JP6387852B2 - スイッチング素子の駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチング素子の駆動装置に関するものである。

車載の交流モータに接続される電力変換回路として、上アーム及び下アームに設けられ直列接続体をなす複数のスイッチング素子を備え、そのスイッチング素子をスイッチング動作させて電力変換を実施する構成が知られている。またこうした電力変換回路におけるスイッチング素子の駆動手法として、スイッチング素子をターンオン又はターンオフさせる際の切替速度を可変とする技術が知られている（例えば特許文献１参照）。具体的には、スイッチング素子に流れる電流の情報に基づいて、スイッチング素子のゲートに電荷を充電する充電速度、又はスイッチング素子のゲートから電荷を放電させる放電速度を多段階で切り替えるようにした技術が知られている。

特開２０１１−１０４４１号公報

ところで、スイッチング素子のオンオフ時の切替速度を可変とする構成において、その切替速度を離散的に変更する場合には、切替速度を連続的に変更する場合に比べて損失低減の効果が減少すると考えられる。ただしその反面、切替速度を連続的に変更する場合には、構成の煩雑化やコストアップを招くことが懸念される。ゆえに、スイッチング素子における切替速度の設定に関して技術的な改善の余地があると考えられる。

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、構成の煩雑化を抑制しつつ、損失低減の効果向上を図ることができるスイッチング素子の駆動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説明する。

本発明におけるスイッチング素子の駆動装置は、車両に搭載された回転機に電気的に接続され、要求指令トルクに基づいて回転機の出力トルクを制御する電力変換回路に適用され、スイッチング素子をオンオフさせて回転機に流れる電流を調整する。そして、スイッチング素子の駆動装置は、出力トルクに相関し、かつ値を管理可能なパラメータに基づいて、スイッチング素子のターンオン速度及びターンオフ速度の少なくとも一方を、離散的に定めた複数の切替速度のいずれかに設定する速度設定手段と、速度設定手段により設定される切替速度でスイッチング素子をオン動作又はオフ動作させる駆動手段と、を備え、複数の切替速度は、パラメータの大きさに対して不均等の間隔で割り付けられ、かつパラメータについて出現頻度の高い範囲では出現頻度の低い範囲よりも分割数が多くなるようにして定められていることを特徴とする。

上記構成では、電力変換回路のスイッチング素子に関して、離散的な複数の切替速度が、パラメータの大きさに対して不均等の間隔に割り付けられているため、パラメータが取り得る全範囲のうち部分的な範囲で損失低減の効果向上を図ることができる。この場合、総分割数（切替速度の設定数）が制限され、構成の煩雑化を極力抑えることが可能となる。また、車両搭載の回転機にあっては、車両の使い方に応じてパラメータの出現頻度に偏りが生じると考えられるが、パラメータについて出現頻度の高い範囲では出現頻度の低い範囲よりも分割数が多くなるようにして複数の切替速度が定められているため、出現頻度の偏りを考慮して適切に切替速度の変更を行うことができる。したがって、総分割数（切替速度の設定数）を制限した上で、望ましい損失低減の効果が得られる。その結果、構成の煩雑化を抑制しつつ、損失低減の効果向上を図ることが可能となる。

実施形態におけるシステム構成図。 ドライブユニットの構成を示す図。 電源電圧の出現頻度と切替速度との関係を示す図。 出力電流の出現頻度と切替速度との関係を示す図。 各モータにおける切替速度の設定を説明するための図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車載主機として回転機とエンジンとを備えるハイブリッド車両に適用した実施形態について説明する。

図１において、車両は、モータ１１，１２と、そのモータ１１，１２に対して電力を供給する電力変換システム１００とを備えている。電力変換システム１００は、直流電源１０、コンバータ２０、インバータ３０，４０、制御装置５０、ドライブユニット６０を備えて構成されている。

