DE19958934A1 - Motorsteuereinheit - Google Patents

Abstract

In einer Motorsteuereinheit, die zur Steuerung jedes Schaltelements jedes Schaltarms und zum Steuern des an einen Motor gesendeten Stroms ausgelegt ist, sind Temperaturerfassungsdioden (19a-19c) in der Nähe der Schaltelemente angeordnet und eine Konstantstromschaltung (18) ist mit der Temperaturerfassungsdiode verbunden. Eine Überhitzungs-Schutzeinrichtung ist ebenfalls vorgesehen, um die Schaltelementtemperatur durch Erfassen eines Vorwärtsspannungswerts der Diode zu erkennen und um das Schaltelement in einen AUS-Zustand zu bringen, wenn auf Grundlage der erkannten Temperatur des Schaltelements beurteilt wird, dass sich das Schaltelement in einer Überhitzungs-Bedingung befindet.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuereinheit, die einen Motor unter Verwendung eines Leistungsumwandlungshalbleiters ansteuert, und insbesondere den Überhitzungsschutz des Leistungsumwandlungshalbleiters und die Temperatursteuerung der Motorsteuereinheit.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein erstes Beispiel einer herkömmlichen Motorsteuereinheit, die mit einer Überhitzungs-Schutzfunktion versehen ist, ist in Fig. 14 gezeigt. In dem ersten Beispiel wie in Fig. 14 gezeigt wird ein dreiphasiger Wechselstrommotor als ein Motor verwendet und ein Umrichter wird als ein Leistungswandler verwendet.

In Fig. 14 bezeichnet ein Bezugszeichen 1A eine Motorsteuereinheit, ein Bezugszeichen 2 ist ein Motor, 3A eine Steuerberechnungseinheit und 4A ein Leistungsumwandlungshalbleiter. Der Leistungsumwandlungshalbleiter 4A ist mit dreiphasigen Schaltarmen (U Phasenarm, V Phasenarm und W Phasenarm), einer Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8A und einer Überhitzungs-Schutzeinrichtung 9A versehen. Der U Phasenarm, der einer der Schaltarme ist, besteht aus einem Schaltelement 5a des oberen Arms, einem Schaltelement 5b des unteren Arms, einem freilaufenden Element 6a des oberen Arms, einem freilaufenden Element 6b des unteren Arms, einem Gate- Schältelement 7a des oberen Arms, einem Gate-Schaltelement 7b des unteren Arms und Thermistoren 10 und 11. Der V Phasenarm und der W Phasenarm weisen den gleichen Aufbau auf wie der U Phasenarm. Ein bipolarer Transistor wird hier für das Schaltelement verwendet. In der Zeichnung zeigt C, G und E einen Kollektor, ein Gate bzw. einen Emitter.

Die Motorsteuereinheit 1A wandelt allgemein Gleichstromenergie von einer elektrischen Energieeinheit (nicht gezeigt) in eine Wechselstromenergie um und liefert sie an den Motor 2. Die Umwandlung von der Gleichstromenergie in die Wechselstromenergie wird durch Schalten der Schaltelemente ausgeführt, die aus einem Leistungselement des Leistungsumwandlungshalbleiters 4A bestehen. Die Leistungselemente bestehen aus den Schaltelementen und den freilaufenden Elementen. Ein Gate-Ansteuersignal, das in der Steuerberechnungseinheit 3A zum Schalten erzeugt wird, ist mit dem Gate G der Schaltelemente über die Gate- Schaltelemente verbunden. Wenn die Schaltelemente durch ein Umschalten elektrifiziert werden, dann erzeugen sie aufgrund interner Verluste Wärme. Eine Überhitzung kann die Schaltelemente zerstören. Um die mögliche Zerstörung der Schaltelemente zu vermeiden, ist ein Überhitzungsschutz vorgesehen, indem die Temperatur der Schaltelemente überwacht wird, das von der Steuerberechnungseinheit 3A an die Gates der Schaltelemente fließende Signal unterbrochen wird (Gate- Unterbrechung), wenn die Temperatur einen vorgegebenen Pegel erreicht, und indem der an die Schaltelemente gesendete elektrische Strom unterbrochen wird. Ein Schutzfunktionsbetriebsalarmsignal wird an die Steuerberechnungseinheit 3A gesendet, wenn der Überhitzungsschutz ausgeführt wird. In der Zeichnung bestimmt eine Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8A durch ein Signal von dem Thermistor 10, ob die Temperaturerfassung und die Gate-Unterbrechung erforderlich sind oder nicht. Das Signal zum Unterbrechen des Gates wird in der Überhitzungsschutzeinrichtung 9A erzeugt, um die Gate- Unterbrechung durch die Gate-Schaltelemente 7a und 7b zu bewirken. Der Thermistor 10 ist in der Nähe der Schaltelemente angeordnet, um die Temperatur der Schaltelemente richtig zu reflektieren.

Ein anderer Thermistor 11 ist auf dem Umfang der Schaltelemente als eine Einrichtung zum Informieren der Steuerberechtigungseinheit 3A über die Temperatur der Schaltelemente angeordnet. In der Steuerberechnungseinheit 3A wird die Temperaturinformation der Schaltelemente aus dem Thermistor 11 zum Beispiel durch einen Mikrocomputer oder einen A/D Wandler ermittelt. Mit dieser Temperaturinformation (Signal) wird ein Gate-Ansteuersignal betrieben, so dass die Temperatur der Schaltelemente somit nicht übermäßig angehoben wird.

Als ein zweites herkömmliches Beispiel offenbart die japanische offengelegte Patentanmeldung (Kokai) Nr. Hei 10-21079 eine Steuereinheit zum Schützen von Schaltelementen vor einer Überhitzung durch Verwendung eines Temperatursignals von einem Leistungsumwandlungshalbleiter. In diesem zweiten herkömmlichen Beispiel wird eine Motorsteuereinheit zum Ausführen eines Überhitzungsschutzes auf ein elektrisches Fahrzeug angewendet. Fig. 15 zeigt dieses zweite herkömmliche Beispiel.

In Fig. 15 bezeichnet ein Bezugszeichen 2 einen Motor, ein Bezugszeichen 12 ist eine Batterie, 13 ist ein Leistungsumwandler, 14 Räder, 15 eine Leistungsumwandlungs- ECU (eine elektronische Steuereinheit), 16 ein Gaspedal und 17 ein Temperatursensor.

Der Leistungsumwandler 13 ist mit der Batterie 12 verbunden, die als eine Energieeinheit dient, und der Motor 2 zum Antreiben des Fahrzeugs ist mit dem Leistungsumwandler 13 verbunden. Die Antriebskraft des Motors 2 wird über eine Drehachse und ein Differentialgetriebe an die Räder 14 übertragen, um als die Antriebskraft des Fahrzeugs zu dienen. Der Leistungsumwandler 13 ist mit dem Leistungsumwandlungshalbleiter versehen. Ferner wird der Leistungsumwandler 13 von der Leistungsumwandlungs-ECU 15 gesteuert und der Leistungsumwandlungshalbleiter innerhalb des Leistungsumwandlers 13 startet einen Schaltbetrieb in Abhängigkeit von einem Gate-Ansteuersignal, das von der Leistungsumwandlungs-ECU 15 eingegeben wird. Mit diesem Schaltbetrieb wird die von der Batterie 12 gelieferte Gleichstromenergie in eine Wechselstromenergie umgewandelt, die an den Motor 2 zugeführt werden soll.

Die Leistungsumwandlungs-ECU 15 ist mit einem Gaspedal 16 verbunden und so ausgebildet, dass sie einen Druckbetrag als eine Gaspedalöffnung A% erfasst, wenn ein Fahrer auf das Gaspedal 16 tritt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Gaspedalöffnung 100% ist, wenn das Gaspedal vollständig gedrückt ist.

Die Leistungswandler-ECU 15 ist auch mit dem Temperatursensor 17 verbunden, der sich innerhalb eines Gehäuses des Leistungsumwandlers 13 befindet, um die Temperatur INV-T der Schaltelemente zu ermitteln. Ferner bestimmt die Leistungsumwandler-ECU 15 den Änderungsbetrag der Elementtemperatur pro Einheitszeit auf Grundlage der Elementtemperatur INV-T, um zu ermöglichen, dass die Temperaturänderungsrate ΔT/Δt ist.

Die Leistungsumwandler-ECU 15 bestimmt ein Drehmoment, das von dem Motor 2 ausgegeben werden soll, gemäß der Gaspedalöffnung A% und wandelt das gefundene Drehmoment in einen Drehmomentbefehl * um. Ferner bilden die folgenden zwei Arten von Begrenzungsraten (eine erste Begrenzungsrate α, eine zweite Begrenzungsrate β) multipliziert mit dem Drehmomentbefehl T den geregelten Drehmomentbefehl T*. Die erste Begrenzungsrate α wird auf Grundlage der Elementtemperatur INV-T basierend bestimmt. Die erste Begrenzungsrate α ist 100%, wenn die Elementtemperatur INV-T unter einer Begrenzungsstarttemperatur Ti ist. Wenn die Elementtemperatur INV-T höher als die Begrenzungsstarttemperatur Ti ist, dann wird die erste Begrenzungsrate α, die der Elementtemperatur INV-T zu dieser Zeit entspricht, mit dem Drehmomentbefehl T* multipliziert. Wenn die Elementtemperatur INV-T eine Null-Leistungs- Temperatur T2 erreicht, ist die erste Begrenzungsrate α 0 und der Drehmomentbefehl T* ist ebenfalls 0.

Die zweite Begrenzungsrate β wird basierend auf der Temperaturänderungsrate ΔT/Δt bestimmt. Die zweite Begrenzungsrate wird verwendet; wenn die Elementtemperatur INV-T über der Begrenzungsstarttemperatur Ti ist. Wenn die Temperaturänderungsrate AT/Δt unter einem ersten Referenzwert δ1 ist, ist die zweite Begrenzungsrate α 100%. Wenn die Temperaturänderungsrate ΔT/Δt höher als der erste Referenzwert δ1 ist, dann wird die zweite Begrenzungsrate β, die der Änderungsrate ΔT/Δt zu dieser Zeit entspricht, mit dem Drehmomentbefehl T* multipliziert. Wenn die Temperaturänderungsrate ΔT/Δt größer als die zweite Referenz δ2 ist, dann ist die zweite Begrenzungsrate β 0 und der Drehmomentbefehl T* ist ebenfalls 0.

