JP2022021225A - 電力変換器の制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】誤動作が生じることを抑制することができる電力変換器の制御回路を提供する。【解決手段】制御回路５０は、回転電機と、回転電機の巻線に接続された上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを有する電力変換器とを備えるシステムに適用される。制御回路５０は、下アームスイッチＳＷＬをオンし、上アームスイッチＳＷＨをオフする短絡制御を実施するか否かを判定する判定部８２と、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬに関する情報を伝達する電圧信号が入力される複数の電圧端子Ｔ１～Ｔ４を有し、電圧端子Ｔ１～Ｔ４を介して入力された電圧信号に基づいて、下アームスイッチＳＷＬを駆動する下アーム駆動部７２ａと、判定部８２により短絡制御を実施すると判定された場合、電圧端子Ｔ１～Ｔ４に短絡指令を入力する信号伝達部８３と、を備え、下アーム駆動部７２ａは、全ての電圧端子Ｔ１～Ｔ４に短絡指令が入力された場合、短絡制御を実施する。【選択図】 図３

Description

本発明は、回転電機の各相の巻線に電気的に接続された上下アームのスイッチを有する電力変換器の制御回路に関する。

この種の制御回路としては、上下アームのうちいずれか一方のアームにおけるスイッチをオンし、他方のアームにおけるスイッチをオフする短絡制御を実施する電力変換器の制御回路が知られている。

特許文献１では、短絡制御を実施するための三相短絡駆動回路が備えられている電力変換器の制御回路が開示されている。この制御回路では、三相短絡駆動回路に入力される電圧信号に基づいて、短絡制御が実施される。

特許第５８１３１６７号公報

電圧信号は、三相短絡駆動回路に設けられている電圧端子に入力される。ところで、この電圧端子に入力される電圧信号の異常により、制御回路に誤動作が生じる可能性がある。この異常は、例えば、電圧端子の異常、電圧信号の発生源の異常及び発生源から電圧端子までの経路の異常のうち、少なくとも１つにより生じる。

電圧信号の異常により発生する制御回路の誤動作には、例えば、以下のようなものがある。ここでは、電圧端子に入力される電圧信号が、Ｈ及びＬのうちいずれか一方の値をとる場合を考える。電圧信号がＨにされる場合、上下アームにおけるスイッチが交互にオンされる通常時駆動制御が実施され、一方、電圧信号がＬにされる場合、短絡制御が実施される例について説明する。このような構成において、電圧信号が、Ｈ及びＬのうちいずれか一方に固着する故障が生じたとする。電圧信号がＨに固着すると、短絡制御を実施すべき状況であるにも関わらず短絡制御が実施されない可能性がある。一方、電圧信号がＬに固着すると、短絡制御を実施しなくてもよい状況であるにも関わらず短絡制御が実施される可能性がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、誤動作が生じることを抑制することができる電力変換器の制御回路を提供することである。

本発明は、多相の回転電機と、前記回転電機の各相の巻線に電気的に接続された上下アームのスイッチを有する電力変換器と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路において、上下アームのうちいずれか一方のアームにおける前記スイッチをオンし、他方のアームにおける前記スイッチをオフする短絡制御を実施するか否かを判定する判定部と、前記スイッチに関する情報を伝達する電圧信号が入力される複数の電圧端子を有し、前記電圧端子を介して入力された前記電圧信号に基づいて、前記スイッチを駆動する駆動部と、前記判定部により前記短絡制御を実施すると判定された場合、前記各電圧端子のうち少なくとも２つの電圧端子に短絡指令を入力する信号伝達部と、を備え、前記駆動部は、前記各電圧端子のうち少なくとも１つの前記電圧端子に前記短絡指令が入力された場合、前記短絡制御を実施する。

本発明において、駆動部は、電圧信号が入力される少なくとも２つの電圧端子を有している。また、本発明において、判定部が短絡制御を実施すると判定した場合、信号伝達部を介して電圧信号に基づく短絡指令が各電圧端子に入力され、各電圧端子のうち少なくとも１つの電圧端子に短絡指令が入力された場合、駆動部が短絡制御を実施する構成とした。このため、駆動部に１つの電圧端子が設けられている場合よりも、制御回路に誤動作が生じることを抑制することができる。例えば、短絡指令が入力される少なくとも２つの電圧端子のうち、１つの電圧端子が故障したとしても、故障した電圧端子以外の電圧端子に、短絡指令が入力された場合に短絡制御を実施できる。

第１実施形態に係る制御システムの全体構成図。 制御回路及びその周辺構成を示す図。 上，下アームドライバ及びその周辺構成を示す図。 信号伝達部及びその周辺構成を示す図。 第１端子に入力される第１電圧信号を説明するための図。 第２端子に入力される第２電圧信号を説明するための図。 第３端子に入力される第３電圧信号を説明するための図。 第４端子に入力される第４電圧信号を説明するための図。 制御回路が実施する制御の処理手順を示すフローチャート。 制御回路が実施する制御の一例を示すタイムチャート。 制御回路が実施する制御の一例を示すタイムチャート。 第２実施形態に係る信号伝達部及びその周辺構成を示す図。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る制御回路を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る制御回路は、電力変換器としての３相インバータに適用される。本実施形態において、インバータを備える制御システムは、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される。

図１に示すように、制御システムは、回転電機１０及びインバータ１５を備えている。回転電機１０は、車載主機であり、そのロータが図示しない駆動輪と動力伝達可能とされている。本実施形態では、回転電機１０として、同期機が用いられており、より具体的には、永久磁石同期機が用いられている。

インバータ１５は、スイッチングデバイス部１６を備えている。スイッチングデバイス部１６は、上アームスイッチＳＷＨと下アームスイッチＳＷＬとの直列接続体を３相分備えている。各相において、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの接続点には、回転電機１０の巻線１１の第１端が接続されている。各相巻線１１の第２端は、中性点で接続されている。各相巻線１１は、電気角で互いに１２０°ずらされて配置されている。ちなみに、本実施形態では、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、より具体的には、ＩＧＢＴが用いられている。上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬには、フリーホイールダイオードである上，下アームダイオードＤＨ，ＤＬが逆並列に接続されている。

各上アームスイッチＳＷＨの高電位側端子であるコレクタには、高電位側電気経路２２Ｈを介して、高圧電源３０の正極端子が接続されている。各下アームスイッチＳＷＬの低電位側端子であるエミッタには、低電位側電気経路２２Ｌを介して、高圧電源３０の負極端子が接続されている。本実施形態において、高圧電源３０は、２次電池であり、その出力電圧（定格電圧）が例えば百Ｖ以上である。

高電位側電気経路２２Ｈには、第１遮断スイッチ２３ａが設けられ、低電位側電気経路２２Ｌには、第２遮断スイッチ２３ｂが設けられている。各スイッチ２３ａ，２３ｂは、例えば、リレー又は半導体スイッチング素子である。ここで、各スイッチ２３ａ，２３ｂは、インバータ１５が備える制御回路５０によって駆動されてもよいし、制御回路５０に対して上位の制御装置によって駆動されてもよい。

インバータ１５は、「蓄電部」としての平滑コンデンサ２４を備えている。平滑コンデンサ２４は、高電位側電気経路２２Ｈのうち第１遮断スイッチ２３ａよりもスイッチングデバイス部１６側と、低電位側電気経路２２Ｌのうち第２遮断スイッチ２３ｂよりもスイッチングデバイス部１６側とを電気的に接続している。

制御システムは、車載電気機器２５を備えている。電気機器２５は、例えば、電動コンプレッサ及びＤＣＤＣコンバータのうち少なくとも一方を含む。電動コンプレッサは、車室内空調装置を構成し、車載冷凍サイクルの冷媒を循環させるべく、高圧電源３０から給電されて駆動される。ＤＣＤＣコンバータは、高圧電源３０の出力電圧を降圧して車載低圧負荷に供給する。低圧負荷は、図２に示す低圧電源３１を含む。本実施形態において、低圧電源３１は、その出力電圧（定格電圧）が高圧電源３０の出力電圧（定格電圧）よりも低い電圧（例えば１２Ｖ）の２次電池であり、例えば鉛蓄電池である。

