JP2021090339A

JP2021090339A - 車両駆動装置

Info

Publication number: JP2021090339A
Application number: JP2020109066A
Authority: JP
Inventors: 前田　好彦; Yoshihiko Maeda; 好彦前田; 明孝吉川; Akitaka Yoshikawa
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2020-06-24
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2040-06-24
Also published as: JP7002060B2

Abstract

【課題】安定して３相短絡を実施することができる車両駆動装置を提供する。【解決手段】車両駆動装置５は、電気車両１に搭載される３相モータを駆動するための、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が３相ブリッジ構成で接続されたインバータ１０を制御するＰＷＭ信号を出力するマイコン４０と、マイコン４０から出力されたＰＷＭ信号に基づいて、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動するＰＷＭ駆動回路５０と、インバータ１０の異常時に、下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６を一括して短絡する３相短絡を行う３相短絡駆動回路６０とを備える。３相短絡駆動回路６０は、３相短絡の指令信号により、ＰＷＭ駆動回路５０のゲート出力を遮断するとともに、下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のゲートに電圧を印加する電源切替スイッチ６１、および、上アームのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のゲートソース間を短絡させる絶縁スイッチ６３を有する。【選択図】図３Ａ

Description

本開示は、車両駆動装置に関する。

燃費規制やＣＯ_２規制によって、ＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）、ＨＥＶ（ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）、ＰＨＶ（Ｐｌｕｇ−ｉｎＨｙｂｒｉｄＶｅｈｉｃｌｅ）、ＦＣＶ（ＦｕｅｌＣｅｌｌＶｅｈｉｃｌｅ）などのように車両の電動化が進んでいる。また、車両の電気効率を向上するため、車両を駆動するモータとして永久磁石モータが使用されることが多くなっている。

永久磁石モータは、励磁電流を必要としないために高効率であるが、永久磁石の界磁磁束によって発生する誘起電圧が回転数に比例して上昇し、一定の回転数以上になると誘起電圧がインバータの出力電圧を超えてしまう。そのため、永久磁石モータを高速回転させる際は、永久磁石の界磁磁束によって発生する誘起電圧を抑制するための弱め磁束制御が行われる。

一方で、高速回転時にインバータに異常が発生した場合、例えば高電圧用の電池の端子に接触不良が生じて弱め磁束制御を行うための電力供給が絶たれてしまった場合、永久磁石モータの回転によって発生する大きな誘起電圧によって、インバータのスイッチング素子が破壊されることがある。

その対策として、永久磁石モータの３相を短絡状態として、永久磁石モータから誘起される電圧をほぼ０（ゼロ）にする３相短絡制御が行われる。その３相短絡制御の一例として特許文献１には、永久磁石モータを駆動するインバータと、インバータに発生する過電圧などの異常を検出する異常検出部と、インバータを３相短絡制御の状態にロジック回路（ロジックＩＣ）を用いて切り替える３相短絡回路とを備える車両駆動装置が記載されている。この車両駆動装置では、異常検出部が異常を検出した場合に、インバータを３相ＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御の状態から３相短絡制御の状態に切り替えることで、インバータにかかる過電圧を低減している。

特開２０１５−１９８５０３号公報

しかし、特許文献１に記載された車両駆動装置では、インバータを３相短絡制御の状態にロジック回路を用いて切り替える、つまりロジック回路でゲートを直接駆動している。ロジック回路は、一般的にゲート電位を維持する電力を出力することが困難である。つまり、特許文献１に記載された車両駆動装置では、安定した３相短絡が実施できない可能性がある。

そこで、本開示は、安定して３相短絡を実施することができる車両駆動装置に関する。

本開示の一態様に係る車両駆動装置は、車両に搭載される３相モータを駆動するための、複数のスイッチング素子が３相ブリッジ構成で接続されたインバータを制御するＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力するマイコンと、前記マイコンから出力された前記ＰＷＭ信号に基づいて、前記複数のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ駆動回路と、前記インバータの異常時に、前記複数のスイッチング素子のうち下アームのスイッチング素子を一括して短絡する３相短絡を行う３相短絡駆動回路と、を備え、前記３相短絡駆動回路は、前記３相短絡の指令信号により、前記ＰＷＭ駆動回路のゲート出力を遮断するとともに、前記下アームのスイッチング素子の前記ゲートに電圧を印加する第１スイッチと、前記３相短絡の前記指令信号により、前記複数のスイッチング素子のうち上アームのスイッチング素子のゲートソース間を短絡させる第２スイッチとを有する。

本開示の一態様に係る車両駆動装置は、インバータにおいて安定して３相短絡を実施することができる。

図１は、実施の形態１に係る車両駆動装置を備える電気車両を例示する概略図である。図２は、実施の形態１に係る車両駆動装置のインバータが備える３相ブリッジ回路の一例を示す回路図である。図３Ａは、実施の形態１に係るインバータのうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図３Ｂは、実施の形態１に係る車両駆動装置の降圧ＤＣ電源の一実施例を示すブロック図である。図４は、実施の形態１に係る車両駆動装置の動作の一例を示すフローチャートである。図５は、実施の形態１の変形例に係るインバータのうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図６は、実施の形態１の変形例に係る異常検出回路の機能構成を示すブロック図である。図７は、実施の形態１の変形例に係る車両駆動装置の動作の一例を示すフローチャートである。図８は、実施の形態２に係るインバータのうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図９は、実施の形態２に係る車両駆動装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１０は、実施の形態３に係る車両駆動装置のインバータが備える３相ブリッジ回路の一例を示す回路図である。図１１Ａは、実施の形態３に係るインバータのうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図１１Ｂは、実施の形態３に係る車両駆動装置の降圧ＤＣ電源の一実施例を示すブロック図である。図１２は、実施の形態３に係る車両駆動装置の第１の動作の一例を示すフローチャートである。図１３は、実施の形態３に係る車両駆動装置の第２の動作の一例を示すフローチャートである。図１４は、実施の形態３の変形例に係るインバータのうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図１５は、実施の形態３の変形例に係る異常検出回路の機能構成を示すブロック図である。図１６は、実施の形態３の変形例に係る車両駆動装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１７は、実施の形態４に係るインバータのうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図１８は、実施の形態４に係る車両駆動装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１９は、実施の形態５に係るインバータのうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図２０は、実施の形態６に係るインバータのうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。

本開示の一態様に係る車両駆動装置は、車両に搭載される３相モータを駆動するための、複数のスイッチング素子が３相ブリッジ構成で接続されたインバータを制御するＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力するマイコンと、前記マイコンから出力された前記ＰＷＭ信号に基づいて、前記複数のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ駆動回路と、前記インバータの異常時に、前記複数のスイッチング素子のうち下アームのスイッチング素子を一括して短絡する３相短絡を行う３相短絡駆動回路と、を備える。そして、前記３相短絡駆動回路は、前記３相短絡の指令信号により、前記ＰＷＭ駆動回路のゲート出力を遮断するとともに、前記下アームのスイッチング素子の前記ゲートに電圧を印加する第１スイッチと、前記３相短絡の前記指令信号により、前記複数のスイッチング素子のうち上アームのスイッチング素子のゲートソース間を短絡させる第２スイッチとを有する。

これにより、車両駆動装置は、３相短絡の指令信号によりインバータが３相短絡制御の状態となる際に、第１スイッチにより下アームのスイッチング素子のゲートに電圧が印加されるので、当該スイッチング素子をオンさせることができる。また、車両駆動装置は、３相短絡の指令信号によりインバータが３相短絡制御の状態となる際に、第２スイッチにより上アームのスイッチング素子のゲートソース間を短絡させることで、当該スイッチング素子を強制的にオフすることができる。よって、車両駆動装置は、安定して３相短絡を実施することができる。

また、例えば、前記ＰＷＭ駆動回路の電源は、前記３相モータを駆動するための第１直流電池、および、前記車両の電装品に電力を供給するための、前記第１直流電池よりも電圧が低い第２直流電池の少なくとも一方に基づく電源でもよい。

これにより、車両駆動装置は、専用の電源を設けずに、ＰＷＭ駆動回路用の電源と下アームのスイッチング素子のゲートとを第１スイッチを介して接続するといった簡単な構成で、下アームのスイッチング素子のゲートに電圧を印加することができる。

また、例えば、前記インバータの異常は、前記マイコンの異常でもよい。

これにより、車両駆動装置は、マイコンに異常が発生し、当該マイコンが正常にスイッチング素子のオン・オフを制御できない場合に、３相短絡制御の状態になる。車両駆動装置は、例えば、マイコンの異常により弱め磁束制御が行えず誘起電圧の上昇を抑制することが困難な場合に、３相短絡制御の状態になる。よって、車両駆動装置は、マイコンに異常が発生したことに起因して誘起電圧が上昇することを抑制することができる。

また、例えば、前記マイコンの異常を検出するための異常検出回路をさらに備え、前記異常検出回路は、前記マイコンの異常を検出すると、前記３相短絡の前記指令信号を前記３相短絡駆動回路に出力してもよい。

これにより、車両駆動装置は、マイコンの異常が発生したときに３相短絡制御の状態になるので、マイコンに異常が発生したことに起因して誘起電圧が上昇することを抑制することができる。

また、例えば、前記インバータの異常は、前記第１直流電池の電圧が所定電圧を超える過電圧状態でもよい。

これにより、車両駆動装置は、インバータに過電圧が発生したときに３相短絡制御の状態になるので、３相ブリッジ回路にかかる過電圧を低減することができる。

また、例えば、前記過電圧状態を検出するための過電圧検出回路をさらに備え、前記過電圧検出回路は、前記インバータに接続される前記第１直流電池に電気的に接続され、前記過電圧状態を検出すると、前記３相短絡の前記指令信号を前記３相短絡駆動回路に出力してもよい。

これにより、第１直流電池に電気的に接続された過電圧検出回路を用いて、インバータの過電圧を検出することができる。

また、例えば、前記３相短絡の前記指令信号を保持するラッチ回路をさらに備え、前記ラッチ回路の出力は、前記第１スイッチと、前記第２スイッチとに入力されてもよい。

これにより、インバータの過電圧の電圧値が過電圧と判定される閾値前後でふらついた場合に、通常制御の状態と３相短絡制御の状態とが短期間に繰り返し切り替わることを抑制することができる。つまり、車両駆動装置は、さらに安定して３相短絡を実施することができる。また、ラッチ回路を用いることで、第１スイッチおよび第２スイッチの切り替えを同時に行うことができる。

また、例えば、前記第２スイッチおよび前記下アームのスイッチング素子と接続される半導体スイッチをさらに備え、前記第２スイッチは、フォトカプラであり、前記３相短絡の前記指令信号が前記フォトカプラに入力されて前記半導体スイッチがオンになることで、前記下アームのスイッチング素子の前記ゲートソース間を短絡させてもよい。

これにより、第２スイッチは、半導体スイッチと第２スイッチに接続される部品（例えば、ラッチ回路）との絶縁を維持した状態で、ゲートに蓄積された電荷を放電することができる。また、第２スイッチの動作を高速に行うことができる。

また、例えば、前記第２スイッチは、リレーを有し、前記３相短絡の前記指令信号が入力されて前記リレーがオンになることで、前記下アームのスイッチング素子の前記ゲートソース間を短絡させてもよい。

これにより、第２スイッチは、上アームのスイッチング素子のゲートと第２スイッチに接続される部品（例えば、ラッチ回路）との絶縁を維持した状態で、ゲートに蓄積された電荷を放電することができる。また、簡易な構成で第２スイッチを実現することができる。

また、例えば、前記インバータの異常時に、前記複数のスイッチング素子のうち下アームのスイッチング素子を一括して短絡する３相短絡を行うための信号を前記ＰＷＭ駆動回路に出力する３相短絡切替回路を、さらに備え、前記３相短絡切替回路は、前記マイコンと前記ＰＷＭ駆動回路との間に電気的に接続され、通常動作時は前記ＰＷＭ信号を駆動信号として前記ＰＷＭ駆動回路に出力し、前記３相短絡の指令信号が入力されると、前記下アームのスイッチング素子をオンに、かつ、前記複数のスイッチング素子のうち上アームのスイッチング素子をオフにする前記駆動信号を前記ＰＷＭ駆動回路に出力する。

これにより、車両駆動装置は、第１スイッチが故障しており３相短絡駆動時に接続が切り替わらない場合であっても、３相短絡切替回路からの駆動信号により３相短絡駆動を実行することができる。よって、３相短絡駆動を実行できる確実性が増す。

また、例えば、前記３相短絡切替回路は、前記駆動信号を前記ＰＷＭ駆動回路に出力する論理回路を含んでもよい。

これにより、車両駆動装置は、複数のスイッチング素子のオン・オフ動作を、論理回路を用いない場合に比べて高速に行うことができる。

また、例えば、前記インバータの異常は、前記マイコンの異常であることを含んでもよい。

また、例えば、前記マイコンの異常を検出するための異常検出回路をさらに備え、前記異常検出回路は、前記マイコンの異常を検出すると、前記３相短絡の前記指令信号を前記３相短絡切替回路に出力してもよい。

また、例えば、前記インバータの異常は、前記３相モータを駆動するための電源の電圧が所定電圧を超える過電圧状態であることを含んでもよい。

また、例えば、前記過電圧状態を検出するための過電圧検出回路をさらに備え、前記過電圧検出回路は、前記インバータに接続される前記電源に電気的に接続され、前記過電圧状態を検出すると、前記３相短絡の前記指令信号を前記３相短絡切替回路に出力してもよい。

また、例えば、前記３相短絡切替回路は、前記３相短絡の前記指令信号を保持するラッチ回路をさらに有してもよい。

これにより、インバータの過電圧の電圧値が過電圧と判定される閾値前後でふらついた場合に、通常制御の状態と３相短絡制御の状態とが短期間に繰り返し切り替わることを抑制することができる。つまり、車両駆動装置は、さらに安定して３相短絡を実施することができる。

また、例えば、前記駆動信号は、前記複数のスイッチング素子のうち上アームのスイッチング素子を駆動する上アーム駆動信号と、前記下アームのスイッチング素子を駆動する下アーム駆動信号とを含み、前記３相短絡切替回路は、前記上アーム駆動信号と、前記下アーム駆動信号とが入力される監視回路をさらに有し、前記監視回路は、前記上アーム駆動信号と前記下アーム駆動信号とが同時にオンになる信号であることを検出すると、前記ＰＷＭ駆動回路の前記複数のスイッチング素子への出力を遮断する遮断回路を動作させてもよい。

これにより、３相短絡切替回路が有する部品や基板などが故障して上下アームのスイッチング素子を同時にオンさせる信号が出力されている場合に、ＰＷＭ駆動回路から複数のスイッチング素子への駆動信号が遮断される。つまり、複数のスイッチング素子の各々はオフとなる。よって、車両駆動装置は、上下アームのスイッチング素子が同時にオンしてしまい、上下間短絡が発生することを抑制することができる。

また、例えば、前記監視回路は、前記マイコンに検出結果を出力し、前記マイコンは、前記検出結果を取得すると、前記３相短絡の前記指令信号の出力を禁止するとともに、前記３相モータの回転数を制限するための信号を出力してもよい。

これにより、車両駆動装置は、３相短絡切替回路に異常がある場合に、３相短絡駆動が行われることを禁止することができる。また、車両駆動装置は、３相モータの回転数を制限するための信号を、例えば上位ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）に出力し、当該上位ＥＣＵが車両の速度を低下するように制御することで、３相モータの回転数が上昇してインバータが過電圧状態となることを抑制することができる。

また、例えば、前記遮断回路は、前記上アーム駆動信号と前記下アーム駆動信号とが同時にオンになる信号であることを検出すると、前記ＰＷＭ駆動回路の前記複数のスイッチング素子への出力をオフにしてもよい。

これにより、上アーム駆動信号と下アーム駆動信号とが同時にオンになる信号が検出されると、遮断回路により、ＰＷＭ駆動回路から複数のスイッチング素子へ出力された信号がその経路上で遮断される。つまり、ＰＷＭ駆動回路から複数のスイッチング素子への駆動信号は、当該複数のスイッチング素子には入力されない。よって、車両駆動装置は、３相短絡切替回路が有する部品や基板などが故障して上下アームのスイッチング素子を同時にオンさせる信号が出力されている場合に、上下アームのスイッチング素子を同時にオフとすることで、上下間短絡が発生することを抑制することができる。

また、例えば、前記遮断回路は、前記上アーム駆動信号と前記下アーム駆動信号とが同時にオンになる信号であることを検出すると、前記ＰＷＭ駆動回路への電力供給をオフにしてもよい。

これにより、上アーム駆動信号と下アーム駆動信号とが同時にオンになる信号が検出されると、遮断回路により、ＰＷＭ駆動回路への電力供給がオフになる。つまり、ＰＷＭ駆動回路から複数のスイッチング素子への駆動信号の出力が停止する。よって、車両駆動装置は、３相短絡切替回路が有している部品や基板などが故障して上下アームのスイッチング素子を同時にオンさせる信号が出力されている場合に、上下アームのスイッチング素子を同時にオフとすることで、上下間短絡が発生することを抑制することができる。

また、例えば、前記遮断回路は、前記第１スイッチと前記ＰＷＭ駆動回路との間に電気的に接続される。

これにより、論理回路が故障して同時オンとなる信号が出力されたときに、遮断回路によりＰＷＭ駆動回路をオフすることができる。

なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、または、集積回路で実現されてもよく、システム、方法、または、集積回路の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

また、本明細書において、同時などの要素間の関係性を示す用語、および、数値は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。

（実施の形態１）
以下、本実施の形態に係る車両駆動装置について、図１〜図４を参照しながら説明する。

［１−１．車両駆動装置の構成］
まず、本実施の形態に係る車両駆動装置５の構成について、図１〜図３Ｂを参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る車両駆動装置５を備える電気車両１を例示する図である。

