JP2015173539A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷に接続され、電流を整流する制御装置において、スイッチング素子の温度の誤検出を抑制する。【解決手段】この制御装置は、整流用のスイッチング素子と、スイッチング素子の温度を検出する感温ダイオードと、スイッチング素子および感温ダイオードを制御する制御部とを備える。スイッチング素子は寄生素子としてのボディダイオードを有する。制御部は、感温ダイオードの両端電圧を検出する第１電圧検出部と、ボディダイオードの両端電圧を検出する第２電圧検出部と、第１電圧検出部により検出された電圧に基づいてスイッチング素子の過熱を判定する第１過熱判定部と、第２電圧検出部により検出された電圧に基づいてスイッチング素子の過熱を判定する第２過熱判定部とを有する。そして、第１過熱判定部および第２過熱判定部の少なくとも一方が過熱であると判定した場合に、スイッチング素子が過熱状態にあると判定する総合判定部を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、温度検知が可能な制御装置に関する。

例えば、車両等に搭載され、回転のエネルギーを発電に用いる発電機は、発電機により得られる交流電流を整流する整流器を有している。従来、このような整流器にはダイオードが用いられてきたが、ダイオードの電圧降下によるエネルギー損失を低減するため、スイッチング素子が用いられるようになってきた。

スイッチング素子は、発電機からの伝熱やオンオフ制御に起因する発熱によって高温になることがあるため、熱的信頼性の確保が求められる。

特許文献１には、整流器モジュールがＭＯＳトランジスタの温度を検出する温度検出手段を有し、ＭＯＳトランジスタの温度をモニタする構成が示されている。

この温度検出手段の一例として、例えば、特許文献２には、感温ダイオードを用いる例が示されている。

特開２０１１−１６０５４２号公報 特開２００２−１４８２８８号公報

しかしながら、感温ダイオードによる温度検出は、高精度である一方で、ダイオードに通電される電流が微小である。このため、熱ノイズやクロストークノイズ等のノイズによって、スイッチング素子の温度を誤検出する虞がある。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、スイッチング素子の温度の誤検出を抑制することを目的とする。

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明は、スイッチング動作に基づいて負荷（２００）への電力供給を制御するスイッチング素子（１１，２１）と、スイッチング素子の温度を検出するための感温ダイオード（１２，２３）と、スイッチング素子の駆動および感温ダイオードへの通電を制御する制御部（４０）と、を備える制御装置であって、スイッチング素子は、寄生素子としてのボディダイオード（１２，２２）を有してなり、制御部は、感温ダイオードの両端に印加される順方向電圧を検出する第１電圧検出部（４１）と、ボディダイオードの両端に印加される電圧を検出する第２電圧検出部（４２）と、第１電圧検出部により検出された電圧に基づいて、スイッチング素子の温度を推定し、スイッチング素子の過熱を判定する第１過熱判定部（４３）と、第２電圧検出部により検出された電圧に基づいて、スイッチング素子の温度を推定し、スイッチング素子の過熱を判定する第２過熱判定部（４４）と、を有し、制御部は、第１過熱判定部および第２過熱判定部の少なくとも一方が過熱であると判定した場合に、スイッチング素子が過熱状態にあると判定する総合判定部（４５）を有することを特徴としている。

これによれば、スイッチング素子の温度が、感温ダイオードとボディダイオードの、２つの独立した温度検出手段によって検出され、そのいずれかでスイッチング素子の過熱が検出された場合に、スイッチング素子が過熱していると断定する。換言すれば、感温ダイオードが、ノイズ等により温度を誤検出しても、その真偽をボディダイオードによる過熱判定によって保障することができる。すなわち、スイッチング素子の温度の誤検出を抑制することができる。

第１実施形態に係る制御装置の概略構成を示す回路図である。 制御部の内部構成を示すブロック図である。 制御装置の動作フローを示すフロー図である。 ステップＳ１０の詳細フローを示すフロー図である。 ステップＳ２０の詳細フローを示すフロー図である。 制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 変形例１に係る動作フローを示すフロー図である。 変形例２に係る電流検出部の接続位置を示す回路図である。 変形例２に係る電流検出部の接続位置を示す回路図である。 変形例３に係る制御部の内部構成を示すブロック図である。 変形例４に係る制御部の内部構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。

