(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電によって発熱する複数の電力変換用半導体素子（Ｓ￥＃；Ｓ１Ｕｐ〜Ｓ１Ｗｎ，Ｓ２Ｕｐ〜Ｓ２Ｗｎ，ＳＣｐａ〜ＳＣｎｂ）と、
複数の前記電力変換用半導体素子のそれぞれに対して設けられ、前記電力変換用半導体素子の温度と相関を有する温度信号を出力する温度信号出力部（Ｔ￥＃；Ｔ１Ｕｐ〜Ｔ１Ｗｎ，Ｔ２Ｕｐ〜Ｔ２Ｗｎ，ＴＣｐａ〜ＴＣｎｂ）と、を備えるシステムに適用され、
複数の前記温度信号出力部のそれぞれから出力される温度信号に基づき、複数の前記電力変換用半導体素子のそれぞれの温度を検出するマイコン（８０）と、
複数の入力ポート（Ｔｉｎ１，Ｔｉｎ２）、及び複数の前記入力ポートのいずれかが選択的に接続される出力ポート（Ｔｏｕｔ）を有する入出力インターフェース（８２ａ，８２ｂ；１４０ａ〜１４０ｉ）と、を備え、
複数の前記温度信号出力部のうち一部の温度信号出力部（ＴＶｎ，ＴＷｎ；Ｔ１Ｗｎ，Ｔ２Ｗｎ，ＴＣｐａ〜ＴＣｎｂ）から出力される温度信号は、前記入出力インターフェースを介すことなく前記マイコンに入力され、
複数の前記温度信号出力部のうち残りの２つ以上の温度信号出力部（Ｔ￥ｐ，ＴＵｎ；Ｔ１Ｕｐ〜Ｔ１Ｗｎ，Ｔ２Ｕｐ〜Ｔ２Ｖｎ，ＴＣｐａ〜ＴＣｎｂ）から出力される各温度信号は、前記入出力インターフェースの各入力ポートに入力され、
前記マイコンは、前記出力ポートから出力された温度信号と、前記入出力インターフェースを介すことなく入力された温度信号とに基づき、複数の前記電力変換用半導体素子のそれぞれの温度を検出することを特徴とする温度検出装置。
【請求項２】
前記システムは、
回転電機（１０１，１０３）に交流電圧を印加するための装置であって、上アーム及び下アームのそれぞれが前記電力変換用半導体素子（Ｓ１Ｕｐ〜Ｓ１Ｗｎ，Ｓ２Ｕｐ〜Ｓ２Ｗｎ）によって構成されたインバータ装置（１００，１０２）と、
変圧を伴って前記インバータ装置と電力伝達を行うための装置であって、上アーム及び下アームのそれぞれが前記電力変換用半導体素子（ＳＣｐａ〜ＳＣｎｂ；Ｓ１〜Ｓ４）によって構成された変圧コンバータ装置（９０；９０ａ）と、を備え、
前記インバータ装置を構成する前記電力変換用半導体素子に対して設けられている前記温度信号出力部をインバータ出力部（Ｔ１Ｕｐ〜Ｔ１Ｗｎ，Ｔ２Ｕｐ〜Ｔ２Ｗｎ）とし、
前記変圧コンバータ装置を構成する前記電力変換用半導体素子に対して設けられている前記温度信号出力部をコンバータ出力部（ＴＣｐａ〜ＴＣｎｂ）とし、
複数の前記インバータ出力部のうち、一部のインバータ出力部（Ｔ２Ｗｎ；Ｔ１Ｗｎ，Ｔ２Ｗｎ）から出力される温度信号は、前記入出力インターフェースを介すことなく前記マイコンに入力され、残りの２つ以上のインバータ出力部（Ｔ１Ｕｐ〜Ｔ１Ｗｎ，Ｔ２Ｕｐ〜Ｔ２Ｖｎ；Ｔ１Ｕｐ〜Ｔ１Ｖｎ，Ｔ２Ｕｐ〜Ｔ２Ｖｎ）から出力される各温度信号は、前記入出力インターフェース（１４０ａ〜１４０ｄ；１４０ａ〜１４０ｃ，１４０ｇ）の各入力ポートに入力され、
複数の前記コンバータ出力部のうち、一部のコンバータ出力部（ＴＣｎｂ；ＴＣｐａ，ＴＣｎｂ）から出力される温度信号は、前記入出力インターフェースを介すことなく前記マイコンに入力され、残りの２つ以上のコンバータ出力部（ＴＣｐａ〜ＴＣｎｂ；ＴＣｐａ〜ＴＣｎａ；ＴＣｐｂ，ＴＣｎａ）から出力される各温度信号は、前記入出力インターフェース（１４０ｅ，１４０ｆ；１４０ｈ，１４０ｉ）の各入力ポートに入力されることを特徴とする請求項１記載の温度検出装置。
【請求項３】
前記インバータ装置及び前記変圧コンバータ装置のそれぞれを構成する前記電力変換用半導体素子は、スイッチング素子を含み、
前記変圧コンバータ装置は、直流電源（７２）からの入力電圧を昇圧して前記インバータ装置に印加する昇圧動作と、前記インバータ装置から出力された直流電圧を降圧して前記直流電源に印加する降圧動作とを実施可能な昇降圧コンバータ装置であり、
前記変圧コンバータ装置の下アームを構成する前記スイッチング素子（ＳＣｎａ，ＳＣｎｂ；Ｓ１，Ｓ２）は、前記昇圧動作及び前記降圧動作のうち前記昇圧動作を行う場合にオンオフ操作され、前記変圧コンバータ装置の上アームを構成する前記スイッチング素子（ＳＣｐａ，ＳＣｐｂ；Ｓ３，Ｓ４）は、前記昇圧動作及び前記降圧動作のうち前記降圧動作を行う場合にオンオフ操作され、
前記変圧コンバータ装置の上アームを構成する前記電力変換用半導体素子に対して設けられている前記温度信号出力部を上アームコンバータ出力部（ＴＣｐａ，ＴＣｐｂ）とし、
前記変圧コンバータ装置の下アームを構成する前記電力変換用半導体素子に対して設けられている前記温度信号出力部を下アームコンバータ出力部（ＴＣｎａ，ＴＣｎｂ）とし、
少なくとも１つの前記上アームコンバータ出力部（ＴＣｐａ）から出力される温度信号は、前記入出力インターフェースを介すことなく前記マイコンに入力され、
少なくとも１つの前記下アームコンバータ出力部（ＴＣｎｂ）から出力される温度信号は、前記入出力インターフェースを介すことなく前記マイコンに入力されることを特徴とする請求項２記載の温度検出装置。
【請求項４】
前記システムは、
回転電機（１０１，１０３）に交流電圧を印加するための装置であって、上アーム及び下アームのそれぞれが前記電力変換用半導体素子（Ｓ１Ｕｐ〜Ｓ１Ｗｎ，Ｓ２Ｕｐ〜Ｓ２Ｗｎ）によって構成されたインバータ装置（１００，１０２）と、
変圧を伴って前記インバータ装置と電力伝達を行うための装置であって、上アーム及び下アームのそれぞれが前記電力変換用半導体素子（ＳＣｐａ〜ＳＣｎｂ；Ｓ１〜Ｓ４）によって構成された変圧コンバータ装置（９０；９０ａ）と、を備え、
前記回転電機は、複数であり、
前記インバータ装置は、複数の前記回転電機のそれぞれに対応して個別に設けられ、
前記インバータ装置を構成する前記電力変換用半導体素子に対して設けられている前記温度信号出力部をインバータ出力部（Ｔ１Ｕｐ〜Ｔ１Ｗｎ，Ｔ２Ｕｐ〜Ｔ２Ｗｎ）とし、
前記変圧コンバータ装置を構成する前記電力変換用半導体素子に対して設けられている前記温度信号出力部をコンバータ出力部（ＴＣｐａ〜ＴＣｎｂ）とし、
前記コンバータ出力部から出力される温度信号が入力される前記入出力インターフェース（１４０ｅ，１４０ｆ；１４０ｈ；１４０ｉ）には、前記コンバータ出力部及び前記インバータ出力部のうち、前記コンバータ出力部から出力される温度信号のみが入力され、
前記インバータ出力部から出力される温度信号が入力される前記入出力インターフェース（１４０ａ〜１４０ｄ；１４０ａ〜１４０ｃ，１４０ｇ）は、前記各インバータ装置のそれぞれに対して設けられ、
前記インバータ出力部から出力される温度信号が入力される前記入出力インターフェースには、前記コンバータ出力部及び前記インバータ出力部のうち、前記インバータ出力部から出力される温度信号のみが入力されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項５】
前記インバータ装置及び前記変圧コンバータ装置のそれぞれを構成する前記電力変換用半導体素子は、スイッチング素子を含み、
前記変圧コンバータ装置は、直流電源（７２）からの入力電圧を昇圧して前記インバータ装置に印加する昇圧動作と、前記インバータ装置から出力された直流電圧を降圧して前記直流電源に印加する降圧動作とを実施可能な昇降圧コンバータ装置であり、
前記変圧コンバータ装置の下アームを構成する前記スイッチング素子（ＳＣｎａ，ＳＣｎｂ；Ｓ１，Ｓ２）は、前記昇圧動作及び前記降圧動作のうち前記昇圧動作を行う場合にオンオフ操作され、前記変圧コンバータ装置の上アームを構成する前記スイッチング素子（ＳＣｐａ，ＳＣｐｂ；Ｓ３，Ｓ４）は、前記昇圧動作及び前記降圧動作のうち前記降圧動作を行う場合にオンオフ操作され、
前記変圧コンバータ装置の上アームを構成する前記電力変換用半導体素子に対して設けられている前記温度信号出力部を上アームコンバータ出力部（ＴＣｐａ，ＴＣｐｂ）とし、
前記変圧コンバータ装置の下アームを構成する前記電力変換用半導体素子に対して設けられている前記温度信号出力部を下アームコンバータ出力部（ＴＣｎａ，ＴＣｎｂ）とし、
前記上アームコンバータ出力部から出力される温度信号が入力される前記入出力インターフェース（１４０ｅ）には、前記上アームコンバータ出力部、前記下アームコンバータ出力部及び前記インバータ出力部のうち、前記上アームコンバータ出力部から出力される温度信号のみが入力され、
前記下アームコンバータ出力部から出力される温度信号が入力される前記入出力インターフェース（１４０ｆ）には、前記上アームコンバータ出力部、前記下アームコンバータ出力部及び前記インバータ出力部のうち、前記下アームコンバータ出力部から出力される温度信号のみが入力されることを特徴とする請求項４記載の温度検出装置。
【請求項６】
前記システムは、
回転電機（１０１，１０３）に交流電圧を印加するための装置であって、上アーム及び下アームのそれぞれが前記電力変換用半導体素子（Ｓ１Ｕｐ〜Ｓ１Ｗｎ，Ｓ２Ｕｐ〜Ｓ２Ｗｎ）によって構成されたインバータ装置（１００，１０２）と、
変圧を伴って前記インバータ装置と電力伝達を行うための装置であって、上アーム及び下アームのそれぞれが前記電力変換用半導体素子（ＳＣｐａ〜ＳＣｎｂ；Ｓ１〜Ｓ４）によって構成された変圧コンバータ装置（９０；９０ａ）と、を備え、
前記インバータ装置及び前記変圧コンバータ装置の少なくとも１つを構成する前記電力変換用半導体素子のうち少なくとも１つは、互いに並列接続された複数のスイッチング素子を含み、
前記変圧コンバータ装置は、直流電源（７２）からの入力電圧を昇圧して前記インバータ装置に印加する昇圧動作と、前記インバータ装置から出力された直流電圧を降圧して前記直流電源に印加する降圧動作とを実施可能な昇降圧コンバータ装置であり、
前記変圧コンバータ装置の下アームを構成する前記スイッチング素子（ＳＣｎａ，ＳＣｎｂ；Ｓ１，Ｓ２）は、前記昇圧動作及び前記降圧動作のうち前記昇圧動作を行う場合にオンオフ操作され、前記変圧コンバータ装置の上アームを構成する前記スイッチング素子（ＳＣｐａ，ＳＣｐｂ；Ｓ３，Ｓ４）は、前記昇圧動作及び前記降圧動作のうち前記降圧動作を行う場合にオンオフ操作され、
互いに並列接続された前記スイッチング素子の組に対して設けられている前記温度信号出力部から出力される温度信号は、時分割処理が施されて前記マイコンに入力されることを特徴とする請求項１記載の温度検出装置。
【請求項７】
前記インバータ装置を構成する前記電力変換用半導体素子に対して設けられている複数の前記温度信号出力部を、互いに並列接続された前記スイッチング素子の組（Ｓ１Ｕｐ〜Ｓ１Ｗｎ，Ｓ２Ｕｐ〜Ｓ２Ｗｎ）ごとに分けたもののそれぞれをインバータ出力部群（Ｔ１Ｕｐ〜Ｔ１Ｗｎ，Ｔ２Ｕｐ〜Ｔ２Ｗｎ）とし、
前記変圧コンバータ装置の上アームを構成する前記電力変換用半導体素子に対して設けられている前記温度信号出力部を上アームコンバータ出力部群（ＴＣｐａ，ＴＣｐｂ）とし、
前記変圧コンバータ装置の下アームを構成する前記電力変換用半導体素子に対して設けられている前記温度信号出力部を下アームコンバータ出力部群（ＴＣｎａ，ＴＣｎｂ）とし、
複数の前記インバータ出力部群のうち、一部のインバータ出力部群（Ｔ１Ｗｎ，Ｔ２Ｗｎ）から出力される温度信号は、前記入出力インターフェースを介すことなく、時分割処理が施されて前記マイコンに入力され、残りの２つ以上のインバータ出力部群（Ｔ１Ｕｐ〜Ｔ１Ｖｎ，Ｔ２Ｕｐ〜Ｔ２Ｖｎ）から出力される各温度信号は、時分割処理が施されて前記入出力インターフェースの各入力ポートに入力され、
