JP2010288318A

JP2010288318A - インバータ回路システム

Info

Publication number: JP2010288318A
Application number: JP2009137841A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Hirasawa; 崇彦平沢; Kentaro Matsumoto; 健太朗松本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2009-06-09
Publication date: 2010-12-24

Abstract

【課題】インバータ回路システムにおいて、インバータ回路の作動を停止させる停止信号に関する異常を判断することである。
【解決手段】インバータ回路システムにおいて、回転電機とインバータ回路とを含む負荷側回路部と、平滑コンデンサと、制御部と、を備え、制御部は、負荷側回路部のインバータ回路の作動を停止させることができる停止信号を負荷側回路部に対して出力する手段と、停止信号に関する異常を判断するために、停止信号が出力されているにもかかわらず負荷側回路部のインバータ回路の作動により平滑コンデンサの電荷を放電させる放電処理信号を負荷側回路部に対して出力する手段と、インバータ電圧に基づいて停止信号に関する異常を判断する異常判断手段と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、インバータ回路システムに係り、特に、インバータ回路の作動を停止させることができるインバータ回路システムに関する。

現在、種々の電気機器等において、インバータ回路を備えたインバータ回路システムが搭載されている。インバータ回路として、例えば、複数のトランジスタと複数のダイオードを用いて構成されており、場合によっては全てのトランジスタをオフ状態としてインバータ回路の作動を停止させることがある。

本発明に関連する技術として、例えば、特許文献１には、インバータ回生抵抗保護装置として、インバータ回路に直流電源を供給する正負直流母線と、この正負直流母線の間に接続されインバータ回路に発生する回生電力を吸収する回生抵抗と、この回生抵抗と直列に接続され回生抵抗への通電開始をゲート信号によって制御する電力用半導体とを備える構成が開示されている。そして、この電力用半導体および回生抵抗と直列に接続されて回生抵抗に流れる電流を検出する電流検出器と、この電流検出器および回生抵抗および電力用半導体と直列に接続され溶断したときに回路の導通を遮断するヒューズとを備える構成が開示されている。さらに、電流検出器および回生抵抗および電力用半導体からなる直列回路に並列に接続され、回生抵抗を迂回して導通するサイリスタスイッチと、電力用半導体へのゲート信号と電流検出器による通電信号とを比較して、サイリスタスイッチの通電開始を制御する故障判定回路とを備える構成が開示されている。

特開平５−３３６７５８号公報

ところで、インバータ回路システムには、システム全体を制御する制御部を備えている。そして、制御部は、インバータ回路の作動を停止させる停止信号（換言すれば、シャットダウン信号）を出力し、インバータ回路は、この停止信号に基づいて作動を停止させている。しかし、制御部から出力される停止信号に関して異常がある場合には、インバータ回路の作動を停止することができない可能性がある。

本発明の目的は、インバータ回路の作動を停止させる停止信号に関する異常を判断することを可能とするインバータ回路システムを提供することである。

本発明に係るインバータ回路システムは、インバータ回路の正極側と負極側との間に接続配置され、インバータ回路の両端電圧であるインバータ電圧を保持する平滑コンデンサと、負荷側回路部の作動を制御する制御部と、を備え、制御部は、負荷側回路部のインバータ回路の作動を停止させることができる停止信号を負荷側回路部に対して出力する手段と、停止信号に関する異常を判断するために、停止信号が出力されているにもかかわらず負荷側回路部のインバータ回路の作動により平滑コンデンサの電荷を放電させる放電処理信号を負荷側回路部に対して出力する手段と、インバータ電圧に基づいて停止信号に関する異常を判断する異常判断手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るインバータ回路システムにおいて、１つの平滑コンデンサに対し、複数の負荷側回路部が並列に設けられ、制御部は、停止信号を負荷側回路部ごとに出力することが好ましい。

また、本発明に係るインバータ回路システムにおいて、異常判断手段は、インバータ電圧の時間的な変化量に基づいて、どの負荷側回路部への停止信号が異常であるかを判断することが好ましい。

また、本発明に係るインバータ回路システムにおいて、異常判断手段は、各負荷側回路部の回転電機に流れる電流値に基づいて、どの負荷側回路部への停止信号が異常であるかを判断することが好ましい。

上記構成のインバータ回路システムによれば、停止信号に関する異常を判断するために、停止信号が出力されているにもかかわらず負荷側回路部のインバータ回路の作動により平滑コンデンサの電荷を放電させる放電処理信号を負荷側回路部に対して出力する。そして、インバータ電圧に基づいて、停止信号に関する異常が判断される。これにより、制御部から負荷側回路部への停止信号に異常があったことを判断することができる。

