(57)【要約】【課題】電気自動車やハイブリッドカー等の車両に搭載され、バッテリと走行用モータとの間で電力を変換する電力変換器に関する。特に、走行用モータに供給する電流を平滑化するコンデンサとコンデンサの電荷を放電する放電回路とを有する電力変換器に関する。【解決手段】その電力変換器は、パワー半導体素子の温度を検出する温度センサと、パワー半導体素子に流れる電流値を検出する電流検出手段を備えている。温度センサで検出された検出温度値が、電流検出手段によって検出された電流値から予想される予想温度値よりも高い場合、又は、温度センサで検出された検出温度値から算出される温度上昇率が、電流検出手段によって検出された電流値から予想される予想温度上昇率よりも高い場合に、放電スイッチが短絡故障したことを示す信号を出力する制御装置を備えている。【選択図】図５
2015027127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと走行用モータとの間で電力を変換する電力変換器であり、
前記走行用モータに供給する電流の通電と遮断とを切り替えるパワー半導体素子と、
前記走行用モータに供給する電流を平滑化するコンデンサと、
前記パワー半導体素子に近接して配置されており、前記コンデンサを放電する放電抵抗と、
前記放電抵抗と前記コンデンサとが接続されている状態と、接続されていない状態とを切り替える放電スイッチと、
前記パワー半導体素子の温度を検出する温度センサと、
前記パワー半導体素子に流れる電流値を検出する電流検出手段と、
前記温度センサで検出された検出温度値が、前記電流検出手段によって検出された電流値から予想される予想温度値よりも高い場合、又は、前記温度センサで検出された検出温度値から算出される温度上昇率が、前記電流検出手段によって検出された電流値から予想される予想温度上昇率よりも高い場合に、前記放電スイッチが短絡故障したことを示す信号を出力する制御装置と、
を備える電力変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、電気自動車やハイブリッドカー等の車両に搭載され、バッテリと走行用モータとの間で電力を変換する電力変換器に関する。特に、走行用モータに供給する電流を平滑化するコンデンサとコンデンサの電荷を放電する放電回路とを有する電力変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッドカー等の車両では、バッテリと走行用モータとの間で電力を変換する電力変換器が用いられる。電力変換器は、例えばインバータやコンバータである。これらの電力変換器は、走行用モータに供給する電流を平滑化する為に比較的大容量のコンデンサを有していることがある。例えば車両のアクシデント等で電力変換器の使用が停止される場合には、コンデンサに蓄積された電荷を速やかに放電し消費することが望ましい。電荷を放電することにより、コンデンサに残った電荷が他の部品に影響を与えること等が防止される。コンデンサの電荷を放電する為に放電回路が使用されることがある。放電回路の一例として、放電抵抗と、放電抵抗とコンデンサとの間を接続し、あるいは切断する放電スイッチとを有するものが知られている。
【０００３】
特許文献１、２には、いずれも、放電回路の故障を検出する技術が開示されている。特許文献１には、放電素子（放電抵抗）の短絡動作をするスイッチ素子を有する交流−直流変換装置が開示されている。その交流−直流変換装置は、放電素子の温度を検出する為の温度検出手段を備えている。この交流−直流変換装置では、放電素子の温度が予め設定された閾値を超えた場合に、スイッチ素子が短絡故障したと判断する。また、特許文献２の放電回路は、放電抵抗体の電圧値を検出する為の電圧検出手段を備えている。放電抵抗体の電圧値を検出することによって、放電回路のオープン故障を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１２９２９号公報
