(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子のスイッチング動作により直流電源と交流機器との間の電力変換を行なう車載用電力変換装置であって、
パッケージ内に前記半導体素子を収納したパワーモジュールと、
前記半導体素子のスイッチング動作を制御する電力変換制御装置とを備え、
前記半導体素子は、トランジスタと前記トランジスタのエミッタとコレクタとの間に接続されたダイオードとにより構成され、
前記パワーモジュールと前記車載用電力変換装置を構成する前記パワーモジュール以外の構成体とのうちの少なくとも一方は、前記半導体素子の温度算出に用い得る個体損失特性情報を記録した記録部を備え、
前記個体損失特性情報は、規定された電気量での前記トランジスタのコレクタ・エミッタ間飽和電圧値と前記トランジスタのスイッチング損失値と前記ダイオードの順方向電圧降下値と前記ダイオードのスイッチング損失値とのうちの少なくとも一つからなり、
前記電力変換制御装置は、前記規定された電気量での個体損失特性情報に基づいて前記規定された電気量以外の電気量での個体損失特性情報を補間し、前記補間した個体損失特性情報を用いて前記半導体素子の温度を算出することを特徴とする車載用電力変換装置。
【請求項２】
アイドルストップ後のエンジンの再始動に伴う前記半導体素子の個体温度上昇値情報を、システム上位の制御装置に伝達する機能を備えていることを特徴とする請求項１に記載の車載用電力変換装置。
【請求項３】
半導体素子のスイッチング動作により直流電源と交流機器との間の電力変換を行なう車載用電力変換装置であって、
前記半導体素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記半導体素子に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、
前記半導体素子の温度算出に用い得る個体損失特性情報をシステム上位の電力変換制御装置に伝達する情報伝達手段を備え、
前記半導体素子は、トランジスタと前記トランジスタのエミッタとコレクタとの間に接続されたダイオードとにより構成され、
前記個体損失特性情報は、前記検出された電流と電圧に基づいて算出した前記半導体素
子の個体損失特性情報であり、
前記電力変換制御装置に伝達する機能は、前記算出した個体損失特性情報のうちの少なくとも一つをリアルタイムで伝達する機能であることを特徴とする車載用電力変換装置。
【請求項４】
パワーモジュールのパッケージ内に収納された半導体素子のスイッチング動作により直流電源と交流機器との間の電力変換を行なう電力変換装置と、前記半導体素子のスイッチング動作を制御する電力変換制御装置とを備えた車両制御装置であって、
前記半導体素子は、トランジスタと前記トランジスタのエミッタとコレクタとの間に接続されたダイオードとにより構成され、
前記パワーモジュールと前記電力変換装置を構成する前記パワーモジュール以外の構成体とのうちの少なくとも一方は、前記半導体素子の温度算出に用い得る個体損失特性情報を記録した記録部を備え、
前記記録された個体損失特性情報は、前記記録部からの読取りが可能に構成されており、規定された電気量での前記トランジスタのコレクタ・エミッタ間飽和電圧値と前記トランジスタのスイッチング損失値と前記ダイオードの順方向電圧降下値と前記ダイオードのスイッチング損失値とのうちの少なくとも一つからなり、
前記規定された電気量での個体損失特性情報に基づいて前記規定された電気量以外の電気量での個体損失特性情報を補間し、前記補間された個体損失特性情報を用いて前記半導体素子の温度を算出し、前記算出した前記半導体素子の温度に基づいて前記半導体素子の温度上昇を抑制するように前記半導体素子を制御する機能を有することを特徴とする車両制御装置。
【請求項５】
アイドルストップ後のエンジン再始動に伴う前記半導体素子の個体温度上昇値情報に基づいて、車両停止時に前記アイドルストップの実施判定を行なうことを特徴とする請求項４に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スイッチング用の半導体素子をパッケージ内に収納したパワーモジュール、スイッチング用の半導体素子を備えた車載用電力変換装置、及びその車載用電力変換装置を備えた車両制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの出力トルクと交流回転電機の出力トルクとを選択的に用いて車両を駆動するハイブリッドカー等に適用される車両制御装置に於いて、直流電源と交流回転電機との間の電力変換を行なう電力変換装置の稼動中に於ける温度に基づいて、交流回転電機の出力トルクの抑制制御や、エンジンのアイドルストップ制御等を実施している（例えば、特許文献１参照）。これらの制御の目的は、電力変換を実施しているスイッチング素子がその定格温度を超えて駆動されるのを避けるためである。
【０００３】
前述のトルク抑制制御では、電力変換装置の温度が高くなるにつれて交流回転電機に対するトルク指令値を制限し、又、前述のアイドルストップ制御では、車両停止時の電力変換装置の温度によってアイドルストップの実施判定を行ない、エンジンの再始動によるスイッチング素子の温度上昇によりスイッチング素子の温度がその定格値以上となる場合にエンジンのアイドルストップを中止するような制御を実施している。
【０００４】
従来、インバータ若しくはコンバータとして動作する車載用電力変換装置の温度は、図１３に示すようにスイッチング素子４ａ、４ｂ、及びダイオード５ａ、５ｂの近傍に取り付けた温度センサ１８により検出している。又、最近では、図１４に示すようにスイッチング素子に内蔵したオンチップ温度センサ６を利用して車載用電力変換装置の温度を測定することがある。
【０００５】
又、車載電力変換装置の温度を測定する別の方法として、スイッチング素子内の最高温度部である素子中心部の温度を算出するため、図１５のようにオンチップ温度センサ６とスイッチング素子４ｂの中心点間の熱抵抗Ｒｊｓを求め、スイッチング素子４ｂの損失と、熱抵抗Ｒｊｓと、オンチップ温度センサ６が検出した温度とから、下記の式に基づいてスイッチング素子４ｂの中心点温度を算出する場合がある。
スイッチング素子の中心点温度
＝（オンチップ温度サンサの温度）＋（スイッチング素子損失×熱抵抗Ｒｊｓ）
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６９８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のようにスイッチング素子近傍に取り付けた温度センサ１８、若しくはスイッチング素子に内蔵したオンチップ温度センサ６により温度を検出する場合、これらの温度センサそのものによってスイッチング素子内の最高温度部である素子中心点の温度を検出することは出来ない。従って、温度センサ１８若しくはオンチップ温度センサ６により検出した温度が、スイッチング素子の定格温度を超えないようにトルク抑制制御やアイドルストップの実施判定を行なった場合、スイッチング素子内の中心点温度が定格温度を超える場合があり、スイッチング素子を破壊させてしまうことがあるという課題があった。
