JP5776585B2 - スイッチング素子の駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、電圧制御形のスイッチング素子を駆動対象スイッチング素子とするスイッチング素子の駆動装置に関する。

従来、下記特許文献１に見られるように、半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）の駆動状態をオン状態及びオフ状態のうち一方の状態から他方の状態に切り替えるに際し、他方の状態とするためのゲート電荷の充電速度の設定を切り替える技術（いわゆるアクティブゲートコントロール）が知られている。この技術について、スイッチング素子をオフ状態とするためのゲート電荷の充電を主にして説明すると、スイッチング素子のゲートには、一対の充電経路が接続されている。これら充電経路のそれぞれには、抵抗体が備えられ、これら抵抗体の抵抗値は、互いに相違している。そして、上記充電経路のそれぞれには、充電経路を開閉するトランジスタが備えられている。

こうした構成において、まず、スイッチング素子に対するオフ操作指令を入力として、抵抗値の低い方の抵抗体と同じ充電経路に備えられたトランジスタがオン操作されることで、充電速度の設定を高速度としてゲート電荷が充電される。その後、上記トランジスタがオフ操作されてかつ、抵抗値の高い方の抵抗体と同じ充電経路に備えられたトランジスタがオン操作されることで、充電速度の設定を低速度としてゲート電荷が充電される。

上記技術によれば、スイッチング素子の駆動状態がオン状態及びオフ状態のうち一方の状態から他方の状態に切り替えられる場合に生じるサージ電圧の増大を抑制し、また、スイッチング損失の低減を図ることができる。

特許第３３３９３１１号公報

ところで、上記トランジスタ等、ゲート電荷の充電速度の設定を切り替える機能に異常が生じると、充電速度が適切なものからずれることで、サージ電圧の増大を抑制できなかったり、スイッチング損失を低減できなかったりするおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、充電速度の設定を切り替える機能に異常が生じたことを検出することのできるスイッチング素子の駆動装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

本発明は、電圧制御形のスイッチング素子である駆動対象スイッチング素子（Ｓ＊＃）をオン状態又はオフ状態とするための電荷を前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に充電する充電手段を備え、前記充電手段は、前記開閉制御端子に接続された充電経路（Ｌｄａ，Ｌｄｂ）と、前記充電経路に設けられてかつ、該充電経路を開閉すべくオンオフ操作される開閉素子（３０ａ，３０ｂ）とを備え、前記開閉素子の操作状態の変更によって前記電荷の充電速度の設定を高速度及び低速度のいずれかに切り替える充電速度設定手段と、前記駆動対象スイッチング素子の温度が規定温度からずれることに基づき、前記充電手段に異常が生じていない場合における前記充電速度よりも実際の前記充電速度が低くなる異常、又は前記充電手段に異常が生じていない場合における前記充電速度よりも実際の前記充電速度が高くなる異常が前記充電手段に生じている旨判断する異常判断手段とを備えることを特徴とする。

充電速度の設定を切り替える機能に異常が生じると、開閉素子の操作状態に応じて定まる電荷の充電速度が、駆動対象スイッチング素子のスイッチング損失を低減するための適切な充電速度からずれることがある。この場合、スイッチング損失が変化することで、駆動対象スイッチング素子の実際の温度が上記異常が生じないときの温度からずれることとなる。この点に着目すると、駆動対象スイッチング素子の温度は、充電速度の設定を切り替える機能の異常の有無を判断するためのパラメータとなる。ここで、上記発明では、異常判断手段を備えることで、充電速度の設定を切り替える機能に異常が生じたことを検出することができる。

なお、駆動対象スイッチング素子の駆動状態をオン状態及びオフ状態のうち一方から他方とするための電荷とは、正の電荷に限らず、負の電荷のこともある。このため、負の電荷を開閉制御端子に充電するとは、正の電荷を開閉制御端子から放電することを意味する。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかるドライブユニットの構成図。 同実施形態にかかる放電処理の概要を示す図。 同実施形態にかかる異常判断処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかるフェールセーフ処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる規定温度を設定する検査工程の概要を示す図。 第２の実施形態にかかる異常判断処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかるセンス電圧の取得タイミングを示す図。 第３の実施形態にかかる異常判断処理の手順を示す流れ図。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかるスイッチング素子の駆動装置を車載主機として回転機のみを備えた電動車両に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステムの全体構成を示す。

モータジェネレータ１０は、車載主機であり、図示しない駆動輪に機械的に連結されている。モータジェネレータ１０は、インバータＩＶ及び直流電源としてのコンバータＣＶを介して高電圧バッテリ１２に接続されている。ここで、コンバータＣＶは、コンデンサＣと、コンデンサＣに並列接続された一対のスイッチング素子Ｓｃｐ，Ｓｃｎと、一対のスイッチング素子Ｓｃｐ，Ｓｃｎの接続点と高電圧バッテリ１２の正極とを接続するリアクトルＬとを備えている。詳しくは、コンバータＣＶは、スイッチング素子Ｓｃｐ，Ｓｃｎのオンオフ操作によって、高電圧バッテリ１２の電圧（例えば「２８８Ｖ」）を所定の電圧（例えば「６６６Ｖ」）を上限として昇圧する機能を有する。

一方、インバータＩＶは、スイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｕｎの直列接続体と、スイッチング素子Ｓｖｐ，Ｓｖｎの直列接続体と、スイッチング素子Ｓｗｐ，Ｓｗｎの直列接続体とを備えている。これら各直列接続体の接続点は、モータジェネレータ１０のＵ，Ｖ，Ｗ相にそれぞれ接続されている。

なお、本実施形態では、スイッチング素子Ｓ＊＃（＊＝ｃ，ｕ，ｖ，ｗ；＃＝ｐ，ｎ）として、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が用いられている。また、これらスイッチング素子Ｓ＊＃にはそれぞれ、フリーホイールダイオードＤ＊＃が逆並列に接続されている。

制御装置１４は、低電圧バッテリ１６を電源とし、モータジェネレータ１０の制御量（例えばトルク）を所望に制御する通常制御を行うべく、インバータＩＶやコンバータＣＶを操作する。詳しくは、制御装置１４は、操作信号ｇｃｐ、ｇｃｎをドライブユニットＤＵに出力することで、コンバータＣＶのスイッチング素子Ｓｃｐ，Ｓｃｎを操作する。また、制御装置１４は、周知の正弦波ＰＷＭ制御等によって生成された操作信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎをドライブユニットＤＵに出力することで、インバータＩＶのスイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎを操作する。ここで、高電位側の操作信号ｇ＊ｐと、対応する低電位側の操作信号ｇ＊ｎとは、互いに相補的な信号となっている。換言すれば、高電位側のスイッチング素子Ｓ＊ｐと、対応する低電位側のスイッチング素子Ｓ＊ｎとは、交互にオン状態とされる。

ちなみに、モータジェネレータ１０の通常制御とは、例えば、モータジェネレータ１０の出力トルクを指示すべくユーザの操作対象とされる操作部材（例えばアクセルペダル）の操作に応じてモータジェネレータ１０の出力トルクを調節可能とする制御のことをいう。