【特許文献２】特開２０１３−０３１２５９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、２の技術は、いずれも、放電回路の故障を検出する為の専用の部品（具体的には、専用の温度検出手段や専用の電圧検出手段等）を備えている。このため、これらの電力変換器では、部品点数が増加することにより電力変換器のコストが増加する。
【０００６】
本明細書は、上記の課題を解決する技術を提供する。本明細書は、電力変換器のコストの増加を抑制しつつ、コンデンサの放電回路の故障を検出することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示する電力変換器は、バッテリと走行用モータとの間で電力を変換する。その電力変換器は、走行用モータに供給する電流の通電と遮断とを切り替えるパワー半導体素子を備えている。その電力変換器は、走行用モータに供給する電流を平滑化するコンデンサを備えている。その電力変換器は、パワー半導体素子に近接して配置されており、コンデンサを放電する放電抵抗を備えている。その電力変換器は、放電抵抗とコンデンサとが接続されている状態と、接続されていない状態とを切り替える放電スイッチを備えている。その電力変換器は、パワー半導体素子の温度を検出する温度センサを備えている。その電力変換器は、パワー半導体素子に流れる電流値を検出する電流検出手段を備えている。その電力変換器は、温度センサで検出された検出温度値が、電流検出手段によって検出された電流値から予想されるパワー半導体素子の予想温度値よりも高い場合、又は、温度センサで検出された検出温度値から算出される温度上昇率が、電流検出手段によって検出された電流値から予想されるパワー半導体素子の予想温度上昇率よりも高い場合に、放電スイッチが短絡故障したことを示す信号を出力する制御装置を備えている。
【０００８】
本明細書が開示する電流変換器では、パワー半導体素子と放電抵抗とが、互いに近接して配置されている。このため、放電スイッチが短絡故障することにより放電抵抗が発熱すると、パワー半導体素子が放電抵抗で発生した熱の影響を受けることによりパワー半導体素子の温度が上昇する。つまり、温度センサで検出される温度がパワー半導体素子の通常の温度と比較して高い温度になる。パワー半導体素子の温度上昇率がパワー半導体素子の通常の温度上昇率と比較して高くなる。
【０００９】
制御装置は、温度センサで検出された検出温度値が、電流検出手段によって検出された電流値から予想されるパワー半導体素子の予想温度値よりも高い場合には、放電スイッチが短絡故障したことを示す信号を出力する。あるいは、制御装置は、温度センサで検出された検出温度値から算出される温度上昇率が、電流検出手段によって検出された電流値から予想されるパワー半導体素子の予想温度上昇率よりも高い場合に、放電スイッチが短絡故障したことを示す信号を出力する。放電スイッチが短絡故障したことを示す信号は、放電スイッチ短絡時のフェールセーフ処理のトリガとして用いられる。フェールセーフ処理の一例は、バッテリから電力変換装置への電力供給経路の遮断、バッテリの出力電力の低減、短絡故障発生のメッセージのインパネへの表示、短絡故障発生を示すフラグのダイアグメモリへの記憶、などである。
【００１０】
上記の電流変換器では、パワー半導体素子に流れる電流を検出する為の電流検出手段と、パワー半導体素子の温度を検出する為の温度センサとを利用して、放電抵抗の短絡故障を検出することができる。つまり、上記の電力変換器は、放電スイッチの短絡故障を検出する為に、専用の電流検出手段や温度検出手段を備える必要が無い。このため、電力変換器のコストの増加を抑制しつつ、コンデンサの放電スイッチの短絡故障を検出することができる。
【００１１】