【０００８】
又、一般にスイッチング素子であるトランジスタのコレクタ・エミッタ間飽和電圧Ｖｃｅ（ｓａｔ）特性及びスイッチング損失特性はトランジスタの損失特性を表し、ダイオードのスイッチング損失特性はダイオードの損失特性を表すが、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor：以下、ＩＧＢＴと称する）の場合、そのコレクタ・エミッタ間飽和電圧Ｖｃｅ（ｓａｔ）の特性は、図１６に示すように、量産されたＩＧＢＴの大部分が標準特性ｔｙｐを備えているとしても、最大特性ｍａｘから最小特性（図示せず）の範囲で個々のＩＧＢＴ間で個体ばらつきが存在する。従って、前述の式に基づいてスイッチング素子の温度を算出する場合、個体ばらつきの最大の特性のもののスイッチング素子損失を用いて温度を算出しないと、スイッチング素子の中心点温度が定格温度を超え、スイッチング素子が破壊する可能性がある。
【０００９】
しかしながら、スイッチング素子損失が最大のものを用いて算出した中心点温度に基づいてトルク抑制制御やアイドルストップの実施判定を行なった場合、量産品のＩＧＢＴの大部分は標準特性ｔｙｐ付近に位置する特性を有しているため、過トルク抑制や過アイドルストップ中止判定が行なわれることになる。
【００１０】
即ち、スイッチング素子として標準特性ｔｙｐ付近の特性を有するＩＧＢＴが搭載された場合、トルク抑制制御では、図１７に示すように実線で示す領域内でトルク抑制が行なわれるため、ＩＧＢＴの定格温度よりＡ分だけ低い温度でトルク抑制が行なわれ、又、アイドルストップの実施判定では、図１８に示すように定格温度よりＢ分だけ低い温度でアイドルストップの中止判定が行なわれることになり、スイッチング素子の定格温度まで電力変換装置を使用することが出来ず、車両燃費を思うように改善できないという課題があった。
【００１１】
この発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、スイッチング素子等を構成する半導体素子に個体ばらつきがあっても、車載電力変換装置等に用いた場合に半導体素子をその定格温度まで有効に使用して車両の燃費改善に寄与することができるパワーモジュールを提供することを目的とするものである。
【００１２】
又、この発明は、スイッチング動作等を行なう半導体素子に個体ばらつきがあっても、半導体素子をその定格温度まで有効に使用して車両の燃費改善に寄与することができる車載電力変換装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
更に、この発明は、スイッチング動作を行なう半導体素子に個体ばらつきがあっても、半導体素子をその定格温度まで有効に使用し、従来の装置のように過トルク抑制や過アイドルストップ中止判定が行なわれことがなく車両の燃費改善に寄与することのできる車両制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明による車載用電力変換装置は、半導体素子のスイッチング動作により直流電源と交流機器との間の電力変換を行なう車載用電力変換装置であって、パッケージ内に前記半導体素子を収納したパワーモジュールと、前記半導体素子のスイッチング動作を制御する電力変換制御装置とを備え、前記半導体素子は、トランジスタと前記トランジスタのエミッタとコレクタとの間に接続されたダイオードとにより構成され、前記パワーモジュールと前記車載用電力変換装置を構成する前記パワーモジュール以外の構成体とのうちの少
なくとも一方は、前記半導体素子の温度算出に用い得る個体損失特性情報を記録した記録部を備え、前記個体損失特性情報は、規定された電気量での前記トランジスタのコレクタ・エミッタ間飽和電圧値と前記トランジスタのスイッチング損失値と前記ダイオードの順方向電圧降下値と前記ダイオードのスイッチング損失値とのうちの少なくとも一つからなり、前記電力変換制御装置は、前記規定された電気量での個体損失特性情報に基づいて前記規定された電気量以外の電気量での個体損失特性情報を補間し、前記補間した個体損失特性情報を用いて前記半導体素子の温度を算出することを特徴とするものである。
【００１６】
又、この発明による車載用電力変換装置は、半導体素子のスイッチング動作により直流電源と交流機器との間の電力変換を行なう車載用電力変換装置であって、前記半導体素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記半導体素子に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、前記半導体素子の温度算出に用い得る個体損失特性情報をシステム上位の電力変換制御装置に伝達する情報伝達手段を備え、前記半導体素子は、トランジスタと前記トランジスタのエミッタとコレクタとの間に接続されたダイオードとにより構成され、前記個体損失特性情報は、前記検出された電流と電圧に基づいて算出した前記半導体素子の個体損失特性情報であり、前記電力変換制御装置に伝達する機能は、前記算出した個体損失特性情報のうちの少なくとも一つをリアルタイムで伝達する機能であることを特徴とするものである。
【００１７】
更に、この発明による車両制御装置は、パワーモジュールのパッケージ内に収納された半導体素子のスイッチング動作により直流電源と交流機器との間の電力変換を行なう電力変換装置と、前記半導体素子のスイッチング動作を制御する電力変換制御装置とを備えた車両制御装置であって、前記半導体素子は、トランジスタと前記トランジスタのエミッタとコレクタとの間に接続されたダイオードとにより構成され、前記パワーモジュールと前記電力変換装置を構成する前記パワーモジュール以外の構成体とのうちの少なくとも一方は、前記半導体素子の温度算出に用い得る個体損失特性情報を記録した記録部を備え、前記記録された個体損失特性情報は、前記記録部からの読取りが可能に構成されており、規定された電気量での前記トランジスタのコレクタ・エミッタ間飽和電圧値と前記トランジスタのスイッチング損失値と前記ダイオードの順方向電圧降下値と前記ダイオードのスイッチング損失値とのうちの少なくとも一つからなり、前記規定された電気量での個体損失特性情報に基づいて前記規定された電気量以外の電気量での個体損失特性情報を補間し、前記補間された個体損失特性情報を用いて前記半導体素子の温度を算出し、前記算出した前記半導体素子の温度に基づいて前記半導体素子の温度上昇を抑制するように前記半導体素子を制御する機能を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明による車載用電