JP7001895B2 - 電力変換器の制御回路 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチを備える電力変換器を制御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、特許文献１に見られるように、電力変換器に電気的に接続された回転電機に正常に電流が流れない異常を検出した場合に、スイッチを強制的にオフに切り替えるものが知られている。

特開２０１５－２２３０５０号公報

異常としては、特許文献１に記載された電流に関する異常の他に、制御回路の備える電源回路の異常もある。詳しくは、制御回路は、電源回路と、電源回路から給電されることにより、スイッチをスイッチング制御するためのスイッチング指令を生成して出力する指令生成部とを備えている。ここで、電源回路の異常が生じたと判定された場合に、指令生成部に対してリセット信号が出力される構成を採用することが考えられる。リセット信号が指令生成部に入力されると、指令生成部は動作を停止して初期化される。その結果、指令生成部からスイッチング指令が出力されなくなり、スイッチが強制的にオフに切り替えられる。

しかしながら、リセット信号が指令生成部に入力されてから、指令生成部の動作が実際に停止されるまでには、短時間ではあるものの時間を要する。このため、リセット信号が指令生成部に入力されてから、指令生成部の動作が実際に停止されるまでの期間においては、制御回路の設計時に想定していなかった動作を指令生成部が実施する等、制御回路の動作を保証できない状態となり得る。その結果、電力変換器の信頼性が低下する懸念がある。

本発明は、電力変換器の信頼性の低下を抑制できる電力変換器の制御回路を提供することを主たる目的とする。

本発明は、スイッチを備える電力変換器を制御する電力変換器の制御回路において、電源回路と、前記電源回路から給電されることにより、前記スイッチをスイッチング制御するためのスイッチング指令を生成して出力する指令生成部と、前記電源回路の異常態様を判定する回路判定部と、前記指令生成部から前記スイッチに対する前記スイッチング指令の出力を前記指令生成部の動作中に遮断することにより、スイッチング制御されている前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理、又は前記指令生成部から出力された前記スイッチング指令に基づく前記スイッチのスイッチング制御の継続を許可する処理のいずれかを、前記回路判定部の判定結果に基づいて選択して実行するスイッチ制御部と、を備える。

電源回路の異常が生じた場合に制御回路の動作を保証できない状態となり得るのは、電力変換器のスイッチをオフに切り替えるための動作が、スイッチング指令を生成する指令生成部の動作を停止させるといった間接的な動作であることに本願発明者は着目した。

そこで、本発明のスイッチ制御部は、指令生成部からスイッチに対するスイッチング指令の出力を指令生成部の動作中に遮断することにより、スイッチング制御されているスイッチを強制的にオフに切り替える処理を実行する。このため、電源回路に異常が生じた場合に、上述した間接的な動作ではなく、指令生成部の動作中にスイッチング指令を遮断するといった直接的な動作によりスイッチをオフに切り替えることができる。したがって、電源回路の異常が生じた場合に制御回路の動作を保証できない状態となることを抑制でき、ひいては電力変換器の信頼性の低下を抑制することができる。

また、本発明では、上述した直接的な動作によりスイッチをオフに切り替えることができるため、電源回路の異常が発生してからスイッチがオフに切り替えられるまでの時間を短縮することもできる。

ところで、電源回路の異常が生じたと判定された場合に、一律にスイッチが強制的にオフに切り替えられる構成を採用することも考えられる。しかしながら、この構成を採用すると、電力変換器の制御が行われる機会が制約される懸念がある。ここで、電源回路の異常態様によっては、スイッチのスイッチング制御を継続させる余地があることに本願発明者は着目した。

そこで、本発明の回路判定部は、電源回路の異常態様を判定する。そして、スイッチ制御部は、回路判定部の判定結果に基づいて、スイッチを強制的にオフに切り替える処理、又はスイッチング指令に基づくスイッチのスイッチング制御の継続を許可する処理のいずれかを選択して実行する。このため、電源回路の異常が生じたと判定された場合に、一律にスイッチが強制的にオフに切り替えられる構成と比較して、電力変換器の制御が行われる機会が制約されることを抑制することができる。

第１実施形態に係る回転電機の制御システムの全体構成図。 制御回路の構成を示す図。 電源回路の構成を示す図。 スイッチ制御部及び第１絶縁伝達部の構成を示す図。 状態判定部の処理手順を示すフローチャート。 第１実施形態の変形例に係る状態判定部の処理手順を示すフローチャート。 第２実施形態に係る制御回路の構成を示す図。 スイッチ制御部及び第１絶縁伝達部の構成を示す図。 状態判定部の処理手順を示すフローチャート。 第３実施形態に係る制御回路の構成を示す図。 状態判定部の処理手順を示すフローチャート。 状態判定部の処理の詳細を示す図。 第３実施形態の変形例に係る状態判定部の処理を示す図。 第４実施形態に係る制御回路の構成を示す図。 その他の実施形態に係る電源回路の構成を示す図。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る電力変換器の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、制御回路及び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ている。

図１に示すように、制御システムは、回転電機１０、インバータ２０及び制御回路３０を備えている。回転電機１０は、例えば、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、永久磁石埋込型のものが用いられている。

回転電機１０の各相巻線１１には、インバータ２０を介して、直流電源としての高圧蓄電池２１が接続されている。高圧蓄電池２１の出力電圧は、例えば百Ｖ以上である。なお、インバータ２０の入力側には、インバータ２０の入力電圧を平滑化する平滑コンデンサ２２が設けられている。

インバータ２０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、巻線１１の第１端が接続されている。各相巻線１１それぞれの第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。各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬには、各フリーホイールダイオード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、高圧蓄電池２１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、高圧蓄電池２１の負極端子が接続されている。

制御システムは、電圧センサ２３ａ、電流センサ２３ｂ及び角度センサ２３ｃを備えている。電圧センサ２３ａは、平滑コンデンサ２２の端子電圧をインバータ２０の電源電圧ＶＤＣとして検出する。電流センサ２３ｂは、回転電機１０に流れる各相電流のうち、少なくとも２相分の電流を検出する。角度センサ２３ｃは、回転電機１０の電気角θｅを検出する。角度センサ２３ｃとしては、例えばレゾルバが用いられる。なお、本実施形態では、各センサ２３ａ～２３ｃが制御回路３０の外部に備えられている。

制御回路３０は、回転電機１０の制御量をその目標値に制御すべく、インバータ２０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マイコン５０を備えている。制御量は、例えばトルクである。マイコン５０は、指令生成部に相当し、各センサ２３ａ～２３ｃの検出値に基づいて、スイッチング指令を生成する。なお、マイコン５０は、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とが交互にオンされるようなスイッチング指令を生成する。

図２を用いて、制御回路３０の構成について説明する。

制御回路３０は、マイコン５０に加え、低圧電源回路４０及び複合ＩＣ６０を備えている。複合ＩＣ６０は、電源制御部６１、電源監視部６２及び電源生成部６７を備えている。電源制御部６１は、低圧電源回路４０を制御する。電源監視部６２は、所定の条件が成立していると判定した場合、マイコン５０に対してその動作を停止させるリセット信号を出力する。リセット信号がマイコン５０に入力されると、マイコン５０の動作が停止され、スイッチング指令の生成及び出力等が停止される。電源生成部６７は、低圧直流電源２４から入力された電圧を複合ＩＣ６０内で使用する電圧レベルに変換して出力する。低圧電源回路４０は、低圧直流電源２４の出力電圧を降圧する機能を有している。低圧直流電源２４の出力電圧ＶＢは、高圧蓄電池２１の出力電圧よりも低い。なお、制御回路３０が提供する機能の少なくとも一部は、例えば、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ハードウェア、又はそれらの組み合わせによって提供することができる。

低圧電源回路４０は、図３に示すように、第１電源回路４１、第２電源回路４２及び第３電源回路４３を備えている。第１電源回路４１は、第１スイッチ４１ａ、第１インダクタ４１ｂ、第１ダイオード４１ｃ、第１コンデンサ４１ｄ及び第１電流検出抵抗体４１ｅを備えている。第１電源回路４１は、低圧直流電源２４の出力電圧ＶＢを降圧して出力するスイッチング電源である。本実施形態において、第１スイッチ４１ａは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴである。第１電流検出抵抗体４１ｅの第１端には、低圧直流電源２４が接続され、第１電流検出抵抗体４１ｅの第２端には、第１スイッチ４１ａのソースが接続されている。第１スイッチ４１ａのドレインには、第１ダイオード４１ｃのカソードが接続されている。第１スイッチ４１ａのドレインと第１ダイオード４１ｃのカソードとの間には、第１インダクタ４１ｂを介して第１コンデンサ４１ｄの第１端が接続されている。第１コンデンサ４１ｄの第２端には、第１ダイオード４１ｃのアノードと、グランドとが接続されている。

