(57)【要約】【課題】各スイッチング素子の二次側の導通状態を確認し、インバータの信頼性の向上を図ることができるインバータの異常診断装置を提供する。【解決手段】このインバータの異常診断装置は、直流電源３２の電流を三相の交流電力に変換するインバータ２４であり、各相につき直流電流のハイサイドに接続されたスイッチング素子２７とローサイドに接続されたスイッチング素子２７とを有し、両スイッチング素子間から相電流出力部Ｕｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｗｏｕｔが引き出された前記インバータ２４の異常を診断する。直流電源３２に接続され、インバータ２４における直流電源３２の中間電位とする各相毎の二つの抵抗Ｒ，Ｒと、各相の二つの抵抗Ｒ，Ｒをそれぞれ負荷とする二つの素子導通状態検出手段ＰＣ，ＰＣと、各素子導通状態検出手段ＰＣに結線されて素子導通状態検出手段ＰＣの検出状態を監視する監視回路３１とを備えた。【選択図】図４
2019115238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各相につき直流電源のハイサイドに接続されるスイッチング素子とローサイドに接続されるスイッチング素子とを有し、両スイッチング素子間から相電流出力部が引き出され、前記直流電源の電流を三相の交流電力に変換するインバータの異常を診断する装置であって、
前記直流電源の前記ハイサイドおよびローサイドにそれぞれ接続され、前記直流電源の中間電位とする各相毎の二つの抵抗と、
前記各相の前記二つの抵抗をそれぞれ負荷とする二つの素子導通状態検出手段と、
前記各素子導通状態検出手段に結線されて前記素子導通状態検出手段の検出状態を監視する監視回路と、を備えたインバータの異常診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインバータの異常診断装置において、前記監視回路は、前記各スイッチング素子に入力される駆動指令と、前記素子導通状態検出手段から出力される前記各スイッチング素子の二次側の配線の導通状態とから、前記各スイッチング素子が駆動指令通りに駆動しているか否かを監視する動作監視手段を有するインバータの異常診断装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のインバータの異常診断装置において、前記監視回路は、全てのスイッチング素子の駆動を停止させ、前記素子導通状態検出手段により前記全てのスイッチング素子の二次側の配線が非導通状態になっていることを診断する初期診断機能を有するインバータの異常診断装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のインバータの異常診断装置において、前記監視回路は、前記各相におけるハイサイドおよびローサイドの前記スイッチング素子を一個ずつ順次駆動させ、前記素子導通状態検出手段により前記各スイッチング素子の二次側の配線が導通状態になっていることを診断する初期診断機能を有するインバータの異常診断装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインバータの異常診断装置において、前記素子導通状態検出手段がフォトカプラであるインバータの異常診断装置。
【請求項６】
請求項１ないし、請求項５のいずれか1項に記載のインバータの異常診断装置において、
インホイールモータの前記インバータに設けられるインバータの異常診断装置
【請求項７】
請求項１ないし、請求項５のいずれか1項に記載のインバータの異常診断装置において、
電気自動車の前記インバータに設けられるインバータの異常診断装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、電気自動車等で使用されるＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子を使用したインバータの異常診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来例のインバータシステムの基本構造を示すブロック図である。このインバータシステムにおいて、例えば、モータ６のＵ相からＶ相に電流を流したい場合、ゲート駆動回路２５からの指令により、スイッチング素子２７のうち、ハイサイド側のスイッチング素子ＵＰとローサイド側のスイッチング素子ＶＮをオンさせ、その他はオフとする。この場合、直流電源３２より電圧Ｖｂａｔが供給され、それにより、電流はスイッチング素子ＵＰを通り、モータ６のＵ相からＶ相に流れる。さらに電流はスイッチング素子ＶＮを通過し、直流電源３２のＧＮＤに戻る。その他の動作パターンも同様である。また電流を変える場合は、ＰＷＭ動作でパルス幅を変更することにより、実現される。
