(57)【要約】【課題】本発明は、配線状態検出装置に係り、制御部と駆動部とを接続部を介して電気的に接続する配線の状態を効率的に精度よく検出することにある。【解決手段】スイッチング素子を有する駆動部と、スイッチング素子を駆動制御する制御部と、を接続部を介して着脱可能に電気的に接続する配線の状態を検出する装置は、制御部が駆動部のスイッチング素子へ向けて供給する指令信号に対する、該スイッチング素子の駆動の位相遅れを検出する位相遅れ検出手段と、位相遅れ検出手段により検出される位相遅れが所定閾値未満であるか否かに基づいて、接続部又は配線の接続正常／接続異常を判定する接続状態判定手段と、を備える。【選択図】図１
2014215234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子を有する駆動部と、前記スイッチング素子を駆動制御する制御部と、を接続部を介して着脱可能に電気的に接続する配線の状態を検出する装置であって、
前記制御部が前記駆動部の前記スイッチング素子へ向けて供給する指令信号に対する、該スイッチング素子の駆動の位相遅れを検出する位相遅れ検出手段と、
前記位相遅れ検出手段により検出される前記位相遅れが所定閾値未満であるか否かに基づいて、前記接続部又は前記配線の接続正常／接続異常を判定する接続状態判定手段と、
を備えることを特徴とする配線状態検出装置。
【請求項２】
前記位相遅れ検出手段は、
前記スイッチング素子の出力段に流れる出力電流を検出する出力電流検出手段と、
前記出力電流検出手段により検出した前記出力電流を所定閾値電流と比較する比較手段と、
前記指令信号が出力されるタイミングから、前記比較手段により前記出力電流が前記所定閾値電流以上又は以下となるタイミングまでの時間を、前記位相遅れとして測定する遅れ時間測定手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の配線状態検出装置。
【請求項３】
前記出力電流検出手段は、前記出力電流を出力電圧に変換する抵抗を有し、
前記比較手段は、前記抵抗の両端に生じる前記出力電圧を所定閾値電圧と比較することで、前記出力電流を前記所定閾値電流と比較することを特徴とする請求項２記載の配線状態検出装置。
【請求項４】
前記スイッチング素子は、コレクタ電流を分流した電流が流れるセンスエミッタを有する絶縁ゲート型バイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項２記載の配線状態検出装置。
【請求項５】
前記出力電流検出手段は、前記センスエミッタに流れる電流を前記出力電流として検出することを特徴とする請求項４記載の配線状態検出装置。
【請求項６】
前記出力電流検出手段は、前記センスエミッタに流れる電流を出力電圧に変換するセンス抵抗を有し、
前記比較手段は、前記センス抵抗の両端に生じる前記出力電圧を所定閾値電圧と比較することで、前記エミッタ電流を前記所定閾値電流と比較することを特徴とする請求項５記載の配線状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線状態検出装置に係り、特に、スイッチング素子を有する駆動部と、スイッチング素子を駆動制御する制御部と、を接続部を介して着脱可能に電気的に接続する配線の状態を検出する配線状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パワーモジュールに用いられる配線の状態を検出する配線状態検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。パワーモジュールは、スイッチング素子を有する駆動部（パワードライブユニット）と、スイッチング素子であるＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）を駆動制御する制御部（制御基板）と、を備えている。駆動部と制御部とは、配線を介して電気的に接続されると共に、接続部（コネクタ）を用いて着脱可能に電気的に接続される。
【０００３】
上記の配線状態検出装置は、制御部の出力段に設けられる抵抗と、その抵抗の両端に生じる電圧を増幅する増幅器と、その増幅器の出力信号を所定閾値と比較する比較器と、を有している。上記の抵抗は、ＩＧＢＴのゲート信号の流通経路上に設けられており、制御部の出力段と駆動部のＩＧＢＴとの間に介在している。上記の配線状態検出装置は、比較器にて、抵抗の両端に生じる電圧が増幅された増幅器の出力信号を所定閾値と比較することで、駆動部と制御部とを接続部を介して電気的に接続する配線の状態を検出する。具体的には、増幅器の出力信号が所定閾値としての短絡検知用の基準電圧よりも高い場合に配線に短絡が生じていると判定する。また、増幅器の出力信号が所定閾値としての断線検知用の基準電圧よりも低い場合に配線に断線が生じていると判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０３２３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
制御部のゲート信号流通経路上に存在するＩＧＢＴゲート抵抗は一般的に比較的低い抵抗値を有するので、上記特許文献１記載の装置においてゲート抵抗の両端に生じる電圧を検出するためには、そのゲート抵抗の両端電圧を大きなゲインで増幅させることが必要である。しかし、かかる構成では、制御部と駆動部とを接続部を介して電気的に接続する配線の状態を検出するうえで効率が悪く、また、ＩＧＢＴを用いたパワーモジュールは一般的に大電圧・大電流で駆動されるので、パワーモジュール内で発生する大きなノイズに起因して配線状態検出を誤る可能性が高くなる。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、制御部と駆動部とを接続部を介して電気的に接続する配線の状態を効率的に精度よく検出することが可能な配線状態検出装置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】
【０００７】
上記の目的は、スイッチング素子を有する駆動部と、前記スイッチング素子を駆動制御する制御部と、を接続部を介して着脱可能に電気的に接続する配線の状態を検出する装置であって、前記制御部が前記駆動部の前記スイッチング素子へ向けて供給する指令信号に対する、該スイッチング素子の駆動の位相遅れを検出する位相遅れ検出手段と、前記位相遅れ検出手段により検出される前記位相遅れが所定閾値未満であるか否かに基づいて、前記接続部又は前記配線の接続正常／接続異常を判定する接続状態判定手段と、を備える配線状態検出装置により達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、制御部と駆動部とを接続部を介して電気的に接続する配線の状態を効率的に精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施例である配線状態検出装置により配線状態が検出されるＩＰＭモジュールの構成図である。