なお、パワー半導体素子と放電抵抗とが、互いに近接して配置されているとは、放電抵抗が加熱した場合に、パワー半導体素子の温度を検出する温度センサが検出する温度値が上昇するように配置されていることを言う。一例として、パワー半導体素子が、冷却プレートの片側に接して配置されており、放電抵抗が、パワー半導体素子とは反対側の面に接して配置されている場合がある。また、パワー半導体素子と放電抵抗とが、冷却プレートの片側において、互いに隣接して配置されている場合がある。冷却プレートとは無関係にパワー半導体素子と放電抵抗とが単に隣接して配置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の電力変換器１９を搭載するハイブリッド車両の駆動系システムの回路図である。
【図２】実施例１の電力変換器１９の冷却ユニットを示す断面図である。
【図３】実施例１の電流−温度上昇率予想値マップである。
【図４】実施例１のパワー半導体素子１１の通電状態及び放電スイッチ１０の短絡故障の状態とパワー半導体素子１１の温度との関係を示す表である。
【図５】実施例１の短絡故障検出処理５０のフロー図である。
【図６】実施例２の短絡故障検出処理５２のフロー図である。
【図７】実施例３の短絡故障検出処理５４のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１３】
図１にハイブリッド車２の駆動系システムの回路図を示す。なお、図１は、本明細書の説明に要する部品だけを描いてあり、説明に関係のない一部の部品は図示を省略していることに留意されたい。例えば、図１は、モータとエンジンを有するハイブリッド車の駆動系システムの図であるが、エンジンの図示は省略している。
【００１４】
モータ７を駆動するための電力はバッテリ３から供給される。図１において、符号Ｐは、インバータ回路６のスイッチング素子群の高電位側の電力線を示しており、符号Ｎは、グランド電位側の電力線を示している。バッテリ３とモータ７の間に、電力変換器１９が接続されている。システムメインリレー４は、バッテリ３と電力変換器１９との間を接続したり切断したりする。システムメインリレー４は、上位コントローラ２０によって切り換えられる。
【００１５】
電力変換器１９は、直流電力を交流に変換するインバータ回路６を含む。インバータ回路６の出力電流が、モータ７への供給電力に相当する。インバータ回路６はＩＧＢＴなどのパワー半導体素子１１、１２、１３、１４、１５、１６（以降の説明では、１１〜１６と標記する）を主とする回路である。なお、標記を簡単にするため、以下では「パワー半導体素子」を単に「パワー半導体」と称する。パワー半導体１１〜１６には、ダイオードが逆並列に接続されている。電力変換器１９は、温度センサ１７を有する。温度センサ１７は、パワー半導体１１の温度を検出する。ただし、温度センサ１７は、パワー半導体１１〜１６のいずれのパワー半導体の温度を検出してもよい。電力変換器１９は、電流センサ１８を有する。電流センサ１８は、電力変換器１９とモータ７とを接続する電力供給線に取り付けられている。
【００１６】
コントローラ８は、マイクロコンピュータ、メモリや入出力インタフェースなどの電子部品で構成される情報処理装置である。コントローラ８は、インバータ回路６に対して、パワー半導体１１〜１６への制御信号（ＰＷＭ信号）を出力する。上位コントローラ２０は、コントローラ８に対して、モータ７が出力すべき目標トルク（トルク指令値）を出力する。
【００１７】
コントローラ８は、モータ７がトルク指令値に相当するトルクを出力するようにインバータ回路６を制御する。ここで、トルクとモータ電流は比例の関係にあり、その比例定数はトルク定数と呼ばれる。トルク指令値にトルク定数を乗じた値が電流指令値である。このため、以下の説明では、上位コントローラ２０が、コントローラ８に対して、電流指令値を出力すると表現することがある。コンデンサＣ１は、インバータ回路６に入力される電流を平滑化する。また、コンデンサＣ１は、走行用のモータ７に供給するためにバッテリ３が出力する電流を一時的に蓄える。コンデンサＣ１は、モータを駆動するための大電流が流れるため比較的大容量である。
【００１８】
