JP5927082B2 - 電動機の駆動装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電源から供給される直流電力をスイッチングして、電動機に供給する駆動電力を生成する電動機の駆動装置に関する。
従来より、電動機の駆動装置においては、インバータ等を構成するスイッチング素子の温度を検出する温度センサ（ＩＮＶ温度センサ）が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された電動機の駆動装置においては、インバータの冷媒流路を流れる冷却水の温度を検出する水温センサを備え、ＩＮＶ温度センサの検出温度と水温センサの検出温度を比較することによって、冷却水の漏れ等による冷却水の循環不良を検出している。
電動機の駆動装置には、スイッチング素子を備えたインバータや電圧変換ユニット等の大電力回路（動作時の消費電力が大きく、発熱が多い回路）の他に、電力制御回路の動作条件を設定する制御ユニット、及び制御ユニットにより設定された動作条件に応じてスイッチング素子を駆動するためのゲート駆動回路等の小電力回路（動作時の消費電力が小さく、発熱が少ない回路）が備えられている。
そして、大電力回路と小電力回路とでは、使用される電子部品の耐熱温度が異なるため、大電力回路の温度と小電力回路の温度を個別に検出して監視しなければ、駆動装置全体の過熱保護の信頼性を確保することができない。しかしながら、このように大電力回路の温度と小電力回路の温度を個別に検出するために温度センサを個別に設けたときには、温度センサ及びそのインターフェース回路の追加によるコストアップと配置スペースの増加が生じるという不都合がある。
発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、コストアップと配置スペースの増加を抑制して、装置全体の過熱保護の信頼性を確保することができる電動機の駆動装置を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、
複数のスイッチング素子を有し、電源から供給される直流電力をスイッチング素子によりスイッチングすることによって、電動機を駆動するための電動機駆動電力を出力する電動機駆動回路と、
前記スイッチング素子の温度を検出する素子温度センサと、
前記スイッチング素子からの放熱により加熱される位置に配置されて、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御回路と、
前記制御回路とは離隔し且つ前記電動機駆動回路と接して、前記複数のスイッチング素子を冷却する駆動回路冷却部と、
前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定する周囲温度推定部と、
前記周囲温度推定部により推定された前記制御回路の周囲温度が第１過熱判定温度を超えるときに、前記制御回路を過熱から保護するための第１過熱保護処理を実行する過熱保護処理部とを備えたことを特徴とする（第１発明）。
複数のスイッチング素子を有し、電源から供給される直流電力をスイッチング素子によりスイッチングすることによって、電動機を駆動するための電動機駆動電力を出力する電動機駆動回路と、
前記スイッチング素子の温度を検出する素子温度センサと、
前記スイッチング素子からの放熱により加熱される位置に配置されて、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御回路と、
前記制御回路とは離隔し且つ前記電動機駆動回路と接して、前記複数のスイッチング素子を冷却する駆動回路冷却部と、
前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定する周囲温度推定部と、
前記周囲温度推定部により推定された前記制御回路の周囲温度が第１過熱判定温度を超えるときに、前記制御回路を過熱から保護するための第１過熱保護処理を実行する過熱保護処理部とを備えたことを特徴とする（第１発明）。
第１発明によれば、前記素子温度センサにより前記複数のスイッチング素子の温度が検出され、前記周囲温度推定部により、スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度に基づいて前記制御回路の周囲温度が推定される。そして、前記過熱保護処理部は、前記周囲温度推定部により推定された前記制御回路の周囲温度が、前記第１過熱判定温度を超えるときに前記第１過熱保護処理を実行する。そのため、前記制御回路に搭載された電子部品を過熱から保護するために専用の温度センサを設ける必要がなく、前記制御回路用の温度センサを設けることによるコストアップと配置スペースの増加を抑制して、装置全体の過熱保護の信頼性を確保することができる。
また、第１発明において、前記周囲温度推定部は、前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度を、前記制御回路の周囲温度として推定することを特徴とする（第２発明）。
また、第１発明において、前記周囲温度推定部は、前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度を、前記制御回路と前記電動機駆動回路の配置位置に応じて補正した温度を、前記制御回路の周囲温度として推定することを特徴とする（第３発明）。
また、第１発明において、前記周囲温度推定部は、前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度を、前記制御回路の周囲温度として推定することを特徴とする（第２発明）。
また、第１発明において、前記周囲温度推定部は、前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度を、前記制御回路と前記電動機駆動回路の配置位置に応じて補正した温度を、前記制御回路の周囲温度として推定することを特徴とする（第３発明）。
また、第１発明から第３発明のうちのいずれかにおいて、
前記電動機駆動回路と前記制御回路は、同一の筐体内に収容されており、前記スイッチング素子からの放熱が該筐体内を伝播することによって、前記制御回路が加熱されることを特徴とする（第４発明）。
前記電動機駆動回路と前記制御回路は、同一の筐体内に収容されており、前記スイッチング素子からの放熱が該筐体内を伝播することによって、前記制御回路が加熱されることを特徴とする（第４発明）。
第４発明によれば、前記電動機駆動回路と前記制御回路が同一の筐体内に収容されているため、スイッチング動作をしているスイッチング素子からの放熱が筐体内を伝播して、スイッチング動作をしておらず放熱がないか微小であるスイッチング素子と前記制御回路の周囲が同程度に加熱される。この場合、スイッチング動作をしていないスイッチング素子の温度と前記制御回路の周囲温度とは、相関性をもって変化するため、前記周囲温度推定部は、スイッチング動作をしていないスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を精度良く推定することができる。
また、第１発明から第４発明のうちのいずれかにおいて、
前記電動機駆動回路は、前記スイッチング素子を有して、前記電源から供給される直流電力を該スイッチング素子のスイッチング動作により昇圧する昇圧回路を有し、
前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路が前記昇圧を行っていないときに、前記素子温度センサにより検出される前記昇圧回路のスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定することを特徴とする（第５発明）。
前記電動機駆動回路は、前記スイッチング素子を有して、前記電源から供給される直流電力を該スイッチング素子のスイッチング動作により昇圧する昇圧回路を有し、
前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路が前記昇圧を行っていないときに、前記素子温度センサにより検出される前記昇圧回路のスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定することを特徴とする（第５発明）。
