JP2008211964A - モータ駆動制御装置、ハイブリッドシステムおよびモータ駆動制御装置の駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、インバータ等の温度が予め設定されている規定値以上となったとしても、モータと連動するアーム等が無制御状態となることを防止することができるモータ駆動制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係るモータ駆動制御装置は、直流電圧を充電することができる充電部４と、充電部４からの直流電圧を交流電圧変換するインバータ３と、インバータ３により駆動されるモータ１０と、第１の温度値が設定されているコントローラとを、備えている。さらに、モータ１０の減速動作中に、モータ駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が第１の温度値を超えたとき、コントローラは、モータ１０の駆動状況に応じて、第１の温度値より高い第２の温度値を定める。そして、コントローラは、モータ１０の駆動が停止した後、インバータ３を停止させる。
【選択図】 図６

Description

この発明は、モータ駆動制御装置、ハイブリッドシステムおよびモータ駆動制御装置の駆動制御方法に係る発明であり、例えば建設機械などとして使用される重機に適用することが可能である。

重機に採用されているハイブリッドシステムによれば、エンジンで油圧ポンプを駆動するだけでなく、発電機及び電動機を用いて油圧ポンプを駆動することができる。

具体的には、発電機は、エンジンの駆動によって生じる機械的エネルギーを交流電圧に変換する。当該交流電圧は、ＡＣ／ＤＣコンバータにより直流電圧に変換される。ＡＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電圧は、インバータによって所望の交流電圧に変換されて電動機の駆動に用いられる。さらには、ＤＣ／ＤＣコンバータによって所望の直流電圧に変換されて被充電部の充電に用いられる。被充電部は、例えばエンジンだけでは油圧ポンプを駆動できない場合などに、電動機を駆動するために用いられる。

なお、本発明に関連する先行技術として、たとえば特許文献１が存在している。

特開２００２−３５９９３５号公報

力行（りきこう）・回生運転を繰り返して実施することができる上記ハイブリッドシステムにおいて冷却システムに不備が生じた場合には、上記インバータ等において温度が予め設定されている規定値以上となることもある。

もし、インバータ等の温度が上記規定値以上となった場合には、パワー素子等の回路等の保護の観点から、上記ハイブリットシステムではインバータの運転を緊急停止させていた。

しかし、回生時においてインバータの運転を緊急停止させた場合には、電動機および電動機と連動するアクチュエータはフリーラン状態となる。そして、当該フリーラン状態となると、アクチュエータと接続しているアーム等が無制御状態となる。当該無制御状態は、重機等の作業を行う上で非常に危険である。

そこで、本発明は、インバータ等の温度が予め設定されている規定値以上となったとしても、モータと連動するアーム等が無制御状態となることを防止することができるモータ駆動制御装置、ハイブリッドシステムおよびモータ駆動制御装置の駆動制御方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載のモータ駆動制御装置は、直流電圧を充電することができる充電部（４）と、前記充電部からの直流電圧を交流電圧変換するインバータ（３）と、前記インバータにより駆動されるモータ（１０）と、第１の温度値が設定されているコントローラとを、備えているモータ駆動制御装置において、前記モータの減速動作中に、前記モータ駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が、前記第１の温度値を超えたとき、前記コントローラは、前記モータの駆動状況に応じて、前記第１の温度値より高い第２の温度値を定め、前記モータの駆動が停止した後、前記インバータを停止させる。

また、請求項２に記載のモータ駆動制御装置は、請求項１に記載のモータ駆動制御装置であって、前記モータの加速動作中または等速動作中の場合において、前記所定の箇所の温度が前記第１の温度値を超えたとき、前記コントローラは、前記第２の温度値を定めず、前記インバータを停止させる。

また、請求項３に記載のモータ駆動制御装置は、請求項１に記載のモータ駆動制御装置であって、前記所定の箇所の温度が前記第２の温度値を超えたとき、前記コントローラは、前記モータの駆動の停止を待たず、前記インバータを停止させる。

また、請求項４に記載のモータ駆動制御装置は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のモータ駆動制御装置であって、前記インバータの停止後または停止と同時に、当該停止の状況を報知する報知部を、さらに備えている。

また、請求項５に記載のモータ駆動制御装置は、請求項１に記載のモータ駆動制御装置であって、前記コントローラは、前記所定の箇所の温度が前記第１の温度値に到達した時の、前記モータが有する運動エネルギーに基づいて、前記第２の温度値を定める。

また、請求項６に記載のモータ駆動制御装置は、請求項１に記載のモータ駆動制御装置であって、前記所定の箇所の温度は、前記インバータに配設された放熱フィンおよび／または前記放熱フィン付近の温度である。

また、請求項７に記載のモータ駆動制御装置は、請求項１に記載のモータ駆動制御装置であって、前記所定の箇所の温度は、前記インバータ内に配設されている素子および／または前記素子付近の温度である。

また、請求項８に記載のモータ駆動制御装置は、請求項６または請求項７に記載のモータ駆動制御装置であって、前記インバータは、複数の半導体スイッチを含んでおり、前記第２の温度値は、前記半導体スイッチの耐熱温度未満である。

また、請求項９に記載のモータ駆動制御装置は、請求項１に記載のモータ駆動制御装置であって、前記所定の箇所の温度は、前記モータ内部の温度である。

また、請求項１０に記載のモータ駆動制御装置は、請求項９に記載のモータ駆動制御装置であって、前記モータは、温度が所定値以上となると磁力が減少する磁石を含んでおり、前記第２の温度値は、前記所定値未満である。

また、請求項１１に記載のモータ駆動制御装置は、請求項１に記載のモータ駆動制御装置であって、前記インバータの動作を制御するモータ用コントローラ部を、さらに備えており、前記コントローラは、前記モータ用コントローラ部内に配設されている。

また、請求項１２に記載のモータ駆動制御装置は、請求項１に記載のモータ駆動制御装置であって、前記モータの減速動作中に、前記駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が、前記第１の温度値を超えたとき、前記コントローラは、前記第１の温度を超える以前の状態と比較して、前記インバータのキャリア周波数が低減するように、前記インバータを構成する半導体スイッチのスイッチング動作を制御する。

また、請求項１３に記載のハイブリッドシステムは、回転軸（１１；１１１，１１２）と、前記回転軸に接続され、前記回転軸を回転するエンジン（６）と、前記回転軸に接続され、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換して前記回転軸を回転させる電動機及び前記回転軸を回転させる機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する発電機のいずれの機能をも実現可能な回転機（７）と、前記回転軸の回転によって駆動される被駆動部（９）と、前記回転軸に接続され、前記回転軸を回転可能なモータ（１０）と、前記回転機を前記電動機として機能させ、前記回転機に前記回転軸を回転させる制御と前記モータに前記回転軸を回転させる制御とを並行して行って、前記エンジンを始動させる制御部（５）とを備える、ハイブリッドシステムであって、直流電圧を充電することができる充電部（４）と、前記充電部からの直流電圧を交流電圧変換するインバータ（３）と、第１の温度値が設定されているコントローラとを、さらに備えており、前記モータは、前記インバータにより駆動され、前記ハイブリッドシステムの内部における所定の箇所の温度が、前記第１の温度値を超えたとき、前記コントローラは、前記モータの駆動状況に応じて第２の温度値を定め、前記モータの駆動が停止した後、前記インバータを停止させる。