【図２】本実施例のＩＰＭモジュールにおける動作波形を表した図である。
【図３】本実施例の配線状態検出装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施例である配線状態検出装置により配線状態が検出されるＩＰＭモジュールの構成図である。
【図５】本実施例のＩＰＭモジュールにおける動作波形を表した図である。
【図６】本実施例の配線状態検出装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて、本発明に係る配線状態検出装置の具体的な実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の第１実施例である配線状態検出装置１０により配線状態が検出されるＩＰＭ（Intelligent Power Module）モジュール１２の構成図を示す。本実施例のＩＰＭモジュール１２は、例えば電気自動車やハイブリッド車両に搭載されており、電力変換を行うインバータに用いられる構成部品である。図１に示す如く、ＩＰＭモジュール１２は、パワー半導体で構成される半導体モジュール１４と、パワー半導体を駆動制御する制御基板１６と、を備えている。半導体モジュール１４と制御基板１６とは、配線１８を介して電気的に接続されている。
【００１２】
半導体モジュール１４は、電力変換時にスイッチング動作されるスイッチング素子２０を有している。スイッチング素子２０は、パワー半導体であるＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）である。半導体モジュール１４は、スイッチング素子２０を用いて、車載バッテリである外部電源２２の電力を直流から交流に変換してモータ２４に供給する電力変換ユニットである。
【００１３】
半導体モジュール１４は、外部電源２２の高圧側端子２６と低圧側端子２８との間に設けられている。半導体モジュール１４は、外部電源２２の直流電力（出力電圧ＶＨ）を交流電力に変換してモータ２４へ出力するインバータ回路である。モータ２４は、三相交流式モータである。インバータ回路は、モータ２４のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の相ごとに設けられた一対のスイッチング素子２０Ｈ，２０Ｌからなり、外部電源２２の高圧側端子２６と低圧側端子２８との間において６個のスイッチング素子２０がブリッジ接続されたものである。各相において、スイッチング素子２０Ｈは、高圧側端子２６に接続された上アームを構成すると共に、スイッチング素子２０Ｌは、低圧側端子２８に接続された下アームを構成する。
【００１４】
半導体モジュール１４は、また、スイッチング素子２０のコレクタ−エミッタ間に並列接続される還流ダイオード３０を有している。還流ダイオード３０は、スイッチング素子２０ごとに設けられている。還流ダイオード３０は、スイッチング素子２０のエミッタ側からコレクタ側への電流の流通を許容するダイオードであって、対応するスイッチング素子２０のオフ時に電流を還流させるためのダイオードである。
【００１５】
半導体モジュール１４において、各スイッチング素子２０及び各還流ダイオード３０はそれぞれ、薄肉の矩形状に形成された半導体チップにより構成されている。半導体モジュール１４は、また、スイッチング素子２０及び還流ダイオード３０が載置される平板状の金属板であるリードフレームと、リードフレームに隣接して取り付けられるスイッチング素子２０を冷却する冷却器と、リードフレームに設けられた端子を上記の高圧側端子２６や低圧側端子２８に接続するためのバスバーと、を含んで構成される。
【００１６】
また、制御基板１６は、マイクロコンピュータ（以下、単にマイコンと称す）３２を有している。マイコン３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどを有し、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、すべてのスイッチング素子２０の駆動それぞれをＰＷＭ制御する。マイコン３２は、スイッチング素子２０を駆動する制御信号として、例えば０Ｖ〜５Ｖの範囲でハイとローとに変化する二値のゲート信号Ｖｇを出力する。
【００１７】
マイコン３２には、運転席前に設けられた表示メータ３４が接続されている。マイコン３２は、後述の如く半導体モジュール１４と制御基板１６との間の配線１８の接続状態が正常でないと判定される場合に、表示メータ３４に対して車両乗員へＩＰＭモジュール１２での接続異常が生じている可能性があることを警告・注意喚起するための指令を発する。表示メータ３４は、マイコン３２からの指令に従って警告・注意喚起表示を行う。
【００１８】
制御基板１６は、また、フォトカプラ３６，３８と、制御ＩＣ４０と、ゲート抵抗４２と、を有している。フォトカプラ３６，３８、制御ＩＣ４０、及びゲート抵抗４２は、スイッチング素子２０ごとに設けられている。尚、図１には、Ｕ相上アーム側のスイッチング素子２０Ｈ−Ｕを駆動制御するもののみを示し、以下では、そのＵ相上アーム側のスイッチング素子２０Ｈ−Ｕを主に説明する。
【００１９】
マイコン３２の出力側には、フォトカプラ３６の入力側が接続されている。フォトカプラ３６の入力側には、また、第１電源（例えば５Ｖを出力する５Ｖ電源）４４が接続されている。フォトカプラ３６の出力側には、第１電源４４とは電気的に絶縁された第２電源（例えば１５Ｖを出力する１５Ｖフローティング電源）４６が接続されていると共に、制御ＩＣ４０が接続されている。フォトカプラ３６は、マイコン３２からのゲート信号Ｖｇを、光を利用して電気的に絶縁しつつ制御ＩＣ４０に伝達する素子である。
【００２０】
制御ＩＣ４０は、ロジック部５０とＣＭＯＳ部５２とを有している。制御ＩＣ４０は、第２電源４６の電力を用いて、フォトカプラ３６から伝達されたゲート信号Ｖｇの信号レベルを反転して出力する駆動回路である。上記したゲート抵抗４２は、制御ＩＣ４０の出力側とスイッチング素子２０のゲートとの間に介在されている。制御基板１６の制御ＩＣ４０から出力された制御信号は、ゲート抵抗４２の抵抗値Ｒｇで降圧された後、配線１８を通じて半導体モジュール１４のスイッチング素子２０に供給される（ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅ）。スイッチング素子２０は、制御基板１６の制御ＩＣ４０からの制御信号に従ってスイッチング動作される。
【００２１】
