(57)【要約】【課題】スイッチのスイッチング状態が切り替えられる場合におけるサージ電圧の抑制効果及び電力変換器における損失の低減効果の低下を抑制できるスイッチの駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置は、スイッチの駆動信号を生成して送信する制御部と、送信された駆動信号を受信する駆動回路を備えている。制御部は、スイッチのスイッチング速度を調整するための情報であるオフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆを算出して駆動回路へ送信する。駆動回路は、送信されたオフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆを受信し、受信したオフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆに基づいて、スイッチのゲートから放出させる指令放電電流Ｉｏｆｆ＊を算出する。駆動回路は、受信した駆動信号と、算出した指令放電電流Ｉｏｆｆ＊とに基づいて、スイッチのスイッチングを行う。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換器（２０，３０）を構成するスイッチ（ＳＣＨ，ＳＣＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬ）のスイッチングを行うスイッチの駆動装置において、
前記スイッチの駆動信号を生成して送信する制御部（６０）と、
送信された前記駆動信号を受信する駆動回路（ＤｒＨ，ＤｒＬ）と、を備え、
前記制御部は、前記スイッチのスイッチング速度を調整するための情報である速度調整情報を生成して前記駆動回路へ送信し、
前記駆動回路は、
送信された前記速度調整情報を受信し、受信した前記速度調整情報に基づいて、前記スイッチの指令スイッチング速度情報を算出する速度算出部と、
受信した前記駆動信号と、算出された前記指令スイッチング速度情報とに基づいて、前記スイッチのスイッチングを行う駆動部と、を有するスイッチの駆動装置。
【請求項２】
前記スイッチのスイッチング状態の切り替えに伴って発生するサージ電圧を検出するサージ検出部（７２，８２）を備え、
前記制御部は、前記速度調整情報としてサージ基準値を生成し、
前記速度算出部は、前記サージ検出部により検出されたサージ電圧が、受信した前記サージ基準値以下になるような前記指令スイッチング速度情報を算出する請求項１に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項３】
前記速度算出部は、受信した前記サージ基準値と、前記サージ検出部により検出されたサージ電圧との偏差が大きい場合、前記偏差が小さい場合よりも前記スイッチング速度が高くなる前記指令スイッチング速度情報を生成する請求項２に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項４】
前記速度算出部は、前記偏差を０にフィードバック制御するための操作量として前記指令スイッチング速度情報を算出し、前記フィードバック制御で用いられるフィードバックゲインを、前記偏差が小さい場合よりも前記偏差が大きい場合に大きく設定する請求項３に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項５】
前記駆動回路は、
前記速度算出部により算出された前記指令スイッチング速度情報よりも前記スイッチング速度が低くなる前記指令スイッチング速度情報の初期値を算出する初期値算出部と、
所定の切替条件が成立したと判定した場合、前記駆動部で用いられる前記指令スイッチング速度情報を、前記速度算出部により算出された前記指令スイッチング速度情報から、前記初期値算出部により算出された前記初期値に切り替える切替部と、を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項６】
前記初期値算出部は、前記電力変換器の電源電圧、前記スイッチの温度及び前記スイッチに流れる電流のうち少なくとも１つを含むパラメータを取得し、前記パラメータと関係付けられて前記初期値が規定された規定情報と、取得した前記パラメータとに基づいて、前記初期値を算出する請求項５に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項７】
前記初期値算出部は、前記駆動部で用いられる前記指令スイッチング速度情報が、前記速度算出部により算出された前記指令スイッチング速度情報とされている場合において、前記速度算出部により算出された前記指令スイッチング速度情報を前記パラメータと関係付けて前記初期値として学習する請求項６に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項８】
前記切替部は、前記電力変換器の電源電圧及び前記スイッチに流れる電流のうち少なくとも１つに基づいて、前記所定の切替条件が成立しているか否かを判定する請求項５〜７のいずれか１項に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項９】
前記スイッチのスイッチング状態の切り替えに伴って発生するサージ電圧を検出するサージ検出部（７２，８２）を備え、
前記制御部は、前記速度調整情報としてサージ基準値を生成し、
前記速度算出部は、前記サージ検出部により検出されたサージ電圧が、受信した前記サージ基準値以下になるような前記指令スイッチング速度情報を算出し、
前記切替部は、前記電力変換器の電源電圧、前記スイッチに流れる電流、前記サージ基準値、前記サージ基準値と前記サージ検出部により検出されたサージ電圧との偏差、及び前記サージ検出部により検出されたサージ電圧のうち少なくとも１つに基づいて、前記所定の切替条件が成立しているか否かを判定する請求項５〜７のいずれか１項に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項１０】
前記電力変換器は、リアクトル（２２）と、前記スイッチとしての上アーム変圧スイッチ（ＳＣＨ）及び下アーム変圧スイッチ（ＳＣＬ）とを備えるＤＣＤＣコンバータ（２０）を含み、
前記制御部は、デッドタイムを挟みつつ前記上アーム変圧スイッチ及び前記下アーム変圧スイッチを交互にオン状態にする前記駆動信号を生成し、生成した前記駆動信号を前記上アーム変圧スイッチ及び前記下アーム変圧スイッチに対応する前記駆動回路に送信し、
前記ＤＣＤＣコンバータに流れる電流の流通方向が切り替わるとの条件が成立したと判定した場合、前記ＤＣＤＣコンバータにおける前記スイッチング速度を低下させる処理を行う処理部を備える請求項１〜９のいずれか１項に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項１１】
前記駆動回路は、送信された前記速度調整情報を受信し、前記スイッチのスイッチング状態の切り替えに伴って発生するサージ電圧のピーク値が前記スイッチの耐圧値を超えないように、受信した前記速度調整情報に制限をかける調整情報制限部を有し、
前記速度算出部は、前記調整情報制限部により制限のかけられた前記速度調整情報に基づいて、前記指令スイッチング速度情報を算出する請求項１〜１０のいずれか１項に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項１２】
前記調整情報制限部は、前記電力変換器の電源電圧、前記スイッチの温度及び前記スイッチに流れる電流のうち少なくとも１つに基づいて、前記速度調整情報に制限をかける請求項１１に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項１３】
前記駆動回路は、前記速度算出部により算出された前記指令スイッチング速度情報に制限をかける指令情報制限部を有する請求項１〜１２のいずれか１項に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項１４】
前記駆動回路は、前記電力変換器を構成する前記各スイッチに対応して個別に設けられており、
前記各駆動回路は、情報を互いに伝達可能に構成されており、
前記各駆動回路のうち少なくとも１つの駆動回路が有する前記速度算出部は、前記各駆動回路のうち他の駆動回路から伝達された情報に基づいて、前記指令スイッチング速度情報を算出する請求項１〜１３のいずれか１項に記載のスイッチの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換器を構成するスイッチのスイッチングを行うスイッチの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置としては、特許文献１に見られるように、外部で生成されたスイッチの駆動信号を受信し、受信した駆動信号に基づいて、スイッチのスイッチングを行う駆動回路を備えるものが知られている。この駆動回路は、スイッチの端子間電圧やスイッチに流れる電流を検出し、その検出結果に基づいて、スイッチのゲート電流を調整するいわゆるアクティブゲートコントロールを行っている。これにより、スイッチのスイッチング速度を適正な速度に調整し、スイッチング状態の切り替えに伴い発生するサージ電圧を抑制しつつ、スイッチング損失の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２１８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力変換器においては、スイッチの端子間電圧やスイッチに流れる電流が急変し得る。このため、駆動回路が端子間電圧や電流を検出し、その検出結果に基づいてスイッチのゲート電流を調整する方法では、スイッチのスイッチング状態が切り替えられる場合におけるスイッチング速度が、サージ電圧の抑制効果及びスイッチング損失の低減効果を得る上で適正な速度から大きくずれ得る。この場合、サージ電圧の抑制効果が低下してスイッチの端子間電圧がその耐圧値を超えてしまったり、スイッチング損失の低減効果が低下してしまったりするおそれがある。
【０００５】
本発明は、スイッチのスイッチング状態が切り替えられる場合におけるサージ電圧の抑制効果及びスイッチング損失の低減効果の低下を抑制できるスイッチの駆動装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電力変換器を構成するスイッチのスイッチングを行うスイッチの駆動装置において、
前記スイッチの駆動信号を生成して送信する制御部と、
送信された前記駆動信号を受信する駆動回路と、を備え、
前記制御部は、前記スイッチのスイッチング速度を調整するための情報である速度調整情報を生成して前記駆動回路へ送信し、
前記駆動回路は、
送信された前記速度調整情報を受信し、受信した前記速度調整情報に基づいて、前記スイッチの指令スイッチング速度情報を算出する速度算出部と、
受信した前記駆動信号と、算出された前記指令スイッチング速度情報とに基づいて、前記スイッチのスイッチングを行う駆動部と、を有する。
【０００７】
本発明では、制御部が、スイッチのスイッチング速度を調整するための情報である速度調整情報を生成する。制御部は、電力変換器を構成するスイッチの駆動信号を生成する役割を担っているため、電力変換器の制御態様を把握できる立場にある。このため、駆動回路がスイッチの端子間電圧やスイッチに流れる電流を検出し、その検出結果に基づいて速度調整情報を生成する構成と比較して、電力変換器の制御態様を踏まえた適正な速度調整情報を生成できる。そして、生成された速度調整情報から算出された指令スイッチング速度情報に基づいてスイッチのスイッチングが行われることにより、スイッチング状態が切り替えられる場合におけるサージ電圧の抑制効果及びスイッチング損失の低減効果の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る回転電機の制御システムの全体構成図。
