JP5510735B2 - 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レグを３組並列接続して構成されている。レグの一端は平滑コンデンサの一端に、レグ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、レグをなす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レグ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レグ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レグの他端側のスイッチング素子のオン抵抗が、他のレグの他端側のスイッチング素子のオン抵抗より小さいと、他のレグの他端側のスイッチング素子に流れるべき電流が、一のレグ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、少なくとも２つのスイッチング回路を時分割で切替え、１つの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る電力変換回路と、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、１つのスイッチング回路で、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、少なくとも２つのスイッチング回路を時分割で切替え、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し、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つのスイッチング回路をなすスイッチング素子に流れる電流に基づいて、スイッチング素子の特性のばらつきを踏まえ、スイッチング回路間でスイッチング素子の発熱が均等化されるように放電時間を設定することを特徴とする。

この構成によれば、制御回路は、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。スイッチング素子の発熱は、スイッチング素子の消費電力、つまり、スイッチング素子に流れる電流と端子間電圧の積に比例する。同一の動作条件であっても、特性のばらつきによってスイッチング素子に流れる電流に違いが生じる場合がある。しかし、制御回路は、スイッチング回路を構成するスイッチング素子に流れる電流に基づいて放電時間を設定する。そのため、特性のばらつきによってスイッチング素子に流れる電流に違いが生じる場合であっても、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するスイッチング素子の発熱を均等化することができる。

請求項２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る電力変換回路と、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、１つのスイッチング回路で、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、少なくとも２つのスイッチング回路を時分割で切替え、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し、電力変換回路が平滑コンデンサに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際に、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つのスイッチング回路をなすスイッチング素子に流れる電流を検出し、検出結果に基づいて放電時間を設定することを特徴とする。この構成によれば、制御回路は、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。スイッチング素子の発熱は、スイッチング素子の消費電力、つまり、スイッチング素子に流れる電流と端子間電圧の積に比例する。同一の動作条件であっても、特性のばらつきによってスイッチング素子に流れる電流に違いが生じる場合がある。しかし、制御回路は、スイッチング回路を構成するスイッチング素子に流れる電流に基づいて放電時間を設定する。この構成によれば、特性のばらつきによるスイッチング素子に流れる電流の違いを確実に知ることができる。そのため、特性のばらつきによってスイッチング素子に流れる電流に違いが生じる場合であっても、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するスイッチング素子の発熱を均等化することができる。

請求項３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る電力変換回路と、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、１つのスイッチング回路で、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、少なくとも２つのスイッチング回路を時分割で切替え、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し、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つのスイッチング回路をなすスイッチング素子の端子間電圧に基づいて、時分割で切替えた１つのスイッチング回路による放電時間を設定することを特徴とする。この構成によれば、制御回路は、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。スイッチング素子の発熱は、スイッチング素子の消費電力、つまり、スイッチング素子に流れる電流と端子間電圧の積に比例する。同一の動作条件であっても、特性のばらつきによってスイッチング素子の端子間電圧に違いが生じる場合がある。しかし、制御回路は、スイッチング回路を構成するスイッチング素子の端子間電圧に基づいて放電時間を設定する。そのため、特性のばらつきによってスイッチング素子の端子間電圧に違いが生じる場合であっても、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するスイッチング素子の発熱を均等化することができる。

請求項４に記載の電力変換装置は、制御回路は、電力変換回路が、平滑コンデンサに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際に、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つのスイッチング回路をなすスイッチング素子の端子間電圧を検出し、検出結果に基づいて放電時間を設定することを特徴とする。この構成によれば、特性のばらつきによるスイッチング素子の端子間電圧の違いを確実に知ることができる。

請求項５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る電力変換回路と、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、１つのスイッチング回路で、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、少なくとも２つのスイッチング回路を時分割で切替え、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し、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つのスイッチング回路をなすスイッチング素子の消費電力に基づいて、時分割で切替えた１つのスイッチング回路による放電時間を設定することを特徴とする。この構成によれば、制御回路は、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。スイッチング素子の発熱は、スイッチング素子の消費電力に比例する。同一の動作条件であっても、特性のばらつきによってスイッチング素子の消費電力に違いが生じる場合がある。しかし、制御回路は、スイッチング回路を構成するスイッチング素子の消費電力に基づいて放電時間を設定する。そのため、特性のばらつきによってスイッチング素子の消費電力に違いが生じる場合であっても、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するスイッチング素子の発熱を均等化することができる。

請求項６に記載の電力変換装置は、制御回路は、電力変換回路が、平滑コンデンサに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際に、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つのスイッチング回路をなすスイッチング素子の消費電力を検出し、検出結果に基づいて放電時間を設定することを特徴とする。この構成によれば、特性のばらつきによるスイッチング素子の消費電力の違いを確実に知ることができる。

請求項７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る電力変換回路と、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、１つのスイッチング回路で、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、少なくとも２つのスイッチング回路を時分割で切替え、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し、電力変換回路が、平滑コンデンサに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際に、平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つのスイッチング回路をなすスイッチング素子の温度を検出し、検出結果に基づいて時分割で切替えた１つのスイッチング回路による放電時間を設定することを特徴とする。この構成によれば、制御回路は、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。同一の動作条件であっても、特性のばらつきによってスイッチング素子の温度に違いが生じる場合がある。しかし、制御回路は、スイッチング回路に流れる電流に基づいて放電時間を設定する。この構成によれば、特性のばらつきによるスイッチング素子の温度の違いを確実に知ることができる。そのため、特性のばらつきによってスイッチング素子の温度に違いが生じる場合であっても、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するスイッチング素子の発熱を均等化することができる。

請求項８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少なくとも２つのスイッチング回路の時分割による切替えを複数回繰返すことを特徴とする。この構成によれば、少なくとも２つのスイッチング回路を１回ずつ時分割で切替えて平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する場合に比べ、１回当たりの放電時間を短くでき、スイッチング素子の発熱を抑えることができる。