（第１実施形態）
最初に、図１および図２を参照して、本実施形態に係る制御装置の概略構成について説明する。

この制御装置は、例えば車両に搭載されたモータジェネレータにおいて、電動機（モータ）の駆動や発電機（ジェネレータ）による発電を制御する装置である。とくに、本実施形態における制御装置は、負荷としての電動機または発電機に流れる電流を整流するに際して、従来のようなダイオードを用いず、スイッチング素子、例えばＭＯＳトランジスタを利用する例について説明する。

図１に示すように、この制御装置１００は、負荷としての発電機２００とバッテリ３００との間に介在する整流装置である。なお、バッテリ３００に対して制御装置１００と並列に接続された平滑コンデンサ４００はバッテリ３００両端に印加される電圧変動を抑制するために挿入されている。

制御装置１００の詳しい構成を説明する。

制御装置１００は、第１回路群１０と、第２回路群２０と、電流検出部３０、および、これらを制御する制御部４０を有している。第１回路群１０と第２回路群２０はバッテリ３００に対して直列に接続されている。このうち第１回路群１０はバッテリ３００の正極側（以降、正極の電圧をＢと示す）に接続されている。一方、第２回路群２０はバッテリ３００の負極側（以降、正極の電圧をＥと示す）に接続されている。換言すれば、第１回路群１０は上アーム側に接続され、第２回路群２０は下アーム側に接続されている。発電機２００は、第１回路群１０と第２回路群２０の間の中間点Ｐに接続されている。なお、特許請求の範囲に記載の第１電源は、本実施形態における電圧Ｂを発生させる電源であり、第２電源は、電圧Ｅを発生させる電源である。つまり、バッテリ３００の正極が第１電源に相当し、負極が第２電源に相当する。

本実施形態における発電機２００は三相交流型である。このため、制御装置１００は、第１回路群１０および第２回路群２０から成る回路集合を３つ有し、これら３つの回路集合はバッテリ３００に対して互いに並列に接続されている。そして、それぞれの回路集合における第１回路群１０と第２回路群２０の中間点Ｐに発電機２００が接続され、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相を成す。

第１回路群１０は、スイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタ１１と、ＭＯＳトランジスタ１１における寄生素子として形成されるボディダイオード１２とを有している。また、ＭＯＳトランジスタ１１とは電気的に独立な感温ダイオード１３を有している。また、第２回路群２０も、第１回路群１０と同様の回路構成となっており、ＭＯＳトランジスタ２１、ボディダイオード２２、感温ダイオード２３、を有している。

ＭＯＳトランジスタ１１およびＭＯＳトランジスタ２１は、バッテリ３００に対して直列に接続されている。ボディダイオード１２は寄生素子であるからＭＯＳトランジスタ１１に並列に接続され、ボディダイオード２２もＭＯＳトランジスタ２１に並列に接続されている。感温ダイオード１３および感温ダイオード２３は、それぞれＭＯＳトランジスタ１１，２１の温度検出に用いられるため、ＭＯＳトランジスタ１１，２１の近傍において、電気的に独立に配置されている。

本実施形態における電流検出部３０はシャント抵抗により構成されている。この電流検出部３０は中間点Ｐと発電機２００との間に接続されており、電流検出部３０の両端電圧からボディダイオード１２あるいはボディダイオード２２に流れる電流が算出される。後述の制御部４０は、ボディダイオード１２，２２に流れる電流と、ボディダイオード１２，２２の両端電圧と、に基づいてＭＯＳトランジスタ１１，２１の温度を推定する。

制御部４０は、各ＭＯＳトランジスタ１１，２１のゲート端子に接続され、ＭＯＳトランジスタ１１，２１のスイッチング動作を制御する。また、制御部４０は、各感温ダイオード１３，２３の両端に接続され、感温ダイオード１３，２３の両端電圧Ｖｋを検出する。また、制御部４０は、各ボディダイオード１２，２２の両端に接続され、ボディダイオード１２，２２の両端電圧Ｖｒを検出する。なお、図１において、図面の煩雑さを避けるため制御部４０が第２回路群２０の一つのみに接続されているように図示したが、制御部４０は、すべての第１回路群１０、および、すべての第２回路群２０に接続されている。

図２を参照して、制御部４０について詳しく説明する。なお、図２では、制御部４０の接続先として、図１に倣って第２回路群２０を一例に挙げているが、第１回路群１０も第２回路群２０と同様の構成で制御部４０に接続されている。

