JP3918736B2 - 電圧変換装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直流電源からの直流電圧を指令電圧に変換する電圧変換装置に関し、特に、冷却水温を推定可能な電圧変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車においては、直流電源からの直流電圧を昇圧コンバータによって昇圧し、その昇圧した直流電圧がモータを駆動するインバータに供給されることも提案されている。
【０００５】
すなわち、ハイブリッド自動車または電気自動車は、図１０に示すモータ駆動装置を搭載している。図１０を参照して、モータ駆動装置３００は、直流電源Ｂと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、双方向コンバータ３１０と、電圧センサー３２０と、インバータ３３０とを備える。
【０００６】
直流電源Ｂは、直流電圧を出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置（図示せず）によってオンされると、直流電源Ｂからの直流電圧をコンデンサＣ１に供給する。コンデンサＣ１は、直流電源ＢからシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を双方向コンバータ３１０へ供給する。
【０００７】
双方向コンバータ３１０は、リアクトル３１１と、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３と、ダイオード３１４，３１５とを含む。リアクトル３１１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタ３１２とＮＰＮトランジスタ３１３との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１２のエミッタとＮＰＮトランジスタ３１３のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタ３１２のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタ３１３のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード３１４，３１５が配置されている。
【０００８】
双方向コンバータ３１０は、制御装置（図示せず）によってＮＰＮトランジスタ３１２，３１３がオン／オフされ、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサＣ２に供給する。また、双方向コンバータ３１０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１によって発電され、インバータ３３０によって変換された直流電圧を降圧して直流電源Ｂに供給する。
【０００９】
コンデンサＣ２は、双方向コンバータ３１０から供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ３３０へ供給する。電圧センサー３２０は、コンデンサＣ２の両側の電圧、すなわち、双方向コンバータ３１０の出力電圧Ｖｍを検出する。
【００１０】
インバータ３３０は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置（図示せず）からの制御に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３３０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置からの制御に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して双方向コンバータ３１０へ供給する。
【００１１】
モータ駆動装置３００においては、直流電源Ｂからの直流電圧を出力電圧Ｖｍに昇圧する場合、ＮＰＮトランジスタ３１３をオン／オフし、ＮＰＮトランジスタ３１３がオンされた期間に応じて電力をリアクトル３１１に蓄積する。そして、リアクトル３１１に蓄積された電力に応じた電圧（＝出力電圧Ｖｍ）をＮＰＮトランジスタ３１３がオフされたタイミングにダイオード３１４を介してインバータ３３０に供給する。この場合、ＮＰＮトランジスタ３１２はオフされている。
【００１２】
一方、交流モータＭ１が発電した電力を直流電源Ｂに回生する場合、ＮＰＮトランジスタ３１３がオフされ、ＮＰＮトランジスタ３１２はオンされる。そして、双方向コンバータ３１０は、インバータ３３０から直流電圧を受け、その受けた直流電圧を降圧して直流電源Ｂに供給する。
【００１３】
したがって、双方向コンバータ３１０が電圧の昇圧または電圧の降圧を行なう場合、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３はオン／オフされ、発熱する。そこで、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３が適正に動作するようにＮＰＮトランジスタ３１２，３１３を冷却することが行なわれている。そして、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３が正常に動作しているか否かを判定するために冷却水の温度を推定することが行なわれている。
【００１４】
このような冷却水の温度を推定する１つの方法として次のような方法が特開２００１−３１８００８号公報に開示されている。
【００１５】
トランジスタは発熱（通電）の有無に応じて比較的急速な温度変化を示し、冷却水は比較的緩慢な温度変化を示す。また、トランジスタの発熱が無い場合、トランジスタの温度および冷却水の温度は、ほぼ等しい温度に収束する。そこで、特開２００１−３１８００８号公報には、この原理を利用して（トランジスタの温度または冷却水の温度）＋（トランジスタ通電量）から他方の温度を推定する技術が開示されている。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００１−３１８００８号公報
【００１７】
【特許文献２】
特開平７−２３４１６２号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開２００１−３１８００８号公報に開示された技術を用いて冷却水の温度を推定する場合、オフされた直後のトランジスタ温度の収束に多少の時間を要するため、推定温度の精度が低下する可能性がある。
【００１９】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷却水の温度を精度良く推定可能な電圧変換装置を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、電圧変換装置は、第１および第２のスイッチング素子と、冷却手段と、検出手段と、推定手段とを備える。第１および第２のスイッチング素子は、電圧の昇圧動作および降圧動作を行なう昇降圧チョッパ回路に用いられる。冷却手段は、第１および第２のスイッチング素子を水冷する。検出手段は、第１および第２のスイッチング素子の温度を検出する。推定手段は、電圧の昇圧動作の間、オフされたスイッチング素子の温度、または電圧の降圧動作の間、オフされたスイッチング素子の温度に基づいて冷却水温を推定する。
【００２１】
好ましくは、推定手段は、電圧の昇圧動作時と電圧の降圧動作時とでは、異なるスイッチング素子の温度に基づいて冷却水温を推定する。
【００２２】
好ましくは、推定手段は、電圧の昇圧動作時、昇圧回路を構成するスイッチング素子と異なるスイッチング素子の温度に基づいて冷却水温を推定し、電圧の降圧動作時、降圧回路を構成するスイッチング素子と異なるスイッチング素子の温度に基づいて冷却水温を推定する。
【００２３】
好ましくは、第１のスイッチング素子は、昇降圧チョッパ回路の上アームとして用いられる。また、第２のスイッチング素子は、昇降圧チョッパ回路の下アームとして用いられる。そして、推定手段は、電圧の昇圧動作時、第１のスイッチング素子の温度に基づいて冷却水温を推定し、電圧の降圧動作時、第２のスイッチング素子の温度に基づいて冷却水温を推定する。
【００２４】
好ましくは、検出手段は、第１のダイオードと、第２のダイオードと、第１の電圧センサーと、第２の電圧センサーと、演算処理部とを含む。第１のダイオードは、第１のスイッチング素子に隣接して設けられる。第２のダイオードは、第２のスイッチング素子に隣接して設けられる。第１の電圧センサーは、第１のダイオードの両端の第１の電圧を検出する。第２の電圧センサーは、第２のダイオードの両端の第２の電圧を検出する。演算処理部は、第１の電圧に基づいて第１のスイッチング素子の温度を演算し、第２の電圧に基づいて第２のスイッチング素子の温度を演算する。
【００２５】
好ましくは、演算処理部は、電圧と温度との関係をマップとして保持しており、マップを参照して第１の電圧に対応する第１のスイッチング素子の温度を抽出し、マップを参照して第２の電圧に対応する第２のスイッチング素子の温度を抽出する。
【００２６】
好ましくは、推定手段は、オフされたスイッチング素子の温度をそのまま冷却水温と推定する。
【００２７】
この発明においては、電圧の昇圧動作の間、オフされたスイッチング素子の温度が検出され、または電圧の降圧動作の間、オフされたスイッチング素子の温度が検出される。そして、検出された温度がスイッチング素子を冷却する冷却水の温度と推定される。
【００２８】
したがって、この発明によれば、スイッチング素子がオフされた直後においても、冷却水の温度を精度良く推定できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３０】
図１を参照して、この発明の実施の形態による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサー１０〜１２，１４と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、昇圧コンバータ１３と、インバータ１５，２５と、電流センサー２４，２８と、制御装置３０とを備える。交流モータＭ１は、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。交流モータＭ２は、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなモータである。
【００３１】
昇圧コンバータ１３は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄｄ１，Ｄｄ２とを含む。リアクトルＬ１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２が配置されている。
【００３２】
ダイオードＤｄ１は、ＮＰＮトランジスタＱ１の温度を検出するためのダイオードである。ダイオードＤｄ２は、ＮＰＮトランジスタＱ２の温度を検出するためのダイオードである。
【００３３】
インバータ１５は、Ｕ相アーム１６と、Ｖ相アーム１７と、Ｗ相アーム１８とから成る。Ｕ相アーム１６、Ｖ相アーム１７およびＷ相アーム１８は、電源ラインとアースとの間に並列に設けられる。
【００３４】
Ｕ相アーム１６は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１７は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１８は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００３５】
インバータ２５は、インバータ１５と同じ構成から成る。そして、インバータ１５，２５は、コンデンサＣ２の両端に並列に接続される。
【００３６】
インバータ１５の各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。インバータ２５の各相アームの中間点は、交流モータＭ２の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１，Ｍ２は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００３７】
直流電源Ｂは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。電圧センサー１０は、直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂを検出し、その検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによりオン／オフされる。より具体的には、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からのＨ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥによりオンされ、制御装置３０からのＬ（論理ロー）レベルの信号ＳＥによりオフされる。コンデンサＣ１は、直流電源Ｂから供給された直流電圧Ｖｂを平滑化し、その平滑化した直流電圧を昇圧コンバータ１３へ供給する。
【００３８】
電圧センサー１１は、ダイオードＤｄ１の両端の電圧Ｖ１を検出し、その検出した電圧Ｖ１を制御装置３０へ出力する。電圧センサー１２は、ダイオードＤｄ２の両端の電圧Ｖ２を検出し、その検出した電圧Ｖ２を制御装置３０へ出力する。
【００３９】
