JP5561197B2 - 電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチング素子と、駆動回路とを備えた電子装置に関する。

従来、スイッチング素子と、駆動回路とを備えた電子装置として、例えば特許文献１に開示されているモータ駆動装置がある。

このモータ駆動装置は、パワートランジスタと、ゲートドライバとを備えている。ゲートドライバは、第１及び第２電流源と、ゲート電流制御器と、ゲートスイッチング制御器とを備えている。第１電流源は、回路用電源の正極端子とパワートランジスタのゲートの間に接続されている。第２電流源は、パワートランジスタのゲートと回路用電源の負極端子の間に接続されている。ゲート電流制御器は、第１及び第２電流源に接続されている。ゲートスイッチング制御器は、ゲート電流制御器に接続されている。

ゲート電流制御器は、ゲートスイッチング制御器から入力される信号に基づいて第１及び第２電流源を制御して第１パワートランジスタを駆動する。ゲートスイッチング制御器から入力される信号がパワートランジスタのオンを指示すると、ゲート電流制御器は、第１電流源を制御して第１パワートランジスタのゲートに所定の電流を流し込む。その結果、ゲート電圧がオン、オフ閾値電圧より高くなり、パワートランジスタがオンする。

一方、ゲートスイッチング制御器から入力される信号がパワートランジスタのオフを指示すると、ゲート電流制御器は、第２電流源を制御してパワートランジスタのゲートから所定の電流を引き抜く。その結果、ゲート電圧がオン、オフ閾値電圧より低くなり、パワートランジスタがオフする。

ところで、このモータ制御装置は、２つの電流源を備えている。そのため、回路構成が複雑になるという問題があった。

特開２００７−２８８８５６号公報

これに対して、２つの電流源を用いることなく、簡素な構成で、スイッチング素子を駆動することができる電子装置が提案されている。

この電子装置は、スイッチング素子と、オン駆動用定電流回路と、オフ駆動用スイッチング素子と、制御回路とを備えている。オン駆動用定電流回路は、電流制御用トランジスタと、電流検出用抵抗とを有している。オン駆動用定電流回路は、駆動用電源回路の正極端子とスイッチング素子の制御端子の間に接続されている。オフ駆動用スイッチング素子は、スイッチング素子の制御端子と駆動用電源回路の負極端子の間に接続されている。制御回路は、オン駆動用定電流回路とオフ駆動用スイッチング素子に接続されている。

制御回路は、外部から入力される駆動信号に基づいてオン駆動用定電流回路とオフ駆動用スイッチング素子を制御してスイッチング素子を駆動する。駆動信号がスイッチング素子のオンを指示すると、制御回路は、オフ駆動用スイッチング素子をオフするとともに、オン駆動用定電流回路を制御してスイッチング素子の制御端子に定電流を流れ込む。その結果、制御端子の電圧がオン、オフ閾値電圧より高くなり、スイッチング素子がオンする。

一方、駆動信号がスイッチング素子のオフを指示すると、制御回路は、オン駆動用定電流回路の動作を停止するとともに、オフ駆動用スイッチング素子をオンしてスイッチング素子の制御端子から電荷を放電する。その結果、制御端子の電圧がオン、オフ閾値電圧より低くなり、スイッチング素子がオフする。

ところで、この電子装置において、電流制御用トランジスタや電流検出抵抗が異常になると、スイッチング素子の制御端子の電圧が低下せず、スイッチング素子をオフできない異常状態が発生することがある。このとき、スイッチング素子の制御端子の電圧が、オン、オフ閾値電圧付近の所定範囲内の電圧であると、オン電圧が増加し、スイッチング素子の発熱が増大する。このような異常状態が継続すると、スイッチング素子が発熱し熱破壊する可能性がある。

また、電流制御用トランジスタや電流検出抵抗やオフ駆動用スイッチング素子が異常になると、それに伴って他の回路部分が故障してしまう可能性がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電流制御用トランジスタ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用スイッチング素子の少なくともいずれかの異常を検出できる電子装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明者らは、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、駆動信号がスイッチング素子のオンを指示しているときのスイッチング素子の制御端子の電圧と時間に基づいて、電流制御用トランジスタ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用スイッチング素子の少なくともいずれかの異常を検出できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の電子装置は、制御端子の電圧を制御することで駆動されるスイッチング素子と、スイッチング素子の制御端子に接続され、スイッチング素子の制御端子に定電流を流し込み電荷を充電するオン駆動用定電流回路と、スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることでスイッチング素子の制御端子から電荷を放電するオフ駆動用スイッチング素子と、入力される駆動信号に基づいてオン駆動用定電流回路とオフ駆動用スイッチング素子を制御することで、スイッチング素子の制御端子の電圧を制御してスイッチング素子を駆動する制御回路と、を備えた電子装置において、オン駆動用定電流回路は、スイッチング素子の制御端子に流し込む電流を制御する電流制御用トランジスタと、電流制御用トランジスタに流れる電流を検出する電流検出用抵抗と、を有し、制御回路は、駆動信号がスイッチング素子のオンを指示しているときのスイッチング素子の制御端子の電圧と時間に基づいて、電流制御用トランジスタ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用スイッチング素子の少なくともいずれかの異常を検出することを特徴とする。

この構成によれば、駆動信号がスイッチング素子のオンを指示すると、制御回路は、オフ駆動用スイッチング素子をオフするとともに、オン駆動用定電流回路を制御してオン駆動用定電流回路からスイッチング素子の制御端子に定電流を流し込む。これにより、スイッチング素子の制御端子に電荷が充電され、制御端子の電圧が上昇する。このとき、スイッチング素子の制御端子の電圧は、時間の経過とともに特徴的な変化の仕方をする。しかし、電流制御用トランジスタ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用スイッチング素子が異常になると、スイッチング素子の制御端子の電圧が、正常時とは異なる変化の仕方をするようになる。そのため、駆動信号がスイッチング素子のオンを指示しているときの、スイッチング素子の制御端子の電圧と時間に基づいて電流制御用トランジスタ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用スイッチング素子の少なくともいずれかの異常を検出することができる。

請求項２に記載の電子装置は、制御回路は、所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧に基づいて異常を検出することを特徴とする。この構成によれば、電流制御用トランジスタ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用スイッチング素子が異常になると、スイッチング素子の制御端子の電圧が、正常時とは異なる変化の仕方をするようになる。つまり、所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧が、正常時とは異なるようになる。そのため、所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧に基づいて判断することで、電流制御用トランジスタ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用スイッチング素子の少なくともいずれかの異常を確実に検出することができる。