前記上アームコンバータ出力部群から出力される温度信号は、前記入出力インターフェースを介すことなく、時分割処理が施されて前記マイコンに入力され、
前記下アームコンバータ出力部群から出力される温度信号は、前記入出力インターフェースを介すことなく、時分割処理が施されて前記マイコンに入力されることを特徴とする請求項６記載の温度検出装置。
【請求項８】
前記入出力インターフェースを介すことなく前記マイコンに入力される温度信号を出力する前記温度信号出力部（ＴＶｎ）は、複数の前記電力変換用半導体素子のうち前記システムの使用時に最も温度が高くなると想定される電力変換用半導体素子を温度検出対象とするものを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項９】
前記入出力インターフェースは、複数であり、また、複数の前記入力ポートから順次選択したものを前記出力ポートに接続し、
前記残りの２つ以上の温度信号出力部から出力される各温度信号は、前記各入出力インターフェースの各入力ポートに入力され、
複数の前記入出力インターフェースのそれぞれは、これら入出力インターフェース同士で前記温度信号が入力される前記入力ポート数の差が１以下となるように構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１０】
複数の前記入出力インターフェースのそれぞれの前記出力ポート数は１であり、
複数の前記入出力インターフェースのそれぞれの前記入力ポート数は２であることを特徴とする請求項９記載の温度検出装置。
【請求項１１】
複数の前記電力変換用半導体素子は、３相インバータ装置（１０）を構成する３つ以上の上アームスイッチング素子（Ｓ￥ｐ）と、これら上アームスイッチング素子のそれぞれに直列接続された３つ以上の下アームスイッチング素子（Ｓ￥ｎ）とであり、
前記マイコンは、前記入力ポートを６つ以上有し、これらポートのそれぞれに入力された温度信号に基づき、６つ以上の前記スイッチング素子のそれぞれの温度を検出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１２】
前記電力変換用半導体素子のうち少なくとも１つは、互いに並列接続された複数のスイッチング素子を含み、
互いに並列接続された前記スイッチング素子の組に対して設けられている前記温度信号出力部から出力される温度信号は、時分割処理が施されて前記マイコンの前記入力ポートに入力され、
前記マイコンは、前記入力ポートを６つ有し、これらポートのそれぞれに入力された温度信号に基づき、前記スイッチング素子のそれぞれの温度を検出することを特徴とする請求項１１記載の温度検出装置。
【請求項１３】
前記マイコンは、前記温度信号に基づき検出された複数の前記電力変換用半導体素子のそれぞれの温度のうち、いずれかが閾値温度を超えたと判断した場合、前記電力変換用半導体素子に対する通電を遮断する又は前記電力変換用半導体素子に対する供給電力を低下させることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換用半導体素子の温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に見られるように、複数のスイッチング素子（ＩＧＢＴ）を備え、これらスイッチング素子のうち一部のスイッチング素子の温度が温度検出素子によって検出可能なように構成された電力変換装置が知られている。詳しくは、この電力変換装置では、温度検出素子の温度検出対象が、複数のスイッチング素子のうち電力変換装置の使用時に最も温度が高くなると想定されるスイッチング素子に固定されている。こうした構成において、温度検出素子によって検出された温度が予め設定された閾値温度に達した時点で、複数のスイッチング素子のそれぞれに対する通電を遮断する等の過熱保護を行う。これにより、スイッチング素子が過熱状態とされる事態の回避を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０６３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、複数のスイッチング素子のうち一部のスイッチング素子を温度検出対象とする場合、以下に説明する不都合が生じ得る。
【０００５】
電力変換装置の経年変化等により、複数のスイッチング素子のうち使用時に最も温度が高くなるスイッチング素子は、当初想定したものから変わり得る。ここで、最も温度が高くなるスイッチング素子が、温度検出素子の温度検出対象とならないスイッチング素子に変わった場合、温度検出素子によって検出された温度に基づきスイッチング素子の過熱保護を行ったとしても、スイッチング素子の過熱状態を必ずしも回避できないといった不都合が生じ得る。
【０００６】
また、コレクタ電流の流通時におけるスイッチング素子の温度は、スイッチング素子の個体差や経年変化等に起因してばらつく。このため、複数のスイッチング素子のうち一部のスイッチング素子を温度検出対象とする場合、過熱保護を行うための上記閾値温度を、スイッチング素子の信頼性を維持可能なスイッチング素子の上限温度に対して安全側に大きなマージンをもって設定することとなる。ただし、この場合、スイッチング素子の実際の温度が上限温度に達していないにもかかわらず過熱保護が行われ、スイッチング素子の使用が制約される温度領域が拡大するといった不都合が生じ得る。
【０００７】
なお、こうした不都合は、スイッチング素子に限らず、電力変換用半導体素子であれば、同様に生じ得る。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の電力変換用半導体素子のそれぞれについて、過熱状態を回避し、また、使用が制約される温度領域の拡大を回避できる電力変換用半導体素子の温度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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記載する。
【００１０】
請求項１記載の発明は、通電によって発熱する複数の電力変換用半導体素子（Ｓ￥＃；Ｓ１Ｕｐ〜Ｓ１Ｗｎ，Ｓ２Ｕｐ〜Ｓ２Ｗｎ，ＳＣｐａ〜ＳＣｎｂ）と、複数の前記電力変換用半導体素子のそれぞれに対して設けられ、前記電力変換用半導体素子の温度と相関を有する温度信号を出力する温度信号出力部（Ｔ￥＃；Ｔ１Ｕｐ〜Ｔ１Ｗｎ，Ｔ２Ｕｐ〜Ｔ２Ｗｎ，ＴＣｐａ〜ＴＣｎｂ）と、を備えるシステムに適用され、複数の前記温度信号出力部のそれぞれから出力される温度信号に基づき、複数の前記電力変換用半導体素子のそれぞれの温度を検出するマイコン（８０）と、複数の入力ポート（Ｔｉｎ１，Ｔｉｎ２）、及び複数の前記入力ポートのいずれかが選択的に接続される出力ポート（Ｔｏｕｔ）を有する入出力インターフェース（８２ａ，８２ｂ；１４０ａ〜１４０ｉ）と、を備え、複数の前記温度信号出力部のうち一部の温度信号出力部（ＴＶｎ，ＴＷｎ；Ｔ１Ｗｎ，Ｔ２Ｗｎ，ＴＣｐａ〜ＴＣｎｂ）から出力される温度信号は、前記入出力インターフェースを介すことなく前記マイコンに入力され、複数の前記温度信号出力部のうち残りの２つ以上の温度信号出力部（Ｔ￥ｐ，ＴＵｎ；Ｔ１Ｕｐ〜Ｔ１Ｖｎ，Ｔ２Ｕｐ〜Ｔ２Ｖｎ）から出力される各温度信号は、前記入出力インターフェースの各入力ポートに入力され、前記マイコンは、前記出力ポートから出力された温度信号と、前記入出力インターフェースを介すことなく入力された温度信号とに基づき、複数の前記電力変換用半導体素子のそれぞれの温度を検出することを特徴とする。
【００１１】
上記発明では、複数の電力変換用半導体素子のそれぞれに対して温度信号出力部が設けられている。このため、複数の電力変換用半導体素子全ての温度をマイコンによって検出することができる。これにより、システムの経年変化等により、システムの使用時に最も温度が高くなる電力変換用半導体素子が当初想定したものから変わったとしても、上記最も温度が高くなる電力変換用半導体素子がどれであるかをマイコンが把握できる。したがって、複数の電力変換用半導体素子のそれぞれについて、過熱状態を回避し、また、使用が制約される温度領域の拡大を回避することができる。
【００１２】
また、上記発明では、複数の温度信号出力部のうち一部の温度信号出力部から出力される温度信号が入出力インターフェースを介すことなくマイコンに入力される。このため、入出力インターフェースが故障した場合であっても、入出力インターフェースを介さない温度信号出力部及びマイコンの間の信号伝達経路を確保できる。これにより、入出力インターフェースが故障した場合であっても、例えば、一部の電力変換用半導体素子の温度検出値に基づき電力変換用半導体素子の過熱保護を行うフェールセーフを実現することができる。したがって、システムの信頼性の大きな低下を回避することもできる。
【００１３】
さらに、上記発明では、複数の温度信号出力部のうち一部であって２つ以上の温度信号出力部とマイコンとの間の信号伝達経路を、入出力インターフェースを用いて実現する。入出力インターフェースにおいて、出力ポート数は入力ポート数よりも少ない。このため、温度検出に要求されるマイコンの入力ポート数を、複数の電力変換用半導体素子全ての数よりも少なくすることができる。これにより、温度検出装置を小型化し、また、温度検出装置のコストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態にかかる３相インバータ装置の断面図であって、図２の１−１線断面図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】第１の実施形態にかかるモータ制御システムの全体構成図。
【図４】同実施形態にかかる温度信号を伝達するための回路図。
【図５】ＩＧＢＴの温度推定誤差を説明するための図。
【図６】第２の実施形態にかかる温度信号を伝達するための回路図。
【図７】第３の実施形態にかかるモータ制御システムの構成図。
【図８】同実施形態にかかる温度信号を伝達するための回路図。
【図９】第４の実施形態にかかる温度信号を伝達するための回路図。
【図１０】第５の実施形態にかかる温度信号を伝達するための回路図。
【図１１】第６の実施形態にかかる昇降圧コンバータ装置の構成図。
【図１２】第７の実施形態にかかるモータ制御システムの構成図。
【図１３】第８の実施形態にかかる温度信号を伝達するための回路図。
【図１４】同実施形態にかかる時分割送信の概要を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる温度検出装置を車載電力変換装置（３相インバータ装置）に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
まず、図１及び図２を用いて、本実施形態にかかる３相インバータ装置の全体構成について説明する。
【００１９】
図示されるように、３相インバータ装置１０は、回路基板２０、冷却器３０、フレーム４０、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アーム半導体モジュール５０Ｕｐ，５０Ｖｐ，５０Ｗｐ、及びＵ，Ｖ，Ｗ相下アーム半導体モジュール５０Ｕｎ，５０Ｖｎ，５０Ｗｎを備えている。
【００２０】
