(57)【要約】【課題】インバータの異常発生時にインバータを確実に遮断することができる負荷駆動装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】インバータ１４から過電流検知信号ＯＶＣを受けると、ＨＶＥＣＵ４０は交流モータの運転禁止指示を発する。ＭＧＥＣＵ３０は、交流モータＭ１の運転禁止指示を受け、インバータ１４から過電流検知信号ＯＶＣを受けると、これら入力信号の論理和の演算結果をインバータ１４のスイッチング動作を停止するためのスイッチング制御信号ＳＴＰとしてＣＰＵ３２および停止回路５０へ出力する。ＭＧＥＣＵ３０では、スイッチング制御信号ＳＴＰに応答してＣＰＵ３２からの電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が遮断される。またＩＰＭ２０では、スイッチング制御信号ＳＴＰに応答して、停止回路５０がインバータ１４の遮断を指示する遮断信号ＤＷＮを活性化させてドライブ回路２６へ出力する。【選択図】図４
2009254051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの直流電力を受けて電気負荷を駆動する駆動回路と、
前記駆動回路を制御する制御装置とを備え、
前記駆動回路は、
スイッチング素子のスイッチング動作により、前記直流電源からの直流電圧を前記電気負荷の駆動電圧に変換するインバータと、
前記インバータの異常発生を検知する異常検知手段と、
前記異常検知手段による前記インバータの異常検知時に、前記スイッチング素子の遮断を指示する遮断信号を前記インバータに出力する遮断回路とを含み、
前記制御装置は、
前記電気負荷からの要求に従って、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御するための制御信号を生成するスイッチング制御手段と、
前記異常検知手段による前記インバータの異常検知時に、前記スイッチング制御手段からの前記制御信号の出力を停止させるための異常処理手段とを含む、負荷駆動装置。
【請求項２】
前記異常処理手段は、前記異常検知手段による前記インバータの異常検知時に、前記スイッチング素子のスイッチング動作の停止を指示する停止信号を生成して前記遮断回路および前記スイッチング制御手段へ出力し、
前記遮断回路は、前記停止信号に応答して前記遮断信号を前記インバータに出力し、
前記スイッチング制御手段は、前記停止信号に応答して前記制御信号の出力を停止する、請求項１に記載の負荷駆動装置。
【請求項３】
直流電源からの直流電力を受けて電気負荷を駆動する負荷駆動装置の制御方法であって、前記負荷駆動装置は、スイッチング素子のスイッチング動作により、前記直流電源からの直流電圧を前記電気負荷の駆動電圧に変換するインバータを含み、
前記制御方法は、
前記電気負荷からの要求に従って、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御するための制御信号を生成するステップと、
前記インバータの異常発生を検知するステップと、
前記インバータの異常検知時に、前記制御信号を生成するステップにより生成された前記制御信号の出力を停止するステップと、
前記インバータの異常検知時に、前記スイッチング素子の遮断を指示する遮断信号を前記インバータに出力するステップとを備える、負荷駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、負荷駆動装置およびその制御方法に関し、より特定的には、負荷駆動装置において、インバータの異常が検知された場合に、確実にインバータを遮断するための制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）および電気自動車（Electric Vehicle）が注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。
【０００３】
また、電気自動車では、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車に搭載される負荷駆動装置においては、通常、インバータを構成するスイッチング素子が短絡故障する等の異常が検知された場合には、スイッチング素子のゲートを遮断することによってインバータの運転を停止させて、短絡故障したスイッチング素子に過大な電流が通過することにより過熱されるのを防止している。
【０００５】
たとえば特開２００５−６５３９０号公報（特許文献１）には、インバータ装置を介してモータジェネレータを作動制御するモータジェネレータ制御装置に異常が発生した場合に、モータジェネレータが不要な駆動力を発生することを防止し、バッテリへの充電機能を保持するための技術が開示される。
【０００６】