Die Leistungsumwandler-ECU 15 beobachtet den geregelten Drehmomentbefehl T*, der von dem obigen Vorgang ermittelt wird, und einen Befehlswert I* eines Motorelektrifizierungsstroms, der dem geregelten Drehmomentbefehl T* entspricht. Das erzeugte Drehmoment des Motors 2 wird so gesteuert, dass es mit dem geregelten Drehmomentbefehl T* übereinstimmt, indem die Schaltelemente des Leistungsumwandlungshalbleiters auf Grundlage dieses Strombefehlswerts I* umgeschaltet werden.

Wie voranstehend beschrieben ist die Schaltelementtemperatur in dem zweiten herkömmlichen Beispiel hoch und wenn sie schnell ansteigt, dann werden die Schaltelemente vor einer Überhitzung geschützt, indem im wesentlichen der Drehmomentbefehl geregelt wird. Wenn andererseits die Temperatur der Schaltelemente hoch ist, aber nicht schnell angestiegen ist, muss der Drehmomentbefehl nicht so schnell wie bei dem schnellen Ansteigen geregelt werden. Somit ist es möglich, die Schaltelemente vor einer Überhitzung zu schützen, während das Drehmoment gemäß dem Ausmaß der Temperatur geregelt wird.

Gemäß dem ersten herkömmlichen Beispiel ist es möglich, einen Überhitzungsschutz durch ein Stoppen der Umschaltung (Gate- Unterbrechung) und einen Überhitzungsschutz durch eine Temperaturanstiegsüberwachung relativ zu dem Temperaturanstieg der Schaltelemente in dem Leistungsumwandlungshalbleiter bereitzustellen.

Jedoch unterscheidet sich gemäß dem ersten herkömmlichen Beispiel der Thermistor 10, der als der Temperatursensor für einen Überhitzungsschutz dient, von dem Thermistor 11, der als der Temperatursensor dient, der die Temperatur der Schaltelemente an die Steuerberechnungseinheit 3A überträgt. Es ist auch schwierig, die Temperatur der Schaltelemente, die von dem Thermistor 10 angezeigt wird, zu veranlassen, genau mit derjenigen der Schaltelemente übereinzustimmen, die von dem Thermistor 11 angezeigt werden, und zwar aufgrund des Abstands der Schaltelemente von ihren Spitzen, wie in der Anordnung und der Verteilung der elektrischen Charakteristiken jedes Sensor gesehen. Wenn es deshalb erforderlich ist, ein Gate-Steuersignal zum Schalten des Leistungsumwandlungshalbleiters 4A für einen Überhitzungsschutz über einen Temperaturüberwachung durch den Thermistor 11 zu erzeugen, bevor der Überhitzungsschutz von dem Thermistor 10 aktiviert ist, ist es erforderlich, die Verteilung des Sensors zu absorbieren, indem eine Schwellwerttemperatur-Startoperation des Gatesteuersignals auf einen niedrigeren Wert gesetzt wird. Wenn jedoch die Schwellwerttemperatur somit auf den niedrigeren Wert eingestellt wird, besteht eine gewisse Möglichkeit, dass der Überhitzungsschutzprozess häufig ausgeführt wird, sogar in einem normalen Betrieb, und dies ist deshalb nicht praktisch. Wenn andererseits die Schwellwerttemperatur auf einen normalen Wert eingestellt wird (nicht niedrig), gibt es eine bestimmte Möglichkeit, dass der Überhitzungsschutz von dem Thermistor 10 vor dem Start des Überhitzungsschutzprozesses ausgeführt wird, in Abhängigkeit von der Verteilung (Dispersion) des Sensors) und der Schaltbetrieb der Schaltelemente stoppt, um die Steuerung zu unterbrechen. Eine derartige Eigenschaft ist in der Motorsteuereinheit der vorliegenden Erfindung nicht wünschenswert.

Selbst wenn gemäß dem zweiten herkömmlichen Beispiel die Schaltelementtemperatur des Leistungsumwandlungshalbleiters plötzlich ansteigt, ist es möglich zu verhindern, dass sich das Schaltelement überhitzt, indem nicht nur ein Drehmomentbefehl des Motors geregelt wird, sondern auch ein Elektrifizierungsstrombefehl gemäß einer Rate einer Änderung pro Einheitszeit der Schaltelementtemperatur. Der Regelbetrag des Drehmomentbefehls wird erhöht oder verkleinert, um die geeignete Drehmomentregelung in Abhängigkeit davon, ob die Schaltelementtemperatur hoch oder niedrig ist, bereitzustellen.

Wenn jedoch in dem zweiten herkömmlichen Beispiel ein Temperatursignal des Schaltelements, das mit der Leistungsumwandler-ECU 15 verbunden werden soll, sich wegen irgendwelcher Gründe schnell ändert, beispielsweise aufgrund eines Drahtbruchs oder eines Ausfalls des Temperatursensors des Schaltelements, wird der Drehmomentbefehl stark geregelt, weil eine Rate einer Änderung pro Einheitszeit der Schaltelementtemperatur groß ist, was zu einer plötzlichen Änderung in dem erzeugenden Drehmoment des Motors führt. Diese Eigenschaft ist in einer Fahrzeugmotorsteuereinheit in einem elektrischen Fahrzeug nicht wünschenswert, weil diese einen schlechten Einfluss auf die Kontinuität einer Steuerung aufweist und das Fahrzeugreaktionssystem ebenfalls beeinflusst.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuereinheit bereitzustellen, die sämtliche der voranstehend erwähnten Nachteile im Stand der Technik beseitigt und schnell und genau die Temperatur eines Schaltelements erfassen kann, das ein Leistungselement eines Leistungsumwandlungshalbleiters bildet, und in geeigneter Weise verhindern kann, dass das Schaltelement überhitzt wird, wodurch die Kontinuität der Steuerung sichergestellt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Motorsteuereinheit vorgesehen, umfassend ein erstes Schaltelement, das auf einer Hochpotentialseite angeordnet ist, ein zweites Schaltelement, das auf einer Niedrigpotentialseite angeordnet ist, eine Mehrfachphase von Schaltarmen, die das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement zusammen in Reihe verschalten, und mit einem Gleichstromenergieeingang parallel verbunden ist, um einen Wechselstrommotor mit einer Wechselstromenergie von zwischen jedem Schaltelement jedes Schaltarms zu versorgen, eine Steuerberechnungseinheit zum Steuern des Schaltvorgangs jedes Schaltelements, um einen Strom des Motors zu steuern, und wobei ein Halbleiterelement mit einem P-N-Übergang in der Nähe des Schaltelements angeordnet und mit einer Konstantstromschaltung verbunden ist, und wobei eine Überhitzungsschutzeinrichtung bereitgestellt wird, um die Temperatur des Schaltelements durch Erfassen eines Vorwärtsspannungswerts zwischen dem P-N-Übergang des Halbleiters zu erkennen, und das Schaltelement in einen AUS- Zustand bringt, wenn auf Grundlage der erkannten Temperatur des Schaltelements beurteilt wird, dass das Schaltelement in einer Überhitzungsbedingung ist.

Die Steuerberechnungseinheit umfasst ferner eine Strombefehlswert-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Strombefehlswerts, der an den Motor gesendet wird, eine Stromsteuereinrichtung zum Steuern eines Stroms, der an den Motor gesendet wird, auf Grundlage des Strombefehlswerts, und eine Überwachungseinrichtung zum Eingeben der Temperatur des Schaltelements und des Strombefehlswerts, zum Überwachung der Beziehung zwischen der Schaltelementtemperatur und dem Strombefehlswert in einer Zeitsequenz und zum Steuern des Strombefehlswerts, um zu bewirken, dass sich die Bewegung des Motors für den Fall eines Ausfalls, beispielsweise einer Beschädigung des Halbleiterelements oder eines Drahtbruchs, in mäßiger Weise verändert.

Anstelle der Überwachungseinrichtung ist auch eine andere Überwachungseinrichtung zum Eingeben der Motortemperatur, der Schaltelementtemperatur und des Strombefehlswerts, zum Überwachen der Beziehung zwischen der Motortemperatur, der Schaltelementtemperatur und dem Strombefehlswert in einer zeitlichen Sequenz, und zum Steuern des Strombefehlswerts, um zu bewirken, dass die Bewegung des Motors sich für den Fall eines Ausfalls, beispielsweise einer Bestätigung des Halbleiterelements und eines Drahtbruchs, in mäßiger Weise verändert, vorgesehen.

Die Steuerberechnungseinrichtung ist ferner mit einer Stromberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Stromwerts, der an das Schaltelement gesendet wird, auf Grundlage der Schaltelementtemperatur und einem Ausgangsanschlussspannungswert des Schaltelements versehen.

Ferner ist die Überhitzungsverhinderungseinrichtung ausgelegt, um den Vorwärtsspannungswert des Halbleiterelements vorher bei der festen Temperatur zu speichern, so dass sie die Änderung erkennen kann, wenn sich die absolute Größe der Schaltelementtemperatur verändert.

Die Überhitzungsschutzeinrichtung ist ausgelegt, um die Schaltelementtemperatur an die Steuerberechnungseinheit in der Form eines analogen Signals zu senden oder Information dahingehend, ob der Überhitzungsschutz des Schaltelements nun gerade ausgeführt wird oder nicht, an die Steuerberechnungseinheit in der Form eines digitalen Signals zu senden. Sie ist auch dafür ausgelegt, die höchste Temperatur jeder Phase des Schaltelements zu erkennen und eine Beurteilung auf Grundlage dieser höchsten Temperatur auszuführen.