本発明に係る実施の形態において、インバータ回路システムを示す図である。本発明に係る実施の形態において、インバータ回路システムにおける各信号のタイミングチャートである。本発明に係る実施の形態において、シャットダウン処理部からの第１停止信号、第２停止信号に異常がある場合のインバータ電圧（Ｖ_H）の変化を示す図である。本発明に係る実施の形態において、インバータ回路システムの動作を示すフローチャートである。本発明に係る実施の形態の変形例において、インバータ回路システムの動作を示すフローチャートである。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、インバータ回路システム１０を示す図である。インバータ回路システム１０は、蓄電装置１２と、第１リレー回路部１６と、第２リレー回路部２０と、第３リレー回路部２３と、コンデンサ２８，４０と、放電抵抗素子５５と、昇降圧コンバータ回路３９と、第１インバータ回路２００と、第２インバータ回路３００と、第１モータジェネレータ６０と、第２モータジェネレータ７０と、スイッチング処理部１０２と、制御部１００とを含んで構成される。

蓄電装置１２は、第１モータジェネレータ６０と第２モータジェネレータ７０とに電力を供給するためのバッテリである。また、蓄電装置１２は、充放電可能な直流電源であって、例えば、炭素物質で構成された負極と、リチウムイオンが移動するための電解液と、リチウムイオンを可逆的に出し入れできる正極活物質とを有するリチウムイオン二次電池を用いることができる。

第１リレー回路部１６は、蓄電装置１２の正極側端子に直列に接続されるリレーであり、制御部１００の制御指令によって接続あるいは遮断の制御が行われる。第２リレー回路部２０は、抵抗素子２２と、制御部１００の制御指令によって接続あるいは遮断の制御が行われるリレー１８とが直列に接続されて構成される。また、第２リレー回路部２０は、蓄電装置１２の負極側端子に直列に接続される。第３リレー回路部２３は、第２リレー回路部２０に並列に接続されるリレーであり、制御部１００の制御指令によって接続あるいは遮断の制御が行われる。

ここで、蓄電装置１２と、正極側ライン２４,５０及び負極側ライン２６，５２に接続される第１インバータ回路２００、第２インバータ回路３００等とを接続している状態をＳＭＲ接続と呼び、蓄電装置１２と、第１インバータ回路２００、第２インバータ回路３００等との接続を遮断している状態をＳＭＲ開放と呼ぶ。ＳＭＲ接続とは、第１リレー回路部１６のリレーが接続状態であって、第２リレー回路部２０のリレー１８と、第３リレー回路部２３のリレーのうち少なくともいずれか一方が接続状態にあることをいう。また、ＳＭＲ開放とは、第１リレー回路部１６のリレーが遮断状態であり、第２リレー回路部２０のリレー１８及び第３リレー回路部２３のリレーが遮断状態であることをいう。なお、ＳＭＲ開放は、第１リレー回路部１６のリレーが遮断状態である場合には第２リレー回路部２０のリレー１８及び第３リレー回路部２３のリレーが遮断状態でなくてもよく、また第１リレー回路部１６のリレーが遮断状態でなくても、第２リレー回路部２０のリレー１８及び第３リレー回路部２３のリレーが遮断状態であればよい。

コンデンサ２８は、正極側ライン２４と負極側ライン２６との間に接続され、正極側ライン２４と負極側ライン２６との間の電圧変動を平滑化する平滑コンデンサである。ここで、コンデンサ２８の両端電圧をＶ_Lとする。

昇降圧コンバータ回路３９は、正極側ライン２４と直列に接続されるコイル３０と、コイル３０と正極側ライン５０との間に接続されるトランジスタ３２と、コイル３０と負極側ライン５２との間に接続されるトランジスタ３４と、トランジスタ３２に並列に接続されるダイオード３６と、トランジスタ３４に並列に接続されるダイオード３８とを含んで構成される。

昇降圧コンバータ回路３９は、蓄電装置１２から受け取る直流電圧についてコイル３０を用いて昇圧する機能を有する。具体的には、昇降圧コンバータ回路３９は、トランジスタ３４のスイッチング動作に応じて流れる電流をコイル３０に電磁エネルギとして蓄積する。そして、昇降圧コンバータ回路３９は、その蓄積された電磁エネルギをトランジスタ３４がオフされたタイミングに同期してダイオード３６を介してコンデンサ４０に電荷を蓄積することで昇圧を行う。

また、昇降圧コンバータ回路３９は、第１インバータ回路２００あるいは第２インバータ回路３００から受ける直流電圧を降圧し、蓄電装置１２を充電する。

コンデンサ４０は、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間に接続され、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間の電圧変動を平滑化する平滑コンデンサである。ここで、コンデンサ４０の両端電圧をインバータ電圧（Ｖ_H）とし、図示しない電圧センサによって電圧値が検出される。

放電用抵抗素子５５は、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間に接続され、第１インバータ回路２００、第２インバータ回路３００の各トランジスタのスイッチング動作により、第１モータジェネレータ６０、第２モータジェネレータ７０を介して流れてきた電流を消費することで、コンデンサ４０に蓄積された電荷を放電させることができる。

第１インバータ回路２００及び第２インバータ回路３００は、力行時にはコンデンサ４０の直流電圧を交流電圧に変換して第１モータジェネレータ６０あるいは第２モータジェネレータ７０に供給し、これにより第１モータジェネレータ６０あるいは第２モータジェネレータ７０が回転駆動される。また、第１インバータ回路２００及び第２インバータ回路３００は、回生時には第１モータジェネレータ６０あるいは第２モータジェネレータ７０で発電された交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置１２に供給し、これにより蓄電装置１２が充電される。

