(57)【要約】【課題】インバータ回路を構成するハイサイドのＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を確保するとともに、ノイズを抑えることができる電力変換装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置１は、ＦＥＴを３相ブリッジ接続して構成されるインバータ回路と、ハイサイドのＦＥＴの駆動に必要な電圧を出力するチャージポンプ回路１９とを備えている。チャージポンプ回路１９は、コンデンサ１９０ａ〜１９２ａ及びダイオード１９０ｂ〜１９２ｂからなる基本回路１９０〜１９２と、チャージポンプ制御回路１９８とを備えている。チャージポンプ制御回路１９８は、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂの電圧が電圧閾値を超えると、ハイサイドのＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を出力できる範囲内で、駆動する基本回路の段数を３段から２段に減少させる。これにより、ハイサイドのＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を確保するとともに、コンデンサの充放電に伴って発生するノイズを抑えることができる。【選択図】図５
2010142037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＥＴによって構成され、電源に接続されるインバータ回路と、
コンデンサを有する基本回路を複数多段接続して構成され、前記基本回路を駆動して前記コンデンサを充放電させることにより、前記電源の電圧を前記基本回路の段数に応じた電圧に昇圧して、前記電源に接続されるハイサイドの前記ＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を出力するチャージポンプ回路と、
を備えた電力変換装置において、
前記チャージポンプ回路は、前記電源の電圧に基づいて、駆動する前記基本回路の段数を変更することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記チャージポンプ回路は、前記電源の電圧が上昇したとき、ハイサイドの前記ＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を出力できる範囲内で、駆動する前記基本回路の段数を減少させることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記チャージポンプ回路は、前記電源の電圧が電圧閾値を超えると、駆動する前記基本回路の段数を減少させることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電圧閾値にヒステリシス特性を設けていることを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記チャージポンプ回路は、前記ＦＥＴの温度が低下すると、前記電圧閾値を増加させることを特徴とする請求項３又は４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記チャージポンプ回路は、前記ＦＥＴの温度が温度閾値未満になると、前記電圧閾値を増加させることを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記温度閾値にヒステリシス特性を設けていることを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記インバータ回路は、直流電圧を交流電圧に変換して車両に搭載されたモータに供給することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記モータは、前記車両に搭載されたエンジンのカムタイミングを調整することを特徴とする請求項８に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサを有する基本回路を複数多段接続して構成されるチャージポンプ回路を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンデンサを有する基本回路を複数多段接続して構成されるチャージポンプ回路を備えた電力変換装置として、例えば特許文献１に開示されるモータ駆動装置がある。このモータ駆動装置は、インバータ部と、通電制御回路と、ゲート駆動回路とを備えている。