モータ１１，１２は、３相同期型又は３相誘導型の交流のモータジェネレータである。モータ１１（ＭＧ１）は、エンジン（図示略）によって駆動される発電機や、エンジンを始動することが可能な回転電機として用いられる。モータ１１の発電で得られる電力はモータ１２の駆動や直流電源１０の充電に用いることができる。モータ１２（ＭＧ２）は、車両の駆動輪（図示略）を駆動するためのトルクを発生する駆動用電動機として用いられる。モータ１２は、回生時には電力を出力する発電機として機能する。モータ１１が第１回転機に相当し、モータ１２が第２回転機に相当する。

直流電源１０は、高電圧電源であり、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池など充放電可能な二次電池よりなるバッテリ、キャパシタなどが用いられる。

コンバータ２０は、昇圧及び降圧が可能なＤＣＤＣコンバータであり、モータ１１，１２の力行時には、直流電源１０からの電圧を必要に応じて昇圧し、インバータ３０，４０に供給する。モータ１１，１２の発電時には、その発電により発生した電圧（直流電圧に変換後の電圧）を降圧して、直流電源１０を充電する。詳しくは、コンバータ２０は、リアクトル２１、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、ダイオードＤ１，Ｄ２、平滑コンデンサ２２を備えている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は直列接続されている。ダイオードＤ１，Ｄ２は、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対して、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すようにそれぞれ逆並列に接続されている。リアクトル２１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の中間点と直流電源１０との間に接続されている。直流電源１０とコンバータ２０とにより電源回路が構成されている。

コンバータ２０は、インバータ３０，４０に印加される電源電圧を所定の電圧範囲で調整する。この場合、コンバータ２０は、直流電源１０の電圧を下限値ＶＬ、所定の昇圧上限の電圧を上限値ＶＨとしてその範囲内で電源電圧（いわゆるシステム電圧）を調整する。

インバータ３０は、コンバータ２０とモータ１１とに接続されている。インバータ４０は、コンバータ２０とモータ１２とに接続されている。インバータ３０が第１電力変換回路に相当し、インバータ４０が第２電力変換回路に相当する。各インバータ３０，４０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームを備えている。各相のアームは、２つずつ直列接続されたスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６と、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６に対してそれぞれ逆並列に接続されたダイオードＤ１１〜Ｄ１６とを備えて構成されている。

詳しくは、Ｕ相のアームは、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２及びダイオードＤ１１，Ｄ１２を備えている。Ｖ相のアームは、スイッチング素子Ｑ１３，Ｑ１４及びダイオードＤ１３，Ｄ１４を備えている。Ｗ相のアームは、スイッチング素子Ｑ１５，Ｑ１６及びダイオードＤ１５，Ｄ１６を備えている。以上の構成において、インバータ３０の各相の上下アームの中間点は、それぞれモータ１１のコイル（図示略）に接続されている。インバータ４０の各相の上下アームの中間点は、それぞれモータ１２のコイル（図示略）に接続されている。

各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６にはＩＧＢＴ素子が用いられる。これ以外にも各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６にはＭＯＳ−ＦＥＴ、バイポーラトランジスタ等を用いてもよい。

制御装置５０は、低電圧バッテリ（図示略）を電源とし、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。制御装置５０は、モータ１１，１２の制御量をその指令値に制御すべく、コンバータ２０、インバータ３０，４０の各スイッチング素子をオンオフ制御するためのパルス状の指令信号を生成する。

本実施形態では、制御装置５０は、各モータ１１，１２の制御量としてトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２を入力し、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２に基づいて、コンバータ２０及びインバータ３０，４０の各スイッチング素子のオンオフを制御するパルス状の指令信号を生成する。なお、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２は、車両の制御を統括する上位の制御装置（図示しない上位ＥＣＵ）から入力される。

制御装置５０は、各モータ１１，１２の駆動に際し、各モータ１１，１２のトルク指令値に基づいて、コンバータ２０の各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオンオフさせるオンオフ比（例えばデューティ比）を算出する。そして、そのオンオフ比に基づいて、上下アームのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にオンオフさせるように指令信号を生成し、ドライブユニット２５に出力する。これにより、コンバータ２０においてインバータ３０，４０に印加される電源電圧が制御される。

