(57)【要約】【課題】マルチプレクサを含む温度検出装置の異常を正確に検出することができる。【解決手段】計測した温度に応じた信号である温度信号を出力する第１及び第２の温度センサと、前記第１及び第２の温度センサから出力された温度信号に応じたディーティ比又は周波数のパルス信号にそれぞれ変換する信号変換回路と、前記信号変換回路で変換された複数の前記パルス信号のうち、一つの前記パルス信号を選択的に出力するマルチプレクサと、前記第１及び第２の温度センサのうち、前記第１の温度センサから前記信号変換回路に出力される温度信号をオフセットするオフセット部と、を備えることを特徴とする、温度検出装置である。【選択図】図１
2020125933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測した温度に応じた信号である温度信号を出力する第１及び第２の温度センサと、
前記第１及び第２の温度センサから出力された温度信号に応じたディーティ比又は周波数のパルス信号にそれぞれ変換する信号変換回路と、
前記信号変換回路で変換された複数の前記パルス信号のうち、一つの前記パルス信号を選択的に出力するマルチプレクサと、
前記第１及び第２の温度センサのうち、前記第１の温度センサから前記信号変換回路に出力される温度信号をオフセットするオフセット部と、
を備えることを特徴とする、温度検出装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の温度センサは、感温ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の温度検出装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の温度センサに所定の定電流を出力する定電流源を備え、
前記オフセット部は、前記定電流源と、当該定電流源に電気的に接続されている前記第１の温度センサとの間に直列に接続される抵抗器であることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度検出装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の温度検出装置と、
前記マルチプレクサの出力に基づいて前記温度検出装置の異常の有無を判定する異常判定部を備え、
前記信号変換回路は、前記オフセット部によりオフセットされた第１の温度センサの温度信号に応じたディーティ比の第１のパルス信号を生成し、前記第２の温度センサの温度信号に応じたディーティ比の第２のパルス信号を生成し、
前記マルチプレクサは、前記第１のパルス信号と第２のパルス信号とを一定周期ごとに交互に出力し、
前記異常判定部は、一定時間の間において、前記マルチプレクサから出力される前記第１のパルス信号のディーティ比と前記第２のパルス信号のディーティ比との差が所定範囲内になった場合には、前記異常が発生していると判定することを特徴とする異常検出装置。
【請求項５】
電力変換用のスイッチング素子と、
内部に冷却水が流れ、前記スイッチング素子を冷却する冷却装置と、
前記スイッチング素子の温度を計測する請求項１から３のいずれか一項に温度検出装置と、
を備え、
前記スイッチング素子は、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子を備え、
前記第１のスイッチング素子は、第２のスイッチング素子よりも、前記冷却水が流れる方向の上流側に配置され、
前記第１の温度センサは、前記第１のスイッチング素子の温度を計測し、
前記第２の温度センサは、前記第２のスイッチング素子の温度を計測する、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
電力変換用の第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子の温度を計測する請求項３に温度検出装置と、
を備え、
前記第１の温度センサは、前記第１のスイッチング素子の温度を計測する感温ダイオードであり、
前記第２の温度センサは、前記第２のスイッチング素子の温度を計測する感温ダイオードであり、
前記オフセット部の抵抗値は、前記感温ダイオードの特性のばらつき、又は／及び前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との間の偏熱に基づいて設定されることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度検出装置、異常検出装置及び電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、インバータ回路の複数箇所の温度を複数の感温ダイオードで検出する温度検出装置が開示されている。具体的には、上記温度検出装置は、各感温ダイオードで検出した複数箇所の温度のうち、最も高い温度を出力選択回路で選択して、その選択した温度を後段の制御回路に出力する。そして、制御回路は、最も高い温度に基づいてインバータ回路の温度異常を判定する。
