JP5471056B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用モータなどのモータ制御に論理回路を再構成可能な演算装置を用いるモータ制御装置に関する。

周知のように、ハイブリッド車や電気自動車に搭載された車両駆動用などのモータを駆動させるインバータの制御には、高い処理能力を備える演算装置の採用された車両用モータ制御装置が用いられている。そしてこのような演算装置として、その内部に形成された論理回路を書き換えにより再構成可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）の採用が検討されている。内部の論理回路の書き換えが可能であるＦＰＧＡは、それが搭載される電子回路等の設計後や製造後にもその内部の論理回路を変更することができ、同論理回路の設計にかかる時期の自由度を高めるとともに、同論理回路の設計効率を向上させる。また、近年、ＦＰＧＡとして動作クロックの高速化や単位当たりの回路実装密度の増加が図られてきており、その処理能力の大幅な向上が図られるようになっている。

特許文献１には、モータ制御装置としてＦＰＧＡの採用された電力変換装置を備える装置の一例が記載されている。特許文献１に記載の電力変換装置は、モータに三相交流電流を供給するインバータのスイッチング動作を制御する駆動回路に付与するスイッチング信号としてＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）パルス信号をＦＰＧＡからなる演算装置により生成して同駆動回路に付与する。

特開２００８−２７１６１７号公報

インバータの駆動に用いられるスイッチング信号は、信号レベルの高低が短周期で切替わるため、その生成には負荷の高い処理が必要とされる。すなわちＦＰＧＡの処理能力の向上は、特許文献１に記載の装置のように、ＦＰＧＡ自身によるスイッチング信号の生成を可能とさせる。一方、ＦＰＧＡはその処理の負荷に応じて電力を消費することから、負荷の増加は消費電力の増加とともに、消費電力に応じて発熱する内部回路からの発熱量も増加させ、自身の温度上昇の増大を招く。それゆえスイッチング信号の生成を行なうＦＰＧＡは、その処理にかかる負荷の高さゆえに増加する消費電力にともない自身の温度上昇を招き、その温度が動作温度の保証範囲を超えてしまうおそれもある。ＦＰＧＡは、その動作温度の保証範囲を超えるとその正常動作が保証されないばかりか、故障のおそれもあり、それを採用したモータの制御装置としても高い信頼性の要求される車両への採用などにおいてはその信頼性の確保が課題となっている。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両用などのモータ制御に内部の論理回路の再構成の可能な演算装置が用いられる場合であれ、温度に対する信頼性を維持するモータ制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、モータへ供給する電流を、インバータのスイッチング素子をキャリア周波数に基づくスイッチング信号により駆動させるこ
とにより供給させるモータ制御装置であって、再構成可能な内部論理回路を有するとともに、前記スイッチング信号の算出と非算出とが切替え可能に構成され、内部論理回路により前記スイッチング信号を算出し、当該算出されたスイッチング信号により前記インバータのスイッチング素子を駆動させる演算装置と、前記演算装置の温度を測定する温度センサと、前記モータの回転数と、前記温度センサに測定された前記演算装置の温度とが入力されて、前記モータの回転数の変動幅が前記キャリア周波数の変更を可能とする範囲にあるとき、前記演算装置の温度の上昇に応じて前記キャリア周波数を低下させる判断装置と、前記キャリア周波数が入力されるとともに、前記キャリア周波数に基づき算出されるスイッチング信号の算出と非算出とが切替え可能に構成され、算出されたスイッチング信号により前記インバータのスイッチング素子を駆動させる外部信号装置とを備え、前記演算装置は、前記判断装置により変更されたキャリア周波数に基づいて前記スイッチング信号を生成し、前記判断装置は、前記演算装置と前記外部信号装置とのいずれか一方のみに前記スイッチング信号を算出させるようにそれぞれの算出と非算出とを切替えるようになっており、前記キャリア周波数が切替値であるとともに前記演算装置の温度が所定の温度よりも高いとき、前記スイッチング信号を前記外部信号装置のみに算出させることを要旨とする。

