(57)【要約】【課題】複数のスイッチング素子が並列に接続されたスイッチング回路において、互いに並列に接続された複数のスイッチング素子の少なくともいずれかが故障していることを発見できる電力変換装置および故障診断方法を提供する。【解決手段】複数のスイッチング素子２１ａ，２１ｂが並列に接続されたスイッチング回路２１を含み、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路２と、スイッチング回路２１の端子間電圧Ｖ１を検出する電圧センサと、複数のスイッチング素子２１ａ，２１ｂの各々に、各スイッチング素子２１ａ，２１ｂをオン状態にするためのオン信号を入力可能な駆動部５１と、複数のスイッチング素子２１ａ，２１ｂの各々にオン信号が入力されているときの端子間電圧Ｖ１が、開放判定閾値以上の場合に、複数のスイッチング素子２１ａ，２１ｂの少なくとも１つが開放故障していると診断する診断部５２とを備える。【選択図】図２
2019030081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチング素子が互いに並列に接続されたスイッチング回路を含み、電力源からの入力電力を所定の出力電力に変換する主回路と、
前記スイッチング回路の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、
前記複数のスイッチング素子の各々に、当該各スイッチング素子をオン状態にするためのオン信号を入力可能な信号入力手段と、
前記複数のスイッチング素子の各々に前記オン信号が入力されているときの前記端子間電圧が、開放判定閾値以上の場合に、前記複数のスイッチング素子の少なくとも１つが開放故障していると診断する診断手段と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記診断手段は、前記複数のスイッチング素子の各々に前記オン信号が入力されていないときの前記端子間電圧が短絡判定閾値以下の場合に、前記複数のスイッチング素子のいずれかが短絡故障していると診断する、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電力源は、直流電源であり、
前記主回路は、各々が、前記直流電源の高電位側の出力端子に接続された高電位側の前記スイッチング回路と前記直流電源の低電位側の出力端子に接続された低電位側の前記スイッチング回路とを直列に接続した第１アームおよび第２アームを有し、前記第１アームと前記第２アームとが並列に接続されたインバータ回路である、
請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電圧検出手段は、前記第１アームの前記高電位側のスイッチング回路における第１の端子間電圧と前記第２アームの前記低電位側のスイッチング回路における第２の端子間電圧を検出し、
前記診断手段は、前記信号入力手段が、前記第１アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子および前記第２アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子に前記オン信号を入力しており、かつ、前記第１アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子および前記第２アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子に前記オン信号を入力していないときに、前記インバータ回路から電流が出力されている場合、前記第１の端子間電圧と前記第２の端子間電圧とを比較して、これらが異なる場合に、前記第１アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子のいずれか、あるいは、前記第２アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子のいずれかが開放故障していると診断する、
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記診断手段は、前記信号入力手段が、前記第１アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子および前記第２アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子に前記オン信号を入力しており、かつ、前記第１アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子および前記第２アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子に前記オン信号を入力していないときに、前記インバータ回路から電流が出力されていない場合、前記第１アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子の両方、あるいは、前記第２アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子の両方が開放故障していると診断する、
請求項３または請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記信号入力手段は、前記各スイッチング素子を能動領域で動作させる前記オン信号を入力する、
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記信号入力手段は、前記スイッチング回路における前記複数のスイッチング素子のうちのいずれかのスイッチング素子だけに前記オン信号を入力可能である、
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
複数のスイッチング素子が互いに並列に接続されたスイッチング回路を含み、電力源からの入力電力を所定の出力電力に変換する主回路の故障診断方法であって、
前記複数のスイッチング素子の各々に、当該各スイッチング素子をオン状態にするためのオン信号を入力する工程と、
前記スイッチング回路の端子間電圧を検出する工程と、
前記複数のスイッチング素子の各々に前記オン信号が入力されているときの前記端子間電圧が、開放判定閾値以上の場合に、前記複数のスイッチング素子の少なくとも１つが開放故障していると診断する工程と、
を有することを特徴とする故障診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスイッチング素子が並列接続されたスイッチング回路を含む電力変換装置および故障診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力電力を所定の出力電力に変換する電力変換装置において、複数のスイッチング素子が用いられている。このような電力変換装置の一例として、直流電力を交流電力に変換するインバータ装置が知られている。特許文献１には、従来のインバータ装置が開示されている。
【０００３】
図７は、従来のインバータ装置の一例を示す図である。従来のインバータ装置は、インバータ回路２’および制御回路５’を備えている。従来のインバータ装置は、直流電源１から入力される直流電力を交流電力に変換して負荷Ｌに供給する。インバータ回路２’は、図７に示すように、複数のスイッチング回路２１’〜２４’を有しており、これらがフルブリッジ接続されている。各スイッチング回路２１’〜２４’において、それぞれ２つのスイッチング素子が並列に接続されている。制御回路５’は、各スイッチング素子のオン状態とオフ状態とを切り換えるための信号を生成し、これを各スイッチング素子のゲート端子に入力する。
【０００４】
上記のように構成された従来のインバータ装置において、制御回路５’は、スイッチング回路２１’，２４’におけるスイッチング素子と、スイッチング回路２２’，２３’におけるスイッチング素子とを交互にスイッチング動作させる。これにより、インバータ回路２’は、直流電力を交流電力に変換している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−５５７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図７に示すように、各スイッチング回路２１’〜２４’において、それぞれ２つのスイッチング素子が並列に接続されている。このため、各スイッチング回路２１’〜２４’に流れる電流は、当該スイッチング回路２１’〜２４’を構成する２つのスイッチング素子に分流される。しかしながら、例えば、スイッチング回路２１’〜２４’のいずれかにおいて、一方のスイッチング素子が開放故障し、他方のスイッチング素子が故障していない場合には、当該スイッチング回路に入力される電流がすべて、故障していないスイッチング素子に流れる。このため、インバータ回路２’において、一方のスイッチング素子が開放故障しても、直流電力から交流電力への変換が行われる。したがって、利用者は、スイッチング素子が開放故障していることに気付かない可能性がある。しかしながら、一方のスイッチング素子は開放故障しているので、他方のスイッチング素子に負担がかかる。この状態のままで利用を継続すると、故障していなかったスイッチング素子も故障してしまい、他の部品にも損害を与える要因となっていた。このような問題は、複数のスイッチング回路がフルブリッジ接続された場合に限られない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて創作されたものであり、その目的は、複数のスイッチング素子が並列に接続されたスイッチング回路において、互いに並列に接続された複数のスイッチング素子の少なくともいずれかが故障していることを発見できる電力変換装置および故障診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の側面によって提供される電力変換装置は、複数のスイッチング素子が互いに並列に接続されたスイッチング回路を含み、電力源からの入力電力を所定の出力電力に変換する主回路と、前記スイッチング回路の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、前記複数のスイッチング素子の各々に、当該各スイッチング素子をオン状態にするためのオン信号を入力可能な信号入力手段と、前記複数のスイッチング素子の各々に前記オン信号が入力されているときの前記端子間電圧が、開放判定閾値以上の場合に、前記複数のスイッチング素子の少なくとも１つが開放故障していると診断する診断手段と、を備えることを特徴とする。この構成によると、前記複数のスイッチング素子の各々に前記オン信号が入力されているときの前記端子間電圧と所定の開放判定閾値とを比較することで、前記複数のスイッチング素子の少なくともいずれかが開放故障しているか否かを診断できる。したがって、互いに並列に接続された複数のスイッチング素子の少なくともいずれかが開放故障していることを発見できる。
