縁電源８０の上アーム駆動電圧ＶｄＨが供給されることにより動作可能に構成されている。上アームドライバ８１のうち、上アーム絶縁伝達部８１ｂの低圧領域側の構成等は、第１低圧電源回路６３の第１電圧Ｖ１ｒが供給されることにより動作可能に構成されている。

【0037】

上アーム駆動部８１ａは、入力されたスイッチング指令がオン指令である場合、上アームスイッチＳＷＨのゲートに充電電流を供給する。これにより、上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、上アームスイッチＳＷＨがオン状態とされる。一方、上アーム駆動部８１ａは、入力されたスイッチング指令がオフ指令である場合、上アームスイッチＳＷＨのゲートからエミッタ側へと放電電流を流す。これにより、上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満となり、上アームスイッチＳＷＨがオフ状態とされる。

【0038】

上アーム駆動部８１ａは、自身及び上アームスイッチＳＷＨの少なくとも一方に異常が発生している旨の情報であるフェール信号Ｓｇｆａｉｌと、上アームスイッチＳＷＨの温度Ｔｓｗｄの情報とを、上アーム絶縁伝達部８１ｂを介してマイコン６０に伝達する。上アームスイッチＳＷＨの異常には、過熱異常、過電圧異常及び過電流異常の少なくとも１つが含まれる。

【0039】

下アームドライバ８２は、「スイッチ駆動部」としての下アーム駆動部８２ａと、下アーム絶縁伝達部８２ｂとを備えている。本実施形態において、各ドライバ８１，８２の構成は基本的には同じである。このため、以下では、下アームドライバ８２の詳細な説明を適宜省略する。

【0040】

下アームドライバ８２のうち、下アーム駆動部８２ａ、及び下アーム絶縁伝達部８２ｂの高圧領域側の構成等は、絶縁電源８０の下アーム駆動電圧ＶｄＬが供給されることにより動作可能に構成されている。下アームドライバ８２のうち、下アーム絶縁伝達部８２ｂの低圧領域側の構成等は、第１低圧電源回路６３の第１電圧Ｖ１ｒが供給されることにより動作可能に構成されている。

【0041】

下アーム駆動部８２ａは、入力されたスイッチング指令がオン指令である場合、下アームスイッチＳＷＬのゲートに充電電流を供給する。これにより、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、下アームスイッチＳＷＬがオン状態とされる。一方、下アーム駆動部８２ａは、入力されたスイッチング指令がオフ指令である場合、下アームスイッチＳＷＬのゲートからエミッタ側へと放電電流を流す。これにより、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満となり、下アームスイッチＳＷＬがオフ状態とされる。

【0042】

下アーム駆動部８２ａは、自身又は下アームスイッチＳＷＬの少なくとも一方に異常が発生している旨の情報であるフェール信号Ｓｇｆａｉｌと、下アームスイッチＳＷＬの温度Ｔｓｗｄの情報とを、下アーム絶縁伝達部８２ｂを介してマイコン６０に伝達する。下アームスイッチＳＷＬの異常には、過熱異常、過電圧異常及び過電流異常の少なくとも１つが含まれる。

【0043】

図２の説明に戻り、制御回路５０は、フェール検知部８３を備えている。フェール検知部８３は、低圧領域に設けられ、各ドライバ８１，８２からのフェール信号Ｓｇｆａｉｌが入力されるようになっている。本実施形態において、フェール検知部８３は、各ドライバ８１，８２のいずれかからフェール信号Ｓｇｆａｉｌが入力された場合、論理Ｈの異常信号ＳｇＦをマイコン６０及び状態判定部７９に出力する。一方、フェール検知部８３は、各ドライバ８１，８２からフェール信号Ｓｇｆａｉｌが入力されない場合、論理Ｌの異常信号ＳｇＦをマイコン６０及び状態判定部７９に出力する。

【0044】

制御回路５０は、低圧側ＡＳＣ指令部８４、監視部８５、ＯＲ回路８６、及び「異常判定部」としての電源停止部８７を備えている。低圧側ＡＳＣ指令部８４、監視部８５、ＯＲ回路８６及び電源停止部８７は、低圧領域に設けられている。監視部８５は、入力回路６１の出力電圧ＶＢが供給されることにより動作可能に構成され、電源停止部８７は、第４低圧電源回路６６の第４電圧Ｖ４ｒが供給されることにより動作可能に構成されている。

【0045】

低圧側ＡＳＣ指令部８４は、状態判定部７９から低圧側ＡＳＣ指令ＣｍｄＡＳＣが入力された場合、３相分の下アームドライバ８２に入力されるスイッチング指令を、マイコン６０から出力されるスイッチング指令にかかわらず強制的にオン指令にする。

【0046】

図４を用いて、制御回路５０のうち高圧領域の構成について説明する。

【0047】

制御回路５０は、異常用電源９０と、「保護制御部」としての高圧側ＡＳＣ指令部９１とを備えている。高圧側ＡＳＣ指令部９１には、絶縁電源８０の下アーム駆動電圧ＶｄＬが供給されるようになっている。

【0048】

異常用電源９０は、平滑コンデンサ２４の出力電圧ＶＨが供給されることにより異常用駆動電圧Ｖｅｐｓを生成する。本実施形態において、異常用電源９０は、シリーズ電源であり、「電圧調整部」としての制御スイッチ９０ａと、制御スイッチ９０ａの駆動制御を行う電源制御部９０ｂとを備えている。本実施形態において、制御スイッチ９０ａはＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。異常用電源９０の入力側（具体的には、制御スイッチ９０ａのドレイン側）には、平滑コンデンサ２４の高電位側が接続されている。電源制御部９０ｂは、異常用電源９０の出力側（具体的には、制御スイッチ９０ａのソース側）から出力される異常用駆動電圧Ｖｅｐｓがその目標電圧に制御されるように制御スイッチ９０ａのゲート電圧を操作する。

【0049】

電源制御部９０ｂは、平滑コンデンサ２４から給電されて自身の入力電圧が上昇し始めてから、その入力電圧が平滑コンデンサ２４の出力電圧に到達するよりも前の期間のうち、その入力電圧が規定電圧Ｖαに到達するタイミングで異常用電源９０を起動させる。本実施形態において、異常用電源９０の起動とは、電源制御部９０ｂが異常用駆動電圧Ｖｅｐｓを目標電圧に制御し始めることである。この制御が開始されることにより、異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが目標電圧に向かって上昇し始める。規定電圧Ｖαに到達するタイミングで異常用電源９０を起動させることにより、異常用電源９０の異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが早期に制御可能な状態とされる。本実施形態では、規定電圧Ｖαが電源制御部９０ｂの起動電圧に設定されている。

【0050】

なお、電源制御部９０ｂが抵抗体及びツェナーダイオード等で構成され、制御スイッチ９０ａのゲートが制御される場合、入力電圧とは、例えば、抵抗体及びツェナーダイオード等で構成される電源制御部に入力される電圧のことである。

【0051】

制御回路５０の高圧領域において、下アーム駆動部８２ａと下アームスイッチＳＷＬのゲートとを接続するゲート充電経路には、第１規制ダイオード９２が設けられている。第１規制ダイオード９２は、アノードが下アーム駆動部８２ａ側に接続された状態で設けられている。なお、図４では、下アームスイッチＳＷＬのゲート放電経路の図示を省略している。

【0052】

制御回路５０は、異常用スイッチ９３を備えている。異常用スイッチ９３は、異常用電源９０の出力側と、共通経路９４とを接続する。共通経路９４には、各第２規制ダイオード９５を介して各下アームスイッチＳＷＬのゲートが接続されている。第２規制ダイオード９５は、アノードが共通経路９４側に接続された状態で設けられている。第２規制ダイオード９５は、下アーム駆動部８２ａから下アームスイッチＳＷＬのゲートに対して出力された充電電流が共通経路９４側に流れるのを防止するためのものである。本実施形態では、各下アームスイッチＳＷＬのゲートに対して複数の第２規制ダイオード９５の並列接続体が設けられている。図２には、各下アームスイッチＳＷＬのゲートに対して２つの第２規制ダイオード９５の並列接続体が設けられる例を示す。

【0053】

続いて、図５を用いて、ＯＲ回路８６、電源停止部８７及びその周辺構成について説明する。ＯＲ回路８６は、第１～第４抵抗体８６ａ～８６ｄ及び第１，第２スイッチ８６ｅ，８６ｆを備えている。第１抵抗体８６ａの第１端には、マイコン６０と、第２抵抗体８６ｂの第１端とが接続されている。第２抵抗体８６ｂの第２端は、グランドに接続されている。第１抵抗体８６ａの第２端には、第３抵抗体８６ｃを介して監視部８５に接続されている。

【0054】

第４抵抗体８６ｄの第１端には、第４低圧電源回路６６が接続され、第４抵抗体８６ｄの第２端には、第１スイッチ８６ｅを介してグランドが接続されている。第１スイッチ８６ｅのベースには監視部８５からの第１判定信号Ｓｇ１が供給される。第１抵抗体８６ａの第２端には、第２スイッチ８６ｆを介してグランドが接続されている。第２スイッチ８６ｆのベースには、第４抵抗体８６ｄと第１スイッチ８６ｅとの接続点が接続されている。

【0055】

マイコン６０は、自己監視機能を有している。マイコン６０は、自身に異常が発生していないと判定した場合、第２判定信号Ｓｇ２の論理をＨにする。この場合、ＯＲ回路８６の出力信号である異常通知信号ＦＭＣＵの論理がＨになる。一方、マイコン６０は、自身に異常が発生していると判定した場合、第２判定信号Ｓｇ２の論理をＬにする。この場合、異常通知信号ＦＭＣＵの論理がＬになる。

【0056】

監視部８５は、マイコン６０に異常が発生しているか否かを監視する機能を有し、例えば、ウォッチドックカウンタ（ＷＤＣ）又はファンクションウォッチドックカウンタ（Ｆ－ＷＤＣ）で構成されている。監視部８５は、マイコン６０に異常が発生していないと判定した場合、第１判定信号Ｓｇ１の論理をＬにする。この場合、第１，第２スイッチ８６ｅ，８６ｆがオフ状態に維持され、異常通知信号ＦＭＣＵの論理がＨになる。一方、監視部８５は、マイコン６０に異常が発生していると判定した場合、第１判定信号Ｓｇ１の論理をＨにする。この場合、第１，第２スイッチ８６ｅ，８６ｆがオン状態に切り替えられ、異常通知信号ＦＭＣＵの論理がＬにされる。

