(57)【要約】【課題】逆起電力を生じる電気機器を駆動する駆動回路におけるスイッチング素子のゲート遮断についての異常を判定する。【解決手段】ゲート遮断した後のインバータ温度Ｔｉｎｖが閾値Ｔｒｅｆ１未以上であるか、インバータ温度Ｔｉｎｖの温度変化ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ２以上であるときには、インバータ回路の６個のトランジスタのいずれかのオン故障によるゲート遮断の異常と判定し（Ｓ１００〜Ｓ１３０）、遮断器を駆動して電源としてのバッテリをインバータ回路から切り離す（Ｓ１４０）。これにより、インバータ回路のゲート遮断をより適正に判定することができると共にトランジスタのオン故障の影響を他に与えないようにすることができる。【選択図】図２
2006280193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転に伴って逆起電力を発生する電気機器を複数のスイッチング素子を用いて駆動する駆動回路の異常を判定する異常判定装置であって、
前記電気機器および／または前記駆動機器の温度を検出する温度検出手段と、
前記駆動回路の複数のスイッチング素子のすべてをゲート遮断している最中に前記温度検出手段により検出される温度に基づいてゲート遮断についての異常を判定する異常判定手段と、
を備える異常判定装置。
【請求項２】
前記温度検出手段は、前記駆動回路のスイッチング素子の温度を検出する手段である請求項１記載の異常判定装置。
【請求項３】
前記異常判定手段は、前記検出された温度が所定温度以上に至ったときに異常と判定する手段である請求項２記載の異常判定装置。
【請求項４】
前記異常判定手段は、前記検出された温度の変化率が所定変化率以上に至ったときに異常と判定する手段である請求項２または３記載の異常判定装置。
【請求項５】
請求項２ないし４いずれか記載の異常判定装置であって、
前記電気機器は、動力を入出力可能な電動機であり、
前記駆動回路は、インバータ回路である
異常判定装置。
【請求項６】
前記温度検出手段は、前記電気機器の温度を検出する手段である請求項１記載の異常判定装置。
【請求項７】
前記異常判定手段は、前記検出された温度が所定温度以上に至ったときに異常と判定する手段である請求項６記載の異常判定装置。
【請求項８】
請求項６記載の異常判定装置であって、
前記電気機器は、動力を入出力可能な多相交流電動機であり、
前記温度検出手段は、前記多相交流電動機のすべての相間に配置された複数の温度センサであり、
前記異常判定手段は、前記複数の温度センサにより検出された複数の温度のうち最も高い温度が所定温度以上に至ったときに異常と判定する手段である
異常判定装置。
【請求項９】
請求項６記載の異常判定装置であって、
前記電気機器は、動力を入出力可能な多相交流電動機であり、
前記温度検出手段は、前記多相交流電動機のすべての相間に配置された複数の温度センサであり、
前記異常判定手段は、前記複数の温度センサにより検出された複数の温度のうち最も高い温度の変化率が所定変化率以上に至ったときに異常と判定する手段である
異常判定装置。
【請求項１０】
請求項６記載の異常判定装置であって、
前記電気機器は、動力を入出力可能な多相交流電動機であり、
前記温度検出手段は、前記多相交流電動機の一部の相間に配置された複数の温度センサであり、
前記異常判定手段は、前記複数の温度センサにより検出された複数の温度に基づいて異常を判定する手段である
異常判定装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の異常判定装置であって、
前記多相交流電動機は、三相交流電動機であり、
前記温度検出手段は、前記三相交流電動機の三相コイルのいずれか二つの相間に配置された二つの温度センサであり、
前記異常判定手段は、前記二つの温度センサにより検出された二つの温度が所定温度差以上となるときには該二つの温度のうち高い方の温度が第１の所定温度以上に至ったときに異常と判定し、前記二つの温度センサにより検出された二つの温度が所定温度差未満となるときには該二つの温度のうち高い方の温度が前記第１の所定温度より低い第２の所定温度以上に至ったときに異常と判定する手段である
異常判定装置。
【請求項１２】
前記異常判定手段は、前記ゲート遮断が行なわれてから所定時間経過した後に前記検出される温度に基づいて異常を判定する手段である請求項１ないし１１いずれか記載の異常判定装置。
【請求項１３】
回転に伴って逆起電力を発生する電気機器と、複数のスイッチング素子を用いて前記電気機器を駆動する駆動回路とを備える駆動装置であって、
電源から前記駆動回路への電力供給を遮断する遮断手段と、
前記駆動回路の異常を判定する請求項１ないし１２いずれか記載の駆動回路の異常判定装置と、
前記異常判定装置の異常判定手段により異常が判定されたとき、前記電源から前記駆動回路への電力供給が遮断されるよう前記遮断手段を作動する遮断制御手段と、
を備える駆動装置。
【請求項１４】
回転に伴って逆起電力を発生する電気機器を複数のスイッチング素子を用いて駆動する駆動回路の異常を判定する異常判定方法であって、
前記駆動回路の複数のスイッチング素子のすべてをゲート遮断している最中に前記駆動回路のスイッチング素子の温度が所定温度以上に至ったとき又は前記駆動回路のスイッチング素子の温度の変化率が所定変化率以上に至ったときにゲート遮断についての異常と判定する、
異常判定方法。
【請求項１５】
回転に伴って逆起電力を発生する電気機器を複数のスイッチング素子を用いて駆動する駆動回路の異常を判定する異常判定方法であって、
前記駆動回路の複数のスイッチング素子のすべてをゲート遮断している最中に前記電気機器の温度が所定温度以上に至ったとき又は前記駆動回路のスイッチング素子の温度の変化率が所定変化率以上に至ったときにゲート遮断についての異常と判定する、
