DE102017106056A1

DE102017106056A1 - Fahrzeuginterne wechselrichtervorrichtung und fahrzeuginterne fluidmaschine

Info

Publication number: DE102017106056A1
Application number: DE102017106056.1A
Authority: DE
Inventors: Takao Kawasaki; Yoshiki Nagata; Fumihiro KAGAWA; Shunsuke AMBO; Koki Suzuki
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2017-09-28
Also published as: KR101959364B1; JP6597446B2; US20170274735A1; CN107302320B; JP2017184328A; CN107302320A; US10434842B2; KR20170113142A

Abstract

Eine fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung weist eine Rauschreduktionsschaltung auf, die eine Gleichtaktdrosselspule aufweist, die konfiguriert ist, um Gleichtaktrauschen und normales Rauschen, das in der Gleichstromleistung enthalten ist, zu reduzieren, und eine Wechselrichterschaltung, die die Gleichstromleistung empfängt, in der das Rauschen reduziert ist. Die Rauschreduktionsschaltung weist auf: einen eingangsseitigen Kondensator und einen eingangsseitigen Widerstand, der auf der Eingangsseite der Drosselspule vorgesehen ist; einen ausgangsseitigen Kondensator und einen ausgangsseitigen Widerstand, der auf der Ausgangsseite der Drosselspule vorgesehen ist; eine erste Filterschaltung, die die Drosselspule, den eingangsseitigen Kondensator und den eingangsseitigen Widerstand aufweist; und eine zweite Filterschaltung, die die Drosselspule, den ausgangsseitigen Kondensator und den ausgangsseitigen Widerstand aufweist. Die erste und die zweite Filterschaltung reduzieren das in der Wechselrichterschaltung erzeugte Leckrauschen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung und eine fahrzeuginterne Fluidmaschine.
Das japanische Patent Nr. 5039515 offenbart eine fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung, die Gleichstromleistung in Wechselstromleistung umwandelt. Diese fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung weist eine Wechselrichterschaltung mit Schaltelementen auf.
Gleichstromleistung, die durch eine fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung umgewandelt werden soll, kann sowohl durch Gleichtaktrauschen als auch durch normales Rauschen verunreinigt werden. In diesem Fall können diese beiden Rauschtypen die normale Leistungsumwandlung durch die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung behindern.
In einer Wechselrichterschaltung können beispielsweise Schaltvorgänge durch Schaltelemente oder dergleichen Rauschen erzeugen. Wenn das Rauschen aus dem fahrzeuginternen Wechselrichter entweicht, kann es sich nachteilig auf andere fahrzeuginterne Geräte auswirken, die mit der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung verbunden sind.
Insbesondere da die Spezifikationen der fahrzeuginternen Vorrichtungen, die mit der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung verbunden sind, sich je nach Fahrzeugtyp unterscheiden, kann das Frequenzband des unerwünschten Rauschens je nach Fahrzeugtyp unterschiedlich sein. Aus diesem Grund sind manchmal fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtungen erwünscht, die das Entweichen von Rauschen in einem breiten Frequenzband unterdrücken, so dass die Vorrichtungen auf verschiedene Fahrzeugtypen angewendet werden können.
In einer fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung können eine oder mehrere unbeabsichtigte Resonanzschaltungen aufgrund einer parasitären Kapazität oder dergleichen gebildet werden. In diesem Fall kann das Rauschen einer Frequenz nahe der Resonanzfrequenz des vorstehend erwähnten unbeabsichtigten Resonanzkreises in der Amplitude ansteigen. Wenn das Frequenzband des Rauschens, für das ein Entweichen unterdrückt werden soll, erweitert wird, um die Vielseitigkeit zu verbessern, wie vorstehend beschrieben, kann eine Resonanzfrequenz in diesem Frequenzband enthalten sein, so dass ein Entweichen von Rauschen bei Frequenzen nahe der Resonanzfrequenz nicht ausreichend unterdrückt werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung und eine fahrzeuginterne Fluidmaschine bereitzustellen, die in der Lage sind, das Entweichen von Rauschen zu unterdrücken, das in einer Wechselrichterschaltung in einem breiten Frequenzband erzeugt wird.
Um das vorgenannte Ziel zu erreichen, wird eine fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung bereitgestellt, die konfiguriert ist, Gleichstromleistung in Wechselstromleistung umzuwandeln. Die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung enthält eine Rauschreduktionsschaltung und eine Wechselrichterschaltung. Die Rauschreduktionsschaltung enthält eine Gleichtaktdrosselspule, die konfiguriert ist, das Gleichtaktrauschen und das normale Rauschen, das in der Gleichstromleistung enthalten ist, zu reduzieren. Die Wechselrichterschaltung enthält ein Schaltelement und empfängt die Gleichstromleistung, in der das Rauschen durch die Rauschreduktionsschaltung reduziert worden ist. Die Rauschreduktionsschaltung enthält einen eingangsseitigen Kondensator und einen eingangsseitigen Widerstand, einen ausgangsseitigen Kondensator und einen ausgangsseitigen Widerstand, eine erste Filterschaltung und eine zweite Filterschaltung. Der eingangsseitige Kondensator und der eingangsseitige Widerstand sind auf einer Eingangsseite der Gleichtaktdrosselspule vorgesehen und in Reihe/Serie miteinander verbunden. Der ausgangsseitige Kondensator und der ausgangsseitige Widerstand sind auf einer Ausgangsseite der Gleichtaktdrosselspule vorgesehen und in Reihe/Serie miteinander verbunden. Die erste Filterschaltung enthält die Gleichtaktdrosselspule, den eingangsseitigen Kondensator und den eingangsseitigen Widerstand. Die zweite Filterschaltung enthält die Gleichtaktdrosselspule, den ausgangsseitigen Kondensator und den ausgangsseitigen Widerstand. Die erste Filterschaltung und die zweite Filterschaltung sind so konfiguriert, dass sie das in der Wechselrichterschaltung erzeugte Leckrauschen verringern.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:
1 ein Blockdiagramm ist, das schematisch eine fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung, einen fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressor und ein Fahrzeug darstellt;
2 ein Schaltbild ist, das die elektrische Konfiguration der Wechselrichterschaltung zeigt;
3 ein Schaltbild ist, das die elektrische Konfiguration der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung zeigt;
4A ein Graph ist, der die Frequenzcharakteristik einer Rauschreduktionsschaltung, mit keiner Filterschaltungen, in Bezug auf Leckrauschen zeigt;
4B ein Graph ist, der die Frequenzcharakteristik einer Rauschreduktionsschaltung, mit einem ausgangsseitigen Kondensator, in Bezug auf Leckrauschen zeigt;
4C ein Graph ist, der die Frequenzcharakteristik einer Rauschreduktionsschaltung mit einer zweiten Filterschaltung, in Bezug auf Leckrauschen zeigt; und
4D ein Graph ist, der die Frequenzcharakteristik einer Rauschreduktionsschaltung mit zwei Filterschaltungen, in Bezug auf Leckrauschen zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung und eine fahrzeuginterne Fluidmaschine, die die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung gemäß einer Ausführungsform aufnimmt, werden nun beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist die fahrzeuginterne Fluidmaschine ein fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor, der in einer fahrzeuginternen Klimaanlage verwendet wird.
