DE112017001635T5

DE112017001635T5 - Fahrzeugseitiger elektrischer kompressor

Info

Publication number: DE112017001635T5
Application number: DE112017001635.5T
Authority: DE
Inventors: Fumihiro KAGAWA; Atsushi Naito; Yoshiki Nagata; Shunsuke AMBO; Keiji Yashiro; Kazuhiro Shiraishi
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2018-12-13
Also published as: KR20180115788A; JPWO2017170819A1; KR102103365B1; CN109121459A; CN109121459B; US20200298654A1; US11097592B2; WO2017170819A1; JP6673468B2

Abstract

Ein fahrzeugseitiger elektrischer Kompressor umfasst: ein Gehäuse; eine Komprimierungseinheit; einen Elektromotor; und eine Invertereinrichtung. Die Invertereinrichtung umfasst: eine Inverterschaltung, die eine Gleichstromleistung in Wechselstromleistung umwandelt; und eine Rauschreduzierungseinheit, die auf einer Eingangsseite der Inverterschaltung bereitgestellt ist und die ein Gleichtaktrauschen und ein Normalbetriebrauschen, die in der Gleichstromleistung enthalten sind, reduziert, bevor die Gleichstromleistung in die Inverterschaltung eingegeben wird. Die Rauschreduzierungseinheit umfasst: eine Gleichtaktdrosselspule; und einen Glättungskondensator, der, in Kooperation mit der Gleichtaktdrosselspule, eine Tiefpassfilterschaltung bildet. Die Gleichtaktdrosselspule umfasst: einen Kern, der einen ersten Kernteil und einen zweiten Kernteil aufweist; eine erste Wicklung, die um den ersten Kernteil gewickelt ist; und eine zweite Wicklung, die um den zweiten Kernteil gewickelt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen fahrzeugseitigen motorisierten Kompressor (einen motorisierten Kompressor, der dazu konfiguriert ist, in einem Fahrzeug installiert zu werden).
HINTERGRUND
Ein fahrzeugseitiger motorisierter Kompressor mit einer Kompressionseinheit, einem Elektromotor, der die Kompressionseinheit antreibt, und einer Invertereinrichtung, die den Elektromotor antreibt bzw. ansteuert, ist im Stand der Technik bekannt (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: japanisches Patent Nr. 5039515
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN SIND
Die Invertereinrichtung wandelt eine Gleichstromleistung (DC-Leistung) in Wechselstromleistung (AC-Leistung) um. Jedoch können in der Gleichstromleistung, bevor diese in die Invertereinrichtung eingegeben wird, ein Gleichtaktrauschen („common mode noise“ und ein Normalbetriebsrauschen („normal mode noise“) miteinander vermischt sein. In solch einem Fall könnte die Invertereinrichtung aufgrund solch eines Rauschen nicht dazu in der Lage sein, eine Leistungsumwandung auf eine normale Weise durchzuführen. Dies könnte die Operation des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors behindern.
Insbesondere unterscheidet sich die Frequenz des Normalbetriebsrauschens in Abhängigkeit des Fahrzeugs, an dem der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor angebracht ist. Somit, von dem Standpunkt einer Vielseitigkeit, die eine Anwendung auf vielen Fahrzeugmodellen erlaubt, ist es wünschenswert, dass das Normalbetriebsrauschen eines breiten Frequenzbandes reduziert werden kann. Zusätzlich ist es wünschenswert, dass der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor nicht vergrößert wird, da dieser an einem Fahrzeug angebracht wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen fahrzeugseitigen motorisierten Kompressor bereitzustellen, der ein Gleichtaktrauschen und ein Normalbetriebsrauschen, die in der Gleichstromleistung enthalten sind, reduziert.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Ein fahrzeugseitiger motorisierter Kompressor, der die vorstehende Aufgabe erzielt, umfasst einen fahrzeugseitigen motorisierten Kompressor, der mit einem Gehäuse, das einen Ansauganschluss, durch den ein Fluid bzw. eine Flüssigkeit eingesaugt wird, umfasst, eine Komprimierungseinheit, die in dem Gehäuse untergebracht ist und dazu konfiguriert ist, das Fluid zu komprimieren, einen Elektromotor, der in dem Gehäuse untergebracht ist und dazu konfiguriert ist, die Komprimierungseinheit anzutreiben, und eine Invertereinrichtung, die dazu konfiguriert ist, den Elektromotor anzusteuern bzw. anzutreiben, bereitgestellt ist. Die Invertereinrichtung umfasst eine Inverterschaltung, die dazu konfiguriert ist, eine Gleichstromleistung in eine Wechselstromleistung umzuwandeln, und eine Rauschreduzierungseinheit, die an einer Eingangsseite der Inverterschaltung angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, ein Gleichtaktrauschen und ein Normalbetriebsrauschen, die in der Gleichstromleistung enthalten sind, zu reduzieren, bevor die Gleichstromleistung in die Inverterschaltung eingegeben wird. Die Rauschreduzierungseinheit umfasst eine Gleichtaktdrosselspule („common mode choke coil“) mit einem Kern mit einem ersten Kernabschnitt und einem zweiten Kernabschnitt, einer ersten Wicklung, die um den ersten Kernabschnitt gewickelt ist, und einer zweiten Wicklung, die um den zweiten Kernabschnitt gewickelt ist. Weiterhin umfasst die Rauschreduzierungseinheit einen Glättungskondensator, der mit der Gleichtaktdrosselspule kooperiert, um eine Tiefpassfilterschaltung zu konfigurieren. Die Invertereinrichtung umfasst weiterhin eine Dämpfungseinheit, die dazu konfiguriert ist, einen Wirbelstrom mit einem magnetischen Streufluss, der von der Gleichtaktdrosselspule erzeugt wird, zu erzeugen, um einen Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung zu verringern. Die Dämpfungseinheit konfiguriert eine Magnetbahn bzw. einem Magnetpfad, durch den der magnetische Streufluss fließt, um eine Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule zu erhöhen.
Gemäß solch einer Konfiguration wird das Gleichtaktrauschen, das in der umgewandelten Gleichstromleistung enthalten ist, durch die Gleichtaktdrosselspule reduziert. Des Weiteren erzeugt die Gleichtaktdrosselspule den magnetischen Streufluss, wenn der Normalbetriebsstrom fließt. Somit kann das Normalbetriebsrauschen unter Verwendung der Tiefpassfilterschaltung, die durch die Gleichtaktdrosselspule und den Glättungskondensator konfiguriert ist, reduziert werden. Somit kann eine dedizierte Spule zum Reduzieren des Normalbetriebsrauschens weggelassen werden, kann eine Vergrößerung der Invertereinrichtung vermieden werden, und kann eine Vergrößerung des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors vermieden werden.
Insbesondere ist üblicherweise eine Leistung mit einer Größenordnung eines bestimmten Ausmaßes erforderlich, um einen Elektromotor eines fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors anzutreiben. Somit muss eine relativ große Gleichstromleistung in die Wechselstromleistung für die Invertereinrichtung zum Antreiben des Elektromotors umgewandelt werden. Die Spule für das Normalbetriebsrauschen, die auf solch eine große Gleichstromleistung angewendet werden kann, wird tendenziell groß. Somit wird auch die Rauschreduzierungseinheit tendenziell groß.
Mit der vorliegenden Konfiguration wird die Invertereinrichtung mit der Rauschreduzierungseinheit, wie vorstehend beschrieben, als eine Einrichtung zum Antreiben des Elektromotors verwendet, sodass der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor betrieben werden kann, während eine Vergrößerung des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors begrenzt wird und die zwei Arten von Rauschen reduziert werden.
Des Weiteren, da der Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung durch die Dämpfungseinheit verringert wird, kann ein Normalbetriebsrauschen mit einer Frequenz in der Nähe der Resonanzfrequenz der Tiefpassfilterschaltung mit der Rauschreduzierungseinheit reduziert werden. Dies verbreitert das Frequenzband des Normalbetriebsrauschens, das durch die Rauschreduzierungseinheit reduziert werden kann, und verbessert die Vielseitigkeit. Des Weiteren besitzt die Dämpfungseinheit eine Konfiguration zum Erzeugen eines Wirbelstroms mit dem magnetischen Streufluss. Somit ist der fließende Strom klein und wird weniger Wärme im Vergleich mit einem Dämpfungswiderstand, der in Reihe mit der Gleichtaktdrosselspule verbunden ist, erzeugt. Deshalb wird die Invertereinrichtung bezüglich der Größe einfacher reduziert, als wenn der Dämpfungswiderstand verwendet wird. Deshalb wird die Vielseitigkeit verbessert, während eine Vergrößerung des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors begrenzt wird und die zwei Arten von Rauschen, nämlich das Gleichtaktrauschen und das Normalbetriebsrauschen, reduziert werden.
Des Weiteren wird mit der vorliegenden Konfiguration die Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule erhöht, da die Dämpfungseinheit eine Magnetbahn konfiguriert, durch die der magnetische Streufluss fließt. Die Resonanzfrequenz der Tiefpassfilterschaltung kann somit weiter verringert werden. Somit, im Vergleich mit einer Konfiguration, die die Dämpfungseinheit nicht umfasst, wird die Verstärkung mit Bezug auf das Normalbetriebsrauschen mit einem Frequenzband, das höher ist als die Resonanzfrequenz, einfach klein. Deshalb kann das Normalbetriebsrauschen mit einem Frequenzband, das höher als die Resonanzfrequenz ist, weiter reduziert werden.
Vorzugsweise deckt die Dämpfungseinheit zumindest einen Teil einer Seitenfläche der Gleichtaktdrosselspule ab.
Mit solch einer Konfiguration deckt die Dämpfungseinheit zumindest einen Teil der Seitenfläche der Gleichtaktdrosselspule ab und wird der Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung verringert und wird die Streuinduktivität erhöht. Die vorstehend beschriebenen Effekte werden somit durch eine relativ einfache Konfiguration erhalten.
Vorzugsweise umfasst die Invertereinrichtung eine Leiterplatte mit einem Verdrahtungsmuster bzw. einer Verdrahtungsstruktur und ein Invertergehäuse, das die Inverterschaltung, die Leiterplatte und die Rauschreduzierungseinheit aufnimmt. Die Dämpfungseinheit ist durch ein Material mit einer höheren relativen magnetischen Durchlässigkeit als das Invertergehäuse konfiguriert.
Mit solch einer Konfiguration wird der magnetische Streufluss einfacher zu der Dämpfungseinheit geführt als zu dem Invertergehäuse. Dies beschränkt eine Dispersion des magnetischen Streuflusses zu dem Invertergehäuse und erhöht die Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule.
Vorzugsweise ist die Dämpfungseinheit durch ein Material mit einem höheren elektrischen Widerstand als das Invertergehäuse konfiguriert.
Mit solch einer Konfiguration ist der Widerstandswert der Dämpfungseinheit höher als der Widerstandswert des Invertergehäuses. Somit wird der Dämpfungseffekt der Dämpfungseinheit weiter verbessert. Dies verringert weiterhin den Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung.
Vorzugsweise ist die Dämpfungseinheit kastenförmig und umfasst eine Öffnung, die durch das Invertergehäuse abgedeckt ist, und ist die Gleichtaktdrosselspule in einem Aufnahmeabschnitt, der durch die Dämpfungseinheit und das Invertergehäuse definiert ist, aufgenommen.
Mit solch einer Konfiguration können Oberflächen außer der Oberfläche auf der Öffnungsseite in der Gleichtaktdrosselspule mit der Dämpfungseinheit abgedeckt werden. Somit kann der Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung verringert werden, während die Streuinduktivität auf eine bevorzugte Weise erhöht wird. Des Weiteren kann die Wärme der Dämpfungseinheit, die durch den Wirbelstrom erzeugt wird, an das Invertergehäuse übertragen werden.
Vorzugsweise umfasst die Dämpfungseinheit eine elektrisch leitende Metallfilmabschirmung bzw. einen abschirmenden elektrisch leitenden Metallfilm, die bzw. der zumindest einen Teil der Gleichtaktdrosselspule abdeckt.
Vorzugsweise umfasst die Invertereinrichtung eine Leiterplatte mit einem Verdrahtungsmuster bzw. einer Verdrahtungsstruktur. Die Dämpfungseinheit umfasst eine elektrisch leitende Metallgehäuseabschirmung bzw. ein abschirmendes elektrisch leitendes Metallgehäuse mit einer Öffnung. Die Gleichtaktdrosselspule wird in der elektrisch leitenden Metallgehäuseabschirmung durch die Öffnung aufgenommen und die elektrisch leitende Metallgehäuseabschirmung ist an der Leiterplatte befestigt, um die Öffnung mit der Leiterplatte zu verschließen. Eine elektrisch leitende Metallfilmabschirmung ist in einem Bereich an einer Innenseite der Öffnung auf der Leiterplatte gebildet.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung reduziert das Gleichtaktrauschen und das Normalbetriebsrauschen, die in der Gleichstromleistung enthalten sind, auf eine bevorzugte Weise.
