(57)【要約】【課題】モータ駆動開始時のモータロックを判定し、インバータの保護を行う。【解決手段】モータ駆動装置は、複数のスイッチング素子を有するインバータ６と、上アーム２０３側および下アーム２０４側の一方に設けた温度センサ３０５Ｕ、３０６Ｖ、３０７Ｗと、制御部２０９とから構成されている。制御部２０９は、温度センサを用いてスイッチング素子の温度を検出する温度情報検出部と、モータ４の位置情報を検出するモータ位置情報検出部と、モータ４の駆動開始時に温度センサが設けられたスイッチング素子から通電開始するようにモータ４の停止位置を予め設定されたモータ停止基準位置に調整するモータ停止位置調整部と、モータ駆動開始後にスイッチング素子の温度が閾値を超えた場合に、モータ４がロック状態であると判定し、モータ４を停止させるモータロック状態判定部とを備えている。【選択図】図３
2015211514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの複数の相に対応させて上アーム側と下アーム側とにそれぞれスイッチング素子を設けたインバータと、
前記上アーム側および前記下アーム側のいずれか一方のスイッチング素子に対して前記相毎に設けられた温度センサと、
前記温度センサからのセンサ信号を用いて前記スイッチング素子の温度情報を検出する温度情報検出部と、
前記モータの位置情報を検出するモータ位置情報検出部と、
前記相毎に前記上アーム側のスイッチング素子と前記下アーム側のスイッチング素子とを交互に通電させる駆動部と、
前記モータの駆動開始時に前記温度センサが設けられた側の前記スイッチング素子から通電が開始されるように、前記モータの停止時に、前記モータの停止位置を予め設定されたモータ停止基準位置に調整するモータ停止位置調整部と、
前記モータ駆動開始後に、前記温度情報検出部で検出した前記スイッチング素子の温度情報が予め設定された閾値を超えた場合に、前記モータがロック状態であると判定し、前記モータを停止させるモータロック状態判定部と
を備えたモータ駆動装置。
【請求項２】
前記モータ停止基準位置は、いずれか一つの相の前記スイッチング素子に流れる電流が零となる前記モータの位置である
請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記モータ停止基準位置は、いずれか一つの相の前記スイッチング素子に流れる電流が最大電流となる前記モータの位置である
請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記相毎に設けられた前記温度センサは、少なくともいずれか一つの相の温度センサが、他の相の温度センサとは異なるアーム側に配置されている
請求項２または３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記相毎に設けられた前記温度センサは、すべて同じアーム側に配置されている
請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記モータの駆動開始前または前記モータの駆動開始直後に、前記モータ位置情報検出部が前記モータの現在位置が前記モータ停止基準位置からずれていることを検出した場合に、前記モータ停止位置調整部は前記モータの位置を前記モータ停止基準位置に再調整する
請求項１から５までのいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はモータ駆動装置に関し、特に、モータ駆動開始時にモータロック状態を判定し、インバータの保護を行うためのモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーや環境に考慮した車両としてハイブリッド車や電気自動車が注目されている。ハイブリッド車は従来のエンジンに加えモータを動力源とし、電気自動車はモータを動力源としている。
ハイブリッド車および電気自動車は、共に、バッテリに蓄電された直流電力をインバータ回路で交流電力に変換してモータに供給し、車両を走行させる。
上記インバータ回路は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）またはＦＥＴ（Field Effect Transistor）のスイッチング素子で構成され、当該スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、直流電力を交流電力に変換している。
この時、スイッチング素子をＯＮして電流が流れることにより、スイッチング素子の温度が上昇する。例えば、モータがロック状態となり、同じスイッチング素子に電流が連続して通電されると、さらにスイッチング素子温度が上昇して、限界を超えてしまい、スイッチング素子が破壊されてしまう可能性がある。そのため、スイッチング素子温度を計測する温度センサを設け、スイッチング素子温度が限界を超えないようにスイッチング素子に流れる電流を制限し、スイッチング素子が破壊されないように保護を行うことが提案されている。
【０００３】
上記の方法に従って確実に精度よくスイッチング素子の保護を行うためには、全てのスイッチング素子に対して温度センサを設けて、全てのスイッチング素子温度を計測することが望ましい。しかしながら、全てのスイッチング素子に対し温度センサを設けるとインバータ回路が高コスト化する。そのため、温度センサを削減することによる低コスト化が行われている。
【０００４】
その一例として、特許文献１では、モータ制御装置が、複数のスイッチング素子が設けられ、直流電力を交流電力に変換してモータに電力を供給するインバータ回路と、スイッチング素子の温度を検出する温度センサと、を備えている。温度センサは、複数のスイッチング素子のうち、上アーム側のすべてのスイッチング素子に対して設けられている。一方、温度検出センサが設けられていない下アーム側のスイッチング素子の温度は、上アーム側のスイッチング素子の計測温度を用いて推測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１８２５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１では、上アーム側のスイッチング素子にのみ温度センサを設ける構成にしたので、温度センサの個数を減らすことができ、コストを抑えることができる。しかしながら、下アーム側のスイッチング素子については、上アーム側のスイッチング素子の計測温度から、その温度を推測する。推測温度は、温度センサで実際に測定した実温度に比べて、精度が悪い。そのため、その推測温度に対して閾値を設けて電流制限を行う場合、閾値を限界温度に近づけて高い値に設定した場合は、スイッチング素子が破壊される可能性があった。また、閾値を限界温度から遠ざけて低い値に設定した場合は、スイッチング素子の温度が閾値をすぐに超えてしまい、電流制限に入りやすくなることで、モータが必要な駆動力を発生できない可能性があった。特許文献１では、特にモータがロック状態になった場合の対応について考慮されていないため、モータがロック状態の場合に、インバータの保護を行いながら、モータを良好に駆動させることができないという問題点があった。