請求項９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、一のスイッチング回路から他のスイッチング回路に切替える際、一のスイッチング回路において、一端側のスイッチング素子をオフしてから他端側のスイッチング素子をオフし、その後、他のスイッチング回路において、他端側のスイッチング素子をオンしてから一端側のスイッチング素子をオンすることを特徴とする。この構成によれば、一のスイッチング回路から他のスイッチング回路に切替える際に、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がオンすることを確実に防止できる。また、他のスイッチング回路の一端側のスイッチング素子と、一のスイッチング回路の他端側のスイッチング素子がオンすることを確実に防止できる。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確実に抑えることができる。

請求項１０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、一のスイッチング回路から他のスイッチング回路に切替える際、一のスイッチング回路において、他端側のスイッチング素子をオフしてから一端側のスイッチング素子をオフし、その後、他のスイッチング回路において、一端側のスイッチング回路をオンしてから他端側のスイッチング回路をオンすることを特徴とする。この構成によれば、一のスイッチング回路から他のスイッチング回路に切替える際に、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がオンすることを確実に防止できる。また、他のスイッチング回路の一端側のスイッチング素子と、一のスイッチング回路の他端側のスイッチング素子がオンすることを確実に防止できる。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確実に抑えることができる。

請求項１１に記載の電力変換装置は、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、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。

参考形態におけるモータ制御装置の回路図である。 参考形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴのスイッチング状態を示すタイミングチャートである。 参考形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴの詳細なスイッチング状態を示すタイミングチャートである。 別の参考形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴの詳細なスイッチング状態を示すタイミングチャートである。タイミングチャートである。 別の参考形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴのスイッチング状態を示すタイミングチャートである。 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実施形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴのスイッチング状態を示すタイミングチャートである。 第２実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。 第２実施形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴのスイッチング状態を示すタイミングチャートである。 第３実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。 第３実施形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴのスイッチング状態を示すタイミングチャートである。 第４実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。 第４実施形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴのスイッチング状態を示すタイミングチャートである。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。参考形態及び実施形態では、本発明に係るモータ制御装置を、車両に搭載され、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。

（参考形態）
まず、図１を参照して参考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、参考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高電圧バッテリＢ１の出力する直流高電圧（例えば２８８Ｖ）を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１に供給し、車両駆動用モータＭ１を制御する装置である。モータ制御装置１は、平滑コンデンサ１０と、インバータ回路１１（電力変換回路）と、制御回路１２とを備えている。

平滑コンデンサ１０は、高電圧バッテリＢ１の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１０の一端は、リレーＲ１０を介して高電圧バッテリＢ１の正極端に接続されている。また、他端は、リレーＲ１１を介して高電圧バッテリＢ１の負極端に接続されている。

インバータ回路１１は、平滑コンデンサ１０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Ｍ１に供給する回路である。また、平滑コンデンサ１０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１１は、３つのスイッチング回路１１０〜１１２（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１１０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１０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１１０は、２つのＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｂ（スイッチング素子）を備えている。ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｂは、直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ａのエミッタが、ＩＧＢＴ１１０ｂのコレクタに接続されている。

スイッチング回路１１１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１０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１１１は、２つのＩＧＢＴ１１１ａ、１１１ｂ（スイッチング素子）を備えている。ＩＧＢＴ１１１ａ、１１１ｂは、直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１１１ａのエミッタが、ＩＧＢＴ１１１ｂのコレクタに接続されている。

スイッチング回路１１２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１０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１１２は、２つのＩＧＢＴ１１２ａ、１１２ｂ（スイッチング素子）を備えている。ＩＧＢＴ１１２ａ、１１２ｂは、直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１１２ａのエミッタが、ＩＧＢＴ１１２ｂのコレクタに接続されている。

３つのスイッチング回路１１０〜１１２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１１０〜１１２の一端であるＩＧＢＴ１１０ａ〜１１２ａのコレクタ、及び、スイッチング回路１１０〜１１２の他端であるＩＧＢＴ１１０ｂ〜１１２ｂのエミッタがそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１２ａのコレクタは平滑コンデンサ１０の一端に、ＩＧＢＴ１１０ｂ〜１１２ｂのエミッタは平滑コンデンサ１０の他端にそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｂ、１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂのゲートとエミッタは、制御回路１２にそれぞれ接続されている。さらに、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｂ、ＩＧＢＴ１１１ａ、１１１ｂ及びＩＧＢＴ１１２ａ、１１２ｂの直列接続点は、車両駆動用モータＭ１にそれぞれ接続されている。

制御回路１２は、スイッチング回路１１０〜１１２を制御する回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｂ、１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂを制御する回路である。制御回路１２は、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｂ、１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂのゲートとエミッタにそれぞれ接続されている。

次に、図１〜図３を参照してモータ制御装置の動作について説明する。ここで、図２は、参考形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴのスイッチング状態を示すタイミングチャートである。図３は、参考形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴの詳細なスイッチング状態を示すタイミングチャートである。具体的には、スイッチング回路の切替わり時におけるＩＧＢＴの詳細なスイッチング状態を示すタイミングチャートである。

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。リレーＲ１０、Ｒ１１がオンすると、高電圧バッテリＢ１の直流高電圧が平滑コンデンサ１０によって平滑化される。制御回路１２は、外部から入力される指令に基づいて、インバータ回路１１を構成するスイッチング回路１１０〜１１２を制御する。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｂ、１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂを制御する。インバータ回路１１は、平滑コンデンサ１０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Ｍ１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Ｍ１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、車両駆動用モータＭ１への電圧の供給を停止する。車両駆動用モータＭ１への電圧の供給が停止すると、平滑コンデンサ１０に電荷が蓄積されたままの状態となる。