Es wird nun ein Umriss der fahrzeuginternen Klimaanlage und des fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressors beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Fahrzeug 100 eine fahrzeuginterne Klimaanlage 101 auf, die einen fahrzeuginternen, motorgetriebenen Kompressor 10 und einen externen Kältemittelkreislauf 102 aufweist. Der externe Kältemittelkreislauf 102 liefert Kältemittel, das flüssig ist, an den fahrzeuginternen, motorgetriebenen Kompressor 10. Der externe Kältemittelkreislauf 102 umfasst beispielsweise einen Wärmetauscher und ein Expansionsventil. Der fahrzeuginterne motorgetriebene Kompressor 10 komprimiert das Kältemittel und der externe Kältemittelkreislauf 102 führt einen Wärmeaustausch des Kältemittels aus und expandiert das Kältemittel. Dies ermöglicht es der fahrzeuginternen Klimaanlage 101, den Fahrgastraum zu kühlen oder zu erwärmen.
Die fahrzeuginterne Klimaanlage 101 umfasst eine Klimaanlagen ECU 103, die die gesamte fahrzeuginterne Klimaanlage 101 steuert. Die Klimaanlagen ECU 103 ist so konfiguriert, dass sie Parameter wie die Temperatur des Fahrgastraums und eine durch einen Benutzer eingestellte Temperatur (eine Zieltemperatur) erhält. Basierend auf diesen Parametern gibt die Klimaanlagen-ECU 103 verschiedene Befehle, wie beispielsweise einen EIN-AUS-Befehl, an den fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressor 10.
Der fahrzeuginterne motorgetriebene Kompressor 10 weist einen Elektromotor 11 und einen Kompressionsabschnitt 12, der das Kältemittel durch Antreiben des Elektromotors 11 komprimiert, auf.
Der Elektromotor 11 weist eine Drehwelle 21 auf, einen an der Drehwelle 21 befestigten Rotor 22, einen gegenüber dem Rotor 22 angeordneten Stator 23 und dreiphasige Spulen 24u, 24v, 24w, die um den Stator 23 gewickelt sind. Wie in 2 dargestellt sind die Spulen 24u, 24v, 24w verbunden und bilden eine Y-Verbindung. Der Rotor 22 und die Drehwelle 21 drehen sich, wenn die Spulen 24u, 24v, 24w in einem vorbestimmten Muster elektrisiert werden.
Wenn der Elektromotor 11 arbeitet, komprimiert der Kompressionsabschnitt 12 Kältemittel. Insbesondere wenn die Drehwelle 21 gedreht wird, komprimiert der Kompressionsabschnitt 12 Kältemittel, das von dem externen Kältemittelkreislauf 102 zugeführt wird, und entlädt das komprimierte Kältemittel. Der Kompressionsabschnitt 12 kann irgendein Typ sein, wie beispielsweise ein Spiral-Typ, ein Kolben-Typ und ein Flügel-Typ.
Der fahrzeuginterne motorgetriebene Kompressor 10 weist eine fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 zum Antreiben des Elektromotors 11 auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 an dem fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressor befestigt. Beispielsweise weist der fahrzeuginterne motorgetriebene Kompressor 10 ein Gehäuse auf, das den Kompressionsabschnitt 12 und den Elektromotor 11 aufnimmt, und die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 ist an dem Gehäuse befestigt.
Das Fahrzeug 100 weist eine fahrzeuginterne elektrische Speichervorrichtung 104 und eine fahrzeuginterne Vorrichtung 105 auf. Die fahrzeuginterne elektrische Speichervorrichtung 104 dient als eine Gleichstromleistungsversorgung, die der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung 30 Gleichstromleistung zuführt. Die fahrzeuginterne Vorrichtung 105 ist getrennt von der fahrzeuginternen Klimaanlage 101 vorgesehen.
Die fahrzeuginterne elektrische Speichervorrichtung 104 kann von jeder Art sein, solange sie Gleichstromleistung laden/entladen kann. Beispielsweise kann eine wiederaufladbare Batterie oder ein elektrischer Doppelschichtkondensator verwendet werden. Die fahrzeuginterne elektrische Speichervorrichtung 104 ist elektrisch sowohl mit einem Verbinder 31 verbunden, der in der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung 30 vorgesehen ist, als auch der fahrzeuginternen Vorrichtung 105, und versorgt sowohl die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 als auch die fahrzeuginterne Vorrichtung 105 mit Energie. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform sind die fahrzeuginterne Vorrichtung 105 und die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 parallel zu der fahrzeuginternen elektrischen Speichervorrichtung 104 geschaltet und die fahrzeuginterne elektrische Speichervorrichtung 104 wird von der fahrzeuginternen Vorrichtung 105 und der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung 30 geteilt.
Die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 enthält eine Rauschreduktionsschaltung 32 und eine Wechselrichterschaltung 33. Die Rauschreduktionsschaltung 32 verringert sowohl das normale Rauschen als auch das Gleichtaktrauschen, das in der von dem Verbinder 31 gelieferten Gleichstromleistung enthalten ist. Die Wechselrichterschaltung 33 empfängt Gleichstromleistung, bei der das Rauschen durch die Rauschreduktionsschaltung 32 reduziert wurde, und wandelt die Gleichstromleistung in Wechselstromleistung um.
Angesichts der Tatsache, dass die Gleichstromleistung von der fahrzeuginternen elektrischen Speichervorrichtung 104 an den Verbinder 31 geliefert wird, wird die von dem Verbinder 31 gelieferte Gleichstromleistung als Gleichstromleistung angesehen, die von der fahrzeuginternen elektrischen Speichervorrichtung 104 zugeführt wird In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Verbinder 31 einem Leistungseingangsabschnitt.
Die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 enthält eine Schaltungsplatine 34, auf der die Rauschreduktionsschaltung 32 und die Wechselrichterschaltung 33 montiert sind. Gemusterte Spuren sind auf der Leiterplatte 34 vorgesehen. Die gemusterten Spuren umfassen flache plattenförmige Abschnitte, wie beispielsweise Sammelschienen.
Zum Zwecke der Veranschaulichung wird zuerst die Wechselrichterschaltung 33 beschrieben.
Wie in 2 gezeigt ist, hat die Wechselrichterschaltung 33 zwei Wechselrichtereingangsanschlüsse 33a, 33b, die mit der Rauschreduktionsschaltung 32 verbunden sind, und drei Wechselrichterausgangsanschlüsse 33u, 33v, 33w, die mit dem Elektromotor 11 verbunden sind.
Die Wechselrichterschaltung 33 enthält U-Phasen-Schaltelemente Qu1, Qu2 entsprechend der U-Phasen-Spule 24u, die V-Phasen-Schaltelemente Qv1, Qv2 entsprechend der V-Phasen-Spule 24v und die W-Phasen-Schaltelemente Qw1, Qw2 entsprechend der W-Phasen-Spule 24w.
Die Schaltelemente Qu1, Qu2, Qv1, Qv2, Qw1 und Qw2 (nachfolgend einfach als Schaltelemente Qu1 bis Qw2 bezeichnet) sind jeweils Leistungsschaltelemente, beispielsweise bestehend aus einem Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT). Die Schaltelemente Qu1 bis Qw2 sind nicht auf IGBTs beschränkt, sondern können jegliche Art von Schaltelementen sein. Die Schaltelemente Qu1 bis Qw2 enthalten Freilaufdioden (Körperdioden) Du1 bis Dw2.
Die U-Phasen-Schaltelemente Qu1, Qu2 sind in Reihe durch eine Verbindungsleitung verbunden, die mit der U-Phasen-Spule 24u über einen U-Phasen Wechselrichterausgangsanschluss 33u verbunden ist. Der Kollektor des ersten U-Phasen-Schaltelements Qu1 ist mit dem ersten Wechselrichtereingangsanschluss 33a verbunden. Der Emitter des zweiten U-Phasen-Schaltelements Qu2 ist mit dem zweiten Wechselrichtereingangsanschluss 33b verbunden.