請求項３に記載の電子装置は、制御回路は、正常時のミラー期間終了の所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧が、ミラー電圧より高い場合、電流制御用トランジスタのショート故障、又は、電流検出用抵抗のショート故障が発生していると判断することを特徴とする。この構成によれば、前述したように、駆動信号がスイッチング素子のオンを指示すると、スイッチング素子の制御端子に電荷が充電され、制御端子の電圧が上昇する。制御端子の電圧が上昇しオン、オフ閾値電圧を超えると、スイッチング素子がオンする。スイッチング素子がオンして電流が流れるようになると、端子間容量を充電するため、ミラー期間の間、制御端子の電圧がミラー電圧に保持される。そして、ミラー期間が終了すると、制御端子の電圧がさらに上昇する。しかし、電流制御用トランジスタのショート故障、又は、電流検出用抵抗のショート故障が発生すると、制御端子に流れ込む電流が増加する。そのため、ミラー期間が正常時より短くなり、正常時のミラー期間終了の所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧がミラー電圧より高くなる。従って、正常時のミラー期間終了の所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧が、ミラー電圧より高い場合、電流制御用トランジスタのショート故障、又は、電流検出用抵抗のショート故障が発生していると判断することができる。

請求項４に記載の電子装置は、制御回路は、正常時のミラー期間中の所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧が、ミラー電圧より低い場合、電流制御用トランジスタのオープン故障、電流検出用抵抗のオープン故障及びオフ駆動用スイッチング素子のショート故障の少なくともいずれかが発生していると判断することを特徴とする。この構成によれば、電流制御用トランジスタのオープン故障、電流検出用抵抗のオープン故障及びオフ駆動用スイッチング素子のショート故障の少なくともいずれかが発生すると、制御端子に流れ込む電流が減少する。そのため、制御端子の電圧の上昇が遅くなり、正常時のミラー期間中の所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧がミラー電圧より低くなる。従って、正常時のミラー期間中の所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧が、ミラー電圧より低い場合、電流制御用トランジスタのオープン故障、電流検出用抵抗のオープン故障及びオフ駆動用スイッチング素子のショート故障の少なくともいずれかが発生していると判断することができる。

請求項５に記載の電子装置は、制御回路は、スイッチング素子の制御端子の電圧の立ち上がりを基準として、所定時間経過後の所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧に基づいて異常を検出することを特徴とする。この構成によれば、スイッチング素子の制御端子の電圧の立ち上がりを基準として、所定時を特定することができる。そのため、所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧を特定することができる。従って、異常を確実に検出することができる。

請求項６に記載の電子装置は、制御回路は、駆動信号のスイッチング素子のオン指示の開始を基準として、所定時間経過後の所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧に基づいて異常を検出することを特徴とする。この構成によれば、駆動信号のスイッチング素子のオン指示の開始を基準として、所定時を特定することができる。そのため、所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧を特定することができる。従って、異常を確実に検出することができる。

請求項７に記載の電子装置は、制御回路は、電流制御用トランジスタの制御端子の電圧の立ち上がりを基準として、所定時間経過後の所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧に基づいて異常を検出することを特徴とする。この構成によれば、電流制御用トランジスタの制御端子の電圧の立ち上がりを基準として、所定時を特定することができる。そのため、所定時におけるスイッチング素子の制御端子の電圧を特定することができる。従って、異常を確実に検出することができる。

請求項８に記載の電子装置は、制御回路は、スイッチング素子の制御端子の電圧が所定電圧になるまでの時間に基づいて異常を検出することを特徴とする。この構成によれば、電流制御用トランジスタ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用スイッチング素子が異常になると、スイッチング素子の制御端子の電圧が、正常時とは異なる変化の仕方をするようになる。つまり、スイッチング素子の制御端子の電圧が所定電圧になるまでの時間が、正常時とは異なるようになる。そのため、スイッチング素子の制御端子の電圧が所定電圧になるまでの時間に基づいて判断することで、電流制御用トランジスタ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用スイッチング素子の異常を確実に検出することができる。

請求項９に記載の電子装置は、制御回路は、スイッチング素子の制御端子の電圧がミラー電圧より高い所定電圧になるまでの時間が、正常時より短い場合、電流制御用トランジスタのショート故障、又は、電流検出用抵抗のショート故障が発生していると判断することを特徴とする。この構成によれば、電流制御用トランジスタのショート故障、又は、電流検出用抵抗のショート故障が発生すると、制御端子に流れ込む電流が増加する。そのため、ミラー期間が正常時より短くなり、スイッチング素子の制御端子の電圧が正常時より速くミラー電圧より高くなる。つまり、スイッチング素子の制御端子の電圧がミラー電圧より高い所定電圧になるまでの時間が、正常時より短くなる。従って、スイッチング素子の制御端子の電圧がミラー電圧より高い所定電圧になるまでの時間が、正常時より短い場合、電流制御用トランジスタのショート故障、又は、電流検出用抵抗のショート故障が発生していると判断することができる。

請求項１０に記載の電子装置は、制御回路は、スイッチング素子の制御端子の電圧が０Ｖより高く、かつ、ミラー電圧以下である所定電圧になるまでの時間が、正常時より長い場合、電流制御用トランジスタのオープン故障、電流検出用抵抗のオープン故障及びオフ駆動用スイッチング素子のショート故障の少なくともいずれかが発生していると判断することを特徴とする。この構成によれば、電流制御用トランジスタのオープン故障、電流検出用抵抗のオープン故障及びオフ駆動用スイッチング素子のショート故障の少なくともいずれかが発生すると、制御端子に流れ込む電流が減少する。そのため、制御端子の電圧の上昇が遅くなり、スイッチング素子の制御端子の電圧が、なかなかミラー電圧にならない。つまり、スイッチング素子の制御端子の電圧がミラー電圧になるまでの時間が、正常時より長くなる。従って、スイッチング素子の制御端子の電圧が０Ｖより高く、かつ、ミラー電圧以下である所定電圧になるまでの時間が、正常時より長い場合、電流制御用トランジスタのオープン故障、電流検出用抵抗のオープン故障及びオフ駆動用スイッチング素子のショート故障の少なくともいずれかが発生していると判断することができる。

