Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5949584B2 - Driving device for switching element - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5949584B2 - Driving device for switching element - Google Patents

Driving device for switching element Download PDF

Info

Publication number
JP5949584B2
JP5949584B2 JP2013015659A JP2013015659A JP5949584B2 JP 5949584 B2 JP5949584 B2 JP 5949584B2 JP 2013015659 A JP2013015659 A JP 2013015659A JP 2013015659 A JP2013015659 A JP 2013015659A JP 5949584 B2 JP5949584 B2 JP 5949584B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching element
time
drive
driving
threshold time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013015659A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014147266A (en
Inventor
陽介 朝子
陽介 朝子
前原 恒男
恒男 前原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2013015659A priority Critical patent/JP5949584B2/en
Publication of JP2014147266A publication Critical patent/JP2014147266A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5949584B2 publication Critical patent/JP5949584B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

本発明は、スイッチング素子が劣化している旨診断する診断手段を備えるスイッチング素子の駆動装置に関する。   The present invention relates to a driving device for a switching element provided with diagnostic means for diagnosing that the switching element has deteriorated.

この種の装置としては、下記特許文献1に見られるように、インバータを構成するスイッチング素子(IGBT)の劣化の有無を診断するものが知られている。この装置について詳しく説明すると、インバータを構成するスイッチング素子のオンオフ操作により、予め定められた周波数及び電流値を有する試験電力をインバータから出力させる。そして、試験電力がインバータから出力される状況下において、スイッチング素子の温度を検出する温度センサの検出値に基づき、スイッチング素子の構成部材間の熱抵抗を算出する。そして、算出された熱抵抗が閾値を超えたと判断された場合、スイッチング素子が劣化している旨診断する。   As this type of device, as can be seen in Patent Document 1 below, a device that diagnoses the presence or absence of deterioration of a switching element (IGBT) that constitutes an inverter is known. This apparatus will be described in detail. Test power having a predetermined frequency and current value is output from the inverter by an on / off operation of switching elements constituting the inverter. Then, under the situation where the test power is output from the inverter, the thermal resistance between the constituent members of the switching element is calculated based on the detected value of the temperature sensor that detects the temperature of the switching element. When it is determined that the calculated thermal resistance exceeds the threshold value, it is diagnosed that the switching element is deteriorated.

特開2009−225541号公報JP 2009-225541 A

ここで、上記特許文献1に記載されたスイッチング素子の劣化診断手法では、スイッチング素子の劣化の有無を診断するために特定の周波数及び電流値を有する試験電力をインバータから出力させるべく、スイッチング素子の駆動状態を特定の駆動状態とすることが要求される。このため、スイッチング素子の劣化診断の機会が制約される懸念がある。   Here, in the switching element deterioration diagnosis method described in Patent Document 1, in order to output test power having a specific frequency and current value from the inverter in order to diagnose the presence or absence of deterioration of the switching element, The driving state is required to be a specific driving state. For this reason, there is a concern that the opportunity for the deterioration diagnosis of the switching element is restricted.

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、スイッチング素子の劣化診断の機会が制約されることを回避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。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a switching element driving device capable of avoiding the restriction of the opportunity for diagnosis of deterioration of the switching element.

上記課題を解決すべく、発明は、スイッチング素子(S*#)をオン状態とするオン駆動信号又はオフ状態とするオフ駆動信号を出力する駆動信号出力手段(14)と、前記駆動信号出力手段から出力される前記駆動信号に基づき、前記スイッチング素子を駆動する駆動手段(22)と、前記スイッチング素子が劣化したと想定される該スイッチング素子の駆動時間である閾値時間が記憶された記憶手段(24)と、前記スイッチング素子の駆動時間を計時する計時手段と、前記計時手段によって計時された前記駆動時間が前記記憶手段に記憶された前記閾値時間以上になったと判断された場合、前記スイッチング素子が劣化している旨診断する診断手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a drive signal output means (14) for outputting an ON drive signal for turning on the switching element (S * #) or an OFF drive signal for turning off the switching element (S * #), and the drive signal output. Drive means (22) for driving the switching element based on the drive signal output from the means, and storage means for storing a threshold time which is a drive time of the switching element assumed to be deteriorated (24), a clocking means for clocking the drive time of the switching element, and the switching when the drive time counted by the clocking means is greater than or equal to the threshold time stored in the storage means Diagnostic means for diagnosing that the element has deteriorated.

上記発明では、記憶手段、計時手段及び診断手段を備えることで、上記駆動信号に基づきスイッチング素子が駆動される状況下において、スイッチング素子が劣化している旨診断することができる。このため、例えばスイッチング素子の駆動状態を特定の駆動状態とすることなくスイッチング素子が劣化しているか否かを診断することができる。すなわち、スイッチング素子の劣化診断の機会が制約されることを回避しつつ、スイッチング素子が劣化しているか否かを診断することができる。   In the above-mentioned invention, it is possible to diagnose that the switching element is deteriorated under the situation where the switching element is driven based on the drive signal by providing the storage means, the timing means, and the diagnosis means. Therefore, for example, it is possible to diagnose whether or not the switching element is deteriorated without changing the driving state of the switching element to a specific driving state. That is, it is possible to diagnose whether or not the switching element is deteriorated while avoiding the restriction of the opportunity for the deterioration diagnosis of the switching element.

第1の実施形態にかかる制御システムの構成図。The block diagram of the control system concerning 1st Embodiment. 同実施形態にかかるドライブIC等の構成図。The block diagram of the drive IC etc. concerning the embodiment. 同実施形態にかかる劣化診断処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the degradation diagnosis process concerning the embodiment. 同実施形態にかかる閾値時間の設定態様を示す図。The figure which shows the setting aspect of the threshold time concerning the embodiment. 同実施形態にかかる劣化診断処理の一例を示すタイムチャート。The time chart which shows an example of the deterioration diagnosis process concerning the embodiment. 第2の実施形態にかかる劣化診断処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the deterioration diagnosis process concerning 2nd Embodiment. 第3の実施形態にかかる劣化診断処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the degradation diagnosis process concerning 3rd Embodiment. 同実施形態にかかる閾値時間の設定態様を示す図。The figure which shows the setting aspect of the threshold time concerning the embodiment. 第4の実施形態にかかる起動時報知処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the alerting | reporting process at the time of 4th Embodiment. 同実施形態にかかる第1,第2の閾値時間の設定態様を示す図。The figure which shows the setting aspect of the 1st, 2nd threshold time concerning the embodiment. 同実施形態にかかる起動時報知処理の一例を示すタイムチャート。The time chart which shows an example of the alerting | reporting process at the time of the embodiment. 第5の実施形態にかかるドライブIC等の構成図。FIG. 10 is a configuration diagram of a drive IC and the like according to a fifth embodiment. 第6の実施形態にかかる駆動時間伝達処理の手順を示すフローチャート。18 is a flowchart showing a procedure of drive time transmission processing according to the sixth embodiment. 同実施形態にかかる駆動時間の伝達手法を示すタイムチャート。The time chart which shows the transmission method of the drive time concerning the embodiment. 同実施形態にかかるトルク指令値の制限手法を示す図。The figure which shows the limiting method of the torque command value concerning the embodiment. 第7の実施形態にかかる駆動時間の伝達手法を示すタイムチャート。The time chart which shows the transmission method of the drive time concerning 7th Embodiment. 同実施形態にかかるトルク指令値の制限手法を示す図。The figure which shows the limiting method of the torque command value concerning the embodiment.

(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及び内燃機関を備えるハイブリッド車両に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a switching element driving device according to the present invention is applied to a hybrid vehicle including a rotating machine and an internal combustion engine as an in-vehicle main machine will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、モータジェネレータ10(回転機)は、車載主機であり、図示しない駆動輪に連結されている。モータジェネレータ10は、インバータIV及び図示しない昇圧コンバータを介して高電圧バッテリ12に接続されている。インバータIVは、高電圧バッテリ12に並列接続された高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子の直列接続体を備えている。詳しくは、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。   As shown in FIG. 1, the motor generator 10 (rotating machine) is an in-vehicle main machine, and is connected to drive wheels (not shown). The motor generator 10 is connected to a high voltage battery 12 via an inverter IV and a boost converter (not shown). The inverter IV includes a series connection body of a high potential side switching element and a low potential side switching element connected in parallel to the high voltage battery 12. Specifically, the inverter IV includes a serial connection body of switching elements Sup and Sun, a serial connection body of switching elements Svp and Svn, and a serial connection body of switching elements Swp and Swn. Connection points of these series connection bodies are respectively connected to the U, V, and W phases of the motor generator 10.

なお、本実施形態では、スイッチング素子S*#(*=u,v,w;#=p,n)として、電圧制御形のものが用いられており、より具体的には、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。   In the present embodiment, a voltage control type is used as the switching element S * # (* = u, v, w; # = p, n), and more specifically, an IGBT is used. ing. In addition, a free wheel diode D * # is connected in antiparallel to each of the switching elements S * #.

制御装置14は、低電圧バッテリ16を電源としてかつマイコンを主体として構成され、インバータIVや昇圧コンバータの操作によってモータジェネレータ10の制御量(トルク)をその指令値(トルク指令値Trq*)に制御する機能を有する。詳しくは、制御装置14は、ソフトウェア処理によって生成された駆動信号をドライブユニットDU*#を介してスイッチング素子S*#に対して出力することで、スイッチング素子S*#をオンオフ操作する。ここで、高電位側の駆動信号g*pと、対応する低電位側の駆動信号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。なお、本実施形態において、制御装置14が「駆動信号出力手段」を構成する。   The control device 14 is configured with a low-voltage battery 16 as a power source and mainly a microcomputer, and controls the control amount (torque) of the motor generator 10 to its command value (torque command value Trq *) by operating the inverter IV and the boost converter. It has the function to do. Specifically, the control device 14 outputs a drive signal generated by software processing to the switching element S * # via the drive unit DU * #, thereby turning on / off the switching element S * #. Here, the high-potential side drive signal g * p and the corresponding low-potential side drive signal g * n are complementary to each other. In other words, the high-potential side switching element S * p and the corresponding low-potential side switching element S * n are alternately turned on. In the present embodiment, the control device 14 constitutes “driving signal output means”.

ちなみに、トルク指令値Trq*は、車両制御を統括する上位の制御装置から制御装置14へと入力される。トルク指令値Trq*は、ユーザによるアクセル操作部材の操作によって指示された車両のトルク指令値のうちモータジェネレータ10が担う分のことである。   Incidentally, the torque command value Trq * is input to the control device 14 from a host control device that supervises vehicle control. The torque command value Trq * is a part of the vehicle torque command value instructed by the operation of the accelerator operation member by the user by the motor generator 10.