第１コンデンサ４１ｄの端子電圧は、第１電源回路４１の出力電圧（第１出力電圧Ｖ１ｒ）となり、第２電源回路４２及び第３電源回路４３の入力電圧となる。第１出力電圧Ｖ１ｒの分圧値は、電源監視部６２に入力される。電源監視部６２は、この分圧値に基づいて、第１出力電圧Ｖ１ｒを検出する。また、電源監視部６２には、第１電流検出抵抗体４１ｅの電位差が入力される。電源監視部６２は、この電位差に基づいて、第１スイッチ４１ａに流れる電流を検出する。電源制御部６１は、第１出力電圧Ｖ１ｒを第１目標電圧Ｖ１＊にフィードバック制御すべく、第１スイッチ４１ａのゲート電圧を操作する。第１スイッチ４１ａは、第１出力電圧Ｖ１ｒの分圧値と、基準電圧としての第１目標電圧Ｖ１＊に相当する目標値とが入力されるエラーアンプを備えるフィードバック制御系を用いてオンオフされる。第１目標電圧Ｖ１＊（例えば６Ｖ）は、低圧直流電源２４の出力電圧よりも低く設定されている。

第２電源回路４２は、第２スイッチ４２ａ、第２コンデンサ４２ｂ及び第２電流検出抵抗体４２ｃを備えている。第２電源回路４２は、第１電源回路４１の下流側に設けられ、第１出力電圧Ｖ１ｒを降圧して出力するシリーズ電源である。本実施形態において、第２スイッチ４２ａは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴである。第２電流検出抵抗体４２ｃの第１端には、第１コンデンサ４１ｄの第１端が接続され、第２電流検出抵抗体４２ｃの第２端には、第２スイッチ４２ａのソースが接続されている。第２スイッチ４２ａのドレインには、第２コンデンサ４２ｂの第１端が接続されている。第２コンデンサ４２ｂの第２端には、グランドが接続されている。

第２コンデンサ４２ｂの端子電圧は、第２電源回路４２の出力電圧（第２出力電圧Ｖ２ｒ）となる。第２出力電圧Ｖ２ｒの分圧値は、電源監視部６２に入力される。電源監視部６２は、この分圧値に基づいて、第２出力電圧Ｖ２ｒを検出する。また、電源監視部６２には、第２電流検出抵抗体４２ｃの電位差が入力される。電源監視部６２は、この電位差に基づいて、第２スイッチ４２ａに流れる電流を検出する。電源制御部６１は、第２出力電圧Ｖ２ｒを第２目標電圧Ｖ２＊にフィードバック制御すべく、第２スイッチ４２ａのゲート電圧を操作する。ゲート電圧の操作により、第２スイッチ４２ａのオン抵抗が調整される。第２目標電圧Ｖ２＊（例えば５Ｖ）は、第１目標電圧Ｖ１＊よりも低く設定されている。

第３電源回路４３は、第３スイッチ４３ａ、第３インダクタ４３ｂ、第３ダイオード４３ｃ、第３コンデンサ４３ｄ及び第３電流検出抵抗体４３ｅを備えている。第３電源回路４３は、第１出力電圧Ｖ１ｒを降圧して出力するスイッチング電源である。本実施形態において、第３スイッチ４３ａは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。第３電流検出抵抗体４３ｅの第１端には、第１コンデンサ４１ｄの第１端が接続され、第３電流検出抵抗体４３ｅの第２端には、第３スイッチ４３ａのドレインが接続されている。第３スイッチ４３ａのソースには、第３ダイオード４３ｃのカソードが接続されている。第３スイッチ４３ａのソースと第３ダイオード４３ｃのカソードとの間には、第３インダクタ４３ｂを介して第３コンデンサ４３ｄの第１端が接続されている。第３コンデンサ４３ｄの第２端には、第３ダイオード４３ｃのアノードと、グランドとが接続されている。

第３コンデンサ４３ｄの端子電圧は、第３電源回路４３の出力電圧（第３出力電圧Ｖ３ｒ）となる。第３出力電圧Ｖ３ｒの分圧値は、電源監視部６２に入力される。電源監視部６２は、この分圧値に基づいて、第３出力電圧Ｖ３ｒを検出する。また、電源監視部６２には、第３電流検出抵抗体４３ｅの電位差が入力される。電源監視部６２は、この電位差に基づいて、第３スイッチ４３ａに流れる電流を検出する。電源制御部６１は、第３出力電圧Ｖ３ｒを第３目標電圧Ｖ３＊にフィードバック制御すべく、第３スイッチ４３ａのゲート電圧を操作する。第３スイッチ４３ａは、第３出力電圧Ｖ３ｒと、基準電圧としての第３目標電圧Ｖ３＊とが入力されるコンパレータの出力信号に基づいてオンオフされる。第３目標電圧Ｖ３＊（例えば１．２Ｖ）は、第２目標電圧Ｖ２＊よりも低く設定されている。

マイコン５０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５０のＣＰＵには、第３電源回路４３の第３出力電圧Ｖ３ｒが供給される。マイコン５０の周辺回路と、各センサ２３ａ～２３ｂとには、第２電源回路４２の第２出力電圧Ｖ２ｒが供給される。

先の図２の説明に戻り、制御回路３０は、第１絶縁伝達部８０、駆動回路部９０、絶縁電源９１、異常検知部９２及び第２絶縁伝達部９３を備えている。本実施形態において、第１絶縁伝達部８０及び第２絶縁伝達部９３は、フォトカプラにて構成されている。絶縁電源９１は、低圧直流電源２４を電力供給源として、駆動回路部９０を構成する駆動回路に電力を供給する。駆動回路は、インバータ２０の各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬに対応して備えられ、絶縁電源９１から給電されて駆動する。本実施形態では、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬに対応した駆動回路が合わせて６つ設けられている。

複合ＩＣ６０は、スイッチ制御部７０及び状態判定部６３を備えている。スイッチ制御部７０は、マイコン５０から出力されたスイッチング指令を第１絶縁伝達部８０を介して駆動回路部９０に伝達させる。なお、本実施形態において、電源監視部６２及び状態判定部６３が回路判定部に相当する。

図４に、スイッチ制御部７０と、第１絶縁伝達部８０のうちフォトダイオード側の構成とを示す。スイッチ制御部７０は、３相分の上アームスイッチＳＷＨに対応する上アーム制御部７１Ｈ及びハイスイッチ７２Ｈと、３相分の下アームスイッチＳＷＬに対応する下アーム制御部７１Ｌ及びロースイッチ７２Ｌとを備えている。本実施形態において、ハイスイッチ７２Ｈ及びロースイッチ７２Ｌは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。第１絶縁伝達部８０は、３相分の上アームスイッチＳＷＨに対応する上アームフォトダイオード８２Ｈ及び上アーム抵抗体８１Ｈと、３相分の下アームスイッチＳＷＬに対応する下アームフォトダイオード８２Ｌ及び下アーム抵抗体８１Ｌとを備えている。

各上アーム抵抗体８１Ｈの第１端には、第１コンデンサ４１ｄの第１端が接続され、第１出力電圧Ｖ１ｒが印加される。上アーム抵抗体８１Ｈの第２端には、上アームフォトダイオード８２Ｈ及び複合ＩＣ６０の端子Ｔｒを介して、ハイスイッチ７２Ｈのドレインが接続されている。ハイスイッチ７２Ｈのソースには、グランドが接続されている。

各下アーム抵抗体８１Ｌの第１端には、第１コンデンサ４１ｄの第１端が接続され、第１出力電圧Ｖ１ｒが印加される。下アーム抵抗体８１Ｌの第２端には、下アームフォトダイオード８２Ｌ及び複合ＩＣ６０の端子Ｔｒを介して、ロースイッチ７２Ｌのドレインが接続されている。ロースイッチ７２Ｌのソースには、グランドが接続されている。

上アーム制御部７１Ｈには、自身に対応する上アームスイッチＳＷＨのスイッチング指令がマイコン５０から入力される。本実施形態において、上アーム制御部７１Ｈは、ハイスイッチ７２Ｈをオンすることにより、スイッチング指令としてのオン指令を、第１絶縁伝達部８０の上アームフォトダイオード８２Ｈ及び図示しない上アームフォトトランジスタを介して駆動回路部９０の対応する駆動回路に伝達する。また、上アーム制御部７１Ｈは、ハイスイッチ７２Ｈをオフすることにより、スイッチング指令としてのオフ指令を、第１絶縁伝達部８０の上アームフォトダイオード８２Ｈ及び図示しない上アームフォトトランジスタを介して駆動回路部９０の対応する駆動回路に伝達する。駆動回路は、伝達されたスイッチング指令がオン指令であると判定した場合、上アームスイッチＳＷＨをオンする。一方、駆動回路は、伝達されたスイッチング指令がオフ指令であると判定した場合、上アームスイッチＳＷＨをオフする。