ところで、平滑コンデンサ１０の放電に必要な放電時間ｔは、数１に示すように、平滑コンデンサ１０の容量と、平滑コンデンサ１０の端子間電圧と、放電電流Ｉとによって決まる。

図２に示すように、制御回路１２は、スイッチング回路１１０を構成する２つのＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｂをオフする。そして、スイッチング回路１１１、１１２を時分割で順次切替え、１つのスイッチング回路で平滑コンデンサ１０に蓄積された電荷を放電する。

具体的には、時分割で切替えた１つのスイッチング回路による放電電流がＩとなるとともに、時分割で切替えた１つのスイッチング回路による放電時間がそれぞれ等しくｔ／２となるようにＩＧＢＴを制御する。

より具体的には、スイッチング回路１１１を構成する２つのＩＧＢＴ１１１ａ、１１１ｂを、放電時間ｔ／２だけオンするとともに、コレクタ電流がＩとなるようにゲート電圧を調整して、平滑コンデンサ１０に蓄積された電荷を放電する。その後、スイッチング回路１１１からスイッチング回路１１２に切替え、スイッチング回路１１２を構成する２つのＩＧＢＴ１１２ａ、１１２ｂを、放電時間ｔ／２だけオンするとともに、コレクタ電流がＩとなるようにゲート電圧を調整して平滑コンデンサ１０に蓄積された電荷を放電する。

ここで、平滑コンデンサ１０に蓄積された電荷を放電するスイッチング回路を、スイッチング回路１１１からスイッチング回路１１２に切替える際、図３に示すように、制御回路１２は、スイッチング回路１１１において、一端側のＩＧＢＴ１１１ａをオフしてから
他端側のＩＧＢＴ１１１ｂをオフし、その後、スイッチング回路１１２において、他端側のＩＧＢＴ１１２ｂをオンしてから一端側のＩＧＢＴ１１２ａをオンする。

これにより、平滑コンデンサ１０に蓄積された電荷が、スイッチング回路１１１、１１２によって放電される。
そのため、平滑コンデンサ１０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。参考形態によれば、制御回路１２は、常に１つのスイッチング回路で平滑コンデンサ１０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ＩＧＢＴと、他のスイッチング回路の他端側のＩＧＢＴだけがオンしてしまうことはない。従って、車両用駆動用モータＭ１を制御するモータ制御装置１において、平滑コンデンサ１０の放電時に、車両用駆動モータＭ１に流れる電流を抑えることができる。

また、参考形態によれば、ＩＧＢＴは、許容範囲を超えて発熱すると破損する。ＩＧＢＴの発熱は、ＩＧＢＴの放電時間に比例する。しかし、制御回路１２は、時分割で切替えた１つのスイッチング回路による放電時間がそれぞれ等しくなるようにＩＧＢＴを制御する。そのため、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するＩＧＢＴの発熱を均等化することができる。従って、発熱の偏りによるＩＧＢＴの破損を防止することができる。

さらに、参考形態によれば、制御回路１２は、スイッチング回路１１１において、一端側のＩＧＢＴ１１１ａをオフしてから他端側のＩＧＢＴ１１１ｂをオフし、その後、スイッチング回路１１２において、他端側のＩＧＢＴ１１２ｂをオンしてから一端側のＩＧＢＴ１１２ａをオンする。そのため、スイッチング回路１１１からスイッチング回路１１２に切替える際に、スイッチング回路１１１の一端側のＩＧＢＴ１１１ａと、スイッチング回路１１２の他端側のＩＧＢＴ１１２ｂがオンすることを確実に防止できる。また、スイッチング回路１１２の一端側のＩＧＢＴ１１２ａと、スイッチング回路１１１の他端側のＩＧＢＴ１１１ｂがオンすることを確実に防止できる。従って、平滑コンデンサ１０の放電時に、車両駆動用モータＭ１に流れる電流を確実に抑えることができる。

なお、参考形態では、平滑コンデンサ１０に蓄積された電荷を放電するスイッチング回路を、スイッチング回路１１１からスイッチング回路１１２に切替える際、制御回路１２が、スイッチング回路１１１において、一端側のＩＧＢＴ１１１ａをオフしてから他端側のＩＧＢＴ１１１ｂをオフし、その後、スイッチング回路１１２において、他端側のＩＧＢＴ１１２ｂをオンしてから一端側のＩＧＢＴ１１２ａをオンする例を挙げているが、これに限られるものではない。図４に示すように、制御回路１２は、スイッチング回路１１１において、他端側のＩＧＢＴ１１１ｂをオフしてから一端側のＩＧＢＴ１１１ａをオフし、その後、スイッチング回路１１２において、一端側のＩＧＢＴ１１２ａをオンしてから他端側のＩＧＢＴ１１２ｂをオンするようにしてもよい。同様の効果を得ることができる。

また、参考形態では、２つのスイッチング回路を時分割で切替え、それぞれ１回ずつ平滑コンデンサ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。図５に示すように、２つのスイッチング回路１１１、１１２の時分割による切替えを複数回繰返して平滑コンデンサ１０に蓄積された電荷を放電するようにしてもよい。時分割による切替えを２回繰返した場合、２つのスイッチング回路１１１。１１２を１回ずつ時分割で切替えて平滑コンデンサ１０に蓄積された電荷を放電する場合に比べ、１回当たりの放電時間をｔ／２からｔ／４に短くでき、ＩＧＢＴの発熱を抑えることができる。

さらに、参考形態では、平滑コンデンサ１０に蓄積された電荷を、２つのスイッチング回路１１１、１１２を時分割で順次切替えて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。２つのスイッチング回路１１０、１１１を時分割で順次切替えて放電してもよいし、２つのスイッチング回路１１０、１１２を時分割で順次切替えて放電してもよい。また、３つのスイッチング回路１１０〜１１２を時分割で順次切替えて放電してもよい。少なくとも２つのスイッチング回路を時分割で切替えて放電すればよい。