制御部４０は、第１電圧検出部４１と、第２電圧検出部４２と、第１過熱判定部４３と、第２過熱判定部４４と、総合判定部４５とを有し、さらに、温度特性データベース４６を有している。

第１電圧検出部４１は感温ダイオード２３の両端に接続され、順方向に定電流を流す。第１電圧検出部４１は、このとき感温ダイオード２３の両端に生じる電圧を検出する。

第２電圧検出部４２はボディダイオード２２の両端に接続され、ボディダイオード２２に電流が流れた際の両端電圧を検出する。

第１過熱判定部４３は第１電圧検出部４１に接続され、第１電圧検出部４１により検出された感温ダイオード２３の両端電圧を取得する。感温ダイオード２３における電圧降下の温度依存性は予め知られており、所定の電流が流れた状態において、感温ダイオード２３の両端電圧と温度は一対一に対応する。第１過熱判定部４３は、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱であると判定する温度の閾値を電圧換算したもの（Ｖｔｈ１）と、実測された感温ダイオード２３の両端電圧（Ｖｋ）とを比較する。そして、第１過熱判定部４３は、このように取得された感温ダイオード２３の両端電圧が、所定閾値以下である場合に、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱状態にあると判定する。

第２過熱判定部４４は、第２電圧検出部４２、電流検出部３０および温度特性データベース４６に接続されている。なお、温度特性データベース４６には、ボディダイオード２２を流れる電流値ごとに、両端電圧の温度特性データが記録されている。具体的には、ある電流値ごとに、ボディダイオード２２の両端電圧と温度とが一対一に対応したテーブルが記録されている。

第２過熱判定部４４は、第２電圧検出部４２により検出されたボディダイオード２２の両端電圧を取得するとともに、電流検出部３０により検出されたボディダイオード２２を流れる電流を取得する。第２過熱判定部４４は、ボディダイオード２２に流れる電流における、電圧の温度特性データを参照する。第２過熱判定部４４は、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱であると判定する温度の閾値を電圧換算したもの（Ｖｔｈ２）と、実測されたボディダイオード２２の両端電圧（Ｖｒ）とを比較する。そして、第２過熱判定部４４は、このように取得されたボディダイオード２２の両端電圧が、所定閾値以下である場合に、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱状態にあると判定する。

総合判定部４５は、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱状態であるか否かを最終的に判定する部分である。総合判定部４５は第１過熱判定部４３および第２過熱判定部４４に接続され、双方の過熱判定結果を取得する。総合判定部４５がＭＯＳトランジスタ２１の過熱を判定する方法として、次の（Ａ）もしくは（Ｂ）の方法を採用することができる。

（Ａ）第１過熱判定部４３と第２過熱判定部４４の少なくとも一方がＭＯＳトランジスタ２１の過熱判定をした場合に、最終的にＭＯＳトランジスタ２１が過熱状態であると判定させるようにする構成。

（Ｂ）第１過熱判定部４３と第２過熱判定部４４のいずれもがＭＯＳトランジスタ２１の過熱判定をした場合に、最終的にＭＯＳトランジスタ２１が過熱状態であると判定させるようにする構成。

方法（Ａ）が採用される場合、第１過熱判定部４３と第２過熱判定部４４のどちらか一方でも過熱判定になるとＭＯＳトランジスタ２１が過熱状態であると判定されるため、温度に対してより厳しい側でＭＯＳトランジスタ２１の管理を行うことができる。

一方、方法（Ｂ）が採用される場合、第１過熱判定部４３と第２過熱判定部４４のいずれもが過熱判定にならないとＭＯＳトランジスタ２１が過熱状態であると判定されない。すなわち、例えば感温ダイオード２３が熱ノイズやクロストークノイズ等によりＭＯＳトランジスタ２１の過熱を誤検出しても、フェイルセーフを目的にＭＯＳトランジスタ２１の動作を誤って制限してしまうような事態を回避することができる。

次に、図３〜図６を参照して、本実施形態における制御装置１００の具体的な動作フローを説明する。なお、以下の説明においても、制御装置１００、とくに制御部４０、の制御先として、図１および図２に倣って第２回路群２０を一例に挙げているが、第１回路群１０も第２回路群２０と同様の構成で制御部４０により制御される。また、ここで説明する動作フローは、総合判定部４５の過熱判定の方法が上記方法（Ｂ）の場合である。