力変換装置によれば、パッケージ内に前記半導体素子を収納したパワーモジュールと、前記半導体素子のスイッチング動作を制御する電力変換制御装置とを備え、前記半導体素子は、トランジスタと前記トランジスタのエミッタとコレクタとの間に接続されたダイオードとにより構成され、前記パワーモジュールと前記車載用電力変換装置を構成する前記パワーモジュール以外の構成体とのうちの少なくとも一方は、前記半導体素子の温度算出に用い得る個体損失特性情報を記録した記録部を備え、前記個体損失特性情報は、規定された電気量での前記トランジスタのコレクタ・エミッタ間飽和電圧値と前記トランジスタのスイッチング損失値と前記ダイオードの順方向電圧降下値と前記ダイオードのスイッチング損失値とのうちの少なくとも一つからなり、前記電力変換制御装置は、前記規定された電気量での個体損失特性情報に基づいて前記規定された電気量以外の電気量での個体損失特性情報を補間し、前記補間した個体損失特性情報を用いて前記半導体素子の温度を算出するように構成されているので、記録部から読取られた個体損失特性情報を用いて算出した半導体素子の温度に基づいて車両のトルク抑制制御を実施することができ、半導体素子に個体ばらつきがあっても、半導体素子の定格温度まで使用することができ、車両の燃費改善に寄与することができる。
【００２０】
又、この発明による車載用電力変換装置によれば、半導体素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記半導体素子に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、前記半導体素子の温度算出に用い得る個体損失特性情報をシステム上位の電力変換制御装置に伝達する情報伝達手段を備え、前記半導体素子は、トランジスタと前記トランジスタのエミッタとコレクタとの間に接続されたダイオードとにより構成され、前記個体損失特性情報は、前記検出された電流と電圧に基づいて算出した前記半導体素子の個体損失特性情報であり、前記電力変換制御装置に伝達する機能は、前記算出した個体損失特性情報のうちの少なくとも一つをリアルタイムで伝達する機能であるように構成されているので、システム上位である車両制御装置に設けられた電力変換制御装置に於いて前記伝達された個体損失特性情報を用いて算出した半導体素子の温度を算出することができ、車両制御装置ではこの算出した半導体素子の温度に基づいて車両のトルク抑制制御等を実施することができ、半導体素子に個体ばらつきがあっても、半導体素子の定格温度まで使用することができ、車両の燃費改善に寄与することができる。
【００２１】
又、この発明による車両制御装置によれば、パワーモジュールのパッケージ内に収納された半導体素子のスイッチング動作により直流電源と交流機器との間の電力変換を行なう電力変換装置と、前記半導体素子のスイッチング動作を制御する電力変換制御装置とを備え、前記半導体素子は、トランジスタと前記トランジスタのエミッタとコレクタとの間に接続されたダイオードとにより構成され、前記パワーモジュールと前記電力変換装置を構成する前記パワーモジュール以外の構成体とのうちの少なくとも一方は、前記半導体素子の温度算出に用い得る個体損失特性情報を記録した記録部を備え、前記記録された個体損失特性情報は、前記記録部からの読取りが可能に構成されており、規定された電気量での前記トランジスタのコレクタ・エミッタ間飽和電圧値と前記トランジスタのスイッチング損失値と前記ダイオードの順方向電圧降下値と前記ダイオードのスイッチング損失値とのうちの少なくとも一つからなり、前記規定された電気量での個体損失特性情報に基づいて前記規定された電気量以外の電気量での個体損失特性情報を補間し、前記補間された個体損失特性情報を用いて前記半導体素子の温度を算出し、前記算出した前記半導体素子の温度に基づいて前記半導体素子の温度上昇を抑制するように前記半導体素子を制御する機能を有するので、半導体素子に個体ばらつきがあっても、半導体素子の定格温度まで使用することができ、車両の燃費改善に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る車載用電力変換装置について、図に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る車載用電力変換装置に用いるパワーモジュールの平面図、図２は、その内部回路を示す回路図である。図１及び図２に示されたパワーモジュール１００は、車載用電力変換装置のインバータ若しくはコンバータとして動作する三相ブリッジ回路の、一相分の正極側アーム及び負極側アームを構成する一対の半導体素子からなるスイッチング素子を備えたモジュールとして構成されている。
【００２３】
図１に於いて、パワーモジュール１００は、樹脂により形成されたパッケージ１と、このパッケージ１の内部に樹脂に封入されて収納されたスイッチング素子であるＩＧＢＴ及びフリーホイールダイオード（Free Wheeling Diode：以下、ＦＷＤｉと称する）と、ＩＤＢＴとＦＷＤｉとに接続されパッケージ１の外部に導出された負極側端子Ｎと正極側端子Ｐと交流側端子ＡＣとゲート端子Ｇ１、Ｇ２とエミッタ端子Ｅ１、Ｅ２と後述するオンチップ温度センサのアノード側端子Ａ及びカソード側端子Ｋとを備えている。又、パッケージ１の外表面に、ＩＧＢＴとＦＷＤｉの個体損失特性情報を記録した記録部としてのラベル２が貼着されている。ラベル２に記録されている個体損失特性情報の詳細については後述する。
【００２４】
車載電力変換装置は、図１に示すパワーモジュール１００を３個用いて構成された三相ブリッジ回路を備え、夫々のパワーモジュールに於けるＩＧＢＴ４ａ、４ｂのスイッチング動作によりインバータ若しくはコンバータとして機能し、車両の直流電源と三相交流回転電機との間の電力変換を行なうように構成されている。
【００２５】
次に、パワーモジュール１００の内部回路について説明する。図２に於いて、三相ブリッジ回路の正極側アームを構成する正極側アームＩＧＢＴ４ａのコレクタは正極側端子Ｐに接続され、負極側アームを構成する負極側アームＩＧＢＴ４ｂのエミッタは負極側端子Ｎに接続されている。又、正極側アームＩＧＢＴ４ａのエミッタと負極側アームＩＧＢＴ４ｂのコレクタとは互いに接続されている。
【００２６】
更に、パッケージ１内には、正極側アームＦＷＤｉ５ａ及び負極側アームＦＷＤｉ５ｂが設けられており、正極側アームＦＷＤｉ５ａは正極側アームＩＧＢＴ４ａのエミッタとコレクタとの間に接続され、負極側アームＦＷＤｉ５ｂは負極側アームＩＧＢＴ４ｂのエミッタとコレクタとの間に接続されている。オンチップ温度センサ６は、負極側アームＩＧＢＴ４ｂに内蔵されている。
【００２７】