これによれば、インバータ装置は、複数のスイッチング素子とその駆動回路および各種保護回路が一体化されてなるインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）と、ＩＰＭのゲート制御を行なうインバータ制御部とを含む。インバータ制御部は、モータジェネレータ制御装置から入力される制御モードに応じてＩＰＭのゲート制御を行なう一方でモータジェネレータ制御装置が正常か否かを監視している。そして、モータジェネレータ制御装置の異常状態を検出すると、インバータ制御部は、以降、モータジェネレータ制御装置からの指令をキャンセルし、ＩＰＭに対して全てのゲートを閉じさせてＩＰＭを発電の整流作用のみの機能に強制的に移行させる。
【特許文献１】特開２００５−６５３９０号公報
【特許文献２】特開２００５−２２３９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１のように、インバータ装置内部に設けられたインバータ制御部がＩＰＭに対して全てのゲートを閉じさせる構成では、インバータ制御部自体に異常が発生してしまうと、もはやＩＰＭの全てのゲートを閉じさせることができない状態に陥ってしまう。そのため、ＩＰＭを確実に保護することが困難となり、スイッチング素子等の構成部品を損傷させるおそれがある。
【０００８】
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、インバータの異常発生時にインバータを確実に遮断することができる負荷駆動装置およびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面によれば、負荷駆動装置は、直流電源からの直流電力を受けて電気負荷を駆動する駆動回路と、駆動回路を制御する制御装置とを備える。駆動回路は、スイッチング素子のスイッチング動作により、直流電源からの直流電圧を電気負荷の駆動電圧に変換するインバータと、インバータの異常発生を検知する異常検知手段と、異常検知手段によるインバータの異常検知時に、スイッチング素子の遮断を指示する遮断信号をインバータに出力する遮断回路とを含む。制御装置は、電気負荷からの要求に従って、スイッチング素子のスイッチング動作を制御するための制御信号を生成するスイッチング制御手段と、異常検知手段によるインバータの異常検知時に、スイッチング制御手段からの制御信号の出力を停止させるための異常処理手段とを含む。
【００１０】
好ましくは、異常処理手段は、異常検知手段によるインバータの異常検知時に、スイッチング素子のスイッチング動作の停止を指示する停止信号を生成して遮断回路およびスイッチング制御手段へ出力する。遮断回路は、停止信号に応答して遮断信号をインバータに出力する。スイッチング制御手段は、停止信号に応答して制御信号の出力を停止する。
【００１１】
この発明の別の局面によれば、直流電源からの直流電力を受けて電気負荷を駆動する負荷駆動装置の制御方法であって、負荷駆動装置は、スイッチング素子のスイッチング動作により、直流電源からの直流電圧を電気負荷の駆動電圧に変換するインバータを含み、制御方法は、電気負荷からの要求に従って、スイッチング素子のスイッチング動作を制御するための制御信号を生成するステップと、インバータの異常発生を検知するステップと、インバータの異常検知時に、制御信号を生成するステップにより生成された制御信号の出力を停止するステップと、インバータの異常検知時に、スイッチング素子の遮断を指示する遮断信号をインバータに出力するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、インバータの異常発生時にインバータを確実に遮断することができる。その結果、インバータをスイッチング素子等の構成部品の損傷から確実に保護することができるため、異常発生後の故障解析を有効に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１４】
図１は、この発明の実施の形態に従う負荷駆動装置１００の構成を説明する概略ブロック図である。
【００１５】
図１を参照して、この発明の実施の形態に従う負荷駆動装置１００は、直流電源１０と、電圧センサ１３と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、平滑コンデンサＣ２と、インバータ１４と、電流センサ２４と、交流モータＭ１と、ＭＧＥＣＵ（Electrical Control Unit）３０と、ＨＶＥＣＵ４０とを備える。
【００１６】
交流モータＭ１は、たとえばハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。あるいは、このモータはエンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。
【００１７】
直流電源１０は、蓄電装置（図示せず）を含んで構成されて、電源ラインＶＬおよびアースラインＳＬの間に直流電圧を出力する。たとえば、直流電源１０を、二次電池および昇降圧コンバータの組合せにより、二次電池の出力電圧を変換して電源ラインＶＬおよびアースラインＳＬに出力する構成とすることが可能である。この場合には、昇降圧コンバータを双方向の電力変換可能なように構成して、電源ラインＶＬおよびアースラインＳＬ間の直流電圧を二次電池の充電電圧に変換する。
