(57)【要約】【課題】低コスト化可能な構成で、かつ、電源供給が途絶えた場合においても適切にモータを駆動させることができるモータ駆動装置を提供する。【解決手段】複数のスイッチング素子３０１〜３０６を作動させてモータの駆動電流を出力する駆動回路１０と、前記駆動回路１０の前記スイッチング素子３０１〜３０６に接するように配置されるシート状の熱電交換手段Ｓと、を備えたモータ駆動装置。【選択図】図１
2014075850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチング素子を作動させてモータの駆動電流を出力する駆動回路と、
前記駆動回路の前記スイッチング素子に接するように配置されるシート状の熱電交換手段と、
を備えたモータ駆動装置。
【請求項２】
前記駆動回路に高圧電圧を供給する高圧バッテリと、
前記高圧バッテリの高圧電圧を降圧した降圧電圧により動作し、前記駆動回路の前記スイッチング素子を動作制御する制御手段と、
を備えた請求項１に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを駆動させるモータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータを駆動させるモータ駆動装置として、モータ電流を検出し、検出したモータ電流を基にモータを駆動制御する技術が知られている（特開２０１２−１３５１１９号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３５１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１に開示されているモータの駆動制御方法では、モータ電流を電流センサで測定しているため、低コスト化が困難となる恐れがある。
【０００５】
また、電流センサにより検出した検出値に基づいてモータの駆動制御を行う方法は、モータの制御部への電源供給が途絶えた場合など、電流の検出値を把握できない恐れがある。このため、上記の特許文献１に開示されているモータの駆動制御方法は、モータの制御部への電源供給が途絶えた場合、モータを駆動制御することが困難となる。
【０００６】
このため、当技術分野では、低コスト化可能な構成で、かつ、電源供給が途絶えた場合においても適切にモータを駆動させることができるモータ駆動装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るモータ駆動装置は、複数のスイッチング素子を作動させてモータの駆動電流を出力する駆動回路と、駆動回路のスイッチング素子に接するように配置されるシート状の熱電交換手段と、から構成されている。
【０００８】
本発明に係るモータ駆動装置によれば、スイッチング素子が動作すると、スイッチング素子に接するように配置される熱電交換手段によって、スイッチング素子の熱の一部は電流信号に交換される。よって、モータ駆動装置は、熱電交換手段から送信された電流信号により、各スイッチング素子の動作状況を把握できる。さらに、熱電交換手段は電流センサ等に比べて安価であるため、モータ駆動装置は、低コスト化可能な構成により、各スイッチング素子の動作状況を把握できる。
【０００９】
この場合、モータ駆動装置は、駆動回路に高圧電圧を供給する高圧バッテリと、高圧バッテリの高圧電圧を降圧した降圧電圧により動作し、駆動回路のスイッチング素子を動作制御する制御手段と、を備えているとしてもよい。
【００１０】
このように構成することにより、例えば衝突などによって、モータ駆動装置への電源供給が絶たれた場合であっても、高圧バッテリから高圧電圧を降下した低圧電圧により、モータ駆動装置は、駆動回路の各スイッチング素子の動作状況を把握できる。このため、モータ駆動装置は、駆動回路内を流れる電流の向きを判定し、駆動回路をフィードバック制御することができる。よって、モータ駆動装置は、衝突時などであってもモータを駆動し、退避走行させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のモータ駆動装置によれば、低コスト化可能な構成で、かつ、電源供給が途絶えた場合においても適切にモータを駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態に係るモータ駆動装置の概要図である。
【図２】第一実施形態に係る薄膜熱電シートの載置例である。
【図３】第一実施形態に係るモータ駆動装置の回路図である。