図２を用いて、制御回路５０の構成について説明する。制御回路５０は、入力回路６０及び低圧電源回路６１を備えている。入力回路６０には、低圧電源３１の正極端子が接続されている。低圧電源３１の負極端子には、接地部位としてのグランドが接続されている。低圧電源回路６１は、入力回路６０が出力する第１電圧Ｖ１を降圧することにより、第２電圧Ｖ２（例えば５Ｖ）を生成する。

制御回路５０は、マイコン６２を備えている。マイコン６２は、ＣＰＵと、それ以外の周辺回路とを備えている。周辺回路には、例えば、外部と信号をやり取りするための入出力部と、ＡＤ変換部とが含まれている。マイコン６２には、低圧電源回路６１の第２電圧Ｖ２が供給される。これにより、マイコン６２が動作可能とされる。

マイコン６２は、回転電機１０の制御量をその指令値に制御すべく、スイッチングデバイス部１６の各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬに対するスイッチング指令を生成する。制御量は、例えばトルクである。マイコン６２は、制御量をその指令値に制御すべく、各相において、上アームスイッチＳＷＨと、下アームスイッチＳＷＬとを交互にオンする通常時駆動制御を行うためのスイッチング指令を生成する。

制御回路５０は、絶縁電源７０、上アームドライバ７１及び下アームドライバ７２を備えている。本実施形態において、上アームドライバ７１は、各上アームスイッチＳＷＨに対応して個別に設けられ、下アームドライバ７２は、各下アームスイッチＳＷＬに対応して個別に設けられている。このため、ドライバ７１，７２は合わせて６つ設けられている。

絶縁電源７０は、入力回路６０の第１電圧Ｖ１に基づいて、上アームドライバ７１に供給する上アーム駆動電圧ＶｄＨと、下アームドライバ７２に供給する下アーム駆動電圧ＶｄＬとを生成して出力する。絶縁電源７０及び各ドライバ７１，７２は、制御回路５０において、低圧領域と、低圧領域とは電気的に絶縁された高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。具体的には、絶縁電源７０は、３相の上アームドライバ７１それぞれに対して個別に設けられた上アーム絶縁電源と、３相の下アームドライバ７２に共通の下アーム絶縁電源とを備えている。なお、下アーム絶縁電源は、３相の下アームドライバ７２それぞれに対して個別に設けられていてもよい。

続いて、図３を用いて、上，下アームドライバ７１，７２について説明する。

上アームドライバ７１は、「駆動部」としての上アーム駆動部７１ａと、上アーム絶縁伝達部７１ｂとを備えている。上アーム駆動部７１ａは、高圧領域に設けられている。上アーム絶縁伝達部７１ｂは、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。上アーム絶縁伝達部７１ｂは、低圧領域及び高圧領域の間を電気的に絶縁しつつ、マイコン６２から出力されたスイッチング指令を上アーム駆動部７１ａに伝達する。上アーム絶縁伝達部７１ｂは、例えば、フォトカプラ又は磁気カプラである。

上アームドライバ７１のうち、上アーム駆動部７１ａ及び上アーム絶縁伝達部７１ｂの高圧領域側の構成等は、絶縁電源７０の上アーム駆動電圧ＶｄＨが供給されることにより動作可能に構成されている。上アームドライバ７１のうち、上アーム絶縁伝達部７１ｂの低圧領域側の構成等は、低圧電源回路６１の第２電圧Ｖ２が供給されることにより動作可能に構成されている。

上アーム駆動部７１ａは、入力されたスイッチング指令がオン指令である場合、上アームスイッチＳＷＨのゲートに充電電流を供給する。これにより、上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧ＶｇＨが閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、上アームスイッチＳＷＨがオンされる。一方、上アーム駆動部７１ａは、入力されたスイッチング指令がオフ指令である場合、上アームスイッチＳＷＨのゲートからエミッタ側へと放電電流を流す。これにより、上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧ＶｇＨが閾値電圧Ｖｔｈ未満となり、上アームスイッチＳＷＨがオフされる。

下アームドライバ７２は、「駆動部」としての下アーム駆動部７２ａと、下アーム絶縁伝達部７２ｂとを備えている。

下アームドライバ７２のうち、下アーム駆動部７２ａ及び下アーム絶縁伝達部７２ｂの高圧領域側の構成等は、絶縁電源７０の下アーム駆動電圧ＶｄＬが供給されることにより動作可能に構成されている。下アームドライバ７２のうち、下アーム絶縁伝達部７２ｂの低圧領域側の構成等は、低圧電源回路６１の第２電圧Ｖ２が供給されることにより動作可能に構成されている。

下アーム駆動部７２ａは、入力されたスイッチング指令がオン指令である場合、下アームスイッチＳＷＬのゲートに充電電流を供給する。これにより、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧ＶｇＬが閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、下アームスイッチＳＷＬがオンされる。一方、下アーム駆動部７２ａは、入力されたスイッチング指令がオフ指令である場合、下アームスイッチＳＷＬのゲートからエミッタ側へと放電電流を流す。これにより、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧ＶｇＬが閾値電圧Ｖｔｈ未満となり、下アームスイッチＳＷＬがオフされる。

図２及び図３を用いて、制御回路５０のうち高圧領域の構成について説明する。

制御回路５０は、異常用電源８０及び信号用電源８１を備えている。異常用電源８０及び信号用電源８１は高圧領域に設けられている。異常用電源８０は、平滑コンデンサ２４の出力電圧ＶＨが供給されることにより、異常用駆動電圧Ｖｅｐｓを生成する。異常用駆動電圧Ｖｅｐｓは、信号用電源８１に供給される。

信号用電源８１は、異常用電源８０の異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが供給されることにより、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓを生成する。ＡＳＣ指令電圧Ｖｓは、ＡＳＣ（Active Short Circuit）制御を実施する旨を下アーム駆動部７２ａへと伝達する信号である。ＡＳＣ制御とは、３相分の下アームスイッチＳＷＬがオンされ、３相分の上アームスイッチＳＷＨがオフされる制御である。本実施形態において、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓは、下アーム駆動電圧ＶｄＬ（例えば１５Ｖ）よりも低い電圧に設定されている。なお、本実施形態において、異常用電源８０が「駆動電源」に相当し、ＡＳＣ制御が「短絡制御」に相当する。

制御回路５０は、その高圧領域に、通常用電源経路８５、通常用ダイオード８６、異常用電源経路８７及び異常用ダイオード８８を備えている。通常用電源経路８５は、絶縁電源７０の出力側と下アーム駆動部７２ａとを接続し、下アーム駆動電圧ＶｄＬを下アーム駆動部７２ａに供給する。通常用ダイオード８６は、アノードが絶縁電源７０の出力側に接続された状態で、通常用電源経路８５の中間位置に設けられている。

通常用電源経路８５のうち通常用ダイオード８６よりも下アーム駆動部７２ａ側と、異常用スイッチ８４のコレクタとは異常用電源経路８７により接続されている。異常用ダイオード８８は、アノードが異常用スイッチ８４のコレクタに接続された状態で、異常用電源経路８７上に設けられている。異常用スイッチ８４のエミッタは異常用電源８０の出力側に接続されている。異常用電源８０の異常用駆動電圧Ｖｅｐｓは、異常用スイッチ８４、異常用ダイオード８８、異常用電源経路８７及び通常用電源経路８５を介して、下アーム駆動部７２ａに供給される。

