(57)【要約】【課題】突入電流を抑え、装置の小型化を図ることができる充電回路を備え、インバータを短時間で起動できるモータ制御装置を提供する。【解決手段】電源スイッチ３は、平滑コンデンサ７およびインバータ８を高圧バッテリ１１に接続するか否かを電気的に切り換える。パワー素子からなる電源スイッチ３は、制御回路１０により制御され、モータ制御装置１が起動された直後に大きな突入電流が流れることを防止するとともに、充電電流Ｉｃを制限しながら平滑コンデンサ７をプリチャージする。電源スイッチ３は、充電電圧Ｖｄに応じて制御回路１０によってスイッチング周波数およびデューティを逐次変更してＰＷＭ制御される。平滑コンデンサ７がプリチャージされた後、制御回路１０は、電源スイッチ３を常時オンに切り換えて、高圧バッテリ１１をインバータ８に直接接続する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチング素子を含み電動モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路と、
前記電動モータを駆動する直流電源と電力が供給される前記モータ駆動回路との間の接続をオン・オフする半導体素子からなる電源スイッチと、
前記電源スイッチと前記モータ駆動回路との間の電源ラインと接地ラインとの間に接続され、電流リップルを吸収する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサに並列に接続され前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電スイッチのオン操作により放電抵抗を介して放電させる放電回路と、
前記モータ駆動回路を制御する制御回路と、を備え、
前記電源スイッチは、前記直流電源と前記平滑コンデンサとの間の直流電力の供給路に挿入され、前記供給路をオン・オフし前記平滑コンデンサを充電することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記制御回路は、前記電源スイッチの前後両端間の電位差に基づいて、前記平滑コンデンサの充電電流が一定となるように前記電源スイッチをＰＷＭ制御し、前記電位差が予め設定した閾値以上であるとき、スイッチング周波数またはデューティを変更して前記電源スイッチを継続してスイッチング動作させることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のモータ制御装置において、
前記制御回路は、前記電源スイッチの前後両端間の前記電位差が小さくなるにしたがって、前記スイッチング周波数を所定の値より低くなるように設定してをデューティ制御を行なうことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載のモータ制御装置において、
前記制御回路は、前記電源スイッチの前後両端間に前記電位差がなくなったとき、前記平滑コンデンサの充電完了と判断し、前記電源スイッチを常時オン状態に切り換えることを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関し、特に、車両に搭載される電動モータを駆動制御するのに使用される充電回路を備えたモータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリから電動モータなどへの電力供給を制御するために一般にリレーが使用されている。例えば、ハイブリッド車や電気自動車、あるいは電動４輪駆動車といった電動車両において、高電圧のバッテリから負荷回路であるインバータへの電力供給を制御するために、バッテリとインバータとの間に電源リレーを設ける。この電源リレーにより車両の制御状態に応じて、バッテリとインバータとの間の接続および開放が行なわれる。
【０００３】
このような場合、直流電圧の電源ラインおよびアースライン間に接続された大容量の平滑用のコンデンサを充電するためにバッテリから瞬間的に大きな突入電流が流れ、電源リレーの接点が溶着することがある。この接点が溶着すると、電源リレーをオフに切り換えて電流を遮断できなくなるというおそれがあるため、電源リレーをオンに切り換える前に、平滑コンデンサをプリチャージするプリチャージ回路を備えた電力変換装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２８３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような電力変換装置において、プリチャージ回路は、突入電流を制限するためのプリチャージ抵抗（例えば、セメント、ホーロー抵抗など）と、このプリチャージ抵抗に直列に接続されたプリチャージリレーとを備えている。プリチャージリレーをオンに切り換えてインバータの入力側に並列に接続されている平滑コンデンサをプリチャージする。平滑コンデンサがプリチャージされた後、プリチャージ回路と並列に接続された電源リレーをオンに切り換えてから、バッテリをインバータに接続する。そして、電源リレーをオンに切り換えた後、プリチャージリレーをオフに切り換える。