制御装置１００は、概ね図３に示すような動作フローに沿ってＭＯＳトランジスタ２１の制御を行う。

まず、制御部４０はステップＳ１０を実行する。ステップＳ１０は、第１過熱判定部４３がＭＯＳトランジスタ２１の過熱の有無を判定するステップである。

次いで、制御部４０はステップＳ２０を実行する。ステップＳ２０は、第２過熱判定部４４がＭＯＳトランジスタ２１の過熱の有無を判定するステップである。

次いで、制御部４０はステップＳ３０を実行する。ステップＳ３０は、総合判定部４５が、第１過熱判定部４３および第２過熱判定部４４の過熱判定に基づいて、最終的にＭＯＳトランジスタ２１の過熱判定を行うステップである。本実施形態では、第１過熱判定部４３および第２過熱判定部４４のいずれもが、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱状態であると判定した場合にＹＥＳ判定となる。ＮＯ判定の場合にはステップＳ１０に戻る。ステップＳ３０においてＹＥＳ判定の場合にはステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０は、制御部４０がＭＯＳトランジスタ２１の駆動を停止するステップである。このステップはＭＯＳトランジスタ２１のゲート端子への電圧の印加を停止するものであり、一般によく知られた方法で制御するものであるから詳細を割愛する。なお、本実施形態ではＭＯＳトランジスタ２１を停止する例を示したが、ゲート端子へ印加する電圧を低減してＭＯＳトランジスタ２１に流れる電流を制限するように制御してもよい。

ＭＯＳトランジスタ２１が過熱状態にある場合には、以上のステップを経て、制御部４０は、ＭＯＳトランジスタ２１の停止あるいは制限を行う。なお、ステップＳ１０とステップＳ２０の実行順は、この例に限定されない。つまり、ステップＳ２０の後にステップＳ１０を実行してもよい。

ステップＳ１０について、図４を参照して、より詳しく説明する。

ステップＳ１０は、図４に示すように、ステップＳ１１〜Ｓ１４から構成される。

まず、ステップＳ１１が実行される。ステップＳ１１は、第１過熱判定部４３が感温ダイオード２３の両端電圧Ｖｋを取得するステップである。

次いで、ステップＳ１２が実行される。ステップＳ１２は、第１過熱判定部４３が、感温ダイオード２３の両端電圧Ｖｋと、予め決められた閾値Ｖｔｈ１とを比較するステップである。Ｖｋ≦Ｖｔｈ１を満たす場合にはステップＳ１３に進む。一方、Ｖｋ＞Ｖｔｈ１の場合にはステップＳ１４に進む。

ステップＳ１３は、第１過熱判定部４３が、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱の状態であることを肯定するステップである。第１過熱判定部４３は、感温ダイオード２３に基づいた過熱判断により過熱フラグをオンにする。

一方、ステップＳ１４は、第１過熱判定部４３が、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱の状態であることを否定するステップである。第１過熱判定部４３は、感温ダイオード２３に基づいた過熱判断により過熱フラグをオフにする。

以上のステップＳ１１〜Ｓ１４を経てステップＳ１０を終了する。

ステップＳ２０について、図５および図６を参照して、より詳しく説明する。

ステップＳ２０は、ボディダイオード１２，２２に流れる電流Ｉと、ボディダイオード１２，２２の両端電圧Ｖｒに基づいてＭＯＳトランジスタ１１，２１の温度を推定するステップであり、図５に示すように、ステップＳ２１〜Ｓ２６から構成される。

ステップＳ２０は、ＭＯＳトランジスタが停止し、対応するボディダイオードに十分な電流が流れている状態で実行されることが好ましい。これを、図６を参照して説明する。なお、図６では、三相のうちＵ相について記載しているが、その他の相についても基本的に同様である。