本実施形態において、異常用電源８０は常時起動の構成とされている。詳しくは、異常用電源８０は、平滑コンデンサ２４の出力電圧ＶＨが供給され、自身の入力電圧が上昇し始めてから、その入力電圧が平滑コンデンサ２４の出力電圧ＶＨに到達するよりも前の期間のうち、その入力電圧が規定電圧に到達するタイミングで起動する。その後、異常用電源８０は異常用駆動電圧Ｖｅｐｓを生成する。本実施形態において、異常用電源８０の起動とは、異常用電源８０が異常用駆動電圧Ｖｅｐｓを目標値に制御し始めることである。この制御が開始されることにより、異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが目標値に向かって上昇し始める。規定電圧に到達するタイミングで異常用電源８０を起動させることにより、異常用電源８０の異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが早期に制御可能な状態とされる。本実施形態では、この状態を、異常用電源８０が常時起動されている状態とする。なお、異常用電源８０として、スイッチング電源又はシリーズ電源等、種々の電源が用いられる。

制御回路５０は、その高圧領域に、判定部８２、信号伝達部８３及び異常用スイッチ８４を備えている。判定部８２には、絶縁電源７０の下アーム駆動電圧ＶｄＬ及び平滑コンデンサ２４の出力電圧ＶＨが入力される。判定部８２は、絶縁電源７０の下アーム駆動電圧ＶｄＬ及び平滑コンデンサ２４の出力電圧ＶＨに基づいて、ＡＳＣ制御を実施するか否かを判定する。判定部８２は、ＡＳＣ制御を実施しないと判定した場合、判定部８２の出力電圧レベルＶｊをＨにする。一方、判定部８２は、ＡＳＣ制御を実施すると判定した場合、判定部８２の出力電圧レベルＶｊをＨからＬに切り替える。

例えば、判定部８２は、検出した下アーム駆動電圧ＶｄＬが低下し始めた後、検出した下アーム駆動電圧ＶｄＬが第１ＡＳＣ判定値Ｖｐを下回った場合に、ＡＳＣ制御を実施すると判定してもよい。ここで、第１ＡＳＣ判定値Ｖｐは、上アームスイッチＳＷＨがオフするまでの十分な期間が経過したと判定できる値に設定され、例えば、上記閾値電圧Ｖｔｈと同じ値又は閾値電圧Ｖｔｈ未満の値に設定されていればよい。

また、例えば、判定部８２は、検出した平滑コンデンサ２４の出力電圧ＶＨが第２ＡＳＣ判定値Ｖｑを上回った場合に、ＡＳＣ制御を実施すると判定してもよい。ここで、第２ＡＳＣ判定値Ｖｑは、高圧電源３０の直流電圧が大きく上昇し、高圧電源３０、インバータ１５及び電気機器２５のうち少なくとも１つが、故障する可能性があることを判定できる値に設定されていればよい。

信号伝達部８３には、信号用電源８１のＡＳＣ指令電圧Ｖｓが供給される。下アームドライバ７２は、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４を備えている。判定部８２の出力電圧レベルＶｊがＬにされた場合、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓは、信号伝達部８３を介して、下アームドライバ７２に設けられている第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４へと供給される。第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４及び信号伝達部８３については後述する。

異常用スイッチ８４は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。異常用スイッチ８４のベースは、判定部８２の出力側に接続されている。判定部８２の出力電圧レベルＶｊがＬにされることで、異常用スイッチ８４がオンされる。

続いて、図４を用いて、信号伝達部８３及びその周辺構成について説明する。

下アームドライバ７２は、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４を備えている。インバータ１５は、温度検出部９０及び第１信号伝達経路９１を備えている。温度検出部９０は、定電流源９０ａ及び感温ダイオード９０ｂを有している。感温ダイオード９０ｂは、下アームスイッチＳＷＬの温度に基づいて、順方向電圧Ｖｆを変化させる半導体温度センサである。感温ダイオード９０ｂのアノードが定電流源９０ａに接続され、感温ダイオード９０ｂのカソードがグランドに接続されている。第１信号伝達経路９１は、信号伝達部８３を介して、感温ダイオード９０ｂのアノードと、第１端子Ｔ１とを接続する。これにより、感温ダイオード９０ｂの順方向電圧Ｖｆが第１端子Ｔ１に伝達される。

第１端子Ｔ１に入力された順方向電圧Ｖｆは、第１電圧信号ＶＴ１として、下アーム駆動部７２ａへと伝達される。下アーム駆動部７２ａは、第１電圧信号ＶＴ１に基づいて、下アームスイッチＳＷＬ及びその周辺構成の断線異常や下アームスイッチＳＷＬの過熱異常を判定する。

インバータ１５は、電圧検出回路９２及び第２信号伝達経路９３を備えている。電圧検出回路９２は、下アームスイッチＳＷＬのゲートに接続されている。電圧検出回路９２は、下アーム駆動部７２ａが第２端子Ｔ２を介して下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧ＶｇＬを検出可能とするために設けられており、例えば分圧用の抵抗体で構成されている。第２信号伝達経路９３は、信号伝達部８３を介して、電圧検出回路９２と第２端子Ｔ２とを接続する。電圧検出回路９２には、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧ＶｇＬが入力される。電圧検出回路９２は、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧ＶｇＬを変圧（降圧）した監視用電圧を第２端子Ｔ２へと出力する。

第２端子Ｔ２に入力された監視用電圧は、第２電圧信号ＶＴ２として、下アーム駆動部７２ａへと伝達される。下アーム駆動部７２ａは、第２電圧信号ＶＴ２に基づいてオフ保持処理を行う。この処理は、下アームスイッチＳＷＬのセルフターンオンの発生を防止すべく、下アーム駆動部７２ａに入力されたスイッチング指令がオフ指令の場合に下アームスイッチＳＷＬのゲート及びエミッタを短絡する処理である。セルフターンオンとは、スイッチをオフに維持したいにもかかわらず、スイッチが誤ってオンに切り替えられてしまう現象である。

インバータ１５は、センス抵抗体９４及び第３信号伝達経路９５を備えている。下アームスイッチＳＷＬは、センス端子Ｓｔを備えている。センス端子Ｓｔには、下アームスイッチＳＷＬのエミッタ電流と相関を有する微小電流が流れる。センス端子Ｓｔには、センス抵抗体９４の第１端が接続され、センス抵抗体９４の第２端には、グランドが接続されている。第３信号伝達経路９５は、信号伝達部８３を介して、センス抵抗体９４の第１端と、第３端子Ｔ３とを接続する。

この構成によれば、センス端子Ｓｔに流れる微小電流によってセンス抵抗体９４に電圧降下が生じる。このため、センス抵抗体９４の電圧差（以下、センス電圧Ｖｓｅ）を、エミッタ電流の相関値として用いることができる。このセンス電圧Ｖｓｅは、第３端子Ｔ３に入力される。

第３端子Ｔ３に入力されたセンス電圧Ｖｓｅは、第３電圧信号ＶＴ３として、下アーム駆動部７２ａへと伝達される。下アーム駆動部７２ａは、第３電圧信号ＶＴ３に基づいて、下アームスイッチＳＷＬの過電流異常又は短絡異常を判定する。ここで、短絡異常は、例えば、上下アーム短絡、相関短絡又は地絡によって発生する。

信号伝達部８３は、第１抵抗体９６、第１コンデンサ９７及び第１指令用スイッチ９８を備えている。第１指令用スイッチ９８はＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。第１抵抗体９６の第１端は、判定部８２の出力側に接続されている。第１抵抗体９６の第２端は、第１指令用スイッチ９８のベース及び第１コンデンサ９７の第１端に接続されている。第１コンデンサ９７の第２端は、グランドに接続されている。第１指令用スイッチ９８のエミッタは、信号用電源８１の出力側に接続されている。第１指令用スイッチ９８のコレクタは、第１信号伝達経路９１を介して、第１端子Ｔ１に接続されている。