【０００６】
しかしながら、上記従来の構成では、プリチャージ抵抗は大きな耐電力を必要とし非常に大型であるため、設置スペースが増大し、充電回路を含む電力変換装置自体が大型化する。また、プリチャージ抵抗により充電電流が徐々に減少するため、充電時間が長くなることによってインバータの起動までの時間が長くなり、電動モータの駆動を早く開始できない可能性がある。
【０００７】
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、突入電流を抑え、装置の小型化を図ることができる充電回路を備え、インバータを短時間で起動できるモータ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】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータ制御装置において、複数のスイッチング素子を含み電動モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路と、前記電動モータを駆動する直流電源と電力が供給される前記モータ駆動回路との間の接続をオン・オフする半導体素子からなる電源スイッチと、前記電源スイッチと前記モータ駆動回路との間の電源ラインと接地ラインとの間に接続され、電流リップルを吸収する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサに並列に接続され前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を放電スイッチのオン操作により放電抵抗を介して放電させる放電回路と、前記モータ駆動回路を制御する制御回路と、を備え、前記電源スイッチは、前記直流電源と前記平滑コンデンサとの間の直流電力の供給路に挿入され、前記供給路をオン・オフし前記平滑コンデンサを充電することを要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、直流電源と平滑コンデンサとの間に半導体スイッチング素子からなる電源スイッチを設けてオン・オフ動作させる。このため、電源スイッチを制御して平滑コンデンサを充電することにより平滑コンデンサをプリチャージするときに発生する突入電流を抑えることができる。これにより、従来のプリチャージ抵抗とプリチャージリレーからなるプリチャージ回路が不要となり、設置スペースが削減できるとともに、モータ制御装置の小型化およびコスト低減を図ることができる。また、電源スイッチを使用することにより部品点数の削減およびモータ制御装置の信頼性向上が可能になる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置において、前記制御回路は、前記電源スイッチの前後両端間の電位差に基づいて、前記平滑コンデンサの充電電流が一定となるように前記電源スイッチをＰＷＭ制御し、前記電位差が予め設定した閾値以上であるとき、スイッチング周波数またはデューティを変更して前記電源スイッチを継続してスイッチング動作させることを要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、電源スイッチは、充電電流が一定になるようにＰＷＭ制御されて、平滑コンデンサがプリチャージされる。電源スイッチの前後両端間の電位差が閾値より大きいとき、スイッチング周波数またはデューティを逐次変更して繰り返しスイッチング動作させる。これにより、プリチャージ時間を短縮することができ、モータ制御装置の起動時における初期化を早期に終了させインバータによるモータ駆動を早く開始することが可能になる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータ制御装置において、前記制御回路は、前記電源スイッチの前後両端間の前記電位差が小さくなるにしたがって、前記スイッチング周波数を所定の値より低くなるように設定してデューティ制御を行なうことを要旨とする。上記構成によれば、平滑コンデンサの充電電圧が高くなったとき、電源スイッチのスイッチング周波数を低く設定してデューティ制御することにより所定の値で一定の充電電流でプリチャージが行なわれるため、突入電流を抑えることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載のモータ制御装置において、前記制御回路は、前記電源スイッチの前後両端間に前記電位差がなくなったとき、前記平滑コンデンサの充電完了と判断し、前記電源スイッチを常時オン状態に切り換えることを要旨とする。上記構成によれば、電源スイッチの前後両端間に電位差がなくなったとき、電源スイッチは常時オンに切り換わるため、突入電流が生じることなく的確なタイミングでプリチャージを終了させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、突入電流を抑え、装置の小型化を図ることができる充電回路を備え、インバータを短時間で起動できるモータ制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ制御装置を搭載する車両の駆動系の概略構成を示す図。