また、請求項１４に記載のハイブリッドシステムは、請求項１３に記載のハイブリッドシステムであって、前記コントローラは、前記制御部内に配設されている。

また、請求項１５に記載のハイブリッドシステムは、請求項１３に記載のハイブリッドシステムであって、前記モータの減速動作中に、前記駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が、前記第１の温度値を超えたとき、前記コントローラは、前記第１の温度を超える以前の状態と比較して、前記インバータのキャリア周波数が低減するように、前記インバータを構成する半導体スイッチのスイッチング動作を制御する。

また、請求項１６に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法は、直流電圧を充電することができる充電部（４）と、前記充電部からの直流電圧を交流電圧変換するインバータ（３）と、前記インバータにより駆動されるモータ（１０）と、第１の温度値が設定されているコントローラとを、備えているモータ駆動制御装置の駆動制御方法であって、（Ａ）前記駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が、前記第１の温度値を超えることを検知するステップと、（Ｂ）前記モータの運動状況を判断するステップと、（Ｃ）前記ステップ（Ｂ）の結果、前記モータが減速動作中であると判断した場合には、前記モータの駆動状況に応じて、前記第１の温度値より高い第２の温度値を定めるステップと、（Ｄ）前記モータの駆動が停止した後、前記インバータを停止させるステップとを、備えている。

また、請求項１７に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法は、請求項１６に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法であって、（Ｅ）前記ステップ（Ｂ）の結果、前記モータが加速動作中または等速動作中であると判断した場合には、前記第２の温度値を定めずに、前記インバータを停止させるステップを、さらに備えている。

また、請求項１８に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法は、請求項１６に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法であって、（Ｆ）前記所定の箇所の温度が前記第２の温度値を超えたとき、前記モータの駆動の停止を待たず、前記インバータを停止させるステップを、さらに備えている。

また、請求項１９に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法は、請求項１６ないし請求項１８のいずれかに記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法であって、（Ｇ）前記インバータの停止後または停止と同時に、当該停止の状況を報知するステップを、さらに備えている。

また、請求項２０に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法は、請求項１６に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法であって、（Ｈ）前記ステップ（Ｂ）の結果、前記モータが減速動作中であると判断した場合には、前記第一の温度を超える以前の状態と比較して、前記インバータのキャリア周波数が低減するように、前記インバータを構成する半導体スイッチのスイッチング動作を制御するステップを、さらに備えている。

本発明の請求項１に記載のモータ駆動制御装置は、直流電圧を充電することができる充電部と、充電部からの直流電圧を交流電圧変換するインバータと、インバータにより駆動されるモータと、第１の温度値が設定されているコントローラとを、備えているモータ駆動制御装置において、モータの減速動作中に、モータ駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が、第１の温度値を超えたとき、コントローラは、モータの駆動状況に応じて、第１の温度値より高い第２の温度値を定め、モータの駆動が停止した後、インバータを停止させる。

したがって、たとえば、モータの先にアクチュエータ等が配設されている場合において所定の箇所で異常温度を検出したとしても、インバータが緊急停止することはない。つまり、モータが停止するまでインバータの緊急停止を実施しないようにすることができる。よって、減速運動中の当該アクチュエータの制御が不能（フリーラン状態）となることを防止できる。

また、請求項２に記載のモータ駆動制御装置は、モータの加速動作中または等速動作中の場合において、所定の箇所の温度が第１の温度値を超えたとき、コントローラは、第２の温度値を定めず、インバータを停止させる。

モータの加速動作中または等速動作中にインバータを緊急停止したとしても、アクチュエータのフリーランは生じない。したがって、当該加速動作中等に所定の箇所で異常温度を検出したとき、不要な第２の温度値設定処理をせずに、インバータを緊急停止することができる。

また、請求項３に記載のモータ駆動制御装置は、所定の箇所の温度が定められた第２の温度値を超えたとき、コントローラは、モータの駆動の停止を待たず、インバータを停止させる。

したがって、たとえば、第２の温度値をインバータ等の保護の観点から設定することにより、さらなる温度上昇によりインバータ等が破壊されることを防止することが可能となる。

また、請求項４に記載のモータ駆動制御装置は、インバータの停止後または停止と同時に、当該停止の状況を報知する報知部を、さらに備えている。

したがって、ユーザは、モータ駆動制御装置内における温度異常の発生によりインバータが停止したことを容易に知ることができる。

また、請求項５に記載のモータ駆動制御装置では、コントローラは、所定の箇所の温度が第１の温度値に到達した時の、モータが有する運動エネルギーに基づいて、第２の温度値を定める。

したがって、不必要に高い第２の温度値設定を防止でき、当該動作状態に応じた適切な第２の温度値設定を行うことができる。

また、請求項６に記載のモータ駆動制御装置では、所定の箇所の温度は、インバータに配設された放熱フィンおよび／または放熱フィン付近の温度である。

当該放熱フィンには温度センサを容易に設置することができる。したがって、インバータの温度に比較的一致する温度を容易に測定することができる。

また、請求項７に記載のモータ駆動制御装置では、所定の箇所の温度は、インバータ内に配設されている素子および／または素子付近の温度である。

したがって、温度上昇にデリケートな素子の温度に応じて、モータ駆動制御を行うことができ、当該素子が高温度により破壊されることを防止できる。

また、請求項８に記載のモータ駆動制御装置では、インバータは、複数の半導体スイッチを含んでおり、第２の温度値は、半導体スイッチの耐熱温度未満である。

このように、第２の温度値は半導体スイッチの耐熱温度未満である。したがって、当該第２の温度値を定めることにより、高温になったとしても当該半導体スイッチの破壊を防止できる。

また、請求項９に記載のモータ駆動制御装置では、所定の箇所の温度は、モータ内部の温度である。

したがって、異常な温度上昇に起因したモータの異常駆動を抑制・防止することができる。

また、請求項１０に記載のモータ駆動制御装置では、モータは、温度が所定値以上となると磁力が減少する磁石を含んでおり、第２の温度値は、所定値未満である。

したがって、当該第２の温度値を定めることにより、高温になったとしてもモータが異常駆動することを防止できる。

また、請求項１１に記載のモータ駆動制御装置は、インバータの動作を制御するモータ用コントローラ部を、さらに備えており、コントローラは、モータ用コントローラ部内に配設されている。

したがって、第２の温度値を設定するコントローラを設けたとしても、モータ駆動制御装置全体の体積が増大することを抑制できる。

また、請求項１２に記載のモータ駆動制御装置は、モータの減速動作中に、駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が、第１の温度値を超えたとき、コントローラは、第１の温度を超える以前の状態と比較して、インバータのキャリア周波数が低減するように、インバータを構成する半導体スイッチのスイッチング動作を制御する。

したがって、インバータを構成する半導体スイッチのスイッチング損に起因した発熱が低減され、結果として、装置全体の発熱を抑制できる。また、モータの渦電流損（鉄損）も低減される。よって、モータの温度上昇も抑制でき、サーマルエラーによるモータ停止も軽減される。