各半導体モジュール５０￥＃（￥＝Ｕ，Ｖ，Ｗ：＃＝ｐ，ｎ）は、スイッチング素子、これに逆並列に接続されたフリーホイールダイオード、及びスイッチング素子の温度を検出するための感温ダイオードがモジュール化された部材である。なお、本実施形態では、スイッチング素子として、ＩＧＢＴを用いている。また、スイッチング素子及び感温ダイオードは、同一チップに形成されている。
【００２１】
各半導体モジュール５０￥＃は、スイッチング素子、フリーホイールダイオード及び感温ダイオードを内蔵した本体部を備えている。本体部は、扁平な直方体形状をなしている。本体部の１つの面には、この表面から垂直に突出するように複数の制御端子が設けられている。制御端子には、スイッチング素子のゲート端子と、エミッタ端子（ケルビンエミッタ端子）とが含まれる。
【００２２】
各半導体モジュール５０￥＃は、上記制御端子を介して回路基板２０に固定されている。詳しくは、各半導体モジュール５０￥＃は、上記制御端子が回路基板２０に半田付けされることにより、回路基板２０に固定されている。
【００２３】
フレーム４０は、各半導体モジュール５０￥＃を囲む枠形状をなしている。フレーム４０の上部には、回路基板２０が固定されている。フレーム４０は、例えば、冷却器３０と各半導体モジュール５０￥＃とを圧縮保持する剛性を備え、スイッチングノイズを遮断する材料（例えば、金属や導電性樹脂）によって形成されている。
【００２４】
回路基板２０は、その板面の正面視において矩形状をなしている。回路基板２０は、各半導体モジュール５０￥＃に内蔵されたスイッチング素子をオンオフ操作する機能を有する。この機能は、回路基板２０に実装されたマイコン等の電子部品によって実現される。
【００２５】
冷却器３０は、導入管３０ａ、導出管３０ｂ及び複数（４つ）の冷却部３０ｃを備えており、フレーム４０に固定されている。導入管３０ａは、各半導体モジュール５０￥＃を冷却する冷却流体を３相インバータ装置１０に導入する部材である。導出管３０ｂは、３相インバータ装置１０から外部へと冷却流体を導出する部材である。冷却部３０ｃは、導入管３０ａ及び導出管３０ｂを接続し、導入管３０ａから導出管３０ｂへと冷却流体を導く部材である。
【００２６】
各冷却部３０ｃは、扁平な直方体形状をなしており、一列に並んで配置されている。隣り合う冷却部３０ｃの間には、同相の上アーム半導体モジュール５０￥ｐ及び下アーム半導体モジュール５０￥ｎが配置されている。詳しくは、各半導体モジュール５０￥ｐ，５０￥ｎは、冷却部３０ｃの長手方向（導入管３０ａから導出管へと向かう方向）に並んで配置されている。導入管３０ａ、導出管３０ｂ及び冷却部３０ｃを備えて構成される冷却流体の流通経路において、上アーム半導体モジュール５０￥ｐは、下アーム半導体モジュール５０￥ｎよりも上流側に配置されている。隣り合う冷却部３０ｃの間に並んで配置された同相の半導体モジュール５０￥ｐ，５０￥ｎのそれぞれと、複数の冷却部３０ｃのそれぞれとは、交互に積層されて積層体をなしている。
【００２７】
フレーム４０の周壁部の内側には、壁部材４２が設けられている。壁部材４２のうち上記積層体と対向する側には、壁面が形成されている。なお、本実施形態では、壁部材４２として、フレーム４０と同じ材料で形成されたものを用いている。
【００２８】
フレーム４０の周壁部のうち壁部材４２と対向する壁部には、取り付けピン６２を介して押圧部材６０が設けられている。押圧部材６０は、冷却部３０ｃ及び半導体モジュール５０￥＃からなる積層体を壁部材４２側に向かって押し当てるための部材である。詳しくは、上記積層体の一端（冷却部３０ｃのうち壁部材４２と対向する面）が壁部材４２の壁面に当接された状態で、上記積層体の他端が押圧部材６０によって壁部材４２側に押し当てられる。これにより、冷却部３０ｃと、これに隣接する半導体モジュールとの密着度合いを高め、半導体モジュールの放熱性を高める。なお、本実施形態では、押圧部材６０として、板ばねを用いている。また、本実施形態において、上記積層体は、板状部材６４を介して押圧部材６０によって押し当てられている。板状部材６４は、押圧部材６０の円弧状の部分が上記積層体に直接押し当てられることにより、冷却部３０ｃ等が大きく変形するのを防止するために設けられている。
【００２９】
こうした構成の冷却器３０において、導入管３０ａから冷却流体が導入されると、冷却流体は複数の冷却部３０ｃのそれぞれを流れる。複数の冷却部３０ｃのそれぞれを流れた冷却流体は、導出管３０ｂから導出される。これにより、各半導体モジュール５０￥＃が冷却される。
【００３０】
ちなみに、本実施形態では、３相インバータ装置１０として、６つの半導体モジュール５０￥＃のうち３相インバータ装置１０の使用時（スイッチング素子Ｓ￥＃のオンオフ操作時）において最も温度が高くなるものが存在するものを想定している。本実施形態では、最も温度が高くなる半導体モジュールとして、冷却流体の下流側であって、冷却部３０ｃが並ぶ方向の中央に配置されたＶ相下アーム半導体モジュール５０Ｖｎを想定している。また、２番目に温度が高くなる半導体モジュールとして、Ｗ相下アーム半導体モジュール５０Ｗｐを想定している。
【００３１】
つまり、冷却流体の流通経路において下流側の冷却流体の温度は、上流側の冷却流体の温度よりも高くなる。このため、上流側の半導体モジュール５０￥ｐの温度よりも下流側の半導体モジュール５０￥ｎの温度が高くなる。また、複数の冷却部３０ｃのうちＶ相半導体モジュール５０Ｖ＃と隣り合う冷却部以外の冷却部には、壁部材４２や板状部材６４が当接している。このため、Ｖ相半導体モジュール５０Ｖ＃と隣り合う冷却部以外の冷却部の放熱経路から放熱される熱量は、Ｖ相半導体モジュール５０Ｖ＃と隣り合う冷却部の放熱経路から放熱される熱量よりも多い。これにより、中央に配置されたＶ相半導体モジュール５０Ｖ＃の温度が上昇しやすい。以上説明した理由に加えて、本実施形態において各半導体モジュール５０￥＃を構成するスイッチング素子の平均的なコレクタ電流値が略同一とされていることにより、Ｖ相下アーム半導体モジュール５０Ｖｎの温度が最も高くなり、Ｗ相下アーム半導体モジュール５０Ｗｐの温度が２番目に高くなる。
【００３２】
続いて、図３を用いて、本実施形態にかかるモータ制御システムの全体構成について説明する。
【００３３】
図示されるように、モータ制御システムは、３相インバータ装置１０及びモータジェネレータ７０を備えている。モータジェネレータ７０は、図示しない駆動輪に連結され、車載主機等の役割を果たす。本実施形態では、制御システムとして、１つのモータジェネレータ７０が備えられる１モータ制御システムを用いている。なお、モータジェネレータ７０としては、例えば、永久磁石同期モータを用いることができる。
【００３４】
３相インバータ装置１０は、直流電源としての高電圧バッテリ７２（例えば、リチウムイオン２次電圧やニッケル水素２次電池）に接続されている。
【００３５】
￥相上アーム半導体モジュール５０￥ｐを構成する￥相上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐのそれぞれのコレクタ端子は、互いに接続されている。また、￥相下アーム半導体モジュール５０￥ｎを構成する￥相下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎのそれぞれのエミッタ端子は、互いに接続されている。上記コレクタ端子には、高電圧バッテリ７２の正極端子が接続され、上記エミッタ端子には、高電圧バッテリ７２の負極端子が接続されている。
【００３６】
￥相上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐのエミッタ端子には、￥相下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎのコレクタ端子が接続されている。￥相上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐのエミッタ端子と、￥相下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎのコレクタ端子との接続点には、モータジェネレータ７０の￥相端子が接続されている。
【００３７】
３相インバータ装置１０は、マイコン８０と、駆動回路Ｄｒ￥＃とを備えている。マイコン８０は、中央演算装置（ＣＰＵ）等を備え、モータジェネレータ７０の制御量（例えばトルク）をその指令値に制御すべく、操作信号ｇ￥＃を生成して駆動回路Ｄｒ￥＃に対して出力する。駆動回路Ｄｒ￥＃は、操作信号ｇ￥＃に従ってスイッチング素子Ｓ￥＃のゲートを充放電するためのゲート駆動回路である。駆動回路Ｄｒ￥＃により、スイッチング素子Ｓ￥＃はオンオフ操作される。なお、操作信号ｇ￥＃は、例えば、モータジェネレータ７０の３相のそれぞれに電気角で位相が互いに１２０°ずれた正弦波状の電流を流すための信号となる。この信号は、例えば、周知の電流ベクトル制御によって生成することができる。
【００３８】
ここで、本実施形態において、車両は、高電圧領域及び低電圧領域を備えている。高電圧領域は、モータジェネレータ７０、高電圧バッテリ７２、各半導体モジュール５０￥＃及び駆動回路Ｄｒ￥＃を備える領域である。一方、低電圧領域は、マイコン８０を備える領域である。低電圧領域の基準電位ＶｓｔＬと、高電圧領域の基準電位ＶｓｔＨとは相違している。本実施形態では、高電圧領域の基準電位ＶｓｔＨが高電圧バッテリ７２の負極電位に設定され、低電圧領域の基準電位ＶｓｔＬが高電圧バッテリ７２の正極電位と負極電位との中央値である車体電位に設定されている。
【００３９】
続いて、図４を用いて、本実施形態にかかる各スイッチング素子Ｓ￥＃の温度検出構成について説明する。ここで、図４は、各半導体モジュール５０￥＃と、回路基板２０に実装された各種電子部品とを示す図である。
【００４０】
図示されるように、回路基板２０には、各駆動回路Ｄｒ￥＃、各フォトカプラＣ￥＃、第１、第２のマルチプレクサ８２ａ，８２ｂ、及びマイコン８０が実装されている。各マルチプレクサ８２ａ，８２ｂは、２つの入力ポート（以下、第１の入力ポートＴｉｎ１，第２の入力ポートＴｉｎ２）と、１つの出力ポートＴｏｕｔとを備えている。なお、本実施形態において、第１、第２のマルチプレクサ８２ａ，８２ｂが「入出力インターフェース」に相当する。
【００４１】
各駆動回路Ｄｒ￥＃には、各感温ダイオードＴ￥＃から出力される温度信号が入力される。本実施形態において、感温ダイオードＴ￥＃には、図示しない定電流源から電流が供給される。このため、感温ダイオードＴ￥＃は、温度信号として、スイッチング素子Ｓ￥＃の温度と負の相関を有する電圧信号を出力する。なお、本実施形態において、感温ダイオードＴ￥＃が「温度信号出力部」に相当する。
【００４２】
各駆動回路Ｄｒ￥＃は、各感温ダイオードＴ￥＃から出力される温度信号を取り込む。各駆動回路Ｄｒ￥＃は、取り込んだ温度信号を各フォトカプラＣ￥＃に対して出力する。本実施形態では、感温ダイオードＴ￥＃から出力された温度信号とキャリア信号（例えば三角波信号）との大小比較に基づき、上記温度信号を時比率信号（デューティ信号）に変換してフォトカプラＣ￥＃に対して出力する。
【００４３】
各フォトカプラＣ￥＃は、高電圧領域及び低電圧領域の間を電気的に絶縁しつつ、高電圧領域から低電圧領域へと信号を伝達する光絶縁伝達素子である。各フォトカプラＣ￥＃の入力側（フォトダイオード側）には、各駆動回路Ｄｒ￥＃から出力される感温ダイオードＴ￥＃の温度信号（時比率信号）が入力される。
【００４４】