加えて、参考形態では、電力変換回路として、３つのスイッチング回路１１０〜１１２を並列接続して構成されるインバータ回路１１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電力変換回路であればよい。

（第１実施形態）
次に、第１実施形態のモータ制御装置について説明する。第１実施形態のモータ制御装置は、参考形態のモータ制御装置が、時分割で切替えた１つのスイッチング回路による放電時間がそれぞれ等しいのに対し、それぞれのスイッチング回路に流れる電流に基づいて放電時間を設定するようにしたものである。

まず、図６を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図６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。ここでは、参考形態のモータ制御装置との相違部分について説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図６に示すように、モータ制御装置２は、平滑コンデンサ２０と、インバータ回路２１（電力変換回路）と、制御回路２２とを備えている。平滑コンデンサ２０は、参考形態の平滑コンデンサ１０と同一構成である。インバータ回路２１は、３つのスイッチング回路２１０〜２１２（複数のスイッチング回路）と、電流センス抵抗２１３〜２１８とを備えている。

スイッチング回路１１０は、２つのＩＧＢＴ２１０ａ、２１０ｂ（スイッチング素子）を備えている。ＩＧＢＴ２１０ａ、２１０ｂは、コレクタ電流に比例し、コレクタ電流より小さい電流が流れる電流センス端子を備えている。ＩＧＢＴ２１０ａ、２１０ｂは、参考形態のＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｂと同様に直列接続されている。

スイッチング回路２１１は、２つのＩＧＢＴ２１１ａ、２１１ｂ（スイッチング素子）を備えている。ＩＧＢＴ２１１ａ、２１１ｂは、コレクタ電流に比例し、コレクタ電流より小さい電流が流れる電流センス端子を有している。ＩＧＢＴ２１１ａ、２１１ｂは、参考形態のＩＧＢＴ１１１ａ、１１１ｂと同様に直列接続されている。

スイッチング回路２１２は、２つのＩＧＢＴ２１２ａ、２１２ｂ（スイッチング素子）を備えている。ＩＧＢＴ２１２ａ、２１２ｂは、コレクタ電流に比例し、コレクタ電流より小さい電流が流れる電流センス端子を備えている。ＩＧＢＴ２１２ａ、２１２ｂは、参考形態のＩＧＢＴ１１２ａ、１１２ｂと同様に直列接続されている。

３つのスイッチング回路２１０〜２１２は、参考形態のスイッチング回路１１０〜１１２と同様に並列接続（複数並列接続）され、平滑コンデンサ２０及び車両駆動用モータＭ２にそれぞれ接続されている。

電流センス抵抗２１３〜２１８は、ＩＧＢＴ２１０ａ、２１０ｂ、２１１ａ、２１１ｂ、２１２ａ、２１２ｂに流れる電流を検出するための素子である。具体的には、電流センス端子に流れる電流を電圧に変換する素子である。電流センス抵抗２１３〜２１８の一端はＩＧＢＴ２１０ａ〜２１２ａ、２１０ｂ〜２１２ｂの電流センス端子に、他端はＩＧＢＴ２１０ａ〜２１２ａ、２１０ｂ〜２１２ｂのエミッタにそれぞれ接続されている。また、電流センス抵抗２１３〜２１８の両端は、制御回路２２にそれぞれ接続されている。

制御回路２２は、参考形態の制御回路１２と同様に、ＩＧＢＴ２１０ａ、２１０ｂ、２１１ａ、２１１ｂ、２１２ａ、２１２ｂのゲートとエミッタにそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ２１０ａ、２１０ｂ、２１１ａ、２１１ｂ、２１２ａ、２１２ｂに流れる電流を検出するため、電流センス抵抗２１３〜２１８の両端にそれぞれ接続されている。

次に、図６及び図７を参照してモータ制御装置の動作について説明する。ここで、図７は、第１実施形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴのスイッチング状態を示すタイミングチャートである。

車両のイグニッションスイッチ（図略）がオンすると、図６に示すリレーＲ２０、Ｒ２１がオンし、モータ制御装置２が動作を開始する。制御回路２２は、外部から入力される指令に基づいて、インバータ回路２１を構成するＩＧＢＴ２１０ａ、２１０ｂ、２１１ａ、２１１ｂ、２１２ａ、２１２ｂを制御する。インバータ回路２１は、平滑コンデンサ２０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Ｍ２に供給する。このとき、制御回路２２は、電流センス抵抗２１３〜２１８によって、同一の動作条件において、ＩＧＢＴ２１０ａ、２１０ｂ、２１１ａ、２１１ｂ、２１２ａ、２１２ｂに流れる電流を検出する。

その後、イグニッションスイッチがオフすると、リレーＲ２０、Ｒ２１がオフする。図７に示すように、制御回路２２は、スイッチング回路２１０を構成する２つのＩＧＢＴ２１０ａ、２１０ｂをオフする。そして、スイッチング回路２１１、２１２を時分割で順次切替え、１つのスイッチング回路で平滑コンデンサ２０に蓄積された電荷を放電する。このとき、制御回路２２は、インバータ回路２１が平滑コンデンサ２０に平滑化された直流電圧を交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ２に供給する際に検出した、ＩＧＢＴ２１１ａ、２１１ｂ、２１２ａ、２１２ｂに流れる電流に基づいてスイッチング回路２１１、２１２による放電時間を設定する。例えば、検出したＩＧＢＴ２１１ａ、２１１ｂに流れる電流が、検出したＩＧＢＴ２１２ａ、２１２ｂに流れる電流より大きい場合、スイッチング回路２１１による放電時間ｔ１がスイッチング回路２１２による放電時間ｔ２より短くなるように設定する。