昇圧コンバータ１３は、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ１３は、制御装置３０から信号ＰＷＭＵを受けると、信号ＰＷＭＵによってＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間に応じて直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２に供給する。この場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＵによってオフされている。また、昇圧コンバータ１３は、制御装置３０から信号ＰＷＭＤを受けると、コンデンサＣ２を介してインバータ１５または２５から供給された直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電する。
【００４０】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１３からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介してインバータ１５，２５へ供給する。電圧センサー１４は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ１３の出力電圧Ｖｍ（インバータ１５，２５への入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した出力電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。
【００４１】
インバータ１５は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ１に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ１５は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１３へ供給する。
【００４２】
インバータ２５は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ２に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ２を駆動する。これにより、交流モータＭ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２５は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ２が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１３へ供給する。
【００４３】
なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車または電気自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００４４】
電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。電流センサー２８は、交流モータＭ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。
【００４５】
制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からのトルク指令値ＴＲ１，２およびモータ回転数ＭＲＮ１，２、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ、電圧センサー１１からの電圧Ｖ１、電圧センサー１２からの電圧Ｖ２、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１および電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２を受ける。そして、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、モータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍおよびモータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）に基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１３を駆動するための信号ＰＷＭＵとインバータ１５を駆動するための信号ＰＷＭＩ１（またはＰＷＭＩ２）とを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵおよび信号ＰＷＭＩ１（またはＰＷＭＩ２）をそれぞれ昇圧コンバータ１３およびインバータ１５（またはインバータ２５）へ出力する。
【００４６】
信号ＰＷＭＵは、昇圧コンバータ１３がコンデンサＣ１からの直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する場合に昇圧コンバータ１３を駆動するための信号である。そして、制御装置３０は、昇圧コンバータ１３が直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する場合に、出力電圧Ｖｍをフィードバック制御し、出力電圧Ｖｍが指令された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように昇圧コンバータ１３を駆動するための信号ＰＷＭＵを生成する。信号ＰＷＭＵの生成方法については後述する。
【００４７】
また、制御装置３０は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、交流モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ１を生成してインバータ１５へ出力する。この場合、インバータ１５のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は信号ＰＷＭＣ１によってスイッチング制御される。これにより、インバータ１５は、交流モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１３へ供給する。
【００４８】
さらに、制御装置３０は、回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、交流モータＭ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ２を生成してインバータ２５へ出力する。この場合、インバータ２５のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は信号ＰＷＭＣ２によってスイッチング制御される。これにより、インバータ２５は、交流モータＭ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１３へ供給する。
【００４９】
さらに、制御装置３０は、回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、インバータ１５（またはインバータ２５）から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１３へ出力する。これにより、交流モータＭ１が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、降圧されて直流電源Ｂに供給される。
【００５０】
さらに、制御装置３０は、電圧Ｖ１に基づいてＮＰＮトランジスタＱ１の温度ＴＱ１を検出し、電圧Ｖ２に基づいてＮＰＮトランジスタＱ２の温度ＴＱ２を検出する。そして、制御装置３０は、検出した温度ＴＱ１（またはＴＱ２）に基づいて昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗを推定し、その推定した温度Ｔｗを外部ＥＣＵへ出力する。
【００５１】
さらに、制御装置３０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオン／オフするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００５２】
上述した昇圧コンバータ１３は、図２に示すＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ Ｕｎｉｔ）８０に搭載される。図２を参照して、ＰＣＵ８０は、メインＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）８１と、昇圧ＩＰＭ８２と、リアクトルＬ１とを含む。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２およびダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄｄ１，Ｄｄ２は、昇圧ＩＰＭ８２を構成する。また、インバータ１５，２５はメインＩＰＭ８１を構成する。
【００５３】
ＰＣＵ８０は、その下側に配水管８４が取り付けられている。冷却水は、入口８４Ａから配水管８４に導入され、配水管８４を流れて出口８４Ｂから出る。また、メインＩＰＭ８１の下側には、フィン８１１が形成され、昇圧ＩＰＭ８２の下側には、フィン８２１が形成され、リアクトルＬ１の下側にはフィン８３１が形成されている。
【００５４】
冷却水を配水管８４に流すことと、フィン８１１，８２１，８３１とにより、メインＩＰＭ８１、昇圧ＩＰＭ８２およびリアクトルＬ１は冷却される。
【００５５】
メインＩＰＭ８１は、昇圧ＩＰＭ８２と接続されており、昇圧ＩＰＭ８２によって昇圧された直流電圧を用いて交流モータＭ１（またはＭ２）を駆動する。昇圧ＩＰＭ８２は、リアクトルＬ１に接続されており、直流電源ＢからリアクトルＬ１のコイルに流れる直流電流をスイッチングして電力をリアクトルＬ１に蓄積し、その蓄積した電力に応じて昇圧された直流電圧をメインＩＰＭ８１へ供給する。
【００５６】
そして、制御装置３０は、昇圧ＩＰＭ８２に含まれるダイオードＤｄ１（またはＤｄ２）の両端の電圧Ｖ１（またはＶ２）に基づいてＮＰＮトランジスタＱ１（またはＱ２）の温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を検出し、その検出した温度ＴＱ１（またはＴＱ２）に基づいて配水管８４に流れる冷却水の温度Ｔｗを推定する。
【００５７】
図３は、昇圧コンバータ１３に含まれるＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２およびダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄｄ１，Ｄｄ２の配置を示す斜視図である。図３を参照して、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２およびダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄｄ１，Ｄｄ２は、１つの基板２０上に配置される。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、インバータ１５，２５の電源ライン３１とアースライン３２との間に直列に接続されるように配置される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれ、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の横に配置される。
【００５８】
ダイオードＤｄ１，Ｄｄ２は、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２が直列に接続された回路系に接続されることなく、それぞれ、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２に近接して配置される。
【００５９】
図４は、制御装置３０の機能ブロック図である。図４を参照して、制御装置３０は、モータトルク制御手段３０１と、温度処理手段３０２と、電圧変換制御手段３０３とを含む。モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、直流電圧Ｖｂ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、モータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）および昇圧コンバータ１３の出力電圧Ｖｍに基づいて、交流モータＭ１（またはＭ２）の駆動時、後述する方法により昇圧コンバータ１３のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵと、インバータ１５（またはインバータ２５）のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするための信号ＰＷＭＩ１（またはＰＷＭＩ２）とを生成する。そして、モータトルク制御手段３０１は、信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１３および温度処理手段３０２へ出力し、信号ＰＷＭＩ１（またはＰＷＭＩ２）をインバータ１５（またはインバータ２５）へ出力する。
【００６０】
温度処理手段３０２は、モータトルク制御手段３０１から信号ＰＷＭＵを受けると、電圧センサー１１からの電圧Ｖ１に基づいてＮＰＮトランジスタＱ１の温度ＴＱ１を検出する。また、温度処理手段３０２は、電圧変換制御手段３０３から信号ＰＷＭＤを受けると、電圧センサー１２からの電圧Ｖ２に基づいてＮＰＮトランジスタＱ２の温度ＴＱ２を検出する。そして、温度処理手段３０２は、検出した温度ＴＱ１またはＴＱ２を昇圧コンバータ１３を冷却する冷却水の温度Ｔｗと推定し、その推定した温度Ｔｗを外部ＥＣＵへ出力する。
