JP5168328B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、平滑コンデンサと、スイッチング素子によって構成される電力変換回路とを備えたモータ制御装置に関する。

従来、平滑コンデンサと、スイッチング素子によって構成される電力変換回路とを備えたモータ制御装置として、例えば特許文献１に開示されている電力変換装置がある。

この電力変換装置は、平滑コンデンサと、電力変換回路と、制御装置とを備えている。平滑コンデンサの一端は直流電源の正極端に、平滑コンデンサの他端は直流電源の負極端にそれぞれ接続されている。電力変換回路は、直列接続された２つのスイッチング素子からなるスイッチング回路を３組並列接続して構成されている。スイッチング回路の一端は平滑コンデンサの一端に、スイッチング回路の他端は平滑コンデンサの他端にそれぞれ接続されている。また、スイッチング回路をなす２つのスイッチング素子の直列接続点は、電動機に接続されている。制御装置は、スイッチング素子にそれぞれ接続されている。

この電力変換装置は、直流電源の出力する直流電圧を交流電圧に変換して電動機に供給する。電力変換装置が動作を開始すると、平滑コンデンサに電荷が蓄積され、直流電源の出力する直流電圧が平滑化される。その後、電力変換装置が動作を停止すると、平滑コンデンサに電荷が蓄積されたままの状態となる。そのため、平滑コンデンサに蓄積された電荷による感電の可能性がある。しかし、制御装置が、過電流とならない所定時間だけ全てのスイッチング素子をオンする。これにより、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電することができる。そのため、感電を防止することができる。

特開２００９−２３２６２０号公報

前述した電力変換装置では、所定時間だけ全てのスイッチング素子をオンして平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する。しかし、タイミングのずれによって、全てのスイッチング素子がオンする直前に、直流電源の正極端に接続される一のスイッチング回路の一端側のスイッチング素子と、直流電源の負極端に接続される他のスイッチング回路の他端側のスイッチング素子だけがオンしてしまうと、本来流れてはいけない電流が、電動機に流れてしまう。この場合、電動機が回転してしまう可能性がある。

また、タイミングのずれがない場合であっても、直流電源の負極端に接続される一のスイッチング回路の他端側のスイッチング素子のオン抵抗が、他のスイッチング回路の他端側のスイッチング素子のオン抵抗より小さいと、他のスイッチング回路の他端側のスイッチング素子に流れるべき電流が、一のスイッチング回路の他端側のスイッチング素子に流れることになる。その結果、本来流れてはいけない電流が電動機に流れ、電動機が回転してしまう可能性がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、平滑コンデンサの放電時に、モータに電流が流れることがないモータ制御装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明者らは、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、直流電圧を交流電圧に変換してモータに供給する複数の第１電力変換回路を備えた電力変換装置において、それぞれの第１電力変換回路の１つスイッチング回路で放電することで、平滑コンデンサの放電時に、モータに流れる電流を抑えられることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の電力変換装置は、直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、直列接続された２つのスイッチング素子からなるスイッチング回路を複数並列接続して構成され、スイッチング回路の一端が平滑コンデンサの一端にスイッチング回路の他端が平滑コンデンサの他端に接続されるとともに、スイッチング回路をなす２つのスイッチング素子の直列接続点がモータに接続され、平滑コンデンサによって平滑化された直流電圧を交流電圧に変換してモータに供給する複数の第１電力変換回路と、複数の第１電力変換回路のスイッチング素子を制御する制御回路と、を備え、制御回路が、スイッチング回路をなす２つのスイッチング素子をオンして平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するモータ制御装置において、制御回路は、それぞれの第１電力変換回路の１つのスイッチング回路をなす２つのスイッチング素子をオンするとともに、他のスイッチング回路をなす２つのスイッチング素子をオフすることで、複数の第１電力変換回路が接続される共通の平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電し、複数の第１電力変換回路をなす複数のスイッチング回路は、配線基板に列状に並んで配置され、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するスイッチング回路は、互いに隣接して配置されていないことを特徴とする。

この構成によれば、制御回路は、それぞれの第１電力変換回路において、常に１つのスイッチング回路で平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する。そのため、従来のように、一のスイッチング回路の一端側のスイッチング素子と、他のスイッチング回路の他端側のスイッチング素子だけがオンしてしまうことはない。従って、平滑コンデンサの放電時に、モータに流れる電流を抑えることができる。また、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するスイッチング回路は、放電電流が流れることで発熱する。しかし、これらのスイッチング回路は、互いに隣接して配置されていない。そのため、熱がこもることがない。従って、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するスイッチング回路の温度上昇を抑えることができる。