インバータ部は、ＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴを３相ブリッジ接続して構成されている。ゲート駆動回路は、通電制御回路からの駆動信号に基づいてゲートに電圧を印加し、ＭＯＳＦＥＴを駆動する。３相ブリッジ接続されたＭＯＳＦＥＴのうち、ハイサイドのＭＯＳＦＥＴは駆動用電源に接続されている。これらのＭＯＳＦＥＴを駆動するには、駆動用電源の電圧より高い電圧をゲートに印加しなければならない。そのため、ハイサイドのＭＯＳＦＥＴを駆動するためのゲート駆動回路には、駆動用電源の電圧を昇圧するチャージポンプ回路が設けられている。チャージポンプ回路は、コンデンサ及びダイオードを有する基本回路を３段接続して構成されている。コンデンサを所定タイミングで充放電させることにより、駆動用電源の電圧を基本回路の段数に応じた電圧に昇圧する。
【特許文献１】特開２００８−１４８３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、チャージポンプ回路は、基本回路の段数を増やすことでより高い電圧を確保することができる。これにより、ハイサイドのＭＯＳＦＥＴを確実に駆動することができる。しかし、基本回路の段数を増やすと、コンデンサの充放電に伴って発生するノイズも増加してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、インバータ回路を構成するハイサイドのＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を確保するとともに、ノイズを抑えることができる電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００５】
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、電源の電圧に基づいて、駆動するチャージポンプ回路の基本回路の段数を変更することにより、インバータ回路を構成するハイサイドのＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を確保するとともに、ノイズを抑えられることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、請求項１に記載の電力変換装置は、ＦＥＴによって構成され、電源に接続されるインバータ回路と、コンデンサを有する基本回路を複数多段接続して構成され、基本回路を駆動してコンデンサを充放電させることにより、電源の電圧を基本回路の段数に応じた電圧に昇圧して、電源に接続されるハイサイドのＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を出力するチャージポンプ回路と、を備えた電力変換装置において、チャージポンプ回路は、電源の電圧に基づいて、駆動する基本回路の段数を変更することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、駆動する、チャージポンプ回路の基本回路の段数を変更することができる。そのため、基本回路を構成するコンデンサの充放電に伴って発生するノイズを抑えることができる。しかも、電源の電圧に基づいて駆動する基本回路の段数を変更するため、ハイサイドのＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を確保することができる。
【０００８】
請求項２に記載の電力変換装置は、請求項１に記載の電力変換装置において、チャージポンプ回路は、電源の電圧が上昇したとき、ハイサイドのＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を出力できる範囲内で、駆動する基本回路の段数を減少させることを特徴とする。この構成によれば、ハイサイドのＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を確保するとともに、ノイズを確実に抑えることができる。
【０００９】
請求項３に記載の電力変換装置は、請求項２に記載の電力変換装置において、チャージポンプ回路は、電源の電圧が電圧閾値を超えると、駆動する基本回路の段数を減少させることを特徴とする。この構成によれば、ノイズをより確実に抑えることができる。
【００１０】
請求項４に記載の電力変換装置は、請求項３に記載の電力変換装置において、電圧閾値にヒステリシス特性を設けていることを特徴とする。この構成によれば、駆動する基本回路の段数の頻繁な切替えを抑えることができる。
【００１１】