【００６１】
電圧変換制御手段３０３は、回生制動時、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ１を生成してインバータ１５へ出力する。また、電圧変換制御手段３０３は、回生制動時、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、交流モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ２を生成してインバータ２５へ出力する。
【００６２】
さらに、電圧変換制御手段３０３は、回生制動時、信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、インバータ１５または２５から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１３および温度処理手段３０２へ出力する。このように、昇圧コンバータ１３は、直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＤにより電圧を降下させることもできるので、双方向コンバータの機能を有するものである。
【００６３】
図５は、モータトルク制御手段３０１の機能ブロック図である。図５を参照して、モータトルク制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部４０と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２と、インバータ入力電圧指令演算部５０と、コンバータ用デューティー比演算部５２と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４とを含む。
【００６４】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１３の出力電圧Ｖｍ、すなわち、インバータ１５への入力電圧を電圧センサー１４から受け、交流モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を電流センサー２４から受け、トルク指令値ＴＲ１を外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００６５】
また、モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１３の出力電圧Ｖｍ、すなわち、インバータ２５への入力電圧を電圧センサー１４から受け、交流モータＭ２の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を電流センサー２８から受け、トルク指令値ＴＲ２を外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、交流モータＭ２の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００６６】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ１５の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１５の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００６７】
これにより、インバータ１５の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ１が指令されたトルクを出力するように交流モータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲ１に応じたモータトルクが出力される。
【００６８】
また、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ２５の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ２５の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００６９】
これにより、インバータ２５の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ２が指令されたトルクを出力するように交流モータＭ２の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲ２に応じたモータトルクが出力される。
【００７０】
一方、インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【００７１】
コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧センサー１０からの直流電圧（「バッテリ電圧」とも言う。）Ｖｂに基づいて、電圧センサー１４からの出力電圧Ｖｍをインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００７２】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２からのデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１３のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵを生成する。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、生成した信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１３のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００７３】
なお、昇圧コンバータ１３の下側のＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬ１における電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上側のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインの電圧が下がる。そこで、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインの電圧を直流電源Ｂの出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。
【００７４】
昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗを推定する方法について説明する。昇圧コンバータ１３は、直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに昇圧する場合、信号ＰＷＭＵを制御装置３０から受ける。そして、信号ＰＷＭＵは、図６に示すように信号ＰＷＭＵ１と信号ＰＷＭＵ２とから成る。信号ＰＷＭＵ１は、ＮＰＮトランジスタＱ１をオフするための信号である。また、信号ＰＷＭＵ２は、ＮＰＮトランジスタＱ２を所定のデューティー比でオン／オフするための信号である。
【００７５】
したがって、昇圧コンバータ１３が昇圧動作を行なう場合、ＮＰＮトランジスタＱ１はオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ２は、所定のデューティー比でオン／オフされる。すなわち、図７を参照して、ＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間、直流電源Ｂからの直流電流は、矢印２１で示すようにリアクトルＬ１およびＮＰＮトランジスタＱ２を流れ、リアクトルＬ１に電力が蓄積される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ２がオフされた期間、直流電流は、矢印２２で示すようにリアクトルＬ１およびダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２へ流れる。
【００７６】
このように、昇圧コンバータ１３が電圧を昇圧する場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は常時オフされている。
【００７７】
一方、昇圧コンバータ１３は、インバータ１５または２５からの直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電する場合、制御装置３０から信号ＰＷＭＤを受ける。そして、信号ＰＷＭＤは、図６に示すように信号ＰＷＭＤ１と信号ＰＷＭＤ２とから成る。信号ＰＷＭＤ１は、ＮＰＮトランジスタＱ１を常時オンするための信号である。また、信号ＰＷＭＤ２は、ＮＰＮトランジスタＱ２を常時オフするための信号である。
【００７８】
したがって、昇圧コンバータ１３が降圧動作を行なう場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は常時オンされており、ＮＰＮトランジスタＱ２は、常時オフされている。すなわち、図８を参照して、インバータ１５または２５からの直流電流は、矢印２３で示すようにＮＰＮトランジスタＱ１およびリアクトルＬ１を流れ、直流電源Ｂに供給される。
【００７９】
このように、昇圧コンバータ１３が電圧を降圧する場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は常時オンされており、ＮＰＮトランジスタＱ２は常時オフされている。
【００８０】
そこで、この発明においては、昇圧コンバータ１３が昇圧動作を行なう場合、常時オフされているＮＰＮトランジスタＱ１に近接して配置されたダイオードＤｄ１の両端の電圧Ｖ１を電圧センサー１１により検出する。また、昇圧コンバータ１３が降圧動作を行なう場合、常時オフされているＮＰＮトランジスタＱ２に近接して配置されたダイオードＤｄ２の両端の電圧Ｖ２を電圧センサー１２により検出する。
【００８１】
一般に、ダイオードの両端の電圧は、そのダイオードの温度によって決定され、図９に示す関係を有する。すなわち、ダイオードの両端の電圧は、ダイオードの温度と直線ｋ１によって示される関係を有する。そして、両端の電圧は、温度が高くなるに従って低下する。
【００８２】
したがって、ダイオードの両端の電圧を検出すれば、ダイオードの温度を図９に示す関係から検出することができる。
【００８３】
そして、ダイオードＤｄ１は、同一基板２０上にＮＰＮトランジスタＱ１に近接して配置されているので、ＮＰＮトランジスタＱ１がオフされているとき、ダイオードＤｄ１の温度はＮＰＮトランジスタＱ１の温度と等しくなる。また、ダイオードＤｄ２は、同一基板２０上にＮＰＮトランジスタＱ２に近接して配置されているので、ＮＰＮトランジスタＱ２がオフされているとき、ダイオードＤｄ２の温度はＮＰＮトランジスタＱ２の温度と等しくなる。
【００８４】
そこで、昇圧コンバータ１３が昇圧動作を行なう場合、常時オフされているＮＰＮトランジスタＱ１に近接して配置されたダイオードＤｄ１の両端の電圧Ｖ１を検出し、その検出した電圧Ｖ１に基づいて図９に示す直線ｋ１の関係からダイオードＤｄ１の温度＝ＮＰＮトランジスタＱ１の温度ＴＱ１を検出する。
【００８５】
また、昇圧コンバータ１３が降圧動作を行なう場合、常時オフされているＮＰＮトランジスタＱ２に近接して配置されたダイオードＤｄ２の両端の電圧Ｖ２を検出し、その検出した電圧Ｖ２に基づいて図９に示す直線ｋ１の関係からダイオードＤｄ２の温度＝ＮＰＮトランジスタＱ２の温度ＴＱ２を検出する。
【００８６】
したがって、制御装置３０の温度処理手段３０２は、図９の直線ｋ１によって示される関係をマップとして保持しており、モータトルク制御手段３０１から信号ＰＷＭＵを受けると、昇圧コンバータ１３が昇圧動作モードにあることを認識し、電圧センサー１１からの電圧Ｖ１に基づいて、保持したマップを参照してＮＰＮトランジスタＱ１の温度ＴＱ１を検出する。また、温度処理手段３０２は、電圧変換制御手段３０３から信号ＰＷＭＤを受けると、昇圧コンバータ１３が降圧動作モードにあることを認識し、電圧センサー１２からの電圧Ｖ２に基づいて、保持したマップを参照してＮＰＮトランジスタＱ２の温度ＴＱ２を検出する。
【００８７】
そして、温度処理手段３０２は、検出した温度ＴＱ１またはＴＱ２を昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗと推定する。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２がオフされている場合、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の温度ＴＱ１，ＴＱ２は、冷却水の温度とよく一致するので、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の温度ＴＱ１，ＴＱ２を冷却水の温度と推定することにしたものである。
【００８８】
このように、この発明は、オフされているＮＰＮトランジスタＱ１（またはＱ２）の温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を検出し、その検出した温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を冷却水の温度Ｔｗと推定することを特徴とする。
【００８９】