Mit Ausnahme der verbundenen Spule, haben die anderen Schaltelemente Qv1, Qv2, Qw1, Qw2 die gleiche Verbindungsstruktur wie die U-Phasen-Leistungsschaltelemente Qu1, Qu2. Das heißt, die Verbindungsleitung, die die V-Phasen-Schaltelemente Qv1, Qv2 in Reihe verbindet, ist über einen V-Phasen-Wechselrichterausgangsanschluss 33v mit der V-Phasen-Spule 24v verbunden und die Verbindungsleitung, die die W-Phasen-Schaltelemente Qw1, Qw2 in Reihe verbindet, ist über eine W-Phasen-Wechselrichterausgangsanschluss 33w mit der W-Phasen-Spule 24w verbunden.
Die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 enthält eine Steuerung 35, die die Wechselrichterschaltung 33 steuert (insbesondere Schaltvorgänge der Schaltelemente Qu1 bis Qw2). Die Steuerung 35 ist elektrisch mit der Klimaanlagen ECU 103 verbunden. Basierend auf Befehlen von der Klimaanlagen ECU 103 schaltet die Steuerung 35 periodisch die Schaltelemente Qu1 bis Qw2 ein und aus. Insbesondere führt die Steuerung 35 basierend auf Befehlen von der Klimaanlagen ECU 103 eine Pulsbreitenmodulationssteuerung (PWM-Steuerung) an den Schaltelementen Qu1 bis Qw2 durch. Genauer gesagt verwendet die Steuerung 35 ein Trägersignal und ein befohlenes Spannungswertsignal (Vergleichsbeispielsignal), um Steuersignale zu erzeugen. Die Steuerung 35 führt eine EIN-AUS-Steuerung an den Schaltelementen Qu1 bis Qw2 durch, indem sie die erzeugten Steuersignale verwendet, wodurch bewirkt wird, dass die Wechselrichterschaltung 33 Leistung umwandelt.
Die fahrzeuginterne Vorrichtung 105 wird nun beschrieben.
Wie in 3 gezeigt ist, ist die fahrzeuginterne Vorrichtung 105 beispielsweise eine Leistungssteuereinheit (PCU), die den an dem Fahrzeug 100 angebrachten Motor antreibt, indem die von der fahrzeuginternen elektrischen Speichervorrichtung 104 gelieferte Gleichstromleistung verwendet wird. Die Vorrichtung 105 umfasst beispielsweise einen Verstärkungswandler 105a und einen nicht dargestellten Fahrwechselrichter. Der Verstärkungswandler 105a enthält ein Verstärkungsschaltelement und schaltet das Verstärkungsschaltelement periodisch ein und aus, um die Gleichstromleistung der fahrzeuginternen elektrischen Speichervorrichtung 104 zu erhöhen. Der Fahrwechselrichter wandelt die Gleichstromleistung, die durch den Verstärkungswandler 105a verstärkt wurde, in Antriebsenergie um, die den Fahrmotor antreiben kann. Zusätzlich enthält die fahrzeuginterne Vorrichtung 105 einen Stromversorgungskondensator C0, der parallel zu dem Verstärkungswandler 105a und der fahrzeuginternen elektrischen Speichervorrichtung 104 geschaltet ist.
In der vorstehend beschriebenen Konfiguration fließt Rauschen, das aufgrund von Schaltvorgängen des Verstärkungsschaltelements erzeugt wird, in die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 als normales Rauschen. Mit anderen Worten enthält das normale Rauschen eine Rauschkomponente, die der Schaltfrequenz des Verstärkungsschaltelements entspricht. Die der Schaltfrequenz des Verstärkungsschaltelements entsprechende Rauschkomponente kann nicht nur eine Rauschkomponente mit der gleichen Frequenz wie die Schaltfrequenz, sondern auch deren harmonische Komponenten enthalten.
Die Rauschreduktionsschaltung 32 wird nun beschrieben.
Wie in 3 gezeigt ist, enthält die Rauschreduktionsschaltung 32 zwei Eingangsabschnitte 41a, 41b und zwei Ausgangsabschnitte 42a, 42b.
Die Eingangsabschnitte 41a, 41b der Rauschreduktionsschaltung 32 sind mit dem Verbinder 31 über Drähte (z. B. Kabelbäume) 43a, 43b verbunden, die in der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung 30 vorgesehen sind. Insbesondere ist der erste Eingangsabschnitt 41a von den Eingangsabschnitten 41a, 41b mit dem ersten Draht 43a verbunden und der zweite Eingangsabschnitt 41b ist mit dem zweiten Draht 43b verbunden. Als Ergebnis wird die Gleichstromleistung von der fahrzeuginternen elektrischen Speichervorrichtung 104 an die Rauschreduktionsschaltung 32 geliefert.
Die Ausgangsabschnitte 42a, 42b der Rauschreduktionsschaltung 32 sind mit der Wechselrichterschaltung 33 verbunden (genauer mit den Wechselrichtereingangsanschlüssen 33a, 33b). Als Ergebnis wird die Gleichstromleistungsausgang von den Ausgangsabschnitten 42a, 42b der Rauschreduktionsschaltung 32 an die Wechselrichterschaltung 33 geliefert.
Die Eingangsabschnitte 41a, 41b der Rauschreduktionsschaltung 32 sind lediglich eine begriffliche Darstellung der elektrischen Eingangsabschnitte der Rauschreduktionsschaltung 32 und können oder können nicht durch Anschlüsse bestehen. Gleiches gilt für die Ausgangsabschnitte 42a, 42b der Rauschreduktionsschaltung 32. Kurz gesagt, sind die physikalischen Konfigurationen (z. B. Anschlüsse) der Eingangsabschnitte 41a, 41b und der Ausgangsabschnitte 42a, 42b nicht notwendigerweise erforderlich.
Die Rauschreduktionsschaltung 32 enthält eine Gleichtaktdrosselspule 50, die sowohl das Gleichtaktrauschen als auch das normale Rauschen, das in der von dem Verbinder 31 gelieferten Gleichstromleistung enthalten ist, verringert.
Die Gleichtaktdrosselspule 50 weist eine erste Wicklung 51 und eine zweite Wicklung 52 auf. Die Wicklungen 51, 52 sind so gewickelt, dass, wenn Gleichtaktströme oder Ströme in der gleichen Richtung durch die Wicklungen 51 und 52 strömen, magnetische Flüsse die sich gegenseitig verstärken erzeugt werden, und dass wenn normale Betriebsströme oder Ströme in der entgegengesetzten Richtung durch die Wicklungen 51 und 52 strömen, gegenseitig auflösende magnetische Flüsse erzeugt werden. Wenn normale Betriebsströme durch die Wicklungen 51 und 52 strömen, wird ein Leckmagnetfluss in der Gleichtaktdrosselspule 50 erzeugt. Die Gleichtaktdrosselspule 50 verringert das normale Rauschen mit dem magnetischen Leckfluss. Die Gleichtaktdrosselspule 50 weist einen Kern auf, um den die Wicklungen 51 und 52 gewickelt sind.