また、請求項１３に記載のハイブリッドシステムは、回転軸と、回転軸に接続され、回転軸を回転するエンジンと、回転軸に接続され、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換して回転軸を回転させる電動機及び回転軸を回転させる機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する発電機のいずれの機能をも実現可能な回転機と、回転軸の回転によって駆動される被駆動部と、回転軸に接続され、回転軸を回転可能なモータと、回転機を電動機として機能させ、回転機に回転軸を回転させる制御とモータに回転軸を回転させる制御とを並行して行って、エンジンを始動させる制御部とを備える、ハイブリッドシステムであって、直流電圧を充電することができる充電部と、充電部からの直流電圧を交流電圧変換するインバータと、第１の温度値が設定されているコントローラとを、さらに備えており、モータは、インバータにより駆動され、ハイブリッドシステムの内部における所定の箇所の温度が、第１の温度値を超えたとき、コントローラは、モータの駆動状況に応じて第２の温度値を定め、モータの駆動が停止した後、インバータを停止させる。

したがって、請求項１に記載のモータ駆動制御装置を備えるハイブリッドシステムを提供することができる。よって、当該ハイブリッドシステムにおいて、被駆動部のフリーラン状態を防止することができる。

また、請求項１４に記載のハイブリッドシステムでは、コントローラは、制御部内に配設されている。

したがって、第２の温度値を設定するコントローラを設けたとしても、ハイブリッドシステム全体の体積が増大することを抑制できる。

また、請求項１５に記載のハイブリッドシステムでは、モータの減速動作中に、駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が、第１の温度値を超えたとき、コントローラは、第１の温度を超える以前の状態と比較して、インバータのキャリア周波数が低減するように、インバータを構成する半導体スイッチのスイッチング動作を制御する。

したがって、インバータを構成する半導体スイッチのスイッチング損に起因した発熱が低減され、結果として、装置全体の発熱を抑制できる。また、モータの渦電流損（鉄損）も低減される。よって、モータの温度上昇も抑制でき、サーマルエラーによるモータ停止も軽減されるハイブリッドシステムを提供できる。

また、請求項１６に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法は、直流電圧を充電することができる充電部と、充電部からの直流電圧を交流電圧変換するインバータと、インバータにより駆動されるモータと、第１の温度値が設定されているコントローラとを、備えているモータ駆動制御装置の駆動制御方法であって、（Ａ）駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が、第１の温度値を超えることを検知するステップと、（Ｂ）モータの運動状況を判断するステップと、（Ｃ）ステップ（Ｂ）の結果、モータが減速動作中であると判断した場合には、モータの駆動状況に応じて、第１の温度値より高い第２の温度値を定めるステップと、（Ｄ）モータの駆動が停止した後、インバータを停止させるステップとを、備えている。

したがって、当該方法をモータ駆動制御装置に実施させることにより、フリーラン状態防止効果を有する請求項１に記載のモータ駆動制御装置を提供することができる。

また、請求項１７に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法は、（Ｅ）ステップ（Ｂ）の結果、モータが加速動作中または等速動作中であると判断した場合には、第２の温度値を定めずに、インバータを停止させるステップを、さらに備えている。

したがって、モータの加速動作中または等速動作中の場合において、所定の箇所の温度が第１の温度値を超えたとき、第２の温度値を定めるというステップを省略して、インバータを停止させることができる。なお、モータの加速動作中等の場合には、フリーラン状態は生じ得ない。

また、請求項１８に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法は、（Ｆ）所定の箇所の温度が第２の温度値を超えたとき、モータの駆動の停止を待たず、インバータを停止させるステップを、さらに備えている。

当該ステップ（Ｆ）により、たとえば、第２の温度値をインバータ等の保護の観点から設定することにより、さらなる温度上昇によりインバータ等が破壊されることを防止することが可能となる。

また、請求項１９に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法は、（Ｇ）インバータの停止後または停止と同時に、当該停止の状況を報知するステップを、さらに備えている。

したがって、ユーザに当該インバータの停止を認知させることができる。

また、請求項２０に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法は、（Ｈ）ステップ（Ｂ）の結果、モータが減速動作中であると判断した場合には、第一の温度を超える以前の状態と比較して、インバータのキャリア周波数が低減するように、インバータを構成する半導体スイッチのスイッチング動作を制御するステップを、さらに備えている。

したがって、インバータを構成する半導体スイッチのスイッチング損に起因した発熱が低減され、結果として、装置全体の発熱を抑制できる。また、モータの渦電流損（鉄損）も低減される。よって、モータの温度上昇も抑制でき、サーマルエラーによるモータ停止も軽減されるモータ駆動制御装置の駆動制御方法を提供できる。

はじめに、一般的なハイブリッドシステムの構成および動作について説明する。

＜ハイブリッドシステムの構成＞
図１は、ハイブリッドシステムの構成を概念的に示した図である。当該ハイブリッドシステムは、エンジン６、回転機７、クラッチ８、被駆動部９、モータ１０、回転軸１１及び電圧変換装置１００を備える。ここで、回転軸１１は、回転軸部１１１，１１２を含んでいる。

エンジン６は回転軸部１１１に接続され、回転軸部１１１を回転することができる。エンジン６は、例えばエンジンコントローラによって制御される。具体的には、例えばエンジンにはガバナが接続される。そして、エンジンコントローラはガバナに指令値を与えることで、ガバナを介してエンジンを制御する。

回転機７は、回転軸部１１１に接続される。回転機７には発電機が採用され、回転軸部１１を回転させている機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換して、交流電圧を出力する。これによって交流Ｉ１が電圧変換装置１００へと流れる。

例えば、回転機７を電動機として機能させても良い。この場合には、電圧変換装置１００から与えられる電気的エネルギーを、回転軸部１１１を回転させる機械的エネルギーに変換する。

被駆動部９は、回転軸部１１２に接続され、回転軸部１１２の回転によって駆動される。被駆動部９には、例えば油圧ポンプが採用できる。また、油圧ポンプの先には、たとえばアクチュエータや重機のアーム等が配設される。

モータ１０は、回転軸部１１２に接続され、回転軸部１１２を回転させることができる。モータ１０は、電圧変換装置１００から与えられる交流電圧によって駆動される。より具体的には、モータ１０は、インバータ３により駆動される。このとき、電圧変換装置１００からモータ１０へと交流Ｉ２が流れる。

クラッチ８は、回転軸部１１１と回転軸部１１２との間に設けられ、これらを接触することもできるし、非接触にすることもできる。

一般的に、ハイブリッドシステムでは、エンジン６は効率の良いポイントで一定状態で運転される。また、回転機（発電機）７の容量は、当該エンジン６の動作の際に最適な発電効率となるように構成されている。また、油圧ポンプが瞬間的に大きなパワーを必要とするときには、充電部４に蓄えられた電気エネルギーとインバータ３の制御とにより、モータ１０を最大パワーで駆動させる。