第５発明によれば、前記昇圧回路が昇圧を行っておらず、前記電動機駆動回路が前記電源から供給される直流電力を昇圧せずに使用している場合に、前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路のスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定することができる。
また、第１発明から第５発明のうちのいずれかにおいて、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子について、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング素子の温度が、前記第１過熱判定温度よりも高い第２過熱判定温度を超えたときに、該スイッチング素子を過熱から保護するための第２過熱保護処理を実行することを特徴とする（第６発明）
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子について、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング素子の温度が、前記第１過熱判定温度よりも高い第２過熱判定温度を超えたときに、該スイッチング素子を過熱から保護するための第２過熱保護処理を実行することを特徴とする（第６発明）
第６発明によれば、スイッチング動作をしているスイッチング素子の温度が前記第２過熱判定温度を超えたときに、前記第２過熱保護処理を実行することにより、スイッチング素子が過熱状態に維持されることを防止することができる。
また、第６発明において、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、電動車両に搭載され、
前記駆動回路冷却部は、冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて、前記電動機駆動回路に接して前記電動車両に配置された冷媒流路を有して、該冷媒流路に冷媒を供給することにより、前記電動機駆動回路のスイッチング素子を冷却し、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度が、前記第２過熱判定温度を超えたときに、前記第２過熱保護処理を実行することを特徴とする（第７発明）。
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、電動車両に搭載され、
前記駆動回路冷却部は、冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて、前記電動機駆動回路に接して前記電動車両に配置された冷媒流路を有して、該冷媒流路に冷媒を供給することにより、前記電動機駆動回路のスイッチング素子を冷却し、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度が、前記第２過熱判定温度を超えたときに、前記第２過熱保護処理を実行することを特徴とする（第７発明）。
第７発明によれば、前記冷媒流路は、冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて配置されているため、前記冷媒流路から冷媒が漏れたときの前記冷媒流路における冷媒流量の減少度合は、鉛直方向の高さが高いほど大きくなる。そのため、前記冷媒流路からの冷媒の漏れが生じたときには、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の冷却不足が最も大きくなって、このスイッチング素子の温度が上昇する。
そこで、前記過熱保護処理部により、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の温度が、前記第２過熱判定温度を超えたときに、前記第２過熱保護処理を実行することによって、前記冷媒流路からの冷媒の漏れが発生したときに、前記電動機駆動回路のスイッチング素子を過熱から速やかに保護することができる。
また、第１発明から第３発明のうちのいずれかにおいて、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、電動車両に搭載され、
前記駆動回路冷却部は、冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて、前記電動機駆動回路に接して前記電動車両に配置された冷媒流路を有して、該冷媒流路に冷媒を供給することにより、前記電動機駆動回路のスイッチング素子を冷却し、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度が、前記第１過熱判定温度を超えたときに、前記第１過熱保護処理を実行することを特徴とする（第８発明）。
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、電動車両に搭載され、
前記駆動回路冷却部は、冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて、前記電動機駆動回路に接して前記電動車両に配置された冷媒流路を有して、該冷媒流路に冷媒を供給することにより、前記電動機駆動回路のスイッチング素子を冷却し、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度が、前記第１過熱判定温度を超えたときに、前記第１過熱保護処理を実行することを特徴とする（第８発明）。
第８発明によれば、前記冷媒流路は、冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて配置されているため、前記冷媒流路から冷媒が漏れたときの前記冷媒流路における冷媒流量の減少度合は、鉛直方向の高さが高いほど大きくなる。そのため、前記冷媒流路からの冷媒の漏れが生じたときには、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の冷却不足が最も大きくなって、このスイッチング素子の温度が上昇する。そして、このスイッチング素子の温度の上昇に伴って、前記制御回路の周囲温度も上昇する。
そこで、前記過熱保護処理部により、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の温度が、前記第１過熱判定温度を超えたときに、前記第１過熱保護処理を実行することによって、前記冷媒流路からの冷媒の漏れが発生したときに、前記制御回路に搭載された電子部品を過熱から速やかに保護することができる。
また、第１発明から第４発明のうちのいずれかにおいて、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、発電機を備えた電動車両に備えられ、
前記電動機駆動回路は、スイッチング素子を有して、前記電源から供給される直流電力を該スイッチング素子のスイッチング動作により昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路及び前記電動機に接続されてスイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチング動作により、前記昇圧回路から出力される直流電力から前記電動機駆動電力を生成して、前記電動機に出力する第１駆動回路と、該第１駆動回路及び前記発電機に接続されてスイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチング動作により、前記発電機から出力される電力を直流電力に変換して該第１駆動回路に出力する第２駆動回路とを有し、
前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路と前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とのうち、スイッチング素子のスイッチング動作が行われていない回路に備えられたスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定することを特徴とする（第９発明）。
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、発電機を備えた電動車両に備えられ、