請求項１１に記載の電子装置は、制御回路は、スイッチング素子の制御端子の電圧の立ち上がりを基準として、スイッチング素子の制御端子の電圧が所定電圧になるまでの時間に基づいて異常を検出することを特徴とする。この構成によれば、スイッチング素子の制御端子の電圧の立ち上がりを基準として、スイッチング素子の制御端子の電圧が所定電圧になるまでの時間を特定することができる。そのため、異常を確実に検出することができる。

請求項１２に記載の電子装置は、制御回路は、駆動信号のスイッチング素子のオン指示の開始を基準として、スイッチング素子の制御端子の電圧が所定電圧になるまでの時間に基づいて異常を検出することを特徴とする。この構成によれば、駆動信号のスイッチング素子のオン指示の開始を基準として、スイッチング素子の制御端子の電圧が所定電圧になるまでの時間を特定することができる。そのため、異常を確実に検出することができる。

請求項１３に記載の電子装置は、制御回路は、電流制御用トランジスタの制御端子の電圧の立ち上がりを基準として、スイッチング素子の制御端子の電圧が所定電圧になるまでの時間に基づいて異常を検出することを特徴とする。この構成によれば、電流制御用トランジスタの制御端子の電圧の立ち上がりを基準として、スイッチング素子の制御端子の電圧が所定電圧になるまでの時間を特定することができる。そのため、異常を確実に検出することができる。

請求項１４に記載の電子装置は、スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることでスイッチング素子の制御端子から電荷を放電する、オフ駆動用スイッチング素子以外の素子を有し、制御回路は、異常を検出したとき、オフ駆動用スイッチング素子以外の素子でスイッチング素子をオフすることを特徴とする。この構成によれば、電流制御用トランジスタ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用スイッチング素子の異常に伴って発生する、他の回路部分の故障を防止することができる。

請求項１５に記載の電子装置は、スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることでスイッチング素子の制御端子から電荷を放電するオフ保持用スイッチング素子を有し、制御回路は、スイッチング素子の制御端子の電圧がオン、オフ閾値電圧より低いオフ保持閾値以下になると、オフ保持用スイッチング素子を制御してスイッチング素子のオフ状態を保持し、異常を検出したとき、オフ保持用スイッチング素子を制御してスイッチング素子をオフすることを特徴とする。この構成によれば、電流制御用トランジスタ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用スイッチング素子の異常時に、スイッチング素子を確実にオフすることができる。

請求項１６に記載の電子装置は、制御回路は、異常を検出したとき、異常信号を出力することを特徴とする。この構成によれば、電流制御用トランジスタ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用スイッチング素子の異常を外部に知らせることができる。

第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。 図１における制御装置の回路図である。 第１実施形態における正常時の動作を説明するためのタイムチャートである。 第１実施形態における定電流制御用ＦＥＴ及び電流検出用抵抗の異常検出動作を説明するためのタイムチャートである。 第２実施形態における電流制御用ＦＥＴ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用ＦＥＴの異常検出動作を説明するためのタイムチャートである。 第３実施形態における電流制御用ＦＥＴ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用ＦＥＴの異常検出動作を説明するためのタイムチャートである。 第４実施形態における電流制御用ＦＥＴ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用ＦＥＴの異常検出動作を説明するためのタイムチャートである。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電子装置を、車両に搭載され、車両駆動用モータを制御するモータ制御装置に適用した例を示す。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して第１実施形態のモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１は、第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。

図１に示すモータ制御装置１（電子装置）は、車体から絶縁された高電圧バッテリＢ１の出力する直流高電圧（例えば２８８Ｖ）を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１に供給し、車両駆動用モータＭ１を制御する装置である。モータ制御装置１は、平滑コンデンサ１０と、インバータ装置１１と、制御装置１２とを備えている。

平滑コンデンサ１０は、高電圧バッテリＢ１の直流高電圧を平滑化するための素子である。平滑コンデンサ１０の一端は、高電圧バッテリＢ１の正極端子に接続されている。また、他端は、高電圧バッテリＢ１の負極端子に接続されている。さらに、高電圧バッテリＢ１の負極端子は、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続されている。

インバータ装置１１は、平滑コンデンサ１０によって平滑化された直流電圧を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１に供給する装置である。インバータ装置１１は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆ（スイッチング素子）と、電流センス抵抗１１１ａ〜１１１ｆとを備えている。

ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆは、ゲート（制御端子）の電圧を制御することで駆動され、オン、オフすることで平滑コンデンサ１０に平滑化された直流電圧を３相交流電圧に変換するためのスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆは、コレクタ電流に比例し、コレクタ電流より小さい電流が流れる電流センス端子を備えている。ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄ、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅ及びＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆはそれぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃのエミッタが、ＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆのコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続された３組のＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄ、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅ及びＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆは並列接続されている。ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃのコレクタは平滑コンデンサ１０の一端に、ＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆのエミッタは平滑コンデンサ１０の他端にそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのゲートとエミッタは制御装置１２にそれぞれ接続されている。さらに、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄ、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅ及びＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆの直列接続点は、車両駆動用モータＭ１にそれぞれ接続されている。

電流センス抵抗１１１ａ〜１１１ｆは、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに流れる電流を電圧に変換するための素子である。具体的には、電流センス端子に流れる電流を電圧に変換する素子である。電流センス抵抗１１１ａ〜１１１ｆの一端はＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆの電流センス端子に、他端はＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのエミッタにそれぞれ接続されている。また、電流センス抵抗１１１ａ〜１１１ｆの両端は、制御装置１２にそれぞれ接続されている。

制御装置１２は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆを制御する装置である。制御装置１２は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのゲートとエミッタにそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに流れる電流を検出するため、電流センス抵抗１１１ａ〜１１１ｆの両端にそれぞれ接続されている。

次に、図２を参照して制御装置について詳細に説明する。ここで、図２は、図１における制御装置の回路図である。具体的には、１つのＩＧＢＴに対する回路部分を示す回路図である。

図２に示すように、制御装置１２は、ＩＧＢＴ１１０ｄに対して、駆動用電源回路１２０と、オン駆動用定電流回路１２１と、オフ駆動用回路１２２と、オフ保持用回路１２３と、遮断用回路１２４と、過電流検出回路１２６と、短絡検出回路１２７と、制御回路１２８とを備えている。制御装置１２は、他のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｆに対しても、それぞれ同様に、駆動用電源回路と、オン駆動用定電流回路と、オフ駆動用回路と、オフ保持用回路と、遮断用回路と、過電流検出回路と、短絡検出回路と、制御回路とを備えている。