また、回転機（発電機）７の誘起電圧に関する仕様は、エンジン６の回転数が最大のときに母線電圧が規定値以上とならないような仕様になっている。したがって、通常運転時では母線電圧より低い場合が多く、ＡＣ−ＤＣコンバータ７により所定値まで昇圧している。

図２は、電圧変換装置１００を概念的に示す回路図である。なお、図１では、電圧変換装置の構成がブロック図で示されている。

電圧変換装置１００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１、ＤＣ／ＤＣコンバータ２、インバータ３、充電部４及び制御部５を備える。

ＡＣ／ＤＣコンバータ１は、発電機７から出力される交流電圧を直流電圧に変換し、これを自身が有する出力端子１１，１２に出力する。出力端子１２には、出力端子１１よりも高い電位が出力される。具体的には図２で示されるように、ＡＣ／ＤＣコンバータ１には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：半導体素子、より具体的には半導体スイッチと把握できる）モジュールで構成された３相整流回路が採用できる。そして、出力端子１１がＩＧＢＴモジュールのエミッタ側に、出力端子１２がＩＧＢＴモジュールのコレクタ側にそれぞれ接続される。

出力端子１１，１２の間には、コンデンサＣ１を接続しても良い。これにより、ＡＣ／ＤＣコンバータ１から出力される直流電圧を平滑にすることができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１から出力される直流電圧を所望の直流電圧に変換し、これを充電部４に与える。

具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、入力端子２１，２２、出力端子２３，２４、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２、ダイオードＤｉ１，Ｄｉ２、リアクトルＬ及びコンデンサＣ２を有する。図２に示す回路図では、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２としてＩＧＢＴが採用されている。

入力端子２１，２２はそれぞれ、ＡＣ／ＤＣコンバータ１の出力端子１１，１２に接続される。

トランジスタＴｒ１は、コレクタが入力端子２２に接続される。この内容は、トランジスタＴｒ１のコレクタは、入力端子２１，２２のいずれか一方であって他方に比べて電位が高いもの（入力端子２２）に接続されると把握できる。これは、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力端子１２には出力端子１１よりも高い電位が出力されるからである。

ダイオードＤｉ１は、アノードがトランジスタＴｒ１のエミッタに、カソードがトランジスタＴｒ１のコレクタにそれぞれ接続される。トラジスタＴｒ２は、コレクタがトラジスタＴｒ１のエミッタに接続され、コレクタが入力端子２１及び出力端子２３のいずれにも接続される。リアクトルＬは、トランジスタＴｒ１のエミッタと、出力端子２４との間に接続される。コンデンサＣ２は、出力端子２３，２４の間に接続される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２のかかる構成によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２を降圧チョッパとして機能させることができる。よって、ＡＣ／ＤＣコンバータ１から出力される直流電圧を所望の直流電圧まで降下させることができる。

充電部４は出力端子２３，２４に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から出力される直流電圧で充電される。

インバータ３は、入力端子３１，３２を有し、それぞれがＡＣ／ＤＣコンバータ１の出力端子１１，１２に接続される。インバータ３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１から出力される直流電圧を所望の交流電圧に変換する。具体的には図２で示されるように、インバータ３には、ＩＧＢＴモジュール（半導体素子、より具体的には半導体スイッチであると把握できる）で構成された３相インバータ回路が採用できる。

入力端子３１，３２の間には、コンデンサＣ３を接続しても良い。これにより、インバータ３に入力される直流電圧を平滑化することができる。

制御部５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１〜５３を含む。ただし、制御部５は、例えば一つのＣＰＵで構成されても良い。ＣＰＵ５１はＡＣ／ＤＣコンバータ１を制御し、ＣＰＵ５２はＤＣ／ＤＣコンバータ２を制御し、ＣＰＵ（モータ用コントローラ部と把握できる）３はインバータ３を制御する。具体的には、ＣＰＵ５１は、発電機７から出力される電流を検出し、これに基づいてＡＣ／ＤＣコンバータ１のＩＧＢＴにゲート信号を与えて、ＩＧＢＴのスイッチングを制御する。また、ＣＰＵ５３は、モータ１０に与えられる電流を検出し、これに基づいてインバータ３のＩＧＢＴにゲート信号を与えて、ＩＧＢＴのスイッチングを制御する。これらの制御には例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御が採用できる。ＣＰＵ５２は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のスイッチングを制御する。

つまり、制御部５は、回転機７を電動機として機能させる。そして、制御部５は、回転機７に回転軸１１を回転させる制御と、モータ１０に回転軸１１を回転させる制御とを、並行して行って、エンジン６を始動させる。

なお、充電部４、インバータ３、モータ１０、および各実施の形態で言及するコントローラにより、モータ駆動制御装置が構成されている。

＜ハイブリッドシステムにおける力行・回生＞
ハイブリッドシステムでは、被駆動部９の先に配設されているアームを旋回動作させる場合、力行（りきこう）および回生が頻繁に繰り返し実施される。

ここで、力行とは、電圧変換装置１００（より具体的に、インバータ３やＤＣ−ＤＣコンバータ２等）からモータ１０に、エネルギー（電流）が流れる方向の動作であり、モータ１０、被駆動部９に仕事を与える動作である。また、回生とは、モータ１０から電圧変換装置１００（より具体的に、インバータ３やＤＣ−ＤＣコンバータ２等）に、エネルギー（電流）が流れる方向の動作であり、モータ１０、被駆動部９が有する運動エネルギーを電気エネルギーとして吸収する動作である。

図３の上段は、ハイブリッドシステムにおける力行・回生に伴うＤＣバス電圧の変化の様子を示す図である。また、図３の下段は、充電部４の容量をしめしており、説明簡略化のために充電容量が１００％の場合を図示している。よって、充電部４へのエネルギーの吸収は起こらない。

図３の上段に示すように、力行時には、発電エネルギーが適正電圧で一定に保持されている。しかし、回生時には、ＤＣバス電圧が上昇する。これは、モータ４等の運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、当該電気エネルギーが電圧変換装置１００に吸収されることを示す。ここで、充電部４の充電容量が１００％未満であれば、当該電気エネルギーの一部または全部は、充電部４に充電される。なお、回生後には、ＤＣバス電圧が適正電圧まで下降する。

また、図４は、インバータ等の温度が正常時であるときのモータ４の回転数等を示す図である。ここで、図４の上段は、力行・回生に伴うモータ４の回転数の変化を示す図である。また、図４の中段は、力行・回生に伴うたとえば電圧変換装置１００内の電流の変化を示す図である。また、図４の下段は、力行・回生に伴う放熱フィンまたはモータの温度の変化を示す図である。なお、放熱フィンは、インバータ３内部で発生した熱を外部に放熱するために、当該インバータ３に固着されている。

図４に示すように、力行時には、モータ４の回転数は増加・一定（つまり、加速運動・等速運動）となり、回生時には、モータ４の回転数は減少し、ゼロ（つまり、減速運動・停止）となる。また、電圧変換装置１００内に流れる電流は、一般的に力行時と回生時とで、逆方向に流れる。また、放熱フィン等の温度（インバータ３内の温度、半導体スイッチの温度とも把握可能である）は、力行・回生の繰り返しに伴い、上昇・下降する。これは、半導体スイッチの発熱等に起因して起こる。なお、正常運転時には、第１の温度値以上には、放熱フィン等の温度は上昇しない。

