(57)【要約】【課題】より少ない信号線によって多くの情報をコントローラに伝達する。【解決手段】  コントローラ及び複数の駆動回路は、通常モードと診断モードとを択一的に実行可能である。通常モードでは、コントローラが、個別の駆動信号線を介して、複数の駆動回路の各々に駆動信号を送信する。また、複数の駆動回路の各々は、駆動信号に応じて、対応する一つ以上のスイッチング素子を駆動するとともに、対応する一つ以上のスイッチング素子に関して異常を検出したときに、フェール信号を出力する。一方、診断モードでは、コントローラが、個別の駆動信号線を通じて、複数の駆動回路の各々にリクエスト信号を順次送信する。そして、複数の駆動回路のなかで、異常を検出した駆動回路は、リクエスト信号に応じてフェール信号を出力する。【選択図】図３
2020124087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチング素子と、
各々が前記複数のスイッチング素子のなかの対応する一つ以上を駆動するとともに、各々がフェール信号を出力可能に構成された複数の駆動回路と、
前記複数の駆動回路の各々に接続されており、前記複数の駆動回路の少なくとも一つから前記フェール信号を受信したときに、共通のフェール信号を出力する中継回路と、
前記複数の駆動回路の各々と個別の駆動信号線を介して接続されているとともに、前記中継回路が出力した前記共通のフェール信号を受信するコントローラと、
を備え、
前記コントローラ及び前記複数の駆動回路は、通常モードと診断モードとを択一的に実行可能であり、
前記通常モードでは、
前記コントローラが、前記個別の駆動信号線を介して、前記複数の駆動回路の各々に駆動信号を送信し、かつ、
前記複数の駆動回路の各々は、前記駆動信号に応じて前記対応する一つ以上のスイッチング素子を駆動するとともに、前記対応する一つ以上のスイッチング素子に関して異常を検出したときに前記フェール信号を出力し、
前記診断モードでは、
前記コントローラが、前記個別の駆動信号線を通じて、前記複数の駆動回路の各々にリクエスト信号を順次送信し、かつ、
前記複数の駆動回路の各々は、前記通常モードで前記異常を検出していれば、前記リクエスト信号に応じて前記フェール信号を出力する、
電力変換装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記複数の駆動回路の各々へ、モード切替信号を送信するように構成されており、
前記複数の駆動回路の各々は、受信した前記モード切替信号に応じて、前記通常モードと前記診断モードとを択一的に実行する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記通常モードにおいて前記共通のフェール信号を受信したときに、前記通常モードから前記診断モードへ移行するとともに、前記複数の駆動回路の各々へ前記モード切替信号を送信する、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記コントローラは、モード切替信号線を介して、前記複数の駆動回路の各々に接続されており、
前記モード切替信号は、前記モード切替信号線を通じて、前記コントローラから前記複数の駆動回路の各々に送信される、請求項２又は３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記モード切替信号は、前記個別の駆動信号線を通じて、前記コントローラから前記複数の駆動回路の各々に送信される、請求項２又は３に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記モード切替信号はパルス列であり、
前記複数の駆動回路の各々は、前記モード切替信号のデューティ比に応じて、前記通常モードと前記診断モードとを択一的に実行する、請求項２から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
少なくとも前記診断モードにおいて、前記フェール信号は素子識別信号を含み、その素子識別信号は、前記複数の駆動回路の間で互いに異なる、請求項１から６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記複数の駆動回路の各々は、複数種類の異常を区別して検出可能であり、
少なくとも前記診断モードにおいて、前記フェール信号は異常識別信号を含み、その異常識別信号は、検出された前記異常の種類に応じて異なる、請求項１から７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記異常識別信号は、パルス列であり、検出された前記異常の種類に応じて、そのデューティ比が変更される、請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記複数の駆動回路の各々は、前記複数種類の異常に関して優先順位を記憶しており、二種類以上の異常を検出したときは、最も優先順位の高い異常に対応する前記異常識別信号を出力する、請求項８又は９に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、コンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータを含む）やインバータといった、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、電力変換装置が記載されている。この電力変換装置は、複数のスイッチング素子と、ドライバユニットを介して複数のスイッチング素子を制御するコントローラとを備える。