交流側端子ＡＣは、正極側アームＩＧＢＴ４ａのエミッタと負極側アームＩＧＢＴ４ｂのコレクタに接続され、ゲート端子Ｇ１、Ｇ２は、夫々正極側アームＩＧＢＴ４ａ、負極側アームＩＧＢＴ４ｂのゲートに接続されている。又、エミッタ端子Ｅ１、Ｅ２は、夫々正極側アームＩＧＢＴ４ａ、負極側アームＩＧＢＴ４ｂのエミッタに接続され、オンチップ温度センサ６のアノードとカソードとには、アノード側端子Ａ及びカソード側端子Ｋが夫々接続されている。
【００２８】
図３は、図１に示すパワーモジュール１００の内部構造を示す略平面図、図４は、図３に示す内部構造を矢印方向から視た略側面図である。図３及び図４に於いて、正極側アームＩＧＢＴ４ａと正極側アームＦＷＤｉ５ａとが、ヒートスプレッダ７ａに搭載され、負極側アームＩＧＢＴ４ｂと負極側アームＦＷＤｉ５ｂとが、ヒートスプレッダ７ｂに搭載されている。ヒートスプレッダ７ａ、７ｂは、それらの下面に貼り付けられた絶縁シート８を介して後述の冷却器１２（図５参照）に固定されている。
【００２９】
図１に示す前述の記録部としてのラベル２には、正極側アームＩＧＢＴ４ａ、負極側アームＩＧＢＴ４ｂ、及び正極側アームＦＷＤｉ５ａ、負極側アームＦＷＤｉ５ｂの夫々の、後述する規定電流及び規定電圧での個体損失特性情報が記録されている。これらの固体損失特性情報は、パワーモジュール１００の外部から読み取り可能な数値で記録されている。尚、この記録の形態は、例えば、バーコード、２次元コード等であってもよい。更に、個体損失特性情報は、ラベルを設けずにパッケージ１の外表面に直接、バーコード、２次元コード、或いは数値等により記載若しくは刻印等により記録されても良い。
【００３０】
図５は、前述のパワーモジュール１００を使用したこの発明の実施の形態１に係る車載用電力変換装置の内部構成を示す平面図、図６は、制御基板を取り付けた状態での車載用電力変換装置の内部構成に示す平面図である。図５及び図６に示す車載用電力変換装置２００は、三相ＰＷＭ（Puls Width Modulation：パルス幅変調方式）インバータを構成する三相ブリッジ回路を備えており、この三相ブリッジ回路は前述のパワーモジュール１００を３個使用して構成されている。
【００３１】
図５に於いて、３個のパワーモジュール１００は、前述したように夫々絶縁シート８を介して冷却器１２に固定されている。冷却器１２に固定された樹脂製のケース１０は、夫々のパワーモジュール１００の外側部を包囲するように配置されている。三相ブリッジ回路の正極側導体Ｐ０、負極側導体Ｎ０、及び交流側導体Ｕ０、Ｖ０、Ｗ０は、夫々ケース１０にインサートモールドされている。この正極側導体Ｐ０及び負極側導体Ｎ０は、夫々車両の直流電源（図示せず）の正極端子及び負極端子に接続され、交流側導体Ｕ０、Ｖ０、Ｗ０は、夫々、三相交流回転電機（図示せず）の電機子巻線のＵ相端子、Ｖ相端子、Ｗ相端子に接続される。
【００３２】
夫々のパワーモジュール１００の正極側端子Ｐは、正極側導体Ｐ０の導出端子Ｐ０１、Ｐ０２、Ｐ０３にネジにより固定されて接続されている。又、夫々のパワーモジュール１００の負極側端子Ｎは、負極側導体Ｎ０の導出端子Ｎ０１、Ｎ０２、Ｎ０３にネジにより固定されて接続されている。又、夫々のパワーモジュール１００の交流側端子ＡＣは、交流側導体Ｕ０、Ｖ０、Ｗ０の導出端子Ｕ０１、Ｖ０１、Ｗ０１にネジにより固定されて接続されている。更に、交流側導体Ｕ０、Ｖ０、Ｗ０の導出端子Ｕ０１、Ｖ０１、Ｗ０１には、Ｕ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流を夫々検出する電流センサ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗが装着されている。
【００３３】
次に図６に示すように、前述の３個のパワーモジュール１００の上面に、制御基板１３が配置される。制御基板１３には、夫々のパワーモジュール１００のゲート端子Ｇ１、Ｇ２、エミッタ端子Ｅ１、Ｅ２、オンチップ温度センサ６のアノード側端子Ａ及びカソード側端子Ｋを導出するの複数個の貫通穴１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６と共に、電流センサ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗの出力端子を導出する複数個の貫通穴１３７、１３８、１３９が設けられている。
【００３４】
ＩＣにより構成された駆動回路ＩＣａ１、ＩＣａ２、ＩＣａ３は、制御基板１３の貫通穴１３１、１３２、１３３から導出された夫々のパワーモジュール１００のゲート端子Ｇ１に接続され、パワーモジュール１００の正極側アームＩＧＢＴ４ａを駆動する。同様に、ＩＣにより構成された駆動回路ＩＣｂ１、ＩＣｂ２、ＩＣｂ３は、制御基板１３の貫通穴１３７、１３８、１３９から導出されたパワーモジュール１００のゲート端子Ｇ２に接続され、パワーモジュール１００の負極側アームＩＧＢＴ４ｂを駆動する。
【００３５】
マイコンにより構成された電力変換制御装置１５は、システム上位の車両制御装置に於ける演算処理装置（図示せず）からの指令に基づいて、駆動回路ＩＣａ１、ＩＣａ２、ＩＣａ３、ＩＣｂ１、ＩＣｂ２、ＩＣｂ３を介して３個の正極側アームＩＧＢＴ４ａ、及び３個の負極側アームＩＧＢＴ４ｂのゲートＧ１、Ｇ２にゲート信号を与えてこれらを駆動制御する。
【００３６】
次に、ラベル２に記録されたＩＧＢＴ４ａ、４ｂ、及びＦＷＤｉ５ａ、５ｂの固体損失特性情報について説明する。図７は、ＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間飽和電圧Ｖｃｅ（ｓａｔ）特性（以下、Ｖｃｅ（ｓａｔ）特性と称する）を示すグラフである。図７に示すように、ＩＧＢＴのＶｃｅ（ｓａｔ）特性は曲線となるが、１枚のラベルにこの特性曲線の全ての情報を正確に記載することは情報量が極めて多くなるので困難である。又、ＩＧＢＴのスイッチング損失特性についても、その特性の全ての情報を正確に１枚のラベルに記載することは情報量が多くなるので困難である。更に、ＦＷＤｉのエミッタ・コレクタ間順方向電圧降下ＶＥＣ特性（以下、Ｖｅｃ特性と称する）、及びスイッチング損失特性についても、ＩＧＢＴの場合と同様に、全て特性の情報を正確に１枚のラベルに記載することは情報量が多くなるので困難である。
【００３７】
そこで、図８に示すように、ＩＧＢＴのＶｃｅ（ｓａｔ）特性曲線を直線補間することを前提とし、ラベル２に記録する個体損失特性情報の量を少なくできるようにする。直線補間したＶｃｅ（ｓａｔ）特性を用いた場合、電流値が小さい領域での特性が実際の特性曲線と異なるが、ＩＧＢＴ損失を算出する上で影響が大きいのは電流値が大きい部分であるため、小さい電流領域での特性ずれは問題とならない。直線補間したＶｃｅ（ｓａｔ）特性は、次に示す式（１）により表わすことができる。
Ｖｃｅ（ｓａｔ）＝ａ＋（ｂ×電流）                式（１）
【００３８】