ただし、上記特許文献１の制御回路は、上記複数箇所のうち、どの箇所の温度が読み出されているか不明であり、温度異常の箇所が特定できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０９５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、上記問題を解決するために、出力選択回路をマルチプレクサに変更し、複数箇所の温度のうち、一つの温度を任意に選択して、その選択した温度を制御回路に出力することが考えられる。ただし、車両の走行状態や、インバータ回路に含まれるスイッチング素子のスイッチング等によっては、各感温ダイオードの間で出力に差が生じない場合がある。したがって、制御回路では、温度検出装置に異常（例えば、マルチプレクサの故障）が発生しているか否かを判定できず、温度検出装置の異常を正確に検出することができない。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、マルチプレクサを含む温度検出装置の異常を正確に検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、計測した温度に応じた信号である温度信号を出力する第１及び第２の温度センサと、前記第１及び第２の温度センサから出力された温度信号に応じたディーティ比又は周波数のパルス信号にそれぞれ変換する信号変換回路と、前記信号変換回路で変換された複数の前記パルス信号のうち、一つの前記パルス信号を選択的に出力するマルチプレクサと、前記第１及び第２の温度センサのうち、前記第１の温度センサから前記信号変換回路に出力される温度信号をオフセットするオフセット部と、を備えることを特徴とする、温度検出装置である。
【０００７】
本発明の一態様は、上述の温度検出装置であって、前記第１及び第２の温度センサは、感温ダイオードである。
【０００８】
本発明の一態様は、上述の温度検出装置であって、前記第１及び第２の温度センサに所定の定電流を出力する定電流源を備え、前記オフセット部は、前記定電流源と、当該定電流源に電気的に接続されている前記第１の温度センサとの間に直列に接続される抵抗器である。
【０００９】
本発明の一態様は、上述の温度検出装置と、前記マルチプレクサの出力に基づいて前記温度検出装置の異常の有無を判定する異常判定部を備え、前記信号変換回路は、前記オフセット部によりオフセットされた第１の温度センサの温度信号に応じたディーティ比の第１のパルス信号を生成し、前記第２の温度センサの温度信号に応じたディーティ比の第２のパルス信号を生成し、前記マルチプレクサは、前記第１のパルス信号と第２のパルス信号とを一定周期ごとに交互に出力し、前記異常判定部は、一定時間の間において、前記マルチプレクサから出力される前記第１のパルス信号のディーティ比と前記第２のパルス信号のディーティ比との差が所定範囲内になった場合には、前記異常が発生していると判定することを特徴とする異常検出装置である。
【００１０】
本発明の一態様は、冷却水によって冷却される、電力変換用のスイッチング素子と、内部に冷却水が流れ、前記スイッチング素子を冷却する冷却装置と、前記スイッチング素子の温度を計測する上述の温度検出装置と、を備え、前記スイッチング素子は、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子を備え、前記第１のスイッチング素子は、第２のスイッチング素子よりも、前記冷却水が流れる方向の上流側に配置され、前記第１の温度センサは、前記第１のスイッチング素子の温度を計測し、前記第２の温度センサは、前記第２のスイッチング素子の温度を計測する、ことを特徴とする電力変換装置である。
【００１１】
本発明の一態様は、電力変換用の第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子の温度を計測する上述の温度検出装置と、を備え、前記第１の温度センサは、前記第１のスイッチング素子の温度を計測する感温ダイオードであり、前記第２の温度センサは、前記第２のスイッチング素子の温度を計測する感温ダイオードであり、前記オフセット部の抵抗値は、前記感温ダイオードの特性のばらつき、又は／及び前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との間の偏熱に基づいて設定されることを特徴とする電力変換装置である。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、マルチプレクサを含む温度検出装置の異常を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る電力変換装置１の概略構成の一例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る電力変換装置１の異常検出装置１２の概略構成図である。
【図３】本実施形態に係るスイッチングモジュールの配置位置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施形態に係る温度検出装置、異常検出装置及び電力変換装置を、図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る電力変換装置（例えば、ＰＣＵ（Power Control Unit））１の概略構成の一例を示す図である。電力変換装置１は、ハイブリット車や電気自動車のモータ等の負荷Ｆを動力源として走行する車両に搭載される。