請求項２に記載の電力変換装置は、直列接続された２つスイッチング素子からなるスイッチング回路を有し、スイッチング回路の一端が平滑コンデンサの一端に、スイッチング回路の他端が平滑コンデンサの他端に接続され、直流電源の電圧を昇圧して平滑コンデンサに供給する第２電力変換回路を有し、制御回路は、複数の第１電力変換回路及び第２電力変換回路のスイッチング素子を制御するとともに、第２電力変換回路のスイッチング回路をなす２つのスイッチング素子をオンすることで、複数の第１電力変換回路及び第２電力変換回路が接続される共通の平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電することを特徴とする

この構成によれば、制御回路は、それぞれの第１電力変換回路及び第２電力変換回路において、常に１つのスイッチング回路で平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する。そのため、平滑コンデンサに蓄積された電荷を効率よく確実に放電することができる。また、平滑コンデンサの放電時に、モータに流れる電流を抑えることができる。

請求項３に記載の電力変換装置は、直列接続された２つスイッチング素子からなるスイッチング回路を有し、スイッチング回路の一端が平滑コンデンサの一端に、スイッチング回路の他端が平滑コンデンサの他端に接続され、直流電源の電圧を昇圧して平滑コンデンサに供給する第２電力変換回路を有し、制御回路は、複数の第１電力変換回路及び第２電力変換回路のスイッチング素子を制御するとともに、複数の第１電力変換回路の１つが故障しているとき、故障している第１電力変換回路のスイッチング回路に代えて、第２電力変換回路のスイッチング回路をなす２つのスイッチング素子をオンすることで、複数の第１電力変換回路及び第２電力変換回路が接続される共通の平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電することを特徴とする。

この構成によれば、第１電力変換回路が故障していないときには、それぞれの第１電力変換回路において、常に１つのスイッチング回路で平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する。一方、第１電力変換回路の１つが故障したときには、故障した第１電力変換回路に代えて、第２電力変換回路のスイッチング回路で平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する。そのため、故障していない第１電力変換回路と第２電力変換回路において、常に１つのスイッチング回路で平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電することになる。従って、第１電力変換回路の故障に関わらず、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電することができる。また、平滑コンデンサの放電時に、モータに流れる電流を抑えることができる。

請求項４に記載の電力変換装置は、制御回路は、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するスイッチング回路をなすスイッチング素子の消費電力が素子耐量に応じた電力となるように、スイッチング素子を制御することを特徴とする。この構成によれば、スイッチング素子の消費電力が、素子耐量を超えると破損する。しかし、制御回路は、スイッチング素子の消費電力が素子耐量に応じた電力となるようにスイッチング素子を制御する。そのため、スイッチング素子を破損することなく、効率よく平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電することができる。

請求項５に記載の電力変換装置は、制御回路は、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するスイッチング回路をなすスイッチング素子に流れる放電電流が素子耐量に応じた電流となるように、スイッチング素子を制御することを特徴とする。この構成によれば、スイッチング素子の消費電力が、素子耐量を超えると破損する。スイッチング素子の消費電力は、スイッチング素子に流れる電流と端子間電圧の積である。しかし、制御回路は、スイッチング素子に流れる放電電流が素子耐量に応じた電流となるようにスイッチング素子を制御する。そのため、スイッチング素子を破損することなく、効率よく平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電することができる。

請求項６に記載の電力変換装置は、複数の第１電力変換回路及び第２電力変換回路をなす複数のスイッチング回路は、配線基板に列状に並んで配置され、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するスイッチング回路は、互いに隣接して配置されていないことを特徴とする。この構成によれば、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するスイッチング回路は、放電電流が流れることで発熱する。しかし、これらのスイッチング回路は、互いに隣接して配置されていない。そのため、熱がこもることがない。従って、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するスイッチング回路の温度上昇を抑えることができる。

請求項７に記載の電力変換装置は、複数の車両駆動用モータを制御することを特徴とする。この構成によれば、複数の車両駆動用モータを制御する電力変換装置において、平滑コンデンサの放電時に、モータに流れる電流を抑えることができる。