このような構成によれば、演算装置の温度が高い場合であれ、モータの回転数の変動幅がキャリア周波数の変更を可能とする範囲にあるとき、演算装置の温度の上昇に応じてキャリア周波数を低下させる。これにより、動作保証温度が定められている再構成可能な内部論理回路であるＦＰＧＡが演算装置として採用される場合であれ、モータ制御装置は、ＦＰＧＡの温度に応じてのキャリア周波数を低下させることによりＦＰＧＡの負荷と発熱量を軽減させて、動作保証温度での動作を維持させるようにする。これにより、ＦＰＧＡの温度が動作保証温度を超えることを抑制させて、動作保証温度を超えるような場合には正常動作が保証されないばかりか故障のおそれもあるＦＰＧＡの採用されたモータの制御装置の信頼性を維持もしくは向上させることができる。

また、このような構成によれば、演算装置の温度が、例えば動作保証温度の最高値より高にもかかわらず、キャリア周波数が、例えば最低値であり低下させることができないような場合、スイッチング信号を外部信号装置により算出させるようにする。これにより、演算装置としてのＦＰＧＡによる負荷が高く発熱量も多いスイッチング信号の算出を停止させ、ＦＰＧＡの温度上昇を抑制することができるようになる。これにより、モータ制御装置としてＦＰＧＡが採用された場合であれ、ＦＰＧＡが動作保証温度を超えるおそれが低減されるとともに同ＦＰＧＡにて処理されているスイッチング信号の生成以外の処理動作も維持され、信頼性が維持もしくは向上されるようになる。

本発明に係るモータ制御装置を具体化したモータ制御システムの一実施形態における構成を機能ブロックにより示すブロック図。 同実施形態に設けられる切替え判断装置における切替え処理を示すフローチャート。

以下、本発明に係るモータ制御装置の具体化されたモータ制御システムの一実施形態について図に従って説明する。
図１は、例えば車両に搭載されたモータ制御システムの機能構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、車両に搭載されたモータ制御システムにはモータ制御装置１
０と、モータ制御装置１０に接続されたインバータ３０と、インバータから電力供給を受けるモータ３１と、モータ３１の電流を検出する電流センサ３２とが設けられている。

インバータ３０は、入力される直流電流を三相交流電流として出力するものであり、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）からなる６つのスイッチング素子が３相ブリッジ接続されることにより構成されている。各スイッチング素子は、その制御端子としてのゲート端子へ対応するスイッチング信号が供給されることによりそのスイッチング動作がそれぞれ行なわれる。すなわち、インバータ３０は、直流電力の供給される入力側の正極母線と負極母線との間に、直列接続された２つのスイッチング素子からなる直列回路（アーム）が並列に３つ設けられている。これにより、スイッチング信号を通じての各スイッチング素子のスイッチング動作が所定のタイミングで行なわれることで、各直列回路の２つのスイッチング素子の中間点からそれぞれ三相交流のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する電流が出力されるようになっている。

モータ３１は、車両に搭載された走行用モータなどの三相交流モータであって、そのＵ相、Ｖ相、Ｗ相がそれぞれインバータ３０の三相交流出力としてのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に接続されている。これにより、モータ３１は、インバータ３０から供給される三相交流電流に基づいて回転駆動される。

電流センサ３２は、例えば、クランプ式の非接触型の電流検出器であって、モータ制御装置１０に接続されている。電流センサ３２は、モータ３１に供給される三相交流電流を検出するとともに、検出された電流値をアナログの電流値としてモータ制御装置１０に出力する。なお、本実施形態では、電流値は、モータ制御装置１０にて電流フィードバック制御や回転数検出に用いられる。なお、モータ３１に供給される電流にはインバータ３０のスイッチング動作により生じるノイズが含まれている。このノイズは、スイッチング動作により電流値が大きく変化するスイッチングのタイミングのときに特に大きくなる。そのため、電流センサ３２により計測される電流値には、スイッチングによるノイズが周期的に生じる。

モータ制御装置１０には、中央処理装置１１、演算装置としてのＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ
Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）１２、外部信号装置としての外部ＰＷＭ装置１３、ＡＤ（アナログデジタル）変換器１４、温度計測装置１５、切替え判断装置１６とが備えられる。

中央処理装置１１は、例えば演算装置や記憶装置などを有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。中央処理装置１１は、例えば車両制御装置など同じく車両に搭載されている他の各種制御装置と直接的にもしくは車載ネットワークなどによって接続され、必要な情報を相互に伝達可能になっている装置である。本実施形態では、車両の各状況に応じてモータ３１のトルク指令値Ｔｑを算出する。