【０００３】
ここで、ＩＧＢＴに異常が発生した場合、主な異常モードは、ＩＧＢＴがオンしない、またはＩＧＢＴがオンしたままになる、の二つである。指令してもオンしないＩＧＢＴがある場合は、その相に電流を流すことができないため、モータを駆動することができない。また、ＩＧＢＴがオンしたままになると、その相の対となるＩＧＢＴをオンさせた瞬間に、電源の短絡となり、インバータの異常となる。そこで、ＩＧＢＴが確実に動作しているか確認できると信頼性の向上に繋がる。またＩＧＢＴに付随したファストリカバリダイオード（Fast Recovery Diode，略称：ＦＲＤ）のショート異常も考えられるため、この検出もしたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１４６５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、ＩＧＢＴの一次側（ゲート側）の動作しか確認することができず、さらに目視でしか確認できない。ＩＧＢＴの二次側（負荷側）の動作を、自動的にチェックできるようにしたい。
【０００６】
この発明の目的は、各スイッチング素子の二次側の導通状態を確認し、インバータの信頼性の向上を図ることができるインバータの異常診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のインバータの異常診断装置は、各相につき直流電源３２のハイサイドに接続されるスイッチング素子２７とローサイドに接続されるスイッチング素子２７とを有し、両スイッチング素子間から相電流出力部Ｕｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｗｏｕｔが引き出され、前記直流電源３２の電流を三相の交流電力に変換するインバータ２４の異常を診断する装置であって、
前記直流電源３２の前記ハイサイドおよびローサイドにそれぞれ接続され、前記直流電源３２の中間電位とする各相毎の二つの抵抗Ｒ，Ｒと、
前記各相の前記二つの抵抗Ｒ，Ｒをそれぞれ負荷とする二つの素子導通状態検出手段ＰＣ，ＰＣと、
前記各素子導通状態検出手段ＰＣに結線されて前記素子導通状態検出手段ＰＣの検出状態を監視する監視回路３１と、を備えた。
【０００８】
この構成によると、このインバータ２４において、ある一相から他の一相に電流を流すとき、これら二つの相のうち、ハイサイド側に接続された一方の相のスイッチング素子２７とローサイド側に接続された他方の相のスイッチング素子２７をオンにする。監視回路３１は、素子導通状態検出手段ＰＣの検出状態を監視する。
【０００９】
特に、直流電源３２に接続された各相の二つの抵抗Ｒ，Ｒが、直流電源３２の中間電位とし、さらに各相の二つの素子導通状態検出手段ＰＣ，ＰＣが二つの抵抗Ｒ，Ｒをそれぞれ負荷とするため、このインバータ２４の動作時において、一方の相のハイサイド側のスイッチング素子２７、同相の一つの素子導通状態検出手段ＰＣおよび同相の一つの抵抗Ｒが導通された状態となる。これと共に、他方の相のローサイド側のスイッチング素子２７、同相の一つの素子導通状態検出手段ＰＣおよび同相の一つの抵抗Ｒが導通された状態となる。監視回路３１は、二つの素子導通状態検出手段ＰＣ，ＰＣの検出状態を常時にまたは定期的に監視し、いずれかの素子導通状態検出手段ＰＣが非導通状態と検出されたとき、インバータ２４の異常と診断する。このように各スイッチング素子２７の二次側の導通状態を確認し、インバータ２４の信頼性の向上を図ることができる。
【００１０】