また、制御装置５０は、各モータ１１，１２の駆動に際し、各モータ１１，１２のトルク指令値に基づいて、インバータ３０，４０の各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６をオンオフさせるオンオフ比（例えばデューティ比）を算出する。そして、そのオンオフ比に基づいて、各相の上下アームのスイッチング素子を交互にオンオフさせるように指令信号を生成し、ドライブユニット２５に出力する。これにより、インバータ３０，４０においてモータ１１，１２に出力される出力電流が調整される。つまり、モータ１１，１２の出力トルク（トルク指令値）に応じて、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６がオンオフされてモータ１１，１２に流れる電流が可変に調整される。

コンバータ２０の各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２にはドライブユニット２５がそれぞれ接続され、インバータ３０，４０の各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６にはドライブユニット６０がそれぞれ接続されている。ドライブユニット２５，６０は、１チップ化された半導体集積回路や低電圧電源を備えて構成されており、制御装置５０から入力されたパルス状の指令信号に基づいて、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６のゲートを駆動するゲート駆動信号を生成したり、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１〜Ｑ１６の駆動状態を監視したりする。

制御装置５０と各ドライブユニット２５，６０との間の信号伝送は、インターフェース１８を介して行われる。インターフェース１８は、高電圧の直流電源１０を備える高電圧システムと低電圧バッテリ（図示略）を備える低電圧システムとの間を電気的に絶縁することで、コンバータ２０及びインバータ３０，４０に供給される高い駆動電圧（例えば数１００Ｖ）から制御装置５０を保護するためのものであり、例えば、光絶縁素子（フォトカプラ）などが使用される。

ここで、インバータ３０，４０のドライブユニット６０の構成について詳しく説明する。図２に、スイッチング素子Ｑ１１に接続されるドライブユニット６０の構成を例示する。なお、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のドライブユニット６０はいずれも同様の構成を有している。

ドライブユニット６０は、ゲート駆動部６１と、切替速度設定部６２と、パラメータ取得部６３とを備えている。ゲート駆動部６１は、制御装置５０から入力されたパルス状の指令信号に基づいて、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオンオフを制御するゲート駆動信号を出力する。すなわちゲート駆動部６１は、パルス状の指令信号のターンオン期間においてスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６の駆動電圧（ゲート電圧Ｖｇ）を上昇させ、指令信号のターンオフ期間においてスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６の駆動電圧を低下させるようにゲート駆動信号を出力する。

切替速度設定部６２は、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオン時及びオフ時におけるサージ電圧抑制を図るべく、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオン時及びオフ時の切替速度を設定する。スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオン時の切替速度はターンオン速度に相当し、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオフ時の切替速度はターンオフ速度に相当する。切替速度設定部６２により設定された切替速度に基づいて、ゲート駆動部６１においてゲートの充放電処理が実施される。このとき、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオン時には、ゲートの充電電流を調整することで、ターンオン速度が制御される。また、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオフ時には、ゲートの放電電流を調整することで、ターンオフ速度が制御される。

本実施形態では、モータ１１，１２の出力トルクに相関するパラメータに基づいて、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のターンオン速度及びターンオフ速度を、離散的に定めた複数の切替速度のいずれかに設定することとしており、切替速度設定部６２は、パラメータ取得部６３にて取得したパラメータに基づいて、切替速度の設定を実施する。パラメータは、例えばインバータ３０，４０の電源電圧（システム電圧）であり、このパラメータは、ドライブユニット６０において自身が値（大きさ）を管理可能な、すなわち認識かつ調整可能なパラメータである。切替速度設定部６２は、電源電圧又はその相関値に基づいて切替速度を可変に設定する。

ここで、車両搭載のモータ１１，１２にあっては、インバータ３０，４０に印加される電源電圧が可変とされる場合に、その電源電圧の大きさの出現頻度に偏りが生じると考えられる。したがって、本実施形態では、電源電圧の下限値ＶＬから上限値ＶＨまでの範囲内において、電源電圧の大きさの出現頻度を考慮して、複数の切替速度を不均等の間隔で割り付けるようにしている。