前記電動機駆動回路は、スイッチング素子を有して、前記電源から供給される直流電力を該スイッチング素子のスイッチング動作により昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路及び前記電動機に接続されてスイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチング動作により、前記昇圧回路から出力される直流電力から前記電動機駆動電力を生成して、前記電動機に出力する第１駆動回路と、該第１駆動回路及び前記発電機に接続されてスイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチング動作により、前記発電機から出力される電力を直流電力に変換して該第１駆動回路に出力する第２駆動回路とを有し、
前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路と前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とのうち、スイッチング素子のスイッチング動作が行われていない回路に備えられたスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定することを特徴とする（第９発明）。
第９発明によれば、前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路と前記第１駆動回路と前記第２駆動回路のうち、スイッチング素子のスイッチング動作が行われていない回路に備えられたスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を効率良く推定することができる。
次に、本発明の別の態様は、
複数のスイッチング素子を有し、電源から供給される直流電力をスイッチング素子によりスイッチングすることによって、電動機を駆動するための電動機駆動電力を出力する電動機駆動回路と、
前記スイッチング素子の温度を検出する素子温度センサと、
前記スイッチング素子からの放熱により加熱される位置に配置されて、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御回路と、
前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定する周囲温度推定部と、
前記周囲温度推定部により推定された前記制御回路の周囲温度が第１過熱判定温度を超えるときに、前記制御回路を過熱から保護するための第１過熱保護処理を実行する過熱保護処理部と
を備え、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子について、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング素子の温度が、前記第１過熱判定温度よりも高い第２過熱判定温度を超えたときに、該スイッチング素子を過熱から保護するための第２過熱保護処理を実行し、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、電動車両に搭載され、
冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて、前記電動機駆動回路に接して前記電動車両に配置された冷媒流路を有し、該冷媒流路に冷媒を供給することにより、前記電動機駆動回路のスイッチング素子を冷却する駆動回路冷却部を備え、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度が、前記第２過熱判定温度を超えたときに、前記第２過熱保護処理を実行することを特徴とする（第１０発明）。
また、第１０発明において、
前記電動機駆動回路と前記制御回路は、同一の筐体内に収容されており、前記スイッチング素子からの放熱が該筐体内を伝播することによって、前記制御回路が加熱されることを特徴とする（第１１発明）。
また、第１０発明又は第１１発明において、
前記電動機駆動回路は、前記スイッチング素子を有して、前記電源から供給される直流電力を該スイッチング素子のスイッチング動作により昇圧する昇圧回路を有し、
前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路が前記昇圧を行っていないときに、前記素子温度センサにより検出される前記昇圧回路のスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定することを特徴とする（第１２発明）。
また、第１０発明又は第１１発明において、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、発電機を備えた電動車両に備えられ、
前記電動機駆動回路は、スイッチング素子を有して、前記電源から供給される直流電力を該スイッチング素子のスイッチング動作により昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路及び前記電動機に接続されて、スイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチング動作により前記昇圧回路から出力される直流電力から前記電動機駆動電力を生成して、前記電動機に出力する第１駆動回路と、該第１駆動回路及び前記発電機に接続されて、スイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチング動作により前記発電機から出力される電力を直流電力に変換して該第１駆動回路に出力する第２駆動回路とを有し、
前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路と前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とのうち、スイッチング素子のスイッチング動作が行われていない回路に備えられたスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定することを特徴とする（第１３発明）。
次に、本発明のさらに別の態様は、
複数のスイッチング素子を有し、電源から供給される直流電力をスイッチング素子によりスイッチングすることによって、電動機を駆動するための電動機駆動電力を出力する電動機駆動回路と、
前記スイッチング素子の温度を検出する素子温度センサと、
前記スイッチング素子からの放熱により加熱される位置に配置されて、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御回路と、
前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定する周囲温度推定部と、
前記周囲温度推定部により推定された前記制御回路の周囲温度が第１過熱判定温度を超えるときに、前記制御回路を過熱から保護するための第１過熱保護処理を実行する過熱保護処理部とを備え、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、電動車両に搭載され、
冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて、前記電動機駆動回路に接して前記電動車両に配置された冷媒流路を有し、該冷媒流路に冷媒を供給することにより、前記電動機駆動回路のスイッチング素子を冷却する駆動回路冷却部を備え、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度が、前記第１過熱判定温度を超えたときに、前記第１過熱保護処理を実行することを特徴とする（第１４発明）。
次に、本発明の別の態様は、
複数のスイッチング素子を有し、電源から供給される直流電力をスイッチング素子によりスイッチングすることによって、電動機を駆動するための電動機駆動電力を出力する電動機駆動回路と、
前記スイッチング素子の温度を検出する素子温度センサと、
前記スイッチング素子からの放熱により加熱される位置に配置されて、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御回路と、
前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定する周囲温度推定部と、
前記周囲温度推定部により推定された前記制御回路の周囲温度が第１過熱判定温度を超えるときに、前記制御回路を過熱から保護するための第１過熱保護処理を実行する過熱保護処理部と