前述の式（１）により表わされる直線補間したＶｃｅ（ｓａｔ）特性の一般式に於いて、元の特性曲線に於ける大電流領域で規定した二つの電流値と、この電流値に夫々対応する二つのコレクタ・エミッタ間飽和電圧Ｖｃｅ（ｓａｔ）とにより、ａ、ｂを確定することができ、ａは、直線補間したＶｃｅ（ｓａｔ）特性と縦軸Ｖｃｅ（ｓａｔ）との交点、ｂは，直線補間したＶｃｅ（ｓａｔ）特性の傾きを示す。又、ＦＷＤｉのＶｅｃ特性についても、その特性を直線補間して前述の式（１）と同様に表わすことができる。
【００３９】
前述の直線補間した特性は、元の特性曲線に於ける大電流領域で規定した二つの電気量としての電流値と、その電流値に夫々対応する二つのエミッタ・コレクタ間順方向電圧降下ＶＥＣの値とを用いて得ることができる。そこで、ラベル２には、前述の直線補間したＩＧＢＴのＶｃｅ（ｓａｔ）特性を得るために必要な二つの個体損失特性情報、及びＦＷＤｉのＶｅｃ特性を得るために必要な二つの固体損失特性情報のみを記録する。
【００４０】
一方、ＩＧＢＴ、ＦＷＤｉのスイッチング損失についても、前述と同様に、直線補間した前述の式（１）と同様に表わすことができ、その直線補間した特性は、元の特性曲線に於ける大電流領域で規定した二つの電流値とその電流値に夫々対応する二つのスイッチング損失値により得ることができる。尚、スイッチング損失は、直流電圧値に対して比例する関係を有している。そこで、ラベル２には、前述の直線補間したＩＧＢＴのスイッチング損失特性を得るために必要な二つの個体損失特性情報、及びＦＷＤｉのスイッチング損失特性を得るために必要な二つの固体損失特性情報のみを記録する。
【００４１】
即ち、この発明の実施の形態１による車載用電力変換装置の場合、パワーモジュール１００のパッケージ１に貼着されたラベル２には、個々のＩＧＢＴの個体損失特性情報として、規定の電気量としての所定の規定電圧値の下での、大電流領域に於ける規定の電気量としての二つの規定電流値に夫々対応する二つのＶｃｅ（ｓａｔ）とスイッチング損失の値が数値により記録され、又、個々のＦＷＤｉの個体損失特性情報として、規定の電気量としての所定の規定電圧値の下での、大電流領域に於ける規定の電気量としての二つの規定電流値に夫々対応する二つのＶｅｃとスイッチング損失の値が数値により記録されている。
【００４２】
図９は、ラベル２に記録されているＩＧＢＴの個体損失特性情報と、ＦＷＤｉの個体損失特性情報の内容を示している。即ち、図９に於いて、ラベル２に記録されたＩＧＢＴの個体損失特性情報は、二つの規定の電流値２００[Ａ]と３００［Ａ］に夫々対応するＶｃｅ（ｓａt）値１．３７２[Ｖ]、１．５３３[Ｖ]と、同じく規定の電圧値として２００[Ｖ]の下での規定の電流値２００[Ａ]と３００［Ａ］での夫々のスイッチング損失値８．４７[ｍＪ]、１２．４１[ｍＪ]とが、数値により記載されて構成されている。
【００４３】
又、ラベル２に記録されたＦＷＤｉの個体損失特性情報は、二つの規定の電流値２００[Ａ]と３００［Ａ］に夫々対応するＶｅｃ値１．３２８[Ｖ]、１．５３[Ｖ]と、同じく規定の電圧値として２００[Ｖ]の下での規定の電流値２００[Ａ]と３００［Ａ］での夫々のスイッチング損失値０．８５[ｍＪ]、１．１[ｍＪ]とが、数値により記載されて構成されている。
【００４４】
図６に戻り、制御基板１３は、パワーモジュール１００のパッケージ１に貼付された記録部としてのラベル２に記録されている前述の個体損失特性情報を読取ってから、ケース１０内に固定される。個体損失特性情報の読取りは、ラベル２への個体損失特性情報の記録の形態に対応して、人による読取り、若しくは読取装置による読取りにより行なわれる。ラベル２から読取られた６個のＩＧＢＴと６個のＦＷＤｉの固定損失特性情報は、電力変換制御装置１５のマイコンに記憶される。
【００４５】
電力変換制御装置１５を構成するマイコンは、記憶した６個のＩＧＢＴの規定の電流値に於ける個体損失特性情報に基づいて、前述の式（１）に示される直線補間したＶｃｅ（ｓａｔ）特性、及びスイッチング損失特性を６個のＩＧＢＴの個体損失特性情報として夫々記憶すると共に、３個のパワーモジュール１００のラベル２から読取られた６個のＦＷＤｉの規定の電流値に於ける個体損失特性情報に基づいて、直線補間したＶＥＣ特性、及びスイッチング損失特性を６個のＦＷＤｉの個体損失特性情報として夫々記憶する。
【００４６】
次に、三相ＰＷＭインバータに於けるＩＧＢＴ、及びＦＷＤｉの損失計算の仕方について説明する。三相ＰＷＭインバータに於けるＩＧＢＴの損失は、次に式（２）により演算できることが一般的に知られている。即ち、
ＩＧＢＴ損失
＝［定常損失Ｐ（ｓａｔ）ａｖｅ］＋［スイッチング損失Ｐ（ｓｗ）ａｖｅ］
式（２）
【００４７】
今、三相電流のピーク値をＩｃｐ、力率をｃｏｓθ、変調率をＤ０、直流電圧をＶｄｃ、キャリア周波数をｆｃとすると、ＩＧＢＴの定常損失Ｐ（ｓａｔ）ａｖｅは、次に示す式（３）により表わされる。
【数１】
0004703677.tif 000002
式（３）
【００４８】
ここで、Ｖｃｅ（ｓａｔ）（＠Ｉｃｐ）は、三相電流のピーク値Ｉｃｐに対するＶｃｅ（ｓａｔ）の値であり、前述の図８に示す直線補間したＶｃｅ（ｓａｔ）特性を表わす前述の式（１）を代入すると、次に示す式（４）を得る。
【数２】
0004703677.tif 000003
式（４）
【００４９】
一方、ＩＧＢＴのスイッチング損失Ｐ（ｓｗ）ａｖｅは、次に示す式（５）により表わされる。
【数３】
0004703677.tif 000004
式（５）
【００５０】
ここで、Ｅｓｗ（＠Ｉｃｐ）は、電流、電圧に対するＩＧＢＴのスイッチング損失の値である。ＩＧＢＴのスイッチング損失が直線補間の近似式（＝ｄ×電流（Ｉｃｐ））（但し、ｄは定数）で表わされているとして、前述したようにスイッチング損失が電圧に比例するのでその関係を式（５）に代入すると、次に示す式（６）を得る。
【数４】
0004703677.tif 000005
式（６）
【００５１】
以上の結果、ＩＧＢＴ損失は、式（４）で示される定常損失Ｐ（ｓａｔ）ａｖｅと、式（６）で示されるスイッチング損失Ｐ（ｓｗ）ａｖｅとの和となる。
【００５２】
次に、三相ＰＷＭインバータに於けるＦＷＤｉの損失は、以下の式（７）により演算される。
ＦＷＤｉ損失
＝［定常損失Ｐ（ｆ）ａｖｅ］＋［スイッチング損失Ｐ（ｒ）ａｖｅ］
式（７）
【００５３】
三相電流のピーク値をＩｃｐ、力率をｃｏｓθ、変調率をＤ０、直流電圧をＶｄｃ、キャリア周波数をｆｃとすると、ＦＷＤｉの定常損失Ｐ（ｆ）ａｖｅは、次に示す式（８）により表わされる。
【数５】
0004703677.tif 000006
式（８）
【００５４】
ここで、Ｖｅｃ（＠Ｉｃｐ）は、電流に対するＶＥＣの値である。ＦＷＤｉのＶＥＣ特性が直線補間の近似式（Ｖｅｃ＝ｅ−（ｆ×電流（Ｉｃｐ）（但し、ｅ、ｆは、定数）で表されているとして、これを式（８）に代入することにより、次に示す式（９）を得る。
【数６】
0004703677.tif 000007
式（９）
【００５５】
一方、ＦＷＤｉのスイッチング損失Ｐ（ｒ）ａｖｅは、次に示す式（１０）により演算することができる。