【００１６】
図１に示すように、電力変換装置１は、コンデンサ２、昇圧コンバータ３、コンデンサ４、インバータ５、ゲート駆動部６、複数の温度センサ７及び制御装置２０を備える。制御装置２０は、温度検出回路８、絶縁部９及び制御部１０を備える。なお、複数の温度センサ７及び温度検出回路８は、本実施形態の温度検出装置１１を構成する。また、温度検出装置１１（複数の温度センサ７及び温度検出回路８）、絶縁部９及び制御部１０は、本実施形態の異常検出装置１２を構成する。
【００１７】
コンデンサ２は、昇圧コンバータ３の一次側（直流電源Ｅ側）に設けられた平滑用のコンデンサである。
【００１８】
昇圧コンバータ３は、直流電源Ｅ（例えば、バッテリ）から入力される入力電圧を所定の昇圧比で昇圧してインバータ５に出力する。ただし、本実施形態では、昇圧コンバータ３は、インバータ５から入力される回生電圧を所定の降圧比で降圧して直流電源Ｅに出力する機能をさらに備えてもよい。以下に、昇圧コンバータ３の概略構成の一例について説明する。
【００１９】
昇圧コンバータ３は、リアクトルＬ及び互いに直列に接続された上側スイッチング素子群ＱＨと下側スイッチング群ＱＬを備える。
【００２０】
リアクトルＬは一端がコンデンサ２の一端に接続されており、他端が上側スイッチング素子群ＱＨと下側スイッチング群ＱＬに接続されている。
【００２１】
上側スイッチング素子群ＱＨは、互いに並列に接続されたスイッチング素子ＱＨ１（第１のスイッチング素子）及びスイッチング素子ＱＨ２（第２のスイッチング素子）を備える。
本実施形態では、スイッチング素子ＱＨ１及びスイッチング素子ＱＨ２は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である場合について説明するが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＦＥＴ（Field Effective Transistor；電界効果トランジスタ）等であってもよい。
【００２２】
スイッチング素子ＱＨ１及びスイッチング素子ＱＨ２の各コレクタ端子は、コンデンサ４の一方の端子に接続されている。スイッチング素子ＱＨ１及びスイッチング素子ＱＨ２の各エミッタ端子は、リアクトルＬの他端に接続されている。スイッチング素子ＱＨ１及びスイッチング素子ＱＨ２の各ゲート端子は、ゲート駆動部６に接続されている。
【００２３】
下側スイッチング素子群ＱＬは、互いに並列に接続されたスイッチング素子ＱＬ１、スイッチング素子ＱＬ２及びスイッチング素子ＱＬ３を備える。
本実施形態では、スイッチング素子ＱＬ１、スイッチング素子ＱＬ２及びスイッチング素子ＱＬ３は、ＩＧＢＴである場合について説明するが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＦＥＴ等であってもよい。
【００２４】
スイッチング素子ＱＬ１、スイッチング素子ＱＬ２及びスイッチング素子ＱＬ３の各コレクタ端子は、リアクトルＬの他端に接続されている。スイッチング素子ＱＬ１、スイッチング素子ＱＬ２及びスイッチング素子ＱＬ３の各エミッタ端子は、直流電源Ｅのマイナス端子及びコンデンサ４の他端に接続されている。スイッチング素子ＱＬ１、スイッチング素子ＱＬ２及びスイッチング素子ＱＬ３の各ゲート端子は、ゲート駆動部６に接続されている。
【００２５】
コンデンサ４は、一端がスイッチング素子ＱＨ１及びスイッチング素子ＱＨ２のコレクタ端子に接続され、他端が直流電源Ｅのマイナス端子に接続された平滑コンデンサである。
【００２６】
ここで、電力変換装置１は、図３に示す冷却装置２００を備えてもよい。この冷却装置２００は、ウォータージャケットを備える。例えば、電力変換装置１は、冷却装置２００としてウォータージャケットのみを備えてもよいし、ウォータージャケット及び当該ウォータージャケットの内部に冷却水を流す装置（例えば、ポンプ）を冷却装置２００として備えてもよい。冷却装置２００は、当該ウォータージャケットの内部に冷却水を循環させることで上側スイッチング素子群ＱＨと下側スイッチング群ＱＬとを冷却する。例えば、当上側スイッチング素子群ＱＨと下側スイッチング群ＱＬとは、該ウォータージャケットの上に配置されている。なお、上側スイッチング素子群ＱＨのうち、スイッチング素子ＱＨ１は、スイッチング素子ＱＨ２よりも、上記冷却水が流れる方向（以下、「流れ方向」という。）の上流側に設けられている。例えば、スイッチング素子ＱＨ１は、スイッチング素子ＱＨ２よりも、上記冷却水が流れる方向（以下、「流れ方向」という。）の上流側の当該ウォータージャケットの上部に設けられている。したがって、冷却装置２００の内部を流れる上記冷却水は、上側スイッチング素子群ＱＨにおいて、スイッチング素子ＱＨ１、スイッチング素子ＱＨ２の順に循環することになる。なお、冷却装置２００によって冷却されるスイッチング素子は、インバータ５のスイッチング素子であってもよい。
【００２７】