ドライバユニットは、スイッチング素子の電流及び温度を監視しており、それらの指標に異常を検出したときに、コントローラへフェール信号を出力するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３６１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した電力変換装置では、ドライバユニットが、複数のスイッチング素子のそれぞれについて、フェール信号を個別に出力するように構成されている。このような構成によると、コントローラは、複数のスイッチング素子のなかから、異常が検出されたスイッチング素子を特定することができる。しかしながら、ドライバユニットとコントローラとの間には、スイッチング素子毎に出力されるフェール信号を個別に送信するために、多数の信号線を設ける必要が生じる。これを避けるためには、複数のスイッチング素子の間でフェール信号を区別せず、いずれかのスイッチング素子について異常が検出されたときに、共通のフェール信号をコントローラへ送信するという構成が考えられる。このような構成によれば、ドライバユニットとコントローラとの間には、共通のフェール信号を送信するために、単一の信号線のみを設ければ足りる。しかしながら、共通のフェール信号だけでは、コントローラが、異常の検出されたスイッチング素子を特定することができない。このような実情を鑑み、本明細書は、電力変換装置において、必要とされる信号線の数を削減しつつ、コントローラにより多くの情報を伝達し得る技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する電力変換装置は、複数のスイッチング素子と、各々が複数のスイッチング素子のなかの対応する一つ以上を駆動するとともに、各々がフェール信号を出力可能に構成された複数の駆動回路と、複数の駆動回路の各々に接続されており、複数の駆動回路の少なくとも一つからフェール信号を受信したときに、共通のフェール信号を出力する中継回路と、複数の駆動回路の各々と個別の駆動信号線を介して接続されているとともに、中継回路が出力した共通のフェール信号を受信するコントローラとを備える。コントローラ及び複数の駆動回路は、通常モードと診断モードとを択一的に実行可能である。通常モードでは、コントローラが、個別の駆動信号線を介して、複数の駆動回路の各々に駆動信号を送信する。また、複数の駆動回路の各々は、駆動信号に応じて、対応する一つ以上のスイッチング素子を駆動するとともに、対応する一つ以上のスイッチング素子に関して異常を検出したときに、フェール信号を出力する。一方、診断モードでは、コントローラが、個別の駆動信号線を通じて、複数の駆動回路の各々にリクエスト信号を順次送信する。そして、複数の駆動回路のなかで、異常を検出した駆動回路は、リクエスト信号に応じてフェール信号を出力する。
【０００６】
上記した電力変換装置では、コントローラ及び複数の駆動回路が、通常モードと診断モードとを択一的に実行することができる。通常モードでは、いずれかのスイッチング素子について異常が検出されると、共通のフェール信号がコントローラへ送信される。これにより、コントローラは、いずれかのスイッチング素子について、異常が生じたことを検知することができる。コントローラは、各々の駆動回路からフェール信号を受信せず、中継回路から共通のフェール信号のみを受信すればよいので、コントローラと中継回路との間に多数の信号線を設ける必要がない。その一方で、共通のフェール信号を受信するだけでは、コントローラが、異常を検出した駆動回路を特定することができない。
【０００７】
そこで、コントローラ及び複数の駆動回路は、診断モードへ移行することによって、異常を検出した駆動回路を特定する。診断モードでは、コントローラが、複数の駆動回路の各々に、リクエスト信号を順次送信する。リクエスト信号の送信は、駆動信号線を介して行われるので、そのための新たな信号線は必要とされない。リクエスト信号を受信した各々の駆動回路は、仮に通常モードで異常を検出していれば、リクエスト信号に応じてフェール信号を出力する。駆動回路が出力したフェール信号は、共通のフェール信号として、コントローラに入力される。このように、診断モードでは、コントローラの出力するリクエスト信号が、異常を検出した駆動回路に入力されると、それに応答して、共通のフェール信号がコントローラに入力される。これにより、コントローラは、各々の駆動回路からフェール信号を個別に受信することなく、いずれの駆動回路で異常が検出されたのかを特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電力変換装置１０の構成を示すブロック図である。
【図２】パワーユニット１２の構成を示す回路ブロック図である。
【図３】各種の信号ＳＥＬ、ＭＩＮ１−ＭＩＮ６、ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６、ＦＩＮＶを示すタイムチャート。
【図４】一変形例に関するタイムチャートであって、パルス列のモード切替信号ＳＥＬを示す。
【図５】一変形例に関するタイムチャートであって、素子識別信号Ｘ及び異常識別信号Ｙを含むフェール信号ＦＡＩＬ４を示す。
【図６】駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６が検出する複数種類の異常と、それらに割り当てられたディーティ比及び優先順位を示すテーブル。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本技術の一実施形態では、コントローラが、複数の駆動回路の各々へ、モード切替信号を送信するように構成されてもよい。この場合、複数の駆動回路の各々は、受信したモード切替信号に応じて、通常モードと診断モードとを択一的に実行するように構成されてもよい。このような構成によると、各々の駆動回路における動作モードを、コントローラによって統一的に制御することができる。