【図２】駆動回路の構成を示す図。
【図３】制御装置と各駆動回路との通信態様を示す図。
【図４】制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャート。
【図５】サージ基準値の算出方法を示すタイムチャート。
【図６】電流制御部における処理のブロック図。
【図７】フィードバックゲインの設定方法を示す図。
【図８】切替制御部により実行される処理の手順を示すフローチャート。
【図９】学習処理の手順を示すフローチャート。
【図１０】駆動信号等の推移を示すタイムチャート。
【図１１】第２実施形態に係る制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャート。
【図１２】電流制御部における処理のブロック図。
【図１３】第３実施形態に係る制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャート。
【図１４】サージ基準値の算出方法を示すタイムチャート。
【図１５】電流制御部における処理のブロック図。
【図１６】第４実施形態に係る制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャート。
【図１７】電流制御部における処理のブロック図。
【図１８】第５実施形態に係る切替制御部により実行される処理の手順を示すフローチャート。
【図１９】第６実施形態に係る下アームスイッチをオン状態に切り替えた場合にリカバリ電流が流れることを示す図。
【図２０】上アームスイッチをオン状態に切り替えた場合にリカバリ電流が流れることを示す図。
【図２１】電流制御部における処理のブロック図。
【図２２】その他の実施形態に係る制御装置と各駆動回路との通信態様を示す図。
【図２３】その他の実施形態に係る制御装置と各駆動回路との通信態様を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る駆動装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。駆動装置は、電力変換器としてのＤＣＤＣコンバータ及び３相インバータに適用される。本実施形態において、駆動装置及び電力変換器を備える制御システムは、例えば、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される。
【００１０】
図１に示すように、制御システムは、ＤＣＤＣコンバータ２０、インバータ３０、回転電機４０及び制御装置６０を備えている。回転電機４０は、例えば、車載主機であり、そのロータが図示しない駆動輪と動力伝達可能とされている。回転電機４０は、例えば同期機である。
【００１１】
回転電機４０の各相巻線４１には、インバータ３０及びＤＣＤＣコンバータ２０を介して、直流電源としての蓄電池１０が接続されている。ＤＣＤＣコンバータ２０は、第１コンデンサ２１、リアクトル２２、第２コンデンサ２３、上アーム変圧スイッチＳＣＨ及び下アーム変圧スイッチＳＣＬを備えている。ＤＣＤＣコンバータ２０は、蓄電池１０の電圧を昇圧してインバータ３０に出力する昇圧機能と、インバータ３０を介して入力された回転電機４０の発電電圧を降圧して蓄電池１０に出力する降圧機能とを有している。本実施形態において、各変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＨは、電圧制御形の半導体スイッチング素子であり、具体的にはＩＧＢＴである。上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬには、フリーホイールダイオードである上，下アーム変圧ダイオードＤＣＨ，ＤＣＬが逆並列に接続されている。
【００１２】
上アーム変圧スイッチＳＣＨのコレクタには、正極母線Ｌｐが接続されている。上アーム変圧スイッチＳＣＨのエミッタには、下アーム変圧スイッチＳＣＬのコレクタが接続されている。下アーム変圧スイッチＳＣＬのエミッタには、負極母線Ｌｎが接続されている。各母線Ｌｐ，Ｌｎは、例えばバスバーにて構成されている。
【００１３】
上アーム変圧スイッチＳＣＨ及び下アーム変圧スイッチＳＣＬの直列接続体には、第２コンデンサ２３が並列接続されている。上アーム変圧スイッチＳＣＨと下アーム変圧スイッチＳＣＬとの接続点には、リアクトル２２の第１端が接続されている。リアクトル２２の第２端には、第１コンデンサ２１の第１端と、蓄電池１０の正極端子とが接続されている。蓄電池１０の負極端子と第１コンデンサ２１の第２端とには、負極母線Ｌｎが接続されている。
【００１４】
インバータ３０は、３相分の上アームスイッチＳＷＨ及び下アームスイッチＳＷＬの直列接続体を備えている。本実施形態において、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬは、電圧制御形の半導体スイッチング素子であり、より具体的にはＩＧＢＴである。上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬには、フリーホイールダイオードである上，下アームダイオードＤＨ，ＤＬが逆並列に接続されている。各相において、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの接続点には、巻線４１の第１端が接続されている。各相の巻線４１の第２端は、中性点で接続されている。各相の巻線４１は、電気角で互いに１２０°ずれている。
【００１５】
制御システムは、相電流センサ５０、第１電圧センサ５１、第２電圧センサ５２、リアクトル電流センサ５３及び角度センサ５４を備えている。相電流センサ５０は、回転電機４０に流れる各相電流のうち、少なくとも２相分の電流を検出する。第１電圧センサ５１は、第２コンデンサ２３の端子間電圧をインバータ３０の入力電圧ＶＨｒとして検出する。第２電圧センサ５２は、第１コンデンサ２１の端子間電圧をＤＣＤＣコンバータ２０の入力電圧ＶＬｒとして検出する。リアクトル電流センサ５３は、リアクトル２２に流れる電流を検出する。角度センサ５４は、例えばレゾルバであり、回転電機４０の電気角を検出する。各センサ５０〜５４の検出値は、制御装置６０に入力される。
【００１６】
制御装置６０は、マイコンを主体として構成されており、第１電圧センサ５１により検出された電源電圧ＶＨｒをその目標電圧ＶＨ＊に制御すべく、上アーム変圧スイッチＳＣＨ及び下アーム変圧スイッチＳＣＬを駆動する。制御装置６０は、上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬに対応する駆動信号をＤＣＤＣコンバータ２０の備える駆動回路に出力する。本実施形態において、駆動回路は、上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬそれぞれに対応して個別に設けられている。駆動信号は、スイッチのオン状態への切り替えを指示するオン指令と、オフ状態への切り替えを指示するオフ指令とのいずれかをとる。
【００１７】
制御装置６０は、例えば、電源電圧ＶＨｒと目標電圧ＶＨ＊との偏差に基づくフィードバック演算、及び入力電圧ＶＬｒと目標電圧ＶＨ＊との比に基づくフィードフォワード演算により、目標時比率Ｄｕｔｙを算出する。目標時比率Ｄｕｔｙは、各スイッチＳＣＨ，ＳＣＬの１スイッチング周期Ｔｓｗあたりのオン期間Ｔｏｎの比率（＝Ｔｏｎ／Ｔｓｗ）である。制御装置６０は、算出した目標時比率Ｄｕｔｙに基づいて、上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬに対応する駆動信号を生成する。これら駆動信号は、デッドタイムを挟みつつ、上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬを交互にオン状態にするように生成される。
【００１８】
制御装置６０は、回転電機４０の制御量をその目標値に制御すべく、インバータ３０の各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬを操作する。制御量は、例えばトルクである。制御装置６０は、各相において、デッドタイムを挟みつつ上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを交互にオン状態とすべく、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬに対応する駆動信号をインバータ３０の備える駆動回路に出力する。本実施形態において、駆動回路は、各相各アームに対応して個別に設けられている。
【００１９】
続いて、図２を用いて、駆動回路の構成について説明する。本実施形態において、インバータ３０の上，下アームに対応する駆動回路と、ＤＣＤＣコンバータ２０の上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬに対応する駆動回路とは、基本的には同様の構成である。このため、以下では、インバータ３０の駆動回路を例にして説明する。なお、制御装置６０及び駆動回路が提供する機能は、例えば、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ハードウェア、又はそれらの組み合わせによって提供することができる。
【００２０】
まず、上アーム駆動回路ＤｒＨについて説明する。上アーム駆動回路ＤｒＨは、上アームバッファ回路７０及び上アーム抵抗体７１を備えている。上アーム抵抗体７１は、ゲート抵抗体であり、その抵抗値が可変とされている。上アームバッファ回路７０は、制御装置６０から上アーム駆動信号ＳＧＨを取得し、取得した上アーム駆動信号ＳＧＨがオン指令である場合、上アーム抵抗体７１を介して上アームスイッチＳＷＨのゲートに充電電流を供給する。これにより、上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ以上となり、上アームスイッチＳＷＨがオン状態とされる。一方、上アームバッファ回路７０は、取得した上アーム駆動信号ＳＧＨがオフ指令である場合、上アームスイッチＳＷＨのゲートから上アーム抵抗体７１を介して放電電流を放出させる。これにより、上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満となり、上アームスイッチＳＷＨがオフ状態とされる。なお、本実施形態において、上アームバッファ回路７０及び上アーム抵抗体７１が上アーム駆動回路ＤｒＨの駆動部に相当する。
【００２１】
上アーム駆動回路ＤｒＨは、上アームサージ検出部７２及び上アーム電流制御部７５を備えている。上アームサージ検出部７２は、上アームスイッチＳＷＨのオフ状態への切り替えに伴って発生するサージ電圧を検出する。具体的には、上アームサージ検出部７２は、サージ電圧のピーク値を上アームピーク値ＶｏｆｆｍｘＨとして検出する（図５参照）。上アームサージ検出部７２は、例えば、オペアンプを用いた増幅回路を備えて構成されていればよい。上アームサージ検出部７２により検出された上アームピーク値ＶｏｆｆｍｘＨは、上アーム電流制御部７５に入力される。なお、上アームサージ検出部７２としては、この構成に限らず、例えば、上アームスイッチＳＷＨに並列接続された一対のコンデンサの直列接続体、又は上アームスイッチＳＷＨに並列接続された一対の抵抗体の直列接続体を備えて構成されていてもよい。
【００２２】
上アームスイッチＳＷＨのセンス端子には、上アームセンス抵抗体７３を介して上アームスイッチＳＷＨのエミッタが接続されている。これにより、上アームスイッチＳＷＨに流れるコレクタ電流に応じた電位差（以下、上アームセンス電圧ＶｓＨ）が上アームセンス抵抗体７３に発生する。上アームセンス電圧ＶｓＨは、上アーム電流制御部７５に入力される。
【００２３】