【００１８】
システムリレーＳＲ１は、直流電源１０の正極と電源ラインＶＬとの間に接続され、システムリレーＳＲ２は、直流電源１０の負極とアースラインＳＬとの間に接続される。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、ＭＧＥＣＵ３０からの信号ＳＥによりオン／オフされる。
【００１９】
電源ラインＶＬおよびアースラインＳＬの間には、平滑コンデンサＣ２が接続されている。電圧センサ１３は、平滑コンデンサＣ２の両端の電圧ＶＨ（インバータ１４の入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出してＭＧＥＣＵ３０へ出力する。
【００２０】
交流モータＭ１と接続されるインバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とからなる。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７は、電源ラインＶＬとアースラインＳＬとの間に並列に設けられる。
【００２１】
Ｕ相アーム１５は、直列接続された電力用半導体スイッチング素子（以下、単にスイッチング素子とも称する）Ｑ１，Ｑ２からなる。Ｖ相アーム１６は、直列接続されたスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４からなる。Ｗ相アーム１７は、直列接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６からなる。また、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ接続されている。この実施の形態におけるスイッチング素子としては、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が適用される。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＭＧＥＣＵ３０からのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６に対応してオン・オフ制御、すなわちスイッチング制御される。
【００２２】
各相アームの中間点は、導電線を介して交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に共通に接続されて構成される。Ｕ相コイルの他端が導電線を介してＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２の中間点に、Ｖ相コイルの他端が導電線を介してＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の中間点に、Ｗ相コイルの他端が導電線を介してＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の中間点にそれぞれ接続されている。
【００２３】
電流センサ２４は、導電線に介挿され、交流モータＭ１に流れる電流を検出する。なお、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のモータ電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ（瞬時値）の和は零であることから、図１のように、２相に電流センサ２４を配置することによって各相のモータ電流を検出する構成としてもよい。電流センサ２４による電流検出値ｉｖ，ｉｗは、ＭＧＥＣＵ３０へ送出される。
【００２４】
なお、ＭＧＥＣＵ３０へは、電流センサ２４の検出値の他にも、電圧センサ１３によって検出された、インバータ１４への入力電圧ＶＨ、および適宜設けられたセンサ（図示せず）によって検出された交流モータＭ１のコイル端子間電圧等が入力されてモータ駆動制御に用いられる。
【００２５】
ＭＧＥＣＵ３０は、ＨＶＥＣＵ４０から交流モータＭ１の運転指令を受ける。この運転指令には、交流モータＭ１の運転許可／禁止指示や、トルク指令値、回転数指令等が含まれる。ＭＧＥＣＵ３０は、電流センサ２４の検出値に基づくフィードバック制御により、ＨＶＥＣＵ４０からの運転指令に従って交流モータＭ１が動作するように、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作を制御するスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を発生する。
【００２６】
たとえば、ＨＶＥＣＵ４０により交流モータＭ１の運転指示が発せられている場合には、ＭＧＥＣＵ３０は、交流モータＭ１のトルク指令値に応じた各相モータ電流が供給されるように、電源ラインＶＬおよびアースラインＳＬ間の直流電圧を交流モータＭ１の各相コイルに印加される交流電圧に変換するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を発生する。
【００２７】