異常判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回路の異常判定装置およびこれを備える駆動装置並びに駆動回路の異常判定方法に関し、詳しくは、回転に伴って逆起電力を発生する電気機器を複数のスイッチング素子を用いて駆動する駆動回路の異常を判定する異常判定装置およびこれを備える駆動装置並びにこうした駆動回路の異常判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の駆動回路の異常判定装置としては、インバータ装置が有するスイッチング素子に過大電流が流れるのを検出したときにゲート遮断するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、インバータ装置のスイッチング素子が接続された正極母線と負極母線とに介在するコンデンサに直列にホールＣＴを取り付け、このホールＣＴによりスイッチング素子に過大電流が流れるのを検出し、過大電流が流れるのを検出するとゲート遮断している。
【特許文献１】特開２０００−１３４９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の駆動回路の異常判定装置では、ゲート遮断してもスイッチング素子のいずれかがオン故障したときにはこれを検出することができず、インバータの過熱による破損などの不都合が生じる。インバータはモータや発電機を駆動するために用いられる。モータや発電機は回転により逆起電力を生じるものが多いから、こうした逆起電力を生じるモータや発電機が回転しているときにインバータのスイッチング素子がオン故障すると、インバータをゲート遮断してもオン故障したスイッチング素子とモータや発電機の巻き線コイルとによって閉回路が形成され、モータや発電機の回転に伴って生じる逆起電力により電流が流れる。こうした電流によりゲート遮断しているにも拘わらずスイッチング素子が過熱し、インバータを破損させたり、モータに損傷を与えるおそれが生じる。
【０００４】
本発明の駆動回路の異常判定装置および異常判定方法は、逆起電力を生じる電気機器を駆動する駆動回路におけるスイッチング素子のゲート遮断についての異常を判定することを目的の一つとする。また、本発明の駆動装置は、逆起電力を生じる電気機器を駆動する駆動回路におけるスイッチング素子のゲート遮断についての異常が生じたときにより適切に対処することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の駆動回路の異常判定装置およびこれを備える駆動装置並びに駆動回路の異常判定方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の駆動回路の異常判定装置は、
回転に伴って逆起電力を発生する電気機器を複数のスイッチング素子を用いて駆動する駆動回路の異常を判定する異常判定装置であって、
前記電気機器および／または前記駆動機器の温度を検出する温度検出手段と、
前記駆動回路の複数のスイッチング素子のすべてをゲート遮断している最中に前記温度検出手段により検出される温度に基づいてゲート遮断についての異常を判定する異常判定手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の駆動回路の異常判定装置では、駆動回路の複数のスイッチング素子のすべてをゲート遮断している最中に検出される電気機器や駆動機器の温度に基づいてゲート遮断についての異常を判定する。この結果、異常により適切に対処することができる。ここで、電気機器や駆動機器の温度に基づいてゲート遮断についての異常が判定できるのは、オン故障したスイッチング素子に基づく閉回路に流れる電流により電気機器や駆動機器が発熱することに基づく。
【０００８】
こうした本発明の本発明の駆動回路の異常判定装置において、前記温度検出手段は、前記駆動回路のスイッチング素子の温度を検出する手段であるとすることもできる。この場合、駆動回路の複数のスイッチング素子のすべてをゲート遮断している最中に検出されるスイッチング素子の温度に基づいてゲート遮断についての異常を判定することになる。この結果、異常により適切に対処することができる。ここで、スイッチング素子の温度に基づいてゲート遮断についての異常が判定できるのは、オン故障したスイッチング素子に基づく閉回路に流れる電流によりスイッチング素子が発熱することに基づく。ここで、「電気機器」としては動力を入出力可能な電動機や発電機を用いることができ、「駆動回路」としてはインバータ回路を用いることができる。
【０００９】
このスイッチング素子の温度に基づいて異常を判定する態様の本発明の駆動回路の異常判定装置において、前記異常判定手段は前記検出された温度が所定温度以上に至ったときに異常と判定する手段であるものとすることもできるし、前記異常判定手段は前記検出された温度の変化率が所定変化率以上に至ったときに異常と判定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の駆動回路の異常判定装置において、前記温度検出手段は、前記電気機器の温度を検出する手段であるものとすることもできる。この場合、駆動回路の複数のスイッチング素子のすべてをゲート遮断している最中に検出される電気機器の温度に基づいてゲート遮断についての異常を判定することになる。この結果、異常により適切に対処することができる。ここで、電気機器の温度に基づいてゲート遮断についての異常が判定できるのは、オン故障したスイッチング素子に基づく閉回路に流れる電流により電気機器が発熱することに基づく。
【００１１】
この電気機器の温度に基づいて異常を判定する態様の本発明の駆動回路の異常判定装置において、前記異常判定手段は、前記検出された温度が所定温度以上に至ったときに異常と判定する手段であるものとすることもできる。また、前記電気機器は動力を入出力可能な多相交流電動機であり、前記温度検出手段は前記多相交流電動機のすべての相間に配置された複数の温度センサであり、前記異常判定手段は前記複数の温度センサにより検出された複数の温度のうち最も高い温度が所定温度以上に至ったときに異常と判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、短絡電流が流れる相の温度に基づいて異常を判定することができる。或いは、前記電気機器は動力を入出力可能な多相交流電動機であり、前記温度検出手段は前記多相交流電動機のすべての相間に配置された複数の温度センサであり、前記異常判定手段は前記複数の温度センサにより検出された複数の温度のうち最も高い温度の変化率が所定変化率以上に至ったときに異常と判定する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