請求項５に記載の電力変換装置は、請求項３又は４のいずれか１項に記載の電力変換装置において、チャージポンプ回路は、ＦＥＴの温度が低下すると、電圧閾値を増加させることを特徴とする。この構成によれば、温度が低下すると、ＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧が上昇する。そのため、ＦＥＴの温度が低下したときに、電圧閾値を増加させることで、温度に関係なく、ハイサイドのＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を確保することができる。
【００１２】
請求項６に記載の電力変換装置は、請求項５に記載の電力変換装置において、チャージポンプ回路は、ＦＥＴの温度が温度閾値未満になると、電圧閾値を増加させることを特徴とする。この構成によれば、温度に関係なく、ハイサイドのＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を確実に確保することができる。
【００１３】
請求項７に記載の電力変換装置は、請求項６に記載の電力変換装置において、温度閾値にヒステリシス特性を設けていることを特徴とする。この構成によれば、電圧閾値の頻繁な切替えを防止することができる。
【００１４】
請求項８に記載の電力変換装置は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置において、インバータ回路は、直流電圧を交流電圧に変換して車両に搭載されたモータに供給することを特徴とする。この構成によれば、インバータ回路を構成するハイサイドのＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を確保するとともに、ノイズを抑え、車両に搭載されたモータを制御することができる。
【００１５】
請求項９に記載の電力変換装置は、請求項８に記載の電力変換装置において、モータは、車両に搭載されたエンジンのカムタイミングを調整することを特徴とする。この構成によれば、インバータ回路を構成するハイサイドのＦＥＴの駆動に必要なゲート電圧を確保するとともに、ノイズを抑え、車両に搭載されたエンジンのカムタイミングを調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電力変換装置を、車両に搭載された３相交流モータを制御するモータ制御装置に適用した例を示す。
【００１７】
まず、図１〜図３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１は、本実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。図２は、図１におけるチャージポンプ回路の回路図である。図３は、温度閾値と電圧閾値の関係を示すグラフである。
【００１８】
図１に示す３相交流モータＭ１（モータ）は、３相交流電圧が供給されることで駆動力を発生する機器である。３相交流モータＭ１は、車両に搭載されたエンジンにおいて、カムタイミングを調整することによりバルブの開閉タイミングを調整する、周知の可変バルブタイミング装置を構成するものである。３相交流モータＭ１は、エンジンの所定位置に配設されている。
【００１９】
モータ制御装置１（電力変換装置）は、バッテリＢ１の出力する直流電圧を３相交流電圧に変換して、３相交流モータＭ１に供給する装置である。つまり、直流電力を交流電力に変換して供給する装置である。モータ制御装置１は、インバータ回路１０と、ＦＥＴ駆動回路１１〜１６と、ＦＥＴ制御回路１７と、温度センサ１８と、チャージポンプ回路１９とから構成されている。
【００２０】
インバータ回路１０は、バッテリＢ１の出力する直流電圧を３相交流電圧に変換する回路である。インバータ回路１０は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであるＦＥＴ１００〜１０５を３相ブリッジ接続して構成されている。ＦＥＴ１００〜１０５は、近接して配置されている。ＦＥＴ１００、１０３、ＦＥＴ１０１、１０４及びＦＥＴ１０２、１０５は、それぞれ直列接続されている。具体的には、ＦＥＴ１００〜１０２のソースがＦＥＴ１０３〜１０５のドレインにそれぞれ接続されている。直列接続された３組のＦＥＴ１００、１０３、ＦＥＴ１０１、１０４及びＦＥＴ１０２、１０５は、並列接続されている。ＦＥＴ１００〜１０２のドレインはバッテリＢ１の正極端子に、ＦＥＴ１０３〜１０５のソースはバッテリＢ１の負極端子と同様に接地されている。ＦＥＴ１００〜１０５のゲートは、ＦＥＴ駆動回路１１〜１６にそれぞれ接続されている。また、直列接続されたＦＥＴ１００、１０３、ＦＥＴ１０１、１０４及びＦＥＴ１０２、１０５の直列接続点は、３相交流モータＭ１にそれぞれ接続されている。