ところが、放熱のためのファンが故障により停止、または当該ファンに設置されているフィルターの目詰まりが悪化すると、冷却処理が阻害される。すると、図５の下段に示すように、回生時において、放熱フィン等の温度が第１の温度値に達することがある。従来のハイブリッドシステムでは、放熱フィン等の温度が第１の温度値に達する事態が発生すると、ハイブリッドシステム（特に、インバータ３等を構成する半導体スイッチ素子等）の保護の観点から、インバータ３を緊急停止（つまり半導体スイッチを全オフ状態）させていた。

このような、インバータ３の緊急停止により、電圧変換装置１００に流れる電流は、ゼロと成る（図５の中段）。つまり、減速途中のモータが当該緊急停止により、フリーラン状態となる（図５の上段）。当該フリーラン状態になると、それまで減速制御されていたアーム等が無制御状態となる。そして、摩擦等で運動エネルギーが消費されつくされるまで当該アームの無制御状態が継続される。当該無制御状態は、非常に危険である。

そこで、本発明では、以下に説明するコントローラ（図１，２において図示せず）を備える。以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

＜実施の形態１＞
コントローラには、上記第１の温度値が設定されている。さらに、モータ１０の減速動作中に、前述したモータ駆動制御装置またはハイブリッドシステムの内部における所定の箇所の温度が、第１の温度値を超えたとき、当該コントローラは、モータ１０の駆動状況に応じて、第１の温度値より高い第２の温度値を定める。そして、当該コントローラは、モータ１０の駆動が停止した後、インバータ３を停止させる。

ここで、上記所定の箇所の温度とは、たとえばインバータ３に配設された放熱フィンおよび／または放熱フィン付近の温度を採用できる。また、所定の箇所の温度として、インバータ３内に配設されている素子および／または当該素子付近の温度であっても良い。

また、上記第２の温度値は、インバータ３を構成する複数の半導体スイッチ（ＩＧＢＴ）の耐熱温度未満である。つまり、当該半導体スイッチの高熱による破損防止の観点から、第２の温度値の上限は、当該半導体スイッチの耐熱温度未満である。

コントローラは、所定の箇所の温度が第１の温度値に到達した時の、モータ１０（被駆動部９の先に配設されているアクチュエータ、アーム等を含む）が有する運動エネルギーに基づいて、上記第２の温度値を定める。つまり、第１の温度値に到達した時点において、稼動部の運動エネルギーを見積もる。そして、当該運動エネルギーを電気エネルギーとして変換し、当該電気エネルギーを電圧変換部１００で吸収した場合に上昇しうる温度を評価する。そして、第１の温度値に当該評価後の温度を加えたものを、コントローラは第２の温度値と定める。

モータ１０の加速動作中または等速動作中の場合において、上記所定の箇所の温度が第１の温度値を超えたとき、コントローラは、前述した第２の温度値を定めず、インバータ３を停止させる。

また、第２の温度が設定された場合において、上述した所定の箇所の温度が当該第２の温度値を超えたときには、コントローラは、モータ１０の駆動の停止を待たずに、インバータ３を停止させる。

なお、ハイブリッドシステム（または、モータ駆動制御装置）には、報知部（図１，２において図示せず）が設けられている。コントローラは、インバータ３の停止後または停止と同時に、当該停止の状況を報知部を介して報知する。ここで、当該報知方法は、音声によるもの、ブザーによるもの、表示によるもの、光による点灯・点滅によるもの、またはこれらの組み合わせによるもの等を採用することができる。

なお、上記コントローラは、別個独立のＣＰＵにより構成することもできる。また、コントローラを、上記制御部５内に配設されることもできる。また、コントローラを、インバータ３の動作を制御する上記ＣＰＵ（モータ用コントローラ部と把握できる）５３部内に配設されていても良い。つまり、一のＣＰＵ５３が、上記コントローラの機能とモータ用コントローラ部としての機能を有する構成を採用することができる。

次に、本実施の形態に係るハイブリットシステムの異常温度発生時の動作について説明する。なお、本実施の形態では、コントローラは、インバータ３に対して配設されている放熱フィンの温度（またはインバータ３を構成する半導体スイッチの温度）に基づいて、上記一連の動作を行うものとする。図６は、本実施の形態に係るハイブリットシステムの異常動作発生時の動作の流れを示すフローチャートである。

ハイブリットシステムが力行・回生を繰り返している際に、ファン等の冷却システムに異常が生じたとする。そして、図７の下段に示すように、放熱フィンの温度が、コントローラに予め設定されている第１の温度値に達し、超えたとする（ステップＳ１）。つまり、コントローラが、放熱フィンに取り付けられている温度センサを監視しており、当該温度センサの検知結果が第１の温度値に達し、超えたことを、当該コントローラが検出したとする（ステップＳ１）。

ここで、第１の温度値は、インバータ３等を冷却する冷却システムに、異常が発生したこと検知する目的で設定される値である。つまり、冷却システムが正常であれば、放熱フィンの温度は、第１の温度値に達することは無い。

ステップＳ１後、コントローラは、当該第１の温度値に到達時におけるモータ１０（被駆動部９の先に配設されるアーム等も含む）の運動状況を判断する（ステップＳ２）。

たとえば、コントローラはモータ１０の回転数を監視している。そして、ステップＳ２においてコントローラは、当該モータ１０の回転数時間変化の状況から、モータ１０が力行状態（稼動部の加速動作および等速動作）であるか、回生状態（稼動部の減速動作）であるかを判断する。

コントローラがモータ１０が力行状態であることを検出した場合には、ステップＳ２で「力行」となり、上述した第２の温度値の設定処理を行うこと無く、コントローラは即座に、インバータ３を停止させる（ステップＳ３）。そして、当該インバータ３の停止と同時または停止後に、コントローラは報知部を制御し、インバータ３が停止したことをユーザに知らせる（ステップＳ４）。

このように、力行時にインバータ３を即座に停止させるのは、当該力行状態ではアーム等のフリーラン状態は問題視する必要が無いからである。

ステップＳ２に話を戻し、コントローラがモータ１０が回生状態であることを検出したとする（ステップＳ２で「回生」）。当該場合には、コントローラは、ステップＳ２時（つまり、放熱フィンの温度が第１の温度値に到達した時）におけるモータ１０（被駆動部９の先に配設されているアームを含む稼動部であると把握できる）が有する運動エネルギーを推定する（ステップＳ５）。

概略的には、上記運動エネルギー＝（力行時に稼動部に供給されたエネルギー）−（ステップＳ１までに稼動部で消費された回生時のエネルギー）、である。

たとえば、システムの構成上、被駆動部９の先に連結されているアーム等の慣性モーメントは既知である。また、力行時において当該アーム等に付加された慣性モーメントは、モータ１０の加速時のモータ電流と応答性から推定できる。当該各慣性モーメントから力行時に稼動部に供給されたエネルギーを求める。さらに、ステップＳ１までに稼動部で消費された回生時のエネルギーを見積もることができれば、上記運動エネルギーを推定することができる。