制御回路２２は、スイッチング回路２１１を構成する２つのＩＧＢＴ２１１ａ、２１１ｂを、放電時間ｔ１だけオンするとともに、コレクタ電流がＩとなるようにゲート電圧を調整して、平滑コンデンサ２０に蓄積された電荷を放電する。その後、スイッチング回路２１１からスイッチング回路２１２に切替え、スイッチング回路２１２を構成する２つのＩＧＢＴ２１２ａ、２１２ｂを、放電時間ｔ２だけオンするとともに、コレクタ電流がＩとなるようにゲート電圧を調整して平滑コンデンサ２０に蓄積された電荷を放電する。

次に、効果について説明する。第１実施形態によれば、ＩＧＢＴの発熱は、ＩＧＢＴの消費電力、つまり、ＩＧＢＴに流れる電流とコレクタ−エミッタ間電圧の積に比例する。同一の動作条件であっても、特性のばらつきによってＩＧＢＴに流れる電流に違いが生じる場合がある。しかし、制御回路２２は、スイッチング回路１１１、１１２を構成するＩＧＢＴ１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂに流れる電流に基づいて放電時間を設定する。そのため、特性のばらつきによってＩＧＢＴに流れる電流に違いが生じる場合であっても、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するＩＧＢＴの発熱を均等化することができる。

また、第１実施形態によれば、制御回路２２は、インバータ回路２１が平滑コンデンサ２０に平滑化された直流電圧を交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ２に供給する際に、ＩＧＢＴ２１１ａ、２１１ｂ、２１２ａ、２１２ｂに流れる電流を検出し、検出結果に基づいてスイッチング回路２１１、２１２による放電時間を設定する。そのため、特性のばらつきによるＩＧＢＴに流れる電流の違いを確実に知ることができる。従って、特性のばらつきによってＩＧＢＴに流れる電流に違いが生じる場合であっても、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するＩＧＢＴの発熱を確実に均等化することができる。

（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、参考形態のモータ制御装置が、時分割で切替えた１つのスイッチング回路による放電時間がそれぞれ等しいのに対し、それぞれのスイッチング回路を構成するＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間電圧に基づいて放電時間を設定するようにしたものである。

まず、図８を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図８は、第２実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。ここでは、参考形態のモータ制御装置との相違部分について説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図８に示すように、モータ制御装置３は、平滑コンデンサ３０と、インバータ回路３１（電力変換回路）と、制御回路３２とを備えている。平滑コンデンサ３０は、参考形態の平滑コンデンサ１０と同一構成である。インバータ回路３１は、３つのスイッチング回路３１０〜３１２（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３１０〜３１２は、参考形態のスイッチング回路１１０〜１１２と同一構成である。

制御回路３２は、参考形態の制御回路１２と同様に、ＩＧＢＴ３１０ａ、３１０ｂ、３１１ａ、３１１ｂ、３１２ａ、３１２ｂ（スイッチング素子）のゲートとエミッタにそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ３１０ａ、３１０ｂ、３１１ａ、３１１ｂ、３１２ａ、３１２ｂのコレクタ−エミッタ間電圧を検出するため、ＩＧＢＴ３１０ａ、３１０ｂ、３１１ａ、３１１ｂ、３１２ａ、３１２ｂのコレクタとエミッタにそれぞれ接続されている。

次に、図８及び図９を参照してモータ制御装置の動作について説明する。ここで、図９は、第２実施形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴのスイッチング状態を示すタイミングチャートである。

車両のイグニッションスイッチ（図略）がオンすると、図８に示すリレーＲ３０、Ｒ３１がオンし、モータ制御装置３が動作を開始する。制御回路３２は、外部から入力される指令に基づいて、インバータ回路３１を構成するＩＧＢＴ３１０ａ、３１０ｂ、３１１ａ、３１１ｂ、３１２ａ、３１２ｂを制御する。インバータ回路３１は、平滑コンデンサ３０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Ｍ３に供給する。このとき、制御回路３２は、同一の動作条件において、ＩＧＢＴ３１０ａ、３１０ｂ、３１１ａ、３１１ｂ、３１２ａ、３１２ｂのコレクタ−エミッタ間電圧を検出する。

その後、イグニッションスイッチがオフすると、リレーＲ３０、Ｒ３１がオフする。図９に示すように、制御回路３２は、スイッチング回路３１０を構成する２つのＩＧＢＴ３１０ａ、３１０ｂをオフする。そして、スイッチング回路３１１、３１２を時分割で順次切替え、１つのスイッチング回路で平滑コンデンサ３０に蓄積された電荷を放電する。このとき、制御回路３２は、インバータ回路３１が平滑コンデンサ３０に平滑化された直流電圧を交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ３に供給する際に検出した、ＩＧＢＴ３１１ａ、３１１ｂ、３１２ａ、３１２ｂのコレクタ−エミッタ間電圧に基づいてスイッチング回路３１１、３１２による放電時間を設定する。例えば、検出したＩＧＢＴ３１１ａ、３１１ｂのコレクタ−エミッタ間電圧が、検出したＩＧＢＴ３１２ａ、３１２ｂのコレクタ−エミッタ間電圧より大きい場合、スイッチング回路３１１による放電時間ｔ３がスイッチング回路３１２による放電時間ｔ４より短くなるように設定する。

制御回路３２は、スイッチング回路３１１を構成する２つのＩＧＢＴ３１１ａ、３１１ｂを、放電時間ｔ３だけオンするとともに、コレクタ電流がＩとなるようにゲート電圧を調整して、平滑コンデンサ３０に蓄積された電荷を放電する。その後、スイッチング回路３１１からスイッチング回路３１２に切替え、スイッチング回路３１２を構成する２つのＩＧＢＴ３１２ａ、３１２ｂを、放電時間ｔ４だけオンするとともに、コレクタ電流がＩとなるようにゲート電圧を調整して平滑コンデンサ３０に蓄積された電荷を放電する。