また、この発明は、昇圧コンバータ１３が昇圧動作を行なっているときＮＰＮトランジスタＱ１の温度ＴＱ１をダイオードＤｄ１の両端の電圧Ｖ１に基づいて検出し、昇圧コンバータ１３が降圧動作を行なっているときＮＰＮトランジスタＱ２の温度ＴＱ２をダイオードＤｄ２の両端の電圧Ｖ２に基づいて検出する。つまり、この発明は、電圧の昇圧時と電圧の降圧時とでは、異なるＮＰＮトランジスタの温度に基づいて冷却水の温度Ｔｗを推定することを特徴とする。
【００９０】
再び、図１を参照して、モータ駆動装置１００の全体動作について説明する。全体動作が開始されると、制御装置３０は、Ｈレベルの信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２がオンされる。直流電源Ｂは直流電圧をシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して昇圧コンバータ１３へ出力する。
【００９１】
電圧センサー１０は、直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂを検出し、その検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。また、電圧センサー１４は、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍを検出し、その検出した電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。さらに、電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３０へ出力し、電流センサー２８は、交流モータＭ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３０へ出力する。そして、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１，２、およびモータ回転数ＭＲＮ１，２を受ける。
【００９２】
そうすると、制御装置３０は、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１５へ出力する。また、制御装置３０は、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ２５へ出力する。
【００９３】
さらに、制御装置３０は、インバータ１５（または２５）が交流モータＭ１（またはＭ２）を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、昇圧コンバータ１３のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＵを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１３へ出力する。
【００９４】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＵ１（信号ＰＷＭＵを構成する信号）に応じてオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ２は、信号ＰＷＭＵ２（信号ＰＷＭＵを構成する信号）に応じてオン／オフされ、昇圧コンバータ１３は、ＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間に応じて直流電源Ｂからの直流電圧Ｖｂを昇圧し、その昇圧した直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介してコンデンサＣ２に供給する。そして、インバータ１５は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ１によって交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。また、インバータ２５は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ２によって交流電圧に変換して交流モータＭ２を駆動する。これによって、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを発生し、交流モータＭ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを発生する。
【００９５】
また、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、制御装置３０は、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて、信号ＰＷＭＣ１，２を生成してそれぞれインバータ１５，２５へ出力し、信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１３へ出力する。
【００９６】
そうすると、インバータ１５は、交流モータＭ１が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１に応じて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１３へ供給する。また、インバータ２５は、交流モータＭ２が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ２に応じて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１３へ供給する。そして、昇圧コンバータ１３は、コンデンサＣ２からの直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介して受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＭＤによって降圧し、その降圧した直流電圧を直流電源Ｂに供給する。これにより、交流モータＭ１またはＭ２によって発電された電力が直流電源Ｂに充電される。
【００９７】
上述したようにモータ駆動装置１００が動作している期間、電圧センサー１１は、ダイオードＤｄ１の両端の電圧Ｖ１を検出して制御装置３０へ出力し、電圧センサー１２は、ダイオードＤｄ２の両端の電圧Ｖ２を検出して制御装置３０へ出力する。そして、制御装置３０は、昇圧コンバータ１３が昇圧動作を行なっているとき、電圧センサー１１からの電圧Ｖ１に基づいてＮＰＮトランジスタＱ１の温度ＴＱ１を検出し、その検出した温度ＴＱ１を昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗと推定して外部ＥＣＵへ出力する。
【００９８】
また、制御装置３０は、昇圧コンバータ１３が降圧動作を行なっているとき、電圧センサー１２からの電圧Ｖ２に基づいてＮＰＮトランジスタＱ２の温度ＴＱ２を検出し、その検出した温度ＴＱ２を昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗと推定して外部ＥＣＵへ出力する。
【００９９】
このように、この発明においては、オフされたＮＰＮトランジスタＱ１（またはＱ２）の温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を検出し、その検出した温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗと推定する。したがって、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２がオフされた直後においても冷却水の温度を精度良く推定できる。
【０１００】
なお、上述したモータ駆動装置１００によって駆動される２つの交流モータＭ１，Ｍ２のうち、１つのモータを後輪駆動用に用い、他のモータを前輪駆動用に用いてもよい。また、遊星ギア機構を用いたハイブリッド自動車としては、１つのモータジェネレータを遊星ギア機構のサンギアに接続し、エンジンを遊星ギア機構のキャリアに接続し、もう１つのモータジェネレータをリングギアに接続するものも公知であるが、この発明は、このようなハイブリッド自動車にも適用できる。
【０１０１】
また、この発明においては、リアクトルＬ１およびＮＰＮトランジスタＱ２は、「昇圧回路」を構成する。
【０１０２】
さらに、この発明においては、ＮＰＮトランジスタＱ１およびリアクトルＬ１は、「降圧回路」を構成する。
【０１０３】
さらに、この発明においては、電圧センサー１１，１２、昇圧コンバータ１３および制御装置３０は、「電圧変換装置」を構成する。
【０１０４】
さらに、この発明においては、ダイオードＤｄ１，Ｄｄ２、電圧センサー１１，１２および温度処理手段３０２は、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の温度を検出する「検出手段」を構成する。
【０１０５】
さらに、この発明においては、配水管８４およびフィン８２１は、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２を冷却する「冷却手段」を構成する。
【０１０６】
さらに、上記においては、昇圧コンバータ１３およびインバータ１５，２５は、ＮＰＮトランジスタにより構成されると説明したが、この発明においては、これに限らず、ＭＯＳトランジスタおよびＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子によって構成されていればよい。
【０１０７】
さらに、上記においては、交流モータが２個の場合について説明したが、この発明は、これに限らず、交流モータが１個の場合についても適用可能である。
【０１０８】
この発明の実施の形態によれば、電圧変換装置は、オフされたＮＰＮトランジスタＱ１（またはＱ２）に近接して配置されたダイオードＤｄ１（またはＤｄ２）の両端の電圧Ｖ１（またはＶ２）に基づいて、オフされたＮＰＮトランジスタＱ１（またはＱ２）の温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を検出し、その検出した温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗと推定する温度処理手段を備えるので、ＮＰＮトランジスタがオフされた直後においても冷却水の温度を精度良く推定できる。
【０１０９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】 図１に示す昇圧コンバータおよびインバータを搭載したＰＣＵの平面図である。
【図３】 図１に示す昇圧コンバータを構成するＮＰＮトランジスタおよびダイオードの配置を示す斜視図である。
【図４】 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図５】 図４に示すモータトルク制御手段の機能ブロック図である。
【図６】 信号のタイミングチャートである。
【図７】 昇圧コンバータが昇圧動作を行なう場合の電流の流れを示す回路図である。
【図８】 昇圧コンバータが降圧動作を行なう場合の電流の流れを示す回路図である。
【図９】 ダイオードの両端の電圧と温度との関係を示す図である。
【図１０】 従来のモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１０〜１２，１４，３２０ 電圧センサー、１３ 昇圧コンバータ、１５，２５，３３０ インバータ、１６ Ｕ相アーム、１７ Ｖ相アーム、１８ Ｗ相アーム、２０ 基板、２１〜２３ 矢印、２４，２８ 電流センサー、３０ 制御装置、４０ モータ制御用相電圧演算部、４２ インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０ インバータ入力電圧指令演算部、５２ コンバータ用デューティー比演算部、５４ コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、１００，３００ モータ駆動装置、３０１ モータトルク制御手段、３０２ 温度処理手段、３０３ 電圧変換制御手段、３１０ 双方向コンバータ、Ｂ 直流電源、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｌ１，３１１ リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８，３１２，３１３ ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８，Ｄｄ１，Ｄｄ２，３１４，３１５ ダイオード、Ｍ１，Ｍ２ 交流モータ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、直流電源からの直流電圧を指令電圧に変換する電圧変換装置に関し、特に、冷却水温を推定可能な電圧変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車においては、直流電源からの直流電圧を昇圧コンバータによって昇圧し、その昇圧した直流電圧がモータを駆動するインバータに供給されることも提案されている。
【０００５】
すなわち、ハイブリッド自動車または電気自動車は、図１０に示すモータ駆動装置を搭載している。図１０を参照して、モータ駆動装置３００は、直流電源Ｂと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、双方向コンバータ３１０と、電圧センサー３２０と、インバータ３３０とを備える。
【０００６】
直流電源Ｂは、直流電圧を出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置（図示せず）によってオンされると、直流電源Ｂからの直流電圧をコンデンサＣ１に供給する。コンデンサＣ１は、直流電源ＢからシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を双方向コンバータ３１０へ供給する。