駆動用電源回路１２０は、ＩＧＢＴ１１０ｄを駆動するための電圧を供給する回路である。駆動用電源回路１２０は、電源回路（図略）から供給される電圧を安定化して出力する。駆動用電源回路１２０の入力端子は、電源回路に接続されている。また、正極端子は、オン駆動用定電流回路１２１に接続されている。さらに、負極端子は、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介してＩＧＢＴ１１０ｄのエミッタに接続されている。

オン駆動用定電流回路１２１は、ＩＧＢＴ１１０ｄをオンするための回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに所定の定電流を流し込んで電荷を充電して、ゲート電圧をオン、オフ閾値電圧より高くし、ＩＧＢＴ１１０ｄをオンする回路である。オン駆動用定電流回路１２１は、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ（電流制御用トランジスタ）と、電流検出用抵抗１２１ｂとを備えている。

電流制御用ＦＥＴ１２１ａは、ゲートの電圧を制御することで駆動され、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに所定の定電流を流し込んで電荷を充電する素子である。具体的には、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴである。電流検出用抵抗１２１ｂは、ＩＧＢＴ１１０ｄに流し込む電流を検出する素子である。電流制御用ＦＥＴ１２１ａのソースは、電流検出用抵抗１２１ｂを介して駆動用電源回路１２０の正極端子に接続されている。また、ドレインは、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに接続されている。さらに、ゲートは、制御回路１２８に接続されている。 加えて、電流検出用抵抗１２１ｂの両端は、制御回路１２８にそれぞれ接続されている。

オフ駆動用回路１２２は、ＩＧＢＴ１１０ｄをオフするための回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電して、ゲート電圧をオン、オフ閾値電圧より低くし、ＩＧＢＴ１１０ｄをオフする回路である。オフ駆動用回路１２２は、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａ（オフ駆動用スイッチング素子）と、オフ駆動用抵抗１２２ｂとを備えている。

オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａは、ゲートの電圧を制御することで駆動され、オンすることでＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電するスイッチング素子である。具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａのソースは、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して駆動用電源回路１２０の負極端子とＩＧＢＴ１１０ｄのエミッタに接続されている。また、ドレインは、オフ駆動用抵抗１２２ｂを介してＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに接続されている。さらに、ゲートは、制御回路１２８に接続されている。

オフ保持用回路１２３は、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態を保持する回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧がオン、オフ閾値電圧より低いオフ保持閾値以下になると、オフ駆動用回路１２２に比べ速やかにＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電して、ゲート電圧をオン、オフ閾値電圧より低くし、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態を保持する回路である。オフ保持用回路１２３は、オフ保持用ＦＥＴ１２３ａ（オフ保持用スイッチング素子）と、ゲート抵抗１２３ｂとを備えている。

オフ保持用ＦＥＴ１２３ａは、ゲートの電圧を制御することで駆動され、オンすることでＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電するスイッチング素子である。具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。オフ保持用ＦＥＴ１２３ａのソースは、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して駆動用電源回路１２０の負極端子とＩＧＢＴ１１０ｄのエミッタに接続されている。また、ドレインは、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに接続されている。さらに、ゲートは、ゲート抵抗１２３ｂを介して制御回路１２８に接続されている。

遮断用回路１２４は、異常が発生したとき、オフ駆動用回路１２２に代わってＩＧＢＴ１１０ｄをオフする回路である。具体的には、過電流や短絡等の異常が発生したとき、オフ駆動用回路１２２に比べ緩やかにＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電して、ゲート電圧をオン、オフ閾値電圧より低くし、オフ駆動用回路１２２に代わってＩＧＢＴ１１０ｄのオフする回路である。遮断用回路１２４は、遮断用ＦＥＴ１２４ａと、遮断用抵抗１２４ｂとを備えている。

遮断用ＦＥＴ１２４ａは、ゲートの電圧を制御することで駆動され、オンすることでＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電するスイッチング素子である。具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。遮断用ＦＥＴ１２４ａのソースは、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して駆動用電源回路１２０の負極端子とＩＧＢＴ１１０ｄのエミッタに接続されている。また、ドレインは、遮断用抵抗１２４ｂを介してＩＧＢＴのゲートに接続されている。さらに、ゲートは、制御回路１２８に接続されている。

過電流検出回路１２６は、ＩＧＢＴ１１０ｄに過電流が流れているか否かを検出する回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄに流れる電流が過電流閾値より大きくなると、ＩＧＢ１１０ｄＴに過電流が流れていると判断する回路である。過電流検出回路１２６の入力端子は、電流センス抵抗１１１ｄの一端に接続されている。また、出力端子は、制御回路１２８に接続されている。

短絡検出回路１２７は、ＩＧＢＴ１１０ｄが短絡状態にあるか否かを検出する回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄに流れる電流が、過電流閾値より大きい短絡電流閾値より大きくなると、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがともにオンした短絡状態となり、ＩＧＢＴ１１０ｄに短絡電流が流れていると判断する回路である。短絡検出回路１２７の入力端子は、電流センス抵抗１１１ｄの一端に接続されている。また、出力端子は、制御回路１２８に接続されている。

制御回路１２８は、外部から入力される駆動信号に基づいてオン駆動用定電流回路１２１とオフ駆動用回路１２２を制御して、ＩＧＢＴ１１０ｄを駆動するとともに、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧に基づいてオフ保持用回路１２３を制御して、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態を保持する回路である。また、駆動信号がＩＧＢＴ１１０ｄのオンを指示しているときのＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧と時間に基づいて、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ及び電流検出用抵抗１２１ｂの少なくともいずれかの異常を検出し、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａ以外（オフ駆動用スイッチング素子以外）、具体的にはオフ保持用ＦＥＴ１２３ａを制御してＩＧＢＴ１１０ｄをオフするとともに、異常信号を外部に出力する回路でもある。さらに、ＩＧＢＴ１１０ｄに過電流が流れたり、ＩＧＢＴ１１０ｄが短絡状態になったりした等の異常が発生したとき、オフ駆動用回路１２２に代わって遮断用回路１２４を制御して、ＩＧＢＴ１１０ｄをオフする回路でもある。制御回路１２８は、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａのゲートにそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに接続されるとともに、ゲート抵抗１２３ｂを介してオフ保持用ＦＥＴ１２３ａのゲートに接続されている。さらに、電流検出用抵抗１２１ｂの両端に接続されている。加えて、過電流検出回路１２６及び短絡検出回路１２７の出力端子、並びに、遮断用ＦＥＴ１２４ａのゲートにそれぞれ接続されている。

