(57)【要約】【課題】交流モータのロック時におけるスイッチング素子の損失を的確に低減することにより、スイッチング素子を過熱から好適に保護することのできるモータ駆動制御装置を提供する。【解決手段】インバータ装置のスイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの各々にゲート抵抗を介してゲート電圧を印加しつつその変換電力に基づき三相交流モータＭの駆動を制御する。そして、この三相交流モータＭがロック状態にあるか否かを検知するモータロック検知部１００により三相交流モータＭのロック状態が検知されることに基づきインバータ装置のシステム電圧を抑制するとともにゲート抵抗の抵抗値を小さい値に変更する。【選択図】図１
2011061896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流モータを駆動すべく電力変換を行なうインバータ装置のスイッチング素子の各々にゲート抵抗を介してゲート電圧を印加しつつその変換電力に基づき前記交流モータの駆動を制御するモータ駆動制御装置において、
前記交流モータがロック状態にあるか否かを検知するモータロック検知部を備え、該モータロック検知部により前記交流モータのロック状態が検知されることに基づき前記インバータ装置のシステム電圧を抑制するとともに前記ゲート抵抗の抵抗値を小さい値に変更する
ことを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記交流モータのロック状態の検知に基づき変更される前記ゲート抵抗の抵抗値が、前記スイッチング素子の耐圧基準電圧と前記抑制されたシステム電圧との差に応じて前記ゲート抵抗の値に相関して生じるサージ電圧を前記スイッチング素子の耐圧基準電圧の範囲内で最大とし得る値に設定される
請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記ゲート抵抗は、前記ゲート電圧を印加する回路と前記スイッチング素子との間に並列接続された第１ゲート抵抗と第２ゲート抵抗とからなり、前記ゲート抵抗の変更は、前記第１ゲート抵抗を常時導通状態とし、前記モータロック検知部により前記交流モータのロック状態が検知されたときに前記第１ゲート抵抗及び前記第２ゲート抵抗を共に導通状態とする態様で行なわれる
請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記ゲート抵抗は、その抵抗値を複数段階に調整可能なプログラマブルボリュームからなり、前記ゲート抵抗の変更は、前記モータロック検知部により前記交流モータのロック状態が検知されたときと検知されないときとでその都度異なる抵抗値が選択される態様で行なわれる
請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記ゲート抵抗は、前記ゲート電圧を印加する回路と前記スイッチング素子との間に並列接続された第１ゲート抵抗と該第１ゲート抵抗よりも抵抗値の低い第２ゲート抵抗とからなり、前記ゲート抵抗の変更は、前記交流モータの非ロック時に前記第１ゲート抵抗を導通状態とするとともに前記第２ゲート抵抗を非導通状態とし、前記モータロック検知部により前記交流モータのロック状態が検知されたときに前記第１ゲート抵抗を非導通状態とするとともに前記第２ゲート抵抗を導通状態とする態様で行なわれる
請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
前記システム電圧の抑制は、前記モータロック検知部により前記交流モータのロック状態が検知されたときに前記インバータ装置のシステム電圧を昇圧する昇圧コンバータによる昇圧の抑制として行なわれる
請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項７】
前記モータロック検知部は、前記交流モータの回転数が停止回転領域にあり、かつ、前記交流モータに供給される電流が該交流モータを駆動し得る基準電流以上であるときに交流モータがロック状態にあると検知する
請求項１〜６のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項８】
前記インバータ装置のスイッチング素子が絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタである
請求項１〜７のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項９】
前記駆動制御の対象となる交流モータは、車両の原動機となる三相交流モータである
請求項１〜８のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流モータの駆動に際し、特にモータロック時の過電流から駆動回路を保護するモータ駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載バッテリから供給される直流電力を例えば三相交流に変換するインバータ装置がハイブリッド車や電気自動車などのモータ用の電力変換装置として広く利用されている。このようなハイブリッド自動車は、インバータ装置を構成するスイッチング素子により生成された三相交流電力を動力源として上記モータの駆動を制御している。このため、モータのロック時には、スイッチング素子に過大な直流電流が流れ、その熱損失が急激に増加するようになる。
【０００３】
そこで、こうした熱損失の増大に起因するスイッチング素子の熱破壊を防止するモータ駆動制御装置として、例えば特許文献１に記載のモータ駆動制御装置が知られている。図８に、この特許文献１に記載のモータ駆動制御装置についてその概略構成を示す。
【０００４】
図８に示されるように、このインバータ装置における直流電源Ｂの正極母線である正極バスバーＢＢＰと負極母線である負極バスバーＢＢＮとの間には、直流電源Ｂから印加される直流電圧を平滑化する平滑コンデンサＣ及び同直流電圧を三相交流に変換するインバータ回路ＩＮＶが接続されている。インバータ回路ＩＮＶは、上アームを構成する３つのスイッチング素子（ＩＧＢＴ：絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ）Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗと、下アームを構成する３つのスイッチング素子Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗとが三相ブリッジ接続されている。
【０００５】
また、スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗの各エミッタ電極、及びスイッチング素子Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの各コレクタ電極の結線部であるＵ相出力電極、Ｖ相出力電極、Ｗ相出力電極は、それぞれ出力線ＯＷＵ、ＯＷＶ、ＯＷＷを介して三相交流モータＭのＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに接続されている。一方、上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、及びスイッチング素子Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのエミッタ電極とコレクタ電極との間には、それぞれ整流素子である還流ダイオードＤ１Ｕ、Ｄ３Ｖ、Ｄ５Ｗ、及び還流ダイオードＤ２Ｕ、Ｄ４Ｖ、Ｄ６Ｗが逆並列に接続されている。