Die Rauschreduktionsschaltung 32 enthält eine erste Eingangsleitung 61a, die den ersten Eingangsabschnitt 41a und das Eingangsende der ersten Wicklung 51 miteinander verbindet, und eine zweite Eingangsleitung 61b, die den zweiten Eingangsabschnitt 41b und das Eingangsende der zweiten Wicklung 52 miteinander verbindet. Die Rauschreduktionsschaltung 32 enthält eine erste Ausgangsleitung 62a, die den ersten Ausgangsabschnitt 42a und das Ausgangsende der ersten Wicklung 51 miteinander verbindet, und eine zweite Ausgangsleitung 62b, die den zweiten Ausgangsabschnitt 42b und das Ausgangsende der zweiten Wicklung 52 miteinander verbindet.
Wenn die Schaltelemente Qu1 bis Qw2 der Wechselrichterschaltung 33 periodisch ein- und ausgeschaltet werden, wird ein Leckrauschen in der Wechselrichterschaltung 33 erzeugt. Das Leckrauschen enthält die Trägerfrequenz, die die Frequenz des verwendeten Trägersignals ist, das für die PWM-Steuerung der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 verwendet wird, und die harmonischen Komponenten der Trägerfrequenz. Das Frequenzband des Leckrauschens ist daher breit.
Zusätzlich können, wie in 3 dargestellt, parasitäre Kondensatoren Cx1, Cx2 in der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung 30 erzeugt werden. Die parasitären Kondensatoren Cx1, Cx2 werden aufgrund der Struktur der Gleichtaktdrosselspule 50 oder aufgrund der Struktur der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung 30 sowie der Wechselwirkung mit der Schaltungsplatine 34 erzeugt. Die parasitären Kondensatoren Cx1, Cx2 sind auf den gegenüberliegenden Seiten der Gleichtaktdrosselspule 50 ausgebildet. Der eingangsseitige parasitäre Kondensator Cx1 wird auf der Eingangsseite der Gleichtaktdrosselspule 50 erzeugt und der ausgangsseitige parasitäre Kondensator Cx2 wird auf der Ausgangsseite der Gleichtaktdrosselspule 50 erzeugt.
Ebenso existieren parasitäre Induktivitäten Lx1, Lx2 in den Drähten 43a, 43b, die den Verbinder 31 und die Rauschreduktionsschaltung 32 miteinander verbinden. Die Leitungen 61a, 61b, 62a, 62b und die Drähte, die die Rauschreduktionsschaltung 32 und die Wechselrichterschaltung 33 miteinander verbinden, sind ausreichend kürzer als die Drähte 43a, 43b. Daher sind in der vorliegenden Ausführungsform die parasitären Induktivitäten dieser Drähte vernachlässigbar.
Die Kapazitäten der parasitären Kondensatoren Cx1, Cx2 (nachfolgend auch als parasitäre Kapazitäten bezeichnet) und die Induktivitäten der parasitären Induktoren Lx1, Lx2 (nachfolgend auch als parasitäre Induktivitäten bezeichnet) sind meist vernachlässigbar niedrig. Somit sind die Einflüsse der parasitären Kapazitäten und der parasitären Induktivitäten vernachlässigbar für Leckrauschen in relativ niederfrequenten Bändern.
Die Erfinder konzentrierten die Aufmerksamkeit auf die Tatsache, dass die parasitäre Kapazität und die parasitäre Induktivität für Leckrauschen in Hochfrequenzbändern nicht ignoriert werden können.
Das heißt, die Existenz der parasitären Kondensatoren Cx1, Cx2 und der parasitären Induktoren Lx1, Lx2 erzeugt eine oder mehrere unbeabsichtigte Resonanzschaltungen in der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung 30. Solche unbeabsichtigten Resonanzschaltungen beinhalten einen, der die Gleichtaktdrosselspule 50 und mindestens einen der parasitären Kondensatoren Cx1, Cx2 beinhaltet, und einen, der sowohl die parasitären Induktoren Lx1, Lx2 als auch den eingangsseitigen parasitären Kondensator Cx1 enthält.
Da die parasitären Kapazitäten und die parasitären Induktivitäten relativ niedrige Werte sind, neigen die Resonanzfrequenzen der obigen unbeabsichtigten Resonanzschaltungen dazu hoch zu sein. Aus diesem Grund neigen die Resonanzfrequenzen des unbeabsichtigten Resonanzschaltungen dazu, wenn das Frequenzband, in dem das Leckrauschen verringert werden soll (nachfolgend als Reduktionszielband bezeichnet), relativ schmal ist und der obere Grenzwert des Reduktionszielbandes relativ niedrig ist, höher zu sein als das Reduktionszielband.
Wenn das Reduktionszielband breit ist, kann das Reduktionszielband die Resonanzfrequenzen der vorstehend erwähnten unbeabsichtigten Resonanzschaltungen aufweisen. In diesem Fall kann ein Leckrauschen einer Frequenz nahe den Resonanzfrequenzen der vorstehend erwähnten unbeabsichtigten Resonanzschaltungen nicht ausreichend reduziert werden, da die Amplitude des Leckrauschens durch das Resonanzphänomen erhöht wird.
Im Gegensatz dazu ist die Rauschreduktionsschaltung 32 der vorliegenden Ausführungsform so konfiguriert, dass sie Leckrauschen in einem breiten Reduktionszielband verringert, das Frequenzen nahe den Resonanzfrequenzen der vorstehend erwähnten unbeabsichtigten Resonanzschaltungen enthält. Das Reduktionszielband der vorliegenden Ausführungsform beträgt beispielsweise 0,53 bis 10 MHz, besonders bevorzugt 0,1 bis 30 MHz.
Insbesondere, wie in 3 gezeigt ist, enthält die Rauschreduktionsschaltung 32 einen eingangsseitigen Kondensator C1 und einen eingangsseitigen Widerstand R1, die auf der Eingangsseite der Gleichtaktdrosselspule 50 vorgesehen sind und in Reihe miteinander verbunden sind. Die Rauschreduktionsschaltung 32 enthält auch einen ausgangsseitigen Kondensator C2 und einen ausgangsseitigen Widerstand R2, die auf der Ausgangsseite der Gleichtaktdrosselspule 50 vorgesehen sind und in Reihe miteinander verbunden sind.
Der eingangsseitige Kondensator C1 und der eingangsseitige Widerstand R1 sind parallel zur Gleichtaktdrosselspule 50 geschaltet. Insbesondere ist der seriell verbundene Körper, des eingangsseitigen Kondensators C1 und des eingangsseitigen Widerstands R1, mit der ersten Eingangsleitung 61a und der zweiten Eingangsleitung 61b verbunden ist. Die Kapazität des eingangsseitigen Kondensators C1 ist höher eingestellt als die Kapazität des eingangsseitigen parasitären Kondensators Cx1. Jedoch ist die Kapazität des eingangsseitigen Kondensators C1 niedriger als die Kapazität des Stromversorgungskondensators C0.
Die Drähte 43a, 43b und der seriell verbundene Körper, des eingangsseitigen Kondensators C1 und des eingangsseitigen Widerstands R1, sind über die Eingangsleitungen 61a, 61b miteinander verbunden. Aus diesem Grund bilden die parasitären Induktoren Lx1, Lx2 und der seriell verbundene Körper, des eingangsseitigen Kondensators C1 und der eingangsseitige Widerstand R1, eine LC-Resonanzschaltung 63 mit dem eingangsseitigen Widerstand R1.
Der ausgangsseitige Kondensator C2 und der ausgangsseitige Widerstand R2 sind parallel zu der Gleichtaktdrosselspule 50 geschaltet. Insbesondere ist der seriell verbundene Körper, des ausgangsseitigen Kondensators C2 und des ausgangsseitigen Widerstands R2, mit der ersten Ausgangsleitung 62a und der zweiten Ausgangsleitung 62b verbunden. Die Kapazität des ausgangsseitigen Kondensators C2 ist höher eingestellt als die Kapazität des ausgangsseitigen parasitären Kondensators Cx2.