【００２１】
ＦＥＴ駆動回路１１〜１６は、ＦＥＴ制御回路１７から入力されるＦＥＴ駆動信号に基づいてＦＥＴ１００〜１０５をオン、オフする回路である。ＦＥＴ駆動回路１１〜１３は、ドレインがバッテリＢ１に接続されているハイサイドのＦＥＴ１００〜１０２をオン、オフする。具体的には、ハイサイドのＦＥＴ１００〜１０２のゲートにチャージポンプ回路１９の出力電圧Ｖｃｐを印加することにより、ＦＥＴ１００〜１０２をオンする。また、ＦＥＴ１００〜１０２のゲートを接地することにより、ＦＥＴ１００〜１０２をオフする。ＦＥＴ駆動回路１４〜１６は、ソースが接地されているローサイドのＦＥＴ１０３〜１０５をオン、オフする。具体的には、ローサイドのＦＥＴ１０３〜１０５のゲートにバッテリＢ１の出力電圧Ｖｂを印加することにより、ＦＥＴ１０３〜１０５をオンする。また、ＦＥＴ１０３〜１０５のゲートを接地することにより、ＦＥＴ１０３〜１０５をオフする。ＦＥＴ駆動回路１１〜１６の駆動信号入力端子は、ＦＥＴ制御回路１７の駆動信号出力端子にそれぞれ接続され。出力端子は、ＦＥＴ１００〜１０５のゲートにそれぞれ接続されている。また、ＦＥＴ駆動回路１１〜１３の＋側電源端子はチャージポンプ回路１９に接続され、−側電源端子は接地されている。ＦＥＴ駆動回路１４〜１６の＋側電源端子はバッテリＢ１の正極端子に接続され、−側電源端子は接地されている。
【００２２】
ＦＥＴ制御回路１７は、外部から入力される指令に基づいて、ＦＥＴ１００〜１０５のオン、オフを制御するためのＦＥＴ駆動信号を出力する回路である。ＦＥＴ制御回路１７の駆動信号出力端子は、ＦＥＴ駆動回路１１〜１６の駆動信号入力端子にそれぞれ接続されている。
【００２３】
温度センサ１８は、ＦＥＴ１００〜１０２の温度を検出するための素子である。具体的には、ＦＥＴ１００〜１０２周辺の温度を検出することで、ＦＥＴ１００〜１０２の温度を検出する。温度センサ１８は、例えば、ＦＥＴ１００の近傍に配設されている。そして、チャージポンプ制御回路１９に接続されている。
【００２４】
インバータ回路１０において、ハイサイドのＦＥＴ１００〜１０２をオンするには、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂより高い電圧をゲートに印加しなければならない。具体的には、ＦＥＴをオンできるゲート駆動可能電圧分だけ高い電圧を印加しなければならない。チャージポンプ回路１９は、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂを、後述する基本回路の段数に応じた電圧に昇圧して、ハイサイドのＦＥＴ１００〜１０２の駆動に必要なゲート電圧を出力する回路である。図２に示すように、チャージポンプ回路１９は、基本回路１９０〜１９２と、チャージポンプ駆動回路１９３〜１９５と、コンデンサ１９６と、ダイオード１９７と、チャージポンプ制御回路１９８とから構成されている。
【００２５】
基本回路１９０〜１９２は、コンデンサ１９０ａ〜１９２ａと、ダイオード１９０ｂ〜１９２ｂとから構成されている。
【００２６】
基本回路１９０は、バッテリＢ１に接続されている。  基本回路１９０を構成するコンデンサ１９０ａの一端は、ダイオード１９０ｂを介してバッテリＢ１の正極端子に接続されている。また、他端は、チャージポンプ駆動回路１９３に接続されている。ここで、ダイオード１９０ｂのアノードはバッテリＢ１の正極端子に、カソードはコンデンサ１９０ａの一端にそれぞれ接続されている。
【００２７】
基本回路１９１は、基本回路１９０の後段に接続されている。基本回路１９１を構成するコンデンサ１９１ａの一端は、ダイオード１９１ｂを介してコンデンサ１９０ａの一端に接続されている。また、他端は、チャージポンプ駆動回路１９４に接続されている。ここで、ダイオード１９１ｂのアノードはコンデンサ１９０ａの一端に、カソードはコンデンサ１９１ａの一端にそれぞれ接続されている。
【００２８】
基本回路１９２は、基本回路１９１の後段に接続されている。基本回路１９２を構成するコンデンサ１９２ａの一端は、ダイオード１９２ｂを介してコンデンサ１９１ａの一端に接続されている。また、他端は、チャージポンプ駆動回路１９５にそれぞれ接続されている。ここで、ダイオード１９２ｂのアノードはコンデンサ１９１ａの一端に、カソードはコンデンサ１９２ａの一端にそれぞれ接続されている。３つの基本回路１９０〜１９２は、３段接続されている。
【００２９】
