(57)【要約】【課題】  動作領域を広くして負荷を駆動する負荷駆動装置を提供する。【解決手段】  制御装置８０は、電流センサー５０からのモータ電流Ｉｕ，Ｉｖを回転位置センサー７０からのセンサー値θによって電流値Ｉｄ，Ｉｑに変換する。そして、制御装置８０は、電流値Ｉｄ，Ｉｑに基づいてインバータ３０の出力電流実効値Ｉｅｆｆを演算する。制御装置８０は、インバータ３０をスイッチング制御するときのキャリア周波数ｆｃおよび出力電流実効値Ｉｅｆｆに応じて、モータジェネレータ６０の負荷率の制限を開始する制限開始温度Ｔｌｉｍを決定する。制御装置８０は、温度センサー４０からのチップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍよりも低いとき、モータジェネレータ６０の負荷率を制限しないようにインバータ３０を制御する。【選択図】        図１
2005086919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング動作により負荷へ駆動電流を供給する駆動装置と、
前記負荷へ供給する前記駆動電流の制限を開始する制限開始温度を前記駆動装置の動作状態に応じて決定し、前記駆動装置の装置温度が前記決定した制限開始温度よりも低いとき、出力を制限せずに前記駆動装置を制御する制御装置とを備える負荷駆動装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記スイッチング動作の周波数と、前記駆動装置から出力される駆動電流とに基づいて前記制限開始温度を決定する、請求項１に記載の負荷駆動装置。
【請求項３】
前記制御装置は、各周波数に対して前記駆動電流と前記制限開始温度との関係を示すマップを保持しており、前記マップを参照して前記スイッチング動作の周波数および前記駆動電流に対応する制限開始温度を抽出する、請求項２に記載の負荷駆動装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記駆動装置の装置温度が前記決定した制限開始温度以上であるとき、前記駆動装置を構成するスイッチング素子の素子温度が前記スイッチング素子の耐熱温度よりも低くなるように前記出力を制限して前記駆動装置を制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記駆動装置の装置温度と前記決定した制限開始温度との温度差に応じて前記出力の制限量を決定し、その決定した制限量に従って前記出力を制限するように前記駆動装置を制御する、請求項４に記載の負荷駆動装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記駆動装置の装置温度と前記決定した制限開始温度との温度差が所定値よりも小さいとき、前記出力が所定の割合で低下するように前記駆動装置を制御し、
前記所定値は、前記駆動装置の出力を前記所定の割合で低下させたとき前記素子温度が前記耐熱温度よりも低くなる前記装置温度の上昇幅である、請求項４に記載の負荷駆動装置。
【請求項７】
スイッチング動作により負荷へ駆動電流を供給する駆動装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
前記負荷へ供給する前記駆動電流の制限を開始する制限開始温度を前記駆動装置の動作状態に応じて決定する第１のステップと、
前記駆動装置の装置温度を取得する第２のステップと、
前記取得された駆動装置の装置温度を前記決定された制限開始温度と比較する第３のステップと、
前記駆動装置の装置温度が前記決定された制限開始温度よりも低いとき、出力を制限せずに前記駆動装置を制御する第４のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項８】
前記第１のステップは、
前記スイッチング動作の周波数を取得する第１のサブステップと、
前記駆動装置から出力される駆動電流を取得する第２のサブステップと、
前記取得された周波数および駆動電流に基づいて前記制限開始温度を決定する第３のサブステップとを含む、請求項７に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項９】
前記第３のサブステップは、各周波数に対して前記駆動電流と前記制限開始温度との関係を示すマップを参照して、前記取得された周波数および駆動電流に対応する制限開始温度を抽出する、請求項８に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
前記プログラムは、
前記駆動装置の装置温度が前記決定された制限開始温度以上であるとき、前記駆動装置を構成するスイッチング素子の素子温度が前記スイッチング素子の耐熱温度よりも低くなるように出力を制限して前記駆動装置を制御する第５のステップをさらにコンピュータに実行させる、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
前記第５のステップは、
前記駆動装置の装置温度と前記決定された制限開始温度との温度差を演算するステップと、
前記温度差に応じて前記駆動装置の出力の制限量を決定するステップと、
前記決定された制限量に従って前記出力を制限するように前記駆動装置を制御するステップとを含む、請求項１０に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項１２】
前記第５のステップは、
前記駆動装置の装置温度と前記決定された制限開始温度との温度差を演算するステップと、
前記温度差を所定値と比較するステップと、
前記温度差が前記所定値よりも小さいとき、前記出力が所定の割合で低下するように前記駆動装置を制御するステップとを含み、
前記所定値は、前記駆動装置の出力を前記所定の割合で低下させたとき前記素子温度が前記耐熱温度よりも低くなる前記装置温度の上昇幅である、請求項１０に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、負荷駆動装置に関し、特に、動作領域を広くして負荷を駆動する負荷駆動装置および動作領域を広くして負荷を駆動する駆動装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。
【０００４】
また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００５】
このようなハイブリッド自動車および電気自動車は、モータ駆動装置を搭載している。そして、モータ駆動装置は、電源と、インバータと、制御装置とを備える。インバータは、電源からの直流電圧を制御装置からの制御によって交流電圧に変換してモータを駆動する。制御装置は、所定のトルクを出力するための交流電流をモータに供給するようにインバータを制御する。
【０００６】
そして、このようなモータ駆動装置においては、インバータのスイッチング周波数に応じて負荷率を補正し、その補正した負荷率を用いてインバータを制御することが行なわれている（特許文献１）。
【０００７】