【図４】第一実施形態に係るモータ駆動装置のモータ電流を表す概要図である。
【図５】第一実施形態に係るモータ駆動装置のＩＧＢＴの動作状況を表す概要図である。
【図６】第一実施形態に係るモータ駆動装置のモータ電流を表す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本実施形態に係るモータ駆動装置の構成を表す概要図である。図１に示すように、本実施形態に係るモータ駆動装置１は、主に、回路部１０と、電流制御装置２０と、モータ４０と、高圧電池５０と、降圧装置５５とを備える。回路部１０内の複数の半導体素子２０１〜２１２は、それぞれ熱電交換シートＳを備える。
【００１５】
回路部１０は、モータ４０を駆動するための電流を制御する制御回路である。図１に示すように、回路部１０は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）２０１〜２０６と、ダイオード２０７〜２１２とを備える。ＩＧＢＴ２０１〜２０６とダイオード２０７〜２１２とは、１つのＩＧＢＴに１つのダイオードが並列接続されており、１つのＩＧＢＴと１つのダイオードとにより１つのスイッチング素子を構成する。そして各スイッチング素子３０１〜３０６は、モータ４０へ流れる交流電流の各相に２つずつ備えられている。
【００１６】
熱電交換シートＳは、熱エネルギーと電気エネルギーとを交換する熱電交換手段であって、シート状の部材で構成される。熱電交換シートＳは、例えば、熱電素子を備えるシート状の部材が用いられる。熱電交換シートＳは、ＩＧＢＴ２０１〜２０６又はダイオード２０７〜２１２に接しつつ設けられている。
【００１７】
熱電交換シートＳは、図２の（Ａ）に示す薄膜熱電シートＳのように、各半導体素子（ＩＧＢＴ２０１〜２０６及びダイオード２０７〜２１２）と半導体基板との間に配置されていてもよい。あるいは、熱電交換シートＳは、図２の（Ｂ）に示す薄膜熱電シートＳのように、半導体基板上の各半導体素子の上に配置されていてもよく、または、各半導体素子の近傍に配置されていてもよい。
【００１８】
各熱電交換シートＳは、各半導体素子（ＩＧＢＴ２０１〜２０６及びダイオード２０７〜２１２）の温度を検出し、温度情報を取得する。取得された温度情報は、電流信号線により電流制御装置２０へ送られる。
【００１９】
電流制御装置２０は、熱電交換シートＳが取得したＩＧＢＴ２０１〜２０６及びダイオード２０７〜２１２の温度から、ＩＧＢＴ２０１〜２０６及びダイオード２０７〜２１２に流れる電流を検出する。
【００２０】
電流制御装置２０は、ＩＧＢＴフィードバック制御部２２を備える。電流制御装置２０は、熱電交換シートＳから送信された電流信号から、各半導体素子に流れる電流の有無を判定する。そして、後述するように、モータ４０のＷ相、Ｖ相、Ｕ相において、各相にはどの向きに電流が流れているかを判定する。
【００２１】
このように構成すると、高価な温度センサを用いることなく、低コスト化可能な構成により、各半導体素子の動作状況を判定することができる。
【００２２】
ここで、図３から図６を用いて、電流制御装置２０において行われる、モータ４０のＷ相、Ｖ相、Ｕ相における電流の向きの判定方法について説明する。
【００２３】
図３は、第一実施形態に係る走行駆動装置１の回路図である。図３に示すように走行駆動装置１の回路部１０は、スイッチング素子３０１〜３０６を備えている。各スイッチング素子３０１〜３０６は、上述したようにＩＧＢＴ２０１〜２０６及びダイオード２０７〜２１２より構成されている。
【００２４】
そして各スイッチング素子３０１〜３０６は、モータ４０へ流れる交流電流の各相に２つずつ備えられている。つまり図２に示される回路において、スイッチング素子３０１と３０４はＷ相と対応しており、スイッチング素子３０２と３０５はＶ相と対応しており、スイッチング素子３０３と３０６はＷ相と対応している。
【００２５】
このため、モータ４０のＷ相に電流が流れているか否かを判定する場合は、スイッチング素子３０１及び３０４の動作状況を参照すればよい。同様に、Ｖ相に電流が流れているか否かを判定する場合は、スイッチング素子３０２及び３０５の動作状況を、Ｕ相に電流が流れているか否かを判定する場合は、スイッチング素子３０３及び３０６の動作状況をそれぞれ参照すればよい。
【００２６】