Figurenliste

1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die schematisch eine fahrzeugseitige Klimaanlage mit einem fahrzeugseitigen motorisierten Kompressor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
2 ist eine Explosionsansicht, die schematisch eine Rauschreduzierungseinheit in dem fahrzeugseitigen motorisierten Kompressor von 1 zeigt.
3 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch die Rauschreduzierungseinheit von 2 zeigt.
4 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer Gleichtaktdrosselspule in der Rauschreduzierungseinheit von 2.
5 ist ein Ersatzschaltungsdiagramm, das die elektrische Konfiguration des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors von 1 zeigt.
6 ist ein Schaltungsdiagramm, das die elektrische Konfiguration des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors von 1 zeigt.
7 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristik einer Tiefpassfilterschaltung mit Bezug auf Normalbetriebsrauschen zeigt.
8 ist eine Frontansicht, die schematisch eine Gleichtaktdrosselspule eines anderen Beispiels zeigt.
9 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Dämpfungseinheit eines anderen Beispiels zeigt.
10 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Dämpfungseinheit eines anderen Beispiels zeigt.
11 ist eine Explosionsansicht, die schematisch eine Rauschreduzierungseinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
12 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch die Rauschreduzierungseinheit von 11 zeigt.
13 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer Gleichtaktdrosselspule und einer Dämpfungseinheit in der Rauschreduzierungseinheit von 11.
14 ist eine Explosionsansicht, die schematisch eine Rauschreduzierungseinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
15 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch die Rauschreduzierungseinheit von 14 zeigt.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Erstes Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel eines fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors wird nun beschrieben. Der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird in einer fahrzeugseitigen Klimaanlage verwendet. Das heißt, ein Fluid, das durch den fahrzeugseitigen motorisierten Kompressor komprimiert wird, ist ein Kühlmittel.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die fahrzeugseitige Klimaanlage 100 einen fahrzeugseitigen motorisierten Kompressor 10 und einen externen Kühlmittelkreislauf 101, der den fahrzeugseitigen motorisierten Kompressor 10 mit dem Kühlmittel, das als das Fluid bzw. die Flüssigkeit dient, versorgt. Der externe Kühlmittelkreislauf 101 umfasst zum Beispiel einen Wärmetauscher, ein Expansionsventil und Ähnliches. Die fahrzeugseitige Klimaanlage 100 kühlt und wärmt den Fahrgastinnenraum durch Komprimieren des Kühlmittels mit dem fahrzeugseitigen motorisierten Kompressor 10 und Ausführen eines Wärmeaustauschs und einer Expansion des Kühlmittels mit dem externen Kühlmittelkreislauf 101.
Die fahrzeugseitige Klimaanlage 100 umfasst eine Klimaanlagen-ECU 102, die die gesamte fahrzeugseitige Klimaanlage 100 steuert. Die Klimaanlagen-ECU 102 ist dazu konfiguriert, eine fahrzeugseitige Temperatur, eine eingestellte Temperatur der Klimaanlage 100 und Ähnliches zu bestätigen. Basierend auf solchen Parametern überträgt die Klimaanlagen-ECU 102 verschiedene Arten von Anweisungen wie etwa eine AN-/AUS-Anweisung an den fahrzeugseitigen motorisierten Kompressor 10.
Der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor 10 umfasst ein Gehäuse 11, eine Komprimierungseinheit 12 und einen Elektromotor 13. Das Gehäuse 11 umfasst einen Ansaugabschnitt 11a, durch den das Kühlmittel von dem externen Kühlmittelkreislauf 101 angesaugt wird. Die Komprimierungseinheit 12 und der elektrische Motor 13 sind in dem Gehäuse 11 untergebracht.
Das Gehäuse 11 weist insgesamt im Wesentlichen eine Zylinderform auf und besteht aus einem thermisch leitfähigen Material (zum Beispiel Metall, wie etwa Aluminium). Das Gehäuse 11 umfasst einen Ausstoßanschluss 11b, von dem das Kühlmittel ausgestoßen wird. Das Gehäuse 11 ist auf eine Karosserie des Fahrzeugs geerdet.
Wenn eine Rotationswelle 21, die später beschrieben wird, gedreht wird, komprimiert die Komprimierungseinheit 12 das Kühlmittel, das von dem Ansauganschluss 11a in das Gehäuse 11 eingesaugt wird, und stößt das komprimierte Kühlmittel von dem Ausstoßanschluss 11b aus. Die Komprimierungseinheit 12 kann irgendeine Konfiguration aufweisen, wie etwa von der Art einer Schnecke, der Art eines Kolbens, der Art eines Flügelrads, oder Ähnliches.
Der elektrische Motor 13 treibt die Komprimierungseinheit 12 an. Der elektrische Motor 13 umfasst zum Beispiel eine Rotationswelle 21, einen Rotor 22 und einen Stator 23. Die Rotationswelle 21 ist zylindrisch und durch das Gehäuse 11 drehbar gelagert. Der Rotor 22 ist rohrförmig und an der Rotationswelle 21 befestigt. Der Stator 23 ist an dem Gehäuse 11 befestigt. Eine Achsenrichtung der Rotationswelle 21 stimmt mit einer Achsenrichtung des zylindrischen Gehäuses 11 überein. Der Stator 23 umfasst einen rohrförmigen Statorkern 24 und Spulen 25, die um Zähne gewickelt sind, die auf dem Statorkern 24 gebildet sind. Der Rotor 22 und der Stator 23 stehen einander in einer radialen Richtung der Rotationswelle 21 gegenüber. Wenn Strom durch die Spulen 25 fließt, drehen sich der Rotor 22 und die Rotationswelle 21 und die Komprimierungseinheit 12 komprimiert das Kühlmittel. Der Antriebsstrom des Elektromotors 13 ist hoch im Vergleich mit dem Strom eines Signals oder Ähnlichem und ist zum Beispiel größer oder gleich 10 A, vorzugsweise größer oder gleich 20 A.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor 10 eine Invertereinrichtung 30, die den Elektromotor 13 antreibt bzw. ansteuert.
Die Invertereinrichtung 30 umfasst ein Invertergehäuse 31, das verschiedene Arten von Komponenten wie etwa eine Leiterplatte 41, ein Leistungsmodul 42, eine Rauschreduzierungseinheit 50 und Ähnliches aufnimmt. Das Invertergehäuse 31 ist durch einen thermisch leitfähigen nichtmagnetischen Körper mit einem elektrisch leitfähigen Material (zum Beispiel Metall, wie etwa Aluminium) konfiguriert. Der nichtmagnetische Körper des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist zum Beispiel eine relative magnetische Permeabilität auf, die niedriger als „3“ ist.
Das Invertergehäuse 31 umfasst ein plattenförmiges Basiselement 32, das mit dem Gehäuse 11 in Kontakt ist, und ein rohrförmiges Abdeckungselement 33, das mit dem Basiselement 32 gekoppelt ist. Genauer ist unter den Wänden, die sich an den zwei axialen Enden des Gehäuses 11 befinden, das Basiselement 32 in Kontakt mit einer Wand 11c auf einer Seite entgegengesetzt zu dem Ausstoßanschluss 11b. Das Abdeckungselement 33 umfasst eine Öffnung und eine Endwand. Das Basiselement 32 und das Abdeckungselement 33 sind mit dem Gehäuse 11 über Bolzen bzw. Schrauben 34, die als Befestigungsmittel dienen, befestigt. Dies befestigt die Invertereinrichtung 30 an dem Gehäuse 11. Das heißt, die Invertereinrichtung 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist mit dem fahrzeugseitigen motorisierten Kompressor 10 integriert.
Da das Invertergehäuse 31 und das Gehäuse 11 miteinander in Kontakt sind, sind das Invertergehäuse 31 und das Gehäuse thermisch gekoppelt. Weiterhin befindet sich die Invertereinrichtung 30 an einer Position, die mit dem Gehäuse 11 thermisch gekoppelt ist. Das Kühlmittel fließt nicht direkt in das Invertergehäuse 31.
Die Wand 11c des Gehäuses 11, an der das Invertergehäuse 31 angebracht ist, ist auf der Seite des Elektromotors 13 entgegengesetzt zu der Komprimierungseinheit 12 angeordnet. Somit befindet sich das Invertergehäuse 31 ebenso auf der Seite des Elektromotors 13 entgegengesetzt zu der Komprimierungseinheit 12. Die Komprimierungseinheit 12, der elektrische Motor 13 und die Invertereinrichtung 30 sind in der axialen Richtung der Rotationswelle 21 linear bzw. in Reihe angeordnet. Das heißt, der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist von der sogenannten Reihenart bzw. „In-Line“-Art.
Die Invertereinrichtung 30 umfasst zum Beispiel die Leiterplatte 41, die an dem Basiselement 32 befestigt ist, und das Leistungsmodul 42, das auf der Leiterplatte 41 angebracht ist. Die Leiterplatte 41, die entgegengesetzt zu dem Basiselement 32 angeordnet ist und die in die axiale Richtung der Rotationswelle 21 um eine vorbestimmte Entfernung entfernt liegt, umfasst eine Plattenoberfläche 41a, die dem Basiselement 32 gegenüberliegt. Die Plattenoberfläche 41a ist die Oberfläche, auf der das Leistungsmodul 42 angebracht ist.
Das Leistungsmodul 42 umfasst einen Ausgang, der mit den Spulen 25 des Elektromotors 13 über einen (nicht gezeigten) hermetischen Anschluss, der in der Wand 11c des Gehäuses 11 angeordnet ist, elektrisch verbunden ist. Das Leistungsmodul 42 umfasst eine Vielzahl von Schaltelementen Qu1, Qu2, Qv1, Qv2, Qw1 und Qw2 (nachstehend einfach als die Schaltelemente Qu1 bis Qw2 bezeichnet). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht das Leistungsmodul 42 einer „Inverterschaltung“.
Das Invertergehäuse 31 (speziell das Abdeckungselement 33) umfasst einen Konnektor 43. Eine Gleichstromleistungsversorgung E, die an dem Fahrzeug angebracht ist, führt eine Gleichstromleistung an die Invertereinrichtung 30 zu und der Konnektor 43 verbindet die Klimaanlagen-ECU 102 und die Invertereinrichtung 30 elektrisch. Ein Leistungsversorgungskondensator C0, der parallel zu der Gleichstromleistungsversorgung E angeschlossen ist, ist in dem Fahrzeug angeordnet (siehe 5). Der Leistungsversorgungskondensator C0 ist zum Beispiel durch einen Filmkondensator konfiguriert.
Die Invertereinrichtung 30 umfasst zwei Drähte EL1 und EL2, die den Konnektor 43 und einen Eingabeabschnitt des Leistungsmoduls 42 elektrisch verbinden. Der erste Draht EL1 ist mit einem positiven Anschluss (positiver Elektrodenanschluss) der Gleichstromleistungsversorgung E verbunden und mit einem ersten Moduleingabeanschluss 42a, der ein erster Eingabeanschluss des Leistungsmoduls 42 ist, über den Konnektor 43 verbunden. Der zweite Draht EL2 ist mit einem negativen Anschluss (negativer Elektrodenanschluss) der Gleichstromleistungsversorgung E verbunden und mit einem zweiten Moduleingabeanschluss 42b, der ein zweiter Eingabeschluss des Leistungsmoduls 42 ist, über den Konnektor 43 verbunden. Die Invertereinrichtung 30 wandelt eine Gleichstromleistung in eine Wechselstromleistung um und gibt die Wechselstromleistung an die Spulen 25 des Elektromotors 13 aus, wenn die Schaltelemente Qu1 bis Qw2 zyklisch ein- und ausgeschaltet werden, in einer Situation, in der die Gleichstromleistung in das Leistungsmodul 42 durch die zwei Drähte EL1 und EL2 eingegeben wird. Dies treibt den Elektromotor 13 an.
Der Strom (das heißt, die Leistung), der durch die Invertereinrichtung 30 gehandhabt wird, ist groß genug, um den Elektromotor 13 anzutreiben, und größer als der Strom (das heißt, die Leistung) eines Signals oder Ähnlichem. Zum Beispiel ist der Strom, der durch die Invertereinrichtung 30 gehandhabt wird, größer oder gleich 10 A und vorzugsweise größer oder gleich 20 A. Des Weiteren ist die Gleichstromleistungsversorgung E eine fahrzeugseitige Leistungsspeichereinrichtung, wie etwa zum Beispiel eine wiederaufladbare Batterie, ein Kondensator oder Ähnliches.
Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Vielzahl von Verdrahtungsmustern bzw. einer Verdrahtungsstrukturen 41b, die Teile der Drähte EL1 und EL2 konfigurieren, auf der Leiterplatte 41 gebildet. Jedes Verdrahtungsmuster 41b ist durch eine Vielzahl von Schichten gebildet und umfasst zum Beispiel die Plattenoberfläche 41a und eine Oberfläche entgegengesetzt zu der Plattenoberfläche 41a. Das Verdrahtungsmuster 41b kann irgendeine Struktur aufweisen und kann zum Beispiel die Form eines Stabs wie etwa eine Busschiene oder die Form einer flachen Platte aufweisen.
