(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子の短絡故障検知機能付き電力変換装置であって、
前記スイッチング素子としてセンスエミッタを備えるセンス機能付きトランジスタが使われており、
一端がセンスエミッタと接続しており他端がグランドに接続している抵抗と、
センスエミッタの電圧と予め定められた第１電圧を比較する第１コンパレータと、
センスエミッタの電圧と第１電圧よりも低い予め定められた第２電圧を比較する第２コンパレータと、
トランジスタのゲートにＬｏｗ電位を印加している間に第２コンパレータの出力が、第２電圧よりもセンスエミッタの電圧が高いことを示す信号を出力している場合に前記トランジスタが短絡していることを示す信号を出力するドライバと、
を備えており、
第１コンパレータは、非反転入力にセンスエミッタが接続しており反転入力に第１電圧が印加されており、
第２コンパレータは、非反転入力にセンスエミッタが接続しており反転入力に第２電圧が印加されており、
ドライバは、第１コンパレータの出力がＨｉｇｈ電位の場合、前記トランジスタのゲートへ与える指令をＬｏｗ電位に設定するとともに第２コンパレータの出力を監視し、第２コンパレータの出力がＨｉｇｈ電位のときに、前記トランジスタが短絡していることを示す信号を出力することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
ドライバは、第１コンパレータの出力がＨｉｇｈ電位のときに、前記トランジスタに過電流が流れていることを示す信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
第２コンパレータの出力とドライバの特定出力を入力とする論理積回路をさらに備えており、
ドライバは、過電流を検知した場合、前記トランジスタのゲートへ与える指令をＬｏｗ電位に設定するとともに、特定出力にＨｉｇｈ電位を設定し、論理積回路の出力がＨｉｇｈ電位のときに、前記トランジスタが短絡していることを示す信号を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、スイッチング素子を備える電力変換装置に関する。特に、スイッチング素子の短絡故障を検知する機能を備える電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電圧コンバータやインバータなどの電力変換装置は、パワー素子とも呼ばれるトランジスタをスイッチング素子として備える。ハイブリッド車を含む電気自動車ではモータの定格出力が数十キロワットであるため、スイッチング素子の負荷も大きい。それゆえ、スイッチング素子が故障する虞もある。スイッチング素子の故障に速やかに対処し、可能であれば健全なスイッチング素子だけで走行を続けられることが望ましい。また、スイッチング素子の故障に起因する他の素子／デバイスの二次的な故障は避けることが望ましい。例えば特許文献１には、複数のモータが共通の出力軸に連結された電気自動車において、一方のモータで異常が発生した場合に他方のモータを使って走行を継続する際に故障したモータの駆動回路の素子を保護する技術が開示されている。
【０００３】
また、健全なスイッチング素子だけで走行を継続するためには、どの素子が故障しているかを早期に特定する必要がある。例えば特許文献２には、スイッチング素子としてセンスエミッタを備えるセンス機能付きのＩＧＢＴを採用し、スイッチング素子のクラック発生を検知する技術が開示されている。なお、センス機能付きＩＧＢＴとは、素子内のエミッタ電極の一部（小部分）が分割されているＩＧＢＴである。その小部分をセンスエミッタと称する。なお、残りの大きな部分はメインエミッタと称されることがある。センス機能とは、メインエミッタを通常のエミッタ電極として用い、センスエミッタに流れるわずかな電流を利用してＩＧＢＴ（トランジスタ）を診断する機能を意味する。特許文献２の技術は、センスエミッタを流れる電流を計測し、その電流の大きさが所定の許容範囲を外れたらクラックが発生していると判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９５０２６号公報