インバータ５は、制御部１０による制御により、昇圧コンバータ３から入力された入力電力を交流電力に変換してモータ等の負荷Ｆに給電する電力変換回路である。本実施形態では、インバータ５は、図示するように三相インバータであり、各相に対応した３つのスイッチングレグを備えている。なお、電力変換装置１に複数の負荷Ｒが接続された構成とすることも可能であり、このような場合にはインバータ５が負荷Ｒごとに設けられることで複数設置される。
【００２８】
ゲート駆動部６は、制御部１０による制御により、昇圧コンバータ３及びインバータ５を駆動する。例えば、ゲート駆動部６は、制御部１０による制御により、昇圧コンバータ３のスイッチング素子ＱＨ１，ＱＨ２及びスイッチング素子ＱＬ１〜３の各ゲート端子に駆動信号を出力することで、昇圧コンバータ３を駆動する。また、ゲート駆動部６は、制御部１０による制御により、インバータ５に含まれるスイッチング素子の各ゲート端子に駆動信号を出力することで、インバータ５を駆動する。
【００２９】
複数の温度センサ７は、昇圧コンバータ３内の温度を計測し、その計測した温度に応じた信号（以下、「温度信号」という。）を温度検出回路８に出力する。本実施形態では、温度センサ７は、温度に応じて順方向電圧が小さくなる、いわゆる感温ダイオードである。ただし、温度センサ７は、感温ダイオードに限定されず、昇圧コンバータ３内の温度を計測し、その計測した温度に応じた信号を出力できれば、種々の構成を採用することができる。温度信号は、温度センサ７が計測した温度に応じた電圧値を示す信号である。温度センサ７が感温ダイオードである場合には、この温度信号は、感温ダイオードの順方向電圧を示す信号である。
本実施形態では、複数の温度センサ７とは、温度センサ７ａ（第１の温度センサ）及び温度センサ７ｂ（第２の温度センサ）である。
【００３０】
温度センサ７ａ，７ｂは、昇圧コンバータ３のスイッチング素子の温度Ｔを計測する。本実施形態では、温度センサ７ａは、上側スイッチング素子群ＱＨのスイッチング素子ＱＨ１の温度を検出するために、スイッチング素子ＱＨ１に近接して設置される。また、温度センサ７ｂは、上側スイッチング素子群ＱＨのスイッチング素子ＱＨ２の温度を検出するために、スイッチング素子ＱＨ２に近接して設置される。
なお、温度センサ７ａ及びスイッチング素子ＱＨ１は、第１のスイッチングモジュールを構成する。温度センサ７ｂ及びスイッチング素子ＱＨ２は、第２のスイッチングモジュールを構成する。
【００３１】
温度検出回路８は、温度センサ７ａからの温度信号Ｖａと、温度センサ７ｂからの温度信号Ｖｂとを取得する。そして、温度検出回路８は、温度信号Ｖａに応じた第１のパルス信号Ｐａと、温度信号Ｖｂに応じた第２のパルス信号Ｐｂとのうち、いずれか一方のパルス信号を選択的に制御部１０に出力する。
【００３２】
絶縁部９は、温度検出回路８と制御部１０との間を電気的に絶縁する。絶縁部９は、温度検出回路８と制御部１０との間を電気的に絶縁できれば、種々な素子を用いてもよく、例えば、絶縁トランスであってもよい。
制御部１０は、ゲート駆動部６を制御することで、昇圧コンバータ３及びインバータ５の駆動を制御する。また、制御部１０は、温度検出回路８からの出力（パルス信号）に基づいて、温度検出装置１１の異常を検出する。
【００３３】
次に、本実施形態に係る温度検出回路８を含む温度検出装置１１及び制御部１０の構成を、図２を用いて具体的に説明する。図２は、本実施形態に係る電力変換装置１の異常検出装置１２の概略構成図である。
本実施形態に係る異常検出装置１２は、温度検出装置１１及び制御部１０を備える。温度検出装置１１は、複数の温度センサ７及び温度検出回路８を備える。
次に、本実施形態に係る温度検出回路８の概略構成について図２を用いて説明する。
【００３４】
温度検出回路８は、定電流源１３ａ，１３ｂ、オフセット部１４、信号変換回路１５、及びマルチプレクサ１６を備える。
【００３５】
定電流源１３ａは、温度センサ７ａに所定の定電流を出力する。これにより、温度センサ７ａが駆動され、温度センサ７ａは、温度信号Ｖａを信号変換回路１５に出力する。
定電流源１３ａは、一端が電源に接続され、他端（出力端子）が温度センサ７ａのアノードと電気的に接続されている。当該電源とは、図示されていない補機バッテリの出力から生成された電源である。
定電流源１３ｂは、温度センサ７ｂに所定の定電流を出力する。これにより、温度センサ７ｂが駆動され、温度センサ７ｂは、温度信号Ｖｂを信号変換回路１５に出力する。
定電流源１３ｂは、一端が上記電源に接続され、他端（出力端子）が温度センサ７ｂのアノードと電気的に接続されている。
【００３６】
オフセット部１４は、温度センサ７ａの温度信号Ｖａを所定値だけオフセットする。具体的には、オフセット部１４は、温度センサ７ａの温度信号Ｖａを所定の電圧だけオフセットする。したがって、温度センサ７ａから信号変換回路１５に出力される温度信号Ｖａは、所定値だけオフセットされていることになる。なお、以下において、オフセット部１４によりオフセットされた温度信号Ｖａを「温度信号Ｖａ´」と表記する。
なお、本実施形態では、オフセット部１４は、抵抗器である場合について説明するが、これに限定されず、温度信号Ｖａに所定値だけオフセットすることができれば、抵抗器以外の種々の構成を採用してもよい。
オフセット部１４は、定電流源１３ａの出力端子と温度センサ７ａのアノードとの間に直列に接続されている。例えば、オフセット部１４は、定電流源１３ａが温度センサ７ａに向けて出力する定電流の電流経路に設けられている。