【０００９】
上記電力変換装置の好ましい実施の形態においては、前記診断手段は、前記複数のスイッチング素子の各々に前記オン信号が入力されていないときの前記端子間電圧が短絡判定閾値以下の場合に、前記複数のスイッチング素子のいずれかが短絡故障していると診断する。この構成によると、前記複数のスイッチング素子の各々に前記オン信号が入力されていないときの前記端子間電圧と所定の短絡判定閾値とを比較することで、前記複数のスイッチング素子のいずれかが短絡しているか否かを診断できる。したがって、互いに並列に接続された複数のスイッチング素子のいずれかが開放故障していることを発見できるとともに、短絡故障していることも発見できる。
【００１０】
上記電力変換装置の好ましい実施の形態においては、前記電力源は、直流電源であり、前記主回路は、各々が、前記直流電源の高電位側の出力端子に接続された高電位側の前記スイッチング回路と前記直流電源の低電位側の出力端子に接続された低電位側の前記スイッチング回路とを直列に接続した第１アームおよび第２アームを有し、前記第１アームと前記第２アームとが並列に接続されたインバータ回路である。この構成によると、前記主回路はフルブリッジ型のインバータ回路であり、当該インバータ回路における複数のスイッチング素子の故障を診断できる。
【００１１】
上記電力変換装置の好ましい実施の形態においては、前記電圧検出手段は、前記第１アームの前記高電位側のスイッチング回路における第１の端子間電圧と前記第２アームの前記低電位側のスイッチング回路における第２の端子間電圧を検出し、前記診断手段は、前記信号入力手段が、前記第１アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子および前記第２アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子に前記オン信号を入力しており、かつ、前記第１アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子および前記第２アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子に前記オン信号を入力していないときに、前記インバータ回路から電流が出力されている場合、前記第１の端子間電圧と前記第２の端子間電圧とを比較して、これらが異なる場合に、前記第１アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子のいずれか、あるいは、前記第２アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子のいずれかが開放故障していると診断する。この構成によると、前記第１の端子間電圧と前記第２の端子間電圧との比較によって、前記第１アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子のいずれか、あるいは、前記第２アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子のいずれかが開放故障していることを発見できる。
【００１２】
上記電力変換装置の好ましい実施の形態においては、前記診断手段は、前記信号入力手段が、前記第１アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子および前記第２アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子に前記オン信号を入力しており、かつ、前記第１アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子および前記第２アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子に前記オン信号を入力していないときに、前記インバータ回路から電流が出力されていない場合、前記第１アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子の両方、あるいは、前記第２アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子の両方が開放故障していると診断する。この構成によると、前記第１アームの前記高電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子の両方、あるいは、前記第２アームの前記低電位側のスイッチング回路における前記複数のスイッチング素子の両方が開放故障していることを発見できる。
【００１３】
上記電力変換装置の好ましい実施の形態においては、前記信号入力手段は、前記各スイッチング素子を能動領域で動作させる前記オン信号を入力する。この構成によると、前記各スイッチング素子を能動領域で動作させた方が、前記スイッチング回路の前記複数のスイッチング素子のうち、少なくともいずれかが開放故障している場合といずれも故障していない場合とで、前記電圧検出手段によって検出される端子間電圧の差が大きくなる。したがって、互いに並列に接続された複数のスイッチング素子の少なくともいずれかが開放故障しているか否かの診断において、誤診断を抑制できる。
【００１４】
上記電力変換装置の好ましい実施の形態においては、前記信号入力手段は、前記スイッチング回路における前記複数のスイッチング素子のうちのいずれかのスイッチング素子だけに前記オン信号を入力可能である。この構成によると、前記信号入力手段は、前記スイッチング回路が開放故障あるいは短絡故障していると診断された場合に、当該スイッチング回路における前記複数のスイッチング素子のうちのいずれかのスイッチング素子だけに前記オン信号を入力する状態にでき、残りのスイッチング素子に前記オン信号を入力しない状態にできる。これにより、前記スイッチング回路における前記複数のスイッチング素子のうちのいずれのスイッチング素子が開放故障しているかあるいは短絡故障をしているかを特定できる。
【００１５】
本発明の第２の側面によって提供される故障診断方法は、複数のスイッチング素子が互いに並列に接続されたスイッチング回路を含み、電力源からの入力電力を所定の出力電力に変換する主回路の故障診断方法であって、前記複数のスイッチング素子の各々に、当該各スイッチング素子をオン状態にするためのオン信号を入力する工程と、前記スイッチング回路の端子間電圧を検出する工程と、前記複数のスイッチング素子の各々に前記オン信号が入力されているときの前記端子間電圧が、開放判定閾値以上の場合に、前記複数のスイッチング素子の少なくとも１つが開放故障していると診断する工程と、を有することを特徴とする。この構成によると、前記複数のスイッチング素子の各々に前記オン信号が入力されているときの前記端子間電圧と所定の開放判定閾値とを比較することで、前記複数のスイッチング素子の少なくともいずれかが開放故障しているか否かを診断できる。したがって、互いに並列に接続された複数のスイッチング素子の少なくともいずれかが開放故障していることを発見できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数のスイッチング素子が並列に接続されたスイッチング回路において、互いに並列に接続された複数のスイッチング素子の少なくともいずれかが故障していることを発見できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係るインバータ装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示すインバータ装置におけるインバータ回路および制御回路の詳細な構成を示す図である。
【図３】各スイッチング素子におけるコレクタ・エミッタ間飽和電圧特性を示す図である。
【図４】一実施形態に係る故障診断処理のフローチャート（その１）である。
【図５】一実施形態に係る故障診断処理のフローチャート（その２）である。
【図６】変形例に係るスイッチング回路の一例を示す図である。
【図７】従来のインバータ装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して、以下に説明する。本発明の電力変換装置として、直流電力を交流電力に変換するインバータ装置に使用した場合を説明する。
【００１９】
図１は、インバータ装置の全体構成の一例を示している。同図に示すように、当該インバータ装置は、インバータ回路２、複数の電圧センサ３１〜３４、電流センサ４１、および、制御回路５を備えている。図２は、インバータ回路２および制御回路５の詳細な構成の一例を示している。インバータ装置は、直流電源１から入力される直流電力を交流電力に変換し、負荷Ｌに供給する。インバータ装置は、例えば、モータの駆動制御装置や光源などの点灯制御装置、電磁誘導を利用して加熱を行う誘導加熱装置、パワーコンディショナ、プラズマ発生装置、非接触給電装置、溶接電源装置、ＤＣ／ＤＣコンバータなど、各種装置に利用されている。なお、インバータ装置の利用形態は、上記したものに限定されない。インバータ回路２および制御回路５を合わせたものが、本発明の「電力変換装置」に相当する。
【００２０】
直流電源１は、直流電力を出力するものである。例えば、電力系統から入力される交流電流を整流する整流回路と、平滑する平滑コンデンサとを備えている。なお、直流電源１は、交流電流を直流電流に変換して出力するものに限られず、直流電流（直流電力）を出力するものであればよい。このような直流電源１としては、例えば、燃料電池、蓄電池、太陽電池などがある。直流電源１が本発明の「電力源」に相当する。