インターフェース１８は、高電圧バッテリ１２を備える高電圧システムと低電圧バッテリ１６を備える低電圧システムとの間を絶縁しつつ、これらの間の信号の授受を行うための機器である。本実施形態では、インターフェース１８として、光絶縁素子（フォトカプラ）が用いられている。

なお、制御装置１４には、記憶手段としてのメモリ１４ａ（不揮発性メモリ）が備えられている。また、コンバータＣＶ、インバータＩＶ及び制御装置１４は、パワーコントロールユニットを構成している。

次に、図２を用いて本実施形態にかかる上記ドライブユニットＤＵの構成を説明する。

図示されるように、ドライブユニットＤＵは、１チップ化された半導体集積回路であるドライブＩＣ２０を備えている。ドライブＩＣ２０の端子Ｔ１には、充電用抵抗体２２を介してスイッチング素子Ｓ＊＃の開閉制御端子（ゲート）に電圧を印加するための定電圧電源２４が接続されている。

また、上記端子Ｔ１には、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（充電用スイッチング素子２６）を介してドライブＩＣ２０の端子Ｔ２に接続されている。端子Ｔ２は、スイッチング素子Ｓ＊＃のゲートに接続されている。

スイッチング素子Ｓ＊＃のゲートは、第1の放電用抵抗体２８ａを介してドライブＩＣ２０の端子Ｔ３に接続されており、端子Ｔ３は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（第1の放電用スイッチング素子３０ａ）を介してドライブＩＣ２０の端子Ｔ４に接続されている。また、スイッチング素子Ｓ＊＃のゲートは、第２の放電用抵抗体２８ｂを介してドライブＩＣ２０の端子Ｔ５に接続されており、端子Ｔ５は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（第２の放電用スイッチング素子３０ｂ）を介して端子Ｔ４に接続されている。そして、端子Ｔ４は、スイッチング素子Ｓ＊＃のエミッタに接続されている。

ちなみに、第1の放電用抵抗体２８ａ及び第２の放電用抵抗体２８ｂの抵抗値Ｒａ，Ｒｂは、互いに同一であってもよいし、相違していてもよい。

上記スイッチング素子Ｓ＊＃は、コレクタ電流と相関を有する微少電流を出力するセンス端子Ｓｔを備えている。センス端子Ｓｔは、抵抗体（センス抵抗３２）を介してスイッチング素子Ｓ＊＃のエミッタに接続されている。これにより、センス端子Ｓｔから出力される微少電流によってセンス抵抗３２に電圧降下が生じるため、センス抵抗３２のうちセンス端子Ｓｔ側の電位（以下、センス電圧Ｖｓｅ）を、コレクタ電流と相関を有する電気的な状態量とすることができる。なお、センス電圧Ｖｓｅは、ドライブＩＣ２０の端子Ｔ６を介してドライブＩＣ２０内の駆動制御部３４に入力される。

ちなみに、本実施形態では、センス抵抗３２の両端のうちセンス端子Ｓｔ側の電位がエミッタの電位よりも高い場合のセンス電圧Ｖｓｅを正と定義する。また、エミッタの電位を「０」とする。

端子Ｔ６は、コンパレータ３８の非反転入力端子に接続されている。コンパレータ３８の反転入力端子には、定電圧電源４０の端子電圧が抵抗体４２，４４によって分圧された電圧（以下、基準電圧Ｖｒｅｆ）が印加されている。

スイッチング素子Ｓ＊＃付近には、スイッチング素子Ｓ＊＃の温度（以下、素子温度）を検出するための感温ダイオードＳＤ＊＃が設けられている。感温ダイオードＳＤ＊＃は、ドライブＩＣ２０に対して外付けされた定電圧電源４６からの電荷が定電流源４８を介して供給されるものである。感温ダイオードＳＤ＊＃のカソードは、エミッタに接続され、アノードは、ドライブＩＣ２０の端子Ｔ７に接続されている。こうした構成によれば、感温ダイオードＳＤ＊＃は、スイッチング素子Ｓ＊＃の温度に応じた出力電圧を出力する。なお、感温ダイオードＳＤ＊＃の出力電圧は、端子Ｔ７を介して駆動制御部３４に入力される。駆動制御部３４は、感温ダイオードＳＤ＊＃の出力電圧に基づき、素子温度ＴＤを検出する。

駆動制御部３４は、ドライブＩＣ２０の端子Ｔ８及びインターフェース１８を介して低電圧システム（制御装置１４）にセンス電圧Ｖｓｅ及び素子温度ＴＤに関する情報を出力する。

スイッチング素子Ｓ＊＃のゲートは、さらに、ソフト遮断用抵抗体５０、ドライブＩＣ２０の端子Ｔ９及びＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（ソフト遮断用スイッチング素子５２）を介して端子Ｔ４に接続されている。

駆動制御部３４は、過電流保護処理と、ゲート電荷の充放電処理とを行う。

まず、過電流保護処理について説明する。

この処理は、センス電圧Ｖｓｅが所定時間に渡って閾値電圧Ｖｔｈ以上になると判断された場合、スイッチング素子Ｓ＊＃を強制的にオフ状態とすべくソフト遮断用スイッチング素子５２をオン操作する処理である。ここで、閾値電圧Ｖｔｈは、スイッチング素子Ｓ＊＃の信頼性を維持可能なコレクタ電流の上限値に対応するセンス電圧に設定されている。

この処理によれば、スイッチング素子Ｓ＊＃を大電流が流れる時間が所定時間継続される場合、ソフト遮断用スイッチング素子５２がオン状態とされてゲート電荷が放電される。これにより、スイッチング素子Ｓ＊＃が強制的にオフ状態とされる。ここで、ソフト遮断用抵抗体５０は、ゲート電荷の放電経路の抵抗値を高抵抗とするためのものである。より具体的には、ソフト遮断用抵抗体５０の抵抗値は、第1の放電用抵抗体２８ａの抵抗値や第２の放電用抵抗体２８ｂの抵抗値よりも高く設定されている。これは、コレクタ電流が過大である状況下にあっては、スイッチング素子Ｓ＊＃をオン状態からオフ状態へと切り替える速度、換言すればコレクタ及びエミッタ間の遮断速度を大きくすると、サージ電圧が過大となるおそれがあることに鑑みたものである。

なお、過電流保護処理が行われた場合、フェール信号ＦＬを出力する処理、及び充電用スイッチング素子２６、第１の放電用スイッチング素子３０ａ及び第２の放電用スイッチング素子３０ｂの駆動を停止させる処理も併せて行われる。上記フェール信号ＦＬは、ドライブＩＣ２０の端子Ｔ１０及びインターフェース１８を介して低電圧システムに出力される。そして、このフェール信号ＦＬによって、インバータＩＶ及びコンバータＣＶのスイッチング素子Ｓ＊＃を強制的にオフ操作するシャットダウン処理が行われる。