Die Gleichstromleistung, die von dem Konnektor 43 in Richtung des Leistungsmoduls 42 übertragen wird, speziell, die Gleichstromleistung, die durch die Drähte EL1 und EL2 übertragen wird, kann ein Gleichtaktrauschen und ein Normalbetriebsrauschen umfassen.
Das Gleichtaktrauschen ist ein Rauschen, bei dem der Strom durch die Drähte EL1 und EL2 in die gleiche Richtung fließt. Das Gleichtaktrauschen wird erzeugt, wenn zum Beispiel die Invertereinrichtung 30 (das heißt der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor 10) und die Gleichstromleistungsversorgung E über einen anderen Pfad (zum Beispiel eine Karosserie des Fahrzeugs, usw.) als die Drähte EL1 und EL2 elektrisch verbunden sind. Das Normalbetriebsrauschen ist Rauschen mit einer vorbestimmten Frequenz, das auf der Gleichstromleistung überlagert ist. Des Weiteren ist das Normalbetriebsrauschen ein Rauschen, bei dem ein Strom momentan durch die Drähte EL1 und EL2 in entgegengesetzte Richtungen fließt. Das Normalbetriebsrauschen ist eine Einflusswelligkeitskomponente („flow-in ripple component“), die in der Gleichstromleistung, die in die Invertereinrichtung 30 fließt, enthalten ist. Das Normalbetriebsrauschen wird nachstehend detailliert beschrieben.
Diesbezüglich umfasst die Invertereinrichtung 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Rauschreduzierungseinheit 50, die das Gleichtaktrauschen und das Normalbetriebsrauschen, die in der Gleichstromleistung, die von dem Konnektor 43 in Richtung des Leistungsmoduls 42 übertragen wird, enthalten sind, reduziert (abschwächt). Die Rauschreduzierungseinheit 50 ist auf beiden Drähten EL1 und EL2 angeordnet und die Gleichstromleistung, die von dem Konnektor 43 zugeführt wird, durchläuft diese Rauschreduzierungseinheit 50 vor einem Eintritt in das Leistungsmodul 42.
Die Rauschreduzierungseinheit 50 wird nun detailliert beschrieben.
Wie in 2 bis 4 gezeigt ist, umfasst die Rauschreduzierungseinheit 50 zum Beispiel eine Gleichtaktdrosselspule 51. Die Gleichtaktdrosselspule 51 umfasst einen Kern 52, eine erste Wicklung 53a und eine zweite Wicklung 53b. Die erste Wicklung 53a und die zweite Wicklung 53b sind um den Kern 52 gewickelt.
Der Kern 52 besitzt zum Beispiel eine vorbestimmte Dicke und die Form eines polygonalen (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel rechteckigen) Rings (endlose Form). Mit anderen Worten kann ebenso gesagt werden, dass der Kern 52 eine Röhrenform einer vorbestimmten Dicke aufweist. Wie in 2 und 4 gezeigt ist, umfasst der Kern 52 einen ersten Kernabschnitt 52a, um den die erste Wicklung 53a gewickelt ist, einen zweiten Kernabschnitt 52b, um den die zweite Wicklung 53b gewickelt ist, und einen freiliegenden Abschnitt 52d, um den die Wicklungen 53a und 53b nicht gewickelt sind und bei dem eine Oberfläche 52c des Kerns 52 freiliegt. Die Wicklungen 53a und 53b liegen einander gegenüber und umfassen Wicklungsachsen, die sich in die gleiche Richtung erstrecken. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anzahl von Wicklungen (Anzahl von Wicklungen) in den beiden Wicklungen 53a und 53b gleich eingestellt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kern 52 durch ein einzelnes Teil konfiguriert. Stattdessen könnte der Kern 52 zum Beispiel durch Kopplung von zwei symmetrisch geformten Teilen konfiguriert sein oder könnte durch drei oder mehr Teile konfiguriert sein.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Gleichtaktdrosselspule 51 einen ersten Eingabeanschluss 61 und einen ersten Ausgabeanschluss 62, die sich von der ersten Wicklung 53a erstrecken, und einen zweiten Eingabeanschluss 63 und einen zweiten Ausgabeanschluss 64, die sich von der zweiten Wicklung 53b erstrecken.
Wie in 3 und 5 gezeigt ist, umfasst der erste Draht EL1, der zum Verbinden des positiven Anschlusses der Gleichstromleistungsversorgung E und des Leistungsmoduls 42 verwendet wird, einen ersten Konnektordraht EL11, der den Konnektor 43 und den ersten Eingabeanschluss 61 verbindet, und einen ersten Moduldraht EL12, der den ersten Ausgabeanschluss 62 und den ersten Moduleingabeanschluss 42a verbindet.
Der zweite Draht EL2, der zum Verbinden des negativen Anschlusses der Gleichstromleistungsversorgung E und des Leistungsmoduls 42 verwendet wird, umfasst einen zweiten Konnektordraht EL21, der den Konnektor 43 und den zweiten Eingabeanschluss 63 verbindet, und einen zweiten Moduldraht EL22, der den zweiten Ausgabeanschluss 64 und den zweiten Moduleingabeanschluss 42b verbindet. Somit wird die Gleichstromleistung der Gleichstromleistungsversorgung E in das Leistungsmodul 42 über die Konnektordrähte EL11 und EL21, die zwei Wicklungen 53a und 53b und die zwei Moduldrähte EL12 und EL22 eingegeben. Das heißt, die zwei Moduldrähte EL12 und EL22 verbinden den Ausgang der Gleichtaktdrosselspule 51 und den Eingang des Leistungsmoduls 42. In diesem Fall sind die zwei Wicklungen 53a und 53b in den Drähten EL1 und EL2 umfasst. Die Anschlüsse 61 und 62 sind die zwei Enden der ersten Wicklung 53a und die Anschlüsse 63 und 64 sind die zwei Enden der zweiten Wicklung 53b. Des Weiteren umfasst das Verdrahtungsmuster 41b, das auf der Leiterplatte 41 gebildet ist, die zwei Konnektordrähte EL11 und EL21 und die zwei Moduldrähte EL12 und EL22.
Die Gleichtaktdrosselspule 51 ist derart konfiguriert, dass die Impedanz (speziell Induktivität) relativ groß wird, wenn ein Gleichtaktstrom durch die zwei Drähte EL1 und EL2 fließt, und dass die Impedanz relativ klein wird, wenn ein Normalbetriebsstrom durch die zwei Drähte EL1 und EL2 fließt. Speziell sind die Wicklungen 53a und 53b gewickelt, um magnetische Flüsse zu erzeugen, die sich gegenseitig verstärken, wenn der Gleichtaktstrom in die gleiche Richtung durch die zwei Drähte EL1 und EL2 (das heißt zwei Wicklungen 53a und 53b) fließt, und sind die Wicklungen 53a und 53b gewickelt, um magnetische Flüsse zu erzeugen, die sich gegenseitig aufheben, wenn der Normalbetriebsstrom in entgegengesetzte Richtungen durch die zwei Drähte EL1 und EL2 fließt.
Da der Kern 52 den freiliegenden Abschnitt 52d umfasst, wird in der Gleichtaktdrosselspule 51 in einer Situation, in der der Normalbetriebsstrom durch die zwei Drähte EL1 und EL2 fließt, ein magnetischer Streufluss erzeugt. Das heißt, die Gleichtaktdrosselspule 51 besitzt eine vorbestimmte Induktivität mit Bezug auf den Normalbetriebsstrom. Der magnetische Streufluss wird an der Peripherie der Gleichtaktdrosselspule 51 erzeugt und weist eine Tendenz auf, sich an den zwei Enden in der Richtung der Wicklungsachsen der zwei Wicklungen 53a und 53b zu konzentrieren.
Wie in 3 und 5 gezeigt ist, umfasst die Rauschreduzierungseinheit 50 Überbrückungskondensatoren 71 und 72, die das Gleichtaktrauschen reduzieren, und einen Glättungskondensator 73, der separat von den Überbrückungskondensatoren 71 und 72 angeordnet ist. Der Glättungskondensator 73 ist zum Beispiel durch einen Filmkondensator oder einen Elektrolytkondensator konfiguriert. Der Glättungskondensator 73 kooperiert mit der Gleichtaktdrosselspule 51, um eine Tiefpassfilterschaltung 74 zu konfigurieren. Die Tiefpassfilterschaltung 74 reduziert das Normalbetriebsrauschen, das von der Gleichstromleistungsversorgung E fließt. Die Tiefpassfilterschaltung 74 ist eine Resonanzschaltung und wird ebenso als ein LC-Filter bezeichnet.
Wie in 3 gezeigt ist, sind die Gleichtaktdrosselspule 51 und jeder der Kondensatoren 71 bis 73 zwischen der Plattenoberfläche 41a der Leiterplatte 41 und dem Basiselement 32 angeordnet. Die Gleichtaktdrosselspule 51 ist in einem Zustand angeordnet, in dem die Wicklungsachsenrichtung der Wicklungen 53a und 53b die entgegengesetzte Richtung der Plattenoberfläche 41a und des Basiselements 32 schneiden (speziell, orthogonal dazu sind). In diesem Fall stimmt die Dickenrichtung des Kerns 52 mit der entgegengesetzten Richtung überein.
Eine Oberfläche des Kerns 52 entgegengesetzt zu der Plattenoberfläche 41a wird als eine untere Kernoberfläche 52e bezeichnet und eine Oberfläche entgegengesetzt zu dem Basiselement 32 wird als eine obere Kernoberfläche 52f bezeichnet. Eine Oberfläche des Kerns 52, die sowohl an die obere Kernoberfläche 52f als auch die untere Kernoberfläche 52e anschließt und den äußeren Umriss des Kerns 52 bildet, wird als eine periphere Kernoberfläche 52g bezeichnet. Die periphere Kernoberfläche 52g (Seitenfläche der Gleichtaktdrosselspule 51) ist eine Oberfläche, die sich mit einer Ebene schneidet, die die Wicklungsachse der Wicklungen 53a und 53b umfasst (Ebene senkrecht zu der Dickenrichtung des Kerns 52 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel). Die periphere Kernoberfläche 52g erstreckt sich entlang dem magnetischen Fluss, der in dem Kern 52 fließt, und schneidet sich mit dem magnetischen Streufluss.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die periphere Kernoberfläche 52g parallel zu der Dickenrichtung des Kerns 52. Die periphere Kernoberfläche 52g umfasst einen Abschnitt, der sich mit der Wicklungsachsenrichtung der Wicklungen 53a und 53b schneidet (speziell, rechtwinklig), und einen Abschnitt parallel zu der Wicklungsachsenrichtung der Wicklungen 53a und 53b.
Des Weiteren ist die Seitenfläche der Gleichtaktdrosselspule 51 durch die periphere Kernoberfläche 52g (speziell, einen Abschnitt, der den freiliegenden Abschnitt 52d der peripheren Kernoberfläche 52g konfiguriert) und einen Abschnitt auf der peripheren Kernoberfläche 52g, auf der die Wicklungen 53a und 53b angeordnet sind, konfiguriert.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, umfasst die Invertereinrichtung 30 eine Dämpfungseinheit 80, die den Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung 74 verringert. Die Dämpfungseinheit 80 konfiguriert eine Magnetbahn, durch die der magnetische Streufluss, der von der Gleichtaktdrosselspule 51 erzeugt wird, fließt. Dies erhöht die Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule 51, die durch den magnetischen Streufluss verursacht wird.
Die Dämpfungseinheit 80 ist durch ein Material mit einer höheren relativen magnetischen Permeabilität als das Invertergehäuse 31 konfiguriert. Zum Beispiel ist die Dämpfungseinheit 80 durch einen magnetischen Körper mit einem ferromagnetischen Körper konfiguriert. Die spezifische Permeabilität der Dämpfungseinheit 80 wird vorzugsweise zum Beispiel höher als „3“ eingestellt.
Des Weiteren ist die Dämpfungseinheit 80 durch ein elektrisch leitfähiges Material mit einem höheren elektrischen Widerstand als das Invertergehäuse 31 konfiguriert. Eisen und Ähnliches werden als ein Beispiel der Dämpfungseinheit 80 betrachtet. Das Invertergehäuse 31 ist durch ein Material mit einer höheren thermischen Leitfähigkeit als die Dämpfungseinheit 80 konfiguriert.
Die Dämpfungseinheit 80, die zwischen der Plattenoberfläche 41a der Leiterplatte 41 und dem Basiselement 32 angeordnet ist, ist kastenförmig und umfasst eine Öffnung 80a, die in Richtung des Basiselements 32 offen ist, und einen Bodenabschnitt (Endwand). Die Dämpfungseinheit 80 bedeckt die gesamte untere Kernoberfläche 52e und die periphere Kernoberfläche 52g. Speziell umfasst die Dämpfungseinheit 80 einen unteren Dämpfungsabschnitt 81, der die untere Kernoberfläche 52e bedeckt, die die untere Oberfläche der Gleichtaktdrosselspule 51 ist, und einen seitlichen Dämpfungsabschnitt, der die periphere Kernoberfläche 52g bedeckt, die die Seitenfläche der Gleichtaktdrosselspule 51 ist.