Ｕ，Ｖ相上アームフォトカプラＣＵｐ，ＣＶｐの出力側（フォトトランジスタ側）から出力される温度信号は、第１のマルチプレクサ８２ａを介してマイコン８０に入力される。詳しくは、Ｕ相上アームフォトカプラＣＵｐの出力側には、第１の入力経路Ｌｉｎ１を介して第１のマルチプレクサ８２ａの第１の入力ポートＴｉｎ１が直接接続されている。一方、Ｖ相上アームフォトカプラＣＶｐの出力側には、第２の入力経路Ｌｉｎ２を介して第１のマルチプレクサ８２ａの第２の入力ポートＴｉｎ２が直接接続されている。本実施形態では、各入力経路Ｌｉｎ１，Ｌｉｎ２として、回路基板２０に形成された配線パターンを用いている。
【００４５】
第１のマルチプレクサ８２ａの出力ポートＴｏｕｔには、出力経路Ｌｏｕｔを介してマイコン８０の第１の入力ポートＴ１が直接接続されている。本実施形態では、出力経路Ｌｏｕｔとして、回路基板２０に形成された配線パターンを用いている。第１のマルチプレクサ８２ａは、マイコン８０から入力される切替信号（例えば、ビット信号）に基づき、第１，第２の入力ポートＴｉｎ１，Ｔｉｎ２から、出力ポートＴｏｕｔに接続するものを所定周期で順次選択する。これにより、出力ポートＴｏｕｔから出力される温度信号は、第１の入力ポートＴｉｎ１に入力された温度信号と、第２の入力ポートＴｉｎ２に入力された温度信号とが所定周期で交互に切り替えられたものとなる。
【００４６】
一方、Ｗ相上アームフォトカプラＣＷｐ，Ｕ相下アームフォトカプラＣＵｎの出力側から出力される温度信号は、第２のマルチプレクサ８２ｂを介してマイコン８０の第２の入力ポートＴ２に入力される。なお、第２のマルチプレクサ８２ｂを介した温度信号の伝達手法は、第１のマルチプレクサ８２ａを介した温度信号の伝達手法と同じである。このため、本実施形態では、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
Ｖ相下アームフォトカプラＣＶｎの出力側には、Ｖ相下アーム電気経路ＬＶｎを介してマイコン８０の第３の入力ポートＴ３が直接接続されている。一方、Ｗ相下アームフォトカプラＣＷｎの出力側には、Ｖ相下アーム電気経路ＬＷｎを介してマイコン８０の第４の入力ポートＴ４が直接接続されている。本実施形態では、各電気経路ＬＶｎ，ＬＷｎとして、回路基板２０に形成された配線パターンを用いている。
【００４８】
マイコン８０は、各入力ポートＴ１〜Ｔ４に入力された温度信号に基づき、６つのスイッチング素子Ｓ￥＃全ての温度を検出する。マイコン８０は、検出された複数のスイッチング素子のそれぞれの温度のうち最も高い温度ＳＴが閾値温度Ｔαを超えたと判断した場合、パワーセーブを行う。ここで、パワーセーブとは、これらスイッチング素子Ｓ￥＃に対する通電を遮断する又はスイッチング素子Ｓ￥＃に対する供給電力を低下させる処理である。これにより、各スイッチング素子Ｓ￥＃が過熱状態とされる事態の回避を図っている。
【００４９】
以上説明した各スイッチング素子の温度検出構成は、各スイッチング素子Ｓ￥＃の過熱状態を回避し、また、各スイッチング素子Ｓ￥＃の使用が制約される温度領域の拡大を回避するために採用された。
【００５０】
つまり、３相インバータ装置１０の経年変化等により、６つのスイッチング素子Ｓ￥＃のうち使用時に最も温度が高くなるスイッチング素子が設計時に想定したＶ相下アームスイッチング素子ＳＶｎから変わり得る。ここで、最も温度が高くなるスイッチング素子ＳＶｎが、感温ダイオードの温度検出対象とならないスイッチング素子に変わった場合、感温ダイオードから出力される温度信号に基づきスイッチング素子の温度を検出し、この温度検出値を用いてパワーセーブを行ったとしても、スイッチング素子の過熱状態を必ずしも回避できないといった不都合が生じ得る。
【００５１】
また、コレクタ電流の流通時における各スイッチング素子Ｓ￥＃の温度は、スイッチング素子の個体差や経年変化等に起因してばらつく。このため、６つのスイッチング素子Ｓ￥＃のうち一部のスイッチング素子を温度検出対象とする場合、パワーセーブで用いられる閾値温度Ｔαを、各スイッチング素子Ｓ￥＃の信頼性を維持可能な各スイッチング素子Ｓ￥＃の上限温度に対して安全側に大きなマージンをもって設定する必要がある。ここで、図５を用いて、スイッチング素子の温度のばらつきについて説明する。なお、図５において、「検出素子」は、感温ダイオードの温度検出対象となるスイッチング素子のことであり、「非検出素子」は、感温ダイオードの温度検出対象とならないスイッチング素子のことである。
【００５２】
図示される例は、検出素子と非検出素子とで、同一のコレクタ電流を流した場合における温度誤差が最も大きくなる例である。ここで、図中、「素子損失」は、あるコレクタ電流が流れた場合において、量産された複数のスイッチング素子のそれぞれが取り得る温度の平均値を示し、「素子損失ばらつき」は、上記平均値からのばらつきを示す。また、「熱抵抗ばらつき」は、初期（例えばスイッチング素子の新品時）における半導体モジュールの熱抵抗のばらつきに起因するスイッチング素子の温度のばらつきを示す。さらに、「熱抵抗劣化」は、半導体モジュールの経年変化による上記熱抵抗の変化に起因するスイッチング素子の温度の上昇分を示している。
【００５３】
検出素子において、「素子損失」から、「素子損失ばらつき」及び「熱抵抗ばらつき」の加算値を減算した値を、感温ダイオードによって検出される温度とする。ここで、図示される例では、検出素子及び非検出素子に同一のコレクタ電流が流れているにもかかわらず、非検出素子の温度が、検出素子の温度よりも高くなっている。この場合における非検出素子の温度を、「素子損失」、「素子損失ばらつき」、「熱抵抗ばらつき」及び「熱抵抗劣化」の加算値とすると、検出素子の温度と非検出素子の温度との間には、これら温度の差である実温度ばらつきが生じることとなる。
【００５４】
ここで、例えば、実温度ばらつきが２０℃であり、スイッチング素子の上限温度が１５０℃である場合、温度検出対象とならない非検出素子を過熱状態から保護するためには、パワーセーブで用いられる閾値温度Ｔαを１３０℃に設定する必要がある。ただし、この場合、閾値温度Ｔαが安全側に大きなマージンをもって設定されることとなる。このため、非検出素子の実際の温度が上限温度に達していないにもかかわらずパワーセーブが行われることとなる。この場合、コレクタ電流をさらに増大できるにもかかわらず、増大できなくなる懸念がある。すなわち、スイッチング素子の使用が制約される温度領域が拡大するといった不都合が生じ得る。
【００５５】
こうした問題を解決すべく、本実施形態では、６つのスイッチング素子Ｓ￥＃全てを温度検出対象とする構成を採用した。
【００５６】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の作用効果が得られるようになる。
【００５７】
（１）６つのスイッチング素子Ｓ￥＃全てを温度検出対象とした。このため、３相インバータ装置１０の経年変化等により、３相インバータ装置１０の使用時に最も温度が高くなるスイッチング素子が設計時に想定したものから変わったとしても、上記最も温度が高くなるスイッチング素子をマイコン８０によって把握することができる。これにより、例えば、冷却器３０における各半導体モジュールの配置情報のみによって最も温度の高くなる半導体モジュールの特定が困難となる場合であっても、６つのスイッチング素子Ｓ￥＃のそれぞれについて、過熱状態を回避し、また、流通可能なコレクタ電流の最大値が制約される温度領域の拡大を回避することができる。
【００５８】
（２）６つの感温ダイオードＴ￥＃のうち２つの感温ダイオードＴＶｎ，ＴＷｎから出力される温度信号を、各マルチプレクサ８２ａ，８２ｂを介すことなく、フォトカプラＣＶｎ，ＣＷｎの出力側から電気経路ＬＶｎ，ＬＷｎを介してマイコン８０に直接入力させる構成とした。フォトカプラＣＶｎ，ＣＷｎの出力側とマイコン８０とを直接接続する電気経路ＬＶｎ，ＬＷｎは、各マルチプレクサ８２ａ，８２ｂが故障した場合における温度信号の伝達経路となる。このため、本実施形態によれば、各マルチプレクサ８２ａ，８２ｂが故障した場合であっても、検出されたスイッチング素子ＳＶｎ，ＳＷｎの温度に基づきパワーセーブを行うといったフェールセーフを実現することができる。これにより、３相インバータ装置１０の信頼性の大きな低下を回避することもできる。
【００５９】
特に本実施形態では、マイコン８０に直接入力される温度信号を出力する感温ダイオードを、Ｖ相下アーム感温ダイオードＴＶｎと、Ｗ相下アーム感温ダイオードＴＷｎとした。Ｖ相下アームスイッチング素子ＳＶｎは、６つスイッチング素子Ｓ￥＃のうち３相インバータ装置１０の使用時に最も温度が高くなると想定されるスイッチング素子であり、Ｗ相下アームスイッチング素子ＳＷｎは、２番目に温度が高くなると想定されるスイッチング素子である。３相インバータ装置１０の経年変化等により、最も温度の高くなるスイッチング素子が変わったとしても、Ｖ，Ｗ相下アームスイッチング素子ＳＶｎ，ＳＷｎの温度は、６つのスイッチング素子Ｓ￥＃のそれぞれの温度の平均値よりも高い水準にある蓋然性が高い。このため、本実施形態によれば、各マルチプレクサ８２ａ，８２ｂが故障した場合であっても、パワーセーブによるスイッチング素子Ｓ￥＃の過熱保護を適切に行うことができる。
【００６０】
（３）６つの感温ダイオードＴ￥＃のうち４つの感温ダイオードＴ￥ｐ，ＴＵｎのそれぞれとマイコン８０との間の温度信号の伝達経路を、各マルチプレクサ８２ａ，８２ｂを用いて実現した。このため、温度検出に要求されるマイコン８０の入力ポート数を、６つのスイッチング素子Ｓ￥＃全ての数よりも少なくすることができる。これにより、例えば、３相インバータ装置１０の設計上、マイコン８０の入力ポート数が制約される場合であっても、１つのマイコン８０によって６つのスイッチング素子Ｓ￥＃全ての温度を検出することができる。したがって、３相インバータ装置１０を小型化し、また、３相インバータ装置１０のコストを低減させることができる。
【００６１】
（４）２入力１出力の各マルチプレクサ８２ａ，８２ｂを用いた。各マルチプレクサ８２ａ，８２ｂでは、２つの入力ポートＴｉｎ１，Ｔｉｎ２を順次切り替えて出力ポートＴｏｕｔに接続している。このため、入力ポートに入力された温度信号が出力ポートＴｏｕｔからマイコン８０へと出力されるまでに遅延時間が生じることとなる。ここで、遅延時間は、入力ポート数が増えるほど長くなる。各第１，第２のマルチプレクサ８２ａ，８２ｂ同士で入力ポート数の差が大きいと、各マルチプレクサ８２ａ，８２ｂ同士で遅延時間の差が大きくなる。この場合、入力ポート数の多いマルチプレクサに対応するスイッチング素子の温度検出の時間間隔が長くなり、パワーセーブによるスイッチング素子の過熱保護が遅れる懸念がある。ここで、本実施形態では、各マルチプレクサ８２ａ，８２ｂ同士で入力ポート数を均等化した。このため、マルチプレクサ８２ａ，８２ｂを介した信号伝達経路において、各感温ダイオードＴ￥ｐ，ＴＵｎから出力される温度信号がマイコン８０に伝達されるまでの時間のばらつきを低減できる。これにより、各スイッチング素子Ｓ￥ｐ，ＳＵｎの温度検出の時間間隔が長くなることを回避でき、ひいては過熱保護の遅れを回避することができる。
【００６２】
特に本実施形態では、各マルチプレクサ８２ａ，８２ｂ同士で入力ポートの数を２つとした。このため、各スイッチング素子Ｓ￥ｐ，ＳＵｎの温度検出の時間間隔を最小化することもできる。
【００６３】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の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。