【０００７】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、モータ駆動開始時にモータがロック状態か否かを確実に精度よく判定することで、インバータの保護を確実に行うことが可能な、低コストのモータ駆動装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、モータの複数の相に対応させて上アーム側と下アーム側とにそれぞれスイッチング素子を設けたインバータと、前記上アーム側および前記下アーム側のいずれか一方のスイッチング素子に対して前記相毎に設けられた温度センサと、前記温度センサからのセンサ信号を用いて前記スイッチング素子の温度情報を検出する温度情報検出部と、前記モータの位置情報を検出するモータ位置情報検出部と、前記相毎に前記上アーム側のスイッチング素子と前記下アーム側のスイッチング素子とを交互に通電させる駆動部と、前記モータの駆動開始時に前記温度センサが設けられた側の前記スイッチング素子から通電が開始されるように、前記モータの停止時に、前記モータの停止位置を予め設定されたモータ停止基準位置に調整するモータ停止位置調整部と、前記モータ駆動開始後に、前記温度情報検出部で検出した前記スイッチング素子の温度情報が予め設定された閾値を超えた場合に、前記モータがロック状態であると判定し、前記モータを停止させるモータロック状態判定部とを備えたモータ駆動装置である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、上アーム側および下アーム側のいずれか一方のスイッチング素子に対して相毎に温度センサを設け、モータの駆動開始時に、当該温度センサが設けられた側のスイッチング素子から通電が開始されるように、モータの停止時に、モータの停止位置を予め設定されたモータ停止基準位置に調整し、モータ駆動開始後に、温度センサで検出したスイッチング素子の温度が予め設定された閾値を超えた場合に、モータがロック状態であると判定し、モータを停止させるようにしたので、モータ駆動開始時にモータがロック状態か否かを確実に精度よく判定することできるため、熱によるスイッチング素子の破壊を防止して、インバータの保護を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態に係る車両の概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置の代表的な概略構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るＵ相電流が０（Ａ）で駆動開始されるモータ駆動装置の概略構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るモータ駆動装置の各相に流れる電流波形とモータの回転角を表したタイムチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２に係るＵ相電流が最大電流で駆動開始されるモータ駆動装置の概略構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係るモータ駆動装置の各相に流れる電流波形とモータの回転角を表したタイムチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３に係る各相電流が最大電流で駆動開始されるモータ駆動装置の概略構成図である。
【図８】この発明の実施の形態３に係るモータ駆動装置の各相に流れる電流波形とモータの回転角を表したタイムチャートである。
【図９】この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置のモータ駆動開始前のモータ停止時処理のフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置のモータ駆動開始時のモータ駆動開始前処理のフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置のモータ駆動モード処理のフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置の制御部の構成を示した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明に係るモータ駆動装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。各図において同一または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００１２】
図１は、この発明の実施の形態１〜３に係るモータ駆動装置が搭載された車両の概略構成図である。図１においては、エンジン１とモータ４とを備えたハイブリッド車を例として記載しているが、本実施の形態は電気自動車にも適用可能である。図１において、エンジン１により発電機２が駆動され、それにより発電機２が発電し、その発電された電力はインバータ６を経由して、バッテリ７に充電される。
そして、発電機２が発電した電力、もしくは、バッテリ７に蓄電された電力を、モータ４に供給することで、モータ４を駆動する。モータ４はタイヤ５を駆動し、車両を走行させる。なお、バッテリ７に蓄電された電力をモータ４に供給する場合には、バッテリ７に蓄電された直流電力をインバータ６によって交流電力に変換して、モータ４に供給する。
【００１３】
また、車両の減速時などはタイヤ５によりモータ４が回され、モータ４が回生発電を行い、そこで発電された電力はインバータ６を介してバッテリ７に充電される。
また、インバータ６が、バッテリ７に蓄電された直流電力を交流電力に変換して、発電機２を駆動し、エンジン１を始動することも行う。
【００１４】
また、クラッチ３を結合することにより、エンジン１の駆動力を、モータ４を介してタイヤ５に伝えることで、車両を走行させることもできる。
【００１５】
後述する実施の形態１〜３では、上記のようなシリーズ式ハイブリッド車を例に説明するが、パラレル式ハイブリッド車であってもよい。
また、上記のように、発電機２およびモータ４は、駆動と発電を兼ね備えるモータ・ジェネレータであってもよい。
また、車両が一つのバッテリと一つのインバータを有するもので説明するが、複数の異なる電圧のバッテリを備え、発電機とインバータとの間、および、バッテリとインバータとの間に、電圧変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ等を有するものであってもよい。
【００１６】
図２は、この発明の実施の形態に係るモータ駆動装置の代表的な概略構成図である。図２に示すように、モータ駆動装置は、モータ４と、バッテリ７と、インバータ６とから構成される。インバータ６は、バッテリ７に蓄電された直流電力を交流電力に変換してモータ４を駆動制御する。
【００１７】
インバータ６は、Ｕ相スイッチング回路２０５、Ｖ相スイッチング回路２０６、および、Ｗ相スイッチング回路２０７とから構成されている。
Ｕ相スイッチング回路２０５は、上アーム２０３側（高電圧側）に設けられた上アーム側スイッチング素子２０５Ｈと、下アーム２０４側（低電圧側）に設けられた下アーム側スイッチング素子２０５Ｌとから構成される。上アーム側スイッチング素子２０５Ｈと下アーム側スイッチング素子２０５Ｌとは互いに直列に接続されている。また、上アーム側スイッチング素子２０５Ｈ、および、下アーム側スイッチング素子２０５Ｌには、それぞれ、１つの還流ダイオードが逆並列に接続されている。
また、Ｖ相スイッチング回路２０６は、上アーム２０３側に設けられた上アーム側スイッチング素子２０６Ｈと、下アーム２０４側に設けられた下アーム側スイッチング素子２０６Ｌとから構成される。上アーム側スイッチング素子２０６Ｈと下アーム側スイッチング素子２０６Ｌとは互いに直列に接続されている。また、上アーム側スイッチング素子２０６Ｈ、および、下アーム側スイッチング素子２０６Ｌには、それぞれ、１つの還流ダイオードが逆並列に接続されている。
また、Ｗ相スイッチング回路２０７は、上アーム２０３側に設けられた上アーム側スイッチング素子２０７Ｈと、下アーム２０４側に設けられた下アーム側スイッチング素子２０７Ｌとから構成される。上アーム側スイッチング素子２０７Ｈと下アーム側スイッチング素子２０７Ｌとは互いに直列に接続されている。また、上アーム側スイッチング素子２０７Ｈ、および、下アーム側スイッチング素子２０７Ｌには、それぞれ、１つの還流ダイオードが逆並列に接続されている。
スイッチング回路２０５〜２０７の各スイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈ，２０５Ｌ〜２０７Ｌとしては、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）およびＦＥＴ（Field Effect Transistor）を用いることができる。
【００１８】
さらに、インバータ６において、上アーム２０３側に、スイッチング回路２０５〜２０７のスイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈの温度（以下、スイッチング素子温度と呼ぶ。）を計測するための温度センサ２０５Ｕ、２０６Ｖ、２０７Ｗが設けられている。以下では、温度センサ２０５Ｕ、２０６Ｖ、２０７Ｗが設けられているスイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈを「温度センサが設けられているスイッチング素子」と呼ぶ。