また、インバータを構成するスイッチング素子の温度、スイッチング素子のキャリア周波数、モータへの入力電圧および力率に基づいてモータに供給する許容ピーク電流を求め、その求めた許容ピーク電流に基づいてモータを制御することが行なわれている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平７−１０７７８４号公報
【特許文献２】特開２００２−１８６２９７号公報
【特許文献３】特開平９−１２１５９５号公報
【特許文献４】特開平９−１４０１８７号公報
【特許文献５】特開２０００−１３４９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来のモータ駆動装置では、負荷率の制限を開始する制限開始温度をインバータの出力電流およびスイッチング動作のキャリア周波数に応じて決定することができず、モータの動作領域が狭くなるという問題があった。
【０００９】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、動作領域を広くして負荷を駆動する負荷駆動装置を提供することである。
【００１０】
また、この発明の別の目的は、動作領域を広くして負荷を駆動する駆動装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明によれば、モータ駆動装置は、駆動装置と、制御装置とを備える。駆動装置は、スイッチング動作により負荷へ駆動電流を供給する。制御装置は、負荷へ供給する駆動電流の制限を開始する制限開始温度を駆動装置の動作状態に応じて決定し、駆動装置の装置温度が決定した制限開始温度よりも低いとき、出力を制限せずに駆動装置を制御する。
【００１２】
好ましくは、制御装置は、スイッチング動作の周波数と、駆動装置から出力される駆動電流とに基づいて制限開始温度を決定する。
【００１３】
好ましくは、制御装置は、各周波数に対して駆動電流と制限開始温度との関係を示すマップを保持しており、マップを参照してスイッチング動作の周波数および駆動電流に対応する制限開始温度を抽出する。
【００１４】
好ましくは、制御装置は、駆動装置の装置温度が決定した制限開始温度以上であるとき、駆動装置を構成するスイッチング素子の素子温度がスイッチング素子の耐熱温度よりも低くなるように出力を制限して駆動装置を制御する。
【００１５】
好ましくは、制御装置は、駆動装置の装置温度と決定した制限開始温度との温度差に応じて駆動装置の出力の制限量を決定し、その決定した制限量に従って出力を制限するように駆動装置を制御する。
【００１６】
好ましくは、制御装置は、駆動装置の装置温度と決定した制限開始温度との温度差が所定値よりも小さいとき、出力が所定の割合で低下するように駆動装置を制御する。そして、所定値は、駆動装置の出力を所定の割合で低下させたとき素子温度が耐熱温度よりも低くなる駆動装置の装置温度の上昇幅である。
【００１７】
また、この発明によれば、スイッチング動作により負荷へ駆動電流を供給する駆動装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、負荷へ供給する駆動電流の制限を開始する制限開始温度を駆動装置の動作状態に応じて決定する第１のステップと、駆動装置の装置温度を取得する第２のステップと、取得された駆動装置の装置温度を決定された制限開始温度と比較する第３のステップと、駆動装置の装置温度が決定された制限開始温度よりも低いとき、出力を制限せずに駆動装置を制御する第４のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
【００１８】
好ましくは、第１のステップは、スイッチング動作の周波数を取得する第１のサブステップと、駆動装置から出力される駆動電流を取得する第２のサブステップと、取得された周波数および駆動電流に基づいて制限開始温度を決定する第３のサブステップとを含む。
【００１９】
好ましくは、第３のサブステップは、各周波数に対して駆動電流と制限開始温度との関係を示すマップを参照して、取得された周波数および駆動電流に対応する制限開始温度を抽出する。
【００２０】
好ましくは、プログラムは、駆動装置の装置温度が決定された制限開始温度以上であるとき、駆動装置を構成するスイッチング素子の素子温度がスイッチング素子の耐熱温度よりも低くなるように出力を制限して駆動装置を制御する第５のステップをさらにコンピュータに実行させる。
【００２１】
好ましくは、第５のステップは、駆動装置の装置温度と決定された制限開始温度との温度差を演算するステップと、温度差に応じて駆動装置の出力の制限量を決定するステップと、決定された制限量に従って出力を制限するように前記駆動装置を制御するステップとを含む。
【００２２】
好ましくは、第５のステップは、駆動装置の装置温度と決定された制限開始温度との温度差を演算するステップと、温度差を所定値と比較するステップと、温度差が所定値よりも小さいとき、出力が所定の割合で低下するように駆動装置を制御するステップとを含む。そして、所定値は、駆動装置の出力を所定の割合で低下させたとき素子温度が耐熱温度よりも低くなる駆動装置の装置温度の上昇幅である。
【発明の効果】
【００２３】
この発明による負荷駆動装置においては、負荷における負荷率の制限を開始する制限開始温度は、負荷を駆動する駆動装置の動作状態に応じて決定される。つまり、制限開始温度は、駆動装置の動作状態が変われば、それに応じて変えられる。そして、駆動装置の装置温度が制限開始温度よりも低いとき、駆動装置は、出力が制限されない。
【００２４】
したがって、駆動装置の動作状態を考慮せずに制限開始温度を設定した場合に負荷率を制限していた領域においても負荷を駆動できる。つまり、動作領域を広くして負荷を駆動できる。
【００２５】
また、この発明による負荷駆動装置においては、駆動装置の装置温度が制限開始温度以上であるとき、駆動装置は、出力が制限される。そして、出力の制限は、駆動装置を構成するスイッチング素子の素子温度がスイッチング素子の耐熱温度よりも低くなるように行なわれる。
【００２６】
したがって、この発明によれば、スイッチング素子の破損を防止して駆動装置の出力を制限できる。
【００２７】
好ましくは、駆動装置の装置温度と制限開始温度との温度差が所定値よりも小さいとき、駆動装置の出力は所定の割合で低下される。そして、駆動装置の出力を所定の割合で低下させたとき、駆動装置を構成するスイッチング素子の素子温度は、スイッチング素子の耐熱温度よりも低い。
【００２８】
したがって、この発明によれば、負荷における負荷率の急激な変化を抑制できる。その結果、この発明によるモータ駆動装置が自動車に搭載された場合、負荷率の変動により自動車の操作者が受けるショックを緩和できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３０】
図１は、この発明の実施の形態によるモータ駆動装置の概略ブロック図である。図１を参照して、モータ駆動装置１００は、直流電源１０と、コンデンサ２０と、インバータ３０と、温度センサー４０と、電流センサー５０と、回転位置センサー７０と、制御装置８０とを備える。