図６（Ａ）は、図１における点Ｐの相電位および閾値電圧を示している。なお、太い実線は点Ｐにおける相電圧を示している。また、一点鎖線は閾値電圧を示している。閾値電圧のうち、Ｂ＋Ｖｔｈｐ１は、上アーム側のトランジスタ、すなわちＭＯＳトランジスタ１１のオンタイミング（図６に示す時刻ｔ１）を規定するために用いられる。Ｅ−Ｖｔｈｐ３は、下アーム側のトランジスタ、すなわちＭＯＳトランジスタ２１のオンタイミング（図６に示す時刻ｔ４）を規定するために用いられる。なお、ＭＯＳトランジスタ１１，２１のオフタイミング（図６に示す時刻ｔ２およびｔ５）は、整流をスムーズに行うため、Ｖ相やＷ相の相電圧に依存して規定されている。閾値電圧のうち、Ｂ−Ｖｔｈｐ２、および、Ｅ＋Ｖｔｈｐ４は、後述の電圧検出信号Ｓ１およびＳ２の波形生成に用いられる。

なお、閾値電圧の設定に用いられるＶｔｈｐ１〜Ｖｔｈｐ４は、用いられる回路構成によって適宜設定されるべき値である。

図６（Ｂ）は、電流検出部によって検出されるボディダイオード１２，２２に流れる電流値、および、ＭＯＳトランジスタ１１，２１の温度推定に用いられる所定の電流値を示している。太い実線はボディダイオード１２，２２に流れる電流値を示している。また、一点鎖線は電流値Ｉおよび−Ｉを示している。

図６（Ｃ）は、制御部４０が生成する電圧検出信号Ｓ１を示している。電圧検出信号Ｓ１は、点Ｐにおける相電位が閾値電圧Ｂ＋Ｖｔｈｐ１に達するまで上昇するとＨｉｇｈとなる。また、点Ｐにおける相電位が閾値電圧Ｂ−Ｖｔｈｐ２まで降下するとＬｏｗとなる。

図６（Ｄ）は、上アーム側のＭＯＳトランジスタ１１へ出力される駆動信号Ｓ３を示している。この駆動信号Ｓ３がＨｉｇｈのとき、制御部４０はＭＯＳトランジスタ１１をオンする。この駆動信号Ｓ３は、点Ｐにおける相電位が閾値電圧Ｂ＋Ｖｔｈｐ１に達するまで上昇するとＨｉｇｈとなる。また、Ｖ相やＷ相の相電圧に依存して規定される時刻ｔ２においてＬｏｗとなる。

図６（Ｅ）は、制御部４０が生成する電圧検出信号Ｓ２を示している。電圧検出信号Ｓ２は、点Ｐにおける相電位が閾値電圧Ｅ−Ｖｔｈｐ３に達するまで下降するとＨｉｇｈとなる。また、点Ｐにおける相電位が閾値電圧Ｅ＋Ｖｔｈｐ４まで上昇するとＬｏｗとなる。

図６（Ｆ）は、下アーム側のＭＯＳトランジスタ２１へ出力される駆動信号Ｓ４を示している。この駆動信号Ｓ４がＨｉｇｈのとき、制御部４０はＭＯＳトランジスタ２１をオンする。この駆動信号Ｓ４は、点Ｐにおける相電位が閾値電圧Ｅ−Ｖｔｈｐ３に達するまで下降するとＨｉｇｈとなる。また、Ｖ相やＷ相の相電圧に依存して規定される時刻ｔ５においてＬｏｗとなる。

ステップＳ２０は、ＭＯＳトランジスタが停止し、対応するボディダイオードに十分な電流が流れている状態で実行されることが好ましい。つまり、上アーム側のＭＯＳトランジスタ１１の温度を推定する場合、ＭＯＳトランジスタ１１が停止し、且つ、ボディダイオード１２に十分な電流が流れている期間においてステップＳ２０が実行されることが好ましい。図６に示すように、ステップＳ２０が実行されるべき期間（図６に示す、電流検出期間）は、電圧検出信号Ｓ１がＨｉｇｈであり、且つ、ＭＯＳトランジスタ１１の駆動信号Ｓ３がＬｏｗである時刻ｔ２から時刻ｔ３の間の期間である。また、下アーム側のＭＯＳトランジスタ２１の温度を推定する場合、図６に示すように、ステップＳ２０が実行されるべき期間は、電圧検出信号Ｓ２がＨｉｇｈであり、且つ、ＭＯＳトランジスタ２１の駆動信号Ｓ４がＬｏｗである時刻ｔ５から時刻ｔ６の間の期間である。

この期間において、制御部４０はステップＳ２０を実行する。図５を参照して順を追って説明する。なお、これまでの説明に倣い、一例として、制御部４０が第２回路群２０を制御する場合について説明する。