インターフェース18は、高電圧バッテリ12、インバータIV及びモータジェネレータ10を備える高電圧システムと、低電圧バッテリ16及び制御装置14を備える低電圧システムとの間を電気的に絶縁しつつ、これらの間の信号の伝達を行う機能を有する。本実施形態において、インターフェース18は、光絶縁素子(フォトカプラ)を備えている。なお、本実施形態において、低電圧システムが「第1の領域」に相当し、高電圧システムが「第2の領域」に相当する。また、低電圧システムの基準電位VstLと、高電圧システムの基準電位VstHとは相違している。本実施形態では、高電圧システムの基準電位VstHが高電圧バッテリ12の負極電位に設定され、低電圧システムの基準電位VstLが高電圧バッテリ12の正極電位と負極電位との中央値である車体電位に設定されている。   The interface 18 electrically insulates between a high voltage system including the high voltage battery 12, the inverter IV and the motor generator 10 and a low voltage system including the low voltage battery 16 and the control device 14, and between them. It has a function of transmitting signals. In the present embodiment, the interface 18 includes an optical insulating element (photocoupler). In the present embodiment, the low voltage system corresponds to the “first region”, and the high voltage system corresponds to the “second region”. Further, the reference potential VstL of the low voltage system is different from the reference potential VstH of the high voltage system. In the present embodiment, the reference potential VstH of the high voltage system is set to the negative potential of the high voltage battery 12, and the vehicle body potential in which the reference potential VstL of the low voltage system is the median value of the positive potential and the negative potential of the high voltage battery 12. Is set to

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*#等の構成を説明する。   Next, the configuration of the drive unit DU * # and the like according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

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は、駆動制御部22及びメモリ24を備えている。詳しくは、ドライブIC20の第1の端子T1には、充電用抵抗体26を介して所定の端子電圧VH(例えば15V)を有する定電圧電源28が接続されている。定電圧電源28は、スイッチング素子S*#の開閉制御端子(ゲート)に印加する電圧を生成するための電源である。また、メモリ24は、電力の供給なしで情報を保持可能な「記憶手段」を構成し、具体的には、不揮発性メモリ(例えば、EEPROM(登録商標)や、フラッシュメモリ)である。なお、図2では、上記フリーホイールダイオードD*#の図示を省略している。また、本実施形態において、駆動制御部22が「駆動手段」を構成する。   As shown in the figure, the drive unit DU * # includes a drive IC 20 that is a semiconductor integrated circuit integrated into one chip. The drive IC 20 includes a drive control unit 22 and a memory 24. Specifically, a constant voltage power supply 28 having a predetermined terminal voltage VH (for example, 15 V) is connected to the first terminal T1 of the drive IC 20 via the charging resistor 26. The constant voltage power supply 28 is a power supply for generating a voltage to be applied to the switching control terminal (gate) of the switching element S * #. The memory 24 constitutes “storage means” capable of holding information without supplying power, and is specifically a nonvolatile memory (for example, an EEPROM (registered trademark) or a flash memory). In FIG. 2, the free wheel diode D * # is not shown. In the present embodiment, the drive control unit 22 constitutes “driving means”.

上記第1の端子T1は、PチャネルMOSFET(充電用スイッチング素子30)を介してドライブIC20の第2の端子T2に接続されている。第2の端子T2は、スイッチング素子S*#のゲートに接続されている。また、スイッチング素子S*#のゲートは、放電用抵抗体32を介してドライブIC20の第3の端子T3に接続されており、第3の端子T3は、NチャネルMOSFET(放電用スイッチング素子34)を介してドライブIC20の第4の端子T4に接続されている。そして、第4の端子T4は、スイッチング素子S*#の出力端子(エミッタ)に接続されている。   The first terminal T1 is connected to the second terminal T2 of the drive IC 20 via a P-channel MOSFET (charging switching element 30). The second terminal T2 is connected to the gate of the switching element S * #. The gate of the switching element S * # is connected to the third terminal T3 of the drive IC 20 via the discharging resistor 32. The third terminal T3 is an N-channel MOSFET (discharging switching element 34). To the fourth terminal T4 of the drive IC 20. The fourth terminal T4 is connected to the output terminal (emitter) of the switching element S * #.

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*#の端子間電圧は、ドライブIC20に備えられる温度検出部36に取り込まれる。温度検出部36は、上記端子間電圧に基づき算出された素子温度Sdを駆動制御部22に対して出力する。なお、感温ダイオードSD*#の端子間電圧と実際の素子温度とは負の相関を有する。また、本実施形態では、感温ダイオードSD*#、スイッチング素子S*#及びフリーホイールダイオードD*#が一体化されている。具体的には、これら素子がパッケージ化されてパワーカードPCを構成している。   A temperature sensitive diode SD * # for detecting the temperature of the switching element S * # (hereinafter, element temperature) is provided in the vicinity of the switching element S * #. The voltage between the terminals of the temperature sensitive diode SD * # is taken into the temperature detection unit 36 provided in the drive IC 20. The temperature detection unit 36 outputs the element temperature Sd calculated based on the inter-terminal voltage to the drive control unit 22. Note that the voltage across the terminals of the temperature sensitive diode SD * # and the actual element temperature have a negative correlation. In the present embodiment, the temperature sensitive diode SD * #, the switching element S * #, and the freewheel diode D * # are integrated. Specifically, these elements are packaged to constitute a power card PC.

駆動制御部22には、インターフェース18を構成する第1のフォトカプラ18aと、ドライブIC20の第5の端子T5とを介して制御装置14から出力される駆動信号g*#が入力される。駆動制御部22は、入力される駆動信号g*#に基づき、ゲート電荷の充放電処理を行う。詳しくは、ゲート電荷の充電処理について説明すると、駆動信号g*#がオン駆動信号とされることで、充電用スイッチング素子30をオン操作し、また、放電用スイッチング素子34をオフ操作する。これにより、スイッチング素子S*#がオン状態に切り替えられる。すなわち、スイッチング素子S*#が駆動される。一方、ゲートの放電処理について説明すると、駆動信号g*#がオフ駆動信号とされることで、充電用スイッチング素子30をオフ操作に切り替え、また、放電用スイッチング素子34をオン操作に切り替える。これにより、スイッチング素子S*#がオフ状態に切り替えられる。すなわち、スイッチング素子S*#の駆動が停止される。   A drive signal g * # output from the control device 14 is input to the drive control unit 22 via the first photocoupler 18a constituting the interface 18 and the fifth terminal T5 of the drive IC 20. The drive control unit 22 performs a gate charge charging / discharging process based on the input drive signal g * #. Specifically, the charge processing of the gate charge will be described. When the drive signal g * # is turned on, the charging switching element 30 is turned on and the discharging switching element 34 is turned off. Thereby, switching element S * # is switched to an ON state. That is, switching element S * # is driven. On the other hand, the gate discharging process will be described. When the driving signal g * # is turned off, the charging switching element 30 is switched to the off operation, and the discharging switching element 34 is switched to the on operation. Thereby, switching element S * # is switched to an OFF state. That is, the driving of the switching element S * # is stopped.

駆動制御部22は、また、ローカルシャットダウン処理を行う。この処理は、温度検出部36から出力された素子温度Sdが閾値温度を超えたと判断された場合、スイッチング素子S*#が過熱状態であるとしてスイッチング素子S*#の駆動を強制的に停止させる処理である。この処理によれば、スイッチング素子S*#を迅速にオフ状態とさせることができ、スイッチング素子S*#の過熱によってスイッチング素子S*#の信頼性が大きく低下する事態を回避できる。   The drive control unit 22 also performs local shutdown processing. In this process, when it is determined that the element temperature Sd output from the temperature detection unit 36 exceeds the threshold temperature, the switching element S * # is forcibly stopped by assuming that the switching element S * # is in an overheated state. It is processing. According to this process, the switching element S * # can be quickly turned off, and a situation in which the reliability of the switching element S * # is greatly reduced due to overheating of the switching element S * # can be avoided.

なお、ローカルシャットダウン処理が行われた場合、駆動制御部22は、スイッチング素子S*#に異常が生じている旨をフェール信号FLとして、ドライブIC20の第6の端子T6と、インターフェース18を構成する第2のフォトカプラ18bとを介して制御装置14に伝達する処理も行う。本実施形態において、フェール信号FLは、論理「L」によって上記異常が生じていることを示す。   When the local shutdown process is performed, the drive control unit 22 configures the interface 18 with the sixth terminal T6 of the drive IC 20 with the failure signal FL indicating that an abnormality has occurred in the switching element S * #. Processing to transmit to the control device 14 via the second photocoupler 18b is also performed. In the present embodiment, the fail signal FL indicates that the abnormality has occurred due to the logic “L”.

駆動制御部22は、さらに、温度検出部36から出力された素子温度Sdを時比率信号(Duty信号DS)に変換して制御装置14に出力する処理を行う。ここで、Duty信号DSは、ドライブIC20の第7の端子T7と、インターフェース18を構成する第3のフォトカプラ18cを介して制御装置14に伝達される。制御装置14は、上記Duty信号DSに基づきスイッチング素子S*#の温度が高いと判断した場合、モータジェネレータ10の出力を制限すべく、トルク指令値Trq*を規定トルクTγで制限するパワーセーブ処理を行う。この処理によれば、上位の制御装置から出力されるトルク指令値Trq*が規定トルクTγを超える場合、制御装置14においてトルク指令値Trq*が規定トルクTγとされる。これにより、スイッチング素子S*#の駆動を制限してコレクタ電流Iceを制限し、スイッチング素子S*#の過熱を回避することができる。   The drive control unit 22 further performs a process of converting the element temperature Sd output from the temperature detection unit 36 into a time ratio signal (Duty signal DS) and outputting it to the control device 14. Here, the duty signal DS is transmitted to the control device 14 via the seventh terminal T7 of the drive IC 20 and the third photocoupler 18c constituting the interface 18. When the control device 14 determines that the temperature of the switching element S * # is high based on the duty signal DS, the power save process for limiting the torque command value Trq * with the specified torque Tγ to limit the output of the motor generator 10. I do. According to this process, when the torque command value Trq * output from the host control device exceeds the specified torque Tγ, the control device 14 sets the torque command value Trq * as the specified torque Tγ. As a result, the driving of the switching element S * # is limited to limit the collector current Ice, and overheating of the switching element S * # can be avoided.