【００２１】
インバータ回路２は、入力電力を所定の出力電力に変換する。本実施形態においては、インバータ回路２は、直流電源１からの直流電力を交流電力に変換し、負荷Ｌに出力する。インバータ回路２が本発明の「主回路」に相当する。
【００２２】
インバータ回路２は、４つのスイッチング回路２１〜２４を備えており、これら４つのスイッチング回路２１〜２４がフルブリッジ接続されている。すなわち、インバータ回路２は、フルブリッジ型のインバータ回路である。具体的には、直流電源１の高電位側の接続線と低電位側の接続線との間で、スイッチング回路２１とスイッチング回路２２とが直列に接続され、ブリッジ構造を形成している。スイッチング回路２１とスイッチング回路２２とで形成されるブリッジ構造をアーム２０Ａとする。当該アーム２０Ａにおいて、スイッチング回路２１が直流電源１の高電位側の出力端子に接続され、スイッチング回路２２が直流電源１の低電位側の出力端子に接続されている。また、直流電源１の高電位側の接続線と低電位側の接続線との間で、スイッチング回路２３とスイッチング回路２４とが直列に接続され、ブリッジ構造を形成している。スイッチング回路２３とスイッチング回路２４とで形成されるブリッジ構造をアーム２０Ｂとする。当該アーム２０Ｂにおいて、スイッチング回路２３が直流電源１の高電位側の出力端子に接続され、スイッチング回路２４が直流電源１の低電位側の出力端子に接続されている。アーム２０Ａとアーム２０Ｂとは、図１に示すように、並列に接続されている。アーム２０Ａを本発明の「第１アーム」とすると、アーム２０Ｂが本発明の「第２アーム」に相当し、アーム２０Ｂを本発明の「第１アーム」とすると、アーム２０Ａが本発明の「第２アーム」に相当する。
【００２３】
アーム２０Ａのスイッチング回路２１とスイッチング回路２２との接続点ａには、出力ラインが接続され、アーム２０Ｂのスイッチング回路２３とスイッチング回路２４との接続点ｂにも、出力ラインが接続されている。そして、これらの出力ライン間に、負荷Ｌが接続されている。
【００２４】
スイッチング回路２１は、図２に示すように、互いに並列に接続された一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂを含む。本実施形態においては、スイッチング素子２１ａ，２１ｂはともに、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲート・バイポーラトランジスタ）である。スイッチング素子２１ａ，２１ｂはともに、コレクタ端子が直流電源１の高電位側に接続され、エミッタ端子が接続点ａに接続される。また、スイッチング素子２１ａ，２１ｂはともに、ゲート端子が制御回路５に接続されており、制御回路５から入力される信号（後述するオン信号およびオフ信号）に従い、オン状態とオフ状態とが切り換わる。スイッチング素子２１ａ，２１ｂがともにオフ状態のときに、スイッチング回路２１が遮断状態となり、それ以外のとき、すなわち、スイッチング素子２１ａ，２１ｂのいずれか一方あるいは両方がオン状態のときに、スイッチング回路２１が導通状態となる。
【００２５】
スイッチング回路２２は、図２に示すように、互いに並列に接続された一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂを含む。本実施形態においては、スイッチング素子２２ａ，２２ｂはともに、ＩＧＢＴである。スイッチング素子２２ａ，２２ｂはともに、コレクタ端子が接続点ａに接続され、エミッタ端子が直流電源１の低電位側に接続される。また、スイッチング素子２２ａ，２２ｂはともに、ゲート端子が制御回路５に接続されており、制御回路５から入力される信号（後述するオン信号およびオフ信号）に従い、オン状態とオフ状態とが切り換わる。スイッチング素子２２ａ，２２ｂがともにオフ状態のときに、スイッチング回路２２が遮断状態となり、それ以外のとき、すなわち、スイッチング素子２２ａ，２２ｂのいずれか一方あるいは両方がオン状態のときに、スイッチング回路２２が導通状態となる。
【００２６】
スイッチング回路２３は、図２に示すように、互いに並列に接続された一対のスイッチング素子２３ａ，２３ｂを含む。本実施形態においては、スイッチング素子２３ａ，２３ｂはともに、ＩＧＢＴである。スイッチング素子２３ａ，２３ｂはともに、コレクタ端子が直流電源１の高電位側に接続され、エミッタ端子が接続点ｂに接続される。また、スイッチング素子２３ａ，２３ｂはともに、ゲート端子が制御回路５に接続されており、制御回路５から入力される信号（後述するオン信号およびオフ信号）に従い、オン状態とオフ状態とが切り換わる。スイッチング素子２３ａ，２３ｂがともにオフ状態のときに、スイッチング回路２３が遮断状態となり、それ以外のとき、すなわち、スイッチング素子２３ａ，２３ｂのいずれか一方あるいは両方がオン状態のときに、スイッチング回路２３が導通状態となる。
【００２７】
スイッチング回路２４は、図２に示すように、互いに並列に接続された一対のスイッチング素子２４ａ，２４ｂを含む。本実施形態においては、スイッチング素子２４ａ，２４ｂはともに、ＩＧＢＴである。スイッチング素子２４ａ，２４ｂはともに、コレクタ端子が接続点ｂに接続され、エミッタ端子が直流電源１の低電位側に接続される。また、スイッチング素子２４ａ，２４ｂはともに、ゲート端子が制御回路５に接続されており、制御回路５から入力される信号（後述するオン信号およびオフ信号）に従い、オン状態とオフ状態とが切り換わる。スイッチング素子２４ａ，２４ｂがともにオフ状態のときに、スイッチング回路２４が遮断状態となり、それ以外のとき、すなわち、スイッチング素子２４ａ，２４ｂのいずれか一方あるいは両方がオン状態のときに、スイッチング回路２４が導通状態となる。
【００２８】
スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂはそれぞれ、正常に動作していれば、入力される信号（オン信号およびオフ信号）に従い、オン状態とオフ状態とが切り換わる。しかし、開放故障していれば、常時オフ状態であり、短絡故障していれば常時オン状態である。
【００２９】
本実施形態においては、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂがすべて、ＩＧＢＴである場合を説明するが、これに限定されず、他の半導体スイッチング素子であってもよい。このような他の半導体スイッチング素子には、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やバイポーラトランジスタなどがある。また、本実施形態においては、図２に示すように、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂのそれぞれに対して、フライホイールダイオードが逆並列に接続されている。さらに、スナバコンデンサなどを並列接続してもよい。また、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂのそれぞれに対してではなく、各スイッチング回路２１〜２４に対して、フライホイールダイオードやスナバコンデンサが接続されていてもよい。
【００３０】
各電圧センサ３１〜３４は、それぞれスイッチング回路２１〜２４の端子間電圧を検出する。各電圧センサ３１〜３４は、それぞれ検出したスイッチング回路２１〜２４の端子間電圧Ｖ１〜Ｖ４を制御回路５に出力する。
【００３１】
本実施形態においては、各電圧センサ３１〜３４は、それぞれスイッチング回路２１〜２４の端子間電圧を検出する場合を説明するが、これに限定されない。例えば、電圧センサ３１は、スイッチング回路２１の端子間電圧ではなく、一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂのいずれか一方のコレクタ・エミッタ間電圧を検出してもよい。一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂは、互いに並列に接続されているので、これらに印加される電圧は同じ値になる。さらに、スイッチング回路２１の端子間電圧に相当する。なお、他の電圧センサ３２〜３４についても同じことがいえる。したがって、電圧センサ３１（３２〜３４）は、一対のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）のいずれか一方のコレクタ・エミッタ間電圧を検出しても、スイッチング回路２１（２２〜２４）の端子間電圧を検出したことと同じである。
【００３２】
電流センサ４１は、インバータ回路２の出力電流を検出する。電流センサ４１は、検出した出力電流Ｉｏｕｔを制御回路５に出力する。なお、電流センサ４１は、負荷Ｌのいずれの端子側に設けていてもよい。
【００３３】
制御回路５は、インバータ装置の各種制御を行う。制御回路５は、例えばマイクロコンピュータなどによって実現される。本実施形態においては、制御回路５は、主に、電力変換制御と故障診断処理とを行う。電力変換制御においては、制御回路５は、インバータ回路２の出力が設定値になるように、インバータ回路２の出力を制御する。故障診断処理においては、制御回路５は、インバータ回路２が正常であるか否かを診断する。制御回路５は、故障診断処理を行うための機能ブロックとして、図２に示すように、駆動部５１および診断部５２を有する。なお、本実施形態においては、制御回路５が電力変換制御および故障診断処理の双方を行うものとするが、これらの制御を別の回路として実施してもよい。
【００３４】
駆動部５１は、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂに対して、オン状態にするためのオン信号（例えば、ハイレベル信号）およびオフ状態にするためのオフ信号（例えば、ローレベル信号）を入力可能である。本実施形態においては、オン信号とオフ信号との２つの状態があり、オフ信号はオン信号を入力していない状態の信号である。また、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂがＩＧＢＴであるため、オン信号およびオフ信号は電圧信号である。
【００３５】