第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。 第１実施形態におけるスイッチング回路の実装状態を説明するための配線基板の上面図である。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係るモータ制御装置を、車両に搭載され、複数の車両駆動用モータを制御するモータ制御装置に適用した例を示す。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して第１実施形態のモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１は、第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。

図１に示すモータ制御装置１は、車体から絶縁されたバッテリＢ１（直流電源）の出力する直流電圧を昇圧（例えば２８８Ｖ）するとともに、３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１０、Ｍ１１（複数の車両駆動用モータ）に供給し、車両駆動用モータＭ１０、Ｍ１１を制御する装置である。モータ制御装置１は、コンバータ回路１０（第２電力変換回路）と、平滑コンデンサ１１と、インバータ回路１２、１３（複数の第１電力変換回路）と、制御回路１３とを備えている。

コンバータ回路１０は、バッテリＢ１の出力する直流電圧を昇圧してインバータ回路１２、１３に供給する回路である。また、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する回路でもある。コンバータ回路１０は、コイル１００と、スイッチング回路１０１とを備えている。

コイル１００は、電流が流れることでエネルギーを蓄積、放出するとともに電圧を誘起する素子である。コイル１００の一端は、リレーＲ１０を介してバッテリＢ１の正極端に接続されている。また、他端は、スイッチング回路１０１に接続されている。

スイッチング回路１０１は、オン、オフすることで、コイル１００にエネルギーを蓄積、放出させる回路である。また、オンすることで、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する回路でもある。スイッチング回路１０１は、２つのＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｂ（スイッチング素子）を備えている。ＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｂは、直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１０１ａのエミッタが、ＩＧＢＴ１０１ｂのコレクタに接続されている。直列接続されたＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｂの直列接続点は、コイル１００の他端に接続されている。また、スイッチング回路１０１の一端であるＩＧＢＴ１０１ａのコレクタは、平滑コンデンサ１１の一端に接続されている。スイッチング回路１０１の他端であるＩＧＢＴ１０１ｂのエミッタは、平滑コンデンサ１１の他端に接続されるとともに、リレーＲ１１を介してバッテリＢ１の負極端に接続されている。さらに、ＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｂのゲートとエミッタは、制御回路１４にそれぞれ接続されている。

平滑コンデンサ１１は、コンバータ回路１０によって昇圧された直流高電圧を平滑化するための素子である。平滑コンデンサ１１の一端は、スイッチング回路１０１の一端であるＩＧＢＴ１０１ａのコレクタに接続された。また、インバータ回路１２、１３に接続されている。平滑コンデンサ１１の他端は、スイッチング回路１０１の他端であるＩＧＢＴ１０１ｂのエミッタに接続されている。また、インバータ回路１２、１３に接続されている。

インバータ回路１２は、平滑コンデンサ１１によって平滑化された直流電圧を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１０に供給する回路である。また、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する回路でもある。インバータ回路１２は、３つのスイッチング回路１２２〜１２２（複数のスイッチング回路）を備えている。

スイッチング回路１２０は、オン、オフすることで直流電圧を交流電圧に変換する回路である。また、オンすることで、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する回路でもある。スイッチング回路１２０は、車両用駆動モータＭ１０に応じた素子耐量を有する２つのＩＧＢＴ１２０ａ、１２０ｂ（スイッチング素子）を備えている。ＩＧＢＴ１２０ａ、１２０ｂは、直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１２０ａのエミッタが、ＩＧＢＴ１２０ｂのコレクタに接続されている。

スイッチング回路１２１は、オン、オフすることで直流電圧を交流電圧に変換する回路である。また、オンすることで、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する回路でもある。スイッチング回路１２１は、車両用駆動モータＭ１０に応じた素子耐量を有する２つのＩＧＢＴ１２１ａ、１２１ｂ（スイッチング素子）を備えている。ＩＧＢＴ１２１ａ、１２１ｂは、直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１２１ａのエミッタが、ＩＧＢＴ１２１ｂのコレクタに接続されている。

スイッチング回路１２２は、オン、オフすることで直流電圧を交流電圧に変換する回路である。また、オンすることで、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する回路でもある。スイッチング回路１２２は、車両用駆動モータＭ１０に応じた素子耐量を有する２つのＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂ（スイッチング素子）を備えている。ＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂは、直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１２２ａのエミッタが、ＩＧＢＴ１２２ｂのコレクタに接続されている。