【０００６】
このように構成されるインバータ装置では、駆動対象とする三相交流モータＭに流れる電流が電流検出センサ５ａ〜５ｃによって検出されて、この検出された各電流値がモータ駆動制御装置１０に取り込まれる。また、三相交流モータＭの回転子回転位置が位置検出センサ７によって検出され、その値がモータ駆動制御装置１０に取り込まれる。そして、モータ駆動制御装置１０では、それら各電流値及び回転子回転位置に基づき上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのスイッチングパターンが生成され、このモータ駆動制御装置１０に内蔵されたゲートドライバ回路により各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの動作が制御される。図９に、このゲートドライバ回路についてその概略構成を示す。
【０００７】
この図９に示すように、上記ゲートドライバ回路は、スイッチングパターン信号が入力されてこのスイッチングパターン信号の電位レベルをスイッチング素子Ｔ１Ｕと同じ電位レベルの信号に変換するとともにこのスイッチングパターン信号を生成する低圧回路側とスイッチング素子Ｔ１Ｕ等の高圧回路側とを絶縁する絶縁回路２２を備えている。この絶縁回路２２により電位が変換された信号は、スイッチング素子Ｔ１Ｕのゲートを駆動制御
するための第１ゲートドライバ２３及び第２ゲートドライバ２４にそれぞれ入力される。これら第１ゲートドライバ２３及び第２ゲートドライバ２４は、電気的に並列に接続されており、第１ゲートドライバ２３がモータの駆動時に常時動作する一方、第２ゲートドライバ２４はモータＭがロック状態になったときにのみ動作する。そして、このような第１ゲートドライバ２３及び第２ゲートドライバ２４は、それらの出力電流を制限するゲート抵抗２３ａ、２４ａを介してスイッチング素子Ｔ１Ｕに接続されている。
【０００８】
また、ロック検知回路２５では、上記三相交流モータＭがロック状態にあるか否かが検知される。そして、このロック検知回路２５の出力と上記絶縁回路２２の出力との論理積が論理積回路２６を介して第２ゲートドライバ２４に出力される。このようなゲートドライバ回路によれば、三相交流モータＭのロック時には、第２ゲートドライバ２４が第１ゲートドライバ２３と同期して動作するようになり、ゲート抵抗２３ａとゲート抵抗２４ａとが等価的に並列状態とされる。
【０００９】
次に、このようなゲートドライバ回路によって駆動されるスイッチング素子Ｔ１Ｕを流れる電流、及びエミッタ電極−コレクタ電極間の電圧、並びに損失を、それぞれ図１０（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。なお、図１０（ａ）は、三相交流モータＭの非ロック時におけるスイッチング素子Ｔ１Ｕのターンオン時の電圧、電流、及び損失の推移例を示しており、図１０（ｂ）は、三相交流モータＭの非ロック時におけるスイッチング素子Ｔ１Ｕのターンオフ時の電圧、電流、及び損失の推移例を示している。また、図１０（ｃ）は、三相交流モータＭのロック時におけるスイッチング素子Ｔ１Ｕのターンオン時の電圧、電流、及び損失の推移例を示している。
【００１０】
まず、三相交流モータＭの非ロック時におけるスイッチング素子Ｔ１Ｕのターンオン時には、図１０（ａ）に示されるように、スイッチング素子Ｔ１Ｕがオフ状態からオン状態に遷移するまでにｔ１時間（ターンオン時間）を要している。このため、スイッチング素子Ｔ１Ｕのターンオン時には、同図１０（ａ）に斜線で示すようにターンオン時間ｔ１に比例する損失Ｐ１が発生する。
【００１１】
また、三相交流モータＭの非ロック時におけるスイッチング素子Ｔ１Ｕのターンオフ時には、図１０（ｂ）に示すように、スイッチング素子Ｔ１Ｕがオン状態からオフ状態に遷移するまでにｔ２時間（ターンオフ時間）を要している。このため、スイッチング素子Ｔ１Ｕのターンオフ時には、図１０（ｂ）に斜線で示すようにターンオフ時間ｔ２に比例する損失Ｐ２が発生する。
【００１２】
一方、三相交流モータＭの非ロック時におけるスイッチング素子Ｔ１Ｕのターンオン時には、上述のように、第１ゲートドライバ２３及び第２ゲートドライバ２４が共に動作することにより、ゲート抵抗２３ａ及び２４ａが等価的に並列接続となることから、スイッチング素子Ｔ１Ｕに対する時定数が小さくなる。この結果、スイッチング素子Ｔ１Ｕのドライブ能力が高められるようになり、図１０（ｃ）に示すように、スイッチング素子Ｔ１Ｕのターンオン時間ｔ３が上記ターンオン時間ｔ１よりも短くなる（ｔ１＞ｔ３）。そして、このようなターンオン時間ｔ３に比例する損失も、同図１０（ｃ）に示すように、スイッチング時間ｔ３が短くなった分だけ電圧と電流がコレクタとエミッタ間に同時に存在する期間が短くなり、スイッチング素子の損失Ｐ３も低減するようになる。
【００１３】
このように、上記特許文献１に記載のモータ駆動制御装置によれば、三相交流モータＭのロック時には、スイッチング素子Ｔ１Ｕに対するゲート抵抗を小さくすることによってスイッチング素子Ｔ１Ｕの損失が低減されることから、このスイッチング素子Ｔ１Ｕの過熱を抑制することができるようなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−１１７７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、上述のようなインバータ装置においては、このインバータ装置を構成するスイッチング素子のターンオン、ターンオフ時に配線インダクタンスと電流変化とに起因するサージ電圧が生じるようになる。そして、こうしたサージ電圧は、上記スイッチング素子のターオン時間、ターンオフ時間が急峻であるほど大きくなってしまう。すなわち、上述のように三相交流モータＭのロック時に各スイッチング素子のゲート抵抗を小さくしたとしても、各スイッチング素子の損失に反比例するかたちでサージ電圧が増大するようになる。このため、このようなサージ電圧がスイッチング素子の耐圧の範囲内となるようにゲート抵抗を設定しなければならず、こうしたゲート抵抗の調整を通じたスイッチング素子の損失低減効果も十分とはいえない。
【００１６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、交流モータのロック時におけるスイッチング素子の損失を的確に低減することにより、スイッチング素子を過熱から好適に保護することのできるモータ駆動制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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。
請求項１に記載の発明は、交流モータを駆動すべく電力変換を行なうインバータ装置のスイッチング素子の各々にゲート抵抗を介してゲート電圧を印加しつつその変換電力に基づき前記交流モータの駆動を制御するモータ駆動制御装置において、前記交流モータがロック状態にあるか否かを検知するモータロック検知部を備え、該モータロック検知部により前記交流モータのロック状態が検知されることに基づき前記インバータ装置のシステム電圧を抑制するとともに前記ゲート抵抗の抵抗値を小さい値に変更することを要旨とする。
【００１８】