電力変換制御において、駆動部５１は、オン信号とオフ信号とが交互に繰り返されるパルス信号を生成し、これを駆動信号として各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂに入力する。これにより、スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂのオン状態とオフ状態とが切り換わる。そして、各スイッチング回路２１〜２４の導通状態と遮断状態とが切り換わる。この電力変換制御において、駆動部５１は、スイッチング素子２１ａ，２１ｂ，２４ａ，２４ｂとスイッチング素子２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂとで互いに反転させたパルス信号（駆動信号）を入力することで、インバータ回路２に、直流電力を交流電力に変換させる。駆動部５１は、電力変換制御において、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂが飽和領域と遮断領域とで切り換わるように、オン信号およびオフ信号（駆動信号）を生成する。
【００３６】
故障診断処理において、駆動部５１は、スイッチング素子２１ａ，２１ｂおよびスイッチング素子２４ａ，２４ｂに対して、オン信号を入力し、スイッチング素子２２ａ，２２ｂおよびスイッチング素子２３ａ，２３ｂに対して、オフ信号を入力する。以下の説明において、駆動部５１が、このようにオン信号およびオフ信号を入力している状態を「第１信号入力状態」とする。また、駆動部５１は、スイッチング素子２１ａ，２１ｂおよびスイッチング素子２４ａ，２４ｂに対して、オフ信号を入力し、スイッチング素子２２ａ，２２ｂおよびスイッチング素子２３ａ，２３ｂに対して、オン信号を入力する。以下の説明において、駆動部５１が、このようにオン信号およびオフ信号を入力している状態を「第２信号入力状態」とする。駆動部５１は、故障診断処理において、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂが能動領域で動作するように、オン信号を生成する。すなわち、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂが能動領域と遮断領域とで切り換わるように、オン信号およびオフ信号を生成する。駆動部５１が本発明の「信号入力手段」に相当する。なお、駆動部５１は、上記第１信号入力状態と上記第２信号入力状態とを所定の間隔で交互に繰り返すことで、電力変換制御を行っているとも言える。
【００３７】
本実施形態においては、駆動部５１には４本の信号線５１１〜５１４が接続され、それぞれ分岐している。信号線５１１は、分岐したのち、スイッチング素子２１ａ，２１ｂに接続される。すなわち、スイッチング素子２１ａ，２１ｂには、同一の信号が入力される。同様に、信号線５１２は、分岐したのち、スイッチング素子２２ａ，２２ｂに接続される。すなわち、スイッチング素子２２ａ，２２ｂには、同一の信号が入力される。信号線５１３は、分岐したのち、スイッチング素子２３ａ，２３ｂに接続される。すなわち、スイッチング素子２３ａ，２３ｂには、同一の信号が入力される。信号線５１４は、分岐したのち、スイッチング素子２４ａ，２４ｂに接続される。すなわち、スイッチング素子２４ａ，２４ｂには、同一の信号が入力される。
【００３８】
診断部５２は、上記第１信号入力状態および上記第２信号入力状態における、電圧センサ３１〜３４の検出値（端子間電圧Ｖ１〜Ｖ４）および電流センサ４１の検出値（出力電流Ｉｏｕｔ）に基づいて、各スイッチング回路２１〜２４が正常であるか否かを診断する。具体的には、診断部５２は、スイッチング回路２１（２２〜２４）における一対のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）の少なくともいずれか一方が開放故障あるいは短絡故障しているか否かを診断する。
【００３９】
本実施形態においては、診断部５２は、上記第１信号入力状態であり、かつ、インバータ回路２から電流が出力されているときの上記端子間電圧Ｖ１（Ｖ４）と、予め設定された開放判定閾値Ｖｏｐとを比較する。そして、当該比較結果に基づいて、スイッチング回路２１（２４）における一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂ（２４ａ，２４ｂ）のいずれか一方が開放故障しているか否かを診断する。なお、前記開放判定閾値Ｖｏｐについての詳細は後述する。ただし、診断部５２は、上記第１信号入力状態のときに、インバータ回路２から電流が出力されていても、当該電流が想定している方向（接続点ａから負荷Ｌを通って接続点ｂに向かう方向）と逆向きに流れている場合には、次のように診断する。すなわち、スイッチング回路２１における一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂの両方が開放故障しており、かつ、スイッチング回路２４における一対のスイッチング素子２４ａ，２４ｂの両方が開放故障しており、かつ、スイッチング回路２２における一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂの少なくともいずれか一方が短絡故障しており、かつ、スイッチング回路２３における一対のスイッチング素子２３ａ，２３ｂの少なくともいずれか一方が短絡故障していると診断する。
【００４０】
また、診断部５２は、上記第２信号入力状態であり、かつ、インバータ回路２から電流が出力されているときの上記端子間電圧Ｖ２（Ｖ３）と、上記開放判定閾値Ｖｏｐとを比較する。そして、当該比較結果に基づいて、スイッチング回路２２（２３）における一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂ（２３ａ，２３ｂ）のいずれか一方が開放故障しているか否かを診断する。ただし、診断部５２は、上記第２信号入力状態のときに、インバータ回路２から電流が出力されていても、当該電流が想定している方向（接続点ｂから負荷Ｌを通って接続点ａに向かう方向）と逆向きに流れている場合には、次のように診断する。すなわち、スイッチング回路２２における一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂの両方が開放故障しており、かつ、スイッチング回路２３における一対のスイッチング素子２３ａ，２３ｂの両方が開放故障しており、かつ、スイッチング回路２１における一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂの少なくともいずれか一方が短絡故障しており、かつ、スイッチング回路２４における一対のスイッチング素子２４ａ，２４ｂの少なくともいずれか一方が短絡故障していると診断する。
【００４１】
さらに、診断部５２は、上記第１信号入力状態であり、かつ、インバータ回路２から電流が出力されていないときの上記端子間電圧Ｖ２（Ｖ３）と、予め設定された短絡判定閾値Ｖｓｈｔとを比較する。そして、当該比較結果に基づいて、スイッチング回路２２（２３）における一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂ（２３ａ，２３ｂ）の少なくともいずれか一方が短絡故障しているか否かを診断する。なお、前記短絡判定閾値Ｖｓｈｔについての詳細は後述する。そして、上記第１信号入力状態であり、かつ、インバータ回路２から電流が出力されていないにも関わらず、スイッチング素子２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂのいずれも短絡故障していないと診断した場合には、スイッチング回路２１における一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂの両方が開放故障している、あるいは、スイッチング回路２４における一対のスイッチング素子２４ａ，２４ｂの両方が開放故障していると診断する。
【００４２】
また、診断部５２は、上記第２信号入力状態であり、かつ、インバータ回路２から電流が出力されていないときの上記端子間電圧Ｖ１（Ｖ４）と、上記短絡判定閾値Ｖｓｈｔとを比較する。そして、当該比較結果に基づいて、スイッチング回路２１（２４）における一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂ（２４ａ，２４ｂ）の少なくともいずれか一方が短絡故障しているか否かを診断する。そして、上記第２信号入力状態であり、かつ、インバータ回路２から電流が出力されていないにも関わらず、スイッチング素子２１ａ，２１ｂ，２４ａ，２４ｂのいずれも短絡故障していないと診断した場合には、スイッチング回路２２における一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂの両方が開放故障している、あるいは、スイッチング回路２３における一対のスイッチング素子２３ａ，２３ｂの両方が開放故障していると診断する。
【００４３】
次に、開放判定閾値Ｖｏｐの設定値について説明する。本実施形態においては、開放判定閾値Ｖｏｐは、図３に示す各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂのコレクタ・エミッタ間飽和電圧特性に基づいて設定されている。なお、本実施形態においては、複数のスイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂはすべて、同じコレクタ・エミッタ間飽和電圧特性を有するものとする。図３において、横軸はゲート・エミッタ間電圧を示しており、縦軸はコレクタ・エミッタ間飽和電圧を示している。なお、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂは、ゲート・エミッタ間電圧がＶａ［Ｖ］のとき、能動領域で動作する。図３に示すコレクタ・エミッタ間飽和電圧特性とは、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂにおいて、ゲート・エミッタ間電圧が同じ値であっても、コレクタ電流Ｉｃが異なれば、コレクタ・エミッタ間飽和電圧が変化する特性のことである。
【００４４】