【０００７】
双方向コンバータ３１０は、リアクトル３１１と、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３と、ダイオード３１４，３１５とを含む。リアクトル３１１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタ３１２とＮＰＮトランジスタ３１３との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１２のエミッタとＮＰＮトランジスタ３１３のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタ３１２のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタ３１３のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード３１４，３１５が配置されている。
【０００８】
双方向コンバータ３１０は、制御装置（図示せず）によってＮＰＮトランジスタ３１２，３１３がオン／オフされ、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサＣ２に供給する。また、双方向コンバータ３１０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１によって発電され、インバータ３３０によって変換された直流電圧を降圧して直流電源Ｂに供給する。
【０００９】
コンデンサＣ２は、双方向コンバータ３１０から供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ３３０へ供給する。電圧センサー３２０は、コンデンサＣ２の両側の電圧、すなわち、双方向コンバータ３１０の出力電圧Ｖｍを検出する。
【００１０】
インバータ３３０は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置（図示せず）からの制御に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３３０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置からの制御に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して双方向コンバータ３１０へ供給する。
【００１１】
モータ駆動装置３００においては、直流電源Ｂからの直流電圧を出力電圧Ｖｍに昇圧する場合、ＮＰＮトランジスタ３１３をオン／オフし、ＮＰＮトランジスタ３１３がオンされた期間に応じて電力をリアクトル３１１に蓄積する。そして、リアクトル３１１に蓄積された電力に応じた電圧（＝出力電圧Ｖｍ）をＮＰＮトランジスタ３１３がオフされたタイミングにダイオード３１４を介してインバータ３３０に供給する。この場合、ＮＰＮトランジスタ３１２はオフされている。
【００１２】
一方、交流モータＭ１が発電した電力を直流電源Ｂに回生する場合、ＮＰＮトランジスタ３１３がオフされ、ＮＰＮトランジスタ３１２はオンされる。そして、双方向コンバータ３１０は、インバータ３３０から直流電圧を受け、その受けた直流電圧を降圧して直流電源Ｂに供給する。
【００１３】
したがって、双方向コンバータ３１０が電圧の昇圧または電圧の降圧を行なう場合、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３はオン／オフされ、発熱する。そこで、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３が適正に動作するようにＮＰＮトランジスタ３１２，３１３を冷却することが行なわれている。そして、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３が正常に動作しているか否かを判定するために冷却水の温度を推定することが行なわれている。
【００１４】
このような冷却水の温度を推定する１つの方法として次のような方法が特開２００１−３１８００８号公報に開示されている。
【００１５】
トランジスタは発熱（通電）の有無に応じて比較的急速な温度変化を示し、冷却水は比較的緩慢な温度変化を示す。また、トランジスタの発熱が無い場合、トランジスタの温度および冷却水の温度は、ほぼ等しい温度に収束する。そこで、特開２００１−３１８００８号公報には、この原理を利用して（トランジスタの温度または冷却水の温度）＋（トランジスタ通電量）から他方の温度を推定する技術が開示されている。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００１−３１８００８号公報
【００１７】
【特許文献２】
特開平７−２３４１６２号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開２００１−３１８００８号公報に開示された技術を用いて冷却水の温度を推定する場合、オフされた直後のトランジスタ温度の収束に多少の時間を要するため、推定温度の精度が低下する可能性がある。
【００１９】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷却水の温度を精度良く推定可能な電圧変換装置を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、電圧変換装置は、第１および第２のスイッチング素子と、冷却手段と、検出手段と、推定手段とを備える。第１および第２のスイッチング素子は、電圧の昇圧動作および降圧動作を行なう昇降圧チョッパ回路に用いられる。冷却手段は、第１および第２のスイッチング素子を水冷する。検出手段は、第１および第２のスイッチング素子の温度を検出する。推定手段は、電圧の昇圧動作の間、オフされたスイッチング素子の温度、または電圧の降圧動作の間、オフされたスイッチング素子の温度に基づいて冷却水温を推定する。
【００２１】
好ましくは、推定手段は、電圧の昇圧動作時と電圧の降圧動作時とでは、異なるスイッチング素子の温度に基づいて冷却水温を推定する。
【００２２】
好ましくは、推定手段は、電圧の昇圧動作時、昇圧回路を構成するスイッチング素子と異なるスイッチング素子の温度に基づいて冷却水温を推定し、電圧の降圧動作時、降圧回路を構成するスイッチング素子と異なるスイッチング素子の温度に基づいて冷却水温を推定する。
【００２３】
好ましくは、第１のスイッチング素子は、昇降圧チョッパ回路の上アームとして用いられる。また、第２のスイッチング素子は、昇降圧チョッパ回路の下アームとして用いられる。そして、推定手段は、電圧の昇圧動作時、第１のスイッチング素子の温度に基づいて冷却水温を推定し、電圧の降圧動作時、第２のスイッチング素子の温度に基づいて冷却水温を推定する。
【００２４】
好ましくは、検出手段は、第１のダイオードと、第２のダイオードと、第１の電圧センサーと、第２の電圧センサーと、演算処理部とを含む。第１のダイオードは、第１のスイッチング素子に隣接して設けられる。第２のダイオードは、第２のスイッチング素子に隣接して設けられる。第１の電圧センサーは、第１のダイオードの両端の第１の電圧を検出する。第２の電圧センサーは、第２のダイオードの両端の第２の電圧を検出する。演算処理部は、第１の電圧に基づいて第１のスイッチング素子の温度を演算し、第２の電圧に基づいて第２のスイッチング素子の温度を演算する。
【００２５】
好ましくは、演算処理部は、電圧と温度との関係をマップとして保持しており、マップを参照して第１の電圧に対応する第１のスイッチング素子の温度を抽出し、マップを参照して第２の電圧に対応する第２のスイッチング素子の温度を抽出する。
【００２６】
好ましくは、推定手段は、オフされたスイッチング素子の温度をそのまま冷却水温と推定する。
【００２７】
この発明においては、電圧の昇圧動作の間、オフされたスイッチング素子の温度が検出され、または電圧の降圧動作の間、オフされたスイッチング素子の温度が検出される。そして、検出された温度がスイッチング素子を冷却する冷却水の温度と推定される。
【００２８】
したがって、この発明によれば、スイッチング素子がオフされた直後においても、冷却水の温度を精度良く推定できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３０】
図１を参照して、この発明の実施の形態による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサー１０〜１２，１４と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、昇圧コンバータ１３と、インバータ１５，２５と、電流センサー２４，２８と、制御装置３０とを備える。交流モータＭ１は、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。交流モータＭ２は、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなモータである。
【００３１】
昇圧コンバータ１３は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄｄ１，Ｄｄ２とを含む。リアクトルＬ１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２が配置されている。
【００３２】
ダイオードＤｄ１は、ＮＰＮトランジスタＱ１の温度を検出するためのダイオードである。ダイオードＤｄ２は、ＮＰＮトランジスタＱ２の温度を検出するためのダイオードである。
【００３３】
インバータ１５は、Ｕ相アーム１６と、Ｖ相アーム１７と、Ｗ相アーム１８とから成る。Ｕ相アーム１６、Ｖ相アーム１７およびＷ相アーム１８は、電源ラインとアースとの間に並列に設けられる。
【００３４】
Ｕ相アーム１６は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１７は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１８は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００３５】
インバータ２５は、インバータ１５と同じ構成から成る。そして、インバータ１５，２５は、コンデンサＣ２の両端に並列に接続される。
【００３６】
インバータ１５の各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。インバータ２５の各相アームの中間点は、交流モータＭ２の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１，Ｍ２は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００３７】
直流電源Ｂは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。電圧センサー１０は、直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂを検出し、その検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによりオン／オフされる。より具体的には、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からのＨ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥによりオンされ、制御装置３０からのＬ（論理ロー）レベルの信号ＳＥによりオフされる。コンデンサＣ１は、直流電源Ｂから供給された直流電圧Ｖｂを平滑化し、その平滑化した直流電圧を昇圧コンバータ１３へ供給する。
【００３８】
電圧センサー１１は、ダイオードＤｄ１の両端の電圧Ｖ１を検出し、その検出した電圧Ｖ１を制御装置３０へ出力する。電圧センサー１２は、ダイオードＤｄ２の両端の電圧Ｖ２を検出し、その検出した電圧Ｖ２を制御装置３０へ出力する。
【００３９】
昇圧コンバータ１３は、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ１３は、制御装置３０から信号ＰＷＭＵを受けると、信号ＰＷＭＵによってＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間に応じて直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２に供給する。この場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＵによってオフされている。また、昇圧コンバータ１３は、制御装置３０から信号ＰＷＭＤを受けると、コンデンサＣ２を介してインバータ１５または２５から供給された直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電する。
【００４０】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１３からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介してインバータ１５，２５へ供給する。電圧センサー１４は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ１３の出力電圧Ｖｍ（インバータ１５，２５への入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した出力電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。
【００４１】