具体的には、車両の実使用でモータ１１，１２を駆動させる場合を想定すると、図３に示すように、電源電圧の大きさに対する出現頻度は均等でなく、下限値ＶＬを含む下限範囲Ａ１と上限値ＶＨを含む上限範囲Ａ２とでは、それよりも中央側の中間範囲よりも出現頻度が大きくなっている。つまり、車載の電力変換システムでは、電源電圧が下限範囲Ａ１又は上限範囲Ａ２となる機会が、それ以外よりも多くなっている。こうした出現頻度分布は、例えば適合等により定められる。したがって、電源電圧の下限範囲Ａ１と上限範囲Ａ２とでは、中間範囲に比べて、分割の間隔を狭くするとともに切替速度の割り付けを行う分割数を多くしている。すなわち、電源電圧の下限範囲Ａ１と上限範囲Ａ２とでは切替速度の割り付けを密にし、中間範囲では切替速度の割り付けを粗にしている。

電源電圧と切替速度との関係で言えば、電源電圧が高いほど、切替速度を小さくするような関係が定められている。この場合、上記のごとく割り付けに粗密を設けたことにより、電源電圧の下限範囲Ａ１と上限範囲Ａ２とでは、中間範囲に比べて、切替速度が小刻みに設定されるようになっている。切替速度の変更は、ゲート充電経路の抵抗値を複数段階で切り替え可能にする構成や、ゲート放電経路の抵抗値を複数段階で切り替え可能にする構成により実現されるとよい。

なお、図３に示す分割の間隔及び分割数は一例であり、分割数を図示のものよりも少なくする又は多くすることも可能である。また、電源電圧の下限範囲Ａ１と上限範囲Ａ２とにおける分割の粗密（分割の間隔及び分割数）は、いずれも同じであってもよいし、下限範囲Ａ１の方が密であってもよいし、上限範囲Ａ２の方が密であってもよい。電源電圧の下限範囲Ａ１と上限範囲Ａ２とのうち、一方のみを密とし、それ以外を略一様に粗とする構成であってもよい。

インバータ３０，４０においては、電源電圧（システム電圧）と、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオフ状態でのエミッタ−コレクタ間電圧Ｖｃｅとに相関があることから、ドライブユニット６０では、インバータ３０，４０の電源電圧（システム電圧）の代わりにＶｃｅを検出する。この場合、パラメータ取得部６３は、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオフ状態でのＶｃｅをパラメータとして取得し、切替速度設定部６２は、Ｖｃｅに基づいて切替速度を可変に設定する。

また、モータ１１，１２の出力トルクに相関するパラメータとして、モータ１１，１２のコイルに流れる電流、すなわちインバータ３０，４０の出力電流を用いてもよい。この場合、切替速度設定部６２は、出力電流又はその相関値に基づいて切替速度を可変に設定する。

インバータ３０，４０の出力電流に関しても、電源電圧と同様に、出力電流の大きさの出現頻度に偏りが生じると考えられる。したがって、出力電流の下限値から上限値までの範囲内において、出力電流の大きさの出現頻度を考慮して、複数の切替速度を不均等の間隔で割り付けるようにする。

具体的には、車両の実使用でモータ１１，１２を駆動させる場合を想定すると、図４に示すように、出力電流の大きさに対する出現頻度は均等でなく、全電流範囲に対して低電流範囲Ｂ１で出現頻度が大きくなっている。つまり、車載のモータ１１，１２では、比較的高い通電電流で駆動されるよりも、低い通電電流で駆動される機会が多くなっている。こうした出現頻度分布は、例えば適合等により定められる。したがって、低電流範囲Ｂ１では、他の範囲に比べて、分割の間隔を狭くするとともに切替速度の割り付けを行う分割数を多くしている。すなわち、低電流範囲Ｂ１では切替速度の割り付けを密にし、他の範囲では切替速度の割り付けを粗にしている。また、複数の切替速度は、全電流範囲において中央値よりも低電流側１／２の範囲（図のＢ２の範囲）内に、複数の切替速度の総数の１／２よりも多い数の切替速度が割り付けられている。