図１および図２に示すインバータ装置において、直流電源１の出力電流がＩａ［Ａ］であり、かつ、駆動部５１が上記第１信号入力状態であるものとする。このときに、スイッチング回路２１において、一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂがともに正常に動作している場合、これらはともにオン状態になる。すなわち、スイッチング回路２１は導通状態となる。また、スイッチング回路２１に、直流電源１の出力電流Ｉａ［Ａ］が入力され、各スイッチング素子２１ａ，２１ｂのそれぞれに分流する。よって、各スイッチング素子２１ａ，２１ｂには、Ｉａ／２［Ａ］の電流が流れるので、これらのコレクタ電流はそれぞれ、Ｉａ／２［Ａ］である。また、スイッチング素子２１ａ，２１ｂのゲート・エミッタ間電圧がともにＶａ［Ｖ］となるように、各スイッチング素子２１ａ，２１ｂのゲート端子にオン信号を入力しているとすると、図３に示すように、各スイッチング素子２１ａ，２１ｂのコレクタ・エミッタ間飽和電圧はそれぞれ、Ｖｘ［Ｖ］となる。
【００４５】
しかし、例えば、スイッチング素子２１ａが開放故障し、スイッチング素子２１ｂが正常である場合、スイッチング素子２１ａには電流が流れないため、スイッチング素子２１ｂにＩａ［Ａ］の電流が流れることになる。すなわち、スイッチング素子２１ａのコレクタ電流は０［Ａ］であり、スイッチング素子２１ｂのコレクタ電流はＩａ［Ａ］である。したがって、スイッチング素子２１ａ，２１ｂのゲート・エミッタ間電圧がともにＶａ［Ｖ］となるように、各スイッチング素子２１ａ，２１ｂのゲート端子にオン信号を入力しているとすると、図３に示すように、スイッチング素子２１ｂのコレクタ・エミッタ間飽和電圧はＶｙ［Ｖ］となる。上記するように、スイッチング回路２１の端子間電圧は、スイッチング素子２１ｂのコレクタ・エミッタ間飽和電圧と同じであるため、電圧センサ３１の検出値は、Ｖｙ［Ｖ］となる。なお、反対に、スイッチング素子２１ａが正常であり、スイッチング素子２１ｂが開放故障している場合も同様である。したがって、一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂがともに正常である場合、上記電圧センサ３１が検出する端子間電圧Ｖ１がＶｘ［Ｖ］であるが、一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂのいずれか一方が開放故障している場合、端子間電圧Ｖ１はＶｙ［Ｖ］に上昇する。
【００４６】
本実施形態においては、このような変化に基づいて、開放判定閾値ＶｏｐをＶｘ［Ｖ］より大きい値であり、かつ、Ｖｙ［Ｖ］以下である値に設定する。そして、診断部５２は、検出された端子間電圧Ｖ１が開放判定閾値Ｖｏｐ以上である場合に、一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂの少なくとも一方が開放故障していると診断する。すなわち、本実施形態では、コレクタ電流によって、コレクタ・エミッタ間飽和電圧が異なるという性質を利用して、スイッチング素子２１ａ，２１ｂの少なくとも一方が開放故障していると診断する。なお、上記例では、スイッチング回路２１について説明したが、スイッチング回路２４も同様である。また、駆動部５１が上記第１信号入力状態である場合について説明したが、上記第２信号入力状態である場合も同様である。すなわち、駆動部５１が上記第２信号入力状態である場合、スイッチング回路２２，２３において同様のことが言える。
【００４７】
次に、短絡判定閾値Ｖｓｈｔの設定値について説明する。
【００４８】
図１および図２に示すインバータ装置において、直流電源１の出力電流がＩａ［Ａ］であり、かつ、駆動部５１が上記第１信号入力状態であるものとする。このときに、スイッチング回路２２において、一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂがともに正常に動作している場合、これらはともにオフ状態になる。すなわち、スイッチング回路２２は遮断状態となり、電流が流れない。したがって、スイッチング回路２２の端子間には、直流電源１の電源電圧が印加される。
【００４９】
しかし、例えば、スイッチング素子２２ａが短絡故障し、スイッチング素子２２ｂが正常である場合、スイッチング素子２２ａに電流が流れるため、スイッチング回路２２が導通状態となる。その結果、直流電源１の出力電流は、負荷Ｌに出力されず、スイッチング回路２１，２２を介して、直流電源１に戻る。よって、インバータ回路２の出力電流Ｉｏｕｔはゼロとなる。また、スイッチング回路２２が導通状態であるため、スイッチング回路２２の端子間電圧Ｖ２は、ゼロに近くなる。なお、反対に、スイッチング素子２２ａが正常であり、スイッチング素子２２ｂが短絡故障している場合も同様である。したがって、スイッチング素子２２ａ，２２ｂがともに正常である場合、上記電圧センサ３２が検出する端子間電圧Ｖ２が上記電源電圧と同じ値になるが、一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂのいずれか一方が短絡故障している場合、電流センサ４１が検出する出力電流Ｉｏｕｔはゼロとなり、かつ、端子間電圧Ｖ２はゼロ［Ｖ］に低下する。
【００５０】
本実施形態においては、このような変化に基づいて、短絡判定閾値Ｖｓｈｔを０［Ｖ］より大きく、かつ、以下に示す所定値Ｖｓ［Ｖ］未満である値に設定する。当該所定値Ｖｓは、例えば、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂが正常であるときのコレクタ・エミッタ間飽和電圧の値（Ｖｘ［Ｖ］）あるいは上記電源電圧の値などである。そして、診断部５２は、検出された端子間電圧Ｖ２が短絡判定閾値Ｖｓｈｔ以下である場合に、一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂの少なくとも一方が短絡故障していると診断する。なお、上記例では、スイッチング回路２２について説明したが、スイッチング回路２３も同様である。また、駆動部５１が上記第１信号入力状態である場合について説明したが、上記第２信号入力状態である場合も同様である。すなわち、駆動部５１が上記第２信号入力状態である場合、スイッチング回路２１，２４において同様のことが言える。
【００５１】
診断部５２は、電圧センサ３１〜３４から入力される端子間電圧Ｖ１〜Ｖ４を、以上のように設定された開放判定閾値Ｖｏｐおよび短絡判定閾値Ｖｓｈｔと比較することで、各スイッチング回路２１〜２４における一対のスイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂの少なくともいずれか一方が開放故障あるいは短絡故障しているか否かを診断する。
【００５２】
次に、本実施形態に係るインバータ装置における故障診断方法について説明する。
【００５３】
図４および図５は、制御回路５が行う故障診断処理の一例を示している。なお、図４および図５においては、スイッチング素子を「ＳＷ」と記載している。当該故障診断処理は、例えば、インバータ装置の操作部に診断開始のための操作が入力されたときやインバータ装置が起動したときなどに行われる。なお、制御回路５が故障診断処理を行うタイミングは、上記したもの限定されない。例えば、インバータ装置を駆動中（電力変換制御中）に常時行うようにしてもよい。また、故障診断処理においては、インバータ回路２の出力ラインに、負荷Ｌを接続してもよいし、負荷Ｌを接続させず短絡させてもよいし、診断用の負荷を接続してもよい。
【００５４】
制御回路５は、まず、図４に示すフローに従い、各種処理を実行する。具体的には、駆動部５１は、スイッチング素子２１ａ，２１ｂおよびスイッチング素子２４ａ，２４ｂに対して、オン信号を入力し、スイッチング素子２２ａ，２２ｂおよびスイッチング素子２３ａ，２３ｂに対して、オフ信号を入力する（Ｓ１０１）。すなわち、駆動部５１が上記第１信号入力状態となる。
【００５５】
次いで、診断部５２は、上記第１信号入力状態であるにも関わらず、インバータ回路２から電流が出力されていないか否かを判断する。具体的には、診断部５２は、電流センサ４１の検出値（出力電流Ｉｏｕｔ）がゼロであるか否かを判断する（Ｓ１０２）。ステップＳ１０２にて、インバータ回路２から電流が出力されていない（出力電流Ｉｏｕｔがゼロである）と判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、続いて、診断部５２は、端子間電圧Ｖ２が短絡判定閾値Ｖｓｈｔ以下であるか否かを判断する（Ｓ１０３）。
【００５６】
ステップＳ１０３にて、端子間電圧Ｖ２が短絡判定閾値Ｖｓｈｔ以下であると判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、診断部５２は、スイッチング回路２２における一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂの少なくともいずれかが短絡故障していると診断する（Ｓ１０４）。反対に、端子間電圧Ｖ２が短絡判定閾値Ｖｓｈｔ以下でないと判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、続いて、診断部５２は、端子間電圧Ｖ３が短絡判定閾値Ｖｓｈｔ以下であるか否かを判断する（Ｓ１０５）。
【００５７】
ステップＳ１０５にて、端子間電圧Ｖ３が短絡判定閾値Ｖｓｈｔ以下であると判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、診断部５２は、スイッチング回路２３における一対のスイッチング素子２３ａ，２３ｂの少なくともいずれかが短絡故障していると診断する（Ｓ１０６）。反対に、端子間電圧Ｖ３が短絡判定閾値Ｖｓｈｔ以下でないと判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、診断部５２は、スイッチング回路２１における一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂの両方、あるいは、スイッチング回路２４における一対のスイッチング素子２４ａ，２４ｂの両方が開放故障していると診断する（Ｓ１０７）。
【００５８】
