JP6770559B2 - 電力変換装置および車両 - Google Patents

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Description

本発明は、ゲート駆動回路によってスイッチング素子がオンオフされる電力変換装置および電力変換装置を有する車両に関する。
電力変換装置では、２個のスイッチング素子が直列接続され、その直列接続されたスイッチング素子が、正側直流母線と負側直流母線との間に挿入されている。出力ノードは、直列接続されたスイッチング素子間に接続される。
電力変換装置では、スイッチング素子がオン状態で固着するような短絡故障（オン固着）が生じることがある。そして、正側直流母線と出力ノードとの間のスイッチング素子（以下、正側スイッチング素子と呼ぶ）と、負側直流母線と出力ノードとの間のスイッチング素子（以下、負側スイッチング素子と呼ぶ）との両方が短絡故障した場合や、正側スイッチング素子および負側スイッチング素子のいずれか一方が短絡故障している間に他方のスイッチング素子が「オン」した場合には、直流母線間が短絡してしまう。
そこで、スイッチング素子が短絡故障して直流母線間が短絡したときに、電力変換装置に接続される各種機器が破損してしまう等の悪影響を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
特開２０１０−９８７９０号公報
ところで、電力変換装置には、ゲート駆動回路およびゲート信号制御部が設けられている。ゲート駆動回路は、スイッチング素子毎に設けられている。ゲート信号制御部は、スイッチング素子のオンオフを指示するゲート信号をゲート駆動回路に送信する。ゲート駆動回路は、ゲート信号にしたがってスイッチング素子をオンオフさせる。
また、ゲート駆動回路には、ゲート信号制御部側とスイッチング素子側との絶縁を行うために、絶縁トランスが設けられることがある。絶縁トランスは、一次側の直流分を二次側に伝えないため、パルス状のゲート信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジのみを二次側に伝える。このため、絶縁トランスが設けられるゲート駆動回路には、絶縁トランスの二次側にラッチ回路が設けられる。ラッチ回路は、立ち上がりエッジが入力されると、出力をハイ状態（例えば、「オン」状態）に維持させ、立ち下がりエッジが入力されると、出力をロー状態（例えば、「オフ」状態）に維持させる。
ここで、例えば、人間が電力変換装置に触れるなどして、ゲート駆動回路に静電気が印加されることがある。この場合、ゲート駆動回路は、正常なゲート信号に反して誤動作し、ラッチ回路によって、スイッチング素子を「オン」させる出力信号を出し続けてしまうことがある。
例えば、正側スイッチング素子および負側スイッチング素子のいずれか一方が、静電気による誤動作で「オン」し続けると、他方のスイッチング素子が「オン」したときに、直流母線間が短絡してしまう。
静電気によってスイッチング素子を「オン」させてしまった場合、スイッチング素子自体は故障していないため、ゲート駆動回路の出力信号を正常な状態に戻すことができれば、スイッチング素子を「オフ」状態に復帰させることが可能である。
しかし、ゲート信号制御部は、直流母線間の短絡が検出されたときに、その短絡が、スイッチング素子の短絡故障に起因するものか、静電気による誤動作に起因するものかを区別することができない。このため、ゲート信号制御部は、直流母線間の短絡が検出されたときには、実際の短絡要因に拘らず、電力変換装置が故障したものとして対応してしまう。その結果、スイッチング素子の復帰が可能な異常であったとしても、無駄に電力変換装置の交換修理が行われることがある。
そこで、本発明は、静電気によってゲート駆動回路が誤動作したときに、ゲート駆動回路の出力信号を正常な状態に復帰させることが可能な電力変換装置および車両を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の電力変換装置は、正側直流母線と出力ノードとの間に設けられた正側スイッチング素子と、負側直流母線と出力ノードとの間に設けられた負側スイッチング素子と、正側スイッチング素子をオンオフさせる正側ゲート駆動回路と、負側スイッチング素子をオンオフさせる負側ゲート駆動回路と、正側スイッチング素子および負側スイッチング素子のオンオフを指示するゲート信号を正側ゲート駆動回路および負側ゲート駆動回路に送信するゲート信号制御部と、を備え、ゲート信号制御部は、正側直流母線と負側直流母線との間の短絡が検出されたとき、正側スイッチング素子を一旦オンさせた後にオフさせる第１のゲート信号を正側ゲート駆動回路に送信し、負側スイッチング素子を一旦オンさせた後にオフさせる第２のゲート信号を、第１のゲート信号の送信タイミングと異ならせて負側ゲート駆動回路に送信する。
また、ゲート信号制御部は、第１のゲート信号および第２のゲート信号のいずれか一方の送信を行ってから所定時間の経過後、他方の送信を行ってもよい。
また、ゲート信号制御部は、第１のゲート信号の送信と、第２のゲート信号の送信とを、交互に複数回繰り返してもよい。
また、ゲート信号制御部は、正側直流母線と負側直流母線との間の短絡が検出されたときに、出力ノードに接続されるモータジェネレータが回転していた場合、第１のゲート信号および第２のゲート信号の送信を行わずに、正側スイッチング素子または負側スイッチング素子が短絡故障しているとみなし、正側直流母線と負側直流母線との間の短絡が検出されたときに、モータジェネレータが停止していた場合、第１のゲート信号の送信および第２のゲート信号の送信を行うことで、短絡が正側ゲート駆動回路および負側ゲート駆動回路のいずれか一方または双方の誤動作によるものであれば短絡から復帰させてもよい。
上記課題を解決するために、本発明の車両は、エンジンの駆動に基づいて発電を行うモータジェネレータと、モータジェネレータとの間で電力の授受を行う電力変換装置と、電力変換装置の制御を行う車両制御部と、を備え、電力変換装置は、正側直流母線と出力ノードとの間に設けられた正側スイッチング素子と、負側直流母線と出力ノードとの間に設けられた負側スイッチング素子と、正側スイッチング素子をオンオフさせる正側ゲート駆動回路と、負側スイッチング素子をオンオフさせる負側ゲート駆動回路と、正側スイッチング素子および負側スイッチング素子のオンオフを指示するゲート信号を正側ゲート駆動回路および負側ゲート駆動回路に送信するゲート信号制御部と、を備え、ゲート信号制御部は、正側直流母線と負側直流母線との間の短絡が検出されたとき、正側スイッチング素子を一旦オンさせた後にオフさせる第１のゲート信号を正側ゲート駆動回路に送信し、負側スイッチング素子を一旦オンさせた後にオフさせる第２のゲート信号を、第１のゲート信号の送信タイミングと異ならせて負側ゲート駆動回路に送信し、車両制御部は、リアゲートおよびリアドアのいずれか一方または双方が開いている場合、電力変換装置にモータジェネレータを停止させる。
本発明によれば、静電気によってゲート駆動回路が誤動作したときに、ゲート駆動回路の出力信号を正常な状態に復帰させることが可能となる。