放電回路５は、インバータ回路６に対して並列に接続されている。別言すれば、Ｐ線とＮ線の間に放電回路５が接続されている。放電回路５は、高耐熱性の放電抵抗９と放電スイッチ１０の直列接続で構成される。放電スイッチ１０は、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチングトランジスタである。放電スイッチ１０の制御端子は、コントローラ８に接続されており、放電スイッチ１０のオンオフ（開閉）は、コントローラ８が制御する。
【００１９】
図２は、電力変換器１９の物理的な構成の一部（この部分を冷却部３０と称する）の断面図である。冷却部３０は、冷却プレート３６と、放電抵抗９と、半導体モジュール３１とを備える。半導体モジュール３１は、冷却プレート３６の図２右側の面に接して配置されており、放電抵抗９は、冷却プレート３６の図２左側の面に接して配置されている。半導体モジュール３１は、パワー半導体１１（図１参照）と、温度センサ１７（図１参照）と、放熱板３４と、を有する。放熱板３４と、パワー半導体１１と、温度センサ１７の周囲は樹脂３５でモールドされている。パワー半導体１１と、温度センサ１７は、それぞれ放熱板３４に接している。放熱板３４は、パワー半導体１１から発生する熱を冷却プレート３６へと放出する。放熱板３４の温度は、パワー半導体１１の温度の影響を顕著に受ける。温度センサ１７は、放熱板３４に接しているため、パワー半導体１１の温度を検出することができる。
【００２０】
冷却プレート３６は、本体部３７とフィン３８とを有する。本体部３７の内側には図示しない冷媒が流れている。半導体モジュール３１と放電抵抗９とは、互いに近接して配置されている。具体的には、半導体モジュール３１が冷却プレート３６の片側の面に接して配置されており、放電抵抗９が半導体モジュール３１とは反対側の面に接して配置されている。このため、放電スイッチ１０（図１参照）の短絡（後述する）によって放電抵抗９が発熱すると、放電抵抗９から発生する熱がパワー半導体１１に影響を与える。具体的には、放電抵抗９が発熱すると、放電抵抗９から発生する熱によってパワー半導体１１の温度が上昇する。このため、温度センサ１７が検出する温度値が上昇する。半導体モジュール３１と放電抵抗９とが互いに近接して配置されている他の例として、半導体モジュール３１と放電抵抗９とが、冷却プレート３６の片側において、互いに隣接して配置されている場合がある。半導体モジュール３１と放電抵抗９とは、冷却プレート３６と無関係に、単に隣接して配置されていてもよい。
【００２１】
図１に戻り、放電回路５の機能について説明する。コントローラ８は、車両のメインスイッチ（イグニッションスイッチとも呼ばれる）がオフされると、コンデンサＣ１を放電する。また、コントローラ８は、予め定められた故障を検知した場合等に、コンデンサＣ１を放電してもよい。
【００２２】
放電スイッチ１０をオンにすると、放電抵抗９がＰ線とＮ線の間に接続されて、コンデンサＣ１、放電抵抗９及び放電スイッチ１０による閉回路が構成される。このため、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷が放電抵抗９に流れる。放電抵抗９に流れた電力は、熱エネルギとなって散逸する。即ち、放電抵抗９は自身が発熱することによりコンデンサＣ１を放電する。コンデンサを放電した後、コントローラ８は、放電スイッチ１０を開放し、放電抵抗９をコンデンサＣ１から切り離す。この場合、車両が再び走行を開始しても、放電抵抗９は切り離されたままであり、発熱することはない。
【００２３】
ところが、放電スイッチ１０は、オン状態（回路を閉じた状態）を維持したままオフ状態（回路を開いた状態）に戻らない短絡故障を生ずる場合がある。短絡故障が生じた状態で走行すると、放電抵抗９には、常に電流が流れることから、放電抵抗９は発熱する。
【００２４】
そこで、コントローラ８は、定期的（例えば１０ミリ秒ごと）に、後述する短絡故障検出処理５０を行う（図５参照）。コントローラ８は、短絡故障検出処理５０において、短絡故障を検出した場合には、所定のフェールセーフ処理を行う。これにより、電子部品が加熱されて機能的に影響を受けることが防止される。
【００２５】