ＡＳＣ制御を実施すると判定される前では、判定部８２の出力電圧レベルＶｊがＨであり、第１指令用スイッチ９８がオフされている。そのため、第１端子Ｔ１には、感温ダイオード９０ｂの順方向電圧Ｖｆが入力される。一方、ＡＳＣ制御を実施すると判定された場合、判定部８２の出力電圧レベルＶｊがＬに切り替えられ、第１指令用スイッチ９８がオンに切り替えられる。これにより、信号用電源８１のＡＳＣ指令電圧Ｖｓが第１端子Ｔ１へと入力される。第１端子Ｔ１は、順方向電圧Ｖｆ又はＡＳＣ指令電圧Ｖｓを下アーム駆動部７２ａへと伝達する。本実施形態において、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓが「短絡指令」に相当する。

信号伝達部８３は、第２抵抗体９９、第２コンデンサ１００及び第２指令用スイッチ１０１を備えている。第２指令用スイッチ１０１はＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。第２抵抗体９９の第１端は、判定部８２の出力側に接続されている。第２抵抗体９９の第２端は、第２指令用スイッチ１０１のベース及び第２コンデンサ１００の第１端に接続されている。第２コンデンサ１００の第２端は、グランドに接続されている。第２指令用スイッチ１０１のエミッタは、信号用電源８１に接続されている。第２指令用スイッチ１０１のコレクタは、第２信号伝達経路９３を介して、第２端子Ｔ２に接続されている。

ＡＳＣ制御を実施すると判定される前では、判定部８２の出力電圧レベルＶｊがＨであり、第２指令用スイッチ１０１がオフされている。そのため、第２端子Ｔ２には、電圧検出回路９２の監視用電圧が入力される。一方、ＡＳＣ制御を実施すると判定された場合、判定部８２の出力電圧レベルＶｊがＬに切り替えられ、第２指令用スイッチ１０１がオンに切り替えられる。これにより、信号用電源８１のＡＳＣ指令電圧Ｖｓが第２端子Ｔ２へと入力される。第２端子Ｔ２は、監視用電圧又はＡＳＣ指令電圧Ｖｓを下アーム駆動部７２ａへと伝達する。

信号伝達部８３は、第３抵抗体１０２、第３コンデンサ１０３及び第３指令用スイッチ１０４を備えている。第３指令用スイッチ１０４はＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。第３抵抗体１０２の第１端は、判定部８２の出力側に接続されている。第３抵抗体１０２の第２端は、第３指令用スイッチ１０４のベース及び第３コンデンサ１０３の第１端に接続されている。第３コンデンサ１０３の第２端は、グランドに接続されている。第３指令用スイッチ１０４のエミッタは、信号用電源８１に接続されている。第３指令用スイッチ１０４のコレクタは、第３信号伝達経路９５を介して、第３端子Ｔ３に接続されている。

ＡＳＣ制御を実施すると判定される前では、判定部８２の出力電圧レベルＶｊがＨであり、第３指令用スイッチ１０４がオフされている。そのため、第３端子Ｔ３には、センス電圧Ｖｓｅが入力される。一方、ＡＳＣ制御を実施すると判定された場合、判定部８２の出力電圧レベルＶｊがＬに切り替えられ、第３指令用スイッチ１０４がオンに切り替えられる。これにより、信号用電源８１のＡＳＣ指令電圧Ｖｓが第３端子Ｔ３へと入力される。第３端子Ｔ３は、センス電圧Ｖｓｅ又はＡＳＣ指令電圧Ｖｓを下アーム駆動部７２ａへと伝達する。

信号伝達部８３は、第４抵抗体１０５、第４コンデンサ１０６、第４指令用スイッチ１０７、第１分圧用抵抗体１０８及び第２分圧用抵抗体１０９を備えている。第４指令用スイッチ１０７はＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。第４抵抗体１０５の第１端は、判定部８２の出力側に接続されている。第４抵抗体１０５の第２端は、第４指令用スイッチ１０７のベース及び第４コンデンサ１０６の第１端に接続されている。第４コンデンサ１０６の第２端は、グランドに接続されている。第４指令用スイッチ１０７のエミッタは、信号用電源８１及び第１分圧用抵抗体１０８の第１端に接続されている。第１分圧用抵抗体１０８の第２端は、第４指令用スイッチ１０７のコレクタ、第２分圧用抵抗体１０９の第１端及び第４端子Ｔ４に接続されている。第２分圧用抵抗体１０９の第２端は、グランドに接続されている。

ＡＳＣ制御を実施すると判定される前では、判定部８２の出力電圧レベルＶｊがＨであり、第４指令用スイッチ１０７がオフされている。そのため、第４端子Ｔ４には、信号用電源８１のＡＳＣ指令電圧Ｖｓが第１，第２分圧用抵抗体１０８，１０９により分圧され、その分圧電圧が入力される。第４端子Ｔ４は、分圧電圧を下アーム駆動部７２ａへと伝達する。下アーム駆動部７２ａは、分圧電圧に基づいて、過電流閾値Ｖｏｃ及び短絡閾値Ｖｓｃといった保護閾値を設定する。一方、ＡＳＣ制御を実施すると判定された場合、判定部８２の出力電圧レベルＶｊがＬに切り替えられ、第４指令用スイッチ１０７がオンに切り替えられる。これにより、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓが第４指令用スイッチ１０７を介して、第４端子Ｔ４へと入力される。第４端子Ｔ４は、分圧電圧又はＡＳＣ指令電圧Ｖｓを下アーム駆動部７２ａへと伝達する。

続いて、図５～図８を用いて、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４に入力される電圧信号の説明を行う。

図５を用いて、第１端子Ｔ１に入力される第１電圧信号ＶＴ１について説明する。第１電圧信号ＶＴ１の取り得る電圧範囲は、０Ｖから第１最大電圧ＶＴ１ａまでの電圧範囲である。本実施形態において、０Ｖは、下アームスイッチＳＷＬのエミッタの電位とする。また、本実施形態において、第１最大電圧ＶＴ１ａは、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓ（例えば５Ｖ）である。第１電圧信号ＶＴ１の取り得る電圧範囲内には、過熱閾値Ｖｈ、及び過熱閾値Ｖｈよりも高い断線閾値Ｖｄが設定されている。第１電圧信号ＶＴ１が過熱閾値Ｖｈを下回ることで、下アームスイッチＳＷＬに過熱異常が発生していると判定される。また、第１電圧信号ＶＴ１が断線閾値Ｖｄを上回ることにより、下アーム駆動部７２ａにより下アームスイッチＳＷＬ又はその周辺構成に断線異常が発生していると判定される。断線異常又は過熱異常が発生したと判定された場合、下アーム駆動部７２ａは保護動作を行う。保護動作として、例えば、下アーム駆動部７２ａは、下アームスイッチＳＷＬをオフにするシャットダウン制御を行う。なお、上アーム駆動部７１ａも、上アームスイッチＳＷＨにおける断線異常又は過熱異常が発生したと判定された場合、シャットダウン制御を行う。

過熱閾値Ｖｈよりも高く、かつ、断線閾値Ｖｄよりも低い電圧範囲に、感温ダイオード９０ｂにより検出可能な温度検出範囲ＲＴ１ａが設定されている。温度検出範囲ＲＴ１ａの上，下限値は、感温ダイオード９０ｂの温度検出対象の信頼性を維持できる温度に基づいて設定されている。本実施形態において、温度検出範囲ＲＴ１ａが「第１電圧範囲」に相当する。

