(57)【要約】【課題】インバータ装置１０において、平滑化用コンデンサ１２の放電時にスイッチング素子Ａ１、Ａ２、Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６に電流を流す場合でも、スイッチング素子Ａ１、Ａ２、Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６が熱破壊するのを防止することである。【解決手段】各スイッチング素子Ａ１、Ａ２、Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６のオンオフの切り替えを制御する制御部１３を設ける。制御部１３は、放電時に、走行用モータ１４の駆動を停止しつつ、一部のスイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６をオンし、残部のスイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５をオフする。次いで、所定の時間経過後に、走行用モータ１４の駆動を停止しつつ、一部のスイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６をオフし、残部のスイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５をオンする状態に切り替える。【選択図】図１
2008011670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチング素子と、平滑化用コンデンサと、制御部とを備え、多相回転機を駆動させるインバータ装置であって、制御部は、多相回転機を駆動する場合には、複数のスイッチング素子のオンオフを制御することにより多相回転機を駆動し、平滑化用コンデンサを放電する場合には、多相回転機の駆動を停止し、かつ、一部のスイッチング素子がオンされ残部のスイッチング素子がオフされる状態と、一部のスイッチング素子がオフされ残部のスイッチング素子がオンされる状態とを切り替えることを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインバータ装置において、制御部は、放電する場合において、スイッチング素子のオンとオフとを切り替える場合に、スイッチング素子に加える電圧を徐々に変化させることを特徴とするインバータ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のインバータ装置において、制御部は、放電する場合において、スイッチング素子のオンとオフとを切り替える場合に、スイッチング素子に加える電圧を一定の時間変化率で変化させることを特徴とするインバータ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１に記載のインバータ装置において、制御部は、放電する場合において、スイッチング素子のオンとオフとを、一定時間の経過時に切り替えることを繰り返すことを特徴とするインバータ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１に記載のインバータ装置において、各スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段を備え、制御部は、放電する場合において、温度検出手段により検出された温度が所定の閾値を超えた場合に、各スイッチング素子のオンとオフとを切り替えることを特徴とするインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスイッチング素子と、平滑化用コンデンサと、制御部とを備え、多相回転機を駆動させるインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気自動車またはハイブリッド車等の走行用モータを搭載した車両において、多相回転機である走行用モータと電源装置との間にインバータ装置を設けて、このインバータ装置により、走行用モータに駆動用信号を送り、走行用モータを駆動することが知られている。図２１は、このようなインバータ装置の従来構造の１例を示している。図２１に示すインバータ装置１０は、ＩＧＢＴ等の複数のスイッチング素子Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６と、平滑化用コンデンサ１２と、制御部１３とを備える。複数のスイッチング素子Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６は、電源装置１８の正極側（図２１の上側）と負極側（図２１の下側）とにそれぞれ３個ずつ接続されると共に、走行用モータ１４の複数相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の巻線（図示せず）にそれぞれ接続されている。また、複数のスイッチング素子Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６に隣接する状態で図示しない保護用のダイオードが接続されている。
【０００３】
平滑化用コンデンサ１２は、複数のスイッチング素子Ａ１，Ａ２・・・Ａ６およびダイオードを備えた主回路部１６と並列に接続されている。また、電源装置１８の正極側と平滑化用コンデンサ１２との間にメインコンタクタ２０を設けている。このようなインバータ装置１０により走行用モータ１４を駆動する場合には、複数のスイッチング素子Ａ１，Ａ２・・・Ａ６のスイッチングのオンおよびオフを制御部１３で制御することにより、走行用モータ１４を駆動する。また、走行用モータ１４の駆動を停止する場合には、図示しないキースイッチをオフすることにより、このキースイッチのオフに対応してメインコンタクタ２０をオフする。また、制御部１３には、スイッチング素子Ａ１，Ａ２・・・Ａ６に電圧信号を送るためのゲート回路２２を設けている。