上アーム電流制御部７５には、上アーム温度センサ７４により検出された上アームスイッチＳＷＨの温度（以下、上アームスイッチ温度ＴｓｗＨ）が入力される。上アーム温度センサ７４は、例えば、感温ダイオードを備えて構成されている。また、上アーム電流制御部７５には、上アームスイッチＳＷＨのゲート電圧（以下、上アームゲート電圧ＶｇｅＨ）が入力される。
【００２４】
続いて、下アーム駆動回路ＤｒＬについて説明する。本実施形態において、下アーム駆動回路ＤｒＬの構成は、上アーム駆動回路ＤｒＨの構成と基本的には同じである。このため、下アーム駆動回路ＤｒＬの説明を適宜省略する。
【００２５】
下アーム駆動回路ＤｒＬは、下アームバッファ回路８０及び下アーム抵抗体８１を備えている。下アーム抵抗体８１は、その抵抗値が可変とされている。下アームバッファ回路８０は、制御装置６０から下アーム駆動信号ＳＧＬを取得し、取得した下アーム駆動信号ＳＧＬがオン指令である場合、下アーム抵抗体８１を介して下アームスイッチＳＷＬのゲートに充電電流を供給する。これにより、下アームスイッチＳＷＬがオン状態とされる。一方、下アームバッファ回路８０は、取得した下アーム駆動信号ＳＧＬがオフ指令である場合、下アームスイッチＳＷＬのゲートから下アーム抵抗体８１を介して放電電流を放出させる。これにより、下アームスイッチＳＷＬがオフ状態とされる。なお、本実施形態において、下アームバッファ回路８０及び下アーム抵抗体８１が下アーム駆動回路ＤｒＬの駆動部に相当する。
【００２６】
下アーム駆動回路ＤｒＬは、下アームサージ検出部８２及び下アーム電流制御部８５を備えている。下アームサージ検出部８２は、下アームスイッチＳＷＬのオフ状態への切り替えに伴って発生するサージ電圧のピーク値を下アームピーク値ＶｏｆｆｍｘＬとして検出する。下アームサージ検出部８２により検出された下アームピーク値ＶｏｆｆｍｘＬは、下アーム電流制御部８５に入力される。
【００２７】
下アームスイッチＳＷＬのセンス端子には、下アームセンス抵抗体８３を介して下アームスイッチＳＷＬのエミッタが接続されている。これにより、下アームスイッチＳＷＬに流れるコレクタ電流に応じた電位差（以下、下アームセンス電圧ＶｓＬ）が下アームセンス抵抗体８３に発生する。下アームセンス電圧ＶｓＬは、下アーム電流制御部８５に入力される。
【００２８】
下アーム電流制御部８５には、下アーム温度センサ８４により検出された下アームスイッチＳＷＬの温度（以下、下アームスイッチ温度ＴｓｗＬ）が入力される。また、下アーム電流制御部８５には、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧（以下、下アームゲート電圧ＶｇｅＬ）が入力される。
【００２９】
図３に、本実施形態における制御装置６０、インバータ３０の各駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬ及びＤＣＤＣコンバータ２０の各駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬの通信態様を示す。各相の上アーム駆動回路ＤｒＨ及び各相の下アーム駆動回路ＤｒＬのそれぞれと、制御装置６０との間に個別に通信線が設けられている。これにより、制御装置６０、インバータ３０の各駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬ及びＤＣＤＣコンバータ２０の各駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬが、互いに情報伝達可能とされている。通信手段は、任意の手段を用いることができ、例えば、ＳＰＩ（登録商標）や、ＣＡＮ、ＵＡＲＴ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、パラレル通信を用いることができる。また、通信は、例えば、２値のデジタル信号であってもよいし、Ｄｕｔｙ信号であってもよい。
【００３０】
制御装置６０から各駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬに送信される情報には、駆動信号、電源電圧ＶＨｒ、及び相電流センサ５０により検出された相電流情報等が含まれる。各駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬから制御装置６０に送信される情報には、上，下アームスイッチ温度ＴｓｗＨ，ＴｓｗＬ、及び上，下アームピーク値ＶｏｆｆｍｘＨ，ＶｏｆｆｍｘＬ等が含まれる。
【００３１】
なお、制御装置６０は、低圧システムに設けられている。一方、蓄電池１０、ＤＣＤＣコンバータ２０、インバータ３０及び回転電機４０は、低圧システムとは電気的に絶縁された高圧システムに設けられている。このため、制御装置６０と各駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬとの間の情報通信は、絶縁伝達部を介して実施される。絶縁伝達部は、低圧システム及び高圧システムの間を電気的に絶縁しつつ、低圧システム及び高圧システムのうち一方から他方へと情報伝達するための電子部品である。絶縁伝達部としては、例えば、フォトカプラ又は磁気カプラが用いられる。
【００３２】
図４に、制御装置６０により実行される処理の手順を示す。この処理は、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。本実施形態において、制御装置６０が制御部に相当する。
【００３３】
ステップＳ１０では、上，下アーム駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬから送信された上，下アームスイッチ温度ＴｓｗＨ，ＴｓｗＬを取得する。そして、取得した上アームスイッチ温度ＴｓｗＨに基づいて、上アームスイッチＳＷＨのコレクタ及びエミッタ間電圧ＶｃｅＨの許容上限値である上アーム耐圧値ＶｌｉｍＨを設定する。また、取得した下アームスイッチ温度ＴｓｗＬに基づいて、下アームスイッチＳＷＬのコレクタ及びエミッタ間電圧ＶｃｅＬの許容上限値である下アーム耐圧値ＶｌｉｍＬを設定する。ステップＳ１０の処理は、各耐圧値ＶｌｉｍＨ，ＶｌｉｍＬに温度依存性があることに鑑みた処理である。本実施形態では、上アームスイッチ温度ＴｓｗＨが低いほど、上アーム耐圧値ＶｌｉｍＨを低く設定し、下アームスイッチ温度ＴｓｗＬが低いほど、下アーム耐圧値ＶｌｉｍＬを低く設定する。
【００３４】
ステップＳ１１では、図５に示すように、上アーム耐圧値ＶｌｉｍＨから、電源電圧ＶＨｒ及び重畳サージＶａｄｄの加算値を差し引くことにより、上アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨを算出する。また、下アーム耐圧値ＶｌｉｍＬから、電源電圧ＶＨｒ及び重畳サージＶａｄｄの加算値を差し引くことにより、下アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＬを算出する。本実施形態において、上アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨ及び下アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＬが速度調整情報及びサージ基準値に相当する。
【００３５】
重畳サージＶａｄｄは、０よりも大きい値であり、例えば、他相のスイッチングに伴うサージ電圧の影響分、又は自相のスイッチングに伴うサージ電圧の所定割合（例えば１０％）の値とすることができる。重畳サージＶａｄｄには、センサの計測誤差等に起因したマージンを含めることもできる。
【００３６】
なお、各耐圧値ＶｌｉｍＨ，ＶｌｉｍＬの設定において、電源電圧ＶＨｒに代えて、目標電圧ＶＨ＊が用いられてもよい。
【００３７】
また、重畳サージＶａｄｄを０にしてもよい。重畳サージＶａｄｄを０にできる場合は、例えば、回転電機４０の制御モードが、他相のスイッチングに伴うサージ電圧の影響を考慮しないでよい制御モードとされている場合である。この制御モードとしては、例えば、矩形波制御モードが挙げられる。矩形波制御モードでは、各相のスイッチング状態が電気角６０°毎に順次切り替えられるため、他相のスイッチングに伴うサージ電圧の影響を考慮しないでよい。なお、正弦波ＰＷＭ制御、過変調ＰＷＭ制御及び矩形波制御等、選択可能な制御モードが、電源電圧ＶＨｒ及び回転電機４０の回転速度と関係付けられている場合、電源電圧ＶＨｒ及び回転速度に基づいて現在の制御モードを判定してもよい。ここでは、角度センサ５４の検出値に基づいて、回転速度が算出されればよい。
【００３８】
ステップＳ１２では、算出した上アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨを上アーム駆動回路ＤｒＨに送信し、算出した下アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＬを下アーム駆動回路ＤｒＬに送信する。
【００３９】
なお、ＤＣＤＣコンバータ２０の上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬについても、図４に示した方法と同様な方法により、上，下アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨ，ＶｏｆｆｒｅｆＬが算出される。そして、上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬに対応する上，下アーム駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬに対して、算出された上，下アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨ，ＶｏｆｆｒｅｆＬが送信される。以降、インバータ３０の駆動回路ＤｒＨ，ＤｅＬを例に説明するが、ＤＣＤＣコンバータ２０の駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬに対してもインバータ３０の場合と同様である。
【００４０】
続いて、図６に、上，下アーム駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬの上，下アーム電流制御部７５，８５それぞれにより実行される処理のブロック図を示す。本実施形態では、上，下アーム電流制御部７５，８５それぞれにより実行される処理は、基本的には同じである。このため、以下では、上，下アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨ，ＶｏｆｆｒｅｆＬを単にオフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆと称し、上，下アームスイッチ温度ＴｓｗＨ，ＴｓｗＬを単にスイッチ温度Ｔｓｗと称し、上，下アームピーク値ＶｏｆｆｍｘＨ，ＶｏｆｆｍｘＬを単にピーク値Ｖｏｆｆｍｘと称し、上，下アーム耐圧値ＶｌｉｍＨ，ＶｌｉｍＬを単に耐圧値Ｖｌｉｍと称すこととする。また、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを単にスイッチと称すこととする。
【００４１】
オフ時サージ算出部１００は、図５に示すように、ピーク値Ｖｏｆｆｍｘから、制御装置６０から受信した電源電圧ＶＨｒを差し引くことにより、オフサージ値Ｖｏｆｆｒを算出する。
【００４２】