過熱閾値Ｖｈよりも低くて、かつ、０Ｖよりも高い電圧として第１所定電圧ＶＴ１ｂが設定されている。第１所定電圧ＶＴ１ｂから過熱閾値Ｖｈまでの電圧範囲が過熱異常範囲ＲＴ１ｈである。断線閾値Ｖｄよりも高くて、かつ、第１最大電圧ＶＴ１ａよりも低い電圧として第２所定電圧ＶＴ１ｃが設定されている。第２所定電圧ＶＴ１ｃは、例えば、下アームスイッチＳＷＬ又はその周辺構成に断線異常が発生したとしても検出されない電圧値である。断線閾値Ｖｄから第２所定電圧ＶＴ１ｃまでの電圧範囲が断線異常範囲ＲＴ１ｄである。本実施形態において、過熱異常範囲ＲＴ１ｈ及び断線異常範囲ＲＴ１ｄが「第１電圧範囲」に相当する。

第１電圧信号ＶＴ１の取り得る電圧範囲のうち、０Ｖから第１所定電圧ＶＴ１ｂまでの電圧範囲を低圧側ＡＳＣ範囲ＲＴ１ｂＬとする。また、第１電圧信号ＶＴ１の取り得る電圧範囲のうち、第２所定電圧ＶＴ１ｃから第１最大電圧ＶＴ１ａまでの電圧範囲を高圧側ＡＳＣ範囲ＲＴ１ｂＨとする。本実施形態では、高圧側ＡＳＣ範囲ＲＴ１ｂＨ内に第１ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１が設定され、具体的には、第１ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１が、高圧側ＡＳＣ範囲ＲＴ１ｂの下限値である第２所定電圧ＶＴ１ｃに設定されている。第１端子Ｔ１を介して下アーム駆動部７２ａに入力される第１電圧信号ＶＴ１が第１ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１以上となることにより、ＡＳＣ制御を実施する旨の信号（以下、ＡＳＣ指令）が下アーム駆動部７２ａへと伝達される。なお、第１ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１が、高圧側ＡＳＣ範囲ＲＴ１ｂＨの中央値よりも下側の電圧範囲内に設定されることで、迅速にＡＳＣ指令を下アーム駆動部７２ａに伝達できる。これは、中央値よりも下側の電圧範囲が温度検出範囲ＲＴ１ａに近いためである。本実施形態において、高圧側ＡＳＣ範囲ＲＴ１ｂＨが「第２電圧範囲」に相当し、ＡＳＣ指令が「短絡指令」に相当する。

図６を用いて、第２端子Ｔ２に入力される第２電圧信号ＶＴ２について説明する。第２電圧信号ＶＴ２の取り得る電圧範囲は、０Ｖから第２最大電圧ＶＴ２ａまでの電圧範囲である。本実施形態において、第２最大電圧ＶＴ２ａは、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓである。０Ｖから第２最大電圧ＶＴ２ａまでの電圧範囲内に、第２ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ２が設定されている。第２ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ２は、例えば、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧ＶｇＬが取り得る範囲の上限値に基づいて設定されている。第２端子Ｔ２においては、０Ｖから第２ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ２までの電圧範囲を監視用範囲ＲＴ２ａとする。本実施形態において、監視用範囲ＲＴ２ａが「第１電圧範囲」に相当する。

第２電圧信号ＶＴ２の取り得る電圧範囲のうち、第２ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ２から第２最大電圧ＶＴ２ａまでの電圧範囲が第２ＡＳＣ範囲ＲＴ２ｂである。第２端子Ｔ２を介して下アーム駆動部７２ａに入力される第２電圧信号ＶＴ２が第２ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ２以上となることにより、ＡＳＣ指令が下アーム駆動部７２ａへと伝達される。本実施形態において、第２ＡＳＣ範囲ＲＴ２ｂが「第２電圧範囲」に相当する。

図７を用いて、第３端子Ｔ３に入力される第３電圧信号ＶＴ３について説明する。第３電圧信号ＶＴ３の取り得る電圧範囲は、０Ｖから第３最大電圧ＶＴ３ａまでの電圧範囲である。本実施形態において、第３最大電圧ＶＴ３ａは、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓである。０Ｖから第３最大電圧ＶＴ３ａまでの電圧範囲内には、過電流閾値Ｖｏｃ、及び過電流閾値Ｖｏｃよりも高い短絡閾値Ｖｓｃが設定されている。第３電圧信号ＶＴ３が過電流閾値Ｖｏｃより高く、かつ、短絡閾値Ｖｓｃよりも低い電圧の場合、下アーム駆動部７２ａにより過電流異常が発生したと判定される。また、第３電圧信号ＶＴ３が短絡閾値Ｖｓｃよりも高い電圧の場合、下アーム駆動部７２ａにより短絡異常が発生したと判定される。過電流異常又は短絡異常が発生したと判定された場合、下アーム駆動部７２ａは保護動作を行う。保護動作として、例えば、下アーム駆動部７２ａはシャットダウン制御を行う。

短絡閾値Ｖｓｃよりも高い電圧として第３ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ３が設定されている。第３ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ３は、例えば、センス電圧Ｖｓｅが取り得る範囲の上限値に基づいて設定される。０Ｖから第３ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ３までの電圧範囲が過電流範囲ＲＴ３ａとされている。本実施形態において、過電流範囲ＲＴ３ａが「第１電圧範囲」に相当する。

第３電圧信号ＶＴ３の取り得る電圧範囲のうち、第３ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ３から第３最大電圧ＶＴ３ａまでの電圧範囲が第３ＡＳＣ範囲ＲＴ３ｂとされている。第３端子Ｔ３を介して下アーム駆動部７２ａに入力される第３電圧信号ＶＴ３が第３ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ３以上となることで、ＡＳＣ指令が下アーム駆動部７２ａへと伝達される。本実施形態において、第３ＡＳＣ範囲ＲＴ３ｂが「第２電圧範囲」に相当する。

図８を用いて、第４端子Ｔ４に入力される第４電圧信号ＶＴ４について説明する。第４電圧信号ＶＴ４の取り得る電圧範囲は、０Ｖから第４最大電圧ＶＴ４ａまでの電圧範囲である。本実施形態において、第４最大電圧ＶＴ４ａは、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓである。０Ｖから第４最大電圧ＶＴ４ａまでの電圧範囲内には、第４ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ４が設定されている。０Ｖから第４ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ４までの電圧範囲が閾値設定範囲ＲＴ４ａとされている。本実施形態において、閾値設定範囲ＲＴ４ａが「第１電圧範囲」に相当する。

第４電圧信号ＶＴ４の取り得る電圧信号のうち、第４ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ４から第４最大電圧ＶＴ４ａまでの電圧範囲が第４ＡＳＣ範囲ＲＴ４ｂである。第４端子Ｔ４を介して下アーム駆動部７２ａに入力される第４電圧信号ＶＴ４が第４ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ４以上となることで、ＡＳＣ指令が下アーム駆動部７２ａへと伝達される。本実施形態において、第４ＡＳＣ範囲ＲＴ４ｂが「第２電圧範囲」に相当する。

続いて、図９を用いて、制御回路５０が実施する制御について説明する。この制御は所定周期で繰り返し実施される。

ステップＳ１０において、判定部８２は、下アーム駆動電圧ＶｄＬが第１ＡＳＣ判定値Ｖｐを下回っているか否か、又は平滑コンデンサ２４の出力電圧ＶＨが第２ＡＳＣ判定値Ｖｑを上回っているか否かを判定する。

ステップＳ１０で否定判定された場合、ステップＳ１１に進み、下アーム駆動部７２ａは通常時駆動制御又は保護動作を実施する。具体的には、下アーム駆動部７２ａは、第１端子Ｔ１に入力される第１電圧信号ＶＴ１が、過熱閾値Ｖｈを下回って過熱異常が発生したと判定した場合、又は断線閾値Ｖｄを上回って断線異常が発生したと判定した場合、保護動作としてのシャットダウン制御を実施する。また、下アーム駆動部７２ａは、第３端子Ｔ３に入力される第３電圧信号ＶＴ３が、過電流閾値Ｖｏｃ又は短絡閾値Ｖｓｃを上回ったと判定した場合、保護動作としてのシャットダウン制御を実施する。下アーム駆動部７２ａは、過熱異常、断線異常又は過電流閾値Ｖｏｃや短絡閾値Ｖｓｃに基づく異常が発生していないと判定した場合、通常時駆動制御を実施する。