【００３１】
電源ライン１は、直流電源１０の正極に接続され、アースライン２は、直流電源１０の負極に接続される。コンデンサ２０は、電源ライン１とアースライン２との間に接続される。そして、コンデンサ２０は、直流電源１０からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ３０に供給する。
【００３２】
インバータ３０は、コンデンサ２０を介して直流電圧を受け、その受けた直流電圧を制御装置８０からの信号ＰＷＭによって交流電圧に変換してモータジェネレータ（ＭＧ：Ｍｏｔｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）６０を駆動する。
【００３３】
温度センサー４０は、インバータ３０の温度Ｔｓを検出し、その検出した温度Ｔｓを制御装置８０へ出力する。なお、温度Ｔｓは、より具体的には、インバータ３０を構成する複数のＩＧＢＴ（Ｉｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなる半導体チップのチップ温度である。
【００３４】
電流センサー５０は、モータジェネレータ６０に流れるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖを検出し、その検出したモータ電流Ｉｕ，Ｉｖを制御装置８０へ出力する。なお、図１においては、電流センサー５０は、２個しか示されていない。これは、モータジェネレータ６０が３相同期モータの場合、２つの相に流れるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖを検出すれば、その検出されたモータ電流Ｉｕ，Ｉｖに基づいて残りの相に流れるモータ電流Ｉｗを演算できるからである。したがって、３相の各々に流れるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを独自に検出する場合、３個の電流センサー５０を設けてもよい。
【００３５】
モータジェネレータ６０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをステータコイルとして含む３相の同期モータである。
【００３６】
回転位置センサー７０は、モータジェネレータ６０のロータの回転位置を検出し、その検出した回転位置を示すセンサー値θを制御装置８０へ出力する。
【００３７】
制御装置８０は、３相／２相変換部８１と、演算部８２と、制御部８３と、電流指令生成部８４と、減算器８５，８６と、ＰＩ制御部８７と、２相／３相変換部８８と、ＰＷＭ生成部８９とを含む。
【００３８】
３相／２相変換部８１は、２個の電流センサー５０，５０からモータ電流Ｉｕ，Ｉｖを受ける。そして、３相／２相変換部８１は、モータ電流Ｉｕ，Ｉｖに基づいてモータ電流Ｉｗ＝−Ｉｕ−Ｉｖを演算する。
【００３９】
そうすると、３相／２相変換部８１は、モータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを回転位置センサー７０からのセンサー値θを用いて三相二相変換する。すなわち、３相／２相変換部８１は、モータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗおよびセンサー値θを次式に代入して電流値Ｉｄ，Ｉｑを演算する。
【００４０】
【数１】
2005086919.tif 000003
【００４１】
つまり、３相／２相変換部８１は、モータジェネレータ６０の３相コイルの各相に流れる３相のモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをセンサー値θを用いてｄ軸およびｑ軸に流れる電流値Ｉｄ，Ｉｑに変換する。そして、３相／２相変換部８１は、演算した電流値Ｉｄ，Ｉｑを演算部８２へ出力し、演算した電流値Ｉｄを減算器８５へ出力し、演算した電流値Ｉｑを減算器８６へ出力する。
【００４２】
演算部８２は、３相／２相変換部８１からの電流値Ｉｄ，Ｉｑを次式に代入してインバータ３０から出力される出力電流の実効値Ｉｅｆｆを演算する。
【００４３】
【数２】
2005086919.tif 000004
【００４４】
そして、演算部８２は、演算した実効値Ｉｅｆｆを制御部８３へ出力する。制御部８３は、温度センサー４０からチップ温度Ｔｓを受け、演算部８２から出力電流実効値Ｉｅｆｆを受ける。そして、制御部８３は、インバータ３０がスイッチング動作を行なうときのキャリア周波数ｆｃおよび出力電流実効値Ｉｅｆｆに基づいて、後述する方法によってモータジェネレータ６０の負荷率の制限を開始する制限開始温度Ｔｌｉｍを決定する。なお、制御部８３は、キャリア周波数ｆｃを保持している。
【００４５】
制御部８３は、温度センサー４０からのチップ温度Ｔｓを制限開始温度Ｔｌｉｍと比較する。そして、制御部８３は、チップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍよりも低いとき、モータジェネレータ６０の負荷率を制限しないことを示す信号ＮＲＳＴを生成して電流指令生成部８４へ出力する。また、制御部８３は、チップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍ以上であるとき、後述する方法によってモータジェネレータ６０の負荷率ＬＤＲを演算し、その演算した負荷率ＬＤＲを電流指令生成部８４へ出力する。
【００４６】
電流指令生成部８４は、モータ駆動装置１００の外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）からトルク指令値ＴＲを受け、制御部８３から信号ＮＲＳＴまたは負荷率ＬＤＲを受ける。そして、電流指令生成部８４は、制御部８３から信号ＮＲＳＴを受けたとき、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するための電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を生成する。
【００４７】
また、電流指令生成部８４は、制御部８３から負荷率ＬＤＲを受けたとき、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲに負荷率ＬＤＲを乗算し、制限トルク指令値ＴＲＲを演算する。そして、電流指令生成部８４は、制限トルク指令値ＴＲＲによって指定されたトルクを出力するための電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を生成する。
【００４８】
そうすると、電流指令生成部８４は、生成した電流指令Ｉｄ＊を減算器８５へ出力し、生成した電流指令Ｉｑ＊を減算器８６へ出力する。
【００４９】
減算器８５は、電流指令Ｉｄ＊と電流値Ｉｄとの偏差ΔＩｄを演算し、その演算した偏差ΔＩｄをＰＩ制御部８７へ出力する。また、減算器８６は、電流指令Ｉｑ＊と電流値Ｉｑとの偏差ΔＩｑを演算し、その演算した偏差ΔＩｑをＰＩ制御部８７へ出力する。