Der untere Dämpfungsabschnitt 81 ist zwischen der unteren Kernoberfläche 52e, die die Oberfläche entgegengesetzt zu der Leiterplatte 41 in der Gleichtaktdrosselspule 51 ist, und der Plattenoberfläche 41a der Leiterplatte 41 angeordnet. Der untere Dämpfungsabschnitt 81 erstreckt sich aus der Gleichtaktdrosselspule 51 (speziell, der gesamten peripheren Kernoberfläche 52g), wenn in die entgegengesetzte Richtung der Plattenoberfläche 41a und des Basiselements 32 betrachtet.
Der seitliche Dämpfungsabschnitt ist ein Wandabschnitt und liegt gegenüber der peripheren Kernoberfläche 52g und erstreckt sich von dem unteren Dämpfungsabschnitt 81 nach oben in Richtung des Basiselements 32, das heißt in Richtung des Gehäuses 11. Genauer umfasst der seitliche Dämpfungsabschnitt einen ersten seitlichen Abschnitt 82a entgegengesetzt dem Abschnitt der peripheren Kernoberfläche 52g, der sich mit der Wicklungsachsenrichtung der Wicklungen 53a und 53b schneidet, und einen zweiten seitlichen Abschnitt 82b, der dem Abschnitt der peripheren Kernoberfläche 52g parallel zu der Wicklungsachsenrichtung der Wicklungen 53a und 53b gegenüberliegt. Ein Distalende des seitlichen Dämpfungsabschnitts 82 steht über die Wicklungen 53a und 53b in die Richtung des Basiselements 32 über. Der seitliche Dämpfungsabschnitt 82 schneidet sich mit einer Ebene, die die Wicklungsachsen der zwei Wicklungen 53a und 53b umfasst. Der seitliche Dämpfungsabschnitt 82 ist zwischen der Seitenwand des rohrförmigen Abdeckungselements 33 und der peripheren Kernoberfläche 52g angeordnet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel deckt die Dämpfungseinheit 80 die zwei Abschnitte, die den freiliegenden Abschnitt 52d der peripheren Kernoberfläche 52g und den Abschnitt, der auf der peripheren Kernoberfläche 52g der Wicklungen 53a und 53b angeordnet ist, konfigurieren, ab. Berücksichtigt man, dass die Seitenfläche der Gleichtaktdrosselspule 51 durch die periphere Kernoberfläche 52g und den Abschnitt, der auf der peripheren Kernoberfläche 52g der Wicklungen 53a und 53b angeordnet ist, konfiguriert ist, kann gesagt werden, dass die Dämpfungseinheit 80 die Seitenfläche der Gleichtaktdrosselspule 51 abdeckt.
Die Entfernung zwischen der Gleichtaktdrosselspule 51 und der Dämpfungseinheit 80, genauer die Entfernung zwischen dem unteren Dämpfungsabschnitt 81 und der unteren Kernoberfläche 52e und die Entfernung zwischen dem seitlichen Dämpfungsabschnitt 82 und der peripheren Kernoberfläche 52g, sind innerhalb eines Bereichs, in dem eine magnetische Sättigung in der Gleichtaktdrosselspule 51 nicht auftritt, auch wenn ein maximaler Strom in die Wicklungen 53a und 53b fließt, kurz eingestellt.
Die Öffnung 80a der Dämpfungseinheit 80 ist durch das Basiselement 32 des Invertergehäuses 31 abgedeckt. Weiterhin definieren die Dämpfungseinheit 80 und das Basiselement 32 einen Aufnahmeraum 83 in der Öffnung 80a. Die Gleichtaktdrosselspule 51 wird in dem Aufnahmeraum 83 aufgenommen. Die obere Kernoberfläche 52f der Gleichtaktdrosselspule 51 auf der Seite entgegengesetzt zu der unteren Kernoberfläche 52e liegt dem Basiselement 32 gegenüber und wird durch das Basiselement 32 abgedeckt.
Gemäß solch einer Konfiguration fließt das Meiste des magnetischen Streuflusses, der von der Gleichtaktdrosselspule 51 erzeugt wird, durch die Dämpfungseinheit 80 und ein begrenzter Betrag des magnetischen Streuflusses fließt zu der Leiterplatte 41 und dem Invertergehäuse 31. Dies begrenzt die Dispersion des magnetischen Streuflusses und erhöht die Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule 51, die durch den magnetischen Streufluss verursacht wird.
Des Weiteren erzeugt der Fluss des magnetischen Streuflusses durch die Dämpfungseinheit 80 einen Wirbelstrom in der Dämpfungseinheit 80. Der Wirbelstrom wird durch die Dämpfungseinheit 80 in Wärme umgewandelt. Das heißt, die Dämpfungseinheit 80 dient als ein Widerstand mit Bezug auf den magnetischen Streufluss. Wie vorstehend beschrieben, ist der elektrische Widerstand der Dämpfungseinheit 80 höher als der elektrische Widerstand des Invertergehäuses 31. Somit ist der Widerstandswert der Dämpfungseinheit 80 mit Bezug auf den magnetischen Streufluss höher als der Widerstandswert des Invertergehäuses 31.
Die Dämpfungseinheit 80 und die Gleichtaktdrosselspule 51 sind isoliert. Die Dämpfungseinheit 80 und die Gleichtaktdrosselspule 51 können irgendeine Konfiguration aufweisen. Zum Beispiel können die Dämpfungseinheit 80 und die Gleichtaktdrosselspule 51 einander mit einer Lücke oder einer Isolationsschicht zwischen diesen gegenüberliegen.
Wie in 3 gezeigt ist, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Distalende des seitlichen Dämpfungsabschnitts mit dem Basiselement 32 in Kontakt und wird die Öffnung 80a durch das Basiselement 32 geschlossen. Somit bilden die Dämpfungseinheit 80 und das Basiselement 32 (Invertergehäuse 31) eine geschlossene Schleife und der Wirbelstrom kann auf eine bevorzugte Weise erzeugt werden. Des Weiteren kann die Wärme der Dämpfungseinheit 80 auf das Invertergehäuse 31 übertragen werden.
Stattdessen könnte das Distalende des seitlichen Dämpfungsabschnitts von dem Basiselement 32 räumlich getrennt sein. Alternativ kann ein elektrisch leitfähiges oder isolierendes Zwischenelement zwischen dem Distalende des seitlichen Dämpfungsabschnitts 82 und dem Basiselement 32 angeordnet sein.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, umfasst der untere Dämpfungsabschnitt 81 Durchgangslöcher 81a, durch die die Anschlüsse 61 bis 64 eingesetzt sind. Die Anschlüsse 61, 62, 63 und 64 werden durch die Durchgangslöcher 81a eingesetzt und mit den entsprechenden Drähten EL11, EL12, EL21 und EL22 verbunden.
Obwohl es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist ein isolierendes Material zwischen jedem der Anschlüsse 61 bis 64 und der inneren Oberfläche der entsprechenden Durchgangslöcher 81a angeordnet. Somit ist jeder der Anschlüsse 61 bis 64 von der Dämpfungseinheit 80 elektrisch isoliert.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Gleichtaktdrosselspule 51 von dem Leistungsmodul 42 weiter entfernt als die Kondensatoren 71 bis 73. Speziell ist jeder der Kondensatoren 71 bis 73 zwischen der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Leistungsmodul 42 angeordnet.
Des Weiteren sind die Gleichtaktdrosselspule 51 und die Kondensatoren 71 bis 73 mit der Wand 11c des Gehäuses 11 thermisch gekoppelt. Speziell sind die Gleichtaktdrosselspule 51 und die Kondensatoren 71 bis 73 benachbart zu dem Invertergehäuse 31 (Basiselement), das mit der Wand 11c des Gehäuses 11 in Kontakt ist bzw. unmittelbar neben diesem angeordnet. Zum Beispiel wird ein Abstand H1 zwischen der oberen Kernoberfläche 52f und dem Basiselement 32 kürzer eingestellt als ein Abstand H2 zwischen der unteren Kernunterfläche 52e und der Leiterplatte 41. Die Wärme, die an der Gleichtaktdrosselspule 51 und jedem der Kondensatoren 71 bis 73 erzeugt wird, wird an das Basiselement 32 und die Wand 11c übertragen und durch das Kühlmittel in dem Gehäuse 11 absorbiert. Wie in 3 gezeigt ist, ist ebenso ein Anschluss in jedem der Kondensatoren 71 bis 73 angeordnet und ist der Anschluss mit dem Verdrahtungsmuster 41b der Leiterplatte 41 verbunden.
Die elektrische Konfiguration des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors 10 wird nun mit auf Bezug auf 5 und 6 beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben, befindet sich die Rauschreduzierungseinheit 50 auf der Eingangsseite des Leistungsmoduls 42 (speziell, von jedem Schaltelement Qu1 bis Qw2). Speziell befindet sich die Gleichtaktdrosselspule 51 der Rauschreduzierungseinheit 50 zwischen den Konnektordrähten EL11 und EL21 und den Moduldrähten EL12 und EL22.
Die Gleichtaktdrosselspule 51 erzeugt den magnetischen Streufluss, wenn der Normalbetriebsstrom fließt. Somit, wie in 5 gezeigt ist, umfasst die Gleichtaktdrosselspule 51 hypothetische Normalbetriebsspulen L1 und L2 neben den Wicklungen 53a und 53b. Das heißt, die Gleichtaktdrosselspule 51 des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst die zwei Wicklungen 53a und 53b und die hypothetischen Normalbetriebsspulen L1 und L2 in einem Ersatzschaltbild. Die hypothetischen Normalbetriebsspulen L1 und L2 entsprechen der Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule 51. Die hypothetischen Normalbetriebsspulen L1 und L2 und die Wicklungen 53a und 53b sind in Reihe miteinander verbunden. Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, dient die Dämpfungseinheit 80 als ein Widerstand, der den Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung 74 verringert.
Zusätzlich zu der Invertereinrichtung 30 ist zum Beispiel eine Leistungssteuerungseinheit (PCU) 103 als eine fahrzeugseitige Einrichtung in dem Fahrzeug installiert. Die PCU 103 verwendet die Gleichstromleistung, die von der Gleichstromleistungsversorgung E zugeführt wird, um den Fahrmotor, der an dem Fahrzeug angebracht ist, anzutreiben bzw. anzusteuern. Das heißt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die PCU 103 und die Invertereinrichtung 30 parallel mit der Gleichstromleistungsversorgung E verbunden und die Gleichstromleistungsversorgung E wird durch die PCU 103 und die Invertereinrichtung 30 geteilt.
Die PCU 103 umfasst zum Beispiel einen Hochsetzsteller 104 und eine Fahrinverter. Der Hochsetzsteller 104 umfasst ein Hochsetzschaltelement und schaltet das Hochsetzschaltelement zyklisch AN und AUS, um die Gleichstromleistung der Gleichstromleistungsversorgung E hochzusetzen. Der Fahrinverter wandelt die Gleichstromleistung, die durch den Hochsetzsteller 104 verstärkt ist, in eine Antriebsleistung zum Antreiben des Fahrmotors um.
In solch einer Konfiguration fließt das Rauschen, das von dem Umschalten des Hochsetzschaltelementes erzeugt wird, zu der Invertereinrichtung 30 als das Normalbetriebsrauschen. Mit anderen Worten enthält das Normalbetriebsrauschen eine Rauschkomponente entsprechend der Umschaltfrequenz des Hochsetzschaltelements. Die Umschaltfrequenz des Hochsetzschaltelements unterscheidet sich gemäß dem Fahrzeugmodell. Somit unterscheidet sich die Frequenz des Normalbetriebsrauschens gemäß dem Fahrzeugmodell. Die Rauschkomponente entsprechend der Umschaltfrequenz des Hochsitzschaltelements umfasst eine Rauschkomponente und eine harmonische Komponente in der gleichen Frequenz wie die Umschaltfrequenz.
Die Überbrückungskondensatoren 71 und 72 sind in Reihe miteinander verbunden. Der erste Überbrückungskondensator 71 und der zweite Überbrückungskondensator 72 weisen jeweils ein erstes Ende und zweites Ende entgegengesetzt zu dem ersten Ende auf. Speziell umfasst die Rauschreduzierungseinheit 50 eine Überbrückungsleitung EL3, die das erste Ende des ersten Überbrückungskondensators 71 und das erste Ende des zweiten Überbrückungskondensators 72 verbindet. Die Überbrückungsleitung EL3 ist an der Karosserie des Fahrzeugs geerdet.