Die Kondensatoren C1 und C2 verhalten sich zumindest in dem Reduktionszielband vorzugsweise wie Kondensatoren. Mit anderen Worten, ist in den Kondensatoren C1 und C2 die Kapazitätskomponente zumindest im Reduktionszielband vorzugsweise dominant über die Induktivitätskomponente (ESL-Komponente).
Bei dieser Konfiguration bilden die Gleichtaktdrosselspule 50, der eingangsseitige Kondensator C1 und der eingangsseitige Widerstand R1 eine erste Filterschaltung 71. Die Gleichtaktdrosselspule 50, der ausgangsseitige Kondensator C2 und der ausgangsseitige Widerstand R2 bilden eine zweite Filterschaltung 72. Das heißt, die Rauschreduktionsschaltung 32 der vorliegenden Ausführungsform weist zwei Filterschaltungen 71, 72 auf.
In dem Reduktionszielband sind die Impedanzen der Filterschaltungen 71, 72 niedriger als die Impedanz eines unbeabsichtigten Resonanzschaltung mit mindestens einem der parasitären Kondensatoren Cx1, Cx2 als Komponente. Aus diesem Grund sind die Filterschaltungen 71, 72 über die unbeabsichtigte Resonanzschaltung in dem Reduktionszielband dominant und das Leckrauschen fließt vorzugsweise zu den Filterschaltungen 71, 72 über den unbeabsichtigten Resonanzkreis.
Der eingangsseitige Widerstand R1 ist als Komponente sowohl in der ersten Filterschaltung 71 als auch in der LC-Resonanzschaltung 63, die die parasitären Induktoren Lx1, Lx2 enthält, enthalten. Der eingangsseitige Widerstand R1 fungiert als ein Dämpfungsabschnitt, der die Q-Faktoren der ersten Filterschaltung 71 und der LC-Resonanzschaltung 63 senkt. Ähnlich ist der ausgangsseitige Widerstand R2 als eine Komponente in der zweiten Filterschaltung 72 enthalten. Der ausgangsseitige Widerstand R2 fungiert als Dämpfungsabschnitt, der den Q-Faktor der zweiten Filterschaltung 72 senkt.
Die Rauschreduktionsschaltung 32 enthält einen Glättungskondensator C3. Der Glättungskondensator C3 ist an einer Stufe hinter dem seriell verbundenen Körper, des ausgangsseitigen Kondensators C2 und dem ausgangsseitigen Widerstand R2, vorgesehen. Genauer gesagt ist der Glättungskondensator C3 näher an der Wechselrichterschaltung 33 als an dem seriell verbundenen Körper. Die Kapazität des Glättungskondensators C3 ist höher als die Kapazität des ausgangsseitigen Kondensators C2 eingestellt. Die Induktivitätskomponente (ESL-Komponente) des Glättungskondensators C3 dominiert bei Frequenzen, die gleich oder höher als eine vorbestimmte Frequenz innerhalb des Reduktionszielbandes sind. Obwohl nicht dargestellt, weist die Rauschreduktionsschaltung 32 der vorliegenden Ausführungsform einen zusätzlichen separaten Y-Kondensator auf.
Als nächstes werden die Frequenzcharakteristiken der Rauschreduktionsschaltung 32 unter Bezugnahme auf die 4A bis 4D beschrieben. 4A bis 4D sind Graphen, die die Frequenzcharakteristiken der Verstärkung G der Rauschreduktionsschaltung 32 in Bezug auf das Leckrauschen zeigen.
4A bis 4C sind zu vergleichende Graphen. Speziell, 4A zeigt die Frequenzcharakteristik in dem Fall, in dem weder die Widerstände R1, R2 noch die Kondensatoren C1, C2 vorgesehen sind. 4B zeigt die Frequenzcharakteristik in dem Fall, in dem weder die Widerstände R1, R2 noch der eingangsseitigen Kondensator C1, sondern nur der ausgangsseitige Kondensator C2 vorgesehen ist. 4C zeigt die Frequenzcharakteristik in dem Fall, in dem nur die zweite Filterschaltung 72 vorgesehen ist, aber die erste Filterschaltung 71 nicht, das heißt in dem Fall, in dem der ausgangsseitige Kondensator C2 und der ausgangsseitige Widerstand R2 vorgesehen sind. Im Gegensatz dazu zeigt 4D die Frequenzcharakteristik in dem Fall, in dem die Filterschaltungen 71 und 72 beide vorgesehen sind.
Wie in 4A gezeigt, wenn weder die Widerstände R1, R2 noch die Kondensatoren C1, C2 vorgesehen sind, sind die Resonanzfrequenz fx1, einer unbeabsichtigten Resonanzschaltung einschließlich des eingangsseitigen parasitären Kondensators Cx1 als Komponente, und die Resonanzfrequenz fx2, einer unbeabsichtigten Resonanzschaltung einschließlich des ausgangsseitigen parasitären Kondensators Cx2 als Komponente, im Reduktionszielband enthalten. Daher ist die Verstärkung in der Nähe der Resonanzfrequenzen fx1, fx2 hoch. Das heißt, das Leckrauschen mit einer Frequenz nahe den Resonanzfrequenzen fx1, fx2 wird durch die Rauschreduktionsschaltung 32 kaum reduziert.
Die zulässige Verstärkung in der fahrzeuginternen Vorrichtung 105 (mit anderen Worten, in dem Fahrzeug 100) ist als zulässige Verstärkung Gth definiert. Die Zulässige Verstärkung Gth wird beispielsweise durch internationale Standards spezifiziert. Wie in 4A dargestellt, wenn weder die Widerstände R1, R2 noch die Kondensatoren C1, C2 vorgesehen sind, ist die Verstärkung G, die dem Leckrauschen in der Nähe der Resonanzfrequenzen fx1, fx2 entspricht, höher als die zulässige Verstärkung Gth. Das heißt, es kann gesagt werden, dass das Leckrauschen in der Nähe der Resonanzfrequenzen fx1, fx2 nicht ausreichend durch die Rauschreduktionsschaltung 32 reduziert wird. Die zulässige Verstärkung Gth wird als die Schwelle der Verstärkung G angesehen, die in dem Fahrzeug 100 erforderlich ist.
Wie in 4B gezeigt ist, wenn der ausgangsseitige Kondensator C2 vorgesehen ist, der ausgangsseitige Kondensator C2, anstelle des ausgangsseitigen parasitären Kondensators Cx2, dominant. In diesem Fall ist die Verstärkung G in der Nähe der Resonanzfrequenz f2 der zweiten Filterschaltung 72 hoch.
In der Frequenzcharakteristik die in 4B gezeigt wird, ist der Q-Faktor der zweiten Filterschaltung 72 hoch, da der ausgangsseitige Widerstand R2 nicht vorgesehen ist. Daher ist die Verstärkung G in der Nähe der Resonanzfrequenz f2 der zweiten Filterschaltung 72 höher als die zulässige Verstärkung Gth.
Im Gegensatz dazu wird, wie in 4C gezeigt ist, wenn der ausgangsseitige Widerstand R2 vorgesehen ist, der Q-Faktor der zweiten Filterschaltung 72 durch den ausgangsseitigen Widerstand R2 verringert.