【００３７】
ここで、温度信号Ｖａ´の電圧範囲（以下、「第１の電圧範囲」という。）と温度信号Ｖｂの電圧範囲（以下、「第２の電圧範囲」という。）とは、互いに一部でも重ならない関係にある。すなわち、温度信号Ｖａがオフセット部１４によってオフセットされることによって、温度信号Ｖａ´の電圧範囲は、温度信号Ｖｂの電圧範囲と一部でも重ならないように設定される。換言すれば、オフセット部１４が温度信号Ｖａをオフセットするオフセット量の上記所定値は、温度信号Ｖａ´の電圧範囲と温度信号Ｖｂの電圧範囲とが重ならないように設定されている。本実施形態では、オフセット部１４である抵抗器の抵抗値は、温度信号Ｖａ´の電圧範囲と温度信号Ｖｂの電圧範囲とが互いに一部であっても重ならないように設定されている。なお、第１の電圧範囲とは、温度信号Ｖａ´の上限値と下限値との間の電圧範囲である。例えば、上限値は、温度センサ７ａが計測できる温度範囲の上限である上限温度を温度センサ７ａが計測したときの温度信号Ｖａ´の電圧値である。
【００３８】
信号変換回路１５は、温度信号Ｖａ´に応じたディーティ比又は周波数のパルス信号第１のパルス信号Ｐａを生成する。また、信号変換回路１５は、温度信号Ｖｂに応じたディーティ比又は周波数の第２のパルス信号Ｐｂを生成する。
具体的には、信号変換回路１５は、三角波生成器１５１、及びコンパレータ１５２ａ，１５２ｂを備える。
【００３９】
三角波生成器１５１は、三角波を生成する。そして、三角波生成器１５１は、生成した三角波をコンパレータ１５２ａ及びコンパレータ１５２ｂに出力する。
コンパレータ１５２ａは、オフセット部１４を介して温度センサ７ａから取得した温度信号Ｖａ´の電圧と、三角波生成器１５１が生成した三角波の電圧とを比較して、その比較結果に応じたデューティ比Ｄ１の第１のパルス信号Ｐａを生成する。そして、コンパレータ１５２ａは、生成した第１のパルス信号Ｐａをマルチプレクサ１６に出力する。
【００４０】
コンパレータ１５２ｂは、オフセット部１４を介して温度センサ７ｂから取得した温度信号Ｖｂの電圧と、三角波生成器１５１が生成した三角波の電圧とを比較して、その比較結果に応じたデューティ比Ｄ２の第２のパルス信号Ｐｂを生成する。そして、コンパレータ１５２ｂは、生成した第２のパルス信号Ｐｂをマルチプレクサ１６に出力する。
【００４１】
マルチプレクサ１６は、信号変換回路１５に接続され、信号変換回路１５で生成された第１のパルス信号Ｐａ及び第２のパルス信号Ｐｂのうち、一つのパルス信号を選択的に出力する。具体的には、マルチプレクサ１６は、制御部１０から第１の切替信号を受信した場合には、第１のパルス信号Ｐａ及び第２のパルス信号Ｐｂのうち、第１のパルス信号Ｐａを選択して制御部１０に出力する。第１の切替信号は、マルチプレクサ１６の出力を切り替えさせる信号であって、第１のパルス信号Ｐａを出力させるようにマルチプレクサ１６の出力を切り替えさせる信号である。
また、マルチプレクサ１６は、制御部１０から第２の切替信号を受信した場合には、第１のパルス信号Ｐａ及び第２のパルス信号Ｐｂのうち、第２のパルス信号Ｐｂを選択して制御部１０に出力する。第２の切替信号は、マルチプレクサ１６の出力を切り替えさせる信号であって、第２のパルス信号Ｐｂを出力させるようにマルチプレクサ１６の出力を切り替えさせる信号である。
【００４２】
絶縁部９は、温度検出回路８と制御部１０との間を電気的に絶縁する絶縁素子９ａ及び絶縁素子９ｂを備える。これにより、図２に示すように、第１のパルス信号Ｐａや第２のパルス信号Ｐｂは、絶縁素子９ａを介して制御部１０に出力される。また、第１の切替信号や第２の切替信号は、絶縁素子９ｂを介してマルチプレクサ１６に出力される。
【００４３】
次に、本実施形態に係る制御部１０の概略構成について説明する。
制御部１０は、切替部１７及び異常判定部１８を備える。
切替部１７は、マルチプレクサ１６の出力を切り替えさせる切替信号である第１の切替信号や第２の切替信号をマルチプレクサ１６に出力する。例えば、切替部１７は、一定周期ごとに第１の切替信号と第２の切替信号とを交互にマルチプレクサ１６に出力してもよい。例えば、切替部１７は、第１の周期ごとに第１の切替信号と第２の切替信号とを交互にマルチプレクサ１６に出力してもよい。
【００４４】
異常判定部１８は、第１のパルス信号Ｐａ及び第２のパルス信号Ｐｂに基づいて温度検出回路８（例えば、マルチプレクサ１６）の異常の有無を判定する。例えば、異常判定部１８は、第１のパルス信号Ｐａのディーティ比Ｄ１及び第２のパルス信号Ｐｂのディーティ比Ｄ２をそれぞれ第２の周期（＜第１の周期）で読み取る。そして、異常判定部１８は、所定時間の間、ディーティ比Ｄ１とディーティ比Ｄ２との差（Ｄ１−Ｄ２）が常に所定範囲外（例えば、閾値Ｄｔｈ以上）であれば、温度検出回路８（例えば、マルチプレクサ１６）に異常が発生していないと判定する。一方、異常判定部１８は、所定時間の間、ディーティ比Ｄ１とディーティ比Ｄ２との差（Ｄ１−Ｄ２）が一度でも（又は一時的でも）所定範囲内（例えんば、閾値Ｄｔｈ未満）となれば、温度検出回路８（例えば、マルチプレクサ１６）に異常が発生していると判定する。