ここで、駆動用電源回路１２０、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａ、遮断用ＦＥＴ１２４ａ、過電流検出回路１２６、短絡検出回路１２７及び制御回路１２８は、ＩＣとして一体的に構成されている。

次に、図１を参照してモータ制御装置の動作について説明する。車両のイグニッションスイッチ（図略）がオンすると、図１に示すモータ制御装置１が動作を開始する。高電圧バッテリＢ１の直流高電圧は、平滑コンデンサ１０によって平滑化される。制御装置１２は、外部から入力される駆動信号に基づいて、インバータ装置１１を構成するＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆを制御する。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆを所定周期でオン、オフする。インバータ装置１１は、平滑コンデンサ１０によって平滑化された直流高電圧を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１に供給する。このようにして、モータ制御装置１が車両駆動用モータＭ１を制御する。

次に、図２及び図３を参照してＩＧＢＴの駆動動作について説明する。ここで、図３は、第１実施形態における正常時の動作を説明するためのタイムチャートである。図２に示す制御回路１２８は、外部から入力される駆動信号に基づいて電流制御用ＦＥＴ１２１ａとオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａを制御してＩＧＢＴ１１０ｄを駆動する。

図３に示すように、駆動信号がｔ０でＩＧＢＴ１１０ｄのオンを指示すると、制御回路１２８は、電流検出用抵抗１２１ｂの検出結果に基づいて電流制御用ＦＥＴ１２１ａのゲートに印加する電圧を決定する。そして、ｔ１で、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａをオフするとともに、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのゲートに電圧を印加して、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに定電流を流し込む。これにより、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに電荷が充電され、ｔ２でＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が上昇を開始する。ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が上昇し、オン、オフ閾値電圧を超えると、ＩＧＢＴ１１０ｄがオンする。ＩＧＢＴ１１０ｄがオンしてコレクタ電流が流れるようになると、端子間容量を充電するため、ｔ３でゲート電圧の上昇が停止する。その後、ミラー期間Ｔｍの間、ゲート電圧がミラー電圧Ｖｍに保持される。そして、ミラー期間Ｔｍが終了すると、終了時ｔ４でゲート電圧が上昇を再開し、最終的に駆動用電源回路１２０の電圧になる。

一方、駆動信号がＩＧＢＴ１１０ｄのオフを指示すると、図２に示す制御回路１２８は、オン駆動用定電流回路１２１の動作を停止するとともに、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａをオンする。これにより、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートからオフ駆動用抵抗１２２ｂを介して電荷が放電される。その結果、ゲート電圧がオン、オフ閾値電圧より低くなり、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフする。そして、ゲート電圧がオン、オフ閾値電圧より低いオフ保持閾値以下になると、制御回路１２８は、オフ保持用ＦＥＴ１２３ａをオンする。これにより、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートからオフ保持用ＦＥＴ１２３ａを介して電荷がさらに放電され、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態が保持される。

ところで、ＩＧＢＴ１１０ｄに流れる電流が過電流閾値より大きくなると、過電流検出回路１２６は、ＩＧＢＴ１１０ｄに過電流が流れていると判断する。ＩＧＢＴ１１０ｄに流れる電流が短絡電流閾値より大きくなると、短絡検出回路１２７は、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがともにオンした短絡状態にあると判断する。制御回路１２８は、ＩＧＢＴ１１０ｄに過電流が流れたり、ＩＧＢＴ１１０ｄが短絡状態になったりした等の異常が発生したと判断すると、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに代わって遮断用ＦＥＴ１２４ａをオンする。これにより、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから遮断抵抗１２４ｂを介して電荷が放電される。その結果、ゲート電圧が、オフ駆動回路１２２に比べ緩やかにオン、オフ閾値電圧より低くなり、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフする。

次に、図２及び図４を参照して定電流制御用ＦＥＴ及び電流検出抵抗の異常検出動作について説明する。ここで、図４は、第１実施形態における定電流制御用ＦＥＴ及び電流検出用抵抗の異常検出動作を説明するためのタイムチャートである。

図２に示す 制御回路１２８は、駆動信号がＩＧＢＴ１１０ｄのオンを指示しているときの所定時におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧に基づいて、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ、電流検出用抵抗１２１ｂ及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａの少なくともいずれかの異常を検出する。具体的には、図４に示すように、制御回路１２８は、正常時のミラー期間Ｔｍの終了時ｔ４におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧がミラー電圧Ｖｍより高い場合、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのショート故障、又は、電流検出用抵抗１２１ｂのショート故障が発生していると判断する。より具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧の立ち上がり時ｔ２を基準として、所定時間Ｔ１経過後のｔ４におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧に基づいて異常を検出する。

そして、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのショート故障、又は、電流検出用抵抗１２１ｂのショート故障が発生していると判断すると、制御回路１２８は、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａ以外、具体的には、オフ保持用ＦＥＴ１２３ａを制御してＩＧＢＴ１１０ｄをオフするとともに、異常信号を出力する。

次に、効果について説明する。第１実施形態によれば、駆動信号がＩＧＢＴ１１０ｄのオンを指示すると、制御回路１２８は、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａをオフするとともに、オン駆動用定電流回路１２１を制御してオン駆動用定電流回路１２１からＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに定電流を流し込む。これにより、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに電荷が充電され、ゲート電圧が上昇する。このとき、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧は、図３に示すように、時間の経過とともに特徴的な変化の仕方をする。しかし、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ、電流検出用抵抗１２１ｂ及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａの少なくともいずれかが異常になると、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が、図４に示すように、正常時とは異なる変化の仕方をするようになる。そのため、駆動信号がＩＧＢＴ１１０ｄのオンを指示しているときのＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧と時間に基づいて、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ、電流検出用抵抗１２１ｂ及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａの少なくともいずれかの異常を検出することができる。

第１実施形態によれば、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ、電流検出用抵抗１２１ｂ及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａの少なくともいずれかが異常になると、図４に示すように、所定時におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が、正常時とは異なるようになる。そのため、所定時におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧に基づいて判断することで、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ、電流検出用抵抗１２１ｂ及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａの少なくともいずれかの異常を確実に検出することができる。