一方、ステップＳ１０で肯定判定された場合、ステップＳ１２に進み、判定部８２は出力電圧レベルＶｊをＬに切り替える。これにより、異常用スイッチ８４及び第１～第４指令用スイッチ９８，１０１，１０４，１０７がオンに切り替えられる。その結果、下アーム駆動部７２ａには、異常用電源８０から異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが供給される。また、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４には、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓが入力される。

ステップＳ１３において、下アーム駆動部７２ａは、各端子Ｔ１～Ｔ４に入力された各電圧信号ＶＴ１～ＶＴ４が、各ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１～Ｖａｓｃ４以上であるかを判定する。各端子Ｔ１～Ｔ４のうちいずれかの端子において、端子に入力される電圧信号が、対応するＡＳＣ閾値以上でない場合、ステップＳ１１に進む。一方、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４に入力される第１～第４電圧信号ＶＴ１～ＶＴ４全てが、第１～第４ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１～Ｖａｓｃ４以上である場合、ステップＳ１４に進み、下アーム駆動部７２ａはＡＳＣ制御を実施する。

本実施形態において、ＡＳＣ制御は、通常時駆動制御又は保護動作よりも優先して実施される。詳しくは、下アーム駆動部７２ａは、ステップＳ１１において通常時駆動制御又は保護動作を実施していたとしても、次の制御周期において、ステップＳ１４に進む場合、ＡＳＣ制御を実施する。

図１０及び図１１を用いて、制御回路５０が行う制御についてさらに詳しく説明する。

図１０は、低圧異常が発生して下アーム駆動電圧ＶｄＬが０Ｖまで低下する場合に、制御回路５０が行う制御の一例である。ここで、低圧異常には、低圧電源３１の異常と、絶縁電源７０から電圧を出力できなくなる異常とが含まれる。絶縁電源７０から電圧を出力できなくなる異常には、絶縁電源７０の異常と、低圧電源３１から絶縁電源７０に給電できなくなる異常とが含まれる。ここで、低圧電源３１から絶縁電源７０に給電できなくなる異常は、例えば、入力回路６０、低圧電源３１から絶縁電源７０までの電気経路が断線することで発生する。なお、上述した異常は、例えば車両の衝突により発生する。

図１０において、（ａ）は下アーム駆動電圧ＶｄＬの推移を示し、（ｂ）は出力電圧レベルＶｊの推移を示し、（ｃ）は各電圧信号ＶＴ１～ＶＴ４の推移を示し、（ｄ）は上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧ＶｇＨの推移を示し、（ｅ）は下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧ＶｇＬの推移を示す。なお、図１０（ｃ）では、便宜上、各電圧信号ＶＴ１～ＶＴ４の推移を１つのタイムチャートにまとめて示している。

時刻ｔ１において、下アーム駆動電圧ＶｄＬが第１ＡＳＣ判定値Ｖｐを下回る。これに伴い、出力電圧レベルＶｊがＨからＬへ切り替えられる。これにより、異常用スイッチ８４及び各指令用スイッチ９８，１０１，１０４，１０７がオンに切り替えられる。その結果、異常用電源８０の異常用駆動電圧Ｖｅｐｓが下アーム駆動部７２ａへと供給され、下アーム駆動部７２ａはＡＳＣ制御を実行可能な状態となる。また、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓが各端子Ｔ１～Ｔ４に入力されるため、各電圧信号ＶＴ１～ＶＴ４が上昇し始める。

時刻ｔ２において、第１～第４電圧信号ＶＴ１～ＶＴ４が第１～第４ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１～Ｖａｓｃ４を上回る。これにより、各端子Ｔ１～Ｔ４から下アーム駆動部７２ａへとＡＳＣ指令が伝達される。下アーム駆動部７２ａは、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４からＡＳＣ指令を受け取った場合、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４のＡＳＣ指令を受け取ったそれぞれの時刻のうち、最後のＡＳＣ指令を受け取った時刻ｔ２からフィルタ時間ｔｄだけ経過した時刻ｔ３において、ＡＳＣ制御を開始する。そのため、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧ＶｇＬが上昇し始める。一方、低圧異常が発生してから上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧ＶｇＨが低下し始め、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の時刻でオフされる。フィルタ時間ｔｄは、上アームスイッチＳＷＨがオフするまでの十分な期間を確保するために設けられている。これは、上下アーム短絡の発生を防止するためである。

時刻ｔ４において、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧ＶｇＬが閾値電圧Ｖｔｈを上回ることにより、ＡＳＣ制御が実施される。

図１１は、平滑コンデンサ２４の出力電圧ＶＨが第２ＡＳＣ判定値Ｖｑを超えて上昇する過電圧異常が発生した場合に、制御回路５０が行う制御の一例である。ここで、過電圧異常は、例えば、回転電機１０等に異常が発生したと判定され、シャットダウン制御が行われることにより発生する。具体的には、シャットダウン制御が行われる場合において、回転電機１０を構成するロータの回転によって巻線１１に逆起電圧が発生していると、巻線１１の線間電圧が、平滑コンデンサ２４の出力電圧ＶＨよりも高くなることがある。線間電圧が高くなる状況は、例えば、ロータの界磁磁束量が大きかったり、ロータの回転速度が高かったりする場合に発生し得る。この状況では、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬに逆並列に接続された上，下アームダイオードＤＨ，ＤＬ、巻線１１及び平滑コンデンサ２４を含む閉回路に巻線１１で発生した誘起電流が流れる回生が実施される。その結果、平滑コンデンサ２４の出力電圧ＶＨが第２ＡＳＣ判定値Ｖｑを超えて上昇し、過電圧異常となる。

図１１において、（ａ）は平滑コンデンサ２４の出力電圧ＶＨの推移を示し、（ｂ）～（ｅ）は、先の図１０（ｂ）～（ｅ）に対応している。

過電圧異常が発生し、時刻ｔ１において平滑コンデンサ２４の出力電圧ＶＨが第２ＡＳＣ判定値Ｖｑを上回る。これに伴い、出力電圧レベルＶｊがＨからＬへ切り替えられる。これにより、第１～第４指令用スイッチ９８，１０１，１０４，１０７がオンに切り替えられるため、各電圧信号ＶＴ１～ＶＴ４が上昇し始める。その後の時刻ｔ２～時刻ｔ４までの制御は、先の図１１と同様であるため説明を省略する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

下アームドライバ７２は第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４を有する。ＡＳＣ制御を実施すると判定された場合、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４に入力される第１～第４電圧信号ＶＴ１～ＶＴ４に基づき、ＡＳＣ指令が下アーム駆動部７２ａへと伝達される。下アーム駆動部７２ａは、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４全てからＡＳＣ指令を受信した場合、ＡＳＣ制御を実施する。このため、下アームドライバ７２にＡＳＣ指令を受信する１つの端子が設けられている構成と比較して、制御回路５０に誤動作が生じることを抑制することができる。

例えば、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４のうちいずれか１つの端子に入力される電圧信号が、ＡＳＣ制御を実施すべき状況でないにもかかわらず、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓに固着した場合について説明する。この場合、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４のうち固着した電圧信号が入力される端子以外の端子にＡＳＣ指令電圧Ｖｓが入力されなければ、ＡＳＣ制御が実施されない。そのため、１つの電圧端子にＡＳＣ指令電圧Ｖｓが入力されることでＡＳＣ制御が実施される構成よりも、制御回路５０にＡＳＣ制御の不要作動が生じることを抑制することができる。