次に、ゲート電荷の充放電処理について説明する。

まず、ゲートの充電処理について説明すると、本実施形態では、充電処理を定電流制御によって行う。詳しくは、定電流制御は、ドライブＩＣ２０の端子Ｔ１１を介して入力される操作信号ｇ＊＃がオン操作指令とされることで、充電用抵抗体２２の電圧降下量をその目標値（例えば１Ｖ）とすべく、充電用スイッチング素子２６のゲート電圧を操作するものである。これにより、スイッチング素子Ｓ＊＃のゲートの充電電流を一定値に制御することで、スイッチング素子Ｓ＊＃がオン状態とされる場合に生じるサージ電圧を抑制する。なお、充電処理が行われる期間においては、第１，第２の放電用スイッチング素子３０ａ，３０ｂがオフ操作される。

次に、ゲートの放電処理について説明すると、本実施形態では、ゲート電荷の放電（負の電荷の充電）が開始されてから完了されるまでの期間の途中においてスイッチング素子Ｓ＊＃のゲートに接続される放電経路（負の電荷の充電経路）の抵抗値を低いものから高いものへと切り替えるアクティブゲートコントロールを行う。すなわち、ゲート電荷の放電速度の設定を高速度から低速度に切り替える制御を行う。この制御は、スイッチング素子Ｓ＊＃がオフ状態からオン状態に切り替えられる場合のサージ電圧やスイッチング損失の増大を抑制するための制御である。

詳しくは、操作信号ｇ＊＃がオフ操作指令とされることで、第１の放電用スイッチング素子３０ａ及び第２の放電用スイッチング素子３０ｂの双方をオン操作し、ゲート電荷の放電速度の設定を高速度とする。これにより、第1の放電用抵抗体２８ａ及び第１の放電用スイッチング素子３０ａを介してスイッチング素子Ｓ＊＃のゲート及びエミッタを接続する第1の放電経路Ｌｄａと、第２の放電用抵抗体２８ｂ及び第２の放電用スイッチング素子３０ｂを介してゲート及びエミッタを接続する第２の放電経路Ｌｄｂとによってゲート電荷が放電される。その後、これらスイッチング素子３０ａ，３０ｂのうち第２の放電用スイッチング素子３０ｂをオフ操作に切り替えることで、放電速度の設定を低速度に切り替える。これにより、第1の放電経路Ｌｄａによってゲート電荷が放電される。なお、放電処理が行われる期間においては、充電用スイッチング素子２６はオフ操作される。

ここで、本実施形態では、図３に示すように、放電速度の設定を高速度から低速度に切り替えるタイミングを、センス電圧Ｖｓｅに基づき把握する。詳しくは、図３は、ゲート電圧Ｖｇｅ、コレクタ電流Ｉｃ、センス電圧Ｖｓｅ及びコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅの推移を示す。

図示されるように、時刻ｔ１において操作信号ｇ＊＃がオフ操作指令に切り替えられてゲート電荷の放電が開始された後、センス電圧Ｖｓｅが基準電圧Ｖｒｅｆを下から上に跨ぐタイミング（時刻ｔ２）を放電速度の設定を切り替えるタイミングとして把握する。ここで、上記タイミングの把握にセンス電圧Ｖｓｅを用いることができるのは、スイッチング素子Ｓ＊＃がオン状態からオフ状態に移行される期間内の時刻ｔ２近傍においてセンス電圧Ｖｓｅが大きく上昇する現象が生じるためである。詳しくは、こうした現象が生じる状況下、スイッチング素子Ｓ＊＃がオン状態からオフ状態に切り替えられる場合におけるサージ電圧を低減しつつ、スイッチング損失を低減可能な放電速度の設定の切り替えタイミングと、センス電圧Ｖｓｅが基準電圧Ｖｒｅｆを下から上に跨ぐタイミングとを関係付けることが可能であるためである。ここでは、オフ操作指令に切り替えられてから上記切り替えタイミングまでの時間が短いほど、サージ電圧の低減効果が大きくなってかつ、スイッチング損失の低減効果が小さくなる傾向にある。

なお、その後、センス電圧Ｖｓｅが基準電圧Ｖｒｅｆを上から下に跨ぐ時刻ｔ３において、ゲート電荷の放電速度の設定が再び高速度とされる。また、センス電圧Ｖｓｅが大きく上昇する現象は、スイッチング素子Ｓ＊＃のコレクタやエミッタとゲートとの間の寄生容量等を介してセンス電圧Ｖｓｅにサージ電圧が重畳することで生じると考えられる。

次に、制御装置１４によって実行される異常判断処理について説明する。

この処理は、感温ダイオードＳＤ＊＃の出力電圧に基づき検出された素子温度ＴＤを用いて、アクティブゲートコントロール機能（第1の放電用抵抗体２８ａ，第２の放電用抵抗体２８ｂ，第1の放電用スイッチング素子３０ａ、第２の放電用スイッチング素子３０ｂ、第1の放電経路Ｌｄａ、第２の放電経路Ｌｄｂ）に異常が生じているか否かを判断する処理である。

なお、本実施形態では、充電処理に関わる機能（充電用抵抗体２２、充電用スイッチング素子２６）に異常が生じていないことを条件として上記異常判断処理が実行される。ここで、充電処理に関わる機能の異常判断手法としては、例えば、オン操作指令がなされる期間において、センス電圧Ｖｓｅが「０」であると判断された場合、充電用抵抗体２２又は充電用スイッチング素子２６にオープン故障が生じている旨判断すればよい。一方、オン操作指令がなされる期間において、センス電圧Ｖｓｅが上昇するにもかかわらず充電用抵抗体２２に電圧降下が生じないと判断された場合、充電用抵抗体２２にショート故障が生じている旨判断すればよい。他方、オフ操作指令がなされる期間において、充電用抵抗体２２に電圧降下が生じると判断された場合、充電用スイッチング素子２６にショート故障が生じている旨判断すればよい。

図４に、制御装置１４によって実行される異常判断処理の手順を示す。なお、この処理は、各スイッチング素子Ｓ＊＃のそれぞれについて実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、操作信号ｇ＊＃がオン操作指令であるか否かを判断する。

ステップＳ１０において肯定判断された場合には、ステップＳ１２に進み、オン操作指令がなされる期間において、駆動制御部３４から出力された素子温度ＴＤが上限温度Ｔαを上回るか否かを判断する。ここで、上限温度Ｔαは、スイッチング素子Ｓ＊＃の信頼性を維持可能な素子温度の上限値（以下、許容温度Ｔｌｉｍｉｔ）未満の温度に設定されている。特に、上限温度Ｔαは、アクティブゲートコントロール機能に異常が生じていない状況下、コレクタ電流をパワーコントロールユニットの通常使用時（モータジェネレータ１０の通常制御時）に取り得る上限値（最大電流Ｉｍａｘ）とした場合に素子温度が取り得る上限値（固定値）に設定されている。そして、上限温度Ｔαは、スイッチング素子Ｓ＊＃のそれぞれについて各別に設定されている。この処理は、第1の放電用抵抗体２８ａ、第１の放電用スイッチング素子３０ａ、第２の放電用抵抗体２８ｂ、第２の放電用スイッチング素子３０ｂ、第1の放電経路Ｌｄａ又は第２の放電経路Ｌｄｂにオープン故障が生じているか否かを判断するための処理である。すなわち、アクティブゲートコントロール機能に異常が生じていない場合における放電速度よりも実際の放電速度が低くなる異常が生じているか否かを判断するための処理である。