上アーム制御部７１Ｈには、状態判定部６３から出力される第１スイッチ停止指令が入力される。上アーム制御部７１Ｈは、第１スイッチ停止指令が入力されていると判定した場合、マイコン５０からのスイッチング指令が入力されているか否かにかかわらず、ハイスイッチ７２Ｈをオフに維持する。これにより、第１絶縁伝達部８０を介して駆動回路部９０には、オフ指令が伝達される。その結果、上アームスイッチＳＷＨがオフされる。

下アーム制御部７１Ｌには、自身に対応する下アームスイッチＳＷＬのスイッチング指令がマイコン５０から入力される。本実施形態において、下アーム制御部７１Ｌは、ロースイッチ７２Ｌをオンすることにより、スイッチング指令としてのオン指令を、第１絶縁伝達部８０の下アームフォトダイオード８２Ｌ及び図示しない下アームフォトトランジスタを介して駆動回路部９０の対応する駆動回路に伝達する。また、下アーム制御部７１Ｌは、ロースイッチ７２Ｌをオフすることにより、スイッチング指令としてのオフ指令を、第１絶縁伝達部８０の下アームフォトダイオード８２Ｌ及び図示しない下アームフォトトランジスタを介して駆動回路部９０の対応する駆動回路に伝達する。駆動回路は、伝達されたスイッチング指令がオン指令であると判定した場合、下アームスイッチＳＷＬをオンする。一方、駆動回路は、伝達されたスイッチング指令がオフ指令であると判定した場合、下アームスイッチＳＷＬをオフする。

下アーム制御部７１Ｌには、状態判定部６３から出力される第１スイッチ停止指令が入力される。下アーム制御部７１Ｌは、第１スイッチ停止指令が入力されていると判定した場合、スイッチング指令が入力されているか否かにかかわらず、ロースイッチ７２Ｌをオフに維持する。これにより、第１絶縁伝達部８０を介して駆動回路部９０には、オフ指令が伝達される。その結果、下アームスイッチＳＷＬがオフされる。

ちなみに、オン指令を表す論理値とオフ指令を表す論理値とは、図４に示した構成で伝達される論理値と逆の論理値であってもよい。

先の図２の説明に戻り、異常検知部９２は、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬ及び駆動回路部９０の少なくとも１つに異常が生じたと判定した場合、第２絶縁伝達部９３を介して状態判定部６３に異常信号を伝達する。状態判定部６３は、異常信号が入力されたと判定した場合、第１スイッチ停止指令をスイッチ制御部７０の各制御部７１Ｈ，７１Ｌに対して出力する。これにより、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬ及び駆動回路部９０の少なくとも１つに異常が生じた場合に、マイコン５０を動作させたまま、全ての上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを迅速にオフに切り替えることができる。なお、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの異常には、電流が過電流閾値を超える過電流異常、温度が温度閾値を超える過熱異常、及びスイッチのエミッタ及びコレクタ間電圧Ｖｃｅが所定範囲からはずれる異常の少なくとも一方が含まれる。また、駆動回路部９０の異常には、絶縁電源９１から駆動回路部９０へと電力が出力されない異常、絶縁電源９１から駆動回路部９０への出力電圧が規定電圧を低圧閾値を下回る異常、絶縁電源９１から駆動回路部９０への出力電圧が過電圧閾値を超える異常、及び絶縁電源９１から駆動回路部９０への出力電圧の変動量が規定値を超える異常のうち、少なくとも１つが含まれる。

マイコン５０は、各センサ２３ａ～２３ｃ及びマイコン５０の少なくとも１つに異常が生じたと判定した場合、スイッチング指令の生成及び出力を停止するとともに、状態判定部６３に対して第２スイッチ停止指令を出力する。センサの異常には、センサから信号が出力されない異常、センサの出力信号が第１所定量を下回る異常、センサの出力信号が第１所定量よりも大きい第２所定量を超える異常、及びセンサの出力特性異常のうち、少なくとも１つが含まれる。なお、マイコン５０に異常が生じたか否かは、例えば、マイコン５０自身又はマイコン５０の外部に備えられる診断部による診断結果に基づいて判定されればよい。

状態判定部６３は、マイコン５０から第２スイッチ停止指令が入力されたと判定した場合、スイッチ停止指令をスイッチ制御部７０の各制御部７１Ｈ，７１Ｌに対して出力する。これにより、各センサ２３ａ～２３ｃの少なくとも１つに異常が生じた場合に、マイコン５０を動作させたまま、全ての上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを迅速にオフに切り替えることができる。

電源監視部６２は、電源制御部６１を監視する機能を有している。電源監視部６２は、電源制御部６１に異常が生じたと判定した場合、異常が生じた旨を状態判定部６３に対して出力する。状態判定部６３は、電源監視部６２から異常が生じた旨が入力されたと判定した場合、第１スイッチ停止指令をスイッチ制御部７０の各制御部７１Ｈ，７１Ｌに対して出力する。これにより、電源制御部６１に異常が生じた場合に、マイコン５０を動作させたまま、全ての上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを迅速にオフに切り替えることができる。

続いて、図５を用いて、状態判定部６３により実行される処理について説明する。この処理は、例えば、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１０では、電源制御部６１の異常、電源出力異常、スイッチ側異常、及びマイコン５０からの第２スイッチ停止指令の入力のうち、少なくとも１つの事象が生じたか否かを判定する。電源制御部６１の異常には、電源制御部６１の内部電源の異常、電源制御部６１の温度が所定温度範囲から外れる異常、及び各電源回路４１～４３の各スイッチ４１ａ～４３ａを制御するために用いられる基準電圧が所定の電圧範囲から外れる異常のうち、少なくとも１つが含まれる。内部電源は、低圧電源回路４０から入力された電圧を電源制御部６１内で使用する電圧レベルに変換して出力する。また、電源制御部６１の異常が生じたか否かは、電源監視部６２から入力される監視結果に基づいて判定されればよい。

電源出力異常には、第１電源回路４１に関する異常、第２電源回路４２に関する異常及び第３電源回路４３に関する異常のうち、少なくとも１つが含まれる。各電源回路４１～４３に関する異常が生じたか否かは、電源監視部６２から入力される監視結果に基づいて判定されればよい。

本実施形態において、第１電源回路４１に関する異常には、第１出力電圧Ｖ１ｒが０になる異常、第１出力電圧Ｖ１ｒが第１低圧閾値Ｖ１Ｌ（＞０）を下回る異常、第１出力電圧Ｖ１ｒが第１過電圧閾値Ｖ１Ｕ（＞０）を超える異常、第１出力電圧Ｖ１ｒの変動量が第１所定値よりも大きくなる異常、及び第１電源回路４１の第１スイッチ４１ａに流れる第１電流Ｉ１ｒが第１過電流閾値Ｉ１Ｕを超える異常が含まれる。第１低圧閾値Ｖ１Ｌは、例えば、第２電源回路４２の動作保証電圧の下限値に設定され、第１過電圧閾値Ｖ１Ｕは、第２電源回路４２の動作保証電圧の上限値に設定されている。

第２電源回路４２に関する異常には、第２出力電圧Ｖ２ｒが０になる異常、第２出力電圧Ｖ２ｒが第２低圧閾値Ｖ２Ｌ（＞０）を下回る異常、第２出力電圧Ｖ２ｒが第２過電圧閾値Ｖ２Ｕ（＞０）を超える異常、第２出力電圧Ｖ２ｒの変動量が第２所定値よりも大きくなる異常、及び第２電源回路４２の第２スイッチ４２ａに流れる第２電流Ｉ２ｒが第２過電流閾値Ｉ２Ｕを超える異常が含まれる。本実施形態において、第２低圧閾値Ｖ２Ｌは、マイコン５０の周辺回路及び各センサ２３ａ～２３ｃの動作保証電圧の下限値に設定され、第２過電圧閾値Ｖ２Ｕは、マイコン５０の周辺回路及び各センサ２３ａ～２３ｃの動作保証電圧の上限値に設定されている。