また、スイッチング素子２０は、コレクタ電流を分流するセンスエミッタ５４を有している。このセンスエミッタ５４は、コレクタ電流を極小さな電流（例えば、全エミッタ電流に対する数千分の一の電流）に分流する。センスエミッタ５４には、電流センス抵抗５６が接続されている。電流センス抵抗５６は、抵抗値Ｒｓを有し、センスエミッタ５４に流れるセンス電流をセンス電圧Ｖｓに変換する機能すなわちエミッタ電圧として抽出する機能を有する。半導体モジュール１４の電流センス抵抗５６でセンス電流を変換したセンス電圧Ｖｓは、配線１８を通じて制御基板１６の制御ＩＣ４０に供給される。
【００２２】
また、制御ＩＣ４０は、伝達検出回路６０を有している。伝達検出回路６０は、コンパレータ６２を有している。コンパレータ６２の反転入力端子には、半導体モジュール１４からのセンス電圧Ｖｓが入力される。コンパレータ６２の非反転入力端子には、所定の閾値電圧Ｖｓｔｈが入力される。尚、この所定の閾値電圧Ｖｓｔｈは、スイッチング素子２０が十分にオンしたと判定される電流センス抵抗５６の両端に生じる最小電圧値である。コンパレータ６２は、半導体モジュール１４からのセンス電圧Ｖｓを所定の閾値電圧Ｖｓｔｈと比較して、ハイとローとに変化する二値の伝達検出信号を出力する回路である。
【００２３】
制御ＩＣ４０の伝達検出回路６０のコンパレータ６２の出力側には、上記のフォトカプラ３８の入力側が接続されている。フォトカプラ３８の入力側には、上記の第２電源４６が接続されている。フォトカプラ３８の出力側には、上記の第１電源４４が接続されていると共に、マイコン３２の入力側が接続されている。フォトカプラ３８は、コンパレータ６２からの伝達検出信号を、光を利用して電気的に絶縁しつつマイコン３２に伝達する素子である。
【００２４】
ＩＰＭモジュール１２は、半導体モジュール１４と制御基板１６とを配線１８を介して電気的に接続させる接続部６４を備えている。接続部６４は、半導体モジュール１４と制御基板１６とを着脱可能に電気的に接続させるターミナルピン又はコネクタである。半導体モジュール１４と制御基板１６とを電気的に接続する配線１８は、その配線長ができるだけ短い距離となるように設定されている。
【００２５】
マイコン３２は、フォトカプラ３８から伝達された伝達検出信号（エミッタ電流検出信号）Ｖｄｅｔに基づいて、半導体モジュール１４と制御基板１６とを電気的に接続する配線１８の状態を検出する配線状態検出装置１０としての機能を有する。具体的には、マイコン３２は、スイッチング素子２０を駆動する制御信号であるゲート信号Ｖｇを出力したタイミング（具体的には、オン指令タイミング）から、センス電圧Ｖｓが所定の閾値電圧Ｖｓｔｈに達することによりフォトカプラ３８から伝達された伝達検出信号Ｖｄｅｔを受信するタイミング（具体的には、スイッチング素子２０がオンして通電を開始するタイミング）までの時間（遅延時間）Ｔｄを測定する。そして、その測定した遅延時間Ｔｄを所定の閾値時間Ｔｘと比較することにより、配線１８の状態すなわち接続部６４の接続状態を検出する。
【００２６】
図２は、本実施例のＩＰＭモジュール１２における動作波形を表した図を示す。尚、図２（Ａ）には接続正常時を、また、図２（Ｂ）には接続異常時を、それぞれ示す。また、図３は、本実施例の配線状態検出装置１０においてマイコン３２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。
【００２７】
尚、図２において、マイコン３２がスイッチング素子２０をオンさせるゲート信号Ｖｇを出力するオン指令タイミングをＴ１とし、マイコン３２がスイッチング素子２０をオフさせるゲート信号Ｖｇを出力するオフ指令タイミングをＴ２とし、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅが閾値Ｖｔｈを下回る状態から上回る状態へ移行することでスイッチング素子２０がオフからオンへ切り替わるオン開始タイミングをＴ３とし、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅが閾値Ｖｔｈを上回る状態から下回る状態へ移行することでスイッチング素子２０がオンからオフへ切り替わるオフ開始タイミングをＴ４とする。また、スイッチング素子２０が十分にオンしてコレクタからエミッタへの通電が開始される通電開始タイミングをＴａとし、スイッチング素子２０が十分にはオンしなくなりコレクタからエミッタへの通電の遮断が開始される遮断開始タイミングをＴｂとする。
【００２８】
また、マイコン３２のオン指令タイミングＴ１からスイッチング素子２０のオン開始タイミングＴ３までの遅延時間をＴｔｈｏｎとし、マイコン３２のオフ指令タイミングＴ２からスイッチング素子２０のオフ開始タイミングＴ４までの遅延時間をＴｔｈｏｆｆとし、マイコン３２のオン指令タイミングＴ１からスイッチング素子２０の通電開始タイミングＴａまでの遅延時間をＴｄｏｎとし、マイコン３２のオフ指令タイミングＴ２からスイッチング素子２０の遮断開始タイミングＴｂまでの遅延時間をＴｄｏｆｆとし、上記の遅延時間Ｔｄｏｎ，Ｔｄｏｆｆの閾値時間をＴｘとする。
【００２９】
本実施例において、制御基板１６のマイコン３２は、半導体モジュール１４の各相それぞれの上アーム側のスイッチング素子２０Ｈと下アーム側のスイッチング素子２０Ｌとを互いに逆相でスイッチング駆動すると共に、かつ、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のスイッチング素子２０を所定位相差ずつずらしてスイッチング駆動する。
【００３０】
本実施例において、マイコン３２がスイッチング素子２０をオンさせるゲート信号Ｖｇを出力すると（オン指令タイミングＴ１）、制御ＩＣ４０から半導体モジュール１４のスイッチング素子２０へそのゲート信号Ｖｇに応じたゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅが供給される。尚、この際、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅは、ゲート信号Ｖｇに対して流通経路上の抵抗（主にゲート抵抗４２）と容量（主にゲート容量）とに応じた時定数分だけ遅れて伝達される。
【００３１】
そして、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅがスイッチング素子２０の閾値Ｖｔｈを上回ると（オン開始タイミングＴ３）、スイッチング素子２０がオフからオンへ切り替わり、スイッチング素子２０のコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅが低下してコレクタ電流Ｉｃがエミッタへ向けて流通し始め、センス電圧Ｖｓが徐々に上昇する。その結果、センス電圧Ｖｓが所定の閾値電圧Ｖｓｔｈを上回ると、スイッチング素子２０が十分にオンしてエミッタ電流が流れる（通電開始タイミングＴａ）。
【００３２】