つまり、上記オープン故障が生じると、放電速度の設定が高速度とされる期間においてゲート電荷の放電経路が第1の放電経路Ｌｄａ又は第２の放電経路Ｌｄｂとなり、ゲート電荷の放電経路の抵抗値が上記オープン故障が生じていない場合の放電経路の抵抗値よりも高くなる。放電経路の抵抗値が高くなると、スイッチング損失が増大することでスイッチング素子Ｓ＊＃の発熱量が増大し、素子温度が上昇する。こうした点に着目して、本ステップの処理を設ける。

なお、上限温度Ｔαは、メモリ１４ａに記憶されている。この上限温度Ｔαの設定及び記憶手法に関しては、後に詳述する。

ステップＳ１２において肯定判断された場合には、ステップＳ１４に進み、第1の放電用抵抗体２８ａ、第１の放電用スイッチング素子３０ａ、第２の放電用抵抗体２８ｂ、第２の放電用スイッチング素子３０ｂ、第1の放電経路Ｌｄａ又は第２の放電経路Ｌｄｂにオープン故障が生じている旨判断する。

続くステップＳ１６では、異常判断フラグＦの値を「１」とする。ここで、異常判断フラグＦは、「１」によって上記オープン故障が生じていることを示し、「０」によって上記オープン故障が生じていないことを示す。この処理は、制御装置１４におけるフェールセーフ処理の実行部に対して上記オープン故障が生じたことを通知するための処理である。

なお、上記ステップＳ１０、Ｓ１２において否定判断された場合や、ステップＳ１６の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

続いて、制御装置１４によって実行されるフェールセーフ処理について説明する。図５は、フェールセーフ処理の手順を示す図である。

この一連の処理では、まずステップＳ１８において、異常判断フラグＦの値が「１」であるか否かを判断する。なお、この処理と併せて、異常が生じている旨をユーザに報知する報知処理を行う。

ステップＳ１８において肯定判断された場合には、ステップＳ２０に進み、素子温度ＴＤが許容温度Ｔｌｉｍｉｔを上回るか否かを判断する。この処理は、スイッチング素子Ｓ＊＃の信頼性が過度に低下することを回避するための処理である。

つまり、第1の放電用抵抗体２８ａ、第１の放電用スイッチング素子３０ａ、第２の放電用抵抗体２８ｂ、第２の放電用スイッチング素子３０ｂ、第1の放電経路Ｌｄａ又は第２の放電経路Ｌｄｂにオープン故障が生じ、放電速度が低下した状態で放電処理が行われると、スイッチング損失が増大することとなる。スイッチング損失が増大すると、スイッチング素子Ｓ＊＃の発熱量が増大し、スイッチング素子Ｓ＊＃の信頼性が過度に低下するおそれがある。こうした事態を回避する観点から、上記ステップＳ１８において肯定判断された場合に、全てのスイッチング素子Ｓ＊＃の駆動を直ぐに停止させることも考えられる。しかしながら、例えば、車両の走行時においてスイッチング素子Ｓ＊＃の駆動を停止させると、ドライバビリティが低下したり、リンプホームを適切に行うことができなかったりする等の不都合が生じるおそれがある。こうした不都合を回避すべく、本ステップにおいてスイッチング素子Ｓ＊＃の信頼性が過度に低下しないと判断される間は、放電処理の継続を許可してスイッチング素子Ｓ＊＃の駆動の継続を許可する。

ステップＳ２０において否定判断された場合には、ステップＳ２１に進み、スイッチング素子Ｓ＊＃の駆動の継続を許可する。

一方、上記ステップＳ２０において肯定判断された場合には、スイッチング素子Ｓ＊＃の信頼性が過度に低下するおそれがあると判断し、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、上記シャットダウン処理を行う。

なお、ステップＳ２１、Ｓ２２の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

次に、上限温度Ｔαの設定手法、及びメモリ１４ａへの上限温度Ｔαの記憶手法について詳しく説明する。本実施形態では、パワーコントロールユニットの工場出荷前の検査工程において、コレクタ電流を最大電流Ｉｍａｘとした場合に素子温度が取り得る上限値を上限温度Ｔαとしてメモリ１４ａに記憶させる。

図６は、パワーコントロールユニットの検査工程のうち上限温度Ｔαの設定及び記憶に関わる工程を示すフローチャートである。

まずステップＳ１００では、スイッチング素子Ｓ＊＃のそれぞれに対して最大電流Ｉｍａｘを流通させる。ここでは、例えば、コンバータＣＶ及びインバータＩＶのそれぞれに対応した最大電流Ｉｍａｘを、スイッチング素子Ｓｃｐ，Ｓｃｎ及びスイッチング素子Ｓ￥ｐ，Ｓ￥ｎ（￥＝ｕ，ｖ、ｗ）のそれぞれに流通させればよい。より具体的には、例えば、インバータＩＶのスイッチング素子Ｓ￥ｐ，Ｓ￥ｎに対しては、正弦波ＰＷＭ制御によって最大電流Ｉｍａｘを流通させればよい。

続くステップＳ１０２では、スイッチング素子Ｓ＊＃のそれぞれについて、最大電流Ｉｍａｘを流通させた場合における素子温度ＴＤの最大値を上限温度Ｔαとして検出する。

続くステップＳ１０４では、スイッチング素子Ｓ＊＃のそれぞれについての上限温度Ｔαをメモリ１４ａに記憶させる。

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。

（１）上限温度Ｔαを、許容温度Ｔｌｉｍｉｔ未満の温度であってかつ、アクティブゲートコントロール機能に異常が生じていない状況下において、コレクタ電流を最大電流Ｉｍａｘとした場合に素子温度が取り得る上限値に設定した。このため、スイッチング素子Ｓ＊＃の信頼性が大きく低下する以前に上記異常を検出するための閾値を設定することができる。さらに、上記設定によれば、上限温度Ｔαが固定値とされるため、異常判断処理の簡素化を図ることもできる。

（２）オン操作指令がなされる期間において素子温度ＴＤが上限温度Ｔαを上回ると判断された場合、第1の放電用抵抗体２８ａ、第１の放電用スイッチング素子３０ａ、第２の放電用抵抗体２８ｂ、第２の放電用スイッチング素子３０ｂ、第1の放電経路Ｌｄａ又は第２の放電経路Ｌｄｂにオープン故障が生じている旨判断した。すなわち、アクティブゲートコントロール機能に異常が生じたことを適切に検出することができる。

（３）異常判断処理によって上記オープン故障が生じている旨判断された場合、素子温度ＴＤが許容温度Ｔｌｉｍｉｔに到達すると判断されるまでスイッチング素子Ｓ＊＃の駆動の継続を許可した。これにより、車両のリンプホームを適切に行うことなどができる。