Das Halbleiterelement ist auch innerhalb des Spitzenbereichs angeordnet, wo das Schaltelement gebildet ist, oder in der Nähe des Spitzenbereichs.

Eine Diode wird zum Beispiel als der Halbleiter verwendet. Ein bipolarer Transistor wird zum Beispiel für das Schaltelement verwendet und der Kollektor-zu-Emitter- Spannungswert des bipolaren Transistors als das Schaltelement wird von der Spannungserfassungseinrichtung erfasst.

Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenders Erfindung ergeben sich näher aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.

Kurzbeschreibung der beiliegenden Zeichnungen

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Motorsteuereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht, die die erste Ausführungsform erläutert;

Fig. 3 eine Ansicht, die eine zweite Ausführungsform erläutert;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Motorsteuereinheit gemäß der dritten und vierten Ausführungsformen;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Motorsteuereinheit gemäß einer fünften Ausführungsform;

Fig. 6 eine Ansicht, die ein Beispiel eines Leistungselements zeigt, das in der sechsten Ausführungsform verwendet wird;

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer Motorsteuereinheit gemäß einer siebten Ausführungsform;

Fig. 8 ein internes Blockschaltbild einer Temperaturüberwachungseinrichtung in der siebten Ausführungsform;

Fig. 9 eine Ansicht, die eine Zeitverstärkungstabelle innerhalb der Temperaturüberwachungseinrichtung der siebten Ausführungsform zeigt;

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Motorsteuereinheit gemäß einer achten Ausführungsform;

Fig. 11 ein internes Blockschaltbild der Temperaturüberwachungseinrichtung gemäß der achten Ausführungsform;

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Motorsteuereinheit gemäß einer neunten Ausführungsform;

Fig. 13 eine Ansicht, die das Betätigungsprinzip der neunten Ausführungsform erläutert;

Fig. 14 ein Blockschaltbild, die eine Motorsteuereinheit als ein erstes herkömmliches Beispiel zeigt; und

Fig. 15 ein Blockschaltbild, das eine Fahrzeugmotor- Steuereinheit als ein zweites herkömmliches Beispiel zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Erste Ausführungsform

Eine erste Ausführungsform einer Mötorsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Beispiels einer Motorsteuereinheit der vorliegenden Erfindung zeigt. Hier ist eine Motorsteuereinheit in einem Fahrzeug erläutert, aber es sei darauf hingewiesen, dass die Motorsteuereinheit genauso für andere Fahrzeuge verwendet werden kann.

In Fig. 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 1 eine Motorsteuereinheit in einem Fahrzeug, Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Motor, 3 eine Steuerberechnungseinheit bzw. 4 einen Leistungsumwandlungshalbleiter in einem Fahrzeug. Der Leistungsumwandlungshalbleiter 4 in dem Fahrzeug (ein On- Vehicle-Leistungsumwandlungshalbleiter), der als eine Energieumwandlungseinheit dient, ist mit dreiphasigen Schaltarmen (U-Phasenarm, V-Phasenarm und W-Phasenarm), einer Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8, einer Überhitzungs-Schutzeinrichtung 9, und einer Konstantstromschaltung 18 versehen, die dafür ausgelegt ist, um einen elektrischen Strom an eine Temperaturerfassungsdiode (nachstehend beschrieben) zu senden. Der U-Phasenarm, der einer der Schaltarme ist, besteht aus einem Schaltelement 5a des oberen Arms, einem Schaltelement 5b des unteren Arms, einem freilaufenden Element 6a des oberen Arms, einem freilaufenden Element 6b des unteren Arms, einem Gate- Schaltelement 7a des oberen Arms, einem Gate-Schaltelement 7bm des unteren Arms und der Temperaturerfassungsdiode 19. Der V-Phasenarm und der W-Phasenarm weisen den gleichen Aufbau wie der U-Phasenarm auf. Ein bipolarer Transistor wird hier für das Schaltelement verwendet.

Ein Schaltelement und eine freilaufende Diode bilden ein Energie- bzw. Leistungselement. Das heißt, zwei Leistungselemente sind pro Phase des dreiphasigen Wechselstroms in Reihe geschaltet. Die Seite, die auf einer Hochpotentialseite des Gleichstromenergieeingangs liegt, wird als "ein oberer Arm" bezeichnet, bzw. diejenige, die auf einer Niedrigpotentialseite liegt, wird als "ein unterer Arm" bezeichnet. Die Temperaturerfassungsdiode 19, die als ein Temperatursensor für das Schaltelement dient, das das Leistungselement bildet, ist auf der gleichen Platine wie das Leistungselement gebildet.

Die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 gibt einen Vorwärtsspannungswert ein, der zwischen der Anode und der Kathode (P-N Übergang) der Temperaturerfassungsdiode 19 erzeugt wird, die ein Halbleiterelement mit dem P-N-Übergang ist, und beurteilt durch Lesen von Änderungen des eingegebenen Vorwärtsspannungswerts, ob ein Überhitzungsschutz ausgeführt werden sollte oder nicht. Diese Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 gibt ein Unterbrechungsanzeigesignal (nachstehend als "ein Gate- Unterbrechungs-Anzeigesignal" bezeichnet) eines Schaltsignals (Gating-Signals) an die Überhitzungsschutzeinrichtung 9 aus, wenn sie beurteilt, dass der Überhitzungsschutz ausgeführt werden sollte. Die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 und die Überhitzungs-Schutzeinrichtung bilden die Überhitzungs-Schutzeinrichtung.

Die Überhitzungs-Schutzeinrichtung 9 gibt ein Signal, das ein Ausschalten des Gate-Schaltelements bewirkt, an das Gate- Schaltelement aus, wenn sie das Gate-Unterbrechungs- Anzeigesignal von der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 eingibt und unterbricht die Übertragung des Gating-Signals von der Steuerberechnungseinheit 3 an das Schaltelement.

Die Motorsteuereinheit 1 in einem Fahrzeug (nachstehend auch als On-Vehicle-Motorsteuereinheit bezeichnet) der ersten Ausführungsform wird durch den On-Vehicle- Leistungsumwandlungshalbleiter 4 und die Steuerberechnungseinheit 3 mit dem voranstehend erwähnten Aufbau gebildet.

Ein Betrieb dieser Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.

Der On-Vehicle-Leistungsumwandlungshalbleiter 4 ist mit einer elektrischen Energieeinheit (nicht gezeigt) verbunden und wandelt eine eingegebene Gleichstromleistung in eine Wechselstromleistung um und sendet sie an den Motor 2. Die Umwandlung von der Gleichstromenergie in die Wechselstromenergie wird durch Schalten des Schaltelements, das das Leistungselement des On-Vehicle- Leistungsumwandlungshalbleiters 4 bildet, ausgeführt. In der Steuerberechnungseinheit 3 wird der Befehlswert des elektrischen Stroms, der elektrifiziert werden soll, berechnet, um den Motor 2 in die Lage zu versetzen, die erforderliche Bewegung auszuführen, und das Schaltsignal zum EIN/AUS-Schalten des Schaltelements wird erzeugt, um zu bewirken, dass der Strom des Strombefehlswerts fließt. Das Schaltsignal (Gating-Signal) wird an ein Gate G der oberen und unteren Schaltelemente jeder Phase übertragen.

Wenn eine Elektrizität durch einen Schaltvorgang eingeschaltet wird, dann erzeugt das Schaltelement aufgrund der internen Verluste Wärme. Es gibt die Möglichkeit eines Überhitzungsausfalls des Schaltelements, wenn das Schaltelement Wärme erzeugt. Deshalb erfasst die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 die Temperatur des Schaltelements und beurteilt, ob die Gate-Unterbrechung des Schaltsignals ausgeführt werden sollte oder nicht, um den Überhitzungsschutz bereitzustellen. Wenn die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 beurteilt, dass die Gate- Unterbrechung ausgeführt werden sollte, sendet sie ein Gate- Unterbrechungs-Anzeigesignal an die Überhitzungs- Schutzeinrichtung 9. Auf einen Empfang des Gate- Unterbrechungs-Anzeigesignals hin sendet die Überhitzungsschutzeinrichtung 9 das Gate-Unterbrechungssignal an die Gate-Schalteinrichtung, um die Gate-Schalteinrichtung zu schließen, und unterbricht die Übertragung des Gate- Signals an das Schaltelement.

Die Temperaturerfassung des Schaltelements durch die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 wird wie nachstehend spezifiziert ausgeführt. Ein Konstantstrom if, der von einer Konstantstromschaltung 18 fließt, fließt in die Anodenseite des Temperaturerfassungselements 19 hinein und von der Kathodenseite heraus. Der Elektrifizierungsstrom zu dieser Zeit wird angesichts der Polarität als Vorwärtsstrom bezeichnet, wenn er in die Temperaturerfassungsdiode 19 hineinfließt. Ferner wird eine Potentialdifferenz, die zwischen der Anode und der Kathode der Temperaturerfassungsdiode 19 erzeugt wird, als eine Vorwärtsspannung vf bezeichnet. Die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 ist mit der Anode und der Kathode der Temperaturerfassungsdiode 19 verbunden und gibt die Vorwärtsspannung vf ein.

Eine charakteristische Kurve zwischen der Vorwärtsspannung Vf und dem Vorwärtsstrom if der Temperaturerfassungsdiode 19 ist in Fig. 2 gezeigt. Die Vorwärtsspannung vf relativ zu dem Vorwärtsstrom if verändert sich nämlich in Abhängigkeit von der Übergangs-Temperatur Tj der Temperaturerfassungsdiode 19. Die Vorwärtsspannung fällt relativ zu einem Anstieg der Übergangs-Temperatur Tj.

Die Vorwärtsspannung Vf, wenn ein konstanter Vorwärtsstrom if an die Temperaturerfassungsdiode 19 gesendet wird, weist derartige Eigenschaften, wie in Fig. 3 gezeigt, relativ zu der Übergangs-Temperatur Ti auf. Das heißt, die Vorwärtsspannung vf nimmt ab, wenn die Übergangs-Temperatur Tj ansteigt. Wenn demzufolge Änderungen der Vorwärtsspannung vf der Temperaturerfassungsdiode 19, an die ein konstanter Vorwärtsstrom gesendet wird, gelesen werden, ist es möglich, die Änderung der Übergangs-Temperatur Tj der Temperaturerfassungsdiode 19 zu erfassen.