第３電源回路４３に関する異常には、第３出力電圧Ｖ３ｒが０になる異常、第３出力電圧Ｖ３ｒが第３低圧閾値Ｖ３Ｌ（＞０）を下回る異常、第３出力電圧Ｖ３ｒが第３過電圧閾値Ｖ３Ｕ（＞０）を超える異常、第３出力電圧Ｖ３ｒの変動量が第３所定値よりも大きくなる異常、及び第３電源回路４３の第３スイッチ４３ａに流れる第３電流Ｉ３ｒが第３過電流閾値Ｉ３Ｕを超える異常が含まれる。本実施形態において、第３低圧閾値Ｖ３Ｌは、マイコン５０のＣＰＵの動作保証電圧の下限値に設定され、第３過電圧閾値Ｖ３Ｕは、マイコン５０のＣＰＵの動作保証電圧の上限値に設定されている。

なお、スイッチ側異常が生じたか否かは、第２絶縁伝達部９３を介して異常信号が入力されたか否かで判定されればよい。

ステップＳ１０において肯定判定した場合には、ステップＳ１１に進み、スイッチ制御部７０に対して第１スイッチ停止指令を出力する。これにより、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬがオフに切り替えられる。一方、ステップＳ１０において否定判定した場合には、ステップＳ１２に進み、マイコン５０から出力されたスイッチング指令に基づく上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング制御の継続を許可する。また、低圧電源回路４０の動作も継続させる。

ステップＳ１０において肯定判定された場合に第１スイッチ停止指令が出力されるようにしたのは、以下に説明する理由のためである。

低圧電源回路４０の異常が生じたと判定された場合に、電源監視部６２からマイコン５０に対してリセット信号が出力される構成を採用することが考えられる。ここで、リセット信号がマイコン５０に入力されてから、マイコン５０の動作が実際に停止されるまでには、極短時間ではあるものの時間を要する。このため、リセット信号がマイコン５０に入力されてから、マイコン５０の動作が実際に停止されるまでの期間においては、制御回路３０の設計時に想定していなかった動作をマイコン５０が実施する等、制御回路３０の動作を保証できない状態となり得る。

ここで、低圧電源回路４０の異常が生じた場合に制御回路３０の動作を保証できない状態となり得るのは、上，下アームのスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフに切り替えるための動作が、スイッチング指令を生成するマイコン５０の動作を停止させるといった間接的な動作となるためである。そこで、本実施形態では、ステップＳ１０において肯定判定された場合、ステップＳ１１において、マイコン５０からのスイッチング指令の出力をマイコン５０の動作中にスイッチ制御部７０により遮断し、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを強制的にオフに切り替える。このため、低圧電源回路４０に異常が生じた場合に、制御回路３０の動作を保証できない状態となることを抑制でき、ひいてはインバータ２０の信頼性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、スイッチ制御部７０によりスイッチング指令を遮断して上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフに切り替えるため、低圧電源回路４０の異常が発生してから上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬがオフに切り替えられるまでの時間を短縮することもできる。特に本実施形態では、電源制御部６１、電源監視部６２、状態判定部６３及びスイッチ制御部７０が同一の複合ＩＣ６０として構成されている。このため、電源制御部６１や低圧電源回路４０に関する異常が生じた場合において、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬがオフに切り替えられるまでの時間をより短縮できる。

＜第１実施形態の変形例＞
以下、第１実施形態の変形例について、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。図６に、状態判定部６３により実行される処理の手順を示す。なお、図６において、先の図５に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。

ステップＳ１０において肯定判定した場合には、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、ステップＳ１０で生じたと判定された異常の中に、第２出力電圧Ｖ２ｒ及び第３出力電圧Ｖ３ｒのうち少なくとも一方の低圧異常が含まれているか否かを判定する。本実施形態において、第２出力電圧Ｖ２ｒの低圧異常には、第２出力電圧Ｖ２ｒが０になる異常と、第２出力電圧Ｖ２ｒが第２低圧閾値Ｖ２Ｌを下回る異常とが含まれる。また、第３出力電圧Ｖ３ｒの低圧異常には、第３出力電圧Ｖ３ｒが０になる異常と、第３出力電圧Ｖ３ｒが第３低圧閾値Ｖ３Ｌを下回る異常とが含まれる。本実施形態において、電源監視部６２は、第２，第３出力電圧Ｖ２ｒ，Ｖ３ｒのうち少なくとも一方の低圧異常が生じていると判定した場合、マイコン５０に対してリセット信号を出力する。

ステップＳ１３において否定判定した場合には、ステップＳ１１に進む。一方、ステップＳ１３において肯定判定した場合には、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、マイコン５０にリセット信号が入力されてマイコン５０の動作が停止される前に上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを強制的にオフさせるように第１スイッチ停止指令をスイッチ制御部７０の各制御部７１Ｈ，７１Ｌに対して出力する。

以上説明した本実施形態によれば、リセット信号によりマイコン５０の動作が停止される前に、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを的確にオフに切り替えることができる。

＜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７及び図８に示すように、マイコン５０のスイッチング指令を伝達するための構成を変更する。なお、図７及び図８において、先の図２及び図３に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

図８に示すように、スイッチ制御部７０は、アーム制御部７３、第１ベーススイッチ７４ａ及び第２ベーススイッチ７４ｂを備えている。本実施形態において、第１ベーススイッチ７４ａは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴであり、第２ベーススイッチ７４ｂは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。第２電源回路４２の第２コンデンサ４２ｂの第１端には、第１ベーススイッチ７４ａのソースが接続され、第１ベーススイッチ７４ａのドレインには、第２ベーススイッチ７４ｂのドレインが接続されている。第２ベーススイッチ７４ｂのソースには、グランドが接続されている。

第１絶縁伝達部８０は、第１～第４抵抗体３１ａ～３１ｄ、ＮＰＮトランジスタとしての第１制御スイッチ３２ａ、及びＰＮＰトランジスタとしての第２制御スイッチ３２ｂを備えている。第１ベーススイッチ７４ａのソースと第２ベーススイッチ７４ｂのドレインとの間には、複合ＩＣ６０の端子Ｔｒを介して第１抵抗体３１ａの第１端が接続されている。第１抵抗体３１ａの第２端には、第２抵抗体３２ｂの第１端と、第１制御スイッチ３２ａのベースとが接続されている。第２抵抗体３１ｂの第２端と、第１制御スイッチ３２ａのエミッタとには、グランドが接続されている。

第１制御スイッチ３２ａのコレクタには、第３抵抗体３１ｃの第１端が接続されている。第３抵抗体３１ｃの第２端には、第２制御スイッチ３２ｂのベースと、第４抵抗体３１ｄの第１端とが接続されている。第４抵抗体３１ｄの第２端と、第２制御スイッチ３２ｂのエミッタとには、第１コンデンサ４１ｄの第１端が接続されている。第２制御スイッチ３２ｂのコレクタには、各上アーム抵抗体８１Ｈの第１端と、各下アーム抵抗体８１Ｌの第１端とが接続されている。

アーム制御部７３は、状態判定部６３から第１スイッチ停止指令が入力されていないと判定した場合、第１ベーススイッチ７４ａをオンし、第２ベーススイッチ７４ｂをオフする。これにより、マイコン５０のスイッチング指令が第１絶縁伝達部８０を介して駆動回路部９０に伝達される。一方、アーム制御部７３は、状態判定部６３から第１スイッチ停止指令が入力されていると判定した場合、第１ベーススイッチ７４ａをオフし、第２ベーススイッチ７４ｂをオンする。これにより、各フォトダイオード８２Ｈ，８２Ｌへの通電が停止され、第１絶縁伝達部８０を介して駆動回路部９０に伝達されるスイッチング指令がオフ指令に維持される。図８に示す構成によれば、複合ＩＣ６０と第１絶縁伝達部８０との間の信号数を１つに減らすことができ、複合ＩＣ６０の端子Ｔｒを１つに減らすことができる。

続いて、図９を用いて、状態判定部６３により実行される処理の手順を示す。本実施形態では、過電圧異常が生じた場合には状態判定部６３から第１スイッチ停止指令が出力されず、低圧異常が生じた場合に第１スイッチ停止指令が出力される。図９に示す処理は、例えば、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、図９において、先の図５に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。

ステップＳ１５では、電源制御部６１の異常、電源出力異常、スイッチ側異常、及びマイコン５０からの第２スイッチ停止指令の入力のうち、少なくとも１つの事象が生じたか否かを判定する。

本実施形態において、電源制御部６１の異常には、電源制御部６１の内部電源の異常、電源制御部６１の温度が所定温度範囲から外れる異常、及び各電源回路４１～４３の各スイッチ４１ａ～４３ａを制御するために用いられる基準電圧が所定の電圧範囲の下限値を下回る異常のうち、少なくとも１つが含まれる。本実施形態において、内部電源の異常は、内部電源の出力電圧が所定電圧を下回る異常である。内部電源は、第２，第３電源回路４２，４３から供給された第２，第３出力電圧Ｖ２ｒ，Ｖ３ｒを電源制御部６１内で使用する電圧レベルに変換して出力する。