外部ＰＷＭ装置１３は、設計時に定められた仕様に基づくＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）信号生成部を有しており、同ＰＷＭ信号生成部によりインバータ３０の各スイッチング素子をそれぞれ駆動させる各スイッチング信号を生成する装置である。また、外部ＰＷＭ装置１３は、その各出力端子がインバータ３０の各スイッチング素子の制御端子にそれぞれ接続されている。外部ＰＷＭ装置１３は、キャリア周波数（例えば、５ｋＨｚから１０ｋＨｚ）とデューティ比とが入力されることで、それらキャリア周波数とデューティ比とに基づいてＰＷＭ信号生成部により各スイッチング信号を生成する。そして生成されたスイッチング信号の伝達されるインバータ３０は各スイッチング素子が駆動される。なお、本実施形態では、外部ＰＷＭ装置１３は、キャリア周波数が所定の範囲外の値である、例えば「０」などのときには、スイッチング信
号を非算出とするとともに、各スイッチング信号の出力端子をハイインピーダンスにするようになっている。また、スイッチング信号のオン期間とオフ期間の合間に、例えばオン期間やオフ期間の中間の時点で、タイミング信号Ｔｂを出力してＦＰＧＡ１２に入力させる。

ＡＤ変換器１４には、電流センサ３２が接続されており、電流センサ３２から入力されたアナログの電流値をデジタルの電流値に変換してＦＰＧＡ１２に出力する。なお図示しないが、デジタルの電流値は中央処理装置１１にも出力され、そこでモータの回転数が算出されている。

温度計測装置１５は、熱電対によって測定対象の温度を計測する装置であり、その温度計測部が接着などによりＦＰＧＡ１２の表面に接触するように設置されているとともに、切替え判断装置１６に接続されている。これにより温度計測装置１５は、ＦＰＧＡ１２の温度ＴＨｆを計測し、同計測された温度ＴＨｆを切替え判断装置１６に入力させる。

切替え判断装置１６は、キャリア周波数の設定変更とスイッチング信号を生成する回路の切替え設定を行なう装置であり、例えば演算装置や記憶装置などを有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。切替え判断装置１６は、中央処理装置１１と、ＦＰＧＡ１２と、温度計測装置１５とに接続されている。切替え判断装置１６には、温度計測装置１５からＦＰＧＡ１２の温度ＴＨｆが入力され、中央処理装置１１からモータ３１の回転数Ｒｍが入力される。また、切替え判断装置１６は、中央処理装置１１には回転変動の抑制指示を出力し、ＦＰＧＡ１２にはキャリア周波数を含むキャリア周波数情報Ｓｆ及びスイッチング信号を生成する装置を指定する装置切替え情報Ｓｐを出力する。

また、切替え判断装置１６には、ＦＰＧＡ１２の温度ＴＨｆとキャリア周波数との関係をマップ状にした温度マップが予め設定されている。例えば、温度マップには、ＦＰＧＡ１２の温度が動作保証温度の上限値に近い高温域と、高温域より温度の低い中温域と、中温域より温度の低い低温域とに区別されている。そして低温域にあるときのキャリア周波数は最高値としての１０ｋＨｚ、中温域にあるときキャリア周波数は７ｋＨｚ、高温域にあるときのキャリア周波数は最低値としての５ｋＨｚが設定されている。

これにより、切替え判断装置１６は、ＦＰＧＡ１２の温度ＴＨｆが所定の温度（現在の温度域）よりも高くなると、キャリア周波数を低くするようにする。キャリア周波数の低下は、一定期間におけるスイッチング信号のオンオフ回数としてのスイッチング回数を減少させることとなり、ＦＰＧＡ１２は、スイッチング信号の演算に伴う演算処理の減少に伴い負荷に応じて増加される発熱量が減少されて、その温度上昇が抑制される。また、キャリア周波数が最低値であるととともに、ＦＰＧＡ１２の温度ＴＨｆが切替値としてのＦＰＧＡ１２の動作保証温度の上限値を越えるような場合、キャリア周波数を低下させてのＦＰＧＡ１２の負荷軽減ができなくなる。そこで、本実施形態では、ＦＰＧＡ１２によるスイッチング信号の算出を停止させてＦＰＧＡ１２の発熱量を減少させ、その代りにスイッチング信号を外部ＰＷＭ装置１３により算出させるようにする。