Das heißt, die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 gibt die Vorwärtsspannung vf der Temperaturerfassungsdiode 19 ein und erkennt Änderungen der Übergangs-Temperatur Tj der Temperaturerfassungsdiode 19. In diesem Fall ist es möglich, die Übergangs-Temperatur Tj der Temperaturerfassungsdiode 19 als die Schaltelementtemperatur zu lesen, indem die Temperaturerfassungsdiode in der Nähe des Schaltelements angeordnet wird und indem der Vorwärtsstrom if der Temperaturerfassungsdiode 19 auf einen niedrigeren Wert eingestellt wird, bei dem die Diode selbst nicht überhitzt wird.

Somit ist es möglich, die Schaltelementtemperatur durch Senden eines konstanten Vorwärtsstroms an die Temperaturerfassungsdiode, die auf der gleichen Platine wie das Leistungselement gebildet und in der Nähe des Schaltelements angeordnet ist, und durch Lesen der Vorwärtsspannung der Temperaturerfassungsdiode zu erkennen. Da diese Temperaturerfassung viel schneller ist als diejenige durch einen Thermistor und der Temperaturanstieg des Schaltelements genau innerhalb einer kurzen Zeit erfasst wird, ist es möglich, die Überhitzungsschutzcharakteristiken des Schaltelements zu verbessern.

Zweite Ausführungsform

Es kann auch ratsam sein, die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 zu veranlassen, den Vorwärtsspannungswert der Temperaturerfassungsdiode 19 bei der festen Temperatur zu speichern.

Eine zweite Ausführungsform wird nachstehend gemäß Fig. 3 erläutert. Die Vorwärtsspannung bei der Temperatur Tj0 ist Vf0. Als Folge einer nachfolgenden Änderung der Schaltelementtemperatur, wenn der erfasste Vorwärtsspannungswert Vf1 ist, wird die gegenwärtige Temperatur Tj1 als die Temperaturänderung entsprechend {Tj0- (Vf1-Vf0)} bestimmt. Da nun ein Änderungsbetrag Avfdes Vorwärtsspannungswerts relativ zu einer Änderungsrate ATj der Übergangs-Temperatur unabhängig von dem Übergang konstant ist, ist es möglich, die absolute Größe des Übergangs von Zeit zu Zeit zu erfassen, und zwar unabhängig davon, wie die Vorwärtsspannung sich verändert, falls der Absolutwert der Übergangs-Temperatur relativ zu einem gewissen Vorwärtsspannungswert bestimmt wird. Wenn der Vorwärtsspannungswert der Temperaturerfassungsdiode 19 bei einer festen Temperatur gespeichert wird, zum Beispiel bei einer Temperatur, bei der man die Schaltelementtemperatur bei Raumtemperatur ohne die Hilfe der Temperatur- Identifikationseinrichtung 8A erkennen kann, ist es deshalb möglich, die Übergangs-Temperatur, das heißt die absolute Größe der Schaltelementtemperatur, schnell und genau zu berechnen, selbst wenn sich die Schaltelementtemperatur danach ändert.

Dritte Ausführungsform

Wie in Fig. 4 gezeigt kann es auch ratsam sein, eine Funktion, die die Temperaturinformation (ein Signal) des Schaltelements als ein analoges Signal an die Steuerberechnungseinheit 3 zu übertragen, zu der Überhitzungs-Steuereinrichtung hinzuzufügen.

Wenn nämlich der Vorwärtsstrom an die Temperaturerfassungsdiode 19 von einer Konstantstromschaltung 18 gesendet wird, wird die Vorwärtsspannung Vf der Temperaturerfassungsdiode 19 zu dieser Zeit der Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 eingegeben. In der Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 wird die Schaltelementtemperatur in der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 in der gleichen Weise wie in den Ausführungsformen 1 und 2 berechnet. Die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 beurteilt ferner auf Grundlage der berechneten Schaltelementtemperatur, ob die Gate-Unterbrechung des Schaltsignals für einen Überhitzungsschutz ausgeführt werden sollte oder nicht. Wenn die Ausführung der Gate-Unterbrechung beurteilt wird, sendet die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 das Gate-Unterbrechungs- Anzeigesignal an die Überhitzungs-Schutzeinrichtung 9. Gleichzeitig sendet die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 die absolute Größe der Schaltelementtemperatur an die Steuerberechnungseinheit 3 als ein analoges Signal. Die Steuerberechnungseinheit 3 erzeugt das Schaltsignal des Schaltelements, das ein Leistungselement bildet, durch Verwenden der Temperaturinformation des Eingangs-Schaltelements. Da die Temperaturinformation des Schaltelements gleich zu derjenigen ist, die innerhalb der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8a verwendet wird, um Bedingungen dahingehend zu beurteilen, ob die Gate- Unterbrechung ausgeführt wird oder nicht, gibt es keine Möglichkeit, dass während des Steuerbetriebs der On-Vehicle- Motorsteuereinheit die Steuerbewegung von der Gate- Unterbrechung für einen Überhitzungsschutz unterbrochen wird und den Fahrzeugbetrieb in ernsthafter Weise beeinträchtigen wird, wenn das Schaltsignal so erzeugt wird, dass die Wärmeerzeugung des Schaltelements gesteuert wird, bevor die Schaltelementtemperatur eine Schwellwerttemperatur zum Ausführen der Gate-Unterbrechung erreicht.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Schaltelement- Temperaturinformation, die von der Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 an die Steuerberechnungseinheit 3 gesendet wird, der Betrag einer Änderung pro Einheitszeit der Schaltelementtemperatur, eine Erhöhung oder Erniedrigung der Schaltelementtemperatur nach dem Starten der On-Vehicle- Motorsteuereinheit 1 oder einer Kombination davon sein kann.

Vierte Ausführungsform

Eine Funktion zum Senden von Information darüber, ob gerade ein Überhitzungsschutz ausgeführt wird oder nicht, an die Steuerberechnungseinheit 3 als ein digitales Signal kann zu der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 hinzugefügt werden.

Die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 beurteilt nämlich auf Grundlage der berechneten Schaltelementtemperatur, ob die Gate-Unterbrechung des Schaltsignals für einen Überhitzungsschutz ausgeführt werden sollte oder nicht. Die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 sendet dann, wenn das Ausführen der Gate-Unterbrechung bestimmt wird, ein Gate- Unterbrechungs-Anzeigesignal an die Überhitzungs- Schutzeinrichtung 9 und überträgt Information dahingehend, ob der Überhitzungsschutz gerade ausgeführt wird oder nicht, an die Steuerberechnungseinheit 3 als ein digitales Signal. Das digitale Signal wie hier angegeben, kann ein Hoch/Niedrig- Binärpegel eines Logikelements oder die serielle Kommunikation durch einen Binärpegel einer Zeitkombination sein.

Ferner führt die Steuerberechnungseinheit 3 einen vorgegebenen Betrieb aus, um eine Sicherheit der Fahrzeugbewegung sicherzustellen, bis der Überhitzungsschutz entfernt wird, und zwar auf Grundlage der eingegebenen Information darüber, ob der Überhitzungsschutz gerade ausgeführt wird oder nicht, und steuert zum Beispiel das Ansteuern eines Lüfters oder eines Gebläses für eine Wärmeabstrahlung, so dass der Überhitzungs-Schutz bald entfernt werden kann. Die vorgegebene Bewegung umfasst eine Warnung an den Ansteuerer durch Lampen, Sprache und dergleichen, beispielsweise eine Überhitzungs-Warnanzeige in einem motorbetriebenen Fahrzeug. Wenn ein Antriebsmotor in einem hybriden Fahrzeug gesteuert wird, wird der Motorausgang auch während der Steuerung einer Elektrizität für einen Überhitzungsschutz ausgeführt und es wird eine Bewegung für eine Ausgangssteuerung einer Maschine erwartet, wobei der Ausgabemangel des Motors vorhergesagt wird.

Somit kann die Information, die von der Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8A an die Steuerberechnungseinheit 3 gesendet wird, anzeigen, ob der Überhitzungsschutz bereits ausgeführt worden ist, der Überhitzungsschutz mehr als eine feste Anzahl von Malen ausgeführt worden ist, der Überhitzungsschutz um einen festen Wert als die ausgeführte Schwellwerttemperatur angestiegen ist, der Überhitzungsschutz nach einer festen Zeit in der Zukunft ausgeführt werden wird, oder eine Kombination davon.

Fünfte Ausführungsform

Eine Ausführungsform, bei der der Überhitzungsschutz in Abhängigkeit von den Wärmeerzeugungsbedingungen jeder Phase des Schaltelements ausgeführt werden kann, wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert. In jeder Phase der Arme U, V und W ist die Temperaturerfassungsdiode, wie in Fig. I gezeigt, auf der gleichen Platine wie das Leistungselement gebildet. Der V Phasenarm und der W Phasenarm weisen den gleichen Aufbau wie der U Phasenarm auf, aber in der Figur sind an sie unterschiedliche alphabetische Bezeichnungen angeführt.

Die Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c jeder Phase sind parallel mit der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 verbunden und die Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c jeder Phase sind mit einer Konstantstromschaltung 18 verbunden. Die Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c jeder Phase sind mit der Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 parallel verbunden, weil diese ein Referenzpotential und vier Eingangsleitungen sein können, wenn die Vorwärtsspannung Vfu, Vfv und Vfw der Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c erfasst wird. Wenn eine Verdrahtung zum Erfassen der Vorwärtsspannung Vfu, Vfv und Vfw benötigt wird, ist die Art der Verdrahtung jedoch nicht wichtig.

Der Betrieb dieser Ausführungsform wird nun nachstehend beschrieben.