本実施形態の車両の構成を示す概略図である。 本実施形態の電力変換装置の構成を示す概略図である。 ゲート駆動回路の構成を示す概略図である。 静電気が印加された場合における電力変換装置の動作を説明するタイムチャートである。 スイッチング素子が短絡故障した場合における電力変換装置の動作を説明するタイムチャートである。 電力変換装置のゲート信号制御部の動作を説明するフローチャートである。 車両が停車中における車両制御部の動作を説明するフローチャートである。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態の一態様について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
図１は、本実施形態の車両１の構成を示す概略図である。車両１は、例えば、シリーズ・パラレル式（パワースプリット式）のハイブリッド車両（ハイブリッド自動車）である。
車両１は、エンジン１０、動力分割機構１２、第１モータジェネレータ１４ａ、第２モータジェネレータ１４ｂ、減速機構１６、駆動輪１８、電力変換装置２０ａ、２０ｂ、バッテリ２２、車両制御部２４を含んで構成される。
エンジン１０は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンである。エンジン１０は、動力分割機構１２に接続されている。動力分割機構１２は、例えば、遊星歯車機構を含んで構成される。動力分割機構１２は、エンジン１０の他に、第１モータジェネレータ（第１ＭＧ）１４ａおよび減速機構１６に接続されている。
減速機構１６は、複数のギヤ機構を含んで構成される。減速機構１６は、第２モータジェネレータ（第２ＭＧ）１４ｂに接続されている。また、減速機構１６は、ディファレンシャルギヤなどを介して駆動輪１８に接続されている。動力分割機構１２は、エンジン１０の動力を、第１モータジェネレータ１４ａを回転させる動力と、駆動輪１８を回転させる動力とに分割する。
第１モータジェネレータ１４ａは、電力変換装置２０ａを介してバッテリ２２に接続されている。第１モータジェネレータ１４ａは、主に、エンジン１０の駆動にしたがって発電機として機能する。電力変換装置２０ａは、第１モータジェネレータ１４ａによって生成された交流電力を直流電力に変換してバッテリ２２に供給する。なお、第１モータジェネレータ１４ａを電動機として機能させてもよい。
第２モータジェネレータ１４ｂは、電力変換装置２０ｂを介してバッテリ２２に接続されている。電力変換装置２０ｂは、車両１の加速時などにおいて、バッテリ２２から供給される直流電力を所望の交流電力に変換して第２モータジェネレータ１４ｂに供給する。このとき、第２モータジェネレータ１４ｂは、主に、電動機として機能し、電力変換装置２０ｂから供給される交流電力にしたがって車両１を駆動させる。なお、車両１の減速時などにおいて、第２モータジェネレータ１４ｂを発電機として機能させてもよい。
車両制御部２４は、中央処理装置、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路から構成される。車両制御部２４は、主に車両１の駆動に関する制御を行う。例えば、車両制御部２４は、不図示の各種センサの検出結果に基づいてエンジン１０を制御する。また、車両制御部２４は、電力変換装置２０ａ、２０ｂを制御することで、第１モータジェネレータ１４ａおよび第２モータジェネレータ１４ｂを制御する。
電力変換装置２０ａ、２０ｂは、例えば、車両１の後部座席の下や荷室の下に設置される。以下、電力変換装置２０ａ、２０ｂを総称して、電力変換装置２０と呼ぶ。また、第１モータジェネレータ１４ａおよび第２モータジェネレータ１４ｂを総称して、モータジェネレータ（ＭＧ）１４と呼ぶ。
図２は、本実施形態の電力変換装置２０の構成を示す概略図である。電力変換装置２０は、スイッチング素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ、正側直流母線３２ｐ、負側直流母線３２ｎ、還流ダイオード３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、コンデンサ３８、ゲート駆動回路４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ、ゲート信号制御部５０を含んで構成される。
スイッチング素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。スイッチング素子３０ａのコレクタＣは、正側直流母線３２ｐに接続されている。スイッチング素子３０ａのエミッタＥは、スイッチング素子３０ｂのコレクタＣに接続されている。スイッチング素子３０ｂのエミッタＥは、負側直流母線３２ｎに接続されている。
スイッチング素子３０ｃのコレクタＣは、正側直流母線３２ｐに接続されている。スイッチング素子３０ｃのエミッタＥは、スイッチング素子３０ｄのコレクタＣに接続されている。スイッチング素子３０ｄのエミッタＥは、負側直流母線３２ｎに接続されている。
スイッチング素子３０ｅのコレクタＣは、正側直流母線３２ｐに接続されている。スイッチング素子３０ｅのエミッタＥは、スイッチング素子３０ｆのコレクタＣに接続されている。スイッチング素子３０ｆのエミッタＥは、負側直流母線３２ｎに接続されている。
つまり、直列接続された２個のスイッチング素子３０ａ、３０ｂ、直列接続された２個のスイッチング素子３０ｃ、３０ｄ、および、直列接続された２個のスイッチング素子３０ｅ、３０ｆは、正側直流母線３２ｐと負側直流母線３２ｎとの間に並列に挿入されている。
以下、スイッチング素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆを総称してスイッチング素子３０と呼ぶことがある。また、スイッチング素子３０のうち、スイッチング素子３０ａ、３０ｃ、３０ｅを、正側スイッチング素子と呼び、スイッチング素子３０ｂ、３０ｄ、３０ｆを、負側スイッチング素子と呼ぶことがある。また、正側直流母線３２ｐと負側直流母線３２ｎとの間のことを、直流母線間と呼ぶことがある。
還流ダイオード３４ａのカソードＫは、スイッチング素子３０ａのコレクタＣに接続されており、還流ダイオード３４ａのアノードＡは、スイッチング素子３０ａのエミッタＥに接続されている。つまり、還流ダイオード３４ａは、スイッチング素子３０ａに逆並列接続されている。同様に、還流ダイオード３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆは、スイッチング素子３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆにそれぞれ逆並列接続されている。
スイッチング素子３０ａのエミッタＥとスイッチング素子３０ｂのコレクタＣとの接続ノードは、Ｕ相の出力ノード３６ｕとして機能する。同様に、スイッチング素子３０ｃのエミッタＥとスイッチング素子３０ｄのコレクタＣとの接続ノードは、Ｖ相の出力ノード３６ｖとして機能し、スイッチング素子３０ｅのエミッタＥとスイッチング素子３０ｆのコレクタＣとの接続ノードは、Ｗ相の出力ノード３６ｗとして機能する。