【００１９】
また、制御部２０９が、Ｕ相スイッチング回路２０５、Ｖ相スイッチング回路２０６、および、Ｗ相スイッチング回路２０７に対して設けられている。制御部２０９は、各スイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈ，２０５Ｌ〜２０７Ｌを駆動制御する。また、制御部２０９は、温度センサ２０５Ｕ、２０６Ｖ、２０７Ｗからのセンサ信号に基づいて、温度センサが設けられているスイッチング素子のスイッチング素子温度（温度情報）を取得する。制御部２０９は、スイッチング素子温度と閾値とを比較し、スイッチング素子温度が閾値を超えた場合には、モータ４を停止させるか、あるいは、スイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈ、２０５Ｌ〜２０７Ｌに流れる電流を制限して、スイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈ、２０５Ｌ〜２０７Ｌが熱により破壊されないように保護する。
【００２０】
なお、図２においては、制御部２０９はインバータ６の内部に配置しているが、インバータ６の外部に配置してもよい。
【００２１】
制御部２０９の構成を図１２に示す。
図１２に示すように、制御部２０９は、温度情報検出部２０９１と、モータ位置情報検出部２０９２と、駆動部２０９３と、モータ停止位置調整部２０９４と、モータロック状態判定部２０９５と、記憶部２０９６とを備えている。
温度情報検出部２０９１は、温度センサ２０５Ｕ、２０６Ｖ、２０７Ｗからのセンサ信号を用いて、スイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈの温度情報を検出する。
モータ位置情報検出部２０９２は、例えばレゾルバを用いて、モータ４の位置情報を検出する。
駆動部２０９３は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相毎に、上アーム側のスイッチング素子と下アーム側のスイッチング素子とを交互に通電させる。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に流れる電流は、例えば図４に示すように、電気角で１２０度ずつずれた正弦波になっている。図４の例で説明すると、各相において、電流値が０（Ａ）より大きい領域では、上アーム側のスイッチング素子が通電され、電流値が０（Ａ）より小さい領域では、下アーム側のスイッチング素子が通電される。また、電流値が０（Ａ）のときは、上アーム側および下アーム側のスイッチング素子のいずれにも電流は流れない。
モータ停止位置調整部２０９４は、予め設定されたモータ停止基準位置でモータ４が停止するように、モータ４が停止する時に、モータ４の停止位置を調整する。これにより、モータ４が次に駆動開始する時に、温度センサ２０５Ｕ、２０６Ｖ、２０７Ｗが設けられたスイッチング素子２０５Ｈ、２０６Ｈ、２０７Ｈから通電が開始されるようになる。
モータロック状態判定部２０９５は、モータ４の駆動開始後に、温度情報検出部２０９１で検出したスイッチング素子２０５Ｈ、２０６Ｈ、２０７Ｈの温度情報が予め設定された閾値を超えた場合に、モータ４が停止しているか否かを判定し、モータ４が停止している場合には、モータ４がロック状態であると判定して、モータ４を停止させる。一方、モータ４が停止していなかった場合には、スイッチング素子が熱により破壊されることを防ぐために、スイッチング素子に流れる電流を制限する。なお、温度情報の例としては、例えば、モータ４の駆動開始時からの現在までの上昇温度ΔＴＭｘ、または、スイッチング素子の現在の検出温度ＴＭｘが挙げられる。
記憶部２０９６は、制御部２０９が用いる種々のデータを記憶する。
【００２２】
以下、この発明の具体的な実施の形態について説明する。なお、以下では、図２と異なる点を主に説明し、図２と同じ構成および動作については説明を省略する。制御部２０９の構成および動作については図１２と基本的に同じであるが、以下の実施の形態１〜３においては温度センサの符号が図２と異なるため、それらについては各実施の形態の温度センサの符号に読み替えることとする。
【００２３】
実施の形態１．
図３は、この発明の実施の形態１に係るモータ駆動装置の構成を示した図である。また、図４は、本実施の形態における、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに流れる電流値を示すタイミングチャートである。本実施の形態においては、Ｕ相電流が０（Ａ）で、モータ４が駆動開始される場合の実施の形態を示す。以下、詳細に説明する。
【００２４】
図３と図２の相違点は、温度センサの設置位置である。図２においては、温度センサ２０５Ｕ，２０６Ｖ，２０７Ｗが、すべて、上アーム２０３側に配置されていた。一方、図３においては、上アーム２０３側に温度センサ３０６Ｖが設けられ、下アーム２０４側に温度センサ３０５Ｕ、３０７Ｗが設けられている。このように、本実施の形態では、１つの相の温度センサが、他の相の温度センサとは異なるアーム側に配置されている。すなわち、本実施の形態では、図３に示すように、温度センサ３０６Ｖが、Ｖ相の上アーム側スイッチング素子２０６Ｈに対して設けられ、温度センサ３０５Ｕが、Ｕ相の下アーム側スイッチング素子２０５Ｌに対して設けられ、温度センサ３０７Ｗが、Ｗ相の下アーム側スイッチング素子２０７Ｌに対して設けられている。制御部２０９は、温度センサ３０５Ｕ、３０６Ｖ、３０７Ｗからのセンサ信号に基づいて、スイッチング素子２０５Ｌ、２０６Ｈ、２０７Ｌの温度情報を検出し、当該温度情報が閾値（後述する第２の閾値、および、第３の閾値）以上となった場合に、モータ４を停止させるか、あるいは、スイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈ、２０５Ｌ〜２０７Ｌに流れる電流を制限する。これにより、スイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈ、２０５Ｌ〜２０７Ｌが熱により破壊されることを防止することができる。
【００２５】
図４（ａ）〜（ｃ）は、各相に流れる電流波形と各相のモータ回転角（モータの位置）との関係を表したタイムチャートである。図４（ａ）〜（ｃ）において、縦軸は電流値であり、横軸はモータの回転角である。
図４（ａ）のタイムチャートは、Ｕ相スイッチング素子２０５Ｈ、２０５Ｌに流れる電流を示している。
図４（ｂ）のタイムチャートは、Ｖ相スイッチング素子２０６Ｈ、２０６Ｌに流れる電流を示している。図４（ｂ）に示す電流は、図４（ａ）に示す電流から、電気角で１２０度遅れている。
図４（ｃ）のタイムチャートは、Ｗ相スイッチング素子２０７Ｈ、２０７Ｌに流れる電流を示している。図４（ｃ）に示す電流は、図４（ｂ）に示す電流から、電気角で１２０度遅れている。
すなわち、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に流れる電流は、図４（ａ）〜（ｃ）に示されるように、電気角で１２０度ずつずれた正弦波となっている。
【００２６】
また、図４（ａ）〜（ｃ）に示す各相のタイムチャートにおいて、電流値がプラス（＋）の領域では上アーム２０３側のスイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈに電流が流れ、電流値がマイナス（−）の領域では下アーム２０４側のスイッチング素子２０５Ｌ〜２０７Ｌに電流が流れる。このようにして、スイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈ、２０５Ｌ〜２０７ＬのＯＮ／ＯＦＦが制御され、インバータ６が制御されることで、モータ４が駆動される。
【００２７】
図４（ａ）〜（ｃ）において、点線で示される直線は、予め設定された所望のモータ停止基準位置を示している。モータ４は、停止時に、制御部２０９のモータ停止位置調整部２０９４により位置調整されて、このモータ停止基準位置で停止する。従って、モータ４が、次に駆動を開始するときのモータ位置は、このモータ停止基準位置となる。