Die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 gibt die Vorwärtsspannung Vfu, Vfv und Vfw den jeweiligen Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c ein und erkennt dann Änderungen der Übergangs-Temperatur Tju, Tjv und Tjw der jeweiligen Temperaturerfassungsdiode 19a, 19b und 19c. Wenn in diesem Fall jede Temperaturerfassungsdiode 19a, 19b und 19c in der Nähe des Schaltelements gebildet wird und der Vorwärtsstrom if der Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c auf einen niedrigeren Wert eingestellt wird, so dass die Dioden selbst nicht überhitzt werden, dann kann die Übergangs-Temperatur Tju der U-Phasen- Temperaturerfassungsdiode 19a als die U-Phasen- Schaltelementtemperatur gelesen werden, die Übergangs- Temperatur Tjv der V-Phasen-Temperaturerfassungsdiode 19b kann als die V-Phasen-Schaltelementtemperatur gelesen werden bzw. die Übergangs-Temperatur Tjw der W- Phasentemperaturerfassungsdiode 19c kann als die W-Phasen- Schaltelementtemperatur gelesen werden.

Wenn, wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, bei jedem Schaltarm jeder Phase die Temperaturerfassungsdiode auf der gleichen Platine wie das Leistungselement gebildet ist, ein fester Vorwärtsstrom an die Temperaturerfassungsdiode gesendet wird und die Vorwärtsspannung der Temperaturerfassungsdiode gelesen wird, ist es möglich, die Schaltelementtemperatur jeder Phase genau zu erfassen. Durch Verwenden der Schaltelementtemperatur als den Standard der Beurteilung für die maximale Temperatur innerhalb des Schaltelements jeder Phase, selbst wenn irgendeine Abweichung in der Wärmeerzeugungsbedingung des Schaltelements jeder Phase vorhanden ist, ist es demzufolge möglich, den Überhitzungsschutz gemäß der höchsten Überhitzungstemperatur des Schaltelements genau auszuführen.

Sechste Ausführungsform

Wie in Fig. 6 gezeigt besteht eine Einheit eines Leistungselements aus einem Spitzenbereich, der das Schaltelement bildet, und einem anderen Spitzenbereich, der eine freilaufende Diode bildet, auf der Halbleiterplatine. Das Schaltelement wird durch Anordnen einer Vielzahl von Schaltelementen parallel gebildet, die zum Aussenden eines kleinen Strombetrags ausgelegt sind. Demzufolge ist es wünschenswert, die Temperatur innerhalb des Spitzenbereichs, der das Schaltelement bildet, hinsichtlich einer Wärmeerzeugung des elektrifizierten Schaltelements zu erfassen. Durch Anordnen der Temperaturerfassungsdiode nahe zu dem Spitzenbereich des Schaltelements oder durch Bilden dieser innerhalb des Spitzenbereichs wird es somit möglich, die Spitzentemperatur des Schaltelements für einen genauen Überhitzungsschutz ohne eine Verzögerung einer Wärmeleitung zu erfassen.

Siebte Ausführungsform

Eine On-Vehicle-Motorsteuereinheit in Kombination mit einer Steuerberechnungseinheit 3 einschließlich einer Temperaturüberwachungseinrichtung darin wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben.

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild der On-Vehicle- Motorsteuereinheit gemäß einer siebten Ausführungsform. In Fig. 7 ist ein Bezugszeichen 3 eine Steuerberechnungseinheit, die mit einer Temperaturüberwachungseinrichtung 20, einer Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 und einer Stromsteuereinrichtung 22 versehen ist. Ein On-Vehicle- Leistungsumwandlungshalbleiter 4 weist den gleichen Aufbau wie in Fig. 5 auf.

Fig. 8 ist ein internes Blockschaltbild der Temperaturüberwachungseinrichtung. In der Figur ist ein Bezugszeichen 30 eine Absolutwertschaltung, Bezugszeichen 31a, 39 und 46 sind Ausgabeeinrichtungen für einen einmaligen Berechnungsvorzyklus, 31b ist eine Ausgabeeinrichtung für einen zweimaligen Berechnungsvorzyklus, 31m ist eine Ausgabeeinrichtung für einen m-maligen Berechnungsvorzyklus, 32 ein Addierer, 33 eine Verstärkungsberechnungskarte, 34 eine Maximalwert-Ausgabeeinrichtung, 35 und 61 eine Minimumwert-Ausgabeeinrichtung, 36, 42, 50 und 58 Konstanten- Ausgabeeinrichtungen, 38 und 41 Koeffizientenmultiplizierer, 37, 40 43, 47 und 53 Subtrahierer, 44 und 45 Multiplizierer, 48, 54 und 55 Vergleicher, 49 und 57 Verstärkungsberechnungs- Ausgabeeinrichtungen, 51 und 59 Zeitverstärkungstabellen, 52 und 60 logische selektive Schalter bzw. 56 eine Logikeinheit.

Der Betrieb der Motorsteuereinheit wird nachstehend beschrieben.

Wie in Fig. 5 gezeigt wird der Vorwärtsstrom if an jede der Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c gesendet und die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 gibt die Vorwärtsspannung Vfu, Vfv und Vfw jeder der Temperaturerfassungsdioden 19a, 19b und 19c ein und berechnet die Temperatur Tju, Tjv und Tjw für jede Phase des Schaltelements. In diesem Fall, wie in der zweiten Ausführungsform gezeigt, ist es möglich, die Schaltelementtemperatur als einen absoluten Wert genau zu berechnen, indem die Vorwärtsspannung Vfu, Vfv und Vfw jeder Temperaturerfassungsdiode 19a, 19b und 19c bei einer festen Temperatur gespeichert wird, zum Beispiel bei der Temperatur, bei der die Schaltelementtemperatur bei einer Raumtemperatur ohne die Hilfe der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 erkannt werden kann. Die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 beurteilt auf Grundlage der berechneten Tju, Tjv und Tjw, ob die Gate-Unterbrechung für einen Überhitzungsschutz ausgeführt werden sollte oder nicht und sendet ein Signal an die Überhitzungs-Schutzeinrichtung 9, wenn beurteilt wird, dass die Gate-Unterbrechung ausgeführt werden sollte. Ferner wird die Schaltelementtemperatur Tju, Tjv und Tjw als das Schaltelement-Temperatursignal jeder Phase von der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 ausgegeben.

Wenn dann der Voreinstell-Strombefehl I*, der von einer Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 ausgegeben wird, und die Schaltelementtemperatur Tju, Tjv und Tjw der Temperatur- Überwachungseinrichtung 20 eingegeben werden, wird der obere und untere Begrenzungsgrenzwert LMT (I*) für den Strombefehl an die Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 ausgegeben.

Wenn, wie insbesondere in Fig. 8 gezeigt, die Schaltelementtemperatur Tju, Tjv und Tjw der Maximalwert- Ausgabeeinrichtung 34 eingegeben wird, wird der maximale Wert Tjmax von Tju, Tjv und Tjw gewählt und ausgegeben. Der Subtrahierer 37 subtrahiert den maximalen Wert Tjmax von einer Konstanten Tmax-Tj, die von der Konstanten- Ausgabeeinrichtung 36 ausgegeben wird und gibt einen Temperaturspielraum T jmargin aus. Die Konstante Tmax-Tj wird auf einen Wert gesetzt, der der Temperatur entspricht, die das Schaltelement durch eine Überhitzung beschädigt. Dann wird Tjmargin mit Ka in dem Koeffizientenmultiplizierer 38 multipliziert und der Wert, der den oberen und unteren Grenzwerten der Elektrizität entspricht, die an den Motor 2 gesendet werden soll, wird ausgegeben. Der Strom ist nämlich gemäß dem Temperaturspielraum Tjmargin begrenzt und die Verstärkung wird durch das Ausmaß des Temperaturanstiegs, des Wärmeabstrahlungs-Verhaltens und der gleichen des Schaltelements relativ zu einer Menge eines elektrischen Stroms bestimmt.

Ferner wird der Temperaturspielraum Tjmargin an eine Ausgabeeinrichtung 39 für einen einmaligen Berechnungsvorzyklus ausgegeben und der Temperaturspielraum des Zyklusses unmittelbar vor dem Berechnungszyklus Tjmargin (n-1) wird davon ausgegeben. Der Berechnungszyklus behandelt den Zeitablauf diskret und der Zyklus ist mit Δt gezeigt. Der Temperaturspielraum des gegenwärtigen Zyklusses ist als Tjmargin (n) gezeigt und der Temperaturspielraum des m-ten Zyklusses vor dem Berechnungszyklus wird als Tjmargin (n-m) gezeigt. Bezug nehmend auf den Subtrahierer 40 wird der Temperaturspielraum des Zyklusses unmittelbar vor dem Zyklus Tjmargin (n-1) von dem Temperaturspielraum des gegenwärtigen Zyklusses Tjmargin (n) subtrahiert und eine Rate einer Änderung des Temperaturspielraums pro Zyklus Δt (Tjmargin (n)-Tjmargin (n-1)/Δt = Δtjmargin/Δt wird ausgegeben. Dann wird die Änderungsrate (Δtjmargin/Δt) an den Koeffizientenmultiplizierer 41 eingegeben und mit der Verstärkung Kb multipliziert. In dem Subtrahierer 43 wird der Ausgang des Koeffizientenmultiplizierers 41 von dem Ausgang der Konstanten-Ausgabeeinrichtung 42 subtrahiert, um 1.0-Kb × (ΔTjmargin/Δt) auszugeben. Als nächstes wird der Ausgang des Koeffizientenmultiplizierers 38 mit dem Ausgang des Subtrahierers 43 multipliziert. Eine Multiplikation von 1.0- Kb × (Δtjmargin/Δt) entspricht einer Einstellung des Werts, der dem oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert der Elektrizität (Kb × Tjmargin) entspricht, der an den Motor 2 gesendet werden soll, gemäß der Änderungsrate des Temperaturspielraums pro Zyklus Δt (ΔTjmargin/Δt). Wenn nämlich die Verkleinerung des Temperaturspielraums groß ist, dann wird der obere und untere Begrenzungsgrenzwert der Elektrizität auf einen kleineren Wert gesetzt, während dann, wenn der Anstieg des Temperaturspielraums groß ist, der obere und untere Begrenzungsgrenzwert auf einen größeren Wert gesetzt wird.

