CN106575938B - 车载电动机用的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种基于直流电源(3)的输出电压来控制驱动车载电动机(2)的驱动电路(10)的控制装置，其在所述直流电源以及所述驱动电路之间配置有使所述输出电压稳定的电容器(20)，在所述直流电源以及所述电容器之间设置有继电器开关(50)，所述控制装置具备：异常判定装置(64)，该异常判定装置判定汽车是否发生异常；以及放电控制装置(63)，当所述异常判定装置判定所述汽车发生异常时，所述放电控制装置在所述继电器开关断开所述直流电源以及所述电容器之间的状态下，基于所述电容器的输出电压而在所述电动机产生转矩。

Description

车载电动机用的控制装置

相关申请的相互参照

本申请以2014年8月20日申请的日本专利申请2014-167830号为基础，并在此援引其记载的内容。

技术领域

本发明涉及一种车载电动机用的控制装置。

背景技术

以往，在汽车用电动机用的控制系统中，具备逆变电路和电容器，逆变电路基于从直流电压输出的输出电压来向电动机输出交流电流，电容器使从直流电压输出到逆变电路的输出电压稳定化(例如，参照专利文献1)。

在该汽车用电动机用的控制系统中，当产生使电容器放电的要求时，在根据向电动机的通电而进行的放电控制开始之前，放电起始角保持部将当前的转子(rotor)的旋转角度作为起始角θ0而记忆保存。命令电流设定部设定当电动机的转矩为零时假想的命令电流idr、iqr。在命令电流校正部中，按照当前的旋转角度θ相对于起始角θ0的角度差Δθ的程度来旋转校正命令电流idr、iqr的相位。电动机的电流被反馈控制为具有该校正后的相位的命令电流idr、iqr。由此，当产生使电容器放电的要求时，控制电动机以抑制电动机转矩的产生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-200105号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载电动机用的控制装置，以在汽车发生异常状态时缩短电容器的放电所需要的时间。

在本发明的方式的基于直流电源的输出电压来控制驱动车载电动机的驱动电路的车载电动机用的控制装置中，在所述直流电源与所述驱动电路之间配置有电容器，该电容器使从所述直流电源输出到所述驱动电路的所述输出电压稳定，在所述直流电源与所述电容器之间设置有继电器开关，该继电器开关将所述直流电源与所述电容器之间连接或断开，所述车载电动机用的控制装置具备：异常判定装置，该异常判定装置判定汽车是否发生异常；以及放电控制装置，当所述异常判定装置判定所述汽车发生异常时，所述放电控制装置控制所述驱动电路，以在所述继电器开关将所述直流电源与所述电容器之间断开的状态下，基于所述电容器的输出电压而在所述电动机产生转矩。电动机具备：定子线圈，该定子线圈通过从所述驱动电路输出的输出电流来产生磁场；以及转子，该转子通过在所述定子线圈产生的磁场而旋转。车载电动机用的控制装置进一步具备推定装置，当所述异常判定装置判定所述汽车发生异常时，该推定装置推定所述转子的位置，当所述异常判定装置判定所述汽车发生异常时，在所述继电器开关将所述直流电源与所述电容器之间断开的状态下，所述放电控制装置控制所述驱动电路以在所述定子线圈产生磁场，所述磁场产生转矩，所述转矩使所述转子从由所述推定装置推定出的所述转子的位置旋转规定角度。

根据上述的控制装置，当异常判定单元判定汽车产生异常时，通过在电动机产生转矩而能够在短时间大量地消耗电容器的电荷。因此，能够缩短电容器的两电极间电压变为规定电压以下所需要的时间。通过以上，当汽车发生异常状态时，能够缩短电容器的放电所需要的时间。

附图说明

对于本发明的上述目的及其他目的、特征或优点，通过参照附图和下述的详细记述，变得更加明确。其中：

图1是表示在本发明的第一实施方式中车载用电力变换系统的整体电气结构的电气电路图。

图2是表示图1的三相交流电动机的结构的图。

图3是表示图1的控制装置的逆变器控制处理的流程图。

图4是表示图1的逆变电路的多个晶体管的开关模式的图。

图5是表示在第一实施方式的变形例中逆变电路的多个晶体管的开关模式的图。

图6是表示在本发明的第二实施方式中控制装置的逆变器控制处理的流程图。

图7是表示在第二实施方式中在逆变器控制处理中使用的晶体管的开关模式的图。

图8是表示在第二实施方式的变形例中在逆变器控制处理中使用的晶体管的开关模式的图。

图9是表示在本发明的第三实施方式中控制装置的逆变器控制处理的流程图。

图10是表示在本发明的第四实施方式中控制装置的逆变器控制处理的流程图。

具体实施方式

本发明的发明人们等研究了：在驱动车载电动压缩机用电动机的控制装置中应用专利文献1的技术，当汽车发生碰撞等的异常状态时，在利用继电器单元断开直流电压以及电容器之间的状态下，如上所述，实施使电容器放电的控制。

在上述专利文献1中，当产生使电容器放电的要求时，控制电动机以抑制电动机转矩的产生。因此，电容器的电荷只被消耗于构成逆变电路的多个开关元件的开关损失和电动机的定子线圈的发热中，不能够使大量的电荷从电容器放电。因此，产生如下问题：从汽车产生异常状态并开始电容器的放电开始到电容器的正电极以及负电极之间的电压(以下，称作两电极间电压)变为规定电压以下所需的时间长。