図１に示すように、電気車両１は、駆動輪２と、動力伝達機構３と、永久磁石モータＭ１と、インバータ１０と、電池Ｐ１とを備える。これらの構成のうち、車両駆動装置５は、永久磁石モータＭ１、インバータ１０および電池Ｐ１によって構成されている。以下、永久磁石モータＭ１をモータＭ１とも記載する。電気車両１は、車両の一例である。

モータＭ１は、電気車両１の駆動輪２を駆動する３相交流式のモータ（３相モータ）であり、例えば、埋込磁石同期モータまたは表面磁石同期モータなどのモータが用いられる。

動力伝達機構３は、例えば、ディファレンシャルギアおよびドライブシャフトによって構成され、モータＭ１と駆動輪２との間にて動力を伝達する。モータＭ１の回転力は、動力伝達機構３を経由して駆動輪２に伝達される。これと同様に、駆動輪２の回転力は、動力伝達機構３を経由してモータＭ１に伝達される。なお、電気車両１は、動力伝達機構３を備えていなくてもよく、モータＭ１と駆動輪２とが直結された構造であってもよい。

電池Ｐ１は、例えば、リチウムイオン電池などの直流電源である。電池Ｐ１は、モータＭ１を駆動させるための電力を供給し、および、この電力を蓄積する。電池Ｐ１は、第１直流電池の一例である。電池Ｐ１の電圧は、例えば、４８Ｖであるがこれに限定されない。電池Ｐ１は、後述する低電圧直流電池よりも高電圧であり、高電圧直流電池であるとも言える。

インバータ１０は、電池Ｐ１から供給された直流電力を例えば３相の交流電力に変換して、その交流電力をモータＭ１に供給する。このように車両駆動装置５は、電池Ｐ１の電力を用いて３相交流式のモータＭ１を駆動するように構成されている。インバータ１０は、例えば、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が３相ブリッジ構成で接続されている。

図２は、本実施の形態に係る車両駆動装置５のインバータ１０が備える３相ブリッジ回路２０の一例を示す回路図である。なお、図２に示す電圧Ｖｐは電源電圧であり、電圧Ｖｇは接地電圧である。

図２に示すように、車両駆動装置５は、モータＭ１と、インバータ１０と、電池Ｐ１とを備える。インバータ１０は、３相ブリッジ回路２０と制御回路３０とを有する。なお、図２には、３相ブリッジ回路２０に印加される電圧を平滑化する平滑コンデンサＣ１も図示されている。

３相ブリッジ回路２０は、電池Ｐ１から供給された直流電力をスイッチング動作により３相の交流電力に変換して、その交流電力をモータＭ１に供給し、モータＭ１を駆動する回路である。３相ブリッジ回路２０の、スイッチング動作制御用の入力側はＰＷＭ駆動回路５０および３相短絡駆動回路６０に、電力の入力側は電池Ｐ１に、それぞれ接続され、出力側はモータＭ１に接続されている。

なお、モータＭ１の回生時には、３相ブリッジ回路２０の出力側から回生電流が導入され、電力の入力側に向かって流れるが、ここでは、電池Ｐ１が接続される側を入力側、モータＭ１が接続される側を出力側と定義する。

３相ブリッジ回路２０は、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が３相ブリッジ接続されて構成される。３相ブリッジ回路２０は、図２の上側に位置する上側アーム群に設けられたスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３と、図２の下側に位置する下側アーム群に設けられたスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６とを有する。例えば、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）または絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などによって構成される。また、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、ワイドバンドギャップ半導体を用いて構成されてもよい。

各スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、モータＭ１の３つの端子から引き出された３つの出力線と、電池Ｐ１の正極に接続された電源線Ｌｐとの間のそれぞれの間に接続されている。各スイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６は、上記３つの出力線と電池Ｐ１の負極に接続された接地線Ｌｇとの間のそれぞれの間に接続されている。また、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６には、還流ダイオードが並列接続されている。還流ダイオードは、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に寄生する寄生ダイオードであってもよい。なお、以降において、各スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を上アーム、各スイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を下アームとも記載する場合がある。

各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、制御回路３０に接続され、制御回路３０から出力された信号によって駆動する。具体的には、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、ＰＷＭ駆動回路５０から出力された信号によって、電池Ｐ１から供給された直流電力をスイッチング動作により３相の交流電力に変換して、その交流電力をモータＭ１に供給する。モータＭ１は、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の駆動に基づいて、力行、回生または惰行などの状態で駆動される。また、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、３相短絡駆動回路６０から出力された信号によって、上アームのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が一括して開放され、下アームのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６が一括して短絡される３相短絡の状態となる。

制御回路３０は、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の駆動を制御するための制御装置である。制御回路３０は、マイクロコントローラ４０と、ＰＷＭ駆動回路５０と、３相短絡駆動回路６０とを有する。以下、マイクロコントローラ４０をマイコン４０とも記載する。

マイコン４０は、電気車両１に搭載されるモータＭ１を駆動するための、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を有する３相ブリッジ回路２０からなるインバータ１０を制御する。マイコン４０は、ＰＷＭ駆動回路５０および３相短絡駆動回路６０と電気的に接続されており、ＰＷＭ駆動回路５０および３相短絡駆動回路６０のそれぞれを制御するための制御信号を生成し、出力する。マイコン４０は、各種の演算等を行うマイクロプロセッサと、マイクロプロセッサを動作させるためのプログラムまたは情報などを記憶するメモリ、および周辺回路とによって構成される。

マイコン４０は、モータＭ１に流れる電流を検知する電流センサＣＳｕ、ＣＳｖ、ＣＳｗ、および、モータＭ１の磁極位置を検出して回転位置を検知する回転位置センサＲＳなどの各種センサによって検知された情報を取得する。なお、電流センサＣＳｕ、ＣＳｖ、ＣＳｗは、モータＭ１のｕ相、ｖ相、ｗ相における電流値を検知するセンサである。また、マイコン４０は、電源線Ｌｐにおける電圧Ｖｐに関する情報を取得する。また、マイコン４０は、制御回路３０の外部、例えば電気車両１のＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）から出力されたトルク指令または駆動回生指示信号などの制御指令情報を取得する。マイコン４０は、例えば、上記の各情報を、モータ制御信号取得部（図示しない）を介して取得する。

そして、マイコン４０は、取得した上記の各情報に基づいて、演算によりトルク指令値を電流に換算し、モータＭ１を電流制御するための制御信号を出力する。例えば、マイコン４０は、車両駆動装置５の駆動時におけるモータＭ１のトルクが、トルク指令情報に示された目標トルク（例えば電気車両１のアクセルペダルまたはブレーキペダルの操作量に応じたトルク）となるように、モータＭ１を駆動するために必要な駆動信号（例えば、後述するＰＷＭ信号）を演算し、この駆動信号をＰＷＭ駆動回路５０に出力する。マイコン４０は、車両駆動装置５が通常駆動している際は、３相ＰＷＭ制御を行うための駆動信号を出力する。駆動信号は、モータＭ１の電流制御のための制御信号である。

なお、マイコン４０は、駆動信号を生成する信号生成部の一例である。信号生成部は、マイコン４０であるであることに限定されず、マイクロプロセッサまたはＣＰＵ（中央演算処理装置）などであってもよい。

ＰＷＭ駆動回路５０は、マイコン４０から出力されたＰＷＭ信号（駆動信号の一例）に基づいて、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の駆動を制御する。ＰＷＭ駆動回路５０は、電池Ｐ１から供給された直流電力を３相の交流電力に変換して、その交流電力をモータＭ１に供給するために各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のスイッチング動作を制御する。

３相短絡駆動回路６０は、インバータ１０の異常時に、インバータ１０にかかる過電圧を抑制するために、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち下アームのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を一括して短絡する３相短絡を行う。具体的には、３相短絡駆動回路６０は、インバータ１０の異常時に各スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３（上アーム）をオフとし、かつ、各スイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６（下アーム）をオンとする。

これにより、モータＭ１から発生する誘起電圧をほぼ０（ゼロ）にすることができるので、３相ブリッジ回路２０の過電圧を抑制することができる。なお、過電圧は、例えば、電池Ｐ１のプラス側配線の外れ、断線、あるいは、電池Ｐ１に設けられた図示しないメインリレーの開放などによって発生し得る。

なお、本実施の形態では、インバータ１０の異常は、インバータ１０に過電圧が発生したこと、つまり、電池Ｐ１の電圧が所定電圧を超える過電圧状態である例について説明するが、これに限定されない。

ここで、３相短絡駆動回路６０の構成などの詳細について、さらに図３Ａ、および図３Ｂを参照しながら説明する。図３Ａは、本実施の形態に係るインバータ１０のうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図３Ｂは、降圧ＤＣ電源７０の一実施例を示すブロック図である。図３Ａでは、インバータ１０のうちのｕ相の機能構成を示す。以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。

図３Ａに示すように、インバータ１０は、制御回路３０に加えて、降圧ＤＣ電源７０と、過電圧検出回路８０とを有する。また、３相短絡駆動回路６０は、電源切替スイッチ６１と、ラッチ回路６２と、絶縁スイッチ６３と、放電回路６４と、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３とを有する。

降圧ＤＣ電源７０は、ＰＷＭ駆動回路５０の駆動用の電源である。降圧ＤＣ電源７０は、例えば、１２Ｖ〜１５Ｖ程度の電圧をＰＷＭ駆動回路５０に供給する。本実施の形態では、降圧ＤＣ電源７０は、さらに、３相短絡駆動を行うときに下アームのスイッチング素子Ｓ４をオンするための電圧を当該スイッチング素子Ｓ４のゲートに供給する。降圧ＤＣ電源７０は、３相短絡駆動を行うときに、電源切替スイッチ６１の切り替えにより、ＰＷＭ駆動回路５０を介さずにスイッチング素子Ｓ４のゲートに電圧を供給する。なお、降圧ＤＣ電源７０は、ＰＷＭ駆動回路５０の電源の一例である。

降圧ＤＣ電源７０は、モータＭ１を駆動するための電池Ｐ１、および、電気車両１の電装品に電力を供給するための、電池Ｐ１よりも電圧が低い低電圧直流電池の少なくとも一方に基づく電源である。ここでは、図３Ａに示すように、降圧ＤＣ電源７０は、電池Ｐ１の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータにより降圧して生成された電源である。なお、降圧ＤＣ電源７０は、低電圧直流電池である電池Ｐ２（図３Ｂ参照）そのものであってもよい。この場合、低電圧直流電池は、例えば、１２Ｖの蓄電池であってもよい。低電圧直流電池は、第２直流電池の一例である。

なお、降圧ＤＣ電源７０が電池Ｐ１、および、低電圧直流電池である電池Ｐ２の両方に基づく電源である場合、図３Ｂに示すように、電池Ｐ１の電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ７１の出力と、電池Ｐ２とを、ダイオードＯＲにより電源切替スイッチ６１と接続される構成としてもよい。例えば、電圧が高いダイオード側の電池から電源切替スイッチ６１を介して電力が供給されてもよい。

過電圧検出回路８０は、３相ブリッジ回路２０における直流電圧の所定の過電圧を検出する回路である。過電圧検出回路８０は、例えば、電源線Ｌｐにおける所定の過電圧を検出する。より具体的には、過電圧検出回路８０は、電源線Ｌｐにおける所定の過電圧を検出した場合に、３相短絡を行うための３相短絡信号を出力する。３相短絡信号は、過電圧を検出したことを示す信号であるとも言える。過電圧検出回路８０は、電源線Ｌｐおよび接地線Ｌｇのそれぞれと電気的に接続される。

なお、所定の過電圧とは、電源線Ｌｐの電圧が、回路を構成する部品の耐電圧を超えない電圧として予め決定される。ここで、回路を構成する部品とは、例えば、３相ブリッジ回路２０のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６、または、平滑コンデンサＣ１などである。過電圧検出回路８０は、３相短絡信号を３相短絡駆動回路６０に出力する。なお、過電圧検出回路８０は、マイコン４０に３相短絡信号を出力してもよい。３相短絡信号は、例えば、ハイレベルのパルス信号であるがこれに限定されない。また、３相短絡信号は、３相短絡の指令信号の一例である。

過電圧検出回路８０の回路構成は、過電圧を検出し、かつ、当該過電圧を検出したことを示す信号を出力できれば、特に限定されない。過電圧検出回路８０は、例えば、複数の抵抗素子と、比較回路とを有する。比較回路は、＋入力端子と、−入力端子と、＋入力端子の電圧と−入力端子の電圧との比較結果を出力する出力端子とを有する。比較回路は、例えば、＋入力端子に入力される検出電圧が−入力端子に入力される基準電圧よりも高い場合に、出力端子から３相短絡信号を出力する。検出電圧は、過電圧であるか否かの判定の対象となる電圧であり、例えば、電源線Ｌｐにおける電圧Ｖｐに基づく電圧である。基準電圧は、過電圧を検出するための基準となる電圧であり、例えば、定電圧源における電圧（例えば、５Ｖ）に基づく電圧である。また、複数の抵抗素子は、電圧Ｖｐおよび定電圧源における電圧を分圧するために用いられる。

電源切替スイッチ６１は、ラッチ回路６２からの信号により、ＰＷＭ駆動回路５０のゲート出力を遮断するとともに、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち下アームのスイッチング素子Ｓ４のゲートに電圧を印加するためのスイッチである。電源切替スイッチ６１は、一端が降圧ＤＣ電源７０に接続され、かつ、他端の一方がＰＷＭ駆動回路５０に接続され、他端の他方がスイッチング素子Ｓ４のゲートに接続されており、降圧ＤＣ電源７０の電力の供給先を選択的に切り替える。電源切替スイッチ６１は、車両駆動装置５が通常駆動している際には、降圧ＤＣ電源７０とＰＷＭ駆動回路５０とを接続する。また、電源切替スイッチ６１は、車両駆動装置５が３相短絡駆動している際には、降圧ＤＣ電源７０とスイッチング素子Ｓ４のゲートとを接続する。なお、詳細は後述するが、ゲート出力を遮断するとは、例えば、ＰＷＭ駆動回路５０の出力側がハイインピーダンスになることである。なお、電源切替スイッチ６１は、第１スイッチの一例である。

ラッチ回路６２は、入力側がマイコン４０および過電圧検出回路８０と接続され、出力側が電源切替スイッチ６１および絶縁スイッチ６３と接続され、過電圧検出回路８０から出力された３相短絡信号を保持し、電源切替スイッチ６１および絶縁スイッチ６３に出力する。言い換えると、ラッチ回路６２の出力は、電源切替スイッチ６１および絶縁スイッチ６３に入力される。また、ラッチ回路６２は、マイコン４０が３相短絡信号を出力する機能を有する場合、当該マイコン４０から出力された３相短絡信号を保持し、電源切替スイッチ６１および絶縁スイッチ６３に出力してもよい。

ラッチ回路６２は、３相短絡信号を電源切替スイッチ６１に出力することで、降圧ＤＣ電源７０とスイッチング素子Ｓ４のゲートとが導通するように電源切替スイッチ６１を切り替える。また、ラッチ回路６２は、３相短絡信号を絶縁スイッチ６３に出力することで、絶縁スイッチ６３をオフからオンに切り替える。ラッチ回路６２は、例えば、電源切替スイッチ６１の切り替えと、絶縁スイッチ６３の切り替えとを同時に行わせる。

なお、ラッチ回路６２は、過電圧検出回路８０から３相短絡信号を取得すると、マイコン４０からラッチ解除信号を取得するまで、当該３相短絡信号を電源切替スイッチ６１および絶縁スイッチ６３に出力する。

絶縁スイッチ６３は、ラッチ回路６２からの３相短絡信号により、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち上アームのスイッチング素子Ｓ１のゲートソース間を短絡させることで、上アームのスイッチング素子Ｓ１のゲートを強制的にオフする。

絶縁スイッチ６３は、入力側がラッチ回路６２に接続され、出力側が放電回路６４に接続され、ラッチ回路６２から３相短絡信号を取得すると、オンとなる。絶縁スイッチ６３がオンとなることで、放電回路６４に放電を実行させるための信号が出力される。放電回路６４が半導体スイッチである場合、絶縁スイッチ６３の出力側は半導体スイッチのゲートと接続されており、絶縁スイッチ６３がオンとなることで、当該半導体スイッチがオンする。

絶縁スイッチ６３は、ラッチ回路６２と放電回路６４とを絶縁し、かつ、放電回路６４をラッチ回路６２からの出力により制御可能な構成を有する。絶縁スイッチ６３は、例えば、フォトカプラまたはリレーにより実現される。これにより、絶縁スイッチ６３は、ラッチ回路６２を放電回路６４から絶縁する（保護する）ことができる。

絶縁スイッチ６３がフォトカプラである場合、入力側がラッチ回路６２に接続され、出力側が放電回路６４（放電回路６４が半導体スイッチである場合、半導体スイッチのゲート）に接続される。絶縁スイッチ６３がリレーである場合、当該リレーは、例えば、スイッチと、電流を流すことで生じる磁力によりスイッチをオン・オフするコイルとを有し、コイル（一次巻き線側）がラッチ回路６２と接続され、スイッチ（接点側）が放電回路６４（放電回路６４が半導体スイッチである場合、半導体スイッチのゲート）に接続される。なお、絶縁スイッチ６３は、第２スイッチの一例である。

放電回路６４は、一端（例えば、ドレイン）がスイッチング素子Ｓ１のゲートに接続され、他端（例えば、ソース）がスイッチング素子Ｓ１のソースに接続され、３相短絡駆動している際に、絶縁スイッチ６３がオンすることでスイッチング素子Ｓ１のゲートの電荷を放電する。放電回路６４は、例えば、トランジスタなどの半導体スイッチにより実現される。絶縁スイッチ６３からゲートに信号が供給されることでゲートがオンし、スイッチング素子Ｓ１のゲートの電荷を放電させる。