【００１０】
但し、他の実施形態として、モード切替信号は、コントローラに代えて、又は加えて、他の装置から各々の駆動回路へ送信されてもよい。この場合、モード切替信号は、各々の駆動回路へ動作電力を供給する電力供給線を通じて、各々の駆動回路へ送信されてもよい。即ち、パワーラインコミュニケーション（Power Line Communication）によって、モード切替信号の送信が行われてもよい。このような構成によると、モード切替信号を送信するために、新たな信号線を設ける必要がない。
【００１１】
上記した実施形態では、コントローラが、通常モードにおいて共通のフェール信号を受信したときに、通常モードから診断モードへ移行するとともに、モード切替信号を用いて、複数の駆動回路の各々を通常モードから診断モードへ移行させるように構成されてもよい。このような構成によると、いずれかの駆動回路が異常を検出したときに、その駆動回路（即ち、異常が生じたスイッチング素子）を速やかに特定することができる。
【００１２】
本技術の一実施形態では、コントローラが、モード切替信号線を介して、複数の駆動回路の各々に接続されていてもよい。この場合、モード切替信号は、モード切替信号線を通じて、コントローラから複数の駆動回路の各々に送信されてもよい。このように、モード切替信号は、専用に設けられた信号線を通じて、各々の駆動回路へ送信されてもよい。
【００１３】
上記に代えて、モード切替信号は、個別の駆動信号線を通じて、コントローラから複数の駆動回路の各々に送信されてもよい。このように、既存の駆動信号線を利用することで、新たな信号線を必要とすることなく、モード切替信号を各々の駆動回路へ送信することができる。
【００１４】
本技術の一実施形態では、モード切替信号がパルス列であってもよい。この場合、複数の駆動回路の各々は、モード切替信号のデューティ比に応じて、通常モードと診断モードとを択一的に実行してもよい。但し、他の実施形態として、モード切替信号は、単なるパルス信号であってもよい。モード切替信号の具体的な態様は、特に限定されない。
【００１５】
本技術の一実施形態では、少なくとも診断モードにおいて、フェール信号が、素子識別信号を含んでもよい。この場合、その素子識別信号は、複数の駆動回路の間で互いに異なるとよい。フェール信号に含まれる素子識別信号は、共通のフェール信号の一部として、コントローラに入力される。コントローラは、受信した素子識別信号に基づいて、フェール信号を出力した駆動回路、即ち、異常を検出した駆動回路をより正確に特定することができる。
【００１６】
本技術の一実施形態では、複数の駆動回路の各々が、複数種類の異常を区別して検出可能であってもよい。この場合、少なくとも診断モードにおいて、フェール信号は、異常識別信号を含んでもよい。そして、その異常識別信号は、検出された異常の種類に応じて異なってもよい。フェール信号に含まれる異常識別信号は、共通のフェール信号の一部として、コントローラに入力される。コントローラは、受信した異常識別信号に基づいて、検出された異常の種類を正確に特定することができる。
【００１７】
上記した実施形態では、異常識別信号がパルス列であってもよい。この場合、異常識別信号は、検出された異常の種類に応じて、そのデューティ比が変更されてもよい。このような構成によると、コントローラは、受信した異常識別信号に基づいて、検出された異常の種類を正確に特定することができる。
【００１８】
上記した実施形態では、複数の駆動回路の各々が、複数種類の異常に関して優先順位を記憶していてもよい。そして、複数の駆動回路の各々は、二種類以上の異常を検出したときに、最も優先順位の高い異常に対応する異常識別信号を出力してもよい。このような構成によると、二種類以上の異常が検出されたときでも、コントローラは、より深刻な異常を確実に検知して、それに応じた処理を適切に実行することができる。
【実施例】
【００１９】
図面を参照して実施例の電力変換装置１０を説明する。本実施例の電力変換装置１０は、ハイブリッド車、燃料電池車又は電気自動車といった自動車に搭載され、直流電源２と負荷４との間で電力変換を行う。負荷４は、モータジェネレータであって、自動車の車輪を駆動するように構成されている。但し、本実施例で開示される技術は、自動車に搭載される電力変換装置１０だけでなく、様々な用途の電力変換装置にも広く採用することができる。
【００２０】
図１に示すように、本実施例の電力変換装置１０は、パワーユニット１２と、コントローラ１４とを備える。パワーユニット１２は、直流電源２と負荷４との間に電気的に接続されている。詳しくは後述するが、パワーユニット１２は、三相インバータの回路構造を有しており、直流電源２からの直流電力は、パワーユニット１２で三相交流電力に変換されて、負荷４（モータジェネレータ）に供給される。また、負荷４からの三相交流電力は、パワーユニット１２で直流電力に変換されて、直流電源２に供給される。
【００２１】
コントローラ１４は、複数の信号線１６、１８、２０を介してパワーユニット１２と接続されており、パワーユニット１２の動作を制御する。複数の信号線１６、１８、２０には、モード切替信号線１６、複数の駆動信号線１８及び共通フェール信号線２０が含まれる。モード切替信号線１６は、コントローラ１４が出力するモード切替信号ＳＥＬを、パワーユニット１２へ送信する。複数の駆動信号線１６は、コントローラ１４が出力する駆動信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６を、パワーユニット１２へ送信する。そして、共通フェール信号線２０は、パワーユニット１２が出力する共通フェール信号ＦＩＮＶを、コントローラ１４へ送信する。これらの信号ＳＥＬ、ＭＩＮ１−ＭＩＮ６、ＦＩＮＶについては、後段において詳細に説明する。