Unter der Bedingung, dass die Frequenz des Leckrauschens gleich der Resonanzfrequenz f2 der zweiten Filterschaltung 72 ist, wird der Q-Faktor der zweiten Filterschaltung 72, bei der die Verstärkung G der Rauschreduktionsschaltung 32 gleich der zulässigen Verstärkung Gth ist, definiert als zweiter spezifischer Q-Faktor. Mit dieser Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform wird der Widerstandswert des ausgangsseitigen Widerstands R2 auf einen Wert eingestellt, bei dem der Q-Faktor der zweiten Filterschaltung 72 niedriger ist als der zweite spezifische Q-Faktor. Daher ist die Verstärkung G in der Nähe der Resonanzfrequenz f2 der zweiten Filterschaltung 72 niedriger als die zulässige Verstärkung Gth, wie in 4C gezeigt. In diesem Fall wird das Leckrauschen in der Nähe der Resonanzfrequenz f2 der zweiten Filterschaltung 72 durch den ausgangsseitigen Widerstand R2 in Wärme umgewandelt.
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform ist der ausgangsseitige Kondensator C2 getrennt von dem ausgangsseitigen parasitären Kondensator Cx2 vorgesehen. Somit wird ein Weg gebildet, durch den das Leckrauschen aktiv fließt. Da außerdem der ausgangsseitige Widerstand R2 auf dem Weg vorgesehen ist, wird das Leckrauschen absorbiert.
Wie in 4D gezeigt, wenn der eingangsseitige Widerstand R1 und der eingangsseitige Kondensator C1 vorgesehen sind, dominiert der eingangsseitige Kondensator C1 über dem eingangsseitigen parasitären Kondensator Cx1. In diesem Fall ist die Verstärkung G in der Nähe der Resonanzfrequenz f1 der ersten Filterschaltung 71 hoch.
In dieser Konfiguration wird, unter der Bedingung, dass die Frequenz des Leckrauschens gleich der Resonanzfrequenz f1 der ersten Filterschaltung 71 ist, der Q-Faktor der ersten Filterschaltung 71, bei der die Verstärkung G der Rauschreduktionsschaltung 32 gleich der zulässigen Verstärkung Gth ist, definiert als ein erster spezifischer Q-Faktor. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Widerstandswert des eingangsseitigen Widerstands R1 auf einen Wert eingestellt, bei dem der Q-Faktor der ersten Filterschaltung 71 niedriger als der erste spezifische Q-Faktor ist. Daher ist die Verstärkung G in der Nähe der Resonanzfrequenz f1 der ersten Filterschaltung 71 niedriger als die zulässige Verstärkung Gth, wie in 4D gezeigt. In diesem Fall wird das Leckrauschen in der Nähe der Resonanzfrequenz f1 der ersten Filterschaltung 71 durch den eingangsseitigen Widerstand R1 in Wärme umgewandelt.
Wie vorstehend beschrieben, wird das Leckrauschen in dem durch die Wechselrichterschaltung 33 erzeugten Reduktionszielband durch die Filterschaltungen 71, 72 verringert. Dies begrenzt die Übertragung des Leckrauschens in dem Reduktionszielband auf die Außenseite des fahrzeuginternen Wechselrichters 30 über den Stecker 31.
Die vorliegende Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wurde, erzielt die folgenden Vorteile.

(1) Die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 wandelt die Gleichstromleistung von der fahrzeuginternen elektrischen Speichervorrichtung 104 in Wechselstromleistung um. Die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 enthält die Rauschreduktionsschaltung 32 und die Wechselrichterschaltung 33. Die Rauschreduktionsschaltung 32 weist die Gleichtaktdrosselspule 50 auf, die das Gleichtaktrauschen und das normale Rauschen, das in der Gleichstromleistung von der fahrzeuginternen elektrischen Speichervorrichtung 104, enthalten ist. Die Wechselrichterschaltung 33 empfängt die Gleichstromleistung, in der das Rauschen durch die Rauschreduktionsschaltung 32 reduziert worden ist.

Mit dieser Konfiguration kann die Gleichtaktdrosselspule 50 verwendet werden, um das Gleichtaktrauschen und das normale Rauschen der Gleichstromleistung, die an die fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung 30 geliefert wird, zu reduzieren. Als Ergebnis erhält die Wechselrichterschaltung 33 die Gleichspannungsleistung, in der das Rauschen reduziert wurde. Es ist somit möglich, eine Fehlfunktion der Wechselrichterschaltung 33 zu beschränken, wie zum Beispiel ein Ausfall der Ausgabe der gewünschten Wechselstromleistung aufgrund von Rauschen.
In dieser Konfiguration enthält die Rauschreduktionsschaltung 32 den in Reihe geschalteten Körper, des eingangsseitigen Widerstands R1 und des eingangsseitigen Kondensators C1, der auf der Eingangsseite der Gleichtaktdrosselspule 50 vorgesehen ist und den seriell verbundenen Körper, des ausgangsseitigen Widerstands R2 und des ausgangsseitigen Kondensators C2, der auf der Ausgangsseite der Gleichtaktdrosselspule 50 vorgesehen ist. Die Rauschreduktionsschaltung 32 enthält die erste Filterschaltung 71 und die zweite Filterschaltung 72. Die erste Filterschaltung 71 ist durch die Gleichtaktdrosselspule 50, den eingangsseitigen Kondensator C1 und den eingangsseitigen Widerstand R1 gebildet. Die zweite Filterschaltung 72 ist durch Gleichtaktdrosselspule 50, den ausgangsseitigen Kondensator C2 und den ausgangsseitigen Widerstand R2 gebildet. Die Rauschreduktionsschaltung 32 verringert das in der Wechselrichterschaltung 33 erzeugte Leckrauschen mit den beiden Filterschaltungen 71, 72.
Mit dieser Konfiguration ist es selbst dann möglich das Leckrauschen, vorzugsweise in den Filterschaltungen 71, 72, zu verbrauchen, wenn eine unbeabsichtigte Resonanzschaltung in der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung 30 ausgebildet ist. Es ist somit möglich, eine Erhöhung der Amplitude des Leckrauschens aufgrund des Resonanzphänomens der unbeabsichtigten Resonanzschaltung zu begrenzen. Dies begrenzt das Leckrauschen von der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung 30 an die Außenseite.
Da ferner die Filterschaltungen 71, 72 jeweils die Widerstände R1, R2 aufweisen, sind die Q-Faktoren beider Filterschaltungen 71, 72 niedrig. Dies verringert das Leckrauschen in der Nähe der Resonanzfrequenzen f1, f2 der Filterschaltungen 71, 72. Daher kann das Ausströmungsrauschen in einem breiten Frequenzband, das Resonanzfrequenzen von unbeabsichtigten Resonanzschaltungen enthält, unterdrückt werden.
Insbesondere entdeckten die Erfinder, dass Komponenten (die parasitären Kondensatoren Cx1, Cx2 und die parasitären Induktoren Lx1, Lx2), die eine unbeabsichtigte Resonanzschaltung bilden, sowohl auf der Eingangsseite als auch der Ausgangsseite der Gleichtaktdrosselspule 50 vorhanden sind. Die Erfinder entdeckten auch, dass eine unbeabsichtigte Resonanzschaltung, die diese Komponenten enthält, eine Frequenz erzeugt, bei der Leckrauschen nicht reduziert werden kann.
In dieser Hinsicht liefert die vorliegende Ausführungsform den eingangsseitigen Kondensator C1 und den ausgangsseitigen Kondensator C2 auf der Eingangsseite bzw. die Ausgangsseite der Gleichtaktdrosselspule 50. Dies schafft auf beiden Seiten der Gleichtaktdrosselspule 50 einen Weg, durch den das Leckrauschen, im Vergleich zu der unbeabsichtigten Resonanzschaltung, leicht fließt. Dies erlaubt, dass die Strömung des Leckrauschens gesteuert werden kann, und hindert die Amplitude des Leckrauschens daran durch das Resonanzphänomen der unbeabsichtigten Resonanzschaltung erhöht zu werden. Da die Widerstände R1, R2 auf den Wegen vorgesehen sind, wird die Verstärkung G bei den Resonanzfrequenzen f1, f2 der Filterschaltungen 71, 72 angehoben. Dadurch kann das Leckrauschen in einem breiten Frequenzband reduziert werden.