電力変換器１９の短絡故障検出処理を説明する前に、短絡故障検知処理にて用いる幾つかのパラメータについて説明する。図３に、パワー半導体１１の通電状態及び放電スイッチ１０の短絡故障の状態と、パワー半導体１１の温度との関係を示す。パワー半導体１１に電流が流れている状態とは、つまり、モータ７に電流が流れている状態である。典型的には、ハイブリッド車両がモータ７を利用して加速している状態である。パワー半導体１１に電流が流れていない状態とは、つまり、モータ７に電流が流れていない状態である。具体的には、例えば、ハイブリッド車両の停車中や、エンジンのみで走行している状態等である。
【００２６】
パワー半導体１１に電流が流れている状態（図３中の状態１、状態２）では、パワー半導体１１は、パワー半導体１１を流れる電流によって発熱する。また、上位コントローラ２０からコントローラ８に対して、車両の走行状態に対応する電流指示値が出力される。コントローラ８は、電流指示値に応じてモータ７を駆動する。電力供給線には、電流指示値に応じた大きさの電流が流れる。
【００２７】
図４に、電流−温度上昇率予想値マップを示す。このマップは、は、パワー半導体１１に流れる電流の大きさから予想されるパワー半導体１１の温度上昇率を予め記録したものである。横軸はパワー半導体１１に流れる電流の大きさである。縦軸はその電流が流れるときのパワー半導体１１の温度上昇率の予想値である。電流の大きさと温度上昇率の予想値は比例関係となっている。なお、上記の温度上昇率の予想値は、放電スイッチ１０が短絡故障していない状態（すなわち、放電スイッチ１０が開放されている状態であって放電抵抗９が発熱していない状態）における値である。
【００２８】
パワー半導体１１に電流が流れており、かつ、放電スイッチが正常である場合について説明する（図３中の状態１）。状態１では、放電スイッチ１０がオフのため、放電抵抗９に電流が流れていない。従って、放電抵抗９は発熱していない。パワー半導体１１の温度は、放電抵抗９で発生する熱の影響を受けていない。このため、パワー半導体１１の実際の温度上昇率は、電流−温度上昇率予想値マッップに示されている値と一致する。
【００２９】
次に、パワー半導体１１に電流が流れており、かつ、放電スイッチ１０が短絡故障している場合について説明する（図３中の状態２）。状態２では、放電スイッチ１０がオン（短絡故障している）のため、放電抵抗９に電流が流れている。従って、放電抵抗９は発熱している。パワー半導体１１の温度は、放電抵抗９で発生する熱の影響を受けている。このため、パワー半導体１１の温度上昇率は、電流−温度上昇率予想値マップに示されている値よりも高い値となる。
【００３０】
次に、パワー半導体１１に電流が流れおらず、かつ、放電スイッチ１０が正常な場合について説明する（図３中の状態３）。状態３では、放電スイッチ１０がオフのため、放電抵抗９に電流が流れていない。このため、状態３では、放電抵抗９は発熱していない。パワー半導体１１の温度は、放電抵抗９で発生する熱の影響を受けていない。パワー半導体１１の温度上昇率は、電流−温度上昇率予想値マッップに示されている値と一致する。パワー半導体１１に電流が流れていないので、パワー半導体１１の温度上昇率は、具体的にはゼロである。ここで、本明細書では、パワー半導体１１に電流が流れていない状態であり、かつ、放電スイッチ１０が短絡故障していない場合（図３中の状態３）における、パワー半導体１１の温度を、パワー半導体１１の「通常の温度」と呼ぶことにする。パワー半導体素子１１の「通常の温度」は、概ね、電力変換器の周囲の雰囲気温度に等しい。
【００３１】
次に、パワー半導体１１に電流が流れていない状態であり、かつ、放電スイッチが短絡故障している場合について説明する（図３中の状態４）。状態４では、放電抵抗９に電流が流れている。放電抵抗９は発熱している。パワー半導体１１の温度は、放電抵抗９で発生する熱の影響を受けている。このため、パワー半導体１１の温度上昇率は、電流−温度上昇率予想値マッップに示されている値（具体的にはゼロ）よりも、高い値となる。また、パワー半導体１１の温度が放電抵抗９で発生する熱の影響を受けているため、パワー半導体１１の温度は、通常の温度よりも高くなる。