【００２２】
図２に示すように、パワーユニット１２は、複数のスイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ６を備える。各々のスイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ６は、特に限定されないが、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）又はＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）であってよい。複数のスイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ６には、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、第３スイッチング素子ＳＷ３、第４スイッチング素子ＳＷ４、第５スイッチング素子ＳＷ５、及び、第６スイッチング素子ＳＷ６が含まれる。第１スイッチング素子ＳＷ１は、直流電源２の正極と負荷４のＵ相端子との間を接続するＵ相上アームに設けられており、第２スイッチング素子ＳＷ２は、直流電源２の負極と負荷４のＵ相端子との間を接続するＵ相下アームに設けられている。第３スイッチング素子ＳＷ３は、直流電源２の正極と負荷４のＶ相端子との間を接続するＶ相上アームに設けられており、第４スイッチング素子ＳＷ４は、直流電源２の負極と負荷４のＶ相端子との間を接続するＶ相下アームに設けられている。第５スイッチング素子ＳＷ５は、直流電源２の正極と負荷４のＷ相端子との間を接続するＷ相上アームに設けられており、第６スイッチング素子ＳＷ６は、直流電源２の負極と負荷４のＷ相端子との間を接続するＷ相下アームに設けられている。これにより、複数のスイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ６は、三相インバータ回路を構成している。なお、他の実施形態として、各々のアームには、二以上のスイッチング素子が設けられてもよい。
【００２３】
パワーユニット１２は、複数の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６をさらに備える。複数の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６には、第１駆動回路ＤＲ１、第２駆動回路ＤＲ２、第３駆動回路ＤＲ３、第４駆動回路ＤＲ４、第５駆動回路ＤＲ５、及び、第６駆動回路ＤＲ６が含まれる。第１駆動回路ＤＲ１は、第１スイッチング素子ＳＷ１に接続されており、コントローラ１４が出力する駆動信号ＭＩＮ１に応じて、第１スイッチング素子ＳＷ１の動作を制御する。同様に、他の駆動回路ＤＲ２−ＤＲ６は、他のスイッチング素子ＳＷ２−ＳＷ６にそれぞれ接続されており、コントローラ１４が出力する駆動信号ＭＩＮ２−ＭＩＮ６に応じて、それらのスイッチング素子ＳＷ２−ＳＷ６をそれぞれ制御する。なお、各々のアームに二以上のスイッチング素子が設けられている場合、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、当該二以上のスイッチング素子を駆動するように構成されてもよい。また、複数の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６の一部又は全部が、同等の機能を有する単一のユニット又はモジュールで構成されてもよい。
【００２４】
各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、個別の駆動信号線１８を介してコントローラ１４に接続されており、コントローラ１４が出力した駆動信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６は、個別の駆動信号線１８を通じて各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６に入力される。各々の駆動信号線１８には、コントローラ１４と各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６との間を電気的に絶縁するために、フォトカプラＰＣ２が設けられている。また、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、モード切替信号線１６を介してコントローラ１４に接続されており、コントローラ１４が出力したモード切替信号ＳＥＬは、モード切替信号線１６を通じて各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６に入力される。なお、モード切替信号線１６と各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６との間にも、コントローラ１４と各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６との間を電気的に絶縁するために、フォトカプラＰＣ１が設けられている。
【００２５】