【数７】
0004703677.tif 000008
式（１０）
【００５６】
ここで、Ｅｒ（＠Ｉｃｐ）は、電流、電圧に対するＦＷＤｉのスイッチング損失の値である。ＦＷＤｉのスイッチング損失が直線補間の近似式（＝ｇ×電流（Ｉｃｐ））（但し、ｇは定数）と表されているとし、スイッチング損失が電圧に比例するので、その関係を式（１０）に代入することにより、次に示す式（１１）を得る。
【数８】
0004703677.tif 000009
式（１１）
【００５７】
以上の結果、ＦＷＤｉ損失は、式（９）で示される定常損失Ｐ（ｒ）ａｖｅと、式（１１）で示されるスイッチング損失Ｐ（ｒ）ａｖｅとの和となる。
【００５８】
前述の式（４）、（６）、（９）、（１１）は、三相電流のピーク値Ｉｃｐ、力率ｃｏｓθ、変調率Ｄ０、直流電圧Ｖｄｃ、キャリア周波数ｆｃと、スイッチング素子個体損失情報が分かれば、演算することが出来る。三相電流のピーク値Ｉｃｐ、力率ｃｏｓθ、変調率Ｄ０、直流電圧Ｖｄｃ、キャリア周波数ｆｃは、電力変換制御装置１５による通常の電力変換制御のために、電流センサ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗ及びその他の検出器等によりリアルタイムで検出され、電力変換制御装置１５のマイコン内部に保持される。
【００５９】
又、夫々のＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの個体損失特性情報は、前述のようにラベル２に記録された規定電流、規定電圧での個体損失特性情報から直線補間した特性を電力変換制御装置１５のマイコンが記憶している。従がって、電力変換制御装置１５のマイコンにより前述の式（４）、（６）、（９）、（１１）に基づいて、リアルタイムで６個のＩＧＢＴ、及びＦＷＤｉの損失を演算することができる。
【００６０】
次に、ＩＧＢＴ４ａ、４ｂ、及びＦＷＤｉ５ａ、５ｂの前述により演算した損失から、それらの素子中心点温度の算出の仕方について述べる。図１０は、図６に示す車載電力変換装置を矢印方向から視た断面で示す説明図である。図１０に於いて、正極側アームＦＷＤｉ５ａの中心点温度をＴｊｕ、負極側下アームＩＧＢＴ４ｂの中心点温度をＴｊｌ、負極側アームＩＧＢＴ４ｂに埋め込まれているオンチップ温度センサ６により検出された温度をＴｊｓで表示している。
【００６１】
又、負極側アームＩＧＢＴ４ｂの中心点とオンチップ温度センサ６間の熱抵抗をＲｊｓ、負極側アームＩＧＢＴ４ｂの中心点とパワーモジュール１００の負極側下部との間の熱抵抗を（Ｒｌ−ｊｐ）、パワーモジュール１００の負極側下部と冷却器１２との間の熱抵抗を（Ｒｌ−ｐｆ）、パワーモジュール１００の正極側下部と冷却器１２との間の熱抵抗（Ｒｕ−ｐｆ）、正極側アームＦＷＤｉの中心点とパワーモジュールの正極側下部との間の熱抵抗を（Ｒｕ−ｊｐ）で夫々表示している。
【００６２】
前述のＩＧＢＴ４ａ、４ｂ、ＦＷＤｉ５ａ、５ｂの各部の熱抵抗は、予め実測、又はシミュレーションする等して求めておき、電力変換制御装置１５のマイコンの内部に記憶させておく。又、負極側アームＩＧＢＴ４ｂの近傍に設けられているオンチップ温度センサ６により検出した温度Ｔｊｓも、電力変換制御装置１５のマイコンにより読み取り記憶する。
【００６３】
これらの情報から、負極側アームＩＧＢＴ４ｂ、正極側ＦＷＤｉ５ａの素子中心点温度は下記の式（１２）、式（１３）により演算することができる。
負極側アームＩＧＢＴ４ｂの中心点温度Ｔｊｌ
＝Ｔｊｓ＋［負極側アームＩＧＢＴ４ｂの損失×Ｒｊｓ］            式（１２）
正極側アームＦＷＤｉ５ａの中心点温度Ｔｊｕ
＝Ｔｐｕ＋［正極側アームＦＷＤｉ５ａの損失×（Ｒｕ−ｊｐ）］    式（１３）
【００６４】
ここで、Ｔｐｕ、Ｔｆ、Ｔｐｌは、下記の式（１４）、式（１５）、式（１６）により演算される。
Ｔｐｕ
＝Ｔｆ＋［正極側アームＦＷＤｉ５ａ損失×（Ｒｕ−ｐｆ）］        式（１４）
Ｔｆ
＝Ｔｐｌ−［負極側アームＩＧＢＴ４ｂの損失×（Ｒｌ−ｐｆ）］    式（１５）
Ｔｐｌ
＝Ｔｊｌ−［負極側アームＩＧＢＴ４ｂの損失×（Ｒｌ−ｊｐ）］    式（１６）
【００６５】
前述の式（１２）乃至式（１６）を演算するための情報は、電力変換制御装置１５のマイコン内部に保持しているので、そのマイコンにより負極側アームＩＧＢＴ４ｂ、正極側アームＦＷＤｉ５ａの素子中心点温度を演算して得ることができる。
【００６６】
又、正極側アームＩＧＢＴ４ａ、及び負極側アームＦＷＤｉ５ｂの素子中心点温度についても、正極側アームＩＧＢＴ４ａ、及び負極側アームＦＷＤｉ５ｂの夫々の固体損失特性情報に基づいて演算した夫々の素子の損失、及び、夫々の素子のヒートスプレッダ及び冷却器１２の熱抵抗を用いて、前述と同様のロジックにて算出することができる。
【００６７】
前述の演算により求めた夫々のＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの中心点温度は、各素子の個体損失特性情報を元に計算しているので、個体ばらつきがあっても正確に夫々の素子の中心点温度を推定することができる。この演算による６個のＩＧＢＴと６個のＦＷＤｉの素子中心温度の算出は、所定のサイクルにてリアルタイムで行なわれ、その算出した夫々の素子中心温度は電力変換制御装置１５のマイコン内にリアルタイムで書替え記憶される。
【００６８】
電力変換制御装置１５のマイコンに記憶された夫々の素子中心温度は、リアルタイムでシステム上位の車両制御装置の演算処理装置に伝達される。その伝達は、コネクタ等を介してシリアル通信、若しくはパラレル通信等により行われる。
【００６９】
車載電力変換装置２００は、システム上位の車両制御装置の演算処理装置からの指令に基づいて、直流電源からの直流電力を三相交流電力に変換するインバータとして動作して交流機器としての三相交流回転電機を電動機として動作させて車両を駆動し、或いはエンジンにより駆動されて発電機として動作する三相交流回転電機からの交流電力を直流電力に変換するコンバータとして動作して直流電源を充電させるように制御される。このとき、電力変換制御装置１５のマイコン内に記憶している各６個のＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの素子中心温度は、車両制御装置に於ける演算処理装置により常時監視される。
【００７０】
車両制御装置は、監視している何れかの素子中心温度が所定の許容温度閾値に達すれば、例えばトルク抑制制御を実施すべく電力変換制御装置１５に指示を与え、車載電力変換装置２００の出力を低下させる。これにより、夫々のＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの負担が抑制され、その素子中心温度が定格温度以上に上昇するのが防止され素子の破壊が防止される。又、車両制御装置は、アイドルストップの実施判定を行なう場合、電力変換制御装置１５から伝達された夫々の素子の個体損失特性情報に基づいてエンジン再始動によるＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの素子温度を計算し、アイドルストップの実施判定を行なう。