一方、ステップＳ１０２において、インバータ回路２から電流が出力されている（出力電流Ｉｏｕｔがゼロでない）と判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、続いて、診断部５２は、インバータ回路２から出力される電流が上記第１信号入力状態において想定している方向（接続点ａから負荷Ｌを通って接続点ｂに向かう方向）と逆向きに流れているか否かを判断する。本実施形態においては、接続点ａから負荷Ｌを通って接続点ｂに向かう方向を正方向としているので、出力電流Ｉｏｕｔがゼロより小さいか否かを判断する（Ｓ１０８）。
【００５９】
ステップＳ１０８にて、インバータ回路２から出力される電流が逆向きに流れている（出力電流Ｉｏｕｔがゼロより小さい）場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、診断部５２は、スイッチング回路２１における一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂの両方が開放故障し、かつ、スイッチング回路２４における一対のスイッチング素子２４ａ，２４ｂの両方が開放故障し、かつ、スイッチング回路２２における一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂの少なくともいずれかが短絡故障し、かつ、スイッチング回路２３における一対のスイッチング素子２３ａ，２３ｂの少なくともいずれかが短絡故障していると診断する（Ｓ１０９）。反対に、出力電流が想定している方向に流れてる（出力電流Ｉｏｕｔがゼロより大きい）場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、続いて、診断部５２は、端子間電圧Ｖ１が開放判定閾値Ｖｏｐ以上であるか否かを判断する（Ｓ１１０）。
【００６０】
ステップＳ１１０にて、端子間電圧Ｖ１が開放判定閾値Ｖｏｐ以上であると判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、診断部５２は、スイッチング回路２１における一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂの少なくともいずれか一方が開放故障していると診断する（Ｓ１１１）。反対に、端子間電圧Ｖ１が開放判定閾値Ｖｏｐ以上でないと判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、続いて、診断部５２は、端子間電圧Ｖ４が開放判定閾値Ｖｏｐ以上であるか否かを判断する（Ｓ１１２）。
【００６１】
ステップＳ１１２にて、端子間電圧Ｖ４が開放判定閾値Ｖｏｐ以上であると判断された場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、診断部５２は、スイッチング回路２４における一対のスイッチング素子２４ａ，２４ｂの少なくともいずれか一方が開放故障していると診断する（Ｓ１１３）。反対に、端子間電圧Ｖ４が開放判定閾値Ｖｏｐ以上でないと判断された場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、診断部５２は、駆動部５１が上記第１信号入力状態である場合、各スイッチング回路２１〜２４が正常に動作していると診断する（Ｓ１１４）。すなわち、スイッチング回路２１における一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂおよびスイッチング回路２４における一対のスイッチング素子２４ａ，２４ｂに開放故障はなく、スイッチング回路２２における一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂおよびスイッチング回路２３における一対のスイッチング素子２３ａ，２３ｂに短絡故障はないと診断する。
【００６２】
続いて、制御回路５は、図５に示すフローに従い、各種処理を実行する。具体的には、駆動部５１は、スイッチング素子２１ａ，２１ｂおよびスイッチング素子２４ａ，２４ｂに対して、オフ信号を入力し、スイッチング素子２２ａ，２２ｂおよびスイッチング素子２３ａ，２３ｂに対して、オン信号を入力する（Ｓ２０１）。すなわち、駆動部５１が上記第２信号入力状態となる。
【００６３】
次いで、診断部５２は、第２信号入力状態であるにも関わらず、インバータ回路２から電流が出力されていないか否かを判断する。具体的には、診断部５２は、電流センサ４１の検出値（出力電流Ｉｏｕｔ）がゼロであるか否かを判断する（Ｓ２０２）。ステップＳ２０２にて、インバータ回路２から電流が出力されていない（出力電流Ｉｏｕｔがゼロである）と判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、続いて、診断部５２は、端子間電圧Ｖ１が短絡判定閾値Ｖｓｈｔ以下であるか否かを判断する（Ｓ２０３）。
【００６４】
ステップＳ２０３にて、端子間電圧Ｖ１が短絡判定閾値Ｖｓｈｔ以下であると判断された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、診断部５２は、スイッチング回路２１における一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂの少なくともいずれかが短絡故障していると診断する（Ｓ２０４）。反対に、端子間電圧Ｖ１が短絡判定閾値Ｖｓｈｔ以下でないと判断された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、続いて、診断部５２は、端子間電圧Ｖ４が短絡判定閾値Ｖｓｈｔ以下であるか否かを判断する（Ｓ２０５）。
【００６５】
ステップＳ２０５にて、端子間電圧Ｖ４が短絡判定閾値Ｖｓｈｔ以下であると判断された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、診断部５２は、スイッチング回路２４における一対のスイッチング素子２４ａ，２４ｂの少なくともいずれかが短絡故障していると診断する（Ｓ２０６）。反対に、端子間電圧Ｖ４が短絡判定閾値Ｖｓｈｔ以下でないと判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、診断部５２は、スイッチング回路２２における一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂの両方、あるいは、スイッチング回路２３における一対のスイッチング素子２３ａ，２３ｂの両方が開放故障していると診断する（Ｓ２０７）。
【００６６】
一方、ステップＳ２０２において、インバータ回路２から電流が出力されている（出力電流Ｉｏｕｔがゼロでない）と判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、続いて、診断部５２は、インバータ回路２から出力される電流が上記第２信号入力状態において想定している方向（接続点ｂから負荷Ｌを通って接続点ａに向かう方向）と逆向きに流れているか否かを判断する。本実施形態においては、接続点ａから負荷Ｌを通って接続点ｂに向かう方向を正方向としているので、出力電流Ｉｏｕｔがゼロより大きいか否かを判断する（Ｓ２０８）。
【００６７】
ステップＳ２０８にて、インバータ回路２から出力される電流が逆向きに流れている（出力電流Ｉｏｕｔがゼロより大きい）場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、診断部５２は、スイッチング回路２２における一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂの両方が開放故障し、かつ、スイッチング回路２３における一対のスイッチング素子２３ａ，２３ｂの両方が開放故障し、かつ、スイッチング回路２１における一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂの少なくともいずれかが短絡故障し、かつ、スイッチング回路２４における一対のスイッチング素子２４ａ，２４ｂの少なくともいずれかが短絡故障していると診断する（Ｓ２０９）。反対に、インバータ回路２から出力される電流が想定している方向に流れている（出力電流Ｉｏｕｔがゼロより小さい）場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、続いて、診断部５２は、端子間電圧Ｖ２が開放判定閾値Ｖｏｐ以上であるか否かを判断する（Ｓ２１０）。
【００６８】
ステップＳ２１０にて、端子間電圧Ｖ２が開放判定閾値Ｖｏｐ以上であると判断された場合（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、診断部５２は、スイッチング回路２２における一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂの少なくともいずれかが開放故障していると判断する（Ｓ２１１）。反対に、端子間電圧Ｖ２が開放判定閾値Ｖｏｐ以上でないと判断された場合（Ｓ２１０：ＮＯ）、続いて、診断部５２は、端子間電圧Ｖ３が開放判定閾値Ｖｏｐ以上であるか否かを判断する（Ｓ２１２）。
【００６９】
ステップＳ２１２にて、端子間電圧Ｖ３が開放判定閾値Ｖｏｐ以上であると判断された場合（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、診断部５２は、スイッチング回路２３における一対のスイッチング素子２３ａ，２３ｂの少なくともいずれかが開放故障していると診断する（Ｓ２１３）。反対に、端子間電圧Ｖ３が開放判定閾値Ｖｏｐ以上でないと判断された場合（Ｓ２１２：ＮＯ）、診断部５２は、駆動部５１が上記第２信号入力状態である場合、各スイッチング回路２１〜２４が正常に動作していると診断する（Ｓ２１４）。すなわち、スイッチング回路２２における一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂおよびスイッチング回路２３における一対のスイッチング素子２３ａ，２３ｂに開放故障はなく、スイッチング回路２１における一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂおよびスイッチング回路２４における一対のスイッチング素子２４ａ，２４ｂに短絡故障はないと診断する。