また、制御基板１６のマイコン３２がスイッチング素子２０をオフさせるゲート信号Ｖｇを出力すると（オフ指令タイミングＴ２）、制御ＩＣ４０から半導体モジュール１４のスイッチング素子２０へそのゲート信号Ｖｇに応じたゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅが供給される。
【００３３】
そして、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅがスイッチング素子２０の閾値Ｖｔｈを下回ると（オフ開始タイミングＴ４）、スイッチング素子２０がオンからオフへ切り替わり、スイッチング素子２０のコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅが上昇してコレクタ電流Ｉｃのエミッタへの流通が抑制され始め、センス電圧Ｖｓが徐々に低下する。その結果、センス電圧Ｖｓが所定の閾値電圧Ｖｓｔｈを下回ると、スイッチング素子２０が十分にはオンしなくなりエミッタ電流の流通が停止する（遮断開始タイミングＴｂ）。
【００３４】
このように、半導体モジュール１４の各相それぞれの上アーム側のスイッチング素子２０Ｈと下アーム側のスイッチング素子２０Ｌとが、互いに逆相でスイッチング駆動されると共に、かつ、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のスイッチング素子２０が所定位相差ずつずれてスイッチング駆動されると、外部電源２２の直流電力が交流電力に変換されてモータ２４に供給されることで、そのモータ２４が適切に回転駆動される。
【００３５】
また、上記の如く通電開始タイミングＴａにおいてスイッチング素子２０が十分にオンすると、そのスイッチング素子２０のオンに応じた伝達検出信号Ｖｄｅｔが制御ＩＣ４０から出力されてマイコン３２に入力される。マイコン３２は、スイッチング素子２０をオンさせるゲート信号Ｖｇを出力した後、スイッチング素子２０のオンを示す伝達検出信号Ｖｄｅｔを受信すると、そのゲート信号Ｖｇを出力したオン指令タイミングＴ１から、自マイコン３２がスイッチング素子２０のオンを示す伝達検出信号Ｖｄｅｔを受信した通電開始タイミングＴａまでの遅延時間Ｔｄｏｎを測定する（ステップ１００）。
【００３６】
マイコン３２は、上記の如く測定した遅延時間Ｔｄｏｎが所定の閾値時間Ｔｘ以内であるか否かを判別する（ステップ１１０）。尚、所定の閾値時間Ｔｘは、制御基板１６と半導体モジュール１４とを繋ぐ配線１８の状態すなわち接続部６４の接続状態が正常状態にあると判定される最長の遅延時間Ｔｄｏｎである。また、この所定の閾値時間Ｔｘは、上下アームのスイッチング素子２０Ｈ，２０Ｌ間に実際に生じる実デッドタイムを学習したうえで、その実デッドタイムと、半導体モジュール１４として許容される許容デッドタイムとの間に設定されるものであればよく、予め所定値に定められる。
【００３７】
上記の如く、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅは、ゲート信号Ｖｇに対して流通経路上の抵抗と容量とに応じた時定数分だけ遅れて伝達される。一方、接続部６４の経年劣化などに起因して配線１８や接続部６４の接続状況が悪化すると、その接続部６４での接触抵抗Ｒｃが増加する。かかる接触抵抗Ｒｃが増加すると、その増加分だけ時定数が増加して、ゲート信号Ｖｇに対するゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅの位相遅れが大きくなる。従って、かかる位相遅れの大きさに基づいて、制御基板１６と半導体モジュール１４とを接続部６４を介して電気的に接続する配線１８の状態を検出することが可能である。
【００３８】
マイコン３２は、上記したステップ１１０において遅延時間Ｔｄｏｎが所定の閾値時間Ｔｘ以内であると判別した場合は、配線１８が正常状態にあって接続部６４が制御基板１６と半導体モジュール１４とを適切に電気的に接続させていると判定して、通常どおりの動作を許可する（ステップ１２０）。
【００３９】
一方、マイコン３２は、上記したステップ１１０において遅延時間Ｔｄｏｎが所定の閾値時間Ｔｘを超えると判別した場合は、配線１８が正常状態になく接続部６４に接続異常が生じている可能性があると判定して、次に、その事象が所定パルス数（例えば５パルス）連続して生じるか否かを判別する（ステップ１３０）。
【００４０】
その結果、遅延時間Ｔｄｏｎが所定の閾値時間Ｔｘを超えた事象が所定パルス数連続しないと判別した場合は、通常どおりの動作を許可する（ステップ１２０）。一方、遅延時間Ｔｄｏｎが所定の閾値時間Ｔｘを超えた事象が所定パルス数連続したと判別した場合は、表示メータ３４に対して車両乗員へ配線１８の異常が生じている可能性があることを警告・注意喚起するための指令を発する（ステップ１４０）。この場合、表示メータ３４は、マイコン３２からの指令に従って警告・注意喚起表示を行う。例えば、この表示例としては、「コネクタの接続状態が変化しました。」や「ＩＰＭモジュールのメンテナンスが必要です。」などである。
【００４１】
このように、本実施例の配線状態検出装置１０においては、制御基板１６のマイコン３２が半導体モジュール１４のスイッチング素子２０へ向けて供給するゲート信号Ｖｇに対する、スイッチング素子２０が駆動されるゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅの位相遅れを遅延時間Ｔｄｏｎとして検出し、その遅延時間Ｔｄｏｎが所定の閾値時間Ｔｘ以内であるか否かに基づいて、制御基板１６と半導体モジュール１４とを接続部６４を介して電気的に接続する配線１８の状態を検出することができる。
【００４２】
図２（Ａ）に示す如く遅延時間Ｔｄｏｎが所定の閾値時間Ｔｘ以内である場合は、配線１８が正常状態にあると判定することができ、一方、図２（Ｂ）に示す如く遅延時間Ｔｄｏｎが所定の閾値時間Ｔｘを超える場合は、配線１８が正常状態にない可能性があると判定することができる。
【００４３】
上記の遅延時間Ｔｄｏｎが所定の閾値時間Ｔｘを超えても、各スイッチング素子２０の駆動は可能であるので、モータ２４の作動は可能である。この点、モータ２４の作動が不能になる前に、配線１８や接続部６４が正常状態に無い可能性があることすなわちモータ２４の故障予兆を表示メータ３４を通じて車両使用者に知らせることができる。従って、本実施例の配線状態検出装置１０によれば、モータ２４の作動不能発生前に、制御基板１６と半導体モジュール１４とを接続部６４を介して電気的に接続する配線１８やその接続部６４の交換や修理等を促すことができる。
【００４４】
尚、本実施例において、配線１８が正常状態にない可能性があると判定するのは、具体的には、スイッチング素子２０のターンオン時に遅延時間Ｔｄｏｎが所定の閾値時間Ｔｘを超える事象が所定パルス数だけ連続して起きた場合に実施される。このため、本実施例によれば、配線１８や接続部６４に接続異常が生じていることの判定を精度よく行うことができる。
【００４５】