また、電気機器の温度に基づいて異常を判定する態様の本発明の駆動回路の異常判定装置において、前記電気機器は動力を入出力可能な多相交流電動機であり、前記温度検出手段は前記多相交流電動機の一部の相間に配置された複数の温度センサであり、前記異常判定手段は前記複数の温度センサにより検出された複数の温度に基づいて異常を判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、各相間のすべてに温度センサを配置するものに比して部品点数を少なくすることができる。この場合、前記多相交流電動機は三相交流電動機であり、前記温度検出手段は前記三相交流電動機の三相コイルのいずれか二つの相間に配置された二つの温度センサであり、前記異常判定手段は、前記二つの温度センサにより検出された二つの温度が所定温度差以上となるときには該二つの温度のうち高い方の温度が第１の所定温度以上に至ったときに異常と判定し、前記二つの温度センサにより検出された二つの温度が所定温度差未満となるときには該二つの温度のうち高い方の温度が前記第１の所定温度より低い第２の所定温度以上に至ったときに異常と判定する手段であるものとすることもできる。短絡電流は二つの相に流れるため、短絡電流が流れる相間の温度は他の二つの相間の温度より高くなる。したがって、二つの相間にのみ温度センサを配置した場合、検出された二つの温度が大きく異なる場合には高い方の温度を検出した温度センサが配置された相間を形成する二つの相に短絡電流が流れていることになり、検出された二つの温度が略同一のときには温度センサが配置されていない相間を形成する二つの相に短絡電流が流れていることになる。上述の態様は、このことに基づいて異常を判定するのである。
【００１３】
本発明の駆動回路の異常判定装置において、前記異常判定手段は、前記ゲート遮断が行なわれてから所定時間経過した後に前記検出される温度に基づいて異常を判定する手段であるものとすることもできる。これは、ゲート遮断した直後の過渡的な電熱により駆動回路や電気機器が発熱する現象を考慮するためである。この結果、より適正にゲート遮断についての異常を判定することができる。
【００１４】
本発明の駆動装置は、
回転に伴って逆起電力を発生する電気機器と、複数のスイッチング素子を用いて前記電気機器を駆動する駆動回路とを備える駆動装置であって、
電源から前記駆動回路への電力供給を遮断する遮断手段と、
前記駆動回路の異常を判定する上述するいずれかの態様の本発明の駆動回路の異常判定装置と、
前記異常判定装置の異常判定手段により異常が判定されたとき、前記電源から前記駆動回路への電力供給が遮断されるよう前記遮断手段を作動する遮断制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１５】
この本発明の駆動装置では、上述のいずれかの態様の本発明の駆動回路の異常判定装置を備えるから、本発明の駆動回路の異常判定装置が奏するゲート遮断についての異常が判定できる効果を奏することができる。また、こうしたゲート遮断についての異常を判定したときには電源から駆動回路への電力供給を遮断するから、駆動回路のスイッチング素子に対するゲート遮断についての異常が駆動回路以外の機器に及ぶのを回避することができる。即ち、ゲート遮断についての異常により適切に対処することができる。
【００１６】
本発明の第１の駆動回路の異常判定方法は、
回転に伴って逆起電力を発生する電気機器を複数のスイッチング素子を用いて駆動する駆動回路の異常を判定する異常判定方法であって、
前記駆動回路の複数のスイッチング素子のすべてをゲート遮断している最中に前記駆動回路のスイッチング素子の温度が所定温度以上に至ったとき又は前記駆動回路のスイッチング素子の温度の変化率が所定変化率以上に至ったときにゲート遮断についての異常と判定することを特徴とする。
【００１７】
この本発明の駆動回路の異常判定方法において、スイッチング素子の温度に基づいてゲート遮断についての異常を判定できるのは、オン故障したスイッチング素子に基づく閉回路に流れる電流によりスイッチング素子が発熱することに基づく。そして、スイッチング素子の温度が所定温度以上に至ったときやスイッチング素子の温度の変化率が所定変化率以上に至ったときにゲート遮断についての異常を判定するから、より適正にゲート遮断についての異常を判定することができる。
【００１８】
本発明の第２の駆動回路の異常判定方法は、
回転に伴って逆起電力を発生する電気機器を複数のスイッチング素子を用いて駆動する駆動回路の異常を判定する異常判定方法であって、
前記駆動回路の複数のスイッチング素子のすべてをゲート遮断している最中に前記電気機器の温度が所定温度以上に至ったとき又は前記駆動回路のスイッチング素子の温度の変化率が所定変化率以上に至ったときにゲート遮断についての異常と判定することを特徴とする。
【００１９】
この本発明の駆動回路の異常判定方法において、電気機器の温度に基づいてゲート遮断についての異常を判定できるのは、オン故障したスイッチング素子に基づく閉回路に流れる電流により電気機器が発熱することに基づく。そして、電気機器の温度が所定温度以上に至ったときや電気機器の温度の変化率が所定変化率以上に至ったときにゲート遮断についての異常を判定するから、より適正にゲート遮断についての異常を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の一実施例としての駆動回路の異常判定装置２０が搭載された駆動装置１０の構成の概略を示す構成図である。説明の都合上、まず、駆動装置１０の構成について説明し、その後に駆動回路の異常判定装置２０の構成について説明する。駆動装置１０は、例えば、自動車に搭載されるものとして構成されており、図示するように、三相交流により回転駆動するモータ１２と、直流電力を交流電力に変換してモータ１２に供給可能なインバータ回路１４と、バッテリ１８からの直流電力をその電圧を変換してインバータ回路１４に供給可能なコンバータ回路１６と、装置全体をコントロールすると共に実施例の異常判定装置２０の一部としても機能する電子制御ユニット４０とを備える。
【００２２】
モータ１２は、例えば、外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと、三相コイルが巻回されたステータとを備えるＰＭ型の同期発電電動機として構成されている。モータ１２の回転軸は、駆動装置１０の駆動軸に直接または間接に接続されており、モータ１２からの動力を駆動装置１０の駆動軸に出力できるようになっている。また、モータ１２は、発電電動機として構成されているから、回転軸に動力を入力すれば、モータ１２により発電することができる。即ち、モータ１２は回転に応じた逆起電力を生じる。