前記監視回路３１は、前記各スイッチング素子２７に入力される駆動指令と、前記素子導通状態検出手段ＰＣから出力される前記各スイッチング素子２７の二次側の配線の導通状態とから、前記各スイッチング素子２７が駆動指令通りに駆動しているか否かを監視する動作監視手段２３を有してもよい。この場合、動作監視手段２３は、各スイッチング素子２７への駆動指令と、各スイッチング素子２７の導通状態とを比較する。動作監視手段２３は、対応するスイッチング素子２７への駆動指令があるにもかかわらず、前記スイッチング素子２７が非導通状態となる場合、前記スイッチング素子２７の異常ありと診断することができる。
【００１１】
前記監視回路３１は、全てのスイッチング素子２７の駆動を停止させ、前記素子導通状態検出手段ＰＣにより前記全てのスイッチング素子２７の二次側の配線が非導通状態になっていることを診断する初期診断機能を有してもよい。この場合、監視回路３１は、初期診断において、いずれかのスイッチング素子２７が導通状態になっている場合、導通状態のスイッチング素子２７の異常ありと診断することができる。
【００１２】
前記監視回路３１は、前記各相におけるハイサイドおよびローサイドの前記スイッチング素子２７を一個ずつ順次駆動させ、前記素子導通状態検出手段ＰＣにより前記各スイッチング素子２７の二次側の配線が導通状態になっていることを診断する初期診断機能を有してもよい。この場合、監視回路３１は、初期診断において、試験的に駆動させたスイッチング素子２７が実際に導通状態になっているか否かを診断することができる。これによりインバータ２４の信頼性の向上をさらに図ることができる。
【００１３】
前記素子導通状態検出手段ＰＣがフォトカプラであってもよい。この場合、素子導通状態検出手段として例えばトランス等を適用するよりもコスト低減を図れる。
【００１４】
この発明のインバータの異常診断装置は、インホイールモータ駆動装置ＩＷＭのインバータ２４に設けてもよい。
また、この発明のインバータの異常診断装置は、電気自動車のインバータ２４に設けてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のインバータの異常診断装置は、各相につき直流電源のハイサイドに接続されるスイッチング素子とローサイドに接続されるスイッチング素子とを有し、両スイッチング素子間から相電流出力部が引き出され、前記直流電源の電流を三相の交流電力に変換するインバータの異常を診断する装置であって、前記直流電源の前記ハイサイドおよびローサイドにそれぞれ接続され、前記直流電源の中間電位とする各相毎の二つの抵抗と、前記各相の前記二つの抵抗をそれぞれ負荷とする二つの素子導通状態検出手段と、前記各素子導通状態検出手段に結線されて前記素子導通状態検出手段の検出状態を監視する監視回路と、を備えた。このため、各スイッチング素子の二次側の導通状態を確認し、インバータの信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施形態に係るインバータの異常診断装置を搭載した電気自動車を平面図で示す概念構成のブロック図である。
【図２】同電気自動車におけるインホイールモータ駆動装置の断面図である。
【図３】ＩＧＢＴ監視回路付きのインバータ装置の制御系のブロック図である。
【図４】同インバータの異常診断装置を詳細に示すブロック図である。
【図５】同異常診断装置の使用状態を説明するブロック図である。
【図６】同異常診断装置の別の使用状態を説明するブロック図である。
【図７】この発明の他のインバータの異常診断装置を搭載した電気自動車を平面図で示す概念構成のブロック図である。
【図８】従来例のインバータシステムの基本構造を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の実施形態を図１ないし図６と共に説明する。
この実施形態に係るインバータの異常診断装置は電気自動車に搭載される。
＜この電気自動車の概念構成について＞
図１は、この実施形態に係るインバータの異常診断装置を搭載した電気自動車を平面図で示す概念構成のブロック図である。この電気自動車は、車体１の左右の後輪となる車輪２が駆動輪とされ、左右の前輪となる車輪３が従動輪とされた４輪の電気自動車である。前輪となる車輪３は操舵輪とされている。駆動輪となる左右の車輪２，２は、それぞれ独立の走行用のモータ６により駆動される。各モータ６は、後述のインホイールモータ駆動装置ＩＷＭを構成する。各車輪２，３には、ブレーキが設けられている。また左右の前輪となる操舵輪である車輪３，３は、図示しない転舵機構を介して転舵可能であり、ハンドル等の操舵手段１５により操舵される。