また、本実施例においては、配線１８の状態を検出するのに、スイッチング素子２０のセンスエミッタ５４に流れる電流、すなわち、そのセンスエミッタ５４に接続する電流センス抵抗５６の両端に生じる電圧（すなわち、エミッタ電圧）を閾値と比較したうえで、マイコン３２から出力されるゲート信号Ｖｇに対する、その比較結果に基づく伝達検出信号Ｖｄｅｔの位相遅れ（すなわち、遅延時間Ｔｄｏｎ）を用いる。
【００４６】
このため、本実施例によれば、配線１８の状態を検出するのにゲート抵抗４２の両端電圧を用いるものとは異なり、抵抗の両端電圧を大きなゲインで増幅させることは不要であり、また、ＩＰＭモジュール１２内で発生する大きなノイズに起因して配線状態検出を誤るのを防止することが可能である。従って、本実施例によれば、制御基板１６と半導体モジュール１４とを接続部６４を介して電気的に接続する配線１８の状態を効率的にかつ精度よく検出することができる。
【００４７】
また、上記の如く、センスエミッタ５４は、スイッチング素子２０のコレクタ電流を極小さな電流（例えば、全エミッタ電流に対する数千分の一の電流）に分流する。このため、本実施例によれば、全エミッタ電流を直接に検出してエミッタ電圧を検出する構成のものと比較して、エミッタ電圧を検出するのに用いる抵抗（本実施例において、具体的には、電流センス抵抗５６）の抵抗値を極めて小さくすることは不要である。この点においても、抵抗の両端電圧を大きなゲインで増幅させることは不要であり、また、ＩＰＭモジュール１２内で発生する大きなノイズに起因して配線状態検出を誤るのを防止することが可能である。従って、本実施例によれば、制御基板１６と半導体モジュール１４とを接続部６４を介して電気的に接続する配線１８の状態を効率的にかつ精度よく検出することができる。
【００４８】
また、ＩＰＭモジュール１２内で発生する大きなノイズに起因した配線状態の誤検出を防止する手法としては、マイコン３２の出力側からスイッチング素子２０の入力側までのゲート信号の流通経路上に、時定数の大きなフィルタを用いることが考えられる。しかし、かかる手法では、信号伝達に比較的多くの時間を要するので、配線の状態検出を確定するのに時間がかかる。
【００４９】
これに対して、本実施例においては、配線１８の状態検出を行うのに、マイコン３２の出力側とスイッチング素子２０の入力側との間のゲート信号流通経路上のゲート抵抗４２の抵抗値を不必要に大きくすることは不要であり、時定数の大きなフィルタを設けることは不要である。このため、本実施例によれば、配線１８の状態検出に際しあまり多くの時間を費やすことなく信号伝達が行われるので、配線１８の状態検出を速やかに確定することが可能である。
【００５０】
尚、上記の第１実施例においては、半導体モジュール１４が特許請求の範囲に記載した「駆動部」に、制御基板１６が特許請求の範囲に記載した「制御部」に、マイコン３２が、スイッチング素子２０をオンさせるゲート信号Ｖｇを出力したオン指令タイミングＴ１から、スイッチング素子２０のオンを示す伝達検出信号Ｖｄｅｔを受信した通電開始タイミングＴａまでの遅延時間Ｔｄｏｎを測定することが特許請求の範囲に記載した「位相遅れ検出手段」に、マイコン３２がＴｄｏｎ≦Ｔｘが成立するか否かに基づいて配線１８又は接続部６４の接続正常／接続異常を判定することが特許請求の範囲に記載した「接続状態判定手段」に、電流センス抵抗５６が特許請求の範囲に記載した「抵抗」及び「センス抵抗」に、制御基板１６側の制御ＩＣ４０の伝達検出回路６０がセンスエミッタ５４に流れるセンス電流を電流センス抵抗５６で電圧変換して得られる電圧をスイッチング素子２０の出力電流として検出することが特許請求の範囲に記載した「出力電流検出手段」に、伝達検出回路６０のコンパレータ６２が特許請求の範囲に記載した「比較手段」に、マイコン３２が上記の遅延時間Ｔｄｏｎを測定することが特許請求の範囲に記載した「遅れ時間測定手段」に、それぞれ相当している。
【００５１】
また、上記の第１実施例においては、センスエミッタ５４に流れるセンス電流を電流センス抵抗５６でエミッタ電圧に変換することで、スイッチング素子２０の出力段に流れるエミッタ電流を間接的に検出するが、本発明はこれに限定されるものではなく、センスエミッタ５４を用いることなく、スイッチング素子２０のエミッタ側に電流センサを設けて、そのエミッタ電流を検出することとしてもよい。
【００５２】
また、上記の第１実施例においては、配線１８の状態を検出するのに、マイコン３２がスイッチング素子２０をオンさせるゲート信号Ｖｇを出力したオン指令タイミングＴ１から、マイコン３２がスイッチング素子２０のオンを示す伝達検出信号Ｖｄｅｔを受信した通電開始タイミングＴａまでの遅延時間Ｔｄｏｎを測定し、その遅延時間Ｔｄｏｎを所定の閾値時間Ｔｘと比較することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、マイコン３２がオフ指令のためのゲート信号Ｖｇを出力したオフ指令タイミングＴ２から、マイコン３２がスイッチング素子２０のオフを示す伝達検出信号Ｖｄｅｔを受信した遮断開始タイミングＴｂまでの遅延時間Ｔｄｏｆｆを測定し、その遅延時間Ｔｄｏｆｆを所定の閾値時間Ｔｘと比較することとしてもよい。また、これらの遅延時間Ｔｄｏｎ及びＴｄｏｆｆの双方で所定の閾値時間Ｔｘとの比較を行ってもよい。
【実施例２】
【００５３】
図４は、本発明の第２実施例である配線状態検出装置１００により配線状態が検出されるＩＰＭモジュール１０２の構成図を示す。本実施例のＩＰＭモジュール１０２は、例えば電気自動車やハイブリッド車両に搭載されており、車載バッテリである外部電源の出力電圧を変換する昇圧コンバータに用いられる構成部品である。図４に示す如く、ＩＰＭモジュール１０２は、パワー半導体で構成される半導体モジュール１０４と、パワー半導体を駆動制御する制御基板１０６と、を備えている。半導体モジュール１０４と制御基板１０６とは、配線１０８を介して電気的に接続されている。
【００５４】
半導体モジュール１０４は、昇圧時にスイッチング動作されるスイッチング素子１１０を有している。スイッチング素子１１０は、パワー半導体であるＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）である。半導体モジュール１０４は、スイッチング素子１１０を用いて、車載バッテリである外部電源１１２の出力電圧ＶＬを昇圧変換して負荷に供給する昇圧変換ユニットである。
【００５５】
半導体モジュール１０４は、高圧側端子１１６と低圧側端子１１８との間に直列接続される一対のスイッチング素子１１０Ｈ，１１０Ｌからなる。スイッチング素子１１０Ｈは、高圧側端子１１６に接続された上アームを構成すると共に、スイッチング素子１１０Ｌは、低圧側端子１１８に接続された下アームを構成する。各スイッチング素子１１０Ｈ，１１０Ｌのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側への電流の流通を許容する還流ダイオード１２０が並列接続されている。また、高圧側端子１１６と低圧側端子１１８との間には、二次側の平滑コンデンサ１２２が接続されている。