チャージポンプ駆動回路１９３〜１９５は、チャージポンプ制御回路１９８から入力されるチャージポンプ駆動信号に基づいて基本回路１９０〜１９２を駆動する回路である。具体的には、チャージポンプ駆動信号に基づいて、コンデンサ１９０ａ〜１９２ａの他端をバッテリＢ１の正極端子に接続、又は、接地することにより、コンデンサ１９０ａ〜１９２ａを充放電させる回路である。チャージポンプ駆動回路１９３〜１９５の駆動信号入力端子は、チャージポンプ制御回路１９８にそれぞれ接続されている。また、出力端子は、コンデンサ１９０ａ〜１９２ａの他端にそれぞれ接続されている。さらに、＋側電源端子はバッテリＢ１の正極端子に接続され、−側電源端子は接地されている。
【００３０】
コンデンサ１９６及びダイオード１９７は、基本回路１９２の出力電圧を平滑化して充電するための素子である。コンデンサ１９６の一端はダイオード１９７を介してコンデンサ１９２ａの一端に接続され、他端は接地されている。ここで、ダイオード１９７のアノードはコンデンサ１９２ａの一端に、カソードはコンデンサ１９６の一端にそれぞれ接続されている。なお、コンデンサ１９６及びダイオード１９７からなる回路は、基本回路１９０〜１９２と同一の構成であるが、コンデンサ１９６の他端が接地されており、基本回路１９０〜１９２とは全く別の回路である。
【００３１】
チャージポンプ制御回路１９８は、温度センサ１８の検出したＦＥＴ１００〜１０２の温度、及び、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂに基づいて、基本回路１９０〜１９２を駆動するためのチャージポンプ駆動信号を出力する回路である。チャージポンプ回路１９８には、温度センサ１８の検出したＦＥＴ１００〜１０２の温度を判定するため、温度閾値が設定されている。温度閾値にヒステリシス特性を持たせるため、第１温度閾値Ｔｔｈ１と、第１温度閾値Ｔｔｈ１より高い第２温度閾値Ｔｔｈ２とが設定されている。また、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂを判定するため、電圧閾値が設定されている。電圧閾値にヒステリシス特性を持たせるため、第１電圧閾値Ｖｔｈ１と、第１電圧閾値Ｖｔｈ１より高い第２電圧閾値Ｖｔｈ２とが設定されている。図３に示すように、第１電圧閾値Ｖｔｈ１及び第２電圧閾値Ｖｔｈ２は、ＦＥＴ１００〜１０２の温度によって変更される。ＦＥＴ１００〜１０２の温度が第１温度閾値Ｔｔｈ１未満になると、第１電圧閾値としてＶｔｈ１Ｈが、第２電圧閾値としてＶｔｈ２Ｈが設定される。一方、ＦＥＴ１００〜１０２の温度が第２温度閾値Ｔｔｈ２を超えると、第１電圧閾値として、Ｖｔｈ１Ｈより低いＶｔｈ１Ｌが、第２電圧閾値として、Ｖｔｈ２Ｈより低いＶｔｈ２Ｌが設定される。チャージポンプ制御回路１９８のバッテリ電圧入力端子は、バッテリＢ１の正極端子に接続されている。また、温度入力端子は、温度センサ１８に接続されている。さらに、駆動信号出力端子は、チャージポンプ駆動回路１９３〜１９５の駆動信号入力端子にそれぞれ接続されている。
【００３２】
次に、図１〜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４は、バッテリの出力電圧とチャージポンプ回路の出力電圧の関係を示すグラフである。図５は、チャージポンプ回路の動作を説明するための回路図である。図６は、バッテリの出力電圧とチャージポンプ回路の出力電圧の関係を示す別のグラフである。図７は、低温時におけるバッテリの出力電圧とチャージポンプ回路の出力電圧の関係を示すグラフである。
【００３３】
図１において、バッテリＢ１の電圧Ｖｂが印加されると、モータ制御装置１は動作を開始する。
【００３４】
図２において、温度センサ１８の検出したＦＥＴ１００〜１０２の温度が第２温度閾値Ｔｔｈ２を超えており比較的高いとき、チャージポンプ制御回路１９８は、図３に示すように、第１電圧閾値としてＶｔｈ１Ｌ、第２電圧閾値としてＶｔｈ２Ｌを設定する。
【００３５】