インバータ１５は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ１に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ１５は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１３へ供給する。
【００４２】
インバータ２５は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ２に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ２を駆動する。これにより、交流モータＭ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２５は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ２が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１３へ供給する。
【００４３】
なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車または電気自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００４４】
電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。電流センサー２８は、交流モータＭ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。
【００４５】
制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からのトルク指令値ＴＲ１，２およびモータ回転数ＭＲＮ１，２、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ、電圧センサー１１からの電圧Ｖ１、電圧センサー１２からの電圧Ｖ２、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１および電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２を受ける。そして、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、モータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍおよびモータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）に基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１３を駆動するための信号ＰＷＭＵとインバータ１５を駆動するための信号ＰＷＭＩ１（またはＰＷＭＩ２）とを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵおよび信号ＰＷＭＩ１（またはＰＷＭＩ２）をそれぞれ昇圧コンバータ１３およびインバータ１５（またはインバータ２５）へ出力する。
【００４６】
信号ＰＷＭＵは、昇圧コンバータ１３がコンデンサＣ１からの直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する場合に昇圧コンバータ１３を駆動するための信号である。そして、制御装置３０は、昇圧コンバータ１３が直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換する場合に、出力電圧Ｖｍをフィードバック制御し、出力電圧Ｖｍが指令された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍになるように昇圧コンバータ１３を駆動するための信号ＰＷＭＵを生成する。信号ＰＷＭＵの生成方法については後述する。
【００４７】
また、制御装置３０は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、交流モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ１を生成してインバータ１５へ出力する。この場合、インバータ１５のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は信号ＰＷＭＣ１によってスイッチング制御される。これにより、インバータ１５は、交流モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１３へ供給する。
【００４８】
さらに、制御装置３０は、回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、交流モータＭ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ２を生成してインバータ２５へ出力する。この場合、インバータ２５のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は信号ＰＷＭＣ２によってスイッチング制御される。これにより、インバータ２５は、交流モータＭ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１３へ供給する。
【００４９】
さらに、制御装置３０は、回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、インバータ１５（またはインバータ２５）から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１３へ出力する。これにより、交流モータＭ１が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、降圧されて直流電源Ｂに供給される。
【００５０】
さらに、制御装置３０は、電圧Ｖ１に基づいてＮＰＮトランジスタＱ１の温度ＴＱ１を検出し、電圧Ｖ２に基づいてＮＰＮトランジスタＱ２の温度ＴＱ２を検出する。そして、制御装置３０は、検出した温度ＴＱ１（またはＴＱ２）に基づいて昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗを推定し、その推定した温度Ｔｗを外部ＥＣＵへ出力する。
【００５１】
さらに、制御装置３０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオン／オフするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００５２】
上述した昇圧コンバータ１３は、図２に示すＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ Ｕｎｉｔ）８０に搭載される。図２を参照して、ＰＣＵ８０は、メインＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）８１と、昇圧ＩＰＭ８２と、リアクトルＬ１とを含む。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２およびダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄｄ１，Ｄｄ２は、昇圧ＩＰＭ８２を構成する。また、インバータ１５，２５はメインＩＰＭ８１を構成する。
【００５３】
ＰＣＵ８０は、その下側に配水管８４が取り付けられている。冷却水は、入口８４Ａから配水管８４に導入され、配水管８４を流れて出口８４Ｂから出る。また、メインＩＰＭ８１の下側には、フィン８１１が形成され、昇圧ＩＰＭ８２の下側には、フィン８２１が形成され、リアクトルＬ１の下側にはフィン８３１が形成されている。
【００５４】
冷却水を配水管８４に流すことと、フィン８１１，８２１，８３１とにより、メインＩＰＭ８１、昇圧ＩＰＭ８２およびリアクトルＬ１は冷却される。
【００５５】
メインＩＰＭ８１は、昇圧ＩＰＭ８２と接続されており、昇圧ＩＰＭ８２によって昇圧された直流電圧を用いて交流モータＭ１（またはＭ２）を駆動する。昇圧ＩＰＭ８２は、リアクトルＬ１に接続されており、直流電源ＢからリアクトルＬ１のコイルに流れる直流電流をスイッチングして電力をリアクトルＬ１に蓄積し、その蓄積した電力に応じて昇圧された直流電圧をメインＩＰＭ８１へ供給する。
【００５６】
そして、制御装置３０は、昇圧ＩＰＭ８２に含まれるダイオードＤｄ１（またはＤｄ２）の両端の電圧Ｖ１（またはＶ２）に基づいてＮＰＮトランジスタＱ１（またはＱ２）の温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を検出し、その検出した温度ＴＱ１（またはＴＱ２）に基づいて配水管８４に流れる冷却水の温度Ｔｗを推定する。
【００５７】
図３は、昇圧コンバータ１３に含まれるＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２およびダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄｄ１，Ｄｄ２の配置を示す斜視図である。図３を参照して、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２およびダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄｄ１，Ｄｄ２は、１つの基板２０上に配置される。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、インバータ１５，２５の電源ライン３１とアースライン３２との間に直列に接続されるように配置される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれ、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の横に配置される。
【００５８】
ダイオードＤｄ１，Ｄｄ２は、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２が直列に接続された回路系に接続されることなく、それぞれ、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２に近接して配置される。
【００５９】
図４は、制御装置３０の機能ブロック図である。図４を参照して、制御装置３０は、モータトルク制御手段３０１と、温度処理手段３０２と、電圧変換制御手段３０３とを含む。モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、直流電圧Ｖｂ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、モータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）および昇圧コンバータ１３の出力電圧Ｖｍに基づいて、交流モータＭ１（またはＭ２）の駆動時、後述する方法により昇圧コンバータ１３のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵと、インバータ１５（またはインバータ２５）のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするための信号ＰＷＭＩ１（またはＰＷＭＩ２）とを生成する。そして、モータトルク制御手段３０１は、信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１３および温度処理手段３０２へ出力し、信号ＰＷＭＩ１（またはＰＷＭＩ２）をインバータ１５（またはインバータ２５）へ出力する。
【００６０】
温度処理手段３０２は、モータトルク制御手段３０１から信号ＰＷＭＵを受けると、電圧センサー１１からの電圧Ｖ１に基づいてＮＰＮトランジスタＱ１の温度ＴＱ１を検出する。また、温度処理手段３０２は、電圧変換制御手段３０３から信号ＰＷＭＤを受けると、電圧センサー１２からの電圧Ｖ２に基づいてＮＰＮトランジスタＱ２の温度ＴＱ２を検出する。そして、温度処理手段３０２は、検出した温度ＴＱ１またはＴＱ２を昇圧コンバータ１３を冷却する冷却水の温度Ｔｗと推定し、その推定した温度Ｔｗを外部ＥＣＵへ出力する。
【００６１】
電圧変換制御手段３０３は、回生制動時、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ１を生成してインバータ１５へ出力する。また、電圧変換制御手段３０３は、回生制動時、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、交流モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ２を生成してインバータ２５へ出力する。
【００６２】
さらに、電圧変換制御手段３０３は、回生制動時、信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、インバータ１５または２５から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１３および温度処理手段３０２へ出力する。このように、昇圧コンバータ１３は、直流電圧を降圧するための信号ＰＷＭＤにより電圧を降下させることもできるので、双方向コンバータの機能を有するものである。
【００６３】