【図２】図１のモータ制御装置の回路構成を示す図。
【図３】制御回路で実行される平滑コンデンサの充電時の処理手順を示すフローチャート。
【図４】平滑コンデンサの充電時の充電電流−時間特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る車両に搭載されるモータ制御装置について、図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置１を搭載する車両の駆動系の概略構成を示す図である。
図１に示すように、車両（本実施形態では、電動４輪駆動車）は、直流電源（以下、高圧バッテリという）１１と、車両コントロールユニット１８と、後輪駆動ユニット２０と、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置であり後輪１９の駆動に用いる電動モータ１２を制御するモータ制御装置（ＥＣＵ）１とを備えている。
【００１７】
後輪駆動ユニット２０は、電動モータ１２、減速機（ディファレンシャルギヤ）１６、およびクラッチ１７により構成されている。クラッチ１７は、減速機１６の最終段に設置されている。駆動源用の電動モータ１２として、例えば３相のブラシレスモータが使用されている。電動モータ１２は、ロータコアに永久磁石を埋め込み固着させた埋込磁石型のロータを備えるＩＰＭモータや、ロータコアの表面に永久磁石を固着させた表面磁石型のロータを備えるＳＰＭモータなどの永久磁石式同期モータが使用される。
【００１８】
高圧バッテリ１１は、例えば充放電可能なニッケル水素やリチウムイオンなどの２次電池からなる高電圧（例えば、２５０Ｖなど）の直流電源が使用されている。高圧バッテリ１１は、例えば車両のリアシートの後方に配設されている。高圧バッテリ１１から受ける直流電圧は、インバータ（モータ駆動回路）８の仕様に応じて、電源回路２でさらに高電圧（例えば、６００Ｖなど）に昇圧され（あるいは、非昇圧のままで）、インバータ８に供給される。
【００１９】
モータ制御装置１は、さらに高電圧の直流電圧が必要な場合には、高圧バッテリ１１の直流電圧を昇圧コンバータ（図示せず）により昇圧し、内部の平滑コンデンサ７（後述、図２参照）により安定化させる電源回路２と、インバータ８とを含んでいる。モータ制御装置１は、例えば車両のリアシート下に搭載されている。また、モータ制御装置１は、電動モータ１２の回生制動時、電動モータ１２が発電した電力を高圧バッテリ１１に供給し充電することができる。
【００２０】
さらに、モータ制御装置１は、例えばマイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵという）で構成される制御回路１０を備えている。この制御回路１０は、後輪駆動ユニット２０他を制御する。制御回路１０は、低電圧（例えば，１２Ｖなど）の補助電源（以下、低圧バッテリという）１３に接続され、車両の駆動を制御する車両コントロールユニット１８から通信線（ハーネス）を介して、車内ネットワーク（例えば、ＣＡＮ）により指令を受ける。この指令に応じて制御回路１０は、クラッチ１７を接続状態にして、電動モータ１２が駆動されて発生した駆動力が後輪１９に伝達される。
【００２１】
次に、図２は、図１のモータ制御装置１の回路構成を示す図である。
図２において、電動モータ１２は、３相の巻線（Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相巻線、図示せず）を有する３相のブラシレスモータである。また、高圧バッテリ１１は、インバータ８に接続され、電動モータ１２を駆動する高電圧の直流電源である。
【００２２】
図２に示すように、電源回路２は、充電回路を構成する電源スイッチ３、平滑コンデンサ７および放電回路６で構成される。電源スイッチ３は、高圧バッテリ１１と平滑コンデンサ７との間の直流電力供給路に直列に挿入されインバータ８への電力供給を制御する。放電回路６は、インバータ８の停止時に電力を消費させるために電源スイッチ３がオフ状態となった後、平滑コンデンサ７に蓄積された電荷を放電させる。平滑コンデンサ７に並列にインバータ８が接続され、このインバータ８を介して電動モータ１２が接続される。
【００２３】