【０００４】
このようなインバータ装置１０において、平滑化用コンデンサ１２に電荷が残った状態で、制御部１３の電源がオフされると、スイッチング素子Ａ１，Ａ２・・・Ａ６の入力電流が無制御状態となり、スイッチング素子Ａ１，Ａ２・・・Ａ６およびゲート回路２２が破損してしまう可能性がある。このため、メインコンタクタ２０がオフされる場合には、走行用モータ１４の駆動を停止するように制御した状態で、平滑化用コンデンサ１２を放電させ、スイッチング素子Ａ１，Ａ２・・・Ａ６の少なくとも１個に電流を流して、走行用モータ１４の巻線の抵抗による発熱で電力を消費させることが考えられている。
【０００５】
また、特許文献１には、走行用モータを備えた電気自動車の制御装置に関して、イグニッションのオフ時にコンデンサに蓄積されている電荷を放電するために、トルク電流成分であるｑ軸電流指令値を０に設定すると共に、励磁電流成分であるｄ軸電流指令値が正と負とに交互に現れ、その絶対値が等しくなるようにｄ軸電流指令値を設定することが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１７６５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の図２１に示したインバータ装置１０において、平滑化用コンデンサ１２の放電時に放電しきるまで、インバータ装置１０の一部のスイッチング素子に電流が流れ続けると、スイッチング素子が発熱して破損する、熱破壊が生じる可能性がある。
【０００８】
これに対して、特許文献１に記載された電気自動車の制御装置は、放電時に、車両を駆動させずに、コンデンサに蓄積されている電荷を放電させると共に、放電時間が長くなることを防止することを目的として考えられたものであり、インバータ装置のスイッチング素子が熱破壊するのを防止することを考慮されたものではない。なお、走行用以外のモータ等の多相回転機をインバータで駆動する場合も、上記と同様に放電時に一部のスイッチング素子に電流が流れ続けることで、スイッチング素子に熱破壊が生じる可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、インバータ装置において、平滑化用コンデンサの放電時にスイッチング素子に電流を流す場合でも、スイッチング素子が熱破壊するのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るインバータ装置は、複数のスイッチング素子と、平滑化用コンデンサと、制御部とを備え、多相回転機を駆動させるインバータ装置であって、制御部は、多相回転機を駆動する場合には、複数のスイッチング素子のオンオフを制御することにより多相回転機を駆動し、平滑化用コンデンサを放電する場合には、多相回転機の駆動を停止し、かつ、一部のスイッチング素子がオンされ残部のスイッチング素子がオフされる状態と、一部のスイッチング素子がオフされ残部のスイッチング素子がオンされる状態とを切り替えることを特徴とするインバータ装置である。
【００１１】
また、好ましくは、制御部は、放電する場合において、スイッチング素子のオンとオフとを切り替える場合に、スイッチング素子に加える電圧を徐々に変化させる。
【００１２】
また、より好ましくは、制御部は、放電する場合において、スイッチング素子のオンとオフとを切り替える場合に、スイッチング素子に加える電圧を一定の時間変化率で変化させる。
【００１３】
また、本発明に係るインバータ装置において好ましくは、制御部は、放電する場合において、スイッチング素子のオンとオフとを、一定時間の経過時に切り替えることを繰り返す。
【００１４】
また、本発明に係るインバータ装置において好ましくは、各スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段を備え、制御部は、放電する場合において、温度検出手段により検出された温度が所定の閾値を超えた場合に、各スイッチング素子のオンとオフとを切り替える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るインバータ装置によれば、平滑化用コンデンサの放電時にスイッチング素子に電流を流す場合でも、放電しきるまでの全時間で、複数のスイッチング素子の一部の同じスイッチング素子のみに電流が流れ続けるのを防止でき、スイッチング素子の熱破壊を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１の発明の実施の形態］
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図５は、第１の実施の形態を示している。本実施の形態に係るインバータ装置１０は、上記の図２１に示した構造の場合と同様に、ハイブリッド車または電気自動車に搭載し、走行用モータ１４を駆動するために使用する。インバータ装置１０は、上記の図２１に示した構造と同様に、電源装置１８（図２１参照）と走行用モータ１４との間に設けたＩＧＢＴ等の複数のスイッチング素子Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６と、それぞれのスイッチング素子Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６に対応して接続した保護用のダイオードＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６とを備えた主回路部１６（図３）と、平滑化用コンデンサ１２と、制御部１３とを備える。走行用モータ１４は、例えば永久磁石型同期モータを使用する。