【００５０】
ＰＩ制御部８７は、偏差ΔＩｄ，ΔＩｑに対してＰＩゲインを用いてモータ電流調整用の電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを演算し、その演算した電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを２相／３相変換部８８へ出力する。
【００５１】
２相／３相変換部８８は、ＰＩ制御部８７からの電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを回転位置センサー７０からのセンサー値θを用いて二相三相変換する。すなわち、２相／３相変換部８８は、ＰＩ制御部８７からの電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑおよび回転位置センサー７０からのセンサー値θを次式に代入してモータジェネレータ６０の３相コイルに印加する電圧の操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを演算する。
【００５２】
【数３】
2005086919.tif 000005
【００５３】
つまり、２相／３相変換部８８は、ｄ軸およびｑ軸に印加する電圧の操作量Ｖｄ，Ｖｑをセンサー値θを用いてモータジェネレータ６０の３相コイルに印加する電圧の操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換する。
【００５４】
そして、２相／３相変換部８８は、電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，ＶｗをＰＷＭ生成部８９へ出力する。
【００５５】
ＰＷＭ生成部８９は、電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて信号ＰＷＭを生成し、その生成した信号ＰＷＭをインバータ３０へ出力する。
【００５６】
図２は、図１に示すインバータ３０の回路図である。図２を参照して、インバータ３０は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７は、電源ライン１とアースライン２との間に並列に設けられる。
【００５７】
Ｕ相アーム１５は、直列に接続されたＩＧＢＴ３１，３２から成り、Ｖ相アーム１６は、直列に接続されたＩＧＢＴ３３，３４から成り、Ｗ相アーム１７は、直列に接続されたＩＧＢＴ３５，３６から成る。また、各ＩＧＢＴ３１〜３６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード４１〜４６がそれぞれ接続されている。
【００５８】
インバータ３０の各相アームの中間点は、モータジェネレータ６０の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータ６０のＵ相コイルの他端がＩＧＢＴ３１，３２の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＩＧＢＴ３３，３４の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＩＧＢＴ３５，３６の中間点にそれぞれ接続されている。
【００５９】
図３は、出力電流実効値Ｉｅｆｆと温度Ｔｊ，Ｔｓとの関係図である。また、図４は、出力電流実効値Ｉｅｆｆと制限開始温度Ｔｌｉｍとの関係図である。なお、制限開始温度Ｔｌｉｍは、モータジェネレータ６０の負荷率の制限を開始する温度である。
【００６０】
図３において、横軸は、出力電流実効値Ｉｅｆｆを表わし、縦軸は、温度ＴｊまたはＴｓを表わす。温度Ｔｊは、インバータ３０を構成するＩＧＢＴ３１〜３６の接合部におけるジャンクション温度であり、温度Ｔｓは、ＩＧＢＴ３１〜３６からなる半導体チップ表面のチップ温度である。
【００６１】
また、図４において、横軸は、出力電流実効値Ｉｅｆｆを表わし、縦軸は、制限開始温度Ｔｌｉｍを表わす。さらに、図３および図４は、ＩＧＢＴ３１〜３６をスイッチング制御するときのある１つのキャリア周波数ｆｃに対してそれぞれの関係を示す。
【００６２】
図３を参照して、曲線ｋ１は、ジャンクション温度Ｔｊと出力電流実効値Ｉｅｆｆとの関係を示し、曲線ｋ２は、温度センサー４０により検出されたチップ温度Ｔｓと出力電流実効値Ｉｅｆｆとの関係を示す。
【００６３】
ジャンクション温度Ｔｊは、出力電流実効値Ｉｅｆｆの増加に伴い上昇する。また、チップ温度Ｔｓも、出力電流実効値Ｉｅｆｆの増加に伴って上昇するが、その上昇率は、ジャンクション温度Ｔｊの上昇率よりも小さい。ジャンクション温度Ｔｊは、電流が流れるＩＧＢＴ３１〜３６の接合部における温度であるので、出力電流実効値Ｉｅｆｆがより反映された温度になる。これに対して、チップ温度Ｔｓは、ＩＧＢＴ３１〜３６を構成する半導体チップの表面温度であるため、ＩＧＢＴ３１〜３６の接合部におけるジャンクション温度Ｔｊよりも低くなる。したがって、出力電流実効値Ｉｅｆｆに対するチップ温度Ｔｓの上昇率は、出力電流実効値Ｉｅｆｆに対するジャンクション温度Ｔｊの上昇率よりも小さくなる。
【００６４】
その結果、任意の出力電流実効値Ｉｅｆｆ１に対して、ジャンクション温度Ｔｊは、温度Ｔｊ１になり、チップ温度Ｔｓは、温度Ｔｓ１（＜Ｔｊ１）になる。そして、ジャンクション温度Ｔｊ１とチップ温度Ｔｓ１との間に温度差ΔＴｊｓ＝Ｔｊ１−Ｔｓ１が存在する。この温度差ΔＴｊｓは、出力電流実効値Ｉｅｆｆの増加に伴って大きくなる。
【００６５】
図４を参照して、曲線ｋ３は、制限開始温度Ｔｌｉｍと出力電流実効値Ｉｅｆｆとの関係を示し、直線ｋ４は、ＩＧＢＴ３１〜３６の耐熱温度Ｔｂｒｋを示す。出力電流実効値Ｉｅｆｆ１に対して制限開始温度Ｔｌｉｍ１を決定する場合、温度差ΔＴｊｓおよび温度の検出誤差ΔＴｄｅｔを考慮する。この温度の検出誤差ΔＴｄｅｔは、温度センサー４０におけるチップ温度Ｔｓの検出誤差と制御部８３におけるチップ温度Ｔｓの検出誤差とからなる。そして、耐熱温度Ｔｂｒｋから、温度差ΔＴｊｓ、検出誤差ΔＴｄｅｔおよび１０℃の和ΔＴｊｓ＋ΔＴｄｅｔ＋１０℃を減算した温度Ｔｂｒｋ−（ΔＴｊｓ＋ΔＴｄｅｔ＋１０℃）を出力電流実効値Ｉｅｆｆ１に対する制限開始温度Ｔｌｉｍ１と決定する。この１０℃の意味については、後述する。
【００６６】
上述した方法により、各出力電流実効値Ｉｅｆｆに対して制限開始温度Ｔｌｉｍを決定すると、曲線ｋ３が得られる。温度差ΔＴｊｓは、出力電流実効値Ｉｅｆｆの増加に伴って大きくなるので、制限開始温度Ｔｌｉｍは、出力電流実効値Ｉｅｆｆの増加に伴って低下する。
【００６７】
図５は、キャリア周波数ｆｃをパラメータとしたときの制限開始温度Ｔｌｉｍと出力電流実効値Ｉｅｆｆとの関係図である。なお、図５において、横軸は、出力電流実効値Ｉｅｆｆを表わし、縦軸は、制限開始温度Ｔｌｉｍを表わす。図５を参照して、曲線ｋ５は、キャリア周波数ｆｃが周波数ｆｃ１であるときの制限開始温度Ｔｌｉｍと出力電流実効値Ｉｅｆｆとの関係を示し、曲線ｋ６は、キャリア周波数ｆｃが周波数ｆｃ２（＞ｆｃ１）であるときの制限開始温度Ｔｌｉｍと出力電流実効値Ｉｅｆｆとの関係を示し、曲線ｋ７は、キャリア周波数ｆｃが周波数ｆｃ３（＞ｆｃ２）であるときの制限開始温度Ｔｌｉｍと出力電流実効値Ｉｅｆｆとの関係を示す。各曲線ｋ５〜ｋ７は、図３および図４を参照して説明した方法によって決定される。