オフ時電圧制限部１０１は、スイッチ温度ＴｓｗＨ及び電源電圧ＶＨｒに基づいて、オフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆの制限値Ｖｏｆｆｌｉｍを算出する。オフ時電圧制限部１０１は、受信したオフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆが制限値Ｖｏｆｆｌｉｍ以下の場合、受信したオフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆをオフサージ指令値Ｖｏｆｆ＊として設定する。一方、オフ時電圧制限部１０１は、受信したオフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆが制限値Ｖｏｆｆｌｉｍを超えている場合、制限値Ｖｏｆｆｌｉｍをオフサージ指令値Ｖｏｆｆ＊として設定する。本実施形態において、オフ時電圧制限部１０１が調整情報制限部に相当する。
【００４３】
オフ時電圧制限部１０１は、図４のステップＳ１０，Ｓ１１と同じ方法により、制限値Ｖｏｆｆｌｉｍを算出する。つまり、スイッチ温度Ｔｓｗ、電源電圧ＶＨｒ及び重畳サージＶａｄｄに対して、制限値Ｖｏｆｆｌｉｍ及びオフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆは同じ値となる。詳しくは、オフ時電圧制限部１０１は、まず、スイッチ温度Ｔｓｗに基づいて耐圧値Ｖｌｉｍを設定する。オフ時電圧制限部１０１は、設定した耐圧値Ｖｌｉｍから、電源電圧ＶＨｒ及び重畳サージＶａｄｄの加算値を差し引くことにより、制限値Ｖｏｆｆｌｉｍを算出する。
【００４４】
オフ電圧偏差算出部１０２は、オフ時電圧制限部１０１により設定されたオフサージ指令値Ｖｏｆｆ＊から、オフ時サージ算出部１００により算出されたオフサージ値Ｖｏｆｆｒを差し引くことにより、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆを算出する。
【００４５】
オフ時制御器１０３は、算出されたオフ電圧偏差ΔＶｏｆｆを０にフィードバック制御するための操作量として、スイッチのゲートから放出させる放電電流の指令値であるオフ時放電電流Ｉｏｆｆｃを算出する。本実施形態において、オフ時制御器１０３は、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆに基づく比例積分制御により、オフ時放電電流Ｉｏｆｆｃを算出する。本実施形態において、オフ時放電電流Ｉｏｆｆｃが指令スイッチング速度情報に相当する。オフ時放電電流Ｉｏｆｆｃが大きいほど、スイッチをオフ状態に切り替える場合のスイッチング速度が高くなる。また、本実施形態において、オフ時サージ算出部１００、オフ電圧偏差算出部１０２及びオフ時制御器１０３が速度算出部に相当する。
【００４６】
本実施形態において、オフ時制御器１０３は、比例積分制御で用いる比例ゲインＫｐ及び積分ゲインＫｉを、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆ（具体的には、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆの絶対値）が小さい場合よりも大きい場合に大きく設定する。具体的には例えば、図７に示すように、オフ時制御器１０３は、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆが大きいほど、比例ゲインＫｐ及び積分ゲインＫｉを大きく設定する。
【００４７】
なお、比例ゲインＫｐ及び積分ゲインＫｉのうちいずれか一方のみを、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆが大きいほど大きく設定してもよい。また、オフ時制御器１０３におけるフィードバック制御に、微分制御が含まれていてもよい。この場合、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆが小さい場合よりも大きい場合に微分ゲインＫｄが大きく設定されればよい。
【００４８】
オフ時電流制限部１０４は、オフ時制御器１０３により算出されたオフ時放電電流Ｉｏｆｆｃが放電制限電流Ｉｏｆｆｌｉｍ以下の場合、算出されたオフ時放電電流Ｉｏｆｆｃをフィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｆｂとして設定する。一方、オフ時電流制限部１０４は、オフ時放電電流Ｉｏｆｆｃが放電制限電流Ｉｏｆｆｌｉｍを超えている場合、放電制限電流Ｉｏｆｆｌｉｍをフィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｆｂとして設定する。本実施形態において、オフ時電流制限部１０４が指令情報制限部に相当する。
【００４９】
放電制限電流Ｉｏｆｆｌｉｍは、スイッチの故障が発生しないとの制約、及び駆動回路の故障が発生しないとの制約のもとに定められる。スイッチの故障が発生しないとの制約は、例えば、スイッチのコレクタ及びエミッタ間の時間変化率を許容上限値以下にするとの制約である。
【００５０】
指令放電電流設定部１０５は、オフ時電流制限部１０４により算出されたフィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｆｂ、又は後述するオフ時初期値算出部１０６により算出されたオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆのいずれかを、スイッチのゲートから放出させる指令放電電流Ｉｏｆｆ＊に設定する。上アーム電流制御部７５を例にして説明すると、上アーム電流制御部７５は、上アームスイッチＳＷＨをオフ状態に切り替える場合、上アームスイッチＳＷＨの実際の放電電流が指令放電電流Ｉｏｆｆ＊になるように、上アーム抵抗体７１の抵抗値を調整する。
【００５１】
オフ時初期値算出部１０６は、スイッチ温度Ｔｓｗ、電源電圧ＶＨｒ及びコレクタ電流と、スイッチ温度Ｔｓｗ、電源電圧ＶＨｒ及びコレクタ電流と関係付けられてオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆが規定されたマップ情報（規定情報に相当）とに基づいて、オフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆを算出する。オフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆは、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆが０とされている場合において、オフ時制御器１０３により算出されたオフ時放電電流Ｉｏｆｆｃよりも小さい値とされている。なお、コレクタ電流は、例えば、相電流センサ５０の検出値、センス電圧Ｖｓ又は電流指令値が用いられればよい。また、上記マップ情報は、駆動回路に備えられるメモリ等の記憶部に記憶されている。メモリは、ＲＯＭ以外の非遷移的実体的記録媒体（例えば、ＲＯＭ以外の不揮発性メモリ）である。
【００５２】
オフ時切替制御部１０７は、フィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｆｂ及びオフ時初期値算出部１０６のどちらを指令放電電流Ｉｏｆｆ＊にするかを決定する。本実施形態において、指令放電電流設定部１０５及びオフ時切替制御部１０７が切替部に相当する。
【００５３】
図８に、オフ時切替制御部１０７により実行される処理の手順を示す。この処理は、例えば、所定の制御周期で繰り返し実行される。この制御周期は、制御装置６０の制御周期と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００５４】
ステップＳ２０では、切替条件が成立したか否かを判定する。切替条件は、フィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｆｂ及びオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆのうち、オフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆを指令放電電流Ｉｏｆｆ＊として設定すべき状況であることを判定するための条件である。
【００５５】
ステップＳ２０において切替条件が成立していないと判定した場合には、ステップＳ２１に進み、フィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｆｂを指令放電電流Ｉｏｆｆ＊に設定するように指令放電電流設定部１０５を切り替える。一方、ステップＳ２０において切替条件が成立していると判定した場合には、ステップＳ２２に進み、オフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆを指令放電電流Ｉｏｆｆ＊に設定するように指令放電電流設定部１０５を切り替える。
【００５６】
本実施形態では、ステップＳ２０の切替条件を、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の条件とする。（Ａ）〜（Ｅ）のいずれかの条件が成立する場合、ステップＳ２０において肯定判定される。
【００５７】
（Ａ）ピーク値Ｖｏｆｆｍｘが耐圧値Ｖｌｉｍを超えたとの条件。この条件が成立した場合にオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆを指令放電電流Ｉｏｆｆ＊にすることにより、スイッチング速度を低下させることができ、その後ピーク値Ｖｏｆｆｍｘが耐圧値Ｖｌｉｍを超えることを回避できる。
【００５８】
なお、ピーク値Ｖｏｆｆｍｘと比較する閾値にマージンを設定し、（Ａ）の条件を、ピーク値Ｖｏｆｆｍｘが、耐圧値Ｖｌｉｍよりも小さい判定値を超えたとの条件としてもよい。
【００５９】
（Ｂ）電源電圧ＶＨｒが上昇したとの条件。電源電圧ＶＨｒが上昇すると、スイッチのコレクタ及びエミッタ間電圧が耐圧値Ｖｌｉｍを超えるおそれがある。このため、（Ｂ）の条件が成立した場合にスイッチング速度を低下させ、安全側に制御する。
【００６０】
なお、（Ｂ）の条件を、電源電圧ＶＨｒが所定値増加したとの条件にしてもよい。この場合、電源電圧ＶＨｒが高いほど所定値を小さくしてもよい。また、（Ｂ）の条件において、検出値である電源電圧ＶＨｒに代えて、目標電圧ＶＨ＊が用いられてもよい。
【００６１】
（Ｃ）オフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆが減少したとの条件。オフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆが減少すると、スイッチのコレクタ及びエミッタ間電圧が耐圧値Ｖｌｉｍを超えるおそれがある。このため、切替条件として（Ｃ）の条件が設けられている。
【００６２】
（Ｄ）スイッチに流れるコレクタ電流が増加したとの条件。コレクタ電流が増加すると、スイッチがオフ状態に切り替えられる場合に発生するサージ電圧が大きくなる。このため、切替条件として（Ｄ）の条件が設けられている。ここで、コレクタ電流としては、例えば、１電気角周期における電流振幅、又はコレクタ電流の瞬時値が用いられてもよい。また、コレクタ電流は、相電流センサ５０の検出値若しくはセンス電圧Ｖｓ等の検出値、又は回転電機４０の制御において演算される電流指令値（例えば、ｄ，ｑ軸指令電流）に基づいて把握されればよい。
【００６３】
（Ｅ）各センサ５０〜５４のいずれかが故障した、又は制御装置６０からの通信異常が発生したとの条件。
【００６４】
なお、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆの絶対値が所定量以上である場合、（Ｂ）又は（Ｄ）の条件が成立した場合であっても、ステップＳ２０において肯定判定しないようにしてもよい。
【００６５】
また、制御装置６０から駆動回路へと高速で情報伝達できる手段を用い、オフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆに切り替える指令が制御装置６０から出力される構成であってもよい。この場合、この指令は、Ｈｉ／Ｌｏの２値信号であってもよいし、パルス信号であってもよい。パルス信号の場合、信号経路の断線等の故障に対応することができる。