また、図４（ａ）〜（ｃ）において、点線で示される円は、モータ停止基準位置における各相のスイッチング素子に流れる電流値を示している。すなわち、モータ停止基準位置で停止していたモータ４が、次に駆動を開始する場合には、各相のスイッチング素子に、当該円で示される電流値の電流が流れる。
図４の例では、Ｕ相スイッチング素子２０５Ｈ、２０５Ｌに流れる電流値が０（Ａ）となるモータ位置で、モータ４が駆動開始される。すなわち、本実施の形態では、Ｕ相電流が０（Ａ）となるモータ位置を、モータ停止基準位置として設定している。
【００２８】
また、図４（ａ）〜（ｃ）において、各相のタイムチャートの網掛けの領域は、各相に配置した温度センサ３０５Ｕ、３０６Ｖ、３０７Ｗで計測できる電流値の範囲を示している。
図４（ａ）に示すように、Ｕ相では、モータ駆動開始後に、点線の円で示す０（Ａ）からマイナス側の領域で電流が流れるため、下アーム２０４側のスイッチング素子２０５Ｌのスイッチング素子温度を計測するべきである。そのため、図３に示すように、下アーム２０４側に、Ｕ相の温度センサ３０５Ｕを配置している。
また同様に、図４（ｂ）に示すように、Ｖ相では、モータ駆動開始後にプラス側の領域で電流が流れるため、図３に示すように、上アーム２０３側に、Ｖ相の温度センサ３０６Ｖを配置している。
また同様に、図４（ｃ）に示すように、Ｗ相では、モータ駆動開始後にマイナス側の領域で電流が流れるため、図３に示すように、下アーム２０４側に、Ｗ相の温度センサ３０７Ｗを配置している。
【００２９】
図３および図４に示す本実施の形態においては、モータ駆動開始時にモータロックされたと仮定すると、その時点のＵ相の電流値は０（Ａ）であるために、Ｕ相スイッチング素子２０５Ｈ、２０５Ｌの温度は上昇しない。一方、Ｖ相では、上アーム側に、点線の円で示される電流値と同じ値の電流が連続通電する。同様に、Ｗ相では、下アーム側に、点線の円で示される電流値と同じ電流値の電流が連続通電する。そのため、Ｖ相スイッチング素子２０６ＨとＷ相スイッチング素子２０７Ｌのスイッチング素子温度がそれぞれ上昇し、Ｖ相スイッチング素子２０６ＬとＷ相スイッチング素子２０７Ｈのスイッチング素子温度は上昇しない。
この時、従来技術と異なり、本実施の形態では、図４に示すように、モータ停止基準位置を設定し、その位置でモータ駆動を開始するようにし、モータ駆動開始時の電流の流れる領域がプラス側かマイナス側かに応じて、相毎に異なるアーム側に温度センサを配置する構成としたため、確実に精度よくスイッチング素子温度を把握でき、閾値を超える前にモータ停止や駆動電流制限によりスイッチング素子を保護することができる。
また、本実施の形態では、温度センサが設けられている側のスイッチング素子の温度だけを用いて制御を行うため、精度向上が図れる。また、本実施の形態では、温度センサが設けられていない側のスイッチング素子の温度を推定する必要もなく、また、それに対する閾値の複雑な設定の作業が不要となる。
【００３０】
尚、図４の例では、モータ駆動開始時にモータロックした場合のＵ相のスイッチング素子２０５Ｈと２０５Ｌに流れる電流は０（Ａ）であるため、それらのスイッチング素子は温度上昇しないので、Ｕ相の温度センサ３０５Ｕは必ずしも設けなくてもよい。しかしながら、モータ４が少し回ってから、例えば電気角３０度分だけモータ４が回転してから、モータ４がロック状態となる場合も想定できる。その場合には、モータロック状態で、Ｕ相にマイナス側の電流が流れ、下アーム２０４側のＵ相スイッチング素子２０５Ｌの温度が上昇することから、下アーム２０４側にＵ相温度センサ３０５Ｕを配置した方が良い。そのため、図３では、下アーム２０４側にＵ相温度センサ３０５Ｕを配置している。
【００３１】
また、実施の形態１では、Ｕ相の電流値が０（Ａ）となるモータ位置をモータ停止基準位置としたが、その場合に限らず、Ｖ相またはＷ相の電流値が０（Ａ）となるモータ位置をモータ停止基準位置としてもよい。
【００３２】
以上のように、モータ４の複数の相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に対応させて上アーム２０３側と下アーム２０４側とにそれぞれスイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈ、２０５Ｌ〜２０７Ｌを設けたインバータ６と、上アーム２０３側および下アーム２０４側のいずれか一方のスイッチング素子２０５Ｌ、２０６Ｈ、２０７Ｌに対して相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）毎に設けられた温度センサ３０５Ｕ、３０６Ｖ、３０７Ｗと、温度センサ３０５Ｕ、３０６Ｖ、３０７Ｗからのセンサ信号を用いてスイッチング素子２０５Ｌ、２０６Ｈ、２０７Ｌの温度情報を検出する温度情報検出部２０９１と、モータ４の位置情報を検出するモータ位置情報検出部２０９２と、相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）毎に上アーム２０３側のスイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈと下アーム２０４側のスイッチング素子２０５Ｌ〜２０７Ｌとを交互に通電させる駆動部２０９３と、モータ４の駆動開始時に温度センサ３０５Ｕ、３０６Ｖ、３０７Ｗが設けられた側のスイッチング素子２０５Ｌ、２０６Ｈ、２０７Ｌから通電開始できるように、モータ４の停止時にモータ４の位置を予め設定されたモータ停止基準位置に調整するモータ停止位置調整部２０９４と、モータ駆動開始後に、温度情報検出部２０９１で検出したスイッチング素子の温度情報が予め設定された閾値を超えた場合に、モータ４がロック状態であると判定し、モータ４を停止させるモータロック状態判定部２０９５とを備えたモータ駆動装置である。
本実施の形態によれば、上記構成により、相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）毎に、上アーム２０３もしくは下アーム２０４の内のいずれか一方のみに温度センサを設けることで、モータ駆動装置の低コスト化、小型化を図ることができる。
さらに、モータ駆動開始時に温度センサを設けた側のスイッチング素子から通電開始できるように、相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）毎に上アーム２０３もしくは下アーム２０４の内のいずれか一方のみに温度センサの配置を行った上で、モータ駆動開始前のモータ停止時に予め位置調整を行った後にモータ駆動開始するため、スイッチング素子温度を推測することなく温度センサで計測でき、確実に精度よくモータ駆動開始時のモータロック状態を判定し、インバータの保護が行える。
【００３３】
また、本実施の形態においては、モータ停止基準位置は、いずれか一つの相のスイッチング素子に流れる電流が０（Ａ）となるモータ４の位置とした。
本実施の形態においては、モータ駆動開始時にいずれか一つの相（Ｕ相）の電流が０（Ａ）となる場合に、その相（Ｕ相）以外の他の相（Ｖ相、Ｗ相）のスイッチング素子２０６Ｈ，２０７Ｌの温度計測ができるように異なるアームに温度センサ３０６Ｖ，３０７Ｗを配置した上で、当該相（Ｕ相）の電流が０（Ａ）となるようなモータ停止基準位置にモータ４の停止位置を調整した後に、モータ４を駆動開始することで、モータ駆動開始時に温度上昇する、すなわち、当該相（Ｕ相）以外の他の相（Ｖ相、Ｗ相）のスイッチング素子温度だけでモータ駆動開始時のモータロック状態の判定を行えるため、判定処理の簡素化と精度向上図れる。また、モータ停止基準位置、すなわち、モータ駆動開始位置が決められることにより、電流制限を行うための閾値の設定の省力化と精度向上も図れる。
【００３４】
また、本実施の形態においては、モータ４の駆動開始前またはモータ４の駆動開始直後に、モータ位置情報検出部２０９２がモータ４の現在位置がモータ停止基準位置からずれていることを検出した場合に、モータ停止位置調整部２０９４はモータ４の位置をモータ停止基準位置に再調整する。