上記構成によるように、上記交流モータのロック状態が検知されたときにインバータ装置のシステム電圧を抑制するとともにゲート抵抗の抵抗値を小さい値に変更することとすれば、インバータ装置のシステム電圧が抑制された分だけスイッチング素子のオン／オフ動作に伴って生じるサージ電圧の発生を許容し得る余裕分が確保されることとなる。こうしたことから、このサージ電圧の余裕分が確保された分だけ、サージ電圧の大きさに相関する上記ゲート抵抗を小さい値に変更することが可能となる。このため、上記スイッチング素子のゲート抵抗が小さい値に変更された分だけ、これに相関してスイッチング素子のターンオン時間あるいはターオフ時間を短縮することができるようになり、ひいては、こうしたスイッチング素子のターンオン時及びターオフ時に生じる電力損失の低減が図られるようになる。これにより、たとえ上記交流モータのロックに伴ってスイッチング素子に過大な直流電流が流れたとしても、このスイッチング素子の損失を的確に低減することができるようになり、ひいては、スイッチング素子を過熱から好適に保護することができるようになる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ駆動制御装置において、前記交流モータのロック状態の検知に基づき変更される前記ゲート抵抗の抵抗値が、前記スイッチング素子の耐圧基準電圧と前記抑制されたシステム電圧との差に応じて前記ゲート抵抗の値に相関して生じるサージ電圧を前記スイッチング素子の耐圧基準電圧の範囲内で最大とし得る値に設定されることを要旨とする。
【００２０】
上記構成によるように、モータのロック状態において変更されるゲート抵抗の抵抗値を、スイッチング素子の耐圧基準電圧と上記抑制されたシステム電圧との差に応じて上記サージ電圧をスイッチング素子の耐圧基準電圧の範囲内で最大とし得る値に設定することとすれば、スイッチング素子の耐圧基準電圧と抑制されたシステム電圧との差、換言すれば、上記サージ電圧の発生が許容される余裕分に応じてゲート抵抗の抵抗値を最小の値に設定することが可能となる。これにより、スイッチング素子の耐圧基準電圧の範囲内での最大限のサージ電圧の発生が可能となり、ひいては、スイッチング素子のターンオン時間／ターンオフ時間のさらなる短縮化が実現されるようになる。
【００２１】
また、上記ゲート抵抗の変更を通じてスイッチング素子の電力損失の低減を図る上で、スイッチング素子に印加される電圧を同スイッチング素子の耐圧基準電圧の範囲内に好適に維持することができるようになり、上記モータ駆動制御装置としての信頼性がより高められるようになる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置において、前記ゲート抵抗は、前記ゲート電圧を印加する回路と前記スイッチング素子との間に並列接続された第１ゲート抵抗と第２ゲート抵抗とからなり、前記ゲート抵抗の変更は、前記第１ゲート抵抗を常時導通状態とし、前記モータロック検知部により前記交流モータのロック状態が検知されたときに前記第１ゲート抵抗及び前記第２ゲート抵抗を共に導通状態とする態様で行なわれることを要旨とする。
【００２３】
上記構成によるように、交流モータのロック時におけるゲート抵抗の抵抗値の変更を、常時導通状態とされた第１ゲート抵抗と並列接続された第２ゲート抵抗の非導通状態／導通状態の切り替えとして行なうこととすれば、スイッチング素子が第１ゲート抵抗を介して上記ゲート電圧を印加する回路に常時接続された状態となる。このため、交流モータのロック時においてゲート抵抗の抵抗値を変化させる上で、ゲート抵抗を介した上記スイッチング素子のゲート電荷の放電等を確実に行なうことができるようになり、スイッチング素子としての動作を好適に維持することができるようになる。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置において、前記ゲート抵抗は、その抵抗値を複数段階に調整可能なプログラマブルボリュームからなり、前記ゲート抵抗の変更は、前記モータロック検知部により前記交流モータのロック状態が検知されたときと検知されないときとでその都度異なる抵抗値が選択される態様で行なわれることを要旨とする。
【００２５】
上記構成によれば、抵抗値を複数段階に調整可能なプログラマブルボリュームにより上記ゲート抵抗を構成することによって、交流モータのロック時と非ロック時とでその都度異なる抵抗値が選択される。このため、スイッチング素子の耐圧基準電圧と抑制されたシステム電圧との差、換言すれば、上記サージ電圧の発生が許容される余裕分に応じてゲート抵抗の抵抗値を選択的に変更することができるようになり、より高い自由度のもとにゲート抵抗の抵抗値を選択することができるようになる。これにより、スイッチング素子の電力損失を抑制する上で、より望ましいゲート抵抗の抵抗値の設定も容易となる。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置において、前記ゲート抵抗は、前記ゲート電圧を印加する回路と前記スイッチング素子との間に並列接続された第１ゲート抵抗と該第１ゲート抵抗よりも抵抗値の低い第２ゲート抵抗とからなり、前記ゲート抵抗の変更は、前記交流モータの非ロック時に前記第１ゲート抵抗を導通状態とするとともに前記第２ゲート抵抗を非導通状態とし、前記モータロック検知部により前記交流モータのロック状態が検知されたときに前記第１ゲート抵抗を非導通状態とするとともに前記第２ゲート抵抗を導通状態とする態様で行なわれることを要旨とする。
【００２７】
上記構成によれば、交流モータのロック時におけるゲート抵抗の抵抗値の変更が、第１ゲート抵抗とこの第１ゲート抵抗よりも抵抗値の低い第２ゲート抵抗との切り替えを通じて行なわれる。これにより、交流モータのロック時におけるゲート抵抗の抵抗値の変更をより容易に行なうことができるようになるとともに、より簡易な構成によって上記モータ駆動制御装置を構成することができるようになる。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置において、前記システム電圧の抑制は、前記モータロック検知部により前記交流モータのロック状態が検知されたときに前記インバータ装置のシステム電圧を昇圧する昇圧コンバータによる昇圧の抑制として行なわれることを要旨とする。
【００２９】
上記構成によるように、上記交流モータのロック時におけるインバータ装置のシステム電圧の抑制を上記昇圧コンバータによる昇圧の抑制として行なうこととすれば、交流モータのロック時におけるインバータ装置のシステム電圧の抑制をＤＣ−ＤＣコンバータ等の既存の昇圧コンバータにより実現することができるようになる。これにより、上記モータ駆動制御装置としての汎用性はもとより、同装置としての構造上の簡略化が図られるようになる。
【００３０】
また、上記構成によれば、インバータ装置のシステム電圧の値を昇圧コンバータによる昇圧を通じて任意に抑制可能であることから、スイッチング素子の耐圧基準電圧の範囲内で上記サージ電圧を許容し得る余裕分の確保もより容易となる。これにより、上記ゲート抵抗の抵抗値を小さくすることによりスイッチング素子の電力損失を抑制する上で、ゲート抵抗の抵抗値の変更とシステム電圧の抑制との双方から上記余裕分の確保が可能となり、より高い自由度のもとにスイッチング素子の電力損失の低減が図られるようになる。
【００３１】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置において、前記モータロック検知部は、前記交流モータの回転数が停止回転領域にあり、かつ、前記交流モータに供給される電流が該交流モータを駆動し得る基準電流以上であるときに交流モータがロック状態にあると検知することを要旨とする。
【００３２】