【００６８】
キャリア周波数ｆｃが高くなるに従って、各出力電流実効値Ｉｅｆｆに対する制限開始温度Ｔｌｉｍは低下する。キャリア周波数ｆｃを変えて同じ出力電流実効値ＩｅｆｆをＩＧＢＴ３１〜３６に流した場合、ＩＧＢＴ３１〜３６のジャンクション温度Ｔｊは、キャリア周波数ｆｃが高くなるに従って上昇する。キャリア周波数ｆｃが高くなると、単位時間当りのＩＧＢＴ３１〜３６のスイッチング回数が増加し、ＩＧＢＴ３１〜３６におけるスイッチング損失が増加するからである。
【００６９】
これに対し、チップ温度Ｔｓは、インバータ３０の周囲の温度の影響等によりキャリア周波数ｆｃに対して殆ど変化しない。その結果、各出力電流実効値Ｉｅｆｆにおける温度差ΔＴｊｓは、キャリア周波数ｆｃの上昇に伴って大きくなり、各出力電流実効値Ｉｅｆｆにおける制限開始温度Ｔｌｉｍは、キャリア周波数ｆｃの上昇に伴って低くなる。
【００７０】
したがって、図５に示す曲線ｋ５〜ｋ７が得られる。
【００７１】
この発明においては、各キャリア周波数ｆｃおよび各出力電流実効値Ｉｅｆｆに対してジャンクション温度Ｔｊおよびチップ温度Ｔｓを測定し、上述した方法によって制限開始温度Ｔｌｉｍと出力電流実効値Ｉｅｆｆとの関係（曲線ｋ５〜ｋ７）を予め作成する。そして、制御部８３は、曲線ｋ５〜ｋ７を各キャリア周波数ｆｃおよび各出力電流実効値Ｉｅｆｆに対する制限開始温度Ｔｌｉｍと出力電流実効値Ｉｅｆｆとの関係を示すマップとして保持する。
【００７２】
制御部８３は、インバータ３０をスイッチング制御するときのキャリア周波数ｆｃ、すなわち、信号ＰＷＭのキャリア周波数を保持している。したがって、制御部８３は、演算部８２から出力電流実効値Ｉｅｆｆを受けると、キャリア周波数ｆｃおよび出力電流実効値Ｉｅｆｆに対応する制限開始温度Ｔｌｉｍをマップを参照して抽出する。たとえば、インバータ３０をスイッチング制御しているときのキャリア周波数ｆｃが周波数ｆｃ２であり、演算部８２からの出力電流実効値Ｉｅｆｆが実効値Ｉｅｆｆ２であるとき、制御部８３は、キャリア周波数ｆｃ２に対する曲線ｋ６を参照し、出力電流実効値Ｉｅｆｆ２に対応する制限開始温度Ｔｌｉｍ２を抽出する。その他のキャリア周波数ｆｃ１，ｆｃ３に対しても、制御部８３は、同様にして制限開始温度Ｔｌｉｍを抽出する。
【００７３】
なお、この発明においては、モータジェネレータ６０の動作モードが矩形波制御モードであるとき、キャリア周波数ｆｃは、１．２５ｋＨｚであり、モータジェネレータ６０の制御モードがＰＷＭ制御モードであるとき、キャリア周波数ｆｃは、１．２５ｋＨｚ、２．５ｋＨｚおよび５ｋＨｚのいずれかである。したがって、モータジェネレータ６０の各制御モードにおいて、キャリア周波数ｆｃおよび出力電流実効値Ｉｅｆｆに対応する制限開始温度Ｔｌｉｍが上述した方法によって決定される。
【００７４】
このように、この発明においては、モータジェネレータ６０の負荷率の制限を開始する制限開始温度Ｔｌｉｍをキャリア周波数ｆｃおよび出力電流実効値Ｉｅｆｆに応じて決定することを特徴とする。この特徴により、キャリア周波数ｆｃおよび出力電流実効値Ｉｅｆｆを考慮せずに制限開始温度を決定した場合に比べ、モータジェネレータ６０の負荷率を制限していた領域においても、負荷率を制限せずにモータジェネレータ６０を駆動できる。その結果、モータジェネレータ６０の動作領域を広くできる。
【００７５】
つまり、キャリア周波数ｆｃおよび出力電流実効値Ｉｅｆｆを考慮せずに制限開始温度を決定した場合、制限開始温度は、図５の直線ＬＮのように決定されるので、直線ＬＮよりも上側の領域では、モータジェネレータ６０の負荷率が一律に制限される。これに対して、キャリア周波数ｆｃおよび出力電流実効値Ｉｅｆｆに応じて制限開始温度Ｔｌｉｍを決定した場合、各曲線ｋ５〜ｋ７と直線ＬＮとの間の領域だけモータジェネレータ６０の動作領域を広くできる。
【００７６】
制御部８３は、温度センサー４０からのチップ温度Ｔｓを、上述した方法によって決定した制限開始温度Ｔｌｉｍと比較する。そして、制御部８３は、チップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍよりも低いとき、信号ＮＲＳＴを生成して電流指令生成部８４へ出力する。また、制御部８３は、チップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍ以上であるとき、モータジェネレータ６０の負荷率ＬＤＲを演算し、その演算した負荷率ＬＤＲを電流指令生成部８４へ出力する。
【００７７】
制御部８３は、負荷率ＬＤＲを次の方法によって演算する。制御部８３は、チップ温度Ｔｓと制限開始温度Ｔｌｉｍとの温度差ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔｌｉｍを演算し、その演算した温度差ΔＴを１０℃と比較する。なお、この「１０℃」は、図４において各出力電流実効値Ｉｅｆｆに対して制限開始温度Ｔｌｉｍを決定するときに用いた温度幅である。そして、制御部８３は、温度差ΔＴが１０℃以上であるとき、負荷率ＬＤＲを０％と決定する。また、制御部８３は、温度差ΔＴが１０℃よりも小さいとき、次式により負荷率ＬＤＲを演算する。
【００７８】
【数４】
2005086919.tif 000006
【００７９】
温度差ΔＴが１０℃であるとき、チップ温度Ｔｓは、制限開始温度Ｔｌｉｍ＋１０℃になり、このチップ温度Ｔｓ（＝Ｔｌｉｍ＋１０℃）に対応するジャンクション温度Ｔｊは、ＩＧＢＴ３１〜３６の耐熱温度Ｔｂｒｋにぼぼ等しいので、温度差ΔＴが１０℃以上であるときモータジェネレータ６０の負荷率ＬＤＲを０％に制限することにしたものである。
【００８０】
また、温度差ΔＴが１０℃よりも小さいとき、式（４）により負荷率ＬＤＲを演算するのは、負荷率ＬＤＲを急激に０％に減少すると急激な出力トルクの変化により、モータ駆動装置１００を搭載した自動車の操作者が受けるショックが大きいので、負荷率ＬＤＲを徐々に減少させてショックを緩和するためである。
【００８１】
図６は、負荷率ＬＤＲとチップ温度Ｔｓとの関係図である。図６において、横軸は、チップ温度Ｔｓを表わし、縦軸は、負荷率ＬＤＲを表わす。直線ｋ８は、１００％の負荷率を表わし、直線ｋ９は、上述した式（４）によって決定される負荷率を表わし、直線ｋ１０は、０％の負荷率を表わす。
【００８２】
図６を参照して、チップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍよりも低いとき、負荷率ＬＤＲは、１００％に設定される。つまり、モータ駆動装置１００は、負荷率を制限せずにモータジェネレータ６０を駆動する。
【００８３】
チップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍ以上であるとき、チップ温度Ｔｓと制限開始温度Ｔｌｉｍとの温度差ΔＴに応じて負荷率ＬＤＲが直線ｋ９，ｋ１０に従って決定される。すなわち、負荷率ＬＤＲは、温度差ΔＴが１０℃よりも小さい範囲では上述した式（４）によって決定され、温度差ΔＴが１０℃以上の範囲では０％に設定される。したがって、チップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍを超えると、モータ駆動装置１００は、負荷率を制限してモータジェネレータ６０を駆動する。
【００８４】
このように、この発明においては、負荷率ＬＤＲは、チップ温度Ｔｓと制限開始温度Ｔｌｉｍとの関係に応じて図６に示す直線ｋ８，ｋ９，ｋ１０に従って決定される。
【００８５】
チップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍから温度Ｔｓｂ（＝Ｔｌｉｍ＋１０℃）までの範囲では、負荷率ＬＤＲは、式（４）に従って、ＩＧＢＴ３１〜３６のチップ温度Ｔｓの温度上昇が１０℃になるように決定される。
【００８６】
制限開始温度Ｔｌｉｍは、上述したように、ＩＧＢＴ３１〜３６の耐熱温度Ｔｂｒｋから、温度差ΔＴｊｓ、検出誤差ΔＴｄｅｔおよび１０℃の和ΔＴｊｓ＋ΔＴｄｅｔ＋１０℃を減算して求められるので、制限開始温度Ｔｌｉｍに１０℃を加算したチップ温度Ｔｓｂ＝Ｔｌｉｍ＋１０℃は、ＩＧＢＴ３１〜３６のジャンクション温度Ｔｊが耐熱温度Ｔｂｒｋにほぼ等しくなるときの温度である。
【００８７】
したがって、制限開始温度Ｔｌｉｍからのチップ温度Ｔｓの温度上昇幅が１０℃以内であれば、ＩＧＢＴ３１〜３６をスイッチング制御してもジャンクション温度Ｔｊは耐熱温度Ｔｂｒｋよりも低く保持されるので、制限開始温度Ｔｌｉｍからのチップ温度Ｔｓの温度上昇幅が１０℃になるように負荷率ＬＤＲを所定の割合で制限することにしたものである。
【００８８】
これにより、ＩＧＢＴ３１〜３６のジャンクション温度Ｔｊが耐熱温度Ｔｂｒｋよりも低い領域でＩＧＢＴ３１〜３６を動作させ、自動車の操作者が受けるショックを緩和するようにモータジェネレータ６０の負荷率を制限できる。
【００８９】
図７は、図１に示すモータ駆動装置１００のインバータ３０を制御する動作を説明するためのフローチャートである。図７を参照して、一連の動作が開始されると、電流センサー５０は、モータ電流Ｉｕ，Ｉｖを検出して３相／２相変換部８１へ出力する。また、回転位置センサー７０は、モータジェネレータ６０のロータの回転位置を検出し、その検出したロータの回転位置を示すセンサー値θを３相／２相変換部８１および２相／３相変換部８８へ出力する。
【００９０】
３相／２相変換部８１は、電流センサー５０からのモータ電流Ｉｕ，Ｉｖに基づいてモータ電流Ｉｗ＝−Ｉｕ−Ｉｖを演算する。そして、３相／２相変換部８１は、モータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗおよびセンサー値θを式（１）に代入して電流値Ｉｄ，Ｉｑを演算し、回転位置センサー７０からのセンサー値θを用いてモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをモータジェネレータ６０のｄ軸およびｑ軸に流れる電流値Ｉｄ，Ｉｑに変換する。これにより、実際の電流値Ｉｄ，Ｉｑが取得される（ステップＳ１）。
【００９１】
そうすると、３相／２相変換部８１は、演算した電流値Ｉｄ，Ｉｑを演算部８２へ出力し、電流値Ｉｄを減算器８５へ出力し、電流値Ｉｑを減算器８６へ出力する。演算部８２は、３相／２相変換部８１からの電流値Ｉｄ，Ｉｑを式（２）に代入して出力電流実効値Ｉｅｆｆを演算し（ステップＳ２）、その演算した出力電流実効値Ｉｅｆｆを制御部８３へ出力する。
【００９２】
制御部８３は、インバータ３０のＩＧＢＴ３１〜３６をスイッチング制御するキャリア周波数ｆｃを取得する（ステップＳ３）。そして、制御部８３は、取得したキャリア周波数ｆｃおよび演算部８２からの出力電流実効値Ｉｅｆｆに応じて、上述した方法によって制限開始温度Ｔｌｉｍを決定する（ステップＳ４）。
【００９３】
一方、温度センサー４０は、インバータ３０のチップ温度Ｔｓを検出し、その検出したチップＴｓを制御部８３へ出力する。これにより、チップ温度Ｔｓが取得される（ステップＳ５）。
【００９４】
そうすると、制御部８３は、チップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、制御部８３は、チップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍよりも低いとき、信号ＮＲＳＴを生成して電流指令生成部８４へ出力する。
【００９５】
電流指令生成部８４は、制御部８３から信号ＮＲＳＴを受けると、外部ＥＣＵから受けたトルク指令値ＴＲに応じて、モータジェネレータ６０がトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するための電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を演算する。
【００９６】
減算器８５は、電流指令生成部８４によって演算された電流指令値Ｉｄ＊から３相／２相変換部８１によって変換された電流値Ｉｄを減算し、偏差ΔＩｄを演算する。また、減算器８６は、電流指令生成部８４によって演算された電流指令値Ｉｑ＊から３相／２相変換部８１によって変換された電流値Ｉｑを減算し、偏差ΔＩｑを演算する。
【００９７】
ＰＩ制御部８７は、偏差ΔＩｄ，ΔＩｑに対してＰＩゲインを用いてモータジェネレータ６０のモータ電流調整用の電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを演算する。そして、２相／３相変換部８８は、回転位置センサー７０からのセンサー値θおよびＰＩ制御部８７からの電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを式（３）に代入して電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを演算し、回転位置センサー７０からのセンサー値θを用いてＰＩ制御部８７からの電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを二相三相変換する。ＰＷＭ生成部８９は、２相／３相変換部８８からの電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて信号ＰＷＭを生成し、その生成した信号ＰＷＭをインバータ３０のＩＧＢＴ３１〜３６へ出力する。
【００９８】
ＩＧＢＴ３１〜３６は、信号ＰＷＭに応じてオン／オフされ、インバータ３０は、直流電源１０からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ６０を駆動する。
【００９９】
このように、チップＴｓが制限開始温度Ｔｌｉｍよりも低いとき、インバータ３０は、モータジェネレータ６０の負荷率を制限しないように制御される（ステップＳ７）。