Andererseits wird der Voreinstellungs-Strombefehl I*, der von der Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 ausgegeben wird, einer Absolutwertschaltung 30 auf eine Rückkopplung hin eingegeben und der Absolutwert |I*| des Voreinstellungs- Strombefehls I* wird ausgegeben. Wenn |I*| jeder Berechnungs- Vorzyklus-Ausgabeeinrichtung 31a-31m eingegeben wird, werden jeweils |I*| (n-1), |I*| (n-2), . . . |I*| (n-m) ausgegeben. Als nächstes werden |I*| (n-1), |I*| (n-2), . . . |I*| (n-m) und |I*|(n) dem Addierer 32 eingegeben, um die Gesamtsumme Σ |I*| zu ermitteln. Wenn Σ |I*| der Verstärkungsberechnungskarte 33 eingegeben wird, dann wird ein Einstellungsverstärkungsbetrag entsprechend der Gesamtsumme Σ |I*| ausgegeben. In dem Multiplizierer 45 wird der Ausgang des Multiplizierers 44 mit dem Ausgang von der Verstärkungsberechnungskarte für eine Ausgabe multipliziert. Das heißt, dieser Ausgang entspricht einer Einstellung des oberen und unteren Begrenzungsgrenzwerts der Elektrizität, die an den Motor 2 gesendet werden soll, gemäß dem Betrag der Gesamtsumme Σ |I*| des Absolutwerts des Voreinstellungs-Strombefehls I* für den Term des vergangenen m x Δt. Die Verstärkungsberechnungskarte 33 wird durch das Wärmeabstrahlungsverhalten und dergleichen bezüglich des Strombetrags bestimmt.

Ferner werden die Schaltelementtemperaturen Tju, Tjv und Tjw einer Minimumwert-Ausgabeeinrichtung 35 eingegeben und der minimale Wert Tjmin von Tju, Tjv und Tjw wird ausgegeben. Dann wird die Differenz zwischen dem Ausgang Tmax der Maximalwert-Ausgabeeinrichtung 34 und dem Ausgang Tjmin der Minimumwert-Ausgabeeinrichtung 35, das heißt, die Differenz (Tjmax-Tjmin) zwischen der maximalen und minimalen Temperatur des Schaltelements jeder Phase ausgegeben. Wenn als nächstes der Ausgang des Subtrahierers 53 dem Vergleicher 54 eingegeben wird, dann wird eine Beurteilung durchgeführt, welcher größer ist: (Tjmax-Tjmin) oder die Konstante Ta. Wenn (Tjmax-Tjmin) < Ta ist, wird eine logische 1 ausgegeben, und wenn (Tjmax-Tjmin) Ta ist, dann wird eine logische 0 ausgegeben. Ferner wird der Ausgang Tjmin der Minimumwert-Ausgabeeinrichtung 35 an den Vergleicher 55 für einen Vergleich mit der Konstante Tb ausgegeben. Wenn Tb < Tjmin ist, wird eine logische 1 ausgegeben, und wenn Tb < Tjmin ist, wird eine logische 0 ausgegeben. Als nächstes wird 1 oder 0 in einem logischen Betrieb durch eine ODER Logikeinheit 56 ausgegeben.

Der Ausgang des ODER Logikberechnungselement 56 wird einer Verstärkungsberechnungseinrichtung 57 eingegeben und der Wert, der dem oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert des Stroms entspricht, der an den Motor 2 gesendet werden soll, wird ausgegeben. Die Verstärkungsberechnungseinrichtung 57 besteht aus der Konstanten-Ausgabeeinrichtung 58, der Zeitverstärkungstabelle 59 und dem Logikwählschalter 60. Die Verstärkungsberechnungseinrichtung 57 ist dafür ausgelegt, um den Wert Ga der Konstanten-Ausgabeeinrichtung 58 auszugeben, wenn die eingegebene Logik 0 ist, und um den Wert Gb (t) der Zeitverstärkungstabelle 59 auszugeben, wenn die eingegebene Logik 1 ist. Fig. 9 zeigt die Zeitverstärkungstabelle 59 mit Einzelheiten. In Fig. 9 zeigt die laterale Achse die Zeit t von einer Ereigniserzeugungszeit und die vertikale Achse zeigt den Verstärkungsausgabewert. Das heißt, die Zeit, wenn sich eine eingegebene Logik an der Verstärkungsberechnungseinrichtung von 1 nach 0 ändert, ist die Ereigniserzeugungszeit und der Verstärkungsausgabewert Gb, der der abgelaufenen Zeit von diesem Punkt entspricht, wird ausgegeben. Bezug nehmend auf die Verstärkung Gb in Fig. 9 ist der Wert unmittelbar hinter der Ereigniserzeugung Ga und nimmt allmählich auf 0 ab. Dies liegt daran, dass dann, wenn ein Ausfall, beispielsweise ein Diodenausfall oder ein Signaldrahtbruch bei der Signalübertragung von den Temperaturerfassungsdioden 19a-19c durch die Überhitzungs- Identifikationseinrichtung 8 an die Temperaturüberwachungseinrichtung 20 stattfindet, der plötzliche Anstieg der Temperaturdifferenz (Tjmax-Tjmin) zwischen den Schaltelementen jeder Phase und ein plötzlicher Abfall in der minimalen Temperatur Tjmin automatisch erfasst wird und infolgedessen die Wirkung des Motors 2 in mäßiger Weise gesteuert werden kann, ohne die Steuerungskontinuität zu beeinträchtigen.

Wenn eine Änderungsrate des Temperaturspielraums (Δ Tjmargin/Δ t), der der Ausgang des Subtrahierers 40 ist, der Ausgabeeinrichtung für einen einmaligen Berechnungsvorzyklus eingegeben wird, dann wird die Änderungsrate des Temperaturspielraums des Zyklusses unmittelbar vor dem Zyklus (Δ Tjmargin/Δ (n-1)) ausgegeben. Dann wird in dem Subtrahierer 47 die Änderungsrate des Temperaturspielraums des Zyklusses unmittelbar vor dem Zyklus (Δ Tjmargin/Δ (n-1)) von der Änderungsrate des Temperaturspielraums des gegenwärtigen Zyklusses (Δ Tjmargin/Δ (n)) subtrahiert und die Veränderungskomponente der Änderungsrate des Temperaturspielraums pro Zyklus Δt wird ausgegeben. Dann wird in dem Vergleicher 48 die Veränderungskomponente der Änderungsrate des Temperaturspielraums, die der Ausgang des Subtrahierers 47 ist, und die Konstante Da verglichen, um herauszufinden, welcher größer ist, Wenn (die Änderungskomponente der Änderungsrate des Temperaturspielraums) < die Konstante Da ist, dann wird eine logische 1 ausgegeben, und wenn (die Veränderungskomponente der Änderungsrate des Temperaturspielraums) die Konstante Ga ist, wird eine logische 0 ausgegeben. Der Ausgang des Vergleichers 48 wird der Verstärkungsberechnungseinrichtung 57 eingegeben und der Wert, der dem oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert des Stroms entspricht, der an den Motor 2 gesendet werden soll, wird ausgegeben. Die Verstärkungsberechnungseinrichtung 49 besteht aus einer Konstanten-Ausgabeeinrichtung 50, einer Zeitverstärkungstabelle 51 und einem Logikwählschalter 52. Die Verstärkungsberechnungseinrichtung 49 gibt den Wert Gc der Konstanten-Ausgabeeinrichtung 50 aus, wenn die eingegebene Logik 0 ist, und den Wert Gd (t) der Zeitverstärkungstabelle 51, wenn die eingegebene Logik 1 ist. Die Zeitverstärkungstabelle 51 ist mit Einzelheiten in Fig. 9 gezeigt. Das heißt, die Zeit, wenn sich die eingegebene Logik an der Verstärkungsberechnungseinrichtung von 1 nach 0 ändert, wird als die Ereigniserzeugungszeit angesehen und der Verstärkungsausgangswert Gd, der der nachfolgenden abgelaufenen Zeit entspricht, wird ausgegeben. Die Verstärkung Gb weist den Wert Gc unmittelbar nach der Ereigniserzeugung auf und nimmt allmählich auf 0 ab. Dies liegt daran, dass dann, wenn ein Ausfall, beispielsweise ein Diodenausfall, ein Signalverdrahtungsbruch oder dergleichen bei der Signalübertragung von den Temperaturerfassungsdioden 19a-19c über die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 an die Temperaturüberwachungseinrichtung 20 vorhanden ist, der plötzliche Anstieg der Differenz der maximalen Temperatur zwischen dem Schaltelement jeder Phase automatisch erfasst werden kann und infolgedessen die Wirkung des Motors 2 ebenfalls in mäßiger Weise gesteuert werden kann, ohne die Steuerkontinuität zu beeinträchtigen.

Als nächstes gibt die Minimumwert-Ausgabeeinrichtung 61 die Ausgänge des Multiplizierers 45 und der Verstärkungsberechnungseinrichtungen 49 und 57 ein und gibt deren minimalen Wert als einen oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert LMT (I*) für den Strombefehl aus.

Die Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 gibt den oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert LMT (I*) für den Strombefehl, der von der Temperaturüberwachungseinrichtung 20 ausgegeben wird, ein und begrenzt die obere und untere Begrenzung des Absolutwerts des Voreinstellungs-Strombefehls I* auf LMT (I*), der dann an die Stromsteuereinrichtung 22 als der eingestellte Strombefehl I** ausgegeben wird.

Die Stromsteuereinrichtung 22 gibt ein Schaltsignal (Gating- Signal) für jedes Schaltelement aus und erzeugt dieses, so dass der Strom des Motors 2 dem Strombefehl I** folgen kann. Da ein Berechnungsverfahren für den Strombefehl in der Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 und ein Stromsteuerverfahren und ein Schaltsignal-Erzeugungsverfahren in der Stromsteuereinrichtung 22 für die vorliegende Erfindung nicht besonders sind, aber viele andere Verfahren bekannt sind und der Öffentlichkeit verfügbar sind, wird keine weitere Beschreibung hier angeführt.