正側直流母線３２ｐは、バッテリ２２の正極に接続されており、負側直流母線３２ｎは、バッテリ２２の負極に接続されている。また、直流母線間には、コンデンサ３８が挿入されている。コンデンサ３８は、直流母線間の電圧を平滑にさせる。
ゲート駆動回路４０ａは、スイッチング素子３０ａのゲートＧに接続されており、スイッチング素子３０ａをオンオフさせる。同様に、ゲート駆動回路４０ｂは、スイッチング素子３０ｂのゲートＧに接続されており、スイッチング素子３０ｂをオンオフさせる。ゲート駆動回路４０ｃは、スイッチング素子３０ｃのゲートＧに接続されており、スイッチング素子３０ｃをオンオフさせる。ゲート駆動回路４０ｄは、スイッチング素子３０ｄのゲートＧに接続されており、スイッチング素子３０ｄをオンオフさせる。ゲート駆動回路４０ｅは、スイッチング素子３０ｅのゲートＧに接続されており、スイッチング素子３０ｅをオンオフさせる。ゲート駆動回路４０ｆは、スイッチング素子３０ｆのゲートＧに接続されており、スイッチング素子３０ｆをオンオフさせる。
また、ゲート駆動回路４０ａ、４０ｂは、直流母線間がＵ相のスイッチング素子３０ａ、３０ｂを通じて短絡したか否かを検出し、その短絡の有無を示す短絡信号をゲート信号制御部５０に送信する。ゲート駆動回路４０ｃ、４０ｄは、直流母線間がＶ相のスイッチング素子３０ｃ、３０ｄを通じて短絡したか否かを検出し、その短絡の有無を示す短絡信号をゲート信号制御部５０に送信する。ゲート駆動回路４０ｅ、４０ｆは、直流母線間がＷ相のスイッチング素子３０ｅ、３０ｆを通じて短絡したか否かを検出し、その短絡の有無を示す短絡信号をゲート信号制御部５０に送信する。
以下、ゲート駆動回路４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆを総称してゲート駆動回路４０と呼ぶことがある。また、ゲート駆動回路４０のうち、ゲート駆動回路４０ａ、４０ｃ、４０ｅを、正側ゲート駆動回路と呼ぶことがあり、ゲート駆動回路４０ｂ、４０ｄ、４０ｆを、負側ゲート駆動回路と呼ぶことがある。
ゲート信号制御部５０は、中央処理装置、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路から構成される。ゲート信号制御部５０は、車両制御部２４の制御の下、スイッチング素子３０のオンオフを指示するゲート信号を生成し、生成されたゲート信号をゲート駆動回路４０に送信する。ゲート信号は、例えば、パルス状の信号である。
また、ゲート信号制御部５０は、ゲート駆動回路４０から短絡信号を受信する。短絡信号が「オフ」である場合、直流母線間に短絡が生じておらず、短絡信号が「オン」である場合、直流母線間に短絡が生じていることを示す。
図３は、ゲート駆動回路４０の構成を示す概略図である。ゲート駆動回路４０は、絶縁トランス６０、ラッチ回路６２、短絡検出部６４を含んで構成される。
絶縁トランス６０の一次側は、ゲート信号制御部５０に接続されており、絶縁トランス６０の二次側は、ラッチ回路６２に接続されている。ラッチ回路６２は、スイッチング素子３０に接続されている。
絶縁トランス６０は、一次側と二次側とを絶縁する。また、絶縁トランス６０は、一次側の直流分を二次側に伝えないため、パルス状のゲート信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジのみを二次側に伝える。
ラッチ回路６２は、立ち上がりエッジが入力されると、出力をハイ状態（例えば、オン状態）に維持させ、立ち下がりエッジが入力されると、出力をロー状態（例えば、オフ状態）に維持させる。これにより、ラッチ回路６２は、入力される立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに基づいたパルス状の出力信号をスイッチング素子３０に出力する。
短絡検出部６４は、スイッチング素子３０の電流が過電流であるか否かを判定することで、スイッチング素子３０を通じた直流母線間の短絡を検出する。短絡検出部６４は、短絡を検出すると、短絡を検出してから所定時間の間、短絡信号「オン」をゲート信号制御部５０に送信し続ける。
そして、所定時間が経過すると、短絡検出部６４は、短絡信号を「オン」から「オフ」にして、次に短絡を検出するまで、短絡信号「オフ」をゲート信号制御部５０に送信し続ける。このように、短絡検出部６４が短絡信号「オン」を所定時間送信し続けるため、ゲート信号制御部５０は、より確実に短絡信号「オン」を受信することができる。
また、短絡検出部６４は、短絡を検出すると、スイッチング素子３０を強制的にオフさせる強制信号をスイッチング素子３０に送信する。
ここで、電力変換装置２０は、例えば、バッテリ２２やＤＣＤＣコンバータなどとともに、金属製のケースに収容される。このケースは、例えば、車両１の荷室の下などに設置される。このケースは、プラスチックなどの非金属材料で覆われるようにして荷室の下に設置されるが、構造上、ケースの一部（金属部分）が露出してしまう。
例えば、人間が車両１のリアゲートを開けて荷室に手を伸ばしたときなどにおいて、電力変換装置２０が収容されているケースにおける露出した金属部分に人間が触れるおそれがある。その金属部分に人間が触れると、静電気がケース印加され、ケースを通じて電力変換装置２０のゲート駆動回路４０に静電気が伝わることがある。
この場合、ゲート駆動回路４０は、正常なゲート信号に反して誤動作し、ラッチ回路６２によって、スイッチング素子３０を「オン」させる出力信号を出し続けてしまうことがある。
例えば、正側スイッチング素子および負側スイッチング素子のいずれか一方が、静電気による誤動作で「オン」し続けると、他方のスイッチング素子３０が「オン」したときに、直流母線間が短絡してしまう。
静電気による誤動作の場合、スイッチング素子３０自体は故障していないため、ゲート駆動回路４０の出力信号を正常な状態に戻すことができれば、スイッチング素子３０を「オフ」状態に復帰させることが可能である。
そこで、ゲート信号制御部５０は、直流母線間の短絡が検出されたとき、正側スイッチング素子を一旦オンさせた後にオフさせる第１のゲート信号を正側ゲート駆動回路に送信し、負側スイッチング素子を一旦オンさせた後にオフさせる第２のゲート信号を負側ゲート駆動回路に送信する。電力変換装置２０では、第１のゲート信号における立ち下がりエッジ、および、第２のゲート信号における立ち下がりエッジにより、ゲート駆動回路４０の出力信号を正常な状態に復帰させる。
図４は、静電気が印加された場合における電力変換装置２０の動作を説明するタイムチャートである。図４に示す短絡信号は、各ゲート駆動回路４０から送信される短絡信号の論理和を示す。
例えば、時刻Ｔ１０において、ゲート信号制御部５０は、Ｕ相負側のゲート駆動回路４０ｂにゲート信号「オン」を送信しており、その他のゲート駆動回路４０ａ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆにゲート信号「オフ」を送信している。