【００１８】
＜インホイールモータ駆動装置ＩＷＭの概略構成について＞
図２に示すように、左右のインホイールモータ駆動装置ＩＷＭは、それぞれ、モータ６、減速機７および車輪用軸受４を有し、これらの一部または全体が車輪内に配置される。モータ６の回転は、減速機７および車輪用軸受４を介して駆動輪である車輪２に伝達される。車輪用軸受４のハブ輪４ａのフランジ部には前記ブレーキを構成するブレーキロータ５が固定され、同ブレーキロータ５は、車輪２と一体に回転する。
【００１９】
モータ６は、三相のモータであり、例えば、ロータ６ａのコア部に永久磁石が内蔵された埋込磁石型同期モータである。このモータ６は、ハウジング８に固定したステータ６ｂと、回転出力軸９に取り付けたロータ６ａとの間にラジアルギャップを設けたモータである。
【００２０】
＜制御系について＞
図１に示すように、各モータ６を制御する制御装置１６は、自動車全般の制御を行う電気制御ユニットであるＥＣＵ１４と、このＥＣＵ１４の指令に従って走行用の左右のモータ６，６の制御を行うインバータユニットＩＵとを有する。インバータユニットＩＵは、左右のモータ６，６にそれぞれ対応して制御を行うインバータ装置１３，１３を有する。ＥＣＵ１４は、電気自動車の場合、ＶＣＵ（車両制御ユニット）とも称される。
【００２１】
図３は、一軸分のインバータシステムの基本構造である。図１では、この基本構造を二組使用する。図３に示すように、インバータ装置１３は、各モータ６に対してそれぞれ設けられたパワー回路部１７と、各パワー回路部１７を制御するモータコントロール部１８とを有する。モータコントロール部１８は、各モータ６に対応する演算回路部１９と、電流監視手段２２と、後述する動作監視手段２３とを有する。モータコントロール部１８は、このモータコントロール部１８が持つインホイールモータ駆動装置ＩＷＭ（図１）に関する各検出値および制御値等の各情報をＥＣＵ１４（図１）に出力する機能を有する。
【００２２】
パワー回路部１７は、直流電源３２の電流をモータ６の駆動に用いる三相の交流電力に変換するインバータ２４と、このインバータ２４を駆動するゲート駆動回路２５とを有する。インバータ２４は、電力を安定化する平滑コンデンサ２６と、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のスイッチング素子２７とを有する。各相につき直流電源３２のハイサイド側に接続されたスイッチング素子ＵＰ，ＶＰ，ＷＰと、ローサイドに接続されたスイッチング素子ＵＮ，ＶＮ，ＷＮとを有し、ハイサイドおよびローサイドの両スイッチング素子間からＵ，Ｖ，Ｗ各相の相電流出力部Ｕｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｗｏｕｔが引き出されている。
【００２３】
各スイッチング素子２７として、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor、略称：IGBT）が適用される。ゲート駆動回路２５は、入力されたオンオフ指令を基に各スイッチング素子２７を駆動する。各スイッチング素子２７において、ファストリカバリダイオード２８は、スイッチング素子２７の保護、モータ６からの還流のために取り付けられる。
【００２４】
モータコントロール部１８は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成され、その基本となる制御部として演算回路部１９を有する。
図１および図３に示すように、ＥＣＵ１４は、アクセル操作部２０の出力するアクセル開度の信号（加速指令）と、ブレーキ操作部２１の出力する減速指令とから、あるいは加速指令と減速指令と操舵手段１５の出力する旋回指令とから、左右の後輪２，２のモータ６，６に与える加速・減速指令をトルク指令として生成し、各インバータ装置１３へ出力する。
【００２５】