Da wie voranstehend beschrieben gemäß der siebten Ausführungsform die Schaltelementtemperatur und der Strombefehlswert an dem Motor so ausgelegt sind, dass sie in einer zeitlichen Abfolge überwacht werden können, ist es möglich, das Schaltelement mit einem geeigneten Überhitzungsschutz gemäß dem Ausmaß des Temperaturanstiegs zu versehen. Da ferner der Ausfall der Temperaturerfassungsdiode, das Brechen der Temperaturinformations-Signalleitung und dergleichen automatisch erfasst werden kann und als Folge dessen die Bewegung des Motors moderat verändert werden kann, ist es effektiv, dass die Kontinuität einer Steuerung und die charakteristische Stabilität des Fahrzeugs sichergestellt werden.

Achte Ausführungsform

Eine Überhitzungs-Schutzfunktion des Motors kann zu der siebten Ausführungsform hinzugefügt, werden. Eine Temperaturüberwachungsform der achten Ausführungsform gibt nämlich ebenfalls ein Motortemperatursignal von einem Motortemperatursensor 70, wie in Fig. 10 gezeigt, ein. Zusätzlich zu dem Aufbau in Fig. 8 ist die Temperaturüberwachungseinrichtung 20 so ausgelegt, so dass sie die Temperaturinformation des Motors 2 eingibt und verarbeitet, wie in Fig. 11 gezeigt.

Der Betrieb der Ausführungsform wird nun nachstehend erläutert.

Der Betrieb, der gemeinsam mit Fig. 8 ist, wird hier weggelassen.

Wenn die Temperatur Tmt des Motors 2 aus dem Motortemperatursensor 70 erfasst wird und der Temperaturüberwachungseinrichtung 20 eingegeben wird, wird in dem Subtrahierer 72 der Wert Tmt von der Konstanten Tmax_MT von der Konstanten-Ausgabeeinrichtung 71 subtrahiert, um einen Motortemperaturspielraum Tmtmargin auszugeben. Hierbei wird die Konstante Tmax_Mt auf einen Wert eingestellt, der einer Temperatur entspricht, die den Motor 2 überhitzt und beschädigt. Dann wird der Motortemperaturspielraum Tmtmargin in dem Koeffizientenmultiplizierer 73 mit einer Verstärkung Kc multipliziert und als ein Wert ausgegeben, der dem oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert des Stroms, der an den Motor 2 gesendet werden soll, entspricht. Das heißt, der Strom ist ausgelegt, um gemäß dem Wert des Motortemperaturspielraums Tmtmargin begrenzt zu sein und die Verstärkung Kc wird durch das Ausmaß des Temperaturanstiegs des Motors 2 relativ zu einem Strombetrag, einem Wärmeabstrahl-Verhalten und dergleichen, bestimmt. Ferner wird die Gesamtsumme Σ |I*| von |I*| (n-1), |I*| (n-2), . . . |I*| (n-m) und |I*| (n), die von dem Addierer 32 ausgegeben wird, der Verstärkungsberechnungskarte 74 eingegeben und ein Einstellungsverstärkungsbetrag, der dem Betrag der Gesamtsumme Σ |I*| entspricht, wird ausgegeben. Der Einstellungsverstärkungsbetrag wird auf 0 oder einen kleinen Wert eingestellt, wenn die Gesamtsumme Σ |I*| klein ist, und wird auf einen höheren Wert eingestellt, wenn die Gesamtsumme Σ |I*| größer ist. Ferner wird die Konstante 1.0 von der Konstanten-Ausgabeeinrichtung 75 ausgegeben. In dem Subtrahierer 76 wird der Ausgang der Verstärkungsberechnungskarte 74 von der Konstanten 1.0 subtrahiert und eingegeben. Hierbei entspricht eine Multiplikation von {(1.0-(Ausgang der Verstärkungsberechnungskarte)} einer Einstellung des Werts entsprechend der oberen und unteren Grenze des Stroms, der an den Motor 2 gesendet werden soll, bezüglich des Motortemperaturspielraums gemäß dem Betrag der Gesamtsumme Σ |I*| des Absolutwerts des Voreinstellungs-Strombefehls I* für die Periode des vergangenen m × Δt. Je größer nämlich der Betrag der Gesamtsumme Σ |I*| ist, desto kleiner ist der obere und untere Begrenzungsgrenzwert des Stroms.

Als nächstes gibt die Minimumwert-Ausgabeeinrichtung 61 den Ausgang des Multiplizierers 77 und 45 und der Verstärkungsberechnungseinrichtung 49 und 57 ein und gibt den kleinsten Wert von diesen als den oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert LMT (I*) für den Strombefehl aus. Die Strombefehls-Berechnungseinrichtung 21 gibt den oberen und unteren Begrenzungsgrenzwert LMT (I*) für den Strombefehl, der gerade von der Temperaturüberwachungseinrichtung 20 ausgegeben wird, ein und begrenzt die obere und untere Begrenzung des Absolutwerts des Voreinstellungs-Strombefehls I* auf LMT (I*) und gibt dies an die Stromsteuereinrichtung 22 als den eingestellten Strombefehl I** aus.

Die Stromsteuereinrichtung 22 gibt das Schaltsignal (Gating- Signal) jedes Schaltelements aus und erzeugt dieses, so dass der Strom des Motors 2 dem Strombefehl I** folgen kann.

Gemäß dem obigen Aufbau ist ein Überhitzungsschutz des Schaltelements sowie des Motors möglich.

Neunte Ausführungsform

Zusätzlich zu dem Aufbau, bei dem die Temperatur auf Grundlage der Vorwärtsspannung der Temperaturerfassungsdiode erfasst wird, wird hier ein anderer Aufbau gezeigt, der mit einer Einrichtung zum Erfassen der Kollektor-zu-Emitter- Spannung eines bipolaren Transistors versehen ist, der als das Schaltelement dient und der den Stromwert, der an das Schaltelement gesendet wird, berechnet.

Die neunte Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 12 und 13 erläutert.

In Fig. 12 ist ein Bezugszeichen 80 einer Erfassungseinrichtung für eine Vce Spannung zum Erfassen der Kollektor-zu-Emitter-Spannung des Schaltelements und ein Bezugszeichen 81 ist eine Stromwert-Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Stromwerts, der an das Schaltelement gesendet wird, auf Grundlage der Kollektor-zu-Emitter- Spannung, die von der Erfassungseinrichtung für die Vce Spannung erfasst wird.

Das Betriebsprinzip zum Erfassen des Stroms, der an das Schaltelement gesendet werden soll, gemäß der neunten Ausführungsform wird nachstehend erläutert.

Fig. 13 zeigt die Kennlinien eines Kollektorstroms Ic des Schaltelements und eine Kollektor-zu-Emitter- Sättigungsspannung Vce (sat). Eine ausreichende Spannung wird an ein Gate G des Schaltelements angelegt, um das Schaltelement in einem Sättigungsbereich zu verwenden. Wenn das Schaltelement eingeschaltet wird, um den Kollektorstrom Ic zu senden, wird eine Spannung Vce (sat) zwischen dem Kollektor C und dem Emitter E erzeugt. In diesem Fall ändert sich die Kennlinie eines Betrags der Kollektor-zu-Emitter- Sättigungsspannung Vce (sat) relativ zu einem Betrag der Kollektorstrom-IC-Veränderung in Abhängigkeit von der Übergangs-Temperatur Tjsw des Schaltelements und der Spannung, die an das Gate G angelegt ist, werden aber inhärent durch das Schaltelement bestimmt. Wenn demzufolge die Spannungen, die an das Gate G angelegt werden, und die Übergangs-Temperatur Tjsw bereits bekannt sind, mit diesen Charakteristiken, ist es möglich, den Kollektorstrom Ic, das heißt den Stromwert, der an das Schaltelement gesendet wird, aus der Kollektor-zu-Emitter-Sättigungsspannung Vce (sat) zu erfassen.

Der Betrieb dieser Ausführungsform wird nachstehend erläutert.

Die Kollektor-zu-Emitter-Spannung des Schaltelements wird von der Vce Spannungs-Erfassungseinrichtung 80 erfasst und einer Stromwert-Berechnungseinrichtung 81 als das Kollektor-zu- Emitter-Spannungssignal ausgegeben. Ferner wird ein konstanter Vorwärtsstrom, wenn er an die Temperaturerfassungsdiode 19a von einer Konstantstromschaltung 18 geführt wird, und die Vorwärtsspannung vf der Temperaturerfassungsdiode 19a der Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 eingegeben. Die Überhitzungs-Identifikationseinrichtung 8 gibt das Schaltelement-Temperatursignal Tj an die Stromwert- Berechnungseinrichtung 8 auf Grundlage der Vorwärtsspannung vf aus. Wenn das Kollektor-zu-Emitter-Spannungssignal und das Schaltelement-Temperatursignal Tj eingegeben werden, berechnet die Stromwert-Berechnungseinrichtung 81 den Strom (der dem Kollektorstrom Ic entspricht), der an das Schaltelement gesendet werden soll, auf Grundlage der Charakteristiken des Kollektorstroms Ic und der Kollektor-zu- Emitter-Sättigungsspannung Vce (sat) wie in Fig. 13 gezeigt. Es ist ratsam, die Stromwert-Berechnungseinrichtung 81 zu veranlassen, die Charakteristiken des Kollektorstroms IC und der Kollektor-zu-Emitter-Sättigungsspannung VCe (sat) einschließlich der Abhängigkeit von der Schaltelementtemperatur Tj in der Form einer approximierten Berechnungsformel oder einer Referenztabellenkarte zu speichern.

Damit ist es möglich, den Stromwert, der an das Schaltelement gesendet werden soll, schnell und genau zu berechnen.

In der neunten Ausführungsform wird ein FET für das Schaltelement verwendet. Es ist auch möglich, eine Spannungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Drainspannung (Ausgangsanschluss-Spannung) dieses FET und eine Einrichtung zum Berechnen des Stromwerts, der an das Schaltelement gesendet wird, bereitzustellen.