なお、本実施形態において、第2のフォトカプラ18bが、低電圧システム及び高電圧システムの間を電気的に絶縁しつつ、高電圧システムから低電圧システムへと信号を伝達する「絶縁伝達手段」を構成する。また、第7の端子T7及び第3のフォトカプラ18cは、実際には、インバータIVを構成するスイッチング素子S*#のうちいずれか1つのみに対応して備えられている。具体的には、これらスイッチング素子S*#のうち素子温度が最も高くなると想定されるものに対応して備えられている。本実施形態では、第7の端子T7及び第3のフォトカプラ18cがスイッチング素子Supに対応して備えられることとしている。   In this embodiment, the second photocoupler 18b electrically isolates the low voltage system from the high voltage system, and transmits the signal from the high voltage system to the low voltage system. Configure. Further, the seventh terminal T7 and the third photocoupler 18c are actually provided corresponding to only one of the switching elements S * # constituting the inverter IV. Specifically, these switching elements S * # are provided corresponding to those that are assumed to have the highest element temperature. In the present embodiment, the seventh terminal T7 and the third photocoupler 18c are provided corresponding to the switching element Sup.

本実施形態では、スイッチング素子S*#等のパワー素子を共通の基板に備えること等を目的として、ドライブIC20及びパワーカードPCは、制御装置14が備えられる第1の基板38aとは別の第2の基板38bに備えられている。なお、第1の基板38a及び第2の基板38bの間は、例えばコレクタを介して電気的に接続される。また、本実施形態では、第1のフォトカプラ18a、第2のフォトカプラ18b及び第3のフォトカプラ18cが第2の基板38b上に備えられることとしている。   In the present embodiment, the drive IC 20 and the power card PC are different from the first board 38a on which the control device 14 is provided, for the purpose of providing power elements such as switching elements S * # on a common board. The second substrate 38b is provided. Note that the first substrate 38a and the second substrate 38b are electrically connected through, for example, a collector. In the present embodiment, the first photocoupler 18a, the second photocoupler 18b, and the third photocoupler 18c are provided on the second substrate 38b.

続いて、本実施形態にかかるスイッチング素子S*#の劣化診断処理について説明する。   Next, the deterioration diagnosis process for the switching element S * # according to the present embodiment will be described.

図3に、劣化診断処理の手順を示す。この処理は、駆動制御部22によって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、本実施形態にかかる駆動制御部22は、ハードウェアであるため、図3に示す処理は、実際にはロジック回路によって実行される。   FIG. 3 shows the procedure of the deterioration diagnosis process. This process is repeatedly executed by the drive control unit 22 at a predetermined cycle, for example. Since the drive control unit 22 according to the present embodiment is hardware, the processing shown in FIG. 3 is actually executed by a logic circuit.

この一連の処理では、まずステップS10において、診断フラグFの値が「0」であるか否かを判断する。ここで、診断フラグFは、「0」によってスイッチング素子S*#が劣化していないことを示し、「1」によって劣化していることを示す。なお、診断フラグFの初期値は「0」に設定されている。   In this series of processing, first, in step S10, it is determined whether or not the value of the diagnostic flag F is “0”. Here, the diagnosis flag F indicates that the switching element S * # is not deteriorated by “0”, and indicates that it is deteriorated by “1”. The initial value of the diagnosis flag F is set to “0”.

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、駆動制御部22に入力される駆動信号g*#がオン駆動信号であるか否かを判断する。   When an affirmative determination is made in step S10, the process proceeds to step S12 to determine whether or not the drive signal g * # input to the drive control unit 22 is an on drive signal.

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、カウンタCntを1インクリメントする。なお、本実施形態において、カウンタCntは「駆動時間」に相当し、本ステップの処理が「計時手段」を構成する。また、カウンタCntの初期値(例えば製品出荷時の値)は「0」に設定されている。本実施形態において、カウンタCntの値は、ドライブIC20に備えられる不揮発性メモリに演算周期毎に記憶されることとする。この不揮発性メモリは、上記メモリ24であってもよいし、メモリ24とは別のメモリであってもよい。   If an affirmative determination is made in step S12, the process proceeds to step S14, and the counter Cnt is incremented by one. In this embodiment, the counter Cnt corresponds to “driving time”, and the processing of this step constitutes “time measuring means”. In addition, the initial value of the counter Cnt (for example, the value at the time of product shipment) is set to “0”. In the present embodiment, the value of the counter Cnt is stored in a nonvolatile memory provided in the drive IC 20 for each calculation cycle. The nonvolatile memory may be the memory 24 or a memory different from the memory 24.

続くステップS16では、素子温度Sdを検出する。なお、本実施形態において、本ステップの処理、感温ダイオードSD*#及び温度検出部36が「温度検出手段」を構成する。   In subsequent step S16, the element temperature Sd is detected. In the present embodiment, the process of this step, the temperature sensitive diode SD * #, and the temperature detection unit 36 constitute “temperature detection means”.

続くステップS18では、オン駆動信号が入力される期間における素子温度Sdの時間平均値である平均温度Saveを算出する。本実施形態では、今回の演算周期において検出された素子温度Sd(n)をカウンタCntの値で除算した値と、前回までの演算周期における平均温度αとの加算値として平均温度Saveを算出する。なお、本実施形態において、本ステップの処理が「平均温度算出手段」を構成する。   In the subsequent step S18, an average temperature Save that is a time average value of the element temperature Sd in a period during which the ON drive signal is input is calculated. In the present embodiment, the average temperature Save is calculated as an addition value of the value obtained by dividing the element temperature Sd (n) detected in the current calculation cycle by the value of the counter Cnt and the average temperature α in the previous calculation cycle. . In this embodiment, the process of this step constitutes “average temperature calculation means”.

続くステップS20では、平均温度Saveに基づき閾値時間Tthを設定する。詳しくは、図4に示すように、平均温度Saveが高いほど、閾値時間Tthを段階的に短く設定する。閾値時間Tthは、スイッチング素子S*#が劣化したと想定されるスイッチング素子S*#の駆動時間(より詳しくは、上記駆動時間に対応するカウンタCntの値)であり、メモリ24に記憶されている。ここで、本実施形態において、閾値時間Tthは、スイッチング素子S*#の寿命(耐用期間)を表すカウンタの値とされている。なお、閾値時間Tthは、具体的には例えば、平均温度Save及び閾値時間Tthが関係付けられたマップを用いて設定すればよい。また、本実施形態において、ステップS20の処理が「閾値時間設定手段」を構成する。   In subsequent step S20, a threshold time Tth is set based on the average temperature Save. Specifically, as shown in FIG. 4, the threshold time Tth is set to be shorter stepwise as the average temperature Save is higher. The threshold time Tth is the driving time of the switching element S * # that is assumed to have deteriorated the switching element S * # (more specifically, the value of the counter Cnt corresponding to the driving time), and is stored in the memory 24. Yes. Here, in the present embodiment, the threshold time Tth is a counter value indicating the life (lifetime) of the switching element S * #. Note that the threshold time Tth may be specifically set using, for example, a map in which the average temperature Save and the threshold time Tth are related. In the present embodiment, the process of step S20 constitutes “threshold time setting means”.

先の図3の説明に戻り、続くステップS22では、カウンタCntの値が閾値時間Tth以上となったか否かを判断する。なお、本ステップの処理で用いるカウンタCntの値が、オン駆動信号が駆動制御部22に入力されている時間の積算値(換言すれば、制御装置14からオン駆動信号が出力されている時間の積算値)に相当する。   Returning to the description of FIG. 3, in the subsequent step S22, it is determined whether or not the value of the counter Cnt is equal to or greater than the threshold time Tth. Note that the value of the counter Cnt used in the processing of this step is the integrated value of the time during which the ON drive signal is input to the drive control unit 22 (in other words, the time during which the ON drive signal is output from the control device 14). Equivalent to the integrated value).

ステップS22において肯定判断された場合には、ステップS24に進み、スイッチング素子S*#が劣化している旨(寿命が経過している旨)診断するとともに、診断フラグFの値を「1」とする。なお、本実施形態において、ステップS22、S24の処理が「診断手段」を構成する。   If an affirmative determination is made in step S22, the process proceeds to step S24 to diagnose that the switching element S * # has deteriorated (that the life has passed) and set the value of the diagnosis flag F to “1”. To do. In the present embodiment, the processes in steps S22 and S24 constitute “diagnostic means”.

ステップS24の処理が完了した場合や、上記ステップS10において否定判断された場合には、ステップS26に進む。ステップS26では、フェール信号FLの論理を「L」に反転させることで、スイッチング素子S*#を強制的にオフ状態とする強制停止処理と、スイッチング素子S*#が劣化している旨の報知指示を行う報知指示処理とを行う。ここで、強制停止処理は、具体的には、制御装置14から出力される駆動信号g*#をオフ駆動信号とさせる処理である。   When the process of step S24 is completed or when a negative determination is made in step S10, the process proceeds to step S26. In step S26, the logic of the fail signal FL is inverted to “L” to forcibly stop the switching element S * # and the notification that the switching element S * # has deteriorated. Notification instruction processing for giving an instruction is performed. Here, the forcible stop processing is specifically processing for causing the drive signal g * # output from the control device 14 to be an off drive signal.

上記報知指示処理が行われると、その後、警告灯を点灯させる処理と、車両の走行動力源をエンジンとする処理とが上位の制御装置によって行われる。これにより、車両が修理工場に到達するまでのリンプホームを適切に実施したり、インバータIVの交換をユーザに促したりすることができる。ちなみに、本ステップの処理の報知指示処理が「報知指示手段」を構成し、強制停止処理が「停止手段」を構成する。   When the notification instruction process is performed, a process for turning on the warning lamp and a process for using the driving power source of the vehicle as an engine are performed by the host control device. Accordingly, it is possible to appropriately perform limp home until the vehicle reaches the repair shop, or to prompt the user to replace the inverter IV. Incidentally, the notification instruction processing of the processing of this step constitutes “notification instruction means”, and the forced stop processing constitutes “stop means”.

なお、上記ステップS12、S22において否定判断された場合や、ステップS26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。   If a negative determination is made in steps S12 and S22, or if the process in step S26 is completed, this series of processes is temporarily terminated.

次に、図5に、上記劣化診断処理の一例を示す。詳しくは、図5(a)は、カウンタCntの推移を示し、図5(b)は、制御装置14に入力されるフェール信号FLの推移を示す。   Next, FIG. 5 shows an example of the deterioration diagnosis process. Specifically, FIG. 5A shows the transition of the counter Cnt, and FIG. 5B shows the transition of the fail signal FL input to the control device 14.

図示される例では、時刻t1において、駆動制御部22においてカウンタCntの値が閾値時間Tth以上になったと判断される。これにより、制御装置14において、フェール信号FLの論理が「H」から「L」に反転されたと判断され、強制停止処理及び報知指示処理が行われる。   In the illustrated example, at time t1, the drive control unit 22 determines that the value of the counter Cnt is equal to or greater than the threshold time Tth. As a result, the control device 14 determines that the logic of the fail signal FL has been inverted from “H” to “L”, and the forced stop process and the notification instruction process are performed.