【００６４】
図６に示すように、本実施形態にかかるマイコン８０は、第１〜第６の入力ポートＴ１〜Ｔ６を有している。第１，２，３の入力ポートＴ１，Ｔ２，Ｔ３には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームフォトカプラＣＵｐ，ＣＶｐ，ＣＷｐの出力側がＵ，Ｖ，Ｗ相上アーム電気経路ＬＵｐ，ＬＶｐ，ＬＷｐによって直接接続されている。また、マイコン８０の第４，５，６の入力ポートＴ４，Ｔ５，Ｔ６には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームフォトカプラＣＵｎ，ＣＶｎ，ＣＷｎの出力側がＵ，Ｖ，Ｗ相下アーム電気経路ＬＵｎ，ＬＶｎ，ＬＷｎによって直接接続されている。本実施形態では、￥相上，下アーム電気経路Ｌ￥ｐ，Ｌ￥ｎとして、回路基板２０に形成された配線パターンを用いている。
【００６５】
以上説明した本実施形態によっても、６つのスイッチング素子Ｓ￥＃のそれぞれについて、過熱状態を回避し、また、流通可能なコレクタ電流が制約される温度領域の拡大を回避することができる。
【００６６】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の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、制御システムとして、２つのモータジェネレータ（回転電機）が備えられる２モータ制御システムを用いている。詳しくは、図７に示すように、制御システムは、昇降圧コンバータ装置９０、第１インバータ装置１００、第１モータジェネレータ１０１、第２インバータ装置１０２、第２モータジェネレータ１０３、及びマイコン８０を備えている。ここで、各モータジェネレータ１０１，１０３としては、例えば、永久磁石同期モータを用いることができる。なお、図７において、先の図１に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。
【００６７】
昇降圧コンバータ装置９０は、入力コンデンサ９１、リアクトル９２、各変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂ，ＳＣｎａ，ＳＣｎｂ、各変圧スイッチング素子に逆並列に接続された各フリーホイールダイオードＤＣｐａ，ＤＣｐｂ，ＤＣｎａ，ＤＣｎｂ、及び平滑コンデンサ９３を備えている。本実施形態では、各変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂ，ＳＣｎａ，ＳＣｎｂとして、ＩＧＢＴを用いている。
【００６８】
昇降圧コンバータ装置９０の上下アームのそれぞれを構成するスイッチング素子は、互いに複数（図中、２つを例示）並列接続されている。詳しくは、上アーム変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂのコレクタ同士が接続され、上アーム変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂのエミッタ同士が接続されている。また、下アーム変圧スイッチング素子ＳＣｎａ，ＳＣｎｂのコレクタ同士が接続され、下アーム変圧スイッチング素子ＳＣｎａ，ＳＣｎｂのエミッタ同士が接続されている。上アーム変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂと下アーム変圧スイッチング素子ＳＣｎａ，ＳＣｎｂとの直列接続体には、平滑コンデンサ９３が並列接続されている。ここで、各変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂ，ＳＣｎａ，ＳＣｎｂは、上記第１の実施形態と同様に、各フリーホイールダイオードＤＣｐａ，ＤＣｐｂ，ＤＣｎａ，ＤＣｎｂ、及び図示しない各感温ダイオードとともに各半導体モジュール１１０Ｃｐａ，１１０Ｃｐｂ，１１０Ｃｎａ，１１０Ｃｎｂを構成している。
【００６９】
上アーム変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂと下アーム変圧スイッチング素子ＳＣｎａ，ＳＣｎｂとの接続点には、リアクトル９２の第１端が接続されている。リアクトル９２の第２端には、高電圧バッテリ７２の正極端子が接続されている。高電圧バッテリ７２の負極端子には、下アーム変圧スイッチング素子ＳＣｎａ，ＳＣｎｂのエミッタが接続されている。高電圧バッテリ７２には、入力コンデンサ９１が並列接続されている。
【００７０】
第１インバータ装置１００は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチング素子Ｓ１Ｕｐ，Ｓ１Ｖｐ，Ｓ１Ｗｐ、及びＵ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチング素子Ｓ１Ｕｎ，Ｓ１Ｖｎ，Ｓ１Ｗｎを備えている。各スイッチング素子Ｓ１Ｕｐ，Ｓ１Ｖｐ，Ｓ１Ｗｐ，Ｓ１Ｕｎ，Ｓ１Ｖｎ，Ｓ１Ｗｎには、各フリーホイールダイオードＤ１Ｕｐ，Ｄ１Ｖｐ，Ｄ１Ｗｐ，Ｄ１Ｕｎ，Ｄ１Ｖｎ，Ｄ１Ｗｎが逆並列に接続されている。ここで、各スイッチング素子Ｓ１Ｕｐ，Ｓ１Ｖｐ，Ｓ１Ｗｐ，Ｓ１Ｕｎ，Ｓ１Ｖｎ，Ｓ１Ｗｎは、上記第１実施形態と同様に、各フリーホイールダイオードＤ１Ｕｐ，Ｄ１Ｖｐ，Ｄ１Ｗｐ，Ｄ１Ｕｎ，Ｄ１Ｖｎ，Ｄ１Ｗｎ、及び図示しない各感温ダイオードとともに各半導体モジュール１２０Ｕｐ，１２０Ｖｐ，１２０Ｗｐ，１２０Ｕｎ，１２０Ｖｎ，１２０Ｗｎを構成している。
【００７１】
第２インバータ装置１０２は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチング素子Ｓ２Ｕｐ，Ｓ２Ｖｐ，Ｓ２Ｗｐ、及びＵ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチング素子Ｓ２Ｕｎ，Ｓ２Ｖｎ，Ｓ２Ｗｎを備えている。各スイッチング素子Ｓ２Ｕｐ，Ｓ２Ｖｐ，Ｓ２Ｗｐ，Ｓ２Ｕｎ，Ｓ２Ｖｎ，Ｓ２Ｗｎには、各フリーホイールダイオードＤ２Ｕｐ，Ｄ２Ｖｐ，Ｄ２Ｗｐ，Ｄ２Ｕｎ，Ｄ２Ｖｎ，Ｄ２Ｗｎが逆並列に接続されている。ここで、各スイッチング素子Ｓ２Ｕｐ，Ｓ２Ｖｐ，Ｓ２Ｗｐ，Ｓ２Ｕｎ，Ｓ２Ｖｎ，Ｓ２Ｗｎは、上記第１実施形態と同様に、各フリーホイールダイオードＤ２Ｕｐ，Ｄ２Ｖｐ，Ｄ２Ｗｐ，Ｄ２Ｕｎ，Ｄ２Ｖｎ，Ｄ２Ｗｎ、及び図示しない各感温ダイオードとともに各半導体モジュール１３０Ｕｐ，１３０Ｖｐ，１３０Ｗｐ，１３０Ｕｎ，１３０Ｖｎ，１３０Ｗｎを構成している。
【００７２】
なお、第１，第２インバータ装置１００，１０２の構成は、上記第１実施形態で説明した３相インバータ装置１０の構成と同様である。このため、本実施形態では、第１，第２インバータ装置１００，１０２の構成の詳細な説明を省略している。
【００７３】
第１インバータ装置１００は、第１モータジェネレータ１０１に電気的に接続されている。第１モータジェネレータ１０１は、発電機、及び図示しない車載主機エンジンのクランク軸に初期回転を付与するスタータとしての役割を果たす。第２インバータ装置１０２は、第２モータジェネレータ１０３に電気的に接続されている。第２モータジェネレータ１０３は、上記第１実施形態のモータジェネレータ７０と同様に、車載主機等の役割を果たす。
【００７４】
マイコン８０は、第１モータジェネレータ１０１を発電機として駆動すべく、各スイッチング素子Ｓ１Ｕｐ，Ｓ１Ｖｐ，Ｓ１Ｗｐ，Ｓ１Ｕｎ，Ｓ１Ｖｎ，Ｓ１Ｗｎに対応する図示しない駆動回路に対して操作信号を出力する。これにより、第１モータジェネレータ１０１から第１インバータ装置１００に入力された交流電圧が直流電圧に変換されて昇降圧コンバータ装置９０に印加される。ここで、本実施形態では、上記操作信号を第１インバータ装置１００の各相の出力電圧指令値とキャリア信号（例えば三角波信号）との大小比較に基づくＰＷＭ処理によって生成する。こうして生成された操作信号は、例えば、第１モータジェネレータ１０１の３相のそれぞれに電気角で位相が互いに１２０°ずれた正弦波状の電流を流すための信号となる。
【００７５】
マイコン８０は、第２モータジェネレータ１０３を電動機として力行駆動したり、発電機として回生駆動したりすべく、各スイッチング素子Ｓ２Ｕｐ，Ｓ２Ｖｐ，Ｓ２Ｗｐ，Ｓ２Ｕｎ，Ｓ２Ｖｎ，Ｓ２Ｗｎに対応する図示しない駆動回路に対して操作信号を出力する。これにより、力行駆動の場合、昇降圧コンバータ装置９０から第２インバータ装置１０２に入力された直流電圧が交流電圧に変換されて第２モータジェネレータ１０３に印加される。また、回生駆動の場合、第２モータジェネレータ１０３から第２インバータ装置１０２に入力された交流電圧が直流電圧に変換されて昇降圧コンバータ装置９０に印加される。ここで、本実施形態では、上記操作信号を上記ＰＷＭ処理によって生成する。
【００７６】
マイコン８０は、昇降圧コンバータ装置９０を昇圧コンバータとして駆動したり、降圧コンバータとして駆動したりすべく、各変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂ，Ｓｃｎａ，ＳＣｎｂに対応する図示しない駆動回路に対して操作信号を出力する。詳しくは、第２モータジェネレータ１０３の力行駆動が行われる昇圧動作時においては、上アーム変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂの双方をオフ操作に維持しつつ、下アーム変圧スイッチング素子ＳＣｎａ，ＳＣｎｂの双方を同期させてオンオフ操作する。一方、第２モータジェネレータ１０３の回生駆動が行われる降圧動作時においては、下アーム変圧スイッチング素子ＳＣｎａ，ＳＣｎｂの双方をオフ操作に維持しつつ、上アーム変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂの双方を同期させてオンオフ操作する。
【００７７】
ちなみに、各インバータ装置１００，１０２における操作信号生成用のキャリア信号の周波数（例えば５ｋＨｚ）は、昇降圧コンバータ装置９０における操作信号生成用のキャリア信号の周波数（例えば１０ｋＨｚ）よりも低く設定されている。
【００７８】
続いて、図８を用いて、本実施形態にかかる各スイッチング素子の温度検出構成について説明する。ここで、図８は、先の図４に対応している。なお、図８では、回路基板２０等の図示を省略している。
【００７９】
図示されるように、回路基板には、第２インバータ装置１０２を構成する各スイッチング素子Ｓ２Ｕｐ，Ｓ２Ｖｐ，Ｓ２Ｗｐ，Ｓ２Ｕｎ，Ｓ２Ｖｎ，Ｓ２Ｗｎを駆動する駆動回路Ｄ２Ｕｐ，Ｄ２Ｖｐ，Ｄ２Ｗｐ，Ｄ２Ｕｎ，Ｄ２Ｖｎ，Ｄ２Ｗｎ、各フォトカプラＣ２Ｕｐ，Ｃ２Ｖｐ，Ｃ２Ｗｐ，Ｃ２Ｕｎ，Ｃ２Ｖｎ，Ｃ２Ｗｎ、第１，第２のマルチプレクサ１４０ａ，１４０ｂ、及びマイコン８０が実装されている。本実施形態において、第１のマルチプレクサ１４０ａは、２つの入力ポートと、１つの出力ポートとを備え、第２のマルチプレクサ１４０ｂは、３つの入力ポートと、１つの出力ポートとを備えている。各駆動回路Ｄ２Ｕｐ，Ｄ２Ｖｐ，Ｄ２Ｗｐ，Ｄ２Ｕｎ，Ｄ２Ｖｎ，Ｄ２Ｗｎには、各スイッチング素子Ｓ２Ｕｐ，Ｓ２Ｖｐ，Ｓ２Ｗｐ，Ｓ２Ｕｎ，Ｓ２Ｖｎ，Ｓ２Ｗｎを温度検出対象とする各感温ダイオードＴ２Ｕｐ，Ｔ２Ｖｐ，Ｔ２Ｗｐ，Ｔ２Ｕｎ，Ｔ２Ｖｎ，Ｔ２Ｗｎから出力される温度信号が入力される。各駆動回路Ｄ２Ｕｐ，Ｄ２Ｖｐ，Ｄ２Ｗｐ，Ｄ２Ｕｎ，Ｄ２Ｖｎ，Ｄ２Ｗｎは、取り込んだ温度信号をデューティ信号に変換して各フォトカプラＣ２Ｕｐ，Ｃ２Ｖｐ，Ｃ２Ｗｐ，Ｃ２Ｕｎ，Ｃ２Ｖｎ，Ｃ２Ｗｎに対して出力する。