In Fig. 12 der neunten Ausführungsform ist die Überhitzungs- Schutzeinrichtung 9 nicht vorgesehen, aber es ist natürlich möglich, den Überhitzungsschutz mit der Überhitzungs- Schutzeinrichtung 9 zu versehen. Ferner ist es in jeder Ausführungsform möglich, den P-N-Übergang des Transistors anstelle der Temperaturerfassungsdiode zu verwenden. Das Halbleiterelement mit dem P-N-Übergang kann in der Nähe des Schaltelements angeordnet werden.

Ferner ist es auch möglich, den FET als das Schaltelement in jeder Ausführungsform zu verwenden. In diesem Fall sollen eine Source und eine Sourcespannung gesteuert werden.

Wie voranstehend beschrieben ist gemäß der Motorsteuereinheit der vorliegenden Erfindung das Halbleiterelement einschließlich des P-N-Übergangs in der Nähe des Schaltelements angeordnet und dieses Halbleiterelement ist mit einer konstanten Stromschaltung verbunden. Die Temperatur des Schaltelements kann durch Erfassen des Vorwärtsspannungswerts in dem P-N-Übergang des Halbleiterelements erkannt werden. Die Überhitzungs- Schutzeinrichturig ist vorgesehen, um das Schaltelement in einen AUS-Zustand zu bringen, wenn auf Grundlage der erkannten Schaltelementtemperatur beurteilt wird, dass sich das Schaltelement in einer Überhitzungsbedingung befindet. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, die Schaltelementtemperatur, die das Leistungselement des Leistungsumwandlungshalbleiters bildet, schnell und genau zu erfassen und ferner ist es möglich, das Schaltelement vor einer Überhitzung zu schützen.

Damit die Bewegung des Motors sich moderat im Fall eines Ausfalls des Halbleiterelements oder eines Drahtbruchs verändern kann, ist die Steuerberechnungseinheit vorgesehen. Die Steuerberechnungseinheit ist mit der Überwachungseinrichtung zum Steuern des Strombefehlswerts versehen. Zusätzlich zu diesem Effekt weist die Motorsteuereinheit einen Vorteil dahingehend auf, dass die Kontinuität einer Steuerung sichergestellt wird.

Die Motorsteuereinrichtung ist vorgesehen, bei der sowohl die Temperatur als auch der Überhitzungsschutz des Motors berücksichtigt worden sind.

Die Steuerberechnungseinheit ist mit der Stromberechnungseinrichtung versehen, die den Stromwert, der an das Schaltelement gesendet wird, auf Grundlage der Temperatur und des Ausgangsanschluss-Spannungswerts des Schaltelements berechnen kann. Mit dieser Anordnung ist es möglich, den Stromwert, der an das Schaltelement gesendet wird, schnell und genau zu berechnen.

Claims (12)

1. Motorsteuereinheit, umfassend: ein erstes Schaltelement (5a), das auf einer Hochpotentialseite angeordnet ist; ein zweites Schaltelement (5b), das auf einer Niederpotentialseite angeordnet ist; eine Mehrfachphase von Schaltarmen, die das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement zusammen in Reihe schalten und die mit einem Gleichstrom-Energieeingang verbunden sind, um einen Wechselstrommotor (2) mit Wechselstromenergie zwischen jedem Schaltelement jedes Schaltarms zu versorgen; eine Steuerberechnungseinheit (3) zum Steuern des Schaltvorgangs jedes Schaltelements, um den Strom des Motors zu steuern; und
wobei ein Halbleiterelement (19) mit einem P-N-Übergang in der Nähe des Schaltelements angeordnet und mit einer Konstantstromschaltung (18) verbunden ist, und wobei eine Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) vorgesehen ist, um die Temperatur der Schaltelemente durch Erfassen eines Vorwärtsspannungswerts zwischen dem P-N-Übergang des Halbleiterelements zu erfassen und das Schaltelement in einen AUS-Zustand zu bringen, wenn auf Grundlage der erkannten Temperatur des Schaltelements beurteilt wird, dass sich das Schaltelement in einer Überhitzungs- Bedingung befindet.

2. Motorsteuereinheit, umfassend:
ein erstes Schaltelement (5a), das auf einer Hochpotentialseite angeordnet ist;
ein zweites Schaltelement (5b), das auf einer Niederpotentialseite angeordnet ist;
eine Mehrfachphase von Schaltarmen, die das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement zusammen in Reihe schalten und die mit einem Gleichstrom- Energieeingang verbunden sind, um einen Wechselstrommotor (2) mit Wechselstromenergie von zwischen jedem Schaltelement jedes Schaltarms zu versorgen;
eine Steuerberechnungseinheit (3) zum Steuern des Umschaltvorgangs jedes Schaltelements, um den Strom des Motors zu steuern; und
wobei ein Halbleiterelement (19) mit einem P-N-Übergang in der Nähe des Schaltelements angeordnet und mit einer Konstantstromschaltung (18) verbunden ist; wobei eine Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) vorgesehen ist, um die Temperatur des Schaltelements durch Erfassen eines Vorwärtsspannungswerts zwischen dem P-N-Übergang des Halbleiterelements zu erkennen und das Schaltelement in einen AUS-Zustand zu bringen, wenn auf Grundlage der erkannten Temperatur des Schaltelements beurteilt wird, dass sich das Schaltelement in einer Überhitzungs- Bedingung befindet; und
wobei die Steuerberechnungseinheit (3) ferner eine Strombefehlswert-Berechnungseinrichtung (21) zum Berechnen eines Strombefehlswerts, der an den Motor gesendet wird, eine Stromsteuereinrichtung (22) zum Steuern des an den Motor gesendeten Stroms auf Grundlage des Strombefehlswerts und eine Überwachungseinrichtung (20) zum Eingeben der Temperatur des Schaltelements und des Strombefehlswerts, zum Überwachung der Beziehung zwischen der Schaltelementtemperatur und dem Strombefehlswert in einer zeitlichen Abfolge und zum Steuern des Strombefehlswerts, um zu bewirken, dass sich die Bewegung des Motors für den Fall eines Ausfalls, beispielsweise einer Beschädigung des Halbleiterelements oder eines Drahtbruchs, moderat ändert, umfasst.

3. Motorsteuereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Überwachungseinrichtung eine andere Überwachungseinrichtung (20) zum Eingeben der Motortemperatur, der Schaltelementtemperatur und des Strombefehlswerts, zum Überwachen der Beziehung zwischen der Motortemperatur, der Schaltelementtemperatur und dem Strombefehlswert in einer zeitlichen Abfolge, und zum Steuern des Strombefehlswerts, um zu bewirken, dass sich die Bewegung des Motors für den Fall eines Ausfalls, beispielsweise einer Beschädigung des Halbleiterelements oder eines Drahtbruchs, moderat ändert, vorgesehen ist.

4. Motorsteuereinheit, umfassend:
ein erstes Schaltelement (5a), das auf einer Hochpotentialseite angeordnet ist;
ein zweites Schaltelement (5b), das auf einer Niederpotentialseite angeordnet ist;
eine Mehrfachphase von Schaltarmen, die das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement in Reihe schalten und die parallel mit einem Gleichstrom- Energieeingang verbunden sind, um einen Wechselstrommotor (2) mit Wechselstromenergie von zwischen jedem Schaltelement jedes Schaltarms zu versorgen; eine Steuerberechnungseinheit (3) zum Steuern des Schaltvorgangs jedes Schaltelements, um den Strom des Motors zu steuern; und wobei ein Halbleiterelement (19) mit einem P-N-Übergang in der Nähe des Schaltelements angeordnet und mit einer Konstantstromschaltung (18) verbunden ist; wobei eine Erkennungseinrichtung (8) vorgesehen ist, um einen Vorwärtsspannungswert zwischen dem P-N-Übergang des Halbleiterelements zu erfassen und die Temperatur des Schaltelements zu erkennen, und eine Spannungserfassungseinrichtung (80) vorgesehen ist, um einen Ausgangsanschluss-Spannungswert des Schaltelements zu erfassen, und wobei die Steuerberechnungseinheit (3) ferner mit einer Stromberechnungseinrichtung (81) zum Berechnen eines Stromwerts, der an das Schaltelement gesendet wird, auf Grundlage der Schaltelementtemperatur und des Ausgangsanschluss-Spannungswerts des Schaltelements versehen ist.

5. Motorsteuereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) vorgesehen ist, um das Schaltelement in einen AUS-Zustand zu bringen, wenn auf Grundlage der Schaltelementtemperatur, die von der Erkennungseinrichtung erkannt wird, beurteilt wird, dass sich das Schaltelement in einer Überhitzungs-Bedingung befindet.

6. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) dafür ausgelegt ist, den Vorwärtsspannungswert des Halbleiterelements vorher bei einer festen Temperatur zu speichern, so dass sie Änderungen der Schaltelementtemperatur als die absolute Größe erkennen kann.

7. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) dafür ausgelegt ist, um die Schaltelementtemperatur an die Steuerberechnungseinheit in der Form eines analogen Signals zu übertragen.

8. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) so ausgelegt ist, dass sie Information darüber, ob der Überhitzungsschutz des Schaltelements gegenwärtig gerade ausgeführt wird oder nicht, an die Steuerberechnungseinheit in der Form eines digitalen Signals ausgibt.

9. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhitzungs-Schutzeinrichtung (8, 9) dafür ausgelegt ist, um die höchste Temperatur jeder Phase des Schaltelements zu erkennen und auf Grundlage dieser höchsten Temperatur eine Beurteilung durchzuführen.

10. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement (19) innerhalb oder nahe eines Chipbereichs angeordnet ist, wo das Schaltelement gebildet ist.

11. Motorsteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Diode (19) für den Halbleiter verwendet wird.

12. Motorsteuereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein bipolarer Transistor für das Schaltelement (5a, 5b) verwendet wird und die Spannungserfassungseinrichtung (80) den Kollektor-zu- Emitter-Spannungswert des bipolaren Transistors erfasst.