を備え、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子について、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング素子の温度が、前記第１過熱判定温度よりも高い第２過熱判定温度を超えたときに、該スイッチング素子を過熱から保護するための第２過熱保護処理を実行し、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、電動車両に搭載され、
冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて、前記電動機駆動回路に接して前記電動車両に配置された冷媒流路を有し、該冷媒流路に冷媒を供給することにより、前記電動機駆動回路のスイッチング素子を冷却する駆動回路冷却部を備え、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度が、前記第２過熱判定温度を超えたときに、前記第２過熱保護処理を実行することを特徴とする（第１０発明）。
また、第１０発明において、
前記電動機駆動回路と前記制御回路は、同一の筐体内に収容されており、前記スイッチング素子からの放熱が該筐体内を伝播することによって、前記制御回路が加熱されることを特徴とする（第１１発明）。
また、第１０発明又は第１１発明において、
前記電動機駆動回路は、前記スイッチング素子を有して、前記電源から供給される直流電力を該スイッチング素子のスイッチング動作により昇圧する昇圧回路を有し、
前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路が前記昇圧を行っていないときに、前記素子温度センサにより検出される前記昇圧回路のスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定することを特徴とする（第１２発明）。
また、第１０発明又は第１１発明において、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、発電機を備えた電動車両に備えられ、
前記電動機駆動回路は、スイッチング素子を有して、前記電源から供給される直流電力を該スイッチング素子のスイッチング動作により昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路及び前記電動機に接続されて、スイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチング動作により前記昇圧回路から出力される直流電力から前記電動機駆動電力を生成して、前記電動機に出力する第１駆動回路と、該第１駆動回路及び前記発電機に接続されて、スイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチング動作により前記発電機から出力される電力を直流電力に変換して該第１駆動回路に出力する第２駆動回路とを有し、
前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路と前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とのうち、スイッチング素子のスイッチング動作が行われていない回路に備えられたスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定することを特徴とする（第１３発明）。
次に、本発明のさらに別の態様は、
複数のスイッチング素子を有し、電源から供給される直流電力をスイッチング素子によりスイッチングすることによって、電動機を駆動するための電動機駆動電力を出力する電動機駆動回路と、
前記スイッチング素子の温度を検出する素子温度センサと、
前記スイッチング素子からの放熱により加熱される位置に配置されて、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御回路と、
前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定する周囲温度推定部と、
前記周囲温度推定部により推定された前記制御回路の周囲温度が第１過熱判定温度を超えるときに、前記制御回路を過熱から保護するための第１過熱保護処理を実行する過熱保護処理部とを備え、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、電動車両に搭載され、
冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて、前記電動機駆動回路に接して前記電動車両に配置された冷媒流路を有し、該冷媒流路に冷媒を供給することにより、前記電動機駆動回路のスイッチング素子を冷却する駆動回路冷却部を備え、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度が、前記第１過熱判定温度を超えたときに、前記第１過熱保護処理を実行することを特徴とする（第１４発明）。
本発明の電動機の駆動装置の実施形態の一例について、図１〜図６を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態の電動機の駆動装置５は、バッテリ３０（本発明の電源に相当する）と、電動機６９と、発電機８９と、エンジン（内燃機関）９０とを備えたハイブリッド車両１（本発明の電動車両に相当する）に搭載して使用される。
電動機６９は、図示しない駆動輪と連結されてハイブリッド車両１の駆動力を出力する。発電機８９（本発明の電源に相当する）は、エンジン９０により駆動され、電動機６９に電力を供給すると共に、バッテリ３０に充電用電力を供給する。
電動機の駆動装置５は、電動機の駆動装置５の動作を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit)１０と、バッテリ３０から出力される電力を昇圧するＶＣＵ（Voltage Control Unit）４０（本発明の昇圧回路に相当する）と、発電機８９から出力される発電電力（交流電力）を直流電力に変換して出力する第２ＰＤＵ（Power Drive Unit）７０（本発明の第２駆動回路に相当する）と、ＶＣＵ４０又は第２ＰＤＵ７０から出力される直流電力から電動機６９用の駆動電力（電動機駆動電力）を生成して、電動機６９に出力する第１ＰＤＵ５０（本発明の第１駆動回路に相当する）と、ＶＣＵ４０と第１ＰＤＵ５０及び第２ＰＤＵ７０に備えられたスイッチング素子（詳細は後述する）のゲート電圧を制御して、ＶＣＤ４０と第１ＰＤＵ５０及び第２ＰＤＵ７０の動作状態を設定するゲート駆動回路２０とを備えている。
ここで、ＥＣＵ１０とゲート駆動回路２０は、本発明の制御回路に相当する。また、ＶＣＵ４０と第１ＰＤＵ５０及び第２ＰＤＵ７０は、本発明の電動機駆動回路に相当する。
次に、図２を参照して、ＶＣＵ４０は、Ｈｉｇｈ側の電源ラインＨＬとＬｏｗ側の電源ラインＬＬ間に直列に接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）４３及びＩＧＢＴ４５と、ＩＧＢＴ４３とＩＧＢＴ４５の接続箇所とバッテリ３０の正極間に接続された誘導コイル４１とを備えている。
さらに、ＶＣＵ４０は、誘導コイル４１の温度を検出するコイル温度センサ４２と、ＩＧＢＴ４３の温度を検出する素子温度センサ４４と、ＩＧＢＴ４５の温度を検出する素子温度センサ４６とを備えている。なお、ＩＧＢＴ４３，４５は本発明のスイッチング素子に相当する。また、Ｈｉｇｈ側の電源ラインＨＬとＬｏｗ側の電源ラインＬＬ間には、コンデンサ４７が接続されている。
また、第１ＰＤＵ５０は、Ｈｉｇｈ側の電源ラインＨＬとＬｏｗ側の電源ラインＬＬ間に直列に接続されて、電動機６９のＵ相の電機子コイルに接続されたＩＧＢＴ５１及びＩＧＢＴ５３と、Ｈｉｇｈ側の電源ラインＨＬとＬｏｗ側の電源ラインＬＬ間に直列に接続されて、電動機６９のＶ相の電機子コイルに接続されたＩＧＢＴ５５及びＩＧＢＴ５７と、Ｈｉｇｈ側の電源ラインＨＬとＬｏｗ側の電源ラインＬＬ間に直列に接続されて、電動機６９のＷ相の電機子コイルに接続されたＩＧＢＴ５９及びＩＧＢＴ６１とを備えている。