ＦＰＧＡ１２は、プログラム可能な論理回路であって、論理回路を記述した回路情報を読み込ませることにより内部の論理回路間の配線を、読み込ませた回路情報に基づいて自由に構成することができる。また、ＦＰＧＡ１２では、回路情報を再度読み込ませることによって、一度作成された論理回路を必要に応じて再構成することができる。

ＦＰＧＡ１２には、アンプ部２０、デューティ比演算部２１、内部ＰＷＭ発生部２２が設けられている。
アンプ部２０には、中央処理装置１１からトルク指令値Ｔｑが入力され、ＡＤ変換器１
４からデジタル化された電流値がフィードバックされる。これによりアンプ部２０は、トルク指令値Ｔｑに対するＰＩ制御などによる電流値のフィードバック演算を行ない、その演算の結果算出される電流指令値をデューティ比演算部２１に出力する。また、アンプ部２０には、タイミング信号Ｔａ，Ｔｂが入力される。これにより、アンプ部２０においてフィードバック演算は、タイミング信号Ｔａ，Ｔｂに基づいて行なわれるようになっている。タイミング信号Ｔｂは外部ＰＷＭ装置１３が、タイミング信号Ｔａは内部ＰＷＭ発生部２２が、それぞれのスイッチング間隔の合間に出力するようになっており、スイッチング動作によるノイズの影響の小さい電流値に基づいてフィードバック演算が行なわれるようになっている。

デューティ比演算部２１には、切替え判断装置１６からキャリア周波数情報Ｓｆと、装置切替え情報Ｓｐとが入力され、アンプ部２０から電流指令値が入力される。これにより、同電流値指令に基づく電流をインバータ３０に出力させるため、同インバータ３０のスイッチング素子のオン期間とオフ期間との比としてのデューティ比を算出する。算出したデューティ比は、内部ＰＷＭ発生部２２と外部ＰＷＭ装置１３とに出力される。また、デューティ比演算部２１は、装置切替え情報Ｓｐにより指定されるＦＰＧＡ１２及び外部ＰＷＭ装置１３のいずれか一方に、キャリア周波数情報Ｓｆに含まれているキャリア周波数の値を出力するとともに、装置切替え情報Ｓｐに指定されていない他方には「０」を出力する。

内部ＰＷＭ発生部２２は、デューティ比とキャリア周波数とが入力され、同デューティ比と同キャリア周波数とに基づいて、インバータ３０のスイッチング素子を駆動させるスイッチング信号をパスル幅変調により生成する。生成されたスイッチング信号は、内部ＰＷＭ発生部２２の出力端子からインバータ３０の各スイッチング素子の制御端子に伝達される。なお、本実施形態では、内部ＰＷＭ発生部２２は、キャリア周波数として所定の範囲外の値、例えば「０」などのときには、スイッチング信号を非算出とするとともに、各スイッチング信号の出力端子をハイインピーダンスにするようになっている。

本実施形態では、インバータ３０の各スイッチング素子の制御端子には、内部ＰＷＭ発生部２２の出力端子と外部ＰＷＭ装置１３の出力端子とが接続されているが、スイッチング信号を算出していない装置の出力端子はハイインピーダンスとされる。これにより、内部ＰＷＭ発生部２２及び外部ＰＷＭ装置１３のいずれか一方に算出されたスイッチング信号は、スイッチング信号を算出していない他方の出力端子の影響を受けることなく、インバータ３０に入力されるようになっている。

次に、切替え判断装置１６におけるキャリア周波数や信号発生回路の切替え処理について図２を参照して説明する。図２は、切替え判断装置１６における切替え処理の各工程を示すフローチャートである。なお、この切替え処理は所定の周期で繰り返し実行されるようになっている。

図２に示すように、切替え処理が開始されると、切替え判断装置１６は、ＦＰＧＡ１２の温度は高いか否か判断する（図２のステップＳ１）。ＦＰＧＡ１２の温度が高いか否かは、温度マップに設定された温度と比較して判断される。すなわち、ＦＰＧＡ１２の温度がより高い温度域になるときに、ＦＰＧＡ１２の温度は高いと判断される。ＦＰＧＡ１２の温度が高いと判断されなかった場合（図２のステップＳ１でＮＯ）には、この切替え処理は終了する。