【００２３】
インバータ回路１４は、６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６と６個のダイオードＤ１〜Ｄ６とにより構成されている。６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６は、インバータ回路１４の正極母線１４ａと負極母線１４ｂに対してソース側とシンク側となるよう２個ずつペアで配置され、その接続点にモータ１２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各々が接続されている。また、６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６は、それぞれ６個のダイオードＤ１〜Ｄ６が逆並列接続されている。したがって、正極母線１４ａと負極母線１４ｂとの間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタＴ１〜Ｔ６のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータ１２を回転駆動することができる。なお、インバータ回路１４の正極母線１４ａと負極母線１４ｂとには平滑用のコンデンサ１５が接続されている。
【００２４】
コンバータ回路１６は、２個のトランジスタＴＡ，ＴＢと２個のダイオードＤＡ，ＤＢとリアクトルＬとにより構成されている。２個のトランジスタＴＡ，ＴＢは、それぞれインバータ回路１４の正極母線１４ａと負極母線１４ｂとに接続され、その接続点にリアクトルＬが接続されている。リアクトルＬとインバータ回路１４の負極母線１４ｂとには、遮断器１７を介してそれぞれバッテリ１８の正極端子と負極端子とが接続されている。また、２個のトランジスタＴＡ，ＴＢは、それぞれ２個のダイオードＤＡ，ＤＢが逆並列接続されている。したがって、トランジスタＴＡのオンオフの割合やトランジスタＴＢのオンオフの割合を制御することによりバッテリ１８の直流電圧を昇圧してインバータ回路１４に出力したり、インバータ回路１４の正極母線１４ａと負極母線１４ｂとに作用している直流電圧を降圧してバッテリ１８を充電することができる。なお、バッテリ１８の端子間には平滑用のコンデンサ１９が接続されている。
【００２５】
電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４２の他に処理プログラムを記憶したＲＯＭ４４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ４６と、不揮発性メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ４８と、図示しない入出力ポートとを備える。この電子制御ユニット４０には、モータ１２のロータの回転位置を検出する回転位置検出センサ１３（例えば、レゾルバ）からの回転位置θやモータ１２の三相コイルの各相に流れる相電流を検出する電流センサ３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗからの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ、インバータ回路１４の温度を検出する温度センサ３４からのインバータ温度Ｔｉｎｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット４０からは、インバータ回路１４のトランジスタＴ１〜Ｔ６やコンバータ回路１６のトランジスタＴＡ，ＴＢをスイッチング制御するためのＰＷＭ信号や遮断器１７への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００２６】
こうして構成された駆動装置１０では、アクセルペダルの踏み込み量や車速などに基づいて設定されたトルク指令値が入力されたときに、トルク指令値に見合うトルクがモータ１２から出力されるようモータ１２を駆動制御している。この駆動制御については、本発明の中核をなさないから、その詳細な説明は省略する。
【００２７】
実施例の駆動回路の異常判定装置２０は、上述した駆動装置１０のインバータ回路１４の６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のすべてがゲート遮断されたときの異常を判定する装置として構成されており、具体的には、電子制御ユニット４０とインバータ回路１４の温度を検出する温度センサ３４とにより構成されている。以下、電子制御ユニット４０によりインバータ回路１４がゲート遮断されたときの異常の判定の動作について説明する。
【００２８】
図２は、インバータ回路１４がゲート遮断されたときに実施例の電子制御ユニット４０により繰り返し実行される異常判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。異常判定処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、温度センサ４３からのインバータ温度Ｔｉｎｖを入力すると共に（ステップＳ１００）、入力したインバータ温度Ｔｉｎｖからｎ回前にこのルーチンが実行されたときに入力したインバータ温度Ｔｉｎｖを減じて温度変化ΔＴを計算する（ステップＳ１１０）。そして、入力したインバータ温度Ｔｉｎｖが閾値Ｔｒｅｆ１未満であるか否かを判定すると共に（ステップＳ１２０）、計算した温度変化ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆ１はインバータ回路１４の作動上限温度やその近傍の温度として設定されており、閾値Ｔｒｅｆ２は正常なインバータ回路１４をゲート遮断したときの温度上昇より大きな値として設定されている。このルーチンが実行されているときはインバータ回路１４はゲート遮断されているから、６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のすべてはオフされている。したがって、通常はインバータ回路１４の温度上昇は生じない。６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれかがオンの状態で故障しているとき、例えばトランジスタＴ１がオン故障しているときを考えると、インバータ回路１４はゲート遮断してもトランジスタＴ１がオンしていることになり、トランジスタＴ１，モータ１２のｗ相のコイル，ｕ相またはｖ相のコイル，ダイオードＤ３またはダイオードＤ２，トランジスタＴ１の閉回路が形成され、モータ１２が回転しているときにはモータ１２に生じる逆起電力により閉回路に電流が流れることになる。このため、電流が流れるトランジスタやダイオードが発熱し、インバータ回路１４の温度を上昇させる。実施例では、この現象を異常として判定するために、インバータ温度Ｔｉｎｖと閾値Ｔｒｅｆ１とを比較したり、インバータ温度Ｔｉｎｖの温度変化ΔＴを閾値Ｔｒｅｆ２と比較するのである。