３つのスイッチング回路１２０〜１２２は、並列接続（複数並列接続）されている。具体的には、スイッチング回路１２０〜１２２の一端であるＩＧＢＴ１２０ａ〜１２２ａのコレクタ、及び、スイッチング回路１２０〜１２２の他端であるＩＧＢＴ１２０ｂ〜１２２ｂのエミッタがそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ１２０ａ〜１２２ａのコレクタは平滑コンデンサ１１の一端に、ＩＧＢＴ１２０ｂ〜１２２ｂのエミッタは平滑コンデンサ１１の他端にそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１２０ａ、１２０ｂ、１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂのゲートとエミッタは、制御回路１４にそれぞれ接続されている。さらに、直列接続されたＩＧＢＴ１２０ａ、１２０ｂ、ＩＧＢＴ１２１ａ、１２１ｂ及びＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂの直列接続点は、車両駆動用モータＭ１０にそれぞれ接続されている。

インバータ回路１３は、平滑コンデンサ１１によって平滑化された直流電圧を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１１に供給する回路である。また、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する回路でもある。インバータ回路１３は、３つのスイッチング回路１３０〜１３２（複数のスイッチング回路）を備えている。

スイッチング回路１３０は、オン、オフすることで直流電圧を交流電圧に変換する回路である。また、オンすることで、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する回路でもある。スイッチング回路１３０は、車両用駆動モータＭ１１に応じた素子耐量を有する２つのＩＧＢＴ１３０ａ、１３０ｂ（スイッチング素子）を備えている。ＩＧＢＴ１３０ａ、１３０ｂは、直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１３０ａのエミッタが、ＩＧＢＴ１３０ｂのコレクタに接続されている。

スイッチング回路１３１は、オン、オフすることで直流電圧を交流電圧に変換する回路である。また、オンすることで、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する回路でもある。スイッチング回路１３１は、車両用駆動モータＭ１１に応じた素子耐量を有する２つのＩＧＢＴ１３１ａ、１３１ｂ（スイッチング素子）を備えている。ＩＧＢＴ１３１ａ、１３１ｂは、直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１３１ａのエミッタが、ＩＧＢＴ１３１ｂのコレクタに接続されている。

スイッチング回路１３２は、オン、オフすることで直流電圧を交流電圧に変換する回路である。また、オンすることで、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する回路でもある。スイッチング回路１３２は、車両用駆動モータＭ１１に応じた素子耐量を有する２つのＩＧＢＴ１３２ａ、１３２ｂ（スイッチング素子）を備えている。ＩＧＢＴ１３２ａ、１３２ｂは、直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１３２ａのエミッタが、ＩＧＢＴ１３２ｂのコレクタに接続されている。

３つのスイッチング回路１３０〜１３２は、並列接続（複数並列接続）されている。具体的には、スイッチング回路１３０〜１３２の一端であるＩＧＢＴ１３０ａ〜１３２ａのコレクタ、及び、スイッチング回路１３０〜１３２の他端であるＩＧＢＴ１３０ｂ〜１３２ｂのエミッタがそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ１３０ａ〜１３２ａのコレクタは平滑コンデンサ１１の一端に、ＩＧＢＴ１３０ｂ〜１３２ｂのエミッタは平滑コンデンサ１１の他端にそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１３０ａ、１３０ｂ、１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂのゲートとエミッタは、制御回路１４にそれぞれ接続されている。さらに、直列接続されたＩＧＢＴ１３０ａ、１３０ｂ、ＩＧＢＴ１３１ａ、１３１ｂ及びＩＧＢＴ１３２ａ、１３２ｂの直列接続点は、車両駆動用モータＭ１１にそれぞれ接続されている。

制御回路１４は、スイッチング回路１０１、１２０〜１２２、１３０〜１３２を制御する回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｂ、１２０ａ、１２０ｂ、１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂ、１３０ａ、１３０ｂ、１３２１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂを制御する路である。制御回路１４は、ＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｂ、１２０ａ、１２０ｂ、１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂ、１３０ａ、１３０ｂ、１３２１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂのゲートとエミッタにそれぞれ接続されている。

次に、図２を参照してスイッチング回路の配線基板への実装状態について説明する。ここで、図２は、スイッチング回路の実装状態を説明するための配線基板の上面図である。なお、図中における前後方向及び左右方向は、方向を区別するために、便宜的に導入したものである。