第１実施形態によれば、図３に示すように、駆動信号がＩＧＢＴ１１０ｄのオンを指示すると、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに電荷が充電され、ゲート電圧が上昇する。ゲート電圧が上昇しオン、オフ閾値電圧を超えると、ＩＧＢＴ１１０ｄがオンする。ＩＧＢＴ１１０ｄがオンしてコレクタ電流が流れるようになると、端子間容量を充電するため、ミラー期間Ｔｍの間、ゲート電圧がミラー電圧Ｖｍに保持される。そして、ミラー期間Ｔｍが終了すると、ゲート電圧がさらに上昇する。しかし、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのショート故障、又は、電流検出用抵抗１２１ｂのショート故障が発生すると、ゲートに流れ込む電流が増加する。そのため、ミラー期間が正常時より短くなり、正常時のミラー期間Ｔｍの終了時ｔ４におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧がミラー電圧Ｖｍより高くなる。従って、正常時のミラー期間Ｔｍの終了時ｔ４におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が、ミラー電圧Ｖｍより高い場合、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのショート故障、又は、電流検出用抵抗１２１ｂのショート故障が発生していると判断することができる。

第１実施形態によれば、制御回路１２８は、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧の立ち上がり時ｔ２を基準として、所定時間Ｔ１経過後のｔ４におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧に基づいて異常を検出する。そのため、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧の立ち上がり時ｔ２を基準として、所定時ｔ４を特定することができる。従って、所定時ｔ４におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧を特定することができ、異常を確実に検出することができる。

第１実施形態によれば、制御回路１２８は、異常を検出したとき、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａ以外でＩＧＢＴ１１０ｄをオフする。そのため、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ又は電流検出用抵抗１２１ｂの異常に伴って発生する、他の回路部分の故障を防止することができる。

第１実施形態によれば、制御回路１２８は、異常を検出したとき、オフ保持用ＦＥＴ１２３ａを制御してＩＧＢＴ１１０ｄをオフする。そのため、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ又は電流検出用抵抗１２１ｂの異常時に、ＩＧＢＴ１１０ｄを確実にオフすることができる。

第１実施形態によれば、制御回路１２８は、異常を検出したとき、異常信号を出力する。そのため、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ又は電流検出用抵抗１２１ｂの異常を外部に知らせることができる。

なお、第１実施形態では、制御回路１２８が、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧の立ち上がり時ｔ２を基準として、所定時間経過後のｔ４におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧に基づいて異常を検出する例を挙げているが、これに限られるものではない。

制御回路１２８は、図４に示す駆動信号のＩＧＢＴ１１０ｄのオン指示の開始時ｔ０を基準として、所定時間経過後のｔ４におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧に基づいて異常を検出するようにしてもよい。駆動信号のＩＧＢＴ１１０ｄのオン指示の開始時ｔ０を基準として、所定時ｔ４を特定することができる。そのため、所定時ｔ４におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧を特定することができる。従って、異常を確実に検出することができる。

また、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのゲート電圧の立ち上がり時ｔ１を基準として、所定時間経過後の所定時ｔ４におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧に基づいて異常を検出するようにしてもよい。電流制御用ＦＥＴ１２１ａのゲート電圧の立ち上がり時ｔ１を基準として、所定時ｔ４を特定することができる。そのため、所定時ｔ４におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧を特定することができる。従って、異常を確実に検出することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のモータ制御装置について説明する。第２実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置が、ミラー期間終了の所定時におけるＩＧＢＴのゲート電圧に基づいて異常を検出するのに対して、ミラー期間中の所定時におけるＩＧＢＴのゲート電圧に基づいて異常を検出するようにしたものである。第２実施形態のモータ制御装置は、制御回路の異常検出動作を除いて第１実施形態のモータ制御装置と同一構成である。

まず、図２及び図５を参照して制御回路の異常検出動作について説明する。ここで、図５は、第２実施形態における電流制御用ＦＥＴ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用ＦＥＴの異常検出動作を説明するためのタイムチャートである。

図２に示す制御回路１２８は、図５に示すように、正常時のミラー期間Ｔｍ中のｔ５におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧がミラー電圧Ｖｍより低い場合、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのオープン故障、電流検出用抵抗１２１ｂのオープン故障及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａショート故障の少なくともいずれかが発生していると判断する。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄの駆動信号の立ち上がり時ｔ０を基準として、所定時間Ｔ２経過後のｔ５におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧に基づいて異常を検出する。

次に、効果について説明する。第２実施形態によれば、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのオープン故障、電流検出用抵抗１２１ｂのオープン故障及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａのショート故障の少なくともいずれかが発生すると、ゲートに流れ込む電流が減少する。そのため、ゲート電圧の上昇が遅くなり、正常時のミラー期間Ｔｍ中のｔ５におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧がミラー電圧Ｖｍより低くなる。従って、正常時のミラー期間Ｔｍ中のｔ５におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が、ミラー電圧Ｖｍより低い場合、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのオープン故障、電流検出用抵抗１２１ｂのオープン故障及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａのショート故障の少なくともいずれかが発生していると判断することができる。

第２実施形態によれば、制御回路１２８は、駆動信号のＩＧＢＴ１１０ｄのオン指示の開始ｔ０を基準として、所定時間Ｔ２経過後のｔ５におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧に基づいて異常を検出する。そのため、駆動信号のＩＧＢＴ１１０ｄのオン指示の開始ｔ０を基準として、所定時ｔ５を特定することができる。そのため、所定時ｔ５におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧を特定することができ、異常を確実に検出することができる。

なお、第２実施形態では、制御回路１２８が、駆動信号のＩＧＢＴ１１０ｄのオン指示の開始ｔ０を基準として、所定時間Ｔ２経過後のｔ５におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧に基づいて異常を検出する例を挙げているが、これに限られるものではない。

電流制御用ＦＥＴ１２１ａのゲート電圧の立ち上がり時ｔ１を基準として、所定時間経過後の所定時ｔ５におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧に基づいて異常を検出するようにしてもよい。電流制御用ＦＥＴ１２１ａのゲート電圧の立ち上がり時ｔ１を基準として、所定時ｔ５を特定することができる。そのため、所定時ｔ５におけるＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧を特定することができる。従って、異常を確実に検出することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態のモータ制御装置について説明する。第３実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置が、所定時におけるＩＧＢＴのゲート電圧に基づいて異常を検出するのに対して、ＩＧＢＴのゲート電圧が所定電圧になるまでの時間に基づいて異常を検出するようにしたものである。第３実施形態のモータ制御装置は、制御回路の異常検出動作を除いて第１実施形態のモータ制御装置と同一構成である。