【００３２】
図５のフローを用いて電力変換器１９の短絡故障検出処理５０を説明する。上述したように、短絡故障検知処理５０は、予め定められている次の関係、即ち、パワー半導体１１の通電状態及び放電スイッチ１０の短絡故障の状態とパワー半導体１１の温度との関係（図３）を利用する。図３の関係は、コントローラ８に予め記憶されている。短絡故障検出処理５０は、パワー半導体１１の通電状態、及び、パワー半導体１１の温度上昇率及び温度の状態に基づいて、放電スイッチ１０が短絡故障しているか否かを判定する。図５の処理は、コントローラ８が放電スイッチ１０に対して閉じる指令（放電抵抗９を回路に接続する指令）を出していない状態（別言すれば放電スイッチ１０に対してこれを開放する指令を出している状態）において実行される。
【００３３】
まず、コントローラ８は、パワー半導体１１に流れている電流の大きさを検出する（Ｓ１２）。具体的には、コントローラ８は、電流センサ１８から入力される電流センサ値を検出する。次に、コントローラ８は、電流−温度上昇率予想値マップを参照する（Ｓ１３）。コントローラ８は、電流センサ値を電流−温度上昇率予想値マップに対応させることによって、その電流センサ値に対応するパワー半導体１１の温度上昇率の予想値を取得する。
【００３４】
次に、コントローラ８は、パワー半導体１１の温度を検出する（Ｓ１４）。具体的には、コントローラ８は、温度センサ１７で検出された温度センサ値を検出する（Ｓ１４）。温度センサ１７による温度検出は、例えば、所定時間間隔で複数回行われる。コントローラ８は、所定時間間隔で変動した温度差から温度上昇率を算出する（Ｓ１５）。コントローラ８は、Ｓ１３において取得した温度上昇率の予想値と、Ｓ１５において算出した温度上昇率とを比較する（Ｓ１６）。
【００３５】
ここで、上述のように、電流−温度上昇率予想値マップは、放電スイッチ１０が短絡していない状態での、パワー半導体１１の温度上昇率の予想値である。従って、温度上昇率が電流−温度上昇率予想値マップから得られた温度上昇率の予想値よりも高い場合（図３中の状態２、又は、状態４）には、放電スイッチ１０は短絡故障している。従って、コントローラ８は、温度上昇率が温度上昇率予想値よりも高い場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）には、フェールセーフ処理（Ｓ１７）を行う。
【００３６】
一方、温度上昇率が温度上昇率の予想値よりも高くない場合（図３中の状態１、又は、状態３）には、放電スイッチ１０は開放状態であり、即ち、短絡故障していない。従って、コントローラは、Ｓ１５において算出した温度上昇率が、Ｓ１３において取得した温度上昇率予想値よりも高くない場合（Ｓ１６：ＮＯ）には、フェールセーフ処理（Ｓ１７）を行わない。
【００３７】
フェールセーフ処理（Ｓ１７）は、放電抵抗９の温度上昇を低減する為の処理である。フェールセーフ処理（Ｓ１７）として、種々の処理を行うことができる。フェールセーフ処理（Ｓ１７）の一例は、電力変換器１９（放電抵抗９）へ供給される電力を遮断する処理である。具体的には、コントローラ８は、短絡故障が発生したことを示す信号を上位のコントローラ２０に出力する。上位のコントローラ２０は、短絡故障発生の信号を受信すると、システムメインリレー４を開放する。システムメインリレー４の開放により、電力変換器１９への電力供給が遮断される。なお、上位コントローラ２０は、システムメインリレー４の開放とともに、放電回路５で短絡故障が発生したことを示すインパネのランプを点灯させ、さらに、短絡故障発生を示すメッセージをダイアグ用の不揮発性メモリに記憶させる。
【００３８】
上記の電流変換器１９では、パワー半導体１１に流れる電流を検出する電流センサ１８と、パワー半導体１１の温度を検出する温度センサ１７とを利用して、放電スイッチ１０の短絡故障を検出する。つまり、上記の電力変換器１９は、放電スイッチ１０の短絡故障を検出する為に、専用の電流検出手段や電流検出手段を備える必要が無い。このため、上記の電力変換器１９は、電力変換器１９のコストの増加を抑制しつつ、コンデンサＣ１の放電スイッチ１０の短絡故障を検出することができる。