電源スイッチ３は、半導体で構成されたスイッチング素子（例えば、ＳｉＣ、ＧａＮなどのパワー半導体素子）であり、平滑コンデンサ７およびインバータ８を高圧バッテリ１１に接続するか否かを電気的に切り換える。この電源スイッチ３には、高速スイッチング動作、低電力損失のパワー素子が使用され、スイッチング素子と逆並列に接続されたダイオードとで双方向スイッチを構成する。電源スイッチ３は、制御回路１０により制御され、制御回路１０から出力されたＰＷＭ信号が電源スイッチ３のゲート端子に供給される。
【００２４】
電源スイッチ３は、モータ制御装置１が起動された直後に平滑コンデンサ７に大きな突入電流が流れることを防止するとともに、充電電流Ｉｃを制限しながら平滑コンデンサ７をプリチャージする。電源スイッチ３は、モータ制御装置１の起動時にはオン・オフ状態（スイッチング動作）、インバータ動作時にはオン状態（導通状態）、停止時にはオフ状態（非導通状態）となる。
【００２５】
また、電源スイッチ３は、充電電圧Ｖｄに応じて制御回路１０によってスイッチング周波数およびデューティ（オン時間）を逐次変更してＰＷＭ制御（スイッチング動作）され、平滑コンデンサ７をプリチャージする。平滑コンデンサ７がプリチャージされた後、制御回路１０は、電源スイッチ３を常時オンに切り換えて、高圧バッテリ１１をインバータ８に直接接続する。ここで、電源スイッチ３は、例えば減速運転を行なうときには、電動モータ１２からの回生電力をインバータ８および電源スイッチ３のダイオードを経由して高圧バッテリ１１側に回生することが可能になる。
【００２６】
平滑コンデンサ７は、電源スイッチ３およびインバータ８間の電源ライン１４と接地ライン（以下、アースラインという）１５との間に設けられている。平滑コンデンサ７は、電源スイッチ３を常時オンに切り換えた状態で、高圧バッテリ１１と双方からインバータ８に電力を供給する。特に、平滑コンデンサ７からは、インバータ８に瞬間的に大電力を供給する。具体的には、平滑コンデンサ７は、電荷を蓄積し、高圧バッテリ１１からインバータ８に流れる電流が不足するときには、蓄積した電荷を放電する。このように、平滑コンデンサ７は、電流リップルを吸収し電動モータ１２を駆動するための電源電圧を平滑するコンデンサとして機能している。また、本実施形態の電源回路２では、電源スイッチ３がオフ状態となった後、平滑コンデンサ７に蓄積された電荷は、放電回路６を通って放電される。
【００２７】
放電回路６は、放電抵抗４と半導体スイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ，ＭＯＳＦＥＴなど）である放電スイッチ５とを直列に接続して形成され、平滑コンデンサ７に並列に電源ライン１４とアースライン１５との間に設けられている。電源スイッチ３が遮断され、電動モータ１２の駆動が停止された場合、平滑コンデンサ７に蓄積された電荷は、放電スイッチ５をオン操作することにより放電抵抗４を通って放電され、平滑コンデンサ７の充電電圧Ｖｄが急速に低下する。
【００２８】
インバータ８は、６個のスイッチング素子（パワートランジスタ、例えば、ＩＧＢＴ，ＭＯＳＦＥＴなど）９ａ〜９ｆを含んでいる。これら６個のスイッチング素子９ａ〜９ｆを２個ずつ直列に接続して上下アーム（例えば、９ａ，９ｄ）が形成された３つの回路は、電源ライン１４とアースライン１５との間に並列に設けられている。上下アームのスイッチング素子９ａ〜９ｆのそれぞれの接続点は、３相の巻線の一端に直接接続されている。そして、電動モータ１２の３相の巻線の他端は、図示しない共通の接続点（中性点）に接続されている。
【００２９】
制御回路１０は、インバータ８に含まれるスイッチング素子９ａ〜９ｆを制御する。より具体的には、制御回路１０は、入力されたデータ（モータ回転角度など）に基づき、電動モータ１２に供給すべき３相の駆動電流（Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相電流）の目標値（目標電流）を決定する。そして、制御回路１０は、図示しない電流センサ等により検出した各相電流値を目標電流に一致させるためのＰＷＭ信号を出力する。制御回路１０から出力された各相のＰＷＭ信号は、インバータ８に含まれるスイッチング素子９ａ〜９ｆのゲート端子にそれぞれ供給される。なお、制御回路１０の電源となる制御電圧（例えば、１２Ｖ）は、低圧バッテリ１３より供給される。低圧バッテリ１３は、補助バッテリを搭載してもよいし、あるいは、高圧バッテリ１１からＤＣ／ＤＣコンバータなどを介して給電されていてもよい。
【００３０】
次に、本実施形態における電源回路２の充電動作について説明する。
図３は、制御回路１０で実行される平滑コンデンサ７のプリチャージ時の処理手順を示すフローチャート、図４は、平滑コンデンサ７のプリチャージ時の充電電流−時間特性を示す図である。
【００３１】