【特許文献２】特開２００７−０４０８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スイッチング素子として用いられるトランジスタの故障には短絡故障とオープン故障の２通りがある。オープン故障は電流が流れなくなるので他の素子への影響は少ないが、短絡故障は電流が流れ続けることになり、他の素子への影響が大きい。本明細書が開示する技術は、過電流を検知するとともに、過電流を生じたトランジスタが短絡故障であるか否かを速やかに判断することのできる電力変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する技術もセンスエミッタを備えるセンス機能付きトランジスタを採用する。そのようなトランジスタは、典型的にはＩＧＢＴである。通常、電力変換装置は、トランジスタ（ＩＧＢＴ）とセットでトランジスタのゲートにＰＷＭ信号を送るドライバ（ドライバＩＣ）を備える。ドライバは、夫々のトランジスタに対して一つずつ備えられている。本明細書が開示する電力変換装置は、一端がセンスエミッタと接続しており他端がグランドに接続している抵抗と、センスエミッタの電圧と予め定められた第１電圧を比較する第１コンパレータと、センスエミッタの電圧と第１電圧よりも低い予め定められた第２電圧を比較する第２コンパレータを備える。そして、上記したドライバを、トランジスタのゲートにＬｏｗ電位を印加している間に第２コンパレータの出力が第２電圧よりもセンスエミッタの電圧が高いことを示す信号を出力している場合にそのトランジスタが短絡していることを示す信号を出力するように構成する。なお、トランジスタを駆動するドライバ（ドライバＩＣ）はデジタル素子であり、「Ｌｏｗ電位」、「Ｈｉｇｈ電位」とは、デジタル回路における二値化信号を意味する。また、以下では、上記の通りに構成されているドライバと第１、第２コンパレータと抵抗で構成される回路を「短絡検知回路」と称する場合がある。
【０００７】
上記の抵抗は、いわゆるシャント抵抗であり、センスエミッタに流れる電流の大きさを電圧の大きさとして計測するために備えられている。即ち、センスエミッタを流れる電流の大きさの変化に応じてシャント抵抗の高電位側の電圧が変化する。シャント抵抗の高電位側の電圧を「センスエミッタの電圧」と称する。即ち、センスエミッタの電圧を故障判定の基準とする。第１コンパレータは、過電流を検知するために設けられている。第１コンパレータは、センスエミッタの電圧を予め定められた第１電圧と比較する。具体的には、第１コンパレータの非反転入力にセンスエミッタが接続しており反転入力に第１電圧が印加されている。第１電圧は過電流であるか否かの基準に定められており、第１コンパレータの出力がＨｉｇｈ電位のとき、即ち、センスエミッタ電圧が第１電圧よりも高い場合、ドライバは、そのスイッチング素子が過電流状態であることを示す信号を出力する。
【０００８】
第２コンパレータの非反転入力にはセンスエミッタが接続しており反転入力には第２電圧が印加されている。ドライバは、そのトランジスタ（スイッチング素子）が過電流であることを検知すると、トランジスタのゲートへ与える指令をＬｏｗ電位に設定し、第２コンパレータの出力を監視する。トランジスタのゲートへ与えた指令がＬｏｗ電位であるにも関わらずに、第２コンパレータの出力がＨｉｇｈである場合、即ち、センスエミッタの電圧が第２電圧よりも高い場合、ドライバはそのトランジスタが短絡故障していることを示す信号を出力する。ドライバは、過電流が検知されると速やかにＩＧＢＴが短絡故障であるか否かを判定する。
【０００９】
短絡故障判定のハードウエア構成の一例は次の通りである。ドライバは、別の特定出力端を備えており、短絡故障検知回路は、第２コンパレータの出力とドライバの特定出力を入力とする論理積回路をさらに備えている。そして、ドライバは、第１コンパレータの出力がＨｉｇｈ電位となり過電流を検知した場合、トランジスタのゲートへ与える指令をＬｏｗ電位に設定するとともに、特定出力にＨｉｇｈ電位を設定する。その状態で論理積回路の出力がＨｉｇｈ電位であったならば、ドライバはトランジスタが短絡していることを示す信号を出力する。トランジスタに過電流が流れたことを示す信号、及び、トランジスタが短絡していることを示す信号は、例えば、上位のコントローラに送信される。上位のコントローラは、例えば、短絡故障を生じたトランジスタの周辺の回路を保護しつつモータを駆動する非常時制御を実行する。あるいは、トランジスタに過電流が流れたことを示す信号（データ）、及び、トランジスタが短絡していることを示す信号（データ）は、不揮発性メモリに記録され、その後のメンテナンスに生かされる。
【００１０】