（４）パワーコントロールユニットの工場出荷前の検査工程において、このユニットに実装されるスイッチング素子Ｓ＊＃のそれぞれについての上限温度Ｔαをメモリ１４ａに記憶させた。そして、メモリ１４ａに記憶された上限温度Ｔαを異常判断処理に用いた。スイッチング素子Ｓ＊＃の個体差や、インバータＩＶ及びコンバータＣＶにおけるスイッチング素子Ｓ＊＃の配置箇所によって、コレクタ電流に対する素子温度が相違することがある。このため、上述した検査工程における上限温度Ｔαの設定手法によれば、スイッチング素子Ｓ＊＃の個体差や配置箇所を反映した上限温度Ｔαをスイッチング素子Ｓ＊＃のそれぞれについて各別に設定することができる。これにより、アクティブゲートコントロール機能の異常検出精度を高めることができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の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、パワーコントロールユニットの工場出荷前の検査工程において、スイッチング素子Ｓ＊＃のそれぞれに流すコレクタ電流を様々な値に設定する。そして、各コレクタ電流に対して素子温度が取り得る上限値を上限温度ＴＨとして検出し、検出された上限温度ＴＨをセンス電圧と関係付けてメモリ１４ａに記憶させる。そして、異常判断処理に用いる上限温度ＴＨをセンス電圧Ｖｓｅが高いほど高く設定する。こうした設定は、第1の放電用抵抗体２８ａ等のオープン故障の検出精度を高めるための設定である。

つまり、コレクタ電流が大きいほど、素子温度が高くなる傾向にある。すなわち、センス電圧Ｖｓｅが高いほど、上記オープン故障が生じているか否かを判断するための上限温度が高くなる。こうした点に鑑み、センス電圧Ｖｓｅが高いほど上限温度を高く設定することで、例えば、コレクタ電流が小さい場合における上限温度ＴＨの設定精度を高めることができ、上記オープン故障の検出精度を高めることができる。

図７に、制御装置１４によって実行される本実施形態にかかる異常判断処理の手順を示す。なお、図７において、先の図４と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、ステップＳ１０において肯定判断された場合、ステップＳ２４に進み、操作信号ｇ＊＃がオン操作指令に切り替えられてから（第１，第２の放電用スイッチング素子３０ａ，３０ｂの双方のオン操作が開始されてから）規定時間ＴＡ経過するまで待機する。この処理は、第1の放電用抵抗体２８ａ等のオープン故障の検出精度の低下を回避するための処理である。

つまり、第1，第２の放電用スイッチング素子３０ａ，３０ｂがオン操作された直後は、コレクタ電流（センス電圧）が安定していない。こうした状況下における素子温度ＴＤに基づき後述するステップＳ２６において上限温度ＴＨを設定すると、実際に検出されたセンス電圧に対する上限温度ＴＨの関係が、検査工程において定められたセンス電圧に対する上限温度ＴＨの関係からずれるおそれがある。この場合、第1の放電用抵抗体２８ａ等にオープン故障が生じていないにもかかわらず、上記オープン故障が生じた旨誤判断されるおそれがある。こうした事態を回避すべく、図８に示すように、オン操作指令がなされる期間（時刻ｔ１〜ｔ３）であってかつ、オン操作指令に切り替えられてから規定時間ＴＡ経過したタイミング以降の期間（時刻ｔ２〜ｔ３）の任意のタイミングにおけるセンス電圧Ｖｓｅを上限温度ＴＨの設定に用いる。

なお、本ステップの処理は、同図に示すように、オン操作指令への切り替えによって第1、第２の放電用スイッチング素子３０ａ，３０ｂがオン操作された直後において、センス電圧Ｖｓｅが大きく上昇する現象に起因する上記オープン故障の検出精度の低下を回避するための処理でもある。

直列接続された一対の高電位側のスイッチング素子Ｓ＊ｐ及び低電位側のスイッチング素子Ｓ＊ｎのうち一方がオン状態とされる場合、他方と逆並列に接続されたフリーホイールダイオードにリカバリ電流が流れる。このリカバリ電流に起因して、フリーホイールダイオード及びこれに並列接続されたスイッチング素子にサージ電圧が生じる。そして、このサージ電圧が、オン状態とされるスイッチング素子Ｓ＊＃のコレクタやエミッタとゲートとの間の寄生容量等を介してセンス電圧Ｖｓｅに重畳する。このようにして、スイッチング素子Ｓ＊＃がオン操作される場合にも、センス電圧Ｖｓｅが大きく上昇する現象が生じると考えられる。

ここで、第1、第２の放電用スイッチング素子３０ａ，３０ｂがオン操作された直後におけるセンス電圧Ｖｓｅに基づき上限温度ＴＨを設定すると、センス電圧Ｖｓｅが大きく上昇する現象に起因して、上限温度ＴＨが高く設定されることがある。この場合、第1の放電用抵抗体２８ａ等にオープン故障が生じているにもかかわらず、過大に設定された上限温度ＴＨよりも実際の素子温度ＴＤが低いと判断されることで、上記オープン故障が生じていない旨誤判断されるおそれがある。

ちなみに、上記センス電圧Ｖｓｅが大きく上昇する現象によって過電流保護処理におけるソフト遮断機能が誤作動するおそれもある。こうした誤作動を回避すべく、例えば、操作信号ｇ＊＃がオン操作指令に切り替えられてからセンス電圧Ｖｓｅが大きく上昇する現象が解消されるまで過電流保護処理に用いられるセンス電圧Ｖｓｅを無効とする処理を行うことが望ましい。なお、この処理については、本実施形態の特徴である異常判断処理と直接関係しないため、詳しい記載を省略する。

続くステップＳ２６では、センス電圧Ｖｓｅが高いほど、上限温度ＴＨを高く設定する処理を行う。なお、本実施形態では、上限温度ＴＨを設定するためのセンス電圧Ｖｓｅの上限値を上記閾値電圧Ｖｔｈとして、センス電圧Ｖｓｅ及び上限温度ＴＨの関係がメモリ１４ａに記憶されている。ここでは、センス電圧Ｖｓｅが閾値電圧Ｖｔｈとされる場合に対応する上限温度Ｔｍａｘが上記許容温度Ｔｌｉｍｉｔ未満の温度として設定されている。

続くステップＳ２８では、オン操作指令がなされる期間であってかつオン操作指令に切り替えられてから上記規定時間ＴＡ経過するタイミング以降の期間において、素子温度ＴＤが上限温度ＴＨを上回るか否かを判断する。そして、ステップＳ２８において肯定判断された場合には、ステップＳ１４に進む。

なお、上記ステップＳ１０、Ｓ２８において否定判断された場合や、ステップＳ１６の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

このように、本実施形態では、オン操作指令がなされる期間であってかつ、オン操作指令に切り替えられてから規定時間ＴＡ経過したタイミング以降の期間におけるセンス電圧Ｖｓｅを上限温度ＴＨに用いた。これにより、オン操作指令への切り替え直後においてコレクタ電流が安定していなかったり、センス電圧が大きく上昇したりすることに起因して第1の放電用抵抗体２８ａ等のオープン故障の検出精度が低下することを回避できる。さらに、センス電圧Ｖｓｅが高いほど上限温度ＴＨを高く設定するため、上記オープン故障の検出精度を高めることができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第２の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、パワーコントロールユニットの工場出荷前の検査工程において、スイッチング素子Ｓ＊＃のそれぞれに流すコレクタ電流を様々な値に設定する。そして、各コレクタ電流に対して素子温度が取り得る下限値を下限温度ＴＬとして検出し、検出された下限温度ＴＬをセンス電圧と関係付けてメモリ１４ａに記憶させる。そして、異常判断処理として、下限温度ＴＬを用いて第1の放電用抵抗体２８ａ又は第２の放電用抵抗体２８ｂにショート故障が生じているか否かを判断する処理を行う。すなわち、アクティブゲートコントロール機能に異常が生じていない場合における放電速度よりも実際の放電速度が高くなる異常が生じているか否かを判断する処理を行う。この判断手法は、以下の原理を利用したものである。