次に、効果について説明する。第２実施形態によれば、ＩＧＢＴの発熱は、ＩＧＢＴの消費電力、つまり、ＩＧＢＴに流れる電流とコレクタ−エミッタ間電圧の積に比例する。同一の動作条件であっても、特性のばらつきによってＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間電圧に違いが生じる場合がある。しかし、制御回路３２は、スイッチング回路３１１、３１２を構成するＩＧＢＴ３１１ａ、３１１ｂ、３１２ａ、３１２ｂのコレクタ−エミッタ間電圧に基づいて放電時間を設定する。そのため、特性のばらつきによってＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間電圧に違いが生じる場合であっても、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するＩＧＢＴの発熱を均等化することができる。

また、第２実施形態によれば、制御回路３２は、インバータ回路３１が平滑コンデンサ３０に平滑化された直流電圧を交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ３に供給する際に、ＩＧＢＴ３１１ａ、３１１ｂ、３１２ａ、３１２ｂのコレクタ−エミッタ間電圧を検出し、検出結果に基づいてスイッチング回路３１１、３１２による放電時間を設定する。そのため、特性のばらつきによるＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間電圧の違いを確実に知ることができる。従って、特性のばらつきによってＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間電圧に違いが生じる場合であっても、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するＩＧＢＴの発熱を確実に均等化することができる。

（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、参考形態のモータ制御装置が、時分割で切替えた１つのスイッチング回路による放電時間がそれぞれ等しいのに対し、それぞれのスイッチング回路を構成するＩＧＢＴの消費電力に基づいて放電時間を設定するようにしたものである。

まず、図１０を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１０は、第３実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。ここでは、参考形態のモータ制御装置との相違部分について説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図１０に示すように、モータ制御装置４は、平滑コンデンサ４０と、インバータ回路４１（電力変換回路）と、制御回路４２とを備えている。平滑コンデンサ４０は、参考形態の平滑コンデンサ１０と同一構成である。インバータ回路４１は、３つのスイッチング回路４１０〜４１２（複数のスイッチング回路）と、電流センス抵抗４１３〜４１８とを備えている。インバータ回路４１は、第１実施形態のインバータ回路２１と同一構成である。

制御回路４２は、参考形態の制御回路１２と同様に、ＩＧＢＴ４１０ａ、４１０ｂ、４１１ａ、４１１ｂ、４１２ａ、４１２ｂ（スイッチング素子）のゲートとエミッタにそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ４１０ａ、４１０ｂ、４１１ａ、４１１ｂ、４１２ａ、４１２ｂに流れる電流を検出するため、電流センス抵抗４１３〜４１８の両端にそれぞれ接続されている。さらに、ＩＧＢＴ４１０ａ、４１０ｂ、４１１ａ、４１１ｂ、４１２ａ、４１２ｂのコレクタ−エミッタ間電圧を検出するため、ＩＧＢＴ４１０ａ、４１０ｂ、４１１ａ、４１１ｂ、４１２ａ、４１２ｂのコレクタとエミッタにそれぞれ接続されている。

次に、図１０及び図１１を参照してモータ制御装置の動作について説明する。ここで、図１１は、第３実施形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴのスイッチング状態を示すタイミングチャートである。

車両のイグニッションスイッチ（図略）がオンすると、図１０に示すリレーＲ４０、Ｒ４１がオンし、モータ制御装置４が動作を開始する。制御回路４２は、外部から入力される指令に基づいて、インバータ回路４１を構成するＩＧＢＴ４１０ａ、４１０ｂ、４１１ａ、４１１ｂ、４１２ａ、４１２ｂを制御する。インバータ回路４１は、平滑コンデンサ４０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Ｍ４に供給する。このとき、制御回路４２は、同一の動作条件において、ＩＧＢＴ４１０ａ、４１０ｂ、４１１ａ、４１１ｂ、４１２ａ、４１２ｂに流れる電流とコレクタ−エミッタ間電圧を検出する。そして、検出した電流とコレクタ−エミッタ電圧から、同一の動作条件におけるＩＧＢＴ４１０ａ、４１０ｂ、４１１ａ、４１１ｂ、４１２ａ、４１２ｂの消費電力を算出する。

その後、イグニッションスイッチがオフすると、リレーＲ４０、Ｒ４１がオフする。図１１に示すように、制御回路４２は、スイッチング回路４１０を構成する２つのＩＧＢＴ４１０ａ、４１０ｂをオフする。そして、スイッチング回路４１１、４１２を時分割で順次切替え、１つのスイッチング回路で平滑コンデンサ４０に蓄積された電荷を放電する。このとき、制御回路４２は、インバータ回路４１が平滑コンデンサ４０に平滑化された直流電圧を交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ４に供給する際に検出した電流とコレクタ−エミッタ電圧から算出した、ＩＧＢＴ４１１ａ、４１１ｂ、４１２ａ、４１２ｂの消費電力に基づいてスイッチング回路４１１、４１２による放電時間を設定する。例えば、算出したＩＧＢＴ４１１ａ、４１１ｂの消費電力が、算出したＩＧＢＴ４１２ａ、４１２ｂの消費電力より大きい場合、スイッチング回路４１１による放電時間ｔ５がスイッチング回路４１２による放電時間ｔ６より短くなるように設定する。

制御回路４２は、スイッチング回路４１１を構成する２つのＩＧＢＴ４１１ａ、４１１ｂを、放電時間ｔ５だけオンするとともに、コレクタ電流がＩとなるようにゲート電圧を調整して、平滑コンデンサ４０に蓄積された電荷を放電する。その後、スイッチング回路４１１からスイッチング回路４１２に切替え、スイッチング回路４１２を構成する２つのＩＧＢＴ４１２ａ、４１２ｂを、放電時間ｔ６だけオンするとともに、コレクタ電流がＩとなるようにゲート電圧を調整して平滑コンデンサ４０に蓄積された電荷を放電する。