本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明の実施の形態で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例の電力変換装置を含むハイブリッド車のブロック図である。
【図２】ドライバ回路（短絡検知回路）の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照して実施例の電力変換装置を説明する。実施例の電力変換装置は、ハイブリッド車に搭載され、バッテリの電力を昇圧した後に交流に変換する装置である。図１に電力変換装置５を含むハイブリッド車２のブロック図を示す。ハイブリッド車２は、走行用の駆動源として、モータ９３とエンジン９１を備えている。モータ９３の出力トルクとエンジン９１の出力トルクは、動力分配機構９２で適宜に分配／合成され、車軸９４（即ち車輪）へ伝達される。なお、図１は、本明細書が開示する技術の説明に要する部品だけを表しており、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。
【００１３】
モータ９３を駆動するための電力はメインバッテリ３から供給される。メインバッテリ３の出力電圧は、例えば３００ボルトである。メインバッテリ３は、システムメインリレー４を介して電力変換装置５に接続される。システムメインリレー４は、メインバッテリ３と車両の駆動系を接続したり切断したりするスイッチである。システムメインリレー４は、上位コントローラ２５により切り換えられる。
【００１４】
電力変換装置５は、メインバッテリ３の電圧をモータ９３の駆動に適した電圧（例えば６００ボルト）まで昇圧する電圧コンバータ回路２１と、昇圧後の直流電力を交流に変換するインバータ回路２２を含む。なお、図示を省略しているが、電力変換装置５は、メインバッテリ３の電力を補機（カーナビやルームランプなど、低電圧で駆動する電気デバイス）の駆動に適した電圧（例えば１２ボルト）に降圧する降圧コンバータも含んでいる。
【００１５】
なお、ハイブリッド車２は、エンジン９１の駆動力、あるいは車両の減速エネルギを利用してモータ９３で発電することもできる。モータ９３が発電する場合、インバータ回路２２が交流を直流に変換し、さらに電圧コンバータ回路２１がメインバッテリ３よりも僅かに高い電圧まで降圧し、メインバッテリ３へ供給する。
【００１６】
電圧コンバータ回路２１は、フィルタコンデンサ１２とリアクトル１３、及び、２個のスイッチング素子６ａ、６ｂ、及び、それらのスイッチング素子を駆動するドライバ回路８ａ、８ｂを主とする回路である。スイッチング素子６ａ、６ｂはトランジスタであり、典型的にはＩＧＢＴである。なお、説明は省略するが、各スイッチング素子にはダイオードが逆並列に接続されている。このダイオードは還流ダイオードと呼ばれることがある。電圧コンバータ回路の上記構成と電圧変換の仕組みはよく知られているので説明は省略する。ドライバ回路８ａ、８ｂは、電力変換装置５のコントローラ（パワーコントローラ２３）からのＰＷＭ信号を受け、それをスイッチング素子のゲートに供給する機能と、スイッチング素子の過電流を検知する機能、及び、短絡故障を検知する機能を有している。ドライバ回路８ａ、８ｂについては後に詳しく説明する。
【００１７】
インバータ回路２２は、モータ９３のＵ、Ｖ、Ｗの各相の交流電流を生成すべくスイッチングを繰り返す６個のスイッチング素子６ｃ−６ｈを主とする回路である。電圧コンバータ回路２１のスイッチング素子６ａ、６ｃと同様に、スイッチング素子６ｃ−６ｈもトランジスタであり、典型的にはＩＧＢＴである。また、スイッチング素子６ｃ−６ｈのそれぞれにもドライバ回路８ｃ−８ｈが接続されている。ドライバ回路８ｃ−８ｈも、パワーコントローラ２３からのＰＷＭ信号を受け、それをスイッチング素子のゲートに供給する機能と、スイッチング素子の過電流を検知する機能、及び、短絡故障を検知する機能を有している。また、スイッチング素子６ｃ−６ｈの夫々にもダイオードが逆並列に接続されている。
【００１８】
電圧コンバータ回路２１の高電圧側（即ちインバータ回路側）には平滑化コンデンサ１４が並列に接続されている。平滑化コンデンサ１４は、インバータ回路２２に入力される電流を平滑化するために挿入されている。なお、電圧コンバータ回路２１の高電位側や、インバータ回路２２の高電位側の電線をＰ線と称する。これに対し、電圧コンバータ回路２１とインバータ回路２２の低電位側の電線をＮ線と称する。Ｎ線はグランドＧｎｄに接続している。