また、交流モータＭ１の回生制動時には、ＭＧＥＣＵ３０は、交流モータＭ１によって発電された交流電圧を電源ラインＶＬおよびアースラインＳＬ間の直流電圧に変換するように、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を発生する。これらの際に、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６は、たとえば周知のＰＷＭ制御方式に従う、センサ検出値を用いたフィードバック制御により生成される。
【００２８】
一方、ＭＧＥＣＵ３０は、ＨＶＥＣＵ４０から交流モータＭ１の運転禁止指示が発せられた場合には、インバータ１４を構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各々がスイッチング動作を停止（すべてオフ）するように、スイッチング制御信号ＳＴＰを生成する。
【００２９】
また、ＭＧＥＣＵ３０によって検知された、インバータ１４の異常に関する情報は、ＨＶＥＣＵ４０に対して送出される。ＨＶＥＣＵ２００は、これらの異常情報を交流モータＭ１の運転指令へ反映することが可能なように構成されている。
【００３０】
具体的には、ＭＧＥＣＵ３０は、インバータ１４に発生した異常を、インバータ１４の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に内蔵された自己保護回路からの過電流検知信号ＯＶＣに基づいて検知する。この自己保護回路は、電流センサ（または温度センサ）を含んで構成され、センサ出力に過電流（または過熱）が検知されたことに応じて過電流検知信号ＯＶＣを出力する。そして、ＨＶＥＣＵ４０は、ＭＧＥＣＵ３０からインバータ１４の異常に関する情報を受けると、交流モータＭ１の運転禁止指示を生成してＭＧＥＣＵ３０へ送出する。
【００３１】
このようにして、インバータ１４に異常が発生した場合には、インバータ１４を構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作を停止させるための異常処理制御が実行される。この異常処理制御については、たとえば、図２に示すような制御構造によって実現することができる。
【００３２】
（制御構造）
図２は、図１の負荷駆動装置におけるインバータ異常発生時の異常処理制御構造の一例を示すブロック図である。
【００３３】
図２を参照して、インバータ１４（図１）は、ドライブ回路２６、停止回路５０および通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）２２，２８と一体化されてＩＰＭ（Intelligent Power Module）２０を構成している。ＩＰＭ２０は、図示しない通信線を介してＭＧＥＣＵ３０に接続されている。
【００３４】
ＭＧＥＣＵ３０には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２と、駆動信号変換部３４と、ＯＲゲート３５と、通信Ｉ／Ｆ３６，３８とが含まれる。
【００３５】
ＣＰＵ３２は、ＨＶＥＣＵ４０から交流モータＭ１の運転指令としてのトルク指令値および回転数指令を受け、電圧センサ１３（図１）からインバータ１４の入力電圧ＶＨを受け、電流センサ２４（図１）からモータ電流ｉｖ，ｉｗを受けると、図示しないメモリに記憶されている所定のプログラムを実行し、交流モータＭ１の各相コイルに印加する電圧の操作量（以下、電圧指令とも称する）Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を演算する。そして、し、その演算結果を駆動信号変換部３４へ出力する。
【００３６】
駆動信号変換部３４は、各相コイルの電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づいて、実際にインバータ１４のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン・オフするためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成し、その生成したスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を通信Ｉ／Ｆ３６を介してＩＰＭ２０へ送出する。
【００３７】
スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６は、通信Ｉ／Ｆ２２を介してドライブ回路２６へ与えられる。ドライブ回路２６は、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６に応答して、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をそれぞれオンまたはオフさせるためのゲート電圧Ｇ１〜Ｇ６を発生する。これにより、インバータ１４では、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がゲート電圧Ｇ１〜Ｇ６に対応してオン・オフ制御される。なお、ゲート電圧Ｇ１〜Ｇ６は、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がオフされるべき期間において論理ローレベル（以下、Ｌレベルと表記）に設定され、オンされるべき期間において論理ハイレベル（以下、Ｈレベルと表記）に設定される。