【００１７】
複数のスイッチング素子Ａ１，Ａ２・・・Ａ６は、それぞれ走行用モータ１４の複数相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の巻線に接続されている。また、平滑化用コンデンサ１２は、主回路部１６と並列に接続されている。この平滑化用コンデンサ１２には電圧センサが接続され、平滑化用コンデンサ１２の電圧の検出値を表す信号である検出信号が制御部１３に送られる。
【００１８】
制御部１３は、図５に示すように、モータ制御手段２１と、ゲート回路２２と、トルク指令算出手段２５と、車両制御手段２６とを有する。また、走行用モータ１４（図１）の磁極位置を磁極位置センサ２３により検出し、走行用モータ１４の回転角度を回転センサ２７により検出し、走行用モータ１４の電流を電流センサ２８により検出し、それぞれの検出信号がモータ制御手段２１に送られる。また、トルク指令算出手段２５は、アクセル開度に応じたトルク指令を生成し、モータ制御手段２１に指令信号を送る。また、車両制御手段２６は、キースイッチのオンオフに基づいて、車両の起動停止情報を生成する。
【００１９】
モータ制御手段２１は、磁極位置センサ２３と回転センサ２７と電流センサ２８とから送られる各検出信号と、トルク指令算出手段２５からの指令信号とに基づいて、ＰＷＭ信号生成手段３３でＰＷＭ信号を生成し、ゲート回路２２に出力する。ゲート回路２２は、電圧を印加するスイッチング素子Ａ１，Ａ２・・・Ａ６を選択することにより、スイッチング素子Ａ１，Ａ２・・・Ａ６のオンオフを制御する。
【００２０】
さらに、電源装置１８の正極側と平滑化用コンデンサ１２との間にメインコンタクタ２０（図２１参照）を設けている。このメインコンタクタ２０は、図示しないキースイッチに連動してオンオフする。メインコンタクタ２０は、キースイッチのオフ時だけでなく、制御部１３やセンサ等に所定の異常が発生した場合も、制御部１３によりオフさせる。
【００２１】
また、モータ制御手段２１は、車両制御手段２６から起動停止信号を受け取る放電処理手段２９を備える。放電処理手段２９は、起動停止情報およびメインコンタクタ２０のオフを確認すると、電流指令選択手段３０に所定の信号を送り、次のようにインバータ装置１０のスイッチング素子Ａ１，Ａ２・・・Ａ６のオンオフを制御する。
【００２２】
すなわち、本実施の形態の場合、メインコンタクタ２０のオフにより平滑化用コンデンサ１２を放電する場合に、走行用モータ１４の駆動を停止し、かつ、図４に示すように、一部のスイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６がオンされ残部のスイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５がオフされる状態（Ｓ１）と、一部のスイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６がオフされ残部のスイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５がオンされる状態（Ｓ２）とを切り替える。
【００２３】
具体的には、先ず、放電開始直後に、図２，４に示すステップＳ１として、走行用モータ１４の駆動を停止させつつ、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６をオンし、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５をオフする。これにより、図１に示すように、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のうち、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６のみに電流が流れる。そして、複数相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の巻線に、図１に矢印イ、ロ、ハで示す方向に、それぞれ電流が流れて、電力が消費される。
【００２４】
次に、予め決定した所定の時間経過後に、図２，４に示すステップＳ２として、走行用モータ１４の駆動を停止させつつ、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６をオフし、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５をオンする。これにより、図３に示すように、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のうち、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５のみに電流が流れる。そして、複数相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の巻線に、図３に矢印イ、ロ、ハで示す方向、すなわち図１で示した方向と逆方向に、それぞれ電流が流れて、電力が消費される。次に、ステップＳ３で、トータル時間Ｔである、放電開始からの総経過時間が放電完了時間である、予め求めた放電完了に対応する時間まで経過したと判定することを条件に、すべてのスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６をオフし終了する。