【００１９】
パワーコントローラ２３は、さらに上位のコントローラ２５からモータの目標出力指令を受けたり、電力変換装置５の異常を上位コントローラ２５に伝えたりする。また、パワーコントローラ２３は、電力変換装置５の異常を含む動作履歴のデータを不揮発性メモリ２４へ記録する。不揮発性メモリ２４は、車両のメンテナンスのときにサービススタッフが参照し、メンテナンスの参考にする。不揮発性メモリ２４に記録されるデータは診断データ（ダイアグノシスデータ）などと呼ばれることがある。
【００２０】
次にドライバ回路を詳しく説明する。図１に示すように、電力変換装置５は複数のスイッチング素子６ａ−６ｈと、夫々のスイッチング素子に対応してドライバ回路８ａ−８ｈを有している。以下、一つのスイッチング素子とドライバ回路をそれぞれ符号６と８で表すことにする。なお、図示を省略しているが、前述したように電力変換装置５は、メインバッテリ３の電圧を降圧する降圧コンバータを備えており、その降圧コンバータ内にもスイッチング素子とドライバ回路が備えられている。
【００２１】
図２にスイッチング素子６とドライバ回路８の回路図を示す。スイッチング素子６は、メインエミッタＥ１のほかにセンスエミッタＥ２を備えるセンス機能付きのＩＧＢＴである。スイッチング素子６は、そのエミッタ電極の一部が他の大部分から分割されており、小さい部分のエミッタ電極がセンスエミッタＥ２に相当する。エミッタ電極の残りの大部分がメインエミッタＥ１に相当する。ゲートＧに所定の電圧を加えると、大部分の電流はコレクタＣからメインエミッタＥ１を通じて流れるが、僅かな電流はコレクタＣからセンスエミッタＥ２を通じて流れる。なお、還流ダイオード９は、メインエミッタＥ１とコレクタＣの間に接続される。コレクタＣ、ゲートＧ、及び、メインエミッタＥ１が通常のスイッチング素子として機能し、センスエミッタＥ２はスイッチング素子６の故障診断に利用される。
【００２２】
ドライバ回路８は、ドライバＩＣ３１と、２個のコンパレータ３３、３４（比較器）、シャント抵抗３５、および、１個のアンド回路３２（論理積回路）で構成される。このドライバ回路８は、パワーコントローラ２３からのＰＷＭ信号を受け、それをスイッチング素子６のゲートＧに供給する機能と、スイッチング素子６の過電流を検知する機能、及び、短絡故障を検知する機能を有している。ＰＷＭ信号をスイッチング素子６のゲートＧに供給する機能は、通常のドライバＩＣが一般に有している機能である。
【００２３】
ドライバＩＣ３１は、４個の入力端子ｑ１、ｑ２、ｑ３、及びｑ４と、４個の出力端子ｐ１、ｐ２、ｐ３、及びｐ４を有している。ドライバＩＣ３１はその他にも入力端子と出力端子を備えるが図示を省略している。入力端子ｑ３はパワーコントローラ２３からＰＷＭ信号を受ける端子である。ＰＷＭ信号を受けたドライバＩＣ３１は、出力端子ｐ１からＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ信号はスイッチング素子６のゲートＧに供給される。なお、入力端子ｑ４は、ＰＷＭ信号の供給を停止するインヒビット端子である。この端子ｑ４の電圧がＬｏｗ電位の間は、ドライバＩＣ３１は入力端子ｑ３にＰＷＭ信号を受けていても出力端子ｐ１からのＰＷＭ信号の供給を停止する。ハイブリッド車２のシステムに何らかの異常が検知されたときなど、パワーコントローラ２３は、ドライバＩＣ３１の入力端子ｑ４の電位をＬｏｗ電位に下げ、スイッチング動作を停止させる。
【００２４】
スイッチング素子６のセンスエミッタＥ２にはシャント抵抗３５が接続している。シャント抵抗３５の他端はグランドＧｎｄに接続している。シャント抵抗３５はよく知られているように、電流の大きさを電圧の大きさとして検知する際に用いられる。具体的には、シャント抵抗３５は小さな抵抗値が精密に決められた抵抗であり、センスエミッタＥ２を通じて流れる電流の大きさに正確に比例した電圧を高電位側で実現する。センスエミッタＥ２とシャント抵抗３５の接続点の電圧を「センスエミッタＥ２の電圧」と称する。
【００２５】