进一步，根据发明人们的研究，在电动压缩机中，在使电动机骤停的情况下，有因压缩机内的制冷剂压力导致电动机反向旋转而使电动机再生并产生电力的情况。在该情况下，电容器通过该再生的电力被充电，因此，通过电容器的放电来使电容器的两电极间电压变为规定电压以下需要更长的时间。即，电容器的放电变为需要更长的时间。

在下述中表示当汽车产生异常状态时，缩短电容器的放电所需时间的车载电动机用的控制装置。

(第一实施方式)

图1表示本发明所涉及的车载用电力变换系统1的第一实施方式的电气结构。

车载用电力变换系统1是基于高电压电源3的输出电压来驱动三相交流电动机2的系统。三相交流电动机2经由连结轴2a而与压缩机构2b连接。高电压电源3是高电压的直流电池装置，并且，高电压电源3是输出电压(例如，300V)比低电压电源的输出电压(例如，12V)高的直流电源。低电压电源是用于对控制装置60、电子控制装置5供电的电源。三相交流电动机2、连结轴2a、以及压缩机构2b构成压缩制冷剂的电动压缩机。电动压缩机是构成使制冷剂循环的车载空调装置用制冷循环装置的主要部件中的一个。例如，使用同步交流电动机作为三相交流电动机2。

具体而言，如图1所示，车载用电力变换系统1由逆变电路10，平滑电容器20、30，感应线圈40，继电器单元50，以及控制装置60构成。

逆变电路10是基于高电压电源3的输出电压来向三相交流电动机2的定子线圈80(参照图2)输出三相交流电流的驱动电路。如图2所示，作为本实施方式的定子线圈80，使用U相线圈81、V相线圈82、以及W相线圈83被星接的线圈。

逆变电路10是由晶体管SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6以及回流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6构成的众所周知的电路。晶体管SW1、SW3、SW5与正极母线11连接。正极母线11与高电压电源3的正电极连接。晶体管SW2、SW4、SW6与负极母线12连接。负极母线12与高电压电源3的负电极连接。正极母线11以及负极母线12构成逆变电路10的两个电源输入电极。

晶体管SW1、SW2串联连接于正极母线11以及负极母线12之间。晶体管SW3、SW4串联连接于正极母线11以及负极母线12之间。晶体管SW5、SW6串联连接于正极母线11以及负极母线12之间。

晶体管SW1、SW2之间的共通连接端子T1与三相交流电动机2的定子线圈80的U相线圈81连接。晶体管SW3、SW4之间的共通连接端子T2与三相交流电动机2的定子线圈80的V相线圈82连接。晶体管SW5、SW6之间的共通连接端子T3与三相交流电动机2的定子线圈80的W相线圈83连接。

使用IGBT(绝缘栅双极晶体管，Insulated Gate Bipolar Transistor)等的各种半导体开关元件作为晶体管SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6。

平滑电容器20配置于逆变电路10以及高电压电源3之间。平滑电容器20连接于逆变电路10的正极母线11以及负极母线12之间，并使从高电压电源3供给到正极母线11以及负极母线12之间的电压稳定化。即，平滑电容器20使从高电压电源3输出到逆变电路10的电压稳定化。

平滑电容器30在高电压电源3的正电极以及负电极之间，相对于平滑电容器20并联连接。平滑电容器30相对于逆变电路10以及平滑电容器20配置于高电压电源3侧。平滑电容器30使从高电压电源3输出到电气装置6的两个电源输入电极之间的电压稳定化。

电气装置6是例如构成行驶用电动机用驱动电路的装置。行驶用电动机用驱动电路具备将输入电压降压(或升压)并输出的DC/DC转换器电路、驱动行驶用电动机的逆变电路等。

感应线圈40是配置于平滑电容器20的正电极与平滑电容器30的正电极之间的正常线圈。感应线圈40抑制纹波电流从平滑电容器30侧流动到平滑电容器20侧。

继电器单元50配置于平滑电容器20、30与高电压电源3之间。继电器单元50相对于逆变电路10、平滑电容器20、30、以及感应线圈40配置于高电压电源3侧。继电器单元50断开或连接逆变电路10以及平滑电容器20、30与高电压电源3之间。

具体而言，继电器单元50由继电器51、52、53，以及电阻元件54构成。继电器51、52是并联配置于高电压电源3的正电极与平滑电容器30的正电极之间的继电器开关。继电器53是配置于高电压电源的负电极与平滑电容器30的负电极之间的继电器开关。继电器51、52、53由电子控制装置5来控制。

另外，电阻元件54在高电压电源3的正电极与平滑电容器30的正电极之间相对于继电器52串联连接。电阻元件54用于防止由于继电器52连接高电压电源3的正电极与平滑电容器30的正电极之间而导致突入电流从高电压电源3流动到平滑电容器20、30。

控制装置60由微型计算机、存储器等构成，并基于电压传感器70的检测值、电流传感器71的检测值，以及从电子控制装置5输入的控制信号来进行控制逆变电路10的逆变器控制处理。