ただし、異常判定部１８における温度検出回路８の異常の有無の判定方法は、上述の方法に限定されず、第１のパルス信号Ｐａ及び第２のパルス信号Ｐｂに基づいて温度検出回路８の異常の有無が判定できれば、公知の技術を用いてもよい。
例えば、異常判定部は、第１の切替信号や第２の切替信号によってマルチプレクサ１６の出力が切り替えられた後の所定時間の間に、ディーティ比Ｄ１が第１の範囲以内を維持し、且つ、ディーティ比Ｄ２が第２の範囲以内を維持できれば、温度検出回路８に異常が発生していないと判定してもよい。一方、異常判定部は、第１の切替信号や第２の切替信号によってマルチプレクサ１６の出力が切り替えられた後の所定時間の間に、ディーティ比Ｄ１が第１の範囲以上であること、又はディーティ比Ｄ２が第２の範囲以上であることを検出した場合には、温度検出回路８に異常が発生していると判定してもよい。
【００４５】
次に、本実施形態に係る異常検出装置１２の動作について説明する。
温度センサ７ａがスイッチング素子ＱＨ１の温度を計測し、その計測した温度に応じた温度信号Ｖａを温度検出回路８に出力する。また、温度センサ７ｂがスイッチング素子ＱＨ２の温度を計測し、その計測した温度に応じた温度信号Ｖｂを温度検出回路８に出力する。ここで、温度信号Ｖｂは、そのまま信号変換回路１５で取得される。ただし、温度信号Ｖａは、信号変換回路１５で取得される前に、オフセット部１４によって所定値だけオフセットされる。したがって、オフセット部１４によって所定値だけオフセットされた温度信号Ｖａ´が信号変換回路１５で取得される。
【００４６】
信号変換回路１５は、温度信号Ｖａ´を、温度信号Ｖａ´に応じたディーティ比Ｄ１の第１のパルス信号Ｐａに変換する。また、信号変換回路１５は、温度信号Ｖｂを、温度信号Ｖｂに応じたに応じたディーティ比Ｄ２第２のパルス信号Ｐｂに変換する。そして、信号変換回路１５は、第１のパルス信号Ｐａ及び第２のパルス信号Ｐｂをマルチプレクサ１６に出力する。マルチプレクサ１６は、第１の周期ごとに第１のパルス信号Ｐａと第２のパルス信号Ｐｂとを交互に出力する。ここで、オフセット部１４によって、温度信号Ｖａ´と温度信号Ｖｂとの間で電圧に差が発生する。そのため、マルチプレクサ１６が正常に動作している場合には、ディーティ比Ｄ１とディーティ比Ｄ２との間には、一定以上の差が発生することになる。したがって、制御部１０は、切替信号（第１の切替信号や第２の切替信号）を出力してもマルチプレクサ１６から出力されるパルス信号のディーティ比が変化しない、又は当該ディーティ比が変化していないと同視し得る範囲内であれば、マルチプレクサ１６に異常が発生していると判定することができる。
【００４７】
上述したように、本実施形態に係る温度検出装置１１は、温度センサ７ａ，７ｂのうち、温度センサ７ａから信号変換回路１５に出力される温度信号Ｖａをオフセットするオフセット部１４を備える。
【００４８】
このような構成により、温度信号Ｖａ´と温度信号Ｖｂに電圧の差が発生するため、マルチプレクサ１６が切り替わらない等の異常を検出することができる。
【００４９】
温度センサ７ａは、スイッチング素子ＱＨ１の温度を計測してもよい。また、温度センサ７ｂは、スイッチング素子ＱＨ２の温度を計測してもよい。ここで、スイッチング素子ＱＨ１は、スイッチング素子ＱＨ２よりも、冷却水が流れる方向の上流側に配置される。具体的には、図３に示すように、基板１００に、温度検出回路８、絶縁部９及び制御部１０が実装されている。そして、温度センサ７ａ及びスイッチング素子ＱＨ１で構成される第１のスイッチングモジュール１０１ａは、温度センサ７ｂ及びスイッチング素子ＱＨ２とで構成される第２のスイッチングモジュール１０１ｂよりも、冷却水の流れ方向の上流側に設けられている。
このような場合において、オフセット部１４は、冷却水の流れ方向の上流側に設けられている温度センサ７ａに電気的に接続されている。これにより、温度センサ７ａが計測する温度と温度センサ７ｂが計測する温度との差をより大きくすることができるため、温度検出回路８の異常の誤検知を抑制することができる。
なお、本発明の電力変換用のスイッチング素子とは、昇圧コンバータ３のスイッチング素子やインバータ５のスイッチング素子である。
【００５０】
また、オフセット部１４の抵抗値は、温度センサ７ａ及び温度センサ７ｂの感温ダイオードの特性のばらつき、又は／及びスイッチング素子ＱＨ１とスイッチング素子ＱＨ２との間の偏熱に基づいて設定されてもよい。例えば、上記感温ダイオードの特性のばらつき及び上記偏熱があったとしても、温度検出回路８（例えば、マルチプレクサ１６）に異常が発生すれば、ディーティ比Ｄ１とディーティ比Ｄ２との差（Ｄ１−Ｄ２）が所定範囲内（例えば、閾値Ｄｔｈ未満）なるようにオフセット部１４の抵抗値が設定されてもよい。また、例えば、上記感温ダイオードの特性のばらつき及び上記偏熱があったとしても、温度検出回路８（例えば、マルチプレクサ１６）に異常が発生すれば、ディーティ比Ｄ１が第１の範囲以外になるようにオフセット部１４の抵抗値が設定されてもよい。
【００５１】
なお、本実施形態では、温度センサ７ａ及び温度センサ７ｂは、上側スイッチング素子群ＱＨのスイッチング素子の温度を計測したが、これに限定されず、下側スイッチング群ＱＬのスイッチング素子（例えば、スイッチング素子ＱＬ２及びスイッチング素子ＱＬ３）の温度を計測してもよい。