ドライバ回路８における過電流検知の仕組みを説明する。過電流検知は、主として第１コンパレータ３３が担当する。センスエミッタＥ２は第１コンパレータ３３の非反転入力に接続している。第１コンパレータ３３の反転入力には第１電圧Ｖａが印加されている。第１電圧Ｖａには、スイッチング素子６のコレクタＣとメインエミッタＥ１の間に許容限界の電流が流れたときのセンスエミッタ電圧と同じ値が設定されている。すなわち、スイッチング素子６のコレクタＣとメインエミッタＥ１の間に流れる電流が許容限界よりも小さい間は、センスエミッタＥ２の電圧が第１電圧Ｖａよりも小さく、第１コンパレータ３３の出力はＬｏｗ電位となる。スイッチング素子６のコレクタＣとメインエミッタＥ１の間に過電流が流れると、センスエミッタＥ２の電圧が第１電圧Ｖａよりも大きくなり、その結果、第１コンパレータ３３の出力がＨｉｇｈ電位となる。第２コンパレータ３３の出力はドライバＩＣの入力端子ｑ２に接続されている。ドライバＩＣは、入力端子ｑ２の電位がＨｉｇｈとなると、スイッチング素子６に過電流が流れていることを示す信号を、出力端子ｐ３を通じてパワーコントローラ２３へ送る。パワーコントローラ２３は、スイッチング素子６に過電流が流れていることをさらに上位のコントローラ２５に送るとともに、その旨を示すデータを不揮発性メモリ２４に記録する。
【００２６】
次に、ドライバ回路８における短絡検知の仕組みを説明する。センスエミッタＥ２は、また、第２コンパレータ３４の非反転入力に接続している。第２コンパレータ３４の反転入力には第２電圧Ｖｂが印加されている。第２電圧Ｖｂには、過電流を検知するための第１電圧Ｖａよりも小さい値が設定されている。第２電圧Ｖｂには、スイッチング素子６が短絡故障しているときにコレクタＣとセンスエミッタＥ２の間を流れる電流に対応する値が設定されている。スイッチング素子６のゲートＧがＬｏｗ電位のとき（即ち、スイッチング素子がＯＦＦ状態のとき）に、スイッチング素子６が短絡故障しているとコレクタＣとメインエミッタＥ１に所定の電流が流れてしまうが、第２電圧Ｖｂは、その所定の電流に対応するセンスエミッタ電圧と同じ値が設定されている。即ち、スイッチング素子６が短絡故障をしていると、ゲートＧに印加される電圧がＬｏｗ電位であってもセンスエミッタ電圧は第２電圧Ｖｂよりも大きくなり、その結果、第２コンパレータ３４の出力はＨｉｇｈ電位となる。第２コンパレータ３４の出力はアンド回路３２の一方の入力に接続している。アンド回路３２の他方の入力には、ドライバＩＣ３１の出力端子ｐ２が接続している。ドライバＩＣ３１の出力端子ｐ２は通常はＬｏｗ電位に設定されている。他方、スイッチング素子６がＯＮ状態のときはセンスエミッタＥ２にも電流が流れ、第２コンパレータ３４の出力がＨｉｇｈとなる。しかし、アンド回路３２の一方の入力がＬｏｗ電位であるかぎり、アンド回路３２の出力は常にＬｏｗとなる。アンド回路３２の出力はドライバＩＣ３１の入力端子ｑ１に接続している。
【００２７】
ドライバＩＣ３１は、第１コンパレータ３３によって過電流を検知すると、出力端子ｐ１をＬｏｗ電位に設定する。即ち、スイッチング素子６のゲートＧにＬｏｗ電位を指令する。同時にドライバＩＣ３１は、出力端子ｐ２の電位をＬｏｗ電位からＨｉｇｈ電位に切り換える。出力端子ｐ２はアンド回路３２の一方の入力に接続している。アンド回路３２の一方の入力端がＨｉｇｈ電位となると、第２コンパレータ３４の出力がそのままドライバＩＣ３１の入力端子ｑ１に伝わる。スイッチング素子６のゲートＧにはＬｏｗ電位が印加されており、スイッチング素子６が正常であれば、センスエミッタＥ２には電流が流れず、第２コンパレータ３４の出力がＬｏｗ電位となり、アンド回路３２を通じて入力端子ｑ１もＬｏｗ電位となる。他方、スイッチング素子６が短絡故障していると、ゲートＧの電位がＬｏｗであってもコレクタＣとセンスエミッタＥ２の間に電流が流れ、第２コンパレータ３４の出力がＨｉｇｈ電位となり、アンド回路３２を通じて入力端子ｑ１がＨｉｇｈ電位となる。即ち、ドライバＩＣ３１は、過電流を検知した場合、スイッチング素子６のゲートＧへ与える指令をＬｏｗ電位に設定するとともに、出力端子ｐ２にＨｉｇｈ電位を設定し、アンド回路３２の出力がＨｉｇｈ電位のときに、スイッチング素子６の短絡故障を検知する。ドライバＩＣ３１は、入力端子ｑ１の電位がＨｉｇｈとなると、スイッチング素子６が短絡故障していることを示す信号を、出力端子ｐ４を通じてパワーコントローラ２３へ送る。パワーコントローラ２３は、スイッチング素子が短絡故障していることをさらに上位のコントローラ２５に送るとともに、短絡故障を示すデータを不揮発性メモリ２４に記録する。ドライバＩＣ３１は、スイッチング素子６のゲートＧへ与える指令をＬｏｗ電位に設定するとともに出力端子ｐ２にＨｉｇｈ電位を設定したときに、アンド回路３２の出力がＬｏｗ電位であるならば、スイッチング素子６が短絡故障を生じていないことを示す信号をパワーコントローラ２３へ送る。パワーコントローラ２３は、スイッチング素子６に過電流が流れたが短絡故障は生じていないことを知る。