【００２９】
インバータ温度Ｔｉｎｖが閾値Ｔｒｅｆ１未満であると共に温度変化ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ２未満であるときには、６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれにもオン故障は生じていないと判断して本ルーチンを終了し、インバータ温度Ｔｉｎｖが閾値Ｔｒｅｆ１以上のときや温度変化ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ２以上のときには、６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれかにオン故障が生じているためにゲート遮断に異常が生じたと判断し、電源としてのバッテリ１８を駆動回路としてのインバータ回路１４から切り離すために遮断器１７を駆動して遮断し（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。このように、インバータ回路１４の６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれかにオン故障が生じていると判断したときにバッテリ１８を切り離すことにより、トランジスタのオン故障の影響を他に与えないようにすることができる。
【００３０】
以上説明した実施例の駆動回路の異常判定装置２０によれば、ゲート遮断した後のインバータ温度Ｔｉｎｖやその温度変化ΔＴに基づいてインバータ回路１４の６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれかにオン故障が生じていることによるゲート遮断の異常をより適正に判定することができる。
【００３１】
また、実施例の駆動装置１０によれば、異常判定装置により異常が判定されたときには遮断器１７を駆動してバッテリ１８をインバータ回路１４から切り離すから、トランジスタのオン故障の影響を他に与えないようにすることができる。
【００３２】
実施例の駆動回路の異常判定装置２０では、インバータ温度Ｔｉｎｖが閾値Ｔｒｅｆ１以上であるか、インバータ温度Ｔｉｎｖの温度変化ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ２以上であるときに、トランジスタのオン故障によるゲート遮断の異常を判定するものとしたが、インバータ温度Ｔｉｎｖが閾値Ｔｒｅｆ１以上であるときにだけトランジスタのオン故障によるゲート遮断の異常を判定するものとしてもよく、インバータ温度Ｔｉｎｖの温度変化ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ２以上であるときにだけトランジスタのオン故障によるゲート遮断の異常を判定するものとしてもかまわない。
【００３３】
実施例では、モータ１２を駆動するインバータ回路１４のゲート遮断についての異常を判定するものとしたが、回転に伴って逆起電力を発生する電気機器を駆動する回路であってスイッチング素子を備える駆動回路であればいかなる回路のゲート遮断についての異常を判定するものとしてもかまわない。
【００３４】
実施例の駆動回路の異常判定装置２０では、ゲート遮断した後のインバータ温度Ｔｉｎｖやその温度変化ΔＴに基づいてインバータ回路１４の６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれかにオン故障が生じていることによるゲート遮断の異常を判定するものとしたが、ゲート遮断してから所定時間経過した後のインバータ温度Ｔｉｎｖやその温度変化ΔＴに基づいてインバータ回路１４の６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれかにオン故障が生じていることによるゲート遮断の異常を判定するものとしてもよい。この場合、図２の異常判定処理ルーチンに代えて図３の異常判定処理ルーチンを実行すればよい。このルーチンでは、インバータ温度Ｔｉｎｖを入力して温度変化ΔＴを計算すると（ステップＳ１００，Ｓ１１０）、ゲート遮断したときから所定時間経過したか否かを判定し（ステップＳ１１５）、所定時間経過していないときには異常判定処理ルーチンを終了し、所定時間経過しているときにはインバータ温度Ｔｉｎｖと閾値Ｔｒｅｆ１とに基づく判定や（ステップＳ１２０）、温度変化ΔＴと閾値Ｔｒｅｆ２とに基づく判定（ステップＳ１３０）を実行する。ここで、異常判定に対してゲート遮断してから所定時間経過するのを待つのは、ゲート遮断してもインバータ回路１４のトランジスタＴ１〜Ｔ６などからの熱伝導によりその後に若干の温度上昇があり、温度センサ３４によりそれが検出されるため、その熱伝導による温度上昇が終了してから異常判定を行なう方がより適正な判定となることに基づく。この現象の一例を図４に示す。ゲート遮断した時間Ｔ１から時間Ｔ２を経過するまでは、若干の温度上昇が行なわれる。したがって、所定時間は、ゲート遮断した時間Ｔ１〜時間Ｔ２までの時間以上として設定してあればよく、インバータ回路１４やモータ１２等の性能によって実験などにより求めることができる。
【実施例２】
【００３５】