時刻Ｔ１０よりも後の時刻Ｔ１１において、静電気によって、一点鎖線の丸印Ａ１で示すように、Ｕ相正側のゲート駆動回路４０ａの出力信号、Ｖ相負側のゲート駆動回路４０ｄの出力信号、および、Ｗ相正側のゲート駆動回路４０ｅの出力信号が、ゲート信号に反してそれぞれ「オン」となったとする。これにより、Ｕ相正側のスイッチング素子３０ａ、Ｖ相負側のスイッチング素子３０ｄ、および、Ｗ相正側のスイッチング素子３０ｅが「オン」となる。
時刻Ｔ１１において、Ｕ相負側のスイッチング素子３０ｂが「オン」状態であるため、Ｕ相のスイッチング素子３０ａ、３０ｂを通じて直流母線間が短絡する。このとき、Ｕ相のゲート駆動回路４０ａ、４０ｂは、短絡信号を「オン」としてゲート信号制御部５０に送信する。短絡信号「オン」の送信は、所定時間（例えば、時刻Ｔ１４まで）維持される。
また、時刻Ｔ１１よりも後の時刻Ｔ１２において、Ｕ相のゲート駆動回路４０ａ、４０ｂは、Ｕ相のスイッチング素子３０ａ、３０ｂに強制信号を送信して、スイッチング素子３０ａ、３０ｂを「オフ」させる。強制信号の送信は、例えば、短絡信号「オン」の送信と同様に、所定時間（例えば、時刻Ｔ１４まで）維持される。これにより、静電気によって誤動作したＵ相正側のゲート駆動回路４０ａに対応するスイッチング素子３０ａは、「オフ」状態に復帰する。
また、時刻Ｔ１２よりも後の時刻Ｔ１３において、短絡信号「オン」を受信したゲート信号制御部５０は、短絡信号「オン」の送信元であるＵ相のゲート駆動回路４０ａ、４０ｂへ送信するゲート信号を「オフ」とする。
また、時刻Ｔ１１において、Ｖ相正側のスイッチング素子３０ｃが「オフ」状態であるため、Ｖ相を通じた短絡は生じない。このとき、静電気が印加されたＶ相負側のゲート駆動回路４０ｄは、ラッチ回路６２によって、出力信号「オン」を出し続ける。このため、スイッチング素子３０ｄは、「オン」状態で維持される。
また、時刻Ｔ１１において、Ｗ相負側のスイッチング素子３０ｆが「オフ」状態であるため、Ｗ相を通じた短絡は生じない。このとき、静電気が印加されたＷ相正側のゲート駆動回路４０ｅは、ラッチ回路６２によって、出力信号「オン」を出し続ける。このため、スイッチング素子３０ｅは、「オン」状態で維持される。
時刻Ｔ１３よりも後の時刻Ｔ１４において、Ｕ相のゲート駆動回路４０ａ、４０ｂは、所定時間が経過したため、短絡信号を「オフ」とする。
時刻Ｔ１４よりも後の時刻Ｔ１５において、ゲート信号制御部５０は、Ｕ相正側のゲート駆動回路４０ａ、Ｖ相正側のゲート駆動回路４０ｃ、Ｗ相正側のゲート駆動回路４０ｅにゲート信号「オン」を送信する。そして、ゲート信号制御部５０は、時刻Ｔ１５の直ぐ後の時刻Ｔ１６において、Ｕ相正側のゲート駆動回路４０ａ、Ｖ相正側のゲート駆動回路４０ｃ、Ｗ相正側のゲート駆動回路４０ｅにゲート信号「オフ」を送信する。つまり、ゲート信号制御部５０は、時刻Ｔ１５から時刻Ｔ１６にかけて第１のゲート信号を送信する。
ここで、ゲート駆動回路４０は、短絡信号「オン」を送信している期間中においては、ゲート信号を受け付けず、強制信号を送信している。そこで、電力変換装置２０では、短絡信号「オン」の送信（時刻Ｔ１１）から第１のゲート信号の送信（時刻Ｔ１５）までの時間間隔を、短絡信号「オン」の送信継続時間よりも長くしている。
これにより、短絡信号が「オン」となっても、その後の第１のゲート信号は、短絡信号が「オフ」となってからゲート駆動回路４０に到達することとなる。このため、ゲート駆動回路４０は、第１のゲート信号を適切に受け付けることができる。
時刻Ｔ１５において、Ｖ相負側のスイッチング素子３０ｄが静電気の影響を受けて「オン」状態となっているため、Ｖ相のスイッチング素子３０ｃ、３０ｄを通じて直流母線間が短絡する。このとき、Ｖ相のゲート駆動回路４０ｃ、４０ｄは、短絡信号を「オン」としてゲート信号制御部５０に送信する。短絡信号「オン」の送信は、所定時間（例えば、時刻Ｔ１７まで）維持される。
また、時刻Ｔ１６において、Ｖ相のゲート駆動回路４０ｃ、４０ｄは、Ｖ相のスイッチング素子３０ｃ、３０ｄに強制信号を送信して、スイッチング素子３０ｃ、３０ｄを「オフ」させる。強制信号の送信は、例えば、短絡信号「オン」の送信と同様に、所定時間（例えば、時刻Ｔ１７まで）維持される。これにより、静電気によって誤動作したＶ相負側のゲート駆動回路４０ｄに対応するスイッチング素子３０ｄは、「オフ」状態に復帰する。
また、時刻Ｔ１５において、Ｗ相負側のスイッチング素子３０ｆが「オフ」状態であるため、Ｗ相を通じた短絡は生じない。このため、時刻Ｔ１５において、Ｗ相正側のゲート駆動回路４０ｅは、出力信号「オン」を出し続ける。
そして、時刻Ｔ１６において、Ｗ相正側のゲート駆動回路４０ｅに送信されるゲート信号が「オン」から「オフ」に変わるため、Ｗ相正側のゲート駆動回路４０ｅには、立ち下がりエッジが入力される。これにより、Ｗ相正側のラッチ回路６２の出力がハイ状態からロー状態に切り替わり、一点鎖線の丸印Ａ２に示すように、Ｗ相正側のゲート駆動回路４０ｅの出力信号は、「オフ」となる。その結果、静電気によって誤動作されたＷ相正側のゲート駆動回路４０ｅに対応するスイッチング素子３０ｅは、「オフ」状態に復帰する。
時刻Ｔ１６よりも後の時刻Ｔ１７において、Ｖ相のゲート駆動回路４０ｃ、４０ｄは、所定時間が経過したため、短絡信号を「オフ」とする。
時刻Ｔ１７よりも後であり、第１のゲート信号の送信から所定時間後の時刻Ｔ１８において、ゲート信号制御部５０は、Ｕ相負側のゲート駆動回路４０ｂ、Ｖ相負側のゲート駆動回路４０ｄ、Ｗ相負側のゲート駆動回路４０ｆにゲート信号「オン」を送信する。そして、ゲート信号制御部５０は、時刻Ｔ１８の直ぐ後の時刻Ｔ１９において、Ｕ相負側のゲート駆動回路４０ｂ、Ｖ相負側のゲート駆動回路４０ｄ、Ｗ相負側のゲート駆動回路４０ｆにゲート信号「オフ」を送信する。つまり、ゲート信号制御部５０は、時刻Ｔ１８から時刻Ｔ１９にかけて第２のゲート信号を送信する。
ここで、電力変換装置２０では、第１のゲート信号の送信（時刻Ｔ１５）から第２のゲート信号の送信（時刻Ｔ１８）までの時間間隔を、短絡信号「オン」の送信継続時間よりも長くしている。これにより、ゲート駆動回路４０は、第１のゲート信号の送信時に短絡信号が「オン」となっても、第２のゲート信号を適切に受け付けることができる。
図４の例では、静電気によって誤動作したすべてのゲート駆動回路４０に対応するすべてのスイッチング素子３０が、時刻Ｔ１８以前に正常な状態に復帰している。このため、図４の例では、第２のゲート信号の送信によって、新たに復帰されるスイッチング素子３０はない。
ここで、静電気が印加されたとき、どのゲート駆動回路４０が誤動作するか分からず、複数のゲート駆動回路４０が並行して誤動作することもある。このため、電力変換装置２０では、すべてのゲート駆動回路４０を正常な状態に戻すべく、第１のゲート信号と第２のゲート信号の送信を行っている。つまり、電力変換装置２０では、第１のゲート信号によって正側ゲート駆動回路を正常な状態にさせ、第２のゲート信号によって負側ゲート駆動回路を正常な状態にさせている。