通常、上記交流モータのロック時においては、交流モータに上記基準電流以上の電流が供給されているにも拘わらず同モータの回転数は停止回転領域の範囲内となる。そこで、上記構成によるように、交流モータのロック状態を、交流モータの回転数と同交流モータに供給される電流値に基づき検知することとすれば、モータのロック状態を的確に検知することができるようになる。これにより、交流モータのロック時に上記ゲート抵抗の抵抗値を変更する上で、その信頼性がより高められるようになる。
【００３３】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置において、前記インバータ装置のスイッチング素子が絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタであることを要旨とする。
【００３４】
この発明は、上記構成によるように、スイッチング素子として絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いる場合に特に有効であり、この絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタに接続される上記ゲート抵抗の抵抗値の変更と上記システム電圧の抑制とを通じて、サージ電圧の発生を上記基準耐圧電圧の範囲内で抑制しつつスイッチング速度の向上、ひいては、スイッチング素子の電力損失の低減が好適に図られるようになる。
【００３５】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置において、前記駆動制御の対象となる交流モータは、車両の原動機となる三相交流モータで
あることを要旨とする。
【００３６】
上記車両の原動機となる三相交流モータにあっては、必要とされる電力が特に大きく、そのロック時には過大な電流が上記スイッチング素子に流れることにより同素子が過熱されるようになり、車両の制御性に与える影響も大きい。この点、上記構成によれば、上記三相交流モータがロック状態になったとしても、システム電圧の抑制とゲート抵抗の変更とを通じてスイッチング素子の向上、ひいては、スイッチング素子の電力損失が低減されるようになり、より高い信頼性のもとに上記三相交流モータを駆動制御することができるようになる。またこれにより、坂路等にあっても、自動車等の車両のドライバビリティも良好に維持されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にかかるモータ駆動制御装置の一実施の形態についてその構成を示すブロック図。
【図２】同実施の形態の装置において、（ａ）は、各々抑制されたシステム電圧毎のゲート抵抗の抵抗値とスイッチング素子の端子間電圧との関係を示すグラフ。（ｂ）は、ゲート抵抗に相関して発生するサージ電圧の推移例を示すグラフ。
【図３】同実施の形態のゲート抵抗制御部についてその構成を示すブロック図。
【図４】同実施の形態の装置によるゲート抵抗の制御手順を示すフローチャート。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、同実施の形態の装置によるスイッチング素子の端子間に印加される電圧の推移を、従来のモータ駆動制御装置によるスイッチング素子の端子間に印加される電圧との対比のもとに示す図。（ｄ）〜（ｆ）は、同実施の形態の装置によるスイッチング素子のスイッチング特性を、従来のモータ駆動制御装置によるスイッチング素子のスイッチング特性との対比のもとに示す図。
【図６】上記実施の形態の変形例について、ゲート抵抗制御部の構成を示すブロック図。
【図７】上記実施の形態の変形例について、ゲート抵抗制御部の構成を示すブロック図。
【図８】従来のモータ駆動制御装置について、その構成を示すブロック図。
【図９】従来のモータ駆動制御装置を構成するゲートドライバ回路についてその構成例を示すブロック図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、従来のモータ駆動制御装置におけるスイッチング素子に供給される電流、同素子に印加される電圧、同素子の損失の推移を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明にかかるモータ駆動制御装置を具体化した一実施の形態について図１〜図５を参照して説明する。なお、本実施の形態のモータ駆動制御装置は、先の図８の駆動制御装置と同様、例えばハイブリッド自動車等に搭載されてその原動機となる三相交流モータの駆動を制御するものである。
【００３９】
図１は、ハイブリッド車や電気自動車などにあって、車載バッテリから供給される直流電力を三相交流等に変換してモータ駆動用の電力変換を行うインバータ回路ＩＮＶによる変換電力に基づき三相交流モータＭの駆動を制御するモータ駆動制御装置について、その概略構成を示したものである。
【００４０】
この図１に示されるように、このモータ駆動制御装置を構成するインバータ装置における正極母線である正極バスバーＢＢＰと負極母線である負極バスバーＢＢＮとの間には、印加される直流電圧を平滑化する平滑コンデンサＣ及び同直流電圧を三相交流に変換するインバータ回路ＩＮＶが接続されている。インバータ回路ＩＮＶは、上アームを構成する
３つのスイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗと、下アームを構成する３つのスイッチング素子Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗとが三相ブリッジ接続されている。なお、本実施の形態では、それら上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、及びスイッチング素子Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗとして、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタを用いることとする。
【００４１】
また、スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗの各エミッタ電極、及びスイッチング素子Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの各コレクタ電極の結線部であるＵ相出力電極、Ｖ相出力電極、Ｗ相出力電極は、それぞれ出力線ＯＷＵ、ＯＷＶ、ＯＷＷを介して三相交流モータＭのＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルに接続されている。一方、上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、及びスイッチング素子Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのエミッタ電極とコレクタ電極との間には、それぞれ整流素子である還流ダイオードＤ１Ｕ、Ｄ３Ｖ、Ｄ５Ｗ、及び還流ダイオードＤ２Ｕ、Ｄ４Ｖ、Ｄ６Ｗが逆並列に接続されている。
【００４２】
このように構成されるインバータ装置では、駆動対象とする三相交流モータＭに流れる電流が電流検出センサＳｉ１〜Ｓｉ３によって検出されて、この検出された各電流値が三相交流モータＭの駆動状態がロック状態にあるか否かを検知するモータロック検知部１００とインバータ装置の動作を制御するインバータ制御部１１０とに入力されている。また、位置検出センサＳｍによって検出された三相交流モータＭの回転子回転位置が、それぞれモータロック検知部１００とインバータ制御部１１０とに入力されている。