【００２５】
このような本実施の形態によれば、平滑化用コンデンサ１２の放電時にスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６に電流を流す場合でも、放電しきるまでの全時間で、複数のスイッチング素子の一部の同じスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のみに電流が流れ続けるのを防止でき、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６の熱破壊を防止できる。
【００２６】
なお、本実施の形態の場合に対して、ステップＳ１とステップＳ２とで、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のオンとオフとを、それぞれ逆にすることもできる。すなわち、ステップＳ１で、走行用モータ１４の駆動を停止させつつ、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６をオフし、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５をオンし、次に、ステップＳ２で、走行用モータ１４の駆動を停止させつつ、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６をオンし、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５をオフすることもできる。
【００２７】
［第２の発明の実施の形態］
次に、図６から図８は、本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、上記の第１の実施の形態の場合に対して、同じ時間にオンまたはオフするスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６の組み合わせを異ならせている。すなわち、本実施の形態の場合には、先ず、図８に示すステップＳ１として、放電開始直後に、走行用モータ１４の駆動を停止させつつ、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ６をオンし、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ５をオフする。これにより、図６に示すように、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のうち、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ６のみに電流が流れる。そして、複数相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の巻線に、図６に矢印イ、ロ、ハで示す方向に、それぞれ電流が流れて、電力が消費される。
【００２８】
次に、図８に示すステップＳ２として、予め決定した所定の時間経過後に、走行用モータ１４の駆動を停止させつつ、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ６をオフし、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ５をオンする。これにより、図７に示すように、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のうち、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ５のみに電流が流れる。そして、複数相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の巻線に、図７に矢印イ、ロ、ハで示す方向、すなわち図６で示した方向と逆方向に、それぞれ電流が流れて、電力が消費される。次に、ステップＳ３（図２参照）で、トータル時間Ｔである、放電開始からの経過後の時間が放電完了時間である、予め求めた放電完了に対応する時間まで経過したならば、すべてのスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６をオフし終了する。
その他の構成および作用については、上記の第１の実施の形態と同様である。
【００２９】
［第３の発明の実施の形態］
次に、図９から図１１は、本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、上記の第１の実施の形態および第２の実施の形態の場合に対して、同じ時間にオンまたはオフするスイッチング素子の組み合わせを異ならせている。すなわち、本実施の形態の場合は、先ず、図１１に示すステップＳ１として、放電開始直後に、走行用モータ１４の駆動を停止させつつ、スイッチング素子Ａ２，Ａ４，Ａ５をオンし、スイッチング素子Ａ１，Ａ３，Ａ６をオフする。これにより、図９に示すように、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のうち、スイッチング素子Ａ２，Ａ４，Ａ５のみに電流が流れる。そして、複数相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の巻線に、図９に矢印イ、ロ、ハで示す方向に、それぞれ電流が流れて、電力が消費される。
【００３０】