複数の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、複数のスイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ６の状態指標をそれぞれ監視しており、それらの状態指標について異常を検出したときに、フェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６を出力する。例えば、第１駆動回路ＤＲ１は、第１スイッチング素子ＳＷ１の状態指標を監視しており、それらの状態指標について異常を検出したときに、フェール信号ＦＡＩＬ１を出力する。同様に、他の駆動回路ＤＲ２−ＤＲ６は、他のスイッチング素子ＳＷ２−ＳＷ６の状態指標をそれぞれ監視しており、それらの状態指標について異常を検出したときに、フェール信号ＦＡＩＬ２−ＦＡＩＬ６をそれぞれ出力する。ここでいう状態指標とは、例えば、スイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ６の電流、電圧、温度である。各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、それらの状態指標の少なくとも一つを監視すればよい。加えて、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、自己診断機能を有しており、自己に関して異常を検出したときも、フェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６を出力するように構成されている。
【００２６】
パワーユニット１２は、中継回路ＲＬをさらに備える。中継回路ＲＬは、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６に接続されており、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６が出力するフェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６をそれぞれ受信する。そして、中継回路ＲＬは、複数の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６の少なくとも一つからフェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６を受信したときに、共通フェール信号ＦＩＮＶを出力する。中継回路ＲＬが出力した共通フェール信号ＦＩＮＶは、コントローラ１４に送信される。なお、中継回路ＲＬは、共通フェール信号線２０を介してコントローラ１４に接続されており、中継回路ＲＬが出力した共通フェール信号ＦＩＮＶは、共通フェール信号線２０を通じてコントローラ１４に入力される。
【００２７】
中継回路ＲＬの具体的な構成は特に限定されない。中継回路ＲＬは、少なくとも一つの駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６からフェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６を受信したときに、共通フェール信号ＦＩＮＶを出力するものであればよい。一例ではあるが、本実施例における中継回路ＲＬは、直列に接続された複数のフォトカプラＰＣ３を有しており、複数の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６が出力するフェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６が、複数のフォトカプラＰＣ３にそれぞれ入力されるように構成されている。これにより、全ての駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６が、フェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６を出力していない場合、共通フェール信号線２０は、複数のフォトカプラＰＣ３を通じてグラウンド電位に接続される。即ち、この場合、コントローラ１４は、共通フェール信号ＦＩＮＶが出力されていないと判断する。一方、少なくとも一つの駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６が、フェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６を出力すると、共通フェール信号線２０は、少なくとも一つのフォトカプラＰＣ３によって、グラウンド電位から電気的に切断される。この場合、コントローラ１４は、共通フェール信号ＦＩＮＶが出力されていると判断する。これにより、中継回路ＲＬは、全てのフェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６の論理和信号を、共通フェール信号ＦＩＮＶとして出力することができる。
【００２８】
本実施例の電力変換装置１０では、コントローラ１４及び複数の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６が、通常モードと診断モードとを択一的に実行することができる。通常モードでは、コントローラ１４が、個別の駆動信号線１８を介して、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６に駆動信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６を送信する。そして、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、受信した駆動信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６に応じて、対応する一つのスイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ６を駆動する。これにより、直流電源２と負荷４との間において、所望の電力変換が行われる。
【００２９】