さらに、第１ＰＤＵ５０は、ＩＧＢＴ５１の温度を検出する素子温度センサ５２と、ＩＧＢＴ５３の温度を検出する素子温度センサ５４と、ＩＧＢＴ５５の温度を検出する素子温度センサ５６と、ＩＧＢＴ５７の温度を検出する素子温度センサ５８と、ＩＧＢＴ５９の温度を検出する素子温度センサ６０と、ＩＧＢＴ６１の温度を検出する素子温度センサ６２とを備えている。なお、ＩＧＢＴ５１，５３，５５，５７，５９，６１は、本発明のスイッチング素子に相当する。
また、第２ＰＤＵ７０は、Ｈｉｇｈ側の電源ラインＨＬとＬｏｗ側の電源ラインＬＬ間に直列に接続されて、発電機８９（図１参照）のＵ相の電機子コイルに接続されたＩＧＢＴ７１及びＩＧＢＴ７３と、Ｈｉｇｈ側の電源ラインＨＬとＬｏｗ側の電源ラインＬＬ間に直列に接続されて、発電機８９のＶ相の電機子コイルに接続されたＩＧＢＴ７５及びＩＧＢＴ７７と、Ｈｉｇｈ側の電源ラインＨＬとＬｏｗ側の電源ラインＬＬ間に直列に接続されて、発電機８９のＷ相の電機子コイルに接続されたＩＧＢＴ７９及びＩＧＢＴ８１とを備えている。
さらに、第２ＰＤＵ７０は、ＩＧＢＴ７３の温度を検出する素子温度センサ７４と、ＩＧＢＴ７７の温度を検出する素子温度センサ７８と、ＩＧＢＴ８１の温度を検出する素子温度センサ８２とを備えている。なお、ＩＧＢＴ７１，７３，７５，７７，７９，８１は、本発明のスイッチング素子に相当する。
また、ＶＣＵ４０と第１ＰＤＵ５０及び第２ＰＤＵ７０に備えられた各ＩＧＢＴは、電動水ポンプ１０１及びラジエータ１０２が途中に設けられた冷媒流路１００に接して配置され、電動水ポンプ１０１の動作によって冷媒流路１００内を循環する水（本発明に冷媒に相当する）に吸熱されて各ＩＧＢＴが冷却される。
なお、電動水ポンプ１０１とラジエータ１０２と冷媒流路１００とにより、本発明の駆動回路冷却部が構成されている。ラジエータ１０２には、冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ１０３が設けられており、冷却水温度センサ１０３による検出温度Ｔradを示す温度検出信号がＥＣＵ１０に入力されている。
また、電動水ポンプ１０１には電動水ポンプ１０１の回転速度を検出する回転速度センサ１０４が設けられており、回転速度センサ１０４による検出速度Ｐrdを示す速度検出信号がＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０は、冷却水の温度Ｔradと電動水ポンプ１０１の回転速度Ｐrdとに応じて、冷却水の温度が所定範囲に維持されるように、電動水ポンプ１０１に対する速度指令Ｐduty_cmdを決定して、電動水ポンプ１０１に出力する。
なお、本実施形態では冷媒として水を用いているが、不凍液等の他の種類の冷媒を用いてもよい。
ここで、ＶＣＵ４０のコイル温度センサ４２の検出温度Ｔｒのデータが、ＥＣＵ１０に出力され、また、素子温度センサ４４の検出温度Ｔu_H及び素子温度センサ４６の検出温度Ｔu_Lのデータが、ゲート駆動回路２０に出力される。
また、第１ＰＤＵ５０の素子温度センサ５２の検出温度Ｔm_uH、素子温度センサ５４の検出温度Ｔm_uL、素子温度センサ５６の検出温度Ｔm_vH、素子温度センサ５８の検出温度Ｔm_vL、素子温度センサ６０の検出温度Ｔm_wH、及び素子温度センサ６２の検出温度Ｔm_wLのデータが、ゲート駆動回路２０に出力される。
また、第２ＰＤＵ７０の素子温度センサ７４の検出温度Ｔg_uL、素子温度センサ７８の検出温度Ｔg_vL、及び素子温度センサ８２の検出温度Ｔg_wLが、ゲート駆動回路２０に出力される。
ＥＣＵ１０は、図示しないＣＰＵ、メモリ等により構成された電子回路ユニットであり、メモリに保持された電動機６９の駆動用プログラムをＣＰＵで実行することにより、ゲート駆動回路２０を介して、ＶＣＵ４０、第１ＰＤＵ５０、及び第２ＰＤＵ７０の動作状態を切替える。
また、ＥＣＵ１０は、ゲート駆動回路２０を介して入力される素子温度センサ４４,４６,５２,５４，５６，５８，６０，６２，７４，７８，８２（以下、各素子温度センサという）の検出温度信号に基づいて、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に搭載された電子部品の周囲温度を推定する周囲温度推定部１１と、各素子温度センサの検出温度及び周囲温度推定部１１により推定された温度に基づいて、ＶＣＵ４０と第１ＰＤＵ５０及び第２ＰＤＵ７０（詳細には、これらに備えられたＩＧＢＴ４３，４５，５１，５３，５５，５７，５９，６１，７１，７３，７５，７７，７９，８１（以下、各ＩＧＢＴという））と、ＥＣＵ１０及びゲート駆動回路２０（詳細にはこれらに搭載された小電力の電子部分）を過熱から保護する処理を実行する過熱保護処理部１２と備えている。
次に、図３を参照して、ＥＣＵ１０を構成する小電力基板１２０（小電力の電子部品１２１〜１２４が搭載されている）と、表面にゲート駆動回路２０が実装されると共に、裏面にＶＣＵ４０のＩＧＢＴ４３，４５、第１ＰＤＵ５０のＩＧＢＴ５１，５３等が実装された大電力基板１３０とは、冷媒流路１００が形成された同一の筐体１１０内に収容されている。
各ＩＧＢＴは、スイッチング動作を行っているときは発熱が大きく、各ＩＧＢＴからの放熱の一部は、筐体１１０内を伝播してゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品を加熱する。一方、スイッチング動作を行っていないＩＧＢＴ（遮断状態若しくは導通状態に維持されたＩＧＢＴ）は、放熱しないか僅かな放熱を行っているに過ぎない。
そして、ＩＧＢＴのように大電力をスイッチングするパワー素子と、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された小電力の電子部品とでは耐熱温度が異なるため、個別に温度を監視して、過熱から保護する必要がある。しかしながら、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品についても温度センサを設けると、温度センサのコストがかさむと共に、温度センサを実装するためのスペースも必要になるために、ＥＣＵ１０とゲート駆動回路２０のサイズが大きくなるという不都合がある。
そこで、周囲温度推定部１１は、ＶＣＵ４０、第１ＰＤＵ５０、及び第２ＰＤＵ７０のうち、スイッチング動作をしていないもののＩＧＢＴに設けられた素子温度センサの検出温度により、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の周囲温度を推定する。そして、過熱保護処理部１２は、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品については、周囲温度推定部１１により推定された温度に基づいて過熱からの保護を行う。これにより、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の過熱を検出するための専用の温度センサを設けることを不要としている。
ここで、図４は、ハイブリッド車両１における運転モードの切り替わりを示しており、縦軸が駆動力に設定され、横軸が車速に設定されている。駆動力が大きく車速が低い領域Ａ（斜線で塗りつぶされた領域）と、領域Ａよりも車速が増加した領域Ｂ（白で塗りつぶされた領域）は、発電機８９を停止して、バッテリ３０からの電力のみにより電動機６９を駆動するＥＶ（Electric Vehicle）運転モードである。
ＥＣＵ１０は、領域Ａにおいては、ＶＣＵ４０を直結（ＩＧＢＴ４３を導通状態に維持し、ＩＧＢＴ４５を遮断状態に維持した状態）して、バッテリ３０の出力電力を昇圧することなく第１ＰＤＵ５０に供給する。また、ＥＣＵ１０は、領域Ｂにおいては、ＶＣＵ４０をスイッチング動作（ＩＧＢＴ４３，４５をスイッチング）させ、バッテリ３０の出力電圧を昇圧して第１ＰＤＵ５０に供給する。
ＥＶ運転モードにおいては、第２ＰＤＵ７０は動作を停止しているため、第２ＰＤＵ７０のＩＧＢＴ７３，７７，８１に設けられた素子温度センサ７４，７８，８２の検出温度は、第２ＰＤＵ７０の周囲温度を示している。そして、第２ＰＤＵ７０とゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０とは、筐体１１０内に収容されている（図３参照）ため、筐体１１０内の熱の伝播により、第２ＰＤＵ７０のＩＧＢＴ７２，７７，８１の温度と、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の周囲温度とは、相関性をもっていると想定される。