Ein in Reihe verbundener Körper der Überbrückungskondensatoren 71 und 72 ist parallel zu der Gleichtaktdrosselspule 51 angeschlossen. Speziell ist das zweite Ende des ersten Überbrückungskondensators 71 mit dem ersten Moduldraht EL12, der die erste Wicklung 53a (erster Ausgabeanschluss 62) und das Leistungsmodul 42 (erster Moduleingabeanschluss 42a) verbindet, verbunden. Das zweite Ende des zweiten Überbrückungskondensators 72 ist mit dem zweiten Moduldraht EL22, der die zweite Wicklung 53b (zweiter Ausgabeanschluss 64) und das Leistungsmodul 42 (zweiter Moduleingabeanschluss 42b) verbindet, verbunden.
Der Glättungskondensator 73 befindet sich auf der Ausgabeseite der Gleichtaktdrosselspule 51 und der Eingabeseite des Leistungsmoduls 42. Speziell ist der Glättungskondensator 73 zwischen dem in Reihe verbundenen Körper der Überbrückungskondensatoren 71 und 72 und dem Leistungsmodul 42 angeordnet und parallel mit diesem verbunden. Der Glättungskondensator 73 umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende auf einer entgegengesetzten Seite des ersten Endes. Speziell ist das erste Ende des Glättungskondensators 73 mit einem Abschnitt in dem ersten Moduldraht EL12 von einem Verbindungspunkt P1 mit dem ersten Überbrückungskondensator 71 zu dem Leistungsmodul 42 verbunden und ist das zweite Ende des Glättungskondensators 73 mit einem Abschnitt in dem zweiten Moduldraht EL22 von einem Verbindungspunkt P2 mit dem zweiten Überbrückungskondensator 72 zu dem Leistungsmodul 42 verbunden.
Wie in 6 gezeigt ist, besitzt die Spule 25 des Elektromotors 13 eine DreiPhasen-Struktur, zum Beispiel eine u-Phasen-Spule 25u, ein v-Phasen-Spule 25v und ein w-Phasen-Spule 25w. Die Spulen 25u bis 25w befinden sich zum Beispiel in einer Y-Verbindungsanordnung.
Das Leistungsmodul 42 ist eine Inverterschaltung. Das Leistungsmodul 42 umfasst u-Phasen-Schaltelemente Qu1 und Qu2 entsprechend der u-Phasen-Spule 25u, v-Phasen-Schaltelemente Qv1 und Qv2 entsprechend der v-Phasen-Spule 25v und w-Phasen-Schaltelemente Qw1 und Qw2 entsprechend der w-Phasen-Spule 25w. Jedes der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 ist zum Beispiel ein Leistungsschaltelement, wie etwa ein IGBT. Die Schaltelemente Qu1 bis Qw2 umfassen eine Freilaufdiode (Body-Diode) Du1 bis Dw2.
Die u-Phasen-Schaltelemente Qu1 und Qu2 sind in Reihe über eine Verbindungsleitung verbunden und die Verbindungsleitung ist mit der u-Phasen-Spule 25u über den u-Phasen-Modulausgabeanschluss 42u verbunden. Die Gleichstromleistung von der Gleichstromleistungsversorgung E wird in den in Reihe verbunden Körper der u-Phasen-Schaltelemente Qu1 und Qu2 eingegeben. Speziell ist der Kollektor des ersten u-Phasen-Schaltelements Qu1 mit dem ersten Moduleingabeanschluss 42a verbunden und über den ersten Moduleingabeanschluss 42a mit dem ersten Moduldraht EL12 verbunden. Der Emitter des zweiten u-Phasen-Schaltelements Qu2 ist mit dem zweiten Moduleingabeanschluss 42b und über den zweiten Moduleingabeanschluss 42b mit dem zweiten Moduldraht EL22 verbunden.
Die anderen Schaltelemente Qv1, Qv2, Qw1 und Qw2 sind auf die gleiche Weise wie die u-Phasen-Schaltelemente Qu1 und Qu2 verbunden, obwohl die entsprechenden Spulen unterschiedlich sind. In diesem Fall sind die Schaltelemente Qu1 bis Qw2 mit den zwei Moduldrähten EL12 und EL22 verbunden.
Eine Verbindungsleitung, die die v-Phasen-Schaltelemente Qv1 und Qv2 in Reihe verbindet, ist mit der v-Phasen-Spule 25v über den v-Phasen-Modulausgabeanschluss 42v verbunden, und eine Verbindungsleitung, die die w-Phasen-Schaltelemente Qw1 und Qw2 in Reihe verbindet, ist mit der w-Phasen-Spule 25w über den w-Phasen-Modulausgabeanschluss 42w verbunden. Das heißt, die Modulausgabeanschlüsse 42u bis 42w des Leistungsmoduls 42 sind mit dem Elektromotor 13 verbunden.
Die Invertereinrichtung 30 umfasst eine Steuerungseinheit 90, die das Leistungsmodul 42 (speziell eine Umschaltoperation der Schaltelemente Qu1 bis Qw2) steuert. Die Steuerungseinheit 90, die mit der Klimaanlagen-ECU 102 über den Konnektor 43 elektrisch verbunden ist, schaltet jedes der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 basierend auf einer Anweisung von der Klimaanlagen-ECU 102 zyklisch AN und AUS. Speziell führt die Steuerungseinheit 90 eine Pulsbreitenmodulationssteuerung (PWM-Steuerung) bezüglich jedem der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 basierend auf einer Anweisung von der Klimaanlagen-ECU 102 aus. Genauer erzeugt die Steuerungseinheit 90 ein Steuerungssignal unter Verwendung eines Trägersignals (Trägerwellensignal) und eines Anweisungsspannungswertsignals (Vergleichssubjektsignals). Die Steuerungseinheit 90 wandelt eine Gleichstromleistung in eine Wechselstromleistung durch Durchführen der AN-/ AUS-Steuerung von jedem der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 unter Verwendung des erzeugten Steuerungssignals um.
Eine Abschaltfrequenz fc der Tiefpassfilterschaltung 74 wird niedriger eingestellt als eine Trägerfrequenz f1, die die Frequenz des Trägersignals ist. Die Trägerfrequenz f1 wird ebenso als eine Schaltfrequenz von jedem der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 bezeichnet.
Die Frequenzcharakteristik der Tiefpassfilterschaltung 74 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird nun mit Bezug auf 7 beschrieben. 7 ist ein Graph, der die Frequenzcharakteristik der Tiefpassfilterschaltung 74 mit Bezug auf das Normalbetriebsrauschen zeigt, das in die Tiefpassfilterschaltung 74 fließt. Die durchgezogene Linie von 7 gibt die Frequenzcharakteristik an, wenn die Dämpfungseinheit 80 angeordnet ist, und die doppelt gestrichelte Linie von 7 gibt die Frequenzcharakteristik an, wenn die Dämpfungseinheit 80 nicht angeordnet ist.
Wie durch die doppelt gestrichelte Linie von 7 gezeigt ist, ist der Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung 74 relativ hoch, wenn die Dämpfungseinheit 80 nicht angeordnet ist. Somit ist es weniger wahrscheinlich, dass das Normalbetriebsrauschen mit einer Frequenz in der Nähe der Resonanzfrequenz f0 der Tiefpassfilterschaltung 74 in der Rauschreduzierungseinheit 50 verringert wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung 74 niedrig, wie durch die durchgezogene Linie von 7 gezeigt ist, aufgrund der Dämpfungseinheit 80. Somit reduziert die Rauchreduzierungseinheit 50 das Normalbetriebsrauschen mit einer Frequenz in der Nähe der Resonanzfrequenz f0 der Tiefpassfilterschaltung 74.
Wie in 7 gezeigt ist, wird der tolerierbare Wert der Verstärkung (Dämpfungsrate), die basierend auf der Spezifikation des Fahrzeugs erforderlich ist, als eine tolerierbare Verstärkung Gth bezeichnet. Der Q-Wert, bei dem die Verstärkung G der Tiefpassfilterschalter 74 die tolerierbare Verstärkung Gth wird, wenn die Frequenz des Normalbetriebsrauschens und die Resonanzfrequenz f0 gleich sind, wird als ein spezifischer Q-Wert bezeichnet. Gemäß solch einer Konfiguration ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Q-Wert der Tiefpassfilterschalter 74 niedriger als der spezifische Q-Wert aufgrund der Dämpfungseinheit 80. Somit ist die Verstärkung G der Tiefpassfilterschaltung 74, wenn die Frequenz des Normalbetriebsrauschens die Gleiche ist wie die der Resonanzfrequenz f0, kleiner als die tolerierbare Verstärkung Gth (größer bei einem Absolutwert). Mit anderen Worten ist die Dämpfungseinheit 80 konfiguriert, damit die Tiefpassfilterschaltung 74 einen Q-Wert aufweist, der niedriger ist als der spezifische Q-Wert.
Die Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule 51 wird durch das Vorhandensein der Dämpfungseinheit 80 erhöht. Somit ist die Resonanzfrequenz f0 der Tiefpassfilterschaltung 74 des vorliegenden Ausführungsbeispiels niedrig im Vergleich mit dem Fall, wenn die Dämpfungseinheit 80 nicht umfasst ist. Somit, wie in 7 gezeigt ist, ist die Verstärkung G in dem Frequenzband, das höher als die Resonanzfrequenz f0 ist, kleiner als wenn die Dämpfungseinheit 80 nicht umfasst ist. Deshalb kann das Normalbetriebsrauschen mit einem Frequenzband höher als die Resonanzfrequenz f0 auf eine weiterhin bevorzugte Weise reduziert werden.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel weist die nachstehend beschriebenen Vorteile auf.
(1) Der fahrzeugseitige motorisierte Kompressors 10 umfasst das Gehäuse 11 mit dem Ansauganschluss 11a, durch den ein Kühlmittel (Flüssigkeit bzw. Fluid) eingesaugt wird, die Komprimierungseinheit 12 und den Elektromotor 13, die in dem Gehäuse 11 untergebracht sind, und die Invertereinrichtung 30, die den Elektromotor 13 ansteuert bzw. antreibt.
Die Invertereinrichtung 30 umfasst das Leistungsmodul 42, das eine Gleichstromleistung in Wechselstromleistung umwandelt, und die Rauschreduzierungseinheit 50, die auf der Eingangsseite des Leistungsmoduls 42 angeordnet ist, um das Gleichtaktrauschen und das Normalbetriebsrauschen, die in der Gleichstromleistung enthalten sind, zu reduzieren. Die Rauschreduzierungseinheit 50 umfasst die Gleichtaktdrosselspule 51 inklusive des Kerns 52, der ersten Wicklung 53a, die um den ersten Kernabschnitt 52a des Kerns 52 gewickelt ist, und der zweiten Wicklung 53b, die um den zweiten Kernabschnitt 52b des Kerns 52 gewickelt ist. Die Invertereinrichtung 30 ist konfiguriert, sodass die Gleichstromleistung, deren Gleichtaktrauschen und Normalbetriebsrauschen durch die Gleichtaktdrosselspule 51 reduziert wird, in das Leistungsmodul 42 eingeben wird. Speziell umfasst die Invertereinrichtung 30 die Moduldrähte EL12 und EL22, die die Gleichtaktdrosselspule 51 und das Leistungsmodul 42 verbinden.
Mit solch einer Konfiguration reduziert die Gleichtaktdrosselspule 51 das Gleichtaktrauschen, das in der Gleichstromleistung enthalten ist, bevor die Gleichstromleistung in die Invertereinrichtung 30 eingegeben wird. Weiterhin erzeugt die Gleichtaktdrosselspule 51 den magnetischen Streufluss, wenn der Normalbetriebsstrom fließt. Somit kann das Normalbetriebsrauschen unter Verwendung der Tiefpassfilterschaltung 74, die durch die Gleichtaktdrosselspule 51 und den Glättungskondensator 73 konfiguriert ist, reduziert werden. Deshalb kann die Gleichstromleistung, bei der das Gleichtaktrauschen und das Normalbetriebsrauschen reduziert sind, in das Leistungsmodul 42 eingegeben werden, ohne eine Spule, die zum Reduzieren des Normalbetriebsrauschens dediziert ist, anzuordnen. Dies begrenzt eine Vergrößerung der Invertereinrichtung 30. Des Weiteren wird eine Vergrößerung des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors 10 begrenzt.
(2) Die Invertereinrichtung 30 umfasst den Glättungskondensator 73, der mit der Gleichtaktdrosselspule 51 kooperiert, um die Tiefpassfilterschaltung 74 zu konfigurieren, und die Dämpfungseinheit 80, die eine Magnetbahn konfiguriert, durch die der magnetische Streufluss, der von der Gleichtaktdrosselspule 51 erzeugt wird, fließt, um die Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule 51 zu erhöhen. Die Dämpfungseinheit 80 erzeugt einen Wirbelstrom mit dem magnetischen Streufluss, um den Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung 74 zu verringern. Mit solch einer Konfiguration kann das Normalbetriebsrauschen durch die Tiefpassfilterschaltung 74 auf eine bevorzugte Weise reduziert werden. Des Weiteren, wenn der Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung 74 verringert wird, ohne einen Dämpfungswiderstand oder Ähnliches, wird eine Vielseitigkeit erhöht, während eine Vergrößerung des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors 10 begrenzt wird.