上記の動作と並行して、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、スイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ６及び自己の状態指標を監視し、それらの状態指標に関して異常を検出したときに、フェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６を出力する。少なくとも一つの駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６が、フェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６を出力すると、共通フェール信号ＦＩＮＶが、中継回路ＲＬからコントローラ１４に送信される。例えば、図３に示す例では、第４駆動回路ＤＲ４が、第４スイッチング素子ＳＷ４又は自己に関して異常を検出し、フェール信号ＦＡＩＬ４を出力している。そして、第４駆動回路ＤＲ４が、フェール信号ＦＡＩＬ４を出力することで、共通フェール信号ＦＩＮＶが、コントローラ１４に送信されている。
【００３０】
図３に示すように、通常モード（図３中のＡ）を実行中のコントローラ１４が、共通フェール信号ＦＩＮＶを受信すると、通常モード（Ａ）から診断モード（図３中のＢ）へ移行する。このとき、コントローラ１４は、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６に、モード切替信号ＳＥＬを送信する。各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６も、モード切替信号ＳＥＬを受信すると、通常モード（Ａ）から診断モード（Ｂ）へ移行する。診断モードでは、コントローラ１４が、個別の駆動信号線１８を通じて、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６にリクエスト信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６を順次送信する。これにより、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、互いに異なるタイミングで、リクエスト信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６を受信する。なお、リクエスト信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６は、駆動信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６と同じく、駆動信号線１８を通じて送信される信号であることから、本明細書では両信号に同じ符号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６が付されている。
【００３１】
各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、先の通常モード（Ａ）で異常を検出していれば、リクエスト信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６に応じてフェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６を出力する。そのために、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、通常モード（Ａ）において異常を検出していれば、通常モード（Ａ）から診断モード（Ｂ）へ移行時に、所定のフラグを記憶するとよい。図３に示す例では、第４駆動回路ＤＲ４が、コントローラ１４からのリクエスト信号ＭＩＮ４に応じて、フェール信号ＦＡＩＬ４を出力している。第４スイッチング素子ＳＷ４がフェール信号ＦＡＩＬ４を出力すると、共通フェール信号ＦＩＮＶが、中継回路ＲＬから共通フェール信号線２０を通じてコントローラ１４に送信される。コントローラ１４は、リクエスト信号ＭＩＮ４を送信したタイミングと、共通フェール信号ＦＩＮＶを受信したタイミングに基づいて、第４駆動回路ＤＲ４において異常が検出されたことを検知することができる。診断モード（Ｂ）の実行後、コントローラ１４は、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６に、モード切替信号ＳＥＬを送信する。そして、コントローラ１４は、診断モード（Ｂ）から通常モード（Ａ）へ移行する。各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６も、モード切替信号ＳＥＬを受信すると、診断モード（Ｂ）から通常モード（Ａ）へ移行する。
【００３２】
以上のように、本実施例の電力変換装置１０では、コントローラ１４及び複数の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６が、通常モード（Ａ）と診断モード（Ｂ）とを択一的に実行することができる。通常モード（Ａ）では、いずれかのスイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ６（又はいずれかの駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６）に関して異常が検出されると、共通フェール信号ＦＩＮＶがコントローラ１４へ送信される。これにより、コントローラ１４は、いずれかのスイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ６（又はいずれかの駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６）について、異常が生じたことを検知することができる。コントローラ１４は、複数のフェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６を個別に受信せず、中継回路ＲＬから共通フェール信号ＦＩＮＶのみを受信すればよいので、コントローラ１４と中継回路ＲＬとの間に多数の信号線を設ける必要がない。その一方で、共通フェール信号ＦＩＮＶを受信するだけでは、コントローラ１４が、異常を検出した駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６を特定することができない。