電源出力異常には、第２出力電圧Ｖ２ｒ及び第３出力電圧Ｖ３ｒのうち少なくとも一方の低圧異常が含まれる。この低圧異常については、図６のステップＳ１３で説明してある。

ステップＳ１５において肯定判定した場合には、ステップＳ１１に進む。一方、ステップＳ１５において否定判定した場合には、ステップＳ１２に進む。

本実施形態において、ステップＳ１５の電源出力異常に、第２出力電圧Ｖ２ｒが第２過電圧閾値Ｖ２Ｕを超える異常と、第３出力電圧Ｖ３ｒが第３過電圧閾値Ｖ３Ｕを超える異常とを含めなかったのは、以下に説明する理由のためである。

マイコン５０に供給される第２，第３出力電圧Ｖ２ｒ，Ｖ３ｒが第２，第３低圧閾値Ｖ２Ｌ，Ｖ３Ｌを下回る場合は、マイコン５０の動作が停止するおそれがある。一方、マイコン５０に供給される第２，第３出力電圧Ｖ２ｒ，Ｖ３ｒが第２，第３過電圧閾値Ｖ２Ｕ，Ｖ３Ｕを超えたとしても、第２，第３出力電圧Ｖ２ｒ，Ｖ３ｒがマイコン５０の絶対最大定格以下の値であれば、マイコン５０の消費電力が増加するもののマイコン５０は動作を継続させることができる。

そこで、本実施形態では、過電圧異常が生じた場合に状態判定部６３から第１スイッチ停止指令を出力させないこととした。これにより、インバータ２０の信頼性の低下を抑制しつつ、インバータ２０の動作が制約されることを抑制でき、ひいては回転電機１０の制御が行われる機会が制約されることを抑制できる。

また、本実施形態では、第１～第３電源回路４１～４３のうち、マイコン５０に直接給電する第２，第３電源回路４２，４３に異常が生じたと電源監視部６２により判定された場合、状態判定部６３から第１スイッチ停止指令がスイッチ制御部７０に対して出力される。このため、マイコン５０の動作が停止するおそれのある異常に絞って第１スイッチ停止指令を出力できるため、回転電機１０の制御が行われる機会が制約されることを抑制できる。

＜第２実施形態の変形例＞
・図８に示す構成において、第１～第４抵抗体３１ａ～３１ｄ及び第１，第２制御スイッチ３２ａ，３２ｂが、各スイッチ７２Ｈ，７２Ｌのソースとグランドとの間に設けられていてもよい。

・図８に示す構成において、スイッチ制御部７０の備えるベーススイッチとしてＮチャネルＭＯＳＦＥＴのみ用いられてもよい。また、第１絶縁伝達部８０の備えるトランジスタとしてＰＮＰトランジスタのみ用いられてもよい。

・図８に示す構成において、上アームスイッチＳＷＨに対するスイッチング指令と下アームスイッチＳＷＬに対するスイッチング指令とで論理を分けたい場合、上アームスイッチＳＷＨ及び下アームスイッチＳＷＬそれぞれに対応した第１絶縁伝達部８０が設けられてもよい。

・図９のステップＳ１１において、低圧電源回路４０の動作を停止させてもよい。この場合、動作を停止させる電源回路は、第１～第３電源回路４１～４３のうち異常が発生した電源回路のみでもよいし、第１～第３電源回路４１～４３全てでもよい。

また、電源回路の動作を停止させた後、停止させた電源回路を再度起動させるリスタートを実施してもよい。なお、リスタート実施時又は電源回路の起動時において、出力電圧が低圧閾値を下回ったとしても、低圧異常が生じていると判定されないようにするマスク処理が実施されるのが望ましい。

・図９のステップＳ１５において肯定判定された場合、図６のステップＳ１３、Ｓ１４の処理が行われてもよい。

・第２実施形態において、図２に示す構成が前提構成として用いられてもよい。

＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第２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１０に示すように、制御回路３０は温度センサ２５を備え、複合ＩＣ６０は温度検知部６４を備えている。また、電源監視部６２は、低圧直流電源２４の出力電圧ＶＢを検出する機能を有している。なお、図１０において、先の図７に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

温度センサ２５は、マイコン５０の温度、その相関値、低圧電源回路４０の温度又はその相関値を温度検出信号として出力する。温度センサ２５は、例えば、低圧電源回路４０の構成部品の温度、制御回路３０の筐体内の雰囲気温度、複合ＩＣ６０の温度を温度検出信号として出力する。温度センサ２５は、例えば、感温ダイオード又はサーミスタを備えている。

温度検知部６４は、温度センサ２５の温度検出信号に基づいて、検出対象の温度を算出する。本実施形態では、温度検知部６４により算出された第２電源回路４２の構成部品（例えば第２スイッチ４２ａ）の温度又はその相関値を第１温度検出値Ｔ１ｒとし、温度検知部６４により算出されたマイコン５０の温度又はその相関値を第２温度検出値Ｔ２ｒとする。各温度検出値Ｔ１ｒ，Ｔ２ｒは、電源監視部６２に入力される。

図１１に、状態判定部６３により実行される処理の手順を示す。この処理は、例えば、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、図１１において、先の図５に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。

ステップＳ２０では、電源監視部６２の監視結果に基づいて、全停止条件が成立しているか否かを判定する。ステップＳ２０において全停止条件が成立していると判定した場合には、ステップＳ２１に進み、アーム制御部７３に対して第１スイッチ停止指令を出力する。また、第１～第３電源回路４１～４３全ての動作を停止させる指令を電源監視部６２を介して電源制御部６１に対して出力する。これにより、第１～第３スイッチ４１ａ～４３ａがオフに維持され、第１～第３電源回路４１～４３全ての動作が停止させられる。なお、本実施形態において、ステップＳ２１の処理が電源停止部に相当する。

図１２を用いて、全停止条件について説明する。全停止条件が成立するとは、以下の（Ａ１），（Ｃ１），（Ａ２），（Ｃ２），（Ｇ２），（Ａ３），（Ｃ３），（Ｇ３）の少なくとも１つの条件が成立することである。

（Ａ１）第１出力電圧Ｖ１ｒが第１過電圧閾値Ｖ１Ｕを超えて、かつ、低圧直流電源２４の出力電圧ＶＢが入力電圧閾値Ｖｉｎｂを超えているとの条件。第１過電圧閾値Ｖ１Ｕは、例えば、第２電源回路４２の動作保証電圧の上限値よりも高くて、かつ、第２電源回路４２の絶対最大定格以下の値に設定されている。（Ａ１）の条件が成立する状況は、例えば、第２スイッチ４２ａがショート故障した場合において、第２スイッチ４２ａが過熱状態となって信頼性が低下するおそれのある状況である。

（Ｃ１）第１出力電圧Ｖ１ｒが第１過電圧閾値Ｖ１Ｕを超えて、かつ、第１温度検出値Ｔ１ｒが第１温度閾値Ｔｔｈ１（上限温度に相当）を超えているとの条件。（Ｃ１）の条件が成立する状況は、（Ａ１）の場合と同様に、例えば、第２スイッチ４２ａが過熱状態となって信頼性が低下するおそれのある状況である。

（Ａ２）第２出力電圧Ｖ２ｒが第２過電圧閾値Ｖ２Ｕを超えて、かつ、第１出力電圧Ｖ１ｒが第１入力閾値Ｖｉｎ１を超えているとの条件。第２過電圧閾値Ｖ２Ｕは、例えば、マイコン５０の周辺回路の動作保証電圧の上限値よりも高くて、かつ、その周辺回路の絶対最大定格以下の値に設定されている。（Ａ２）の条件が成立する状況は、例えば、マイコン５０が過熱状態となって信頼性が低下するおそれのある状況である。

（Ｃ２）第２出力電圧Ｖ２ｒが第２過電圧閾値Ｖ２Ｕを超えて、かつ、第２温度検出値Ｔ２ｒが第２温度閾値Ｔｔｈ２を超えているとの条件。（Ｃ２）の条件が成立する状況は、（Ａ２）の場合と同様に、例えば、マイコン５０が過熱状態となって信頼性が低下するおそれのある状況である。

（Ｇ２）第２出力電圧Ｖ２ｒが第２低圧閾値Ｖ２Ｌを下回っているとの条件。（Ｇ２）の条件が成立する状況は、マイコン５０の動作が停止するおそれのある状況である。

（Ａ３）第３出力電圧Ｖ３ｒが第３過電圧閾値Ｖ３Ｕを超えて、かつ、第２出力電圧Ｖ２ｒが第２入力閾値Ｖｉｎ２を超えているとの条件。第３過電圧閾値Ｖ３Ｕは、例えば、マイコン５０のＣＰＵの動作保証電圧の上限値よりも高くて、かつ、ＣＰＵの絶対最大定格以下の値に設定されている。（Ａ３）の条件が成立する状況は、例えば、マイコン５０が過熱状態となって信頼性が低下するおそれのある状況である。