判定部８２によりＡＳＣ制御を実施すると判定された場合であっても、各電圧信号ＶＴ１～ＶＴ４の少なくとも１つの端子の異常により、複数の端子Ｔ１～Ｔ４のうち少なくとも１つの端子からＡＳＣ指令が出力されない場合がある。

そこで、下アーム駆動部７２ａは、全ての端子Ｔ１～Ｔ４からＡＳＣ指令を受信した場合のみＡＳＣ制御を実施し、それ以外の場合では、ＡＳＣ制御を実施せず、通常時駆動制御又は保護動作を実施する構成とした。これにより、制御回路５０に異常が発生している可能性がある状況で、ＡＳＣ制御が誤って実施されることを防止できる。

本実施形態の制御回路５０とは異なり、ＡＳＣ指令のみを伝達する専用端子が制御回路５０に複数設けられる構成においては、下アームドライバ７２に設けられる端子の数が増加してしまう。

そこで、本実施形態では、端子の数を削減すべく、各端子Ｔ１～Ｔ４に入力される各電圧信号ＶＴ１～ＶＴ４の電圧範囲が以下のように設定される構成とした。詳しくは、第１電圧信号ＶＴ１の電圧範囲には、温度検出範囲ＲＴ１ａ、過熱異常範囲ＲＴ１ｈ、断線異常範囲ＲＴ１ｄ及び各ＡＳＣ範囲ＲＴ１ｂＨ，ＲＴ１ｂＬが設けられる。第２電圧信号ＶＴ２の電圧範囲には、監視用範囲ＲＴ２ａ及び第２ＡＳＣ範囲ＲＴ２ｂが設けられる。第３電圧信号ＶＴ３には、過電流範囲ＲＴ３ａ及び第３ＡＳＣ範囲ＲＴ３ｂが設けられる。第４電圧信号ＶＴ４には、閾値設定範囲ＲＴ４ａ及び第４ＡＳＣ範囲ＲＴ４ｂが設けられる。この構成において、第１端子Ｔ１には、感温ダイオード９０ｂの順方向電圧Ｖｆ又はＡＳＣ指令電圧Ｖｓが共通の第１端子Ｔ１に入力される。第２端子Ｔ２には、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧ＶｇＬに基づく監視用電圧又はＡＳＣ指令電圧Ｖｓが共通の第２端子Ｔ２に入力される。第３端子Ｔ３には、センス電圧Ｖｓｅ又はＡＳＣ指令電圧Ｖｓが共通の第３端子Ｔ３に入力される。第４端子Ｔ４には、保護閾値を定めるための分圧電圧又はＡＳＣ指令電圧Ｖｓが共通の第４端子Ｔ４に入力される。そのため、ＡＳＣ指令のみを伝達する専用端子が複数設けられる場合よりも、下アームドライバ７２に設けられる端子の数を削減することができる。

ＡＳＣ制御を実施するための構成である下アーム駆動部７２ａ、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４、高圧電源３０及び異常用電源８０が、低圧領域とは電気的に絶縁された高圧領域に設けられる構成とした。このため、低圧異常が発生したとしても、ＡＳＣ制御を実施することができる。

異常用電源８０が常時起動される構成とした。これにより、異常用電源８０が起動した後、常時、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓが信号伝達部８３へと供給される。そのため、判定部８２によりＡＳＣ制御を実施すると判定された後に異常用電源８０を起動する場合と比較して、早期にＡＳＣ指令電圧Ｖｓを信号伝達部８３へと供給することができる。その結果、ＡＳＣ制御を迅速に実施することができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１２に示すように、下アームドライバ７２及び信号伝達部８３の構成が一部変更されている。なお、図１２において、先の図４に示した構成については、便宜上、同一の符号を付している。

図１２に示すように、下アームドライバ７２は、第５端子Ｔ５を備えている。第５端子Ｔ５は、ＡＳＣ指令のみを下アーム駆動部７２ａへと伝達する専用端子である。第５端子Ｔ５は、信号伝達部８３を介して、判定部８２の出力側と接続されている。

信号伝達部８３は、第５抵抗体１１０、第５コンデンサ１１１、第５指令用スイッチ１１２を備えている。第５指令用スイッチ１１２はＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。第５抵抗体１１０の第１端は、判定部８２の出力側に接続されている。第５抵抗体１１０の第２端は、第５指令用スイッチ１１２のベース及び第５コンデンサ１１１の第１端に接続されている。第５コンデンサ１１１の第２端は、グランドに接続されている。第５指令用スイッチ１１２のエミッタは、信号用電源８１に接続されている。第５指令用スイッチ１１２のコレクタは、第５端子Ｔ５に接続されている。

第５端子Ｔ５には、第５電圧信号ＶＴ５が入力される。第５電圧信号ＶＴ５が取り得る電圧範囲には、第５ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ５が設定されている。ＡＳＣ制御を実施すると判定される前では、判定部８２の出力電圧レベルＶｊがＨであり、第５指令用スイッチ１１２がオフされている。そのため、第５端子Ｔ５には、第５ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ５より低い電圧が入力される。よって、ＡＳＣ指令が下アーム駆動部７２ａへと伝達されない。一方、ＡＳＣ制御を実施すると判定された場合、判定部８２の出力電圧レベルＶｊがＬに切り替えられ、第５指令用スイッチ１１２がオンに切り替えられる。これにより、信号用電源８１のＡＳＣ指令電圧Ｖｓが第５端子Ｔ５へと入力されるため、第５端子Ｔ５には、第５ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ５よりも高い電圧が入力される。第５電圧信号ＶＴ５が第５ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ５以上となることで、ＡＳＣ指令が下アーム駆動部７２ａへと伝達される。

本実施形態では、先の図９のステップＳ１３において、下アーム駆動部７２ａは、各端子Ｔ１～Ｔ５に入力された電圧信号ＶＴ１～ＶＴ５が、各ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１～Ｖａｓｃ５以上であるかを判定する。各端子Ｔ１～Ｔ５のうちいずれかの端子において、端子に入力される電圧信号が、対応するＡＳＣ閾値以上でない場合、ステップＳ１１に進む。一方、下アーム駆動部７２ａは、第１～第５端子Ｔ１～Ｔ５に入力される第１～第５電圧信号ＶＴ１～ＶＴ５全てが、第１～第５ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１～Ｖａｓｃ５以上である場合、ステップＳ１４に進み、ＡＳＣ制御を実施する。

＜その他の実施形態＞
・ＡＳＣ制御として、３相分の上アームスイッチＳＷＨをオン状態に切り替え、かつ、３相分の下アームスイッチＳＷＬをオフ状態に切り替える制御が行われてもよい。

・第１実施形態のステップＳ１３では、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４に入力される全ての第１～第４電圧信号ＶＴ１～ＶＴ４がＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１～Ｖａｓｃ４以上である場合、ステップＳ１４に進むとしたが、これを変更する。ステップＳ１３では、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４に入力される第１～第４電圧信号ＶＴ１～ＶＴ４のうち、いずれか１つ、２つ又は３つの電圧信号が、対応するＡＳＣ閾値以上である場合、ステップＳ１４に進むとしてもよい。

この場合においても、制御回路５０に誤動作が生じることを抑制することができる。例えば、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４のうちいずれか１つの端子に入力される電圧信号が、ＡＳＣ指令が伝達されない電圧信号に固着した場合について説明する。この場合、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４のうち固着した電圧信号が入力される端子以外の少なくとも１つの端子に、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓが入力された場合、ＡＳＣ制御が実施される。そのため、１つの電圧端子にＡＳＣ指令電圧Ｖｓが入力されることでＡＳＣ制御が実施される構成よりも、制御回路５０に不作動が生じることを抑制することができる。