アクティブゲートコントロール機能に異常が生じていない場合には通常、所定のコレクタ電流に対して素子温度が所定の温度範囲内となる。これに対し、上記ショート故障が生じると、第1の放電経路Ｌｄａ又は第２の放電経路Ｌｄｂの抵抗値の低下によってスイッチング損失が低下し、スイッチング素子Ｓ＊＃の発熱量が低下する。そして、発熱量が低下すると、素子温度が上記温度範囲の下限値を下回ることとなる。

図９に、本実施形態にかかる異常判断処理の手順を示す。なお、図９において、先の図７と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、ステップＳ２４において肯定判断された場合、ステップＳ３０に進み、センス電圧Ｖｓｅが高いほど、上限温度ＴＨ及び下限温度ＴＬを高く設定する処理を行う。

続くステップＳ２８において肯定判断された場合には、ステップＳ１４に進む。一方、上記ステップＳ２８において否定判断された場合には、ステップＳ３２に進み、オン操作指令がなされる期間であってかつオン操作指令に切り替えられてから上記規定時間ＴＡ経過するタイミング以降の期間に渡って、素子温度ＴＤが継続して下限温度ＴＬを下回るか否かを判断する。この処理は、第1の放電用抵抗体２８ａ又は第２の放電用抵抗体２８ｂにショート故障が生じているか否かを判断するための処理である。

ステップＳ３２において肯定判断された場合には、ステップＳ３４に進み、第1の放電用抵抗体２８ａ又は第２の放電用抵抗体２８ｂにショート故障が生じている旨判断する。そしてその後、ステップＳ１６に進む。

なお、上記ステップＳ１０、Ｓ３２において否定判断された場合や、ステップＳ１６の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

このように、本実施形態では、上記態様の異常判断処理を行うことで、上記第２の実施形態で得られる効果に加えて、第1の放電用抵抗体２８ａ等にショート故障が生じたことも検出することができる。

（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。

・規定温度（上限温度Ｔα，ＴＨ、下限温度ＴＬ）の設定手法としては、検査工程における設定手法に限らない。例えば、量産されるスイッチング素子においてコレクタ電流に対する素子温度の特性が中央特性となるスイッチング素子を用いて、予め実験等により規定温度を設定する手法を採用してもよい。この場合、例えば、スイッチング素子Ｓ＊＃のそれぞれについて共通の規定温度が設定されることとなる。

また、例えば、モータジェネレータ１０の通常制御時において規定温度を設定する手法を採用してもよい。具体的には例えば、上記第２の実施形態において、まず、工場出荷前の検査工程にて上記中央特性となるスイッチング素子を用いて設定された上限温度を初期値としてメモリ１４ａに記憶させる。そしてその後、上記通常制御時にスイッチング素子Ｓ＊＃がオン操作された場合の素子温度をセンス電圧と関係づけてメモリ１４ａに記憶させ、上限温度を更新させる手法が挙げられる。こうした手法によれば、上記初期値が定められた際のパワーコントロールユニットの周囲の環境（例えば雰囲気温度）と、車両の実際の使用環境とが大きく相違する場合、車両の使用環境が素子温度に及ぼす影響を反映して上限温度の設定が可能になると考えられる。

・上記第１の実施形態では、異常判断処理の実行主体を制御装置１４としたがこれに限らない。例えば、駆動制御部３４を実行主体としてもよい。以下、この場合における異常判断処理等の一例について説明する。

スイッチング素子Ｓ＊＃のそれぞれに対応する駆動制御部３４には、記憶手段としてのメモリ（不揮発性メモリ）が備えられ、例えば上記第１の実施形態で説明した上限温度Ｔαが、検査工程においてメモリに記憶される。

こうした構成において、駆動制御部３４によって第1の放電用抵抗体２８ａ等にオープン故障が生じた旨判断された場合、その旨を制御装置１４に通知すべくフェール信号ＦＬが出力される。ちなみに、上記過電流保護処理が行われる場合に出力されるフェール信号ＦＬと、上記オープン故障が生じた旨判断された場合に出力されるフェール信号ＦＬとを相違させることが望ましい。具体的には例えば、フェール信号ＦＬとしてパルスを用い、パルスの周波数を変更することでフェール信号ＦＬを相違させればよい。これにより、制御装置１４において、スイッチング素子Ｓ＊＃に大電流が流れている異常と、上記オープン故障とを適切に判別することができる。

・放電速度の設定の切り替え手法としては、上記第１の実施形態に例示したものに限らない。例えば、以下の手法を採用してもよい。

第1の放電用抵抗体２８ａの抵抗値Ｒａを第２の放電用抵抗体２８ｂの抵抗値Ｒｂよりも低く設定する。こうした構成において、第１の放電用スイッチング素子３０ａをオン操作してかつ、第２の放電用スイッチング素子３０ｂをオフ操作し、放電速度の設定を高速度とする。これにより、第1の放電経路Ｌｄａによってゲート電荷が放電される。その後、第１の放電用スイッチング素子３０ａをオフ操作に切り替えてかつ、第２の放電用スイッチング素子３０ｂをオン操作に切り替えることで、放電速度の設定を低速度に切り替える。これにより、第２の放電経路Ｌｄｂによってゲート電荷が放電される。

こうした構成に対しても、上記異常判断処理を適用することができる。具体的には例えば、上記第３の実施形態において、素子温度ＴＤが下限温度ＴＬを下回ると判断された場合、第1の放電用抵抗体２８ａ又は第２の放電用抵抗体２８ｂにショート故障が生じている旨判断すればよい。

・上記各実施形態では、放電処理のみにおいてアクティブゲートコントロールを行ったがこれに限らない。例えば、放電処理と併せて充電処理において、又は充電処理のみにおいてアクティブゲートコントロールを行ってもよい。この場合、定電流制御を行う回路構成に代えて、例えば、定電圧電源２４とスイッチング素子Ｓ＊＃のゲートとを一対の充電経路（正の電荷の充電経路）で接続してかつ、これら充電経路のそれぞれに、開閉素子（例えばＭＯＳＦＥＴ）と抵抗体とを備えた回路構成を採用すればよい。

こうした構成において、これら開閉素子のうち一方のみをオン操作することで、ゲート電荷（正の電荷）の充電速度の設定を低速度とする。その後、双方の開閉素子をオン操作することで、充電速度の設定を高速度に変更する。

こうした構成を採用する場合であっても、充電処理におけるアクティブゲートコントロール機能の異常判断処理を行うことができる。詳しくは、充電処理のみにおいてアクティブゲートコントロールが行われる場合について説明すると、例えば、オン操作指令がなされる期間における素子温度ＴＤが上限温度を上回ると判断された場合、充電処理の後半にオン操作に切り替えられる開閉素子、この開閉素子が備えられた充電経路、又はこの充電経路に備えられた抵抗体にオープン故障（充電処理におけるアクティブゲートコントロール機能に異常が生じていない場合の充電速度よりも実際の充電速度が低くなる異常）が生じている旨判断すればよい。