【００４３】
このうちモータロック検知部１００では、それら入力された三相交流モータＭに流れる各電流値と三相交流モータＭの回転子回転位置とに基づき三相交流モータＭの駆動状態がモニタされる。詳述すると、このモータロック検知部１００では、上記電流検出センサＳｉ１〜Ｓｉ３及び上記位置検出センサＳｍの検出値に基づき、三相交流モータＭの回転数が停止回転領域にあり、かつ、三相交流モータＭを流れる電流が同三相交流モータＭを駆動し得る基準電流以上であるときに三相交流モータＭがロック状態にあると検知される。そして、こうしたモータロック検知部１００によって検知された三相交流モータＭの駆動情報は、上記インバータ制御部１１０内にあって上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの各ゲート抵抗の抵抗値を可変とするゲート抵抗制御部１２０と上記インバータ装置のシステム電圧の昇圧を抑制するシステム電圧抑制部１３０とにそれぞれ入力される。
【００４４】
一方、インバータ制御部１１０では、上記電流検出センサＳｉ１〜Ｓｉ３及び上記位置検出センサＳｍによって検出された各電流値及び回転子回転位置に基づき上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのスイッチングパターンが生成され、このスイッチングパターンに基づき各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの動作が制御される。また、こうしたインバータ制御部１１０を構成する上記ゲート抵抗制御部１２０では、上記モータロック検知部１００から入力された三相交流モータＭの駆動情報、すなわち、三相交流モータＭがロック状態にあるか否かに基づき、上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの各ゲート抵抗の抵抗値が変更される。すなわち、このゲート抵抗制御部１２０では、上記モータロック検知部１００によって三相交流モータＭのロック状態が検知されたときに、上記各ゲート抵抗の抵抗値を小さくするように変更される。
【００４５】
また、上記モータロック検知部１００からの三相交流モータＭの駆動情報が入力されるシステム電圧抑制部１３０では、モータロック検知部１００による駆動情報に基づき三相交流モータＭがロック状態にあると検知されたときに、上記インバータ装置のシステム電圧を昇圧する昇圧コンバータ１４０による昇圧が抑制される。これにより、上記モータロック検知部１００によって三相交流モータＭのロック状態が検知されたときには、ゲート
抵抗制御部１２０によって上記各ゲート抵抗の値が小さい値に変更されるとともにシステム電圧抑制部１３０によってインバータ装置のシステム電圧が抑制されるようになる。こうして、三相交流モータＭのロック時には、この抑制されたシステム電圧が上記インバータ回路ＩＮＶに印加されるとともに、上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗが各々小さい値に変更されたゲート抵抗の抵抗値に応じてスイッチング動作するようになる。
【００４６】
次に、上記インバータ装置のシステム電圧を適宜低下させたときの上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのゲート抵抗の抵抗値と端子間電圧との関係、並びにゲート抵抗に相関して発生するサージ電圧の推移を、図２を参照して説明する。なお、図２（ａ）において曲線Ｌ０〜Ｌ５は、上記システム電圧抑制部１３０によってインバータ装置のシステム電圧を順次低下させたときの上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの端子間電圧の推移を示している。また、図２（ｂ）に示すサージ電圧は、図２（ａ）に例示した各ゲート抵抗の値に相関して発生するサージ電圧についてそれぞれ例示したものである。
【００４７】
すなわち、この図２（ａ）にそれぞれ曲線Ｌ０〜Ｌ５として示すように、スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのサージ電圧を含めた端子間電圧は、ゲート抵抗の抵抗値が小さくなるにつれてサージ電圧が増大することに起因して高くなる。そして、例えば上記システム電圧抑制部１３０によるシステム電圧の抑制を行なわなかった場合は、同図２（ａ）に曲線Ｌ０として示すように、スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのサージ電圧を含めた端子間電圧がゲート抵抗の抵抗値が小さくなるにつれて高くなり、ゲート抵抗の抵抗値が抵抗Ｒａ［Ω］とされたときにスイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの耐圧基準電圧Ｖｍａｘに到達するようになる。そしてこのときのスイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのスイッチング特性は、図２（ｂ）に実線Ｌｓａとして示すように、サージ電圧の最大値が電圧Ｖｓａ［Ｖ］になるとともに、スイッチングに時間Ｔａを要するものとなる。このため、上記システム電圧抑制部１３０によるシステム電圧の抑制を行なわなかった場合、スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの端子間電圧を耐圧基準電圧Ｖｍａｘの範囲内に抑制しつつ上記ゲート抵抗の抵抗値に相関するスイッチングに要する最短時間は、同図２（ｂ）に示されるように時間Ｔａとなる。
【００４８】
次に、上記システム電圧抑制部１３０によってシステム電圧を電圧Ｅ１［Ｖ］だけ低下させた場合には、これに相関してスイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの端子間電圧も低下するようになる。この結果、図２（ａ）に曲線Ｌ１として示すように、ゲート抵抗の抵抗値が抵抗Ｒａ［Ω］であったとしてもスイッチング素子のサージ電圧を含めた端子間電圧Ｖ１は上記耐圧基準電圧Ｖｍａｘよりも小さい値となる（Ｖ１＜Ｖｍａｘ）。このため、これら耐圧基準電圧Ｖｍａｘとシステム電圧抑制部１３０によって抑制された端子間電圧Ｖ１（システム電圧）との差α１を、スイッチング素子のスイッチング動作に伴って生じるサージ電圧の発生をさらに許容し得る余裕分として用いることが可能となる。このため、同条件の下では、スイッチング素子のサージ電圧を含めた端子間電圧は、ゲート抵抗が上記抵抗Ｒａよりも抵抗値の小さい抵抗Ｒｂ（Ｒｂ＜Ｒａ）とされたときに上記耐圧基準電圧Ｖｍａｘに到達することとなる。こうしたことから、三相交流モータＭのロックに伴って上記システム電圧を電圧Ｅ１［Ｖ］低下させた場合には、スイッチング素子のゲート抵抗を抵抗Ｒａよりも抵抗値の小さい抵抗Ｒｂに変更することが可能となる。これにより、三相交流モータＭのロックに伴って上記システム電圧を電圧Ｅ１［Ｖ］低下させたときのスイッチング素子のスイッチング特性は、図２（ｂ）に実線Ｌｓｂとして示すように、サージ電圧の最大値が電圧Ｖｓｂ［Ｖ］になるとともに、スイッチングに時間Ｔｂを要するものとなる。このため、上記システム電圧抑制部１３