第１インバータ回路２００は、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間に配置される。具体的には、第１インバータ回路２００の構成要素として、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間にトランジスタ２１０とトランジスタ２２０とが直列接続される。また、トランジスタ２１０にはダイオード２１２が並列に接続され、トランジスタ２２０にはダイオード２２２が並列に接続される。

第１インバータ回路２００の別の構成要素として、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間にトランジスタ２３０とトランジスタ２４０とが直列接続される。そして、トランジスタ２３０にはダイオード２３２が並列に接続され、トランジスタ２４０にはダイオード２４２が並列に接続される。

第１インバータ回路２００のさらに別の構成要素として、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間にトランジスタ２５０とトランジスタ２６０とが直列接続される。そして、トランジスタ２５０にはダイオード２５２が並列に接続され、トランジスタ２６０にはダイオード２６２が並列に接続される。第２インバータ回路３００は、正極側ライン５０と負極側ライン５２との間に配置され、１つのコンデンサ４０に対して第１インバータ回路２００と並列に配置される。なお、図１に示されるように第２インバータ回路３００は、第１インバータ回路２００と同様の要素で構成されるため、詳細な説明は省略する。

第１モータジェネレータ６０、第２モータジェネレータ７０は、それぞれ第１インバータ回路２００、第２インバータ回路３００と接続される負荷である。ここで、第１インバータ回路２００と第１モータジェネレータ６０とをあわせて第１負荷側回路部と呼び、第２インバータ回路２００と第２モータジェネレータ７０とをあわせて第２負荷側回路部と呼ぶ。第１モータジェネレータ６０は、Ｕ相コイル６２とＶ相コイル６４とＷ相コイル６６とを含んで構成される。Ｕ相コイル６２は、トランジスタ２１０とトランジスタ２２０との接続点と中性点６８との間に接続されるコイルである。Ｖ相コイル６４は、トランジスタ２３０とトランジスタ２４０との接続点と中性点６８との間に接続されるコイルである。Ｗ相コイル６６は、トランジスタ２５０とトランジスタ２６０との接続点と中性点６８との間に接続されるコイルである。そして、第１モータジェネレータ６０には、Ｕ相コイル６２、Ｖ相コイル６４、Ｗ相コイル６６にそれぞれ流れる電流値を測定する図示しない電流センサが取り付けられている。ここで、図１に示されるように第２モータジェネレータ７０は第１モータジェネレータ６０と同様の要素で構成されるため、詳細な説明は省略する。なお、第２モータジェネレータ７０にもそれぞれＵ相コイル７２、Ｖ相コイル７４、Ｗ相コイル７６にそれぞれ流れる電流値を測定する図示しない電流センサが取り付けられている。

次に、制御部１００について説明する。制御部１００は、リレー処理部１０４と、昇降圧処理部１０６と、シャットダウン処理部１０８と、ディスチャージ処理部１１０と、異常判断部１１２とを含んで構成される。

リレー処理部１０４は、第１リレー回路部１６と、第２リレー回路部２０と、第３リレー回路部２３の開放あるいは遮断制御を行うリレー制御信号を出力する機能を有する。リレー処理部１０４により出力されたリレー制御信号は、リレー制御信号線１０３を伝わってスイッチング処理部１０２に入力され、このリレー制御信号に基づいてスイッチング処理部１０２から出力されたスイッチング信号により第１リレー回路部１６と、第２リレー回路部２０と、第３リレー回路部２３の開放あるいは遮断が行われる。

昇降圧処理部１０６は、昇降圧コンバータ回路３９を構成するトランジスタ３２，３４のスイッチング動作を制御する昇降圧制御信号を出力する機能を有する。昇降圧処理部１０６により出力された昇降圧制御信号は、昇降圧制御信号線１０５を伝わってスイッチング処理部１０２に入力され、この昇降圧制御信号に基づいてスイッチング処理部１０２から出力されたスイッチング信号により昇降圧コンバータ回路３９のトランジスタ３２，３４がスイッチング制御される。

シャットダウン処理部１０８は、第１インバータ回路２００と第２インバータ回路３００を構成する各トランジスタをオフ状態とし、第１インバータ回路２００と第２インバータ回路３００の作動を停止する停止信号（換言すれば、シャットダウン信号）を出力する機能を有する。シャットダウン処理部１０８により出力されたシャットダウン信号は、第１インバータ回路２００用の第１シャットダウン信号と、第２インバータ回路３００用の第２シャットダウン信号からなる。第１シャットダウン信号と第２シャットダウン信号は、それぞれシャットダウン信号線１０７ａ（第１シャットダウン信号用）とシャットダウン信号線１０７ｂ（第２シャットダウン信号用）を伝わってスイッチング処理部１０２に入力される。そして、第１シャットダウン信号と第２シャットダウン信号に基づいてスイッチング処理部１０２から出力されたスイッチング信号により、第１インバータ回路２００と第２インバータ回路３００の各トランジスタがオフ状態となる。