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。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

(1)カウンタCntの値が閾値時間Tth以上になったと判断された場合、スイッチング素子S*#が劣化している旨診断する劣化診断処理を行った。この処理によれば、駆動信号g*#に基づきスイッチング素子S*#が通常駆動される状況下において、スイッチング素子S*#が劣化している旨診断することができる。このため、例えば上記特許文献1に記載された技術とは異なり、スイッチング素子S*#の駆動状態を特定の駆動状態とすることなくスイッチング素子S*#が劣化しているか否かを診断することができる。すなわち、スイッチング素子S*#の劣化診断の機会が制約されることを回避しつつ、スイッチング素子S*#が劣化しているか否かを診断することができる。   (1) When it is determined that the value of the counter Cnt is equal to or greater than the threshold time Tth, deterioration diagnosis processing for diagnosing that the switching element S * # is deteriorated is performed. According to this process, it is possible to diagnose that the switching element S * # is deteriorated under the situation where the switching element S * # is normally driven based on the drive signal g * #. For this reason, for example, unlike the technique described in Patent Document 1, it is diagnosed whether the switching element S * # is deteriorated without setting the driving state of the switching element S * # to a specific driving state. Can do. That is, it is possible to diagnose whether or not the switching element S * # is deteriorated while avoiding that the opportunity for diagnosing the deterioration of the switching element S * # is restricted.

(2)オン駆動信号が駆動制御部22に入力されている時間の積算値をカウンタにて計時した。すなわち、オン駆動信号が入力される時間の積算値と駆動時間とを同期させた。こうした構成によれば、ドライブIC20側でゲート電圧Vgeやコレクタ電流Iceを検出することなく駆動時間を計時可能であることから、簡素な構成で駆動時間を計時することができる。   (2) The integrated value of the time during which the ON drive signal is input to the drive control unit 22 is measured by a counter. That is, the integrated value of the time when the ON drive signal is input and the drive time are synchronized. According to such a configuration, since the drive time can be measured without detecting the gate voltage Vge and the collector current Ice on the drive IC 20 side, the drive time can be measured with a simple configuration.

(3)平均温度Saveが高いほど閾値時間Tthを短く設定した。スイッチング素子S*#が駆動される状況下における素子温度が高いほど、スイッチング素子S*#の寿命は短くなる傾向にある。このため、本実施形態にかかる閾値時間Tthの設定手法によれば、スイッチング素子S*#が劣化しているか否かを診断するための閾値を高精度に設定することができる。これにより、スイッチング素子S*#が劣化しているか否かを高精度に診断することができる。   (3) The threshold time Tth was set shorter as the average temperature Save was higher. The higher the element temperature in the situation where the switching element S * # is driven, the shorter the lifetime of the switching element S * #. For this reason, according to the method for setting the threshold time Tth according to the present embodiment, the threshold for diagnosing whether or not the switching element S * # is deteriorated can be set with high accuracy. Thereby, it is possible to diagnose with high accuracy whether or not the switching element S * # is deteriorated.

(4)駆動制御部22及びメモリ24を単一のドライブIC20に備え、ドライブIC20及びスイッチング素子S*#を共通の基板である第2の基板38bに備えた。スイッチング素子S*#が備えられる基板と、劣化診断処理の実行主体となるロジック回路が備えられる基板とが異なると、何らかの理由によって上記ロジック回路が備えられる基板が交換された場合、カウンタによって計時された駆動時間がリセットされることとなる。これに対し、本実施形態によれば、何らかの理由で第1の基板38aが交換された場合であっても、計時された駆動時間がリセットされる事態を好適に回避することができ、スイッチング素子S*#の劣化診断が途中で実行できなくなることを回避できる。   (4) The drive control unit 22 and the memory 24 are provided in the single drive IC 20, and the drive IC 20 and the switching element S * # are provided in the second substrate 38b that is a common substrate. If the board provided with the switching element S * # is different from the board provided with the logic circuit that is the execution subject of the deterioration diagnosis process, if the board provided with the logic circuit is replaced for some reason, the time is counted by the counter. The driving time is reset. On the other hand, according to the present embodiment, even when the first substrate 38a is replaced for some reason, it is possible to suitably avoid a situation in which the measured drive time is reset, and the switching element It can be avoided that the deterioration diagnosis of S * # cannot be executed midway.

(5)スイッチング素子S*#が劣化している旨診断された場合、劣化している旨の報知指示を行う報知指示処理を行った。これにより、スイッチング素子S*#を備えるインバータIVの交換をユーザに促すことができ、ひいてはインバータIVの信頼性が低下した状態で車両が継続使用されることを回避できる。   (5) When it is diagnosed that the switching element S * # is deteriorated, a notification instruction process is performed to issue a notification instruction that the switching element S * # is deteriorated. Accordingly, it is possible to prompt the user to replace the inverter IV including the switching element S * #, and as a result, it is possible to avoid the vehicle being continuously used in a state where the reliability of the inverter IV is lowered.

(6)スイッチング素子S*#が劣化している旨診断された場合、スイッチング素子S*#の駆動を強制的に停止させる強制停止処理を行った。これにより、スイッチング素子S*#を備えるインバータIVの信頼性が低下した状態で車両が継続使用されることを回避できる。   (6) When it is diagnosed that the switching element S * # is deteriorated, a forced stop process for forcibly stopping the driving of the switching element S * # is performed. Thereby, it can avoid that a vehicle is used continuously in the state which the reliability of inverter IV provided with switching element S * # fell.

(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。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

本実施形態では、スイッチング素子が劣化している旨診断された場合の後処理を変更する。   In this embodiment, the post-processing when the switching element is diagnosed to be deteriorated is changed.

図6に、本実施形態にかかる劣化診断処理の手順を示す。この処理は、駆動制御部22によって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図6において、先の図3に示した処理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。また、本実施形態にかかる駆動制御部22は、ハードウェアであるため、図6に示す処理は、実際にはロジック回路によって実行される。   FIG. 6 shows a procedure of deterioration diagnosis processing according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the drive control unit 22 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 6, the same steps as those shown in FIG. 3 are given the same step numbers for the sake of convenience. Further, since the drive control unit 22 according to the present embodiment is hardware, the processing shown in FIG. 6 is actually executed by a logic circuit.

この一連の処理では、ステップS24の処理が完了した場合や、ステップS10において否定判断された場合、ステップS26aに進み、強制停止処理に代えて、制御装置14に上記パワーセーブ処理の実行を指示する処理を行う。これにより、コレクタ電流Iceが制限される。なお、本実施形態において、本ステップの処理のパワーセーブ処理が「制限手段」を構成する。   In this series of processes, when the process of step S24 is completed or when a negative determination is made in step S10, the process proceeds to step S26a to instruct the control device 14 to execute the power save process instead of the forced stop process. Process. Thereby, the collector current Ice is limited. In the present embodiment, the power saving process of the process of this step constitutes a “limiter”.

なお、上記ステップS12、S22において否定判断された場合や、ステップS26a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。   If a negative determination is made in steps S12 and S22, or if the process in step S26a is completed, the series of processes is temporarily terminated.

以上説明した本実施形態によれば、上記第1の実施形態の(1)〜(5)の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。   According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (5) of the first embodiment.

(7)スイッチング素子S*#が劣化している旨診断された場合、パワーセーブ処理を行った。このため、コレクタ電流Iceを制限することができ、スイッチング素子S*#の駆動時間が寿命に到達するまでの時間を延ばすことができる。これにより、例えば、リンプホームを実施する時間を確保することができる。   (7) When it is diagnosed that the switching element S * # is deteriorated, a power saving process is performed. For this reason, collector current Ice can be limited, and the time until the drive time of switching element S * # reaches the lifetime can be extended. Thereby, for example, the time for performing limp home can be secured.

(第3の実施形態)
以下、第3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。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

本実施形態では、閾値時間Tthの設定手法を変更する。   In this embodiment, the setting method of the threshold time Tth is changed.

図7に、劣化診断処理の手順を示す。この処理は、駆動制御部22によって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図7において、先の図3に示した処理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。また、本実施形態にかかる駆動制御部22は、ハードウェアであるため、図7に示す処理は、実際にはロジック回路によって実行される。   FIG. 7 shows the procedure of the deterioration diagnosis process. This process is repeatedly executed by the drive control unit 22 at a predetermined cycle, for example. In FIG. 7, the same steps as those shown in FIG. 3 are given the same step numbers for the sake of convenience. Further, since the drive control unit 22 according to the present embodiment is hardware, the processing shown in FIG. 7 is actually executed by a logic circuit.

この一連の処理では、ステップS18の処理の完了後、ステップS28に進み、オン駆動信号が駆動制御部22に入力される状況下におけるゲート電圧Vgeを検出する。なお、本実施形態において、本ステップの処理が「電圧検出手段」を構成する。   In this series of processes, after the process of step S18 is completed, the process proceeds to step S28, and the gate voltage Vge is detected under the situation where the ON drive signal is input to the drive control unit 22. In the present embodiment, the process in this step constitutes a “voltage detection unit”.

続くステップS30では、オン駆動信号が入力される期間におけるゲート電圧Vgeの時間平均値である平均印加電圧Vaveを算出する。本実施形態では、平均温度Saveの算出手法と同様に、今回の演算周期において検出されたゲート電圧Vge(n)をカウンタCntの値で除算した値と、前回までの演算周期における平均印加電圧βとの加算値として平均印加電圧Vaveを算出する。なお、本実施形態において、本ステップの処理が「平均電圧算出手段」を構成する。   In subsequent step S30, an average applied voltage Vave, which is a time average value of the gate voltage Vge during a period in which the ON drive signal is input, is calculated. In the present embodiment, similar to the method for calculating the average temperature Save, a value obtained by dividing the gate voltage Vge (n) detected in the current calculation cycle by the value of the counter Cnt, and the average applied voltage β in the previous calculation cycle. The average applied voltage Vave is calculated as an added value. In this embodiment, the process of this step constitutes “average voltage calculation means”.

続くステップS20aでは、平均温度Save及び平均印加電圧Vaveに基づき閾値時間Tthを設定する。詳しくは、図8に示すように、平均温度Saveが高かったり、平均印加電圧Vaveが高かったりするほど、閾値時間Tthを段階的に短く設定する。ここで、閾値時間Tthの設定に平均印加電圧Vaveを用いるのは、スイッチング素子S*#が駆動される状況下におけるゲート電圧Vgeが高いほど、スイッチング素子S*#の寿命が短くなる傾向があることによる。なお、閾値時間Tthは、具体的には例えば、平均温度Save、平均印加電圧Vave及び閾値時間Tthが関係付けられたマップを用いて設定すればよい。   In the subsequent step S20a, a threshold time Tth is set based on the average temperature Save and the average applied voltage Vave. Specifically, as shown in FIG. 8, the threshold time Tth is set to be shorter stepwise as the average temperature Save is higher or the average applied voltage Vave is higher. Here, the reason why the average applied voltage Vave is used for setting the threshold time Tth is that the life of the switching element S * # tends to be shorter as the gate voltage Vge is higher when the switching element S * # is driven. It depends. The threshold time Tth may be specifically set using, for example, a map in which the average temperature Save, the average applied voltage Vave, and the threshold time Tth are related.