【００８０】
また、回路基板には、第１インバータ装置１００を構成する各スイッチング素子Ｓ１Ｕｐ，Ｓ１Ｖｐ，Ｓ１Ｗｐ，Ｓ１Ｕｎ，Ｓ１Ｖｎ，Ｓ１Ｗｎを駆動する各駆動回路Ｄ１Ｕｐ，Ｄ１Ｖｐ，Ｄ１Ｗｐ，Ｄ１Ｕｎ，Ｄ１Ｖｎ，Ｄ１Ｗｎ、各フォトカプラＣ１Ｕｐ，Ｃ１Ｖｐ，Ｃ１Ｗｐ，Ｃ１Ｕｎ，Ｃ１Ｖｎ，Ｃ１Ｗｎ、及び第３，第４のマルチプレクサ１４０ｃ，１４０ｄが実装されている。本実施形態において、第３，第４のマルチプレクサ１４０ｃ，１４０ｄのそれぞれは、３つの入力ポートと、１つの出力ポートとを備えている。各駆動回路Ｄ１Ｕｐ，Ｄ１Ｖｐ，Ｄ１Ｗｐ，Ｄ１Ｕｎ，Ｄ１Ｖｎ，Ｄ１Ｗｎには、各スイッチング素子Ｓ１Ｕｐ，Ｓ１Ｖｐ，Ｓ１Ｗｐ，Ｓ１Ｕｎ，Ｓ１Ｖｎ，Ｓ１Ｗｎを温度検出対象とする各感温ダイオードＴ１Ｕｐ，Ｔ１Ｖｐ，Ｔ１Ｗｐ，Ｔ１Ｕｎ，Ｔ１Ｖｎ，Ｔ１Ｗｎから出力される温度信号が入力される。各駆動回路Ｄ１Ｕｐ，Ｄ１Ｖｐ，Ｄ１Ｗｐ，Ｄ１Ｕｎ，Ｄ１Ｖｎ，Ｄ１Ｗｎは、取り込んだ温度信号をデューティ信号に変換して各フォトカプラＣ１Ｕｐ，Ｃ１Ｖｐ，Ｃ１Ｗｐ，Ｃ１Ｕｎ，Ｃ１Ｖｎ，Ｃ１Ｗｎに対して出力する。
【００８１】
さらに、回路基板には、昇降圧コンバータ装置９０を構成する各スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂ，ＳＣｎａ，ＳＣｎｂを駆動する各駆動回路ＤＣｐａ，ＤＣｐｂ，ＤＣｎａ，ＤＣｎｂ、各フォトカプラＣＣｐａ，ＣＣｐｂ，ＣＣｎａ，ＣＣｎｂ、及び第５，第６のマルチプレクサ１４０ｅ，１４０ｆが実装されている。本実施形態において、第５，第６のマルチプレクサ１４０ｅ，１４０ｆのそれぞれは、２つの入力ポートと、１つの出力ポートとを備えている。各駆動回路ＤＣｐａ，ＤＣｐｂ，ＤＣｎａ，ＤＣｎｂには、各スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂ，ＳＣｎａ，ＳＣｎｂを温度検出対象とする各感温ダイオードＴＣｐａ，ＴＣｐｂ，ＴＣｎａ，ＴＣｎｂから出力される温度信号が入力される。各駆動回路ＤＣｐａ，ＤＣｐｂ，ＤＣｎａ，ＤＣｎｂは、取り込んだ温度信号をデューティ信号に変換して各フォトカプラＣＣｐａ，ＣＣｐｂ，ＣＣｎａ，ＣＣｎｂに対して出力する。
【００８２】
Ｕ，Ｖ相上アームフォトカプラＣ２Ｕｐ，Ｃ２Ｖｐの出力側から出力される温度信号は、第１のマルチプレクサ１４０ａの各入力ポートに入力される。第１のマルチプレクサ１４０ａの出力ポートには、第１の電気経路Ｌ１を介してマイコン８０の第１の入力ポートＴ１が接続されている。また、Ｗ相上アームフォトカプラＣ２ＷｐとＵ，Ｖ相下アームフォトカプラＣ２Ｕｎ，Ｃ２Ｖｎとの出力側には、第２のマルチプレクサ１４０ｂ及び第２の電気経路Ｌ２を介して、マイコン８０の第２の入力ポートＴ２が接続されている。さらに、Ｗ相下アームフォトカプラＣ２Ｗｎの出力側には、第３の電気経路Ｌ３を介してマイコン８０の第３の入力ポートＴ３が直接接続されている。
【００８３】
Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームフォトカプラＣ１Ｕｐ，Ｃ１Ｖｐ，Ｃ１Ｗｐの出力側には、第３のマルチプレクサ１４０ｃ及び第４の電気経路Ｌ４を介して、マイコン８０の第４の入力ポートＴ４が接続されている。また、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームフォトカプラＣ１Ｕｎ，Ｃ１Ｖｎ，Ｃ１Ｗｎの出力側には、第４のマルチプレクサ１４０ｄ及び第５の電気経路Ｌ５を介して、マイコン８０の第５の入力ポートＴ５が接続されている。
【００８４】
上アーム変圧フォトカプラＣＣｐａ，ＣＣｐｂの出力側には、第５のマルチプレクサ１４０ｅ及び第６の電気経路Ｌ６を介して、マイコン８０の第６の入力ポートＴ６が接続されている。また、下アーム変圧フォトカプラＣＣｎａ，ＣＣｎｂの出力側には、第６のマルチプレクサ１４０ｆ及び第７の電気経路Ｌ７を介して、マイコン８０の第７の入力ポートＴ７が接続されている。
【００８５】
マイコン８０は、各入力ポートＴ１〜Ｔ７に入力された温度信号に基づき、第１インバータ装置１００、第２インバータ装置１０２及び昇降圧コンバータ装置９０を構成するスイッチング素子全ての温度を検出する。マイコン８０は、検出された複数のスイッチング素子のそれぞれの温度のうち最も高い温度ＳＴが閾値温度Ｔαを超えたと判断した場合、パワーセーブを行う。
【００８６】
ここで、本実施形態では、第２インバータ装置１０２を構成するＷ相下アームスイッチング素子Ｓ２Ｗｎに対応する感温ダイオードＴ２Ｗｎの温度信号を、マルチプレクサを介すことなくマイコン８０に直接入力した。これは、昇降圧コンバータ装置９０、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のうち、第２インバータ装置１０２を構成するスイッチング素子の温度が、他の装置９０，１００を構成するスイッチング素子の温度よりも使用時に高くなると想定されるためである。特に本実施形態では、第２インバータ装置１０２を構成するスイッチング素子のうち、使用時に温度が最も高くなると想定されるものがＷ相下アームスイッチング素子Ｓ２Ｗｎとなっている。
【００８７】
以上説明した本実施形態によれば、昇降圧機能付きの２モータ制御システムにおいて、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
さらに、本実施形態では、第１，第２のマルチプレクサ１４０ａ，１４０ｂに第２インバータ装置１０２を構成するスイッチング素子の温度信号のみが入力され、第３，第４のマルチプレクサ１４０ｃ，１４０ｄに第１インバータ装置１００を構成するスイッチング素子の温度信号のみが入力されることとした。また、第５，第６のマルチプレクサ１４０ｅ，１４０ｆに昇降圧コンバータ装置９０を構成するスイッチング素子の温度信号のみが入力されることとした。こうした構成によれば、マイコン８０の各入力ポートに入力された信号が、昇降圧コンバータ装置９０、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のうちいずれに対応する信号であるかをマイコン８０が容易に判別することができる。このため、例えば、マイコン８０は、入力ポートに入力された信号に異常がある旨判断した場合、異常がある温度信号に対応する装置が、昇降圧コンバータ装置９０、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のうちいずれであるかを容易に判別することができる。
【００８９】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第３の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、図９に示すように、昇降圧コンバータ装置９０、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のそれぞれにおいて、マルチプレクサを介すことなく温度信号がマイコン８０に直接入力される構成を採用する。なお、図９において、先の図８に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付しているものもある。
【００９０】
図示されるように、第１インバータ装置１００に対応するＵ，Ｖ相下アームフォトカプラＣ１Ｕｎ，Ｃ１Ｖｎの出力側には、第４のマルチプレクサ１４０ｇ及び第５の電気経路Ｌ５を介して、マイコン８０の第５の入力ポートＴ５が接続されている。また、Ｗ相下アームフォトカプラＣ１Ｗｎの出力側には、マルチプレクサを介すことなく、第６の電気経路Ｌ６を介して、マイコン８０の第６の入力ポートＴ６が直接接続されている。これは、本実施形態において、第１インバータ装置１００を構成するスイッチング素子のうち、使用時に最も温度が高くなると想定されるものがＷ相下アームスイッチング素子Ｓ１Ｗｎであるためである。
【００９１】
各変圧フォトカプラＣＣｐａ，ＣＣｐｂ，ＣＣｎａの出力側には、第５のマルチプレクサ１４０ｈ及び第７の電気経路Ｌ７を介して、マイコン８０の第７の入力ポートＴ７が接続されている。また、下アーム変圧フォトカプラＣＣｎｂの出力側には、マルチプレクサを介すことなく、第８の電気経路Ｌ８を介して、マイコン８０の第８の入力ポートＴ８が直接接続されている。これは、本実施形態において、昇降圧コンバータ装置９０を構成するスイッチング素子のうち、使用時に最も温度が高くなると想定されるものが下アーム変圧スイッチング素子ＳＣｎｂであるためである。
【００９２】
続いて、本実施形態の効果について説明する。昇降圧コンバータ装置９０、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のそれぞれにおいて、動作態様が異なったり、流通する電流値が異なったりする。このため、昇降圧コンバータ装置９０、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のそれぞれにおいて、スイッチング素子の発熱量が異なり、ひいてはスイッチング素子の温度が異なる。したがって、各装置９０，１００，１０２のそれぞれについてマルチプレクサを介すことなく温度信号をマイコン８０に直接入力可能な本実施形態によれば、スイッチング素子の温度検出精度を向上させることができる。
【００９３】
（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について、先の第４の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、図１０に示すように、昇降圧コンバータ装置９０の上アーム及び下アームのそれぞれにおいて、マルチプレクサを介すことなく温度信号がマイコン８０に直接入力される構成を採用する。なお、図１０において、先の図９に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付しているものもある。
【００９４】
図示されるように、上アーム変圧フォトカプラＣＣｐａの出力側には、マルチプレクサを介すことなく、第７の電気経路Ｌ７を介して、マイコン８０の第７の入力ポートＴ７が直接接続されている。これは、上アーム変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂのうち、使用時に温度が高くなると想定されるものがスイッチング素子ＳＣｐａであるためである。各変圧フォトカプラＣＣｐｂ，ＣＣｎａの出力側には、第５のマルチプレクサ１４０ｉ及び第８の電気経路Ｌ８を介して、マイコン８０の第８の入力ポートＴ８が接続されている。下アーム変圧フォトカプラＣＣｎｂの出力側には、マルチプレクサを介すことなく、第９の電気経路Ｌ９を介して、マイコン８０の第９の入力ポートＴ９が直接接続されている。これは、下アーム変圧スイッチング素子ＳＣｎａ，ＳＣｎｂのうち、使用時に温度が高くなると想定されるものがスイッチング素子ＳＣｐｂであるためである。
【００９５】