０によるシステム電圧を電圧Ｅ１［Ｖ］低下させた場合には、スイッチング素子のゲート抵抗を抵抗Ｒａからこの抵抗Ｒａよりも抵抗値の小さい抵抗Ｒｂに変更することによって、スイッチング素子の端子間電圧を耐圧基準電圧Ｖｍａｘの範囲内に抑制しつつスイッチング素子のゲート抵抗の抵抗値に相関するスイッチングに要する最短時間を、同図２（ｂ）に示すように時間Ｔａから時間Ｔｂへと短縮することができるようになる。そしてこのように、三相交流モータＭのロック時におけるスイッチング速度が高められた分だけ、スイッチング素子の電力損失が低減されるようになり、ひいては、スイッチング素子の過熱が抑制されるようになる。
【００４９】
また、図２（ａ）に曲線Ｌ２〜Ｌ５として示すように、システム電圧抑制部１３０によるインバータ装置のシステム電圧をさらに低下させた場合には、これに応じてスイッチング素子の耐圧基準電圧Ｖｍａｘとシステム電圧との差がさらに拡大されるようになる。このため、三相交流モータＭのロック時においては、システム電圧の低下により順次拡大されるスイッチング素子の耐圧基準電圧Ｖｍａｘとシステム電圧との差に応じて上記ゲート抵抗を抵抗Ｒｂ→抵抗Ｒｃ→抵抗Ｒｄへと抵抗値が小さい抵抗に変更することができるようになる。これにより、図２（ｂ）にそれぞれ特性Ｌｓｂ、Ｌｓｃ、Ｌｓｄとして示すように、サージ電圧の最大値が電圧Ｖｓｂ〜電圧Ｖｓｄへと順次増大する一方、スイッチングに要する時間も時間Ｔｂ〜Ｔｄへと順次短縮されるようになる。
【００５０】
このように本実施の形態では、三相交流モータＭのロック時において、システム電圧抑制部１３０によって抑制されたシステム電圧とスイッチング素子の耐圧基準電圧との差に応じて、上記ゲート抵抗の抵抗値をその抵抗値に相関して生じるサージ電圧をスイッチング素子の耐圧基準電圧の範囲内で最大とし得る値に設定することとする。
【００５１】
次に、このような前提のもとに上記モータ駆動制御装置を構成する上記ゲート抵抗制御部１２０の一部について、その構成及び動作を図３を参照して説明する。
図３に示すように、このゲート抵抗制御部１２０は、上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗに各別にゲート電圧を印加してその動作を制御するゲート駆動回路１２１を備えている。なお図３では、便宜上、上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのうちのスイッチング素子Ｔ１Ｕを例にとって、その構成を示している。こうしたゲート駆動回路１２１では、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴからなるトランジスタＭ１及びゲート抵抗Ｒ１を介してスイッチング素子Ｔ１Ｕにゲート電圧が印加されるとともに、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴからなるトランジスタＭ２及びゲート抵抗Ｒ２を介してスイッチング素子Ｔ１Ｕのゲート電荷が放電される。
【００５２】
また、こうしたゲート駆動回路１２１には、上記スイッチング素子ＴＩＵとの間にＡＮＤ回路１２２を介して上記トランジスタＭ１及び上記ゲート抵抗Ｒ１と並列に、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴからなるトランジスタＭ３及びゲート抵抗Ｒ３が接続されている。同様に、このゲート駆動回路１２１には、上記スイッチング素子ＴＩＵとの間にＡＮＤ回路１２３を介して上記トランジスタＭ２及びゲート抵抗Ｒ２と並列に、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴからなるトランジスタＭ４及びゲート抵抗Ｒ４が接続されている。
【００５３】
一方、上記各ＡＮＤ回路１２２及び１２３の各入力端子には、上記モータロック検知部１００からの三相交流モータＭの駆動情報が入力されている。そして、こうした各ＡＮＤ回路１２２及び１２３には、三相交流モータＭの非ロック時に論理レベル「０」の信号が入力される一方、上記モータロック検知部１００によって三相交流モータＭのロック状態が検知されると論理レベル「１」の信号が入力される。こうして、三相交流モータＭのロック時には、ゲート抵抗Ｒ１及びＲ２とゲート抵抗Ｒ３及びＲ４とがそれぞれ並列状態とされるようになり、スイッチング素子Ｔ１Ｕに対するゲート抵抗の抵抗値が三相交流モータＭの非ロック時よりも小さい値に変更されるようになる。なお、本実施の形態では上述
のように、上記各ゲート抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値は、スイッチング素子ＴＩＵの耐圧基準電圧と上記システム電圧抑制部１３０によって抑制されたシステム電圧との差に応じて、上記ゲート抵抗Ｒ３及びＲ４が上記ゲート抵抗Ｒ１及びＲ２と並列状態とされたときの抵抗値に相関して生じるサージ電圧をスイッチング素子ＴＩＵの耐圧基準電圧の範囲内で最大とし得る値に設定されている。また、本実施の形態においては、三相交流モータＭのロック時／非ロック時のいずれにおいても、ゲート抵抗Ｒ１及びＲ２、並びに上記トランジスタＭ１及びＭ２を介してスイッチング素子Ｔ１Ｕがゲート駆動回路１２１に常時接続された状態となっている。これにより、スイッチング素子ＴＩＵのゲート抵抗の抵抗値の変更に際してもスイッチング素子Ｔ１Ｕとゲート駆動回路１２１との接続を常時維持することができるようになり、ゲート抵抗の抵抗値を変更する上でスイッチング素子Ｔ１Ｕのスイッチング動作を保証することができるようになる。
【００５４】
そして、こうしたモータ駆動制御装置により三相交流モータＭのロック状態が検知されたとすると、
（イ）上記システム電圧抑制部１３０によってインバータ装置のシステム電圧が抑制され、各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの端子間電圧が低下する。
（ロ）それら各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの端子間電圧が抑制された分を、各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの耐圧基準電圧の範囲内でサージ電圧の発生を許容し得る余裕分として、各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのゲート抵抗の抵抗値が小さい値に変更される。
といった態様にて、各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのゲート抵抗の抵抗値が小さい値に変更された分だけ各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのスイッチング速度が高められるようになる。こうして、各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの電力損失が低減され、各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの過熱が抑制されるようになる。
【００５５】
次に、本実施の形態による上述したゲート抵抗の変更態様について、図４を参照して総括する。
この図４に示すように、まず、上記三相交流モータＭが駆動されると、上記ゲート抵抗Ｒ１及びＲ２が導通状態とされる一方、上記ゲート抵抗Ｒ３及びＲ４は非導通状態とされ、ステップＳ１０１において三相交流モータＭの回転数Ｎが検出される。
【００５６】