まず、図２及び図６を参照して制御回路の異常検出動作について説明する。ここで、図６は、第３実施形態における電流制御用ＦＥＴ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用ＦＥＴの異常検出動作を説明するためのタイムチャートである。

図２に示す 制御回路１２８は、駆動信号がＩＧＢＴ１１０ｄのオンを指示しているときのＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧になるまでの時間に基づいて、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ電流検出用抵抗１２１ｂ及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａの少なくともいずれかの異常を検出する。具体的には、図６に示すように、制御回路１２８は、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧がミラー電圧Ｖｍより高い所定電圧Ｖ２になるまでの時間Ｔ３が、正常時における時間Ｔ４より短い場合、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのショート故障、又は、電流検出用抵抗１２１ｂのショート故障が発生していると判断する。より具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧の立ち上がり時ｔ２を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ２になるまでの時間に基づいて異常を検出する。

次に、効果について説明する。第３実施形態によれば、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ、電流検出用抵抗１２１ｂ及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａの少なくともいずれかが異常になると、図６に示すように、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧になるまでの時間が、正常時とは異なるようになる。そのため、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧になるまでの時間に基づいて判断することで、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ、電流検出用抵抗１２１ｂ及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａの少なくともいずれかの異常を確実に検出することができる。

第３実施形態によれば、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのショート故障、又は、電流検出用抵抗１２１ｂのショート故障が発生すると、ゲートに流れ込む電流が増加する。そのため、ミラー期間が正常時より短くなり、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が正常時より速くミラー電圧Ｖｍより高くなる。つまり、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧がミラー電圧Ｖｍより高い所定電圧Ｖ２になるまでの時間が、正常時より短くなる。従って、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧がミラー電圧Ｖｍより高い所定電圧Ｖ２になるまでの時間Ｔ３が、正常時における時間Ｔ４より短い場合、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのショート故障、又は、電流検出用抵抗１２１ｂのショート故障が発生していると判断することができる。

第３実施形態によれば、制御回路１２８は、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧の立ち上がり時ｔ２を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ２になるまでの時間に基づいて異常を検出する。そのため、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧の立ち上がり時ｔ２を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ２になるまでの時間Ｔ３を特定することができる。従って、異常を確実に検出することができる。

なお、第３実施形態では、制御回路１２８が、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧の立ち上がり時ｔ２を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ２になるまでの時間に基づいて異常を検出する例を挙げているが、これに限られるものではない。

制御回路１２８は、図６に示す駆動信号のＩＧＢＴ１１０ｄのオン指示の開始時ｔ０を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ２になるまでの時間に基づいて異常を検出するようにしてもよい。駆動信号のＩＧＢＴ１１０ｄのオン指示の開始時ｔ０を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ２になるまでの時間を特定することができる。そのため、異常を確実に検出することができる。

また、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのゲート電圧の立ち上がり時ｔ１を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ２になるまでの時間に基づいて異常を検出するようにしてもよい。駆動信号のＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧の立ち上がり時ｔ１を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ２になるまでの時間を特定することができる。そのため、異常を確実に検出することができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態のモータ制御装置について説明する。第４実施形態のモータ制御装置は、第３実施形態のモータ制御装置が、ＩＧＢＴのゲート電圧がミラー電圧より高い所定電圧になるまでの時間に基づいて異常を検出するのに対して、ＩＧＢＴのゲート電圧が０Ｖより高く、かつ、ミラー電圧以下である所定電圧になるまでの時間に基づいて異常を検出するようにしたものである。第３実施形態のモータ制御装置は、制御回路の異常検出動作を除いて第３実施形態のモータ制御装置と同一構成である。

まず、図２及び図７を参照して制御回路の異常検出動作について説明する。ここで、図７は、第４実施形態における電流制御用ＦＥＴ、電流検出用抵抗及びオフ駆動用ＦＥＴの異常検出動作を説明するためのタイムチャートである。

図２に示す制御回路１２８は、図７に示すように、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が０Ｖより高く、かつ、ミラー電圧Ｖｍ以下である所定電圧Ｖ３になるまでの時間が、正常時における時間Ｔ５より長い場合、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのオープン故障、電流検出用抵抗１２１ｂのオープン故障及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａショート故障の少なくともいずれかが発生していると判断する。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄの駆動信号の立ち上がり時ｔ０を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ３になるまでの時間に基づいて異常を検出する。なお、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が継続して０Ｖである場合、正常時における時間Ｔ５より長くなったときに異常と判断する。

次に、効果について説明する。第４実施形態によれば、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのオープン故障、電流検出用抵抗１２１ｂのオープン故障及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａのショート故障の少なくともいずれかが発生すると、ゲートに流れ込む電流が減少する。そのため、ゲート電圧の上昇が遅くなり、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧がなかなかミラー電圧Ｖｍにならない。つまり、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧がミラー電圧Ｖｍになるまでの時間が、正常時より長くなる。従って、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が０Ｖより高く、かつ、ミラー電圧Ｖｍ以下である所定電圧Ｖ３になるまでの時間が、正常時のおける時間Ｔ５より長い場合、電流制御用ＦＥＴ１２１ａのオープン故障、電流検出用抵抗１２１ｂのオープン故障及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａのショート故障の少なくともいずれかが発生していると判断することができる。

第４実施形態によれば、制御回路１２８は、駆動信号のＩＧＢＴ１１０ｄのオン指示の開始時ｔ０を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ３になるまでの時間に基づいて異常を検出する。そのため、駆動信号のＩＧＢＴ１１０ｄのオン指示の開始時ｔ０を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ３になるまでの時間を特定することができる。従って、異常を確実に検出することができる。

なお、第４実施形態では、制御回路１２８が、駆動信号のＩＧＢＴ１１０ｄのオン指示の開始時ｔ０を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ３になるまでの時間に基づいて異常を検出する例を挙げているが、これに限られるものではない。

電流制御用ＦＥＴ１２１ａのゲート電圧の立ち上がりｔ１を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ３になるまでの時間に基づいて異常を検出するようにしてもよい。電流制御用ＦＥＴ１２１ａのゲート電圧の立ち上がりｔ１を基準として、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が所定電圧Ｖ３になるまでの時間を特定することができる。そのため、異常を確実に検出することができる。

また、第１〜第４実施形態では、駆動用電源回路１２０、電流制御用ＦＥＴ１２１ａ、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａ、遮断用ＦＥＴ１２４ａ、過電流検出回路１２６、短絡検出回路１２７及び制御回路１２８が、ＩＣとして一体的に構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。ＩＧＢＴに流し込む電流が大きい場合、電流制御用ＦＥＴをＩＣに外付けするような構成としてもよい。