先の図7の説明に戻り、ステップS20aの処理の完了後、ステップS22に進む。   Returning to the description of FIG. 7, the process proceeds to step S22 after the process of step S20a is completed.

なお、上記ステップS12、S22において否定判断された場合や、ステップS26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。   If a negative determination is made in steps S12 and S22, or if the process in step S26 is completed, this series of processes is temporarily terminated.

以上説明した本実施形態によれば、上記第1の実施形態の(1),(2),(4)〜(6)の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。   According to this embodiment described above, in addition to the effects (1), (2), (4) to (6) of the first embodiment, the following effects can be obtained.

(8)平均温度Saveが高かったり、平均印加電圧Vaveが高かったりするほど、閾値時間Tthを短く設定した。こうした設定手法によれば、スイッチング素子S*#が劣化しているか否かを診断するための閾値をいっそう高精度に設定することができる。これにより、スイッチング素子S*#が劣化しているか否かをいっそう高精度に診断することができる。   (8) The threshold time Tth is set shorter as the average temperature Save is higher or the average applied voltage Vave is higher. According to such a setting method, the threshold value for diagnosing whether or not the switching element S * # is deteriorated can be set with higher accuracy. Thereby, it can be diagnosed with higher accuracy whether or not the switching element S * # is deteriorated.

(第4の実施形態)
以下、第4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。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

本実施形態では、インバータIVの起動直後にスイッチング素子S*#の寿命が近い旨を報知する起動時報知指示処理を行う。なお、本実施形態では、上記閾値時間Tthを、第1の閾値時間Tth1と称すこととする。   In the present embodiment, a startup notification instruction process is performed to notify that the switching element S * # is near the end of life immediately after startup of the inverter IV. In the present embodiment, the threshold time Tth is referred to as a first threshold time Tth1.

図9に、上記起動時報知指示処理の手順を示す。この処理は、駆動制御部22によって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、本実施形態にかかる駆動制御部22は、ハードウェアであるため、図9に示す処理は、実際にはロジック回路によって実行される。   FIG. 9 shows the procedure of the startup notification instruction process. This process is repeatedly executed by the drive control unit 22 at a predetermined cycle, for example. Since the drive control unit 22 according to the present embodiment is hardware, the processing shown in FIG. 9 is actually executed by a logic circuit.

この一連の処理では、まずステップS32において、インバータIVの起動時であるか否かを判断する。この処理は、スイッチング素子S*#の駆動開始直前であるか否かを判断するための処理である。なお、インバータIVの起動時とは、例えば、ユーザによってイグニッションスイッチがオン操作されてから上記充電処理及び放電処理によってスイッチング素子S*#がオンオフ操作され始める(通常駆動され始める)までの期間(以下、インバータIVの起動準備期間)のことである。   In this series of processes, first, in step S32, it is determined whether or not the inverter IV is in a starting state. This process is a process for determining whether or not it is immediately before the switching element S * # starts to be driven. Note that when the inverter IV is activated, for example, a period from when the ignition switch is turned on by the user until the switching element S * # starts to be turned on / off (usually driven) by the charging process and the discharging process (hereinafter referred to as normal driving). , The startup preparation period of the inverter IV).

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、カウンタCntの値が第2の閾値時間Tth2以上となったか否かを判断する。ここで、第2の閾値時間Tth2は、第1の閾値時間Tth1よりも短くてかつ、第1の閾値時間Tth1が規定するスイッチング素子S*#の劣化度合いよりも小さい劣化度合いを規定する時間である。具体的には例えば、第2の閾値時間Tth2は、第1の閾値時間Tth1の80%程度の時間に設定される。また、第2の閾値時間Tth2は、第1の閾値時間Tth1と併せてメモリ24に記憶されている。ここで、図10に、第1の閾値時間Tth1及び第2の閾値時間Tth2の設定態様の一例を示した。第2の閾値時間Tth2は、第1の閾値時間Tth1と同様に、平均温度Saveが高くなるほど段階的に短く設定される。   If an affirmative determination is made in step S32, the process proceeds to step S34 to determine whether or not the value of the counter Cnt is equal to or greater than the second threshold time Tth2. Here, the second threshold time Tth2 is a time that defines a degree of deterioration that is shorter than the first threshold time Tth1 and smaller than the degree of deterioration of the switching element S * # defined by the first threshold time Tth1. is there. Specifically, for example, the second threshold time Tth2 is set to about 80% of the first threshold time Tth1. The second threshold time Tth2 is stored in the memory 24 together with the first threshold time Tth1. Here, FIG. 10 shows an example of how the first threshold time Tth1 and the second threshold time Tth2 are set. Similar to the first threshold time Tth1, the second threshold time Tth2 is set shorter in steps as the average temperature Save becomes higher.

先の図9の説明に戻り、ステップS34において肯定判断された場合には、スイッチング素子S*#の寿命が近いと判断し、ステップS36に進む。ステップS36では、スイッチング素子S*#の寿命が近い旨の情報を含むパルス信号を制御装置14に伝達する起動時報知指示処理を行う。この処理は、具体的には、フェール信号FLを上記パルス信号とする処理である。なお、本実施形態において、本ステップの処理が「処理手段」を構成する。   Returning to the description of FIG. 9, if an affirmative determination is made in step S34, it is determined that the life of the switching element S * # is near, and the process proceeds to step S36. In step S36, a startup notification instruction process is performed in which a pulse signal including information indicating that the switching element S * # is near the end of life is transmitted to the control device 14. Specifically, this process is a process in which the fail signal FL is the pulse signal. In the present embodiment, the processing in this step constitutes “processing means”.

図11は、起動時報知指示処理の一例を示すタイムチャートである。詳しくは、図11(a)は、カウンタCntの推移を示し、図11(b)は、制御装置14に入力されるフェール信号FLの推移を示す。   FIG. 11 is a time chart illustrating an example of a startup notification instruction process. Specifically, FIG. 11A shows the transition of the counter Cnt, and FIG. 11B shows the transition of the fail signal FL input to the control device 14.

図示される例では、時刻t1においてユーザによってイグニッションスイッチがオン操作されることで、インバータIVが起動される。その後、インバータIVの起動準備期間である時刻t1〜t2において、スイッチング素子S*#の寿命が近い旨の情報を含むパルス信号が制御装置14に入力される。ここで、上記パルス信号は、具体的には、スイッチング素子S*#の寿命が近い旨の情報を識別するためのヘッダと、上記寿命が近い旨の情報が含まれる信号とからなる。   In the example shown in the figure, the inverter IV is activated by turning on the ignition switch by the user at time t1. Thereafter, a pulse signal including information indicating that the life of the switching element S * # is near is input to the control device 14 at times t1 to t2, which is a startup preparation period of the inverter IV. Here, the pulse signal specifically includes a header for identifying information indicating that the switching element S * # is near in life and a signal including information indicating that the life is near.

その後、時刻t2において、パルス信号が入力されたと判断した制御装置14は、スイッチング素子S*#の駆動開始に先立ち、スイッチング素子S*#の寿命が近い旨の報知指示を上位の制御装置に対して行う。これにより、警告灯が点灯され、スイッチング素子S*#の寿命が近い旨をユーザに報知することができる。ちなみに、上記寿命が近い旨の報知態様と、先の図3のステップS26における報知指示処理による報知態様とを相違させることが望ましい。   After that, at time t2, the control device 14 that has determined that the pulse signal has been input gives a notification to the host control device that the switching device S * # is near the end of life prior to the start of driving of the switching device S * #. Do it. Thereby, the warning lamp is turned on, and it can be notified to the user that the life of the switching element S * # is near. Incidentally, it is desirable that the notification mode that the lifetime is near is different from the notification mode by the notification instruction process in step S26 of FIG.

なお、上記ステップS32、S34において否定判断された場合や、ステップS36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。   If a negative determination is made in steps S32 and S34, or if the process of step S36 is completed, the series of processes is temporarily terminated.

以上説明した本実施形態によれば、上記第1の実施形態で得られる効果に加えて、以下の効果を得ることができる。   According to this embodiment described above, in addition to the effects obtained in the first embodiment, the following effects can be obtained.

(9)カウンタCntの値が第2の閾値時間Tth2以上になったと判断された場合、スイッチング素子S*#の寿命が近い旨の情報を含むパルス信号を第2のフォトカプラ18bを介して制御装置14に伝達させる起動時報知指示処理を行った。これにより、その後、ユーザに対して上記寿命が近い旨が報知されるため、スイッチング素子S*#の寿命が経過する前にユーザにインバータIVの交換を促すことができる。   (9) When it is determined that the value of the counter Cnt is equal to or longer than the second threshold time Tth2, a pulse signal including information that the life of the switching element S * # is near is controlled via the second photocoupler 18b. A startup notification instruction process to be transmitted to the device 14 was performed. As a result, the user is informed that the lifetime is near, so that the user can be prompted to replace the inverter IV before the lifetime of the switching element S * # elapses.

また、スイッチング素子S*#の寿命が近い旨の情報を、スイッチング素子S*#の駆動開始に先立つ期間であるインバータIVの起動準備期間に伝達した。起動準備期間においては、これまで、スイッチング素子S*#の他の異常(例えば過熱異常)を制御装置14に伝達すべく、フェール信号FLの論理を「L」とする構成が採用されていなかった。本実施形態では、起動準備期間においてスイッチング素子S*#の寿命が近い旨の情報を伝達するため、上記寿命が近い旨の情報を伝達するためのフォトカプラと、スイッチング素子S*#の他の異常を伝達するためのフォトカプラとを共通化することもできる。これにより、スイッチング素子S*#の寿命が近いことと、スイッチング素子S*#の他の異常が生じていることとを単一のフェール信号FLによって判別することができ、また、ドライブIC20の端子数を削減することができる。   Further, information indicating that the life of the switching element S * # is near is transmitted to the start-up preparation period of the inverter IV, which is a period prior to the start of driving of the switching element S * #. In the start-up preparation period, a configuration in which the logic of the fail signal FL is “L” has not been employed so far in order to transmit another abnormality (for example, overheating abnormality) of the switching element S * # to the control device 14. . In this embodiment, in order to transmit information that the life of the switching element S * # is near in the start-up preparation period, the photocoupler for transmitting the information that the life of the switching element S * # is near, It is also possible to share a photocoupler for transmitting an abnormality. As a result, it is possible to determine from the single fail signal FL that the switching element S * # is near the end of its life and other abnormality of the switching element S * #, and the terminal of the drive IC 20 The number can be reduced.