次に、図１１に示すステップＳ２として、予め決定した所定の時間経過後に、走行用モータ１４の駆動を停止させつつ、スイッチング素子Ａ２，Ａ４，Ａ５をオフし、スイッチング素子Ａ１，Ａ３，Ａ６をオンする。これにより、図１０に示すように、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のうち、スイッチング素子Ａ１，Ａ３，Ａ６のみに電流が流れる。そして、複数相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の巻線に、図１０に矢印イ、ロ、ハで示す方向、すなわち図９で示した方向と逆方向に、それぞれ電流が流れて、電力が消費される。
【００３１】
次に、ステップＳ３（図２参照）で、トータル時間Ｔである、放電開始からの経過後の時間が放電完了時間である、予め求めた放電完了に対応する時間まで経過したならば、すべてのスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６をオフし終了する。
その他の構成および作用については、上記の図１から図５に示した第１の実施の形態と同様である。
なお、電流が流れるスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６の組み合わせは、上記の第１の実施の形態から第３の実施の形態の場合に限定するものではないが、上記の各実施の形態においては、正極側または負極側で１個のスイッチング素子のみに電流が流れる場合がある、スイッチング素子の耐久性の面からより厳しい条件の３例を説明した。この場合でも、上記のように、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のオンオフを切り替えることで、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６の熱破壊を防止できる。
【００３２】
［第４の発明の実施の形態］
次に、図１２から図１４は、本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、上記の図１から図５に示した第１の実施の形態において、図１２のステップＳ１からＳ２に移る場合のスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のオンオフの切り替え時に、走行用モータ１４の駆動を停止させつつ、各スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６にゲート回路２２（図１参照）により印加する（加える）電圧を、一定の時間変化率Ｋ（または−Ｋ）で徐々に変化させている。ここで、Ｋは正の値である。すなわち、ステップＳ１からＳ２への移行時に、ゲート回路２２からスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６に送り出す電圧信号が表す電圧を、一定の時間変化率Ｋ（または−Ｋ）で徐々に変化させている。
【００３３】
このようなスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のオンオフの切り替えを行うために、例えば、放電時に、放電処理手段２９（図５参照）から電流指令選択手段３０（図５参照）に、走行用モータ１４（図１参照）に印加する電流のうち、トルク電流成分であるｑ軸電流指令値と、励磁電流成分であるｄ軸電流指令値とを送る。そして、図１４に示すように、放電開始直後に、ｑ軸電流指令値を０Ａに設定すると共に、ｄ軸電流指令値を負の値である−Ｘに設定し、次いで、所定の時間経過後に、ｑ軸電流指令値を０Ａにしたまま、ｄ軸電流指令値を一定の時間変化率Ｐで直線的に徐々に上昇させ、正の値であるＸに切り替えている。なお、−ＸとＸとは、互いの絶対値が同じである。
【００３４】
ｑ軸電流指令値およびｄ軸電流指令値は、電流センサ２８（図５参照）により検出された電流値に基づくｑ軸電流およびｄ軸電流と共に、電流制御手段３１（図５参照）に送られて、電流制御手段３１でｑ軸電圧指令値およびｄ軸電圧指令値が算出される。算出されたｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値は、位相演算手段３４（図５参照）で算出された走行用モータ１４の回転位相と共に、２相／３相変換手段３２（図５参照）に送られ、３相交流電圧指令値に変換された後、ＰＷＭ信号生成手段３３（図５参照）に送られる。ＰＷＭ信号生成手段３３では、３相交流電圧指令値と三角波信号（キャリア信号）とに基づいて、ＰＷＭ信号を生成し、ゲート回路２２（図１，５参照）にＰＷＭ信号を送る。ゲート回路２２はこのＰＷＭ信号に基づいて、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６に電圧信号を選択して送り、図１３に示すようにスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のオンオフの切り替えを行う。
【００３５】