演算回路部１９は、上位制御手段であるＥＣＵ１４から与えられるトルク指令（指令値）等による加速・減速指令に従い、加速・減速指令を電流指令値に変換する。電流監視手段２２は、インバータ２４の各相からモータ６に流す電流（モータ駆動電流）を電流センサ２９，２９，２９から得て、電流が電流指令値に対し適正になっているかを判断する。この判断結果は演算回路部１９に与えられる。なお電流センサ２９は、通常二個であるが、この例では予備を含めて三個設けられている。
【００２６】
演算回路部１９は、計算された電流指令値より計測された電流が小さければ、さらに電流指令値を大きくし、計算された電流指令値より計測された電流が大きければ、さらに電流指令値を小さくすることによってモータ電流をフィードバック制御する。演算回路部１９は、フィードバック制御により指令電圧を算出し、この指令電圧をパルス幅変調信号にして、ゲート駆動回路２５にオンオフ指令を与える。
【００２７】
図３は、ＩＧＢＴ監視回路付きのインバータ装置１３の制御系のブロック図であり、従来例のインバータシステムの基本構造（図８）に、スイッチング素子２７の動作確認手段３０および動作監視手段２３を追加して、各スイッチング素子２７の駆動指令に対する実際の動作を確認することができる構成である。図３および図４に示すように、動作確認手段３０は、各相毎の二つの抵抗Ｒ，Ｒと、各相の二つの抵抗Ｒ，Ｒをそれぞれ負荷とする二つの素子導通状態検出手段ＰＣとを有する。前記各相の二つの抵抗Ｒ，Ｒは、同じ抵抗値である。
【００２８】
＜異常診断装置について＞
この異常診断装置は、インバータ２４の異常を診断する装置であって、この例ではインバータ装置１３に設けられている。インバータ２４の異常は、例えば、スイッチング素子２７がオンしない、オンしたままになる、スイッチング素子２７のショート、またはスイッチング素子２７に付随するファストリカバリダイオード２８のショート等が挙げられる。異常診断装置は、各相の動作確認手段３０と、各素子導通状態検出手段ＰＣに結線されて素子導通状態検出手段ＰＣの検出状態を監視する監視回路３１とを備える。
【００２９】
前記動作確認手段３０における各相毎の二つの抵抗Ｒ，Ｒは、直流電源３２の両端子間に直列に接続され、二つの抵抗Ｒ，Ｒの中点（a点）を直流電源３２の中間電位とする。動作確認手段３０における、各相の二つの素子導通状態検出手段ＰＣ，ＰＣは、この例では、フォトカプラが適用される。監視回路３１は、ゲート駆動回路２５から各スイッチング素子２７に入力されるオンオフの指令である駆動指令と、素子導通状態検出手段ＰＣから出力される各スイッチング素子２７の二次側の配線の導通状態とから、各スイッチング素子２７が駆動指令通りに駆動しているか否かを監視する動作監視手段２３を有する。なお素子導通状態検出手段ＰＣとして、例えば、磁気カプラ、トランス、パルストランス等を適用することも可能である。
【００３０】
図５および図６において、直流電源３２（図４）の電圧Ｖｂａｔは、同じ抵抗値の二つの抵抗Ｒｕｐ，Ｒｕｎによって電圧を二等分される。したがって、二つの抵抗Ｒｕｐ，Ｒｕｎ間のａ点での電圧はＶｂａｔの半分である。スイッチング素子ＵＰ，ＵＮがオフの場合は、Ｕ相の相電力出力部Ｕｏｕｔは、どこにも接続されず二つの素子導通状態検出手段ＰＣｕｐ，ＰＣｕｎは動作しない。
【００３１】
図５に示すように、ゲート駆動回路２５の駆動指令により、ハイサイド側のスイッチング素子ＵＰのみがオンすると、Ｕ相の相電力出力部Ｕｏｕｔは、略電圧Ｖｂａｔとなり、Ｖｂａｔから、ハイサイド側のスイッチング素子ＵＰ、Ｕ相の相電力出力部Ｕｏｕｔ、素子導通状態検出手段ＰＣｕｐ、ａ点、抵抗Ｒｕｎを通過してグランドＧＮＤに流れる電流が発生する。そのため、素子導通状態検出手段ＰＣｕｐが作動し、動作監視手段２３によって、スイッチング素子ＵＰが駆動指令通りに駆動しているかを監視し得る。スイッチング素子ＵＰへの駆動指令があるにもかかわらず、スイッチング素子ＵＰが正常にオンしない場合は、素子導通状態検出手段ＰＣｕｐが作動しないため、動作監視手段２３により異常動作として確認し得る。
【００３２】