(第5の実施形態)
以下、第5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。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a fifth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment.

本実施形態では、ドライブIC20等の構成を変更する。   In this embodiment, the configuration of the drive IC 20 or the like is changed.

図12に、本実施形態にかかるドライブIC20等の構成を示す。なお、図12において、先の図2に示した部材等と同一の部材等については、便宜上、同一の符号を付している。   FIG. 12 shows the configuration of the drive IC 20 according to the present embodiment. In FIG. 12, the same members and the like as those shown in FIG. 2 are given the same reference numerals for the sake of convenience.

図示されるように、本実施形態では、ドライブIC20及びスイッチング素子S*#が一体化されている。本実施形態では、一体化された部材をスイッチングモジュール40と称すこととする。スイッチングモジュール40は、コレクタ電流Iceの流通経路となる一対の入出力端子、第5の端子T5及び第1のフォトカプラ18aを接続する第8の端子T8、第6の端子T6及び第2のフォトカプラ18bを接続する第9の端子T9、及び第7の端子T7及び第3のフォトカプラ18cを接続する第10の端子T10を備えている。   As illustrated, in the present embodiment, the drive IC 20 and the switching element S * # are integrated. In the present embodiment, the integrated member is referred to as a switching module 40. The switching module 40 includes a pair of input / output terminals serving as a flow path for the collector current Ice, an eighth terminal T8 connecting the fifth terminal T5 and the first photocoupler 18a, a sixth terminal T6, and a second photo. A ninth terminal T9 for connecting the coupler 18b, and a tenth terminal T10 for connecting the seventh terminal T7 and the third photocoupler 18c are provided.

ここで、ドライブIC20及びスイッチング素子S*#をモジュール化した理由として、例えば以下の2つを挙げることができる。まず、第1の理由は、スイッチング素子S*#の駆動状態を切り替える場合のゲート電圧の共振を抑制するためである。つまり、例えば、スイッチング素子S*#のゲートとドライブIC20とを接続する配線が短いと、配線インダクタンスを小さくすることができることから、ゲート電圧の共振を抑制することができる。また、第2の理由は、スイッチングモジュール40の製造工程において、スイッチング素子S*#の個体差等に起因して行うべき各種補正(例えば充放電処理に関する補正)を容易化するためである。   Here, as the reason why the drive IC 20 and the switching element S * # are modularized, for example, the following two can be cited. First, the first reason is to suppress the resonance of the gate voltage when the driving state of the switching element S * # is switched. That is, for example, if the wiring connecting the gate of the switching element S * # and the drive IC 20 is short, the wiring inductance can be reduced, and therefore the resonance of the gate voltage can be suppressed. The second reason is to facilitate various corrections (for example, corrections related to charge / discharge processing) to be performed in the manufacturing process of the switching module 40 due to individual differences of the switching elements S * #.

以上説明した本実施形態によっても、上記第1の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。   Also according to the present embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

(第6の実施形態)
以下、第6の実施形態について、先の第4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。
(Sixth embodiment)
Hereinafter, the sixth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the fourth embodiment.

本実施形態では、インバータIVの起動直後にスイッチング素子S*#の駆動時間を制御装置14に伝達する駆動時間伝達処理を行う。   In the present embodiment, a drive time transmission process for transmitting the drive time of the switching element S * # to the control device 14 is performed immediately after the inverter IV is started.

図13に、駆動時間伝達処理の手順を示す。この処理は、駆動制御部22によって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、本実施形態にかかる駆動制御部22は、ハードウェアであるため、図13に示す処理は、実際にはロジック回路によって実行される。   FIG. 13 shows the procedure of the drive time transmission process. This process is repeatedly executed by the drive control unit 22 at a predetermined cycle, for example. Since the drive control unit 22 according to the present embodiment is hardware, the process shown in FIG. 13 is actually executed by a logic circuit.

この一連の処理では、ステップS32において肯定判断された場合、ステップS38に進み、第2のフォトカプラ18bを介して制御装置14へとカウンタCntの値を伝達する。   In this series of processes, when an affirmative determination is made in step S32, the process proceeds to step S38, and the value of the counter Cnt is transmitted to the control device 14 via the second photocoupler 18b.

なお、上記ステップS32において否定判断された場合や、ステップS38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。   If a negative determination is made in step S32 or if the process in step S38 is completed, the series of processes is temporarily terminated.

続いて、図14を用いて、先の図13のステップS38におけるカウンタCntの値の伝達手法を説明する。ここで、図14(a)〜図14(c)は、フェール信号FLの推移である。   Next, a method for transmitting the value of the counter Cnt in step S38 in FIG. 13 will be described with reference to FIG. Here, FIG. 14A to FIG. 14C are transitions of the fail signal FL.

図示されるように、本実施形態では、インバータIVの起動準備期間において、カウンタCntの値が大きいほどフェール信号FLのパルス数を多くすることで、カウンタCntの値を制御装置14に対して伝達する。ここで、図14(a)〜図14(c)には、スイッチング素子S*#の駆動時間が寿命の「1/4」,「2/4」,「3/4」となる場合におけるパルス数を用いたカウンタCntの値の伝達手法を例示した。なお、図14(c)において、時刻t2の後、カウンタCntの値が閾値時間Tth以上になったと判断された場合、強制停止処理等が行われる。   As shown in the figure, in the present embodiment, during the start-up preparation period of the inverter IV, the value of the counter Cnt is transmitted to the control device 14 by increasing the number of pulses of the fail signal FL as the value of the counter Cnt increases. To do. Here, FIGS. 14A to 14C show pulses when the driving time of the switching element S * # is “1/4”, “2/4”, “3/4” of the lifetime. The method of transmitting the value of the counter Cnt using a number is illustrated. In FIG. 14C, if it is determined that the value of the counter Cnt is equal to or greater than the threshold time Tth after time t2, forcible stop processing or the like is performed.

続いて、図15を用いて、制御装置14によって実行される本実施形態にかかるパワーセーブ処理について説明する。   Next, the power saving process according to the present embodiment executed by the control device 14 will be described with reference to FIG.

図示されるように、本実施形態では、パワーセーブ処理として、インバータIVの起動時に伝達されたフェール信号FLのパルス数が多いほど、規定トルクTγを低く設定する処理を行う。すなわち、パルス数が多いほど、トルク指令値Trq*の制限度合いを大きくする。図15には、パルス数が「3」以上となる場合に、規定トルクTγを段階的に低く設定する例を示した。なお、本実施形態において、上記パワーセーブ処理が「制限変更手段」を構成する。   As shown in the figure, in the present embodiment, as the power saving process, the specified torque Tγ is set to be lower as the number of pulses of the fail signal FL transmitted when the inverter IV is started increases. That is, the greater the number of pulses, the greater the degree of restriction of the torque command value Trq *. FIG. 15 shows an example in which the prescribed torque Tγ is set to be lower stepwise when the number of pulses is “3” or more. In the present embodiment, the power saving process constitutes a “restriction changing unit”.

以上説明した本実施形態によれば、上記第1の実施形態で得られる効果に加えて、以下の効果を得ることができる。   According to this embodiment described above, in addition to the effects obtained in the first embodiment, the following effects can be obtained.

(10)インバータIVの起動準備期間において、フェール信号FLのパルス数を用いてカウンタCntの値を制御装置14に伝達した。このため、インバータIVが交換される場合において、インバータIVを構成するスイッチング素子S*#の使用頻度や、寿命に到達するまでの駆動時間を把握することなどができる。   (10) During the start-up preparation period of the inverter IV, the value of the counter Cnt is transmitted to the control device 14 using the number of pulses of the fail signal FL. For this reason, when the inverter IV is replaced, it is possible to grasp the usage frequency of the switching element S * # constituting the inverter IV and the driving time until the end of the life.

また、カウンタCntの値をインバータIVの起動準備期間に伝達したため、スイッチング素子S*#の駆動時間を伝達するためのフォトカプラと、スイッチング素子S*#の他の異常を伝達するためのフォトカプラとを共通化することもできる。これにより、スイッチング素子S*#の駆動時間と、スイッチング素子S*#の他の異常が生じていることとを単一のフェール信号FLによって伝達することができ、また、ドライブIC20の端子数を削減することができる。   Further, since the value of the counter Cnt is transmitted during the start-up preparation period of the inverter IV, a photocoupler for transmitting the driving time of the switching element S * # and a photocoupler for transmitting other abnormality of the switching element S * # Can be shared. Thereby, the driving time of the switching element S * # and other abnormality of the switching element S * # can be transmitted by a single fail signal FL, and the number of terminals of the drive IC 20 can be reduced. Can be reduced.

(11)インバータIVの起動準備期間に伝達されたフェール信号FLのパルス数が多いほど、規定トルクTγを低く設定した。このため、スイッチング素子S*#の駆動時間に応じて、トルク指令値Trq*を段階的に制限することができる。   (11) The prescribed torque Tγ is set lower as the number of pulses of the fail signal FL transmitted during the start-up preparation period of the inverter IV increases. For this reason, torque command value Trq * can be limited in a stepwise manner according to the drive time of switching element S * #.

(第7の実施形態)
以下、第7の実施形態について、先の第6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。
(Seventh embodiment)
Hereinafter, the seventh embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the sixth embodiment.

本実施形態では、駆動時間伝達処理手法と、パワーセーブ処理手法とを変更する。   In this embodiment, the driving time transmission processing method and the power saving processing method are changed.

図16に、本実施形態にかかるカウンタCntの値の伝達手法を説明する。   FIG. 16 illustrates a method for transmitting the value of the counter Cnt according to the present embodiment.

図示されるように、本実施形態では、インバータIVの起動準備期間において、カウンタCntの値が大きいほどフェール信号FLのDuty(=TH/Tperiod×100)を高くすることで、カウンタCntの値を制御装置14に対して伝達する。ここで、図16(a)〜図16(c)には、カウンタCntの値が「小」,「中」,「大」となる場合におけるDutyを用いたカウンタCntの値の伝達手法を例示した。なお、図16(a)〜図16(c)は、先の図14(a)〜図14(c)に対応している。   As shown in the figure, in this embodiment, in the start-up preparation period of the inverter IV, the value of the counter Cnt is increased by increasing the duty signal (= TH / Tperiod × 100) of the fail signal FL as the value of the counter Cnt increases. This is transmitted to the control device 14. Here, FIGS. 16A to 16C exemplify a method of transmitting the value of the counter Cnt using the duty when the value of the counter Cnt is “small”, “medium”, and “large”. did. 16A to 16C correspond to the previous FIGS. 14A to 14C.