(2) Die Kapazität des eingangsseitigen Kondensators C1 ist so eingestellt, dass sie höher als die Kapazität des eingangsseitigen parasitären Kondensators Cx1 ist und die Kapazität des ausgangsseitigen Kondensators C2 ist so eingestellt, dass sie höher als die Kapazität des ausgangsseitigen parasitären Kondensators Cx2 eingestellt ist. Mit dieser Konfiguration, da die Kondensatoren C1, C2 über die auf beiden Seiten der Gleichtaktdrossel 50 vorhandenen parasitären Kondensatoren Cx1, Cx2 dominieren, dominieren die Filterschaltungen 71, 72 über die unbeabsichtigten Resonanzschaltungen, einschließlich der parasitären Kondensatoren Cx1, Cx2 als Komponenten. Somit ist es möglich, den Einfluss der unbeabsichtigten Resonanzschaltungen zu reduzieren.
(3) Die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 enthält den Verbinder 31, an den die Gleichstromleistung von der fahrzeuginternen elektrischen Speichervorrichtung 104 zugeführt wird, und die Drähte 43a, 43b, die den Verbinder 31 und die Rauschreduktionsschaltung 32 miteinander verbinden. Die Drähte 43a, 43b sind mit dem in Reihe geschalteten Körper, des eingangsseitigen Kondensators C1 und des eingangsseitigen Widerstands R1, verbunden. Bei dieser Konfiguration bilden die parasitären Induktoren Lx1, Lx2 der Drähte 43a, 43b und der eingangsseitige Kondensator C1 die LC-Resonanzschaltung 63. Der Q-Faktor der LC-Resonanzschaltung 63 wird durch den eingangsseitigen Widerstand R1 reduziert. Dies unterdrückt nachteilige Einflüsse, die durch die parasitären Induktoren Lx1, Lx2 der Drähte 43a, 43b verursacht werden.

Insbesondere, da die parasitären Induktoren Lx1, Lx2 in den Drähten 43a, 43b vorhanden sind, kann ein Resonanzphänomen in der Resonanzschaltung auftreten, das durch die parasitären Induktoren Lx1, Lx2 und irgendeinen parasitären Kondensator in einem Hochfrequenzband gebildet wird. Wenn ein Resonanzphänomen auftritt, wird die Amplitude des Leckrauschens erhöht, was die Verstärkung G in der Nähe der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises erhöht. Da die parasitären Induktoren Lx1, Lx2 Resonanzschaltungen mit beliebigen parasitären Kondensatoren darstellen, ist es manchmal schwierig, das Resonanzphänomen zu steuern.
Im Gegensatz dazu weist die vorliegende Ausführungsform den eingangsseitigen Kondensator C1 auf, der die LC-Resonanzschaltung 63 bildet in Verbindung mit den parasitären Induktoren Lx1, Lx2. Somit ist es möglich, die parasitären Induktoren Lx1, Lx2 daran zu hindern, Resonanzschaltungen mit irgendwelchen parasitären Kondensatoren zu bilden, und es ist möglich, das, durch die parasitären Induktoren Lx1, Lx2 verursachte, Resonanzphänomen zu steuern. Durch Reduktion des Q-Faktors der LC-Resonanzschaltung 63 mit dem eingangsseitigen Widerstand R1 ist es möglich, das Leckrauschen in der Nähe der Resonanzfrequenz des LC-Resonanzkreises 63 zu reduzieren. Dies verhindert, dass die Verstärkung G aufgrund der parasitären Induktoren Lx1, Lx2 der Drähte 43a, 43b zunimmt.

(4) Die Wechselrichterschaltung 33 enthält die Schaltelemente Qu1 bis Qw2, die der PWM-Steuerung unterworfen werden, um Gleichstromleistung in Wechselstromleistung umzuwandeln. Zu diesem Zeitpunkt wird in der Wechselrichterschaltung 33 Leckrauschen erzeugt, das beinhaltet die Schaltfrequenzen (genauer gesagt die Trägerfrequenzen) der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 und deren harmonische Komponenten. In dieser Hinsicht ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, da die Rauschreduktionsschaltung 32 das Leckrauschen in einem breiten Frequenzband verringert, nachteilige Einflüsse aufgrund des Leckrauschens an die fahrzeuginterne Vorrichtung 105 von der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung 30.
(5) Der fahrzeuginterne motorgetrieben Kompressor 10 weist die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30, den Elektromotor 11, der von der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung 30 angetrieben wird, und den Kompressionsabschnitt 12, der durch den Elektromotor 11 angetrieben wird, um Fluid zu komprimieren, auf. Dementsprechend ist es möglich, den fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressor 10 zu betreiben, während Leckrauschen von der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung 30 in einem breiten Frequenzband unterdrückt wird.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden.
Die Größenordnungsbeziehung zwischen der Kapazität des eingangsseitigen Kondensators C1 und der Kapazität des ausgangsseitigen Kondensators C2 kann beliebig bestimmt werden. Das heißt, diese Werte können gleich oder verschieden voneinander sein.
Die Größenordnungsbeziehung zwischen dem Widerstandswert des eingangsseitigen Widerstands R1 und dem Widerstandswert des ausgangsseitigen Widerstands R2 kann beliebig bestimmt werden. Das heißt, diese Werte können gleich oder verschieden voneinander sein.
Solange die erste Filterschaltung 71 die Gleichtaktdrosselspule 50, den eingangsseitigen Kondensator C1 und den eingangsseitigen Widerstand R1 enthält, kann die erste Filterschaltung 71 andere Elemente enthalten.
Solange die zweite Filterschaltung 72 die Gleichtaktdrosselspule 50, den ausgangsseitigen Kondensator C2 und den ausgangsseitigen Widerstand R2 enthält, kann die zweite Filterschaltung 72 andere Elemente enthalten.
Die Positionen der parasitären Kondensatoren Cx1, Cx2 können geändert werden. Beispielsweise kann der eingangsseitige parasitäre Kondensator Cx1 auf der ersten Eingangsleitung 61a oder in einer Stufe vor dem eingangsseitigen Kondensator C1 und dem eingangsseitigen Widerstand R1 angeordnet sein. Zusätzlich kann, wenn der Rahmen des Fahrzeugs 100 als Masse verwendet wird, der eingangsseitige parasitäre Kondensator Cx1 mit der Masse verbunden sein. Gleiches gilt für den ausgangsseitigen parasitären Kondensator Cx2. Zusätzlich kann in der Wechselrichterschaltung 33 ein parasitärer Kondensator vorhanden sein.
Die parasitäre Induktivität jeder der Leitungen 61a, 61b, 62a, 62b und der Drähte, die die Rauschreduktionsschaltung 32 und die Wechselrichterschaltung 33 verbinden, kann so hoch sein, dass sie nicht ignoriert werden kann. Auch in diesem Fall wird der Einfluss dieser parasitären Induktivitäten durch die LC-Resonanzschaltung, die durch diese parasitären Induktivitäten und den seriell verbundenen Körper, der Kondensatoren C1, C2 und der Widerstände R1, R2 gebildet wird, unterdrückt.