そして、上記検出された回転数Ｎが停止回転領域ＮＳの範囲内にある場合には、三相交流モータＭに流れる電流Ｉが検出される（ステップＳ１０２：ＹＥＳ、Ｓ１０３）。こうして三相交流モータＭに流れる電流Ｉが検出されると、この検出された電流Ｉが三相交流モータＭを駆動し得る基準電流ＩＳ以上であるか否か、すなわち、三相交流モータＭがロック状態にあるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。この結果、三相交流モータＭの駆動状態がロック状態にあると判定された場合には、まず、上記システム電圧抑制部１３０によって昇圧コンバータ１４０によるシステム電圧の昇圧が抑制される（ステップＳ１０５）。こうして、上記インバータ装置のシステム電圧が抑制されると、上記ゲート抵抗Ｒ１及びＲ２の導通状態が維持されるとともに上記ゲート抵抗Ｒ３及びＲ４が導通状態とされ、上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗに対するゲート抵抗の抵抗値が小さい値に変更される（ステップＳ１０６）。一方、三相交流モータＭの駆動状態が非ロック状態であると判定された場合は、上記ゲート抵抗Ｒ１及びＲ２のみの導通状態が維持されるとともに、上記ゲート抵抗Ｒ３及びＲ４の非導通状態が維持される（ステップＳ１０７）。
【００５７】
次に、本実施の形態のモータ駆動制御装置によるスイッチング素子の端子間電圧の推移を、上記従来のモータ駆動制御装置によるスイッチング素子の端子間電圧の推移との対比のもとに図５を参照して説明する。なお、この図５において、図５（ａ）及び（ｂ）は従来のモータ駆動制御装置によるスイッチング素子の端子間電圧の推移を示しており、図５（ｃ）は本実施の形態によるモータ駆動制御装置によるスイッチング素子の端子間電圧の推移を示している。また、この図５において図５（ｄ）及び（ｅ）は従来のモータ駆動制御装置によるスイッチング素子の電力損失を示しており、図５（ｆ）は本実施の形態によるモータ駆動制御装置によるスイッチング素子の電力損失を示している。
【００５８】
この図５に示すように、一般のモータ駆動制御装置によるスイッチング素子のスイッチング動作時におけるスイッチング素子のサージ電圧を含めた端子間電圧の最大値は、上記ゲート抵抗の抵抗値を変更しなかった場合、図５（ａ）に示されるように電圧Ｖｓ１となる。そして、このときのスイッチング素子のスイッチング速度は、図５（ｄ）に示されるように時間Ｔ１となり、このスイッチング素子のスイッチング動作時には、同図５（ｄ）に斜線にて示すような電力損失Ｐ１が生じるようになる。
【００５９】
そこで、例えば上記従来のモータ駆動制御装置により、この損失Ｐ１を図５（ｅ）に示す損失Ｐ２（スイッチング速度＝時間Ｔ２）へと低減すべくゲート抵抗の抵抗値を小さい値に変更したとしても、インバータ装置のシステム電圧Ｖｓｙとスイッチング素子の耐圧基準電圧Ｖｍａｘとの差分α２しか上記サージ電圧の発生を許容し得る余裕分が存在しないために、ゲート抵抗の抵抗値に相関するサージ電圧の増大に伴ってスイッチング素子のサージ電圧を含めた端子間電圧Ｖｓ２が上記耐圧基準電圧Ｖｍａｘを超えることとなる（図５（ｂ））。このため、上記ゲート抵抗の抵抗値を小さく変更することによってスイッチング素子の電力損失の低減を図ったとしても、結局のところ、従来のモータ駆動制御装置では上記余裕分α２の範囲内でしかサージ電圧を発生させることができず、上記ゲート抵抗の調整を通じたスイッチング素子の損失低減効果も十分とはいえない。
【００６０】
一方、本実施の形態によれば、三相交流モータＭのロック時には、図５（ｃ）に示すように、上記システム電圧抑制部１３０によってシステム電圧が抑制され、この抑制分βと上記余裕分α２との合計α３が上記サージ電圧の発生を許容し得る余裕分となる。このため、三相交流モータＭのロック時には、この余裕分α３の範囲内で上記ゲート抵抗に相関するサージ電圧を最大限に発生させることが可能となり（図５（ｆ）：電力損失＝Ｐ３、スイッチング速度＝時間Ｔ３）、ゲート抵抗の調整を通じたスイッチング素子の損失低減効果がより高められるようになる。
【００６１】
以上説明したように、本実施の形態にかかるモータ駆動制御装置によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）三相交流モータＭのロック時には、上記インバータ装置のシステム電圧を抑制するとともに、この抑制されたシステム電圧を上記サージ電圧の発生を許容し得る余裕分として上記ゲート抵抗の抵抗値を小さい値に変更することとした。このため、三相交流モータＭのロック時には、上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのゲート抵抗の抵抗値が小さい値に変更された分、それらスイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのスイッチング速度が高められるようになる。これより、三相交流モータＭのロック時において、各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗに過大な電流が流れるような場合であれ、各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの電力損失が好適に低減されるようになり、ひいては、それら各素子を過熱から好適に保護することができるようになる。
【００６２】
（２）上記各ゲート抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を、上記耐圧基準電圧Ｖｍａｘと上記シス
テム電圧抑制部１３０によって抑制されたシステム電圧との差に応じて、ゲート抵抗Ｒ３及びＲ４がゲート抵抗Ｒ１及びＲ２と並列状態とされたときの抵抗値に相関して生じるサージ電圧を各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの耐圧基準電圧の範囲内で最大とし得る値に設定することした。これにより、スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの耐圧基準電圧Ｖｍａｘの範囲内での最大限のサージ電圧の発生が可能となり、ひいては、スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗのターンオン時間／ターンオフ時間のさらなる短縮化が実現されるようになる。また、これにより、上記ゲート抵抗の抵抗値の変更を通じてスイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの電力損失の低減を図る上で、それらスイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗに印加される電圧を上記耐圧基準電圧Ｖｍａｘの範囲内に好適に維持することができるようになり、上記モータ駆動制御装置としての信頼性がより高められるようになる。
【００６３】
（３）三相交流モータＭのロック時におけるゲート抵抗の抵抗値の変更を、上記ゲート駆動回路１２１と各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗとの間で常時導通状態とされたゲート抵抗Ｒ１及びＲ２と並列接続されたゲート抵抗Ｒ３及びＲ４の非導通状態／導通状態の切り替えとして行なうこととした。このため、三相交流モータＭのロック時においてゲート抵抗の抵抗値を変化させる上で、ゲート抵抗Ｒ１及びＲ２によってゲート駆動回路１２１と各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗとの常時接続が維持されるようになる。これにより、上記ゲート抵抗の抵抗値の変更を通じて各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの電力損失の低減を図る上で、それら各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗとしての動作を好適に維持することができるようになる。