【００６６】
オフ時初期値算出部１０６は、図９に示す学習処理を行う。この処理は、例えば、所定の制御周期で繰り返し実行される。この制御周期は、制御装置６０の制御周期と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００６７】
ステップＳ３０では、学習実行条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、オフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆ及びフィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｆｂのうちフィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｆｂが指令放電電流Ｉｏｆｆ＊に設定されているとの第１条件と、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆの絶対値が閾値α以下であるとの第２条件との双方が成立していると判定した場合、学習実行条件が成立していると判定する。第２条件は、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆが安定しているかを判定するために設けられている。
【００６８】
ステップＳ３０において学習実行条件が成立していると判定した場合には、ステップＳ３１に進み、今回の制御周期で取得したスイッチ温度Ｔｓｗ、電源電圧ＶＨｒ及びコレクタ電流と関係付けて、今回の制御周期で設定された指令放電電流Ｉｏｆｆ＊をオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆとして学習する。そして、学習したオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆでマップ情報を更新する。その後、図８に示した切替条件が成立した場合、オフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆの設定に更新されたマップ情報が用いられる。
【００６９】
なお、学習されたオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆをそのまま用いるのではなく、学習されたオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆの９０％の値等、学習されたオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆを小さくした値が用いられてもよい。また、学習処理は、例えば、製品出荷前に工場で実施されてもよい。
【００７０】
図１０に、各波形の推移を示す。以下では、上アーム駆動回路ＤｒＨを例にして説明する。図１０（ａ）は、上アーム駆動回路ＤｒＨに入力される上アーム駆動信号ＳＧＨの推移を示し、図１０（ｂ）は、上アームゲート電圧ＶｇｅＨの推移を示す。図１０（ｃ）は、上アームスイッチＳＷＨに流れるコレクタ電流ＩｃｅＨの推移を示し、図１０（ｄ）は、上アームスイッチＳＷＨのコレクタ及びエミッタ間電圧ＶｃｅＨの推移を示し、図１０（ｅ）は、下アームスイッチＳＷＬのコレクタ及びエミッタ間電圧ＶｃｅＬの推移を示す。なお、図１０（ｂ）では、ミラー期間の図示を省略している。
【００７１】
時刻ｔ１において、上アーム駆動信号ＳＧＨがオフ指令に切り替えられる。これにより、その後、上アームゲート電圧ＶｇｅＨが低下し始める。その後、時刻ｔ２において、上アームゲート電圧ＶｇｅＨが閾値電圧Ｖｔｈになる。これにより、コレクタ電流ＩｃｅＨが低下し始め、上アームスイッチＳＷＨのコレクタ及びエミッタ間電圧ＶｃｅＨが上昇し始めるとともに、下アームスイッチＳＷＬのコレクタ及びエミッタ間電圧ＶｃｅＬが低下し始める。その後、上アームスイッチＳＷＨのオフ状態への切り替えに伴い発生するサージ電圧により、コレクタ及びエミッタ間電圧ＶｃｅＨが上アームピーク値ＶｏｆｆｍｘＨとなる。その後、時刻ｔ３において、コレクタ及びエミッタ間電圧ＶｃｅＨが安定して電源電圧ＶＨｒとなる。
【００７２】
その後、時刻ｔ４において、上アーム駆動信号ＳＧＨがオン指令に切り替えられる。これにより、その後、上アームゲート電圧ＶｇｅＨが上昇し始め、時刻ｔ５において、上アームゲート電圧ＶｇｅＨが閾値電圧Ｖｔｈとなる。これにより、コレクタ電流ＩｃｅＨが上昇し始め、上アームスイッチＳＷＨのコレクタ及びエミッタ間電圧ＶｃｅＨが低下し始めるとともに、下アームスイッチＳＷＬのコレクタ及びエミッタ間電圧ＶｃｅＬが上昇し始める。その後、上アームスイッチＳＷＨのオン状態への切り替えに伴い発生するサージ電圧により、下アームスイッチＳＷＬのコレクタ及びエミッタ間電圧ＶｃｅＬが下アーム対向ピーク値ｒｅｖＶｏｎｍｘＬとなる。下アーム対向ピーク値ｒｅｖＶｏｎｍｘＬについては、後で説明する。
【００７３】
上アーム電流制御部７５は、上アームスイッチＳＷＨのオフ状態への切り替えが完了したと判定した場合、上アームスイッチＳＷＨに対する指令放電電流Ｉｏｆｆ＊を更新する。これにより、上アームスイッチＳＷＨが次回オフ状態に切り替えられる場合に更新された指令放電電流Ｉｏｆｆ＊が用いられる。ここで、オフ状態への切り替え完了の判定は、例えば以下のように実施できる。
【００７４】
・上アームゲート電圧ＶｇｅＨが０になったと判定した場合、オフ状態への切り替えが完了したと判定する。
【００７５】
・コレクタ及びエミッタ間電圧ＶｃｅＨが判定電圧以上になったと判定した場合、オフ状態への切り替えが完了したと判定する。ここで、判定電圧は、０よりも高くてかつ電源電圧ＶＨｒよりも低い値に設定されればよい。
【００７６】
・上アーム駆動信号ＳＧＨがオフ指令とされる期間（ｔ１〜ｔ４）において、オフ指令に切り替えられる時刻ｔ１から所定期間経過したと判定した場合、オフ状態への切り替えが完了したと判定する。ここで、時刻ｔ１から所定期間経過したタイミングは、例えば、ゲート電圧が０とされている期間に設定されればよい。
【００７７】
なお、指令放電電流Ｉｏｆｆ＊の更新は、スイッチの１スイッチング周期毎でもよいし、複数スイッチング周期毎（例えば、２スイッチング周期毎）であってもよい。
【００７８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００７９】
制御装置６０は、スイッチのスイッチング速度を調整するための速度調整情報としてオフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆを算出する。制御装置６０は、回転電機４０の制御量の制御及びＤＣＤＣコンバータ２０の電源電圧ＶＨｒの制御を行う役割を担っているため、インバータ３０及びＤＣＤＣコンバータ２０のこれからの制御態様を把握できる立場にある。このため、本実施形態によれば、インバータ３０及びＤＣＤＣコンバータ２０の制御態様を踏まえた適正なオフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆを算出できる。そして、オフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆから算出された指令放電電流Ｉｏｆｆ＊に基づいてスイッチのスイッチングが行われることにより、スイッチがオフ状態に切り替えられる場合におけるサージ電圧の抑制効果及びスイッチング損失の低減効果の低下を抑制することができる。
【００８０】
オフ時サージ算出部１００により算出されたオフサージ値Ｖｏｆｆｒをオフサージ指令値Ｖｏｆｆ＊にフィードバック制御するための操作量としてオフ時放電電流Ｉｏｆｆｃが算出される。この構成によれば、スイッチの個体差、温度特性及び劣化状態等、スイッチの特性がばらついている場合であっても、サージ電圧を抑制しつつスイッチング損失を低減できる適正なオフ時放電電流Ｉｏｆｆｃを算出することができる。
【００８１】
オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆが大きい場合、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆが小さい場合よりも、比例，積分ゲインＫｐ，Ｋｉの少なくとも一方が大きく設定される。これにより、スイッチの安全を担保しつつ、オフサージ値Ｖｏｆｆｒがオフサージ指令値Ｖｏｆｆ＊に追従するまでの時間を短縮でき、ひいてはスイッチング損失を最適にするまでの時間を短縮できる。
【００８２】
電源電圧ＶＨｒ、スイッチ温度Ｔｓｗ、コレクタ電流及びマップ情報に基づいて、オフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆが算出される。そして、切替条件が成立したと判定された場合、オフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆが指令放電電流Ｉｏｆｆ＊に設定される。これにより、インバータ３０及びＤＣＤＣコンバータ２０の制御状態が急変した場合等において安全状態に移行させることができ、スイッチを的確に保護することができる。また、電源電圧ＶＨｒ、スイッチ温度Ｔｓｗ及びコレクタ電流に応じたオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆが算出されることにより、スイッチング損失を最適なものにするまでの放電電流の調整量を少なくでき、インバータ３０及びＤＣＤＣコンバータ２０における効率を向上させることができる。
【００８３】
電源電圧ＶＨｒ、スイッチ温度Ｔｓｗ及びコレクタ電流と関係付けてフィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｆｂを学習する学習処理が行われる。これにより、スイッチの特性のばらつきがあったとしても、サージ電圧の抑制効果及びスイッチング損失の低減効果を得られる適正なオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆを定めることができる。
【００８４】
オフ時電圧制限部１０１により、オフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆが制限値Ｖｏｆｆｌｉｍにより制限される。これにより、オフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆの受信エラーや、制御装置６０の異常、インバータ３０及びＤＣＤＣコンバータ２０の制御状態の急変が発生した場合であっても、スイッチのコレクタ及びエミッタ間電圧が耐圧値Ｖｌｉｍを超えることを的確に回避することができる。
【００８５】
オフ時電流制限部１０４により、オフ時放電電流Ｉｏｆｆｃが放電制限電流Ｉｏｆｆｌｉｍで制限される。これにより、スイッチのスイッチング速度がその許容上限値を超えることを回避でき、スイッチの故障の発生を回避することができる。また、サージ電圧を抑制することができ、回転電機４０の巻線４１に印加される電圧がその耐圧値を超えたり、スイッチのコレクタ及びエミッタ間電圧が耐圧値Ｖｌｉｍを超えたりすることを回避することもできる。
【００８６】
＜第１実施形態の変形例＞
・駆動回路は、電源電圧ＶＨｒを制御装置６０から受信することなく、自身で検出する構成としてもよい。例えば、スイッチがオフ状態とされている場合において駆動回路のサージ検出部により検出されたスイッチのコレクタ及びエミッタ間電圧が電源電圧ＶＨｒとして用いられればよい。
【００８７】
・図４のステップＳ１０において、上，下アーム耐圧値ＶｌｉｍＨ，ＶｌｉｍＬの設定に、上アームスイッチ温度ＴｓｗＨ及び下アームスイッチ温度ＴｓｗＬのうち低い方の温度を用いてもよい。