【0057】

異常通知信号ＦＭＣＵは、電源停止部８７に入力される。電源停止部８７は、異常検知回路８７ａと、切替スイッチ８７ｂとを備えている。切替スイッチ８７ｂの第１端には、グランドが接続され、切替スイッチ８７ｂの第２端には、制御回路５０が備える第１，第２分圧抵抗体９６ａ，９６ｂの接続点が接続されている。第１，第２分圧抵抗体９６ａ，９６ｂの直列接続体の第１端には、入力回路６１が接続され、この直列接続体の第２端には、グランドが接続されている。第１，第２分圧抵抗体９６ａ，９６ｂの接続点には、絶縁電源８０のＵＶＬＯ端子が接続されている。絶縁電源８０の制御部は、この接続点に入力される電圧である判定電圧Ｖｊｉｎが低電圧閾値ＶＵＶＬＯを下回ったと判定した場合、絶縁電源８０を停止させる低電圧誤動作防止処理を実施する。一方、絶縁電源８０の制御部は、入力された判定電圧Ｖｊｉｎが、低電圧閾値ＶＵＶＬＯよりも高い解除閾値（＜ＶＢ）を超えたと判定した場合、低電圧誤動作防止処理を停止し、絶縁電源８０の動作を再開させる。

【0058】

異常検知回路８７ａは、第４低圧電源回路６６の第４電圧Ｖ４ｒが供給されることにより動作可能に構成されている。異常検知回路８７ａは、異常通知信号ＦＭＣＵの論理がＨであると判定した場合、切替スイッチ８７ｂをオフ状態にする。この場合、判定電圧Ｖｊｉｎが低電圧閾値ＶＵＶＬＯ以上とされる。一方、異常検知回路８７ａは、異常通知信号ＦＭＣＵの論理がＬであると判定した場合、切替スイッチ８７ｂをオン状態にする。この場合、判定電圧Ｖｊｉｎが低電圧閾値ＶＵＶＬＯ未満となり、低電圧誤動作防止処理が実施される。この処理が実施されると、絶縁電源８０は停止され、上アーム駆動電圧ＶｄＨ及び下アーム駆動電圧ＶｄＬは０Ｖに向かって徐々に低下し始める。

【0059】

本実施形態では、従来ではシャットダウン状態となるような制御回路５０内の異常が発生した場合であっても、３相短絡制御（ＡＳＣ：Active Short Circuit）が実施可能となっている。シャットダウン状態とは、３相分の上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬがオフ状態になることである。ここで、制御回路５０内の異常には、マイコン６０の異常と、中間電源回路６２及び第１～第３低圧電源回路６３～６５の少なくとも１つの異常と、マイコン６０から上，下アームドライバ８１，８２へとスイッチング指令を正常に伝達できなくなる異常と、絶縁電源８０から電圧を出力できなくなる異常とが含まれる。絶縁電源８０から電圧を出力できなくなる異常には、絶縁電源８０の異常と、低圧電源３１から絶縁電源８０に給電できなくなる異常とが含まれる。ここで、低圧電源３１から絶縁電源８０に給電できなくなる異常は、例えば、入力回路６１等、低圧電源３１から絶縁電源８０までの電気経路が断線することで発生する。また、下アームドライバ８２を例に説明すると、スイッチング指令を正常に伝達できなくなる異常には、マイコン６０から下アーム絶縁伝達部８２ｂまでの信号経路が断線する異常が含まれる。なお、上述した異常は、例えば車両の衝突により発生する。

【0060】

図６を用いて、制御回路５０内に異常が発生した場合に実施される３相短絡制御について説明する。

【0061】

ステップＳ１０では、電源停止部８７の異常検知回路８７ａは、入力される異常通知信号ＦＭＣＵの論理がＬであるか否かを判定する。マイコン６０から出力される第２判定信号Ｓｇ２の論理がＬの場合、又は監視部８５から出力される第１判定信号Ｓｇ１の論理がＨの場合、異常通知信号ＦＭＣＵの論理がＬとなる。中間電源回路６２やマイコン６０の電源となる第１～第３低圧電源回路６３～６５に異常が発生した場合にも、マイコン６０から出力される第２判定信号Ｓｇ２の論理がＬとなる。

【0062】

異常検知回路８７ａは、異常通知信号ＦＭＣＵの論理がＬであると判定した場合、切替スイッチ８７ｂをオン状態に切り替える。これにより、絶縁電源８０のＵＶＬＯ端子に入力される判定電圧Ｖｊｉｎがグランド電位である０Ｖに向かって低下する。

【0063】

ステップＳ１１では、絶縁電源８０の電源制御部は、判定電圧Ｖｊｉｎが低電圧閾値ＶＵＶＬＯを下回るまで待機する。電源制御部は、判定電圧Ｖｊｉｎが低電圧閾値ＶＵＶＬＯを下回ったと判定した場合、ステップＳ１２において、低電圧誤動作防止処理を行い、絶縁電源８０を停止させる。これにより、絶縁電源８０から出力される上，下アーム駆動電圧ＶｄＨ，ＶｄＬは０Ｖに向かって低下し始める。

【0064】

ステップＳ１３では、高圧側ＡＳＣ指令部９１は、絶縁電源８０から出力される下アーム駆動電圧ＶｄＬを検出し、検出した下アーム駆動電圧ＶｄＬが低下し始めた後、異常用スイッチ９３をオン状態に切り替える。これにより、異常用電源９０から、異常用スイッチ９３、共通経路９４及び第２規制ダイオード９５を介して各下アームスイッチＳＷＬのゲートへと異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが直接供給され始める。

【0065】

具体的には、高圧側ＡＳＣ指令部９１は、検出した下アーム駆動電圧ＶｄＬが低下し始めた後、上アームスイッチＳＷＨがオフ状態になるまでの十分な期間が経過してから異常用スイッチ９３をオン状態に切り替える。これは、上下アーム短絡の発生を防止するためである。

【0066】

例えば、高圧側ＡＳＣ指令部９１は、検出した下アーム駆動電圧ＶｄＬが低下し始めた後、検出した下アーム駆動電圧ＶｄＬが所定電圧Ｖｐを下回ったと判定した場合に異常用スイッチ９３をオン状態に切り替えてもよい。ここで、所定電圧Ｖｐは、上アームスイッチＳＷＨがオフ状態になるまでの十分な期間が経過したことを判定できる値に設定され、例えば、上記閾値電圧Ｖｔｈと同じ値又は閾値電圧Ｖｔｈ未満の値に設定されていればよい。

【0067】

また、例えば、高圧側ＡＳＣ指令部９１は、検出した下アーム駆動電圧ＶｄＬが低下し始めてから所定期間経過したタイミングで異常用スイッチ９３をオン状態に切り替えてもよい。ここで、上記所定期間は、上アームスイッチＳＷＨがオフ状態になるまでの十分な期間が経過したことを判定できる値に設定されていればよい。

【0068】

異常用スイッチ９３がオン状態に切り替えられることにより、３相分の下アームスイッチＳＷＬがオン状態にされる。つまり、３相分の「オン側スイッチ」としての下アームスイッチＳＷＬがオン状態にされる。また、上アーム駆動部８１ａに供給される上アーム駆動電圧ＶｄＨの低下により、３相分の「オフ側スイッチ」としての上アームスイッチＳＷＨがオフ状態にされる。その結果、ステップＳ１４において３相短絡制御が実施される。

【0069】

図７を用いて、図６の処理についてさらに説明する。図７（ａ）はマイコン６０の異常の有無の推移を示し、図７（ｂ）は監視部８５から出力される第１判定信号Ｓｇ１の推移を示し、図７（ｃ）は異常通知信号ＦＭＣＵの推移を示し、図７（ｄ）は絶縁電源８０の動作状態の推移を示す。図７（ｅ），（ｆ）は絶縁電源８０から出力される上，下アーム駆動電圧ＶｄＨ，ＶｄＬの推移を示し、図７（ｇ）は異常用スイッチ９３の駆動状態の推移を示し、図７（ｈ）は各相の下アームスイッチＳＷＬの駆動状態の推移を示す。また、図７（ｉ）は異常用電源９０の異常用駆動電圧Ｖｅｐｓの推移を示す。

【0070】

時刻ｔ１において、マイコン６０の異常が発生する。このため、時刻ｔ２において、監視部８５から出力される第１判定信号Ｓｇ１の論理がＨに反転し、時刻ｔ３において、異常通知信号ＦＭＣＵの論理がＬに反転する。その結果、切替スイッチ８７ｂがオン状態に切り替えられ、絶縁電源８０の低電圧誤動作防止処理が実施される。これにより、時刻ｔ４において、絶縁電源８０が停止され、上，下アーム駆動電圧ＶｄＨ，ＶｄＬが低下し始める。

【0071】

下アーム駆動電圧ＶｄＬが低下し始めた後、時刻ｔ４から上アームスイッチＳＷＨがオフ状態になるまでの十分な期間が経過した時刻ｔ５において、高圧側ＡＳＣ指令部９１により異常用スイッチ９３がオン状態に切り替えられる。図７に示す時間帯にわたって、異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが目標電圧に制御されているため、異常用スイッチ９３のオン状態への切り替えにより、異常用電源９０から各下アームスイッチＳＷＬのゲートに電力が供給され始める。このため、時刻ｔ６において３相分の下アームスイッチＳＷＬがオン状態にされる。ここで、十分な期間が経過したか否かは、上述したように、例えば、検出された下アーム駆動電圧ＶｄＬが所定電圧Ｖｐを下回ったか否か、又は下アーム駆動電圧ＶｄＬが低下し始めてから所定期間経過したか否かで判定されればよい。