図５は、モータトルク制御手段３０１の機能ブロック図である。図５を参照して、モータトルク制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部４０と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２と、インバータ入力電圧指令演算部５０と、コンバータ用デューティー比演算部５２と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４とを含む。
【００６４】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１３の出力電圧Ｖｍ、すなわち、インバータ１５への入力電圧を電圧センサー１４から受け、交流モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を電流センサー２４から受け、トルク指令値ＴＲ１を外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００６５】
また、モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１３の出力電圧Ｖｍ、すなわち、インバータ２５への入力電圧を電圧センサー１４から受け、交流モータＭ２の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を電流センサー２８から受け、トルク指令値ＴＲ２を外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、交流モータＭ２の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００６６】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ１５の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１５の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００６７】
これにより、インバータ１５の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ１が指令されたトルクを出力するように交流モータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲ１に応じたモータトルクが出力される。
【００６８】
また、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ２５の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ２５の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００６９】
これにより、インバータ２５の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ２が指令されたトルクを出力するように交流モータＭ２の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲ２に応じたモータトルクが出力される。
【００７０】
一方、インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【００７１】
コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧センサー１０からの直流電圧（「バッテリ電圧」とも言う。）Ｖｂに基づいて、電圧センサー１４からの出力電圧Ｖｍをインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００７２】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２からのデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１３のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵを生成する。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、生成した信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１３のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００７３】
なお、昇圧コンバータ１３の下側のＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬ１における電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上側のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインの電圧が下がる。そこで、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインの電圧を直流電源Ｂの出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。
【００７４】
昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗを推定する方法について説明する。昇圧コンバータ１３は、直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｍに昇圧する場合、信号ＰＷＭＵを制御装置３０から受ける。そして、信号ＰＷＭＵは、図６に示すように信号ＰＷＭＵ１と信号ＰＷＭＵ２とから成る。信号ＰＷＭＵ１は、ＮＰＮトランジスタＱ１をオフするための信号である。また、信号ＰＷＭＵ２は、ＮＰＮトランジスタＱ２を所定のデューティー比でオン／オフするための信号である。
【００７５】
したがって、昇圧コンバータ１３が昇圧動作を行なう場合、ＮＰＮトランジスタＱ１はオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ２は、所定のデューティー比でオン／オフされる。すなわち、図７を参照して、ＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間、直流電源Ｂからの直流電流は、矢印２１で示すようにリアクトルＬ１およびＮＰＮトランジスタＱ２を流れ、リアクトルＬ１に電力が蓄積される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ２がオフされた期間、直流電流は、矢印２２で示すようにリアクトルＬ１およびダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２へ流れる。
【００７６】
このように、昇圧コンバータ１３が電圧を昇圧する場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は常時オフされている。
【００７７】
一方、昇圧コンバータ１３は、インバータ１５または２５からの直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電する場合、制御装置３０から信号ＰＷＭＤを受ける。そして、信号ＰＷＭＤは、図６に示すように信号ＰＷＭＤ１と信号ＰＷＭＤ２とから成る。信号ＰＷＭＤ１は、ＮＰＮトランジスタＱ１を常時オンするための信号である。また、信号ＰＷＭＤ２は、ＮＰＮトランジスタＱ２を常時オフするための信号である。
【００７８】
したがって、昇圧コンバータ１３が降圧動作を行なう場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は常時オンされており、ＮＰＮトランジスタＱ２は、常時オフされている。すなわち、図８を参照して、インバータ１５または２５からの直流電流は、矢印２３で示すようにＮＰＮトランジスタＱ１およびリアクトルＬ１を流れ、直流電源Ｂに供給される。
【００７９】
このように、昇圧コンバータ１３が電圧を降圧する場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は常時オンされており、ＮＰＮトランジスタＱ２は常時オフされている。
【００８０】
そこで、この発明においては、昇圧コンバータ１３が昇圧動作を行なう場合、常時オフされているＮＰＮトランジスタＱ１に近接して配置されたダイオードＤｄ１の両端の電圧Ｖ１を電圧センサー１１により検出する。また、昇圧コンバータ１３が降圧動作を行なう場合、常時オフされているＮＰＮトランジスタＱ２に近接して配置されたダイオードＤｄ２の両端の電圧Ｖ２を電圧センサー１２により検出する。
【００８１】
一般に、ダイオードの両端の電圧は、そのダイオードの温度によって決定され、図９に示す関係を有する。すなわち、ダイオードの両端の電圧は、ダイオードの温度と直線ｋ１によって示される関係を有する。そして、両端の電圧は、温度が高くなるに従って低下する。
【００８２】
したがって、ダイオードの両端の電圧を検出すれば、ダイオードの温度を図９に示す関係から検出することができる。
【００８３】
そして、ダイオードＤｄ１は、同一基板２０上にＮＰＮトランジスタＱ１に近接して配置されているので、ＮＰＮトランジスタＱ１がオフされているとき、ダイオードＤｄ１の温度はＮＰＮトランジスタＱ１の温度と等しくなる。また、ダイオードＤｄ２は、同一基板２０上にＮＰＮトランジスタＱ２に近接して配置されているので、ＮＰＮトランジスタＱ２がオフされているとき、ダイオードＤｄ２の温度はＮＰＮトランジスタＱ２の温度と等しくなる。
【００８４】
そこで、昇圧コンバータ１３が昇圧動作を行なう場合、常時オフされているＮＰＮトランジスタＱ１に近接して配置されたダイオードＤｄ１の両端の電圧Ｖ１を検出し、その検出した電圧Ｖ１に基づいて図９に示す直線ｋ１の関係からダイオードＤｄ１の温度＝ＮＰＮトランジスタＱ１の温度ＴＱ１を検出する。
【００８５】
また、昇圧コンバータ１３が降圧動作を行なう場合、常時オフされているＮＰＮトランジスタＱ２に近接して配置されたダイオードＤｄ２の両端の電圧Ｖ２を検出し、その検出した電圧Ｖ２に基づいて図９に示す直線ｋ１の関係からダイオードＤｄ２の温度＝ＮＰＮトランジスタＱ２の温度ＴＱ２を検出する。
【００８６】
したがって、制御装置３０の温度処理手段３０２は、図９の直線ｋ１によって示される関係をマップとして保持しており、モータトルク制御手段３０１から信号ＰＷＭＵを受けると、昇圧コンバータ１３が昇圧動作モードにあることを認識し、電圧センサー１１からの電圧Ｖ１に基づいて、保持したマップを参照してＮＰＮトランジスタＱ１の温度ＴＱ１を検出する。また、温度処理手段３０２は、電圧変換制御手段３０３から信号ＰＷＭＤを受けると、昇圧コンバータ１３が降圧動作モードにあることを認識し、電圧センサー１２からの電圧Ｖ２に基づいて、保持したマップを参照してＮＰＮトランジスタＱ２の温度ＴＱ２を検出する。
【００８７】
そして、温度処理手段３０２は、検出した温度ＴＱ１またはＴＱ２を昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗと推定する。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２がオフされている場合、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の温度ＴＱ１，ＴＱ２は、冷却水の温度とよく一致するので、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の温度ＴＱ１，ＴＱ２を冷却水の温度と推定することにしたものである。
【００８８】
このように、この発明は、オフされているＮＰＮトランジスタＱ１（またはＱ２）の温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を検出し、その検出した温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を冷却水の温度Ｔｗと推定することを特徴とする。
【００８９】
また、この発明は、昇圧コンバータ１３が昇圧動作を行なっているときＮＰＮトランジスタＱ１の温度ＴＱ１をダイオードＤｄ１の両端の電圧Ｖ１に基づいて検出し、昇圧コンバータ１３が降圧動作を行なっているときＮＰＮトランジスタＱ２の温度ＴＱ２をダイオードＤｄ２の両端の電圧Ｖ２に基づいて検出する。つまり、この発明は、電圧の昇圧時と電圧の降圧時とでは、異なるＮＰＮトランジスタの温度に基づいて冷却水の温度Ｔｗを推定することを特徴とする。
【００９０】
再び、図１を参照して、モータ駆動装置１００の全体動作について説明する。全体動作が開始されると、制御装置３０は、Ｈレベルの信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２がオンされる。直流電源Ｂは直流電圧をシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して昇圧コンバータ１３へ出力する。
【００９１】
電圧センサー１０は、直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂを検出し、その検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。また、電圧センサー１４は、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍを検出し、その検出した電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。さらに、電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３０へ出力し、電流センサー２８は、交流モータＭ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３０へ出力する。そして、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１，２、およびモータ回転数ＭＲＮ１，２を受ける。