【００３９】
実施例１では、パワー半導体１１に流れる電流を検出する手段として、電流供給線に設けられた電流センサ１８を用いた。しかし、パワー半導体１１に流れる電流を検出する手段として、他の手段を用いてもよい。例えば、パワー半導体１１に備えられたオンチップ電流センサを使用することができる。あるいは、コントローラ８は、コントローラ８に入力される電流指示値を、パワー半導体１１に流れる電流の推定値として用いてもよい。コントローラ８は、入力される電流指令値の通りに電流が流れるようにパワー半導体１１を制御するのであるから、コントローラ８に入力される電流指示値を、センサによる電流の計測値の代わりに用いることができる。本明細書では、コントローラ８に入力される電流指令値をパワー半導体素子１１に流れる電流の代わりに用いることも、「パワー半導体１１の電流を検出する」と表現することとする。
【実施例２】
【００４０】
次に、実施例２の電力変換器１９を説明する。実施例２の電力変換器１９は、ハードウエア構成は実施例１の電力変換器１９と同じであるが、コントローラ８が実行する短絡故障検知処理が異なる。図６を参照して、電力変換器１９の短絡故障検出処理５２を説明する。下記に示すように、短絡故障検出処理５２は、パワー半導体１１に電流が流れていない状態における、パワー半導体１１の温度を検出することによって、放電スイッチ１０の短絡故障を検出する。
【００４１】
まず、実施例１の短絡故障検出処理５０と同様に、コントローラ８は、電流センサ値を検出する（Ｓ２２）。次に、コントローラ８は、パワー半導体１１に電流が流れているか否かを判断する（Ｓ２３）。すなわち、コントローラ８は、電流センサ値がゼロであるか否かを判断する。ただし、現実には、コントローラ８は、測定誤差による誤判定を回避するため、電流センサ値を所定の電流閾値と比較することに留意されたい。ここで、所定の電流閾値には、電流センサの誤差の大きさに適当な余裕量を足した値が選定される。上述のように、短絡故障検出処理５２は、パワー半導体１１に電流が流れていない状態（図３中の状態３、４）において、放電スイッチ１０の短絡故障を検出するものである。従って、コントローラ８は、電流センサ値がゼロの場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）には、パワー半導体１１の温度を検出する（Ｓ２４）。一方、パワー半導体１１に電流が流れている場合（Ｓ２３：ＮＯ）には、コントローラは、次のステップに進むことなく、処理を終了する。
【００４２】
電流センサ値がゼロの場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）には、コントローラ８は、パワー半導体１１の温度が通常の温度より高いか否かを判断する（Ｓ２５）。ここで、「通常の温度」とは、前述したように、パワー半導体１１に電流が流れていない状態であり、かつ、放電スイッチ１０が開放されている場合に予想されるパワー半導体１１の温度である。なお、現実には、コントローラ８は、誤判定を回避するため、「通常の温度」に一定の余裕量を足した値とパワー半導体１１の温度を比較することに留意されたい。パワー半導体１１に電流が流れていない（Ｓ２３：ＹＥＳ）にも関わらず、パワー半導体の温度が通常の温度より高い（Ｓ２５：ＹＥＳ）場合（図３中の状態４）には、放電スイッチ１０は短絡故障している。この場合、コントローラ８は、フェールセーフ処理（Ｓ２６）を行う。フェールセーフ処理（Ｓ２６）の内容は実施例１の場合と同じでよい。
【００４３】
電力変換器１９の短絡故障検出処理５２では、実施例１の短絡故障検出処理５０と異なり、電流−温度上昇率予想値マップを使用する必要が無い。このため、コントローラ８が行う処理を軽減することができる。
【実施例３】
【００４４】