一方、ＦＰＧＡ１２の温度が高いと判断された場合（図２のステップＳ１でＹＥＳ）、切替え判断装置１６は、モータ３１の回転数の変動は少ないか否かを判断する（図２のステップＳ２）。キャリア周波数が変更されると電流フードバック制御の制御特性が変化さ
れ、特にキャリア周波数が下がる場合には制御性能の低下を伴うため、モータ３１の回転数の変動が大きいときは回転数の変動が悪化するおそれがある。このことからモータ３１の回転変動が、キャリア周波数を下げた場合であれ、適切な制御が可能である所定の変動幅にあるか否かを判断するようにしている。モータ３１の回転変動が大きい場合（図２のステップＳ２でＮＯ）、切替え判断装置１６は、モータ３１の回転変動を抑制させるようにする（図２のステップＳ６）。すなわち、切替え判断装置１６は、中央処理装置１１に、回転変動の抑制指示を出して、この切替え処理を終了する。同抑制指示に基づいて中央処理装置１１がトルク抑制やトルク変動抑制などの制御を行ないトルク指令値などが調整されてモータ３１の回転数の変動が抑制されるようになる。

一方、モータの回転変動が小さい場合（図２のステップＳ２でＹＥＳ）、切替え判断装置１６は、キャリア周波数が下げられるか否かを判断する（図２のステップＳ３）。例えば、キャリア周波数が最低値（例えば、５ｋＨｚ）まで下げられている場合、キャリア周波数を下げることができないと判断し、キャリア周波数が最低値ではない（例えば、７ｋＨｚや１０ｋＨｚ）場合、キャリア周波数を下げることができると判断する。

キャリア周波数を下げることができると判断された場合（図２のステップＳ３でＹＥＳ）、切替え判断装置１６は、キャリア周波数情報Ｓｆに含まれるキャリア周波数を低下させるとともに、装置切替え情報ＳｐにおいてＦＰＧＡ１２（内部ＰＷＭ発生部２２）を指定するようする。これにより、スイッチング信号の生成にＦＰＧＡ１２の内部ＰＷＭ発生部２２が用いられるとともに、そのスイッチング信号の生成に用いられるキャリア周波数が低下されるようになり、ＦＰＧＡ１２の発熱が軽減されるようになる。一方、外部ＰＷＭ装置１３にはキャリア周波数として「０」が入力されるのでスイッチング信号は算出されないとともに、その出力端子がハイインピーダンスとされる。

一方、キャリア周波数を下げることができないと判断された場合（図２のステップＳ３でＮＯ）、切替え判断装置１６は、キャリア周波数情報Ｓｆに含まれるキャリア周波数を維持するとともに、装置切替え情報Ｓｐにおいて外部ＰＷＭ装置１３を指定するようする。これにより、内部ＰＷＭ発生部２２にはキャリア周波数として「０」が入力されるのでスイッチング信号の算出が停止されるとともに、その出力端子はハイインピーダンスとされる。すなわち、ＦＰＧＡ１２によるスイッチング信号の算出が停止されることから、その負荷が軽減されて発熱が軽減されるようになる。

なお、スイッチング信号の算出に外部ＰＷＭ装置１３を用いた場合、内部ＰＷＭ発生部２２を用いるよりも、配線延長による信号の遅延による制御性の悪化や、パルス幅変調の処理内容の自由度は下がることともなる。しかしながら、モータ３１の回転数変動が小さく、その回転制御に高い制御性能を必要としないときであれば、制御性の悪化や、処理内容の自由度の低下などがモータ３１の駆動制御に与える影響も十分に小さく、モータ３１の好適な制御を維持することができる。

以上説明したように、本実施形態のモータ制御装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）ＦＰＧＡ１２の温度が高い場合であれ、モータ３１の回転数の変動幅がキャリア周波数の変更を可能とする範囲にあるとき、ＦＰＧＡ１２の温度の上昇に応じてキャリア周波数を低下させるようにした。これにより、演算装置として動作保証温度が定められている再構成可能な内部論理回路であるＦＰＧＡ１２が採用される場合であれ、モータ制御装置は、ＦＰＧＡ１２の温度に応じてのキャリア周波数を低下させることによりＦＰＧＡ１２の負荷と発熱量を軽減させて、動作保証温度での動作を維持することができるようになる。これにより、ＦＰＧＡ１２の温度が動作保証温度を超えることを抑制させて、動作保証温度を超えるような場合には正常動作が保証されないばかりか故障のおそれもあるＦ
ＰＧＡ１２の採用されたモータの制御装置の信頼性を維持もしくは向上させることができる。