出力電流と切替速度との関係で言えば、出力電流が大きいほど、切替速度を小さくするような関係が定められている。この場合、上記のごとく割り付けに粗密を設けたことにより、低電流範囲Ｂ１では、他の範囲に比べて、切替速度が小刻みに設定されるようになっている。

なお、図４に示す分割の間隔及び分割数は一例であり、分割数を図示のものよりも少なくする又は多くすることも可能である。

ドライブユニット６０では、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のエミッタ−コレクタ間を流れる電流Ｉｃｅを、出力電流として検出する。この場合、パラメータ取得部６３は、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオン状態でＩｃｅをパラメータとして取得し、切替速度設定部６２は、Ｉｃｅに基づいて切替速度を可変に設定する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

インバータ３０，４０のスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６に関して、離散的な複数の切替速度が、車両搭載のモータ１１，１２の出力トルクに相関するパラメータの大きさに対して不均等の間隔で割り付けられ、かつパラメータについて出現頻度の高い範囲では出現頻度の低い範囲よりも分割数が多くなるようにして定められている。そして、都度のパラメータの値に基づいて、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のターンオン速度及びターンオフ速度の少なくとも一方が複数の切替速度のいずれかに設定される。

この場合、複数の切替速度が、パラメータの大きさに対して不均等の間隔に割り付けられているため、パラメータが取り得る全範囲のうち部分的な範囲で損失低減の効果向上を図ることができる。この場合、総分割数（切替速度の設定数）が制限され、構成の煩雑化を極力抑えることが可能となる。また、パラメータについて出現頻度の高い範囲では出現頻度の低い範囲よりも分割数が多くなるようにして複数の切替速度が定められているため、出現頻度の偏りを考慮して適切に切替速度の変更を行うことができる。したがって、総分割数（切替速度の設定数）を制限した上で、望ましい損失低減の効果が得られる。その結果、構成の煩雑化を抑制しつつ、損失低減の効果向上を図ることが可能となる。

電源電圧の下限値ＶＬから上限値ＶＨまでの範囲内において複数の切替速度が不均等の間隔で割り付けられる構成とした。これにより、電源電圧（システム電圧）の出現頻度に偏りが生じる場合に、切替速度を適正に設定できる。

電源電圧の下限範囲Ａ１と上限範囲Ａ２とで、それら以外の中間範囲に比べて切替速度の分割数を多くした。これにより、実際の車両使用に際しては電源電圧の下限値付近、及び上限値付近での電圧設定が多くなることを加味しつつ、切替速度を適正に設定できる。

出力電流の全電流範囲において中央値よりも低電流側１／２の範囲内に、複数の切替速度の総数の１／２よりも多い数の切替速度が割り付けられる構成とした。これにより、出力電流の全電流範囲においてその出力電流の出現頻度に偏りが生じ、出現頻度のピークが低電流側に偏りが生じる場合に、切替速度を適正に設定できる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・発電機能としての動作頻度が多いモータ１１（第１回転機）と、走行機能としての動作頻度が多いモータ１２（第２回転機）とを有するシステムでは、同じパラメータを用いる場合であっても、パラメータの大きさに対する出現頻度に違いが生じる。そこで、モータ１１側のインバータ３０においてパラメータの大きさに対する複数の第１切替速度の割り付けと、モータ１２側のインバータ４０においてパラメータの大きさに対する複数の第２切替速度の割り付けとを各々異ならせる構成とする。

具体的には、インバータ３０側のドライブユニット６０では、パラメータ取得部６３は、モータ１１に流れる電流、すなわちモータ１１への出力電流をパラメータとして取得し、切替速度設定部６２は、モータ１１への出力電流に基づいて複数の第１切替速度のいずれかを設定する。また、インバータ４０側のドライブユニット６０では、パラメータ取得部６３は、モータ１２に流れる電流、すなわちモータ１２への出力電流をパラメータとして取得し、切替速度設定部６２は、モータ１２への出力電流に基づいて複数の第２切替速度のいずれかを設定する。かかる場合に、モータ１１への出力電流の大きさに対する複数の第１切替速度の割り付けと、モータ１２への出力電流の大きさに対する複数の第２切替速度の割り付けとを各々異ならせている。