これにより、モータ駆動開始時やモータ駆動開始後すぐに、モータ４の位置がモータ停止基準位置からずれた状態でモータ４が停止した場合にも、再調整した後にモータ４の駆動を開始することができるため、確実に精度よく、モータ４の駆動開始時のモータロック状態の判定を行うことができる。
【００３５】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係る車両のモータ駆動装置の構成を示した図である。図６は、本実施の形態における、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに流れる電流値を示すタイミングチャートである。本実施の形態においては、Ｕ相の上アーム側スイッチング素子２０５Ｈの電流が最大電流で駆動開始される場合の実施の形態を示す。以下、詳細に説明する。
【００３６】
図５と図２の相違点は、温度センサの設置位置である。図２においては、温度センサ２０５Ｕ，２０６Ｖ，２０７Ｗが、すべて、上アーム２０３側に配置されていた。一方、図５においては、上アーム２０３側に温度センサ５０５Ｕが設けられ、下アーム２０４側に温度センサ５０６Ｖ、５０７Ｗが設けられている。このように、本実施の形態では、１つの相の温度センサが、他の相の温度センサとは異なるアーム側に配置されている。すなわち、本実施の形態では、図５に示すように、温度センサ５０５Ｕが、Ｕ相の上アーム側スイッチング素子２０５Ｈに対して設けられ、温度センサ５０６Ｖが、Ｖ相の下アーム側スイッチング素子２０６Ｌに対して設けられ、温度センサ５０７Ｗが、Ｗ相の下アーム側スイッチング素子２０７Ｌに対して設けられている。制御部２０９は、温度センサ５０５Ｕ、５０６Ｖ、５０７Ｗからのセンサ信号に基づいて、スイッチング素子２０５Ｈ、２０６Ｌ、２０７Ｌのスイッチング素子温度を検出し、スイッチング素子温度が閾値（後述する第３の閾値）以上となった場合に、モータ４を停止させるか、あるいは、スイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈ、２０５Ｌ〜２０７Ｌに流れる電流を制限する。これにより、スイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈ、２０５Ｌ〜２０７Ｌが熱により破壊されることを防止することができる。
【００３７】
図６（ａ）〜（ｃ）は、各相に流れる電流波形と各相のモータ回転角（モータの位置）との関係を表したタイムチャートである。図６（ａ）〜（ｃ）において、縦軸は電流値であり、横軸はモータの回転角である。
図６（ａ）のタイムチャートは、Ｕ相スイッチング素子２０５Ｈ、２０５Ｌに流れる電流を示している。
図６（ｂ）のタイムチャートは、Ｖ相スイッチング素子２０６Ｈ、２０６Ｌに流れる電流を示している。図４（ｂ）に示す電流は、図４（ａ）に示す電流から、電気角で１２０度遅れている。
図６（ｃ）のタイムチャートは、Ｗ相スイッチング素子２０７Ｈ、２０７Ｌに流れる電流を示している。図６（ｃ）に示す電流は、図６（ｂ）に示す電流から、電気角で１２０度遅れている。
すなわち、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に流れる電流は、図６（ａ）〜（ｃ）に示されるように、電気角で１２０度ずつずれた正弦波となっている。
【００３８】
また、図６（ａ）〜（ｃ）に示す各相のタイムチャートにおいて、電流値がプラス（＋）の領域では上アーム側のスイッチング素子に電流が流れ、電流値がマイナス（−）の領域では下アーム側のスイッチング素子に電流が流れる。このようにしてインバータ６が制御されることで、モータ４が駆動される。
【００３９】
図６（ａ）〜（ｃ）において、点線で示される直線は、予め設定された所望のモータ停止基準位置を示している。モータ４は、停止時に、制御部２０９のモータ停止位置調整部２０９４により位置調整されて、このモータ停止基準位置で停止する。従って、モータ４が、次に駆動を開始するときのモータ位置は、このモータ停止基準位置となる。
また、図６（ａ）〜（ｃ）において、点線で示される円は、モータ停止基準位置における各相のスイッチング素子に流れる電流値を示している。すなわち、モータ停止基準位置で停止していたモータ４が、次に駆動を開始する場合には、各相のスイッチング素子に、当該円で示される電流値の電流が流れる。
図６の例では、Ｕ相スイッチング素子２０５Ｈに流れる電流値が最大電流となるモータ位置で、モータ４が駆動開始される。すなわち、本実施の形態では、Ｕ相スイッチング素子２０５Ｈに流れる電流が最大電流となるモータ位置を、モータ停止基準位置として設定している。
【００４０】
また、図６（ａ）〜（ｃ）において、各相のタイムチャートの網掛けの領域は、各相に配置した温度センサ３０５Ｕ、３０６Ｖ、３０７Ｗで計測できる電流値の範囲を示している。
図６（ａ）に示すように、Ｕ相では、モータ駆動開始後に、点線の円で示す最大電流からプラス側の領域で電流が流れるため、上アーム２０３側のスイッチング素子２０５Ｈのスイッチング素子温度を計測するべきである。そのため、図５に示すように、上アーム２０３側に、Ｕ相の温度センサ５０５Ｕを配置している。
また同様に、図６（ｂ）に示すように、Ｖ相では、モータ駆動開始後にマイナス側の領域で電流が流れるため、図５に示すように、下アーム２０４側に、Ｖ相の温度センサ５０６Ｖを配置している。
また同様に、図６（ｃ）に示すように、Ｗ相では、モータ駆動開始後にマイナス側の領域で電流が流れるため、図５に示すように、下アーム２０４側に、Ｗ相の温度センサ５０７Ｗを配置している。
【００４１】
図５および図６に示す本実施の形態においては、モータ駆動開始時にモータロックされたと仮定すると、その時点のＵ相の電流値は最大電流であるため、Ｕ相のスイッチング素子２０５Ｈが最も温度上昇が大きく、閾値を超える可能性が高い。一方、Ｖ相では、下アーム側に、点線の円で示される電流値と同じ値の電流が連続通電する。同様に、Ｗ相では、下アーム側に、点線の円で示される電流値と同じ電流値の電流が連続通電する。そのため、Ｖ相スイッチング素子２０６ＬとＷ相スイッチング素子２０７Ｌのスイッチング素子温度がそれぞれ上昇し、Ｕ相スイッチング素子２０５Ｌ、Ｖ相スイッチング素子２０６Ｈ、Ｗ相スイッチング素子２０７Ｈのスイッチング素子温度は上昇しない。
この時、従来技術と異なり、本実施の形態では、図６に示すように、モータ停止基準位置を設定し、その位置でモータ駆動を開始するようにし、モータ駆動開始時の電流の流れる領域がプラス側かマイナス側かに応じて、相毎に異なるアーム側に温度センサを配置する構成としたため、確実に精度よくスイッチング素子温度を把握でき、閾値を超える前にモータ停止や駆動電流制限によりスイッチング素子を保護することができる。
また、本実施の形態では、温度センサが設けられている側のスイッチング素子の温度だけを用いて制御を行うため、精度向上が図れる。また、本実施の形態では、温度センサが設けられていない側のスイッチング素子の温度を推定する必要もなく、また、それに対する閾値の複雑な設定の作業が不要となる。
【００４２】
尚、図６の例では、モータ駆動開始時にモータロックした場合のＶ相とＷ相のスイッチング素子２０６Ｌと２０７Ｌに流れる電流は同じであり、同様の温度上昇となるが、モータ４が少し回ってからモータ４がロックした場合は、Ｖ相の電流は小さくなり、Ｗ相の電流は大きくなる。
【００４３】
また、実施の形態２では、Ｕ相の電流値が最大電流となるモータ位置をモータ停止基準位置としたが、その場合に限らず、Ｖ相またはＷ相の電流値が最大電流となるモータ位置をモータ停止基準位置としてもよい。
【００４４】
以上のように、本実施の形態においても、上記の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
また、本実施の形態においては、モータ停止基準位置を、いずれか一つの相の前記スイッチング素子に流れる電流が最大電流となるモータ４の位置とした。