そこで、周囲温度推定部１１は、ＥＶ運転モードにおいては、第２ＰＤＵ７０の素子温度センサ７４，７８，８２の検出温度に基づいて、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の周囲温度を推定することができる。そして、過熱保護処理部１２は、周囲温度推定部１１による推定温度が、第１過熱判定温度（例えば１００℃に設定される）を越えたときに、電動機の駆動装置５の全ユニット（ＥＣＵ１０，ゲート駆動回路２０，ＶＣＵ４０，第１ＰＤＵ５０，第２ＰＤＵ７０）の動作を停止して、各ユニットに実装された電子部品とＩＧＢＴを過熱から保護する処理（本発明の第１過熱保護処理に相当する）を行う。
また、過熱保護処理部１２は、スイッチングを行っているＩＧＢＴの温度を監視し、温度が第２過熱判定温度（例えば１５０℃に設定される）を越えたときには、温度が第２過熱判定温度を超えたＩＧＢＴを備えたユニット（ＶＣＵ４０，第１ＰＤＵ５０，及び第２ＰＤＵ７０のいずれか）の動作を停止して、ＩＧＢＴを過熱から保護する処理（本発明の第２過熱保護処理に相当する）を行う。
なお、領域Ａでは、ＶＣＵ４０が直結されていて、ＩＧＢＴ４３，４５がスイッチング動作を停止しているため、ＶＣＵ４０の素子温度センサ４４，４６（特に、遮断状態にあるＩＧＢＴ４５の素子温度センサ４６が好ましい）の検出温度に基づいて、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の周囲温度を推定するようにしてもよい。
次に、図４の領域Ｂよりも車速が高くなった領域Ｃ（ドットで塗りつぶされた領域）と領域Ｄ（格子線で塗りつぶされた領域）は、発電機８９を動作させて発電すると共に、発電機８９から出力される電力により電動機６９を駆動するハイブリッド運転モードである。
ＥＣＵ１０は、領域Ｃにおいては、発電機８９からの電力のみにより電動機６９を動作させ、ＶＣＵ４０は停止状態（ＩＧＢＴ４３，４５は遮断状態に維持される）となる。そのため、周囲温度推定部１１は、ＶＣＵ４０の素子温度センサ４４，４６の検出温度に基づいて、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の周囲温度を推定する。
また、ＥＣＵ１０は、領域Ｄにおいては、発電機８９からの電力とバッテリ３０からの電力の双方により、電動機６９を動作させる。この場合、ＶＣＵ４０が昇圧動作をしていなければ、ＶＣＵ４０の素子温度センサ４４，４６の検出温度（遮断状態にある素子温度センサ４６の検出温度の方が好ましい）に基づいて、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の周囲温度を推定することができる。
一方、ＶＣＵ４０が昇圧動作をしているときには、ＶＣＵ４０のＩＧＢＴ４３，４５がスイッチング動作により発熱するため、ＶＣＵ４０の素子温度センサ４４，４６の検出温度に基づいて、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の温度を推定することができない。
そこで、ＥＣＵ１０は、ＶＣＵ４０が昇圧動作をしているときには、後述するように、ＶＣＵ４０の素子温度センサ４４，４６の検出温度により、ＩＧＢＴ４３，４５の過熱を保護する処理を行う。
次に、図５に示したフローチャートに従って、ＥＣＵ１０の過熱保護処理部１２による、ＶＣＵ４０のＬｏｗ側のＩＧＢＴ４５の素子温度センサ４６の検出温度に基づいて、ＶＣＵ４０とゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０を過熱から保護するための処理の実行手順について説明する。
過熱保護処理部１２は、ＳＴＥＰ１で、ＶＣＵ４０が直結状態（Ｈｉｇｈ側のＩＧＢＴ４３が導通状態、Ｌｏｗ側のＩＧＢＴ４５が遮断状態に維持された状態）、又は停止状態（Ｈｉｇｈ側のＩＧＢＴ４３とＬｏｗ側のＩＧＢＴ４５が共に遮断状態に維持された状態）であるか否かを判断する。
そして、ＶＣＵ４０が直結状態又は停止状態であるときはＳＴＥＰ１０に分岐し、ＶＣＵ４０が直結状態と停止状態のいずれでもないとき（昇圧動作状態であるとき）には、ＳＴＥＰ２に進む。
［ＶＣＵ４０が直結状態又は停止状態であるとき：ＳＴＥＰ１０〜１１，ＳＴＥＰ２０］
ＳＴＥＰ１０で、過熱保護処理部１２は、Ｌｏｗ側のＩＧＢＴ４５の素子温度センサ４６の検出温度Ｔu_Lが、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０用の第１過熱判定温度Ｔu_ctrlを超えているか否かを判断する。ここで、第１過熱判定温度Ｔu_ctrlは、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の耐熱温度に応じて、例えば１００℃に設定される。
ＳＴＥＰ１０で、過熱保護処理部１２は、Ｌｏｗ側のＩＧＢＴ４５の素子温度センサ４６の検出温度Ｔu_Lが、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０用の第１過熱判定温度Ｔu_ctrlを超えているか否かを判断する。ここで、第１過熱判定温度Ｔu_ctrlは、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の耐熱温度に応じて、例えば１００℃に設定される。
また、本実施形態では、周囲温度推定部１１は、素子温度センサ４６の検出温度Ｔu_Lを、そのままゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の周囲温度であると推定しているが、素子温度センサ４６の検出温度Ｔu_Lを、ＶＣＵ４０とゲート駆動回路２０とＥＣＵ１０の配置位置等に応じて補正することにより、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の周囲温度を推定するようにしてもよい。
素子温度センサ４６の検出温度Ｔu_Lが第１過熱判定温度Ｔu_ctrlを超えているときは、ＳＴＥＰ１０からＳＴＥＰ２０に分岐する。この場合、過熱保護処理部１２は、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の過熱が生じているおそれがあると判断際して、電動機の駆動装置５の全ユニット（ＥＣＵ１０，ゲート駆動回路２０，ＶＣＵ４０，第１ＰＤＵ５０，第２ＰＤＵ７０）の動作を停止する処理（本発明の第１過熱保護処理に相当する）を行う。この場合は、ハイブリッド車両１の動作が不能となる。そして、ＳＴＥＰ４に進んで処理が終了する。
一方、素子温度センサ４６の検出温度Ｔu_Lが第１過熱判定温度Ｔu_ctrl以下であるときには、ＳＴＥＰ１０からＳＴＥＰ１１に進む。この場合、過熱保護処理部１２は、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の過熱は生じていないと判断して、通常制御の継続を許可する。そして、ＳＴＥＰ４に進んで処理が終了する。
［ＶＣＵ４０がスイッチング動作中であるとき：ＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ３，ＳＴＥＰ３０］
ＳＴＥＰ２で、過熱保護処理部１２は、Ｌｏｗ側のＩＧＢＴ４５の素子温度センサ４６の検出温度Ｔu_Lが、ＩＧＢＴ４５用の第２過熱判定温度Ｔu_vcuを超えているか否かを判断する。ここで、第２過熱判定温度Ｔu_vcuは、ＩＧＢＴ４５の耐熱温度に応じて、例えば１５０℃に設定される。
ＳＴＥＰ２で、過熱保護処理部１２は、Ｌｏｗ側のＩＧＢＴ４５の素子温度センサ４６の検出温度Ｔu_Lが、ＩＧＢＴ４５用の第２過熱判定温度Ｔu_vcuを超えているか否かを判断する。ここで、第２過熱判定温度Ｔu_vcuは、ＩＧＢＴ４５の耐熱温度に応じて、例えば１５０℃に設定される。
素子温度センサ４６の検出温度Ｔu_Lが第２過熱判定温度Ｔu_vcuを超えているときは、ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ３０に分岐する。この場合、過熱保護処理部１２は、ＶＣＵ４０の動作を停止（ＩＧＢＴ４３，４５を遮断状態とする）して、ＩＧＢＴ４５を過熱から保護する処理（本発明の第２過熱保護処理に相当する）を行う。この場合は、ハイブリッド車両１のＥＶ運転モードでの走行が不能になる。そして、ＳＴＥＰ４に進んで処理が終了する。