図２に示すように、コンバータ回路１０を構成するスイッチング回路１０１、インバータ回路１２を構成するスイッチング回路１２０〜１２２、及び、インバータ回路１３を構成するスイッチング回路１３０〜１３２は、配線基板１５上に、この順番で左方から右方に向かって列状に配置されている。具体的には、それぞれのスイッチング回路を構成する２つのＩＧＢＴが前後方向に並んで状態で、左方から右方に向かって列状に配置されている。

次に、図１及び図２を参照してモータ制御装置の動作について説明する。車両のイグニッションスイッチ（図略）がオンすると、図１に示すリレーＲ１０、Ｒ１１がオンし、モータ制御装置１が動作を開始する。制御回路１４は、コンバータ回路１０を構成するスイッチング回路１０１を制御する。具体的には、ＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｂを制御する。コンバータ回路１０は、バッテリＢ１の直流電圧を昇圧してインバータ回路１２、１３に供給する。コンバータ回路１０によって昇圧された直流高電圧は、平滑コンデンサ１１によって平滑化される。制御回路１４は、外部から入力される指令に基づいて、インバータ回路１２、１３を構成するスイッチング回路１２０〜１２２、１３０〜１３２をそれぞれ制御する。具体的には、ＩＧＢＴ１２０ａ、１２０ｂ、１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂ、１３０ａ、１３０ｂ、１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂを制御する。インバータ回路１２は、平滑コンデンサ１１によって平滑化された直流高電圧を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１０に供給する。また、インバータ回路１３は、平滑コンデンサ１１によって平滑化された直流高電圧を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１１に供給する。このようにして、モータ制御装置１が車両駆動用モータＭ１０、Ｍ１１を制御する。

その後、イグニッションスイッチがオフすると、リレーＲ１０、Ｒ１１がオフする。モータ制御装置１は、バッテリＢ１の出力電圧の昇圧を停止するとともに、車両駆動用モータＭ１０への３相交流電圧の供給を停止する。バッテリＢ１の出力電圧の昇圧が停止するとともに、車両駆動用モータＭ１０への３相交流電圧の供給が停止すると、平滑コンデンサ１１に電荷が蓄積されたままの状態となる。

制御回路１４は、コンバータ回路１０のスイッチング回路１０１、インバータ回路１２のスイッチング回路１２０、１２１、及び、インバータ回路１３のスイッチング回路１３０、１３１をオフする。具体的には、スイッチング回路１０１、１２０、１２１、１３０、１３１を構成するＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｂ、１２０ａ、１２０ｂ、１２１ａ、１２１ｂ、１３０ａ、１３０ｂ、１３１ａ、１３１ｂをオフする。そして、それぞれのインバータ回路の１つのスイッチング回路で平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する。

具体的には、図２に示すように、配線基板１５上において、互いに隣接して配置されていない、インバータ回路１２の１つのスイッチング回路１２２、及び、インバータ回路１３の１つのスイッチング回路１３２で、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する。より具体的には、スイッチング回路１２２を構成する２つのＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂをオンするとともに、スイッチング回路１３２を構成する２つのＩＧＢＴ１３２ａ、１３２ｂをオンする。

ところで、前述したように、スイッチング回路１２２を構成するＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂは、車両駆動用モータＭ１０に応じた素子耐量を有し、スイッチング回路１３２を構成するＩＧＢＴ１３２ａ、１３２ｂは、車両駆動用モータＭ１１に応じた素子耐量を有する。そのため、素子耐量が異なる場合がある。制御回路１４は、スイッチング回路１２２、１３２を構成するＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂの消費電力が、それぞれの素子耐量に応じた電力となるようにＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂを制御する。具体的には、ＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂに流れる放電電流が、それぞれの素子耐量に応じた電流となるようにＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂのゲート電圧を制御する。

これにより、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷が、インバータ回路１２を構成する１つのスイッチング回路１２２、及び、インバータ回路１３を構成する１つのスイッチング回路１３２によって放電される。そのため、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷による感電を防止することができる。

次に、効果について説明する。第１実施形態によれば、制御回路１４は、それぞれのインバータ回路１２、１３において、常に１つのスイッチング回路で平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する。具体的には、インバータ回路１２のスイッチング１２２と、インバータ回路１３のスイッチング１３２で平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する。そのため、従来のように、一のスイッチング回路の一端側のスイッチング素子と、他のスイッチング回路の他端側のスイッチング素子だけがオンしてしまうことはない。従って、２つの車両駆動用モータＭ１０、Ｍ１１を制御するモータ制御装置１において、平滑コンデンサ１１の放電時に、車両駆動用モータＭ１０、Ｍ１１に流れる電流を抑えることができる。