また、充電処理及び放電処理の双方においてアクティブゲートコントロールが行われる場合について説明すると、例えば上記第１の実施形態において、アクティブゲートコントロール機能に異常が生じていない場合の充電速度よりも実際の充電速度が低くなる異常が生じたときの素子温度、及び上記異常が生じていない場合の放電速度よりも実際の放電速度が低くなる異常が生じたときの素子温度のうち低い方を上記上限温度として設定すればよい。

・上記第３の実施形態において、アクティブゲートコントロール機能に異常が生じていない場合の放電速度よりも実際の放電速度が高くなる異常の有無のみを判断する制御ロジックを採用してもよい。

・放電速度の設定の切り替えタイミングを把握する手法としては、上記第１の実施形態に例示したものに限らない。例えば、センス電圧Ｖｓｅの変化速度（上昇速度）が規定速度を超えるタイミングを上記切り替えタイミングとして把握する手法を採用してもよい。

また、放電速度の設定の切り替えタイミングの把握手法としては、センス電圧に基づくものに限らない。例えば、コレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅに基づき上記切り替えタイミングを把握する手法を採用してもよい。この場合、具体的には例えば、上記第１の実施形態において、オフ操作指令に切り替えられた後、コレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅが所定電圧を下から上に跨ぐタイミングを上記切り替えタイミングとして把握すればよい。

さらに、例えば、ゲート電圧又はオフ操作指令を用いて上記切り替えタイミングを把握する手法を採用してもよい。この場合、具体的には例えば、放電処理によってゲート電圧Ｖｇｅの低下が開始されるタイミング又はオフ操作指令が入力されるタイミング（例えば、先の図３の時刻ｔ１）から所定時間経過後のタイミングを上記切り替えタイミングとして把握する手法を採用すればよい。

・上記各実施形態では、ゲート電荷の放電が開始されてから完了されるまでの期間の途中において放電速度の設定を切り替えるアクティブゲートコントロールを採用したがこれに限らない。例えば、上記期間の途中で放電速度の設定を切り替えずに、オン操作指令がなされる期間におけるコレクタ電流Ｉｃ（センス電圧Ｖｓｅ）に基づき、放電速度の設定を低速度及び高速度のいずれかに固定して放電処理を行う制御ロジックを採用してもよい。なお、上記制御ロジックについて詳しく説明すると、オン操作指令がなされる期間においてコレクタ電流Ｉｃが規定電流（＞０）以上であると判断された場合に放電速度の設定を低速度に切り替えてかつ、放電処理において放電速度を低速度に固定する。一方、オン操作指令がなされる期間においてコレクタ電流Ｉｃが規定電流未満であると判断された場合に放電速度の設定を高速度に切り替えてかつ、放電処理において放電速度を高速度に固定する。この制御は、オン操作指令がなされる期間におけるコレクタ電流が小さいと、次回オフ操作される場合に高速度としてもコレクタ・エミッタ間電圧がその許容上限値以下になると考えられることによるものである。

・上記各実施形態では、センス端子Ｓｔがセンス抵抗３２を介してスイッチング素子Ｓ＊＃のエミッタに接続される回路構成を採用したがこれに限らない。例えば、エミッタに代えて、エミッタと同じ電位を有する部材（例えば電源）に接続してもよい。この場合、この電源の電位は、実際のエミッタの電位に応じて可変設定されることとなる。

・放電速度の設定を高速度及び低速度のいずれかに切り替えるための回路構成としては、上記第１の実施形態に例示したものに限らない。例えば、ゲートとエミッタとを接続する１つの放電経路と、この放電経路に設けられた複数の抵抗体と、これら抵抗体の一部の両端を短絡する短絡経路と、短絡経路を開閉すべくオンオフ操作される開閉素子（例えばＭＯＳＦＥＴ）とを備えた回路構成を採用してもよい。この場合、放電速度の設定を高速度としたい初期に限って上記開閉素子をオン操作する。そしてその後、開閉素子をオフ操作することで放電速度の設定を低速度に切り替えることができる。

また、上記回路構成として、例えば、以下（Ａ），（Ｂ）で説明するものを採用してもよい。

（Ａ）エミッタ又はエミッタよりも低電位となる箇所と、ゲートとの接続を切り替え可能な開閉素子（例えばＭＯＳＦＥＴ）をゲートに接続された放電経路に備える。こうした構成において、放電速度の設定を高速度としたい放電処理の初期に限って、ゲートとエミッタとを接続する代わりに、ゲートをエミッタよりも低電位となる箇所に接続すべく開閉素子を操作する。そしてその後、ゲートをエミッタに接続すべく開閉素子の操作状態を変更することによって放電速度の設定が低速度に切り替えられる。こうした構成の場合、アクティブゲートコントロールに異常が生じていない場合における放電速度よりも実際の放電速度が低くなる異常とは、例えば、ゲートとエミッタとが上記開閉素子によって常時接続される異常のことである。

（Ｂ）ゲートに接続された放電経路に第1の開閉素子（例えばＭＯＳＦＥＴ）と抵抗体とを備えてかつ、ゲートに第２の開閉素子（例えばＭＯＳＦＥＴ）を介して電源を接続する。こうした構成において、放電処理の開始とともに第１の開閉素子をオン操作してかつ、放電速度の設定を高速度としたい放電処理の初期に限って第２の開閉素子をオフ操作する。そしてその後、第２の開閉素子をオン操作する。こうした操作によれば、電源から放電経路の抵抗体へと電流が流れ、ゲートから抵抗体へと流れる電流が低下する。これにより、ゲート電荷の放電が妨げられ、ゲート電荷の放電速度の設定が高速度から低速度に切り替えられる。こうした構成の場合、アクティブゲートコントロールに異常が生じていない場合における放電速度よりも実際の放電速度が高くなる異常とは、例えば、上記第２の開閉素子のオープン故障のことである。

・上記第１の実施形態において、コンバータＣＶが駆動されない場合や、高電圧バッテリ１２にインバータＩＶが直接接続される構成が採用される場合、高電圧バッテリ１２が直流電源とされる。

・駆動対象スイッチング素子としては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＭＯＳＦＥＴであってもよい。

・本願発明が適用される車両としては、車載主機として回転機のみを備えた電動車両に限らない。例えば、車載主機として、回転機に加えて内燃機関を備えたハイブリッド車両に本願発明を適用してもよい。この場合、例えば、先の図５のステップＳ１８において肯定判断された場合、フェールセーフ処理として、シャットダウン処理を行ってかつ、車両の走行動力源を内燃機関のみとする処理を行ってもよい。

・本願発明の適用対象としては、車両に搭載される電力変換回路に限らない。また、本願発明の適用対象としては、コンバータやインバータ等の電力変換回路に限らない。

１４ａ…メモリ、２８ａ…第1の放電用抵抗体、２８ｂ…第２の放電用抵抗体、３０ａ…第１の放電用スイッチング素子、３０ｂ…第２の放電用スイッチング素子、Ｌｄａ…第1の放電経路、Ｌｄｂ…第２の放電経路。