电压传感器70是检测平滑电容器20的正电极以及负电极之间的电压的传感器。电流传感器71是检测从逆变电路10输出到三相交流电动机2的定子线圈80的三相交流电流的传感器。

在由电子控制装置5输入的控制信号中，包含碰撞标记、命令值、启动命令。

碰撞标记是表示电子控制装置5根据加速度传感器72的检测值来判定汽车是否发生碰撞的结果的标记。加速度传感器72是检测该汽车的加速度的传感器。电子控制装置5根据加速度传感器72的检测值来重复判定汽车是否发生碰撞。

具体而言，当加速度传感器72的检测值为规定值以上时，电子控制装置5判定为汽车发生碰撞，并将表示判定为汽车发生了碰撞的结果的碰撞标记输出到控制装置60。另一方面，当加速度传感器72的检测值未达到规定值时，电子控制装置5判定为汽车未发生碰撞，并将表示判定为汽车未发生碰撞的结果的碰撞标记输出到控制装置60。

命令值是表示三相交流电动机2的转速的目标值的信息。启动命令是表示打开(ON)了车辆用空调装置开关90的信号。车辆用空调装置开关90是为了启动车辆用空调装置而由使用者打开(ON)的开关。

另外，本实施方式的控制装置60由驱动部61、通常控制部62、放电控制部63，以及判定部64构成。

接着，对本实施方式的控制装置60的逆变器控制处理进行说明。

控制装置60按照图3的流程图来运行计算机程序。图3是表示逆变器控制处理的流程图。逆变器控制处理是当汽车发生碰撞等时，使电荷从平滑电容器20放电的处理。在本实施方式中，在汽车的碰撞后，假定车载用电力变换系统1正常动作。当被给予来自电子控制装置5的启动信号时，控制装置60开始进行逆变器控制处理。启动信号是当车辆用空调装置开关90被打开(ON)时，从车辆用空调装置开关90通过电子控制装置5而输出到控制装置60的信号。

首先，在步骤S100中判定放电控制是否在进行中。如后述那样，放电控制是用于使电容器20的电荷放电的控制。此时，当放电控制不在进行时，判定为NO。

伴随于此，在阶段110中，基于从电子控制装置5接收的碰撞标记来判定汽车是否碰撞。此时，当从电子控制装置5接收到表示判定为汽车未发生碰撞的结果的碰撞标记时，作为NO而判定为汽车未发生碰撞。

接着，在步骤S120中，进行通常运转控制。具体而言，控制逆变电路10以使三相交流电动机2的实际的转速接近从电子控制装置5输入的命令值。因此，三相交流电流从逆变电路10的共通连接端子T1、T2、T3流动到定子线圈80。因此，在定子线圈80产生旋转磁场。转子84与该旋转磁场同步地旋转。由此，转子84的实际的转速变得接近从电子控制装置5输入的命令值。

其后，回到步骤S100，当作为放电控制未进行而判定为NO时，在下一步骤S110中，基于从电子控制装置5接收的碰撞标记，作为汽车未碰撞而判定为NO。伴随于此，在步骤S120中，进行通常运转控制。因此，只要汽车未碰撞，则重复步骤S100的NO判定、步骤S110的NO判定，以及通常运转控制处理(步骤S120)。由此，能够使三相交流电动机2的转速追随从电子控制装置5输入的命令值。此时，能够通过三相交流电动机2来驱动压缩机构2b并通过压缩机构2b来吸入、压缩、排出制冷剂。即，能够使车载空调装置用制冷循环装置动作。

其后，当汽车发生碰撞时，加速度传感器72的检测值变为规定值以上。此时，基于加速度传感器72的检测值，电子控制装置5判定为汽车发生碰撞，并且控制继电器单元50的继电器51、52、53来断开平滑电容器20、30以及高电压电源3之间。此外，电子控制装置5将表示判定为汽车发生了碰撞的结果的碰撞标记输出到控制装置60。

于是，基于从电子控制装置5接收的碰撞标记，作为判定为汽车发生碰撞，控制装置60在步骤S110中判定为YES。伴随于此，在步骤S130中，进行电容器20的放电控制处理。

其后，当回到步骤S100时，作为电容器20的放电控制处理进行中而判定为YES。伴随于此，转移到步骤S130(放电控制处理)。因此，在继电器单元50断开平滑电容器20、30以及高电压电源3之间的状态下，重复进行步骤S100的YES判定以及步骤S130(放电控制处理)。

以下，参照图4对本实施方式的放电控制处理进行详细地说明。图4是表示120度通电控制的开关模式的图，该开关模式是逆变电路10的晶体管SW1……SW6的开关模式。

首先，在放电控制处理中，控制装置60控制逆变电路10的晶体管SW1、SW2、……SW6，以在定子线圈80产生规定转速的旋转磁场。

例如，控制晶体管SW1、SW2、……SW6，并以SP1→SP2→SP3→SP4→SP5→SP6→SP1的顺序进行图4的开关模式SP1、SP2、SP3、SP4、SP5、SP6。