【００５６】
半導体モジュール１０４において、各スイッチング素子１１０及び各還流ダイオード１２０はそれぞれ、薄肉の矩形状に形成された半導体チップにより構成されている。半導体モジュール１０４は、また、スイッチング素子１１０及び還流ダイオード１２０が載置される平板状の金属板であるリードフレームと、リードフレームに隣接して取り付けられるスイッチング素子１１０を冷却する冷却器と、リードフレームに設けられた端子を上記の高圧側端子１１６や低圧側端子１１８に接続するためのバスバーと、を含んで構成される。
【００５７】
半導体モジュール１０４は、また、リアクトル１２４を有している。リアクトル１２４は、一対のスイッチング素子１１０Ｈ，１１０Ｌの共通接続点と外部電源１１２の正極端子との間に挿入されている。外部電源１１２には、一次側の平滑コンデンサ１２６が並列接続されている。リアクトル１２４は、ＩＰＭモジュール１０２の一次側電圧（すなわち、外部電源１１２側の電圧ＶＬ）と二次側電圧（すなわち、高圧側端子１１６と低圧側端子１１８との間の電圧ＶＨ）との間で電圧変換が行われる際に、電力の放出及び蓄積を行う作用を有している。
【００５８】
また、制御基板１０６は、マイコン１３０を有している。マイコン１３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどを有し、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、すべてのスイッチング素子１１０の駆動それぞれをＰＷＭ制御する。マイコン１３０は、スイッチング素子１１０を駆動する制御信号として、例えば０Ｖ〜５Ｖの範囲でハイとローとに変化する二値のゲート信号Ｖｇを出力する。
【００５９】
マイコン１３０には、運転席前に設けられた表示メータ１３２が接続されている。マイコン１３０は、後述の如く半導体モジュール１０４と制御基板１０６との間の配線１０８の接続状態が正常でないと判定される場合に、表示メータ１３２に対して車両乗員へＩＰＭモジュール１０２の接続異常が生じている可能性があることを警告・注意喚起するための指令を発する。表示メータ１３２は、マイコン１３０からの指令に従って警告・注意喚起表示を行う。
【００６０】
制御基板１０６は、また、フォトカプラ１３４と、制御ＩＣ１３６と、ゲート抵抗１３８と、を有している。フォトカプラ１３４、制御ＩＣ１３６、及びゲート抵抗１３８は、スイッチング素子１１０Ｈ，１１０Ｌごとに設けられている。
【００６１】
マイコン１３０の出力側には、フォトカプラ１３４の入力側が接続されている。フォトカプラ１３４の入力側には、また、第１電源（例えば５Ｖを出力する５Ｖ電源）１４０が接続されている。フォトカプラ１３４の出力側には、第１電源１４０とは電気的に絶縁された第２電源（例えば１５Ｖを出力する１５Ｖフローティング電源）１４２が接続されていると共に、制御ＩＣ１３６が接続されている。フォトカプラ１３４は、マイコン１３０からのゲート信号Ｖｇを、光を利用して電気的に絶縁しつつ制御ＩＣ１３６に伝達する素子である。
【００６２】
制御ＩＣ１３６は、ロジック部１４４とＣＭＯＳ部１４６とを有している。制御ＩＣ１３６は、第２電源１４２の電力を用いて、フォトカプラ１３４から伝達されたゲート信号Ｖｇの信号レベルを反転して出力する駆動回路である。上記したゲート抵抗１３８は、制御ＩＣ１３６の出力側とスイッチング素子１１０のゲートとの間に介在されている。制御基板１０６の制御ＩＣ１３６から出力された制御信号は、ゲート抵抗１３８の抵抗値Ｒｇで降圧された後、配線１０８を通じて半導体モジュール１０４のスイッチング素子１１０に供給される（ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅ）。スイッチング素子１１０は、制御基板１０６の制御ＩＣ１３６からの制御信号に従ってスイッチング動作される。
【００６３】
ＩＰＭモジュール１０２は、半導体モジュール１０４と制御基板１０６とを配線１０８を介して電気的に接続させる接続部１５０を備えている。接続部１５０は、半導体モジュール１０４と制御基板１０６とを着脱可能に電気的に接続させるターミナルピン又はコネクタである。半導体モジュール１０４と制御基板１０６とを電気的に接続する配線１０８は、その配線長ができるだけ短い距離となるように設定されている。
【００６４】
ＩＰＭモジュール１０２は、昇圧用電流センサ１５２を備えている。昇圧用電流センサ１５２は、抵抗などからなり、リアクトル１２４に流れる電流Ｉｒに応じた信号を出力するセンサである。昇圧用電流センサ１５２の出力信号は、マイコン１３０に供給される。マイコン１３０は、昇圧用電流センサ１５２からの出力信号に基づいて、リアクトル１２４に流れる電流Ｉｒを検出する。
【００６５】
マイコン１３０は、昇圧用電流センサ１５２から供給される信号に基づいて、半導体モジュール１０４と制御基板１０６とを電気的に接続する配線１０８の状態を検出する配線状態検出装置１００としての機能を有する。具体的には、マイコン１３０は、スイッチング素子１１０を駆動する制御信号であるゲート信号Ｖｇを出力したタイミング（具体的には、オン指令タイミング）から、昇圧用電流センサ１５２からの信号を受信するタイミング（具体的には、スイッチング素子１１０Ｈ又は１１０Ｌがオンして通電を開始するタイミング）までの時間（遅延時間）Ｔｔｈを測定する。そして、その測定した遅延時間Ｔｔｈを所定の閾値時間Ｔｙと比較することにより、配線１０８の状態すなわち接続部１５０の接続状態を検出する。
【００６６】
図５は、本実施例のＩＰＭモジュール１０２における動作波形を表した図を示す。尚、図５（Ａ）には接続正常時を、また、図２（Ｂ）には接続異常時を、それぞれ示す。また、図６は、本実施例の配線状態検出装置１００においてマイコン１３０が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。
【００６７】
尚、図５において、マイコン１３０がスイッチング素子１１０Ｌをオンさせるゲート信号Ｖｇを出力するオン指令タイミングをＴ１とし、マイコン１３０がスイッチング素子１１０Ｌをオフさせるゲート信号Ｖｇを出力するオフ指令タイミングをＴ２とし、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅが閾値Ｖｔｈを下回る状態から上回る状態へ移行することでスイッチング素子１１０Ｌがオフからオンへ切り替わるオン開始タイミングをＴ３とし、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅが閾値Ｖｔｈを上回る状態から下回る状態へ移行することでスイッチング素子１１０Ｌがオンからオフへ切り替わるオフ開始タイミングをＴ４とする。また、マイコン１３０のオン指令タイミングＴ１からスイッチング素子１１０Ｌのオン開始タイミングＴ３までの遅延時間をＴｔｈｏｎとし、マイコン１３０のオフ指令タイミングＴ２からスイッチング素子１１０Ｌのオフ開始タイミングＴ４までの遅延時間をＴｔｈｏｆｆとし、上記の遅延時間Ｔｔｈｏｎ，Ｔｔｈｏｆｆの閾値時間をＴｙとする。