【００６４】
（４）三相交流モータＭのロック時におけるシステム電圧の抑制を上記昇圧コンバータ１４０による昇圧の抑制として行なうこととした。このため、三相交流モータＭのロック時におけるインバータ装置のシステム電圧の抑制をＤＣ−ＤＣコンバータ等の既存の昇圧コンバータ１４０により実現することができるようになる。これにより、上記モータ駆動制御装置としての汎用性はもとより、同装置としての構造上の簡略化が図られるようになる。また、このように、インバータ装置のシステム電圧の値を昇圧コンバータ１４０による昇圧を通じて任意に抑制可能なことから、各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの耐圧基準電圧Ｖｍａｘの範囲内で上記サージ電圧を許容し得る余裕分の確保もより容易となる。これにより、三相交流モータＭのロック時に上記ゲート抵抗の抵抗値を小さくすることによってスイッチング素子の電力損失を抑制する上で、ゲート抵抗の抵抗値の変更とシステム電圧の抑制との双方から上記余裕分の確保が可能となり、より高い自由度のもとにスイッチング素子の電力損失の低減が図られるようになる。
【００６５】
（５）上記三相交流モータＭの駆動状態を三相交流モータＭの回転数Ｎと三相交流モータＭに流れる電流Ｉに基づきモニタし、三相交流モータＭの回転数Ｎが停止回転領域にあり、かつ、三相交流モータＭに供給される電流Ｉが上記基準電流ＩＳ以上であるときに三相交流モータＭがロック状態にあると検知することとした。これにより、三相交流モータＭのロック状態の検知を的確に行なうことができるようになり、ひいては、三相交流モータＭのロック時におけるゲート抵抗の抵抗値の変更を好適に行なうことができるようになる。
【００６６】
なお、上記実施の形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・上記三相交流モータＭのロック状態を、三相交流モータＭの回転数Ｎと同三相交流モータＭに供給される電流Ｉに基づき検知することとした。これに限らず、上記各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの温度をモニタし、それらモ
ニタされる各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗの温度上昇率が三相交流モータＭの非ロック時における基準温度上昇率以上にあるときに三相交流モータＭがロック状態にあると検知することも可能である。
【００６７】
・上記ゲート抵抗をゲート駆動回路１２１と各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗとの間に並列接続されたゲート抵抗Ｒ１及びＲ２とゲート抵抗Ｒ３及びＲ４とによって構成し、三相交流モータＭのロック時のゲート抵抗の変更をゲート抵抗Ｒ３及びＲ４の導通／非導通状態の切り替えとして行なうこととした。これに限らず、先の図３に対応する図として例えば図６に示すように、上記ゲート抵抗をその抵抗値を複数段階に調整可能なプログラマブルボリュームＶＲによって構成し、三相交流モータＭのロック時における上記ゲート抵抗の変更を上記モータロック検知部１００により三相交流モータＭのロック状態が検知されたときと検知されないときとでその都度異なる抵抗値を選択するようにしてもよい。この構成によれば、先の図２（ａ）に示したように、スイッチング素子の耐圧基準電圧と抑制されたシステム電圧との差、換言すれば、上記サージ電圧の発生が許容される余裕分に応じてゲート抵抗の抵抗値を選択的に変更することができるようになり、より高い自由度のもとにゲート抵抗の抵抗値を選択することができるようになる。これにより、スイッチング素子の電力損失を抑制する上で、より望ましいゲート抵抗の抵抗値の設定も容易となる。
【００６８】
・また、先の図３に対応する図として例えば図７に示すように、上記ゲート抵抗を、ゲート駆動回路１２１と各スイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗとの間にスイッチＳＷ１及びＳＷ２を介して並列接続されたゲート抵抗Ｒ５及びＲ６とこれらゲート抵抗Ｒ５及びＲ６よりも抵抗値の低いゲート抵抗Ｒ７及びＲ８（Ｒ５＞Ｒ７、Ｒ６＞Ｒ８）とによって構成するようにしてもよい。すなわちこの場合、三相交流モータＭのロック時における上記ゲート抵抗の変更を、三相交流モータＭの非ロック時には上記スイッチＳＷ１及びＳＷ２をゲート抵抗Ｒ５及びＲ６側に切り替える。また、上記モータロック検知部１００により三相交流モータＭのロック状態が検知されたときには上記スイッチＳＷ１及びＳＷ２をゲート抵抗Ｒ７及びＲ８側に切り替える。
【００６９】
・三相交流モータＭのロック時におけるインバータ装置のシステム電圧の抑制を、ＤＣ−ＤＣコンバータ等からなる昇圧コンバータ１４０によって行なうこととした。これに限らず、上記モータ駆動制御装置としては三相交流モータＭのロック時においてインバータ装置のシステム電圧を抑制可能な構成であればよく、昇圧コンバータ１４０とは別途に設けられた変圧器等によってインバータ装置のシステム電圧を抑制することも可能である。
【００７０】
・上記インバータ装置のスイッチング素子Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗとして絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタを用いることとした。これに限らず、スイッチング素子としては、この他、パワーＭＯＳＦＥＴやサイリスタ等を用いることも可能である。
【００７１】
・上記実施の形態では、駆動制御の対象として車両の原動機となる三相交流モータＭを対象としたが、駆動制御の対象としてはこの他、ポンプや送風機等の駆動源としての交流モータであってもよい。要は、電力変換を行なうインバータ装置のスイッチング素子の各々にゲート抵抗を介してゲート電圧を印加しつつその変換電力に基づき駆動制御される交流モータであれば本発明の適用は可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１００…モータロック検知部、１１０…インバータ制御部、１２０…ゲート抵抗制御部、１２１…ゲート駆動回路、１２２、１２３…ＡＮＤ回路、１３０…システム電圧抑制部、１４０…昇圧コンバータ、Ｍ…三相交流モータ、Ｍ１、Ｍ３…トランジスタ（Ｐチャネ
ル型ＭＯＳＦＥＴ）、Ｍ２、Ｍ４…トランジスタ（Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ）、Ｒ１〜Ｒ８…ゲート抵抗（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６：第１ゲート抵抗、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ８：第２ゲート抵抗）、Ｓｍ…位置検出センサ、ＶＲ…プログラマブルボリューム、ＩＮＶ…インバータ回路、Ｔ１Ｕ、Ｔ３Ｖ、Ｔ５Ｗ、Ｔ２Ｕ、Ｔ４Ｖ、Ｔ６Ｗ…スイッチング素子（ＩＧＢＴ）、Ｓｉ１〜Ｓｉ３…電流検出センサ。
【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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