本実施の形態においては、モータ駆動開始時にいずれか一つの相（Ｕ相）の電流が最大電流となるような場合に、電流が流れるすべてのスイッチング素子の温度計測ができるように異なるアームに温度センサ５０５Ｕ、５０６Ｖ、５０７Ｗを配置した上で、モータ駆動開始時にいずれか一つの相（Ｕ相）の電流が最大電流となるようなモータ停止基準位置にモータ４の位置を調整した後に、モータ駆動開始することで、モータ駆動開始時に最も温度が上昇する可能性のある相（Ｕ相）のスイッチング素子温度だけでモータ駆動開始時のモータロック状態の判定を行えるため、判定処理の簡素化と精度向上図れる。また、モータ停止基準位置すなわちモータ駆動開始位置が決められることにより、電流制限を行うための閾値の設定の省力化と精度向上も図れる。
【００４６】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３に係る車両のモータ駆動装置の構成を示した図である。図８は、本実施の形態における、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに流れる電流値を示すタイミングチャートである。本実施の形態においては、いずれか１つの相の上アームのスイッチング素子の電流が最大電流で駆動開始される場合の実施の形態を示す。以下、詳細に説明する。
【００４７】
図７と図２の温度センサの設置位置は同じである。図２においては、温度センサ２０５Ｕ，２０６Ｖ，２０７Ｗが、すべて、上アーム２０３側に配置されていたが、同様に、図７においても、温度センサ７０５Ｕ，７０６Ｖ，７０７Ｗが、すべて、上アーム２０３側に配置されている。このように、本実施の形態では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の温度センサが、すべて、同じアーム側に配置されている。すなわち、本実施の形態では、図７に示すように、温度センサ７０５Ｕが、Ｕ相の上アーム側スイッチング素子２０５Ｈに対して設けられ、温度センサ７０６Ｖが、Ｖ相の上アーム側スイッチング素子２０６Ｈに対して設けられ、温度センサ７０７Ｗが、Ｗ相の上アーム側スイッチング素子２０７Ｈに対して設けられている。制御部２０９は、温度センサ７０５Ｕ、７０６Ｖ、７０７Ｗからのセンサ信号に基づいて、スイッチング素子２０５Ｈ、２０６Ｈ、２０７Ｈのスイッチング素子温度を検出し、スイッチング素子温度が閾値（後述する第３の閾値）以上となった場合に、モータ４を停止させるか、あるいは、スイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈ、２０５Ｌ〜２０７Ｌに流れる電流を制限する。これにより、スイッチング素子２０５Ｈ〜２０７Ｈ、２０５Ｌ〜２０７Ｌが熱により破壊されることを防止することができる。
【００４８】
図８（ａ）〜（ｃ）は、各相に流れる電流波形と各相のモータ回転角（モータの位置）との関係を表したタイムチャートである。図８（ａ）〜（ｃ）において、縦軸は電流値であり、横軸はモータの回転角である。
図８（ａ）のタイムチャートは、Ｕ相スイッチング素子２０５Ｈ、２０５Ｌに流れる電流を示している。
図８（ｂ）のタイムチャートは、Ｖ相スイッチング素子２０６Ｈ、２０６Ｌに流れる電流を示している。図８（ｂ）に示す電流は、図８（ａ）に示す電流から、電気角で１２０度遅れている。
図８（ｃ）のタイムチャートは、Ｗ相スイッチング素子２０７Ｈ、２０７Ｌに流れる電流を示している。図８（ｃ）に示す電流は、図８（ｂ）に示す電流から、電気角で１２０度遅れている。
すなわち、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に流れる電流は、図８（ａ）〜（ｃ）に示されるように、電気角で１２０度ずつずれた正弦波となっている。
【００４９】
また、図８（ａ）〜（ｃ）に示す各相のタイムチャートにおいて、電流値がプラス（＋）の領域では上アーム側のスイッチング素子に電流が流れ、電流値がマイナス（−）の領域では下アーム側のスイッチング素子に電流が流れる。このようにしてインバータ６が制御されることで、モータ４が駆動される。
【００５０】
図８（ａ）〜（ｃ）において、点線で示される直線ｔ１〜ｔ３は、予め設定された所望のモータ停止基準位置を示している。本実施の形態では、ｔ１〜ｔ３のうちの１つに、モータ停止基準位置を設定する。モータ４は、停止時に、制御部２０９のモータ停止位置調整部２０９４により位置調整されて、このモータ停止基準位置で停止する。従って、モータ４が、次に駆動を開始するときのモータ位置は、このモータ停止基準位置となる。
また、図８（ａ）〜（ｃ）において、点線で示される円は、各モータ停止基準位置ｔ１〜ｔ３におけるＵ相、Ｖ相、Ｗ相のスイッチング素子に流れる電流値を示している。すなわち、例えばｔ１をモータ停止基準位置とした場合、そこで停止していたモータ４が次に駆動を開始する場合には、Ｕ相では、点線の円の位置の最大電流からプラス側の領域で電流が流れる。また、例えばｔ２をモータ停止基準位置とした場合、そこで停止していたモータ４が次に駆動を開始する場合には、Ｖ相では、点線の円の位置の最大電流からプラス側の領域で電流が流れる。例えばｔ３をモータ停止基準位置とした場合、そこで停止していたモータ４が次に駆動を開始する場合には、Ｗ相では、点線の円の位置の最大電流からプラス側の領域で電流が流れる。
このように、図８の例では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれか１つの相のスイッチング素子２０５Ｈ、２０６Ｈ、２０７Ｈに流れる電流値が最大電流となるモータ位置で、モータ４が駆動開始される。すなわち、本実施の形態では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれか１つの電流値が最大電流となるモータ位置を、モータ停止基準位置として設定している。
【００５１】
また、図８（ａ）〜（ｃ）において、各相のタイムチャートの網掛けの領域は、各相に配置した温度センサ３０５Ｕ、３０６Ｖ、３０７Ｗで計測できる電流値の範囲を示している。
図８（ａ）に示すように、例えばｔ１をモータ停止基準位置とした場合、Ｕ相では、モータ駆動開始後に、点線の円で示す最大電流からプラス側の領域で電流が流れるため、上アーム２０３側のスイッチング素子２０５Ｈのスイッチング素子温度を計測するべきである。そのため、図７に示すように、上アーム２０３側に、Ｕ相の温度センサ７０５Ｕを配置している。
また同様に、例えばｔ２をモータ停止基準位置とした場合、図８（ｂ）に示すように、Ｖ相では、モータ駆動開始後にプラス側の領域で電流が流れるため、図７に示すように、上アーム２０３側に、Ｖ相の温度センサ７０６Ｖを配置している。
また同様に、例えばｔ３をモータ停止基準位置とした場合、図８（ｃ）に示すように、Ｗ相では、モータ駆動開始後にプラス側の領域で電流が流れるため、図７に示すように、上アーム２０３側に、Ｗ相の温度センサ７０７Ｗを配置している。
【００５２】
図７および図８に示す本実施の形態においては、例えばｔ１をモータ停止基準位置に設定した場合に、モータ駆動開始時にモータ４がロックされると、Ｕ相の電流値は最大電流であるために、スイッチング素子２０５Ｈが最も温度上昇が大きく、閾値を超える可能性が高い。Ｖ相とＷ相は共に下アーム側に同じ電流値で連続通電し、それぞれＶ相スイッチング素子２０６ＬとＷ相スイッチング素子２０７Ｌの温度が上昇し、Ｕ相スイッチング素子２０５ＬとＶ相スイッチング素子２０６ＨとＷ相スイッチング素子２０７Ｈの温度は上昇しない。ｔ２またはｔ３をモータ停止基準位置に設定した場合も、同様に、１つの相に最大電流が流れ、その相のスイッチング素子温度の上昇が大きく、閾値を超える可能性が高い。
この時、従来技術と異なり、本実施の形態では、図８に示すように、モータ駆動開始時に最大電流が流れる相を決定した上で、その相に最大電流が流れるモータ位置をモータ停止基準位置として設定し、最大電流が流れる相のスイッチング素子温度を把握することで、閾値を超える前にモータ停止や駆動電流制限によりスイッチング素子を保護することができる。
また、本実施の形態では、温度センサが設けられている側のスイッチング素子の温度だけを用いて制御を行うため、精度向上が図れる。また、本実施の形態では、温度センサが設けられていない側のスイッチング素子の温度を推定する必要もなく、また、それに対する閾値の複雑な設定の作業が不要となる。
【００５３】
また、実施の形態３では、モータ駆動開始時に流れる電流が最大電流となるスイッチング素子を上アーム２０３側としたが、下アーム２０４側でもよい。
【００５４】