図５に示すように、まず、ステップＳ２１が実行される。ステップＳ２１は、第２過熱判定部４４が、電流検出期間において、電流検出部３０から電流値−Ｉを取得するステップである。

次いで、ステップＳ２２が実行される。ステップＳ２２は、第２過熱判定部４４が、第２電圧検出部４２の検出したボディダイオード２２の両端電圧Ｖｒを取得するステップである。

次いで、ステップＳ２３が実行される。ステップＳ２３は、第２過熱判定部４４が温度特性データベース４６からボディダイオード２２の温度特性データを取得する。具体的には、ステップＳ２１にて取得した電流値−Ｉの絶対値に対応する温度−両端電圧特性を取得する。

次いで、ステップＳ２４が実行される。ステップＳ２４は、第２過熱判定部４４が、ステップＳ２２にて取得したボディダイオード２２の両端電圧Ｖｒと、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱であると判定する温度を電圧に換算した閾値Ｖｔｈ２とを比較するステップである。閾値Ｖｔｈ２は、ステップＳ２３において取得された温度特性データに基づいて算出される。ボディダイオード２２に流れる電流値がＩであるとき、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱であると判定する温度に相当する両端電圧が閾値Ｖｔｈ２である。ステップＳ２４にてＶｒ≦Ｖｔｈ２を満たす場合にはステップＳ２５に進む。一方、Ｖｒ＞Ｖｔｈ２の場合にはステップＳ２６に進む。

ステップＳ２５は、第２過熱判定部４４が、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱の状態であることを肯定するステップである。第２過熱判定部４４は、ボディダイオード２２に基づいた過熱判断により過熱フラグをオンにする。

一方、ステップＳ２６は、第２過熱判定部４４が、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱の状態であることを否定するステップである。第２過熱判定部４４は、ボディダイオード２２に基づいた過熱判断により過熱フラグをオフにする。

以上のステップＳ２１〜Ｓ２６を経てステップＳ２０を終了する。そして、この後にステップＳ３０が実行される。

ステップＳ３０は、前述したように、最終的にＭＯＳトランジスタ２１の過熱判定を行うステップである。本実施形態では、第１過熱判定部４３および第２過熱判定部４４のいずれもが、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱状態であると判定した場合にＹＥＳ判定となる。すなわち、ステップＳ１３にて感温ダイオード２３による過熱フラグが立っており、且つ、ステップＳ２５にてボディダイオード２２による過熱フラグが立っている場合にＹＥＳ判定となる。そして、ステップＳ４０にてＭＯＳトランジスタ２１の駆動を停止あるいは制限する。

以上のように、本実施形態における制御装置１００は、第１過熱判定部４３と第２過熱判定部４４のいずれもが過熱判定にならないとＭＯＳトランジスタ２１が過熱状態であると判定されない。すなわち、例えば感温ダイオード２３が熱ノイズやクロストークノイズ等によりＭＯＳトランジスタ２１の過熱を誤検出しても、フェイルセーフを目的にＭＯＳトランジスタ２１の動作を誤って制限してしまうような事態を回避することができる。

（変形例１）
上記実施形態では、図３に示すように、総合判定部４５の過熱判定の方法として方法（Ｂ）を採用する例について示したが、方法（Ａ）を採用することもできる。

方法（Ａ）を採用する場合、制御装置１００は、概ね図７に示すような動作フローに沿ってＭＯＳトランジスタ２１の制御を行う。すなわち、方法（Ｂ）を採用する場合に対して、ステップＳ３０をステップＳ５０に置換する。

ステップＳ５０は、ステップＳ５０は、総合判定部４５が、第１過熱判定部４３および第２過熱判定部４４の過熱判定に基づいて、最終的にＭＯＳトランジスタ２１の過熱判定を行うステップである。本実施形態では、第１過熱判定部４３および第２過熱判定部４４の少なくとも一方が、ＭＯＳトランジスタ２１が過熱状態であると判定した場合にＹＥＳ判定となる。ＮＯ判定の場合にはステップＳ１０に戻る。ステップＳ３０においてＹＥＳ判定の場合にはステップＳ４０に進む。

このように、第１過熱判定部４３と第２過熱判定部４４のどちらか一方でも過熱判定になるとＭＯＳトランジスタ２１が過熱状態であると判定されるため、温度に対してより厳しい側でＭＯＳトランジスタ２１の管理を行うことができる。