次に、コントローラは、モータ１０の駆動状況に応じて、第１の温度値より高い第２の温度値を定める（ステップＳ６、図７の下段参照）。より具体的に、コントローラは、ステップＳ１，２時点における回生状態のモータ１０（稼動部）が有する運動エネルギーに応じて、第２の温度値を定める（ステップＳ６）。

たとえば、モータ１０（稼動部）の運動エネルギーから、放熱フィンにおける上昇温度Ｔ［℃］を次式に基づいて、求める。

Ｔ＝（１／２）・ＣＪｖ｛１−（η／１００）｝ ・・・・（１）
ここで、Ｊ［ｋｇ・ｍ２］は稼動部のイナーシャである。ｖ［ｍ／ｓ］は稼動部の速度である。η［％］はインバータ効率である。Ｃ［℃／Ｗ］は、インバータ３を構成する半導体スイッチとヒートシンク（放熱フィン）の熱容量である。

たとえば、稼動部のイナーシャＪは、次式で求めることができる。

Ｊ＝∫ｔｑｄｔ／（ｖ２−ｖ１） ・・・（２）
ここで、ｖ１［ｍ／ｓ］は、加速（減速）前の速度である。ｖ２［ｍ／ｓ］は、加速（減速）後の速度である。ｔｑ［Ｎ・ｍ］は加速（減速）中のトルク（瞬時値）である。つまり、式（２）より、ある期間中に与えられたトルクの総和を、当該期間中における速度変化で割れば、イナーシャが求まることが分かる。

式（１）では、モータ１０（稼動部）を停止するために必要な回収電力からインバータ３の効率を考慮した損失となるエネルギーを算出している。そして、当該損失が熱になるため、半導体スイッチおよび放熱フィンを含む構成部分の熱容量との関係により、ステップＳ１，２以後からモータ１０が停止するまでの放熱フィンにおける上昇温度Ｔを求めている。したがって、コントローラは、第１の温度値＋上記上昇温度Ｔである第２の温度値を決定することができる。

当該第２の温度値の設定後（ステップＳ６の後）、コントローラは、モータ１０の回転速度を監視する。そして、コントローラは、モータ１０の回転速度が「０」、つまりモータ１０の回転・駆動が停止したか否かを判断する（ステップＳ７）。

ステップＳ７において、コントローラがモータ１０の回転速度が０で無いと判断した場合（つまり、モータ１０が未だ動いている場合であり、ステップＳ７で「Ｎ」）、モータ１０の回転速度が０であると判断するまで、モータ１０回転速度の監視およびステップＳ７の判断を継続し行う。

ここで、ステップＳ７の判断を断続的・連続的に行っても良いが、ステップＳ７においてコントローラがモータ１０の回転が０で無いと判断した場合には、コントローラは、所定の時間後に、再度ステップＳ７の判断を行えば良い。つまり、コントローラが離散的にステップＳ７の判断を行う構成を採用しても良い。

他方、ステップＳ７において、コントローラがモータ１０の回転速度が０であると判断した場合（つまり、図７の上段に示すようにモータ１０の駆動が停止した場合であり、ステップＳ７で「Ｙ」）、コントローラは、インバータ３を停止させる（ステップＳ８、図７中段の電流値ゼロを参照）。そして、当該インバータ３の停止と同時または停止後に、コントローラは報知部を制御し、インバータ３が停止したことをユーザに知らせる（ステップＳ４）。

また、図６のフローチャートには図示されていないが、第２の温度値の設定（ステップＳ６）後に、放熱フィンにおける温度が当該第２の温度値に達し、超えたとする。このような場合には、インバータ３等に配設されている素子や半導体スイッチ（ＩＧＢＴ）等の高温による破壊を防止する観点から、モータ１０の駆動の停止を待たずに、インバータ３を停止させる。

以上のように、本実施の形態では、モータ１０の減速動作中に、所定の箇所の温度が第１の温度値を超えたとき、コントローラ（図１，２において図示せず）は、モータ１０の駆動状況に応じて第２の温度値を定めている。そして、コントローラは、モータ１０の駆動が停止した後、インバータ３を停止させる。

したがって、たとえば、モータ１０の先にアクチュエータやアーム等が配設されている場合において所定の箇所で異常温度を検出したとしても、インバータ３が緊急停止することはない。つまり、モータ１０が停止するまでインバータ３の緊急停止を実施しないようにすることができる。よって、減速運動中の当該アクチュエータの制御が不能（フリーラン状態）となることを防止できる。つまり、回生動作時に所定の箇所で異常温度検出したとしても、アクチュエータやアームが制御不能となることを回避できる。

また、本実施の形態では、モータ１０の加速動作中または等速動作中の場合において、所定の箇所の温度が第１の温度値を超えたとき、コントローラは、第２の温度値を定めず、インバータ３を停止させる。

モータの加速動作中または等速動作中にインバータ３を緊急停止したとしても、アクチュエータやアーム等のフリーランは生じない（または、問題とならない）。したがって、当該加速動作中等に所定の箇所で異常温度を検出したとき、不要な第２の温度値設定処理をせずに、インバータ３を緊急停止することができる。

また、本実施の形態では、所定の箇所の温度が定められた第２の温度値を超えたとき、コントローラは、モータ１０の駆動の停止を待たず、インバータ３を停止させる。

したがって、たとえば、第２の温度値をインバータ３に配設される素子（ＩＧＢＴ）等の保護の観点から設定することにより、さらなる温度上昇によりインバータ３等が破壊されることを防止することが可能となる。

また、本実施の形態では、インバータ３の停止後または停止と同時に、当該停止の状況を報知する報知部（図１，２には図示せず）を、さらに備えている。

したがって、ユーザは、モータ駆動制御装置またはハイブリッドシステム内における温度異常の発生により（高温発生により）、インバータ３が停止したことを容易に知ることができる。

また、本実施の形態では、コントローラは、モータ１０（アーム等の稼動部を含む）が有する運動エネルギーに基づいて、第２の温度値を定める。

したがって、不必要に高い第２の温度値設定を防止でき、当該動作状態に応じた適切な第２の温度値設定を行うことができる。

また、本実施の形態では、所定の箇所の温度は、インバータ３に配設された放熱フィンの温度である。

当該放熱フィンには温度センサを容易に設置することができる。したがって、インバータ３の温度に比較的一致する温度を容易に測定することができる。なお、所定の箇所の温度は、放熱フィン自体の温度であっても、放熱フィン付近の周囲温度であっても良いことは言うまでも無い。

また、本実施の形態では、所定の箇所の温度は、インバータ３内に配設されている素子（たとえば、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチ）の温度である。

したがって、温度上昇にデリケートな素子の温度に応じて、モータ１０の駆動制御を行うことができ、当該素子が高温度により破壊されることを防止できる。なお、所定の箇所の温度は、素子自体の温度であっても、素子付近の周囲温度であっても良いことは言うまでも無い。