（２）ＦＰＧＡ１２の温度ＴＨｆが、例えば動作保証温度の最高値より高にもかかわらず、キャリア周波数が、例えば最低値であり低下させることができないような場合、スイッチング信号を外部ＰＷＭ装置１３により算出させるようにする。これにより、ＦＰＧＡ１２による負荷が高く発熱量も多いスイッチング信号の算出を停止させ、そのＦＰＧＡ１２の温度上昇を抑制することができるようになる。これにより、モータ制御装置としてＦＰＧＡ１２が採用された場合であれ、ＦＰＧＡ１２が動作保証温度を超えるおそれが低減されるとともに同ＦＰＧＡ１２にて処理されているスイッチング信号の生成以外の処理動作も維持され、信頼性が維持もしくは向上されるようになる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のような態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、中央処理装置１１をＦＰＧＡ１２とは別に設ける場合について例示した。しかしこれに限らず、中央処理装置の機能の一部もしくは全部をＦＰＧＡに含めてもよい。

・上記実施形態では、モータ制御装置１０に切替え判断装置１６が個別に設けられる場合について例示した。しかしこれに限らず、切替え判断装置は、ＦＰＧＡや中央処理装置などに設けられてもよい。切替え判断装置がＦＰＧＡや中央処理装置に組み込まれるようになれば、モータ制御装置としての構成が容易にもなる。

・上記実施形態では、スイッチング素子はＩＧＢＴである場合について例示したが、これに限らず、スイッチング素子は、いわゆるパワートランジスタ素子であれば、その他の半導体素子であってもよい。

・上記実施形態では、電流センサ３２としてクランプ式の非接触型の電流検出器の場合について例示した。しかしこれに限らず、電流センサは、カレントトランス（ＣＴ）を用いた他の形式の電流検出器や検出抵抗を用いた接触式の電流検出器でもよい。

・上記実施形態では、モータ制御装置１０に電流センサ３２からアナログの電流値が入力される場合について例示した。しかしこれに限らず、電流センサ３２からデジタルの電流値が入力されてもよい。この場合には、アナログの電流値をデジタルの電流値に変換するためのＡＤ変換器を省くことができるようにもなる。これにより、モータ制御装置の構成の自由度が高められるようになる。

・上記実施形態では、温度計測装置１５がＦＰＧＡ１２とは別に設けられる場合について例示した。しかしこれに限らず、温度計測装置は、ＦＰＧＡに内蔵されていてもよい。このとき、温度計測装置は、熱電対などが組み込まれても、ＦＰＧＡの回路により構成されてもよい。これにより、モータ制御装置としての構成の自由度が高められる。

・上記実施形態では、温度計測装置１５が熱電対である場合について例示した。しかしこれに限らず、温度計測装置は、白金測温抵抗体などの測温抵抗体を用いたものや、サーミスタを用いたもの、ＩＣや水晶、アルコールや水銀を用いたものでもよい。

・上記実施形態では、温度計測装置１５はＦＰＧＡ１２に接触している場合について例示した。しかしこれに限らず、ＦＰＧＡの温度が計測できるのであれば、温度計測装置は、ＦＰＧＡから離れた位置に設けられていてもよい。このときには、温度計測装置として放射温度計を用いることもできる。

・上記実施形態では、内部ＰＷＭ発生部２２と外部ＰＷＭ装置１３は、キャリア周波数が所定の範囲外の値である「０」などのときにスイッチング信号を非算出とする場合について例示した。しかしこれに限らず、内部ＰＷＭ発生部や外部ＰＷＭ装置は、デューティ比が所定の範囲外の値である、例えばマイナス値などのときスイッチング信号を非算出としたり、別途与えられる算出と非算出とを切替える選択信号などによりその算出や非算出が切替えられてもよい。これにより、モータ制御装置としての設計自由度が高められる。