これを図５で説明する。図５では、モータ１１への出力電流の出現頻度のピークは、モータ１２への出力電流の出現頻度のピークに比べて、低電流側に偏っている。これは、モータ１１は発電機能としての動作頻度が多いのに対し、モータ１２は走行機能としての動作頻度が多いことが理由として考えられる。この点を考慮し、モータ１１側のインバータ３０における複数の第１切替速度について割り付けを密又は粗にする範囲と、モータ１２側のインバータ４０における複数の第２切替速度について割り付けを密又は粗にする範囲とを個別に定め、モータ１１側の密範囲Ｃ１を、モータ１２側の密範囲Ｃ２よりも小さくしている。なお、複数の第１切替速度の総分割数と、複数の第２切替速度の総分割数とは同じでもよいし、相違していてもよい。

この場合、複数の第１切替速度について電流下限値からの分割番号が全分割数の中央値となる切替速度に相当する出力電流の値（図のＥ１）が、複数の第２切替速度について電流下限値からの分割番号が全分割数の中央値となる切替速度に相当する出力電流の値（図のＥ２）よりも小さいものとなっている。換言すると、複数の第１切替速度の総分割数をｍ、複数の第２切替速度の総分割数をｎとした場合に、第１切替速度について電流下限値からｍ／２番目の切替速度に相当する出力電流の値（図のＥ１）が、第２切替速度について電流下限値からｎ／２番目の切替速度に相当する出力電流の値（図のＥ２）よりも小さいものとなっている。

上記構成によれば、発電機能としての動作頻度が多いモータ１１と、走行機能としての動作頻度が多いモータ１２とについて、出力電流の大きさに対する出現頻度の違いを加味して、個々に切替速度の割り付けが実施される。これにより、各モータ１１，１２においてオンオフの切替を適切に実施することができる。

・上記実施形態では、スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６の切替速度を設定する機能をドライブユニット６０に付与する構成としたが、これに限らず、例えば同機能を制御装置５０に付与する構成としてもよい。この場合、電圧センサにより、コンバータ２０からインバータ３０，４０へ印加される電源電圧を検出し、電流センサにより、モータ１１，１２の各相電流を出力電流として検出する。そして、制御装置５０は、上記各センサの検出値を入力するとともに、制御装置５０において記憶されている図３や図４の関係に基づく切替速度の設定データを用いて、切替速度の設定を適宜実施するとよい。各ドライブユニット６０では、制御装置５０から送信される切替速度情報に基づいて、各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオンオフの切り替えを実施する。

・ターンオン速度及びターンオフ速度のいずれか一方について、パラメータの大きさに対して不均等で切替速度を割り付け、他方についてはパラメータの大きさに対して均等で切替速度を割り付ける構成としてもよい。

・各スイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１６のオンオフを切り替える際に、オン切替時及びオフ切替時のいずれか一方のみで切替速度を可変にする構成としてもよい。

・本発明の適用対象となる電力変換システムは、複数のモータに対して電力供給を実施するものに限らず、１つのモータに対して電力供給を実施するものであってもよい。また、電力変換回路は、車両に搭載される電力変換回路に限らず、車両以外の移動体に搭載されるもの、あるいは定置装置に搭載されるものであってもよい。

１１，１２…モータ（回転機）、３０，４０…インバータ（電力変換回路）、５０…制御装置、６０…ドライブユニット、Ｑ１１〜Ｑ１６…スイッチング素子。

Claims (6)