【００６８】
本実施例において、制御基板１０６のマイコン１３０は、上アーム側のスイッチング素子１１０Ｈと下アーム側のスイッチング素子１１０Ｌとを互いに逆相でスイッチング駆動する。
【００６９】
本実施例において、マイコン１３０がスイッチング素子１１０Ｌをオンさせるゲート信号Ｖｇを出力すると（オン指令タイミングＴ１）、制御ＩＣ１３６から半導体モジュール１０４のスイッチング素子１１０Ｌへそのゲート信号Ｖｇに応じたゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅが供給される。尚、この際、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅは、ゲート信号Ｖｇに対して流通経路上の抵抗（主にゲート抵抗１３８）と容量（主にゲート容量）とに応じた時定数分だけ遅れて伝達される。
【００７０】
そして、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅがスイッチング素子１１０Ｌの閾値Ｖｔｈを上回ると（オン開始タイミングＴ３）、スイッチング素子１１０Ｌがオフからオンへ切り替わり、スイッチング素子１１０Ｌのコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅが低下してコレクタ電流Ｉｃがエミッタへ向けて流通し始め、リアクトル１２４に流れる電流Ｉｒが徐々に増加する。スイッチング素子１１０Ｌがオンすると、スイッチング素子１１０Ｈがオフしているので、リアクトル１２４が電流Ｉｒの流通により電力を蓄積する。尚、この際、二次側の平滑コンデンサ１２２から、高圧側端子１１６と低圧側端子１１８との間に接続された負荷へ電力供給が行われる。
【００７１】
また、マイコン１３０がスイッチング素子１１０Ｌをオフさせるゲート信号Ｖｇを出力すると（オフ指令タイミングＴ２）、制御ＩＣ１３６から半導体モジュール１０４のスイッチング素子１１０Ｌへそのゲート信号Ｖｇに応じたゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅが供給される。
【００７２】
そして、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅがスイッチング素子１１０Ｌの閾値Ｖｔｈを下回ると（オフ開始タイミングＴ４）、スイッチング素子１１０Ｌがオンからオフへ切り替わり、スイッチング素子１１０Ｌのコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅが上昇してコレクタ電流Ｉｃのエミッタへの流通が抑制され始め、リアクトル１２４に流れる電流Ｉｒが徐々に減少する。スイッチング素子１１０Ｌがオフすると、スイッチング素子１１０Ｈがオンするので、リアクトル１２４からスイッチング素子１１０Ｈを経由して負荷側へ電流が流れる。この場合、リアクトル１２４に蓄積されていた電力が放出されるので、負荷が電力供給されると共に、二次側の平滑コンデンサ１２２が充電される。
【００７３】
このように、半導体モジュール１０４のスイッチング素子１１０Ｈ，１１０Ｌが互いに逆相でスイッチング駆動されると、外部電源１１２の出力電圧が昇圧されて負荷に供給されるので、負荷が外部電源１１２の出力電圧よりも高い電圧で作動される。
【００７４】
また、上記の如くオン開始タイミングＴ３においてスイッチング素子２０がオンすると、リアクトル１２４に流れる電流Ｉｒが徐々に増加するが、この際、昇圧用電流センサ１５２の出力信号がマイコン１３０に入力される。マイコン１３０は、スイッチング素子１１０Ｌをオンさせるゲート信号Ｖｇを出力した後、昇圧用電流センサ１５２からの電流増加を示す信号を受信すると、そのゲート信号Ｖｇを出力したオン指令タイミングＴ１から、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅが閾値Ｖｔｈを下回る状態から上回る状態へ移行することでスイッチング素子１１０Ｌがオフからオンへ切り替わるオン開始タイミングＴ３までの遅延時間Ｔｔｈｏｎを測定する（ステップ２００）。
【００７５】
マイコン１３０は、上記の如く測定した遅延時間Ｔｔｈｏｎが所定の閾値時間Ｔｙ以内であるか否かを判別する（ステップ２１０）。尚、所定の閾値時間Ｔｙは、制御基板１０６と半導体モジュール１０４とを繋ぐ配線１０８の状態すなわち接続部１５０の接続状態が正常状態にあると判定される最長の遅延時間Ｔｔｈｏｎである。また、この所定の閾値時間Ｔｙは、上下アームのスイッチング素子１１０Ｈ，１１０Ｌ間に実際に生じる実デッドタイムを学習したうえで、その実デッドタイムと、半導体モジュール１０４として許容される許容デッドタイムとの間に設定されるものであればよく、予め所定値に定められる。
【００７６】
上記の如く、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅは、ゲート信号Ｖｇに対して流通経路上の抵抗と容量とに応じた時定数分だけ遅れて伝達される。一方、接続部１５０の経年劣化などに起因して配線１０８や接続部１５０の接続状況が悪化すると、その接続部１５０での接触抵抗Ｒｃが増加する。かかる接触抵抗Ｒｃが増加すると、その増加分だけ時定数が増加して、ゲート信号Ｖｇに対するゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅの位相遅れが大きくなる。従って、かかる位相遅れの大きさに基づいて、制御基板１０６と半導体モジュール１０４とを接続部１５０を介して電気的に接続する配線１０８の状態を検出することが可能である。
【００７７】
マイコン１３０は、上記したステップ２１０において遅延時間Ｔｔｈｏｎが所定の閾値時間Ｔｙ以内であると判別した場合は、配線１０８が正常状態にあって接続部１５０が制御基板１０６と半導体モジュール１０４とを適切に電気的に接続させていると判定して、通常どおりの動作を許可する（ステップ２２０）。
【００７８】
一方、マイコン１３０は、上記したステップ２１０において遅延時間Ｔｔｈｏｎが所定の閾値時間Ｔｙを超えると判別した場合は、配線１０８が正常状態になく接続部１５０に接続異常が生じている可能性があると判定して、表示メータ１３２に対して車両乗員へ配線１０８の異常が生じている可能性があることを警告・注意喚起するための指令を発する（ステップ２３０）。この場合、表示メータ１３２は、マイコン１３０からの指令に従って警告・注意喚起表示を行う。例えば、この表示例としては、「コネクタの接続状態が変化しました。」や「ＩＰＭモジュールのメンテナンスが必要です。」などである。