このような構成において、放電時に、設定するｑ軸電流指令値を０Ａとしているため、走行用モータ１４の駆動を停止することができる。また、放電時に、ｄ軸電流指令値を絶対値の等しい−ＸからＸに切り替えるため、放電しきるまで一部の同じスイッチング素子に電流が流れ続けることを防止できる。例えば、本実施の形態のように、放電時直後に、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６をオンし、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５をオフしている場合でも、所定の時間経過後に、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６をオフし、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５をオンする状態に切り替えることができる。また、本実施の形態の場合には、図１３に示したように、ゲート回路２２（図１参照）からスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６（図１等参照）に送り出す電圧信号が表す電圧を、一定の時間変化率Ｋ（または−Ｋ）で徐々に変化させている。このため、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のオンオフの切り替え制御をより安定して行うことができる。
その他の構成および作用については、上記の図１から図５に示した第１の実施の形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
【００３６】
［第５の発明の実施の形態］
次に、図１５から図１６は、本発明の第５の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、放電開始から放電完了までの間に、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のオンオフの切り替えを複数回（図１７に示す場合は４回）行うことを可能としている。すなわち、本実施の形態においては、放電開始直後に、先ず、上記の図１２から図１４に示した第４の実施の形態と同様に、ステップＳ１で、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６をオンし、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５をオフする。次に、一定時間ｔを経過したことを条件に、制御部１３（図１参照）が、放電開始からの総経過時間であるトータル時間Ｔが放電完了時間を経過したか否かを判定する。この判定によりトータル時間Ｔが放電完了時間を経過していると判定されたならば、すべてのスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６をオフし終了する。
【００３７】
これに対して、放電完了時間を経過していないと判定されたならば、図１６に示すように、ステップＳ２で、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６をオフへ、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５をオンへ、一定の時間変化率Ｋ（または−Ｋ）で徐々に変化させ、その状態を維持する。次いで、一定時間ｔを経過したことを条件に、トータル時間Ｔが放電完了時間を経過したか否かの判定を行い、放電完了時間を経過していると判定されたならば、すべてのスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６をオフし終了する。
【００３８】
また、この場合に、放電完了時間を経過していないと判定されたならば、ステップＳ３で、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６をオンへ、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５をオフへ、一定の時間変化率−Ｋ（またはＫ）で徐々に変化させ、その状態を維持する。次いで、一定時間ｔを経過したことを条件に、トータル時間Ｔが放電完了時間を経過したか否かの判定を行い、放電完了時間を経過していると判定されたならば、すべてのスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６をオフし終了する。また、この判定において、放電完了時間を経過していないと判定された場合には、再びステップＳ２に戻り、以後、ステップＳ２とステップＳ３とを、ステップＳ２（またはＳ３）終了後にトータル時間Ｔが放電完了時間を経過したと判定されるまで繰り返す。
【００３９】
このようなスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のオンオフの切り替えを行うために、例えば、上記の図１２から図１４に示した第４の実施の形態と同様に、放電時に放電処理手段２９（図５参照）から電流指令選択手段３０（図５参照）に送るｑ軸電流指令値とｄ軸電流指令値とを設定する。すなわち、図１７に示すように、放電時に、ステップＳ１で、ｑ軸電流指令値を０Ａに設定すると共に、ｄ軸電流指令値を負の値である−Ｘに設定する。次いで、放電開始からｔ時間経過後に、トータル時間Ｔが放電完了時間を経過していないと判定されたことを条件として、ステップＳ２で、ｄ軸電流指令値を負の値である−Ｘから正の値であるＸに切り替える。また、この切り替え時に、ｄ軸電流指令値を一定の時間変化率Ｐで直線的に徐々に上昇させる。
【００４０】
また、ｄ軸電流指令値がＸになった時点からｔ時間経過後に、トータル時間Ｔが放電完了時間を経過していないと判定されたことを条件として、ステップＳ３で、ｄ軸電流指令値を正の値であるＸから負の値である−Ｘに切り替え、また、この切り替え時に、ｄ軸電流指令値を一定の時間変化率−Ｐで徐々に減少させる。以後、ステップＳ２とステップＳ３とを、ステップＳ２（またはＳ３）終了後（すなわち、ｔ時間経過後）にトータル時間Ｔが放電完了時間を経過したと判定されるまで繰り返す。
【００４１】