另外，在开关模式SP1中，打开(ON)晶体管SW1、SW4并关闭(OFF)晶体管SW2、SW3、SW5、SW6。在开关模式SP2中，打开(ON)晶体管SW1、SW6并关闭(OFF)晶体管SW2、SW3、SW4、SW5。在开关模式SP3中，打开(ON)晶体管SW3、SW6并关闭(OFF)晶体管SW1、SW2、SW4、SW5。在开关模式SP4中，打开(ON)晶体管SW2、SW3并关闭(OFF)晶体管SW1、SW4、SW5、SW6。在开关模式SP5中，打开(ON)晶体管SW2、SW5并关闭(OFF)晶体管SW1、SW3、SW4、SW6。在开关模式SP6中，打开(ON)晶体管SW4、SW5并关闭(OFF)晶体管SW1、SW2、SW3、SW6。

伴随这样的晶体管SW1、SW2、……SW6的开关，并基于储存于平滑电容器20的电荷，三相交流电流从共通连接端子T1、T2、T3输出到定子线圈80。因此，在定子线圈80产生规定转速的旋转磁场。由此，能够在三相交流电动机2产生使转子84以规定转速旋转的转矩。由此，能够使储存于电容器20的电荷放电。

根据以上说明的本实施方式，控制装置60适用于基于平滑电容器20的输出电压来控制逆变电路10的车载用电力变换系统1，平滑电容器20使高电压电源3的输出电压稳定，逆变电路10驱动三相交流电动机2。在高电压电源3以及平滑电容器20之间，设置连接或断开高电压电源3以及平滑电容器20之间的继电器单元50。当汽车发生碰撞而在步骤S110判定为YES时，在继电器单元50断开高电压电源3以及平滑电容器20之间的状态下，控制装置60基于平滑电容器20的输出电压来控制逆变电路10以在三相交流电动机2产生转矩。

由以上可知，当汽车发生碰撞时，除了晶体管SW1、……、SW6的开关损失、定子线圈80的发热以外，也通过三相交流电动机2中转矩的产生而消耗平滑电容器20的电荷。因此，能够在短时间内消耗大量的平滑电容器20的电荷。因此，当汽车发生碰撞时，能够在短时间内使平滑电容器20的正电极以及负电极之间的电压变为满足碰撞安全法规的规定电压以下。因此，当汽车发生碰撞时，能够缩短平滑电容器20的放电所需要的时间。由此，当汽车发生碰撞时，能够从平滑电容器20快速地放电。

在上述第一实施方式中，对在放电控制处理中使用120度通电控制的开关模式以在定子线圈80产生旋转磁场的例子进行了说明，但不限于此，也可以使用各种开关模式以在定子线圈80产生旋转磁场。例如，也可以在放电控制处理中使用180度通电控制的开关模式。图5表示180度通电控制的开关模式。

例如，控制晶体管SW1、SW2、……SW6，并以SP1→SP2→SP3→SP4→SP5→SP6→SP1的顺序进行图5的开关模式SP1、SP2、SP3、SP4、SP5、SP6。

另外，在开关模式SP1中，打开(ON)晶体管SW1、SW4、SW5并关闭(OFF)晶体管SW2、SW3、SW6。在开关模式SP2中，打开(ON)晶体管SW1、SW4、SW6并关闭(OFF)晶体管SW2、SW3、SW5。在开关模式SP3中，打开(ON)晶体管SW1、SW3、SW6并关闭(OFF)晶体管SW2、SW4、SW5。在开关模式SP4中，打开(ON)晶体管SW2、SW3、SW6并关闭(OFF)晶体管SW1、SW4、SW5。在开关模式SP5中，打开(ON)晶体管SW2、SW3、SW5并关闭(OFF)晶体管SW1、SW4、SW6。在开关模式SP6中，打开(ON)晶体管SW2、SW4、SW5并关闭(OFF)晶体管SW1、SW3、SW6。

(第二实施方式)

在上述第一实施方式中，对在放电控制处理中，在定子线圈80产生规定转速的旋转磁场的例子进行了说明，但代替该例，在本第二实施方式中，对在放电控制处理中根据转子84的位置而产生转矩的例子进行说明。

在本实施方式的车载用电力变换系统1与上述第一实施方式的车载用电力变换系统1中，控制装置60的逆变器控制处理不同。在此，在以下对本实施方式的控制装置60的逆变器控制处理进行说明。

控制装置60代替图3而按照图6的流程图来进行逆变器控制处理。

在图6的流程图中，使用步骤S130A代替图3中的步骤S130。图6的流程图中除步骤S130A以外的步骤S100、S110、S120与图3中的步骤S100、S110、S120相同。

图6中步骤S130A由步骤S131、S132、S133构成。

首先，在步骤S131中，利用电流传感器71检测从逆变电路10输出到三相交流电动机2的定子线圈80的三相交流电流I。使用该被检测到的三相交流电流I来推定转子84的位置(步骤S132)。

在此，将U相线圈81的位置作为基准位置(即，角度为0度)并将转子84的角度作为θ，当将由埋入转子84的永磁铁产生的磁场设为时，如下的公式1的数学式成立。

[公式1]

在此，Φ是表示由埋入转子84的永磁铁产生的磁场的大小的系数。

接着，当将在定子线圈80产生的电压设为v，将转子84的角速度设为ω时，如下的公式2的数学式成立。

[公式2]