図６に示すように、ゲート駆動回路２５の駆動指令により、ローサイド側のスイッチング素子ＵＮのみがオンすると、Ｕ相の相電力出力部Ｕｏｕｔは、略グランドＧＮＤと同じになり、Ｖｂａｔから、抵抗Ｒｕｐ、ａ点、素子導通状態検出手段ＰＣｕｎ、Ｕ相の相電力出力部Ｕｏｕｔ、スイッチング素子ＵＮを通過してグランドＧＮＤに流れる電流が発生する。そのため、素子導通状態検出手段ＰＣｕｎが作動し、動作監視手段２３によって、スイッチング素子ＵＮが駆動指令通りに駆動しているかを監視し得る。スイッチング素子ＵＮへの駆動指令があるにもかかわらず、スイッチング素子ＵＮが正常にオンしない場合は、素子導通状態検出手段ＰＣｕｎが作動しないため、動作監視手段２３により異常動作として確認し得る。
【００３３】
図５において、ファストリカバリダイオード２８がショート異常を起こすと、電圧ＶｂａｔとグランドＧＮＤがショートする事態になることもあるため、ファストリカバリダイオード２８の異常も検出したい。
図５において、例えば、スイッチング素子ＵＰ側のファストリカバリダイオード２８がショート異常を起こしている場合、どのスイッチング素子ＵＰ，ＵＮもオンしていない状態で、Ｖｂａｔからスイッチング素子ＵＰ側のファストリカバリダイオード２８、Ｕ相の相電力出力部Ｕｏｕｔ、素子導通状態検出手段ＰＣｕｐ、ａ点、抵抗Ｒｕｎを通過してグランドＧＮＤに流れる電流が発生する。そのため、素子導通状態検出手段ＰＣｕｐが作動し、動作監視手段２３によって、異常動作として確認し得る。
【００３４】
同様に、スイッチング素子ＵＮ側のファストリカバリダイオード２８がショート異常を起こしている場合、図６に示すように、どのスイッチング素子ＵＰ，ＵＮもオンしていない状態で、素子導通状態検出手段ＰＣｕｎが作動し、動作監視手段２３によって、異常動作として確認し得る。
【００３５】
＜動作組み合わせについて＞
各スイッチング素子の全ての動作組み合わせと、作動する素子導通状態検出手段の組み合わせは、表１の通りである。
【表１】
2019115238.tif 000003
【００３６】
図４に示すように、インバータ２４のスイッチング素子２７は、通常、表１におけるＮｏ．１〜１３までのパターンが使用される。図４のＵ相のスイッチング素子ＵＰ，ＵＮに対し、作動する素子導通状態検出手段は、それぞれＰＣｕｐ，ＰＣｕｎである。Ｖ相のスイッチング素子ＶＰ，ＶＮに対し、作動する素子導通状態検出手段は、それぞれＰＣｖｐ，ＰＣｖｎである。Ｗ相のスイッチング素子ＷＰ，ＷＮに対し、作動する素子導通状態検出手段は、それぞれＰＣｗｐ，ＰＣｗｎである。
【００３７】
＜例えば、表１のＮｏ．１の動作について＞
スイッチング素子ＵＰ，ＶＮを導通させる。これにより、Ｕ相の相電力出力部Ｕｏｕｔは略電圧Ｖｂａｔとなり、Ｖ相の相電力出力部Ｖｏｕｔは略グランドＧＮＤの電位になり、電流はモータのＵ相からＶ相に流れる。このとき、素子導通状態検出手段ＰＣｕｐおよび素子導通状態検出手段ＰＣｖｎが作動し、動作監視手段２３によって、スイッチング素子ＵＰ，ＶＮが駆動指令通りに駆動しているかを監視し得る。
【００３８】
素子導通状態検出手段ＰＣｕｐまたは素子導通状態検出手段ＰＣｖｎが作動しなければ、通常は、対応するスイッチング素子が作動していないと考えられる。Ｗ相の相電力出力部Ｗｏｕｔの出力は、スイッチング素子側はＷＰ，ＷＮ共にオフのため、ハイインピーダンス状態となるが、モータ６により相電力出力部Ｕｏｕｔおよび相電力出力部Ｖｏｕｔに接続され、中間電位となる。Ｗ相の相電力出力部Ｗｏｕｔの出力が中間電位の場合、抵抗Ｒｗｐ，Ｒｗｎ間のａ点と略同電位のため、対応する素子導通状態検出手段ＰＣｗｐ，ＰＣｗｎはいずれも作動しない。
【００３９】
動作監視手段２３における素子導通状態検出手段ＰＣの動作判断は、各種出力電圧の安定時間と、素子導通状態検出手段ＰＣの遅れ時間を考慮し、指令を変化させた後、一定時間たってから行う。前記一定時間は、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により定められる。
【００４０】
この監視回路３１は、全てのスイッチング素子２７の駆動を停止させ、素子導通状態検出手段ＰＣにより前記全てのスイッチング素子２７の二次側の配線が非導通状態になっていることを診断する初期診断機能を有する（表１のＮｏ．１３）。さらにこの監視回路３１は、各相におけるハイサイドおよびローサイドのスイッチング素子２７を一個ずつ順次駆動させ、素子導通状態検出手段ＰＣにより各スイッチング素子２７の二次側の配線が導通状態になっていることを診断する初期診断機能を有する（表１のＮｏ．１４〜１９）。
【００４１】
＜動作監視手段３１の一般的な使用方法について＞