これにより、放電回路６４は、スイッチング素子Ｓ１のゲートおよびソースを同電位とすることができるので、スイッチング素子Ｓ１をオフとすることができる。放電回路６４は、３相短絡駆動をしている際に、スイッチング素子Ｓ１を確実にオフさせるために設けられる。

放電回路６４は、絶縁スイッチ６３がフォトカプラである場合、ラッチ回路６２からの３相短絡信号がフォトカプラに入力され、当該入力に対応する出力がトランジスタのゲートに入力されることで放電回路６４がオンになる。そして、放電回路６４がオンになることで、ゲートソース間が短絡する。言い換えると、絶縁スイッチ６３は、ラッチ回路６２からの３相短絡信号がフォトカプラに入力されて放電回路６４がオンになることで、上アームのスイッチング素子Ｓ１のゲートソース間を短絡させる。これにより、スイッチング素子Ｓ１のゲートの電荷が放電される。

また、放電回路６４は、絶縁スイッチ６３がリレーである場合、ラッチ回路６２からの３相短絡信号がリレーのコイルに入力されることで当該コイルに電流が流れ、当該電流により生じる磁力によりスイッチがオンになる。そして、スイッチがオンになることで、ゲートソース間が短絡する。言い換えると、絶縁スイッチ６３は、ラッチ回路６２からの３相短絡信号がリレーに入力されてリレーがオンになることで、上アームのスイッチング素子Ｓ１のゲートソース間を短絡させる。これにより、スイッチング素子Ｓ１のゲートの電荷が放電される。

なお、絶縁スイッチ６３がリレーである場合、当該絶縁スイッチ６３が放電回路６４としての機能を有する。つまり、絶縁スイッチ６３と放電回路６４とは、１つの回路部品により実現されてもよい。

このように、３相短絡駆動回路６０は、ラッチ回路６２から出力される３相短絡信号により、上アームのスイッチング素子Ｓ１をオフにし、かつ、下アームのスイッチング素子Ｓ４をオンする構成を有する。

また、図３Ａに示すように、電源切替スイッチ６１は、抵抗素子Ｒ１を介してスイッチング素子Ｓ４のゲートに接続されている。また、ＰＷＭ駆動回路５０は、抵抗素子Ｒ２を介してスイッチング素子Ｓ１のゲートと接続され、抵抗素子Ｒ３を介してスイッチング素子Ｓ４のゲートと接続されている。言い換えると、抵抗素子Ｒ１は、一方の端子が電源切替スイッチ６１の他端の他方に接続され、他方の端子がスイッチング素子Ｓ４のゲートに接続されている。抵抗素子Ｒ２は、一方の端子がＰＷＭ駆動回路５０（例えば、ＰＷＭ駆動回路５０のＨｉｇｈ側端子）に接続され、他方の端子がスイッチング素子Ｓ１のゲートに接続されている。抵抗素子Ｒ３は、一方の端子がＰＷＭ駆動回路５０（例えば、ＰＷＭ駆動回路５０のＬｏｗ側端子）に接続され、他方の端子がスイッチング素子Ｓ４のゲートに接続されている。

上記のように、３相短絡駆動回路６０は、３相短絡駆動している際に、３相ブリッジ回路２０の上側アーム群のスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を絶縁スイッチ６３を介して開放し、かつ、下側アーム群のスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を電源切替スイッチ６１を介して短絡する回路である。つまり、３相短絡駆動回路６０は、背景技術に記載した特許文献１のように、論理回路（ロジック回路）からの出力信号により下側アーム群のスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を短絡させない。３相短絡駆動回路６０は、論理回路からの出力でスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６のゲートを直接駆動しない。

これにより、車両駆動装置５は、例えば、３相ブリッジ回路２０に過電圧が検出された場合に、３相短絡駆動回路６０を働かせて安定して３相短絡駆動を行い、３相ブリッジ回路２０にかかる過電圧を抑制することができる。このようにして、制御モータＭ１の３相のそれぞれを安定して短絡することで、モータＭ１の巻線コイル間から誘起される電圧をより確実に抑制することができる。

また、例えば、背景技術で記載した特許文献１の車両駆動装置は、上アームのスイッチング素子のグランドレベルが下アームのスイッチング動作により変動するので、不安定である。そのため、論理回路（ロジック回路）からの出力信号により上アームのスイッチング素子を動作させるためには、上アームのスイッチング素子のソースの電位をグランドとした絶縁電源が必要となり、回路構成が複雑になる。一方、本実施の形態に係る車両駆動装置５は、上記のように、絶縁電源を要することなく、３相短絡駆動している際に、上アームのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３をより確実にオフにすることができる。

［１−２．車両駆動装置の動作］
次に、車両駆動装置５の動作について、図４を参照しながら説明する。図４は、本実施の形態に係る車両駆動装置５の動作の一例を示すフローチャートである。図４では、インバータ１０が通常駆動している状態における動作を示す。なお、通常駆動している状態では、電源切替スイッチ６１は、ＰＷＭ駆動回路５０に接続されている。つまり、降圧ＤＣ電源７０は、ＰＷＭ駆動回路５０に電力を供給している。また、以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。

図４に示すように、インバータ１０が通常駆動している状態で過電圧検出回路８０が電源線Ｌｐにおける所定の過電圧を検出すると（Ｓ１１でＹｅｓ）、過電圧検出回路８０は、ラッチ回路６２に３相短絡信号を出力する。ラッチ回路６２は、３相短絡信号を保持し、当該３相短絡信号を電源切替スイッチ６１および絶縁スイッチ６３に出力する。これにより、ラッチ回路６２は、電源切替スイッチ６１をＰＷＭ駆動回路５０から下アームのスイッチング素子Ｓ４へ切り替え、かつ、上アームのスイッチング素子Ｓ１のゲートに接続された放電回路６４を動作させる（Ｓ１２）。言い換えると、ラッチ回路６２は、降圧ＤＣ電源７０の電圧をスイッチング素子Ｓ４のゲートに供給し、かつ、スイッチング素子Ｓ１のゲートの電荷を放電する。これによって、インバータ１０は、３相短絡駆動している際に、上アームのスイッチング素子Ｓ１をより確実にオフさせ、かつ、下アームのスイッチング素子Ｓ４をより確実にオンさせることができる。

放電回路６４によりスイッチング素子Ｓ１のゲートの電荷が放電されるため、３相短絡駆動している際に、スイッチング素子Ｓ１およびＳ４の両方がオンし、電池Ｐ１の正負極間が短絡してしまうことを防止することができる。

なお、電源切替スイッチ６１が３相短絡状態に切り替わった際、ＰＷＭ駆動回路５０には駆動用の電力が供給されないので、ＰＷＭ駆動回路５０の特性からＰＷＭ駆動回路５０の出力側がハイインピーダンスとなる。これにより、電源切替スイッチ６１がスイッチング素子Ｓ４に切り替わった際、降圧ＤＣ電源７０からの電力が抵抗素子Ｒ３を介してＰＷＭ駆動回路５０に引き込まれてしまい、スイッチング素子Ｓ４のゲートがオンにならない、という不具合を抑制することができる。ＰＷＭ駆動回路５０の出力側がハイインピーダンスとなることは、ＰＷＭ駆動回路５０のゲート出力が遮断されることの一例である。ＰＷＭ駆動回路５０に駆動用の電力が供給されないときの出力側（スイッチング素子Ｓ１側）のインピーダンスは、３相短絡駆動している際に、放電回路６４を介してスイッチング素子Ｓ１のゲートの電荷が放電される、つまりＰＷＭ駆動回路５０にゲートの電荷が流れない程度のインピーダンスである。ＰＷＭ駆動回路５０に駆動用の電力が供給されないときの出力側（スイッチング素子Ｓ４側）のインピーダンスは、３相短絡駆動している際に、降圧ＤＣ電源７０からの電力がスイッチング素子Ｓ４のゲートに供給される、つまりＰＷＭ駆動回路５０に抵抗素子Ｒ３を介して降圧ＤＣ電源７０からの電力が供給されない程度のインピーダンスである。

なお、放電回路６４がオンするとき、当該放電回路６４とラッチ回路６２とは電位が異なるが、放電回路６４とラッチ回路６２との間に絶縁スイッチ６３が接続されているため、スイッチング素子Ｓ１のゲートの電荷がラッチ回路６２側に流れることはない。

また、インバータ１０が通常駆動している状態で過電圧検出回路８０が電源線Ｌｐにおける所定の過電圧を検出しないと（Ｓ１１でＮｏ）、３相短絡駆動は行われずに処理を終了する。つまり、インバータ１０は、通常駆動している状態を継続する。

上記のように、本実施の形態に係る車両駆動装置５は、３相短絡駆動している際に下アームのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６のゲートに電圧を印加するための電源切替スイッチ６１と、３相短絡駆動している際に上アームのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のゲートソース間を短絡させるための絶縁スイッチ６３とを備える。

これにより、車両駆動装置５は、ラッチ回路６２からの３相短絡信号（３相短絡の指令信号の一例）によりインバータ１０が３相短絡制御の状態となる際に、電源切替スイッチ６１により下アームのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６のゲートに電圧が印加されるので、当該スイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６をオンさせることができ、かつ、絶縁スイッチ６３により上アームのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のゲートソース間を短絡させることで、当該スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を強制的にオフすることができる。さらに、電源切替スイッチ６１の切替により、ＰＷＭ駆動回路５０に駆動用の電力が供給されなくなり、ＰＷＭ駆動回路５０の特性からＰＷＭ駆動回路５０の出力側がハイインピーダンスとなることによって、車両駆動装置５は、安定して３相短絡を実施することができる。

（実施の形態１の変形例）
以下、本変形例に係る車両駆動装置ついて、図５〜図７を参照しながら説明する。図５は、本変形例に係るインバータ１０ａのうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図５では、インバータ１０ａのうちのｕ相の機能構成を示す。以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。

本変形例に係るインバータ１０ａは、主に、異常検出回路９０を有する点において、実施の形態１に係るインバータ１０と相違する。以下、本変形例に係るインバータ１０ａについて、実施の形態１に係るインバータ１０との相違点を中心に説明する。また、本変形例において、実施の形態１に係るインバータ１０と同一または類似の構成については、インバータ１０と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。

図５に示すように、本変形例に係るインバータ１０ａは、マイコン４０に不具合が生じている場合であっても、３相短絡駆動を実行できるように、マイコン４０の異常を検出する異常検出回路９０を備える。異常検出回路９０は、例えば、制御回路３０内に設けられていてもよい。なお、マイコン４０に不具合が生じている場合とは、例えば、マイコン４０のプログラムソフトにバグが発生している場合、または、プログラムソフトの一部が暴走している場合などである。

異常検出回路９０は、マイコン４０の異常を検出するための回路である。具体的には、異常検出回路９０は、マイコン４０の異常を検出して、３相短絡駆動回路６０を駆動するための信号を出力する回路である。マイコン４０の異常は、インバータ１０の異常の一例である。

異常検出回路９０について、図６を参照しながら説明する。図６は、本変形例に係る異常検出回路９０の機能構成を示すブロック図である。なお、図６において、マイコン４０は、クリアパルス信号を不具合通知回路９１に定期的に出力している。

図６に示すように、異常検出回路９０は、不具合通知回路９１とＮＯＴ回路９２とを有する。

不具合通知回路９１は、マイコン４０の不具合の有無を監視する回路であり、例えば、ウォッチドックタイマ回路である。不具合通知回路９１は、クリアパルス信号を所定期間受け付けていない場合に、マイコン４０に不具合が生じているとして、不具合通知信号を、ＮＯＴ回路９２を介してラッチ回路６２およびマイコン４０に出力する。

不具合通知信号は、リセット信号であり、例えば、ローレベルのパルス信号として出力される。ローレベルのパルス信号は、ＮＯＴ回路９２によって反転され、ハイレベルのパルス信号としラッチ回路６２に出力される。

ラッチ回路６２は、不具合通知回路９１から出力された不具合通知信号に基づく信号（例えば、ハイレベルのパルス信号であり、以下において通知信号とも記載する）を保持し、電源切替スイッチ６１および絶縁スイッチ６３に出力する。ラッチ回路６２が異常検出回路９０から取得する不具合通知信号に基づく信号（通知信号）は、３相短絡の指令信号の一例である。

なお、マイコン４０は、不具合通知信号であるリセット信号を受け付けることで再起動する。マイコン４０は、リセット信号によって正常に再起動できた場合に、ラッチ回路６２に保持されている信号を解除するラッチ解除信号を出力する。マイコン４０が正常に再起動されると、車両駆動装置５は平常運転に戻るが、正常に再起動できなかった場合は、不具合通知信号に基づく信号が継続して電源切替スイッチ６１および絶縁スイッチ６３に出力された状態となる。

なお、３相短絡駆動回路６０は、ラッチ回路６２を有する例について説明したが、マイコン４０からの３相短絡指令、過電圧検出回路８０からの３相短絡信号、または、マイコン４０からの通知信号を取得すると、３相短絡制御の状態に遷移させることができれば、ラッチ回路６２を有することに限定されない。３相短絡駆動回路６０は、例えば、３相短絡指令、３相短絡信号、および、通知信号の少なくとも１つを取得すると取得した信号を出力する論理回路（例えば、ＯＲ回路）を、ラッチ回路６２に替えて有していてもよい。なお、３相短絡駆動回路６０は、不具合通知信号に基づく信号を保持するためには、ラッチ回路６２を有しているとよい。

次に、本変形例に係る車両駆動装置の動作について、図７を参照しながら説明する。図７は、本変形例に係る車両駆動装置の動作の一例を示すフローチャートである。図７では、インバータ１０ａが通常駆動している状態における動作を示す。なお、通常駆動している状態では、電源切替スイッチ６１は、ＰＷＭ駆動回路５０に接続されている。つまり、降圧ＤＣ電源７０は、ＰＷＭ駆動回路５０に電力を供給している。また、以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。

図７に示すように、インバータ１０ａが通常駆動している状態で異常検出回路９０がマイコン４０の異常を検出すると（Ｓ２１でＹｅｓ）、異常検出回路９０は、ラッチ回路６２に不具合通知信号に基づく信号を出力する。ラッチ回路６２は、ＮＯＴ回路９２によって反転された不具合通知信号（例えば、ハイレベルのパルス信号であり、不具合通知信号に基づく信号の一例）を保持し、当該ＮＯＴ回路９２によって反転された不具合通知信号を電源切替スイッチ６１および絶縁スイッチ６３に出力する。

これにより、ラッチ回路６２は、電源切替スイッチ６１をＰＷＭ駆動回路５０から下アームのスイッチング素子Ｓ４へ切り替え、かつ、上アームのスイッチング素子Ｓ１のゲートに接続される放電回路６４を動作させる（Ｓ２２）。言い換えると、ラッチ回路６２は、降圧ＤＣ電源７０の電圧をスイッチング素子Ｓ４のゲートに供給し、かつ、絶縁スイッチ６３がオンすることでスイッチング素子Ｓ１のゲートの電荷を放電する。これによって、インバータ１０ａは、マイコン４０の不具合時において、上アームのスイッチング素子Ｓ１をより確実にオフさせ、かつ、下アームのスイッチング素子Ｓ４をより確実にオフさせることができる。

また、インバータ１０ａが通常駆動している状態で異常検出回路９０がマイコン４０の異常を検出しないと（Ｓ２１でＮｏ）、３相短絡駆動は行われずに処理を終了する。つまり、インバータ１０ａは、通常駆動している状態を継続する。

上記のように、本変形例に係る車両駆動装置が備えるインバータ１０ａは、マイコン４０の異常を検出するための異常検出回路９０を備える。これにより、車両駆動装置は、例えば、マイコン４０の異常により正常な制御が行えず誘起電圧の上昇を抑制することが困難な場合に、３相短絡制御の状態になる。よって、車両駆動装置は、マイコン４０に異常が発生したことに起因して誘起電圧が上昇することを抑制することができる。なお、マイコン４０の正常な制御とは、通常のモータ駆動トルク出力制御、及び、マイコン４０からのＰＷＭ駆動信号による３相短絡制御を含む。

（実施の形態２）
以下、本実施の形態に係る車両駆動装置について、図８および図９を参照しながら説明する。

［２−１．車両駆動装置の構成］
まず、本実施の形態に係る車両駆動装置の構成について、図８を参照しながら説明する。図８は、本実施の形態に係るインバータ１１０のうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図８では、インバータ１１０のうちのｕ相の機能構成を示す。以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。

本実施の形態に係るインバータ１１０は、主に、リレー１６５および１６６を有し、ＰＷＭ駆動回路５０からの出力信号が当該リレー１６５および１６６を経由してスイッチング素子Ｓ１およびＳ４に供給される点において、実施の形態１に係るインバータ１０と相違する。以下、本実施の形態に係るインバータ１１０について、実施の形態１に係るインバータ１０との相違点を中心に説明する。また、本実施の形態において、実施の形態１に係るインバータ１０と同一または類似の構成については、インバータ１０と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。

図８に示すように、インバータ１１０が有する３相短絡駆動回路１６０は、電源切替スイッチ１６１と、ラッチ回路６２と、絶縁スイッチ６３と、放電回路６４と、リレー１６５および１６６と、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３とを有する。なお、本実施の形態では、ＰＷＭ駆動回路５０は、電源切替スイッチ１６１を介さずに降圧ＤＣ電源７０から電力の供給を受ける。

電源切替スイッチ１６１は、一端が降圧ＤＣ電源７０に接続され、かつ、他端がスイッチング素子Ｓ４のゲートに接続されており、降圧ＤＣ電源７０の電力（電圧）をスイッチング素子Ｓ４のゲートに供給するか否かを選択的に切り替える。電源切替スイッチ１６１は、車両駆動装置が３相短絡駆動している際に、降圧ＤＣ電源７０とスイッチング素子Ｓ４のゲートとを接続する。電源切替スイッチ１６１の切り替えは、ラッチ回路６２からの３相短絡信号により行われる。