ディスチャージ処理部１１０は、コンデンサ４０に蓄積された電荷を放電させるために、第１インバータ回路２００と第２インバータ回路３００を構成する各トランジスタのスイッチング動作を制御するディスチャージ処理要求信号（換言すれば、放電処理信号）を出力する機能を有する。また、ディスチャージ処理部１１０により出力されたディスチャージ処理要求信号は、第１インバータ回路２００用の第１ディスチャージ処理要求信号と、第２インバータ回路３００用の第２ディスチャージ処理要求信号からなる。第１ディスチャージ処理要求信号と第２ディスチャージ処理要求信号は、それぞれディスチャージ処理信号線１０９ａ（第１ディスチャージ処理要求信号用）と第２ディスチャージ処理信号線１０９ｂ（第２ディスチャージ処理要求信号用）を伝わってスイッチング処理部１０２に入力される。そして、第１ディスチャージ処理要求信号と第２ディスチャージ処理要求信号に基づいてスイッチング処理部１０２から出力されたスイッチング信号により、第１インバータ回路２００と第２インバータ回路３００の各トランジスタがディスチャージ処理を行うためのスイッチング制御がなされる。

スイッチング処理部１０２は、制御部１００からのリレー制御信号、昇降圧制御信号、シャットダウン信号、ディスチャージ処理要求信号に基づいて各スイッチング信号を出力する機能を有する。そして、スイッチング処理部１０２は、リレー処理部１０４からのリレー制御信号に基づいて、第１リレー回路部１６、第２リレー回路部２０、第３リレー回路部２３をスイッチングする信号を出力する。さらに、スイッチング処理部１０２は、昇降圧処理部１０６からの昇降圧制御信号に基づいて、昇降圧コンバータ回路３９のトランジスタ３２，３４に昇降圧動作をさせるためのスイッチング信号を出力する。

スイッチング処理部１０２は、シャットダウン信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）として入力された場合には、第１インバータ回路２００、第２インバータ回路３００の各トランジスタをオフ状態とするスイッチング信号を出力する。また、スイッチング処理部１０２は、ディスチャージ処理要求信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）として入力された場合には、コンデンサ４０の電荷を放電させるために、第１インバータ回路２００、第２インバータ回路３００の各トランジスタをスイッチング動作させるためのスイッチング信号を出力する。ここで、スイッチング処理部１０２は、シャットダウン信号とディスチャージ処理要求信号とが同時に入力された場合には、シャットダウン信号を優先して、スイッチング信号を出力する機能を有する。

異常判断部１１２は、シャットダウン処理部１０８によって出力される第１シャットダウン信号、第２シャットダウン信号が異常であるか否かを判断する機能を有する。そして、異常判断部１１２は、インバータ電圧（Ｖ_H）の電圧値を測定する電圧センサ（図示しない）と接続され、インバータ電圧（Ｖ_H）に基づいて、シャットダウン信号の異常を判断する。さらに、異常判断部１１２は、インバータ電圧（Ｖ_H）の時間的な変化量に基づいて、第１シャットダウン信号、第２シャットダウン信号のうち、どのシャットダウン信号が異常であるかを判断する機能を有する。ここで、シャットダウン信号の異常とは、シャットダウン信号線１０７ａ，１０７ｂが例えばＬｏｗ張り付きの故障があるため、シャットダウン処理部１０８から第１シャットダウン信号、第２シャットダウン信号についてＨｉｇｈ（ＯＮ）出力されているにもかかわらず、そのＨｉｇｈ（ＯＮ）がスイッチング処理部１０２に入力されない場合である。

図２は、インバータ回路システム１０における各信号のタイミングチャートである。ＩＧ信号は、インバータ回路システム１０を停止させるための信号であり、ユーザ等の外部操作によってＩＧ−ＯＦＦ（イグニッションオフ）が行われることでＨｉｇｈ（ＯＮ）からＬｏｗ（ＯＦＦ）へと変化する信号である。Ｒｅａｄｙ信号は、ＩＧ信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）からＬｏｗ（ＯＦＦ）へと変化したときにＨｉｇｈ（ＯＮ）からＬｏｗ（ＯＦＦ）へと変化させる信号である。

ＳＭＲＧ信号は、第１リレー回路部１６、第２リレー回路部２０、第３リレー回路部２３をＳＭＲ開放状態とするためにＨｉｇｈ(ＯＮ)からＬｏｗ(ＯＦＦ)へと変化する信号である。ここで、ＳＭＲＧ信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）からＬｏｗ（ＯＦＦ）へと変化したときに、リレー処理部１０４からＳＭＲ開放とさせるためのリレー制御信号が出力される。