以上のように、本実施の形態においても、上記の実施の形態１，２と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
また、本実施の形態においては、モータ停止基準位置を、いずれか一つの相の前記スイッチング素子に流れる電流が最大電流となるモータ４の位置とした。
本実施の形態においては、モータ駆動開始時にいずれか一つの相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電流が最大電流となるような場合に、電流が流れるすべてのスイッチング素子の温度計測ができるように異なるアームに温度センサ７０５Ｕ、７０６Ｖ、７０７Ｗを配置した上で、モータ駆動開始時にいずれか一つの相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電流が最大電流となるようなモータ停止基準位置（ｔ１、ｔ２、ｔ３）にモータ４の位置を調整した後に、モータ駆動開始することで、モータ駆動開始時に最も温度が上昇する可能性のある相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のスイッチング素子温度だけでモータ駆動開始時のモータロック状態の判定を行えるため、判定処理の簡素化と精度向上図れる。また、モータ停止基準位置すなわちモータ駆動開始位置が決められることにより、電流制限を行うための閾値の設定の省力化と精度向上も図れる。
【００５６】
実施の形態４．
本実施の形態においては、この発明の実施の形態１〜３に係る車両のモータ駆動装置の制御部２０９の動作について、図９〜図１１を用いて説明する。
【００５７】
図９は、モータ駆動開始前のモータ停止時の処理を示したフローチャートである。ここでは、モータ停止位置調整部２０９４の処理を記載する。モータ停止位置調整部２０９４は、モータ４の駆動開始時に温度センサを設けた側のスイッチング素子から通電開始できるように、モータ停止時にモータ４の位置調整を行う。なお、本実施の形態では、図９の処理は、定周期で実行されるタスクから呼び出されるサブルーチンを想定している。
【００５８】
モータ停止位置調整部２０９４は、まず、ステップＳ９００１において、モータ４が回転中であるかの判定を行う。モータ４が回転中の場合はステップＳ９００２へ進む。一方、モータ４が既に停止している場合は、処理を終了する。
【００５９】
ステップＳ９００２において、モータ停止指示が行われているかの判定を行う。モータ停止指示が出されている場合はステップＳ９００３へ進む。一方、モータ停止指示が出されていない場合は、処理を終了する。
【００６０】
ステップＳ９００３において、モータ回転数が予め設定された第１の閾値よりも小さいかの判定を行う。条件が成立した場合はステップＳ９００４へ進む。一方、条件が不成立の場合は、ステップＳ９１０１へ進む。
なお、第１の閾値は、後述するステップＳ９００５のモータ停止処理で確実に停止できるモータ回転数を、経験値、実験、シミュレーションなどから決定する。
【００６１】
次に、ステップＳ９００４において、現在のモータ位置がモータ停止基準位置と等しいかの判定を行う。条件が成立した場合はステップＳ９００５へ進む。一方、条件が不成立の場合は、ステップＳ９１０１へ進む。
現在のモータ位置がモータ停止基準位置と等しいかの判定は、例えば、モータ４の調整対象の相の電気角がモータ停止基準位置に相当する電気角の値と等しいか、あるいは、複数の相の電流値の組み合わせがモータ停止基準位置に相当する電流値と一致しているかを判定することで行う。
【００６２】
ステップＳ９００５において、現在のモータ位置でモータ４を停止する。例えば、モータ４の三相短絡による短絡制動でモータ４を停止する。モータを停止後、ステップＳ９００６へ進む。
【００６３】
ステップＳ９００６において、モータ４の運転モードを示す「モータ駆動遷移状態」をモータ停止モードに設定し、処理を終了する。
【００６４】
ステップＳ９１０１においては、モータ回転数の低下処理を行い、処理を終了する。
モータ回転数の低下は、例えば、モータ停止までにショックや違和感の無いよう予め設定された傾きを持ってモータ回転数が低下するように回転フィードバックを行いつつ、モータトルクを低下することで行う。
【００６５】
図１０は、この発明の実施の形態１〜３に係る車両のモータ駆動装置における、モータ停止モードでの処理を示したフローチャートである。図１０の処理は、モータ４が停止した後に、再び、モータ４が駆動開始する前に行われる処理である。制御部２０９は、モータ４の駆動開始前に、モータ４の現在の位置がモータ停止基準位置からずれていることをモータ位置情報検出部２０９２によって検出した場合に、モータ停止位置調整部２０９４によってモータ４の位置をモータ停止基準位置に再調整する。本実施の形態では、図１０の処理を、定周期で実行されるタスクから呼び出されるサブルーチンとして想定している。
【００６６】
ステップＳ１０００１において、制御部２０９は、モータ駆動遷移状態がモータ停止モードであるかの判定を行う。条件が成立した場合はステップＳ１０００２へ進む。一方、条件が不成立の場合は、処理を終了する。
【００６７】
ステップＳ１０００２において、制御部２０９は、運転者がモータ駆動開始指示が行われているかの確認を行う。条件が成立した場合はステップＳ１０００３へ進む。一方、条件が不成立の場合は、図１０のモータ駆動開始前処理を終了する。
【００６８】
ステップＳ１０００３において、制御部２０９は、温度情報検出部２０９１によってスイッチング素子温度を検出して、当該スイッチング素子温度を記憶部２０９６に記憶し、ステップＳ１０００４へ進む。
ここでのスイッチング素子温度は、インバータ６の各相の温度センサ２０５Ｕ、２０６Ｖ、２０７Ｗで計測された現在のスイッチング素子温度であり、後述する図１１のステップＳ１１００９のモータロック判定で使用する。
【００６９】
ステップＳ１０００４において、制御部２０９は、モータ停止位置調整部２０９４によって、モータ駆動開始前に、モータ駆動位置合わせ処理を行い、ステップＳ１０００５へ進む。
ステップＳ１０００４では、制御部２０９は、モータ駆動開始前に、モータ位置情報検出部２０９２によって、モータ４がモータ停止基準位置に停止しているかどうかを確認する。図９の処理によって、たとえモータ４をモータ停止基準位置に合わせて停止させたとしても、例えば、モータ４の停止後に路面の段差によりタイヤ５が少し回転してモータ４の停止位置がずれる場合などが想定できる。そのため、ステップＳ１０００４では、モータ４がモータ停止基準位置からずれていた場合に、制御部２０９は、モータ停止位置調整部２０９４によって、モータ４の位置をモータ停止基準位置に再調整する。当該再調整の際には、スイッチング素子温度が限界を超えて破壊されないモータ駆動電流よりも小さい電流値の範囲で、予め設定された時間内で、モータ４を駆動する。電流値や時間を制限する理由は、例えば、モータ４がモータ停止基準位置からずれた後に、モータロックが発生している場合が考えられるためである。または、タイヤ５が少し回転したが段差を乗り越えられるモータ駆動トルクに達せずにそのトルクが釣り合った状態で停止した場合は、モータ駆動トルクを低下させることにより、タイヤ５の回転を戻すことができる。このようにして、モータ停止位置調整部２０９４によって、モータ４の位置をモータ停止基準位置に再調整する。なお、この予め設定された時間は、モータ駆動開始時にもたつきを感じない程度の時間で、経験値、実験、シミュレーションなどから決定する。
【００７０】
モータ停止基準位置からモータ４の現在の位置がずれていた場合、停止位置によってはいずれかのもしくは全てのスイッチング素子温度が計測できない場合がある。しかしながら、モータ停止基準位置からのずれが生じた状態でモータ４がロックしていた場合でも、上記のように行うことで、モータ４を位置合わせする処理中にスイッチング素子が破壊されず、予め設定された時間が経過しても、スイッチング素子温度が変化しないことで、モータ停止基準位置からのずれが生じた状態でかつモータロックしていることを判定することが可能である。ここで、モータロック判定した場合の処理は、図１０では図示していないが、ステップＳ１０００４内で図１０の処理を終了する。
【００７１】
ステップＳ１０００５において、モータ駆動遷移状態をモータ駆動モードに設定した後、終了する。