次に、本発明の第２実施例としての駆動回路の異常判定装置２０Ｂや駆動装置１０Ｂについて説明する。図５は、第２実施例としての駆動回路の異常判定装置２０Ｂが搭載された駆動装置１０Ｂの構成の概略を示す構成図である。第２実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｂおよび駆動装置１０Ｂは、図示するように、温度センサ３４を備えない点とモータ１２の三相コイルの各相間に３つの温度センサ３６ＵＶ，３６ＶＷ，３６ＷＵを備える点とを除いて第１実施例の駆動回路の異常判定装置２０および駆動装置１０と同一の構成をしている。そこで、重複した説明を回避するため、第２実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｂや駆動装置１０Ｂの構成のうち第１実施例の駆動回路の異常判定装置２０や駆動装置１０と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
第２実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｂでは、３つの温度センサ３６ＵＶ，３６ＶＷ，３６ＷＵにより検出された温度Ｔｕｖ，Ｔｖｗ，Ｔｗｕは信号ラインにより電子制御ユニット４０の図示しない入力ポートに入力されている。
【００３７】
第２実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｂでは、ゲート遮断の異常を図６に例示する異常判定処理ルーチンを実行することにより判定している。この異常判定処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、３つの温度センサ３６ＵＶ，３６ＶＷ，３６ＷＵからの温度Ｔｕｖ，Ｔｖｗ，Ｔｗｕを入力し（ステップＳ２００）、入力した温度Ｔｕｖ，Ｔｖｗ，Ｔｗｕのうち最も高い温度を検査温度Ｔｓｅｌとして設定すると共に（ステップＳ２１０）、設定した検査温度Ｔｓｅｌからｎ回前にこのルーチンが実行されたときに設定された検査温度Ｔｓｅｌを減じて温度変化ΔＴを計算する（ステップＳ２２０）。そして、ゲート遮断が行なわれてから所定時間経過するのを待って（ステップＳ２３０）、設定した検査温度Ｔｓｅｌが閾値Ｔｍｒｅｆ１未満であるか否かを判定すると共に（ステップＳ２４０）、計算した温度変化ΔＴが閾値Ｔｍｒｅｆ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ２５０）。ここで、閾値Ｔｍｒｅｆ１はモータ１２の作動上限温度やその近傍の温度として設定されており、閾値Ｔｍｒｅｆ２は正常なインバータ回路１４をゲート遮断したときのモータ１２の通常の温度上昇より大きな値として設定されている。上述したようにインバータ回路１４がゲート遮断されると、６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のすべてがオフされるから、モータ１２の三相コイルには電流は流れないからモータ１２の温度上昇は生じない。６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれかがオンの状態で故障しているとき、例えばトランジスタＴ１がオン故障しているときを考えると、インバータ回路１４はゲート遮断してもトランジスタＴ１がオンしていることになり、トランジスタＴ１，モータ１２のｗ相のコイル，ｕ相またはｖ相のコイル，ダイオードＤ３またはダイオードＤ２，トランジスタＴ１の閉回路が形成され、モータ１２が回転しているときにはモータ１２に生じる逆起電力により閉回路に電流が流れることになる。このため、電流が流れるコイルが発熱し、モータ１２の温度を上昇させる。実施例では、この現象を異常として判定するために、温度Ｔｕｖ，Ｔｖｗ，Ｔｗｕのうち最も温度の高い検査温度Ｔｓｅｌと閾値Ｔｍｒｅｆ１とを比較したり、検査温度Ｔｓｅｌの温度変化ΔＴを閾値Ｔｍｒｅｆ２と比較するのである。いま、モータ１２に生じる逆起電力によって閉回路が形成されモータ１２の三相コイルのうちのｕ相とｖ相とに電流が流れたときを考える。この場合、温度センサ３６ＵＶにより検出される温度Ｔｕｖは、他の温度センサ３６ＶＷ，３６ＷＵにより検出される温度Ｔｖｗ，Ｔｗｕより高くなる。実施例で３つの温度Ｔｕｖ，Ｔｖｗ，Ｔｗｕのうち最も高い温度を検査温度Ｔｓｅｌとして異常判定に用いるのはこの現象を利用している。モータ１２に生じる逆起電力によって閉回路が形成されモータ１２の三相コイルのうちのｕ相とｖ相とに電流が流れたときの温度Ｔｕｖ，Ｔｖｗ，Ｔｗｕの時間変化の一例を図７に示す。この場合、温度Ｔｕｖが閾値Ｔｍｒｅｆ１以上に至ったときや温度Ｔｕｖの温度変化ΔＴが閾値Ｔｍｒｅｆ２以上に至ったときに異常と判定するのである。
【００３８】
検査温度Ｔｓｅｌが閾値Ｔｍｒｅｆ１未満であると共に温度変化ΔＴが閾値Ｔｍｒｅｆ２未満であるときには、６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれにもオン故障は生じていないと判断して本ルーチンを終了し、検査温度Ｔｓｅｌが閾値Ｔｍｒｅｆ１以上のときや温度変化ΔＴが閾値Ｔｍｒｅｆ２以上のときには、６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれかにオン故障が生じているためにゲート遮断に異常が生じたと判断し、電源としてのバッテリ１８を駆動回路としてのインバータ回路１４から切り離すために遮断器１７を駆動して遮断し（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。このように、インバータ回路１４の６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれかにオン故障が生じていると判断したときにバッテリ１８を切り離すことにより、トランジスタのオン故障の影響を他に与えないようにすることができる。
【００３９】
以上説明した第２実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｂによれば、ゲート遮断した後のモータ１２の三相コイルの相間に配置された温度センサ３６ＵＶ，３６ＶＷ，３６ＷＵからの温度Ｔｕｖ，Ｔｖｗ，Ｔｗｕやその温度変化ΔＴに基づいてインバータ回路１４の６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれかにオン故障が生じていることによるゲート遮断の異常をより適正に判定することができる。しかも、ゲート遮断してから所定時間経過した後のモータ１２の三相コイルの相間の温度Ｔｕｖ，Ｔｖｗ，Ｔｗｕやその温度変化ΔＴに基づいてゲート遮断の異常を判定するから、より適正に異常を判定することができる。