また、ゲート駆動回路４０は、直流母線間の短絡を検知したときに、強制信号をスイッチング素子３０に送信している。ここで、ゲート駆動回路４０において、直流母線間の短絡を検知したときに、強制信号が送信されない異常が生じるおそれがある。この場合、図４におけるＵ相負側のゲート駆動回路４０ｂの出力信号、および、Ｖ相負側のゲート駆動回路４０ｄの出力信号は、時刻Ｔ１９まで「オン」状態で維持されることとなる。しかし、電力変換装置２０では、時刻Ｔ１９において、第２のゲート信号の立ち下がりエッジによって、Ｕ相負側のゲート駆動回路４０ｂの出力信号、および、Ｖ相負側のゲート駆動回路４０ｄの出力信号を「オフ」することができる。つまり、電力変換装置２０は、強制信号が送信されない異常が生じたとしても、より確実に、ゲート駆動回路４０およびスイッチング素子３０を復帰させることができる。
なお、時刻Ｔ１８における第２のゲート信号の送信を省略してもよい。この場合、第２のゲート信号を送信する態様に比べ、負側ゲート駆動回路の復帰の確実性が低下するが、復帰処理にかかる処理時間を短くすることができる。
時刻Ｔ１９よりも後の時刻Ｔ２０において、ゲート信号制御部５０は、Ｕ相正側のゲート駆動回路４０ａ、Ｖ相正側のゲート駆動回路４０ｃ、Ｗ相正側のゲート駆動回路４０ｅにゲート信号「オン」を送信する。そして、ゲート信号制御部５０は、時刻Ｔ２０の直ぐ後の時刻Ｔ２１において、Ｕ相正側のゲート駆動回路４０ａ、Ｖ相正側のゲート駆動回路４０ｃ、Ｗ相正側のゲート駆動回路４０ｅにゲート信号「オフ」を送信する。つまり、ゲート信号制御部５０は、時刻Ｔ２０から時刻Ｔ２１にかけて第１のゲート信号を再び送信する。
ここで、電力変換装置２０では、第２のゲート信号の送信（時刻Ｔ１８）から２回目の第１のゲート信号の送信（時刻Ｔ２０）までの時間間隔を、短絡信号「オン」の送信継続時間よりも長くしている。これにより、ゲート駆動回路４０は、第２のゲート信号の送信時に短絡信号が「オン」となっても、２回目の第２のゲート信号を適切に受け付けることができる。
次に、時刻Ｔ２１よりも後の時刻Ｔ２２において、ゲート信号制御部５０は、Ｕ相負側のゲート駆動回路４０ｂ、Ｖ相負側のゲート駆動回路４０ｄ、Ｗ相負側のゲート駆動回路４０ｆにゲート信号「オン」を送信する。そして、ゲート信号制御部５０は、時刻Ｔ２２の直ぐ後の時刻Ｔ２３において、Ｕ相負側のゲート駆動回路４０ｂ、Ｖ相負側のゲート駆動回路４０ｄ、Ｗ相負側のゲート駆動回路４０ｆにゲート信号「オフ」を送信する。つまり、ゲート信号制御部５０は、時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３にかけて第２のゲート信号を再び送信する。
時刻Ｔ２０から時刻Ｔ２１における２回目の第１のゲート信号の送信、および、時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３における２回目の第２のゲート信号の送信は、直流母線間の短絡が、静電気に起因するものであるか、または、スイッチング素子３０の短絡故障に起因するものであるかを区別（見分ける）ために行われる。
直流母線間の短絡が静電気に起因するものである場合、第１のゲート信号および第２のゲート信号をそれぞれ１回行えば、スイッチング素子３０を「オフ」状態に復帰させることができる。しかし、直流母線間の短絡がスイッチング素子３０の短絡故障によるものである場合、第１のゲート信号および第２のゲート信号をそれぞれ１回行っても、スイッチング素子３０を「オフ」状態に復帰させることができない。
そこで、ゲート信号制御部５０は、第１のゲート信号および第２のゲート信号を、交互に複数回（例えば、２回）繰り返す。そして、ゲート信号制御部５０は、２回目以降の第１のゲート信号の送信を行ったときに、直流母線間の短絡が再び検出された場合、負側スイッチング素子の少なくともいずれかが短絡故障していると判定する。また、ゲート信号制御部５０は、２回目以降の第２のゲート信号の送信を行ったときに、直流母線間の短絡が再び検出された場合、正側スイッチング素子の少なくともいずれかが短絡故障していると判定する。
図４の例では、２回目の第１のゲート信号の送信を行ったとき（時刻Ｔ２０）、および、２回目の第２のゲート信号の送信を行ったとき（時刻Ｔ２２）の双方において、短絡信号が「オフ」となっている。このため、図４の例では、いずれのスイッチング素子３０においても短絡故障は生じていない。つまり、この場合、時刻Ｔ１１で生じた短絡は、静電気に起因したものであったと区別することができる。
また、電力変換装置２０では、２回目の第１のゲート信号（時刻Ｔ２０）の送信から２回目の第２のゲート信号（時刻Ｔ２２）の送信までの時間間隔を、短絡信号「オン」の送信継続時間よりも短くしている。このため、電力変換装置では、２回目の第１のゲート信号と２回目の第２のゲート信号との間の時間間隔が短絡信号「オン」の送信継続時間よりも長い態様に比べ、処理時間を短くすることができる。
この場合、２回目の第１のゲート信号の送信時に短絡信号が「オン」となると、ゲート駆動回路４０は、２回目の第２のゲート信号を受け付けない。しかし、スイッチング素子３０の短絡故障については、短絡故障しているスイッチング素子３０の位置までは特定する必要はなく、いずれかのスイッチング素子３０が短絡故障しているか否かが分かればよい。つまり、２回目の第１のゲート信号の送信時に短絡信号が「オン」となれば、その時点で、スイッチング素子３０の短絡故障が生じていることが分かるため、２回目の第２のゲート信号を受け付けることができなくても、実際上、問題はない。
図５は、スイッチング素子３０が短絡故障した場合における電力変換装置２０の動作を説明するタイムチャートである。図５に示す短絡信号は、各ゲート駆動回路４０から送信される短絡信号の論理和を示す。
例えば、時刻Ｔ３０において、ゲート信号制御部５０は、Ｕ相正側のゲート駆動回路４０ａに送信するゲート信号を「オン」から「オフ」に変えたとする。このとき、一点鎖線の丸印Ｂ１で示すように、Ｕ相正側のスイッチング素子３０ａは、「オン」状態で固着して短絡故障したとする。つまり、Ｕ相正側のスイッチング素子３０ａは、「オフ」とならず、時刻Ｔ３０以降、「オン」に維持される。
時刻Ｔ３０よりも後の時刻Ｔ３１において、Ｕ相負側のスイッチング素子３０ｂが「オン」されると、Ｕ相のスイッチング素子３０ａ、３０ｂを通じて直流母線間が短絡する。このとき、Ｕ相のゲート駆動回路４０ａ、４０ｂは、短絡信号「オン」をゲート信号制御部５０に送信する。
時刻Ｔ３１よりも後の時刻Ｔ３２において、Ｕ相正側のゲート駆動回路４０ａは、スイッチング素子３０ａに強制信号を送信し、Ｕ相負側のゲート駆動回路４０ｂは、スイッチング素子３０ｂに強制信号を送信する。スイッチング素子３０ｂは、強制信号にしたがって「オフ」となる。しかし、スイッチング素子３０ａは、短絡故障しているため、「オフ」とならず、「オン」に維持される。
また、時刻Ｔ３２よりも後の時刻Ｔ３３において、短絡信号「オン」を受信したゲート信号制御部５０は、Ｕ相負側のゲート駆動回路４０ｂへ送信するゲート信号を「オフ」とする。また、時刻Ｔ３３よりも後の時刻Ｔ３４において、Ｕ相のゲート駆動回路４０ａ、４０ｂは、短絡信号を「オフ」とする。