一方、素子温度センサ４６の検出温度Ｔu_Lが第２過熱判定温度Ｔu_vcu以下であるときには、ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ３に進む。この場合、過熱保護処理部１２は、ＶＣＵ４０と、ゲート駆動回路２０及びＥＣＵ１０に実装された電子部品の過熱は生じていないと判断して、通常制御の継続を許可する。そして、ＳＴＥＰ４に進んで処理が終了する。
次に、図６を参照して、ＶＣＵ４０と第１ＰＤＵ５０と第２ＰＤＵ７０を冷却する冷媒流路１００は、ハイブリッド車両１の底面（図中ｘ−ｙで示した平面）に対して傾けることにより（図６ではθ傾けている）、水の往き方向に対して冷媒流路１００の高さ（図中ｚ方向の高さ、鉛直方向の高さ）が漸増すると共に、水の戻り方向に対して冷媒流路１００の高さが漸減する状態に配置されている。そして、冷媒流路１００の鉛直方向の最高位置にＶＣＵ４０が配置され、次に第１ＰＤＵ５０が配置され、次に第２ＰＤＵ７０が配置されている。
このように、ＶＣＵ４０と第１ＰＤＵ５０及び第２ＰＤＵ７０を、鉛直方向の最高位置から順に並列した場合、冷媒流路１００の漏水が生じて冷媒流路１００を流れる水の流量が減少したときに、最高位置にあって水の流量の減少度合が大きくなるＶＣＵ４０の昇圧動作時のＩＧＢＴ４３，４５の温度上昇が特に高くなる。
そこで、過熱保護処理部１２は、ＶＣＵ４０が昇圧動作を行っているときには、ＶＣＵ４０のＩＧＢＴ４３，４５の検出温度Ｔu_H，Ｔu_Lを、他のＩＧＢＴよりも優先して監視することにより、冷媒流路１００の漏水が生じたときに、冷却不足によるＶＣＵ４０のＩＧＢＴ４３，４５の過熱を速やかに検知してＶＣＵ４０の動作を停止し、ＩＧＢＴ４３，４５を保護することができる。
また、ＶＣＵ４０のＩＧＢＴ４３，４５の検出温度Ｔu_H又はＴu_Lが第１過熱判定温度Ｔu_ctrlを超えているときに、電動機の駆動装置５の全ユニット（ＥＣＵ１０，ゲート駆動回路２０，ＶＣＵ４０，第１ＰＤＵ５０，第２ＰＤＵ７０）の動作を停止する処理を行うことによって、他の回路の電子部品が過熱状態となることをから保護することができる。
なお、本実施形態では、ＶＣＵ４０が冷媒流路１００の鉛直方向の高さが最も高い位置に配置されているため、ＶＣＵ４０のＩＧＢＴ４３，４５の検出温度Ｔu_L，Ｔu_Hを優先的に監視したが、ＩＧＢＴの配置態様に応じて、スイッチング動作を行っているＩＧＢＴのうち、鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒流路１００により冷却されているＩＧＢＴの温度を優先的に監視することにより、冷媒流路１００の漏水が生じたときにＩＧＢＴ及び他のユニットの電子部品を速やかに過熱から保護することができる。この場合、スイッチング動作をする頻度が最も高いＩＧＢＴを、鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒流路１００により冷却されるように配置することが好ましい。
また、本実施形態においては、本発明の電動機の駆動装置をハイブリッド車両に搭載した例を示したが、電源から供給される電力により電動機を駆動する構成を備えた車両であれば、電気自動車や燃料電池車両等の他の種類の電気車両についても本発明の適用が可能である。
また、本実施形態では、本発明のスイッチング素子としてＩＧＢＴを示したが、ＦＥＴ等の他の種類のスイッチング素子を用いてもよい。
また、本実施形態では、図３に示したように、筐体１１０内に制御回路（ＥＣＵ１０，ゲート駆動回路２０）と電動機駆動回路（ＶＣＵ４０，第１ＰＤＵ５０，第２ＰＤＵ７０）を収容して、空気により熱が伝播する例を示したが、筐体内を冷却ジェルで満たす態様としてもよい。また、筐体に収容せずに、制御回路と電動機駆動回路を樹脂で一体に封止する態様としてもよい。
１…ハイブリッド車両、１０…電動機の駆動装置、１１…周囲温度推定部、１２…過熱保護処理部、２０…ゲート駆動回路、３０…バッテリ、４０…ＶＣＵ、４３，４５…ＩＧＢＴ、４４，４６…素子温度センサ、５０…第１ＰＤＵ，６９…電動機、７０…第２ＰＤＵ、８９…発電機、９０…エンジン、１００…冷媒流路、１０１…電動水ポンプ、１０２…ラジエータ。
Claims (14)
- 複数のスイッチング素子を有し、電源から供給される直流電力をスイッチング素子によりスイッチングすることによって、電動機を駆動するための電動機駆動電力を出力する電動機駆動回路と、
前記スイッチング素子の温度を検出する素子温度センサと、
前記スイッチング素子からの放熱により加熱される位置に配置されて、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御回路と、
前記制御回路とは離隔し且つ前記電動機駆動回路と接して、前記複数のスイッチング素子を冷却する駆動回路冷却部と、
前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定する周囲温度推定部と、
前記周囲温度推定部により推定された前記制御回路の周囲温度が第１過熱判定温度を超えるときに、前記制御回路を過熱から保護するための第１過熱保護処理を実行する過熱保護処理部と
を備えたことを特徴とする電動機の駆動装置。 - 請求項１に記載の電動機の駆動装置において、
前記周囲温度推定部は、前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度を、前記制御回路の周囲温度として推定することを特徴とする電動機の駆動装置。 - 請求項１に記載の電動機の制御装置において、
前記周囲温度推定部は、前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度を、前記制御回路と前記電動機駆動回路の配置位置に応じて補正した温度を、前記制御回路の周囲温度として推定することを特徴とする電動機の駆動装置。 - 請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の電動機の駆動装置において、
前記電動機駆動回路と前記制御回路は、同一の筐体内に収容されており、前記スイッチング素子からの放熱が該筐体内を伝播することによって、前記制御回路が加熱されることを特徴とする電動機の駆動装置。 - 請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の電動機の駆動装置において、
前記電動機駆動回路は、前記スイッチング素子を有して、前記電源から供給される直流電力を該スイッチング素子のスイッチング動作により昇圧する昇圧回路を有し、
前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路が前記昇圧を行っていないときに、前記素子温度センサにより検出される前記昇圧回路のスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定することを特徴とする電動機の駆動装置。 - 請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の電動機の駆動装置において、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子について、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング素子の温度が、前記第１過熱判定温度よりも高い第２過熱判定温度を超えたときに、該スイッチング素子を過熱から保護するための第２過熱保護処理を実行することを特徴とする電動機の駆動装置。 - 請求項６に記載の電動機の駆動装置において、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、電動車両に搭載され、
前記駆動回路冷却部は、冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて、前記電動機駆動回路に接して前記電動車両に配置された冷媒流路を有して、該冷媒流路に冷媒を供給することにより、前記電動機駆動回路のスイッチング素子を冷却し、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度が、前記第２過熱判定温度を超えたときに、前記第２過熱保護処理を実行することを特徴とする電動機の駆動装置。 - 請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の電動機の駆動装置において、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、電動車両に搭載され、