（Ｃ３）第３出力電圧Ｖ３ｒが第３過電圧閾値Ｖ３Ｕを超えて、かつ、第２温度検出値Ｔ２ｒが第２温度閾値Ｔｔｈ２を超えているとの条件。（Ｃ３）の条件が成立する状況は、（Ａ３）の場合と同様に、例えば、マイコン５０が過熱状態となって信頼性が低下するおそれのある状況である。

（Ｇ３）第３出力電圧Ｖ３ｒが第３低圧閾値Ｖ３Ｌを下回っているとの条件。（Ｇ３）の条件が成立する状況は、マイコン５０の動作が停止するおそれのある状況である。

先の図１１の説明に戻り、ステップＳ２０において否定判定した場合には、ステップＳ２２に進み、スイッチ停止条件が成立しているか否かを判定する。第２絶縁伝達部９３を介して異常信号が入力されていると判定した場合、又はマイコン５０から第２スイッチ停止指令が入力されていると判定した場合、スイッチ停止条件が成立していると判定すればよい。

ステップＳ２２においてスイッチ停止条件が成立していると判定した場合には、ステップＳ２３に進み、アーム制御部７３に対して第１スイッチ停止指令を出力する。なお、第１～第３電源回路４１～４３全ての動作を停止させる指令は出力しない。

ステップＳ２２において否定判定した場合には、ステップＳ２４に進み、電源停止条件が成立しているか否かを判定する。ステップＳ２４において電源停止条件が成立していると判定した場合には、ステップＳ２５に進み、第１～第３電源回路４１～４３全ての動作を停止させる指令を電源監視部６２を介して電源制御部６１に対して出力する。これにより、第１～第３電源回路４１～４３全ての動作が停止させられる。なお、第１スイッチ停止指令は出力しない。

図１２を用いて、電源停止条件について説明する。電源停止条件が成立するとは、以下の（Ｆ１），（Ｆ２），（Ｆ３）の少なくとも１つの条件が成立することである。

（Ｆ１）第１電流Ｉ１ｒが第１過電流閾値Ｉ１Ｕを超えているとの条件。

（Ｆ２）第２電流Ｉ２ｒが第２過電流閾値Ｉ２Ｕを超えているとの条件。

（Ｆ３）第３電流Ｉ３ｒが第３過電流閾値Ｉ３Ｕを超えているとの条件。

先の図１１の説明に戻り、ステップＳ２４において電源停止条件が成立していないと判定した場合には、ステップＳ１２に進む。ステップＳ２４において否定判定される状況は、以下のいずれかの条件が成立する状況である。

（Ｂ１）第１出力電圧Ｖ１ｒが第１過電圧閾値Ｖ１Ｕを超えて、かつ、低圧直流電源２４の出力電圧ＶＢが入力電圧閾値Ｖｉｎｂ以下であるとの条件。

（Ｄ１）第１出力電圧Ｖ１ｒが第１過電圧閾値Ｖ１Ｕを超えて、かつ、第１温度検出値Ｔ１ｒが第１温度閾値Ｔｔｈ１以下であるとの条件。（Ｂ１），（Ｄ１）の条件が成立する状況は、第２スイッチ４２ａが過熱状態とならない。このため、低圧電源回路４０の動作を継続させても、低圧電源回路４０の信頼性は低下しない。

（Ｂ２）第２出力電圧Ｖ２ｒが第２過電圧閾値Ｖ２Ｕを超えて、かつ、第１出力電圧Ｖ１ｒが第１入力閾値Ｖｉｎ１以下であるとの条件。

（Ｄ２）第２出力電圧Ｖ２ｒが第２過電圧閾値Ｖ２Ｕを超えて、かつ、第２温度検出値Ｔ２ｒが第２温度閾値Ｔｔｈ２以下であるとの条件。

（Ｂ３）第３出力電圧Ｖ３ｒが第３過電圧閾値Ｖ３Ｕを超えて、かつ、第２出力電圧Ｖ２ｒが第２入力閾値Ｖｉｎ２以下であるとの条件。

（Ｄ３）第３出力電圧Ｖ３ｒが第３過電圧閾値Ｖ３Ｕを超えて、かつ、第２温度検出値Ｔ２ｒが第２温度閾値Ｔｔｈ２以下であるとの条件。（Ｂ２），（Ｄ２），（Ｂ３），（Ｄ３）の条件が成立する状況は、マイコン５０が過熱状態とならない。このため、低圧電源回路４０の動作を継続させても、マイコン５０の信頼性は低下しない。

以上説明した本実施形態によれば、過電圧異常が生じている場合であっても、（Ｂ１），（Ｄ１），（Ｂ２），（Ｄ２），（Ｂ３），（Ｄ３）のいずれかが成立する状況である場合、状態判定部６３からアーム制御部７３に対して第１スイッチ停止指令を出力しないようにした。このため、インバータ２０の信頼性の低下を抑制しつつ、回転電機１０の制御が行われる機会が制約されることを抑制することができる。

また、本実施形態では、図１１のステップＳ２１、Ｓ２５において第１～第３電源回路４１～４３全ての動作を停止させた。マイコン５０において、ＣＰＵの電源電圧と、周辺回路の電源電圧との大小が逆転すると、マイコン５０の信頼性が低下するおそれがある。例えば、第２電源回路４２の動作を停止させ、第３電源回路４３の動作を継続させると、周辺回路の電源電圧がＣＰＵの電源電圧よりも高くなってしまう。本実施形態では、全ての電源回路４１～４３の動作を停止させ、その後リスタートを実施するため、ＣＰＵの電源電圧と、周辺回路の電源電圧との大小が逆転することを防止できる。また、全ての電源回路４１～４３の動作を停止させるため、動作を停止させた電源回路のリスタートを、電源回路の起動時と同様に安全に実施できる。

＜第３実施形態の変形例１＞
状態判定部６３は、第１出力電圧Ｖ１ｒが第１過電圧閾値Ｖ１Ｕを超えていると判定された場合であっても、図１２の（Ａ１）～（Ｄ１）に代えて、（Ｅ１）に記載の条件に基づいて、図１１のステップＳ２１の処理、又はステップＳ１２の処理のいずれかを選択して実行してもよい。以下、図１３を用いて説明する。入力電圧としての低圧直流電源２４の出力電圧ＶＢが高いほど、第１温度検出値Ｔ１ｒと比較される第１温度閾値Ｔｔｈ１が小さく設定される。

また、状態判定部６３は、第２出力電圧Ｖ２ｒが第２過電圧閾値Ｖ２Ｕを超えていると判定された場合であっても、図１２の（Ａ２）～（Ｄ２）に代えて、（Ｅ２）に記載の条件に基づいて、ステップＳ２１の処理、又はステップＳ１２の処理のいずれかを選択して実行してもよい。詳しくは、図１３に示すように、入力電圧としての第１出力電圧Ｖ１ｒが高いほど、第２温度検出値Ｔ２ｒと比較される第２温度閾値Ｔｔｈ２が小さく設定される。

なお、状態判定部６３は、第３出力電圧Ｖ３ｒが第３過電圧閾値Ｖ３Ｕを超えていると判定された場合であっても、図１２の（Ａ３）～（Ｄ３）に代えて、（Ｅ３）に記載の条件に基づいて、ステップＳ２１の処理、又はステップＳ１２の処理のいずれかを選択して実行してもよい。入力電圧としての第２出力電圧Ｖ２ｒが高いほど、第２温度検出値Ｔ２ｒと比較される第２温度閾値Ｔｔｈ２が小さく設定される。

＜第３実施形態の変形例２＞
・第１～第３電源回路４１～４３のうち、異常が生じたと判定された電源回路のみ動作を停止させてもよい。この場合であっても、動作を停止させた電源回路、及びこの電源回路の給電先の機器を保護することができる。

・図１１のステップＳ２０において肯定判定された場合、図６のステップＳ１３、Ｓ１４の処理が行われてもよい。

・第３実施形態において、図２に示す構成が前提構成として用いられてもよい。

＜第４実施形態＞
以下、第４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１４に示すように、複合ＩＣ６０は、マイコン監視部６５と、ＯＲ回路６６とを備えている。なお、図１４において、先の図７に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

マイコン監視部６５は、マイコン５０に異常が生じているか否かを判定する機能を有している。この異常判定手法としては、例えば、ウォッチドックタイマを用いる手法等を用いることができる。マイコン監視部６５は、マイコン５０に異常が生じていると判定した場合、ＯＲ回路６６に対して論理Ｈの信号を出力する。