【００２８】
以上説明したように、ドライバ回路８は、スイッチング素子６の過電流を検知すると直ちにそのスイッチング素子が短絡故障しているか否かをチェックする。ドライバ回路８は短絡検知回路と換言することができる。ドライバ回路８は、スイッチング素子６に過電流が流れたこと、及び、そのスイッチング素子６が短絡故障をしているか否かをパワーコントローラ２３に出力する。前述したように電力変換装置５は、複数のスイッチング素子を備えており、夫々のスイッチング素子に対してドライバ回路（即ち短絡検知回路）が備えられている。パワーコントローラ２３は、複数のドライバ回路（短絡検知回路）からの信号を受け、いずれのスイッチング素子が短絡故障しているかを把握できる。パワーコントローラ２３は、いずれかのスイッチング素子が短絡故障を生じた場合にそのことを示すデータを上位コントローラ２５に送信する。上位コントローラ２５は、メインバッテリ３を制御するコントローラや他のコントローラに対して異常チェックを要求する。スイッチング素子に短絡故障が発生すると、上位コントローラ２５は、ハイブリッド車のシステムチェックを実行し、他に故障箇所がないか否かをチェックする。上位コントローラ２５は、故障箇所の有無をチェックしたのち、短絡故障したスイッチング素子を使わずに他のスイッチング素子のみで走行を継続可能な場合はそのような非常時用の走行制御に移行する。同時にその旨を示す情報を運転席のコンソールに表示する。例えば短絡故障したスイッチング素子がインバータ回路２２の素子である場合、上位コントローラ２５は、ＵＶＷ３相のうち、健全なスイッチング素子で構成される２相でモータを駆動する。
【００２９】
あるいは、上位コントローラ２５は、故障箇所の有無をチェックしたのち、短絡故障したスイッチング素子を使わずには走行を継続することができないと判断した場合は、駆動システムを停止し、同時にその旨を示す情報を運転席のコンソールに表示する。
【００３０】
上記の電力変換装置５は、スイッチング素子に過電流が流れると直ちにそのスイッチング素子が短絡故障しているか否かをチェックする。電力変換装置５は、短絡故障しているスイッチング素子を速やかに特定することができる。短絡検知の回路は、主としてドライバＩＣ３１、第２コンパレータ３４、及び、アンド回路３２で構成される。短絡検知回路がハードウエアで構成されているので、過電流検知後に速やかに、かつ、確実に短絡故障発生の有無をチェックすることができる。即ち、本明細書が開示する技術は、短絡故障を簡単なハードウエア回路で構成することができるので検知回路自体が故障する可能性は小さく、短絡故障を確実に検知できる。
【００３１】
実施例では短絡検知機能付きの電力変換装置５をハイブリッド車に適用した例を説明した。本明細書が開示する技術は、ハイブリッド車に限られず、エンジンを搭載しない電気自動車や、燃料電池車に適用することも好適である。
【００３２】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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、出願時請求項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目的を同時に達成するものであり、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】
【００３３】
２：ハイブリッド車
３：メインバッテリ
４：システムメインリレー
５：電力変換装置
６ａ−６ｈ：スイッチング素子（トランジスタ）
８ａ−８ｈ：ドライバ回路
９：還流ダイオード
１２：フィルタコンデンサ
１３：リアクトル
１４：平滑化コンデンサ
２１：電圧コンバータ回路
２２：インバータ回路
２３：パワーコントローラ
２４：不揮発性メモリ
２５：上位コントローラ
３１：ドライバＩＣ
３２：アンド回路（論理積回路）
３３：第１コンパレータ
３４：第２コンパレータ
３５：シャント抵抗
９１：エンジン
９２：動力分配機構
９３：モータ
９４：車軸
Ｃ：コレクタ
Ｅ１：メインエミッタ
Ｅ２：センスエミッタ
Ｇ：ゲート
Ｇｎｄ：グランド
【図１】
0005724913.tif 000002
【図２】
0005724913.tif 000003