図４に示すように、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂが第２電圧閾値Ｖｔｈ２Ｌを超えるまでは、チャージポンプ制御回路１９８は、３段接続された基本回路１９０〜１９２を全て駆動する。具体的には、図２に示すように、チャージポンプ駆動回路１９３、１９５に対して同一周期で同位相のパルス信号を、チャージポンプ駆動回路１９４に対して同一周期で逆位相のパルス信号をそれぞれチャージポンプ駆動信号として出力する。チャージポンプ駆動回路１９３〜１９５は、チャージポンプ駆動信号に基づいて、コンデンサ１９０ａ〜１９２ａの他端をバッテリＢ１の正極端子に接続、又は、接地する。つまり、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂ、又は、０Ｖを印加する。これにより、コンデンサ１９０ａ〜１９２ａの充放電が繰り返され、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂが昇圧される。この場合、３段接続された基本回路１９０〜１９２を全て駆動することから、チャージポンプ回路１９は、図４に示すように、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂを約４倍に昇圧して出力することとなる。
【００３６】
その後、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂが高くなり第２電圧閾値Ｖｔｈ２Ｌを超えると、チャージポンプ制御回路１９８は、３段接続された基本回路１９０〜１９２のうち、基本回路１９０の駆動を停止する。具体的には、図５に示すように、チャージポンプ駆動回路１９３に対するチャージポンプ駆動信号のみを停止する。チャージポンプ駆動回路１９３は、コンデンサ１９０ａの他端を接地し続ける。一方、チャージポンプ駆動回路１９４、１９５は、チャージポンプ駆動信号に基づいて、コンデンサ１９１ａ、１９２ａの他端をバッテリＢ１の正極端子に接続、又は、接地する。これにより、コンデンサ１９１ａ、１９２ａのみ充放電が繰り返され、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂが昇圧される。この場合、３段接続された基本回路１９０〜１９２のうち、基本回路１９１、１９２の２段を駆動することから、チャージポンプ回路１９は、図４に示すように、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂを約３倍に昇圧して出力することとなる。そのため、コンデンサの充放電に伴って発生するノイズを抑えることができる。
【００３７】
その後、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂが低くなり第１電圧閾値Ｖｔｈ１Ｌ未満になると、チャージポンプ制御回路１９８は、３段接続された基本回路１９０〜１９２を全て駆動する。この場合、３段接続された基本回路１９０〜１９２を全て駆動することから、チャージポンプ回路１９は、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂを約４倍に昇圧して出力することとなる。
【００３８】
ところで、駆動する基本回路の段数を減少させると、チャージポンプ回路１９の出力電圧Ｖｃｐが低下することとなる。しかし、ハイサイドのＦＥＴ１００〜１０２の駆動に必要なゲート電圧を出力できる範囲内で、電圧閾値及び減少させる基本回路の段数を適切に設定している。そのため、ＦＥＴ１００〜１０２の温度が第２温度閾値Ｔｔｈ２を超えており比較的高いとき、ＦＥＴ１００〜１０２の駆動に必要なゲート電圧を確保できる。
【００３９】
一方、ＦＥＴ１００〜１０２の温度が低下し、低温状態になると、図６に示すように、ＦＥＴ１００〜１０２の駆動に必要な最低ゲート電圧が上昇する。このとき、第１電圧閾値としてＶｔｈ１Ｌ、第２電圧閾値としてＶｔｈ２Ｌを用いた場合、ＦＥＴ１００〜１０２の駆動に必要な最低ゲート電圧を確保できなくなってしまう。
【００４０】
図２において、第２温度閾値Ｔｔｈ２を超えていたＦＥＴ１００〜１０２の温度が低下して第１温度閾値Ｔｔｈ１未満の低温状態になると、チャージポンプ制御回路１９８は、図３に示すように、第１電圧閾値としてＶｔｈ１Ｈ、第２電圧閾値としてＶｔｈ２Ｈを設定する。そして、図７に示すように、第１電圧閾値Ｖｔｈ１Ｈ及び第２電圧閾値Ｖｔｈ２Ｈに基づいて、前述したように、駆動する基本回路の段数を変更する。これにより、ＦＥＴ１００〜１０２の駆動に必要な最低ゲート電圧が上昇しても、ゲート電圧を確保できる。
【００４１】
このようにしてチャージポンプ回路１９の出力電圧Ｖｃｐが確保されると、図１において、ＦＥＴ制御回路１７は、外部から入力される指令に基づいてＦＥＴ１００〜１０５のオン、オフを制御するためのＦＥＴ駆動信号を出力する。ＦＥＴ駆動回路１１〜１３は、ＦＥＴ駆動信号に基づいてチャージポンプ回路１９の出力電圧ＶｃｐをＦＥＴ１００〜１０２のゲートに印加することにより、ＦＥＴ１００〜１０２をオンする。また、ＦＥＴ１００〜１０２のゲートを接地することにより、ＦＥＴ１００〜１０２をオフする。ＦＥＴ駆動回路１４〜１６は、ＦＥＴ駆動信号に基づいてバッテリＢ１の出力電圧ＶｂをＦＥＴ１０３〜１０５のゲートに印加することにより、ＦＥＴ１０３〜１０５をオンする。また、ＦＥＴ１０３〜１０５のゲートを接地することにより、ＦＥＴ１０３〜１０５をオフする。これにより、バッテリＢ１の出力する直流電圧Ｖｂが、３相交流電圧に変換され、３相交流モータに供給される。３相交流モータＭ１は、駆動力を発生し、エンジンのカムタイミングを調整することによりバルブの開閉タイミングを適切に調整する。