【００７０】
以上のようにして、制御回路５が故障診断処理を実行することで、インバータ回路２の故障診断が行われる。故障診断後は、制御回路５は、その診断結果を、例えば、図示しない表示部への表示やスピーカを介した音声出力などにより報知する。なお、第１信号入力状態において正常に動作しているとの診断結果（ステップＳ１１４）および第２信号入力状態において正常に動作しているとの診断結果（ステップＳ２１４）については、当該診断結果を報知してもよいし、報知しなくてもよい。そのほか、診断結果を報知するのではなく、図示しない記憶部に記憶してもよいし、図示しない通信部を介して、他の通信装置に送信してもよい。なお、診断結果の利用方法は、上記したものに限定されない。
【００７１】
なお、図４および図５のフローチャートに示す故障診断処理は一例であって、上記したものに限定されない。例えば、制御回路５は、図４に示すフローチャートの完了後に、スイッチング回路２１におけるスイッチング素子２１ａ，２１ｂおよびスイッチング回路２４におけるスイッチング素子２４ａ，２４ｂの開放故障の有無、および、スイッチング回路２２におけるスイッチング素子２２ａ，２２ｂおよびスイッチング回路２３におけるスイッチング素子２３ａ，２３ｂの短絡故障の有無を報知してもよい。そして、図５に示すフローチャートの完了後に、制御回路５は、スイッチング回路２２におけるスイッチング素子２２ａ，２２ｂおよびスイッチング回路２３におけるスイッチング素子２３ａ，２３ｂの開放故障の有無、および、スイッチング回路２１におけるスイッチング素子２１ａ，２１ｂおよびスイッチング回路２４におけるスイッチング素子２４ａ，２４ｂの短絡故障の有無を報知してもよい。すなわち、制御回路５は、図４に示すフローチャートおよび図５に示すフローチャートが完了する毎に、診断結果を報知してもよい。また、ステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０９，Ｓ１１１，Ｓ１１３，Ｓ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２０７，Ｓ２０９，Ｓ２１１，Ｓ２１３において、開放故障しているあるいは短絡故障していると診断された場合、当該診断結果を報知し、続けて、残りの処理（各ステップ）を続行してもよいし、当該残りの処理を行わず、故障診断処理を終了してもよい。
【００７２】
次に、本実施形態に係るインバータ装置および当該インバータ装置における故障診断方法の作用および効果について説明する。
【００７３】
本実施形態によれば、複数のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）が並列に接続されたスイッチング回路２１（２２〜２４）において、一対のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）のいずれか一方が開放故障しているか否かを診断することができる。したがって、いずれか一方のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）が開放故障していることを発見できるので、インバータ回路２によって、直流電力を交流電力に変換されている状態であっても、スイッチング回路２１（２２〜２４）が正常でないことを発見することができる。これにより、例えば、診断結果に基づいて部品の交換ができるので、スイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）の両方が開放故障し、他の部品にも損害を与えることを防止できる。
【００７４】
本実施形態によれば、制御回路５は、故障診断処理においては、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂを、その能動領域を使って動作させている。図３に示すように、能動領域を使った場合のコレクタ・エミッタ間飽和電圧Ｖｘ，Ｖｙの差は、飽和領域を使った場合のコレクタ・エミッタ間飽和電圧Ｖｘ’，Ｖｙ’の差より大きい。なお、図３におけるゲート・エミッタ間電圧Ｖｂ［Ｖ］のとき、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂは飽和領域で動作している。したがって、能動領域を使って動作させた場合の方が、一対のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）のいずれか一方が開放故障している場合と、それらの両方が故障していない場合とで、検出される端子間電圧Ｖ１（Ｖ２〜Ｖ４）の差が大きく現れる。これにより、一対のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）のいずれか一方が開放故障しているか否かの診断において、誤診断を抑制することができる。
【００７５】
本実施形態によれば、複数のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）が並列に接続されたスイッチング回路２１（２２〜２４）において、一対のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）の少なくともいずれか一方が短絡故障しているか否かを診断することができる。したがって、開放故障の診断だけでなく、短絡故障も診断することができる。
【００７６】
上記実施形態においては、診断部５２は、上記端子間電圧Ｖ１（Ｖ２〜Ｖ４）と開放判定閾値Ｖｏｐとを比較することで、一対のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）のいずれか一方が開放故障しているか否かを判断したが、これに置き換えてあるいはこれに追加して、次のような判断手法を用いてもよい。なお、置き換える場合は、ステップＳ１１０，Ｓ１１２（Ｓ２１０，Ｓ２１２）の代わりに、以下に示す処理を行い、また、追加する場合は、ステップＳ１０８（Ｓ２０８）とステップＳ１１０（Ｓ２１０）との間に、以下に示す処理を追加すればよい。例えば、診断部５２は、駆動部５１が上記第１信号入力状態である場合の、端子間電圧Ｖ１と端子間電圧Ｖ４とを比較する。そして、これらの差が所定値以上である場合に、一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂのいずれか一方あるいは一対のスイッチング素子２４ａ，２４ｂのいずれか一方が開放故障していると診断してもよい。この場合、端子間電圧Ｖ１が本発明の「第１の端子間電圧」に相当し、端子間電圧Ｖ４が本発明の「第２の端子間電圧」に相当する。なお、この比較結果から端子間電圧Ｖ１と端子間電圧Ｖ４とで値の大きい方を特定し、当該大きい方のスイッチング回路における一対のスイッチング素子のいずれか一方が開放故障していると診断してもよい。また、診断部５２は、駆動部５１が上記第２信号入力状態である場合の、端子間電圧Ｖ２と端子間電圧Ｖ３とを比較することで、同様に、一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂのいずれか一方あるいは一対のスイッチング素子２３ａ，２３ｂのいずれか一方が開放故障していると診断してもよい。
【００７７】
当該変形例においては、駆動部５１が上記第１信号入力状態である場合に端子間電圧Ｖ１と端子間電圧Ｖ４とを比較し、駆動部５１が上記第２信号入力状態である場合に端子間電圧Ｖ２と端子間電圧Ｖ３とを比較した場合を説明したが、これらの端子間電圧Ｖ１〜Ｖ４を比較してもよい。具体的には、診断部５２は、駆動部５１が第１信号入力状態である場合の端子間電圧Ｖ１，Ｖ４と、駆動部５１が第２信号入力状態である場合の端子間電圧Ｖ２，Ｖ３を記録しておき、記録した端子間電圧Ｖ１〜Ｖ４を比較してもよい。このとき、４つの端子間電圧Ｖ１〜Ｖ４がすべて同じ場合には、複数のスイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂがすべて、正常であると診断できる。反対に、４つの端子間電圧Ｖ１〜Ｖ４の少なくとも１つ以上が異なる値である場合には、複数のスイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂの少なくともいずれかが開放故障していると診断できる。なお、この場合も、４つの端子間電圧Ｖ１〜Ｖ４のうち値の大きいものを特定し、当該値の大きいスイッチング回路における一対のスイッチング素子のいずれか一方が開放故障していると診断してもよい。
【００７８】
上記実施形態においては、複数のスイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂの少なくともいずれかにおいて、開放故障および短絡故障を診断する場合を例に説明したが、短絡故障を診断しなくてもよい。例えば、制御回路５が行う故障診断処理（図４および図５参照）において、上記ステップＳ１０３，Ｓ１０５，Ｓ２０３，Ｓ２０５の処理を省略することで、実現される。この場合、ステップＳ１０２（Ｓ２０２）において、出力電流がゼロであると判断された場合に、ステップＳ１０７（Ｓ２０７）の診断を行えばよい。すなわち、スイッチング回路２１における一対のスイッチング素子２１ａ，２１ｂの両方、あるいは、スイッチング回路２４における一対のスイッチング素子２４ａ，２４ｂの両方が開放故障しているとの診断（スイッチング回路２２における一対のスイッチング素子２２ａ，２２ｂの両方、あるいは、スイッチング回路２３における一対のスイッチング素子２３ａ，２３ｂの両方が開放故障しているとの診断）を行えばよい。
【００７９】
上記実施形態においては、診断部５２は、インバータ回路２から出力される電流が、上記第１信号入力状態および上記第２信号入力状態のそれぞれにおいて想定している方向と逆向きに流れているか否かを判断した（ステップＳ１０８，Ｓ２０８参照）が、当該判断を行わないようにしてもよい。この場合、ステップＳ１０８，Ｓ１０９，Ｓ２０８，Ｓ２０９の処理を省略すればよい。
【００８０】