１．初期診断で、Ｎｏ．１３の状態を発生させ、いずれの素子導通状態検出手段ＰＣも作動しないことを動作監視手段３１によって監視し得る。この時点でいずれかの素子導通状態検出手段ＰＣが作動すれば、対応するスイッチング素子２７のショートまたはファストリカバリダイオード２８のショートと考えられ、異常として運転を断念する。
【００４２】
２．初期診断で、Ｎｏ．１４〜１９の状態を順次発生させ、対応する素子導通状態検出手段ＰＣが表１のように作動するか動作監視手段２３によって監視し得る。白丸印の素子導通状態検出手段ＰＣが動作しない場合は、対応するスイッチング素子２７がオンしない異常と判断される。また、黒丸印の素子導通状態検出手段ＰＣが動作しない場合は、モータ６の未配線、断線または配線の接続不良と考えられ、異常として運転を断念する。これらの初期診断は、併せて例えば０．３秒以内に実行される。
【００４３】
３．初期診断で問題がなければ、インバータ２４の動作を開始し、Ｎｏ．１〜１３までのパターンの組み合わせに従って、作動する素子導通状態検出手段ＰＣを確認し、予め想定された場合と違う場合は、それぞれ異常と判断する。この作動する素子導通状態検出手段ＰＣの確認は、連続して行ってもよいし、定期的に行ってもよい。但し、素子導通状態検出手段ＰＣの動作判断は、各種出力電圧の安定時間と、素子導通状態検出手段ＰＣの遅れ時間を考慮し、指令を変化させた後、一定時間たってから行う。前記動作判断は、ノイズ等の影響を考慮し、一回の判定ではなく、連続して数回問題があった場合のみ、異常と判断するような手順でもよい。
【００４４】
＜作用効果について＞
以上説明したインバータの異常診断装置によれば、直流電源３２に接続された各相の二つの抵抗Ｒ，Ｒの中間点（a点）が中間電位となり、さらに各相の二つの素子導通状態検出手段ＰＣ，ＰＣが二つの抵抗Ｒ，Ｒをそれぞれ負荷とするため、このインバータ２４の動作時において、一方の相のハイサイド側のスイッチング素子２７、同相の一つの素子導通状態検出手段ＰＣおよび同相の一つの抵抗Ｒが導通された状態となる。これと共に、他方の相のローサイド側のスイッチング素子２７、同相の一つの素子導通状態検出手段ＰＣおよび同相の一つの抵抗Ｒが導通された状態となる。
【００４５】
監視回路３１は、二つの素子導通状態検出手段ＰＣ，ＰＣの検出状態を常時にまたは定期的に監視し、いずれかの素子導通状態検出手段ＰＣが非導通状態と検出されたとき、インバータ２４の異常と診断する。このように各スイッチング素子２７の二次側の導通状態を確認し、インバータ２４の信頼性の向上を図ることができる。また素子導通状態検出手段ＰＣがフォトカプラであるため、素子導通状態検出手段ＰＣとして例えばトランス等を適用するよりもコスト低減を図れる。
【００４６】
＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００４７】
インホイールモータ駆動装置においては、サイクロイド式の減速機、遊星減速機、２軸並行減速機、その他の減速機を適用可能である。また、前記の実施形態のインホイールモータ駆動装置においては、後輪駆動を示したが、前輪駆動でも４輪駆動としても良い。
【００４８】
前記の実施形態においては、インホイールモータ駆動装置を備えた電気自動車に異常診断装置を適用した例を説明したが、図７に示すように、車体１に二台のモータ６，６および各モータ６に対応する減速機７，７を設け、これらモータ６，６により左右の車輪３，３を駆動する二モータオンボードタイプの電気自動車に、異常診断装置を備えても良い。図７において、モータ６で駆動する左右の車輪は前後輪３，２のいずれであっても良い。また、４輪駆動としても良い。
【００４９】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５０】
２３…動作監視手段
２４…インバータ
２７…スイッチング素子
３１…監視回路
３２…直流電源
Ｕｏｕｔ，Ｖｏｕｔ，Ｗｏｕｔ…相電流出力部
Ｒ…抵抗
ＰＣ…素子導通状態検出手段
【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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