続いて、図17を用いて、制御装置14によって実行される本実施形態にかかるパワーセーブ処理について説明する。   Subsequently, the power saving process according to the present embodiment executed by the control device 14 will be described with reference to FIG.

図示されるように、本実施形態では、パワーセーブ処理として、インバータIVの起動準備期間において伝達されたフェール信号FLのDutyが高いほど、規定トルクTγを低く設定する処理を行う。すなわち、Dutyが高いほど、トルク指令値Trq*の制限度合いを大きくする。図17には、Dutyが所定値以上となる場合に、規定トルクTγを連続的に低く設定する例を示した。   As shown in the figure, in the present embodiment, as the power saving process, a process of setting the specified torque Tγ lower as the duty of the fail signal FL transmitted during the startup preparation period of the inverter IV is higher. That is, the higher the duty is, the larger the degree of restriction of the torque command value Trq * is. FIG. 17 shows an example in which the prescribed torque Tγ is set continuously low when the Duty is equal to or greater than a predetermined value.

以上説明した本実施形態によれば、上記第6の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。   According to the present embodiment described above, the same effect as that obtained in the sixth embodiment can be obtained.

(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。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.

・「平均電圧算出手段」としては、上記第3の実施形態に例示したものに限らず、例えば以下に説明するものであってもよい。スイッチング素子S*#のスレッショルド電圧(コレクタ電流が流れ始めるゲート電圧)以上であってかつ定電圧電源28の端子電圧VH以下の電圧を規定電圧と定義する。そして、オン駆動信号が入力される状況下、ゲート電圧Vgeが規定電圧以上となる場合におけるゲート電圧Vgeの時間平均値を平均印加電圧Vaveとして算出する。この場合、「計時手段」としては、オン駆動信号を用いてスイッチング素子S*#の駆動時間を計時するものに限らず、ゲート電圧Vgeが規定電圧以上となる時間の積算値を駆動時間として計時するものであってもよい。   The “average voltage calculation means” is not limited to that exemplified in the third embodiment, and may be described below, for example. A voltage that is equal to or higher than the threshold voltage of the switching element S * # (gate voltage at which the collector current starts to flow) and lower than the terminal voltage VH of the constant voltage power supply 28 is defined as a specified voltage. Then, the time average value of the gate voltage Vge is calculated as the average applied voltage Vave when the gate voltage Vge is equal to or higher than the specified voltage under the condition where the ON drive signal is input. In this case, the “time measuring means” is not limited to time measurement of the drive time of the switching element S * # using the ON drive signal, and time measurement is performed using the integrated value of the time when the gate voltage Vge is equal to or higher than the specified voltage as the drive time. You may do.

・「計時手段」としては、スイッチング素子S*#の入出力端子間に電流が流れている時間の積算値を駆動時間として計時する手段であってもよい。具体的には、例えば、スイッチング素子S*#に備えられてかつコレクタ電流と相関を有する微小電流を出力するセンス端子の出力値が0よりも大きくなる時間の積算値を駆動時間として計時すればよい。なお、センス端子の出力値は、実際には、センス端子に接続された抵抗体の電圧降下量として検出される。   The “time measuring means” may be a means for measuring the integrated value of the time during which the current is flowing between the input and output terminals of the switching element S * # as the driving time. Specifically, for example, if the accumulated value of the time when the output value of the sense terminal provided in the switching element S * # and outputting the minute current correlated with the collector current is larger than 0 is counted as the driving time, Good. Note that the output value of the sense terminal is actually detected as the voltage drop amount of the resistor connected to the sense terminal.

・「診断手段」としては、高電圧システムのドライブIC20に備えられるものに限らず、低電圧システムの制御装置14に備えられるものであってもよい。この場合であっても、制御装置14においてオン駆動信号が出力される時間の積算値を駆動時間として計時することができる。このため、例えば、高電圧システム側からゲート電圧Vge等を伝達する構成を備えることなく駆動時間を計時することができる。なお、上記構成を採用する場合、ドライブIC20とスイッチング素子S*#とが異なる基板に備えられることになる。このため、制御装置14において計時された駆動時間がリセットされる事態を回避すべく、例えば、計時された駆動時間を第1の基板38aとは別の基板に備えられるメモリに記憶させる等、計時された駆動時間をバックアップする手段を備えることが望ましい。   The “diagnostic means” is not limited to that provided in the drive IC 20 of the high voltage system, but may be provided in the control device 14 of the low voltage system. Even in this case, the integrated value of the time during which the ON drive signal is output in the control device 14 can be counted as the drive time. For this reason, for example, the drive time can be measured without providing a configuration for transmitting the gate voltage Vge and the like from the high voltage system side. When the above configuration is adopted, the drive IC 20 and the switching element S * # are provided on different substrates. For this reason, in order to avoid a situation in which the drive time counted in the control device 14 is reset, for example, the time measured in the memory provided in a substrate different from the first substrate 38a is measured. It is desirable to provide a means for backing up the driven time.

・上記第1の実施形態において、閾値時間Tthを、スイッチング素子S*#の寿命よりもやや短い時間に設定してもよい。この場合、スイッチング素子S*#の寿命が経過する前に、寿命が近い旨をユーザに報知することができる。   In the first embodiment, the threshold time Tth may be set to a time slightly shorter than the lifetime of the switching element S * #. In this case, before the lifetime of the switching element S * # elapses, the user can be notified that the lifetime is near.

・上記第2の実施形態において、平均印加電圧Vaveのみによって閾値時間Tthを設定してもよい。   In the second embodiment, the threshold time Tth may be set only by the average applied voltage Vave.

・ドライブIC20としては、上記第1の実施形態の図2に示したものに限らず、例えば、ドライブIC20上において高電圧システム及び低電圧システムが区画されているものであってもよい。この場合、ドライブIC20に第1〜第3のフォトカプラ18a〜18cが備えられることとなる。   The drive IC 20 is not limited to the one shown in FIG. 2 of the first embodiment, and for example, a high voltage system and a low voltage system may be partitioned on the drive IC 20. In this case, the drive IC 20 is provided with the first to third photocouplers 18a to 18c.

・本発明の適用対象としては、車載主機として回転機及び内燃機関を備える車両に限らず、車載主機として回転機のみを備える車両(例えば電気自動車)であってもよい。上記車両においては、スイッチング素子S*#の寿命の経過によってスイッチング素子S*#の駆動が停止されると、車両の走行動力源がなくなる。このため、車載主機として回転機のみを車両においては、スイッチング素子S*#の寿命経過前にユーザにインバータIVの交換を促すことのできる上記第4の実施形態で説明した処理の利用価値が高い。   The application target of the present invention is not limited to a vehicle including a rotating machine and an internal combustion engine as an in-vehicle main machine, but may be a vehicle (for example, an electric vehicle) including only a rotating machine as an in-vehicle main machine. In the above vehicle, when the driving of the switching element S * # is stopped as the life of the switching element S * # elapses, the driving power source of the vehicle disappears. For this reason, in a vehicle using only a rotating machine as the in-vehicle main machine, the utility value of the process described in the fourth embodiment that can prompt the user to replace the inverter IV before the life of the switching element S * # elapses is high. .

・「制限手段」としては、上記第2の実施形態で説明したコレクタ電流Iceを制限するパワーセーブ処理を行うものに限らず、例えば、ゲート電圧Vgeを制限するものであってもよい。具体的には、例えば、スイッチング素子S*#のオン抵抗が過度に増大しないことを条件として、定電圧電源28の端子電圧VH未満であってかつスレッショルド電圧以上の電圧(例えば6V)にゲート電圧Vgeを制限すればよい。また、例えば、コレクタ電流Ice及びゲート電圧Vgeの双方を制限するものであってもよい。   The “limit means” is not limited to the power saving process for limiting the collector current Ice described in the second embodiment, and may be, for example, a limit for the gate voltage Vge. Specifically, for example, on the condition that the on-resistance of the switching element S * # does not increase excessively, the gate voltage is set to a voltage (for example, 6 V) that is lower than the terminal voltage VH of the constant voltage power supply 28 and equal to or higher than the threshold voltage. What is necessary is just to restrict | limit Vge. Further, for example, both the collector current Ice and the gate voltage Vge may be limited.

・カウンタCntの値の伝達手法としては、上記第7の実施形態に例示したものに限らない。例えば、カウンタCntの値が大きいほど、フェール信号FLのDutyを低くすることで、カウンタCntの値を伝達してもよい。   The method for transmitting the value of the counter Cnt is not limited to the one exemplified in the seventh embodiment. For example, the value of the counter Cnt may be transmitted by lowering the duty of the fail signal FL as the value of the counter Cnt is larger.

・「制限変更手段」としては、上記第6,第7の実施形態に例示したものに限らない。例えば、カウンタCntの値がスイッチング素子S*#の寿命に対応するカウンタCntの値に到達したと判断された場合、スイッチング素子S*#の駆動を禁止してもよい。   The “restriction changing unit” is not limited to those exemplified in the sixth and seventh embodiments. For example, when it is determined that the value of the counter Cnt has reached the value of the counter Cnt corresponding to the lifetime of the switching element S * #, the driving of the switching element S * # may be prohibited.

・「制限変更手段」としては、上記第6,第7の実施形態に例示したものに限らない。例えば、カウンタCntの値が大きいほど、ゲート電圧Vgeの制限度合いを大きくするものであってもよい。また、例えば、カウンタCntの値が大きいほど、コレクタ電流Ice及びゲート電圧Vgeの双方の制限度合いを大きくするものであってもよい。   The “restriction changing unit” is not limited to those exemplified in the sixth and seventh embodiments. For example, the limit degree of the gate voltage Vge may be increased as the value of the counter Cnt is increased. Further, for example, the greater the value of the counter Cnt, the greater the degree of restriction of both the collector current Ice and the gate voltage Vge.

・「温度検出手段」としては、感温ダイオードに限らず、例えばサーミスタであってもよい。   The “temperature detection means” is not limited to the temperature sensitive diode, and may be a thermistor, for example.

・「絶縁伝達手段」としては、光絶縁素子を備えるものに限らず、例えば、磁気絶縁素子(例えばパルストランス)を備えるものであってもよい。   The “insulation transmission means” is not limited to the one provided with the optical insulation element, and may include, for example, a magnetic insulation element (for example, a pulse transformer).