Speziell, wie vorstehend bereits beschrieben, wenn der Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung 74 hoch ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Normalbetriebsrauschen in der Nähe der Resonanzfrequenz f0 der Tiefpassfilterschaltung 74 reduziert wird. Somit könnte die Tiefpassfilterschaltung 74 mit einem hohen Q-Wert bezüglich des Normalbetriebsrauschens mit einer Frequenz in der Nähe der Resonanzfrequenz f0 nicht effektiv arbeiten. Dies könnte eine fehlerhafte Operation der Invertereinrichtung 30 ergeben oder die Lebenszeit der Tiefpassfilterschaltung 74 verkürzen. Weiterhin wird die Tiefpassfilterschaltung 74 mit einem hohen Q-Wert nicht auf ein Fahrzeugmodell anwendbar sein, das das Normalbetriebsrauschen mit einer Frequenz in der Nähe der Resonanzfrequenz f0 erzeugt. In dieser Hinsicht wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Q-Wert durch die Dämpfungseinheit 80 verringert. Somit wird das Normalbetriebsrauschen mit einer Frequenz in der Nähe der Resonanzfrequenz f0 durch die Rauschreduzierungseinheit 50 (speziell die Tiefpassfilterschaltung 74) einfach reduziert. Dies verbreitert das Frequenzband des Normalbetriebsrauschens, das durch die Rauschreduzierungseinheit 50 verringert werden kann. Des Weiteren ist der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor 10 auf eine breite Vielzahl von Fahrzeugmodellen anwendbar.
Um den Q-Wert zu verringern, kann zum Beispiel ein Dämpfungswiderstand in Reihe mit der Gleichtaktdrosselspule 51 verbunden werden. Jedoch muss der Dämpfungswiderstand einem relativ hohen Strom von mindestens oder mehr als 10 A entsprechen und wird somit leicht relativ groß. Des Weiteren werden ebenso ein Leistungsverlust und der Betrag einer Wärmeerzeugung groß. Somit ist ein Dämpfungswiderstand notwendig, um die Wärme abzuleiten. Dies könnte den fahrzeugseitigen motorisierten Kompressor 10 vergrößern. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Wirbelstrom durch den magnetischen Streufluss in der Dämpfungseinheit 80 erzeugt, aber der Betrag einer Wärmeerzeugung der Dämpfungseinheit 80 ist klein, weil der Wirbelstrom niedriger ist als der Strom, der zu dem Dämpfungswiderstand fließt. Deshalb wird die Vielseitigkeit erhöht, während eine Vergrößerung des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors 10 begrenzt wird und die zwei Arten von Rauschen reduziert werden.
Insbesondere wird die Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule 51 durch Konfigurieren der Magnetbahn, durch die der magnetische Streufluss fließt, mit der Dämpfungseinheit 80 erhöht. Dies reduziert die Resonanzfrequenz f0 der Tiefpassfilterschaltung 74. Somit, im Vergleich mit einer Konfiguration, in der die Dämpfungseinheit 80 nicht umfasst ist, wird die Verstärkung G eines Frequenzbandes, das höher ist als die Resonanzfrequenz f0, einfach klein. Dies reduziert weiterhin das Normalbetriebsrauschen mit einem Frequenzband, das höher als die Resonanzfrequenz f0 ist.
(3) Die Dämpfungseinheit 80 deckt die Seitenfläche der Gleichtaktdrosselspule 51, genauer die periphere Kernoberfläche 52g und den Abschnitt, der auf der peripheren Kernoberfläche 52g in den Wicklungen 53a und 53b angeordnet ist, ab. Die periphere Kernoberfläche 52g ist eine Ebene, die sich mit der Ebene, die die Wicklungsachsen der Wicklungen 53a und 53b enthält, schneidet. Somit dient die Dämpfungseinheit 80 als ein Widerstand mit Bezug auf den magnetischen Streufluss. Da die Dämpfungseinheit 80 zumindest einen Teil der Seitenfläche der Gleichtaktdrosselspule 51 abdeckt, wird der Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung 74 verringert und wird die Streuinduktivität erhöht. Deshalb wird Vorteil (2) durch eine relativ einfache Konfiguration realisiert.
(4) Die Invertereinrichtung 30 umfasst die Leiterplatte 41, die das Verdrahtungsmuster 41b enthält, und das Invertergehäuse 31, das das Leistungsmodul 42 und die Rauschreduzierungseinheit 50 aufnimmt. Die Dämpfungseinheit 80 ist durch ein Material mit einer höheren relativen magnetischen Permeabilität als das Invertergehäuse 31 konfiguriert. Mit solch einer Konfiguration wird der magnetische Streufluss einfacher zu der Dämpfungseinheit 50 als zu dem Invertergehäuse 31 geleitet. Dies verringert eine Dispersion des magnetischen Streuflusses in Richtung des Invertergehäuses 31 und erhöht die Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule 51.
(5) Die Dämpfungseinheit 80 ist durch ein Material mit einem höheren elektrischen Widerstand als das Invertergehäuse 31 konfiguriert. Mit solch einer Konfiguration ist der Widerstandswert der Dämpfungseinheit 80 höher als der Widerstandswert des Invertergehäuses 31. Somit wird der Dämpfungseffekt der Dämpfungseinheit 80 weiterhin verbessert. Dies verringert weiterhin den Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung 74.
(6) Die Dämpfungseinheit 80 ist kastenförmig und umfasst die Öffnung 80a, die durch das Invertergehäuse 31 abgedeckt ist, und die Gleichtaktdrosselspule 51 ist in dem Aufnahmeraum 83, der durch die Dämpfungseinheit 80 und das Invertergehäuse 31 definiert ist, aufgenommen. Somit sind Oberflächen außer der oberen Kernoberfläche 52f entsprechend der Öffnung 80a in dem Kern 52 (speziell die periphere Kernoberfläche 52g und die untere Kernoberfläche 52e) durch die Dämpfungseinheit 80 abgedeckt und folglich wird der Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung 74 verringert, während die Streuinduktivität auf eine weiterhin bevorzugte Weise erhöht wird.
(7) Das Invertergehäuse 31 besitzt eine höhere thermische Leitfähigkeit als die Dämpfungseinheit 80. Die Dämpfungseinheit 80 und das Invertergehäuse 31 sind konfiguriert, um dazu in der Lage zu sein, Wärme auszutauschen. Speziell befinden sich die Dämpfungseinheit und das Invertergehäuse in Kontakt. Mit solch einer Konfiguration wird die Wärme der Dämpfungseinheit 80, die durch den Wirbelstrom erzeugt wird, an das Invertergehäuse 31 auf eine bevorzugte Weise übertragen.
(8) Das Leistungsmodul 42 umfasst die Vielzahl von Schaltelementen Qu1 bis Qw2 und wandelt die Gleichstromleistung in Wechselstromleistung durch Ausführen von einer PWM-Steuerung bezüglich der Vielzahl von Schaltelementen Qu1 bis Qw2 um. Die Abschaltfrequenz fc der Tiefpassfilterschaltung 74 wird niedriger eingestellt als die Trägerfrequenz f1, die die Frequenz des Trägersignals ist, das in der PWM-Steuerung der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 verwendet wird. Somit wird das Welligkeitsrauschen (Normalbetriebsrauschen, das in dem Leistungsmodul 42 erzeugt wird), das durch Umschalten von jedem der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 verursacht wird, durch die Tiefpassfilterschaltung 74 reduziert (abgeschwächt) und der Fluss des Welligkeitsrauschens nach außerhalb des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors 10 wird beschränkt. Das heißt, die Tiefpassfilterschaltung 74 arbeitet zum Reduzieren des Normalbetriebsrauschens und des Gleichtaktrauschens, das in dem fahrzeugseitigen Kompressor 10 fließt, wenn die PCU 103 in Betrieb ist. Weiterhin arbeitet die Tiefpassfilterschaltung 74 zum Reduzieren des Flusses des Welligkeitsrauschens nach außerhalb des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors 10, wenn der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor 10 in Betrieb ist.
Aus der Sicht des Verbreiterns des Frequenzbandes des Normalbetriebsrauschens, das durch die Rauschreduzierungseinheit 50 reduziert werden kann, könnte die Resonanzfrequenz f0 höher eingestellt werden als das Frequenzband des erwarteten Normalbetriebsrauschens, um die Erzeugung einer Resonanz zu vermeiden. In diesem Fall jedoch wird es schwierig, die Abschaltfrequenz fc niedriger einzustellen als die Trägerfrequenz f1, weil die Abschaltfrequenz fc der Tiefpassfilterschaltung 74 ebenso hoch ist. Des Weiteren ist eine Erhöhung der Trägerfrequenz f1, wenn die Abschaltfrequenz fc sich erhöht, nicht wünschenswert, weil der Schaltverlust von jedem der Schaltelemente Qu1 bis Qw2 groß wird.
Im Gegensatz dazu kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Normalbetriebsrauschen mit einer Frequenz in der Nähe der Resonanzfrequenz f0 durch die Dämpfungseinheit 80 reduziert werden und somit muss die Resonanzfrequenz f0 gemäß dem Frequenzband des erwarteten Normalbetriebsrauschens nicht hoch sein. Deshalb kann die Abschaltfrequenz fc niedriger als die Trägerfrequenz f1 sein, ohne die Trägerfrequenz f1 übermäßig zu erhöhen. Somit kann beschränkt werden, dass das Welligkeitsrauschen, das durch das Umschalten von jedem Schaltelement Qu1 bis Qw2 verursacht wird, nach außerhalb des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors 10 fließt, während eine Erhöhung des Leistungsverlustes des Leistungsmoduls 42 oder Ähnliches beschränkt wird.
Insbesondere ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Resonanzfrequenz f0 niedrig, weil die Streuinduktivität durch die Dämpfungseinheit 80 erhöht wird. Somit wird die Abschaltfrequenz fc relativ einfach niedriger eingestellt als die Trägerfrequenz f1. Mit anderen Worten dient die Dämpfungseinheit 80 ebenso als eine Konfiguration zum Einstellen der Abschaltfrequenz fc, sodass diese niedriger als die Trägerfrequenz f1 ist.
(9) Der Kern 52 umfasst den ersten Kernabschnitt 52a, um den die erste Wicklung 53a gewickelt ist, den zweiten Kernabschnitt 52b, um den die zweite Wicklung 53b gewickelt ist, und den freiliegenden Abschnitt 52d, um den die Wicklungen 53a und 53b nicht gewickelt sind und die Oberfläche 52c freiliegt. Somit wird der magnetische Streufluss einfach erzeugt, wenn der Normalbetriebsstrom zu den Drähten EL1 und EL2 (speziell den Wicklungen 53a und 53b) fließt. Dies bewirkt Vorteil (1).
(10) Der Elektromotor 13 des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors 10 erfordert generell eine große Wechselstromleistung, um angetrieben zu werden. Somit muss ein relativ großer Gleichstrom für die Invertereinrichtung 30 in Wechselstrom umgewandelt werden, der den Elektromotor 13 antreibt. Die Spule und der Dämpfungswiderstand für das Normalbetriebsrauschen, die auf solch eine große Gleichstromleistung angewendet werden können, werden tendenziell groß, und somit wird die Rauschreduzierungseinheit 50 tendenziell einfach groß. Deshalb wird die Invertereinrichtung 30 tendenziell einfach groß.
Im Gegensatz dazu wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Invertereinrichtung 30 inklusive der Rauschreduzierungseinheit 50, wie vorstehend beschrieben, zum Antreiben des Elektromotors 13 verwendet, sodass der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor 10 betrieben werden kann, während die Vergrößerung der Invertereinrichtung 30 begrenzt wird und ein Rauschen reduziert wird.
(11) Die Invertereinrichtung 30 ist mit dem fahrzeugseitigen motorisierten Kompressor 10 integriert. Speziell umfasst der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor 10 das Gehäuse 11, das die Komprimierungseinheit 12 und den Elektromotor 13 aufnimmt, und die Invertereinrichtung 30, die an der Wand 11c, die auf der Seite des Elektromotors 13 gegenüber der Komprimierungseinheit 12 in dem Gehäuse 11 angeordnet ist, befestigt ist. Die Komprimierungseinheit 12, der Elektromotor 13 und die Invertereinrichtung 30 sind entlang der Achsenrichtung der Rotationswelle 21 aufgereiht. Somit können Erhöhungen der Größe des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors 10 in der radialen Richtung der Rotationswelle 21 begrenzt werden.
In diesem Fall wird der Installationsraum der Invertereinrichtung 30 im Vergleich mit der sogenannten „Camel-Back“-Art des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors, bei der die Invertereinrichtung 30 an der äußeren Seite des Gehäuses 11 in der radialen Richtung der Rotationswelle 21 angeordnet ist, einfach begrenzt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Invertereinrichtung 30 in der Größe reduziert und kann die Invertereinrichtung 30 in einem relativ kleinen Raum installiert werden. Somit kann die Invertereinrichtung 30 relativ einfach in der sogenannten Reihenart des fahrzeugseitigen motorisierten Kompressors 10, bei der die Komprimierungseinheit 12, der Elektromotor 13 und die Invertereinrichtung 30 in der axialen Richtung der Rotationswelle 21 aufgereiht sind, installiert werden.