【００４２】
最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、駆動する基本回路の段数を変更することができる。そのため、基本回路１９０〜１９２を構成するコンデンサ１９０ａ〜１９２ａの充放電に伴って発生するノイズを抑えることができる。しかも、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂに基づいて駆動する基本回路の段数を変更するため、ハイサイドのＦＥＴ１００〜１０２の駆動に必要なゲート電圧を確保することができる。そのため、ハイサイドのＦＥＴ１００〜１０２の駆動に必要なゲート電圧を確保するとともに、ノイズを抑え、車両に搭載された３相交流モータＭ１を制御することができる。また、エンジンのカムタイミングを調整することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、バッテリＢ１の出力電圧Ｖｂが第２電圧閾値Ｖｔｈ２を超えると、ハイサイドのＦＥＴ１００〜１０２の駆動に必要なゲート電圧を出力できる範囲内で、駆動する基本回路の段数を減少させる。そのため、ノイズを確実に抑えることができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、温度が低下すると、ハイサイドのＦＥＴ１００〜１０２の駆動に必要な最低ゲート電圧が上昇する。そのため、ＦＥＴ１００〜１０２の温度が第１温度閾値Ｔｔｈ１未満になると、第１電圧閾値Ｖｔｈ１及び第２電圧閾値Ｖｔｈ２を増加させることで、温度に関係なく、ＦＥＴ１００〜１０２の駆動に必要な最低ゲート電圧を確保することができる。
【００４５】
さらに、本実施形態によれば、電圧閾値及び温度閾値に、ヒステリシス特性を設けている。そのため、駆動する基本回路の段数の頻繁な切替えを抑えることができる。また、電圧閾値の頻繁な切替えを防止することができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、チャージポンプ回路１９が、基本回路１９０〜１９２を３段接続して構成され、駆動する段数を１段だけ変更する例を挙げているが、これに限られるものではない。基本回路の段数は、２段でもよいし、４段以上であってもよい。また、変更する段数は、必要な電圧を確保できる範囲内であれば、何段であってもよい。さらに、変更する基本回路の位置は、チャージポンプ回路としての動作を確保できるのであれば、全段のうちどの位置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【図２】図１におけるチャージポンプ回路の回路図である。
【図３】温度閾値と電圧閾値の関係を示すグラフである。
【図４】バッテリの出力電圧とチャージポンプ回路の出力電圧の関係を示すグラフである。
【図５】チャージポンプ回路の動作を説明するための回路図である。
【図６】バッテリの出力電圧とチャージポンプ回路の出力電圧の関係を示す別のグラフである。
【図７】低温時におけるバッテリの出力電圧とチャージポンプ回路の出力電圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・モータ制御装置（電力変換装置）、１０・・・インバータ回路、１００〜１０５・・・ＦＥＴ、１１〜１６・・・ＦＥＴ駆動回路、１７・・・ＦＥＴ制御回路、１８・・・温度センサ、１９・・・チャージポンプ回路、１９０〜１９２・・・基本回路、１９０ａ〜１９２ａ・・・コンデンサ、１９０ｂ〜１９２ｂ・・・ダイオード、１９３〜１９５・・・チャージポンプ駆動回路、１９６・・・コンデンサ、１９７・・・ダイオード、１９８・・・チャージポンプ制御回路、Ｍ１・・・３相交流モータ（モータ）、Ｂ１・・・バッテリ（電源）
【図１】
2010142037.tif 000003
【図２】
2010142037.tif 000004
【図３】
2010142037.tif 000005
【図４】
2010142037.tif 000006
【図５】
2010142037.tif 000007
【図６】
2010142037.tif 000008
【図７】
2010142037.tif 000009