また、第１実施形態によれば、ＩＧＢＴの消費電力が、素子耐量を超えると破損する。ＩＧＢＴの消費電力は、ＩＧＢＴに流れる電流と端子間電圧の積である。しかし、制御回路１４は、平滑コンデンサ１１の放電時に、スイッチング回路１２２、１３２を構成するＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂの消費電力が、それぞれの素子耐量に応じた電力となるようにＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂを制御する。具体的には、ＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂに流れる放電電流が、それぞれの素子耐量に応じた電流となるようにＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂのゲート電圧を制御する。そのため、ＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂを破損することなく、効率よく平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電することができる。

さらに、第１実施形態によれば、インバータ回路１２を構成するスイッチング回路１２０〜１２２、及び、インバータ回路１３を構成するスイッチング回路１３０〜１３２は、配線基板１５上に列状に配置されている。平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電するスイッチング回路１２２、１３２は、放電電流が流れることで発熱する。しかし、これらのスイッチング回路１２２、１３２は、互いに隣接して配置されていない。そのため、熱がこもることがない。従って、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電するスイッチング回路１２２、１３２の温度上昇を抑えることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のモータ制御装置について説明する。第２実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置が、それぞれのインバータ回路の１つのスイッチング回路で放電するのに対し、それぞれのインバータ回路の１つのスイッチング回路と、コンバータ回路のスイッチング回路とで放電するようにしたものである。

第２実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置と同一構成であるので、説明を省略する。

図１及び図２を参照してモータ制御装置の放電動作について説明する。 イグニッションスイッチがオフすると、図１に示すリレーＲ１０、Ｒ１１がオフし、平滑コンデンサ１１に電荷が蓄積されたままの状態となる。

制御回路１４は、インバータ回路１２のスイッチング回路１２０、１２１、及び、インバータ回路１３のスイッチング回路１３０、１３１をオフする。具体的には、スイッチング回路１２０、１２１、１３０、１３１を構成するＩＧＢＴ１２０ａ、１２０ｂ、１２１ａ、１２１ｂ、１３０ａ、１３０ｂ、１３１ａ、１３１ｂをオフする。そして、それぞれのインバータ回路の１つのスイッチング回路と、コンバータ回路のスイッチング回路とで平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する。

具体的には、図２に示すように、配線基板１５上において、互いに隣接して配置されていない、インバータ回路１２の１つのスイッチング回路１２２、インバータ回路１３の１つのスイッチング回路１３２、及び、コンバータ回路１０のスイッチング回路１０１で、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する。より具体的には、スイッチング回路１２２を構成する２つのＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂ、スイッチング回路１３２を構成する２つのＩＧＢＴ１３２ａ、１３２ｂをオンするとともに、スイッチング回路１０１を構成する２つのＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｂをオンする。

これにより、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷が、インバータ回路１２を構成する１つのスイッチング回路１２２、インバータ回路１３を構成する１つのスイッチング回路１３２、及び、コンバータ回路１０を構成するスイッチング１０１によって放電される。そのため、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷による感電を防止することができる。

次に、効果について説明する。第２実施形態によれば、制御回路１４は、それぞれのインバータ回路１２、１３及びコンバータ回路１０において、常に１つのスイッチング回路で平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する。具体的には、インバータ回路１２のスイッチング１２２、インバータ回路１３のスイッチング１３２及びコンバータ回路１０のスイッチング回路１０１で平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する。そのため、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を効率よく確実に放電することができる。また、平滑コンデンサ１１の放電時に、車両駆動用モータＭ１０、Ｍ１１に流れる電流を抑えることができる。

また、第２実施形態によれば、コンバータ回路１０を構成するスイッチング回路１０１、インバータ回路１２を構成するスイッチング回路１２０〜１２２、及び、インバータ回路１３を構成するスイッチング回路１３０〜１３２は、配線基板１５上に列状に配置されている。平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電するスイッチング回路１０１、１２２、１３２は、放電電流が流れることで発熱する。しかし、これらのスイッチング回路１０１、１２２、１３２は、互いに隣接して配置されていない。そのため、熱がこもることがない。従って、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電するスイッチング回路１０１、１２２、１３２の温度上昇を抑えることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態のモータ制御装置について説明する。第３実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置が、それぞれのインバータ回路の１つのスイッチング回路で放電するのに対し、インバータ回路のスイッチング回路が故障した場合、故障したインバータ回路のスイッチング回路に代えて、コンバータ回路のスイッチング回路で放電するようにしたものである。