時刻Ｔ３４よりも後の時刻Ｔ３５から時刻Ｔ３６にかけて、ゲート信号制御部５０は、１回目の第１のゲート信号の送信を行う。このとき、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のいずれにおいても、直流母線間の短絡は生じない。
第１のゲート信号の送信から所定時間後の時刻Ｔ３７から時刻Ｔ３８にかけて、ゲート信号制御部５０は、１回目の第２のゲート信号の送信を行う。このとき、Ｕ相正側のスイッチング素子３０ａが「オン」状態であるため、Ｕ相のスイッチング素子３０ａ、３０ｂを通じて直流母線間が短絡する。Ｕ相のゲート駆動回路４０ａ、４０ｂは、短絡信号「オン」をゲート信号制御部５０に送信する。
時刻Ｔ３８よりも後の時刻Ｔ３９において、Ｕ相のゲート駆動回路４０ａ、４０ｂは、所定時間が経過したため、短絡信号を「オフ」とする。
時刻Ｔ３９よりも後であり、第２のゲート信号の送信から所定時間後の時刻Ｔ４０から時刻Ｔ４１にかけて、ゲート信号制御部５０は、２回目の第１ゲート信号の送信を行う。このとき、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のいずれにおいても、直流母線間の短絡は生じない。
２回目の第１ゲート信号の送信から所定時間後の時刻Ｔ４２から時刻Ｔ４３にかけて、ゲート信号制御部５０は、２回目の第２ゲート信号の送信を行う。このとき、Ｕ相正側のスイッチング素子３０ａが「オン」状態であるため、Ｕ相のスイッチング素子３０ａ、３０ｂを通じて直流母線間が短絡する。Ｕ相のゲート駆動回路４０ａ、４０ｂは、短絡信号「オン」をゲート信号制御部５０に送信する。
ゲート信号制御部５０は、２回目の第２ゲート信号の送信後に短絡信号「オン」を受信したため、正側スイッチング素子のいずれかが短絡故障していると判定する。このようにして、電力変換装置２０では、直流母線間の短絡の要因が、静電気に起因するものであるか、または、スイッチング素子３０の短絡故障に起因するものであるかを区別することができる。
図６は、電力変換装置２０のゲート信号制御部５０の動作を説明するフローチャートである。図６の電力変換装置２０は、例えば、第２モータジェネレータ１４ｂに接続される電力変換装置２０ｂである。
ゲート信号制御部５０は、ゲート駆動回路４０からの短絡信号が「オン」であるか否かを判定する（Ｓ１００）。短絡信号が「オン」ではない（短絡信号が「オフ」である）場合（Ｓ１００におけるＮＯ）、ゲート信号制御部５０は、通常制御を行い（Ｓ１１０）ステップＳ１００の処理を繰り返す。なお、通常制御では、ゲート信号制御部５０は、車両制御部２４の制御にしたがってゲート信号を生成し、生成したゲート信号をゲート駆動回路４０に送信する。
短絡信号が「オン」である場合（Ｓ１００におけるＹＥＳ）、ゲート信号制御部５０は、モータジェネレータ１４（例えば、第２モータジェネレータ１４ｂ）が回転中であるか否かを判定する（Ｓ１２０）。なお、モータジェネレータ１４の回転は、モータジェネレータ１４の回転軸に設けられるエンコーダで検出されてもよいし、モータジェネレータ１４と電力変換装置２０との間の電流に基づいて検出されてもよい。
モータジェネレータ１４が回転中である場合（Ｓ１２０におけるＹＥＳ）、ゲート信号制御部５０は、第１のゲート信号および第２のゲート信号の送信を行わず、いずれかのスイッチング素子３０が短絡故障しているとみなして、その旨を車両制御部２４に送信し（Ｓ１３０）、一連の処理を終了する。つまり、モータジェネレータ１４が回転中であれば、ゲート信号制御部５０は、直流母線間の短絡の要因の区別を行わない。
ここで、モータジェネレータ１４（第２モータジェネレータ１４ｂ）が電動機として回転中に電力変換装置２０のスイッチング（通常制御）が停止すると、駆動トルクが急激に低下して車両１の挙動が不安定になる。このため、電力変換装置２０では、モータジェネレータ１４が回転中である場合に第１のゲート信号および第２のゲート信号の送信を行わないようにした。
車両制御部２４は、スイッチング素子３０の短絡故障が生じた旨を受信すると、第２モータジェネレータ１４ｂを停止させ、運転モードを、エンジン１０のみで走行するフェールセーフ走行に移行させる。
一方、モータジェネレータ１４が回転中ではない（停止中である）場合（Ｓ１２０におけるＮＯ）、ゲート信号制御部５０は、短絡信号「オン」の受信から所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１４０）。所定時間が経過していない場合（Ｓ１４０におけるＮＯ）、ゲート信号制御部５０は、所定時間が経過するまで待機する。
所定時間が経過した場合（Ｓ１４０におけるＹＥＳ）、ゲート信号制御部５０は、第１のゲート信号をゲート駆動回路４０に送信する（Ｓ１５０）。具体的には、ゲート信号制御部５０は、ゲート信号「オン」を正側ゲート駆動回路に並行して送信し、その後すぐに、ゲート信号「オフ」を正側ゲート駆動回路に並行して送信する。なお、このときのゲート信号「オン」と「オフ」との間の時間間隔は、例えば、ゲート駆動回路４０がゲート信号をパルスとして適切に認識可能となる最短時間に設定される。
次に、ゲート信号制御部５０は、第１のゲート信号の送信から所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１６０）。所定時間が経過していない場合（Ｓ１６０におけるＮＯ）、ゲート信号制御部５０は、所定時間が経過するまで待機する。
所定時間が経過した場合（Ｓ１６０におけるＹＥＳ）、ゲート信号制御部５０は、第２のゲート信号をゲート駆動回路４０に送信する（Ｓ１７０）。具体的には、ゲート信号制御部５０は、ゲート信号「オン」を負側ゲート駆動回路に並行して送信し、その後すぐに、ゲート信号「オフ」を負側ゲート駆動回路に並行して送信する。なお、このときのゲート信号「オン」と「オフ」との間の時間間隔は、例えば、ゲート駆動回路４０がゲート信号をパルスとして適切に認識可能となる最短時間に設定される。
次に、ゲート信号制御部は、第２のゲート信号の送信から所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１８０）。所定時間が経過していない場合（Ｓ１８０におけるＮＯ）、ゲート信号制御部５０は、所定時間が経過するまで待機する。
所定時間が経過した場合（Ｓ１８０におけるＹＥＳ）、ゲート信号制御部５０は、２回目の第１のゲート信号の送信を行う（Ｓ１９０）。具体的には、ゲート信号制御部５０は、ゲート信号「オン」を正側ゲート駆動回路に並行して送信し、その後すぐに、ゲート信号「オフ」を正側ゲート駆動回路に並行して送信する。
次に、ゲート信号制御部５０は、２回目の第１のゲート信号の送信から所定時間内に、再び短絡信号「オン」を受信したか否かを判定する（Ｓ２００）。短絡信号「オン」を受信した場合（Ｓ２００におけるＹＥＳ）、ゲート信号制御部５０は、負側スイッチング素子のいずれかが短絡故障しているとみなして、その旨を車両制御部２４に送信し（Ｓ１３０）、一連の処理を終了する。そして、車両制御部２４は、第２モータジェネレータ１４ｂを停止させ、フェールセーフ走行に移行させる。