在此，当将定子线圈80的电感设为L时，在三相交流电流I以及电压v之间，如下的公式3成立。

[公式3]

I＝1/L·∫_vdt

接着，当将上述公式2的数学式代入上述公式3时，如下的公式4成立。

[公式4]

I＝Φ/Lsin(θ-π/2)

由以上可知，基于系数Φ、电感L，以及三相交流电流I，能够推定转子84的角度θ，即，转子84的位置。以下，将这样推定出的转子84的位置称作转子84的推定位置。

接着，在步骤S133中，在定子线圈80产生磁场，该磁场使转子84从转子84的推定位置向正方向旋转规定角度(例如，π/3)。

具体而言，从图7的图表中选择与在上述步骤S132求得的转子84的推定位置对应的开关模式。图7表示对应于转子84的每个位置的开关模式，该开关模式是为了在定子线圈80产生磁场的开关模式，该磁场是为了使转子84向正方向旋转(π/3)度的磁场。

在0≦θ＜π/3的情况下，打开(ON)晶体管S1、S3、S6并关闭(OFF)晶体管S2、S4、S5。在π/3≦θ＜2π/3的情况下，打开(ON)晶体管S2、S3、S6并关闭(OFF)晶体管S1、S4、S5。在2π/3≦θ＜π的情况下，打开(ON)晶体管S2、S3、S5并关闭(OFF)晶体管S1、S4、S6。在π≦θ＜4π/3的情况下，打开(ON)晶体管S2、S4、S5并关闭(OFF)晶体管S1、S3、S6。在4π/3≦θ＜5π/3的情况下，打开(ON)晶体管S1、S4、S5并关闭(OFF)晶体管S2、S3、S6。在5π/3≦θ＜2π的情况下，打开(ON)晶体管S1、S4、S6并关闭(OFF)晶体管S2、S3、S5。

控制逆变电路10的晶体管S1……S6，以像这样进行与转子84的推定位置对应的开关模式。由此，基于储存于平滑电容器20的电荷，三相交流电流从共通连接端子T1、T2、T3输出到定子线圈80。因此，在定子线圈80产生磁场。通过该磁场能够使转子84向正方向旋转(π/3)度。由此，能够使储存于平滑电容器20的电荷放电。

另外，图7的各开关模式作为运行计算机程序用的数据而预先记忆于存储器。进一步，在本实施方式中，将在通常运转控制(步骤S120)中使三相交流电动机2的转子84旋转的方向作为正方向。

根据以上说明的本实施方式，作为汽车发生碰撞而在步骤S110判定为YES时，在继电器单元50断开高电压电源3以及平滑电容器20之间的状态下，控制装置60推定转子84的位置并控制逆变电路10进行与该推定出的推定位置对应的开关模式(步骤S130A)。由此，在定子线圈80产生磁场，该磁场产生使转子84从转子84的推定位置向正方向旋转规定角度(π/3度)的转矩。

由以上可知，通过在汽车发生碰撞时产生使转子84向正方向旋转规定角度的转矩，能够在短时间内大量地消耗平滑电容器20的电荷。因此，与上述第一实施方式相同，当汽车发生碰撞时，能够在短时间内使平滑电容器20的正电极以及负电极之间的电压变为满足碰撞安全法规的规定电压以下。因此，当汽车发生碰撞时，能够缩短平滑电容器20的放电所需要的时间。

另外，在上述第二实施方式中，对在平滑电容器20的放电控制处理中使用图7的开关模式而在定子线圈80产生磁场的例子进行了说明，但不限于此，也可以使用各种开关模式在定子线圈80产生磁场。

例如，在平滑电容器20的放电控制处理中，也可以使转子84向反方向旋转规定角度。将相对于在通常运转控制(步骤S120)中使三相交流电动机2的转子84旋转的方向的相反方向作为反方向。

另外，图8是根据转子84的推定位置而将反方向的转矩施加到转子84的开关模式的一例。

当将U相的位置设为0度，将转子84的角度设为θ时，在0≦θ＜π/3的情况下，打开(ON)晶体管S1、S4、S6并关闭(OFF)晶体管S2、S3、S5。在π/3≦θ＜2π/3的情况下，打开(ON)晶体管S1、S3、S6并关闭(OFF)晶体管S2、S4、S5。在2π/3≦θ＜π的情况下，打开(ON)晶体管S2、S3、S6并关闭(OFF)晶体管S1、S4、S5。在π≦θ＜4π/3的情况下，打开(ON)晶体管S2、S3、S5并关闭(OFF)晶体管S1、S4、S6。在4π/3≦θ＜5π/3的情况下，打开(ON)晶体管S2、S4、S5并关闭(OFF)晶体管S1、S3、S6。在5π/3≦θ＜2π的情况下，打开(ON)晶体管S1、S4、S5并关闭(OFF)晶体管S2、S3、S6。

控制逆变电路10的晶体管S1……S6，以像这样进行与转子84的推定位置对应的开关模式。由此，基于储存于平滑电容器20的电荷，三相交流电流从共通连接端子T1、T2、T3输出到定子线圈80。因此，在定子线圈80产生磁场。通过该磁场能够使转子84向反方向旋转(π/3)度。由此，能够使储存于平滑电容器20的电荷放电。