【0072】

なお、低圧電源３１に異常が発生したり、入力回路６１に異常が発生したり、低圧電源３１と制御回路５０とを電気的に接続する給電経路が断線したり、絶縁電源８０に異常が発生したりする場合にも、ステップＳ１１～Ｓ１４の処理により、３相短絡制御が行われる。つまり、この場合、低電圧誤動作防止処理により絶縁電源８０が停止され、上，下アーム駆動電圧ＶｄＨ，ＶｄＬが０Ｖに向かって低下し、３相短絡制御が行われる。

【0073】

また、過電圧異常が発生した場合にも、３相短絡制御が実施される。詳しくは、状態判定部７９は、過電圧検出部７８から過電圧信号が入力されたか否かを判定する。状態判定部７９は、過電圧信号が入力されたと判定した場合、低圧側ＡＳＣ指令部８４に対して低圧側ＡＳＣ指令ＣｍｄＡＳＣを出力する。

【0074】

低圧側ＡＳＣ指令部８４は、低圧側ＡＳＣ指令ＣｍｄＡＳＣが入力された場合、３相分の上アームドライバ８１に入力されるスイッチング指令を、マイコン６０から出力されるスイッチング指令にかかわらず強制的にオフ指令にするシャットダウン指令ＣｍｄＳＤＮを出力する。また、低圧側ＡＳＣ指令部８４は、３相分の下アームドライバ８２に入力されるスイッチング指令を、マイコン６０から出力されるスイッチング指令にかかわらず強制的にオン指令にする。これにより、３相短絡制御が実施される。

【0075】

先の図４の説明に戻り、制御回路５０は、「保護制御部」としての放電処理部１２０を備えている。放電処理部１２０は、制御回路５０の高圧領域に設けられ、放電スイッチ２７の駆動による平滑コンデンサ２４の放電制御を実施するための構成である。

【0076】

放電処理部１２０は、入力インターフェース部１２１、パルス指令生成部１２２及びドライブ回路１２３を備えている。入力インターフェース部１２１及びパルス指令生成部１２２は、制御回路５０の高圧領域に備えられる駆動電源１４０の駆動電圧Ｖｓｂが供給されることにより動作可能に構成されている。駆動電源１４０は、異常用電源９０から供給される電力により駆動電圧Ｖｓｂを生成する。駆動電源１４０は、例えば、異常用電源９０の異常用駆動電圧Ｖｅｐｓを降圧することにより、駆動電圧Ｖｓｂ（例えば５Ｖ）を生成する。

【0077】

ドライブ回路１２３は、異常用電源９０の異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが供給されることにより動作可能に構成されている。このため、低圧電源３１から制御回路５０へと給電できなくなる異常が発生した場合であっても、放電スイッチ２７の駆動制御が可能となっている。

【0078】

制御回路５０は、入力側絶縁伝達部１１０を備えている。入力側絶縁伝達部１１０は、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。入力側絶縁伝達部１１０は、低圧領域及び高圧領域の間を電気的に絶縁しつつ、マイコン６０から出力された放電指令ＣｍｄＡＤを入力インターフェース部１２１に伝達する。入力側絶縁伝達部１１０は、例えば、フォトカプラ又は磁気カプラである。入力側絶縁伝達部１１０の高圧領域側の構成は、例えば、絶縁電源８０の下アーム駆動電圧ＶｄＬが供給されることにより動作可能に構成されている。入力側絶縁伝達部１１０の低圧領域側の構成は、例えば、第１低圧電源回路６３の第１電圧Ｖ１ｒが供給されることにより動作可能に構成されている。

【0079】

パルス指令生成部１２２は、入力インターフェース部１２１を介して入力される放電指令ＣｍｄＡＤと、後述する発振器１３３の出力信号とに基づいて、ドライブ回路１２３に出力する駆動指令ＳｇＧを生成する。本実施形態では、パルス指令生成部１２２は、図８に示すように、放電指令ＣｍｄＡＤが入力されている期間において、複数のオンパルス指令が含まれる駆動指令ＳｇＧを生成する。ここで、オンパルス指令が複数用いられるのは、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂに対してオフ指令がなされているにもかかわらず第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂがオン状態である状況において、平滑コンデンサ２４の放電制御が実施される場合に備えるためである。この状況は、例えば、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂに対してオフ指令がなされてから第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂがオフ状態に切り替えられるまでのオフ遅延時間が長くなる場合に発生する。

【0080】

第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂがオン状態である場合に放電スイッチ２７がオン状態にされると、平滑コンデンサ２４から放電させることができず、また、高圧電源３０から放電抵抗体２６に連続的に直流電流が流れる。その結果、放電抵抗体２６の発熱量が大きくなり、放電抵抗体２６が故障し得る。この問題に対処するには、抵抗値の大きな放電抵抗体２６が必要となる。しかしながら、この場合、放電抵抗体２６が大型化してしまう。

【0081】

このような問題に対処すべく、複数のオンパルス指令が含まれる駆動指令ＳｇＧが用いられる。このような駆動指令ＳｇＧにより、駆動指令ＳｇＧにオフ指令期間を含ませることができる。その結果、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂに対してオフ指令がなされているにもかかわらず、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂがオン状態である状況に平滑コンデンサ２４の放電制御が実施される場合であっても、平滑コンデンサ２４に対する放電要求を満足させつつ放電抵抗体２６を極力安全状態に維持できる。

【0082】

図８（ｂ）に、本実施形態に係る駆動指令ＳｇＧの推移を示す。Ｔｇｏｎは、オンパルス指令のパルス幅を示し、Ｔｇｏｆｆは、隣り合うオンパルス指令の時間間隔を示す。また、Ｔｄｉｓは、パルス継続期間Ｔｄｉｓであり、１回目のオンパルス指令から最後のオンパルス指令までの期間である。パルス継続期間Ｔｄｉｓは、例えば、想定される上記オフ遅延時間に基づいて設定され、具体的には、想定されるオフ遅延時間の最大値よりも長い値に設定されればよい。また、パルス継続期間Ｔｄｉｓは、平滑コンデンサ２４の通常放電期間よりも長い期間に設定されている。本実施形態において、通常放電期間は、パルス指令生成部１２２から１回目のオンパルス指令が出力されてから、そのオンパルス指令に従って放電スイッチ２７がオン状態にされることにより平滑コンデンサ２４の放電が完了する場合において、１回目のオンパルス指令が出力されてから平滑コンデンサ２４の放電が完了するまでの期間（具体的には例えば、想定されるこの期間の最大値）である。なお、発振器１３３の出力信号の周期は、例えばパルス幅Ｔｇоｎよりも短い周期に設定されていればよい。

【0083】

パルス幅Ｔｇｏｎは、放電指令ＣｍｄＡＤが出力されて放電制御が開始されてから平滑コンデンサ２４の放電が完了するまでの時間と、放電抵抗体２６の発熱量とに関係する。オンパルス指令の時間間隔Ｔｇｏｆｆは、放電抵抗体２６の温度低下の調整に関係する。パルス幅Ｔｇｏｎ及び時間間隔Ｔｇｏｆｆは、例えば、平滑コンデンサ２４の容量、高圧電源３０の電圧、放電要求時間、及び放電抵抗体２６の熱設計に基づいて設定されればよい。放電要求時間は、放電制御が開始されてから平滑コンデンサ２４の放電の完了までに要求される時間であり、具体的には例えば、放電制御が開始されてから、平滑コンデンサ２４の電圧が低下して所定の電圧に到達するまでの時間の要求値である。

【0084】

図４の説明に戻り、ドライブ回路１２３は、入力された駆動指令ＳｇＧがオン指令である場合、放電スイッチ２７のゲートに充電電流を供給する。これにより、放電スイッチ２７のゲート電圧がその閾値電圧以上となり、放電スイッチ２７がオン状態とされる。一方、ドライブ回路１２３は、入力された駆動指令ＳｇＧがオフ指令である場合、放電スイッチ２７のゲートから放電電流を流す。これにより、放電スイッチ２７のゲート電圧がその閾値電圧未満となり、放電スイッチ２７がオフ状態とされる。

【0085】

制御回路５０は、３相短絡制御を正常に実施できるか否かを確認するための構成として、第１ダイオード１１１ａ、動作検出部１３０、出力側絶縁伝達部１１２及び復調部１１３を備えている。また、制御回路５０は、放電スイッチ２７の駆動による平滑コンデンサ２４の放電制御を正常に実施できるか否かを確認するための構成として、第２ダイオード１１１ｂ、動作検出部１３０、出力側絶縁伝達部１１２及び復調部１１３を備えている。つまり、本実施形態では、動作検出部１３０、出力側絶縁伝達部１１２及び復調部１１３が、３相短絡制御を正常に実施できるか否かを確認するための構成と、放電制御を正常に実施できるか否かを確認するための構成とで共通化されている。なお、本実施形態において、動作検出部１３０及び出力側絶縁伝達部１１２が「通知部」に相当する。

【0086】

第１ダイオード１１１ａは、アノードが共通経路９４に接続された状態で設けられている。第１ダイオード１１１ａは、放電スイッチ２７のゲート電圧が共通経路９４側に伝達されるのを防止するためのものである。第２ダイオード１１１ｂは、カソードが放電スイッチ２７のゲートに接続された状態で設けられている。第２ダイオード１１１ｂは、異常用電源９０から共通経路９４へと供給された異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが放電スイッチ２７のゲート側に伝達されるのを防止するためのものである。

【0087】

動作検出部１３０は、コンパレータ１３１、変調部１３２及び発振器１３３を備えている。コンパレータ１３１は、異常用電源９０の異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが供給されることにより動作可能に構成され、変調部１３２は、駆動電源１４０の駆動電圧Ｖｓｂが供給されることにより動作可能に構成されている。

【0088】

コンパレータ１３１の非反転入力端子には、第１ダイオード１１１ａ及び第２ダイオード１１１ｂそれぞれのカソードが接続されている。コンパレータ１３１の反転入力端子には、基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。

【0089】

変調部１３２は、コンパレータ１３１の出力信号Ｓｏｕｔと発振器１３３の出力信号とに基づいて、図９に示すように、コンパレータ１３１の出力信号の変調信号であるチェック信号Ｓｇｃｈｅｃｋを出力する。