【００３３】
そこで、コントローラ１４及び複数の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、診断モード（Ｂ）へ移行することによって、異常を検出した駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６を特定する。診断モード（Ｂ）では、コントローラ１４が、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６に、リクエスト信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６を順次送信する。リクエスト信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６の送信は、駆動信号線１８を介して行われるので、そのための新たな信号線は必要とされない。リクエスト信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６を受信した各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、仮に通常モード（Ａ）で異常を検出していれば、リクエスト信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６に応じてフェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６を出力する。駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６が出力したフェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６は、共通フェール信号ＦＩＮＶとして、コントローラ１４に入力される。このように、診断モードでは、コントローラ１４の出力するリクエスト信号ＭＩＮ１−ＭＩＮ６が、異常を検出した駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６に入力されると、それに応答して、共通フェール信号ＦＩＮＶがコントローラ１４に入力される。これにより、コントローラ１４は、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６からフェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６を個別に受信することなく、いずれの駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６で異常が検出されたのかを特定することができる。
【００３４】
本実施例の電力変換装置１０では、コントローラ１４の出力するモード切替信号ＳＥＬが、モード切替信号線１６を通じて各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６に送信される。この点に関して、他の実施形態では、モード切替信号ＳＥＬが、個別の駆動信号線１８を通じて、コントローラ１４から各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６に送信されてもよい。このように、既存の駆動信号線１８を利用することによって、モード切替信号線１６を新たに設けることなく、モード切替信号ＳＥＬを各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６へ送信することができる。
【００３５】
本実施例の電力変換装置１０では、図３に示すように、モード切替信号ＳＥＬが、単発的に出力されるパルス信号であった。この点に関して、他の実施形態では、図４に示すように、モード切替信号ＳＥＬがパルス列であってもよい。この場合、コントローラ１４は、実行中のモード（通常モード又は診断モード）に応じて、モード切替信号ＳＥＬのデューティ比を変更することができる。そして、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、モード切替信号ＳＥＬのデューティ比に応じて、通常モードと診断モードとを択一的に実行してもよい。このような構成によると、例えばノイズ等の影響によって、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６が意図せず診断モード（あるいは、通常モード）へ移行することを抑制することができる。
【００３６】