このような本実施の形態によれば、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３のそれぞれを行う時間ｔを短くすることにより、平滑化用コンデンサ１２を放電する場合に、同じスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のみに連続して電流が流れ続ける時間をより短くできて、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６の熱破壊をより有効に防止できる。
その他の構成および作用については、上記の図１２から図１４に示した第４の実施の形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
【００４２】
［第６の発明の実施の形態］
次に、図１８から図２０は、本発明の第６の実施の形態を示している。本実施の形態の場合には、上記の図１５から図１７に示した第５の実施の形態において、インバータ装置１０の各スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６の近傍に温度センサ２４ａ、２４ｂ，２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆを１個ずつ合計６個設置している。なお、温度センサは、すべてのスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６の近傍のうち、最も温度が上昇しやすい部分に１個のみ設置し、その温度を監視することもできる。本実施の形態の場合には、ステップＳ１と、ステップＳ２と、ステップＳ３とのそれぞれの終了の判定の条件として、一定時間ｔの経過ではなく、温度センサ２４ａ、２４ｂ・・・２４ｆで検出した各スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６の近傍の検出温度のいずれかが所定の閾値を超えたことを条件としている。この閾値は、予め設定しておくもので、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６が使用上十分に耐えうる温度とし、また、インバータ装置１０の耐熱規格温度により決定しても良い。温度センサ２４ａ、２４ｂ・・・２４ｆにより検出した検出温度を表す信号は制御部１３（図１、５参照）に送り、制御部１３で、いずれかの検出温度が閾値を超えたか否かの判定を行う。そして、いずれかの検出温度が閾値を超えたと判定されたならば、放電完了時間を経過しているかの判定を行い、放電完了時間を経過していないと判定されたことを条件として、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のオンオフを切り替える。
【００４３】
例えば、図１９に示すステップＳ１で、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６をオンし、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５をオフする。次に、制御部１３でいずれかの検出温度が閾値を超えたか否かの判定を行い、閾値を超えたと判定されたならば、放電開始からの総経過時間であるトータル時間Ｔが放電完了時間を経過したか否かを判定する。この判定により放電完了時間を経過していると判定された場合には、すべてのスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６をオフし終了する。これに対して、放電完了時間を経過していないと判定された場合には、ステップＳ２で、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６をオフへ、スイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５をオンへ、ゲート回路２２から各スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６に送る電圧信号が表す電圧が一定の時間変化率Ｋ（−Ｋ）で徐々に変化するように切り替え、その状態を維持する。
【００４４】
このようなスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のオンオフの切り替えを行うために、例えば、上記の図１２から図１４に示した第４の実施の形態と同様に、放電時に、放電処理手段２９（図５参照）から電流指令選択手段３０（図５参照）に送るｑ軸電流指令値とｄ軸電流指令値とを設定する。すなわち、図２０に示すように、放電時に、ステップＳ１で、ｑ軸電流指令値を０Ａに設定すると共に、ｄ軸電流指令値を負の値である−Ｘに設定する。次いで、温度センサ２４ａ、２４ｂ・・・２４ｆにより検出したいずれかの検出温度が閾値を超えたと判定されたならば、放電開始からの総経過時間であるトータル時間Ｔが放電完了時間を経過していないと判定されたことを条件として、ステップＳ２で、ｄ軸電流指令値を負の値である−Ｘから正の値であるＸに切り替える。また、この切り替え時に、ｄ軸電流指令値を一定の時間変化率Ｐで徐々に上昇させる。
【００４５】
この場合、ｄ軸電流指令値の−ＸからＸへの切り替えに伴い、温度センサ２４ａ、２４ｂ・・・２４ｆにより検出した温度で最も高い温度である、各検出温度の最大値は低下する。この理由は、ｄ軸電流指令値の正負の切り替えにより電流が流れるスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６が、スイッチング素子Ａ１，Ａ４，Ａ６からスイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５に切り替わるためである。