１・・・モータ制御装置（電子装置）、１０・・・平滑コンデンサ、１１・・・インバータ装置、１１０ａ〜１１０ｄ・・・ＩＧＢＴ（スイッチング素子）、１１１ａ〜１１１ｆ・・・電流センス抵抗、１２・・・制御装置、１２０・・・駆動用電源回路、１２１・・・オン駆動用定電流回路、１２１ａ・・・電流制御用ＦＥＴ（電流制御用トランジスタ）、１２１ｂ・・・電流検出用抵抗、１２２・・・オフ駆動用回路、１２２ａ・・・オフ駆動用ＦＥＴ（オフ駆動用スイッチング素子）、１２２ｂ・・・オフ駆動用抵抗、１２３・・・オフ保持用回路、１２３ａ・・・オフ保持用ＦＥＴ（オフ保持用スイッチング素子）、１２３ｂ・・・ゲート抵抗、１２４・・・遮断用回路、１２４ａ・・・遮断用ＦＥＴ、１２４ｂ・・・遮断用抵抗、１２６・・・過電流検出回路、１２７・・・短絡検出回路、１２８・・・制御回路、Ｂ１・・・高電圧バッテリ、Ｍ１・・・車両駆動用モータ

Claims (16)

1. 制御端子の電圧を制御することで駆動されるスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子の制御端子に接続され、前記スイッチング素子の制御端子に定電流を流し込み電荷を充電するオン駆動用定電流回路と、
   前記スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることで前記スイッチング素子の制御端子から電荷を放電するオフ駆動用スイッチング素子と、
   入力される駆動信号に基づいて前記オン駆動用定電流回路と前記オフ駆動用スイッチング素子を制御することで、前記スイッチング素子の制御端子の電圧を制御して前記スイッチング素子を駆動する制御回路と、
   を備えた電子装置において、
   前記オン駆動用定電流回路は、
   前記スイッチング素子の制御端子に流し込む電流を制御する電流制御用トランジスタと、
   前記電流制御用トランジスタに流れる電流を検出する電流検出用抵抗と、
   を有し、
   前記制御回路は、駆動信号が前記スイッチング素子のオンを指示しているときの前記スイッチング素子の制御端子の電圧と時間に基づいて、前記電流制御用トランジスタ、前記電流検出用抵抗及び前記オフ駆動用スイッチング素子の少なくともいずれかの異常を検出することを特徴とする電子装置。
2. 前記制御回路は、所定時における前記スイッチング素子の制御端子の電圧に基づいて前記異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記制御回路は、正常時のミラー期間終了の所定時における前記スイッチング素子の制御端子の電圧が、ミラー電圧より高い場合、前記電流制御用トランジスタのショート故障、又は、前記電流検出用抵抗のショート故障が発生していると判断することを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
4. 前記制御回路は、正常時のミラー期間中の所定時における前記スイッチング素子の制御端子の電圧が、ミラー電圧より低い場合、前記電流制御用トランジスタのオープン故障、前記電流検出用抵抗のオープン故障及び前記オフ駆動用スイッチング素子のショート故障の少なくともいずれかが発生していると判断することを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
5. 前記制御回路は、前記スイッチング素子の制御端子の電圧の立ち上がりを基準として、所定時間経過後の所定時における前記スイッチング素子の制御端子の電圧に基づいて前記異常を検出することを特徴とする請求項２又は３に記載の電子装置。
6. 前記制御回路は、駆動信号の前記スイッチング素子のオン指示の開始を基準として、所定時間経過後の所定時における前記スイッチング素子の制御端子の電圧に基づいて前記異常を検出することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電子装置。
7. 前記制御回路は、前記電流制御用トランジスタの制御端子の電圧の立ち上がりを基準として、所定時間経過後の所定時における前記スイッチング素子の制御端子の電圧に基づいて前記異常を検出することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電子装置。
8. 前記制御回路は、前記スイッチング素子の制御端子の電圧が所定電圧になるまでの時間に基づいて前記異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
9. 前記制御回路は、前記スイッチング素子の制御端子の電圧がミラー電圧より高い所定電圧になるまでの時間が、正常時より短い場合、前記電流制御用トランジスタのショート故障、又は、前記電流検出用抵抗のショート故障が発生していると判断することを特徴とする請求項８に記載の電子装置。
10. 前記制御回路は、前記スイッチング素子の制御端子の電圧が０Ｖより高く、かつ、ミラー電圧以下である所定電圧になるまでの時間が、正常時より長い場合、前記電流制御用トランジスタのオープン故障、前記電流検出用抵抗のオープン故障及び前記オフ駆動用スイッチング素子のショート故障の少なくともいずれかが発生していると判断することを特徴とする請求項８に記載の電子装置。
11. 前記制御回路は、前記スイッチング素子の制御端子の電圧の立ち上がりを基準として、前記スイッチング素子の制御端子の電圧が所定電圧になるまでの時間に基づいて前記異常を検出することを特徴とする請求項８又は９に記載の電子装置。
12. 前記制御回路は、駆動信号の前記スイッチング素子のオン指示の開始を基準として、前記スイッチング素子の制御端子の電圧が所定電圧になるまでの時間に基づいて前記異常を検出することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の電子装置。
13. 前記制御回路は、前記電流制御用トランジスタの制御端子の電圧の立ち上がりを基準として、前記スイッチング素子の制御端子の電圧が所定電圧になるまでの時間に基づいて前記異常を検出することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の電子装置。
14. 前記スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることで前記スイッチング素子の制御端子から電荷を放電する、前記オフ駆動用スイッチング素子以外の素子を有し、
    前記制御回路は、前記異常を検出したとき、前記オフ駆動用スイッチング素子以外の前記素子で前記スイッチング素子をオフすることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電子装置。
15. 前記スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることで前記スイッチング素子の制御端子から電荷を放電するオフ保持用スイッチング素子を有し、
    前記制御回路は、前記スイッチング素子の制御端子の電圧がオン、オフ閾値電圧より低いオフ保持閾値以下になると、前記オフ保持用スイッチング素子を制御して前記スイッチング素子のオフ状態を保持し、前記異常を検出したとき、前記オフ保持用スイッチング素子を制御して前記スイッチング素子をオフすることを特徴とする請求項１４に記載の電子装置。
16. 前記制御回路は、前記異常を検出したとき、異常信号を出力することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の電子装置。