平滑コンデンサ７の充放電動作は、車両制御が停止中のとき、すなわち、電動モータ１２を駆動するモータ制御装置１の起動および停止時に制御回路１０によって行われる。本実施形態において、制御回路１０内のＣＰＵ（図示せず）がＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出し、図３のフローチャートに示すステップＳ３０１〜Ｓ３０８の各処理を実行する。以下に示すフローチャートにおける処理は、所定の時間間隔毎に実行される。
【００３２】
なお、電源スイッチ３を常時オンに切り換える前には平滑コンデンサ７の充電電圧Ｖｄが高圧バッテリ１１のバッテリ電圧Ｖａにプリチャージされる。電源スイッチ３が正常時には、平滑コンデンサ７の充電電圧Ｖｄがバッテリ電圧Ｖａまで充電された後、電源スイッチ３が常時オンに切り換えられる。
【００３３】
図３に示すように、モータ制御装置１内の制御回路１０のＣＰＵは、まず、放電スイッチ５および電源スイッチ３をオフ状態にする（ステップＳ３０１）。次に、電源スイッチ３のスイッチング周波数を所定の値（例えば、数ＫＨｚ〜数ＭＨｚ程度）に設定する（ステップＳ３０２）。電源スイッチ３は、電源回路２内のバスバーや配線のインダクタンスと抵抗とによる時定数よりも短いＰＷＭ周期でスイッチング動作を制御される。
【００３４】
続いて、平滑コンデンサ７の充電状態を判定する第１の閾値および第２の閾値（電圧値）を設定する（ステップＳ３０３）。第１の閾値は、第２の閾値より大きく、第２の閾値は、０Ｖ近傍の値が設定される。
【００３５】
次に、ＣＰＵは、電源スイッチ３の前後両端間の電位差（Ｖａ−Ｖｄ）に基づいて、デューティ比（＝デューティ／ＰＷＭ周期）を演算し設定する（ステップＳ３０４）。デューティ比は、充電電流Ｉｃが所定の値で一定になるように電源スイッチ３の許容電流を超えない値に設定され、電位差（Ｖａ−Ｖｄ）が小さくなるにしたがって、前回値より大きく設定される。
【００３６】
続いて、電源スイッチ３は、設定されたスイッチング周波数およびデューティ比の値に基づきスイッチング動作（ＰＷＭ制御）が行なわれ（ステップＳ３０５）、平滑コンデンサ７がプリチャージされる。
【００３７】
次に、ＣＰＵは、所定時間経過後に平滑コンデンサ７の充電電圧Ｖｄがバッテリ電圧Ｖａまで上昇したか否かを判定する。電源スイッチ３の前後両端間の電位差（Ｖａ−Ｖｄ）が第１の閾値より小さいか否か判定する（ステップＳ３０６）。電位差が第１の閾値以上の場合、ステップＳ３０３に移行し（ステップＳ３０６：ＮＯ）、再度デューティ比を設定する。電位差が第１の閾値より小さい（ステップＳ３０６：ＹＥＳ）場合、電源スイッチ３の前後両端間の電位差（Ｖａ−Ｖｄ）が第２の閾値より小さいか否か判定する（ステップＳ３０７）。
【００３８】
電位差が第２の閾値以上（ステップＳ３０７：ＮＯ）である場合、ステップＳ３０２に移行し、スイッチング周波数を前回値（所定の値）より低い値に設定する。すなわち、電位差が小さくなるにしたがって、スイッチング周波数が低くなるように設定され充電電圧Ｖｄがバッテリ電圧Ｖａになるまでプリチャージを継続する。電位差が第２の閾値より小さくなった（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）場合、プリチャージが終了したと判断し、電源スイッチ３を常時オン状態に切り換える（ステップＳ３０８）。
プリチャージを停止した後、インバータ８へバッテリ電圧Ｖａが供給され、フローを抜ける。その後、ＣＰＵは、インバータ８の駆動処理を実行する。
【００３９】
図４において、縦軸に充電電流、横軸に時間を示す。図４に示すように、平滑コンデンサ７のプリチャージ中は充電電流Ｉｃが一定の値に保たれ、電源スイッチ３の前後両端間の電位差（Ｖａ−Ｖｄ）が０Ｖ近傍の所定の値以下になったときに急速に電流が減少してプリチャージを終了する（充電完了）。例えば図中破線で示すように、従来のプリチャージ抵抗が挿入された場合には、充電電流Ｉｃは緩やかに減少し、プリチャージ後、電源スイッチ３がオンに切り換えられるので、充電時間が長くなる。
【００４０】
上記のように、電源スイッチ３の前後両端間の電位差（Ｖａ−Ｖｄ）を判定して充電電流Ｉｃが一定の値になるようにスイッチング周波数およびデューティ比を制御する。例えば、平滑コンデンサ７の充電率が低い（電位差が大）場合は、高いスイッチング周波数でデューティ制御しプリチャージする。そして、平滑コンデンサ７の充電率が高くなった（電位差が小）場合には、低いスイッチング周波数でデューティ制御する。その後、電位差が０Ｖに近づいた（Ｖｄ≒Ｖａ）時点（デューティ比がほぼ１００％）で電源スイッチ３が常時オンに切り換わりプリチャージを終了する。
【００４１】
次に、上記のように構成された本実施形態に係るモータ制御装置１の作用および効果について説明する。
【００４２】