【００７１】
尚、前述の説明では、パワーモジュール１００のパッケージ１に、内蔵する半導体素子の個体損失特性情報を記録したラベル２を貼着するようにしたが、車載電力変換装置２００に各パワーモジュール１００に内蔵する半導体素子の個体損失特性情報を記録したラベルを設けるようにしてもよい。この場合、そのラベルは、車載電力変換装置２００を構成する何れかの構成体（パワーモジュール１００を除く）の表面に貼着され、人若しくは読取装置による記録の読取りが可能に配置される。又、パワーモジュール１００に内蔵する半導体素子の個体損失特性情報を記録したラベルは、各パワーモジュール１００、及び車載電力変換装置２００の何れかの構成体の双方に貼着するようにしてもよい。更に、ラベルの貼着に代えて、パワーモジュール若しくは車載電力変換装置の何れかの構成体の少なくとも何れかに、直接、印刷若しくは刻印等により夫々の半導体素子の個体損失特性情報を記録するようにしてもよい。
【００７２】
以上のように、この発明の実施の形態１に係る車載用電力変換装置は、算出した個々のＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの素子中心温度を元に、トルク抑制制御を実施する場合、定格温度に至るトルクがＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの素子個体毎に計算できるので、前述の図１７の点線ラインで示すトルク抑制制御を実施することが出来、従来に比べて運転領域を拡大することができる。又、アイドルストップ実施判定を行なう場合、エンジン再始動によるＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの素子温度上昇を、それらの素子個体毎に計算できるため、［定格温度−素子個体毎の温度上昇温度］を、アイドルストップ実施判定温度とすることにより、従来に比べて省エネルギーとなり燃費を改善することができる。又、この発明の実施の形態１による車載電力変換装置によりＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの素子温度を推定すれば、電力変換装置を構成するインバータ温度を測定する温度センサは１個で済み減量化及びコスト低減にも寄与することができる。
【００７３】
実施の形態２．
図１１は、この発明の実施の形態２に係る車載用電力変換装置の内部構成を示す平面図、図１２は、制御基板を取り付けた状態でのこの発明の実施の形態２に係る車載用電力変換装置の内部構成に示す平面図である。図１１、図１２に示す車載電力変換装置２００は、図１乃至図４に示すパワーモジュール１００を３個使用した３相ＰＷＭインバータの例である。図１１及び図１２に於いて、３個のパワーモジュール１００のパッケージの表面には、実施の形態１の場合と同様に、内蔵する半導体素子であるＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの個体損失特性情報を記録したラベル２が貼着されている。
【００７４】
実施の形態２に係る車載電力変換装置２００は、夫々のＩＧＢＴを駆動制御する電力変換制御装置を自らは備えておらず、システム上位の車両制御装置側に設けられた電力変換制御装置によりゲート信号が与えられて駆動制御される構成となっている。
【００７５】
制御基板１６は、ＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの個体損失特性情報を、システム上位の電力変換制御装置へ伝達するためのマイコンにより構成された情報伝達手段１７を搭載している。制御基板１３は、パワーモジュール１００のパッケージ１に貼付された記録部としてのラベル２に記録されている個体損失特性情報を読取ってから、ケース１０内に固定される。個体損失特性情報の読取りは、実施の形態１の場合と同様に、ラベル２への個体損失特性情報の記録の形態に対応して、人による読み取り、若しくは読取装置により行なわれる。
【００７６】
ラベル２から読取られた６個のＩＧＢＴと６個のＦＷＤｉの固定損失特性情報は、情報伝達手段１７のマイコンに記憶される。情報伝達手段１７に記憶された夫々のＩＧＢＴとＦＷＤｉの個体損失特性情報は、コネクタ１８を介してシステム上位の電力変換制御装置（図示せず）へシリアル通信、若しくはパラレル通信等により伝達される。この個体損失特性情報の電力変換制御装置への伝達は、車両の運転開始時に１回のみ行うが、場合によっては複数回行っても良い。
【００７７】
車載電力変換装置２００の情報伝達手段１７から個体損失特性情報の伝達を受けたシステム上位の電力変換制御装置は、その伝達された夫々のＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの個体損失特性情報に基づいて、前述の実施の形態１の場合と同様の演算により夫々の素子中心温度を算出する。この演算による素子中心温度の算出は、所定のサイクルにてリアルタイムで行なわれる。
【００７８】
車載電力変換装置２００は、システム上位の車両制御装置の演算処理装置及び電力変換制御装置からの指令に基づいて、直流電源からの直流電力を三相交流電力に変換するインバータとして動作して交流機器である三相交流回転電機を電動機として動作させて車両を駆動し、或いはエンジンにより駆動されて発電機として動作する三相交流回転電機からの交流電力を直流電力に変換するコンバータとして動作して直流電源を充電させるように制御される。このとき、電力変換制御装置１５のマイコン内に記憶している各６個のＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの阻止中心温度は、車両制御装置に於ける演算処理装置により常時監視される。
【００７９】
車両制御装置は、監視している何れかの素子中心温度が所定の許容温度閾値に達すれば、例えばトルク抑制制御を実施すべく電力変換制御装置１５に指示を与え、車載電力変換装置２００の出力を低下させる。これにより、夫々のＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの負担が抑制され、その素子中心温度が定格温度以上に上昇するのが防止され素子の破壊が防止される。又、車両制御装置は、アイドルストップ実施判定を行なう場合、アイドルストップ後のエンジン再始動によるＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの素子温度上昇をそれらの素子個体毎に前述の記憶している個体損失特性情報を元に計算し、所定の許容温度閾値を超えないようにアイドルストップ制御を行なう。