另外，在上述第二实施方式中，对基于从逆变电路10输出到定子线圈80的三相交流电流I来推定转子84的位置的例子进行了说明，但不限于此，也可以不推定转子84的位置而根据三相交流电流I的变化而从预先映射化的信息确定位置并施加电压而产生转矩，也可以通过利用三相交流电流I的方法以外的方法来推定转子84的位置并施加电压而产生转矩。

另外，在上述第二实施方式中，对当平滑电容器20的电荷放电时将(π/3)度作为使转子84旋转的规定角度的例子进行了说明，但不限于此，也可以将(π/3)度以外的角度作为使转子84旋转的规定角度。在图8所示的变形例中也相同。

(第三实施方式)

在本第三实施方式中，对在上述第一实施方式中判定为汽车碰撞，并且当判定为平滑电容器20的正电极以及负电极间的电压为规定电压以上时，进行平滑电容器20的放电控制处理的例子进行说明。

在本实施方式的车载用电力变换系统1与上述第一实施方式的车载用电力变换系统1中，控制装置60的逆变器控制处理不同。在此，在以下对本实施方式的控制装置60的逆变器控制处理进行说明。

控制装置60代替图3而按照图9的流程图来进行逆变器控制处理。图9的流程图是在图3流程图中追加步骤S140、S145、S150的流程图。

首先，在步骤S100中，作为未进行放电控制而判定为NO，并在下一步骤S110中，作为汽车发生碰撞而判定为YES。于是，在下一步骤S140中，通过电压传感器70来检测平滑电容器20的正电极以及负电极间的电压。

接着，在步骤S145中，根据电压传感器70的检测值来判定平滑电容器20的正电极以及负电极间的电压(以下，称作两电极电压Vin)是否为规定电压以上。另外，在本实施方式中，规定电压使用例如60伏特。

此时，当平滑电容器20的两电极电压Vin为规定电压以上时，在步骤S145中判定为YES，并转移到步骤S130来进行放电控制处理。其后，回到步骤S100。因此，当平滑电容器20的两电极电压Vin为规定电压以上的状态持续时，重复步骤S100的YES判定、步骤S140(两电极电压Vin的检测处理)、步骤S145的YES判定，以及步骤S130(放电控制处理)。由此，能够使电荷从平滑电容器20持续地放电。

其后，当平滑电容器20的两电极电压Vin变为不足规定电压时，在步骤S145中判定为NO。伴随于此，控制逆变电路10以停止平滑电容器20的放电控制处理。即，当在步骤S145中判定为NO时，关闭(OFF)晶体管SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6。由此，当平滑电容器20的两电极电压Vin不足规定电压时，能够使平滑电容器20的放电控制处理停止。

根据以上说明的本实施方式，在汽车发生碰撞的情况下，当平滑电容器20的两电极电压Vin为规定电压以上时，控制装置60通过在汽车发生碰撞时在三相交流电动机2产生转矩，能够在短时间内大量地消耗平滑电容器20的电荷。因此，当汽车发生碰撞时，能够在短时间将平滑电容器20的正电极以及负电极之间的电压变为满足碰撞安全法规的规定电压以下。因此，当汽车发生碰撞时，能够缩短平滑电容器20的放电所需要的时间。

(第四实施方式)

在上述第一～第三实施方式中，当继电器单元50断开平滑电容器20与高电压电源3之间而停止高电压电源3的输出电压输出到逆变电路10时，三相交流电动机2通过压缩机构2b内的制冷剂压力而正旋转或反旋转，并根据三相交流电动机2的旋转动作而产生感应电压，并产生电流流动到平滑电容器20的再生动作，因此有平滑电容器20被充电且平滑电容器20的两电极电压Vin上升的情况。

对此，在本第四实施方式中，对在上述第三实施方式中判定为汽车碰撞，并且当判定为平滑电容器20的两电极电压Vin上升时，进行平滑电容器20的放电控制处理的例子进行说明。

在本实施方式的车载用电力变换系统1与上述第一实施方式的车载用电力变换系统1中，控制装置60的逆变器控制处理不同。在此，在以下对本实施方式的控制装置60的逆变器控制处理进行说明。

控制装置60代替图9而按照图10的流程图来进行逆变器控制处理。图10的流程图是在图9流程图中追加步骤S130B、S160的流程图。

首先，在步骤S100中，作为未进行放电控制而判定为NO，在下一步骤S110中，作为汽车发生碰撞而判定为YES。于是，在下一步骤S140中，通过电压传感器70来检测平滑电容器20的两电极电压Vin。

接着，在步骤S160中，根据电压传感器70的检测值来判定平滑电容器20的两电极电压Vin是否上升。

在此，将在第n次的步骤S140中由电压传感器70检测的平滑电容器20的两电极电压Vin设为检测电压Vin(n)，将在第(n-1)次的步骤S140中由电压传感器70检测的平滑电容器20的两电极电压Vin设为检测电压Vin(n-1)。

例如，在继电器单元50打开平滑电容器20与高电压电源3之间后，三相交流电动机2通过压缩机构2b内的制冷剂压力而使电力再生。于是，当基于该再生的电力而将电荷积存于平滑电容器20时，检测电压Vin(n)比检测电压Vin(n-1)大。此时，作为平滑电容器20的两电极电压Vin上升而判定为YES。伴随于此，在步骤S130B中，进行与图3的步骤S130的放电控制处理相同的放电控制处理。