上述の実施例１、実施例２の各ステップは、放電スイッチ１０の短絡故障を検出できる範囲で順番を入れ替えてもよい。一例として、実施例３の短絡故障検出処理５４を説明する（図７）。実施例３の短絡故障検出処理５４は、実施例２の短絡故障検出処理５２に含まれるステップの順番を、下記に示すように入れ替えたものである。
【００４５】
まず、コントローラ８は、パワー半導体１１の温度が、通常の温度よりも高いか否かを判定する（Ｓ３２、Ｓ３３）。温度が通常の温度よりも高くない場合は、パワー半導体１１の電流による発熱はなく、かつ、放電抵抗の発熱もない場合である（図３中の状態３）。すなわち、温度が通常の温度よりも高くない場合（Ｓ３３：ＮＯ）は、短絡故障は発生していない。この場合、コントローラ８は、処理を終了する。
【００４６】
温度が通常の温度より高い場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）には、コントローラ８はパワー半導体１１に電流が流れているか否かを判断する（Ｓ３４、Ｓ３５）。パワー半導体１１の温度が通常の温度よりも高く、かつ、パワー半導体１１に電流が流れていない場合は、放電スイッチが短絡故障している（図３中の状態４）。このため、コントローラ８は、パワー半導体１１に電流が流れていない場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）には、フェールセーフ処理（Ｓ３６）を行う。一方、パワー半導体に電流が流れている場合（Ｓ３５：ＮＯ）には、フェールセーフ処理を行わない。ステップＳ３６のフェールセーフ処理（Ｓ３６）の内容は、実施例１の場合と同じでよい。
【００４７】
上記の実施例では、図１におけるパワー半導体１１の温度を計測する温度センサ１７を例とした。電力変換器１９は複数のパワー半導体１１〜１６を備えている。本明細書が開示する技術は、パワー半導体１１以外のパワー半導体素子に付随する温度センサを用いてもよい。また、電力変換器は、インバータ回路のほかに、電圧コンバータ回路を備えることがある。電圧コンバータ回路もパワー半導体素子を備え、さらにそのパワー半導体素子の温度を計測する温度センサを備える。本明細書が開示する技術は、電圧コンバータが備えるパワー半導体素子とその素子の温度を計測する温度センサを利用してもよい。
【００４８】
実施例におけるフェールセーフ処理は、システムメインリレー４を開放し、バッテリから電力変換器への電力供給を遮断するものであった。フェールセーフ処理は、バッテリの出力電力を低減する処理であってもよい。バッテリの出力電力を低減することで、放電抵抗に流れ込む電力を抑制して放電抵抗の発熱を抑えることができる。
【００４９】
実施例１では、温度に関する判定ステップ（図１５のＳ１６）における温度に関する指標としてパワー半導体素子１１の温度上昇率を使用する例について説明した。しかしながら、実施例１では、温度に関する指標としてパワー半導体素子１１の温度そのもの（具体的には温度センサ値）を使用してもよい。また、実施例２、実施例３では、温度に関する判定ステップ（図６のＳ２５、図７のＳ３３）における温度に関する指標としてパワー半導体素子１１の温度そのもの（具体的には温度センサ値）を使用する例について説明した。しかしながら、実施例２、実施例３では、温度に関する指標としてパワー半導体素子１１の温度上昇率を使用してもよい。
【００５０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５１】
Ｃ１   コンデンサ
１１〜１６  パワー半導体
３     バッテリ
４     システムメインリレー
５     放電回路
６     インバータ回路
７     モータ
８     コントローラ
９     放電抵抗
１０   放電スイッチ
１７   温度センサ
１８   電流センサ
１９   電力変換器
２０   上位コントローラ
３０   冷却部
３１   半導体モジュール
３６   冷却プレート
【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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