続いて、本実施形態の効果について説明する。昇降圧コンバータ装置９０では、昇圧動作時と降圧動作時とで、オンオフ操作対象となるスイッチング素子が異なる。このため、昇圧動作時においては、下アーム変圧スイッチング素子ＳＣｎａ，ＳＣｎｂの温度が上アーム変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂの温度よりも高くなる。一方、降圧動作時においては、上アーム変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂの温度が下アーム変圧スイッチング素子ＳＣｎａ，ＳＣｎｂの温度よりも高くなる。このため、昇降圧コンバータ装置９０の上アーム及び下アームのそれぞれにおいて、マルチプレクサを介すことなく温度信号をマイコン８０に入力可能な本実施形態によれば、スイッチング素子の温度検出精度をいっそう向上させることができる。
【００９６】
（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態について、先の第３〜第５の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、図１１に示すように、昇降圧コンバータ装置９０ａの構成を変更する。なお、図１１において、先の図７に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。
【００９７】
図示されるように、本実施形態では、下アームが第１，第２スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の直列接続体によって構成されている。また、上アームが第３，第４スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の直列接続体によって構成されている。本実施形態では、各スイッチング素子として、ＩＧＢＴを用いている。各スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４には、各フリーホイールダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が逆並列に接続されている。
【００９８】
第２スイッチング素子Ｓ２と第３スイッチング素子Ｓ３との接続点には、リアクトル９２の第１端が接続されている。第１スイッチング素子Ｓ１と第２スイッチング素子Ｓ２との接続点には、補助コンデンサ９４を介して、第３スイッチング素子Ｓ３と第４スイッチング素子Ｓ４との接続点が接続されている。第１スイッチング素子Ｓ１のエミッタには、高電圧バッテリ７２の負極端子が接続されている。
【００９９】
続いて、昇降圧コンバータ装置９０ａの昇圧動作及び降圧動作について説明する。本実施形態において、昇圧動作は、第１〜第４モードの組み合わせで実現される。第１モードは、第１，第２スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオン操作し、第３，第４スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオフ操作するモードである。第２モードは、第１，第３スイッチング素子Ｓ１、Ｓ３をオン操作し、第２，第４スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４をオフ操作するモードである。第３モードは、第２，第４スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４をオン操作し、第１，第３スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３をオフ操作するモードである。第４モードは、第３，第４スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオン操作し、第１，第２スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオフ操作するモードである。昇圧動作は、例えば、第１モード→第２モード→第１モード→第３モードの繰り返し、又は第２モード→第４モード→第３モード→第４モードの繰り返しで実現される。
【０１００】
一方、本実施形態において、降圧動作は、第５〜第８モードの組み合わせで実現される。第５モードは、第１〜第４スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の全てをオフ操作するモードである。第６モードは、第３スイッチング素子Ｓ３をオン操作し、第１，第２，第４スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４をオフ操作するモードである。第７モードは、第４スイッチング素子Ｓ４をオン操作し、第１〜第３スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３をオフ操作するモードである。第８モードは、第３，第４スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をオン操作し、第１，第２スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオフ操作するモードである。降圧動作は、例えば、第５モード→第６モード→第５モード→第７モードの繰り返し、又は第８モード→第６モード→第８モード→第７モードの繰り返しで実現される。
【０１０１】
以上説明したように、昇圧動作時においては、上記第３〜第５の実施形態と同様に、下アームの第１，第２スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２のみがオンオフ操作対象となり、降圧動作時においては、上アームの第３，第４スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４のみがオンオフ操作対象となる。このため、本実施形態においても、上記第３〜第５の実施形態の図８〜図１０で説明した昇降圧コンバータ装置に対応する温度検出構成と同様の構成を用いることができる。具体的には例えば、上記第３〜第５の実施形態において、下アーム変圧スイッチング素子ＳＣｎａ，ＳＣｎｂを第１，第２スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２に置き換え、上アーム変圧スイッチング素子ＳＣｐａ，ＳＣｐｂを第３，第４スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４に置き換えればよい。
【０１０２】
（第７の実施形態）
以下、第７の実施形態について、先の第３の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、図１２に示すように、モータ制御システムに昇降圧コンバータ装置９０が備えられていない。なお、図１２において、先の図７に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１０３】
以上説明した本実施形態によっても、上記第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
（第８の実施形態）
以下、第８の実施形態について、先の第５の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、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のそれぞれを構成する上下アームを、昇降圧コンバータ装置９０を構成する上下アームと同様に、２つのスイッチング素子の並列接続体によって構成する。これに伴い、図１３に示すように、昇降圧コンバータ装置９０、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のそれぞれにおいて、互いに並列接続された２つのスイッチング素子を共通の駆動回路によってオンオフ操作する。ここで、各駆動回路は、２つのスイッチング素子に対応する感温ダイオードから出力された温度信号に時分割処理を施した信号をフォトカプラに対して出力する。これは、並列接続された２つのスイッチング素子のそれぞれの温度が異なり得るためである。なお、図１３において、先の図１０に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付しているものもある。また、図１３では、第１，第２インバータ装置１００，１０２のそれぞれにおいて、互いに並列接続された２つのスイッチング素子のそれぞれを含む各半導体モジュールの符号を同一にしている。
【０１０５】
図示されるように、上アームに対応する感温ダイオードＴＣｐａ，ＴＣｐｂから出力される温度信号のそれぞれは、共通の駆動回路ＤＣｐａに入力される。駆動回路ＤＣｐａは、入力された温度信号に時分割処理を施した信号を上アーム変圧フォトカプラＣＣｐａの入力側に対して出力する。上アーム変圧フォトカプラＣＣｐａの出力側には、マルチプレクサを介すことなく、第７の電気経路Ｌ７を介して、マイコン８０の第７の入力ポートＴ７が直接接続されている。また、下アームに対応する感温ダイオードＴＣｎａ，ＴＣｎｂから出力される温度信号のそれぞれは、共通の駆動回路ＤＣｎａに入力される。駆動回路ＤＣｎａは、入力された温度信号に時分割処理を施した信号を下アーム変圧フォトカプラＣＣｎａの入力側に対して出力する。下アーム変圧フォトカプラＣＣｎａの出力側には、マルチプレクサを介すことなく、第８の電気経路Ｌ８を介して、マイコン８０の第８の入力ポートＴ８が直接接続されている。すなわち、本実施形態では、制御システムに、昇降圧コンバータ装置９０に対応したマルチプレクサが備えられていない。なお、第１，第２インバータ装置１００，１０２における時分割処理を用いた温度検出構成も、昇降圧コンバータ装置９０における上述した温度検出構成と同様である。
【０１０６】
続いて、図１４を用いて、本実施形態にかかる各駆動回路が行う時分割処理について説明する。時分割処理とは、ヘッダーと、ヘッダーに続く第１温度信号Ｔα及び第２温度信号Ｔβとを含むフレーム信号を生成して出力する処理である。本実施形態において、各温度信号Ｔα，Ｔβは、温度と関係付けられたデューティ信号である。具体的には、昇降圧コンバータ装置９０の上アームに対応する駆動回路ＤＣｐａを例に説明すると、感温ダイオードＴＣｐａの出力信号に基づくスイッチング素子ＳＣｐａの温度信号を第１温度信号Ｔαとし、感温ダイオードＴＣｐｂの出力信号に基づくスイッチング素子ＳＣｐｂの温度信号を第２温度信号Ｔβとする。時分割処理が施されたフレーム信号がマイコン８０に入力されると、マイコン８０は、フレーム信号に基づいて、互いに並列接続された２つのスイッチング素子のそれぞれの温度を算出する。
【０１０７】
以上説明した本実施形態によれば、上下アームのそれぞれがスイッチング素子の並列接続体によって構成されている場合であっても、部品数を抑制しつつ温度検出精度を向上させることができる。
【０１０８】
（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。
【０１０９】
・上記第１の実施形態において、マルチプレクサの数は、複数に限らず、１つであってもよい。
【０１１０】