電源監視部６２は、電源制御部６１の異常、及び低圧電源回路４０の上記電源出力異常のうち、少なくとも１つが生じたと判定した場合、ＯＲ回路６６に対して論理Ｈの信号を出力する。

電源監視部６２及びマイコン監視部６５の少なくとも１つから論理Ｈの信号がＯＲ回路６６に対して出力された場合、ＯＲ回路６６の出力信号が論理Ｈとなる。マイコン５０は、ＯＲ回路６６の出力信号の論理がＬからＨに切り替わったと判定した場合、リセット信号が入力されたと判定し、その動作を停止し、初期化される。また、状態判定部６３は、ＯＲ回路６６の出力信号の論理がＬからＨに切り替わったと判定した場合、スイッチ制御部７０のアーム制御部７３に対して第１スイッチ停止指令を出力する。

以上説明した本実施形態によれば、低圧電源回路４０や電源制御部６１の異常ではなく、マイコン５０に異常が生じた場合にも、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを強制的にオフに切り替えることができる。

＜第４実施形態の変形例＞
第４実施形態において、図２に示す構成が前提構成として用いられてもよい。

＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・第４実施形態のマイコン５０に異常が生じた場合に上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを強制的にオフに切り替える構成を、第１～第３実施形態に適用してもよい。

・低圧電源回路４０としては、図３に示した構成に限らない。例えば、図３の第３電源回路４３がシリーズ電源であってもよいし、別系統の１次電源があってもよい。また、例えば、第１～第３電源回路４１～４３それぞれが複数設けられていてもよい。また、例えば、第１～第３電源回路４１～４３それぞれにおいて、電流検出箇所が入力側ではなく出力側に設けられていてもよい。また、例えば、第１～第３電源回路４１～４３それぞれを構成するスイッチ等の一部の部品が複合ＩＣ６０内に設けられていてもよい。

また、低圧電源回路４０としては、例えば図１５（ｂ）に示す構成であってもよい。図１５（ａ）には、図３の低圧電源回路４０を簡略化して示す。図１５（ｂ）において、第２Ａ電源回路４２ａは及び第２Ｂ電源回路４２ｂは、第１電源回路４１の第１出力電圧Ｖ１ｒを降圧して出力する。第２Ａ電源回路４２ａの出力電圧Ｖ２ｒは、例えばマイコン５０の周辺回路に供給され、第２Ｂ電源回路４２ｂの出力電圧Ｖ２ｒは、例えば各センサ２３ａ～２３ｃに供給される。

第４電源回路４４は、第１出力電圧Ｖ１ｒを降圧して出力する。第４電源回路４４の出力電圧Ｖ４ｒは、例えば、マイコン５０の周辺回路に供給される。第５電源回路４５は、低圧直流電源２４の出力電圧ＶＢを降圧して出力する。第５電源回路４５の出力電圧Ｖ５ｒは、シリーズ電源である第３電源回路４６に供給される。なお、各出力電圧の大小関係は、例えば、Ｖ３ｒ＜Ｖ５ｒ＜Ｖ４ｒ＜Ｖ２ｒである。

また、マイコン５０に給電する電源回路としては、複数の電源回路に限らず、１つの電源回路であってもよい。

また、各センサ２３ａ～２３ｃの専用の電源回路が設けられていてもよい。この場合、状態判定部６３は、センサ専用の電源回路に異常が生じたと判定した場合、第１スイッチ停止指令を出力する処理又は第１スイッチ停止指令を出力しない処理を選択して実行してもよい。

・上記各実施形態では、状態判定部６３がスイッチ制御部７０に対して第１スイッチ停止指令を出力することにより、スイッチ制御部７０がインバータ２０の各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬに対してシャットダウン指令を出力したがこれに限らない。例えば、電源監視部６２が低圧電源回路４０に異常が生じていると判定した場合、電源監視部６２がスイッチ制御部７０に対して第１スイッチ停止指令を出力してもよい。この場合、状態判定部６３は必須ではなく、電源監視部６２が回路判定部に相当する。

・指令生成部に相当するマイコンとしては、例えば、５Ｖや３．３Ｖ等の単電源で使用されるマイコンであってもよい。また、指令生成部としては、マイコンに限らず、例えば、制御ＩＣ、又はモータ制御等の専用の機能を有するＩＣであってもよい。

・電源制御部６１、電源監視部６２、状態判定部６３及びスイッチ制御部７０が実装されるＩＣとしては、複合ＩＣに限らない。

・各センサ２３ａ～２３ｃが制御回路３０内に備えられていてもよい。

・第１絶縁伝達部８０及び第２絶縁伝達部９３としては、光絶縁素子としてのフォトカプラに限らず、例えば、磁気絶縁素子としての磁気カプラであってもよい。

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

・回転電機としては、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。

・上記各実施形態において、インバータの各アームにおいて、上アームスイッチ及び下アームスイッチのそれぞれが複数設けられていてもよい。この場合、各相において、各上アームスイッチは互いに並列接続され、各下アームスイッチは互いに並列接続されていればよい。なお、この場合、各相におけるスイッチの並列接続体は、例えば、ＩＧＢＴ及びＭＯＳＦＥＴの並列接続体であってもよい。

・回転電機としては、３相のものに限らず、例えば、６相又は９相のものであってもよい。例えば、６相の回転電機が用いられる場合、インバータは、１２個のスイッチを備えていればよい。

・先の図１に示す構成において、高圧蓄電池２１とインバータ２０との間に昇圧コンバータが備えられていてもよい。

・低圧電源回路４０を構成するスイッチや抵抗体等の低圧電源部品が複合ＩＣに備えられていてもよい。

・低圧電源回路４０を構成する電源回路としては、降圧回路に限らず、例えば、昇圧回路又は昇降圧回路であってもよい。

・制御システムに備えられる回転電機及びインバータは、１組に限らず、２組又は３組等の複数組であってもよい。例えば、回転電機及びインバータが２組備えられる場合、各インバータは、合わせて１２個のスイッチを備えていればよい。

・電力変換器としては、インバータに限らず、例えば、昇圧機能及び降圧機能のうち少なくとも一方の機能を有するＤＣＤＣコンバータ、又は入力される交流電圧を所定の交流電圧に変換して出力するＡＣＡＣコンバータ（マトリックスコンバータ）であってもよい。

２０…インバータ、３０…制御回路、４０…低圧電源回路、５０…マイコン、６３…状態判定部、７０…スイッチ制御部、ＳＷＨ，ＳＷＬ…上，下アームスイッチ。

Claims (10)

1. スイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を備える電力変換器（２０）を制御する電力変換器の制御回路（３０）において、
   電源回路（４０）と、
   前記電源回路から給電されることにより、前記スイッチをスイッチング制御するためのスイッチング指令を生成して出力する指令生成部（５０）と、
   前記電源回路の異常態様を判定する回路判定部（６２，６３）と、
   前記指令生成部から前記スイッチに対する前記スイッチング指令の出力を前記指令生成部の動作中に遮断することにより、スイッチング制御されている前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理、又は前記指令生成部から出力された前記スイッチング指令に基づく前記スイッチのスイッチング制御の継続を許可する処理のいずれかを、前記回路判定部の判定結果に基づいて選択して実行するスイッチ制御部（７０）と、を備え、
   前記回路判定部は、前記電源回路の出力電圧を検出する機能と、前記電源回路の異常態様として、検出した前記出力電圧が前記指令生成部の動作保証電圧の下限値を下回る異常である低圧異常が生じているかを判定する機能と、を有し、
   前記スイッチ制御部は、前記低圧異常が生じていると判定された場合、前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理を選択して実行し、
   前記回路判定部は、前記低圧異常が生じていると判定した場合、前記指令生成部に対してその動作を停止させるリセット信号を出力し、
   前記スイッチ制御部は、前記指令生成部に前記リセット信号が入力されて該指令生成部の動作が停止される前に前記スイッチを強制的にオフさせる電力変換器の制御回路。
2. スイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を備える電力変換器（２０）を制御する電力変換器の制御回路（３０）において、
   電源回路（４０）と、
   前記電源回路から給電されることにより、前記スイッチをスイッチング制御するためのスイッチング指令を生成して出力する指令生成部（５０）と、
   前記電源回路の異常態様を判定する回路判定部（６２，６３）と、
   前記指令生成部から前記スイッチに対する前記スイッチング指令の出力を前記指令生成部の動作中に遮断することにより、スイッチング制御されている前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理、又は前記指令生成部から出力された前記スイッチング指令に基づく前記スイッチのスイッチング制御の継続を許可する処理のいずれかを、前記回路判定部の判定結果に基づいて選択して実行するスイッチ制御部（７０）と、を備え、
   前記回路判定部は、前記電源回路の出力電圧を検出する機能と、前記電源回路の異常態様として、検出した前記出力電圧が前記指令生成部の動作保証電圧の下限値を下回る異常である低圧異常が生じているかを判定する機能と、を有し、
   前記スイッチ制御部は、前記低圧異常が生じていると判定された場合、前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理を選択して実行し、
   前記回路判定部は、前記電源回路の入力電圧を検出する機能と、前記電源回路の異常態様として、検出した前記入力電圧が入力電圧閾値を超えているか否かを判定する機能と、前記電源回路の異常態様として、検出した前記出力電圧が前記動作保証電圧の上限値を超える異常である過電圧異常が生じているかを判定する機能と、を有し、
   前記スイッチ制御部は、前記過電圧異常が生じていると判定されて、かつ、検出された前記入力電圧が前記入力電圧閾値を超えていると判定された場合、前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理を選択して実行し、前記過電圧異常が生じていると判定された場合であっても、検出された前記入力電圧が前記入力電圧閾値以下であると判定された場合、前記スイッチング制御の継続を許可する処理を選択して実行する電力変換器の制御回路。
3. スイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を備える電力変換器（２０）を制御する電力変換器の制御回路（３０）において、
   電源回路（４０）と、
   前記電源回路から給電されることにより、前記スイッチをスイッチング制御するためのスイッチング指令を生成して出力する指令生成部（５０）と、
   前記電源回路の異常態様を判定する回路判定部（６２，６３）と、
   前記指令生成部から前記スイッチに対する前記スイッチング指令の出力を前記指令生成部の動作中に遮断することにより、スイッチング制御されている前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理、又は前記指令生成部から出力された前記スイッチング指令に基づく前記スイッチのスイッチング制御の継続を許可する処理のいずれかを、前記回路判定部の判定結果に基づいて選択して実行するスイッチ制御部（７０）と、を備え、
   前記回路判定部は、前記電源回路の出力電圧を検出する機能と、前記電源回路の異常態様として、検出した前記出力電圧が前記指令生成部の動作保証電圧の下限値を下回る異常である低圧異常が生じているかを判定する機能と、を有し、
   前記スイッチ制御部は、前記低圧異常が生じていると判定された場合、前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理を選択して実行し、
   前記回路判定部は、前記指令生成部の温度、その相関値、前記電源回路の温度又はその相関値を検出する機能（６４）と、検出した温度がその上限温度を超えているか否かを判定する機能と、前記電源回路の異常態様として、検出した前記出力電圧が前記動作保証電圧の上限値を超える異常である過電圧異常が生じているかを判定する機能と、を有し、
   前記スイッチ制御部は、前記過電圧異常が生じていると判定されて、かつ、検出された温度が前記上限温度を超えていると判定された場合、前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理を選択して実行し、前記過電圧異常が生じていると判定された場合であっても、検出された温度が前記上限温度以下であると判定された場合、前記スイッチング制御の継続を許可する処理を選択して実行する電力変換器の制御回路。
4. スイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を備える電力変換器（２０）を制御する電力変換器の制御回路（３０）において、
   電源回路（４０）と、
   前記電源回路から給電されることにより、前記スイッチをスイッチング制御するためのスイッチング指令を生成して出力する指令生成部（５０）と、
   前記電源回路の異常態様を判定する回路判定部（６２，６３）と、
   前記指令生成部から前記スイッチに対する前記スイッチング指令の出力を前記指令生成部の動作中に遮断することにより、スイッチング制御されている前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理、又は前記指令生成部から出力された前記スイッチング指令に基づく前記スイッチのスイッチング制御の継続を許可する処理のいずれかを、前記回路判定部の判定結果に基づいて選択して実行するスイッチ制御部（７０）と、を備え、
   前記回路判定部は、前記電源回路の出力電圧を検出する機能と、前記電源回路の異常態様として、検出した前記出力電圧が前記指令生成部の動作保証電圧の下限値を下回る異常である低圧異常が生じているかを判定する機能と、を有し、
   前記スイッチ制御部は、前記低圧異常が生じていると判定された場合、前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理を選択して実行し、
   前記回路判定部は、前記電源回路の入力電圧を検出する機能と、前記指令生成部の温度、その相関値、前記電源回路の温度又はその相関値を検出する機能（６４）と、前記電源回路の異常態様として、検出した前記出力電圧が前記指令生成部の動作保証電圧の上限値を超える異常である過電圧異常が生じているかを判定する機能と、を有し、
   前記スイッチ制御部は、前記過電圧異常が生じていると判定された場合、検出された前記入力電圧及び検出された温度に基づいて、前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理、又は前記スイッチング制御の継続を許可する処理のいずれかを選択して実行する電力変換器の制御回路。
5. 前記回路判定部は、前記指令生成部に異常が生じているか否かを判定する機能（６５）を有し、
   前記スイッチ制御部は、前記指令生成部に異常が生じていると判定された場合、前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理を選択して実行する請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換器の制御回路。
6. スイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を備える電力変換器（２０）を制御する電力変換器の制御回路（３０）において、
   電源回路（４０）と、
   前記電源回路から給電されることにより、前記スイッチをスイッチング制御するためのスイッチング指令を生成して出力する指令生成部（５０）と、
   前記電源回路の異常態様を判定する回路判定部（６２，６３）と、
   前記指令生成部から前記スイッチに対する前記スイッチング指令の出力を前記指令生成部の動作中に遮断することにより、スイッチング制御されている前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理、又は前記指令生成部から出力された前記スイッチング指令に基づく前記スイッチのスイッチング制御の継続を許可する処理のいずれかを、前記回路判定部の判定結果に基づいて選択して実行するスイッチ制御部（７０）と、を備え、
   前記電源回路は複数であり、
   前記指令生成部と直流電源（２４）とが、複数の前記電源回路を介して接続されており、
   複数の前記電源回路のうち、隣り合う電源回路の下流側の電源回路（４２，４３）は、上流側の電源回路（４１）の出力電圧を降圧して出力し、
   前記スイッチ制御部は、複数の前記電源回路のうち、前記指令生成部に直接給電する電源回路に異常が生じたと前記回路判定部により判定された場合、前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理を選択して実行する電力変換器の制御回路。
7. スイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）を備える電力変換器（２０）を制御する電力変換器の制御回路（３０）において、
   電源回路（４０）と、
   前記電源回路から給電されることにより、前記スイッチをスイッチング制御するためのスイッチング指令を生成して出力する指令生成部（５０）と、
   前記電源回路の異常態様を判定する回路判定部（６２，６３）と、
   前記指令生成部から前記スイッチに対する前記スイッチング指令の出力を前記指令生成部の動作中に遮断することにより、スイッチング制御されている前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理、又は前記指令生成部から出力された前記スイッチング指令に基づく前記スイッチのスイッチング制御の継続を許可する処理のいずれかを、前記回路判定部の判定結果に基づいて選択して実行するスイッチ制御部（７０）と、を備え、
   前記電源回路は複数であり、
   複数の前記電源回路のうち、少なくとも１つの電源回路に異常が生じたと前記回路判定部により判定された場合、複数の前記電源回路全ての動作を停止させる電源停止部を備える電力変換器の制御回路。
8. 前記回路判定部は、
   前記電源回路の出力電圧を監視する電源監視部（６２）と、
   前記電源監視部の監視結果に基づいて前記電源回路の異常態様を判定し、前記電源回路の異常が生じていると判定したことを条件としてスイッチ停止指令を前記スイッチ制御部に対して出力する状態判定部（６３）と、を有し、
   前記スイッチ制御部は、前記スイッチ停止指令が入力されていないと判定した場合、前記スイッチング制御の継続を許可する処理を選択して実行し、前記スイッチ停止指令が入力されたと判定した場合、前記スイッチを強制的にオフに切り替える処理を選択して実行する請求項１～７のいずれか１項に記載の電力変換器の制御回路。
9. 前記状態判定部、前記スイッチ制御部及び前記電源監視部が同一のＩＣ（６０）として構成されている請求項８に記載の電力変換器の制御回路。
10. 前記電源回路を制御する電源制御部（６１）を備え、
    前記電源監視部は、前記電源制御部に異常が生じているか否かを監視する機能を有し、
    前記状態判定部は、前記電源監視部により前記電源制御部に異常が生じていると判定されたことを条件として前記スイッチ停止指令を前記スイッチ制御部に対して出力し、
    前記状態判定部、前記スイッチ制御部、前記電源監視部及び前記電源制御部が同一のＩＣとして構成されている請求項９に記載の電力変換器の制御回路。

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