【0090】

出力側絶縁伝達部１１２は、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。出力側絶縁伝達部１１２は、低圧領域及び高圧領域の間を電気的に絶縁しつつ、変調部１３２から出力されたチェック信号Ｓｇｃｈｅｃｋを、低圧領域に設けられた復調部１１３に伝達する。出力側絶縁伝達部１１２は、例えば、フォトカプラ又は磁気カプラである。出力側絶縁伝達部１１２の高圧領域側の構成は、例えば、絶縁電源８０の下アーム駆動電圧ＶｄＬが供給されることにより動作可能に構成されている。出力側絶縁伝達部１１２の低圧領域側の構成は、例えば、第１低圧電源回路６３の第１電圧Ｖ１ｒが供給されることにより動作可能に構成されている。図９に示すように、チェック信号Ｓｇｃｈｅｃｋがパルス信号とされることにより、出力側絶縁伝達部１１２における消費電流を低減できる。その結果、出力側絶縁伝達部１１２の電力供給源となる異常用電源９０の出力電流の低減を図っている。

【0091】

復調部１１３は、入力されたチェック信号Ｓｇｃｈｅｃｋの復調信号Ｓｇｉｎを生成してマイコン６０に出力する。

【0092】

本実施形態では、３相短絡制御を正常に実施できるか否かの確認と、平滑コンデンサ２４の放電制御を正常に実施できるか否かの確認とが時期をずらして実施される。これは、上述したように、動作検出部１３０、出力側絶縁伝達部１１２及び復調部１１３が、３相短絡制御を正常に実施できるか否かを確認するための構成と、放電制御を正常に実施できるか否かを確認するための構成とで共通化されているためである。

【0093】

まず、３相短絡制御を正常に実施できるか否かの確認方法について説明する。

【0094】

コンパレータ１３１は、その非反転入力端子に入力された電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい場合に論理Ｈの信号を出力し、入力された電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ未満の場合に論理Ｌの信号を出力する。基準電圧Ｖｒｅｆは、例えば、下アームスイッチＳＷＬの閾値電圧、又は下アームスイッチＳＷＬの閾値電圧よりも高くてかつ異常用駆動電圧Ｖｅｐｓよりも低い値に設定されている。

【0095】

変調部１３２は、コンパレータ１３１の出力信号Ｓｏｕｔを変調してチェック信号Ｓｇｃｈｅｃｋとして出力し、復調部１１３は、入力されたチェック信号Ｓｇｃｈｅｃｋを復調して復調信号Ｓｇｉｎを出力する。マイコン６０は、異常用スイッチ９３がオン状態にされている場合において、入力された復調信号Ｓｇｉｎに基づいて、コンパレータ１３１の出力信号Ｓｏｕｔの論理がＨであると判定した場合、異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが異常用スイッチ９３、共通経路９４及び第２規制ダイオード９５を介して下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給されていると判定する。つまり、マイコン６０は、３相短絡制御を正常に実施できると判定する。

【0096】

続いて、放電制御を正常に実施できるか否かの確認方法について説明する。

【0097】

マイコン６０は、入力された復調信号Ｓｇｉｎに基づいて、入力側絶縁伝達部１１０、入力インターフェース部１２１、パルス指令生成部１２２及びドライブ回路１２３が正常であるか否かを判定する。本実施形態において、正常であるか否かは、以下（Ａ）～（Ｃ）の条件で判定される。

【0098】

（Ａ）駆動指令ＳｇＧがオン指令に切り替わったことに伴い放電スイッチ２７がオン状態に切り替わり、駆動指令ＳｇＧがオフ指令に切り替わったことに伴い放電スイッチ２７がオフ状態に切り替わること。

【0099】

（Ｂ）オンパルス指令のパルス幅Ｔｇｏｎと、放電スイッチ２７がオン状態とされる期間とが同等であること。

【0100】

（Ｃ）パルス継続期間Ｔｄｉｓにおいて駆動指令ＳｇＧに含まれるオンパルス指令の数と、各オンパルス指令に従った放電スイッチ２７のオン回数とが等しいこと。

【0101】

本実施形態において、マイコン６０は、復調信号Ｓｇｉｎに基づいて、上記（Ａ）～（Ｃ）の条件が成立していると判定した場合、入力側絶縁伝達部１１０、入力インターフェース部１２１、パルス指令生成部１２２及びドライブ回路１２３が正常であると判定する。一方、マイコン６０は、上記（Ａ）～（Ｃ）の条件のうち少なくとも１つの条件が成立していないと判定した場合、入力側絶縁伝達部１１０、入力インターフェース部１２１、パルス指令生成部１２２及びドライブ回路１２３のうち少なくとも１つが正常でないと判定する。以下、この判定方法の具体例について説明する。

【0102】

コンパレータ１３１は、その非反転入力端子に入力されたゲート電圧Ｖｇｓが基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい場合に論理Ｈの信号を出力し、入力されたゲート電圧Ｖｇｓが基準電圧Ｖｒｅｆ未満の場合に論理Ｌの信号を出力する。基準電圧Ｖｒｅｆは、例えば、放電スイッチ２７の閾値電圧、又は放電スイッチ２７の閾値電圧よりも高くてかつ異常用駆動電圧Ｖｅｐｓよりも低い値に設定されている。マイコン６０は、放電指令ＣｍｄＡＤを出力する期間においてパルス指令生成部１２２から出力される駆動指令ＳｇＧの推移を予め把握している。

【0103】

上記（Ａ）の条件について説明すると、マイコン６０は、復調信号Ｓｇｉｎの論理がＬに切り替わってから第１判定期間内に復調信号Ｓｇｉｎの論理がＨに切り替わったと判定した場合、駆動指令ＳｇＧがオン指令に切り替わったことに伴い放電スイッチ２７がオン状態に切り替わったと判定し、その第１判定期間内に復調信号Ｓｇｉｎの論理がＨに切り替わらないと判定した場合、駆動指令ＳｇＧがオン指令に切り替わったにもかかわらず放電スイッチ２７がオン状態に切り替わらないと判定する。第１判定期間は、例えば、パルス幅Ｔｇｏｎよりも長くて、かつ、パルス幅Ｔｇｏｎ及び時間間隔Ｔｇｏｆｆの合計期間「Ｔｇｏｎ＋Ｔｇｏｆｆ」以下の値に設定され、具体的には上記合計期間に設定されればよい。

【0104】

また、マイコン６０は、復調信号Ｓｇｉｎの論理がＨに切り替わってから第２判定期間内に復調信号Ｓｇｉｎの論理がＬに切り替わったと判定した場合、駆動指令ＳｇＧがオフ指令に切り替わったことに伴い放電スイッチ２７がオフ状態に切り替わったと判定し、その第２判定期間内に復調信号Ｓｇｉｎの論理がＬに切り替わらないと判定した場合、駆動指令ＳｇＧがオフ指令に切り替わったにもかかわらず放電スイッチ２７がオン状態に切り替わらないと判定する。第２判定期間は、例えば、時間間隔Ｔｇｏｆｆよりも長くて、かつ、パルス幅Ｔｇｏｎ及び時間間隔Ｔｇｏｆｆの合計期間以下の値に設定され、具体的には上記合計期間に設定されればよい。

【0105】

上記（Ｂ）の条件について説明すると、マイコン６０は、入力された復調信号Ｓｇｉｎの論理がＨとなる期間と、オンパルス指令のパルス幅Ｔｇｏｎとが同等であると判定した場合、上記（Ｂ）の条件が成立していると判定する。

【0106】

上記（Ｃ）の条件について説明すると、マイコン６０は、入力された復調信号Ｓｇｉｎに基づいて、パルス継続期間Ｔｄｉｓにおいて駆動指令ＳｇＧに含まれるオンパルス指令の数と、パルス継続期間Ｔｄｉｓにおいてチェック信号Ｓｇｃｈｅｃｋの論理がＨに切り替わる回数とが等しいと判定した場合、上記（Ｃ）の条件が成立していると判定する。

【0107】

図１０～図１２を用いて、放電制御及び３相短絡制御を正常に実施できるか否かを確認する処理の手順について説明する。

【0108】

図１０に示すように、ステップＳ２０では、制御システムの起動指令がなされる。本実施形態では、始動スイッチ２８がオン状態にされたと上位ＥＣＵが判定した場合、上位ＥＣＵが電源スイッチ３３をオン状態に切り替えることをもって制御システムの起動指令がなされるとする。ステップＳ２１では、第１遮断スイッチ２３ａ及び第２遮断スイッチ２３ｂがオン状態に切り替えられる。

【0109】

ステップＳ２２では、制御回路５０の制御準備が完了するまで待機する。制御準備が完了したと判定された場合、ステップＳ２３に進み、マイコン６０は、通常制御を開始する。通常制御とは、例えば、回転電機１０の制御量をその指令値に制御するためのスイッチング指令を生成して出力する制御のことである。

【0110】

本実施形態では、通常制御が開始されてから制御システムが停止されるまでの１トリップにおいて、平滑コンデンサ２４の放電制御が正常に実施できるか否かの確認と、３相短絡制御が正常に実施できるか否かの確認とが１回実施される。１トリップ中においては、任意のタイミングでその確認を実施できる。マイコン６０は、例えば、１トリップ中のうち通常制御の開始とともに、放電指令ＣｍｄＡＤをパルス指令生成部１２２に対して出力して上記確認を行う。

【0111】

ステップＳ２４では、マイコン６０は、復調部１１３から出力された復調信号Ｓｇｉｎに基づいて、上述した（Ａ）～（Ｃ）の条件を用いる方法により、入力側絶縁伝達部１１０、入力インターフェース部１２１、パルス指令生成部１２２及びドライブ回路１２３が正常であるか否かを判定する。例えば、ドライブ回路１２３から放電スイッチ２７のゲートに電圧を出力できなくなる異常が発生した場合、コンパレータ１３１の出力信号Ｓｏｕｔの論理がＬに固定されるため、復調信号Ｓｇｉｎの論理がＬに固定される。この場合、マイコン６０は、入力側絶縁伝達部１１０、入力インターフェース部１２１、パルス指令生成部１２２及びドライブ回路１２３の少なくとも１つに異常が発生したと判定する。