【００４０】
また、第２実施例の駆動装置１０Ｂによれば、異常判定装置により異常が判定されたときには遮断器１７を駆動してバッテリ１８をインバータ回路１４から切り離すから、トランジスタのオン故障の影響を他に与えないようにすることができる。
【００４１】
第２実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｂでは、検査音度Ｔｓｅｌが閾値Ｔｍｒｅｆ１以上であるか、検査温度Ｔｓｅｌの温度変化ΔＴが閾値Ｔｍｒｅｆ２以上であるときに、トランジスタのオン故障によるゲート遮断の異常を判定するものとしたが、検査温度Ｔｓｅｌが閾値Ｔｍｒｅｆ１以上であるときにだけトランジスタのオン故障によるゲート遮断の異常を判定するものとしてもよく、検査温度Ｔｓｅｌの温度変化ΔＴが閾値Ｔｍｒｅｆ２以上であるときにだけトランジスタのオン故障によるゲート遮断の異常を判定するものとしてもかまわない。
【００４２】
第２実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｂでは、三相コイルを用いたモータ１２の各相間に温度センサを配置するものとしたが、三相以外の多相交流の電動機の各相間に温度センサを配置するものとしてもよい。この場合、各温度センサにより検出された温度のうち最も高い温度を検査温度Ｔｓｅｌとして用いてゲート遮断の異常を判定すればよい。
【実施例３】
【００４３】
次に、本発明の第３実施例としての駆動回路の異常判定装置２０Ｃや駆動装置１０Ｃについて説明する。図８は、第３実施例としての駆動回路の異常判定装置２０Ｃが搭載された駆動装置１０Ｃの構成の概略を示す構成図である。第３実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｃおよび駆動装置１０Ｃは、図示するように、モータ１２の三相コイルのｕ相とｖ相との間に温度センサが配置されていない点を除いて第２実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｂおよび駆動装置１０Ｂと同一の構成をしている。そこで、重複した説明を回避するため、第３実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｃや駆動装置１０Ｃの構成のうち第２実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｂや駆動装置１０Ｂと同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
第３実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｃでは、ゲート遮断の異常を図９に例示する異常判定処理ルーチンを実行することにより判定している。この異常判定処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、２つの温度センサ３６ＶＷ，３６ＷＵからの温度Ｔｖｗ，Ｔｗｕを入力し（ステップＳ３００）、入力した温度Ｔｖｗ，Ｔｗｕのうち高い方を検査温度Ｔｓｅｌとして設定すると共に（ステップＳ３１０）、設定した検査温度Ｔｓｅｌからｎ回前にこのルーチンが実行されたときに設定された検査温度Ｔｓｅｌを減じて温度変化ΔＴを計算する（ステップＳ３２０）。そして、ゲート遮断が行なわれてから所定時間経過するのを待って（ステップＳ３３０）、温度Ｔｖｗ，Ｔｗｕが略同一であるか否かを判定する（ステップＳ３４０）。図７を用いて三相コイルのいずれか二つに電流が流れたときの各相間の温度について説明したように、電流が流れている二つの相間の温度は高くなり、他の相間の温度はそれより低くなる。いま、モータ１２に生じる逆起電力によって閉回路が形成されモータ１２の三相コイルのうちのｕ相とｖ相とに電流が流れたときを考えると、ｕ相とｖ相との間の温度Ｔｕｖは高くなるが、他の相間の温度Ｔｖｗ，Ｔｗｕはそれより低くなる。このときには、温度Ｔｖｗ，Ｔｗｕは略同一となる。一方、三相コイルのうちのｖ相とｗ相とに電流が流れたときを考えると、ｖ相とｗ相との間の温度Ｔｖｗは高くなるが、他の相間の温度Ｔｗｕ，Ｔｕｖはそれより低くなる。このときには、温度Ｔｖｗ，Ｔｗｕは略同一とはならない。実施例では、これを判定しているのである。
【００４５】
温度Ｔｖｗ，Ｔｗｕが略同一でないときには、設定した検査温度Ｔｓｅｌが閾値Ｔｍｒｅｆ１未満であるか否かを判定すると共に（ステップＳ３５０）、計算した温度変化ΔＴが閾値Ｔｍｒｅｆ２未満であるか否かを判定し（ステップＳ３６０）、検査温度Ｔｓｅｌが閾値Ｔｍｒｅｆ１未満であると共に温度変化ΔＴが閾値Ｔｍｒｅｆ２未満であるときには、６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれにもオン故障は生じていないと判断して本ルーチンを終了し、検査温度Ｔｓｅｌが閾値Ｔｍｒｅｆ１以上のときや温度変化ΔＴが閾値Ｔｍｒｅｆ２以上のときには、６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれかにオン故障が生じているためにゲート遮断に異常が生じたと判断し、電源としてのバッテリ１８を駆動回路としてのインバータ回路１４から切り離すために遮断器１７を駆動して遮断し（ステップＳ３９０）、本ルーチンを終了する。閾値Ｔｍｒｅｆ１および閾値Ｔｍｒｅｆ２については、第２実施例で説明した。
【００４６】