【００３８】
一方、インバータ１４に異常が発生した場合には、インバータ１４の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に内蔵された自己保護回路から過電流検知信号ＯＶＣが出力される。ＭＧＥＣＵ３０内部のＣＰＵ３２は、過電流検知信号ＯＶＣに基づいてインバータ１４に発生した異常を検知する。ＨＶＥＣＵ４０は、ＣＰＵ３２からインバータ１４の異常に関する情報を受けると、交流モータＭ１の運転禁止指示を生成してＣＰＵ３２へ送出する。
【００３９】
このとき、ＣＰＵ３２は、交流モータＭ１の運転禁止指示をＯＲゲート３５に入力する。ＯＲゲート３５にはさらに、インバータ１４から出力された過電流検知信号ＯＶＣが入力される。ＯＲゲート３５は、これら入力信号の論理和を演算し、その演算結果をスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作を停止（オフ状態）するためのスイッチング制御信号ＳＴＰとして出力する。スイッチング制御信号ＳＴＰは、通信Ｉ／Ｆ３８，２８を介してＩＰＭ２０内部の停止回路５０へ与えられる。
【００４０】
ＩＰＭ２０内部の停止回路５０は、スイッチング制御信号ＳＴＰを受けると、インバータ１４の遮断を指示する遮断信号ＤＷＮを活性化させてドライブ回路２６へ出力する。ドライブ回路２６は、遮断信号ＤＷＮに応答して、ゲート電圧Ｇ１〜Ｇ６をＬレベルに設定する。これにより、インバータ１４のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作が停止される。
【００４１】
以上のように図２の制御構造では、インバータ１４に異常が発生した場合には、ＩＰＭ２０に設けられた停止回路５０が遮断信号ＤＷＮを発生することによって、インバータ１４のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作を停止する。しかしながら、このような制御構造では、図２に示すように、停止回路５０自体に断線などの故障が生じた場合には、もはや遮断信号ＤＷＮを発生することが不可能となるため、インバータ１４の運転を停止できないという問題が発生する。そのため、ＩＰＭ２０を確実に保護することが困難となり、スイッチング素子等の構成部品を損傷させるおそれがある。特に、過大な電流の通過によって構成部品が熱破壊してしまうと、その後の故障解析が困難となる可能性がある。
【００４２】
このような問題に対しては、たとえば図３に示すように、ＩＰＭ２０よりも上位のＭＧＥＣＵ３０側に停止回路を設けることによって、ＣＰＵ３２からの電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の出力自体を停止する方策が検討される。
【００４３】
図３は、図１の負荷駆動装置におけるインバータ異常発生時の異常処理制御構造の他の例を示すブロック図である。
【００４４】
図３を参照して、ＭＧＥＣＵ３０には、ＣＰＵ３２と、駆動信号変換部３４と、停止回路６０と、通信Ｉ／Ｆ３６とが含まれる。図３の制御構造は、図２の制御構造と比較して、ＩＰＭ２０内部に停止回路５０を含まず、ＭＧＥＣＵ３０内部に停止回路６０を含んでいる点で異なっている。したがって、共通する部分についての詳細な説明は省略する。
【００４５】
インバータ１４に異常が発生した場合には、停止回路６０は、ＣＰＵ３２を介してＨＶＥＣＵ４０からの運転禁止指示を受け、インバータ１４から過電流検知信号ＯＶＣを受ける。そして、これらの入力信号に基づいてＣＰＵ３２からの電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を遮断するための遮断信号ＤＷＮを発生する。
【００４６】
これにより、駆動信号変換部３４では、電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が与えられないため、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６の発生が停止する。その結果、ＩＰＭ２０では、インバータ１４のスイッチング動作が行なわれず、インバータ１４が運転停止状態となる。
【００４７】
しかしながら、図３のように、ＭＧＥＣＵ３０内部でＣＰＵ３２からの電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を遮断することによっても、ＭＧＥＣＵ３０とＩＰＭ２０とを結ぶ通信線が短絡するなどの故障が生じた場合には、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６の発生を完全に停止させることができないおそれがある。そのため、インバータ１４の運転を停止できないという問題が生じる。その結果、図２と同様に、スイッチング素子等の構成部品を熱破壊に至らしめ、その後の故障解析が困難となる可能性がある。