【0112】

マイコン６０は、ステップＳ２４において正常であると判定した場合には、ステップＳ２５に進み、通常制御を継続する。

【0113】

本実施形態では、通常制御と並行して、平滑コンデンサ２４の放電制御が正常に実施できるか否かの確認が実施される。これに対し、通常制御の終了後、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂがオフ状態に切り替えられた後にこの確認が実施される場合、以下に説明する不都合が発生し得る。

【0114】

つまり、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂがオフ状態にされると、高圧電源３０と平滑コンデンサ２４とが電気的に遮断される。この場合、異常用電源９０及び駆動電源１４０の電力供給源は、高圧電源３０ではなく平滑コンデンサ２４となる。

【0115】

ここで、放電制御により放電スイッチ２７がオン状態にされると、平滑コンデンサ２４から放電され、異常用電源９０及び駆動電源１４０の電力供給源がなくなる。その結果、異常用電源９０からドライブ回路１２３及びコンパレータ１３１へと異常用駆動電圧Ｖｅｐｓを供給できず、また、駆動電源１４０から入力インターフェース部１２１、パルス指令生成部１２２及び変調部１３２へと駆動電圧Ｖｓｂを供給できなくなる。これにより、ドライブ回路１２３、入力インターフェース部１２１、パルス指令生成部１２２及び変調部１３２が動作できなくなる。

【0116】

ここで、駆動指令ＳｇＧに複数のオンパルス指令が含まれる場合において、１回目のオンパルス指令に従った放電スイッチ２７のオンにより平滑コンデンサ２４の放電が完了し得る。この場合、ドライブ回路１２３、入力インターフェース部１２１、パルス指令生成部１２２及び変調部１３２が動作できなくなることから、２回目以降のオンパルス指令に従って放電スイッチ２７が意図どおりに駆動しているか否かを確認することができなくなってしまう。

【0117】

この点、本実施形態では、通常制御と並行して、平滑コンデンサ２４の放電制御が正常に実施できるか否かの確認が実施される。つまり、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂがオン状態にされた状況で放電制御が正常に実施できるか否かの確認が実施される。このため、高圧電源３０を電力供給源として異常用電源９０及び駆動電源１４０を動作させることができ、ドライブ回路１２３、入力インターフェース部１２１、パルス指令生成部１２２及び変調部１３２を動作させることができる。これにより、２回目以降のオンパルス指令に従って放電スイッチ２７が意図どおりに駆動しているか否かを確認することができる。

【0118】

なお、平滑コンデンサ２４の放電制御が正常に実施できるか否かの確認は、高圧電源３０の電圧が所定以上であることを条件に実施されてもよい。これは、放電制御により放電スイッチ２７がオン状態にされると、高圧電源３０から放電抵抗体２６へと電流が流れ、高圧電源３０の電力を消費してしまうことに鑑みたものである。

【0119】

ちなみに、マイコン６０は、ステップＳ２４において正常に実施できないと判定した場合、ステップＳ２６に進み、その旨をユーザに通知する警告表示処理を行い、また、車両の走行モードを退避走行モードに切り替える。ステップＳ２７では、マイコン６０は、スイッチングデバイス部２０により巻線１１に電流を流して平滑コンデンサ２４の放電を実施する。そして、ステップＳ２８では、第１遮断スイッチ２３ａ及び第２遮断スイッチ２３ｂがオフ状態に切り替えられ、その後ステップＳ２９に進む。

【0120】

ステップＳ２９では、マイコン６０は、発生した異常内容をマイコン６０が備える記憶部としてのメモリ６０ａに記憶する。メモリ６０ａは、ＲＯＭ以外の非遷移的実体的記録媒体（例えば、ＲＯＭ以外の不揮発性メモリ）である。そして、ステップＳ３０では、上位ＥＣＵにより電源スイッチ３３がオフ状態に切り替えられる。これにより、低圧電源３１から制御回路５０への給電が停止される。

【0121】

図１１に示すように、通常制御が実施される状況下、ステップＳ４１では、制御システムの停止指令がなされたか否かが判定される。本実施形態では、始動スイッチ２８がオフ状態にされたと上位ＥＣＵが判定したことをもって停止指令がなされたとする。

【0122】

ステップＳ４１において否定判定された場合には、マイコン６０は、通常制御を継続する。

【0123】

一方、ステップＳ４１において肯定判定された場合、上位ＥＣＵは、マイコン６０に対してその後の終了シーケンスの実施を指示する。詳しくは、ステップＳ４２～Ｓ４６において、３相短絡制御を正常に実施できるか否かを確認する処理が行われる。

【0124】

ステップＳ４２では、マイコン６０は、回転電機１０の停止処理を行う。本実施形態では、始動スイッチ２８がオフ状態にされたと上位ＥＣＵが判定した場合、上位ＥＣＵがマイコン６０に対してこの停止処理の実行指示を行う。

【0125】

マイコン６０は、回転電機１０の停止処理を行った後、ステップＳ４３において、回転電機１０のロータの回転が停止するまで待機する。ここで、ロータの回転が停止したか否かは、例えば電気角速度に基づいて判定すればよい。

【0126】

ロータの回転が停止したとマイコン６０により判定された場合には、ステップＳ４４に進み、ＡＳＣチェック処理が実施される。図１２に、ＡＳＣチェック処理の手順を示す。

【0127】

ステップＳ６０では、マイコン６０は、監視部８５からのマイコン６０のリセットを無効にした上で、自身に異常が発生していると監視部８５が判定する動作を意図的に行う。ステップＳ６０の処理は、絶縁電源８０の停止をトリガとして下アームスイッチＳＷＬにオン駆動を指示するための処理である。

【0128】

ステップＳ６１では、監視部８５は、マイコン６０に異常が発生していると判定し、第１判定信号Ｓｇ１の論理をＨにする。その結果、異常通知信号ＦＭＣＵの論理がＬにされる。異常検知回路８７ａは、異常通知信号ＦＭＣＵの論理がＬであると判定した場合、切替スイッチ８７ｂをオン状態にする。これにより、絶縁電源８０のＵＶＬＯ端子に入力される判定電圧Ｖｊｉｎが０Ｖに向かって低下する。

【0129】

ステップＳ６２では、絶縁電源８０の制御部は、判定電圧Ｖｊｉｎが低電圧閾値ＶＵＶＬＯを下回るまで待機する。絶縁電源８０の制御部は、判定電圧Ｖｊｉｎが低電圧閾値ＶＵＶＬＯを下回ったと判定した場合、ステップＳ６３において、低電圧誤動作防止処理を行い、絶縁電源８０を停止させる。これにより、絶縁電源８０から出力される上，下アーム駆動電圧ＶｄＨ，ＶｄＬは０Ｖに向かって低下し始める。

【0130】

ステップＳ６４では、高圧側ＡＳＣ指令部９１は、絶縁電源８０から出力される下アーム駆動電圧ＶｄＬを検出し、検出した下アーム駆動電圧ＶｄＬが低下し始めた後、異常用スイッチ９３をオン状態に切り替える。なお、ステップＳ６４における異常用スイッチ９３のオン状態への切り替えタイミングは、先の図６のステップＳ１３における異常用スイッチ９３のオン状態への切り替えタイミングと同様のタイミングであればよい。

【0131】

図１１の説明に戻り、ステップＳ４５では、マイコン６０は、入力された復調信号Ｓｇｉｎに基づいて、上述した方法を用いて、３相分の下アームスイッチＳＷＬをオン状態にできるか否かを判定する。詳しくは、マイコン６０は、復調信号Ｓｇｉｎに基づいて、下アームスイッチＳＷＬの状態信号であるチェック信号Ｓｇｃｈｅｃｋの論理がＨであると判定した場合、３相分の下アームスイッチＳＷＬをオン状態にできると判定し、チェック信号Ｓｇｃｈｅｃｋの論理がＬであると判定した場合、３相分の下アームスイッチＳＷＬをオン状態にできないと判定する。

【0132】

マイコン６０は、３相分の下アームスイッチＳＷＬをオン状態にできないと判定した場合には、３相短絡制御を正常に実施できないと判定し、ステップＳ４６に進む。ステップＳ４６では、ＡＳＣチェック処理において正常に実施できなかった旨の情報をメモリ６０ａに記憶する。その後、ステップＳ４７に進む。

【0133】

一方、マイコン６０は、３相分の下アームスイッチＳＷＬをオン状態にできると判定した場合には、３相短絡制御を正常に実施できると判定し、ステップＳ４７に進む。ステップＳ４７では、第１遮断スイッチ２３ａ及び第２遮断スイッチ２３ｂがオフ状態に切り替えられる。

【0134】

ステップＳ４８では、マイコン６０は、パルス指令生成部１２２に対して放電指令ＣｍｄＡＤを出力する。パルス指令生成部１２２は、放電指令ＣｍｄＡＤが入力される期間において、先の図８（ｂ）に示した駆動指令ＳｇＧをドライブ回路１２３に対して出力する。そして、この駆動指令ＳｇＧに基づいて放電スイッチ２７の駆動制御が行われ、平滑コンデンサ２４の放電が実施される。

【0135】

ステップＳ４９では、マイコン６０は、放電制御の実施により平滑コンデンサ２４の端子電圧が０に向かって低下する期間において、電圧センサ７７により検出された平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨｄに基づいて、放電抵抗体２６を用いた平滑コンデンサ２４の放電が正常に実施されているか否かを判定する。詳しくは、マイコン６０は、検出された平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨｄの低下態様と、平滑コンデンサ２４の放電が正常に実施される場合の平滑コンデンサ２４の端子電圧の低下態様とが同等であると判定した場合、平滑コンデンサ２４の放電が正常に実施されている、つまり、ドライブ回路１２３、放電スイッチ２７及び放電抵抗体２６が正常であると判定する。