リレー１６５は、一端がＰＷＭ駆動回路５０（例えば、ＰＷＭ駆動回路５０のＨｉｇｈ側出力端子）に接続され、他端がスイッチング素子Ｓ１のゲートに接続されており、ＰＷＭ駆動回路５０からの出力信号をスイッチング素子Ｓ１のゲートに供給するか否かを選択的に切り替える。

リレー１６５は、接点であるスイッチ１６５ａと、一次巻き線であるコイル１６５ｂとを有する。リレー１６５は、コイル１６５ｂに電流を流すことで生じる磁力によりスイッチ１６５ａをオン・オフする。本実施の形態では、リレー１６５は、電源切替スイッチ１６１がオンすることで降圧ＤＣ電源７０から供給される電流がコイル１６５ｂに流れることでスイッチ１６５ａがオフする構成を有する。

リレー１６５は、車両駆動装置が通常駆動している際には、ＰＷＭ駆動回路５０とスイッチング素子Ｓ１のゲートとを接続する。また、リレー１６５は、車両駆動装置が３相短絡駆動している際には、ＰＷＭ駆動回路５０とスイッチング素子Ｓ１のゲートとの接続を解除（切断）する。

これにより、リレー１６５は、車両駆動装置が３相短絡駆動している際に、ＰＷＭ駆動回路５０からスイッチング素子Ｓ１のゲートに出力信号が供給されてしまい、スイッチング素子Ｓ１がオンすることを抑制することができる。つまり、リレー１６５は、車両駆動装置が３相短絡駆動している際に、電池Ｐ１の正負極間が短絡することを抑制することができる。

リレー１６６は、一端がＰＷＭ駆動回路５０（例えば、ＰＷＭ駆動回路５０のＬｏｗ側出力端子）に接続され、他端がスイッチング素子Ｓ４のゲートに接続されており、ＰＷＭ駆動回路５０からの出力信号をスイッチング素子Ｓ４のゲートに供給するか否かを選択的に切り替える。

リレー１６６は、接点であるスイッチ１６６ａと、一次巻き線であるコイル１６６ｂとを有する。リレー１６６は、コイル１６６ｂに電流を流すことで生じる磁力によりスイッチ１６６ａをオン・オフする。本実施の形態では、リレー１６６は、電源切替スイッチ１６１がオンすることで降圧ＤＣ電源７０から供給される電流がコイル１６６ｂに流れることでスイッチ１６６ａがオフする構成を有する。

リレー１６６は、車両駆動装置が通常駆動している際には、ＰＷＭ駆動回路５０とスイッチング素子Ｓ４のゲートとを接続する。また、リレー１６６は、車両駆動装置が３相短絡駆動している際には、ＰＷＭ駆動回路５０とスイッチング素子Ｓ４のゲートとの接続を解除（切断）する。

これにより、リレー１６６は、車両駆動装置が３相短絡駆動している際に、ＰＷＭ駆動回路および降圧ＤＣ電源７０のうち降圧ＤＣ電源７０からの信号（電圧）のみをスイッチング素子Ｓ４のゲートに供給することができる。

また、車両駆動装置が３相短絡駆動している際に、リレー１６５および１６６がオフすることでＰＷＭ駆動回路５０とスイッチング素子Ｓ１およびＳ４との電気的な接続を遮断することができるので、ＰＷＭ駆動回路５０の出力側をハイインピーダンスとすることができる。

これにより、電源切替スイッチ１６１がオンした際、降圧ＤＣ電源７０からの電力が抵抗素子Ｒ１及びＲ３を介してＰＷＭ駆動回路５０に引き込まれてしまい、スイッチング素子Ｓ４のゲートがオンにならない、という不具合を抑制することができる。また、電源切替スイッチ１６１がオンした際、ＰＷＭ駆動回路５０にゲートの電荷が流れることにより、スイッチング素子Ｓ１のゲートがオフにならない、という不具合を抑制することができる。なお、リレー１６５および１６６をオフしてＰＷＭ駆動回路５０とスイッチング素子Ｓ１およびＳ４との電気的な接続を遮断することは、ＰＷＭ駆動回路５０のゲート出力が遮断されることの一例である。

［２−２．車両駆動装置の動作］
次に、車両駆動装置の動作について、図９を参照しながら説明する。図９は、本実施の形態に係る車両駆動装置の動作の一例を示すフローチャートである。図９では、インバータ１１０が通常駆動している状態における動作を示す。なお、通常駆動している状態では、電源切替スイッチ１６１は、オフ状態である。つまり、降圧ＤＣ電源７０は、スイッチング素子Ｓ４のゲートに電力（電圧）を供給していない。

図９に示すように、インバータ１１０が通常駆動している状態で過電圧検出回路８０が電源線Ｌｐにおける所定の過電圧を検出すると（Ｓ３１でＹｅｓ）、過電圧検出回路８０は、ラッチ回路６２に３相短絡信号を出力する。ラッチ回路６２は、３相短絡信号を保持し、当該３相短絡信号を電源切替スイッチ１６１および絶縁スイッチ６３に出力する。これにより、ラッチ回路６２は、電源切替スイッチ１６１をオンし、かつ、上アームのスイッチング素子Ｓ１のゲートに接続された放電回路６４を動作させる（Ｓ３２）。言い換えると、ラッチ回路６２は、降圧ＤＣ電源７０の電圧をスイッチング素子Ｓ４のゲートに供給し、かつ、絶縁スイッチ６３がオンすることでスイッチング素子Ｓ１のゲートの電荷を放電する。これによって、インバータ１１０は、３相短絡駆動している際に、上アームのスイッチング素子Ｓ１をより確実にオフさせ、かつ、下アームのスイッチング素子Ｓ４をより確実にオンさせることができる。

また、インバータ１１０が通常駆動している状態で過電圧検出回路８０が電源線Ｌｐにおける所定の過電圧を検出しないと（Ｓ３１でＮｏ）、３相短絡制御は行われずに処理を終了する。つまり、インバータ１１０は、通常駆動している状態を継続する。

上記のように、本実施の形態に係る車両駆動装置が備えるインバータ１１０は、一端がＰＷＭ駆動回路５０と接続され、他端が上アームのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３と接続されるリレー１６５と、一端がＰＷＭ駆動回路５０と接続され、他端が下アームのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６と接続されるリレー１６６とを備える。そして、インバータ１１０は、３相短絡動作している際に、リレー１６５および１６６をオフとすることで、ＰＷＭ駆動回路５０とスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６との間の経路上において、ハイインピーダンスを実現することができる。

（実施の形態３）
以下、本実施の形態に係る車両駆動装置について、図１０〜図１３を参照しながら説明する。

［３−１．車両駆動装置の構成］
図１０は、本実施の形態に係る車両駆動装置５のインバータ２１０が備える３相ブリッジ回路２０の一例を示す回路図である。なお、図１０に示す電圧Ｖｐは電源電圧であり、電圧Ｖｇは接地電圧である。なお、車両駆動装置５を備える電気車両１の構成は、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。

図１０に示すように、車両駆動装置５は、モータＭ１と、インバータ２１０と、電池Ｐ１とを備える。インバータ２１０は、３相ブリッジ回路２０と制御回路２３０とを有する。なお、図１０には、３相ブリッジ回路２０に印加される電圧を平滑化する平滑コンデンサＣ１も図示されている。

３相ブリッジ回路２０は、電池Ｐ１から供給された直流電力をスイッチング動作により３相の交流電力に変換して、その交流電力をモータＭ１に供給し、モータＭ１を駆動する回路である。３相ブリッジ回路２０の、スイッチング動作制御用の入力側は３相短絡切替回路２５０およびＰＷＭ駆動回路２６０に、電力の入力側は電池Ｐ１に、それぞれ接続され、出力側はモータＭ１に接続されている。

３相ブリッジ回路２０は、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が３相ブリッジ接続されて構成される。３相ブリッジ回路２０は、図１０の上側に位置する上側アーム群に設けられたスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３と、図１０の下側に位置する下側アーム群に設けられたスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６とを有する。例えば、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）または絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などによって構成される。また、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、ワイドバンドギャップ半導体を用いて構成されてもよい。

各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、制御回路２３０に接続され、制御回路２３０から出力された信号によって駆動する。具体的には、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、ＰＷＭ駆動回路２６０から出力された信号によって、電池Ｐ１から供給された直流電力をスイッチング動作により３相の交流電力に変換して、その交流電力をモータＭ１に供給する。モータＭ１は、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の駆動に基づいて、力行、回生または惰行などの状態で駆動される。また、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、３相短絡切替回路２５０から出力された信号に基づいて、上アームのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が一括して開放され、下アームのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６が一括して短絡される３相短絡の状態となる。

制御回路２３０は、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の駆動を制御するための制御装置である。制御回路２３０は、マイクロコントローラ２４０と、３相短絡切替回路２５０と、ＰＷＭ駆動回路２６０とを有する。以下、マイクロコントローラ２４０をマイコン２４０とも記載する。

マイコン２４０は、電気車両１に搭載されるモータＭ１を駆動するための、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を有する３相ブリッジ回路２０からなるインバータ２１０を制御する。マイコン２４０は、３相短絡切替回路２５０と電気的に接続されており、３相短絡切替回路２５０およびＰＷＭ駆動回路２６０のそれぞれを制御するための制御信号を生成し、出力する。マイコン２４０は、各種の演算等を行うマイクロプロセッサと、マイクロプロセッサを動作させるためのプログラムまたは情報などを記憶するメモリ、および周辺回路とによって構成される。

マイコン２４０は、モータＭ１に流れる電流を検知する電流センサＣＳｕ、ＣＳｖ、ＣＳｗ、および、モータＭ１の磁極位置を検出して回転位置を検知する回転位置センサＲＳなどの各種センサによって検知された情報を取得する。なお、電流センサＣＳｕ、ＣＳｖ、ＣＳｗは、モータＭ１のｕ相、ｖ相、ｗ相における電流値を検知するセンサである。また、マイコン２４０は、電源線Ｌｐにおける電圧Ｖｐに関する情報を取得する。また、マイコン２４０は、制御回路２３０の外部、例えば電気車両１のＥＣＵから出力されたトルク指令または駆動回生指示信号などの制御指令情報を取得する。マイコン２４０は、例えば、上記の各情報を、モータ制御信号取得部（図示しない）を介して取得する。

そして、マイコン２４０は、取得した上記の各情報に基づいて、演算によりトルク指令値を電流に換算し、モータＭ１を電流制御するための制御信号を出力する。例えば、マイコン２４０は、車両駆動装置５の駆動時におけるモータＭ１のトルクが、トルク指令情報に示された目標トルク（例えば電気車両１のアクセルペダルまたはブレーキペダルの操作量に応じたトルク）となるように、モータＭ１を駆動するために必要な駆動信号（例えば、後述するＰＷＭ信号）を演算し、この駆動信号を３相短絡切替回路２５０に出力する。マイコン２４０は、この駆動信号を３相短絡切替回路２５０に出力することで、３相短絡切替回路２５０を介してＰＷＭ駆動回路２６０の動作を制御する。マイコン２４０は、車両駆動装置５が通常駆動している際は、３相ＰＷＭ制御を行うための駆動信号を出力する。駆動信号は、モータＭ１の電流制御のための制御信号である。

なお、マイコン２４０は、駆動信号を生成する信号生成部の一例である。信号生成部は、マイコン２４０であるであることに限定されず、マイクロプロセッサまたはＣＰＵ（中央演算処理装置）などであってもよい。

３相短絡切替回路２５０は、インバータ２１０の異常時に、インバータ２１０にかかる過電圧を抑制するために、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち下アームのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を一括して短絡する３相短絡を行う。具体的には、３相短絡切替回路２５０は、インバータ２１０の異常時に各スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３（上アーム）をオフとし、かつ、各スイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６（下アーム）をオンとする。

なお、本実施の形態では、インバータ２１０の異常は、インバータ２１０に過電圧が発生したこと、つまり、電池Ｐ１の電圧が所定電圧を超える過電圧状態である例について説明するが、これに限定されない。

また、３相短絡切替回路２５０は、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動する駆動信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力する論理回路を有する。

ここで、３相短絡切替回路２５０の構成などの詳細について、さらに図１１Ａおよび図１１Ｂを参照しながら説明する。図１１Ａは、本実施の形態に係るインバータ２１０のうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図１１Ａでは、インバータ２１０のうちのｕ相の機能構成を示す。以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。

図１１Ａに示すように、インバータ２１０は、制御回路２３０に加えて、降圧ＤＣ電源７０と、過電圧検出回路８０と、リレー２９０とを有する。また、３相短絡切替回路２５０は、ＡＮＤ回路２５１と、ＯＲ回路２５２と、ＡＮＤ回路２５３と、ラッチ回路２５４と、ＮＯＴ回路２５５とを有する。

ＡＮＤ回路２５１は、マイコン２４０のＨｉｇｈ側（Ｈ側）からのＰＷＭ信号およびラッチ回路２５４からの信号を受け付け、受け付けた信号に基づいてＰＷＭ駆動回路２６０を制御するための信号を出力する。ＡＮＤ回路２５１は、入力端子の一端がマイコン２４０のＨｉｇｈ側端子（図１１Ａ中の「Ｈ側」）に接続され、入力端子の他端がラッチ回路２５４に接続される。また、ＡＮＤ回路２５１は、出力端子がＰＷＭ駆動回路２６０に接続される。

ＡＮＤ回路２５１は、通常動作時にはＰＷＭ信号をそのまま駆動信号としてＰＷＭ駆動回路２６０に出力し、３相短絡動作時は上アームのスイッチング素子Ｓ１をオフにする駆動信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力する。ＡＮＤ回路２５１は、例えば、マイコン２４０およびラッチ回路２５４の両方から信号（例えば、Ｈｉｇｈレベルの信号）を受け付けている場合に、信号（例えば、Ｈｉｇｈレベルの信号）を出力する。本実施の形態では、ＡＮＤ回路２５１がＰＷＭ駆動回路２６０に出力する信号は、上アーム駆動信号の一例である。

通常駆動のときには、例えば、ラッチ回路２５４からＨｉｇｈレベルの信号が出力されている。そのため、ＡＮＤ回路２５１は、ＰＷＭ信号がＨｉｇｈレベルのときに、ＰＷＭ駆動回路２６０にＨｉｇｈレベルの信号を出力し、ＰＷＭ信号がＬｏｗレベルのときに、ＰＷＭ駆動回路２６０にＬｏｗレベルの信号を出力する。

ＡＮＤ回路２５１は、第１論理回路の一例である。なお、第１論理回路は、ＡＮＤ回路２５１であることに限定されず、通常動作時にはＰＷＭ信号をそのまま駆動信号としてＰＷＭ駆動回路２６０に出力し、３相短絡動作時は上アームのスイッチング素子Ｓ１をオフにする駆動信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力することができれば、１以上の他の論理回路を有する構成であってもよい。

ＯＲ回路２５２は、マイコン２４０のＬｏｗ側端子（図１１Ａ中のＬ側）からのＰＷＭ信号およびラッチ回路２５４からの信号を受け付け、受け付けた信号に基づいてＰＷＭ駆動回路２６０を制御するための信号を出力する。ＯＲ回路２５２は、入力端子の一端がマイコン２４０のＬｏｗ側端子（図１１Ａ中の「Ｌ側」）に接続され、入力端子の他端がＮＯＴ回路２５５を介してラッチ回路２５４に接続される。また、ＯＲ回路２５２は、出力端子がＰＷＭ駆動回路２６０に接続される。

ＯＲ回路２５２は、通常動作時にはＰＷＭ信号をそのまま駆動信号としてＰＷＭ駆動回路２６０に出力し、３相短絡動作時は下アームのスイッチング素子Ｓ４をオンにする駆動信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力する。ＯＲ回路２５２は、例えば、マイコン２４０およびラッチ回路２５４の少なくとも一方から信号（例えば、Ｈｉｇｈレベルの信号）を受け付けている場合に、信号（例えば、Ｈｉｇｈレベルの信号）を出力する。ＯＲ回路２５２は、ＯＲ回路２５２がＰＷＭ駆動回路２６０に出力する信号は、下アーム駆動信号の一例である。

通常駆動のときには、例えば、ラッチ回路２５４からＨｉｇｈレベルの信号が出力されている。そのため、ＯＲ回路２５２は、通常駆動のときには、ＮＯＴ回路２５５からＬｏｗレベルの信号が出力されるため、ＰＷＭ信号がＨｉｇｈレベルのときに、ＰＷＭ駆動回路２６０にＨｉｇｈレベルの信号を出力し、ＰＷＭ信号がＬｏｗレベルのときに、ＰＷＭ駆動回路２６０にＬｏｗレベルの信号を出力する。

ＯＲ回路２５２は、第２論理回路の一例である。なお、第２論理回路は、ＯＲ回路２５２であることに限定されず、通常動作時にはＰＷＭ信号をそのまま駆動信号としてＰＷＭ駆動回路２６０に出力し、３相短絡動作時は下アームのスイッチング素子Ｓ４をオンにする駆動信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力することができれば、１以上の他の論理回路を有する構成であってもよい。