【００４８】
このように、図２および図３の制御構造のいずれにおいても、ＣＰＵ３２からインバータ１４への信号伝達経路で発生した故障箇所によっては、インバータ１４の運転を停止できないという事態に陥ってしまうケースが起こり得る。
【００４９】
そこで、このような不具合を解決するために、本実施の形態に従う負荷駆動装置では、図４に示すような異常処理制御構造を構築する。当該制御構造によれば、以下に述べるように、ＣＰＵ３２からインバータ１４への信号伝達経路のいかなる箇所で故障が発生した場合であっても、確実にインバータ１４の運転を停止させることができる。
【００５０】
図４は、この発明の実施の形態に従う負荷駆動装置におけるインバータ異常発生時の異常処理制御構造を示すブロック図である。
【００５１】
図４を参照して、ＭＧＥＣＵ３０には、ＣＰＵ３２と、駆動信号変換部３４と、ＯＲゲート３５と、通信Ｉ／Ｆ３６，３８とが含まれる。
【００５２】
また、ＩＰＭ２０には、インバータ１４と、ドライブ回路２６、停止回路５０と、通信Ｉ／Ｆ２２，２８とが含まれる。
【００５３】
インバータ１４に異常が発生した場合には、インバータ１４の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に内蔵された自己保護回路からは過電流検知信号ＯＶＣが出力される。ＭＧＥＣＵ３０内部のＣＰＵ３２は、過電流検知信号ＯＶＣに基づいてインバータ１４に発生した異常を検知する。ＨＶＥＣＵ４０は、ＣＰＵ３２からインバータ１４の異常に関する情報を受けると、交流モータＭ１の運転禁止指示を生成してＣＰＵ３２へ送出する。
【００５４】
このとき、ＣＰＵ３２は、交流モータＭ１の運転禁止指示をＯＲゲート３５に入力する。ＯＲゲート３５にはさらに、インバータ１４から出力された過電流検知信号ＯＶＣが入力される。ＯＲゲート３５は、これら入力信号の論理和を演算し、その演算結果をスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作を停止するためのスイッチング制御信号ＳＴＰとして出力する。スイッチング制御信号ＳＴＰは、通信Ｉ／Ｆ３８，２８を介してＩＰＭ２０内部の停止回路５０へ与えられる。
【００５５】
ここで、ＯＲゲート３５から出力されたスイッチング制御信号ＳＴＰはさらに、ＣＰＵ３２へ与えられる。すなわち、スイッチング制御信号ＳＴＰは、ＩＰＭ２０へ与えられるとともに、ＭＧＥＣＵ３０内部のＣＰＵ３２にも与えられる。
【００５６】
これにより、ＭＧＥＣＵ３０においては、スイッチング制御信号ＳＴＰによってＣＰＵ３２からの電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が遮断される。これにより、駆動信号変換部３４では、電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が与えられないため、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６の発生が停止する。
【００５７】
さらに、ＩＰＭ２０においては、停止回路５０は、スイッチング制御信号ＳＴＰを受けると、インバータ１４の遮断を指示する遮断信号ＤＷＮを活性化させてドライブ回路２６へ出力する。ドライブ回路２６は、遮断信号ＤＷＮに応答して、ゲート電圧Ｇ１〜Ｇ６をＬレベルに設定する。
【００５８】
このように、本実施の形態に従う異常処理制御構造においては、上位のＣＰＵ３２および下位の停止回路５０の各々に異常処理を行なわせるという二重系が構築される。その結果、万一停止回路５０に故障が生じた場合であっても、上位のＣＰＵ３２によりスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６の発生が停止されていることから、ＩＰＭ２０のドライブ回路２６が駆動しないため、インバータ１４のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作を停止させることができる。
【００５９】
また、万一ＭＧＥＣＵ３０とＩＰＭ２０とを結ぶ通信線に故障が生じた場合であっても、下位の停止回路５０が遮断信号ＤＷＮを発生していることから、ドライブ回路２６にスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６が与えられていてもゲート電圧Ｇ１〜Ｇ６が強制的にＬレベルに設定されるため、インバータ１４のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作を停止させることができる。
【００６０】
図５は、この発明の実施の形態に従う負荷駆動装置におけるインバータ異常発生時の異常処理制御構造を説明するフローチャートである。なお、図５に示す各ステップの処理は、ＨＶＥＣＵ４０、ＭＧＥＣＵ３０およびＩＰＭ２０が図５に示す各機能ブロックとして機能することで実現される。
【００６１】