また、本実施の形態では、インバータ３は、複数の半導体スイッチ（ＩＧＢＴ）を含んでおり、第２の温度値は、半導体スイッチの耐熱温度未満である。

第２に温度値に達し、超えると、モータ１０の駆動状況にかかわらずインバータ３を停止させるので、当該半導体スイッチの耐熱温度未満である第２の温度値を定めることにより、第１の温度値より高温になったとしても当該半導体スイッチの破壊を防止することができる。

また、本実施の形態では、インバータ３の動作を制御するＣＰＵ（モータ用コントローラ部）５３内に、コントローラが配設されている。

したがって、第２の温度値を設定するコントローラを設けたとしても、モータ駆動制御装置全体またはハイブリッドシステム全体の体積が増大することを抑制できる。なお、制御部５内部にコントローラを配設するように構成しても、前記効果と同様な効果を得ることができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、コントローラは、インバータ３に対して配設されている放熱フィンの温度（またはインバータ３を構成する半導体スイッチの温度）に基づいて、図６に示した一連の動作・制御を実施していた。

これに対して、本実施の形態２では、コントローラは、モータ１０内部の温度に基づいて、第２の温度値の設定等の一連の動作・制御を実施する。以下、本実施の形態に係る発明について詳細に説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態１と異なる事項のみを詳細に述べる。したがって、下記以外の事項は、基本的に実施の形態１に記載した事項と同じである。

モータ１０の減速動作中に、モータ駆動制御装置またはハイブリッドシステムの内部における所定の箇所の温度（本実施の形態では、モータ１０内部の温度）が、第１の温度値を超えたとき、当該コントローラは、モータ１０の駆動状況に応じて、第１の温度値より高い第２の温度値を定める。そして、当該コントローラは、モータ１０の駆動が停止した後、インバータ３を停止させる。

ここで、第１の温度値は、モータ１０内部に異常が発生したこと検知する目的で設定される値である。つまり、モータ１０またはハイブリッドシステム全体が正常であれば、当該モータ１０内部の温度は、第１の温度値に達することは無い。

また、モータ１０が、温度が所定値以上となると磁力が減少する磁石を含んでいる場合には、第２の温度値は、当該所定値未満である。つまり、当該モータ１０を構成する磁石の高熱による特性変化防止の観点から、第２の温度値の上限は、当該所定値未満としている。なお、第２に温度値は、実施の形態１で説明したように、所定の箇所の温度が第１の温度値に到達した時の、モータ１０（被駆動部９の先に配設されているアクチュエータ、アーム等を含む）が有する運動エネルギーに基づいて定める。

本実施の形態に係るハイブリットシステムの異常温度発生時の動作は、図６に示した一連の動作の流れとほぼ同じである。ここで、本実施の形態では、図６のステップＳ１では、モータ１０内部の温度がコントローラに予め設定されている第１の温度値に達し、超えたことを、コントローラが検出する。

また、モータ１０が、温度が所定値以上となると磁力が減少する磁石を含んでいる場合には、図６のステップＳ６で設定される第２の温度値の上限は、上記の通り、当該所定値未満としている。

また、式（１）、（２）では、モータ１０内部温度の観点から定数等が決定されることは、言うまでも無い。

また、本実施の形態においても、第２の温度値の設定（ステップＳ６）後に、モータ１０内部温度が上記第２の温度値に達し、超えた場合には、モータ１０内に配設されている磁石の特性変化防止する観点から、モータ１０の駆動の停止を待たずに、インバータ３を停止させる。

以上のように、本実施の形態では、所定の箇所の温度はモータ内部の温度である。したがって、異常な温度上昇に起因したモータ１０の異常駆動を抑制・防止することができる。

また、本実施の形態では、モータ１０は、温度が所定値以上となると磁力が減少する磁石を含んでおり、第２の温度値は、所定値未満である。

したがって、たとえばモータ１０内部に配設されている磁石の特性変化を防止することができる。よって、異常な温度上昇に起因したモータ１０の異常駆動を確実に抑制・防止することができる。

なお、一般的なハイブリットシステムでは、モータ１０の内部温度よりもインバータ３の内部温度の方が高くなる。したがって、インバータ３内部に配設されている素子等の高温による破壊防止の観点からは、実施の形態１の方が望ましい。

また、各実施の形態では、第２の温度値を運動エネルギーに基づいて見積もった。しかし、電圧変換装置１００における電圧変化は電流変化に比べて極めて小さいので、力行時の電圧変換装置１００に流れた電流量およびステップＳ１，２までに回生時に当該装置１００に流れた電流量に基づいて、コントローラが第２の温度値を見積もるように構成されていても良い。

＜実施の形態３＞
本実施の形態に係るモータ駆動制御装置および当該モータ駆動制御装置を有するハイブリッドシステムでは、インバータ３を構成する半導体スイッチのスイッチング動作の制御に特徴を有する。

具体的に、駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が上記第１の温度値を超えたとする。また、このとき、上記コントローラがモータ１０の運動状況を判断する（図６のステップＳ２参照）。この結果、コントローラが、前記第１の温度値を超えたときがモータ１０の減速動作中であったと判断したとする（回生状態と判断）。当該場合には、上記コントローラは、第１の温度を超える以前の状態と比較して、インバータ３のキャリア周波数が低減するように、上記半導体スイッチのスイッチング動作を制御する。

ここで、当該スイッチング動作の制御ステップは、図６ステップＳ２からステップＳ７までの間の何れかの段階で実施される。なお、後述する本実施の形態に係る発明の効果を考慮すると、なるべく早い段階で、上記制御ステップを実施する方が好ましい。

図８は、第１の温度を超える以前の、キャリア周波数（搬送波）ｆにおいて、信号波をＰＷＭ変調（パルス幅変調）した場合の、半導体スイッチのスイッチング動作状態の一例を示す図である。これに対して、図９は、上記スイッチング動作の制御ステップ実施後に、キャリア周波数（搬送波）を１／２ｆにし、信号波は同じ波形をＰＷＭ変調（パルス幅変調）した場合の、半導体スイッチのスイッチング動作状態の一例を示す図である。図８，９から、当該スイッチング動作の制御ステップの実施前後において、同じ信号波に対してキャリア周波数を低減しても、信号波に対するＰＷＭ変調された出力電圧の平均電圧値は変化せずに、スイッチング回数だけが半減していることが分かる。

以上のように、本実施の形態では、コントローラは、インバータ３のキャリア周波数が低減するように、上記半導体スイッチのスイッチング動作を制御している。

したがって、インバータ３を構成する半導体スイッチのスイッチング損に起因した発熱が低減され、結果として、装置全体の発熱を抑制できる。これにより、インバータ３が発熱に起因して停止する事無く、当該インバータ３の駆動できる時間が増加する。したがって、安全にアーム等を停止させることができる。また、モータ１０の渦電流損（鉄損）も低減される。よって、モータ１０の温度上昇も抑制でき、サーマルエラーによるモータ停止も軽減される。