ＡＮＤ回路２５３は、ＡＮＤ回路２５１およびＯＲ回路２５２からの駆動信号（例えば、上アーム駆動信号および下アーム駆動信号）が入力され、入力された駆動信号に基づいて、３相短絡切替回路２５０の内部信号に不具合が発生しているか否かを検出する。３相短絡切替回路２５０の内部信号に不具合が発生するとは、ＰＷＭ駆動回路２６０のＨｉｇｈ側とＬｏｗ側の両方にＨＩｇｈレベルの信号が入力されている状態である。その原因は、例えば３相短絡切替回路２５０が有する複数の論理回路の少なくとも１つの故障、あるいは、３相短絡切替回路２５０の基板における配線パターンが短絡する故障などが挙げられる。ＡＮＤ回路２５３は、入力端子の一端がＡＮＤ回路２５１の出力端子に接続され、入力端子の他端がＯＲ回路２５２の出力端子に接続される。また、ＡＮＤ回路２５３は、出力端子がマイコン２４０およびリレー２９０に接続される。なお、ＡＮＤ回路２５３の出力端子は、少なくともリレー２９０に接続されていればよい。

ＡＮＤ回路２５３は、例えば、ＡＮＤ回路２５１およびＯＲ回路２５２の両方からＨｉｇｈレベルの駆動信号が入力されている場合に、スイッチング素子Ｓ１およびＳ４が同時にオンすることを示す同時オン検出信号を出力する。また、ＡＮＤ回路２５３は、例えば、ＡＮＤ回路２５１およびＯＲ回路２５２の一方または両方からＬｏｗレベルの駆動信号が入力されている場合に、同時オン検出信号を出力しない。

本実施の形態において、マイコン２４０の制御において、ＡＮＤ回路２５１およびＯＲ回路２５２の双方からＨｉｇｈレベルの駆動信号が出力されることはない。ＡＮＤ回路２５１およびＯＲ回路２５２の双方からＨｉｇｈレベルの駆動信号が出力されると、ＰＷＭ駆動回路２６０はスイッチング素子Ｓ１およびＳ４の双方をオンにするが、このとき上下間短絡が発生してしまうためである。言い換えると、ＡＮＤ回路２５１およびＯＲ回路２５２の双方からＨｉｇｈレベルの駆動信号が出力されている場合、３相短絡切替回路２５０が有する複数の論理回路の少なくとも１つが故障していることが原因の一つとなる。ＡＮＤ回路２５３は、ＡＮＤ回路２５１およびＯＲ回路２５２の双方からＨｉｇｈレベルの駆動信号が出力されると、同時オン検出信号をマイコン２４０およびリレー２９０に出力する。ＡＮＤ回路２５３は、上アーム駆動信号と下アーム駆動信号とが同時にオンになる信号であることを検出すると、上記の同時オン検出信号を出力することで、ＰＷＭ駆動回路２６０の複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６への出力を遮断するリレー２９０を動作させる。ＡＮＤ回路２５３は、監視回路の一例であり、ＡＮＤ回路２５３がマイコン２４０に出力する同時オン検出信号は、検出結果の一例である。また、ＡＮＤ回路２５３は、少なくともリレー２９０に同時オン検出信号を出力すればよい。

なお、３相短絡切替回路２５０は、ＡＮＤ回路２５３を有することに限定されない。３相短絡切替回路２５０は、例えば、ＡＮＤ回路２５３を有していなくてもよい。

ラッチ回路２５４は、入力側がマイコン２４０および過電圧検出回路８０と接続され、出力側がＡＮＤ回路２５１、および、ＮＯＴ回路２５５を介してＯＲ回路２５２と接続され、過電圧検出回路８０から出力された３相短絡信号を保持し、ＡＮＤ回路２５１、および、ＮＯＴ回路２５５を介してＯＲ回路２５２に出力する。言い換えると、ラッチ回路２５４の出力は、ＡＮＤ回路２５１、および、ＮＯＴ回路２５５を介してＯＲ回路２５２に入力される。また、ラッチ回路２５４は、マイコン２４０が３相短絡指令を出力する機能を有する場合、当該マイコン２４０から出力された３相短絡指令を保持し、ＡＮＤ回路２５１、および、ＮＯＴ回路２５５を介してＯＲ回路２５２に出力してもよい。３相短絡信号および３相短絡指令は、３相短絡の指令信号の一例である。

本実施の形態では、ラッチ回路２５４は、通常駆動している際には信号を出力し、３相短絡駆動をしている際には信号の出力を停止するように構成される。ラッチ回路２５４は、例えば、３相短絡信号または３相短絡指令を取得すると、マイコン２４０からラッチ解除信号を取得するまで、信号の出力の停止を維持する。ラッチ回路２５４からの信号は、例えば、３相短絡信号または３相短絡指令を取得すると、３相短絡駆動を行うための信号であるアクティブＬｏｗ（図１１Ａ中の「アクティブＬ」）となるとも言える。

なお、ラッチ回路２５４は、３相短絡信号または３相短絡指令を取得すると、信号の出力を停止することに限定されず（例えば、アクティブＬｏｗとなることに限定されず）、信号の出力を開始するように構成されていてもよい。ラッチ回路２５４の構成は、３相短絡切替回路２５０の論理回路の構成により適宜決定されるとよい。

ＮＯＴ回路２５５は、入力端子がラッチ回路２５４に接続され、出力端子がＯＲ回路２５２の入力端子に接続され、ラッチ回路２５４からの信号が入力されない場合に信号を出力する。

ＰＷＭ駆動回路２６０は、降圧ＤＣ電源７０からの電力供給を、リレー２９０を介して受けて、マイコン２４０から出力されたＰＷＭ信号（駆動信号の一例）に基づいて、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の駆動を制御する。ＰＷＭ駆動回路２６０は、電池Ｐ１から供給された直流電力を３相の交流電力に変換して、その交流電力をモータＭ１に供給するために各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のスイッチング動作を制御する。ＰＷＭ駆動回路２６０は、マイコン２４０から出力されたＰＷＭ信号に基づいて、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動するとも言える。ＰＷＭ駆動回路２６０は、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を動作させるための電力（例えば、ゲート電位を維持する電力）を出力することが可能なように構成されている。

ＰＷＭ駆動回路２６０は、ＡＮＤ回路２５１からＨｉｇｈレベルの駆動信号を取得すると、スイッチング素子Ｓ１をオンする。また、ＰＷＭ駆動回路２６０は、ＯＲ回路２５２からＨｉｇｈレベルの駆動信号を取得すると、スイッチング素子Ｓ４をオンする。

なお、ＰＷＭ駆動回路２６０は、リレー２９０がオフして降圧ＤＣ電源７０からの電力の供給が停止すると、ＰＷＭ駆動回路２６０には駆動用の電力が供給されないので、ＰＷＭ駆動回路２６０の特性からＰＷＭ駆動回路２６０の出力側がハイインピーダンスとなる。これは、ＰＷＭ駆動回路２６０のゲート出力を遮断することの一例である。

降圧ＤＣ電源７０は、ＰＷＭ駆動回路２６０の駆動用の電源である。降圧ＤＣ電源７０は、例えば、１２Ｖ〜１５Ｖ程度の電圧をＰＷＭ駆動回路２６０に供給する。本実施の形態では、降圧ＤＣ電源７０は、さらに、３相短絡駆動を行うときに下アームのスイッチング素子Ｓ４をオンするための電力をＰＷＭ駆動回路２６０に供給する。つまり、降圧ＤＣ電源７０は、通常駆動を行うとき及び３相短絡駆動を行うときの双方において、ＰＷＭ駆動回路２６０に電力を供給する。なお、降圧ＤＣ電源７０は、ＰＷＭ駆動回路２６０の電源の一例である。

降圧ＤＣ電源７０は、モータＭ１を駆動するための電池Ｐ１、および、電気車両１の電装品に電力を供給するための、電池Ｐ１よりも電圧が低い低電圧直流電池の少なくとも一方に基づく電源である。ここでは、図１１Ａに示すように、降圧ＤＣ電源７０は、電池Ｐ１の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータにより降圧して生成された電源である。なお、降圧ＤＣ電源７０は、低電圧直流電池である電池Ｐ２（図１１Ｂ参照）そのものであってもよい。この場合、低電圧直流電池は、例えば、１２Ｖの蓄電池であってもよい。低電圧直流電池は、第２直流電池の一例である。なお、図１１Ｂは、降圧ＤＣ電源７０の一実施例を示すブロック図である。

なお、降圧ＤＣ電源７０が電池Ｐ１、および、低電圧直流電池である電池Ｐ２の両方に基づく電源である場合、図１１Ｂに示すように、電池Ｐ１の電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ７１の出力と、電池Ｐ２とを、ダイオードＯＲによりリレー２９０と接続される構成としてもよい。例えば、電圧が高いダイオード側の電池からリレー２９０を介して電力が供給されてもよい。

なお、所定の過電圧とは、電源線Ｌｐの電圧が、回路を構成する部品の耐電圧を超えない電圧として予め決定される。ここで、回路を構成する部品とは、例えば、３相ブリッジ回路２０のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６、または、平滑コンデンサＣ１などである。過電圧検出回路８０は、３相短絡信号を３相短絡切替回路２５０に出力する。なお、過電圧検出回路８０は、マイコン２４０に３相短絡信号を出力してもよい。３相短絡信号は、例えば、ハイレベルのパルス信号であるがこれに限定されない。

リレー２９０は、降圧ＤＣ電源７０と、ＰＷＭ駆動回路２６０との導通及び非導通を切り替える。つまり、リレー２９０は、降圧ＤＣ電源７０からの電力をＰＷＭ駆動回路２６０に供給するか否かを切り替える。リレー２９０による切り替えは、ＡＮＤ回路２５３からの信号に基づいて行われる。リレー２９０は、遮断回路の一例である。また、リレー２９０がオフになることは、ＰＷＭ駆動回路２６０の複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６への出力を遮断することの一例である。

リレー２９０は、接点であるスイッチ２９０ａと、一次巻き線であるコイル２９０ｂとを有する。リレー２９０は、コイル２９０ｂに電流を流すことで生じる磁力によりスイッチ２９０ａをオン・オフする。本実施の形態では、リレー２９０は、ＡＮＤ回路２５３から出力される信号によりコイル２９０ｂに電流が流れることでスイッチ２９０ａがオフする構成を有する。スイッチ２９０ａは、降圧ＤＣ電源７０からＰＷＭ駆動回路２６０への電力供給をオフにする遮断スイッチの一例である。

リレー２９０は、車両駆動装置５が通常駆動している際には、ＰＷＭ駆動回路２６０と降圧ＤＣ電源７０とを接続する。また、リレー２９０は、車両駆動装置５が３相短絡駆動している際には、ＰＷＭ駆動回路２６０と降圧ＤＣ電源７０との接続を解除（切断）する。

これにより、リレー２９０は、例えば３相短絡切替回路２５０の論理回路の少なくとも１つが故障しており、スイッチング素子Ｓ１およびＳ４をマイコン２４０からのＰＷＭ信号に基づいて正常に制御できない場合に、スイッチング素子Ｓ１およびＳ４をオフすることができる。つまり、リレー２９０は、３相短絡切替回路２５０のＡＮＤ回路２５１、および、ＯＲ回路２５２の出力が双方ともＨｉｇｈレベルの信号としてＯＲ回路２５２に入力されている際に、電池Ｐ１の正負極間が短絡することを抑制することができる。その原因は、例えば３相短絡切替回路２５０が有する複数の論理回路の少なくとも１つが故障していることなどが挙げられる。

また、図１１Ａに示すように、ＰＷＭ駆動回路２６０は、抵抗素子Ｒ１を介してスイッチング素子Ｓ１のゲートに接続されている。また、ＰＷＭ駆動回路２６０は、抵抗素子Ｒ２を介してスイッチング素子Ｓ４のゲートと接続されている。言い換えると、抵抗素子Ｒ１は、一方の端子がＰＷＭ駆動回路２６０に接続され、他方の端子がスイッチング素子Ｓ１のゲートに接続されている。抵抗素子Ｒ２は、一方の端子がＰＷＭ駆動回路２６０に接続され、他方の端子がスイッチング素子Ｓ４のゲートに接続されている。

上記のように、３相短絡切替回路２５０は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を制御するための論理回路（例えば、ＡＮＤ回路２５１およびＯＲ回路２５２）を有する。また、３相短絡切替回路２５０は、マイコン２４０とＰＷＭ駆動回路２６０との間に電気的に接続されている。つまり、車両駆動装置５は、背景技術に記載した特許文献１のように、論理回路（ロジック回路）からの出力信号により直接複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動しない。車両駆動装置５は、ＰＷＭ駆動回路２６０からの出力信号により直接複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動する。

これにより、車両駆動装置５は、例えば、３相ブリッジ回路２０に過電圧が検出された場合に、３相短絡切替回路２５０を働かせて安定して３相短絡駆動を行い、３相ブリッジ回路２０にかかる過電圧を抑制することができる。このようにして、車両駆動装置５は、モータＭ１の３相のそれぞれを安定して短絡することで、モータＭ１の巻線コイル間から誘起される電圧をより確実に抑制することができる。

また、例えば、背景技術で記載した特許文献１の車両駆動装置は、上アームのスイッチング素子のソースの電位が下アームのスイッチング動作により変動するので、不安定である。そのため、論理回路（ロジック回路）からの出力信号により上アームのスイッチング素子を動作させるためには、上アームのスイッチング素子のソースの電位をグランドとした絶縁電源が必要となり、回路構成が複雑になる。一方、本実施の形態に係る車両駆動装置５は、上記のように、絶縁電源を要することなく、３相短絡駆動している際に、上アームのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３をより確実にオフにすることができる。

また、上記のように、３相短絡切替回路２５０は、さらに、ＰＷＭ駆動回路２６０に出力する駆動信号のうち、上アームを駆動するＡＮＤ回路２５１から出力される駆動信号と、下アームを駆動するＯＲ回路２５２から出力される駆動信号とが入力されるＡＮＤ回路２５３を有する。そして、ＡＮＤ回路２５３は、２つの駆動信号が同時にオンになる信号（例えば、同時にＨｉｇｈレベルである信号）であることを検出すると、ＰＷＭ駆動回路２６０への電力供給を遮断することで、ＰＷＭ駆動回路２６０の複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６への出力を遮断するリレー２９０を動作させる。ＡＮＤ回路２５３は、例えば、上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子とが同時にオンになり短絡状態となると、リレー２９０を動作させてもよい。

例えば、駆動信号は、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち上アームのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を駆動する上アーム駆動信号と、下アームのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を駆動する下アーム駆動信号とを含む。３相短絡切替回路２５０が有する論理回路は、上アーム駆動信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力するＡＮＤ回路２５１（第１論理回路の一例）と、下アーム駆動信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力するＯＲ回路２５２（第２論理回路の一例）とを有する。また、３相短絡切替回路２５０は、ＡＮＤ回路２５１から出力される上アーム駆動信号と、ＯＲ回路２５２から出力される下アーム駆動信号とが入力されるＡＮＤ回路２５３（監視回路の一例）をさらに有する。ＡＮＤ回路２５３は、マイコン２４０と、ＰＷＭ駆動回路２６０への電力供給を遮断するリレー２９０（遮断回路の一例）とに電気的に接続されている。そして、ＡＮＤ回路２５３は、上アーム駆動信号と下アーム駆動信号とが、上下アームのスイッチング素子が同時にオンになる信号であることを検出すると、ＰＷＭ駆動回路２６０への電力供給を遮断するリレー２９０を動作させる。

これにより、車両駆動装置５は、３相短絡切替回路２５０が有する部品（例えば、論理回路の少なくとも１つ）又は基板などが故障して上下アームのスイッチング素子を同時にオンさせる信号が出力されている場合に、上下アームのスイッチング素子が同時にオンしてしまい、上下間短絡が発生することを抑制することができる。

また、上記のように、車両駆動装置５は、電気車両１に搭載される３相モータを駆動するための、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が３相ブリッジ接続されたインバータ２１０を制御するＰＷＭ信号を出力するマイコン２４０と、ＰＷＭ信号に基づいて複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動するＰＷＭ駆動回路２６０と、インバータ２１０の異常時に下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６を一括して短絡する３相短絡を行う３相短絡切替回路２５０とを備える。３相短絡切替回路２５０は、マイコン２４０とＰＷＭ駆動回路２６０との間に電気的に接続され、通常動作時はＰＷＭ信号を駆動信号としてＰＷＭ駆動回路２６０に出力し、３相短絡の指令信号が入力されると、下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６をオンに、かつ、上アームのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３をオフにする駆動信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力する。

これにより、車両駆動装置５は、例えば、３相短絡切替回路２５０からの駆動信号に基づいてＰＷＭ駆動回路２６０から出力される出力信号により、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動する。車両駆動装置５は、例えば、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を動作させるための電力（例えば、ゲート電位を維持する電力）を出力することが困難な回路からの出力信号により複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動する場合に比べて、より確実に複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動することができる。よって、車両駆動装置５は、安定して３相短絡を実施することができる。

［３−２．車両駆動装置の動作］
次に、車両駆動装置５の動作について、図１２および図１３を参照しながら説明する。まずは、車両駆動装置５の３相短絡動作について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、本実施の形態に係る車両駆動装置５の第１の動作の一例を示すフローチャートである。図１２では、インバータ２１０が通常駆動している状態における動作を示す。なお、通常駆動している状態では、リレー２９０のスイッチ２９０ａは、導通している。つまり、降圧ＤＣ電源７０は、ＰＷＭ駆動回路２６０に電力を供給している。また、以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。

図１２に示すように、インバータ２１０が通常駆動している状態で過電圧検出回路８０が電源線Ｌｐにおける所定の過電圧を検出すると（Ｓ１１１でＹｅｓ）、過電圧検出回路８０は、ラッチ回路２５４に３相短絡信号を出力する（Ｓ１１２）。ラッチ回路２５４は、３相短絡信号を保持し、当該３相短絡信号をＡＮＤ回路２５１およびＯＲ回路２５２に出力する。本実施の形態では、ラッチ回路２５４からの信号は、過電圧検出回路８０が所定の過電圧を検出すると、３相短絡駆動を行うための信号であるアクティブＬｏｗ（図１１Ａ中の「アクティブＬ」）となる。