次に、効果について説明する。第３実施形態によれば、ＩＧＢＴの発熱は、ＩＧＢＴの消費電力に比例する。同一の動作条件であっても、特性のばらつきによってＩＧＢＴの消費電力に違いが生じる場合がある。しかし、制御回路４２は、スイッチング回路４１１、４１２を構成するＩＧＢＴ４１１ａ、４１１ｂ、４１２ａ、４１２ｂの消費電力に基づいて放電時間を設定する。そのため、特性のばらつきによってＩＧＢＴの消費電力に違いが生じる場合であっても、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するＩＧＢＴの発熱を均等化することができる。

また、第３実施形態によれば、制御回路４２は、インバータ回路４１が平滑コンデンサ４０に平滑化された直流電圧を交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ４に供給する際に、ＩＧＢＴ４１１ａ、４１１ｂ、４１２ａ、４１２ｂに流れる電流とコレクタ−エミッタ間電圧を検出するとともに、これらから消費電力を算出し、算出結果に基づいてスイッチング回路４１１、４１２による放電時間を設定する。そのため、特性のばらつきによるＩＧＢＴの消費電力の違いを確実に知ることができる。従って、特性のばらつきによってＩＧＢＴの消費電力に違いが生じる場合であっても、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するＩＧＢＴの発熱を確実に均等化することができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態のモータ制御装置について説明する。第４実施形態のモータ制御装置は、参考形態のモータ制御装置が、時分割で切替えた１つのスイッチング回路による放電時間がそれぞれ等しいのに対し、それぞれのスイッチング回路を構成するＩＧＢＴの温度に基づいて放電時間を設定するようにしたものである。

まず、図１２を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１２は、第４実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。ここでは、参考形態のモータ制御装置との相違部分について説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図１２に示すように、モータ制御装置５は、平滑コンデンサ５０と、インバータ回路５１（電力変換回路）と、制御回路５２とを備えている。平滑コンデンサ５０は、参考形態の平滑コンデンサ１０と同一構成である。インバータ回路５１は、３つのスイッチング回路５１０〜５１２（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５１０〜５１２を構成するＩＧＢＴ５１０ａ、５１０ｂ、５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂ（スイッチング素子）は、温度センサ５１０ｃ、５１０ｄ、５１１ｃ、５１１ｄ、５１２ｃ、５１２ｄをそれぞれ備えている。温度センサ５１０ｃ、５１０ｄ、５１１ｃ、５１１ｄ、５１２ｃ、５１２ｄは、ＩＧＢＴ５１０ａ、５１０ｂ、５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂの温度を検出するための素子である。スイッチング回路５１０〜５１２は、温度センサ５１０ｃ、５１０ｄ、５１１ｃ、５１１ｄ、５１２ｃ、５１２ｄを除いて参考形態のスイッチング回路１１０〜１１２と同一構成である。

制御回路５２は、参考形態の制御回路１２と同様に、ＩＧＢＴ５１０ａ、５１０ｂ、５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂのゲートとエミッタにそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ５１０ａ、５１０ｂ、５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂの温度を検出するため、温度センサ５１０ｃ、５１０ｄ、５１１ｃ、５１１ｄ、５１２ｃ、５１２ｄにそれぞれ接続されている。

次に、図１２及び図１３を参照してモータ制御装置の動作について説明する。ここで、図１３は、第４実施形態における平滑コンデンサ放電時のＩＧＢＴのスイッチング状態を示すタイミングチャートである。

車両のイグニッションスイッチ（図略）がオンすると、図１２に示すリレーＲ５０、Ｒ５１がオンし、モータ制御装置５が動作を開始する。制御回路５２は、外部から入力される指令に基づいて、インバータ回路５１を構成するＩＧＢＴ５１０ａ、５１０ｂ、５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂを制御する。インバータ回路５１は、平滑コンデンサ５０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Ｍ５に供給する。このとき、制御回路５２は、温度センサ５１０ａ、５１０ｂ、５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂによって、同一の動作条件において、ＩＧＢＴ５１０ａ、５１０ｂ、５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂの温度を検出する。

その後、イグニッションスイッチがオフすると、リレーＲ５０、Ｒ５１がオフする。図１３に示すように、制御回路５２は、スイッチング回路５１０を構成する２つのＩＧＢＴ５１０ａ、５１０ｂをオフする。そして、スイッチング回路５１１、５１２を時分割で順次切替え、１つのスイッチング回路で平滑コンデンサ５０に蓄積された電荷を放電する。このとき、制御回路５２は、インバータ回路５１が平滑コンデンサ５０に平滑化された直流電圧を交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ５に供給する際に検出した、ＩＧＢＴ５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂの温度に基づいてスイッチング回路５１１、５１２による放電時間を設定する。例えば、検出したＩＧＢＴ５１１ａ、５１１ｂの温度が、検出したＩＧＢＴ５１２ａ、５１２ｂの温度より高い場合、スイッチング回路５１１による放電時間ｔ７がスイッチング回路５１２による放電時間ｔ８より短くなるように設定する。

制御回路５２は、スイッチング回路５１１を構成する２つのＩＧＢＴ５１１ａ、５１１ｂを、放電時間ｔ７だけオンするとともに、コレクタ電流がＩとなるようにゲート電圧を調整して、平滑コンデンサ５０に蓄積された電荷を放電する。その後、スイッチング回路５１１からスイッチング回路５１２に切替え、スイッチング回路５１２を構成する２つのＩＧＢＴ５１２ａ、５１２ｂを、放電時間ｔ８だけオンするとともに、コレクタ電流がＩとなるようにゲート電圧を調整して平滑コンデンサ５０に蓄積された電荷を放電する。