【００８８】
・図４のステップＳ１０において、上，下アーム耐圧値ＶｌｉｍＨ，ＶｌｉｍＬを温度依存しない一定値に設定してもよい。
【００８９】
・図４のステップＳ１１において、スイッチに流れる電流が増加する期間において、この電流値に応じてオフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆを低減させてもよい。なお、この場合、ＤＣＤＣコンバータ２０において、リアクトル電流センサ５３の検出値に代えて、リアクトル２２に流れる電流の推定値が用いられてもよい。例えば、回転電機４０のトルク指令値及び回転速度に基づいて算出されるＤＣＤＣコンバータ２０の出力電力Ｗと、電源電圧ＶＨｒとに基づいて、電流の推定値が算出されればよい。
【００９０】
・図６のオフ時初期値算出部１０６や図２１のオン時初期値算出部２０６の初期値算出処理や学習処理において、コレクタ電流が用いられなくてもよい。この場合、マップ情報は、コレクタ電流がその取り得る範囲の中央よりも大きい範囲（例えば、この範囲の上限値）となる場合において、スイッチ温度Ｔｓｗ及び電源電圧ＶＨｒと関係付けられてオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆが規定された情報とされればよい。
【００９１】
・オフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆの算出において、マップ情報に代えて、電源電圧ＶＨｒ、スイッチ温度Ｔｓｗ及びコレクタ電流と関係付けられたオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆが規定された数式情報が用いられてもよい。
【００９２】
・上アームゲート電圧ＶｇｅＨが規定電圧以下になったと判定した場合、オフ状態への切り替えが完了したと判定してもよい。ここで、規定電圧は、０よりも高くてかつ閾値電圧Ｖｔｈ以下の値に設定されればよい。規定電圧が閾値電圧Ｖｔｈと同じ値に設定される場合、図１０において、切り替えが完了したと判定されるタイミングは時刻ｔ２となる。
【００９３】
・図４のステップＳ１０において、耐圧値の設定に、電力変換器を構成するスイッチのうち、耐圧値の設定対象となるスイッチ以外のスイッチの温度が用いられてもよい。例えば、インバータ３０の上アーム耐圧値ＶｌｉｍＨの設定に、インバータ３０の下アームスイッチ温度ＴｓｗＬが用いられてもよい。
【００９４】
・オフ時電圧制限部１０１は、電源電圧ＶＨｒ又はスイッチ温度Ｔｓｗのいずれかのみに基づいて制限値Ｖｏｆｆｌｉｍを算出してもよい。
【００９５】
・オフ時初期値算出部１０６は、電源電圧ＶＨｒ又はスイッチ温度Ｔｓｗのいずれかのみに基づいてオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆを算出してもよい。
【００９６】
・オフ時初期値算出部１０６は学習処理を行わなくてもよい。この場合、オフ時初期値算出部１０６は、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆ及び指令放電電流Ｉｏｆｆ＊をモニタする機能を備えていなくてもよい。
【００９７】
・オフ時初期値算出部１０６、指令放電電流設定部１０５及びオフ時切替制御部１０７が電流制御部７５，８５に備えられていなくてもよい。この場合、フィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｆｂが指令放電電流Ｉｏｆｆ＊となる。
【００９８】
・スイッチング速度の調整方法としては、ゲート抵抗値を調整する方法に限らない。例えば、ゲートに電圧を供給する電源の電圧を調整することにより、スイッチング速度を調整してもよい。また、例えば、ゲートを定電流で充電したり、ゲートから定電流で放電させたりする定電流制御が実施される構成の場合、定電流の値を調整することにより、スイッチング速度を調整してもよい。
【００９９】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、オフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆ等の設定に、スイッチに流れる電流の情報が用いられる。
【０１００】
図１１に、制御装置６０により実行される処理の手順を示す。この処理は、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、図１１において、先の図４に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１０１】
ステップＳ１３では、上アーム耐圧値ＶｌｉｍＨ、電源電圧ＶＨｒ、重畳サージＶａｄｄ及び上アームスイッチＳＷＨに流れるコレクタ電流の情報に基づいて、上アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨを算出する。具体的には、上アーム耐圧値ＶｌｉｍＨから、電源電圧ＶＨｒ及び重畳サージＶａｄｄの加算値を差し引くことにより、上アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨの基本値を算出する。コレクタ電流が増加していない場合、算出した基本値をそのまま最終的な上アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨとする。一方、コレクタ電流が増加している場合、算出した基本値を小さくした値を、最終的な上アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨとする。これにより、コレクタ電流の増加時において、上アームスイッチＳＷＨのスイッチング速度を低下させ、サージ電圧を低減することができる。ちなみに、コレクタ電流が増加し始めてから規定期間経過したと判定した場合、又はオフ電圧偏差ΔＶｏｆｆの絶対値が０近傍の規定値以下になったと判定した場合、算出した基本値を、最終的な上アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨとすればよい。
【０１０２】
なお、上アームスイッチＳＷＨに流れるコレクタ電流の情報としては、例えば、相電流センサ５０の検出値、上アーム駆動回路ＤｒＨから受信した上アームセンス電圧ＶｓＨ、又は電流指令値が用いられればよい。
【０１０３】
また、ステップＳ１３では、下アーム耐圧値ＶｌｉｍＬ、電源電圧ＶＨｒ、重畳サージＶａｄｄ及び下アームスイッチＳＷＬに流れるコレクタ電流の情報に基づいて、下アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＬを算出する。この算出方法は、上アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨの算出方法と同様である。具体的には、下アーム耐圧値ＶｌｉｍＬから、電源電圧ＶＨｒ及び重畳サージＶａｄｄの加算値を差し引くことにより、下アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＬの基本値を算出する。コレクタ電流が増加していない場合、算出した基本値をそのまま最終的な下アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＬとする。一方、コレクタ電流が増加している場合、算出した基本値を小さくした値を、最終的な下アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＬとする。
【０１０４】
なお、下アームスイッチＳＷＬに流れるコレクタ電流の情報としては、例えば、相電流センサ５０の検出値、下アーム駆動回路ＤｒＬから受信した下アームセンス電圧ＶｓＬ、又は電流指令値が用いられればよい。
【０１０５】
算出された最終的な上，下アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨ，ＶｏｆｆｒｅｆＬは、ステップＳ１２において上，下アーム駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬに送信される。
【０１０６】
続いて、図１２に、上，下アーム駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬの上，下アーム電流制御部７５，８５それぞれにより実行される処理のブロック図を示す。図１２において、先の図６に示した構成と同一の構成又は対応する構成については、便宜上、同一の符号を付している。なお、図１２の説明では、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬに流れるコレクタ電流を単にコレクタ電流と称し、上，下アームセンス電圧ＶｓＨ，ＶｓＬを単にセンス電圧Ｖｓと称すこととする。
【０１０７】
オフ時電圧制限部１０１は、スイッチ温度ＴｓｗＨ、電源電圧ＶＨｒ及びコレクタ電流に基づいて、オフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆの制限値Ｖｏｆｆｌｉｍを算出する。オフ時電圧制限部１０１は、図１１のステップＳ１０，Ｓ１３と同じ方法により、制限値Ｖｏｆｆｌｉｍを算出する。つまり、スイッチ温度Ｔｓｗ、電源電圧ＶＨｒ及び重畳サージＶａｄｄと、コレクタ電流の増加の有無とに対して、制限値Ｖｏｆｆｌｉｍ及びオフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆは同じ値となる。なお、コレクタ電流は、例えば、相電流センサ５０の検出値、センス電圧Ｖｓ又は電流指令値が用いられればよい。
【０１０８】
＜第２実施形態の変形例＞
・オフ時電圧制限部１０１は、電源電圧ＶＨｒ又はスイッチ温度Ｔｓｗのいずれかと、コレクタ電流とに基づいて制限値Ｖｏｆｆｌｉｍを算出してもよい。
【０１０９】
・オフ時初期値算出部１０６は、電源電圧ＶＨｒ又はスイッチ温度Ｔｓｗのいずれかと、コレクタ電流とに基づいてオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆを算出してもよい。また、オフ時初期値算出部１０６は、コレクタ電流のみに基づいてオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆを算出してもよい。
【０１１０】
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、オフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆの設定方法を変更する。
【０１１１】
図１３に、制御装置６０により実行される処理の手順を示す。この処理は、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、図１３において、先の図４に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１１２】
ステップＳ１４では、図１４に示すように、上アーム耐圧値ＶｌｉｍＨから重畳サージＶａｄｄを差し引くことにより、上アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＨを算出する。また、下アーム耐圧値ＶｌｉｍＬから重畳サージＶａｄｄを差し引くことにより、下アームオフ電圧指令値ＶｏｆｆｒｅｆＬを算出する。
【０１１３】
続いて、図１５に、上，下アーム駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬの上，下アーム電流制御部７５，８５それぞれにより実行される処理のブロック図を示す。図１５において、先の図６に示した構成と同一の構成又は対応する構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１１４】