シャットダウン信号は、ＳＭＲＧ信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）からＬｏｗ（ＯＦＦ）へと変化して所定の時間経過した後の時間ｔ₁において、Ｌｏｗ（ＯＦＦ）からＨｉｇｈ（ＯＮ）へと変化し、その後Ｈｉｇｈ（ＯＮ）の状態を所定の時間保持した後の時間ｔ₄に、再びＨｉｇｈ（ＯＮ）からＬｏｗ（ＯＦＦ）へと変化する信号である。なお、第１シャットダウン信号と第２シャットダウン信号は、同じ信号波形であるため、図２では区別せずにシャットダウン信号として示している。

ディスチャージ処理要求信号は、シャットダウン信号がＬｏｗ（ＯＦＦ）からＨｉｇｈ（ＯＮ）へと変化してから所定の時間経過した後の時間ｔ₂において、Ｌｏｗ（ＯＦＦ）からＨｉｇｈ（ＯＮ）へと変化させ、その後Ｈｉｇｈ（ＯＮ）の状態を所定の時間保持した後の時間ｔ₃に、再びＨｉｇｈ（ＯＮ）からＬｏｗ（ＯＦＦ）へと変化させる信号である。そして、シャットダウン信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）からＬｏｗ（ＯＦＦ）へと変化してから所定の時間経過した後の時間ｔ₅において、Ｌｏｗ（ＯＦＦ）からＨｉｇｈ（ＯＮ）へと変化させ、時間ｔ₆において再びＨｉｇｈ（ＯＮ）からＬｏｗ（ＯＦＦ）へと変化させる信号である。ここで、時間ｔ₂から時間ｔ₃までのＨｉｇｈ期間を１回目のディスチャージ処理と呼び、時間ｔ₅から時間ｔ₆までのＨｉｇｈ期間を２回目のディスチャージ処理と呼ぶ。なお、第１ディスチャージ処理要求信号と第２ディスチャージ処理要求信号は、同じ信号波形であるため、図２では区別せずにディスチャージ処理要求信号として示している。

インバータ電圧信号は、コンデンサ４０の両端電圧であるインバータ電圧（Ｖ_H）の電圧レベルを示す信号である。また、インバータ電圧信号は、シャットダウン信号に異常がない場合は、１回目のディスチャージ処理ではインバータ電圧（Ｖ_H）は下がらずに、２回目のディスチャージ処理で放電処理によりインバータ電圧（Ｖ_H）は下がる。ここで、図２に示されるインバータ電圧（Ｖ_H）の点線図は、シャットダウン処理部１０８から出力される第１シャットダウン信号、第２シャットダウン信号に異常がある場合のインバータ電圧（Ｖ_H）の変化を示す図である。図２における点線Ｅ付近に相当する拡大図を図３に示し、シャットダウン処理部１０８から出力される第１シャットダウン信号、第２シャットダウン信号に異常がある場合のインバータ電圧（Ｖ_H）の変化について詳細に説明する。

図３は、シャットダウン処理部１０８から出力される第１シャットダウン信号、第２シャットダウン信号に異常がある場合のインバータ電圧（Ｖ_H）の変化を示す図である。図３には、３種類のインバータ電圧（Ｖ_H）の変化量パターンを示す曲線がある。インバータ電圧変化曲線４０ｄ（インバータ電圧の変化量パターン（Ｄ））は、第１モータジェネレータ６０に接続される第１インバータ回路２００への停止信号である第１シャットダウン信号に異常があると判断する基準となるインバータ電圧変化特性である。インバータ電圧変化曲線４０ｃ（インバータ電圧の変化量パターン（Ｃ））は、第２モータジェネレータ７０に接続される第２インバータ回路３００への停止信号である第２シャットダウン信号に異常があると判断する基準となるインバータ電圧変化特性である。インバータ電圧変化曲線４０ｂ（インバータ電圧の変化量パターン（Ｂ））は、第１シャットダウン信号と第２シャットダウン信号の両方に異常があると判断する基準となるインバータ電圧変化特性である。ここで、第１モータジェネレータ６０は、第２モータジェネレータ７０よりも出力が小さいため、インバータ電圧変化曲線４０ｄの単位時間当たりの電圧変化量はインバータ電圧変化曲線４０ｃの単位時間当たりの電圧変化量よりも小さい。そして、第１シャットダウン信号と第２シャットダウン信号の両方に異常がある場合には、第１モータジェネレータ６０と第２モータジェネレータ７０とがインバータ電圧（Ｖ_H）の変化に影響するため、インバータ電圧変化曲線４０ｂの単位時間当たりの電圧変化量はインバータ電圧変化曲線４０ｃの単位時間当たりの電圧変化量よりも大きい。

続いて、上記構成のインバータ回路システム１０の動作について図１〜４を参照して説明する。図４は、インバータ回路システム１０の動作を示すフローチャートである。図４に示される各工程は、制御部１００の機能によって実行される。制御部１００は、外部にいるユーザ等からのインバータ回路システム１０を停止させるための信号があったか否かを判断する。具体的には、ＩＧ信号がＨｉｇｈ(ＯＮ)からＬｏｗ（ＯＦＦ）に変化したか否かを判断する（Ｓ１０）。Ｓ１０において、ＩＧ信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）のままであると判断した場合には、リターン処理へと進む。Ｓ１０において、ＩＧ信号がＬｏｗ（ＯＦＦ）に変化したと判断した場合には、Ｒｅａｄｙ信号をＨｉｇｈ（ＯＮ）からＬｏｗ（ＯＦＦ）へと変化させる（Ｓ１２）。