・第１実施形態において、第１～第４最大電圧ＶＴ１ａ～ＶＴ４ａは、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓとされていたが、これを変更し、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓよりも高くて、かつ、下アーム駆動電圧ＶｄＬ以下の値にされていてもよい。この場合、第１～第４ＡＳＣ範囲ＲＴ１ｂ～ＲＴ４ｂは、各端子Ｔ１～Ｔ４において、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓから下アーム駆動電圧ＶｄＬまでの電圧範囲となる。この構成では、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓよりも高い電圧が各端子Ｔ１～Ｔ４に入力されることにより、ＡＳＣ制御が実施される。

・第１～第４ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１～Ｖａｓｃ４は、ＡＳＣ指令電圧Ｖｓとされていてもよい。

・第１実施形態において、高圧側ＡＳＣ範囲ＲＴ１ｂＨに代えて、低圧側ＡＳＣ範囲ＲＴ１ｂＬ（「第２電圧範囲」に相当）内に第１ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１が設定されていてもよい。具体的には例えば、第１ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１が、低圧側ＡＳＣ範囲ＲＴ１ｂＬの下限値である第１所定電圧ＶＴ１ｂとされていてもよい。この場合、第１電圧信号ＶＴ１が第１ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ１を下回る場合にＡＳＣ制御が実施されるように制御回路５０が構成される。

・第１実施形態において、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４にＡＳＣ指令電圧Ｖｓが入力されていたが、これを変更し、第１～第４端子Ｔ１～Ｔ４のいずれか１つにＡＳＣ指令電圧Ｖｓが入力されてもよい。本実施形態では、第１端子Ｔ１にＡＳＣ指令電圧Ｖｓが入力されることにより、ＡＳＣ制御が実施される。これにより、下アームドライバ７２に設けられる端子の数を削減することができる。

・第２実施形態において、第５電圧信号ＶＴ５が第５ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ５を上回ることに代えて、第５電圧信号ＶＴ５が第５ＡＳＣ閾値Ｖａｓｃ５を下回ることで、ＡＳＣ制御が実施されるように制御回路５０が構成されていてもよい。

・スイッチングデバイス部１６を構成するスイッチＳＷＨ，ＳＷＬとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばボディダイオードを内蔵するＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。

・回転電機１０の制御量としては、トルクに限らず、例えば、回転電機１０のロータの回転速度であってもよい。

・回転電機１０としては、永久磁石同期機に限らず、例えば巻線界磁型同期機であってもよい。また、回転電機１０としては、同期機に限らず、例えば誘導機であってもよい。さらに、回転電機１０としては、車載主機として用いられるものに限らず、電動パワーステアリング装置や空調用電動コンプレッサを構成する電動機等、他の用途に用いられるものであってもよい。

・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１０…回転電機、１１…巻線、１５…インバータ、５０…制御回路、８２…判定部、７１ａ，７２ａ…上，下アーム駆動部、Ｔ１～Ｔ４…第１～第４端子、８３…信号伝達部。

Claims (8)

1. 多相の回転電機（１０）と、
   前記回転電機の各相の巻線（１１）に電気的に接続された上下アームのスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を有する電力変換器（１５）と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路（５０）において、
   上下アームのうちいずれか一方のアームにおける前記スイッチをオンし、他方のアームにおける前記スイッチをオフする短絡制御を実施するか否かを判定する判定部（８２）と、
   前記スイッチに関する情報を伝達する電圧信号が入力される複数の電圧端子（Ｔ１～Ｔ４）を有し、前記電圧端子を介して入力された前記電圧信号に基づいて、前記スイッチを駆動する駆動部（７１ａ，７２ａ）と、
   前記判定部により前記短絡制御を実施すると判定された場合、前記各電圧端子のうち少なくとも２つの電圧端子に短絡指令を入力する信号伝達部（８３）と、を備え、
   前記駆動部は、前記各電圧端子のうち少なくとも１つの前記電圧端子に前記短絡指令が入力された場合、前記短絡制御を実施する電力変換器の制御回路。
2. 前記駆動部は、少なくとも２つの前記電圧端子に前記短絡指令が入力された場合、前記短絡制御を実施する請求項１に記載の電力変換器の制御回路。
3. 前記駆動部は、前記駆動部に設けられた複数の前記電圧端子のうち、少なくとも１つの前記電圧端子に前記短絡指令が入力され、かつ、少なくとも１つの前記電圧端子に前記短絡指令が入力されない場合、前記短絡制御を実施しない請求項２に記載の電力変換器の制御回路。
4. 前記電圧信号の電圧範囲には、前記電圧信号に基づいて前記スイッチの状態を伝達するための電圧範囲又は前記スイッチの保護閾値を定めるための電圧範囲である第１電圧範囲と、前記第１電圧範囲以外の第２電圧範囲とが含まれ、
   前記判定部により前記短絡制御を実施すると判定された場合、前記第２電圧範囲内の電圧値に設定された前記短絡指令が前記電圧端子に入力される請求項１～３のいずれか一項に記載の電力変換器の制御回路。
5. 多相の回転電機（１０）と、
   前記回転電機の各相の巻線（１１）に電気的に接続された上下アームのスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を有する電力変換器（１５）と、を備えるシステムに適用される電力変換器の制御回路（５０）において、
   上下アームのうちいずれか一方のアームにおける前記スイッチをオンし、他方のアームにおける前記スイッチをオフする短絡制御を実施するか否かを判定する判定部（８２）と、
   前記スイッチに関する情報を伝達する電圧信号が入力される電圧端子（Ｔ１）を有し、前記電圧端子を介して入力された前記電圧信号に基づいて、前記スイッチを駆動する駆動部（７１ａ，７２ａ）と、を備え、
   前記電圧信号の電圧範囲には、前記電圧信号に基づいて前記スイッチの状態を伝達するための電圧範囲又は前記スイッチの保護閾値を定めるための電圧範囲である第１電圧範囲と、前記第１電圧範囲以外の第２電圧範囲とが含まれ、
   前記判定部により前記短絡制御を実施すると判定された場合、前記第２電圧範囲内の電圧値に設定された短絡指令が前記電圧端子に入力され、
   前記駆動部は、前記電圧端子に前記短絡指令が入力された場合、前記短絡制御を実施する電力変換器の制御回路。
6. 前記制御回路の高圧領域に設けられ、前記第１電圧範囲内の前記電圧信号を生成する電力を供給する信号用電源（８１）と、
   前記高圧領域と、前記高圧領域とは電気的に絶縁された低圧領域との境界を跨いで前記高圧領域及び前記低圧領域に設けられ、前記スイッチを駆動する電力を前記駆動部へと供給する絶縁電源（７０）と、を備え、
   前記第２電圧範囲は、前記信号用電源が生成する電圧以上、かつ、前記絶縁電源が生成する電圧以下の電圧範囲である請求項４又は５に記載の電力変換器の制御回路。
7. 前記システムは、高圧領域と、前記高圧領域とは電気的に絶縁された低圧領域とのうち前記高圧領域に設けられた蓄電部（３０）を備え、
   前記高圧領域に設けられ、前記蓄電部から給電されて電力を生成する駆動電源（８０）を備え、
   前記信号伝達部は、前記高圧領域に設けられ、
   前記駆動部は、前記高圧領域に設けられ、前記駆動電源から、前記信号伝達部を介して前記電圧端子へと給電されることで前記短絡制御を実施する請求項１～６のいずれか一項に記載の電力変換器の制御回路。
8. 前記駆動部は、
   前記電圧信号に基づき、上下アームにおける前記スイッチを交互にオンする通常時駆動制御、又は前記電圧信号が入力された前記電圧端子に対応する前記スイッチの保護動作を実施し、
   前記短絡指令が前記電圧端子に入力された場合、前記通常時駆動制御又は前記保護動作よりも前記短絡制御を優先して実施する請求項１～７のいずれか一項に記載の電力変換器の制御回路。

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