電流制御部は、オフ時サージ算出部１００を備えていない。このため、オフ電圧偏差算出部１０２は、オフ時電圧制限部１０１により設定されたオフサージ指令値Ｖｏｆｆ＊からピーク値Ｖｏｆｆｍｘを差し引くことにより、オフ電圧偏差ΔＶｏｆｆを算出する。
【０１１５】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
＜第３実施形態の変形例＞
第２実施形態と同様に、オフ時電圧制限部１０１においてスイッチに流れる電流が用いられてもよい。また、オフ時初期値算出部１０６の処理において、第１実施形態の変形例と同様に、スイッチに流れる電流が用いられなくてもよい。
【０１１７】
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、速度調整情報を変更する。
【０１１８】
図１６に、制御装置６０により実行される処理の手順を示す。この処理は、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。
【０１１９】
ステップＳ１５では、上アームスイッチ温度ＴｓｗＨ、電源電圧ＶＨｒ、重畳サージＶａｄｄ及び上アームスイッチＳＷＨに流れるコレクタ電流に基づいて、上アームオフ電流指令値ＩｏｆｆｒｅｆＨを算出する。ここでは、上アームスイッチ温度ＴｓｗＨが高かったり、電源電圧ＶＨｒが低かったり、上アームスイッチＳＷＨに流れるコレクタ電流が低かったりするほど、上アームオフ電流指令値ＩｏｆｆｒｅｆＨを大きく算出すればよい。
【０１２０】
また、ステップＳ１５では、下アームスイッチ温度ＴｓｗＬ、電源電圧ＶＨｒ、重畳サージＶａｄｄ及び下アームスイッチＳＷＬに流れるコレクタ電流に基づいて、下アームオフ電流指令値ＩｏｆｆｒｅｆＬを算出する。ここでは、下アームスイッチ温度ＴｓｗＬが高かったり、電源電圧ＶＨｒが低かったり、下アームスイッチＳＷＬに流れるコレクタ電流が低かったりするほど、下アームオフ電流指令値ＩｏｆｆｒｅｆＬを大きく算出すればよい。なお、本実施形態において、上，下アームオフ電流指令値ＩｏｆｆｒｅｆＨ，ＩｏｆｆｒｅｆＬが速度調整情報に相当する。
【０１２１】
ステップＳ１６では、算出した上アームオフ電流指令値ＩｏｆｆｒｅｆＨを上アーム駆動回路ＤｒＨに送信し、算出した下アームオフ電流指令値ＩｏｆｆｒｅｆＬを下アーム駆動回路ＤｒＬに送信する。
【０１２２】
続いて、図１７に、上，下アーム駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬの上，下アーム電流制御部７５，８５それぞれにより実行される処理のブロック図を示す。本実施形態では、上，下アーム電流制御部７５，８５それぞれにより実行される処理は、基本的には同じである。このため、以下では、上，下アームオフ電流指令値ＩｏｆｆｒｅｆＨ，ＩｏｆｆｒｅｆＬを単にオフ電流指令値Ｉｏｆｆｒｅｆと称すこととする。
【０１２３】
オフ時電流制限部１１４は、オフ時電圧制限部１０１及びオフ時電流制限部１０４と同様の機能を有している。オフ時電流制限部１１４は、スイッチ温度ＴｓｗＨ、電源電圧ＶＨｒ及びコレクタ電流に基づいて、オフ電流指令値Ｉｏｆｆｒｅｆの制限値である放電制限電流Ｉｏｆｆｌｉｍを算出する。オフ時電流制限部１１４は、受信したオフ電流指令値Ｉｏｆｆｒｅｆが放電制限電流Ｉｏｆｆｌｉｍ以下の場合、受信したオフ電流指令値Ｉｏｆｆｒｅｆをフィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｋとして設定する。一方、オフ時電流制限部１１４は、受信したオフ電流指令値Ｉｏｆｆｒｅｆが放電制限電流Ｉｏｆｆｌｉｍを超えている場合、放電制限電流Ｉｏｆｆｌｉｍをフィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｋとして設定する。
【０１２４】
オフ時電流制限部１１４は、図１６のステップＳ１５と同じ方法により、制限値Ｉｏｆｆｌｉｍを算出する。つまり、スイッチ温度Ｔｓｗ、電源電圧ＶＨｒ、コレクタ電流及び重畳サージＶａｄｄに対して、放電制限電流Ｉｏｆｆｌｉｍ及びオフ電流指令値Ｉｏｆｆｒｅｆは同じ値となる。
【０１２５】
なお、放電制限電流Ｉｏｆｆｌｉｍは、スイッチの故障が発生しないとの制約、及び駆動回路の故障が発生しないとの制約のもとに定められていてもよい。
【０１２６】
指令放電電流設定部１０５は、オフ時電流制限部１１４により算出されたフィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｋ、又はオフ時初期値算出部１０６により算出されたオフ電流初期値Ｉｏｆｆｄｆのいずれかを指令放電電流Ｉｏｆｆ＊に設定する。
【０１２７】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に準じた効果を得ることができる。
【０１２８】
＜第４実施形態の変形例＞
・オフ時電流制限部１１４及びオフ時初期値算出部１０６においてスイッチに流れる電流が用いられなくてもよい。
【０１２９】
・オフ時初期値算出部１０６、指令放電電流設定部１０５及びオフ時切替制御部１０７が電流制御部７５，８５に備えられていなくてもよい。この場合、フィードバックオフ電流Ｉｏｆｆｋが指令放電電流Ｉｏｆｆ＊となる。
【０１３０】
＜第５実施形態＞
以下、第５実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、ＤＣＤＣコンバータ２０の駆動回路におけるオフ時切替制御部１０７の切替条件に特徴がある。図１８に、オフ時切替制御部１０７により実行される処理の手順を示す。本実施形態において、図１８に示す処理が処理部に相当する。
【０１３１】
ステップＳ２３では、切替条件が成立したか否かを判定する。本実施形態の切替条件は、ＤＣＤＣコンバータ２０に流れる電流、より詳しくはリアクトル２２に流れる電流の向きが切り替わるとの条件である。特開２０１６−１７８７１２号公報に記載されているように、回転電機４０の力行制御及び回生制御の切り替えに伴い、リアクトル２２を流れる電流の向きが切り替わる。この場合、上，下アーム変圧スイッチＳＣＨ，ＳＣＬのデッドタイムの影響により、入力電圧ＶＬｒに対する電源電圧ＶＨｒの比率である昇圧比が不連続に変化する。その結果、サージ電圧が発生する。このような状況下において安全側に制御するため、図１８に示す処理が用いられる。なお、電流の向きが切り替わるか否かは、例えば、リアクトル電流センサ５３の検出値又は上述した電流の推定値に基づいて判定されればよい。具体的には、例えば、リアクトル電流センサ５３の検出値の絶対値又は電流の推定値の絶対値が所定電流値以下になったと判定した場合、電流の向きが切り替わると判定すればよい。
【０１３２】
なお、制御装置６０は、ステップＳ２３の処理と同じ処理を行い、この処理において肯定判定した場合、オフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆを低下させてもよい。この場合にもスイッチング速度を低下させることができる。
【０１３３】
以上説明した本実施形態によれば、ＤＣＤＣコンバータ２０の出力電圧が変動することを見越してスイッチング速度を調整することができる。これにより、ＤＣＤＣコンバータ２０をより安全に制御することができる。
【０１３４】
＜第５実施形態の変形例＞
スイッチング速度を低下させるための処理として、駆動回路におけるオフ時切替制御部１０７が実行する図１８に示した処理に代えて、制御装置６０が、以下に説明する処理を実行してもよい。例えば第１実施形態において、制御装置６０は、ＤＣＤＣコンバータ２０に流れる電流の向きが切り替わるとの条件が成立したと判定した場合、オフ電圧指令値Ｖｏｆｆｒｅｆを低下させる処理を実行してもよい。また、例えば第４実施形態において、制御装置６０は、ＤＣＤＣコンバータ２０に流れる電流の向きが切り替わるとの条件が成立したと判定した場合、オフ電流指令値Ｉｏｆｆｒｅｆを低下させる処理を実行してもよい。
【０１３５】
＜第６実施形態＞
以下、第６実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、上アームスイッチＳＷＨがオン状態に切り替えられる場合における上アーム抵抗体７１の抵抗値と、下アームスイッチＳＷＬがオン状態に切り替えられる場合における下アーム抵抗体８１の抵抗値とが調整される。なお、ＤＣＤＣコンバータ２０についても同様であるため、インバータ３０を例にして説明する。
【０１３６】
上アームサージ検出部７２は、下アームスイッチＳＷＬのオン状態への切り替えに伴って発生するサージ電圧を検出する。具体的には、上アームサージ検出部７２は、下アームスイッチＳＷＬのオン状態への切り替えに伴って発生するサージ電圧のピーク値を上アーム対向ピーク値ｒｅｖＶｏｎｍｘＨとして検出する。つまり、下アームスイッチＳＷＬのオン状態への切り替えに伴い、下アームスイッチＳＷＬを含む電流が流れていなかった経路に、電流が流れ始める。この際、電流の増加速度ｄｉ／ｄｔ及びインダクタンスＬから定まる「Ｌ×ｄｉ／ｄｔ」でサージが発生する。
【０１３７】
図１９に、下アームスイッチＳＷＬのオン状態への切り替えに伴ってサージが発生する場合の一例を示す。図１９（ａ）に示すように上アームスイッチＳＷＨ及び下アームスイッチＳＷＬの双方がオフ状態とされているデッドタイムにおいて、図１９（ｂ）に示すように下アームスイッチＳＷＬのオン状態への切り替えに伴い、上アームダイオードＤＨに逆電圧が印加され、上アームダイオードＤＨにリカバリ電流が流れる。このリカバリ電流の変化速度が高いため、サージ電圧が大きくなる。
【０１３８】
下アームサージ検出部８２は、上アームスイッチＳＷＨのオン状態への切り替えに伴って発生するサージ電圧を検出する。具体的には、下アームサージ検出部８２は、上アームスイッチＳＷＨのオン状態への切り替えに伴って発生するサージ電圧のピーク値を下アーム対向ピーク値ｒｅｖＶｏｎｍｘＬとして検出する（図１０（ｅ）参照）。つまり、上アームスイッチＳＷＨのオン状態への切り替えに伴い、上アームスイッチＳＷＨを含む電流が流れていなかった経路に、電流が流れ始める。この際、上述した「Ｌ×ｄｉ／ｄｔ」でサージが発生する。
【０１３９】
図２０に、上アームスイッチＳＷＨのオン状態への切り替えに伴ってサージが発生する場合の一例を示す。図２０（ａ）に示すデッドタイムとされる状態において、図２０（ｂ）に示すように上アームスイッチＳＷＨのオン状態への切り替えに伴ってサージ電圧が発生する。上アームスイッチＳＷＨのオン状態への切り替えに伴い、下アームダイオードＤＬに逆電圧が印加され、下アームダイオードＤＬにリカバリ電流が流れる。このリカバリ電流の変化速度が高いため、サージ電圧が大きくなる。
【０１４０】
本実施形態において、上アーム駆動回路ＤｒＨ及び下アーム駆動回路ＤｒＬは、検出した対向ピーク値の情報をやりとりする。この情報の伝達方法としては、例えば、絶縁アンプを用いた方法や、制御装置６０を介した方法、後に説明する図２２，図２３に示した方法が挙げられる。
【０１４１】
なお、制御装置６０は、図４に示した方法と同様な方法により、上アームオン電圧指令値ＶｏｎｒｅｆＨ及び下アームオン電圧指令値ＶｏｎｒｅｆＬ（速度調整情報及びサージ基準値に相当）を算出する。詳しくは、制御装置６０は、上アーム耐圧値ＶｌｉｍＨから、電源電圧ＶＨｒ及び重畳サージＶａｄｄの加算値を差し引くことにより、上アームオン電圧指令値ＶｏｎｒｅｆＨを算出する。また、制御装置６０は、下アーム耐圧値ＶｌｉｍＬから、電源電圧ＶＨｒ及び重畳サージＶａｄｄの加算値を差し引くことにより、下アームオン電圧指令値ＶｏｎＨを算出する。
【０１４２】