Claims (10)

1. 電圧制御形のスイッチング素子である駆動対象スイッチング素子（Ｓ＊＃）をオン状態又はオフ状態とするための電荷を前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に充電する充電手段を備え、
   前記駆動対象スイッチング素子は、その入出力端子間を流れる電流と相関を有する微少電流を出力するセンス端子（Ｓｔ）を備え、
   前記駆動対象スイッチング素子の出力端子又はこの端子と同じ電位を有する部材と、前記センス端子とは、センス抵抗（３２）を介して接続され、
   前記充電手段は、
   前記開閉制御端子に接続された充電経路（Ｌｄａ，Ｌｄｂ）と、
   前記充電経路に設けられてかつ、該充電経路を開閉すべくオンオフ操作される開閉素子（３０ａ，３０ｂ）とを備え、
   前記センス抵抗の両端の電位差であるセンス電圧に基づき、前記開閉素子の操作状態の変更によって前記電荷の充電速度の設定を高速度及び低速度のいずれかに切り替える充電速度設定手段と、
   前記駆動対象スイッチング素子の温度が上限温度を上回ることに基づき、前記充電手段に異常が生じていない場合における前記充電速度よりも実際の前記充電速度が低くなる異常が前記充電手段に生じている旨判断する異常判断手段と、
   前記駆動対象スイッチング素子がオン操作される期間であってかつ、前記オン操作が開始されてから規定時間経過したタイミング以降の期間における前記センス電圧が高いほど前記上限温度を高く設定する温度設定手段とを備えることを特徴とするスイッチング素子の駆動装置。
2. 前記駆動対象スイッチング素子は、直流電源（ＣＶ，１２）の正極側に接続された高電位側スイッチング素子（Ｓ＊ｐ）と、前記直流電源の負極側に接続された低電位側スイッチング素子（Ｓ＊ｎ）とを備え、
   前記高電位側スイッチング素子と前記低電位側スイッチング素子とは直列接続され、
   前記高電位側スイッチング素子及び前記低電位側スイッチング素子のそれぞれには、フリーホイールダイオード（Ｄ＊＃）が逆並列に接続されていることを特徴とする請求項１記載のスイッチング素子の駆動装置。
3. 前記上限温度を記憶する記憶手段を更に備え、
   前記記憶手段には、前記上限温度として、当該駆動装置の出荷前の検査工程において前記駆動対象スイッチング素子の入出力端子間に電流を流した場合の該駆動対象スイッチング素子の温度が記憶され、
   前記異常判断手段は、前記駆動対象スイッチング素子の温度が、前記記憶手段に記憶された前記上限温度を上回ることに基づき、前記充電速度が低くなる異常が前記充電手段に生じている旨判断することを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチング素子の駆動装置。
4. 前記異常判断手段は、前記駆動対象スイッチング素子の温度が、前記上限温度よりも低い下限温度を下回ることに基づき、前記充電手段に異常が生じていない場合における前記充電速度よりも実際の前記充電速度が高くなる異常が前記充電手段に生じている旨判断し、
   前記温度設定手段は、前記駆動対象スイッチング素子がオン操作される期間であってかつ、前記オン操作が開始されてから前記規定時間経過したタイミング以降の期間における前記センス電圧が高いほど、前記下限温度を高く設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスイッチング素子の駆動装置。
5. 前記下限温度を記憶する記憶手段を更に備え、
   前記記憶手段には、前記下限温度として、当該駆動装置の出荷前の検査工程において前記駆動対象スイッチング素子の入出力端子間に電流を流した場合の該駆動対象スイッチング素子の温度が記憶され、
   前記異常判断手段は、前記駆動対象スイッチング素子の温度が、前記記憶手段に記憶された前記下限温度を下回ることに基づき、前記充電速度が高くなる異常が前記充電手段に生じている旨判断することを特徴とする請求項４記載のスイッチング素子の駆動装置。
6. 前記異常判断手段によって前記異常が前記充電手段に生じている旨判断された場合、その旨の情報を通知する通知手段と、
   前記通知手段によって前記異常が生じている旨の情報が通知された場合、所定のフェールセーフ処理を行うフェールセーフ手段とを更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスイッチング素子の駆動装置。
7. 電圧制御形のスイッチング素子である駆動対象スイッチング素子（Ｓ＊＃）をオン状態又はオフ状態とするための電荷を前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に充電する充電手段を備え、
   前記充電手段は、
   前記開閉制御端子に接続された充電経路（Ｌｄａ，Ｌｄｂ）と、
   前記充電経路に設けられてかつ、該充電経路を開閉すべくオンオフ操作される開閉素子（３０ａ，３０ｂ）とを備え、
   前記開閉素子の操作状態の変更によって前記電荷の充電速度の設定を高速度及び低速度のいずれかに切り替える充電速度設定手段と、
   前記駆動対象スイッチング素子の温度が上限温度を上回ることに基づき、前記充電手段に異常が生じていない場合における前記充電速度よりも実際の前記充電速度が低くなる異常が前記充電手段に生じている旨判断する異常判断手段と、
   前記異常判断手段によって前記充電速度が低くなる異常が前記充電手段に生じている旨判断された場合、その旨の情報を通知する通知手段と、
   前記通知手段によって前記充電速度が低くなる異常が生じている旨の情報が通知された場合、所定のフェールセーフ処理を行うフェールセーフ手段とを備え、
   前記上限温度よりも高い温度であってかつ、前記駆動対象スイッチング素子の信頼性を維持可能な該駆動対象スイッチング素子の温度の上限値を許容温度と定義し、
   前記フェールセーフ手段は、前記低くなる異常が生じている旨の情報が前記通知手段によって通知された場合、前記フェールセーフ処理として、前記駆動対象スイッチング素子の温度が前記許容温度に到達すると判断されるまで前記駆動対象スイッチング素子の駆動の継続を許可する処理を行うことを特徴とするスイッチング素子の駆動装置。
8. 前記フェールセーフ手段は、前記駆動対象スイッチング素子の温度が前記許容温度に到達したと判断された場合、前記フェールセーフ処理として、前記駆動対象スイッチング素子を強制的にオフ操作するシャットダウン処理を行うことを特徴とする請求項７記載のスイッチング素子の駆動装置。
9. 前記上限温度は、前記異常が前記充電手段に生じていない状況下において、前記駆動対象スイッチング素子の入出力端子間を流れる電流が当該駆動装置の通常使用時に取り得る上限値となる場合に前記駆動対象スイッチング素子の温度が取り得る上限値に設定されていることを特徴とする請求項７又は８記載のスイッチング素子の駆動装置。
10. 前記上限温度を記憶する記憶手段を更に備え、
    前記記憶手段には、前記上限温度として、当該駆動装置の出荷前の検査工程において前記駆動対象スイッチング素子の入出力端子間に電流を流した場合の該駆動対象スイッチング素子の温度が記憶され、
    前記異常判断手段は、前記駆動対象スイッチング素子の温度が、前記記憶手段に記憶された前記上限温度を上回ることに基づき、前記充電速度が低くなる異常が前記充電手段に生じている旨判断することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のスイッチング素子の駆動装置。