【０１００】
一方、ステップＳ６において、チップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍ以上であると判定されたとき、インバータ３０は、モータジェネレータ６０の負荷率を制限するように制御される（ステップＳ８）。そして、ステップＳ７またはステップＳ８の後、一連の動作は終了する。
【０１０１】
図８は、図７に示すステップＳ８の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図８を参照して、チップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍ以上であるとき、制御部８３は、チップ温度Ｔｓと制限開始温度Ｔｌｉｍとの温度差ΔＴを演算し（ステップＳ８１）、温度差ΔＴが１０℃以上であるか否かを判定する（ステップＳ８２）。
【０１０２】
そして、制御部８３は、温度差ΔＴが１０℃以上であるとき、モータジェネレータ６０の負荷率ＬＤＲを０％に設定して電流指令生成部８４へ出力する。電流指令生成部８４は、制御部８３から０％の負荷率ＬＤＲを受けると、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲに拘わらず、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を零に設定し、それぞれ、減算器８５，８６へ出力する。
【０１０３】
その後、減算器８５，８６、ＰＩ制御部８７および２相／３相変換部８８は、上述した動作を行なう。そして、ＰＷＭ生成部８９は、０Ｖに設定された電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを２相／３相変換部８８から受け、ＩＧＢＴ３１〜３６をオフするための信号ＰＷＭを生成してインバータ３０のＩＧＢＴ３１〜３６へ出力する。
【０１０４】
そして、ＩＧＢＴ３１〜３６は、ＰＷＭ生成部８９からの信号ＰＷＭによってオフされ、インバータ３０は、モータジェネレータ６０の駆動を停止する。
【０１０５】
このように、温度差ΔＴが１０℃以上であるとき、インバータ３０は、モータジェネレータ６０の負荷率ＬＤＲを０％に制限するように制御される（ステップＳ８３）。つまり、インバータ３０は、モータジェネレータ６０の駆動を停止するように制御される。
【０１０６】
一方、ステップＳ８２において、温度差ΔＴが１０℃よりも小さいと判定されたとき、制御部８３は、温度差ΔＴを式（４）に代入して負荷率ＬＤＲを演算し（ステップＳ８４）、その演算した負荷率ＬＤＲを電流指令生成部８４へ出力する。
【０１０７】
電流指令生成部８４は、負荷率ＬＤＲを制御部８３から受けると、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲに負荷率ＬＤＲを乗算して制限トルク指令値ＴＲＲを求める。そして、電流指令生成部８４は、モータジェネレータ６０が制限トルク指令値ＴＲＲによって指定されたトルクを出力するための電流指令値Ｉｄｒ＊，Ｉｑｒ＊を演算する。
【０１０８】
減算器８５は、電流指令生成部８４によって演算された電流指令値Ｉｄｒ＊から３相／２相変換部８１によって変換された電流値Ｉｄを減算し、偏差ΔＩｄｒを演算する。また、減算器８６は、電流指令生成部８４によって演算された電流指令値Ｉｑｒ＊から３相／２相変換部８１によって変換された電流値Ｉｑを減算し、偏差ΔＩｑｒを演算する。
【０１０９】
ＰＩ制御部８７は、偏差ΔＩｄｒ，ΔＩｑｒに対してＰＩゲインを用いてモータジェネレータ６０のモータ電流調整用の電圧操作量Ｖｄｒ，Ｖｑｒを演算する。そして、２相／３相変換部８８は、回転位置センサー７０からのセンサー値θおよびＰＩ制御部８７からの電圧操作量Ｖｄｒ，Ｖｑｒを式（３）に代入して電圧Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを演算し、回転位置センサー７０からのセンサー値θを用いてＰＩ制御部８７からの電圧操作量Ｖｄｒ，Ｖｑｒを二相三相変換する。ＰＷＭ生成部８９は、２相／３相変換部８８からの電圧Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒに基づいて信号ＰＷＭを生成し、その生成した信号ＰＷＭをインバータ３０のＩＧＢＴ３１〜３６へ出力する。
【０１１０】
ＩＧＢＴ３１〜３６は、信号ＰＷＭに応じてオン／オフされ、インバータ３０は、直流電源１０からの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ６０を駆動する。
【０１１１】
このように、温度差ΔＴが１０℃よりも小さいとき、インバータ３０は、モータジェネレータ６０の負荷率を式（４）に従って演算した負荷率ＬＤＲに制限するように制御される（ステップＳ８５）。
【０１１２】
ステップＳ８３またはステップＳ８５の後、一連の動作は終了する。
【０１１３】
上述したように、制限開始温度Ｔｌｉｍは、ＩＧＢＴ３１〜３６をスイッチング制御するときのキャリア周波数ｆｃおよびインバータ３０から出力される出力電流実効値Ｉｅｆｆに応じて決定される（図７のステップＳ４参照）。
【０１１４】
キャリア周波数ｆｃおよび出力電流実効値Ｉｅｆｆは、インバータ３０の動作状態を示すので、キャリア周波数ｆｃおよび出力電流実効値Ｉｅｆｆに応じて制限開始温度Ｔｌｉｍを決定することは、インバータ３０の動作状態に応じて制限開始温度Ｔｌｉｍを決定することに相当する。
【０１１５】
また、図７のステップＳ１〜Ｓ５，Ｓ６の”Ｎｏ”およびＳ７で示すように、インバータ３０の動作状態に応じて制限開始温度Ｔｌｉｍを決定し、インバータ３０のチップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍよりも低いとき、負荷率を制限せずにモータジェネレータ６０が駆動される。
【０１１６】
これにより、キャリア周波数ｆｃおよび出力電流実効値Ｉｅｆｆと無関係に制限開始温度を決定する場合に比べ、動作領域を広くしてモータジェネレータ６０を駆動できる。
【０１１７】
さらに、図７のステップＳ１〜Ｓ５，Ｓ６の”Ｙｅｓ”およびＳ８で示すように、インバータ３０の動作状態に応じて制限開始温度Ｔｌｉｍを決定し、インバータ３０のチップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍ以上であるとき、負荷率を制限してモータジェネレータ６０が駆動される。そして、チップ温度Ｔｓと制限開始温度Ｔｌｉｍとの温度差ΔＴが１０℃以上であるとき、モータジェネレータ６０の負荷率が０％に設定される（図８のステップＳ８３参照）。また、温度差ΔＴが１０℃よりも小さいとき、ＩＧＢＴ３１〜３６のチップ温度Ｔｓの温度上昇幅が１０℃以内になるようにモータジェネレータ６０の負荷率が制限される（図８のステップＳ８５参照）。つまり、温度差ΔＴに応じて制限量が決定される。
【０１１８】