【００５２】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１  電力変換装置１
７ａ  温度センサ（第１の温度センサ）
７ｂ  温度センサ（第２の温度センサ）
８  温度検出回路
１０  制御部
１３ａ，１３ｂ  定電流源
１４  オフセット部
１５  信号変換回路
１６  マルチプレクサ
１７  切替部
１８  異常判定部
【図１】
2020125933.tif 000003
【図２】
2020125933.tif 000004
【図３】
2020125933.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月6日(2019.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測した温度に応じた信号である温度信号を出力する第１及び第２の温度センサと、
前記第１及び第２の温度センサから出力された温度信号に応じたデューティ比又は周波数のパルス信号にそれぞれ変換する信号変換回路と、
前記信号変換回路で変換された複数の前記パルス信号のうち、一つの前記パルス信号を選択的に出力するマルチプレクサと、
前記第１及び第２の温度センサのうち、前記第１の温度センサから前記信号変換回路に出力される温度信号をオフセットするオフセット部と、
を備えることを特徴とする、温度検出装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の温度センサは、感温ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の温度検出装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の温度センサに所定の定電流を出力する定電流源を備え、
前記オフセット部は、前記定電流源と、当該定電流源に電気的に接続されている前記第１の温度センサとの間に直列に接続される抵抗器であることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度検出装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の温度検出装置と、
前記マルチプレクサの出力に基づいて前記温度検出装置の異常の有無を判定する異常判定部を備え、
前記信号変換回路は、前記オフセット部によりオフセットされた第１の温度センサの温度信号に応じたデューティ比の第１のパルス信号を生成し、前記第２の温度センサの温度信号に応じたデューティ比の第２のパルス信号を生成し、
前記マルチプレクサは、前記第１のパルス信号と第２のパルス信号とを一定周期ごとに交互に出力し、
前記異常判定部は、一定時間の間において、前記マルチプレクサから出力される前記第１のパルス信号のデューティ比と前記第２のパルス信号のデューティ比との差が所定範囲内になった場合には、前記異常が発生していると判定することを特徴とする異常検出装置。
【請求項５】
電力変換用のスイッチング素子と、
内部に冷却水が流れ、前記スイッチング素子を冷却する冷却装置と、
前記スイッチング素子の温度を計測する請求項１から３のいずれか一項に記載の温度検出装置と、
を備え、
前記スイッチング素子は、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子を備え、
前記第１のスイッチング素子は、第２のスイッチング素子よりも、前記冷却水が流れる方向の上流側に配置され、
前記第１の温度センサは、前記第１のスイッチング素子の温度を計測し、
前記第２の温度センサは、前記第２のスイッチング素子の温度を計測する、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
電力変換用の第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子の温度を計測する請求項３に記載の温度検出装置と、
を備え、
前記第１の温度センサは、前記第１のスイッチング素子の温度を計測する感温ダイオードであり、
前記第２の温度センサは、前記第２のスイッチング素子の温度を計測する感温ダイオードであり、
前記オフセット部の抵抗値は、前記感温ダイオードの特性のばらつき、又は／及び前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との間の偏熱に基づいて設定されることを特徴とする電力変換装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一態様は、計測した温度に応じた信号である温度信号を出力する第１及び第２の温度センサと、前記第１及び第２の温度センサから出力された温度信号に応じたデューティ比又は周波数のパルス信号にそれぞれ変換する信号変換回路と、前記信号変換回路で変換された複数の前記パルス信号のうち、一つの前記パルス信号を選択的に出力するマルチプレクサと、前記第１及び第２の温度センサのうち、前記第１の温度センサから前記信号変換回路に出力される温度信号をオフセットするオフセット部と、を備えることを特徴とする、温度検出装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