【００７２】
図１１は、この発明の実施の形態に係る車両のモータ駆動装置において、モータ駆動開始時のモータ駆動モードでの処理を示したフローチャートである。本実施の形態では、図１１の処理を、定周期で実行されるタスクから呼び出されるサブルーチンを想定している。
【００７３】
ステップＳ１１００１において、制御部２０９は、モータ駆動遷移状態がモータ駆動モードであるかの判定を行う。条件が成立した場合はステップＳ１１００２へ進む。一方、条件が不成立の場合は、図１１の処理を終了する。
【００７４】
ステップＳ１１００２において、制御部２０９は、運転者の要求に応じたモータ駆動を行い、ステップＳ１１００３へ進む。また、後述するモータ駆動制限が行われている時は、その制限されたトルク、もしくは駆動電流に基づいてモータ駆動を行う。
【００７５】
ステップＳ１１００３において、制御部２０９は、モータ位置情報検出部２０９２によって、モータ４の現在の位置を検出し、モータ停止基準位置であるか否かを判定する。判定の結果、現在のモータ４の位置が、図９のステップＳ９００５のモータ停止処理もしくは図１０のステップＳ１０００４のモータ駆動開始前モータ駆動位置合わせで調整したモータ停止基準位置と等しくなかった場合は、ステップＳ１１００４へ進む。一方、条件が不成立の場合は、ステップＳ１１００５へ進む。
【００７６】
ステップＳ１１００４において、制御部２０９は、モータ停止位置調整部２０９４によって、モータ駆動開始前のモータ駆動位置合わせ処理を行い、ステップＳ１１００５へ進む。
ここでのモータ駆動位置合わせ処理は、図１０のステップＳ１０００４と同等の処理を行い、モータロックしたことを判定するためのスイッチング素子温度が計測可能となるモータ停止基準位置にモータ４の位置を調整する。
【００７７】
ステップＳ１１００５において、制御部２０９は、温度情報検出部２０９１によって、温度センサ３０５Ｕ、３０６Ｖ、３０７Ｗ、または、５０５Ｕ、５０６Ｖ、５０７Ｗ、または、７０５Ｕ、７０６Ｖ、７０７Ｗが設けられているスイッチング素子について、スイッチング上昇温度ΔＴＭｘを求め、ステップＳ１１００６へ進む。
スイッチング上昇温度ΔＴＭｘの求め方を説明する。まず、温度情報検出部２０９１によって、当該温度センサが設けられているスイッチング素子の現在の温度ＴＭｘを検出する。次に、ステップＳ１０００３で記憶部２０９６に記憶したモータ駆動開始前スイッチング素子温度を読み出す。次に、現在のスイッチング素子温度ＴＭｘからモータ駆動開始前スイッチング素子温度を引いた値でスイッチング上昇温度ΔＴＭｘを求める。
【００７８】
ステップＳ１１００６において、制御部２０９は、ステップＳ１１００５で求めたスイッチング素子上昇温度ΔＴＭｘが、予め設定された範囲（第２の閾値）以内であるかの判定を行う。条件が成立した場合は、ステップＳ１１００７へ進む。一方、条件の不成立の場合は、ステップＳ１１００８へ進む。第２の閾値は、予め設定された範囲の上限値と下限値とを含む。
スイッチング素子上昇温度ΔＴＭｘが予め設定された範囲以内であるかの判定において、例えば、モータ４がモータ停止基準位置に基づく駆動電流でモータ駆動開始したのにもかかわらず、スイッチング素子上昇温度ΔＴＭｘが、その駆動電流に相当する温度上昇がみられない場合または温度低下している場合は、モータロックが発生している可能性がある。また、その駆動電流に相当する温度上昇を超える場合も、モータロックが発生している可能性がある。よって上記の場合は、ステップＳ１１００８へ進む。
また、例えば、モータ駆動してスイッチング温度が既に上昇しており、図４のように、次のモータ駆動開始時にＵ相のスイッチング素子２０５Ｈの電流が０（Ａ）となるようにモータ停止位置を調整した場合は、モータ駆動開始時にモータロックが発生すると、Ｕ相のスイッチング素子温度は低下する。よって、その場合も、ステップＳ１１００８へ進む。
ここでの駆動電流に相当する温度上昇については、モータ駆動開始時のモータ停止位置と駆動電流に基づきモータ駆動開始時にモータロックが発生した場合の温度上昇を、経験値、実験、シミュレーションなどから決定する。
【００７９】
ステップＳ１１００７において、制御部２０９は、ステップＳ１１００５で求めスイッチング素子温度ＴＭｘが、予め設定された値ＴＭＪＤＧｘ（第３の閾値）以上であるかを判定する。条件が成立した場合は、ステップＳ１１００８へ進む。一方、条件が不成立の場合は、図１１の処理を終了する。
ここでの予め設定された値ＴＭＪＤＧｘは、スイッチング素子が破壊される限界となるスイッチング素子温度に基づいて、経験値、実験、シミュレーションなどから決定する。従来技術と異なり、本実施の形態では、モータ駆動開始位置となるモータ停止基準位置にモータ４の位置を予め調整することにより、温度センサで実測した実スイッチング素子温度との比較が行えるため、スイッチング素子が破壊される限界となるスイッチング素子温度に対して十分な余裕度を持ち、誤判定してモータ駆動制限に入りやすくなることがない閾値を設定できる。
【００８０】
ステップＳ１１００８において、制御部２０９は、モータ位置情報検出部２０９２によって、モータ４が停止状態であるかを判定する。条件が成立した場合は、ステップＳ１１００９へ進む。一方、条件が不成立の場合は、ステップＳ１１１０１へ進む。
モータ停止状態であるかの判定は、モータ位置情報検出部２０９２によって、例えば、モータ４のレゾルバ信号に基づいて判定する。
【００８１】
ここでステップＳ１１００８が実行されるのは、ステップＳ１１００６もしくはステップＳ１１００７でのスイッチング素子温度に基づく判定結果から、モータロックが発生している可能性がある場合と考えられる。
そのため、ステップＳ１１００８でモータ４が停止している場合は、モータ４がロックしていると判定し、ステップＳ１１００９でモータ駆動を停止し、図１１の処理を終了する。
【００８２】
一方、ステップＳ１１００８でモータ４が停止していない場合は、モータロックしていないものの、スイッチング素子温度がスイッチング素子の破壊される限界温度に近づいているものとして、ステップＳ１１１０１では、モータ駆動トルクや駆動電流の制限を行い、スイッチング素子が破壊されない状態でモータ駆動を継続し、図１１の処理を終了する。
【００８３】
上記のように、モータ駆動開始時にモータロックが発生する場合において、モータ駆動開始時に通電されるすべての、もしくは温度上昇が最も大きくなる最大電流が流れるスイッチング素子のスイッチング素子温度が計測できるよう温度センサを配置し、さらにモータ駆動開始位置を予め位置調整することで、推測することなく温度センサによるスイッチング素子温度計測が行え、確実に精度良くモータ駆動開始時のモータロック状態を判定し、インバータの保護が行える。
【００８４】
尚、実施の形態１〜４では、モータ駆動開始前のモータ停止位置が、いずれかの相に流れる電流が０（Ａ）となる位置や、いずれかの相が最大電流となる位置に調整するとしたが、それ以外の位置に調整し、その位置からモータ駆動開始した時のスイッチング素子温度に基づいて電流制限を行うための閾値を設定するとしてもよい。
【００８５】
また、実施の形態１〜４では、この発明の制御対象を、図１においてはモータ４として説明したが、エンジン１を始動する時の発電機２の駆動であってもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１  エンジン、２  発電機、３  クラッチ、４  モータ、５  タイヤ、６  インバータ、７  バッテリ、２０３  上アーム、２０４  下アーム、２０５  Ｕ相スイッチング回路、２０６  Ｖ相スイッチング回路、２０７  Ｗ相スイッチング回路、２０５Ｈ，２０６Ｈ，２０７Ｈ  上アーム側スイッチング素子、２０５Ｌ，２０６Ｌ，２０７Ｌ  下アーム側スイッチング素子、２０５Ｕ，３０５Ｕ，５０５Ｕ，７０５Ｕ  Ｕ相温度センサ、２０６Ｖ，３０６Ｖ，５０６Ｖ，７０６Ｖ  Ｖ相温度センサ、２０７Ｗ，３０７Ｗ，５０７Ｗ，７０７Ｗ  Ｗ相温度センサ、２０９  制御部。
【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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