・本発明の適用対象としては、３相インバータ装置に限らず、その他の電力変換装置であってもよい。また、本発明の適用対象としては、電力変換装置に限らず、スイッチング素子を備えるものであれば、電力変換装置以外の電子装置であってもよい。ここで、電力変換装置や電子装置に備えられるスイッチング素子の数としては、６つに限らず、６つ以外であってかつ３つ以上であってもよい。スイッチング素子を少なくとも３つ備えることで、上記第１の実施形態で説明したように、少なくとも１つの温度信号がマルチプレクサを介すことなくマイコンに直接入力されるとともに、少なくとも２つの温度信号がマルチプレクサを介してマイコンに入力される構成を実現することができる。
【０１１１】
こうした構成として、具体的には例えば、モータジェネレータが２つ備えられる２モータ制御システムが挙げられる。このシステムにおいては、電力変換装置や電子装置として、３相インバータ装置が２つ備えられることから、スイッチング素子の数が１２個以上となる。この場合、マルチプレクサの数としては、２つに限らず、３つ以上であってもよい。ここで、例えば、スイッチング素子の数が１２個であり、マルチプレクサの数が３つの場合、これらマルチプレクサのそれぞれを、入力ポート数が「３：４：４」となるように構成してもよい。この場合、３つのマルチプレクサ同士で入力ポート数の差が１となるものの、感温ダイオードからマルチプレクサを介してマイコンに温度信号が伝達されるまでの遅延時間のばらつきを極力低減できる。このため、特定のスイッチング素子の温度検出の時間間隔が長くなることを極力抑制することはできる。
【０１１２】
・上記第１の実施形態において、マルチプレクサを介すことなくマイコンに入力される温度信号としては、例えば１つであってもよい。これは、例えば、第１のマルチプレクサの入力ポート数を３とすることで実現できる。
【０１１３】
・３相インバータ装置１０の仕様によっては、使用時に最も温度が高くなる半導体モジュール（スイッチング素子）が、導入管３０ａの最上流側から最も遠い位置に配置された押圧部材６０側のＷ相下アーム半導体モジュール５０Ｗｎとなることもあり得る。
【０１１４】
・上記第１の実施形態において、マルチプレクサとしては、入力ポート数よりも出力ポート数が少なければ、出力ポートが２つ以上であってもよい。
【０１１５】
・スイッチング素子としては、単一のＩＧＢＴに限らず、複数のＩＧＢＴが互いに並列されたものを用いてもよい。具体的には、複数のＩＧＢＴのコレクタ端子同士を接続して、かつエミッタ端子同士を接続したものを用いてもよい。この場合、先の図５において、実温度ばらつきがさらに拡大することとなる。これは、並列接続されたＩＧＢＴのそれぞれに流れるコレクタ電流がばらつくこと等に起因して、並列接続されたＩＧＢＴ同士で温度がばらつく「並列ばらつき」が存在するためである。この並列ばらつきは、図５における検出素子と非検出素子とのそれぞれに存在する。このため、実温度ばらつきは、図５に示したものより、並列ばらつきの２倍だけさらに大きくなる。したがって、こうした構成においては、閾値温度Ｔαがより安全側に設定されることとなり、使用が制約される温度領域が拡大しやすい。このため、こうした構成に対しては、スイッチング素子全てを温度検出対象とする構成の適用のメリットが大きい。
【０１１６】
・半導体モジュールとしては、６つのスイッチング素子のそれぞれが別々にモジュール化されたものに限らない。例えば、互いに直列接続された上，下アームスイッチング素子をまとめてモジュール化したものであってもよい。
【０１１７】
・高電圧領域及び低電圧領域の間を電気的に絶縁しつつ、高電圧領域から低電圧領域へと信号を伝達する絶縁伝達素子としては、光絶縁伝達素子に限らず、例えば、パルストランス等の磁気絶縁伝達素子であってもよい。
【０１１８】
・通電によって発熱するスイッチング素子としては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＭＯＳＦＥＴであってもよい。
【０１１９】
・スイッチング素子の温度と相関を有する温度信号を出力する温度信号出力部としては、感温ダイオードに限らず、例えばサーミスタであってもよい。第１面（上面）に銅パターンが形成され、第１面の裏面である第２面（下面）にヒートシンクが取り付けられた絶縁基板上に、スイッチング素子及びフリーホイールダイオードが例えば半田付けにて実装されたモジュールがある。スイッチング素子及びフリーホイールダイオードは、パターンによって電気的に接続されている。ここで、このモジュールのパターン上にサーミスタを設けてもよい。この場合、スイッチング素子やフリーホイールダイオードにおいて発生した熱がパターンを介してサーミスタに伝達される。このため、サーミスタにより、スイッチング素子及びフリーホイールダイオードのうち少なくとも一方の温度を検出することができる。
【０１２０】
・電流の流通によって発熱する電力変換用半導体素子としては、ＩＧＢＴに限らず、例えば、ＭＯＳＦＥＴや、ＲＣ−ＩＧＢＴであってもよい。ＲＣ−ＩＧＢＴは、ＩＧＢＴとフリーホイールダイオードとが同一チップ上に備えられたダイオード内蔵型ＩＧＢＴである。また、電流の流通によって発熱する電力変換用半導体素子としては、パワー半導体としてのスイッチング素子に限らず、フリーホイールダイオードであってもよい。例えば、昇降圧コンバータ装置において、昇圧動作時における上アームのフリーホイールダイオードの発熱量が大きい。このため、フリーホイールダイオードを温度検出対象とすることは有効である。
【０１２１】
・上記第３〜第６，第８の実施形態では、昇降圧コンバータ装置としたが、これに限らない。昇圧動作のみを行う昇圧コンバータ装置であってもよいし、降圧動作のみを行う降圧コンバータ装置であってもよい。
【０１２２】
・上記第３の実施形態において、例えば、昇降圧コンバータ装置９０、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のうち、昇降圧コンバータ装置９０又は第１インバータ装置１００を構成するスイッチング素子の温度が使用時に最も高くなることもある。例えば、昇降圧コンバータ装置９０を構成するスイッチング素子の温度が使用時に最も高くなる場合、マルチプレクサを介すことなくマイコン８０に直接入力する温度の検出対象を、昇降圧コンバータ装置９０を構成するスイッチング素子としてもよい。
【０１２３】
・上記第３〜第７の実施形態において、昇降圧コンバータ装置９０、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のそれぞれにおいて、マルチプレクサの入力ポート数を４以上としてもよい。ここでは、昇降圧コンバータ装置９０、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のそれぞれにおいて、マルチプレクサの数を１つとしてもよい。これは、例えば上記第３の実施形態において、第２インバータ装置１０２に対応するマルチプレクサの入力ポート数を５とし、第１インバータ装置１００に対応するマルチプレクサの入力ポート数を６とし、昇降圧コンバータ装置９０に対応するマルチプレクサの入力ポート数を４とすることで実現できる。
【０１２４】
・上記第３〜第７の実施形態において、マルチプレクサに、昇降圧コンバータ装置９０、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のうち少なくとも２つに対応する温度信号が混在して入力されてもよい。また、上記第８の実施形態において、マルチプレクサに、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２の双方に対応する温度信号が混在して入力されてもよい。
【０１２５】
・上記第３〜第８の実施形態において、モータジェネレータの数が３つ以上であってもよい。
【０１２６】
・上記第３の実施形態において、高電圧バッテリ７２を、高電圧バッテリ７２よりも低い出力電圧（例えば１２Ｖ）の低電圧バッテリに変更してもよい。こうした構成は、例えば、車載主機としてエンジンのみ搭載され、モータジェネレータが、スタータ及び発電機の機能を統合したISG（Integrated Starter Generator）として用いられるシステムで採用される。
【０１２７】
・上記第７の実施形態において、例えば、第１インバータ装置１００に接続されるバッテリを、高電圧バッテリ７２から、高電圧バッテリ７２よりも低い出力電圧（例えば１２Ｖ）の低電圧バッテリに変更してもよい。こうした構成は、例えば、車載主機としてエンジンとモータとが搭載され、第１モータジェネレータ１０１が、スタータ及び発電機の機能を統合したISG（Integrated Starter Generator）として用いられるシステムで採用される。
【０１２８】
・上記第８の実施形態において、モータ制御システムが昇降圧コンバータ装置９０を備えなくてもよい。また、上記第８の実施形態において、モータ制御システムに備えられるモータジェネレータが１つであってもよい。
【０１２９】
・上記第３〜第７の実施形態において、昇降圧コンバータ装置９０を構成するスイッチング素子の並列接続数が３以上であってもよく、第１，第２インバータ装置１００，１０２を構成するスイッチング素子の並列接続数が２以上であってもよい。また、上記第８の実施形態において、昇降圧コンバータ装置９０、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のそれぞれを構成するスイッチング素子の並列接続数が３以上であってもよく、第１，第２インバータ装置１００，１０２を構成するスイッチング素子の並列接続数が３以上であってもよい。さらに、第１インバータ装置１００、第２インバータ装置１０２及び昇降圧コンバータ装置９０のうち少なくとも１つを構成するスイッチング素子の少なくとも１つが、複数のスイッチング素子の並列接続体によって構成されていてもよい。
【０１３０】
・上記第８の実施形態において、各駆動回路が時分割処理を行わなくてもよい。この場合、各感温ダイオードに対して駆動回路及びフォトカプラが個別に設けられることとなる。
【０１３１】
・上記第８の実施形態において、第１インバータ装置１００及び第２インバータ装置１０２のそれぞれに対応するマルチプレクサの入力ポート数を４以上としてもよい。具体的には、第２インバータ装置１０２に対応するマルチプレクサの入力ポート数を５とし、第１インバータ装置１００に対応するマルチプレクサの入力ポート数を５とすることにより、各インバータ装置１００，１０２のそれぞれにおいて、マルチプレクサの数を１つとすることができる。また、マルチプレクサの入力ポート数を１０とすることにより、第１，第２インバータ装置１００，１０２において、マルチプレクサの数を１つとすることができる。
【０１３２】
・上記第３〜第８の実施形態において、駆動回路に接続された各フォトカプラの出力側の全てを、マルチプレクサを介すことなくマイコン８０の入力ポートに直接接続する構成を採用してもよい。
【０１３３】
・上記第１，第２の実施形態において、インバータ装置を構成するスイッチング素子を、複数のスイッチング素子の並列接続体によって構成してもよい。この場合、互いに並列接続されたスイッチング素子の組に対応する温度信号のそれぞれを、先の図１４で説明した時分割処理を用いて、共通の駆動回路からフォトカプラを介してマイコンに伝達してもよい。
【符号の説明】
【０１３４】
８０…マイコン、Ｔｉｎ１，Ｔｉｎ２…入力ポート、Ｔｏｕｔ…出力ポート、Ｓ￥＃…スイッチング素子、Ｔ￥＃…感温ダイオード。
【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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