（変形例２）
上記実施形態では、電流検出部３０が、中間点Ｐと負荷としての発電機２００との間に接続される例について示した。しかしながら、電流検出部３０は、ボディダイオード１２，２２に流れる電流の電流値を算出することができるならば、必ずしも中間点Ｐと発電機２００との間に接続されている必要はない。例えば、図８に示すように、電流検出部３０がバッテリ３００の正極と第１回路群１０との間に接続されていても良いし、図９に示すように、電流検出部３０がバッテリ３００の負極と第２回路群２０との間に接続されていても良い。

（変形例３）
また、制御部４０は、図１０に示すように、電流検出部３０に接続された過電流検知部４７を有していると良い。過電流検知部４７は、ＭＯＳトランジスタ１１，２１およびボディダイオード１２，２２に流れる過電流を検知する。過電流検知部４７が過電流を検知すると、制御部４０はＭＯＳトランジスタ１１，２１の動作を停止あるいは制限するように制御する。これにより、ＭＯＳトランジスタ１１，２１の故障を抑制することができる。

（変形例４）
また、制御部４０は、図１１に示すように、異常検出部４８を有していると良い。異常検出部４８は、感温ダイオード１３，２３、ボディダイオード１２，２２、第１電圧検出部４１、第２電圧検出部４２、第１過熱判定部４３、第２過熱判定部４４に接続され、これらの動作異常を検出する。

例えば、感温ダイオード１３，２３、第１電圧検出部４１、第１過熱判定部４３の少なくとも一つに異常が生じ、感温ダイオード１３，２３によるＭＯＳトランジスタ１１，２２の過熱の判定が不可能になった場合、異常検出部４８は、総合判定部４５に対して、第２過熱判定部４４によるＭＯＳトランジスタ１１，２１の過熱判定のみによってＭＯＳトランジスタ１１，２１の過熱状態を判定するよう指示する。

一方、ボディダイオード１２，２２、第２電圧検出部４２、第２過熱判定部４４の少なくとも一つに異常が生じ、ボディダイオード１２，２２によるＭＯＳトランジスタ１１，２１の過熱の判定が不可能になった場合、異常検出部４８は、総合判定部４５に対して、第１過熱判定部４３によるＭＯＳトランジスタ１１，２１の過熱判定のみによってＭＯＳトランジスタ１１，２１が過熱状態にあると判定するよう指示する。

これにより、感温ダイオード１３，２３を利用してＭＯＳトランジスタ１１，２１の過熱を判断する機構が利用できない状態に陥っても、ボディダイオード１２，２２を利用して過熱を判断する機構によりＭＯＳトランジスタ１１，２１の温度モニタを継続することができる。逆に、ボディダイオード１２，２２を利用してＭＯＳトランジスタ１１，２１の過熱を判断する機構が利用できない状態に陥っても、感温ダイオード１３，２３を利用して過熱を判断する機構によりＭＯＳトランジスタ１１，２１の温度モニタを継続することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

上記した実施形態では、スイッチング素子としてＭＯＳトランジスタ１１，２１を用いる例を示したが、寄生素子としてダイオードを有するスイッチング素子であれば本発明を適用することができる。スイッチング素子として、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を用いることができる。

また、上記した実施形態では、制御装置１００に、負荷として発電機２００が接続される例を示したが、本発明は発動機（モータ）であっても適用できるし、その他誘導性負荷であっても良い。

また、上記した実施形態では、電流検出部３０として、シャント抵抗を用いる例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、電流検出用のワイヤを用いても良いし、クリップ式の電流検出器を用いても良い。

１００・・・制御装置
１０・・・第１回路群
２０・・・第２回路群
１１，２１・・・ＭＯＳトランジスタ
１２，２２・・・ボディダイオード
１３，２３・・・感温ダイオード
３０・・・電流検出部
４０・・・制御部
２００・・・発電機
３００・・・バッテリ

Claims (12)