Das vorstehende Ausführungsbeispiel kann wie nachstehend modifiziert werden.
Wie in 8 gezeigt ist, können Wicklungen 110, 111 um den gesamten Kern 52 gewickelt werden. In diesem Fall können die Wicklungen 110, 111 Abschnitte mit hoher Dichte 110a und lila und Abschnitte mit niedriger Dichte 110b und 111b, die relativ unterschiedliche Wicklungsdichten aufweisen, umfassen. Die Wicklungsdichte ist die Anzahl von Wicklungen (Anzahl von Windungen) pro Längeneinheit in der Wicklungsachsenrichtung. In diesem Fall wird ebenso der magnetische Streufluss von der Gleichtaktdrosselspule 51 einfach erzeugt. Eine der ersten Wicklung 110 und der zweiten Wicklung 111 kann eine Konfiguration aufweisen, die den Abschnitt mit hoher Dichte und den Abschnitt mit niedriger Dichte umfasst. In diesem Fall sind sowohl die freiliegenden Abschnitte als auch die Abschnitte mit niedriger Dichte vorhanden. Kurz gesagt muss zumindest eine der ersten Wicklung 110 und der zweiten Wicklung 111 den Abschnitt mit hoher Dichte und den Abschnitt mit niedriger Dichte umfassen.
Die Form der Dämpfungseinheit 80 ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Zum Beispiel kann die Dämpfungseinheit 80 kastenförmig sein und einen oberen Oberflächenabdeckabschnitt umfassen, der zwischen der oberen Kernoberfläche 52f und dem Basiselement 32 angeordnet ist, um die obere Kernoberfläche 52f abzudecken. Des Weiteren muss die Dämpfungseinheit 80 keine vollständig geschlossene Box sein und kann zum Beispiel eine Lücke (Schlitz) zwischen dem ersten seitlichen Abschnitt 82a und dem zweiten seitlichen Abschnitt 82b geformt sein oder kann ein Durchgangsloch geformt sein. Des Weiteren könnte zumindest ein Teil der Dämpfungseinheit 80 netzartig sein. Des Weiteren könnte zumindest ein Teil der Dämpfungseinheit 80 eine Vertiefung, eine Prägung, eine Lochstanzung oder Ähnliches umfassen. Des Weiteren kann die Dämpfungseinheit 80 rahmenförmig sein und kann der untere Dämpfungsabschnitt 81 weggelassen werden.
Des Weiteren deckt der seitliche Dämpfungsabschnitt die gesamte periphere Kernoberfläche 52g ab, aber kann stattdessen einen Teil der peripheren Kernoberfläche 52g abdecken. Zum Beispiel kann einer des ersten seitlichen Abschnitts 82a oder des zweiten seitlichen Abschnitts 82b weggelassen werden. Des Weiteren kann die Dämpfungseinheit 80 eine Konfiguration umfassen, um nur den Abschnitt, der den freiliegenden Abschnitt 52d in der peripheren Kernoberfläche 52g konfiguriert, abzudecken und nicht den Abschnitt, der auf der peripheren Kernoberfläche 52g in den Wicklungen 53a und 53b der Seitenfläche der Gleichtaktdrosselspule 51 angeordnet ist, abzudecken, oder umgekehrt. Des Weiteren kann die Dämpfungseinheit 80 eine Konfiguration zum Abdecken eines Teils oder des gesamten freilegenden Abschnitts 52d auf der peripheren Kernoberfläche 52g aufweisen oder kann eine Konfiguration aufweisen, die einen Teil oder den gesamten Abschnitt abdeckt, der auf der peripheren Kernoberfläche 52g in den Wicklungen 53a und 53b angeordnet ist. Mit anderen Worten muss die Dämpfungseinheit 80 nur zumindest einen Teil der Seitenfläche der Gleichtaktdrosselspule 51 abdecken. Des Weiteren kann die Dämpfungseinheit auf der inneren Seite des Kerns 52 angeordnet sein. Mit anderen Worten liegt die Dämpfungseinheit 80 vorzugsweise zumindest einem Teil der Gleichtaktdrosselspule 51 gegenüber, um eine Magnetbahn zu konfigurieren, durch die der magnetische Streufluss, der durch die Gleichtaktdrosselspule 51 erzeugt wird, fließt.
Das Durchgangsloch, durch den jeder der Anschlüsse 61 bis 64 eingesetzt wird, ist in dem seitlichen Dämpfungsabschnitt gebildet, und jeder Anschluss 61 bis 64 kann konfiguriert sein, um sich auf diese Seite zu erstrecken. In diesem Fall deckt der seitliche Dämpfungsabschnitt ebenso die gesamte periphere Kernoberfläche 52g ab.
Des Weiteren, wie in 9 gezeugt ist, kann eine Dämpfungseinheit 130 eine Konfiguration mit einem dämpfungsseitigen Abschnitt 131, der sich von dem Basiselement 32 nach oben erstreckt und die periphere Kernoberfläche 52g umgibt, aufweisen. Das heißt, die Dämpfungseinheit kann von dem Invertergehäuse 31 separiert werden oder kann mit dem Invertergehäuse 31 integriert sein.
Die Gleichtaktdrosselspule 51 und die Dämpfungseinheit 80 können irgendwo gesetzt werden, solange diese sich in dem Invertergehäuse 31 befinden. Wie zum Beispiel in 10 gezeigt ist, könnten die Gleichtaktdrosselspule 51 und die Dämpfungseinheit 80 nicht zwischen der Plattenoberfläche 41a der Leiterplatte 41 und dem Basiselement 32 angeordnet sein, sondern so, dass diese sich aus der Leiterplatte 41 auf die Seite der Leiterplatte 41 erstrecken.
Des Weiteren, wie in 10 gezeigt ist, kann die Gleichtaktdrosselspule 51 in einem Zustand angeordnet sein, in dem die entgegengesetzte Richtung der Plattenoberfläche 41a und des Basiselements 32 (das heißt die Dickenrichtung der Leiterplatte 41) die Dickenrichtung des Kerns 52 schneidet (sich orthogonal zu dieser erstreckt). In diesem Fall muss die Dämpfungseinheit 80 nur derart angeordnet sein, dass die Öffnung 80a durch das Abdeckelement 33 abgedeckt ist.
Die Gleichtaktdrosselspule 51 kann sich zwischen der Plattenoberfläche 41a und dem Basiselement 32 befinden, während sich diese nach oben erstreckt, sodass die Wicklungsachsenrichtung der Wicklungen 53a und 53b mit der entgegengesetzten Richtung der Plattenoberfläche 41a und dem Basiselement 32 übereinstimmt.
Der Hochsetzsteller 104 kann weggelassen werden. In diesem Fall ist zum Beispiel das Rauschen, das durch die Umschaltfrequenz des Schaltelements des Fahrinverters verursacht wird, das Normalbetriebsrauschen.
Ein Aufnahmegehäuse (zum Beispiel Harzgehäuse) eines isolierenden nichtmagnetischen Köpers, der die Gleichtaktdrosselspule 51 aufnimmt, kann separat angeordnet sein. In diesem Fall ist die Dämpfungseinheit vorzugweise durch ein elektrisch leitfähiges Material eines ferromagnetischen Körpers konfiguriert, um die Gleichtaktdrosselspule 51 mit dem gesamten Aufnahmegehäuse abzudecken.
Das Basiselement 32 kann weggelassen werden. In diesem Fall sind die Wicklungen 53a und 53b und das Distalende des seitlichen Dämpfungsabschnitts und die Wand 11c des Gehäuses 11 vorzugweise benachbart bzw. liegen unmittelbar nebeneinander oder werden miteinander über eine Lücke oder eine Isolationsschicht in Kontakt gebracht.
In einer Konfiguration zum Beispiel, in der eine ringförmige Rippe, die sich von der Wand 11c des Gehäuses 11 nach oben erstreckt, angeordnet ist, kann ein plattenförmiges Inverterabdeckelement, während dieses an der Rippe anliegt, anstelle des Invertergehäuses angebracht werden. In diesem Fall wird eine Aufnahmekammer, die verschiedene Arten von Komponenten wie etwa die Leiterplatte 41, das Leistungsmodul 42, die Rauschreduzierungseinheit 50 und Ähnliches aufnimmt, vorzugsweise durch die Wand 11c des Gehäuses 11, die Rippe und das Inverterabdeckelement gebildet. Kurz gesagt ist die spezifische Konfiguration, die die Aufnahmekammer aufteilt, beliebig.
Der Kern 52 kann irgendeine Form aufweisen. Zum Beispiel kann ein UU-Kern, ein EE-Kern, ein Toroidkern bzw. Ringkern oder Ähnliches als der Kern verwendet werden. Das Weitern muss der Kern keine vollständig geschlossene Ringform aufweisen und kann eine Konfiguration mit einer Lücke aufweisen. Die periphere Kernoberfläche 52g kann eine gekrümmte Oberfläche aufweisen.
Der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor 10 des Ausführungsbeispiels, wie vorstehend beschrieben, ist von der sogenannten Reihenart, aber kann stattdessen von der sogenannten Camel-Back-Art sein, bei der die Invertereinrichtung 30 auf der radial äußeren Seite der Rotationswelle 21 mit Bezug auf das Gehäuse 11 angeordnet ist. Kurz gesagt kann die Invertereinrichtung 30 an irgendeinem Ort angeordnet sein.
Die Moduldrähte EL12 und EL22 können beide weggelassen werden. Die Ausgabeanschlüsse 62 und 64 der Gleichtaktdrosselspule 51 und die Moduleingabeanschlüsse 42a und 42b des Leistungsmoduls 42 können direkt miteinander verbunden werden. Des Weiteren können der Glättungskondensator 73 und Ähnliches direkt mit den Ausgabeanschlüssen 62, 64 verbunden werden.
Der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor 10 wird in der fahrzeugseitigen Klimaanlage 100 verwendet. Stattdessen, wenn zum Beispiel eine Kraftstoffbatterie an dem Fahrzeug angebracht ist, kann der fahrzeugseitige motorisierte Kompressor 10 in einer Luftzuführeinrichtung verwendet werden, die der Kraftstoffbatterie Luft zuführt. Das heißt, das Fluid, das zu komprimieren ist, ist nicht auf das Kühlmittel beschränkt, und kann irgendein Fluid wie etwa Luft sein.
Die fahrzeugseitige Einrichtung ist nicht auf die PCU 103 beschränkt und kann irgendeine Einrichtung sein, solange ein Schaltelement zyklisch ein- und ausgeschaltet wird. Zum Beispiel kann die fahrzeugseitige Einrichtung ein Inverter oder Ähnliches sein, der von der Invertereinrichtung 30 getrennt ist.
Die Schaltungskonfiguration der Rauschreduzierungseinheit 50 ist nicht auf die des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels beschränkt. Zum Beispiel kann der Glättungskondensator 73 weggelassen werden oder können zwei Glättungskondensatoren 73 angeordnet sein. Des Weiteren können die Positionen der Überbrückungskondensatoren 71 und 72 und des Glättungskondensator 73 ausgetauscht werden oder können die Überbrückungskondensatoren 71 und 72 an einer Vorstufe der Gleichtaktdrosselspule 51 (zwischen der Gleichtaktdrosselspule 51 und dem Konnektor 43) angeordnet sein. Die Tiefpassfilterschaltung kann von irgendeiner Art sein, wie etwa einer Π-Art, einer T-Art und Ähnlichem.
Jedes vorstehend beschriebene Beispiel kann kombiniert werden oder jedes Beispiel und das Ausführungsbeispiel können auf geeignete Weise kombiniert werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Ein zweites Ausführungsbeispiel wird nun beschrieben, fokussierend auf Unterschiede von dem ersten Ausführungsbeispiel und dem Beispiel.
11, 12 und 13 zeigen eine Rauschreduzierungseinheit (Dämpfungseinheit 200) gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Dämpfungseinheit 80, die in 2 und 3 gezeigt ist, kastenförmig und umfasst die Öffnung 80a, die durch das Invertergehäuse 31 abgedeckt ist, und den unteren Abschnitt (Endwand), und ist die Gleichtaktdrosselspule 51 in dem Aufnahmeraum 83, der durch die Dämpfungseinheit 80 und das Invertergehäuse 31 definiert ist, aufgenommen, um den Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung 74 zu verringern, während die Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule 51 erhöht wird. Wenn jedoch die Gleichtaktdrosselspule 51 auf der Leiterplatte 41 angebracht wird, könnte es schwierig sein, die sechs Oberflächen der Gleichtaktdrosselspule 51 mit Metall abzudecken.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Beschichten auf der Gleichtaktdrosselspule 51 durchgeführt, sodass die Gleichtaktdrosselspule 51 mit einer elektrisch leitenden Metallfilmabschirmung bzw. einem abschirmenden elektrisch leitenden Metallfilm 210 bedeckt ist, und die Dämpfungseinheit 200 eine elektrisch leitende Metallfilmabschirmung 210 umfasst, die zumindest einen Teil der Gleichtaktdrosselspule 51 abdeckt. Wenn die Gleichtaktdrosselspule 51 beschichtet wird, befindet sich ein isolierender Film 210 zum Beschichten zwischen der elektrisch leitenden Metallfilmabschirmung 210 und der Gleichtaktdrosselspule 51, um eine Isolation sicherzustellen und die elektrisch leitende Metallfilmabschirmung 210 und die Gleichtaktdrosselspule 51 zu verbinden. Somit werden Effekte, die ähnlich zu denen sind, wenn die sechs Oberflächen mit Metall abgedeckt sind, mit der Gleichtaktdrosselspule 51 erhalten.