これにより、ラッチ回路２５４は、３相短絡駆動している際に、マイコン２４０からＡＮＤ回路２５１に出力されるＰＷＭ信号に関わらず、ＡＮＤ回路２５１からＰＷＭ駆動回路２６０にＨｉｇｈレベルの信号が出力されることを禁止し、かつ、マイコン２４０からＯＲ回路２５２に出力されるＰＷＭ信号に関わらず、ＯＲ回路２５２からＰＷＭ駆動回路２６０にＨｉｇｈレベルの信号が出力されるようにする。つまり、ラッチ回路２５４は、３相短絡駆動している際に、上アームのスイッチング素子Ｓ１をオフとし、かつ、下アームのスイッチング素子Ｓ４をオンにする（Ｓ１１３）。

また、インバータ２１０が通常駆動している状態で過電圧検出回路８０が電源線Ｌｐにおける所定の過電圧を検出しないと（Ｓ１１１でＮｏ）、３相短絡駆動は行われずに処理を終了する。つまり、インバータ２１０は、通常駆動している状態を継続する。

上記のように、本実施の形態に係る車両駆動装置５は、マイコン２４０とＰＷＭ駆動回路２６０との間に電気的に接続される３相短絡切替回路２５０を備える。ＰＷＭ駆動回路２６０は、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動する。３相短絡切替回路２５０は、通常動作時にはＰＷＭ信号をそのまま駆動信号としてＰＷＭ駆動回路２６０に出力し、３相短絡信号が入力されると（３相短絡駆動時には）、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち下アームのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６をオンに、かつ、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち上アームのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３をオフにする駆動信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力する。

これにより、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、ＰＷＭ駆動回路２６０により制御される。ＰＷＭ駆動回路２６０は、論理回路とは異なり、一般的にスイッチング素子のゲート電位を維持する電力を出力することが可能である。よって、車両駆動装置５は、一般的にスイッチング素子のゲート電位を維持する電力を出力することが困難な論理回路からの出力でスイッチング素子をオン・オフしている場合に比べて、安定して３相短絡を実施することができる。

次に、車両駆動装置５の３相短絡動作について、図１３を参照しながら説明する。図１３は、本実施の形態に係る車両駆動装置５の第２の動作の一例を示すフローチャートである。図１３では、インバータ２１０が通常駆動又は３相短絡駆動している状態における動作を示す。なお、通常駆動又は３相短絡駆動している状態では、リレー２９０のスイッチ２９０ａは、導通している。つまり、降圧ＤＣ電源７０は、ＰＷＭ駆動回路２６０に電力を供給している。また、以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。

図１３に示すように、インバータ２１０が通常駆動又は３相短絡駆動している状態でＡＮＤ回路２５３がスイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ４が同時オンとなる信号を検出すると（Ｓ１２１でＹｅｓ）、ＡＮＤ回路２５３は、上下アームのスイッチング素子Ｓ１およびＳ４をオフとするための信号をリレー２９０に出力する（Ｓ１２２）。当該信号は、リレー２９０をオフにできる信号であればよい。当該信号は、上記の同時オン検出信号である。なお、本実施の形態では、ＡＮＤ回路２５３は、ステップＳ１２２において、当該信号をマイコン２４０にも出力するが、これに限定されない。また、ＡＮＤ回路２５３がマイコン２４０に当該信号を出力することは、検出結果を出力することの一例である。

リレー２９０は、ＡＮＤ回路２５３から当該信号を取得すると、オフとなる。これにより、降圧ＤＣ電源７０からＰＷＭ駆動回路２６０への電力供給は、停止される。言い換えると、ＰＷＭ駆動回路２６０からスイッチング素子Ｓ１およびＳ４に、ゲート電圧が供給されなくなる。つまり、ＡＮＤ回路２５３は、当該信号を出力することで、上アームのスイッチング素子Ｓ１および下アームのスイッチング素子Ｓ４をオフとする（Ｓ１２３）。

また、マイコン２４０は、ＡＮＤ回路２５３から当該信号を取得すると、３相短絡指令を３相短絡切替回路２５０に出力することを禁止してもよい。つまり、マイコン２４０は、３相短絡駆動を行わせない制御を行ってもよい。

マイコン２４０は、ＡＮＤ回路２５３から当該信号を取得すると、上下アームのスイッチング素子が同時オンとなる信号を検出したことを上位ＥＣＵに通知する（Ｓ１２４）。上位ＥＣＵは、当該信号を取得すると、例えば、モータＭ１の回転数（すなわち、電気車両１の速度）を低下させるための制御を行ってもよい。マイコン２４０がステップＳ１２４において同時オンとなる信号を検出したことを上位ＥＣＵに通知することは、モータＭ１の回転数を制限するための信号を出力することの一例である。

また、インバータ２１０が通常駆動または３相短絡駆動している状態でＡＮＤ回路２５３がスイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ４が同時オンとなる信号を検出しないと（Ｓ１２１でＮｏ）、上下アームのスイッチング素子Ｓ１およびＳ４をオフする動作は行われずに処理を終了する。つまり、インバータ２１０は、通常駆動又は３相短絡駆動している状態を継続する。

上記のように、本実施の形態に係る車両駆動装置５の制御方法は、上下アームのスイッチング素子（例えば、スイッチング素子Ｓ１およびＳ４）が同時オンとなる信号を検出する第１ステップと、同時オンとなる信号を検出した場合に、上下アームのスイッチング素子をオフにする第２ステップとを含む。そして、第２ステップは、上下アームのスイッチング素子を駆動するＰＷＭ駆動回路２６０に供給させる電力を遮断するステップを含む。

これにより、車両駆動装置５は、３相短絡切替回路２５０が故障して上下アームのスイッチング素子を同時にオンさせる信号が出力されている場合に、上下アームのスイッチング素子が同時にオンしてしまう、つまり電池Ｐ１の正負極間が短絡してしまうことを抑制することができる。

（実施の形態３の変形例）
以下、本変形例に係る車両駆動装置ついて、図１４〜図１６を参照しながら説明する。図１４は、本変形例に係るインバータ２１０ａのうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図１４では、インバータ２１０ａのうちのｕ相の機能構成を示す。以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。

本変形例に係るインバータ２１０ａは、主に、異常検出回路３００を有する点において、実施の形態３に係るインバータ２１０と相違する。以下、本変形例に係るインバータ２１０ａについて、実施の形態３に係るインバータ２１０との相違点を中心に説明する。また、本変形例において、実施の形態３に係るインバータ２１０と同一または類似の構成については、インバータ２１０と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。

図１４に示すように、本変形例に係るインバータ２１０ａは、マイコン２４０に不具合が生じている場合であっても、３相短絡駆動を実行できるように、マイコン２４０の異常を検出する異常検出回路３００を備える。異常検出回路３００は、例えば、制御回路２３０内に設けられていてもよい。なお、マイコン２４０に不具合が生じている場合とは、例えば、マイコン２４０のプログラムソフトにバグが発生している場合、または、プログラムソフトの一部が暴走している場合などである。

異常検出回路３００は、マイコン２４０の異常を検出するための回路である。具体的には、異常検出回路３００は、マイコン２４０の異常を検出して、３相短絡切替回路２５０を駆動するための信号を出力する回路である。マイコン２４０の異常は、インバータ２１０ａの異常の一例である。

異常検出回路３００について、図１５を参照しながら説明する。図１５は、本変形例に係る異常検出回路３００の機能構成を示すブロック図である。なお、図１５において、マイコン２４０は、クリアパルス信号を不具合通知回路３０１に定期的に出力している。

図１５に示すように、異常検出回路３００は、不具合通知回路３０１とＮＯＴ回路３０２とを有する。

不具合通知回路３０１は、マイコン２４０の不具合の有無を監視する回路であり、例えば、ウォッチドックタイマ回路である。不具合通知回路３０１は、クリアパルス信号を所定期間受け付けていない場合に、マイコン２４０に不具合が生じているとして、不具合通知信号を、ＮＯＴ回路３０２を介してラッチ回路２５４およびマイコン２４０に出力する。

不具合通知信号は、リセット信号であり、例えば、ローレベルのパルス信号として出力される。ローレベルのパルス信号は、ＮＯＴ回路３０２によって反転され、ハイレベルのパルス信号としラッチ回路２５４に出力される。

ラッチ回路２５４は、不具合通知回路３０１から出力された不具合通知信号に基づく信号（例えば、ハイレベルのパルス信号であり、以下において通知信号とも記載する）を保持し、ＡＮＤ回路２５１、および、ＮＯＴ回路２５５を介してＯＲ回路２５２に出力する。ラッチ回路２５４が異常検出回路３００から取得する不具合通知信号に基づく信号は、３相短絡の指令信号の一例である。

なお、マイコン２４０は、不具合通知信号であるリセット信号を受け付けることで再起動する。マイコン２４０は、リセット信号によって正常に再起動できた場合に、ラッチ回路２５４に保持されている信号を解除するラッチ解除信号を出力する。マイコン２４０が正常に再起動されると、車両駆動装置５は平常運転に戻るが、正常に再起動できなかった場合は、不具合通知信号に基づく信号が継続してＡＮＤ回路２５１、および、ＮＯＴ回路２５５を介してＯＲ回路２５２に出力された状態となる。

なお、３相短絡切替回路２５０は、ラッチ回路２５４を有する例について説明したが、マイコン２４０からの３相短絡指令、過電圧検出回路８０からの３相短絡信号、または、マイコン２４０からの通知信号を取得すると、３相短絡制御の状態に遷移させることができれば、ラッチ回路２５４を有することに限定されない。３相短絡切替回路２５０は、例えば、３相短絡指令、３相短絡信号、および、通知信号の少なくとも１つを取得すると取得した信号を出力する論理回路（例えば、ＯＲ回路）を、ラッチ回路２５４に替えて有していてもよい。なお、３相短絡切替回路２５０は、不具合通知信号に基づく信号を保持するためには、ラッチ回路２５４を有しているとよい。

次に、本変形例に係る車両駆動装置の動作について、図１６を参照しながら説明する。図１６は、本変形例に係る車両駆動装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１６では、インバータ２１０ａが通常駆動している状態における動作を示す。なお、通常駆動している状態では、リレー２９０のスイッチ２９０ａは、導通している。つまり、降圧ＤＣ電源７０は、ＰＷＭ駆動回路２６０に電力を供給している。また、以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。

図１６に示すように、インバータ２１０ａが通常駆動している状態で異常検出回路３００がマイコン２４０の異常を検出すると（Ｓ１３１でＹｅｓ）、異常検出回路３００は、ラッチ回路２５４に不具合通知信号に基づく信号を出力する。ラッチ回路２５４は、ＮＯＴ回路３０２によって反転された不具合通知信号（例えば、ハイレベルのパルス信号であり、通知信号の一例）を保持し、当該ＮＯＴ回路３０２によって反転された不具合通知信号である通知信号を、ＡＮＤ回路２５１、および、ＮＯＴ回路２５５を介してＯＲ回路２５２に出力する（Ｓ１３２）。

ラッチ回路２５４は、通知信号を取得すると、ＡＮＤ回路２５１からの駆動信号の出力を停止させ、かつ、ＯＲ回路２５２からの駆動信号の出力を行わせる。ラッチ回路２５４は、通知信号を取得すると、上アームのスイッチング素子をオフとし、下アームのスイッチング素子をオンとする（Ｓ１３３）。つまり、ラッチ回路２５４は、３相短絡駆動を行う。

また、インバータ２１０ａが通常駆動している状態で異常検出回路３００がマイコン２４０の異常を検出しないと（Ｓ１３１でＮｏ）、３相短絡駆動は行われずに処理を終了する。つまり、インバータ２１０ａは、通常駆動している状態を継続する。

上記のように、本変形例に係る車両駆動装置が備えるインバータ２１０ａは、マイコン２４０の異常を検出するための異常検出回路３００を備える。これにより、車両駆動装置は、例えば、マイコン２４０の異常により正常な制御が行えず誘起電圧の上昇を抑制することが困難な場合に、３相短絡制御の状態になる。よって、車両駆動装置は、マイコン２４０に異常が発生したことに起因して誘起電圧が上昇することを抑制することができる。なお、マイコン２４０の正常な制御とは、通常のモータ駆動トルク出力制御、及び、マイコン２４０からのＰＷＭ駆動信号による３相短絡制御を含む。

（実施の形態４）
以下、本実施の形態に係る車両駆動装置について、図１７および図１８を参照しながら説明する。

［４−１．車両駆動装置の構成］
まず、本実施の形態に係る車両駆動装置の構成について、図１７を参照しながら説明する。図１７は、本実施の形態に係るインバータ３１０のうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図１７では、インバータ３１０のうちのｕ相の機能構成を示す。以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。

本実施の形態に係るインバータ３１０は、主に、リレー３９０および３９１を有し、ＰＷＭ駆動回路２６０からの出力信号が当該リレー３９０および３９１を経由してスイッチング素子Ｓ１およびＳ４に供給される点において、実施の形態３に係るインバータ２１０と相違する。以下、本実施の形態に係るインバータ３１０について、実施の形態３に係るインバータ２１０との相違点を中心に説明する。また、本実施の形態において、実施の形態３に係るインバータ２１０と同一または類似の構成については、インバータ２１０と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。

図１７に示すように、インバータ３１０は、インバータ２１０に比べて、さらにリレー３９０および３９１を備える。また、インバータ３１０は、降圧ＤＣ電源７０およびＰＷＭ駆動回路２６０の導通状態を切り替えるためのリレー２９０を備えていない。本実施の形態では、ＰＷＭ駆動回路２６０は、リレー３９０および３９１を介さずに降圧ＤＣ電源７０から電力の供給を受ける。

リレー３９０は、一端がＰＷＭ駆動回路２６０（例えば、ＰＷＭ駆動回路２６０のＨｉｇｈ側端子）に接続され、他端がスイッチング素子Ｓ１のゲートに接続されており、ＰＷＭ駆動回路２６０からの出力信号をスイッチング素子Ｓ１のゲートに供給するか否かを選択的に切り替える。

リレー３９０は、接点であるスイッチ３９０ａと、一次巻き線であるコイル３９０ｂとを有する。リレー３９０は、コイル３９０ｂに電流を流すことで生じる磁力によりスイッチ３９０ａをオン・オフする。本実施の形態では、リレー３９０は、ＡＮＤ回路２５３が同時オン検出信号を出力することで供給される電流がコイル３９０ｂに流れることでスイッチ３９０ａがオフする構成を有する。スイッチ３９０ａは、ＰＷＭ駆動回路２６０からスイッチング素子Ｓ１への電力供給をオフにする遮断スイッチの一例である。

リレー３９０は、車両駆動装置が通常駆動または３相短絡駆動している際には、ＰＷＭ駆動回路２６０とスイッチング素子Ｓ１のゲートとを接続する。また、リレー３９０は、３相短絡切替回路２５０の論理回路又は基板などが故障して上下アームのスイッチング素子を同時にオンさせる信号が出力されている際には、ＰＷＭ駆動回路２６０とスイッチング素子Ｓ１のゲートとの接続を解除（切断）する。

これにより、リレー３９０は、３相短絡切替回路２５０の論理回路が、スイッチング素子Ｓ１をマイコン２４０からのＰＷＭ信号に基づいて正常に動作していない場合に、スイッチング素子Ｓ１をオフすることができる。

リレー３９１は、一端がＰＷＭ駆動回路２６０（例えば、ＰＷＭ駆動回路２６０のＬｏｗ側出力端子）に接続され、他端がスイッチング素子Ｓ４のゲートに接続されており、ＰＷＭ駆動回路２６０からの出力信号をスイッチング素子Ｓ４のゲートに供給するか否かを選択的に切り替える。

リレー３９１は、接点であるスイッチ３９１ａと、一次巻き線であるコイル３９１ｂとを有する。リレー３９１は、コイル３９１ｂに電流を流すことで生じる磁力によりスイッチ３９１ａをオン・オフする。本実施の形態では、リレー３９１は、ＡＮＤ回路２５３が同時オン検出信号を出力することで供給される電流がコイル３９１ｂに流れることでスイッチ３９１ａがオフする構成を有する。スイッチ３９１ａは、ＰＷＭ駆動回路２６０からスイッチング素子Ｓ４への電力供給をオフにする遮断スイッチの一例である。

リレー３９１は、車両駆動装置が通常駆動または３相短絡駆動している際には、ＰＷＭ駆動回路２６０とスイッチング素子Ｓ４のゲートとを接続する。また、リレー３９１は、３相短絡切替回路２５０の論理回路又は基板などが故障して上下アームのスイッチング素子を同時にオンさせる信号が出力されている際には、ＰＷＭ駆動回路２６０とスイッチング素子Ｓ４のゲートとの接続を解除（切断）する。

これにより、リレー３９１は、３相短絡切替回路２５０の論理回路が、スイッチング素子Ｓ４をマイコン２４０からのＰＷＭ信号に基づいて正常に動作していない場合に、スイッチング素子Ｓ４をオフすることができる。

また、コイル３９０ｂおよび３９１ｂの一端は、電気的に接続されており、かつ、ＡＮＤ回路２５３に接続されている。そのため、ＡＮＤ回路２５３が同時オン検出信号を出力すると、当該信号に基づく電流はコイル３９０ｂおよび３９１ｂの両方に流れる。つまり、リレー３９０および３９１は、同時にオンし、かつ、同時にオフする。リレー３９０および３９１のオン・オフの動作は、同期しているとも言える。リレー３９０および３９１は、遮断回路の一例である。また、リレー３９０および３９１がオフになることは、ＰＷＭ駆動回路２６０の複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６への出力をオフする（遮断する）ことの一例である。