一方、短絡信号「オン」を受信しなかった場合（Ｓ２００におけるＮＯ）、ゲート信号制御部５０は、２回目の第２のゲート信号の送信を行う（Ｓ２１０）。具体的には、ゲート信号制御部５０は、ゲート信号「オン」を負側ゲート駆動回路に並行して送信し、その後すぐに、ゲート信号「オフ」を負側ゲート駆動回路に並行して送信する。
次に、ゲート信号制御部５０は、２回目の第２のゲート信号の送信から所定時間内に、再び短絡信号「オン」を受信したか否かを判定する（Ｓ２２０）。短絡信号「オン」を受信した場合（Ｓ２２０におけるＹＥＳ）、ゲート信号制御部５０は、正側スイッチング素子のいずれかが短絡故障しているとみなして、その旨を車両制御部２４に送信し（Ｓ１３０）、一連の処理を終了する。そして、車両制御部２４は、第２モータジェネレータ１４ｂを停止させ、フェールセーフ走行に移行させる。
一方、短絡信号「オン」を受信しなかった場合（Ｓ２２０におけるＮＯ）、ゲート信号制御部５０は、静電気に起因する短絡であり、ゲート駆動回路４０およびスイッチング素子３０が正常な状態に復帰したとみなして、一連の処理を終了する。この場合、車両制御部２４は、フェールセーフ走行に移行させず、現状の運転モードを維持させる。
このように、ゲート信号制御部５０は、モータジェネレータ１４（第２モータジェネレータ１４ｂ）が停止している場合に限り、第１のゲート信号および第２のゲート信号の送信を行う。
ここで、第２モータジェネレータ１４ｂは、車両１の駆動源であるため、第２モータジェネレータ１４ｂが回転中のときには、車両１は、走行中となる。車両１が走行中の場合、搭乗者（人間）が電力変換装置２０に触れるかもしれないが、その可能性は低い。
一方、第１モータジェネレータ１４ａは、車両１が停止中においても、発電のために回転することがある。また、車両１が停止中の場合、車両１が走行中の場合に比べ、人間が車両１の荷室にアクセスして電力変換装置２０に触れる可能性が高い。つまり、第１モータジェネレータ１４ａが回転中の場合には、第２モータジェネレータ１４ｂが回転中の場合に比べ、電力変換装置２０に静電気が印加される可能性が高い。
このため、第１モータジェネレータ１４ａに接続される電力変換装置２０ａについても、図６と同様に、静電気に起因する誤動作によって直流母線間に短絡が生じた場合に、第１のゲート信号および第２のゲート信号を送信することで、スイッチング素子３０を「オフ」状態に復帰させてもよい。
ここで、第１モータジェネレータ１４ａが発電機として回転中に電力変換装置２０のスイッチング（通常制御）が停止すると、第１モータジェネレータ１４ａで誘起された電圧の制御ができず、バッテリ２２に過電流の回生電流が入力され、バッテリ２２が損傷するおそれがある。
また、第１モータジェネレータ１４ａは、基本的には、車両１の駆動に用いられない。このため、発電機として回転中の第１モータジェネレータ１４ａを停止させても、問題ない。
そこで、車両１では、第１モータジェネレータ１４ａに接続される電力変換装置２０ａに、人間が触れる可能性が高いような場合（例えば、リアゲートやリアドアが開いているような場合）において、予め、第１モータジェネレータ１４ａを停止させる。
図７は、車両１が停車中における車両制御部２４の動作を説明するフローチャートである。図１では省略したが、車両１には、リアドアの開閉を検出するリアドアセンサ、および、リアゲートの開閉を検出するリアゲートセンサが設けられる。リアドアセンサは、リアドアが開いている場合には、リアドア信号「オン」を車両制御部２４に送信する。また、リアゲートセンサは、リアゲートが開いている場合には、リアゲート信号「オン」を車両制御部２４に送信する。
図７において、車両制御部２４は、リアドア信号およびリアゲート信号のいずれか一方または双方が「オン」であるか否かを判定する（Ｓ３００）。
リアドア信号およびリアゲート信号の双方が「オン」ではない場合（Ｓ３００におけるＮＯ）、車両制御部２４は、一連の処理を終了する。
リアドア信号およびリアゲート信号のいずれか一方または双方が「オン」の場合（Ｓ３００におけるＹＥＳ）、車両制御部２４は、第１モータジェネレータ１４ａが回転中であるか否かを判定する（Ｓ３１０）。第１モータジェネレータ１４ａが回転中ではない（停止中である）場合（Ｓ３１０におけるＮＯ）、車両制御部２４は、一連の処理を終了して、第１モータジェネレータ１４ａの停止を維持させる。
一方、第１モータジェネレータ１４ａが回転中である場合（Ｓ３１０におけるＹＥＳ）、車両制御部２４は、第１モータジェネレータ１４ａを停止させ（Ｓ３２０）、一連の処理を終了する。
このように、車両１では、リアゲートまたはリアドアが開いているとき、第１モータジェネレータ１４ａを、予め停止させておく。このため、車両１では、第１モータジェネレータ１４ａに接続される電力変換装置２０ａに静電気が印加したとしても、第１モータジェネレータ１４ａが停止している状態において、第１のゲート信号および第２のゲート信号の送信を行うことができる。その結果、車両１では、バッテリ２２の損傷を防止することができる。
以上のように、本実施形態の電力変換装置２０のゲート信号制御部５０は、直流母線間の短絡が検出されたとき、正側スイッチング素子を一旦オンさせた後にオフさせる第１のゲート信号を正側ゲート駆動回路に送信し、負側スイッチング素子を一旦オンさせた後にオフさせる第２のゲート信号を負側ゲート駆動回路に送信する。
したがって、本実施形態の電力変換装置２０によれば、静電気によってゲート駆動回路４０が誤動作したときに、ゲート駆動回路４０の出力信号を正常な状態に復帰させることが可能となる。その結果、本実施形態の電力変換装置２０では、スイッチング素子３０を「オフ」状態に復帰させ、それがスイッチング素子３０の短絡故障に起因するものであるという誤判断を回避することができる。
また、ゲート信号制御部５０は、第１のゲート信号および第２のゲート信号を、送信タイミングを異ならせて送信している。このため、本実施形態の電力変換装置２０では、第１のゲート信号および第２のゲート信号の送信タイミングが重なることによる直流母線間の短絡を回避することができる。
また、ゲート信号制御部５０は、第１のゲート信号の送信を行ってから所定時間の経過後、第２のゲート信号の送信を行っている。このため、本実施形態の電力変換装置２０では、ゲート駆動回路４０が第２のゲート信号を適切に受け付けることができる。
また、ゲート信号制御部５０は、第１のゲート信号の送信と、第２のゲート信号の送信とを、交互に複数回繰り返している。そして、ゲート信号制御部５０は、２回目以降の第１のゲート信号の送信、または、２回目以降の第２のゲート信号の送信を行ったときに、直流母線間の短絡が再び検出された場合、正側スイッチング素子または負側スイッチング素子が短絡故障していると判定している。このため、本実施形態の電力変換装置２０では、直流母線間の短絡の要因が、静電気に起因するものであるか、または、スイッチング素子３０の短絡故障に起因するものであるかを、区別することができる。