これにより、チップ温度Ｔｓが制限開始温度Ｔｌｉｍ以上に上昇しても、ＩＧＢＴ３１〜３６のジャンクション温度Ｔｊが耐熱温度Ｔｂｒｋに到達するのを抑制できる。その結果、ＩＧＢＴ３１〜３６が破損するのを防止できる。
【０１１９】
さらに、モータジェネレータ６０の負荷率はインバータ３０の出力によって決定されるので、図７のステップＳ７においてモータジェネレータ６０の負荷率を制限しないようにインバータ３０を制御することは、出力を制限せずにインバータ３０を制御することに相当する。また、図７のステップＳ８においてモータジェネレータ６０の負荷率を制限するようにインバータ３０を制御することは、ＩＧＢＴ３１〜３６のジャンクション温度Ｔｊが耐熱温度Ｔｂｒｋよりも低くなるように出力を制限してインバータ３０を制御することに相当する。
【０１２０】
さらに、図８のステップＳ８５において式（４）によって演算された負荷率ＬＤＲを用いてインバータ３０を制御することは、出力が所定の割合で低下するようにインバータ３０を制御することに相当する。
【０１２１】
なお、モータ駆動装置１００におけるインバータ３０の制御は、実際にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）によって実行され、ＣＰＵは、図７および図８に示す各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムの各ステップを実行してインバータ３０を制御する。
【０１２２】
したがって、ＲＯＭは、インバータ３０の制御をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１２３】
モータ駆動装置１００は、たとえば、ハイブリッド自動車に搭載される。この場合、モータジェネレータ６０は、２つのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２からなる。そして、インバータ３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対応してインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２からなる。インバータＩＮＶ１は、モータジェネレータＭＧ１を駆動し、インバータＩＮＶ２は、モータジェネレータＭＧ２を駆動する。
【０１２４】
モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構を介してエンジンに連結され、エンジンを起動するとともに、エンジンの回転力により発電する。また、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構を介して駆動輪に連結され、駆動輪を駆動するとともに、駆動輪の回転力により発電する。
【０１２５】
そして、制御装置８０は、上述した方法によってインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２を制御する。これにより、動作領域を広くしてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動できる。特に、駆動輪を駆動するモータジェネレータＭＧ２の動作領域を広くできることは、ハイブリッド自動車の走行性能の向上に繋がり、その効果は大きい。
【０１２６】
この発明においては、インバータ３０は、モータジェネレータ６０を駆動する「駆動装置」を構成する。
【０１２７】
また、図８に示すステップＳ８２において温度差ΔＴと比較される「１０℃」は、「所定値」を構成する。そして、所定値は、インバータ３０の出力を所定の割合で低下させたときのインバータ３０のチップ温度Ｔｓの温度上昇幅である。
【０１２８】
さらに、ジャンクション温度Ｔｊは、「スイッチング素子の素子温度」を構成し、チップ温度Ｔｓは、インバータ３０（駆動装置）の「装置温度」を構成する。
【０１２９】
さらに、出力電流実効値Ｉｅｆｆは、インバータ３０（駆動装置）から出力される「駆動電流」を構成する。
【０１３０】
さらに、モータジェネレータ６０は、「負荷」を構成する。
【０１３１】
さらに、上記においては、温度差ΔＴが１０℃よりも小さいとき、式（４）に従って負荷率ＬＤＲを直線的に（すなわち、所定の割合で）制限すると説明したが、この発明においては、これに限らず、制限開始温度ＴｌｉｍからのＩＧＢＴ３１〜３６の温度上昇幅が１０℃以内になる負荷率の制限方法であれば、どのような制限方法であってもよい。
【０１３２】
さらに、上記においては、インバータ３０は、ＩＧＢＴ３１〜３６によって構成されると説明したが、この発明においては、これに限らず、インバータ３０は、ＮＰＮトランジスタおよびＭＯＳトランジスタ等のスイッチング素子によって構成されていればよい。
【０１３３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
この発明は、動作領域を広くして負荷を駆動する負荷駆動装置および動作領域を広くして負荷を駆動する駆動装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】この発明の実施の形態によるモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示すインバータの回路図である。
【図３】出力電流実効値Ｉｅｆｆと温度Ｔｊ，Ｔｓとの関係図である。
【図４】出力電流実効値Ｉｅｆｆと制限開始温度Ｔｌｉｍとの関係図である。
【図５】キャリア周波数ｆｃをパラメータとしたときの制限開始温度Ｔｌｉｍと出力電流実効値Ｉｅｆｆとの関係図である。
【図６】負荷率ＬＤＲとチップ温度Ｔｓとの関係図である。
【図７】図１に示すモータ駆動装置のインバータを制御する動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７に示すステップＳ８の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３６】
１  電源ライン、２  アースライン、１０  直流電源、１５  Ｕ相アーム、１６  Ｖ相アーム、１７  Ｗ相アーム、２０  コンデンサ、３０  インバータ、３１〜３６  ＩＧＢＴ、４０  温度センサー、４１〜４６  ダイオード、５０  電流センサー、６０  モータジェネレータ、７０  回転位置センサー、８０  制御装置、８１  ３相／２相変換部、８２  演算部、８３  制御部、８４  電流指令生成部、８５，８６  減算器、８７  ＰＩ制御部、８８  ２相／３相変換部、８９  ＰＷＭ生成部、１００  モータ駆動装置。
【図１】
2005086919.tif 000007
【図２】
2005086919.tif 000008
【図３】
2005086919.tif 000009
【図４】
2005086919.tif 000010
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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