【００４６】
そして、ｄ軸電流指令値がＸのまま続くと、一部のスイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５に電流が流れ続けるため、一部のスイッチング素子Ａ２，Ａ３，Ａ５の近傍に設置したいずれかの温度センサの検出温度が上昇する。この結果、各検出温度の最大値が再び上昇するが、いずれかの温度センサの検出温度が閾値を超えたと判定され、トータル時間Ｔが放電完了時間を経過していないと判定されたことを条件として、ステップＳ３で、ｄ軸電流指令値を正の値であるＸから負の値である−Ｘに切り替える。また、この切り替え時に、ｄ軸電流指令値を一定の時間変化率−Ｐで徐々に減少させる。以後、ステップＳ２とステップＳ３とを、ステップＳ２（またはＳ３）終了後（すなわち、いずれかの検出温度が閾値を超えた後）にトータル時間Ｔが放電完了時間を経過するまで繰り返す。
【００４７】
このような本実施の形態によれば、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６のオンオフの切り替えを各温度センサ２４ａ、２４ｂ・・・２４ｆにより検出したいずれかの検出温度が閾値を超えたか否かを条件として行うため、一定の時間の経過を条件とする場合に比べてスイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６の熱破壊を、より有効に防止できる。
その他の構成および作用については、上記の図１５から図１７に示した第５の実施の形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
【００４８】
なお、上記の説明では、スイッチング素子Ａ１、Ａ２・・・Ａ６を６個とした場合について説明したが、本発明は６個以外のスイッチング素子を設けた構造でも実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１の発明の実施の形態のインバータ装置において、ステップＳ１で電流が流れるスイッチング素子を説明するための略構成図である。
【図２】同じく放電開始後のフローチャートを示す図である。
【図３】同じくステップＳ２で電流が流れるスイッチング素子を説明するための一部を省略した略構成図である。
【図４】同じくステップＳ１、Ｓ２で、ゲート回路からスイッチング素子に印加される電圧の変化を説明するための図である。
【図５】図１の制御部を詳しく示すブロック図である。
【図６】第２の発明の実施の形態のインバータ装置において、ステップＳ１で電流が流れるスイッチング素子を説明するための一部を省略した略構成図である。
【図７】同じくステップＳ２で電流が流れるスイッチング素子を説明するための一部を省略した略構成図である。
【図８】同じく図４に相当する図である。
【図９】第３の発明の実施の形態のインバータ装置において、ステップＳ１で電流が流れるスイッチング素子を説明するための一部を省略した略構成図である。
【図１０】同じくステップＳ２で電流が流れるスイッチング素子を説明するための一部を省略した略構成図である。
【図１１】同じく図４に相当する図である。
【図１２】第４の発明の実施の形態のインバータ装置において、放電開始後のフローチャートを示す図である。
【図１３】同じく図４に相当する図である。
【図１４】同じく放電開始後のｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値との設定値の変化を示す図である。
【図１５】第５の発明の実施の形態のインバータ装置において、放電開始後のフローチャートを示す図である。
【図１６】同じくステップＳ１、Ｓ２およびＳ３で、ゲート回路からスイッチング素子に印加される電圧の変化を説明するための図である。
【図１７】同じく放電開始後のｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値との設定値の変化を示す図である。
【図１８】第６の発明の実施の形態のインバータ装置において、各スイッチング素子とモータ巻線との接続状態および温度センサの設置状態を示す略構成図である。
【図１９】同じく放電開始後のフローチャートを示す図である。
【図２０】同じく放電開始後のｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値との設定値、および各検出温度の最大値の変化を示す図である。
【図２１】走行用モータと電源装置との間にインバータ装置を設けた従来構造の１例の略構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  インバータ装置、１２  平滑化用コンデンサ、１３  制御部、１４  走行用モータ、１６  主回路部、１８  電源装置、２０  メインコンタクタ、２１  モータ制御手段、２２  ゲート回路、２３  磁極位置センサ、２４ａ、２４ｂ，２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ  温度センサ、２５  トルク指令算出手段、２６  車両制御手段、２７  回転センサ、２８  電流センサ、２９  放電処理手段、３０  電流指令選択手段、３１  電流制御手段、３２  ２相／３相変換手段、３３  ＰＷＭ信号生成手段、３４  位相演算手段。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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