温度Ｔｖｗ，Ｔｗｕが略同一のときには、設定した検査温度Ｔｓｅｌが閾値Ｔｍｒｅｆ１より小さな閾値Ｔｅｓｔ１未満であるか否かを判定すると共に（ステップＳ３７０）、計算した温度変化ΔＴが閾値Ｔｍｒｅｆ２より小さな閾値Ｔｅｓｔ２未満であるか否かを判定し（ステップＳ３８０）、検査温度Ｔｓｅｌが閾値Ｔｅｓｔ１未満であると共に温度変化ΔＴが閾値Ｔｅｓｔ２未満であるときには、６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれにもオン故障は生じていないと判断して本ルーチンを終了し、検査温度Ｔｓｅｌが閾値Ｔｅｓｔ１以上のときや温度変化ΔＴが閾値Ｔｅｓｔ２以上のときには、６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれかにオン故障が生じているためにゲート遮断に異常が生じたと判断し、電源としてのバッテリ１８を駆動回路としてのインバータ回路１４から切り離すために遮断器１７を駆動して遮断し（ステップＳ３９０）、本ルーチンを終了する。ここで、閾値Ｔｅｓｔ１は、モータ１２の三相コイルのｕ相とｖ相に電流が流れていると想定したときのその相間の温度Ｔｕｖにより異常を判定する閾値Ｔｍｒｅｆ１に対応する他の相間の温度Ｔｖｗ，Ｔｗｕにより異常を判定する閾値として設定されている。図７に閾値Ｔｍｒｅｆ１と閾値Ｔｅｓｔ１との関係を示す。また、閾値Ｔｅｓｔ２は、モータ１２の三相コイルのｕ相とｖ相に電流が流れていると想定したときのその相間の温度Ｔｕｖの変化により異常を判定する閾値Ｔｍｒｅｆ２に対応する他の相間の温度Ｔｖｗ，Ｔｗｕの変化により異常を判定する閾値として設定されている。
【００４７】
以上説明した第３実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｃによれば、ゲート遮断した後のモータ１２の三相コイルの相間に配置された二つの温度センサ３６ＶＷ，３６ＷＵからの温度Ｔｖｗ，Ｔｗｕやその温度変化ΔＴに基づいてインバータ回路１４の６個のトランジスタＴ１〜Ｔ６のいずれかにオン故障が生じていることによるゲート遮断の異常をより適正に判定することができる。この結果、上述の第２実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｂに比して温度センサ３６ＵＶを設ける必要がなく、装置の部品点数を少なくすることができる。もとより、ゲート遮断してから所定時間経過した後のモータ１２の三相コイルの相間の温度Ｔｖｗ，Ｔｗｕやその温度変化ΔＴに基づいてゲート遮断の異常を判定するから、より適正に異常を判定することができる。
【００４８】
また、第３実施例の駆動装置１０Ｃによれば、異常判定装置により異常が判定されたときには遮断器１７を駆動してバッテリ１８をインバータ回路１４から切り離すから、トランジスタのオン故障の影響を他に与えないようにすることができる。
【００４９】
第３実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｃでは、検査音素Ｔｓｅｌが閾値Ｔｍｒｅｆ１以上であるか、検査温度Ｔｓｅｌの温度変化ΔＴが閾値Ｔｍｒｅｆ２以上であるときに、トランジスタのオン故障によるゲート遮断の異常を判定するものとしたが、検査温度Ｔｓｅｌが閾値Ｔｍｒｅｆ１以上であるときにだけトランジスタのオン故障によるゲート遮断の異常を判定するものとしてもよく、検査温度Ｔｓｅｌの温度変化ΔＴが閾値Ｔｍｒｅｆ２以上であるときにだけトランジスタのオン故障によるゲート遮断の異常を判定するものとしてもかまわない。
【００５０】
第３実施例の駆動回路の異常判定装置２０Ｃでは、三相コイルを用いたモータ１２のｕｖ相間には温度センサを配置せず、ｖｗ相間とｗｕ相間に温度センサを配置するものとしたが、ｖｗ相間には温度センサを配置せず、ｗｕ相間とｕｖ相間に温度センサを配置するものとしてもよく、ｗｕ相間には温度センサを配置せず、ｕｖ相間とｖｗ相間に温度センサを配置するものとしてもよい。また、三相以外の多相交流の電動機の相間の一部に温度センサを配置するものとしてもよい。
【００５１】
第１実施例ないし第３実施例の駆動装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、異常判定装置２０，２０Ｂ，２０Ｃにより異常が判定されたときには遮断器１７を駆動してバッテリ１８をインバータ回路１４から切り離すものとしたが、コンバータ回路１６をオフするなど他の対処を施すものとしてもよい。
【００５２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、駆動装置の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施例としての駆動回路の異常検出装置２０が搭載された駆動装置１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電子制御ユニット４０により実行される異常判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】変形例の異常判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】ゲート遮断したときのインバータ回路１４の温度変化の様子を示す説明図である
【図５】第２実施例としての駆動回路の異常検出装置２０Ｂが搭載された駆動装置１０Ｂの構成の概略を示す構成図である。
【図６】第２実施例の電子制御ユニット４０により実行される異常判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】モータ１２に生じる逆起電力によって閉回路が形成されモータ１２の三相コイルのうちのｕ相とｖ相とに電流が流れたときの温度Ｔｕｖ，Ｔｖｗ，Ｔｗｕの時間変化の一例を示す説明図である。
【図８】第３実施例としての駆動回路の異常検出装置２０Ｃが搭載された駆動装置１０Ｃの構成の概略を示す構成図である。
【図９】第３実施例の電子制御ユニット４０により実行される異常判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１０，１０Ｂ，１０Ｃ  動力出力装置、１２  モータ、１３  回転位置検出センサ、１４  インバータ回路、１４ａ  正極母線、１４ｂ  負極母線、１５，１９  コンデンサ、１６  コンバータ回路、１８  バッテリ、２０，２０Ｂ，２０Ｃ  異常検出装置、３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗ  電流センサ、３４  温度センサ、３６ＵＶ，３６ＶＷ，３６ＷＵ  温度センサ、４０  電子制御ユニット、４２  ＣＰＵ、４４  ＲＯＭ、４６  ＲＡＭ、４８  ＥＥＰＲＯＭ、Ｔ１〜Ｔ６，ＴＡ，ＴＢ  トランジスタ、Ｄ１〜Ｄ６，ＤＡ，ＤＢ  ダイオード、Ｌ  リアクトル。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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