・上記実施形態では、ＦＰＧＡ１２の温度に対応するキャリア周波数は、ＦＰＧＡ１２の温度とキャリア周波数との関係をマップ状に表した温度マップから選択される場合について例示した。しかしこれに限らず、キャリア周波数は、ＦＰＧＡの温度に上昇に応じて低下されるのであれば、ＦＰＧＡの温度を変数とする関数などの数式に基づいて算出されてもよい。これにより、モータ制御装置としての自由度が高められる。

・上記実施形態では、最高値は１０ｋＨｚ、最低値は５ｋＨｚである場合について例示した。しかしこれに限らず、最高値は１０ｋＨｚより高くても低くても、また、最低値は最高値よりも低い値であれば５ｋＨｚより高くても低くてもよい。これによりモータ制御装置の設計自由度が高められる。

・上記実施形態では、温度域を高温域、中温域、低温域の３つに分ける場合について例示した。しかしこれに限らず、温度域は２つ以下でも、４つ以上でもよい。これによっても、モータ制御装置の設計自由度が高められる。

・上記実施形態では、モータの電流値からモータの回転数を推定する場合について例示したが、これに限らず、モータの回転数は、エンコーダなどの回転検出装置により測定してもよい。これによれば、モータ制御装置としての設計自由度が高められる。

・上記実施形態では、モータ制御装置１０には、内部ＰＷＭ発生部２２と外部ＰＷＭ装置１３とが設けられる場合について例示した。しかしこれに限らず、モータ制御装置には、内部ＰＷＭ発生部のみが設けられていてもよい。これによっても、ＦＰＧＡ１２の温度に応じてＦＰＧＡ１２の負荷を変更して発熱量を調整し、ＦＰＧＡ１２の温度が動作保証温度を超えないようにすることができるようになる。

・上記実施形態では、モータ制御装置１０は車両に搭載される場合について例示したが、このように信頼性の高められたモータ制御装置は、信頼性の要求の高い自動車、例えばハイブリッド車や電気自動車などへの採用も好ましい。

・上記実施形態では、モータ制御装置１０は車両に搭載される場合について例示した。しかしこれに限らず、モータ制御装置は、スイッチング素子の駆動制御により三相交流電流を出力するインバータであれば、その用途にかかわらず採用することができる。

１０…モータ制御装置、１１…中央処理装置、１２…ＦＰＧＡ、１３…外部信号装置としての外部ＰＷＭ装置、１４…ＡＤ変換器、１５…温度センサとしての温度計測装置、１６…切替え判断装置、２０…アンプ部、２１…デューティ比演算部、２２…内部ＰＷＭ発生部、３０…インバータ、３１…モータ、３２…電流センサ。

Claims (1)

1. モータへ供給する電流を、インバータのスイッチング素子をキャリア周波数に基づくスイッチング信号により駆動させることにより供給させるモータ制御装置であって、
   再構成可能な内部論理回路を有するとともに、前記スイッチング信号の算出と非算出とが切替え可能に構成され、内部論理回路により前記スイッチング信号を算出し、当該算出されたスイッチング信号により前記インバータのスイッチング素子を駆動させる演算装置と、
   前記演算装置の温度を測定する温度センサと、
   前記モータの回転数と、前記温度センサに測定された前記演算装置の温度とが入力されて、前記モータの回転数の変動幅が前記キャリア周波数の変更を可能とする範囲にあるとき、前記演算装置の温度の上昇に応じて前記キャリア周波数を低下させる判断装置と、
   前記キャリア周波数が入力されるとともに、前記キャリア周波数に基づき算出されるスイッチング信号の算出と非算出とが切替え可能に構成され、算出されたスイッチング信号により前記インバータのスイッチング素子を駆動させる外部信号装置とを備え、
   前記演算装置は、前記判断装置により変更されたキャリア周波数に基づいて前記スイッチング信号を生成し、
   前記判断装置は、前記演算装置と前記外部信号装置とのいずれか一方のみに前記スイッチング信号を算出させるようにそれぞれの算出と非算出とを切替えるようになっており、前記キャリア周波数が切替値であるとともに前記演算装置の温度が所定の温度よりも高いとき、前記スイッチング信号を前記外部信号装置のみに算出させる
   ことを特徴とするモータ制御装置。

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