一態様は、上述の温度検出装置と、前記マルチプレクサの出力に基づいて前記温度検出装置の異常の有無を判定する異常判定部を備え、前記信号変換回路は、前記オフセット部によりオフセットされた第１の温度センサの温度信号に応じたデューティ比の第１のパルス信号を生成し、前記第２の温度センサの温度信号に応じたデューティ比の第２のパルス信号を生成し、前記マルチプレクサは、前記第１のパルス信号と第２のパルス信号とを一定周期ごとに交互に出力し、前記異常判定部は、一定時間の間において、前記マルチプレクサから出力される前記第１のパルス信号のデューティ比と前記第２のパルス信号のデューティ比との差が所定範囲内になった場合には、前記異常が発生していると判定することを特徴とする異常検出装置である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
信号変換回路１５は、温度信号Ｖａ´に応じたデューティ比又は周波数のパルス信号第１のパルス信号Ｐａを生成する。また、信号変換回路１５は、温度信号Ｖｂに応じたデューティ比又は周波数の第２のパルス信号Ｐｂを生成する。
具体的には、信号変換回路１５は、三角波生成器１５１、及びコンパレータ１５２ａ，１５２ｂを備える。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
異常判定部１８は、第１のパルス信号Ｐａ及び第２のパルス信号Ｐｂに基づいて温度検出回路８（例えば、マルチプレクサ１６）の異常の有無を判定する。例えば、異常判定部１８は、第１のパルス信号Ｐａのデューティ比Ｄ１及び第２のパルス信号Ｐｂのデューティ比Ｄ２をそれぞれ第２の周期（＜第１の周期）で読み取る。そして、異常判定部１８は、所定時間の間、デューティ比Ｄ１とデューティ比Ｄ２との差（Ｄ１−Ｄ２）が常に所定範囲外（例えば、閾値Ｄｔｈ以上）であれば、温度検出回路８（例えば、マルチプレクサ１６）に異常が発生していないと判定する。一方、異常判定部１８は、所定時間の間、デューティ比Ｄ１とデューティ比Ｄ２との差（Ｄ１−Ｄ２）が一度でも（又は一時的でも）所定範囲内（例えんば、閾値Ｄｔｈ未満）となれば、温度検出回路８（例えば、マルチプレクサ１６）に異常が発生していると判定する。
ただし、異常判定部１８における温度検出回路８の異常の有無の判定方法は、上述の方法に限定されず、第１のパルス信号Ｐａ及び第２のパルス信号Ｐｂに基づいて温度検出回路８の異常の有無が判定できれば、公知の技術を用いてもよい。
例えば、異常判定部は、第１の切替信号や第２の切替信号によってマルチプレクサ１６の出力が切り替えられた後の所定時間の間に、デューティ比Ｄ１が第１の範囲以内を維持し、且つ、デューティ比Ｄ２が第２の範囲以内を維持できれば、温度検出回路８に異常が発生していないと判定してもよい。一方、異常判定部は、第１の切替信号や第２の切替信号によってマルチプレクサ１６の出力が切り替えられた後の所定時間の間に、デューティ比Ｄ１が第１の範囲以上であること、又はデューティ比Ｄ２が第２の範囲以上であることを検出した場合には、温度検出回路８に異常が発生していると判定してもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
信号変換回路１５は、温度信号Ｖａ´を、温度信号Ｖａ´に応じたデューティ比Ｄ１の第１のパルス信号Ｐａに変換する。また、信号変換回路１５は、温度信号Ｖｂを、温度信号Ｖｂに応じたに応じたデューティ比Ｄ２第２のパルス信号Ｐｂに変換する。そして、信号変換回路１５は、第１のパルス信号Ｐａ及び第２のパルス信号Ｐｂをマルチプレクサ１６に出力する。マルチプレクサ１６は、第１の周期ごとに第１のパルス信号Ｐａと第２のパルス信号Ｐｂとを交互に出力する。ここで、オフセット部１４によって、温度信号Ｖａ´と温度信号Ｖｂとの間で電圧に差が発生する。そのため、マルチプレクサ１６が正常に動作している場合には、デューティ比Ｄ１とデューティ比Ｄ２との間には、一定以上の差が発生することになる。したがって、制御部１０は、切替信号（第１の切替信号や第２の切替信号）を出力してもマルチプレクサ１６から出力されるパルス信号のデューティ比が変化しない、又は当該デューティ比が変化していないと同視し得る範囲内であれば、マルチプレクサ１６に異常が発生していると判定することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
また、オフセット部１４の抵抗値は、温度センサ７ａ及び温度センサ７ｂの感温ダイオードの特性のばらつき、又は／及びスイッチング素子ＱＨ１とスイッチング素子ＱＨ２との間の偏熱に基づいて設定されてもよい。例えば、上記感温ダイオードの特性のばらつき及び上記偏熱があったとしても、温度検出回路８（例えば、マルチプレクサ１６）に異常が発生すれば、デューティ比Ｄ１とデューティ比Ｄ２との差（Ｄ１−Ｄ２）が所定範囲内（例えば、閾値Ｄｔｈ未満）なるようにオフセット部１４の抵抗値が設定されてもよい。また、例えば、上記感温ダイオードの特性のばらつき及び上記偏熱があったとしても、温度検出回路８（例えば、マルチプレクサ１６）に異常が発生すれば、デューティ比Ｄ１が第１の範囲以外になるようにオフセット部１４の抵抗値が設定されてもよい。