これにより、リレー３９０および３９１は、車両駆動装置が通常駆動または３相短絡駆動している際に、３相短絡切替回路２５０の不具合により、電池Ｐ１の正負極間が短絡することを抑制することができる。なお、３相短絡切替回路２５０の不具合とは、例えば論理回路の少なくとも１つの故障などに起因する。

［４−２．車両駆動装置の動作］
次に、車両駆動装置の動作について、図１８を参照しながら説明する。図１８は、本実施の形態に係る車両駆動装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１８では、インバータ３１０が通常駆動又は３相短絡駆動している状態における動作を示す。なお、通常駆動又は３相短絡駆動している状態では、スイッチ３９０ａおよび３９１ａは、導通している。つまり、ＰＷＭ駆動回路２６０からの出力信号は、スイッチング素子のゲートに供給される状態である。また、以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。なお、インバータ３１０が通常駆動している状態から３相短絡駆動している状態に遷移するときの動作は、実施の形態３の図１２と同様であり、説明を省略する。

図１８に示すように、インバータ３１０が通常駆動又は３相短絡駆動している状態でＡＮＤ回路２５３がスイッチング素子Ｓ１およびＳ４が同時オンとなる信号を検出すると（Ｓ１４１でＹｅｓ）、ＡＮＤ回路２５３は、上下アームのスイッチング素子Ｓ１およびＳ４のゲート駆動ラインを遮断するための信号をリレー３９０および３９１に出力する（Ｓ１４２）。ステップＳ１４２の動作は、上下アームのスイッチング素子Ｓ１およびＳ４をオフとするための信号をリレー３９０および３９１に出力することに相当する。当該信号は、リレー３９０および３９１をオフにできる信号であればよい。当該信号は、上記の同時オン検出信号である。なお、本実施の形態では、ＡＮＤ回路２５３は、ステップＳ１４２において、当該信号をマイコン２４０にも出力するが、これに限定されない。また、ＡＮＤ回路２５３がマイコン２４０に当該信号を出力することは、検出結果を出力することの一例である。

リレー３９０および３９１は、ＡＮＤ回路２５３から当該信号を取得すると、オフとなる。具体的には、リレー３９０は、当該信号に基づく電流がコイル３９０ｂに流れることで、スイッチ３９０ａがオフになる。また、リレー３９１は、当該信号に基づく電流がコイル３９１ｂに流れることで、スイッチ３９１ａがオフになる。コイル３９０ｂおよび３９１ｂに流れる電流の電流値は、例えば、同じである。

これにより、ＰＷＭ駆動回路２６０からスイッチング素子Ｓ１およびＳ４への出力信号は、ＰＷＭ駆動回路２６０からスイッチング素子Ｓ１およびＳ４までの経路上で遮断される。言い換えると、ＰＷＭ駆動回路２６０からスイッチング素子Ｓ１およびＳ４に、ゲート電圧が供給されなくなる。つまり、ＡＮＤ回路２５３は、当該信号を出力することで、上アームのスイッチング素子Ｓ１および下アームのスイッチング素子Ｓ４をオフとする（Ｓ１４３）。

マイコン２４０は、ＡＮＤ回路２５３から当該信号を取得すると、上下アームのスイッチング素子Ｓ１およびＳ４が同時オンとなる信号を検出したことを上位ＥＣＵに通知する（Ｓ１４４）。これは、図１３に示すステップＳ１２４と同様の処理であり、説明を省略する。

また、インバータ２１０が通常駆動または３相短絡駆動している状態でＡＮＤ回路２５３がスイッチング素子Ｓ１およびＳ４が同時オンとなる信号を検出しないと（Ｓ１４１でＮｏ）、上下アームのスイッチング素子Ｓ１およびＳ４をオフする動作は行われずに処理を終了する。つまり、インバータ２１０は、通常駆動又は３相短絡駆動している状態を継続する。

上記のように、本実施の形態に係る車両駆動装置の制御方法は、上下アームのスイッチング素子（例えば、スイッチング素子Ｓ１およびＳ４）が同時オンとなる信号を検出する第１ステップと、同時オンとなる信号を検出した場合に、上下アームのスイッチング素子をオフにする第２ステップとを含む。そして、第２ステップは、ＰＷＭ駆動回路２６０から上下アームのスイッチング素子の各々への出力信号を遮断するステップを含む。

これにより、車両駆動装置は、３相短絡切替回路２５０が故障して上下アームのスイッチング素子を同時にオンさせる信号が出力されている場合に、上下アームのスイッチング素子が同時にオンしてしまう、つまり電池Ｐ１の正負極間が短絡してしまうことを抑制することができる。

（実施の形態５）
以下、本実施の形態に係るインバータ４１０について、図１９を参照しながら説明する。図１９は、本実施の形態に係るインバータ４１０のうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図１９では、インバータ４１０のうちのｕ相の機能構成を示す。以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。また、以下では、上記実施の形態又は実施の形態の変形例と同一又は類似の構成については、当該実施の形態又は当該実施の形態の変形例と同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する場合がある。なお、本実施の形態に係る車両駆動装置は、例えば、実施の形態１に係る車両駆動装置５のインバータ１０に替えて、インバータ４１０を備える。

図１９に示すように、インバータ４１０は、降圧ＤＣ電源７０と、過電圧検出回路８０と、制御回路４３０とを有する。また、制御回路４３０は、マイコン２４０と、ＰＷＭ駆動回路２６０と、３相短絡切替回路４５０と、３相短絡駆動回路４６０とを有する。

３相短絡駆動回路４６０が有する電源切替スイッチ６１は、３相短絡切替回路４５０のＮＯＴ回路２５５からの信号により、ＰＷＭ駆動回路２６０のゲート出力を遮断するとともに、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のゲートに電圧を印加するためのスイッチである。電源切替スイッチ６１は、一端が降圧ＤＣ電源７０に接続され、かつ、他端の一方がＰＷＭ駆動回路２６０に接続され、他端の他方がスイッチング素子Ｓ４のゲートに接続されており、降圧ＤＣ電源７０の電力の供給先を選択的に切り替える。電源切替スイッチ６１は、車両駆動装置が通常駆動している際には、降圧ＤＣ電源７０とＰＷＭ駆動回路２６０とを接続する。また、電源切替スイッチ６１は、車両駆動装置が３相短絡駆動している際には、降圧ＤＣ電源７０とスイッチング素子Ｓ４のゲートとを接続する。電源切替スイッチ６１は、第１スイッチの一例である。

３相短絡切替回路４５０は、マイコン２４０及びＰＷＭ駆動回路２６０に接続され、マイコン２４０からのＰＷＭ信号及び３相短絡指令に応じた信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力する。３相短絡切替回路４５０は、インバータ４１０の異常時に、インバータ４１０にかかる過電圧を抑制するために、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６を一括して短絡する３相短絡を行う。具体的には、３相短絡切替回路４５０は、インバータ４１０の異常時に各スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３（上アーム）をオフとし、かつ、各スイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６（下アーム）をオンとする信号（駆動信号）をＰＷＭ駆動回路２６０に出力する。

３相短絡切替回路４５０は、ＡＮＤ回路２５１と、ＯＲ回路２５２と、ラッチ回路２５４と、ＮＯＴ回路２５５とを有する。３相短絡切替回路４５０は、実施の形態３に係る３相短絡切替回路２５０においてＡＮＤ回路２５３を有していない構成を有する。

通常駆動のときには、例えば、ラッチ回路２５４からＨｉｇｈレベルの信号が出力され、３相短絡駆動のときには、例えば、ラッチ回路２５４からＬｏｗレベルの信号（図１９中の「アクティブＬ」）が出力される。

ＡＮＤ回路２５１は、３相短絡駆動のとき、ラッチ回路２５４からのＬｏｗレベルの信号に基づいて、Ｌｏｗレベルの信号を出力する。このＬｏｗレベルの信号は、スイッチング素子Ｓ１をオフするための信号である。

ＯＲ回路２５２は、３相短絡駆動のとき、ＮＯＴ回路２５５からのＨｉｇｈレベルの信号に基づいて、Ｈｉｇｈレベルの信号を出力する。このＨｉｇｈレベルの信号は、スイッチング素子Ｓ４をオンするための信号である。

ＮＯＴ回路２５５は、入力端子がラッチ回路２５４に接続され、出力端子がＯＲ回路２５２の入力端子、電源切替スイッチ６１及び絶縁スイッチ６３に接続され、ラッチ回路２５４からＬｏｗレベルの信号が入力されるとＨｉｇｈレベルの信号を出力する。ラッチ回路２５４に３相短絡信号または３相短絡指令が入力されると、ラッチ回路２５４から３相短絡駆動を行うためのＬｏｗレベルの信号が出力される。ＮＯＴ回路２５５は、Ｌｏｗレベルの信号が入力されると、Ｈｉｇｈレベルの信号を出力する。

ＮＯＴ回路２５５は、３相短絡駆動を行うときにＨｉｇｈレベルの信号を電源切替スイッチ６１、絶縁スイッチ６３およびＯＲ回路２５２に出力する。Ｈｉｇｈレベルの信号が電源切替スイッチ６１に出力されることで、電源切替スイッチ６１の接続が切り替わり、降圧ＤＣ電源７０とスイッチング素子Ｓ４のゲートとが接続されるので、３相短絡駆動を行うことができる。また、Ｈｉｇｈレベルの信号が絶縁スイッチ６３に出力されることで、絶縁スイッチ６３がオンとなり、放電回路６４に放電を実行させるための信号が出力される。３相短絡駆動を行うときに放電回路６４がスイッチング素子Ｓ１のゲートの電荷を放電することで、スイッチング素子Ｓ１のゲートおよびソースを同電位にすることができるので、スイッチング素子Ｓ１を確実にオフさせることができる。

３相短絡駆動回路４６０は、インバータ４１０の異常時に、インバータ４１０にかかる過電圧を抑制するために、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち下アームのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を一括して短絡する３相短絡を行う。具体的には、３相短絡駆動回路４６０は、インバータ４１０の異常時に上アームのスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３をオフとし、かつ、下アームのスイッチング素子Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６をオンとする。これにより、モータＭ１から発生する誘起電圧をほぼ０（ゼロ）にすることができるので、３相ブリッジ回路２０の過電圧を抑制することができる。

３相短絡駆動回路４６０は、実施の形態１に係る３相短絡駆動回路６０に加えて、抵抗素子Ｒ４を有する。抵抗素子Ｒ４は、一方の端子が放電回路６４に接続され、他方の端子がスイッチング素子Ｓ１のゲートに接続される。言い換えると、放電回路６４とスイッチング素子Ｓ１のゲートとは、抵抗素子Ｒ４を介して接続されている。

上記のように、本実施の形態に係る車両駆動装置は、電気車両１に搭載される３相モータを駆動するための、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が３相ブリッジ構成で接続されたインバータ４１０を制御するＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力するマイコン２４０と、マイコン２４０から出力されたＰＷＭ信号に基づいて、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動するＰＷＭ駆動回路２６０と、インバータ４１０の異常時に、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６を一括して短絡する３相短絡を行う３相短絡駆動回路４６０と、インバータ４１０の異常時に、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６を一括して短絡する３相短絡を行うための信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力する３相短絡切替回路４５０とを備える。

３相短絡駆動回路４６０は、３相短絡信号又は３相短絡指令により、ＰＷＭ駆動回路２６０のゲート出力を遮断するとともに、下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のゲートに電圧を印加する電源切替スイッチ６１と、３相短絡信号又は３相短絡指令により、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち上アームのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のゲートソース間を短絡させる絶縁スイッチ６３とを有する。

３相短絡切替回路４５０は、マイコン２４０とＰＷＭ駆動回路２６０との間に電気的に接続され、通常動作時はＰＷＭ信号を駆動信号としてＰＷＭ駆動回路２６０に出力し、３相短絡信号又は３相短絡指令が入力されると、下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６をオンに、かつ、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち上アームのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３をオフにする駆動信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力する。

上記のようなインバータ４１０における３相短絡駆動の実行について説明する。まずは、３相短絡駆動回路４６０の動作が正常である場合に３相短絡駆動する例について説明する。この場合、上記でも説明したように、３相短絡駆動するときにＮＯＴ回路２５５からＨｉｇｈレベルの信号が電源切替スイッチ６１に出力されるので、電源切替スイッチ６１の接続が切り替わる。具体的には、降圧ＤＣ電源７０とＰＷＭ駆動回路２６０と接続する状態から、降圧ＤＣ電源７０とスイッチング素子Ｓ４とを接続する状態に切り替わる。これにより、３相短絡駆動が実行される。

このように、インバータ４１０は、３相短絡駆動回路４６０の動作が正常である場合、３相短絡切替回路４５０からＰＷＭ駆動回路２６０に入力される信号に関わらず、３相短絡駆動を実行することができる。

次に、３相短絡駆動回路４６０の動作が正常ではない場合に３相短絡駆動する例について説明する。３相短絡駆動回路４６０の動作が正常ではない場合とは、例えば、電源切替スイッチ６１が故障しており、ＮＯＴ回路２５５からのＨｉｇｈレベルの信号が入力されても接続が切り替わらない場合などが想定される。なお、電源切替スイッチ６１の故障は、例えば、電源切替スイッチ６１の降圧ＤＣ電源７０側の端子と、ＰＷＭ駆動回路２６０側の端子とが固着していることなどが挙げられる。

この場合、３相短絡駆動するときにＮＯＴ回路２５５からＨｉｇｈレベルの信号が電源切替スイッチ６１に出力されるが、電源切替スイッチ６１は故障しているので接続が切り替わらないことが起こり得る。つまり、３相短絡駆動するときに、降圧ＤＣ電源７０からＰＷＭ駆動回路２６０に電力が供給されてしまうことが起こり得る。

本実施の形態では、インバータ４１０が３相短絡切替回路４５０を備えているので、３相短絡駆動するときに、３相短絡切替回路４５０からスイッチング素子Ｓ１をオフにし、かつ、スイッチング素子Ｓ４をオンにする信号が出力される。３相短絡切替回路４５０は、電源切替スイッチ６１の故障によりＰＷＭ駆動回路２６０に電力が供給されているので、３相短絡切替回路４５０からの信号に基づいて、スイッチング素子Ｓ１をオフにし、かつ、スイッチング素子Ｓ４をオンにすることが可能となる。

このように、インバータ４１０は、３相短絡駆動回路４６０の動作が正常ではない場合、３相短絡切替回路４５０からＰＷＭ駆動回路２６０に出力される信号（駆動信号）に基づいて、３相短絡駆動を実行することができる。また、ＮＯＴ回路２５５からＨｉｇｈレベルの信号が同時に電源切替スイッチ６１およびＯＲ回路２５２に出力されるので、電源切替スイッチ６１が動作しなくても、直ちに３相短絡切替回路４５０から３相短絡させるための信号が出力可能である。

なお、３相短絡駆動回路４６０の動作が正常であるか否かに関わらず、ＮＯＴ回路２５５からＨｉｇｈレベルの信号が絶縁スイッチ６３に出力される。よって、放電回路６４は、３相短絡駆動回路４６０の動作が正常であるか否かに関わらず、上アームのスイッチング素子Ｓ１のゲートソース間を短絡させることができる。

（実施の形態６）
以下、本実施の形態に係るインバータ５１０について、図２０を参照しながら説明する。図２０は、本実施の形態に係るインバータ５１０のうちの１相分の機能構成を示すブロック図である。図２０では、インバータ５１０のうちのｕ相の機能構成を示す。以下では、ｕ相について説明するが、ｖ相およびｗ相においても同様のことが言える。

本実施の形態に係るインバータ５１０は、主に、３相短絡切替回路２５０がＡＮＤ回路２５３を有し、３相短絡駆動回路５６０が遮断スイッチ５９０を有する点において、実施の形態５に係るインバータ４１０と相違する。以下、本実施の形態に係るインバータ５１０について、実施の形態５に係るインバータ４１０との相違点を中心に説明する。また、本実施の形態において、実施の形態５に係るインバータ４１０と同一又は類似の構成については、インバータ４１０と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。

図２０に示すように、インバータ５１０は、降圧ＤＣ電源７０と、過電圧検出回路８０と、制御回路５３０とを有する。また、制御回路５３０は、マイコン２４０と、３相短絡切替回路２５０と、ＰＷＭ駆動回路２６０と、３相短絡駆動回路５６０とを有する。

３相短絡切替回路２５０は、実施の形態５に係る３相短絡切替回路４５０に加えてＡＮＤ回路２５３を有する。本実施の形態に係る３相短絡切替回路２５０の構成は、実施の形態３に係る３相短絡切替回路２５０と同様である。

ＡＮＤ回路２５３は、出力端子がマイコン２４０および遮断スイッチ５９０に接続される。ＡＮＤ回路２５３は、例えば、ＡＮＤ回路２５１およびＯＲ回路２５２の両方からＨｉｇｈレベルの駆動信号が入力されている場合に、スイッチング素子Ｓ１およびＳ４が同時にオンすることを示す同時オン検出信号（例えば、Ｈｉｇｈレベルの信号）を、マイコン２４０および遮断スイッチ５９０に出力する。また、ＡＮＤ回路２５３は、例えば、ＡＮＤ回路２５１およびＯＲ回路２５２の一方または両方からＬｏｗレベルの駆動信号が入力されている場合に、同時オン検出信号を出力しない。なお、ＡＮＤ回路２５３の出力端子は、少なくとも遮断スイッチ５９０に接続されていればよい。