【００９２】
そうすると、制御装置３０は、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１５へ出力する。また、制御装置３０は、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ２５へ出力する。
【００９３】
さらに、制御装置３０は、インバータ１５（または２５）が交流モータＭ１（またはＭ２）を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、昇圧コンバータ１３のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＵを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵを昇圧コンバータ１３へ出力する。
【００９４】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＵ１（信号ＰＷＭＵを構成する信号）に応じてオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ２は、信号ＰＷＭＵ２（信号ＰＷＭＵを構成する信号）に応じてオン／オフされ、昇圧コンバータ１３は、ＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間に応じて直流電源Ｂからの直流電圧Ｖｂを昇圧し、その昇圧した直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介してコンデンサＣ２に供給する。そして、インバータ１５は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ１によって交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。また、インバータ２５は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ２によって交流電圧に変換して交流モータＭ２を駆動する。これによって、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを発生し、交流モータＭ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを発生する。
【００９５】
また、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、制御装置３０は、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて、信号ＰＷＭＣ１，２を生成してそれぞれインバータ１５，２５へ出力し、信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１３へ出力する。
【００９６】
そうすると、インバータ１５は、交流モータＭ１が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１に応じて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１３へ供給する。また、インバータ２５は、交流モータＭ２が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ２に応じて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１３へ供給する。そして、昇圧コンバータ１３は、コンデンサＣ２からの直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介して受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＭＤによって降圧し、その降圧した直流電圧を直流電源Ｂに供給する。これにより、交流モータＭ１またはＭ２によって発電された電力が直流電源Ｂに充電される。
【００９７】
上述したようにモータ駆動装置１００が動作している期間、電圧センサー１１は、ダイオードＤｄ１の両端の電圧Ｖ１を検出して制御装置３０へ出力し、電圧センサー１２は、ダイオードＤｄ２の両端の電圧Ｖ２を検出して制御装置３０へ出力する。そして、制御装置３０は、昇圧コンバータ１３が昇圧動作を行なっているとき、電圧センサー１１からの電圧Ｖ１に基づいてＮＰＮトランジスタＱ１の温度ＴＱ１を検出し、その検出した温度ＴＱ１を昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗと推定して外部ＥＣＵへ出力する。
【００９８】
また、制御装置３０は、昇圧コンバータ１３が降圧動作を行なっているとき、電圧センサー１２からの電圧Ｖ２に基づいてＮＰＮトランジスタＱ２の温度ＴＱ２を検出し、その検出した温度ＴＱ２を昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗと推定して外部ＥＣＵへ出力する。
【００９９】
このように、この発明においては、オフされたＮＰＮトランジスタＱ１（またはＱ２）の温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を検出し、その検出した温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗと推定する。したがって、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２がオフされた直後においても冷却水の温度を精度良く推定できる。
【０１００】
なお、上述したモータ駆動装置１００によって駆動される２つの交流モータＭ１，Ｍ２のうち、１つのモータを後輪駆動用に用い、他のモータを前輪駆動用に用いてもよい。また、遊星ギア機構を用いたハイブリッド自動車としては、１つのモータジェネレータを遊星ギア機構のサンギアに接続し、エンジンを遊星ギア機構のキャリアに接続し、もう１つのモータジェネレータをリングギアに接続するものも公知であるが、この発明は、このようなハイブリッド自動車にも適用できる。
【０１０１】
また、この発明においては、リアクトルＬ１およびＮＰＮトランジスタＱ２は、「昇圧回路」を構成する。
【０１０２】
さらに、この発明においては、ＮＰＮトランジスタＱ１およびリアクトルＬ１は、「降圧回路」を構成する。
【０１０３】
さらに、この発明においては、電圧センサー１１，１２、昇圧コンバータ１３および制御装置３０は、「電圧変換装置」を構成する。
【０１０４】
さらに、この発明においては、ダイオードＤｄ１，Ｄｄ２、電圧センサー１１，１２および温度処理手段３０２は、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の温度を検出する「検出手段」を構成する。
【０１０５】
さらに、この発明においては、配水管８４およびフィン８２１は、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２を冷却する「冷却手段」を構成する。
【０１０６】
さらに、上記においては、昇圧コンバータ１３およびインバータ１５，２５は、ＮＰＮトランジスタにより構成されると説明したが、この発明においては、これに限らず、ＭＯＳトランジスタおよびＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子によって構成されていればよい。
【０１０７】
さらに、上記においては、交流モータが２個の場合について説明したが、この発明は、これに限らず、交流モータが１個の場合についても適用可能である。
【０１０８】
この発明の実施の形態によれば、電圧変換装置は、オフされたＮＰＮトランジスタＱ１（またはＱ２）に近接して配置されたダイオードＤｄ１（またはＤｄ２）の両端の電圧Ｖ１（またはＶ２）に基づいて、オフされたＮＰＮトランジスタＱ１（またはＱ２）の温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を検出し、その検出した温度ＴＱ１（またはＴＱ２）を昇圧コンバータ１３の冷却水の温度Ｔｗと推定する温度処理手段を備えるので、ＮＰＮトランジスタがオフされた直後においても冷却水の温度を精度良く推定できる。
【０１０９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】 図１に示す昇圧コンバータおよびインバータを搭載したＰＣＵの平面図である。
【図３】 図１に示す昇圧コンバータを構成するＮＰＮトランジスタおよびダイオードの配置を示す斜視図である。
【図４】 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図５】 図４に示すモータトルク制御手段の機能ブロック図である。
【図６】 信号のタイミングチャートである。
【図７】 昇圧コンバータが昇圧動作を行なう場合の電流の流れを示す回路図である。
【図８】 昇圧コンバータが降圧動作を行なう場合の電流の流れを示す回路図である。
【図９】 ダイオードの両端の電圧と温度との関係を示す図である。
【図１０】 従来のモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１０〜１２，１４，３２０ 電圧センサー、１３ 昇圧コンバータ、１５，２５，３３０ インバータ、１６ Ｕ相アーム、１７ Ｖ相アーム、１８ Ｗ相アーム、２０ 基板、２１〜２３ 矢印、２４，２８ 電流センサー、３０ 制御装置、４０ モータ制御用相電圧演算部、４２ インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０ インバータ入力電圧指令演算部、５２ コンバータ用デューティー比演算部、５４ コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、１００，３００ モータ駆動装置、３０１ モータトルク制御手段、３０２ 温度処理手段、３０３ 電圧変換制御手段、３１０ 双方向コンバータ、Ｂ 直流電源、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｌ１，３１１ リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８，３１２，３１３ ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８，Ｄｄ１，Ｄｄ２，３１４，３１５ ダイオード、Ｍ１，Ｍ２ 交流モータ。
Claims (7)
- 電圧の昇圧動作および降圧動作を行なう昇降圧チョッパ回路に用いられる第１および第２のスイッチング素子と、
前記第１および第２のスイッチング素子を水冷する冷却手段と、
前記第１および第２のスイッチング素子の温度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された温度に基づいて冷却水温を推定する推定手段とを備え、
前記推定手段は、前記電圧の昇圧動作の間、オフされたスイッチング素子の温度、または前記電圧の降圧動作の間、オフされたスイッチング素子の温度に基づいて冷却水温を推定する、電圧変換装置。 - 前記推定手段は、前記電圧の昇圧動作時と前記電圧の降圧動作時とでは、異なるスイッチング素子の温度に基づいて前記冷却水温を推定する、請求項１に記載の電圧変換装置。
- 前記推定手段は、前記電圧の昇圧動作時、昇圧回路を構成するスイッチング素子と異なるスイッチング素子の温度に基づいて前記冷却水温を推定し、前記電圧の降圧動作時、降圧回路を構成するスイッチング素子と異なるスイッチング素子の温度に基づいて前記冷却水温を推定する、請求項２に記載の電圧変換装置。
- 前記第１のスイッチング素子は、前記昇降圧チョッパ回路の上アームとして用いられ、
前記第２のスイッチング素子は、前記昇降圧チョッパ回路の下アームとして用いられ、
前記推定手段は、前記電圧の昇圧動作時、前記第１のスイッチング素子の温度に基づいて前記冷却水温を推定し、前記電圧の降圧動作時、前記第２のスイッチング素子の温度に基づいて前記冷却水温を推定する、請求項３に記載の電圧変換装置。 - 前記検出手段は、
前記第１のスイッチング素子に隣接して設けられた第１のダイオードと、
前記第２のスイッチング素子に隣接して設けられた第２のダイオードと、
前記第１のダイオードの両端の第１の電圧を検出する第１の電圧センサーと、
前記第２のダイオードの両端の第２の電圧を検出する第２の電圧センサーと、
前記第１の電圧に基づいて前記第１のスイッチング素子の温度を演算し、前記第２の電圧に基づいて前記第２のスイッチング素子の温度を演算する演算処理部とを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電圧変換装置。 - 前記演算処理部は、電圧と温度との関係をマップとして保持しており、前記マップを参照して前記第１の電圧に対応する前記第１のスイッチング素子の温度を抽出し、前記マップを参照して前記第２の電圧に対応する前記第２のスイッチング素子の温度を抽出する、請求項５に記載の電圧変換装置。
- 前記推定手段は、前記オフされたスイッチング素子の温度をそのまま前記冷却水温と推定する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
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