続いて、図２１に、上，下アーム駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬの上，下アーム電流制御部７５，８５それぞれにより実行される処理のブロック図を示す。本実施形態では、上，下アーム電流制御部７５，８５それぞれにより実行される処理は、基本的には同じである。このため、以下では、上，下アーム対向ピーク値ｒｅｖＶｏｎｍｘＨ，ｒｅｖＶｏｎｍｘＬを単に対向ピーク値ｒｅｖＶｏｎｍｘと称し、上，下アームオン電圧指令値ＶｏｎｒｅｆＨ，ＶｏｎｒｅｆＬを単にオン電圧指令値Ｖｏｎｒｅｆと称すこととする。
【０１４３】
オン時サージ算出部２００は、対向ピーク値ｒｅｖＶｏｎｍｘから、制御装置６０から受信した電源電圧ＶＨｒを差し引くことにより、オンサージ値Ｖｏｎｒを算出する。詳しくは、上アーム電流制御部７５のオン時サージ算出部２００は、下アーム対向ピーク値ｒｅｖＶｏｎｍｘＬから電源電圧ＶＨｒを差し引くことにより、オンサージ値Ｖｏｎｒを算出する。また、下アーム電流制御部８５のオン時サージ算出部２００は、上アーム対向ピーク値ｒｅｖＶｏｎｍｘＨから電源電圧ＶＨｒを差し引くことにより、オンサージ値Ｖｏｎｒを算出する。
【０１４４】
オン時電圧制限部２０１は、調整情報制限部に相当し、スイッチ温度ＴｓｗＨ及び電源電圧ＶＨｒに基づいて、オン電圧指令値Ｖｏｎｒｅｆの制限値Ｖｏｎｌｉｍを算出する。オン時電圧制限部２０１は、受信したオン電圧指令値Ｖｏｎｒｅｆが制限値Ｖｏｎｌｉｍ以下の場合、受信したオン電圧指令値Ｖｏｎｒｅｆをオンサージ指令値Ｖｏｎ＊として設定する。一方、オン時電圧制限部２０１は、受信したオン電圧指令値Ｖｏｎｒｅｆが制限値Ｖｏｎｌｉｍを超えている場合、制限値Ｖｏｎｌｉｍをオンサージ指令値Ｖｏｎ＊として設定する。
【０１４５】
オン時電圧制限部２０１は、制御装置６０の行うオン電圧指令値Ｖｏｎｒｅｆの算出方法と同じ方法により、制限値Ｖｏｎｌｉｍを算出する。つまり、スイッチ温度Ｔｓｗ、電源電圧ＶＨｒ及び重畳サージＶａｄｄに対して、制限値Ｖｏｎｌｉｍ及びオン電圧指令値Ｖｏｎｒｅｆは同じ値となる。
【０１４６】
オン電圧偏差算出部２０２は、オン時電圧制限部２０１により設定されたオンサージ指令値Ｖｏｎ＊から、オン時サージ算出部２００により算出されたオンサージ値Ｖｏｎｒを差し引くことにより、オン電圧偏差ΔＶｏｎを算出する。
【０１４７】
オン時制御器２０３は、算出されたオン電圧偏差ΔＶｏｎを０にフィードバック制御するための操作量として、スイッチのゲートに供給するオン時充電電流Ｉｏｎｃを算出する。本実施形態において、オン時制御器２０３は、オン電圧偏差ΔＶｏｎに基づく比例積分制御により、オン時充電電流Ｉｏｎｃを算出する。本実施形態において、オン時充電電流Ｉｏｎｃが指令スイッチング速度情報に相当する。オン時充電電流Ｉｏｎｃが大きいほど、スイッチをオン状態に切り替える場合のスイッチング速度が高くなる。また、本実施形態において、オン時サージ算出部２００、オン電圧偏差算出部２０２及びオン時制御器２０３が速度算出部に相当する。
【０１４８】
なお、オン時制御器２０３は、比例積分制御で用いる比例ゲインＫｐ及び積分ゲインＫｉのうち少なくとも一方を、オン電圧偏差ΔＶｏｎ（具体的には、オン電圧偏差ΔＶｏｎの絶対値）が小さい場合よりも大きい場合に大きく設定すればよい。また、オン時制御器２０３におけるフィードバック制御に、微分制御が含まれていてもよい。
【０１４９】
オン時電流制限部２０４は、指令情報制限部に相当し、オン時制御器２０３により算出されたオン時充電電流Ｉｏｎｃが充電制限電流Ｉｏｎｌｉｍ以下の場合、算出されたオン時充電電流Ｉｏｎｃをフィードバックオン電流Ｉｏｎｆｂとして設定する。一方、オン時電流制限部２０４は、オン時充電電流Ｉｏｎｃが充電制限電流Ｉｏｎｌｉｍを超えている場合、充電制限電流Ｉｏｎｌｉｍをフィードバックオン電流Ｉｏｎｆｂとして設定する。なお、充電制限電流Ｉｏｎｌｉｍは、スイッチの故障が発生しないとの制約、及び駆動回路の故障が発生しないとの制約のもとに定められればよい。
【０１５０】
指令充電電流設定部２０５は、オン時電流制限部２０４により算出されたフィードバックオン電流Ｉｏｎｆｂ、又は後述するオン時初期値算出部２０６により算出されたオン電流初期値Ｉｏｎｄｆのいずれかを、スイッチのゲートに供給する指令充電電流Ｉｏｎ＊に設定する。上アーム電流制御部７５を例にして説明すると、上アーム電流制御部７５は、上アームスイッチＳＷＨをオン状態に切り替える場合、上アームスイッチＳＷＨの実際の充電電流が指令充電電流Ｉｏｎ＊になるように、上アーム抵抗体７１の抵抗値を調整する。
【０１５１】
オン時初期値算出部２０６は、スイッチ温度Ｔｓｗ、電源電圧ＶＨｒ及びコレクタ電流と、スイッチ温度Ｔｓｗ、電源電圧ＶＨｒ及びコレクタ電流と関係付けられてオン電流初期値Ｉｏｎｄｆが規定されたマップ情報（規定情報に相当）とに基づいて、オン電流初期値Ｉｏｎｄｆを算出する。
【０１５２】
オン時切替制御部２０７は、フィードバックオン電流Ｉｏｎｆｂ及びフィードバックオン電流Ｉｏｎｆｂのどちらを指令充電電流Ｉｏｎ＊にするかを決定する。この決定は、先の図８に示した処理と同様な処理により実施されればよい。なお、本実施形態において、指令充電電流設定部２０５及びオン時切替制御部２０７が切替部に相当する。
【０１５３】
また、オン時初期値算出部２０６は、先の図９に示した処理と同様な学習処理を行う。オン時初期値算出部２０６は、学習実行条件が成立していると判定した場合、今回の制御周期で取得したスイッチ温度Ｔｓｗ、電源電圧ＶＨｒ及びコレクタ電流と関係付けて、今回の制御周期で設定された指令充電電流Ｉｏｎ＊をオン電流初期値Ｉｏｎｄｆとして学習する。そして、マップ情報を更新する。
【０１５４】
上アーム電流制御部７５は、上アームスイッチＳＷＨのオン状態への切り替えが完了したと判定した場合、上アームスイッチＳＷＨに対する指令充電電流Ｉｏｎ＊を更新する。これにより、上アームスイッチＳＷＨが次回オン状態に切り替えられる場合に更新された指令充電電流Ｉｏｎ＊が用いられる。ここで、オン状態への切り替え完了の判定は、例えば以下のように実施できる。
【０１５５】
・上アームゲート電圧ＶｇｅＨが飽和した、すなわちゲートの電源の電源電圧になったと判定した場合、オン状態への切り替えが完了したと判定する。
【０１５６】
・コレクタ及びエミッタ間電圧ＶｃｅＨが上記判定電圧以下になったと判定した場合、オン状態への切り替えが完了したと判定する。
【０１５７】
・上アーム駆動信号ＳＧＨがオン指令とされる期間において、オン指令に切り替えられるタイミングから上記所定期間経過したと判定した場合、オン状態への切り替えが完了したと判定する。
【０１５８】
以上説明した本実施形態によれば、スイッチをオン状態に切り替える場合においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の構成に、第１実施形態の効果を合わせて適用することができる。この場合、スイッチをオフ状態に切り替える場合と、スイッチをオン状態に切り替える場合とのそれぞれにおいてスイッチング速度を適正化することができ、インバータ３０及びＤＣＤＣコンバータ２０の損失をさらに低減することができる。
【０１５９】
＜第６実施形態の変形例＞
・上アームゲート電圧ＶｇｅＨが上記規定電圧以上になったと判定した場合、オン状態への切り替えが完了したと判定してもよい。
【０１６０】
・第２実施形態と同様に、オン時電圧制限部２０１及びオン時初期値算出部２０６においてスイッチに流れる電流が用いられてもよい。
【０１６１】
・第３実施形態のように、上アーム耐圧値ＶｌｉｍＨから重畳サージＶａｄｄを差し引くことにより、上アームオン電圧指令値ＶｏｎｒｅｆＨを算出し、下アーム耐圧値ＶｌｉｍＬから重畳サージＶａｄｄを差し引くことにより、下アームオン電圧指令値ＶｏｎｒｅｆＬを算出してもよい。
【０１６２】
・制御装置６０により算出される速度調整情報を、第４実施形態のように、ゲート電流値であるオン電流指令値としてもよい。
【０１６３】
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１６４】
・制御装置６０と各駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬとの情報伝達手法としては、図３に示したものに限らず、例えば図２２及び図２３に示すものであってもよい。図２２及び図２３には、インバータ３０の各駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬと制御装置６０との情報伝達手法を示す。
【０１６５】
この場合において、各駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬのうち少なくとも１つの駆動回路が有する電流制御部は、各駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬのうち他の駆動回路から伝達された情報に基づいて、指令放電電流Ｉｏｆｆ＊又は指令充電電流Ｉｏｎ＊を算出してもよい。これにより、指令放電電流Ｉｏｆｆ＊又は指令充電電流Ｉｏｎ＊の算出に必要な情報（例えば、電圧、温度、電流情報）を検出する機能が故障した場合であっても、他の駆動回路の情報を使用することができ、インバータ３０の動作を継続させることができる。
【０１６６】
また、情報を共有できる構成の場合、３相電流の和が０であることを利用して相電流の最大値を把握することもできる。把握した相電流の最大値に基づいて、指令放電電流Ｉｏｆｆ＊又は指令充電電流Ｉｏｎ＊を算出することもできる。
【０１６７】
また、情報を共有できる構成において、１電気角周期における電流（相電流の振幅）に基づいて指令放電電流Ｉｏｆｆ＊又は指令充電電流Ｉｏｎ＊を算出する場合、インバータ３０の各駆動回路ＤｒＨ，ＤｒＬのうち、一部（例えば１つ）の特定の駆動回路においてオフ時放電電流Ｉｏｆｆｃ又はオン時充電電流Ｉｏｎｃを算出し、算出したオフ時放電電流Ｉｏｆｆｃ又はオン時充電電流Ｉｏｎｃを残りの駆動回路が受信するようにしてもよい。
【０１６８】
・インバータ及びＤＣＤＣコンバータのスイッチとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えば、ボディダイオードを内蔵するＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。また、インバータ及びＤＣＤＣコンバータのスイッチとしては、互いに並列接続された２つ以上のスイッチであってもよい。この場合、互いに並列接続されたスイッチの組み合わせとしては、例えば、ＳｉＣのスイッチング素子及びＳｉのスイッチング素子の組み合わせ、又はＩＧＢＴ及びＭＯＳＦＥＴの組み合わせであってもよい。
【０１６９】
・制御装置６０としては、マイコンに限らず、例えば制御ＩＣであってもよい。
【０１７０】
・回転電機の制御量としては、トルクに限らず、例えば、回転電機のロータの回転速度であってもよい。
【０１７１】
・回転電機としては、永久磁石同期機に限らず、例えば巻線界磁型同期機であってもよい。また、回転電機としては、同期機に限らず、例えば誘導機であってもよい。さらに、回転電機としては、車載主機として用いられるものに限らず、電動パワーステアリング装置や空調用電動コンプレッサを構成する電動機等、他の用途に用いられるものであってもよい。
【０１７２】
・回転電機としては、３相のものに限らず、例えば、６相又は９相のものであってもよい。
【０１７３】
・制御システムとしては、ＤＣＤＣコンバータ２０及びインバータ３０のうちいずれか一方のみが備えられるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１７４】
２０…ＤＣＤＣコンバータ、３０…インバータ、６０…制御装置、ＳＣＨ，ＳＣＬ，ＳＷＨ，ＳＷＬ…スイッチ、ＤｒＨ，ＤｒＬ…駆動回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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