上記実施形態においては、駆動部５１は、故障診断処理において、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂを能動領域で動作させた場合を説明したが、これに限定されない。例えば、能動領域ではなく、飽和領域で動作させても、上記したように診断することができる。ただし、正確な診断のためには、上記実施形態のように、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂを能動領域で動作させる方がよい。なお、能動領域で動作させるか飽和領域で動作させるかは、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂに入力するオン信号を調整して、ゲート・エミッタ間電圧を変化させればよい。
【００８１】
上記実施形態においては、各スイッチング回路２１〜２４において、２つのスイッチング素子が並列に接続された場合を説明したが、３つ以上のスイッチング素子が並列に接続されていてもよい。この場合も、同様に、各スイッチング回路２１〜２４において並列に接続された複数のスイッチング素子の少なくともいずれか１つが開放故障あるいは短絡故障しているか否かを診断することができる。例えば、各スイッチング回路において、３つのスイッチング素子が並列に接続されている場合について説明する。
【００８２】
図６は、３つのスイッチング素子２９ａ〜２９ｃが並列に接続されたスイッチング回路２９を示している。例えば、図６に示す３つのスイッチング素子２９ａ〜２９ｃに対して、オン信号が入力されているとする。このときのゲート・エミッタ間電圧はそれぞれＶａ［Ｖ］であるとする。また、スイッチング回路２９への入力電流がＩａ［Ａ］とする。
【００８３】
上記条件下において、３つのスイッチング素子２９ａ〜２９ｃが正常に動作している（オン状態である）場合、スイッチング回路２９への入力電流Ｉａ［Ａ］が３つに分流され、各スイッチング素子２９ａ〜２９ｃのそれぞれにＩａ／３［Ａ］の電流が流れる。このとき、図３に示すように、コレクタ・エミッタ間飽和電圧はＶｚ［Ｖ］となる。すなわち、スイッチング回路２９の端子間電圧は、Ｖｚ［Ｖ］となる。しかし、３つのスイッチング素子２９ａ〜２９ｃうちのいずれか１つのスイッチング素子（例えばスイッチング素子２９ｃとする）が、開放故障している場合、残りの２つのスイッチング素子（スイッチング素子２９ａ，２９ｂ）のそれぞれにＩａ／２［Ａ］の電流が流れる。このとき、図３に示すように、コレクタ・エミッタ間飽和電圧はＶｘ［Ｖ］となる。すなわち、スイッチング回路２９の端子間電圧は、Ｖｘ［Ｖ］となる。さらに、３つのスイッチング素子２９ａ〜２９ｃのうちのいずれか２つのスイッチング素子（例えばスイッチング素子２９ｂ，２９ｃとする）が開放故障している場合、残りの１つのスイッチング素子（スイッチング素子２９ａ）にＩａ［Ａ］の電流が流れる。このとき、図３に示すように、コレクタ・エミッタ間飽和電圧はＶｙ［Ｖ］となる。すなわち、スイッチング回路２９の端子間電圧は、Ｖｙ［Ｖ］となる。
【００８４】
このような変化に基づいて、２つの上記開放判定閾値を設定し、診断部５２は、当該２つの開放判定閾値とスイッチング回路２９の端子間電圧とを比較することで、３のスイッチング素子２９ａ〜２９ｃの少なくともいずれか１つが開放故障しているか否かを診断することができる。具体的には、第１の開放判定閾値Ｖｏｐ１をＶｘ以上Ｖｙ以下の値に設定し、第２の開放判定閾値Ｖｏｐ２をＶｚ以上Ｖｘ未満に設定する。そして、３つのスイッチング素子２９ａ〜２９ｃにオン信号が入力されているときのスイッチング回路２９の端子間電圧が、第１の開放判定閾値Ｖｏｐ１以上であれば、診断部５２は、３つのスイッチング素子２９ａ〜２９ｃのうち２つが開放故障していると判断できる。また、第１の開放判定閾値Ｖｏｐ１未満であり、かつ、第２の開放判定閾値Ｖｏｐ２以上であれば、診断部５２は、３つのスイッチング素子２９ａ〜２９ｃのうち１つが開放故障していると判断できる。さらに、第２の開放判定閾値Ｖｏｐ２未満であれば、診断部５２は、３つのスイッチング素子２９ａ〜２９ｃがすべて正常であると判断できる。なお、３つのスイッチング素子２９ａ〜２９ｃがすべて開放故障している場合、スイッチング回路２９に電流が流れない（出力電流がゼロとなる）ので、診断部５２は、電流センサ４１の検出値に基づいて、判断すればよい。また、３つのスイッチング素子２９ａ〜２９ｃの少なくともいずれか１つが短絡故障しているか否かは、これらにオフ信号が入力されているときのスイッチング回路２９の端子間電圧と、短絡判定閾値との比較により、判断すればよい。このときの短絡判定閾値は、例えば、０以上Ｖｚ未満に設定すればよい。
【００８５】
以上のことから、３つ以上のスイッチング素子が並列に接続されたスイッチング回路において、当該３つ以上のスイッチング素子の電気的特性（コレクタ・エミッタ間飽和電圧特性）に基づいて、複数の上記開放判定閾値を設けておく。そして、診断部５２が、当該複数の開放判定閾値とスイッチング回路の端子間電圧とを比較する。これにより、診断部５２は、その比較結果に基づいて、３つ以上のスイッチング素子のうちの何個のスイッチング素子が開放故障しているか否かを診断することができる。また、短絡故障についても、上記したように診断することができる。
【００８６】
上記実施形態においては、制御回路５に４本の信号線５１１〜５１４が接続され、それぞれ分岐させて各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂに入力する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、制御回路５に８本の信号線を接続し、それぞれ１つずつスイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂのゲート端子に接続してもよい。このようにすることで、駆動部５１は、各スイッチング素子２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂ毎にそれぞれオン信号あるいはオフ信号のいずれかを入力することができる。これにより、例えば、診断部５２は、上記故障診断処理において、いずれかが開放故障あるいは短絡故障していると診断された一対のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）のどちらが、開放故障あるいは短絡故障しているかを特定することができる。具体的には、診断部５２によって、一対のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）のいずれか一方が開放故障あるいは短絡故障していると診断された場合に、駆動部５１が、一対のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）の一方にオン信号を入力し、他方にオフ信号を入力する。そして、このときの端子間電圧Ｖ１（Ｖ２〜Ｖ４）および出力電流Ｉｏｕｔに基づいて、一対のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）のいずれが開放故障しているかあるいは短絡故障をしているかを特定できる。例えば、スイッチング素子２１ａが開放故障しており、スイッチング素子２１ｂが正常であるときに、スイッチング素子２１ａ，２１ｂのいずれか一方が開放故障していると診断された場合、駆動部５１は、スイッチング素子２１ａにオン信号を入力し、スイッチング素子２１ｂにオフ信号を入力する。そうすると、スイッチング回路２１が遮断状態となるため、インバータ回路２から電流が出力されない（出力電流Ｉｏｕｔはゼロとなる）。一方、スイッチング素子２１ａにオフ信号を入力し、スイッチング素子２１ｂにオン信号を入力する。そうすると、スイッチング回路２１が導通状態となるため、インバータ回路２から電流が出力される。したがって、スイッチング素子２１ａが開放故障していると診断できる。以上のようにすることで、診断部５２は、各スイッチング回路２１（２２〜２４）において、一対のスイッチング素子２１ａ（２２ａ〜２４ａ），２１ｂ（２２ｂ〜２４ｂ）のどちらが開放故障あるいは短絡故障しているかを特定することができる。
【００８７】
上記実施形態においては、インバータ回路２が４つのスイッチング回路２１〜２４を用いたフルブリッジ型のインバータ回路である場合を説明したが、これに限定されない。例えば、２つのスイッチング回路を用いたハーフブリッジ型のインバータ回路であってもよい。また、１以上のスイッチング回路の導通状態と遮断状態とを切り換えることで、入力電力を所定の出力電力に変換する回路であれば、適宜応用することができる。このような回路としては、例えば、チョッパ回路やコンバータ回路、アンプ回路などがある。これらのような場合であっても、スイッチング回路の端子間電圧および出力電流を検出し、これらに基づいて、スイッチング回路における複数のスイッチング素子の少なくとも１つが開放故障あるいは短絡故障しているか否かを診断することができる。なお、これらの場合は、上記した回路が本発明の「主回路」に相当する。
【００８８】
本発明に係る電力変換装置および故障診断方法は、上記した実施形態に限定されるものではない。本発明の電力変換装置の各部の具体的な構成および故障診断方法の各工程の具体的な処理は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【００８９】
１          ：直流電源（動力源）
２          ：インバータ回路（主回路、電力変換装置）
２０Ａ      ：アーム
２０Ｂ      ：アーム
２１〜２４，２９  ：スイッチング回路
２１ａ〜２４ａ，２１ｂ〜２４ｂ，２９ａ〜２９ｃ：スイッチング素子
３１〜３４  ：電圧センサ（電圧検出手段）
４１        ：電流センサ
５          ：制御回路（電力変換装置）
５１        ：駆動部（信号入力手段）
５２        ：診断部（診断手段）
Ｌ          ：負荷
【図１】
2019030081.tif 000003
【図２】
2019030081.tif 000004
【図３】
2019030081.tif 000005
【図４】
2019030081.tif 000006
【図５】
2019030081.tif 000007
【図６】
2019030081.tif 000008
【図７】
2019030081.tif 000009