次に、ＳＭＲＧ信号がＬｏｗ（ＯＦＦ）であるか否かを判断する（Ｓ１４）。ＳＭＲＧ信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）のままであると判断したときは、リターン処理へと進む。ＳＭＲＧ信号がＬｏｗ（ＯＦＦ）に変化したと判断したときは、図２に示されるようにシャットダウン信号をＬｏｗ（ＯＦＦ）からＨｉｇｈ（ＯＮ）へと変化させる（Ｓ１６）。具体的には、シャットダウン信号を時間ｔ₁でＬｏｗ（ＯＦＦ）からＨｉｇｈ（ＯＮ）へと変化させ、時間ｔ₄でＨｉｇｈ（ＯＮ）からＬｏｗ（ＯＦＦ）へと変化させる。これにより、第１インバータ回路２００、第２インバータ回路３００の各トランジスタをオフさせるための第１シャットダウン信号、第２シャットダウン信号が出力される。

続いて、ディスチャージ処理要求信号をＨｉｇｈ（ＯＮ）にする（Ｓ１８）。具体的には、シャットダウン信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）となったときから所定の期間が経過した時間ｔ₂においてＬｏｗ（ＯＦＦ）からＨｉｇｈ（ＯＮ）へと変化させ、シャットダウン信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）状態を保持している間のうち、時間ｔ₃でＨｉｇｈ（ＯＮ）からＬｏｗ（ＯＦＦ）へと変化させる。これにより、第１シャットダウン信号、第２シャットダウン信号が出力されているにもかかわらず、ディスチャージ処理部１１０から１回目のディスチャージ処理のためのディスチャージ処理要求信号が出力される。

そして、インバータ電圧（Ｖ_H）が予め定められた閾値電圧（Ａ）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２０）。制御部１００からシャットダウン信号とディスチャージ処理要求信号が出力されてスイッチング処理部１０２に入力された場合には、スイッチング処理部１０２によりシャットダウン信号が優先される。これにより、第１インバータ回路２００、第２インバータ回路３００の各トランジスタはオフされ、インバータ電圧（Ｖ_H）は下がらず、インバータ電圧（Ｖ_H）が予め定められた閾値電圧（Ａ）よりも大きいと判断されるため、Ｓ２１へと進む。Ｓ２１では、第１インバータ回路２００、第２インバータ回路３００の第１シャットダウン信号と第２シャットダウン信号が異常なし（換言すれば、インバータゲート遮断機能に異常がない）と判断する（Ｓ２１）。Ｓ２１の後はリターン処理へと進む。

例えば、シャットダウン信号線１０７ａ、１０７ｂがＬｏｗ（ＯＦＦ）に張り付いたままの故障状態となっているときは、シャットダウン信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）となった場合にもスイッチング処理部１０２にはＨｉｇｈ（ＯＮ）が入力されない。一方、ディスチャージ要求信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）になった場合にスイッチング処理部１０２にＨｉｇｈ(ＯＮ)入力されるため、スイッチング処理部１０２からディスチャージ処理を行うためのスイッチング信号が第１インバータ回路２００、第２インバータ回路３００に対して出力される。これにより、第１インバータ回路２００、第２インバータ回路３００の各トランジスタはオフされずに、ディスチャージ処理のためのスイッチング動作がなされるため、インバータ電圧（Ｖ_H）が下がり、インバータ電圧（Ｖ_H）が予め定められた閾値電圧（Ａ）よりも小さいと判断されるため、Ｓ２２へと進む。Ｓ２２では、第１インバータ回路２００、第２インバータ回路３００へのシャットダウン信号が異常の可能性がある（換言すれば、インバータゲート遮断機能に異常の可能性がある）と判断する（Ｓ２２）。

Ｓ２２の後は、インバータ電圧（Ｖ_H）の変化量が予め定めたインバータ電圧の変化量パターン（Ｂ）よりも大きいか否か判断する（Ｓ２４）とともに、インバータ電圧の変化量パターン（Ｃ）よりも大きいか否かを判断（Ｓ２６）し、さらにインバータ電圧の変化量パターン（Ｄ）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２８）。

Ｓ２４において、インバータ電圧（Ｖ_H）の変化量がインバータ電圧の変化量パターン（Ｂ）よりも大きい変化量であると判断したときは、第１インバータ回路２００への第１シャットダウン信号および第２インバータ回路３００への第２シャットダウン信号に異常がある（換言すれば、インバータゲート遮断機能の異常が複数個ある）と判断する（Ｓ３０）。Ｓ３０の後は、リターン処理へと進む。

Ｓ２４において、インバータ電圧（Ｖ_H）の変化量がインバータ電圧の変化量パターン（Ｂ）よりも小さい変化量であると判断したときは、インバータゲート遮断機能の異常が複数個ないと判断する（Ｓ３１）。Ｓ３１の後は、リターン処理へと進む。