また、ゲート信号制御部５０は、直流母線間の短絡が検出されたときに、モータジェネレータ１４が回転していた場合、第１のゲート信号および第２のゲート信号の送信を行わずに、正側スイッチング素子または負側スイッチング素子が短絡故障しているとみなす。また、ゲート信号制御部５０は、直流母線間の短絡が検出されたときに、モータジェネレータ１４が停止していた場合、第１のゲート信号の送信および第２のゲート信号の送信を行うことで、短絡が正側ゲート駆動回路および負側ゲート駆動回路のいずれか一方または双方の誤動作によるものであれば短絡から復帰させる。このため、本実施形態の電力変換装置２０では、電力変換装置２０が適用された車両１において、車両１の挙動が不安定になることや、バッテリ２２が損傷することを防止できる。
また、本実施形態の車両１において、電力変換装置２０が収容されるケースにおける金属部分などに、非金属製のシートなどの絶縁材を設けてもよい。この態様によれば、電力変換装置２０への静電気の印加を抑制することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施形態のゲート信号制御部５０は、第１のゲート信号および第２のゲート信号をそれぞれ２回ずつ交互に送信していた。しかし、第１のゲート信号および第２のゲート信号の送信回数は、２回ずつに限らない。例えば、ゲート信号制御部５０は、第１のゲート信号および第２のゲート信号を、交互にそれぞれ３回以上送信してもよい。
また、ゲート信号制御部５０は、第１のゲート信号および第２のゲート信号をそれぞれ１回ずつ送信してもよい。この場合、直流母線間の短絡の要因の区別まではできないが、少なくとも、静電気に起因する誤動作によって直流母線間に短絡が生じた場合に、スイッチング素子３０を「オフ」状態に復帰させることができる。
また、上記実施形態のゲート信号制御部５０は、第１のゲート信号を送信した後に第２のゲート信号を送信していた。しかし、ゲート信号制御部５０は、第２のゲート信号を送信した後に第１のゲート信号を送信してもよい。この態様においても、静電気に起因する誤動作によって直流母線間に短絡が生じた場合に、スイッチング素子３０を「オフ」状態に復帰させることができる。
また、上記実施形態のゲート信号制御部５０は、第１のゲート信号および第２のゲート信号を、送信タイミングを異ならせて送信していた。しかし、ゲート信号制御部５０は、第１のゲート信号と第２のゲート信号とを並行して送信してもよい。
また、上記実施形態の車両１は、シリーズ・パラレル式のハイブリッド車両であった。しかし、車両１は、シリーズ・パラレル式のハイブリッド車両に限らず、例えば、パラレル式のハイブリッド車両やシリーズ式のハイブリッド車両であってもよい。また、車両１は、ハイブリッド車両に限らず、電気自動車であってもよい。
本発明は、ゲート駆動回路によってスイッチング素子がオンオフされる電力変換装置および電力変換装置を有する車両に利用できる。
１ 車両
１４ モータジェネレータ
２０ 電力変換装置
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ スイッチング素子
３２ｐ 正側直流母線
３２ｎ 負側直流母線
３６ｕ、３６ｖ、３６ｗ 出力ノード
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ ゲート駆動回路
５０ ゲート信号制御部

Claims (5)

  1. 正側直流母線と出力ノードとの間に設けられた正側スイッチング素子と、
    負側直流母線と前記出力ノードとの間に設けられた負側スイッチング素子と、
    前記正側スイッチング素子をオンオフさせる正側ゲート駆動回路と、
    前記負側スイッチング素子をオンオフさせる負側ゲート駆動回路と、
    前記正側スイッチング素子および前記負側スイッチング素子のオンオフを指示するゲート信号を前記正側ゲート駆動回路および前記負側ゲート駆動回路に送信するゲート信号制御部と、
    を備え、
    前記ゲート信号制御部は、前記正側直流母線と前記負側直流母線との間の短絡が検出されたとき、前記正側スイッチング素子を一旦オンさせた後にオフさせる第１のゲート信号を前記正側ゲート駆動回路に送信し、前記負側スイッチング素子を一旦オンさせた後にオフさせる第２のゲート信号を、前記第１のゲート信号の送信タイミングと異ならせて前記負側ゲート駆動回路に送信する電力変換装置。
  2. 前記ゲート信号制御部は、前記第１のゲート信号および前記第２のゲート信号のいずれか一方の送信を行ってから所定時間の経過後、他方の送信を行う請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 前記ゲート信号制御部は、前記第１のゲート信号の送信と、前記第２のゲート信号の送信とを、交互に複数回繰り返す請求項１または２に記載の電力変換装置。
  4. 前記ゲート信号制御部は、
    前記正側直流母線と前記負側直流母線との間の短絡が検出されたときに、前記出力ノードに接続されるモータジェネレータが回転していた場合、前記第１のゲート信号および前記第２のゲート信号の送信を行わずに、前記正側スイッチング素子または前記負側スイッチング素子が短絡故障しているとみなし、
    前記正側直流母線と前記負側直流母線との間の短絡が検出されたときに、前記モータジェネレータが停止していた場合、前記第１のゲート信号の送信および前記第２のゲート信号の送信を行うことで、前記短絡が前記正側ゲート駆動回路および前記負側ゲート駆動回路のいずれか一方または双方の誤動作によるものであれば前記短絡から復帰させる請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  5. エンジンの駆動に基づいて発電を行うモータジェネレータと、
    前記モータジェネレータとの間で電力の授受を行う電力変換装置と、
    前記電力変換装置の制御を行う車両制御部と、
    を備え、
    前記電力変換装置は、
    正側直流母線と出力ノードとの間に設けられた正側スイッチング素子と、
    負側直流母線と前記出力ノードとの間に設けられた負側スイッチング素子と、
    前記正側スイッチング素子をオンオフさせる正側ゲート駆動回路と、
    前記負側スイッチング素子をオンオフさせる負側ゲート駆動回路と、
    前記正側スイッチング素子および前記負側スイッチング素子のオンオフを指示するゲート信号を前記正側ゲート駆動回路および前記負側ゲート駆動回路に送信するゲート信号制御部と、
    を備え、
    前記ゲート信号制御部は、前記正側直流母線と前記負側直流母線との間の短絡が検出されたとき、前記正側スイッチング素子を一旦オンさせた後にオフさせる第１のゲート信号を前記正側ゲート駆動回路に送信し、前記負側スイッチング素子を一旦オンさせた後にオフさせる第２のゲート信号を、前記第１のゲート信号の送信タイミングと異ならせて前記負側ゲート駆動回路に送信し、
    前記車両制御部は、リアゲートおよびリアドアのいずれか一方または双方が開いている場合、前記電力変換装置に前記モータジェネレータを停止させる車両。
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