【００７９】
このように、本実施例の配線状態検出装置１００においては、制御基板１０６のマイコン１３０が半導体モジュール１０４のスイッチング素子１１０へ向けて供給するゲート信号Ｖｇに対する、スイッチング素子１１０がオン駆動されて通電が開始されるゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅの位相遅れを遅延時間Ｔｔｈｏｎとして検出し、その遅延時間Ｔｔｈｏｎが所定の閾値時間Ｔｙ以内であるか否かに基づいて、制御基板１０６と半導体モジュール１０４とを接続部１５０を介して電気的に接続する配線１０８の状態を検出することができる。
【００８０】
図５（Ａ）に示す如く遅延時間Ｔｔｈｏｎが所定の閾値時間Ｔｙ以内である場合は、配線１０８が正常状態にあると判定することができ、一方、図５（Ｂ）に示す如く遅延時間Ｔｔｈｏｎが所定の閾値時間Ｔｙを超える場合は、配線１０８が正常状態にない可能性があると判定することができる。
【００８１】
上記の遅延時間Ｔｔｈｏｎが所定の閾値時間Ｔｙを超えても、各スイッチング素子１１０の駆動は可能であるので、負荷の作動は可能である。この点、負荷作動が不能になる前に、配線１０８や接続部１５０が正常状態に無い可能性があることすなわち負荷作動の故障予兆を表示メータ１３２を通じて車両使用者に知らせることができる。従って、本実施例の配線状態検出装置１００によれば、負荷作動不能発生前に、制御基板１０６と半導体モジュール１０４とを接続部１５０を介して電気的に接続する配線１０８やその接続部１５０の交換や修理等を促すことができる。
【００８２】
また、本実施例においては、配線１０８の状態を検出するのに、リアクトル１２４に流れる電流を検出したうえで、マイコン１３０から出力されるゲート信号Ｖｇに対する、スイッチング素子１１０がオン駆動されて通電が開始されるゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅの位相遅れ（すなわち、遅延時間Ｔｔｈｏｎ）を用いる。
【００８３】
このため、本実施例によれば、配線１０８の状態を検出するのにゲート抵抗１３８の両端電圧を用いるものとは異なり、抵抗の両端電圧を大きなゲインで増幅させることは不要であり、また、ＩＰＭモジュール１０２内で発生する大きなノイズに起因して配線状態検出を誤るのを防止することが可能である。従って、本実施例によれば、制御基板１０６と半導体モジュール１０４とを接続部１５０を介して電気的に接続する配線１０８の状態を効率的にかつ精度よく検出することができる。
【００８４】
また、ＩＰＭモジュール１０２内で発生する大きなノイズに起因した配線状態の誤検出を防止する手法としては、マイコン１３０の出力側からスイッチング素子１１０の入力側までのゲート信号の流通経路上に、時定数の大きなフィルタを用いることが考えられる。しかし、かかる手法では、信号伝達に比較的多くの時間を要するので、配線の状態検出を確定するのに時間がかかる。
【００８５】
これに対して、本実施例においては、配線１０８の状態検出を行うのに、マイコン１３０の出力側とスイッチング素子１１０の入力側との間のゲート信号流通経路上のゲート抵抗１３８の抵抗値を不必要に大きくすることは不要であり、時定数の大きなフィルタを設けることは不要である。このため、本実施例によれば、配線１０８の状態検出に際しあまり多くの時間を費やすことなく信号伝達が行われるので、配線１０８の状態検出を速やかに確定することが可能である。
【００８６】
尚、上記の第２実施例においては、半導体モジュール１０４が特許請求の範囲に記載した「駆動部」に、制御基板１０６が特許請求の範囲に記載した「制御部」に、マイコン１３０が、スイッチング素子１１０をオンさせるゲート信号Ｖｇを出力したオン指令タイミングＴ１から、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅが閾値Ｖｔｈを下回る状態から上回る状態へ移行することでスイッチング素子１１０Ｌがオフからオンへ切り替わるオン開始タイミングＴ３までの遅延時間Ｔｔｈｏｎを測定することが特許請求の範囲に記載した「位相遅れ検出手段」に、マイコン１３０がＴｔｈｏｎ≦Ｔｙが成立するか否かに基づいて配線１０８又は接続部１５０の接続正常／接続異常を判定することが特許請求の範囲に記載した「接続状態判定手段」に、それぞれ相当している。
【００８７】
また、上記の第２実施例においては、配線１０８の状態を検出するのに、マイコン１３０がスイッチング素子１１０をオンさせるゲート信号Ｖｇを出力したオン指令タイミングＴ１から、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅが閾値Ｖｔｈを下回る状態から上回る状態へ移行することでスイッチング素子１１０Ｌがオフからオンへ切り替わるオン開始タイミングＴ３までの遅延時間Ｔｔｈｏｎを測定し、その遅延時間Ｔｔｈｏｎを所定の閾値時間Ｔｙと比較することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、マイコン１３０がオフ指令のためのゲート信号Ｖｇを出力したオフ指令タイミングＴ２から、ゲート−エミッタ間信号Ｖｇｅが閾値Ｖｔｈを上回る状態から下回る状態へ移行することでスイッチング素子１１０Ｌがオンからオフへ切り替わるオフ開始タイミングＴ４までの遅延時間Ｔｔｈｏｆｆを測定し、その遅延時間Ｔｔｈｏｆｆを所定の閾値時間Ｔｙと比較することとしてもよい。また、これらの遅延時間Ｔｔｈｏｎ及びＴｔｈｏｆｆの双方で所定の閾値時間Ｔｙとの比較を行ってもよい。
【００８８】
ところで、上記の第１及び第２実施例においては、パワー半導体であるスイッチング素子２０，１１０としてＩＧＢＴを用いることとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、パワーＭＯＳＦＥＴを用いることとしてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１０，１００  配線状態検出装置
１２，１０２  ＩＰＭモジュール
１４，１０４  半導体モジュール
１６，１０６  制御基板
１８，１０８  配線
２０，１１０  スイッチング素子
３２，１３０  マイコン
３４，１３２  表示メータ
４０，１３６  制御ＩＣ
４２，１３８  ゲート抵抗
５４  センスエミッタ
５６  電流センス抵抗
６４，１５０  接続部
１５２  昇圧用電流センサ
【図１】
2014215234.tif 000003
【図２】
2014215234.tif 000004
【図３】
2014215234.tif 000005
【図４】
2014215234.tif 000006
【図５】
2014215234.tif 000007
【図６】
2014215234.tif 000008