Ｓ２６において、インバータ電圧（Ｖ_H）の変化量がインバータ電圧の変化量パターン（Ｃ）よりも大きい変化量であると判断したときは、第２インバータ回路３００への第２シャットダウン信号に異常がある（換言すれば、第２モータジェネレータ７０用のインバータゲート遮断機能に異常あり）と判断する（Ｓ３２）。Ｓ３２の後は、リターン処理へと進む。

Ｓ２６において、インバータ電圧（Ｖ_H）の変化量がインバータ電圧の変化量パターン（Ｃ）よりも小さい変化量であると判断したときは、第２インバータ回路３００への第２シャットダウン信号に異常がない（換言すれば、第２モータジェネレータ７０用のインバータゲート遮断機能に異常なし）と判断する（Ｓ３３）。Ｓ３３の後は、リターン処理へと進む。

Ｓ２８において、インバータ電圧（Ｖ_H）の変化量がインバータ電圧の変化量パターン（Ｄ）よりも大きい変化量であると判断したときは、第１インバータ回路２００への第１シャットダウン信号に異常がある（換言すれば、第１モータジェネレータ６０用のインバータゲート遮断機能に異常あり）と判断する（Ｓ３４）。Ｓ３４の後は、リターン処理へと進む。

Ｓ２８において、インバータ電圧（Ｖ_H）の変化量がインバータ電圧の変化量パターン（Ｄ）よりも小さい変化量であると判断したときは、第１インバータ回路２００への第１シャットダウン信号に異常がない（換言すれば、第１モータジェネレータ６０用のインバータゲート遮断機能に異常なし）と判断する（Ｓ３５）。Ｓ３５の後は、リターン処理へと進む。

ここで、インバータ遮断機能の異常が複数個あると判断された場合（Ｓ３０）には、必ず第２モータジェネレータ７０用のインバータゲート遮断機能に異常あり（Ｓ３２）と判断されるとともに、第１モータジェネレータ６０用のインバータゲート遮断機能に異常あり（Ｓ３４）と判断されることとなる。一方、Ｓ３２，Ｓ３４と判断されたにもかかわらず、インバータ遮断機能の異常が複数個ないと判断された場合（Ｓ３１）は、インバータ電圧（Ｖ_H）の変化量がインバータ電圧の変化量パターン（Ｃ）とインバータ電圧の変化量パターン（Ｂ）の間のインバータ変化量であるため、第２シャットダウン信号が異常であり、第１シャットダウン信号は異常でないと判断される。

このように、インバータ回路システム１０によれば、シャットダウン信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）となっているにもかかわらず、ディスチャージ処理要求信号をＨｉｇｈ（ＯＮ）させ、インバータ電圧（Ｖ_H）の変化を見ることで、第１インバータ回路２００への第１シャットダウン信号と第２インバータ回路３００への第２シャットダウン信号の異常（例えば、シャットダウン信号線１０７ａ，１０７ｂのＬｏｗ（ＯＦＦ）の張り付き）を検出することができる。さらに、インバータ電圧（Ｖ_H）の変化量により第１シャットダウン信号、第２シャットダウン信号のうち、どのシャットダウン信号が異常であるかを識別することができる。

次に、インバータ回路システム１０の変形例について説明する。インバータ回路システム１０の変形例とインバータ回路システム１０との相違は、制御部１００の異常判断部１１２のみであるため、その点を中心に説明する。

制御部１００の異常判断部１１２は、シャットダウン処理部１０８によって出力される第１シャットダウン信号、第２シャットダウン信号が異常であるか否かを判断する機能を有する。また、異常判断部１１２は、インバータ電圧（Ｖ_H）の電圧値を測定する電圧センサ（図示しない）と接続され、インバータ電圧（Ｖ_H）に基づいてシャットダウン信号の異常を判断する。そして、異常判断部１１２は、第１モータジェネレータ６０、第２モータジェネレータ７０に設けられる電流センサ（図示しない）に接続され、第１シャットダウン信号、第２シャットダウン信号のうち、どのシャットダウン信号が異常であるかを判断する機能を有する。

続いて、上記構成のインバータ回路システム１０の変形例の動作について図１,２，３，５を参照して説明する。図５は、インバータ回路システム１０の変形例の動作を示すフローチャートである。インバータ回路システム１０の変形例においても図４に示されるＳ１０〜Ｓ２２と同様の手順が実行されるため、詳細な説明を省略する。

最初にＳ１０〜Ｓ２２が実行される。Ｓ２２において、インバータゲート遮断機能に異常の可能性があるとされた場合には、第１モータジェネレータ６０に予め定めた電流値（Ｆ）より大きい電流が流れているか否かを判断する（Ｓ４０）とともに、第２モータジェネレータ７０に予め定めた電流値（Ｇ）より大きい電流が流れているか否かを判断する（Ｓ４２）。