３相短絡駆動回路５６０は、実施の形態５に係る３相短絡駆動回路４６０に加えて遮断スイッチ５９０を有する。

遮断スイッチ５９０は、電源切替スイッチ６１を介して降圧ＤＣ電源７０から供給される電力をＰＷＭ駆動回路２６０に供給するか否かを切り替えるスイッチである。遮断スイッチ５９０は、電源切替スイッチ６１とＰＷＭ駆動回路２６０との間に電気的に接続される。遮断スイッチ５９０は、例えば、一端が電源切替スイッチ６１の他端の一方に接続され、他端がＰＷＭ駆動回路２６０に接続され、ＡＮＤ回路２５３からの信号によりオン・オフが切り替わる。具体的には、遮断スイッチ５９０は、同時オン検出信号がＡＮＤ回路２５３から出力されるとオフになる。つまり、遮断スイッチ５９０は、ＡＮＤ回路２５３が同時オンを検出した場合、降圧ＤＣ電源７０からＰＷＭ駆動回路２６０への電力の供給を停止させる。また、遮断スイッチ５９０は、同時オン検出信号がＡＮＤ回路２５３から出力されていないときはオンになる。つまり、遮断スイッチ５９０は、ＡＮＤ回路２５３が同時オンを検出していない場合、降圧ＤＣ電源７０からＰＷＭ駆動回路２６０へ電力を供給させる。

遮断スイッチ５９０は、例えば、半導体スイッチ又は電磁開閉式のスイッチなどにより実現されるが、これに限定されない。遮断スイッチ５９０は、遮断回路の一例である。

上記のように、本実施の形態に係る車両駆動装置は、電気車両１に搭載される３相モータを駆動するための、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が３相ブリッジ構成で接続されたインバータ５１０を制御するＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力するマイコン２４０と、マイコン２４０から出力されたＰＷＭ信号に基づいて、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を駆動するＰＷＭ駆動回路２６０と、インバータ５１０の異常時に、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６を一括して短絡する３相短絡を行う３相短絡駆動回路５６０と、インバータ５１０の異常時に、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６を一括して短絡する３相短絡を行うための信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力する３相短絡切替回路２５０とを備える。

３相短絡駆動回路５６０は、３相短絡信号又は３相短絡指令により、ＰＷＭ駆動回路２６０のゲート出力を遮断するとともに、下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のゲートに電圧を印加する電源切替スイッチ６１と、３相短絡信号又は３相短絡指令により、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち上アームのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のゲートソース間を短絡させる絶縁スイッチ６３とを有する。

３相短絡切替回路２５０は、マイコン２４０とＰＷＭ駆動回路２６０との間に電気的に接続され、通常動作時はＰＷＭ信号を駆動信号としてＰＷＭ駆動回路２６０に出力し、３相短絡信号又は３相短絡指令が入力されると、下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６をオンに、かつ、複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち上アームのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３をオフにする駆動信号をＰＷＭ駆動回路２６０に出力する。

３相短絡切替回路２５０は、さらに、上アームのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３を駆動させる上アーム駆動信号と、下アームのスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６を駆動させる下アーム駆動信号とが入力されるＡＮＤ回路２５３（監視回路の一例）を有する。ＡＮＤ回路２５３は、上アーム駆動信号と下アーム駆動信号とが同時にオンになる信号であることを検出すると、ＰＷＭ駆動回路２６０の複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６への出力を遮断する遮断スイッチ５９０（遮断回路の一例）を動作させる。なお、遮断スイッチ５９０は、電源切替スイッチ６１とＰＷＭ駆動回路２６０との間に電気的に接続される。

上記のようなインバータ５１０において同時オンを検出したときの動作について説明する。なお、論理回路が故障（例えば、ＡＮＤ回路２５１、ＯＲ回路２５２の少なくとも一方が故障）したことにより同時オンが検出されたものとして説明するが、マイコン２４０などが故障することにより同時オンが検出されることも起こり得る。

ＡＮＤ回路２５３は、３相短絡ではない状態（通常状態）において、同時オンを検出すると、同時オン検出信号を遮断スイッチ５９０に出力することで、当該遮断スイッチ５９０をオフさせる。つまり、ＡＮＤ回路２５３は、ＰＷＭ駆動回路２６０からスイッチング素子Ｓ１およびＳ４への出力を強制的に停止させることで、スイッチング素子Ｓ１およびＳ４が同時オンすることを抑制する。

この場合、スイッチング素子Ｓ１およびＳ４は、オフとなるが、電気車両１が走行中である場合などではモータＭ１が回転し続けるので、回生電力などにより３相ブリッジ回路２０に過電圧が加わることがある。この過電圧を抑制するには、３相短絡駆動を行うことが考えられるが、遮断スイッチ５９０がオフとなっているので、ＰＷＭ駆動回路２６０により３相短絡駆動を行うことができない。

そこで、マイコン２４０は、ＡＮＤ回路２５３からの同時オン検出信号を取得すると、３相短絡指令をラッチ回路２５４に出力する。これにより、電源切替スイッチ６１の接続を切り替えることができるので、同時オンが検出された後であっても（ＰＷＭ駆動回路２６０の動作が停止した後であっても）３相短絡駆動回路５６０により３相短絡駆動を行うことができる。つまり、故障した３相短絡切替回路２５０の論理回路を使用することなく３相短絡駆動を行うことができる。

なお、この場合、マイコン２４０が３相短絡指令を出力することで、絶縁スイッチ６３にＨｉｇｈレベルの信号が入力されるので、絶縁スイッチ６３は放電回路６４を介してスイッチング素子Ｓ１のゲートソース間を短絡させることができる。

なお、３相短絡が必要となった状態で、かつ、同時オン検出信号が出力された場合、例えば、直ちにマイコン２４０が３相短絡指令を出力することで、３相短絡駆動回路５６０により３相短絡が実行可能である。

なお、マイコン２４０は、同時オンが検出された後に３相短絡駆動することに限定されない。マイコン２４０は、電気車両１が停止している又は低速で走行している場合など、過電圧が発生しにくい状況であれば、３相短絡駆動させなくてもよい。

なお、同時オンが検出されスイッチング素子Ｓ１およびＳ４がオフになった後、過電圧検出回路８０が過電圧を検出することで、同時オンが検出された後に３相短絡駆動が行われてもよい。

なお、上記のようなインバータ５１０における３相短絡駆動の実行については、実施の形態５に係るインバータ４１０と同様である。

また、電源切替スイッチ６１が切り替わらなかった場合の動作については、実施の形態５に係るインバータ４１０と同様である。

（その他の実施の形態）
以上、一つまたは複数の態様に係る車両駆動装置５等について、実施の形態等に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態等に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示に含まれてもよい。

例えば、上記実施の形態等において、マイコン４０は、過電圧検出回路８０から３相短絡信号を取得すると、ＰＷＭ駆動回路５０へのＰＷＭ信号の出力を停止してもよい。

また、上記実施の形態等において、マイコン４０は、過電圧検出回路８０から３相短絡信号を取得すると、電気車両１のＥＣＵに３相短絡信号を取得したことを示す信号を出力してもよい。

また、上記実施の形態１の変形例において、不具合通知回路９１は、ウォッチドックタイマ回路であるとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、マイコン４０をデュアルコアプロセッサとし、自己診断機能により異常を判定するようにしてもよい。具体的には、自己診断機能として、デュアルロックステップ方式により異常の有無を判定する。なお、デュアルロックステップ方式では、デュアルコアプロセッサは、２つのプロセッサコアに同じ処理を実行させ、その処理結果が合致しなければ異常であると判定する。この場合、実施の形態１の変形例で説明した不具合通知信号は、デュアルコアプロセッサの異常出力信号とすればよい。また、上記以外にも、自己診断機能としてクロック周波数の異常なども検出するようにしてもよい。

また、上記実施の形態２において、３相短絡動作している際に、ＰＷＭ駆動回路５０とスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６とを絶縁することができれば、インバータ１１０は、ＰＷＭ駆動回路５０の出力側にリレー１６５および１６６を有することに限定されない。インバータ１１０は、例えば、ＰＷＭ駆動回路５０の出力側にフォトカプラおよび論理回路を有していてもよい。

例えば、上記実施の形態等において、マイコン２４０は、過電圧検出回路８０から３相短絡信号を取得すると、３相短絡切替回路２５０へのＰＷＭ信号の出力を停止してもよい。

また、上記実施の形態等において、マイコン２４０は、過電圧検出回路８０から３相短絡信号を取得すると、電気車両１のＥＣＵに３相短絡信号を取得したことを示す信号を出力してもよい。

また、上記実施の形態３の変形例において、不具合通知回路３０１は、ウォッチドックタイマ回路であるとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、マイコン２４０をデュアルコアプロセッサとし、自己診断機能により異常を判定するようにしてもよい。具体的には、自己診断機能として、デュアルロックステップ方式により異常の有無を判定する。なお、デュアルロックステップ方式では、デュアルコアプロセッサは、２つのプロセッサコアに同じ処理を実行させ、その処理結果が合致しなければ異常であると判定する。この場合、実施の形態３の変形例で説明した不具合通知信号は、デュアルコアプロセッサの異常出力信号とすればよい。また、上記以外にも、自己診断機能としてクロック周波数の異常なども検出するようにしてもよい。

また、上記実施の形態３において、ＡＮＤ回路２５３からの同時オン検出信号により、ＰＷＭ駆動回路２６０と降圧ＤＣ電源７０との接続を遮断することができれば、インバータ２１０は、リレー２９０を有することに限定されない。インバータ２１０は、例えば、ＰＷＭ駆動回路２６０と降圧ＤＣ電源７０との間に電気的に接続されるフォトカプラおよび論理回路を有していてもよい。

また、上記実施の形態４において、３相短絡駆動している際に、ＰＷＭ駆動回路２６０とスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６とを絶縁することができれば、インバータ３１０は、ＰＷＭ駆動回路２６０の出力側にリレー３９０および３９１を有することに限定されない。インバータ３１０は、例えば、ＰＷＭ駆動回路２６０の出力側にフォトカプラおよび論理回路を有していてもよい。

また、上記実施の形態等において、３相短絡切替回路２５０はＰＷＭ駆動回路２６０に駆動信号を出力するための論理回路を有する構成であることについて説明したが、これに限定されない。３相短絡切替回路２５０は、ＰＷＭ駆動回路２６０に駆動信号を出力することができれば、論理回路以外の部品を有していてもよい。この場合、ＡＮＤ回路２５３は、３相短絡切替回路２５０が有する部品などが故障していることを検出する。

また、上記実施の形態等において例示した論理回路は一例であり、他の論理回路またはそれらの組み合わせにより同様の機能を実現できれば、例示した論理回路以外であってもよい。

本開示は、電気車両を駆動する車両駆動装置として有用である。

１電気車両
２駆動輪
３動力伝達機構
５車両駆動装置
１０、１０ａ、１１０、２１０、２１０ａ、３１０、４１０、５１０インバータ
２０３相ブリッジ回路
３０、２３０、４３０、５３０制御回路
４０、２４０マイクロコントローラ（マイコン）
５０、２６０ＰＷＭ駆動回路
６０、１６０、４６０、５６０３相短絡駆動回路
６１、１６１電源切替スイッチ
６２ラッチ回路
６３絶縁スイッチ
６４放電回路
７０降圧ＤＣ電源
７１ＤＣ／ＤＣコンバータ
８０過電圧検出回路
９０異常検出回路
９１不具合通知回路
９２ＮＯＴ回路
１６５、１６６リレー
１６５ａ、１６６ａ、２９０ａ、３９０ａ、３９１ａスイッチ
１６５ｂ、１６６ｂ、２９０ｂ、３９０ｂ、３９１ｂコイル
２５０、４５０３相短絡切替回路
２５１、２５３ＡＮＤ回路
２５２ＯＲ回路
２５４ラッチ回路
２５５、３０２ＮＯＴ回路
２９０、３９０、３９１リレー（遮断回路）
３００異常検出回路
３０１不具合通知回路
５９０遮断スイッチ（遮断回路）
Ｃ１平滑コンデンサ
ＣＳｕ、ＣＳｖ、ＣＳｗ電流センサ
Ｌｇ接地線
Ｌｐ電源線
Ｍ１永久磁石モータ
Ｐ１、Ｐ２電池
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４抵抗素子
ＲＳ回転位置センサ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６スイッチング素子
Ｖｇ、Ｖｐ電圧

Claims

車両に搭載される３相モータを駆動するための、複数のスイッチング素子が３相ブリッジ構成で接続されたインバータを制御するＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力するマイコンと、
前記マイコンから出力された前記ＰＷＭ信号に基づいて、前記複数のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ駆動回路と、
前記インバータの異常時に、前記複数のスイッチング素子のうち下アームのスイッチング素子を一括して短絡する３相短絡を行う３相短絡駆動回路と、を備え、
前記３相短絡駆動回路は、
前記３相短絡の指令信号により、前記ＰＷＭ駆動回路のゲート出力を遮断するとともに、前記下アームのスイッチング素子の前記ゲートに電圧を印加する第１スイッチと、
前記３相短絡の前記指令信号により、前記複数のスイッチング素子のうち上アームのスイッチング素子のゲートソース間を短絡させる第２スイッチとを有する
車両駆動装置。
前記ＰＷＭ駆動回路の電源は、前記３相モータを駆動するための第１直流電池、および、前記車両の電装品に電力を供給するための、前記第１直流電池よりも電圧が低い第２直流電池の少なくとも一方に基づく電源である
請求項１に記載の車両駆動装置。
前記インバータの異常は、前記マイコンの異常である
請求項１または２に記載の車両駆動装置。
前記マイコンの異常を検出するための異常検出回路をさらに備え、
前記異常検出回路は、前記マイコンの異常を検出すると、前記３相短絡の前記指令信号を前記３相短絡駆動回路に出力する
請求項３に記載の車両駆動装置。
前記インバータの異常は、前記第１直流電池の電圧が所定電圧を超える過電圧状態である
請求項２に記載の車両駆動装置。
前記過電圧状態を検出するための過電圧検出回路をさらに備え、
前記過電圧検出回路は、前記インバータに接続される前記第１直流電池に電気的に接続され、前記過電圧状態を検出すると、前記３相短絡の前記指令信号を前記３相短絡駆動回路に出力する
請求項５に記載の車両駆動装置。
前記３相短絡の前記指令信号を保持するラッチ回路をさらに備え、
前記ラッチ回路の出力は、前記第１スイッチと、前記第２スイッチとに入力される
請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
前記第２スイッチおよび前記上アームのスイッチング素子と接続される半導体スイッチをさらに備え、
前記第２スイッチは、フォトカプラであり、前記３相短絡の前記指令信号が前記フォトカプラに入力されて前記半導体スイッチがオンになることで、前記上アームのスイッチング素子の前記ゲートソース間を短絡させる
請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
前記第２スイッチは、リレーを有し、前記３相短絡の前記指令信号が入力されて前記リレーがオンになることで、前記上アームのスイッチング素子の前記ゲートソース間を短絡させる
請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
前記インバータの異常時に、前記複数のスイッチング素子のうち下アームのスイッチング素子を一括して短絡する３相短絡を行うための信号を前記ＰＷＭ駆動回路に出力する３相短絡切替回路を、さらに備え、
前記３相短絡切替回路は、前記マイコンと前記ＰＷＭ駆動回路との間に電気的に接続され、通常動作時は前記ＰＷＭ信号を駆動信号として前記ＰＷＭ駆動回路に出力し、前記３相短絡の指令信号が入力されると、前記下アームのスイッチング素子をオンに、かつ、前記複数のスイッチング素子のうち上アームのスイッチング素子をオフにする前記駆動信号を前記ＰＷＭ駆動回路に出力する
請求項１に記載の車両駆動装置。
前記３相短絡切替回路は、前記駆動信号を前記ＰＷＭ駆動回路に出力する論理回路を含む
請求項１０に記載の車両駆動装置。
前記インバータの異常は、前記マイコンの異常であることを含む
請求項１０または１１に記載の車両駆動装置。
前記マイコンの異常を検出するための異常検出回路をさらに備え、
前記異常検出回路は、前記マイコンの異常を検出すると、前記３相短絡の前記指令信号を前記３相短絡切替回路に出力する
請求項１２に記載の車両駆動装置。
前記インバータの異常は、前記３相モータを駆動するための電源の電圧が所定電圧を超える過電圧状態であることを含む
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
前記過電圧状態を検出するための過電圧検出回路をさらに備え、
前記過電圧検出回路は、前記インバータに接続される前記電源に電気的に接続され、前記過電圧状態を検出すると、前記３相短絡の前記指令信号を前記３相短絡切替回路に出力する
請求項１４に記載の車両駆動装置。
前記３相短絡切替回路は、前記３相短絡の前記指令信号を保持するラッチ回路をさらに有する
請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
前記駆動信号は、前記複数のスイッチング素子のうち上アームのスイッチング素子を駆動する上アーム駆動信号と、前記下アームのスイッチング素子を駆動する下アーム駆動信号とを含み、
前記３相短絡切替回路は、前記上アーム駆動信号と、前記下アーム駆動信号とが入力される監視回路をさらに有し、
前記監視回路は、前記上アーム駆動信号と前記下アーム駆動信号とが同時にオンになる信号であることを検出すると、前記ＰＷＭ駆動回路の前記複数のスイッチング素子への出力を遮断する遮断回路を動作させる
請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
前記監視回路は、前記マイコンに検出結果を出力し、
前記マイコンは、前記検出結果を取得すると、前記３相短絡の前記指令信号の出力を禁止するとともに、前記３相モータの回転数を制限するための信号を出力する
請求項１７に記載の車両駆動装置。
前記遮断回路は、前記上アーム駆動信号と前記下アーム駆動信号とが同時にオンになる信号であることを検出すると、前記ＰＷＭ駆動回路の前記複数のスイッチング素子への出力をオフにする
請求項１７または１８に記載の車両駆動装置。
前記遮断回路は、前記上アーム駆動信号と前記下アーム駆動信号とが同時にオンになる信号であることを検出すると、前記ＰＷＭ駆動回路への電力供給をオフにする
請求項１７または１８に記載の車両駆動装置。
前記遮断回路は、前記第１スイッチと前記ＰＷＭ駆動回路との間に電気的に接続される
請求項２０に記載の車両駆動装置。