在此，当电子控制装置5通过继电器单元50而断开平滑电容器30以及高电压电源3之间时，在假定转子84通过压缩机构2b内的制冷剂压力而向反方向旋转的情况下，在放电控制处理(步骤S130B)中使转矩产生，该转矩使转子84向正方向旋转。

并且，当电子控制装置5通过继电器单元50而断开平滑电容器30以及高电压电源3之间时，在假定转子84通过压缩机构2b内的制冷剂压力而向正方向旋转的情况下，在放电控制处理(步骤S130B)中使转矩产生，该转矩使转子84向反方向旋转。

另外，将在通常运转控制(步骤S120)中使三相交流电动机2的转子84旋转的方向作为正方向。将相对于在通常运转控制(步骤S120)中使三相交流电动机2的转子84旋转的方向的相反方向作为反方向。

当像这样电子控制装置5通过继电器单元50而断开平滑电容器30以及高电压电源3之间时，在转子84中，在向抑制转动体84通过压缩机构2b内的制冷剂压力而旋转的方向上产生转矩。

其后，回到步骤S100，在步骤S100中判定为YES，并在下一步骤S140中，通过电压传感器70来检测平滑电容器20的两电极电压Vin。将该检测的平滑电容器20的两电极电压Vin设为电压Vin(n+1)。

当检测电压Vin(n+1)比检测电压Vin(n)大时，作为平滑电容器20的两电极电压Vin上升而判定为YES。伴随于此，在步骤S130B中进行放电控制处理。

其后，只要平滑电容器20的两电极电压Vin上升，则重复步骤S100的YES判定、步骤S140(两电极电压Vin的检测处理)、步骤S160的YES判定，以及步骤S130B(放电控制处理)。由此，能够使电荷从平滑电容器20持续地放电。

其后，在第(n+m)次的步骤S140中，通过电压传感器70来检测平滑电容器20的两电极电压Vin。此时，将由电压传感器70检测到的检测电压设为检测电压Vin(n+m)，将在第(n+m-1)次的步骤S140中由电压传感器70检测到的平滑电容器20的两电极电压Vin设为检测电压Vin(n+m-1)。

当检测电压Vin(n+m)比检测电压Vin(n+m-1)小时，作为平滑电容器20的两电极电压Vin降低而在步骤S160中判定为NO。

其后，在步骤S145中，作为平滑电容器20的两电极电压Vin为规定电压以上而判定为YES。伴随于此，在步骤S130中，控制逆变电路10以进行平滑电容器20的放电控制处理。

接着，在步骤S100中判定为YES，并经过步骤S140(两电极电压Vin的检测处理)以及步骤S160的NO判定后，当在步骤S145判定为NO时，在步骤S150控制逆变电路10并使平滑电容器20的放电控制处理停止。

根据以上说明的本实施方式，在汽车产生碰撞的情况下，当判定为三相交流电动机2发电且平滑电容器20的两电极电压Vin通过该发电的电力而上升时，控制装置60在汽车发生碰撞时，在三相交流电动机2中在向抑制转子84通过压缩机构2b内的制冷剂压力而旋转的方向上产生转矩。由此，与上述第一实施方式相同，能够在短时间内大量地消耗平滑电容器20的电荷。因此，当汽车发生碰撞时，能够在短时间内使平滑电容器20的正电极以及负电极之间的电压变为满足碰撞安全法规的规定电压以下。因此，当汽车发生碰撞时，能够缩短平滑电容器20的放电所需要的时间。

另外，在本实施方式中，n-1、n、n+1、n+m-1、n+m分别表示步骤S的进行次数。

(其他实施方式)

在上述第一～第三实施方式中，与上述第四实施方式相同，当汽车产生碰撞时，在三相交流电动机2中也可以在向抑制转子84通过压缩机构2b内的制冷剂压力而旋转的方向的相反方向上产生转矩。

在上述第一～第四实施方式中，对使用三相交流电动机2作为本发明的电动机的例子进行了说明，但代替该例，也可以将n(≠3)相交流电动机作为本发明的电动机。n是满足n＝2或n＞4的整数。

在上述第一～第四实施方式中，对使用同步交流电动机作为本发明的电动机的例子进行了说明，但代替该例，也可以将异步交流电动机作为本发明的电动机。

在上述第一～第四实施方式中，对当汽车发生碰撞时，作为汽车产生异常而在步骤S110判定为YES的例子进行了说明，但代替该例，也可以在汽车发生碰撞以外的异常状态时，作为汽车发生异常在步骤S110判定为YES。

在上述第一～第四实施方式中，对由本发明的电动机构成电动压缩机的例子进行了说明，但代替该例，也可以用电动水泵、空调装置用送风机等的辅助机器构成本发明的电动机。所述辅助机器是具有与汽车的行驶、停止、操舵等无关的功能的机器，并且是在汽车发生碰撞后，在汽车的安全上有可能产生转矩的机器。