第２実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置と同一構成であるので、説明を省略する。

図１及び図２を参照して、モータ制御装置の放電動作について説明する。 イグニッションスイッチがオフすると、図１に示すリレーＲ１０、Ｒ１１がオフし、平滑コンデンサ１１に電荷が蓄積されたままの状態となる。

制御回路１４は、コンバータ回路１０のスイッチング回路１０１、及び、インバータ回路１２のスイッチング回路１２０、１２１、及び、インバータ回路１３のスイッチング回路１３０、１３１をオフする。具体的には、スイッチング回路１０１、１２０、１２１、１３０、１３１を構成するＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｂ、１２０ａ、１２０ｂ、１２１ａ、１２１ｂ、１３０ａ、１３０ｂ、１３１ａ、１３１ｂをオフする。
そして、それぞれのインバータ回路の１つのスイッチング回路で平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する。しかし、インバータ回路のスイッチング回路が故障した場合、故障したインバータ回路のスイッチング回路に代えて、コンバータ回路１０のスイッチング回路１０１で平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する。

具体的には、図２に示すように、配線基板１５上において、互いに隣接して配置されていない、インバータ回路１２の１つのスイッチング回路１２２、インバータ回路１３の１つのスイッチング回路１３２、及び、コンバータ回路１０のスイッチング回路１０１で、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する。

より具体的には、スイッチング回路１２２を構成する２つのＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂ、スイッチング回路１３２を構成する２つのＩＧＢＴ１３２ａ、１３２ｂをオンする。しかし、スイッチング回路１２２が故障した場合、故障したスイッチング回路１２２に代えて、スイッチング回路１０１を構成する２つのＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｂをオンするとともに、スイッチング回路１３２を構成する２つのＩＧＢＴ１３２ａ、１３２ｂをオンする。また、スイッチング回路１３２が故障した場合、故障したスイッチング回路１３２に代えて、スイッチング回路１０１を構成する２つのＩＧＢＴ１０１ａ、１０１ｂをオンするとともに、スイッチング回路１２２を構成する２つのＩＧＢＴ１２２ａ、１２２ｂをオンする。

これにより、インバータ回路１２を構成するスイッチング回路１２２が故障した場合であっても、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷が、インバータ回路１３を構成する１つのスイッチング回路１３２、及び、コンバータ回路１０を構成するスイッチング１０１によって放電される。また、インバータ回路１３を構成するスイッチング回路１３２が故障した場合であっても、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷が、インバータ回路１２を構成する１つのスイッチング回路１２２、及び、コンバータ回路１０を構成するスイッチング１０１によって放電される。そのため、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷による感電を防止することができる。

次に、効果について説明する。第３実施形態によれば、インバータ回路１２、１３が故障していないときには、それぞれのインバータ回路１２、１３において、常に１つのスイッチング回路で平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する。一方、インバータ回路１２、１３の１つが故障したときには、故障したインバータ回路に代えて、コンバータ回路１０のスイッチング回路で平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する。そのため、故障していないインバータ回路とコンバータ回路１０において、常に１つのスイッチング回路で平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電することになる。従って、インバータ回路の故障に関わらず、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電することができる。また、平滑コンデンサ１１の放電時に、車両駆動用モータＭ１０、Ｍ１１に流れる電流を抑えることができる。

なお、第１〜第３実施形態では、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を、インバータ回路１２のスイッチング回路１２２と、インバータ回路１３のスイッチング回路１３２で放電する例を挙げているが、これに限られるものではない。インバータ回路１２の１つのスイッチング回路と、インバータ回路１３の１つのスイッチング回路で放電すればよい。

また、第１〜第３実施形態では、第１電力変換回路として、３つのスイッチング回路１２０〜１２２、１３０〜１３２を並列接続して構成されるインバータ回路１２、１３の例を挙げているが、これに限られるものではない。複数のスイッチング回路を並列接続して構成されるものであればよい。

さらに、第１実施形態では、配線基板１５上において、互いに隣接して配置されていない、インバータ回路１２の１つのスイッチング回路１２２、及び、インバータ回路１３の１つのスイッチング回路１３２で、第２及び第３実施形態では、配線基板１５上において、互いに隣接して配置されていない、インバータ回路１２の１つのスイッチング回路１２２、インバータ回路１３の１つのスイッチング回路１３２、及び、コンバータ回路１０のスイッチング回路１０１で、平滑コンデンサ１１に蓄積された電荷を放電する例を挙げているが、これに限られるものではない。配線基板１５上において、互いに隣接して配置されていないスイッチング回路で放電すればよい。