次に、効果について説明する。第４実施形態によれば、同一の動作条件であっても、特性のばらつきによってＩＧＢＴの温度に違いが生じる場合がある。しかし、制御回路５２は、スイッチング回路５１１、５１２を構成するＩＧＢＴ５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂの温度に基づいて、放電時間を設定する。そのため、特性のばらつきによってＩＧＢＴの温度に違いが生じる場合であっても、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するＩＧＢＴの発熱を均等化することができる。

また、第４実施形態によれば、制御回路５２は、インバータ回路５１が平滑コンデンサ５０に平滑化された直流電圧を交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ５に供給する際に、ＩＧＢＴ５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂの温度を検出し、検出結果に基づいてスイッチング回路５１１、５１２による放電時間を設定する。そのため、特性のばらつきによるＩＧＢＴの温度の違いを確実に知ることができる。従って、特性のばらつきによってＩＧＢＴの温度に違いが生じる場合であっても、時分割で切替えるスイッチング回路を構成するＩＧＢＴの発熱を確実に均等化することができる。

１〜５・・・モータ制御装置、１０、２０、３０、４０、５０・・・平滑コンデンサ、１１、２１、３１、４１、５１・・・インバータ回路（電力変換回路）、１１０〜１１２、２１０〜２１２、３１０〜３１２、４１０〜４１２、５１０〜５１２・・・スイッチング回路、１１０ａ、１１０ｂ、１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、２１０ａ、２１０ｂ、２１１ａ、２１１ｂ、２１２ａ、２１２ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１１ａ、３１１ｂ、３１２ａ、３１２ｂ、４１０ａ、４１０ｂ、４１１ａ、４１１ｂ、４１２ａ、４１２ｂ、５１０ａ、５１０ｂ、５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂ・・・ＩＧＢＴ（スイッチング素子）、５１０ｃ、５１０ｄ、５１１ｃ、５１１ｄ、５１２ｃ、５１２ｄ・・・温度センサ、２１３〜２１８、４１３〜４１８・・・電流センス抵抗、１２、２２、３２、４２、５２・・・制御回路、Ｂ１〜Ｂ５・・・高電圧バッテリ、Ｍ１〜Ｍ５・・・車両駆動用モータ、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ２０、Ｒ２１、Ｒ３０、Ｒ３１、Ｒ４０、Ｒ４１、Ｒ５０、Ｒ５１・・・リレー

Claims (11)

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る電力変換回路と、
   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、１つの前記スイッチング回路で、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、少なくとも２つの前記スイッチング回路を時分割で切替え、１つの前記スイッチング回路で前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電し、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つの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電流に基づいて、前記スイッチング素子の特性のばらつきを踏まえ、前記スイッチング回路間で前記スイッチング素子の発熱が均等化されるように放電時間を設定することを特徴とするモータ制御装置。
2. 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る電力変換回路と、
   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、１つの前記スイッチング回路で、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、少なくとも２つの前記スイッチング回路を時分割で切替え、１つの前記スイッチング回路で前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電し、前記電力変換回路が前記平滑コンデンサに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際に、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つの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電流を検出し、検出結果に基づいて放電時間を設定することを特徴とするモータ制御装置。
3. 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る電力変換回路と、
   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、１つの前記スイッチング回路で、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、少なくとも２つの前記スイッチング回路を時分割で切替え、１つの前記スイッチング回路で前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電し、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つの前記スイッチング回路をなす前記スイッチング素子の端子間電圧に基づいて、時分割で切替えた１つの前記スイッチング回路による放電時間を設定することを特徴とするモータ制御装置。
4. 前記制御回路は、前記電力変換回路が前記平滑コンデンサに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際に、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つの前記スイッチング回路をなす前記スイッチング素子の端子間電圧を検出し、検出結果に基づいて前記放電時間を設定することを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
5. 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る電力変換回路と、
   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、１つの前記スイッチング回路で、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、少なくとも２つの前記スイッチング回路を時分割で切替え、１つの前記スイッチング回路で前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電し、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つの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に基づいて、時分割で切替えた１つの前記スイッチング回路による放電時間を設定することを特徴とするモータ制御装置。
6. 前記制御回路は、前記電力変換回路が前記平滑コンデンサに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際に、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つの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を検出し、検出結果に基づいて前記放電時間を設定することを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
7. 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る電力変換回路と、
   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、１つの前記スイッチング回路で、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、少なくとも２つの前記スイッチング回路を時分割で切替え、１つの前記スイッチング回路で前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電し、前記電力変換回路が、前記平滑コンデンサに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際に、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電する少なくとも２つの前記スイッチング回路をなす前記スイッチング素子の温度を検出し、検出結果に基づいて時分割で切替えた１つの前記スイッチング回路による放電時間を設定することを特徴とするモータ制御装置。
8. 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少なくとも２つの前記スイッチング回路の時分割による切替えを複数回繰返すことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
9. 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、一の前記スイッチング回路から他の前記スイッチング回路に切替える際、一の前記スイッチング回路において、一端側の前記スイッチング素子をオフしてから他端側の前記スイッチング素子をオフし、その後、他の前記スイッチング回路において、他端側の前記スイッチング素子をオンしてから一端側の前記スイッチング素子をオンすることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
10. 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、一の前記スイッチング回路から他の前記スイッチング回路に切替える際、一の前記スイッチング回路において、他端側の前記スイッチング素子をオフしてから一端側の前記スイッチング素子をオフし、その後、他の前記スイッチング回路において、一端側の前記スイッチング回路をオンしてから他端側の前記スイッチング回路をオンすることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
11. 車両駆動用モータを制御することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のモータ制御装置。

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