【0136】

一方、マイコン６０は、検出された平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨｄの低下態様と、平滑コンデンサ２４の放電が正常に実施される場合の平滑コンデンサ２４の端子電圧の低下態様とが同等でないと判定した場合、平滑コンデンサ２４の放電が正常に実施されていない、つまり、ドライブ回路１２３、放電スイッチ２７及び放電抵抗体２６の少なくとも１つが正常でないと判定する。マイコン６０は、先の図１０のステップＳ２４と、ステップＳ４９とのそれぞれにおいて正常であると判定することにより、放電制御を正常に実施できると判定する。

【0137】

先の図１０のステップＳ２４において放電制御が正常であるか否かを確認することに加え、ステップＳ４９において放電制御が正常であるか否かを確認するのは、以下に説明する理由のためである。

【0138】

ステップＳ２４の確認処理では、マイコン６０からの放電指令ＣｍｄＡＤをトリガとして、パルス指令生成部１２２からドライブ回路１２３に駆動指令ＳｇＧが出力される。そして、放電スイッチ２７のゲート電圧Ｖｇｓに基づく復調信号Ｓｇｉｎがマイコン６０に入力される。このため、復調信号Ｓｇｉｎは、マイコン６０からドライブ回路１２３を介して放電スイッチ２７のゲートまでの経路が正常であるか否かを把握できるパラメータとなる。

【0139】

ただし、ゲート電圧Ｖｇｓに基づく復調信号Ｓｇｉｎの推移が駆動指令ＳｇＧの推移と同等であったとしても、必ずしも放電スイッチ２７が駆動指令ＳｇＧどおりにオン状態及びオフ状態になっていることを担保できない。

【0140】

そこで、本実施形態では、ステップＳ４９において、電圧センサ７７により検出された平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨｄに基づいて、放電抵抗体２６を用いた平滑コンデンサ２４の放電が正常に実施されているか否かが確認される。平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨｄの低下態様と、平滑コンデンサ２４の放電が正常に実施される場合の平滑コンデンサ２４の端子電圧の低下態様とが同等の場合、放電スイッチ２７が駆動指令ＳｇＧどおりにオン状態及びオフ状態になっていると考えられる。したがって、ステップＳ２４の処理に加え、ステップＳ４９の処理を実施することにより、放電制御を正常に実施できるか否かの判定精度を高めることができる。なお、本実施形態において、ステップＳ２４、Ｓ４５，Ｓ４９の処理が「保護判定部」を構成する。

【0141】

なお、ステップＳ４９の処理により平滑コンデンサ２４の放電が完了すると、異常用電源９０及び駆動電源１４０は電力を出力できなくなる。このため、入力インターフェース部１２１、パルス指令生成部１２２、ドライブ回路１２３、コンパレータ１３１及び変調部１３２は動作できなくなる。また、本実施形態では、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂがオフ状態に切り替えられた状況でステップＳ４９の処理が実施されると、１回目のオンパルス指令に従った放電スイッチ２７のオンにより、平滑コンデンサ２４の放電が完了する。

【0142】

ステップＳ５０では、マイコン６０は、ステップＳ２４，Ｓ４９の少なくとも一方で正常でないと判定した場合において、発生した異常内容をメモリ６０ａに記憶する。

【0143】

所定の終了シーケンスが完了すると、ステップＳ５１では、上位ＥＣＵにより電源スイッチ３３がオフ状態に切り替えられる。これにより、低圧電源３１から制御回路５０への給電が停止される。

【0144】

図１３を用いて、図１０～図１２の処理態様について説明する。図１３（ａ）は低圧電源３１から制御回路５０への入力電圧の推移を示し、図１３（ｂ）は平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨの推移を示し、図１３（ｃ）は第１～第３低圧電源回路６３～６５の出力電圧の推移を示す。なお、第１～第３低圧電源回路６３～６５それぞれの出力電圧の推移は実際には異なるが、図１３（ｃ）ではその推移を簡略化して示している。

【0145】

また、図１３（ｄ）はマイコン６０の動作状態の推移を示し、図１３（ｅ）は上，下アーム駆動電圧ＶｄＨ，ＶｄＬの推移を示し、図１３（ｆ）は異常用駆動電圧Ｖｅｐｓの推移を示し、図１３（ｇ）は異常用スイッチ９３の駆動状態の推移を示す。図１３（ｈ）は放電指令ＣｍｄＡＤの推移を示し、図１３（ｉ）はスイッチングデバイス部２０の動作状態の推移を示し、図１３（ｊ）は平滑コンデンサ２４の放電制御に係る構成の動作状態の推移を示し、図１３（ｋ）は動作検出部１３０の動作状態の推移を示す。

【0146】

図１３に示す例では、通常制御中の時刻ｔ１～ｔ３において、放電制御が正常に実施できるか否かの確認処理が実施される。詳しくは、時刻ｔ１において、この確認処理が開始された後、時刻ｔ２～ｔ３において、上述した（Ａ）～（Ｃ）の条件を用いる方法により、入力側絶縁伝達部１１０、入力インターフェース部１２１、パルス指令生成部１２２及びドライブ回路１２３が正常であるか否かを判定する処理が実施される。

【0147】

正常であると判定されることにより、時刻ｔ３以降において通常制御が継続される。その後、時刻ｔ４において、制御システムの停止指令がなされたと判定され、回転電機１０の停止処理が開始される。その後、回転電機１０のロータの回転が停止すると、時刻ｔ５からステップＳ４４のＡＳＣチェック処理が開始される。この処理が開始されると、まず、マイコン６０に異常が発生していると監視部８５が判定するような動作をマイコン６０が意図的に実施することにより、その後、絶縁電源８０の制御部により低電圧誤動作防止処理が実施され、絶縁電源８０が停止させられる。これにより、絶縁電源８０から出力される上，下アーム駆動電圧ＶｄＨ，ＶｄＬは、時刻ｔ５において低下し始める。高圧側ＡＳＣ指令部９１は、検出した下アーム駆動電圧ＶｄＬが低下し始めた後、時刻ｔ６において異常用スイッチ９３をオン状態に切り替える。

【0148】

その後、時刻ｔ７において、３相分の下アームスイッチＳＷＬがオン状態に切り替えられるため、マイコン６０は、３相短絡制御を正常に実施できると判定する。

【0149】

その後、時刻ｔ８において、第１遮断スイッチ２３ａ及び第２遮断スイッチ２３ｂがオフ状態に切り替えられ、時刻ｔ９～ｔ１１において、平滑コンデンサ２４の放電制御が正常に実施できるか否かの確認処理が実施される。詳しくは、この確認処理は、検出された平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨｄの規定時間における低下態様と、平滑コンデンサ２４の放電が正常に実施される場合の平滑コンデンサ２４の端子電圧の規定時間における低下態様とが同等であるか否かを判定する処理である。同等であると判定された場合、ドライブ回路１２３、放電スイッチ２７及び放電抵抗体２６が正常であると判定される。この確認処理による判定結果と、時刻ｔ２～ｔ３において実施された放電制御の確認処理による判定結果とを組み合わせることにより、平滑コンデンサ２４の放電制御に係る構成全体が正常に動作することを担保できる。

【0150】

なお、時刻ｔ９～ｔ１０においては、３相短絡制御と平滑コンデンサ２４の放電制御とが同時実施され、動作検出部１３０による動作状態のモニタも実施されるが、３相短絡制御及び放電制御それぞれを正常に実施できるか否かの確認は実施されない。３相短絡制御を正常に実施できるか否かの確認と、放電制御を正常に実施できるか否かの確認とは、上述したように、別々のタイミングで実施される。ちなみに、時刻ｔ９から、放電制御の実施により平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが低下し始めることに伴い、時刻ｔ１０において、異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが低下し始める。

【0151】

その後、時刻ｔ１１において、異常用スイッチ９３がオフ状態に切り替えられ、また、放電制御を正常に実施できるか否かを確認する処理が完了する。その後、上位ＥＣＵにより電源スイッチ３３がオフ状態に切り替えられる。これにより、低圧電源３１から制御回路５０への給電が停止され、時刻ｔ１２において、第１～第３低圧電源回路６３～６５の出力電圧が低下し始める。これにより、時刻ｔ１３において、マイコン６０の動作が停止される。

【0152】

図１４（ａ）～（ｊ）は、先の図１３（ａ）～（ｊ）に対応している。

【0153】

電源スイッチ３３がオン状態に切り替えられることにより、低圧電源３１から制御回路５０に給電される。その結果、時刻ｔ１において、第１～第３低圧電源回路６３～６５の出力電圧が０から上昇し始める。また、第１，第２遮断スイッチ２３ａ，２３ｂがオン状態に切り替えられることにより、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが０から上昇し始める。

【0154】

その後、平滑コンデンサ２４の端子電圧が上昇し始めた後、その端子電圧ＶＨが高圧電源３０の出力電圧になるタイミングよりも前の時刻ｔ２において、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが規定電圧Ｖαに到達する。つまり、異常用電源９０を構成する電源制御部９０ｂの入力電圧が規定電圧Ｖα（具体的には、電源制御部９０ｂの起動電圧）に到達する。これにより、異常用電源９０の出力電圧が制御可能な状態となる。その後、時刻ｔ３において、マイコン６０が起動し、時刻ｔ４において、マイコン６０による通常制御が開始される。

【0157】

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

【0158】

電源制御部９０ｂは、平滑コンデンサ２４から給電されて入力電圧が上昇し始めてから、その入力電圧が平滑コンデンサ２４の出力電圧に到達するよりも前までの期間のうち、その入力電圧が規定電圧Ｖαに到達するタイミングで異常用電源９０を起動させる。この起動により、異常用電源９０の出力電圧が制御可能な状態となり、３相短絡制御を実施するための電力を異常用電源９０から確保できるようになる。このため、その後、制御システムの異常が発生した場合において、３相短絡制御を迅速に実施することができる。このため、平滑コンデンサ２４に過電圧が発生すること等を好適に防止できる。また、制御システムの異常が発生した場合において、平滑コンデンサ２４の放電制御を迅速に実施することもできる。

【0159】

異常用電源９０と下アームスイッチＳＷＬのゲートとが、下アーム駆動部８２ａを介すことなく、異常用スイッチ９３、共通経路９４及び第２規制ダイオード９５を介して接続されている。この構成によれば、制御システムに異常が発生した場合において、下アーム駆動部８２ａの動作なしで３相短絡制御を行うことができる。これにより、３相短絡制御を行う場合において、下アーム駆動部８２ａの消費電力を低減でき、異常用電源９０の出力電流を低減できる。その結果、異常用電源９０の発熱を低減することができる。