１・・・モータ制御装置、１０・・・コンバータ回路（第２電力変換回路）、１００・・・コイル、１０１・・・スイッチング回路、１０１ａ、１０１ｂ・・・ＩＧＢＴ（スイッチング素子）、１１・・・平滑コンデンサ、１２、１３・・・インバータ回路（第１電力変換回路）、１２０〜１２２、１３０〜１３２・・・スイッチング回路、１２０ａ、１２０ｂ、１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂ、１３０ａ、１３０ｂ、１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂ・・・ＩＧＢＴ（スイッチング素子）、１４・・・制御回路、１５・・・配線基板、Ｂ１・・・バッテリ（直流電源）、Ｍ１０、Ｍ１１・・・車両駆動用モータ、Ｒ１０、Ｒ１１・・・リレー

Claims (7)

1. 直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
   直列接続された２つのスイッチング素子からなるスイッチング回路を複数並列接続して構成され、前記スイッチング回路の一端が前記平滑コンデンサの一端に前記スイッチング回路の他端が前記平滑コンデンサの他端に接続されるとともに、前記スイッチング回路をなす２つの前記スイッチング素子の直列接続点がモータに接続され、前記平滑コンデンサによって平滑化された直流電圧を交流電圧に変換して前記モータに供給する複数の第１電力変換回路と、
   複数の前記第１電力変換回路の前記スイッチング素子を制御する制御回路と、
   を備え、前記制御回路が、前記スイッチング回路をなす２つの前記スイッチング素子をオンして前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電するモータ制御装置において、
   前記制御回路は、それぞれの前記第１電力変換回路の１つの前記スイッチング回路をなす２つの前記スイッチング素子をオンするとともに、他の前記スイッチング回路をなす２つの前記スイッチング素子をオフすることで、複数の前記第１電力変換回路が接続される共通の前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電し、
   複数の前記第１電力変換回路をなす複数の前記スイッチング回路は、配線基板に列状に並んで配置され、
   前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する前記スイッチング回路は、互いに隣接して配置されていないことを特徴とするモータ制御装置。
2. 直列接続された２つスイッチング素子からなるスイッチング回路を有し、前記スイッチング回路の一端が前記平滑コンデンサの一端に、前記スイッチング回路の他端が前記平滑コンデンサの他端に接続され、直流電源の電圧を昇圧して前記平滑コンデンサに供給する第２電力変換回路を有し、
   前記制御回路は、複数の前記第１電力変換回路及び前記第２電力変換回路の前記スイッチング素子を制御するとともに、前記第２電力変換回路の前記スイッチング回路をなす２つの前記スイッチング素子をオンすることで、複数の前記第１電力変換回路及び前記第２電力変換回路が接続される共通の前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 直列接続された２つスイッチング素子からなるスイッチング回路を有し、前記スイッチング回路の一端が前記平滑コンデンサの一端に、前記スイッチング回路の他端が前記平滑コンデンサの他端に接続され、直流電源の電圧を昇圧して前記平滑コンデンサに供給する第２電力変換回路を有し、
   前記制御回路は、複数の前記第１電力変換回路及び前記第２電力変換回路の前記スイッチング素子を制御するとともに、複数の前記第１電力変換回路の１つが故障しているとき、故障している前記第１電力変換回路の前記スイッチング回路に代えて、前記第２電力変換回路の前記スイッチング回路をなす２つの前記スイッチング素子をオンすることで、複数の前記第１電力変換回路及び前記第２電力変換回路が接続される共通の前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
4. 前記制御回路は、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する前記スイッチング回路をなす前記スイッチング素子の消費電力が素子耐量に応じた電力となるように、前記スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
5. 前記制御回路は、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する前記スイッチング回路をなす前記スイッチング素子に流れる放電電流が素子耐量に応じた電流となるように、前記スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
6. 複数の前記第１電力変換回路及び前記第２電力変換回路をなす複数の前記スイッチング回路は、配線基板に列状に並んで配置され、
   前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する前記スイッチング回路は、互いに隣接して配置されていないことを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ制御装置。
7. 複数の車両駆動用モータを制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。

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