各相に備えられた２個のスイッチング素子は、各相の入力側と出力側とに対応しているため、入力側のスイッチング素子がＯＮの時は、モータ４０へ入力する向きに電流が流れており、一方、出力側のスイッチング素子がＯＮの時は、モータ４０から出力する向きに電流が流れていると判定する。
【００２７】
例えば、スイッチング素子３０１がＯＮの時、モータ４０はＷ相から入力する向きに電流が流れていると判定する。一方、スイッチング素子３０４がＯＮの時は、モータ４０はＷ相から出力する向きに電流が流れていると判定する。また、Ｖ及びＵ相も同様にスイッチング素子の動作状況によって、各層に流れる電流の向きを判定する。
【００２８】
図４は、モータ４０の各相に流れる三相交流電流をあらわしている。図４に示す（１）から（６）は、モータ４０の各相を流れる電流の向きの例をあらわしている。電流制御装置２０は、スイッチング素子３０１〜３０６の動作状況より、図４に示す各相はＷ相、Ｖ相、Ｕ相の何れであるかを判定し、モータ４０を流れる各電流相の向きを判定する。
【００２９】
図５の（Ａ）から（Ｆ）は、モータ４０を駆動させるときのスイッチング素子３０１〜３０６の動作を示している。図５の（Ａ）から（Ｆ）は、図４の（１）から（６）と対応する。図５の（Ａ）の（１）に示す動作状況は、回路にはＷ相及びＶ相が入力であり、Ｕ相から出力される。各スイッチング素子は（１）に示された動作状況から、（６）に示された動作状況まで順次動作し、また再び（１）に示された通りに動作する、状況を表す。
【００３０】
このため、電流制御装置２０が、ある時刻での、各スイッチの動作状況を取得すると、各相の電流がどちらの向に流れているかを判定することができる。
【００３１】
例えば、図５の（Ｂ）は、図４の（２）における状況で、スイッチング素子３０１、３０５、３０６のＩＧＢＴが動作しており（ＯＮ）、スイッチング素子３０２、３０３、３０４のＩＧＢＴが動作していない（ＯＦＦ）である場合を説明する。
【００３２】
このとき、モータ４０はＷ相から入力する向きに電流が流れ、Ｖ相とＵ相へ出力する向きに電流が流れていると判定する（図６参照）。
【００３３】
このように、電流制御装置２０は、各スイッチング素子３０１〜３０６の動作状況から、簡易な方法により、モータ４０の各相に流れる電流の向きを判定する。
【００３４】
また、車両の衝突などによって電源の供給が絶たれた場合であっても、電流制御装置２０は降圧装置により高圧電源から電源が供給されるため、ＩＧＢＴフィードバック制御部２２は、各ＩＢＧＴ（２０１〜２０６）へフィードバック信号を出力することで、ＩＧＢＴ２０１〜２０６を制御することができる。このため、車両の退避走行することが可能となる。
【００３５】
尚、図４の（１）〜（６）以外の場合であっても、モータ４０内に三相交流電流は存在するが、本実施形態では上記（１）〜（６）以外のポイントでの電流の向きの判定は行なわない。
【００３６】
上述した実施形態は、本発明に係る走行駆動装置の一例を示すものであり、実施形態に係る走行駆動装置に限られるものではなく、変形し、又は他のものに提供したものであってもよい。
【００３７】
例えば、上述した実施形態では、熱電交換シートＳを各スイッチング素子３０１〜３０６のＩＧＢＴ２０１〜２０６とダイオード２０７〜２１２としたが、熱電交換シートＳはダイオード２０７〜２１２にのみ接しつつ配置されていてもよい。このように構成した場合であっても、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３８】
例えば、上述した実施形態では、熱電交換手段は、熱電交換シートＳとしたが、熱電交換シートに限定されない。熱電交換手段は、熱を電気信号に変換する部材であればよく、例えば、熱電対を備えたシート状の部材であってもよい。このように構成した場合であっても、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…走行駆動装置、１０…回路部、２０…電流制御装置、２２…フィードバック制御部、４０…モータ、５０…高圧電池、５５…降圧装置、２０１-２０６…ＩＧＢＴ、２０７-２１２…ダイオード、３０１-３０６…スイッチング素子、Ｓ…熱電交換シート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014075850.tif 000006
【図５】
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【図６】
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