ハイブリッドシステムの構成を示す図である。 電圧変換装置の内部構成を示す図である。 カ行・回生時における、電圧変換装置内部のＤＣ電圧変化を示す図である。 カ行・回生時における、モータの回転数、電圧変換装置内部の電流、およびシステム内部における所定の箇所の温度変化を示す図である。 従来のハイブリッドシステムにおける異常温度時における動作を説明するための図である。 本発明に係るハイブリッドシステムの動作の流れを説明するためのフローチャートである。 本発明が適用された場合のカ行・回生時における、モータの回転数、電圧変換装置内部の電流、およびシステム内部における所定の箇所の温度変化を示す図である。 第１の温度を超える以前の、キャリア周波数（搬送波）ｆ、信号波、および半導体スイッチのスイッチング動作状態の一例を示す図である。 スイッチング動作の制御ステップ実施後の、キャリア周波数（搬送波）１／２ｆ、信号波、および半導体スイッチのスイッチング動作状態の一例を示す図である。

符号の説明

１ ＡＣ／ＤＣコンバータ
２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３ インバータ
４ 充電部
５ 制御部
６ エンジン
７ 回転機
９ 被駆動部
１０ モータ
１１ 回転軸
１００ 電圧変換装置

Claims (20)

1. 直流電圧を充電することができる充電部（４）と、
   前記充電部からの直流電圧を交流電圧変換するインバータ（３）と、
   前記インバータにより駆動されるモータ（１０）と、
   第１の温度値が設定されているコントローラとを、備えているモータ駆動制御装置において、
   前記モータの減速動作中に、前記モータ駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が、前記第１の温度値を超えたとき、前記コントローラは、
   前記モータの駆動状況に応じて、前記第１の温度値より高い第２の温度値を定め、前記モータの駆動が停止した後、前記インバータを停止させる、
   ことを特徴とするモータ駆動制御装置。
2. 前記モータの加速動作中または等速動作中の場合において、前記所定の箇所の温度が前記第１の温度値を超えたとき、前記コントローラは、
   前記第２の温度値を定めず、前記インバータを停止させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
3. 前記所定の箇所の温度が前記第２の温度値を超えたとき、前記コントローラは、
   前記モータの駆動の停止を待たず、前記インバータを停止させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
4. 前記インバータの停止後または停止と同時に、当該停止の状況を報知する報知部を、さらに備えている、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
5. 前記コントローラは、
   前記所定の箇所の温度が前記第１の温度値に到達した時の、前記モータが有する運動エネルギーに基づいて、前記第２の温度値を定める、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
6. 前記所定の箇所の温度は、
   前記インバータに配設された放熱フィンおよび／または前記放熱フィン付近の温度である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
7. 前記所定の箇所の温度は、
   前記インバータ内に配設されている素子および／または前記素子付近の温度である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
8. 前記インバータは、
   複数の半導体スイッチを含んでおり、
   前記第２の温度値は、
   前記半導体スイッチの耐熱温度未満である、
   ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のモータ駆動制御装置。
9. 前記所定の箇所の温度は、
   前記モータ内部の温度である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
10. 前記モータは、
    温度が所定値以上となると磁力が減少する磁石を含んでおり、
    前記第２の温度値は、
    前記所定値未満である、
    ことを特徴とする請求項９に記載のモータ駆動制御装置。
11. 前記インバータの動作を制御するモータ用コントローラ部を、さらに備えており、
    前記コントローラは、
    前記モータ用コントローラ部内に配設されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
12. 前記モータの減速動作中に、前記駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が、前記第１の温度値を超えたとき、前記コントローラは、
    前記第１の温度を超える以前の状態と比較して、前記インバータのキャリア周波数が低減するように、前記インバータを構成する半導体スイッチのスイッチング動作を制御する、
    ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
13. 回転軸（１１；１１１，１１２）と、
    前記回転軸に接続され、前記回転軸を回転するエンジン（６）と、
    前記回転軸に接続され、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換して前記回転軸を回転させる電動機及び前記回転軸を回転させる機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する発電機のいずれの機能をも実現可能な回転機（７）と、
    前記回転軸の回転によって駆動される被駆動部（９）と、
    前記回転軸に接続され、前記回転軸を回転可能なモータ（１０）と、
    前記回転機を前記電動機として機能させ、前記回転機に前記回転軸を回転させる制御と前記モータに前記回転軸を回転させる制御とを並行して行って、前記エンジンを始動させる制御部（５）とを備える、ハイブリッドシステムにおいて、
    直流電圧を充電することができる充電部（４）と、
    前記充電部からの直流電圧を交流電圧変換するインバータ（３）と、
    第１の温度値が設定されているコントローラとを、さらに備えており、
    前記モータは、
    前記インバータにより駆動され、
    前記ハイブリッドシステムの内部における所定の箇所の温度が、前記第１の温度値を超えたとき、前記コントローラは、
    前記モータの駆動状況に応じて第２の温度値を定め、前記モータの駆動が停止した後、前記インバータを停止させる、
    ことを特徴とするハイブリッドシステム。
14. 前記コントローラは、
    前記制御部内に配設されている、
    ことを特徴とする請求項１３に記載のハイブリッドシステム。
15. 前記モータの減速動作中に、前記駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が、前記第１の温度値を超えたとき、前記コントローラは、
    前記第１の温度を超える以前の状態と比較して、前記インバータのキャリア周波数が低減するように、前記インバータを構成する半導体スイッチのスイッチング動作を制御する、
    ことを特徴とする請求項１３に記載のハイブリッドシステム。
16. 直流電圧を充電することができる充電部（４）と、前記充電部からの直流電圧を交流電圧変換するインバータ（３）と、前記インバータにより駆動されるモータ（１０）と、第１の温度値が設定されているコントローラとを、備えているモータ駆動制御装置の駆動制御方法であって、
    （Ａ）前記駆動制御装置の内部における所定の箇所の温度が、前記第１の温度値を超えることを検知するステップと、
    （Ｂ）前記モータの運動状況を判断するステップと、
    （Ｃ）前記ステップ（Ｂ）の結果、前記モータが減速動作中であると判断した場合には、前記モータの駆動状況に応じて、前記第１の温度値より高い第２の温度値を定めるステップと、
    （Ｄ）前記モータの駆動が停止した後、前記インバータを停止させるステップとを、備えている、
    ことを特徴とするモータ駆動制御装置の駆動制御方法。
17. （Ｅ）前記ステップ（Ｂ）の結果、前記モータが加速動作中または等速動作中であると判断した場合には、前記第２の温度値を定めずに、前記インバータを停止させるステップを、さらに備えている、
    ことを特徴とする請求項１６に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法。
18. （Ｆ）前記所定の箇所の温度が前記第２の温度値を超えたとき、前記モータの駆動の停止を待たず、前記インバータを停止させるステップを、さらに備えている、
    ことを特徴とする請求項１６に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法。
19. （Ｇ）前記インバータの停止後または停止と同時に、当該停止の状況を報知するステップを、さらに備えている、
    ことを特徴とする請求項１６ないし請求項１８のいずれかに記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法。
20. （Ｈ）前記ステップ（Ｂ）の結果、前記モータが減速動作中であると判断した場合には、前記第一の温度を超える以前の状態と比較して、前記インバータのキャリア周波数が低減するように、前記インバータを構成する半導体スイッチのスイッチング動作を制御するステップを、さらに備えている、
    ことを特徴とする請求項１６に記載のモータ駆動制御装置の駆動制御方法。

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