【００８０】
尚、前述の説明では、パワーモジュール１００のパッケージ１に、内蔵する半導体素子の個体損失特性情報を記録したラベル２を貼着するようにしたが、車載電力変換装置２００を構成する何れかの構成体（パワーモジュールを除く）に各パワーモジュール１００に内蔵される半導体素子の個体損失特性情報を記録したラベルを設けるようにしてもよい。この場合、そのラベルは、車載電力変換装置２００を構成する何れかの構成体の表面に貼着され、人若しくは読取装置による記録の読み取りが可能に配置される。
【００８１】
又、パワーモジュール１００に内蔵する半導体素子の個体損失特性情報を記録したラベルは、各パワーモジュール１００、及び車載電力変換装置２００を構成する何れかの構成体の双方に貼着するようにしてもよい。更に、ラベルの貼着に代えて、パワーモジュール若しくは車載電力変換装置の少なくとも何れかに、直接、印刷若しくは刻印等により夫々の半導体素子の個体損失特性情報を記録するようにしてもよい。
【００８２】
以上のように、この電力変換装置を用いた車両制御装置は、電力変換制御装置により算出した夫々の素子中心温度を元に、トルク抑制制御を実施する場合、定格温度に至るトルクがＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの素子個体毎に計算できるので、前述の図１７の点線ラインで示すトルク抑制制御を実施することが出来、従来に比べて運転領域を拡大することができる。又、アイドルストップ実施判定を行なう場合、エンジン再始動によるＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの素子温度上昇を、それらの素子個体毎に計算できるため、［定格温度−素子個体毎の温度上昇温度］を、アイドルストップ実施判定温度とすることにより、従来に比べて省エネルギーとなり燃費を改善することができる。又、夫々のＩＧＢＴ、ＦＷＤｉの素子中心温度を推定すれば、電力変換装置を構成するインバータ温度を測定する温度センサは１個で済み減量化及びコスト低減にも寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車載用電力変換装置に用いるパワーモジュールの平面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る車載用電力変換装置に用いるパワーモジュールの内部回路を示す回路図である。
【図３】図３は、この発明の実施の形態１に係る車載電力変換装置に用いるパワーモジュールの内部構造を示す略平面図である。
【図４】図３に示すパワーモジュール内部構造を矢印方向から視た略側面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る車載用電力変換装置の内部構成を示す平面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る車載用電力変換装置を、制御基板を取り付けた状態で示す平面図である。
【図７】ＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間飽和電圧Ｖｃｅ（ｓａｔ）特性を示すグラフである。
【図８】ＩＧＢＴのＶｃｅ（ｓａｔ）特性曲線を直線補間したＶｃｅ（ｓａｔ）特性を示すグラフである。
【図９】この発明の実施の形態１に係る車載用電力変換装置のパワーモジュールのラベルに記録されているＩＧＢＴの個体損失特性情報と、ＦＷＤｉの個体損失特性情報の内容を示す表である。
【図１０】図６に示す車載用電力変換装置を矢印方向から視た断面で示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る車載用電力変換装置の内部構成を示す平面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る車載用電力変換装置を、制御基板を取り付けた状態で示す平面図である。
【図１３】従来の車載電力変換装置を説明するための説明図である。
【図１４】従来の車載電力変換装置を説明するための説明図である。
【図１５】スイッチング素子中心点と温度センサ間の熱抵抗を示す説明図である。
【図１６】ＩＧＢＴの損失特性のばらつきを示すグラフである。
【図１７】従来の電力変換装置に於けるトルク抑制の例を示すグラフである。
【図１８】従来の電力変換装置に於けるアイドルストップ実施判定の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８４】
１００    パワーモジュール
１    パッケージ
２    ラベル
４ａ    正極側アームＩＧＢＴ
４ｂ    負極側アームＩＧＢＴ
５ａ    正極側アームＦＷＤｉ
５ｂ    負極側アームＦＷＤｉ
６    オンチップ温度センサ
７ａ、７ｂ    ヒートスプレッダ
８    絶縁シート
２００    車載電力変換装置
１０    ケース
１２    冷却器
１３、１６    制御基板
１５    電力変換制御装置
１７    情報伝達手段
１８    コネクタ
１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９    貫通穴
１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗ    電流センサ
Ｐ    正極側端子
Ｎ    負極側端子
ＡＣ    交流側端子
Ｇ１、Ｇ２    ゲート端子
Ｅ１、Ｅ２    エミッタ端子
Ａ    アノード端子
Ｋ    カソード端子
ＩＣａ１、ＩＣａ２、ＩＣａ３、ＩＣｂ１、ＩＣｂ２、ＩＣｂ３    駆動回路
Ｕ０、Ｖ０、Ｗ０    交流側導体
Ｕ０１、Ｖ０１、Ｗ０１    導出端子
【図１】
0004703677.tif 000010
【図２】
0004703677.tif 000011
【図３】
0004703677.tif 000012
【図４】
0004703677.tif 000013
【図５】
0004703677.tif 000014
【図６】
0004703677.tif 000015
【図７】
0004703677.tif 000016
【図８】
0004703677.tif 000017
【図９】
0004703677.tif 000018
【図１０】
0004703677.tif 000019
【図１１】
0004703677.tif 000020
【図１２】
0004703677.tif 000021
【図１３】
0004703677.tif 000022
【図１４】
0004703677.tif 000023
【図１５】
0004703677.tif 000024
【図１６】
0004703677.tif 000025
【図１７】
0004703677.tif 000026
【図１８】
0004703677.tif 000027