図５を参照して、ＭＧＥＣＵ３０は、交流モータＭ１と接続されたインバータ１４に異常が発生しているか否かを判定する（ステップＳ０１）。このとき、ＭＧＥＣＵ３０は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に内蔵された自己保護回路からの過電流検知信号ＯＶＣを受けているか否かを判定する。インバータ１４から過電流検知信号ＯＶＣを受けていない場合には、ＭＧＥＣＵ３０は、インバータ１４に異常が発生していないと判定し（ステップＳ０１でＮＯ判定）、交流モータＭ１の運転禁止指示を発する、インバータ異常発生に関する制御処理を終了する。
【００６２】
一方、インバータ１４から過電流検知信号ＯＶＣを受けている場合には、ＭＧＥＣＵ３０は、インバータ１４に異常が発生していると判定し（ステップＳ０１でＹＥＳ判定）、ＨＶＥＣＵ４０に対してインバータ１４の異常に関する情報を送信する。ＨＶＥＣＵ４０は、これに応答して、ＭＧＥＣＵ３０に対して、交流モータＭ１の運転禁止指示を発する（ステップＳ０２）。
【００６３】
次に、ＭＧＥＣＵ３０は、ＨＶＥＣＵ４０から交流モータＭ１の運転禁止指示を受け、インバータ１４から過電流検知信号ＯＶＣを受けると、これら入力信号の論理和を演算し、その演算結果をスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作を停止するためのスイッチング制御信号ＳＴＰとして出力する（ステップＳ０３）。スイッチング制御信号ＳＴＰは、ＩＰＭ２０内部の停止回路５０へ与えられるとともに、ＭＧＥＣＵ３０内部のＣＰＵ３２にも与えられる。
【００６４】
これにより、ＭＧＥＣＵ３０においては、スイッチング制御信号ＳＴＰに応答してＣＰＵ３２からの電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が遮断される（ステップＳ０４）。これにより、駆動信号変換部３４では、電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が与えられないため、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６の発生が停止する。
【００６５】
さらに、ＩＰＭ２０においては、停止回路５０は、スイッチング制御信号ＳＴＰを受けると、インバータ１４の遮断を指示する遮断信号ＤＷＮを活性化させてドライブ回路２６へ出力する（ステップＳ０５）。ドライブ回路２６は、遮断信号ＤＷＮに応答して、ゲート電圧Ｇ１〜Ｇ６をＬレベルに設定する。
【００６６】
以上のように、本実施の形態に従う異常処理制御構造によれば、ＣＰＵ３２からインバータ１４への信号伝達経路のいかなる箇所で故障が発生した場合であっても、確実にインバータ１４の運転を停止させることができる。その結果、異常発生後の故障解析を有効に行なうことが可能となる。
【００６７】
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と考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、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。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の実施の形態に従う負荷駆動装置の構成を説明する概略ブロック図である。
【図２】図１の負荷駆動装置におけるインバータ異常発生時の異常処理制御構造の一例を示すブロック図である。
【図３】図１の負荷駆動装置におけるインバータ異常発生時の異常処理制御構造の他の例を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態に従う負荷駆動装置におけるインバータ異常発生時の異常処理制御構造を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態に従う負荷駆動装置におけるインバータ異常発生時の異常処理制御構造を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１０  直流電源、１３  電圧センサ、１４  インバータ、１５  Ｕ相アーム、１６  Ｖ相アーム、１７  Ｗ相アーム、２４  電流センサ、２２，２８，３６，３８  通信Ｉ／Ｆ、２６  ドライブ回路、３０  ＭＧＥＣＵ、３２  ＣＰＵ、３４  駆動信号変換部、３５  ＯＲゲート、４０  ＨＶＥＣＵ、５０，６０  停止回路、１００  負荷駆動装置、Ｃ２  平滑コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ６  ダイオード、Ｍ１  交流モータ、Ｑ１〜Ｑ６  スイッチング素子、ＳＬ  アースライン、ＳＲ１，ＳＲ２  システムリレー、ＶＬ  電源ライン。
【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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