1. 車両に搭載された回転機（１１，１２）に電気的に接続され、要求指令トルクに基づいて前記回転機の出力トルクを制御する電力変換回路（３０，４０）に適用され、スイッチング素子（Ｑ１１〜Ｑ１６）をオンオフさせて前記回転機に流れる電流を調整するスイッチング素子の駆動装置（５０，６０）であって、
   前記出力トルクに相関し、かつ値を管理可能なパラメータに基づいて、前記スイッチング素子のターンオン速度及びターンオフ速度の少なくとも一方を、離散的に定めた複数の切替速度のいずれかに設定する速度設定手段と、
   前記速度設定手段により設定される前記切替速度で前記スイッチング素子をオン動作又はオフ動作させる駆動手段と、
   を備え、
   前記複数の切替速度は、前記パラメータの大きさに対して不均等の間隔で割り付けられ、かつ前記パラメータについて出現頻度の高い範囲では出現頻度の低い範囲よりも分割数が多くなるようにして定められていることを特徴とするスイッチング素子の駆動装置。
2. 電源電圧を可変とする電源回路（１０，２０）に接続される前記電力変換回路に適用され、
   前記速度設定手段は、前記電源電圧を前記パラメータとし、その電源電圧に基づいて前記複数の切替速度の設定を実施し、
   前記複数の切替速度は、前記電源電圧の下限値から上限値までの範囲内において不均等の間隔で割り付けられている請求項１に記載のスイッチング素子の駆動装置。
3. 前記複数の切替速度は、前記電源電圧の下限値を含む下限範囲と上限値を含む上限範囲との少なくとも一方で、それら以外の中間範囲に比べて前記分割数が多くなるようにして定められている請求項２に記載のスイッチング素子の駆動装置。
4. 前記速度設定手段は、前記回転機に流れる電流を前記パラメータとし、その電流に基づいて前記複数の切替速度の設定を実施し、
   前記複数の切替速度は、前記電流の下限値から上限値までの全電流範囲内において不均等の間隔で割り付けられており、かつ前記全電流範囲において中央値よりも低電流側１／２の範囲内に、前記複数の切替速度の総数の１／２よりも多い数の前記切替速度が割り付けられている請求項１に記載のスイッチング素子の駆動装置。
5. 発電機能としての動作頻度が多い第１回転機（１１）に電気的に接続される第１電力変換回路（３０）と、走行機能としての動作頻度が多い第２回転機（１２）に電気的に接続される第２電力変換回路（４０）とを備える電力変換システムに適用され、前記第１電力変換回路及び前記第２電力変換回路における前記スイッチング素子をオンオフさせるスイッチング素子の駆動装置であって、
   前記速度設定手段は、
   前記第１回転機に対する出力トルクに相関し、かつ値を管理可能なパラメータに基づいて、前記第１電力変換回路の前記スイッチング素子のターンオン速度及びターンオフ速度の少なくとも一方を、前記複数の切替速度としての複数の第１切替速度のいずれかに設定する第１設定手段と、
   前記第２回転機に対する出力トルクに相関し、かつ値を管理可能なパラメータに基づいて、前記第２電力変換回路の前記スイッチング素子のターンオン速度及びターンオフ速度の少なくとも一方を、前記複数の切替速度としての複数の第２切替速度のいずれかに設定する第２設定手段と、
   を有し、
   前記パラメータの大きさに対する前記複数の第１切替速度の割り付けと、前記パラメータの大きさに対する前記複数の第２切替速度の割り付けとが各々異なるものとなっている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスイッチング素子の駆動装置。
6. 前記第１設定手段は、前記第１回転機に流れる電流を前記パラメータとし、その電流に基づいて前記複数の第１切替速度の設定を実施し、
   前記第２設定手段は、前記第２回転機に流れる電流を前記パラメータとし、その電流に基づいて前記複数の第２切替速度の設定を実施し、
   前記複数の第１切替速度について電流下限値からの分割番号が全分割数の中央値となる切替速度に相当する電流値が、前記複数の第２切替速度について電流下限値からの分割番号が全分割数の中央値となる切替速度に相当する電流値よりも小さいものとなっている請求項５に記載のスイッチング素子の駆動装置。

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