【0160】

異常用電源９０としてシリーズ電源が用いられる。この構成によれば、異常用電源９０の出力電圧の制御のためのインダクタ等が不要となり、異常用電源９０の構成を簡素化でき、ひいては異常用電源９０のコストを低減できる。

【0161】

コンパレータ１３１は、第２ダイオード１１１ｂを介して入力される放電スイッチ２７のゲート電圧Ｖｇｓに基づいて、放電制御を正常に実施できるか否かを判定するためのコンパレータ１３１の出力信号Ｓｏｕｔを出力する。また、コンパレータ１３１は、第１ダイオード１１１ａを介して入力される下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧Ｖｇｅに基づいて、３相短絡制御を正常に実施できるか否かを判定するためのコンパレータ１３１の出力信号Ｓｏｕｔを出力する。コンパレータ１３１の出力信号Ｓｏｕｔは、変調部１３２、出力側絶縁伝達部１１２及び復調部１１３を介してマイコン６０に入力される。

【0162】

この構成によれば、放電スイッチ２７のゲート電圧Ｖｇｓに関する信号と下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧Ｖｇｅに関する信号とが共通の動作検出部１３０によりマイコン６０に通知される。このため、放電スイッチ２７のゲート電圧Ｖｇｓに関する信号と下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧Ｖｇｅに関する信号とが個別の動作検出部によりマイコン６０に通知される構成と比較して、動作検出部１３０、及び出力側絶縁伝達部１１２の高圧領域側の構成で消費される電力を低減でき、異常用電源９０の出力電流を低減できる。その結果、異常用電源９０の発熱量を低減できる。

【0163】

また、動作検出部１３０が共通化されているため、動作検出部１３０は、放電制御を正常に実施できるか否かを判定するためのコンパレータ１３１の出力信号Ｓｏｕｔを変調部１３２、出力側絶縁伝達部１１２及び復調部１１３を介してマイコン６０に通知する期間以外の期間に、３相短絡制御を正常に実施できるか否かを判定するためのコンパレータ１３１の出力信号Ｓｏｕｔを変調部１３２、出力側絶縁伝達部１１２及び復調部１１３を介してマイコン６０に通知する。以上説明した構成によれば、各制御を正常に実施できるか否かの判定に用いる信号をマイコン６０に適正に通知しつつ、異常用電源９０の発熱量を低減できる。

【0164】

本実施形態では、異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが生成される場合において平滑コンデンサ２４の端子電圧に対する異常用電源９０の出力電圧の差が大きい。この場合、異常用電源９０の過熱異常を防止するために、異常用電源９０の出力電流を小さくすることが要求される。このため、異常用電源９０の出力電流を小さくできる動作検出部１３０及び出力側絶縁伝達部１１２の共通化のメリットが大きい。

【0165】

動作検出部１３０は、３相短絡制御及び放電制御それぞれを正常に実施できるか否かを判定するためのコンパレータ１３１の出力信号Ｓｏｕｔを、変調部１３２によりパルス信号に変換して出力する。その結果、出力側絶縁伝達部１１２の高圧領域側の構成のオン期間を減らすこと等ができ、動作検出部１３０及び出力側絶縁伝達部１１２の高圧領域側の構成の消費電力を低減できる。これにより、異常用電源９０の発熱を低減することができる。また、上述したように、異常用電源９０の出力電流を小さくすることが要求されるため、パルス信号を用いてマイコン６０に通知する構成を採用するメリットが大きい。

【0166】

下アームスイッチＳＷＬのゲートからの電流逆流防止のために第２規制ダイオード９５が設けられている。ここで、第２規制ダイオード９５のオープン異常が発生することがある。この場合、第２規制ダイオード９５が１つしか設けられていないと、ＡＳＣチェック処理において、異常用電源９０の出力電力が下アームスイッチＳＷＬのゲートに供給されない。つまり、コンパレータ１３１の非反転入力端子の入力電圧が異常用駆動電圧Ｖｅｐｓになっているにもかかわらず、下アームスイッチＳＷＬのゲートには実際には電力が供給されていない。その結果、下アームスイッチＳＷＬをオン状態にできない異常が発生していたとしても、３相短絡制御を正常に実施できるとマイコン６０により誤判定されることとなる。そこで、本実施形態では、複数の第２規制ダイオード９５の並列接続体を介して、共通経路９４と下アームスイッチＳＷＬのゲートとが接続されている。このため、各第２規制ダイオード９５のうちいずれかにオープン異常が発生する場合であっても、共通経路９４と下アームスイッチＳＷＬのゲートとの間の電流流通経路を確保でき、上述した誤判定の発生を防止できる。

【0167】

＜第１実施形態の変形例＞
・３相短絡制御を正常に実施できるか否かを判定する処理に先立ち、放電制御を正常に実施できるか否かを判定する処理が実施されてもよい。つまり、図１１のステップＳ４４，Ｓ４５の処理に先立ち、図１０のステップＳ２４の処理が実施されてもよい。この場合、動作検出部１３０は、放電制御を正常に実施できるか否かを判定するためのコンパレータ１３１の出力信号Ｓｏｕｔの出力期間の後、３相短絡制御を正常に実施できるか否かを判定するためのコンパレータ１３１の出力信号Ｓｏｕｔを出力すればよい。

【0168】

・規定電圧Ｖαは、電源制御部９０ｂの起動電圧に限らず、この起動電圧よりも高くて、かつ、高圧電源３０の出力電圧よりも低い電圧に設定されていてもよい。

【0169】

・放電制御を正常に実施できるか否かの判定に用いられる信号としては、放電スイッチ２７のゲート電圧に限らない。例えば、この信号として、パルス指令生成部１２２から出力される駆動指令ＳｇＧ、又は放電抵抗体２６と放電スイッチ２７のドレインとの接続点の電圧が用いられてもよい。

【0170】

・３相短絡制御を正常に実施できるか否かの判定に用いられる信号としては、第１ダイオード１１１ａを介して供給される電圧（つまり、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧）に限らない。例えば、この信号として、下アームスイッチＳＷＬのコレクタ及びエミッタ間電圧が用いられてもよい。

【0171】

・図４に示す構成のうち、平滑コンデンサ２４の放電制御を実施するための構成が制御回路５０に備えられていなくてもよい。また、図４に示す構成のうち、３相短絡制御を実施するための構成が制御回路５０に備えられていなくてもよい。

【0172】

・図５において、絶縁電源８０を停止させるための異常通知信号ＦＭＣＵの生成源としては、第１判定信号Ｓｇ１及び第２判定信号Ｓｇ２のいずれか一方であってもよい。

【0173】

・監視部８５に供給される電圧としては、入力回路６１の出力電圧ＶＢに限らず、第１～第３低圧電源回路６３～６５の出力電圧以外であれば他の電源の電圧であってもよい。

【0174】

・絶縁電源８０を構成する制御部が、上アーム絶縁電源及び下アーム絶縁電源それぞれに対して個別に設けられていてもよい。この場合、低電圧誤動作防止処理により、上アーム絶縁電源に対応して設けられた制御部と、下アーム絶縁電源に対応して設けられた制御部との双方を停止させることにより絶縁電源８０を停止させればよい。

【0175】

・３相短絡制御として、３相分の上アームスイッチＳＷＨをオンし、３相分の下アームスイッチＳＷＬをオフする制御が実施されてもよい。この場合、異常用電源９０は、３相分の上アームスイッチＳＷＨそれぞれに対して個別に備えられればよい。

【0176】

・上，下アームドライバ８１，８２を構成する上，下アーム絶縁伝達部８１ｂ，８２ｂの低圧領域側の構成に第１低圧電源回路６３の第１電圧Ｖ１ｒが供給されなくなるカプラ異常が発生すると、マイコン６０からのスイッチング指令を上，下アーム駆動部８１ａ，８２ａに伝達できなくなる。この場合、シャットダウン状態になってしまう。この問題に対処すべく、以下に説明する構成を採用することができる。

【0177】

下アーム絶縁伝達部８２ｂの低圧領域側の構成に対する電力供給源を、第１低圧電源回路６３とは別の電源回路（以下、別電源回路）とする。別電源回路としては、例えば、第１低圧電源回路６３に異常が発生した場合であって従属故障が発生しない電源を用いることができ、具体的には例えば、中間電源回路６２の出力電圧Ｖｍを降圧することにより第５電圧Ｖ５ｒ（例えば５Ｖ）を生成する第５電源回路を用いることができる。

【0178】

この構成において、別電源回路の出力電圧が低下した場合に絶縁電源８０を停止させ、高圧側ＡＳＣ指令部９１により異常用スイッチ９３をオン状態に切り替えればよい。具体的には例えば、電源停止部８７の異常検知回路８７ａは、別電源回路の出力電圧を検出し、検出した出力電圧が低下した場合に切替スイッチ８７ｂをオンに切り替えればよい。以上説明した構成によれば、カプラ異常が発生した場合であっても、３相短絡制御を行うことができる。

【0179】

・パルス指令生成部１２２から出力される駆動指令ＳｇＧとしては、図８に示したものに限らない。例えば、パルス指令生成部１２２は、放電指令ＣｍｄＡＤが入力された後、パルス継続期間Ｔｄｉｓに１つ又は２つのオンパルス指令を含む駆動指令ＳｇＧを出力してもよい。なお、駆動指令ＳｇＧが１つのオンパルス指令を含む場合、上記（Ｃ）の条件は不要である。

【0180】

また、駆動指令ＳｇＧとしては、オンパルス指令を含むものに限らず、放電指令ＣｍｄＡＤが入力されている期間において常時オン指令となる駆動指令ＳｇＧであってもよい。

【0181】

・図１０のステップＳ２４で説明した確認処理及び図１１のステップＳ４５で説明した確認処理の実行タイミングは、例えば、１トリップ中のうち、通常制御開始後の車両の停車時であってもよい。また、これら確認処理は、１トリップ中に複数回実施されてもよい。