1. スイッチング動作に基づいて負荷（２００）への電力供給を制御するスイッチング素子（１１，２１）と、前記スイッチング素子の温度を検出するための感温ダイオード（１３，２３）と、前記スイッチング素子の駆動および前記感温ダイオードへの通電を制御する制御部（４０）と、を備える制御装置であって、
   前記スイッチング素子は、寄生素子としてのボディダイオード（１２，２２）を有してなり、
   前記制御部は、
   前記感温ダイオードの両端に印加される順方向電圧を検出する第１電圧検出部（４１）と、
   前記ボディダイオードの両端に印加される電圧を検出する第２電圧検出部（４２）と、
   前記第１電圧検出部により検出された電圧に基づいて、前記スイッチング素子の温度を推定し、前記スイッチング素子の過熱を判定する第１過熱判定部（４３）と、
   前記第２電圧検出部により検出された電圧に基づいて、前記スイッチング素子の温度を推定し、前記スイッチング素子の過熱を判定する第２過熱判定部（４４）と、を有し、
   さらに、前記第１過熱判定部および前記第２過熱判定部の少なくとも一方が過熱であると判定した場合に、前記スイッチング素子が過熱状態にあると判定する総合判定部（４５）を有することを特徴とする制御装置。
2. 前記第１過熱判定部および前記第２過熱判定部のいずれもが過熱であると判定した場合に、前記スイッチング素子が過熱状態にあると判定する総合判定部を有することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記ボディダイオードに流れる電流を検出する電流検出部（３０）を備え、
   前記制御部は、前記ボディダイオードに流れる所定の電流値における、前記ボディダイオードの両端にかかる電圧の温度特性を記録した温度特性データベース（４６）を有し、
   前記第２過熱判定部は、
   前記第２電圧検出部により検出された電圧と、
   前記電流検出部により検出された電流と、
   前記温度特性データベースに記録されたデータと、に基づいて前記スイッチング素子の温度を推定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御装置。
4. 前記スイッチング素子と前記感温ダイオードとから構成される回路群として、第１回路群（１０）および第２回路群（２０）とを備え、
   前記第１回路群および前記第２回路群は、第１電源と、該第１電源より電位の低い第２電源と、の間で直列に接続され、
   前記負荷は、前記第１回路群と前記第２回路群との間の中間点（Ｐ）に接続されることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
5. 前記中間点よりも前記第１電源側に接続された前記第１回路群と、前記中間点よりも前記第２電源側に接続された前記第２回路群と、により構成され、
   前記電流検出部は、前記中間点と前記負荷との間に接続されることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 前記中間点よりも前記第１電源側に接続された前記第１回路群と、前記中間点よりも前記第２電源側に接続された前記第２回路群と、により構成され、
   前記電流検出部は、前記第１回路群と前記第１電源との間に接続されることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
7. 前記中間点よりも前記第１電源側に接続された前記第１回路群と、前記中間点よりも前記第２電源側に接続された前記第２回路群と、により構成され、
   前記電流検出部は、前記第２回路群と前記第２電源との間に接続されることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
8. 前記制御部は、前記電流検出部に接続され、前記スイッチング素子および前記ボディダイオードに流れる過電流を検知する過電流検知部（４７）を有することを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記負荷は誘導性負荷であり、
   前記第２電圧検出部は、前記スイッチング素子がオフの状態において、前記ボディダイオードの両端に印加される順方向電圧を検出することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の制御装置。
10. 前記制御部は、前記スイッチング素子が過熱状態であると判定された場合に、前記スイッチング素子の動作を停止または制限するように制御することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の制御装置。
11. 前記負荷は、電動機または発電機であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の制御装置。
12. 前記制御部は、前記感温ダイオード、前記ボディダイオード、前記第１電圧検出部、前記第２電圧検出部、前記第１過熱判定部、前記第２過熱判定部の異常を検出する異常検出部（４８）を有し、
    前記感温ダイオード、前記第１電圧検出部、前記第１過熱判定部の少なくとも一つに異常が生じ、前記感温ダイオードによる前記スイッチング素子の過熱の判定が不可能になった場合においては、前記第２過熱判定部による前記スイッチング素子の過熱判定のみによって前記スイッチング素子が過熱状態にあると判定し、
    前記ボディダイオード、前記第２電圧検出部、前記第２過熱判定部の少なくとも一つに異常が生じ、前記ボディダイオードによる前記スイッチング素子の過熱の判定が不可能になった場合においては、前記第１過熱判定部による前記スイッチング素子の過熱判定のみによって前記スイッチング素子が過熱状態にあると判定することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の制御装置。

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