Die Wechselrichtereingangsanschlüsse 33a, 33b der Wechselrichterschaltung 33 sind nicht unentbehrlich. Zum Beispiel können die Rauschreduktionsschaltung 32 und die Wechselrichterschaltung 33 so konfiguriert sein, dass sie die Wechselrichtereingangsanschlüsse 33a, 33b weglassen.
Obwohl der Glättungskondensator C3 Teil der Rauschreduktionsschaltung 32 ist kann der Glättungskondensator C3 jedoch Teil der Wechselrichterschaltung 33 sein.
Der Y-Kondensator der Rauschreduktionsschaltung 32 kann weggelassen werden.
Der Gegenstand, auf dem die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 montiert ist, ist nicht auf den fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressor 10 beschränkt.
Die fahrzeuginterne Vorrichtung 105 ist nicht auf eine PCU beschränkt. Der Verstärkungswandler 105a kann weggelassen werden.
Der fahrzeuginterne motorgetriebene Kompressor 10 muss nicht notwendigerweise für die fahrzeuginterne Klimaanlage 101 verwendet werden, sondern kann auch für andere Vorrichtungen verwendet werden. Wenn beispielsweise das Fahrzeug 100 ein Brennstoffzellenfahrzeug ist, kann der motorgetriebene Kompressor 10 in einer Luftzufuhrvorrichtung verwendet werden, die der Brennstoffzelle Luft zuführt. Das heißt, das zu komprimierende Fluid ist nicht auf Kältemittel beschränkt, sondern kann jedes Fluid wie z. B. Luft sein.
Die fahrzeuginterne Fluidmaschine ist nicht auf den fahrzeuginternen motorgetriebenen Kompressor 10 beschränkt, der mit dem Kompressionsabschnitt 12 zum Komprimieren von Fluid versehen ist. Beispielsweise kann in dem Fall, in dem das Fahrzeug 100 ein Brennstoffzellenfahrzeug ist, die fahrzeuginterne Fluidmaschine eine elektrische Pumpenvorrichtung sein, die eine Pumpe aufweist, die der Brennstoffzelle Wasserstoff zuführt, ohne es zu komprimieren, und ein Elektromotor, der die Pumpe antreibt. In diesem Fall kann die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 für den Elektromotor zum Antreiben der Pumpe verwendet werden.
Die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 kann verwendet werden, um einen Elektromotor anzutreiben, der nicht derjenige ist, der in der fahrzeuginternen Fluidmaschine verwendet wird. Wenn beispielsweise das Fahrzeug 100 einen Elektromotor aufweist, der zum Fahren und/oder Erzeugen von Leistung verwendet wird, kann die fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung 30 verwendet werden, um diesen Elektromotor anzutreiben.
Die Gleichstromleistungsversorgung ist nicht auf die fahrzeuginterne elektrische Speichervorrichtung 104 beschränkt, sondern kann jede Vorrichtung sein. Beispielsweise kann die Gleichstromleistungsversorgung eine Ladestation oder dergleichen sein, die außerhalb des Fahrzeugs 100 vorgesehen ist.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform und jede der Modifikationen können in Kombination verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 5039515 [0002]

Claims

Fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung, die konfiguriert ist, Gleichstromleistung in Wechselstromleistung umzuwandeln, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch: eine Rauschreduktionsschaltung, die eine Gleichtaktdrosselspule aufweist, die konfiguriert ist, das Gleichtaktrauschen und das normale Rauschen, das in der Gleichstromleistung enthalten ist, zu reduzieren; und eine Wechselrichterschaltung, die ein Schaltelement enthält und die Gleichstromleistung empfängt, in der das Rauschen durch die Rauschreduktionsschaltung reduziert worden ist, wobei die Rauschreduktionsschaltung enthält: einen eingangsseitigen Kondensator und einen eingangsseitigen Widerstand, die auf einer Eingangsseite der Gleichtaktdrosselspule vorgesehen und in Reihe miteinander verbunden sind, einen ausgangsseitigen Kondensator und einen ausgangsseitigen Widerstand, die auf einer Ausgangsseite der Gleichtaktdrosselspule vorgesehen und in Reihe miteinander verbunden sind, eine erste Filterschaltung, die die Gleichtaktdrosselspule, den eingangsseitigen Kondensator und den eingangsseitigen Widerstand aufweist, und eine zweite Filterschaltung, die die Gleichtaktdrosselspule, den ausgangsseitigen Kondensator und den ausgangsseitigen Widerstand aufweist, und die erste Filterschaltung und die zweite Filterschaltung so konfiguriert sind, dass sie das in der Wechselrichterschaltung erzeugte Leckrauschen verringern.
Fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 1, wobei: eine Kapazität des eingangsseitigen Kondensators höher eingestellt ist, als eine Kapazität eines eingangsseitigen parasitären Kondensators, der auf der Eingangsseite der Gleichtaktdrosselspule vorhanden ist, und eine Kapazität des ausgangsseitigen Kondensators höher eingestellt ist, als eine Kapazität eines ausgangsseitigen parasitären Kondensators, der auf der Ausgangsseite der Gleichtaktdrosselspule vorhanden ist.
Fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: einen Leistungseingangsabschnitt, an den die Gleichstromleistung von einer Gleichstromleistungsversorgung geliefert wird; und einen Draht, der den Leistungseingangsabschnitt und die Rauschreduktionsschaltung miteinander verbindet, wobei der Draht mit einem seriell verbundenen Körper verbunden ist, der durch den eingangsseitigen Kondensator und den eingangsseitigen Widerstand gebildet ist.
Fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung nach Anspruch 3, wobei: die Gleichtaktdrosselspule eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung aufweist, der Draht einer von einem ersten Draht und einem zweiten Draht ist, und die Rauschreduktionsschaltung versehen ist mit einem ersten Eingangsabschnitt, der mit dem ersten Draht verbunden ist, einem zweiten Eingangsabschnitt, der mit dem zweiten Draht verbunden ist, ersten und zweiten mit der Wechselrichterschaltung verbundenen Ausgangsabschnitten, einer ersten Eingangsleitung, die den ersten Eingangsabschnitt und ein Eingangsende der ersten Wicklung miteinander verbindet, einer ersten Ausgangsleitung, die ein Ausgangsende der ersten Wicklung und den ersten Ausgangsabschnitt miteinander verbindet, einer zweiten Eingangsleitung, die den zweiten Eingangsabschnitt und ein Eingangsende der zweiten Wicklung miteinander verbindet, und einer zweiten Ausgangsleitung, die ein Ausgangsende der zweiten Wicklung und den zweiten Ausgangsabschnitt miteinander verbindet, wobei der seriell verbundene Körper, der durch den eingangsseitigen Kondensator und den eingangsseitigen Widerstand gebildet ist, mit der ersten Eingangsleitung und der zweiten Eingangsleitung verbunden ist, und wobei ein seriell verbundener Körper, der durch den ausgangsseitigen Kondensator und den ausgangsseitigen Widerstand gebildet ist, mit der ersten Ausgangsleitung und der zweiten Ausgangsleitung verbunden ist.
Fahrzeuginterne Fluidmaschine, gekennzeichnet durch: eine fahrzeuginterne Wechselrichtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4; und einen Elektromotor, der von der fahrzeuginternen Wechselrichtervorrichtung angetrieben ist.
Fahrzeuginterne Fluidmaschine nach Anspruch 5, wobei die fahrzeuginterne Fluidmaschine ein fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor ist, der einen Kompressionsabschnitt aufweist, der konfiguriert ist, um Fluid durch Antreiben des Elektromotors zu komprimieren.