【0182】

・放電抵抗体２６の熱設計に余裕がある場合、上記（Ｂ）の条件が削除されてもよい。

【0183】

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１５に示すように、制御回路５０の高圧領域側の構成が一部変更されている。なお、図１５において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

【0184】

動作検出部１３０には、平滑コンデンサ２４の端子電圧が入力される。具体的には、動作検出部１３０には、電圧変換部により降圧された平滑コンデンサ２４の端子電圧が入力される。

【0185】

本実施形態では、放電制御を正常に実施できるか否かの判定に用いられる第２ダイオード１１１ｂからの電圧が動作検出部１３０に入力された場合であっても、その電圧に関する情報は、すぐにはマイコン６０に通知されず、動作検出部１３０にラッチされる。また、３相短絡制御を正常に実施できるか否かの判定に用いられる第１ダイオード１１１ａからの電圧が動作検出部１３０に入力された場合であっても、その電圧に関する情報は、すぐにはマイコン６０に通知されず、動作検出部１３０にラッチされる。動作検出部１３０は、図１１のステップＳ４８の処理により平滑コンデンサ２４の放電が開始された後、ラッチした各電圧信号を、出力側絶縁伝達部１１２及び復調部１１３を介してマイコン６０に通知する。そして、マイコン６０は、通知された電圧信号、つまり復調信号Ｓｇｉｎに基づいて、３相短絡制御及び放電制御それぞれが正常に実施できるか否かを判定する。

【0186】

図１６を用いて、ラッチした信号の通知期間について説明する。図１６（ｋ）は動作検出部１３０による３相短絡制御及び放電制御の機能モニタ状態の推移を示し、図１６（Ｌ）は動作検出部１３０による機能モニタの通知状態の推移を示す。図１６（ａ）～（ｊ）は、先の図１３（ａ）～（ｊ）に対応している。また、図１６の時刻ｔ１，ｔ２，…，ｔ９は、図１３の時刻ｔ１，ｔ２，…，ｔ９に対応している。

【0187】

時刻ｔ２～ｔ３において、入力側絶縁伝達部１１０、入力インターフェース部１２１、パルス指令生成部１２２及びドライブ回路１２３が正常であるか否かの判定に用いられる第２ダイオード１１１ｂからの電圧信号が動作検出部１３０に入力され、動作検出部１３０は、入力された電圧信号をラッチする。このラッチは、時刻ｔ３以前に実施されればよい。また、時刻ｔ７～ｔ８において、３相短絡制御を正常に実施できるか否かの判定に用いられる第１ダイオード１１１ａからの電圧信号が動作検出部１３０に入力され、動作検出部１３０は、入力された電圧信号をラッチする。このラッチは、時刻ｔ８以前に実施されればよい。

【0188】

時刻ｔ９から、放電制御の実施により平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが低下し始める。その後、時刻ｔ１０において、動作検出部１３０は、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが、高圧電源３０の出力電圧よりも低い所定値になったと判定する。上記所定値は、例えば、異常用電源９０の過熱異常を発生させないとの観点から定められる。平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが所定値になったと判定されると、時刻ｔ１１において放電制御が停止され、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが低下しなくなる。時刻ｔ１０から時刻ｔ１４までの通知期間が過ぎるまでに、動作検出部１３０は、ラッチした第２ダイオード１１１ｂからの電圧信号と、ラッチした第１ダイオード１１１ａからの電圧信号とをパルス信号によりマイコン６０に順次通知する。時刻ｔ１２において、放電制御が再開され、平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが低下し始める。

【0189】

なお、図１６の時刻ｔ１４，ｔ１５，ｔ１６は、先の図１３の時刻ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３に対応している。また、時刻ｔ８～ｔ１４においては、３相短絡制御及び放電制御それぞれを正常に実施できるか否かの確認は実施されず、また、第２ダイオード１１１ｂからの電圧信号及び第１ダイオード１１１ａからの電圧信号それぞれのラッチも実施されない。

【0190】

平滑コンデンサ２４の端子電圧ＶＨが、高圧電源３０の出力電圧よりも低い所定値になったことを条件として、動作検出部１３０から出力側絶縁伝達部１１２及び復調部１１３を介してマイコン６０に電圧信号が通知されるのは、異常用電源９０の発熱を抑制するためである。つまり、異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが生成される場合において平滑コンデンサ２４の端子電圧に対する異常用電源９０の出力電圧の差を小さくすると、異常用電源９０の発熱量が低減される。これにより、異常用電源９０の過熱異常が発生することを防止できる。

【0191】

＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１７に示すように、制御回路５０の高圧領域側の構成が一部変更されている。なお、図１７において、先の図３に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

【0192】

制御回路５０は、通常用電源経路１５０、通常用ダイオード１５１、異常用電源経路１５２及び異常用スイッチ９３を備えている。通常用電源経路１５０は、絶縁電源８０の出力側と下アーム駆動部８２ａとを接続し、下アーム駆動電圧ＶｄＬを下アーム駆動部８２ａに供給する。通常用ダイオード１５１は、アノードが絶縁電源８０の出力側に接続された状態で、通常用電源経路１５０の中間位置に設けられている。

【0193】

通常用電源経路１５０のうち通常用ダイオード１５１よりも下アーム駆動部８２ａ側と、異常用電源９０の出力側とは、異常用電源経路１５２により接続されている。異常用電源経路１５２には、異常用スイッチ９３が設けられている。異常用電源経路１５２は、異常用駆動電圧Ｖｅｐｓを下アーム駆動部８２ａに供給する。

【0194】

高圧側ＡＳＣ指令部９１には、通常用電源経路１５０を介して絶縁電源８０の下アーム駆動電圧ＶｄＬが供給されるようになっている。高圧側ＡＳＣ指令部９１は、高圧側ＡＳＣ指令ＳｇＡＳＣを下アーム駆動部８２ａに対して出力する。

【0195】

図１８を用いて、制御回路５０内に異常が発生した場合に実施される３相短絡制御について説明する。なお、図１８において、先の図６に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。

【0196】

ステップＳ１３の処理により、異常用電源９０の異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが３相分の下アーム駆動部８２ａに対して供給され始める。

【0197】

その後、ステップＳ１５において、高圧側ＡＳＣ指令部９１は、高圧側ＡＳＣ指令ＳｇＡＳＣを３相分の下アーム駆動部８２ａに対して出力する。これにより、ステップＳ１６において、各相の下アーム駆動部８２ａは、下アームスイッチＳＷＬをオン状態にする。これにより、３相短絡制御が実施される。

【0198】

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0199】

＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

【0200】

・異常用電源としては、制御スイッチ９０ａを１つ備える一段構成のものに限らず、例えば図１９に示すように、制御スイッチ１６０ａを２つ備える２段構成の異常用電源１６０であってもよい。各制御スイッチ１６０ａのゲート電圧は、電源制御部１６０ｂにより操作される。図１９に示す構成は、例えば、制御スイッチにおける発熱が大きくなると想定される場合に用いられる。

【0201】

また、異常用電源としては、シリーズ電源に限らず、例えば、スイッチング電源（具体的には、絶縁型又は非絶縁型スイッチング電源）、又はツェナーダイオードで構成された電源であってもよい。ここで、異常用電源としてスイッチング電源が用いられる場合、例えば、異常用電源を構成する電源制御部のＵＶＬＯ端子に入力される電圧が上昇して規定電圧Ｖαに到達することにより、異常用電源の異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが目標電圧に制御し始められる。なお、ＵＶＬＯ端子に入力電圧を抵抗体等により分圧して入力する構成が採用される場合、例えば、ＵＶＬＯ閾値時の入力電圧（分圧部への入力電圧）が規定電圧Ｖαに相当する。

【0202】

ちなみに、シリーズ電源が電源ＩＣ等のコントローラで制御される場合、スイッチング電源と同様に、ＵＶＬＯ端子に入力電圧を抵抗体等により分圧して入力する構成が採用されるとき、例えば、ＵＶＬＯ閾値時の入力電圧（分圧部への入力電圧）が規定電圧Ｖαに相当する。

【0203】

・図４において、各下アームスイッチＳＷＬのゲートに対して設けられる第２規制ダイオード９５の数は、複数に限らず１つであってもよい。

【0204】

・異常用電源９０は、高圧電源３０から給電されて電源制御部９０ｂの入力電圧が上昇し、その入力電圧が高圧電源３０の出力電圧に到達したタイミング以降に起動されてもよい。

【0205】

・高圧電源３０に電気的に接続される電気負荷としては、インバータ１５に限らない。

【0206】

・放電スイッチ２７としては、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに限らない。

【0207】

・各ドライバ８１，８２として、低圧領域及び高圧領域の境界を跨がず、高圧領域のみに設けられるドライバが用いられてもよい。

【0208】

・先の図１に示す構成において、平滑コンデンサ２４と各遮断スイッチ２３ａ，２３ｂとの間に昇圧コンバータが備えられていてもよい。

【0209】

・インバータを構成するスイッチとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばボディダイオードを内蔵するＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。

【0210】

・インバータを構成する各相各アームのスイッチとしては、互いに並列接続された２つ以上のスイッチであってもよい。この場合、互いに並列接続されたスイッチの組み合わせとしては、例えば、ＳｉＣのスイッチング素子及びＳｉのスイッチング素子の組み合わせ、又はＩＧＢＴ及びＭＯＳＦＥＴの組み合わせであってもよい。

【0211】

・回転電機の制御量としては、トルクに限らず、例えば、回転電機のロータの回転速度であってもよい。

【0212】

・回転電機としては、３相以上のものであってもよい。また、回転電機としては、永久磁石同期機に限らず、例えば巻線界磁型同期機であってもよい。また、回転電機としては、同期機に限らず、例えば誘導機であってもよい。さらに、回転電機としては、車載主機として用いられるものに限らず、電動パワーステアリング装置や空調用電動コンプレッサを構成する電動機等、他の用途に用いられるものであってもよい。

【0213】

・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【符号の説明】

【0214】

１０…回転電機、１５…インバータ、２４…平滑コンデンサ、５０…制御回路、６０…マイコン、９０…異常用電源。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】