・「記憶手段」としては、電力供給なしで情報を保持可能な手段に限らない、例えば、記憶手段に対して常時電力供給可能な構成が制御システムに備えられることを条件として、電力供給によって情報を保持可能な手段(例えば、揮発性メモリ)を採用してもよい。   -"Storage means" is not limited to means capable of holding information without power supply, for example, information provided by power supply on condition that the control system is equipped with a configuration capable of always supplying power to the storage means. A means (for example, a volatile memory) capable of holding the memory may be employed.

・「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。   The “switching element” is not limited to the IGBT but may be a MOSFET, for example.

14…制御装置、22…駆動制御部、24…メモリ、S*#…スイッチング素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Control apparatus, 22 ... Drive control part, 24 ... Memory, S * # ... Switching element.

Claims (8)

スイッチング素子(S*#)をオン状態とするオン駆動信号又はオフ状態とするオフ駆動信号を出力する駆動信号出力手段(14)と、
前記駆動信号出力手段から出力される前記駆動信号に基づき、前記スイッチング素子を駆動する駆動手段(22)と、
前記スイッチング素子が劣化したと想定される該スイッチング素子の駆動時間である第1の閾値時間と、前記第1の閾値時間よりも短くてかつ、該第1の閾値時間が規定する前記スイッチング素子の劣化度合いよりも小さい劣化度合いを規定する第2の閾値時間とが記憶された記憶手段(24)と、
前記スイッチング素子の駆動時間を計時する計時手段と、
前記計時手段によって計時された前記駆動時間が前記記憶手段に記憶された前記第1の閾値時間以上になったと判断された場合、前記スイッチング素子が劣化している旨診断する診断手段と、
前記診断手段によって劣化している旨診断された場合、該劣化している旨の報知指示を行う報知指示手段と、
を備え
前記診断手段は、更に、前記計時手段によって計時された前記駆動時間が前記記憶手段に記憶された前記第2の閾値時間以上となったか否かを判断する機能を有し、
前記駆動信号出力手段及び前記報知指示手段は、第1の領域に備えられ、
前記駆動手段、前記記憶手段、前記計時手段及び前記診断手段は、前記第1の領域とは電気的に絶縁されてかつ該第1の領域の基準電位とは相違する基準電位を有する第2の領域に備えられ、
前記第1の領域及び前記第2の領域の間を電気的に絶縁しつつ該第2の領域から該第1の領域へと信号を伝達する絶縁伝達手段(18b)と、
前記診断手段によって前記駆動時間が前記第2の閾値時間以上になったと判断された場合、前記スイッチング素子の駆動開始に先立ち、前記スイッチング素子の寿命が近い旨の情報を含むパルス信号を前記絶縁伝達手段を介して前記報知指示手段に伝達させる処理を行う処理手段と、
を備え、
前記報知指示手段は、更に、前記パルス信号が入力されたことを条件として、前記寿命が近い旨の報知指示を行うことを特徴とするスイッチング素子の駆動装置。
Drive signal output means (14) for outputting an on drive signal for turning on the switching element (S * #) or an off drive signal for turning off the switching element (S * #);
Drive means (22) for driving the switching element based on the drive signal output from the drive signal output means;
A first threshold time that is a driving time of the switching element that is assumed to have deteriorated, and the switching element that is shorter than the first threshold time and that defines the first threshold time. Storage means (24) in which a second threshold time defining a degree of deterioration smaller than the degree of deterioration is stored;
Clocking means for clocking the driving time of the switching element;
Diagnosing means for diagnosing that the switching element has deteriorated when it is determined that the drive time measured by the time measuring means is equal to or longer than the first threshold time stored in the storage means;
A notification instructing unit for instructing that the deterioration is made when the diagnosis unit diagnoses that the deterioration has occurred;
Equipped with a,
The diagnostic means further has a function of determining whether or not the driving time measured by the time measuring means is equal to or longer than the second threshold time stored in the storage means,
The drive signal output means and the notification instruction means are provided in a first area,
The driving means, the storage means, the time measuring means, and the diagnostic means are second electrically insulated from the first area and having a reference potential different from the reference potential of the first area. Prepared in the area,
Insulation transmission means (18b) for transmitting a signal from the second region to the first region while electrically insulating between the first region and the second region;
When the diagnosis means determines that the drive time has reached or exceeded the second threshold time, prior to the start of driving the switching element, a pulse signal including information indicating that the life of the switching element is near is transmitted to the insulation transmission Processing means for performing processing to be transmitted to the notification instruction means via means;
With
The switching element driving device , wherein the notification instruction means further issues a notification instruction that the lifetime is near, on condition that the pulse signal is input .
前記計時手段は、前記駆動信号出力手段から前記オン駆動信号が出力される時間の積算値を前記駆動時間として計時す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。   2. The switching device drive device according to claim 1, wherein the time measuring means measures the integrated value of the time during which the ON drive signal is output from the drive signal output means as the drive time. 前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段(SD*#,36)と、
前記温度検出手段によって検出された温度及び前記計時手段によって計時された前記駆動時間に基づき、該駆動時間における前記スイッチング素子の平均温度を算出する平均温度算出手段と、
前記平均温度算出手段によって算出された前記平均温度が高いほど、前記第1の閾値時間を短く設定する閾値時間設定手段と、
を更に備え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。
Temperature detecting means (SD * #, 36) for detecting the temperature of the switching element;
Based on the temperature detected by the temperature detecting means and the driving time measured by the time measuring means, an average temperature calculating means for calculating an average temperature of the switching element in the driving time;
Threshold time setting means for setting the first threshold time to be shorter as the average temperature calculated by the average temperature calculation means is higher;
The switching element drive device according to claim 1, further comprising:
前記駆動信号出力手段から前記オン駆動信号が出力される状況下における前記スイッチング素子の開閉制御端子の印加電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出された前記印加電圧及び前記計時手段によって計時された前記駆動時間に基づき、該駆動時間における前記開閉制御端子の平均印加電圧を算出する平均電圧算出手段と、
前記平均電圧算出手段によって算出された前記平均印加電圧が高いほど、前記第1の閾値時間を短く設定する閾値時間設定手段と、
を更に備え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。
Voltage detection means for detecting an applied voltage of the switching control terminal of the switching element under a situation in which the ON drive signal is output from the drive signal output means;
Based on the applied voltage detected by the voltage detecting means and the driving time measured by the time measuring means, an average voltage calculating means for calculating an average applied voltage of the switching control terminal at the driving time;
Threshold time setting means for setting the first threshold time to be shorter as the average applied voltage calculated by the average voltage calculation means is higher;
The switching element drive device according to claim 1, further comprising:
前記駆動手段、前記記憶手段、前記計時手段及び前記診断手段は、単一の集積回路(20)に備えられ、
前記集積回路及び前記スイッチング素子は、共通の基板(38b)に備えられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動装置。
The driving means, the storage means, the timing means and the diagnostic means are provided in a single integrated circuit (20),
The driving device for a switching element according to any one of claims 1 to 4, wherein the integrated circuit and the switching element are provided on a common substrate (38b).
前記駆動手段、前記記憶手段、前記計時手段及び前記診断手段は、単一の集積回路(20)に備えられ、
前記集積回路及び前記スイッチング素子は、一体化されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動装置。
The driving means, the storage means, the timing means and the diagnostic means are provided in a single integrated circuit (20),
The driving device for a switching element according to claim 1, wherein the integrated circuit and the switching element are integrated.
前記診断手段によって劣化している旨診断された場合、前記スイッチング素子の駆動を強制的に停止させる停止手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動装置。 When it is diagnosed that are degraded by the diagnostic means, the switching device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a forcibly stopping means for stopping the driving of the switching element Drive device. 前記診断手段によって劣化している旨診断された場合、前記スイッチング素子の入出力端子間に流れる電流及び該スイッチング素子の開閉制御端子の印加電圧のうち少なくとも一方を制限する制限手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動装置。 When it is diagnosed that the diagnosis unit has deteriorated, it further comprises a limiting unit that limits at least one of a current flowing between the input / output terminals of the switching element and an applied voltage of the switching control terminal of the switching element. drive of the switching element according to any one of claims 1 to 6, wherein.
JP2013015659A 2013-01-30 2013-01-30 Driving device for switching element Active JP5949584B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013015659A JP5949584B2 (en) 2013-01-30 2013-01-30 Driving device for switching element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013015659A JP5949584B2 (en) 2013-01-30 2013-01-30 Driving device for switching element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014147266A JP2014147266A (en) 2014-08-14
JP5949584B2 true JP5949584B2 (en) 2016-07-06

Family

ID=51427090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013015659A Active JP5949584B2 (en) 2013-01-30 2013-01-30 Driving device for switching element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5949584B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07110131B2 (en) * 1991-08-28 1995-11-22 株式会社東芝 Power converter
JP3209004B2 (en) * 1994-08-10 2001-09-17 株式会社明電舎 Power switching device life monitoring device and device using power switching device having same life monitoring device
JP3666680B2 (en) * 1995-02-14 2005-06-29 株式会社日立製作所 Power converter
JP2009142016A (en) * 2007-12-05 2009-06-25 Denso Corp Driving device for in-vehicle power conversion circuit
JP5616088B2 (en) * 2010-03-25 2014-10-29 ニチユ三菱フォークリフト株式会社 Inverter protection device, method and program
JP6104496B2 (en) * 2010-12-22 2017-03-29 株式会社デンソー Switching element drive circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014147266A (en) 2014-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5803950B2 (en) Driving device for switching element
US8525371B2 (en) Discharge control apparatus arranged in power conversion system
CN103718449B (en) power conversion device
JP5853099B2 (en) Battery control device
JP6353648B2 (en) Semiconductor abnormality detection circuit
US20090108674A1 (en) Power Supply Control Device and Method of Detecting Abnormality of Relay
JP5655824B2 (en) Temperature detection device
JP2007159280A (en) Vehicle power supply
JP2017022836A (en) Drive unit
JP5838776B2 (en) Ignition device for internal combustion engine
JP2013038895A (en) Discharge circuit for capacitor
US10114047B2 (en) Control line diagnostic apparatus
JP5682593B2 (en) Driving device for switching element
JP5776636B2 (en) Temperature detection device
JP5099041B2 (en) Fuel pump control device
JP5776585B2 (en) Driving device for switching element
JP5949584B2 (en) Driving device for switching element
WO2022209975A1 (en) Deterioration determination device and power conversion device
JP5970563B2 (en) Battery control device
JP6760046B2 (en) Inverter abnormality judgment device
JP2019132633A (en) Load drive device
JP7552554B2 (en) Switch drive device and program
JP5790606B2 (en) Overheat protection circuit
JP2004362139A (en) Control device
JP4302454B2 (en) Self-excited oscillation type load drive device and load control circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150326

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160315

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160407

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160523

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5949584

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250