前記駆動回路冷却部は、冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて、前記電動機駆動回路に接して前記電動車両に配置された冷媒流路を有して、該冷媒流路に冷媒を供給することにより、前記電動機駆動回路のスイッチング素子を冷却し、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度が、前記第１過熱判定温度を超えたときに、前記第１過熱保護処理を実行することを特徴とする電動機の駆動装置。 - 請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の電動機の駆動装置において、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、発電機を備えた電動車両に備えられ、
前記電動機駆動回路は、スイッチング素子を有して、前記電源から供給される直流電力を該スイッチング素子のスイッチング動作により昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路及び前記電動機に接続されて、スイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチング動作により前記昇圧回路から出力される直流電力から前記電動機駆動電力を生成して、前記電動機に出力する第１駆動回路と、該第１駆動回路及び前記発電機に接続されて、スイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチング動作により前記発電機から出力される電力を直流電力に変換して該第１駆動回路に出力する第２駆動回路とを有し、
前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路と前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とのうち、スイッチング素子のスイッチング動作が行われていない回路に備えられたスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定することを特徴とする電動機の駆動装置。 - 複数のスイッチング素子を有し、電源から供給される直流電力をスイッチング素子によりスイッチングすることによって、電動機を駆動するための電動機駆動電力を出力する電動機駆動回路と、
前記スイッチング素子の温度を検出する素子温度センサと、
前記スイッチング素子からの放熱により加熱される位置に配置されて、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御回路と、
前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定する周囲温度推定部と、
前記周囲温度推定部により推定された前記制御回路の周囲温度が第１過熱判定温度を超えるときに、前記制御回路を過熱から保護するための第１過熱保護処理を実行する過熱保護処理部と
を備え、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子について、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング素子の温度が、前記第１過熱判定温度よりも高い第２過熱判定温度を超えたときに、該スイッチング素子を過熱から保護するための第２過熱保護処理を実行し、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、電動車両に搭載され、
冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて、前記電動機駆動回路に接して前記電動車両に配置された冷媒流路を有し、該冷媒流路に冷媒を供給することにより、前記電動機駆動回路のスイッチング素子を冷却する駆動回路冷却部を備え、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度が、前記第２過熱判定温度を超えたときに、前記第２過熱保護処理を実行することを特徴とする電動機の駆動装置。 - 請求項１０に記載の電動機の制御装置において、
前記電動機駆動回路と前記制御回路は、同一の筐体内に収容されており、前記スイッチング素子からの放熱が該筐体内を伝播することによって、前記制御回路が加熱されることを特徴とする電動機の駆動装置。 - 請求項１０又は請求項１１に記載の電動機の制御装置において、
前記電動機駆動回路は、前記スイッチング素子を有して、前記電源から供給される直流電力を該スイッチング素子のスイッチング動作により昇圧する昇圧回路を有し、
前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路が前記昇圧を行っていないときに、前記素子温度センサにより検出される前記昇圧回路のスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定することを特徴とする電動機の制御装置。 - 請求項１０又は請求項１１に記載の電動機の駆動装置において、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、発電機を備えた電動車両に備えられ、
前記電動機駆動回路は、スイッチング素子を有して、前記電源から供給される直流電力を該スイッチング素子のスイッチング動作により昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路及び前記電動機に接続されて、スイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチング動作により前記昇圧回路から出力される直流電力から前記電動機駆動電力を生成して、前記電動機に出力する第１駆動回路と、該第１駆動回路及び前記発電機に接続されて、スイッチング素子を有し、該スイッチング素子のスイッチング動作により前記発電機から出力される電力を直流電力に変換して該第１駆動回路に出力する第２駆動回路とを有し、
前記周囲温度推定部は、前記昇圧回路と前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とのうち、スイッチング素子のスイッチング動作が行われていない回路に備えられたスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定することを特徴とする電動機の駆動装置。 - 複数のスイッチング素子を有し、電源から供給される直流電力をスイッチング素子によりスイッチングすることによって、電動機を駆動するための電動機駆動電力を出力する電動機駆動回路と、
前記スイッチング素子の温度を検出する素子温度センサと、
前記スイッチング素子からの放熱により加熱される位置に配置されて、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御回路と、
前記複数のスイッチング素子の一部がスイッチング動作を停止した状態であるときに、前記素子温度センサにより検出される該スイッチング動作を停止しているスイッチング素子の温度に基づいて、前記制御回路の周囲温度を推定する周囲温度推定部と、
前記周囲温度推定部により推定された前記制御回路の周囲温度が第１過熱判定温度を超えるときに、前記制御回路を過熱から保護するための第１過熱保護処理を実行する過熱保護処理部とを備え、
前記電動機と前記電動機駆動回路と前記制御回路とは、電動車両に搭載され、
冷媒の往き方向に対して鉛直方向の高さを漸増させると共に、冷媒の戻り方向に対して鉛直方向の高さを漸減させて、前記電動機駆動回路に接して前記電動車両に配置された冷媒流路を有し、該冷媒流路に冷媒を供給することにより、前記電動機駆動回路のスイッチング素子を冷却する駆動回路冷却部を備え、
前記過熱保護処理部は、スイッチング動作をしているスイッチング素子のうち、前記冷媒流路の鉛直方向の高さが最も高い位置で冷媒により冷却されているスイッチング素子の、前記素子温度センサにより検出される温度が、前記第１過熱判定温度を超えたときに、前記第１過熱保護処理を実行することを特徴とする電動機の駆動装置。
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