上記構成によれば、高圧バッテリ１１と平滑コンデンサ７との間に半導体スイッチング素子からなる電源スイッチ３を設けて開閉動作させる。電源スイッチ３は、充電電流Ｉｃが所定の値で一定になるようにＰＷＭ制御されて、平滑コンデンサ７がプリチャージされる。このとき、電源スイッチ３の前後両端間の電位差（Ｖａ−Ｖｄ）が第１の閾値または第２の閾値より大きいとき、電源スイッチ３のスイッチング周波数またはデューティ比を逐次変更して繰り返しスイッチング動作させる。この電源スイッチ３を制御して平滑コンデンサ７を充電することにより、平滑コンデンサ７をプリチャージするときに発生する突入電流を抑えることができる。
【００４３】
また、平滑コンデンサ７の充電電圧Ｖｄが高くなったとき、電源スイッチ３のスイッチング周波数を低く設定してデューティ制御することによりプリチャージする。このとき、所定の値で一定の充電電流Ｉｃで平滑コンデンサ７が充電されるので、突入電流が抑えられる。さらに、電源スイッチ３の前後両端間に電位差（Ｖａ−Ｖｄ）がなくなったときに電源スイッチ３が常時オンに切り換わるため、突入電流が生じることなく的確なタイミングでプリチャージを終了させることができる。
【００４４】
これにより、従来のプリチャージ抵抗およびプリチャージリレーからなるプリチャージ回路が不要となり、設置スペースが削減できるとともに、モータ制御装置１の小型化およびコスト低減を図ることができる。また、電源スイッチ３を使用することにより部品点数の削減およびモータ制御装置１の信頼性向上が可能になる。さらに、プリチャージ時間を短縮することができるので、モータ制御装置１の起動時における初期化を早期に終了させ、インバータ８によるモータ駆動を早く開始することが可能になる。
【００４５】
以上のように、本発明の実施形態によれば、突入電流を抑え、装置の小型化を図ることができる充電回路を備え、インバータを短時間で起動できるモータ制御装置を提供できる。
【００４６】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。
【００４７】
上記実施形態では、電源スイッチ３にパワー半導体からなるスイッチング素子を用いてＰＷＭ制御するようにしたが、これに限定されるものでなく、双方向に遮断可能な半導体スイッチ（例えば、ＭＯＳＦＥＴの複数使用など）を用いてオン・オフ動作させてもよい。また、インバータ８を構成するスイッチング素子９ａ〜９ｆと同じものを適用してもよい。さらに、放電スイッチ５に機械式リレーを用いてもよい。
【００４８】
上記実施形態では、デューティ比の設定およびスイッチング動作の判定条件として、ステップＳ３０６において電源スイッチ３の前後両端間の電位差（Ｖａ−Ｖｄ）と第１の閾値とを比較したが、これに限定されるものでなく、他の条件を適用してもよい。例えば、デューティ比の値が第３の閾値より大きいか否か判定し（ステップＳ３０６）、デューティ比の値が第３の閾値以下（ステップＳ３０６：ＮＯ）の場合、再度デューティ比を設定する（ステップＳ３０３）。デューティ比が第３の閾値より大きい（ステップＳ３０６：ＹＥＳ）場合、電源スイッチ３の前後両端間の電位差（Ｖａ−Ｖｄ）が第２の閾値より小さいか否か判定する（ステップＳ３０７）。
【００４９】
上記実施形態において、電源スイッチ３を正常であるとして、平滑コンデンサ７へのプリチャージ動作の処理手順を説明したが、これに限定されるものでなく、充電処理内で電源スイッチ３のオープン異常またはショート異常を検出する処理を実行してもよい。
【００５０】
上記実施形態では、本発明を車両の後輪駆動ユニット２０駆動用のインバータ８に適用した例を説明したが、これに限定されるものでなく、従来の電源リレーおよびプリチャージ回路を有する、例えば、高電圧、大電流の電動パワーステアリング装置や電動ブレーキ装置などのインバータ、あるいは、他の車載用電力変換装置に適用してもよい。また、ハイブリッド車や電気自動車の走行用モータを駆動するインバータに適用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１：モータ制御装置（ＥＣＵ）、２：電源回路、３：電源スイッチ、４：放電抵抗、
５：放電スイッチ、６：放電回路、７：平滑コンデンサ、
８：インバータ（モータ駆動回路）、９ａ〜９ｆ：スイッチング素子、
１０：制御回路、１１：高圧バッテリ（直流電源）、１２：電動モータ、
１３：低圧バッテリ、１４：電源ライン、１５：アースライン（接地ライン）、
１６：減速機、１７：クラッチ、１８：車両コントロールユニット、１９：後輪、
２０：後輪駆動ユニット、
Ｖｄ：平滑コンデンサ充電電圧、Ｖａ：バッテリ電圧、Ｉｃ：充電電流
【図１】
2015216776.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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