直流电源与高电压电源3对应，电动机与三相交流电动机2对应，驱动电路与逆变电路10对应。电容器与平滑电容器20对应，继电器开关与继电器单元50对应，异常判定装置与步骤S110对应。步骤S130与放电控制装置对应，电流检测装置与电流传感器71对应，电压检测装置与电压传感器70对应。步骤S145与第一电压判定装置对应，步骤S160与第二电压判定装置对应，开关元件与晶体管SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6对应。

在此，本申请所记载的流程图或流程图的处理由多个部分(或被称为步骤)构成，各部分表现为例如S100。进一步，各部分能够分割为多个小节，另一方面，也能够合并多个部分来作为一个部分。进一步，这样构成的各部分也可以被称为装置、模块、方法。

本发明依照实施例来描述，但应理解本发明不限于该实施例、结构。本发明也包含各种变形例、均等范围内的变形。此外，各种的组合或形态、仅含有其中一个要素或含有更多的或更少的要素的其他的组合或形态也进入了本发明的范畴或思想范围。

Claims (7)

1.一种车载电动机用的控制装置，该车载电动机用的控制装置基于直流电源(3)的输出电压来控制驱动车载电动机(2)的驱动电路(10)，其特征在于，

在所述直流电源与所述驱动电路之间配置有电容器(20)，该电容器使从所述直流电源输出到所述驱动电路的所述输出电压稳定，

在所述直流电源与所述电容器之间设置有继电器开关(50)，该继电器开关将所述直流电源与所述电容器之间连接或断开，

所述车载电动机用的控制装置具备：

异常判定装置(64)，该异常判定装置判定汽车是否发生异常；以及

放电控制装置(63)，当所述异常判定装置判定所述汽车发生异常时，所述放电控制装置控制所述驱动电路，以在所述继电器开关将所述直流电源与所述电容器之间断开的状态下，基于所述电容器的输出电压而在所述电动机产生转矩，

所述电动机具备：

定子线圈(80)，该定子线圈通过从所述驱动电路输出的输出电流来产生磁场；以及

转子(84)，该转子通过在所述定子线圈产生的磁场而旋转，

所述车载电动机用的控制装置进一步具备推定装置，当所述异常判定装置判定所述汽车发生异常时，该推定装置推定所述转子的位置，

当所述异常判定装置判定所述汽车发生异常时，在所述继电器开关将所述直流电源与所述电容器之间断开的状态下，所述放电控制装置控制所述驱动电路以在所述定子线圈产生磁场，所述磁场产生转矩，所述转矩使所述转子从由所述推定装置推定出的所述转子的位置旋转规定角度。

2.根据权利要求1所述的车载电动机用的控制装置，其特征在于，

所述电动机具备：

定子线圈(80)，该定子线圈通过从所述驱动电路输出的输出电流来产生磁场；以及

转子(84)，该转子通过在所述定子线圈产生的磁场而旋转，

当所述异常判定装置判定所述汽车发生异常时，在所述继电器开关将所述直流电源与所述电容器之间断开的状态下，所述放电控制装置控制所述驱动电路而在所述定子线圈产生作为所述磁场的旋转磁场，从而产生使所述转子以规定转速旋转的转矩。

3.根据权利要求1所述的车载电动机用的控制装置，其特征在于，

当所述异常判定装置判定所述汽车发生异常时，所述推定装置基于电流检测装置(71)的检测值来推定所述转子的位置，所述电流检测装置检测从所述驱动电路输出到所述定子线圈的输出电流。

4.根据权利要求2所述的车载电动机用的控制装置，其特征在于，

所述驱动电路是逆变电路，该逆变电路在所述电动机的每一相设置有串联连接的一对开关元件，并且所述每一相的所述一对开关元件并联连接于正极母线(11)与负极母线(12)之间，

所述放电控制装置基于所述电容器的输出电压来开关所述每一相的所述一对开关元件，以将交流电流从所述逆变电路输出到所述定子线圈而在所述定子线圈产生所述磁场。

5.根据权利要求1所述的车载电动机用的控制装置，其特征在于，

进一步具备第一电压判定装置，该第一电压判定装置基于电压检测装置(70)的检测值来判定所述电容器的正电极与负电极之间的电压是否为规定电压以上，所述电压检测装置检测所述电容器的正电极与负电极之间的电压，

当所述异常判定装置判定所述汽车发生异常，并且所述第一电压判定装置判定所述电容器的正电极与负电极之间的电压为规定电压以上时，在所述继电器将所述直流电源与所述电容器之间断开的状态下，所述放电控制装置对所述驱动电路进行控制。

6.根据权利要求1所述的车载电动机用的控制装置，其特征在于，

进一步具备第二电压判定装置，该第二电压判定装置基于电压检测装置(70)的检测值来判定所述电容器的正电极与负电极之间的电压是否上升，所述电压检测装置检测所述电容器的正电极与负电极之间的电压，

当所述异常判定装置判定所述汽车发生异常，并且所述第二电压判定装置判定所述电容器的正电极与负电极之间的电压上升时，在所述继电器将所述直流电源与所述电容器之间断开的状态下，所述放电控制装置对所述驱动电路进行控制。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的车载电动机用的控制装置，其特征在于，

所述电动机是驱动压缩机构(2b)的电动机，所述压缩机构压缩制冷剂。