本実施例の電力変換装置１０では、図５に示すように、フェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６が、素子識別信号Ｘを含んでもよい。この場合、素子識別信号Ｘは、複数の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６の間で互いに異なるとよい。なお、図５では、一例として、第４駆動回路ＤＲ４及び第５駆動回路ＤＲ５に対するリクエスト信号ＭＩＮ４、ＭＩＮ５と、第４駆動回路ＤＲ４の出力するフェール信号ＦＡＩＬ４が、拡大して図示されている。フェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６に含まれる素子識別信号Ｘは、共通フェール信号ＦＩＮＶの一部として、コントローラ１４に入力される。コントローラ１４は、受信した素子識別信号Ｘに基づいて、フェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６を出力した駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６、即ち、異常を検出した駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６を、正確に特定することができる。なお、図５に示す素子識別信号Ｘは、第４駆動回路ＤＲ４に割り当てられた「０００１００」の信号列を示す。
【００３７】
上記に加えて、又は代えて、図５に示すように、フェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６は、異常識別信号Ｙを含んでもよい。この場合、異常識別信号Ｙは、検出された異常の種類に応じて異なる信号であるとよい。図６に示すように、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、スイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ６及び自己（駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６）に関して、複数種類の異常（図６中の項目２−９）を区別して検出することができる。異常識別信号Ｙが、検出された異常の種類に応じて異なれば、共通フェール信号ＦＩＮＶを受信したコントローラ１４が、共通フェール信号ＦＩＮＶに含まれる異常識別信号Ｙに基づいて、検出された異常の種類を特定することができる。それにより、コントローラ１４は、検出された異常の種類に応じて、適切な処理を実行することができる。
【００３８】
一例ではあるが、異常識別信号Ｙは、パルス列であって、検出された異常の種類に応じて、そのデューティ比が変更されてもよい。図６に示すように、例えばスイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ６の短絡（項目１）が検出された場合、異常識別信号Ｙのデューティ比は２０パーセントに設定される。このような構成によると、コントローラ１４は、受信した異常識別信号Ｙに基づいて、検出された異常の種類を正確に特定することができる。なお、異常識別信号Ｙは、パルス列に限定されない。異常識別信号Ｙは、コントローラ１４が異常の種類を特定し得るものであればよく、その具体的な構成は特に限定されない。
【００３９】
図６に示すように、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、複数種類の異常に関して優先順位を記憶していてもよい。そして、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、二種類以上の異常を検出したときに、最も優先順位の高い異常に対応する異常識別信号Ｙを出力してもよい。このような構成によると、二種類以上の異常が検出されたときでも、コントローラ１４は、より深刻な異常を確実に検知して、それに応じた処理を適切に実行することができる。ここで、図５に示すように、フェール信号ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６が、二以上の異常識別信号Ｙを含んでもよい。この場合、各々の駆動回路ＤＲ１−ＤＲ６は、三種類以上の異常を検出したときに、最も優先順位の高い二つの異常に対応する異常識別信号Ｙを、それぞれ出力してもよい。
【００４０】
以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００４１】
例えば、本明細書で説明した電力変換装置１０は、六つのスイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ６を有しており、それらが三相インバータ回路を構成している。この点に関して、電力変換装置１０は、少なくとも二つのスイッチング素子を有し、それらがＤＣ−ＤＣコンバータを構成してもよい。本明細書が開示する技術において、複数のスイッチング素子の具体的な数や、それらが構成する回路構造（即ち、複数のスイッチング素子の接続構造）については、様々に変形、変更することができる。
【００４２】
本明細書、又は、図面に説明した技術要素は、単独で、あるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書、又は、図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４３】
２：電源
４：負荷
１０：電力変換装置
１２：パワーユニット
１４：制御装置
１６：モード切替信号線
１８：駆動信号線
２０：共通フェール信号線
ＳＷ１−ＳＷ−６：スイッチング素子
ＤＲ１−ＤＲ６：駆動回路
ＲＬ：中継回路
ＳＥＬ：モード切替信号
ＭＩＮ１−ＭＩＮ６：駆動信号
ＦＡＩＬ１−ＦＡＩＬ６：フェール信号
ＦＩＮＶ：共通フェール信号
Ｘ：フェール信号内の素子識別信号
Ｙ：フェール信号内の異常識別信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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