Ｓ４０において、第１モータジェネレータ６０に設けられる電流センサからの情報により第１モータジェネレータ６０に予め定めた電流値（Ｆ）より大きい電流が流れていると判断したときは、第１インバータ回路２００への第１シャットダウン信号に異常がある（換言すれば、ＭＧ１インバータゲート遮断機能に異常がある）と判断する（Ｓ４４）。Ｓ４４の後は、リターン処理へと進む。

Ｓ４０において、第１モータジェネレータ６０に予め定めた電流値（Ｆ）より大きい電流が流れていないと判断したときは、第１インバータ回路２００への第１シャットダウン信号に異常がない（換言すれば、ＭＧ１インバータゲート遮断機能に異常がない）と判断する（Ｓ４５）。Ｓ４５の後は、リターン処理へと進む。

Ｓ４２において、第２モータジェネレータ７０に設けられる電流センサからの情報により第２モータジェネレータ７０に予め定めた電流値（Ｇ）より大きい電流が流れていると判断したときは、第２インバータ回路３００への第２シャットダウン信号に異常がある（換言すれば、ＭＧ２インバータゲート遮断機能に異常がある）と判断する（Ｓ４６）。Ｓ４６の後は、リターン処理へと進む。

Ｓ４２において、第２モータジェネレータ７０に予め定めた電流値（Ｇ）より大きい電流が流れていないと判断したときは、第２インバータ回路３００への第２シャットダウン信号に異常がない（換言すれば、ＭＧ２インバータゲート遮断機能に異常がない）と判断する（Ｓ４７）。Ｓ４７の後は、リターン処理へと進む。

このように、インバータ回路システム１０の変形例によれば、シャットダウン信号がＨｉｇｈ（ＯＮ）となっているにもかかわらず、ディスチャージ処理要求信号をＨｉｇｈ（ＯＮ）させ、インバータ電圧（Ｖ_H）の変化を見ることで、第１インバータ回路２００への第１シャットダウン信号と第２インバータ回路３００への第２シャットダウン信号の異常（例えば、シャットダウン信号線１０７ａ，１０７ｂのＬｏｗ（ＯＦＦ）の張り付き）を検出することができる。さらに、第１モータジェネレータ６０、第２モータジェネレータ７０に流れる電流値により第１シャットダウン信号、第２シャットダウン信号のうち、どのシャットダウン信号が異常であるかを識別することができる。

１０インバータ回路システム、１２蓄電装置、１６第１リレー回路部、１８リレー、２０第２リレー回路部、２２抵抗素子、２３第３リレー回路部、２４，５０正極側ライン、２６，５２負極側ライン、２８，４０コンデンサ、３０コイル、３２，３４トランジスタ、３６，３８ダイオード、３９昇降圧コンバータ回路、４０ｂ，４０ｃ，４０ｄインバータ電圧変化曲線、５５放電抵抗素子、６０第１モータジェネレータ、６２，７２Ｕ相コイル、６４，７４Ｖ相コイル、６６，７６Ｗ相コイル、６８中性点、７０第２モータジェネレータ、８０スイッチング処理部、１００制御部、１０２スイッチング処理部、１０３リレー制御信号線、１０４リレー処理部、１０５昇降圧制御信号線、１０６昇降圧処理部、１０７ａ，１０７ｂシャットダウン信号線、１０８シャットダウン処理部、１０９ａ，１０９ｂ放電処理信号線、１１０ディスチャージ処理部、１１２異常判断部、２００第１インバータ回路、２１０,２２０,２３０,２４０，２５０，２６０トランジスタ、２１２,２２２,２３２,２４２,２５２,２６２ダイオード、３００第２インバータ回路。

Claims

回転電機と、回転電機と接続されるインバータ回路とを含む負荷側回路部と、
インバータ回路の正極側と負極側との間に接続配置され、インバータ回路の両端電圧であるインバータ電圧を保持する平滑コンデンサと、
負荷側回路部の作動を制御する制御部と、
を備え、
制御部は、
負荷側回路部のインバータ回路の作動を停止させることができる停止信号を負荷側回路部に対して出力する手段と、
停止信号に関する異常を判断するために、停止信号が出力されているにもかかわらず負荷側回路部のインバータ回路の作動により平滑コンデンサの電荷を放電させる放電処理信号を負荷側回路部に対して出力する手段と、
インバータ電圧に基づいて停止信号に関する異常を判断する異常判断手段と、
を含むことを特徴とするインバータ回路システム。
請求項１に記載のインバータ回路システムにおいて、
１つの平滑コンデンサに対し、複数の負荷側回路部が並列に設けられ、
制御部は、
停止信号を負荷側回路部ごとに出力することを特徴とするインバータ回路システム。
請求項２に記載のインバータ回路システムにおいて、
異常判断手段は、
インバータ電圧の時間的な変化量に基づいて、どの負荷側回路部への停止信号が異常であるかを判断することを特徴とするインバータ回路システム。
請求項２に記載のインバータ回路システムにおいて、
異常判断手段は、
各負荷側回路部の回転電機に流れる電流値に基づいて、どの負荷側回路部への停止信号が異常であるかを判断することを特徴とするインバータ回路システム。