Dies wird nachstehend speziell beschrieben. Die Gleichtaktdrosselspule 51 umfasst eine Oberfläche, von der zumindest ein Teil mit der elektrisch leitenden Metallfilmabschirmung 210 bedeckt ist. Die elektrisch leitende Metallfilmabschirmung 210 umfasst einen plattierten Film von Eisen, und die elektrisch leitende Metallfilmabschirmung 210 ist durch ein elektrisch leitfähiges Material eines magnetischen Körpers (zum Beispiel ferromagnetischer Körper) konfiguriert. Der isolierende Film 210 liegt zwischen der elektrisch leitenden Metallfilmabschirmung 210 und der Gleichtaktdrosselspule 51. Das heißt, obwohl es schwierig ist, die Plattierung auf dem Kern 52 direkt durchzuführen, wird der isolierende Film 211, der aus Harz oder Ähnlichem besteht, der als das Beschichtungsmaterial dient, auf der Oberfläche des Kerns 52 gebildet, und wird das Plattieren auf solch einer Oberfläche durchgeführt, um die elektrisch leitende Metallfilmabschirmung 210 zu bilden. Die Oberfläche der elektrisch leitenden Metallfilmabschirmung 210 wird mit dem isolierenden Film 212 bedeckt. Speziell sind die Wicklungen 53a und 53 elektrisch leitende Drähte, die mit dem isolierenden Film bedeckt sind, aber können weiterhin mit dem isolierenden Film 211, 212 bedeckt werden, um eine ausgezeichnete Isolationseigenschaft aufzuweisen. Mit anderen Worten realisieren die Wicklungen 53a und 53b verbesserte Qualität dadurch, dass sie eine Mehrfachisolationsstruktur aufweisen. Somit wird die Gleichtaktdrosselspule 51 mit drei Schichten von Filmen, dem isolierenden Film 211, der elektrisch leitenden Metallfilmabschirmung 210 und dem isolierenden Film 212 abgedeckt, durch Wickeln der Wicklungen 53a und 53b um den Kern 52 herum, Bilden der elektrisch leitenden Metallfilmabschirmung 210 über den Isolationsfilm 211 mit Bezug auf den Kern 52, um den die Wicklungen 53a und 53b gewickelt sind, und Abdecken der elektrisch leitenden Metallfilmabschirmung 210 mit dem Isolationsfilm 212.
Die Dämpfungseinheit 80 in dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Durchgangslöcher 81a, in die jeder Anschluss 61 bis 64 eingesetzt wird, an dem unteren Dämpfungsabschnitt 81, wie in 2 und 3 gezeigt ist, und umfasst eine Konfiguration, bei der die Anschlüsse 61 bis 64 sich durch die Durchgangslöcher 81a erstrecken. Dies erfordert eine Einrichtung zum Isolieren. In dem zweiten Ausführungsbeispiel kann im Gegensatz dazu ein Durchgangsloch zum Einsetzen der Anschlüsse unnötig sein.
Die gesamte Gleichtaktdrosselspule 51 kann mit der elektrisch leitenden Metallfilmabschirmung 210 abgedeckt sein oder ein Teil kann teilweise mit der elektrisch leitenden Metallfilmabschirmung 210 bedeckt sein. Des Weiteren ist die elektrisch leitende Metallfilmabschirmung 210 nicht auf einen plattierten Film beschränkt und kann zum Beispiel ein Metallfilm sein, der aufgebracht wird. Des Weiteren kann einer des isolierenden Films 211 oder des isolierenden Films 212 weggelassen werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
Ein drittes Ausführungsbeispiel wird nun beschrieben, fokussierend auf Unterschiede von dem ersten Ausführungsbeispiel und den Beispielen.
14 und 15 zeigen eine Rauschreduzierungseinheit (Dämpfungseinheit 300) gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Gleichtaktdrosselspule 51 in dem Aufnahmeraum 83 aufgenommen, der durch die kastenförmige Dämpfungseinheit 80, die die Öffnung 80a und den unteren Abschnitt (Endwand) umfasst, und das Invertergehäuse 31 definiert ist, um den Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung 74 zu verringern, während die Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule 51 erhöht wird, wie in 2 und 3 gezeigt ist. Wenn jedoch die Gleichtaktdrosselspule 51 auf der Leiterplatte 41 angebracht wird, kann es schwierig sein, die sechs Oberflächen der Gleichtaktdrosselspule 51 mit Metall abzudecken.
In dem dritten Ausführungsbeispiel wird in der Gleichtaktdrosselspule 51 eine der sechs Oberflächen mit einem elektrisch leitfähigen Metallfilm (Eisenfolie) 320 der Leiterplatte 41 bedeckt und werden die anderen fünf Oberflächen mit einer elektrisch leitenden Metallgehäuseabschirmung bzw. einem abschirmenden elektrisch leitenden Metallgehäuse 310 inklusive einer Öffnung 311 abgedeckt. Das heißt, die Invertereinrichtung 30 umfasst die Leiterplatte 41 mit einem Verdrahtungsmuster. Die Dämpfungseinheit 300 umfasst die elektrisch leitende Metallgehäuseabschirmung 310 und die elektrisch leitende Metallfilmabschirmung 320. Die elektrisch leitende Metallgehäuseabschirmung 310 nimmt die Gleichtaktdrosselspule 51 von der Öffnung 311 auf und ist an der Leiterplatte 41 in solch einem Zustand befestigt. Die elektrisch leitende Metallfilmabschirmung 320 ist in einem Bereich an der inneren Seite der Öffnung 311 der elektrisch leitenden Metallgehäuseabschirmung 310 in der Leiterplatte 41 gebildet. Somit werden die gleichen Vorteile erhalten, wie wenn die sechs Oberflächen der Gleichtaktdrosselspule 51 mit Metall abgedeckt werden.
Dies wird nachstehend speziell beschrieben.
Die elektrisch leitende Metallgehäuseabschirmung 310 ist im Wesentlichen quaderförmig und kastenförmig. Die elektrisch leitende Metallgehäuseabschirmung 310 besteht aus Eisen und die elektrisch leitende Metallgehäuseabschirmung 310 ist durch ein elektrisch leitendes Material eines magnetischen Körpers (zum Beispiel ferromagnetischer Körper) konfiguriert. Die elektrisch leitende Metallgehäuseabschirmung 310 nimmt die Gleichtaktdrosselspule 51 von der Öffnung 311 auf und ist an der Leiterplatte 41 befestigt, um die Öffnung 311 mit der Leiterplatte 41 zu schließen. Ein Befestigungsbeinabschnitt 312, der sich linear in die Richtung der Leiterplatte 41 erstreckt, ist über eine Vielzahl von Orten an einer peripheren Kante der Öffnung 311 bereitgestellt.
Die elektrisch leitende Metallfilmabdeckung 320 ist in einer Region entsprechend der Öffnung 311 in der Leiterplatte 41 gebildet. Die Oberfläche der elektrisch leitenden Metallfilmabschirmung 320 ist mit dem isolierenden Film 321 bedeckt. Der isolierende Film 321 ist ein Resistfilm. Die elektrisch leitende Metallfilmabschirmung 320 besteht aus einer Eisenfolie und die elektrisch leitende Metallfilmabschirmung 320 ist durch ein elektrisch leitendes Material eines magnetischen Körpers (zum Beispiel ferromagnetischen Körper) konfiguriert. Ein Durchgangsloch 330 ist an einer Position entsprechend jedem Befestigungsbeinabschnitt 312 der elektrisch leitenden Metallgehäuseabschirmung 310 in der Leiterplatte 41 gebildet. Die elektrisch leitende Metallgehäuseabschirmung 310 wird an der Leiterplatte 41 durch Einsetzen von jedem Befestigungsbeinabschnitt 312 der elektrisch leitenden Metallgehäuseabschirmung 310 in das Durchgangsloch 330 der Leiterplatte 41 befestigt. Durch einen Stopper 312a (Haken) an einem Distalende wird verhindert, dass der Befestigungsbeinabschnitt 312 in einem Zustand herausfällt, in dem der Befestigungsbeinabschnitt 312 sich durch das Durchgangsloch 330 erstreckt.
Des Weiteren ist ein Durchgangsloch 340 an einer Position entsprechend dem Anschluss 61 bis 64 der Gleichtaktdrosselspule 51 in der Leiterplatte 41 gebildet. Der Anschluss 61 bis 64 der Gleichtaktdrosselspule 51 wird in das Durchgangsloch 340 der Leiterplatte 41 eingesetzt. Ein Distalende, das aus der Leiterplatte 41 in dem Anschluss 61 bis 64 hervorsteht, wird mit dem Verdrahtungsmuster 41b verlötet.
Die Dämpfungseinheit 80 in dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Durchgangslöcher 81a, in die die Anschlüsse 61 bis 64 eingesetzt werden können, an dem unteren Dämpfungsabschnitt 81, wie in 2 und 3 gezeigt ist. In dem dritten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Anschlüsse 61 bis 64 durch die Öffnung 311 der elektrisch leitenden Metallgehäuseabschirmung 310, sodass das Durchgangsloch zum Einsetzen der Anschlüsse in der elektrisch leitenden Metallgehäuseabschirmung 310 unnötig wird.
Die elektrisch leitende Metallfilmabschirmung 320 ist nicht auf eine Eisenfolie beschränkt und kann zum Beispiel unter Verwendung eines mit Eisen plattierten Films konfiguriert werden. Des Weiteren kann sich ein isolierender Film zwischen der elektrisch leitenden Metallfilmabschirmung 320 und der Leiterplatte 41 befinden.
Bezugszeichenliste
10) fahrzeugseitiger motorisierter Kompressor; 11) Gehäuse; 12) Komprimierungseinheit; 13) Elektromotor; 30) Invertereinrichtung; 31) Invertergehäuse; 41) Leiterplatte; 41b) Verdrahtungsmuster bzw. Verdrahtungsstruktur; 42) Leistungsmodul (Inverterschaltung); 50) Rauschreduzierungseinheit; 51) Gleichtaktdrosselspule; 52) Kern; 52a) erster Kernabschnitt; 52b) zweiter Kernabschnitt; 52c) Kernoberfläche; 52d) freiliegender Abschnitt; 52g) periphere Kernoberfläche; 53a, 110) erste Wicklung; 53b, 111) zweite Wicklung; 71, 72) Überbrückungskondensator; 73) Glättungskondensator; 74) Tiefpassfilterschaltung; 80, 130) Dämpfungseinheit; 80a) Öffnung; 83) Aufnahmeraum; 100) fahrzeugseitige Klimaanlage; 103) PCU; 110a, 111a) Abschnitt mit hoher Dichte; 110b, 111b) Abschnitt mit niedriger Dichte; 200) Dämpfungseinheit; 210) elektrisch leitende Metallfilmabschirmung; 300) Dämpfungseinheit; 310) elektrisch leitende Metallgehäuseabschirmung; 320) elektrisch leitende Metallfilmabschirmung; f0) Resonanzfrequenz der Tiefpassfilterschaltung; f1) Trägerfrequenz; fc) Abschaltfrequenz; Qu1 bis Qw2) Schaltelemente des Leistungsmoduls.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5039515 [0003]

Claims

Fahrzeugseitiger motorisierter Kompressor, mit: einem Gehäuse inklusive eines Ansauganschlusses, durch den ein Fluid angesaugt wird; einer Komprimierungseinheit, die in dem Gehäuse aufgenommen ist und dazu konfiguriert ist, das Fluid zu komprimieren; einem Elektromotor, der in dem Gehäuse aufgenommen ist und dazu konfiguriert ist, die Komprimierungseinheit anzutreiben; und einer Invertereinrichtung, die dazu konfiguriert ist, den elektrischen Motor anzutreiben, wobei die Invertereinrichtung umfasst eine Inverterschaltung, die dazu konfiguriert ist, eine Gleichstromleistung in Wechselstromleistung umzuwandeln, und eine Rauschreduzierungseinheit, die an einer Eingangsseite der Inverterschaltung angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, ein Gleichtaktrauschen und ein Normalbetriebsrauschen, die in der Gleichstromleistung enthalten sind, zu reduzieren, bevor die Gleichstromleistung in die Inverterschaltung eingegeben wird, wobei die Rauschreduzierungseinheit aufweist eine Gleichtaktdrosselspule mit einem Kern mit einem ersten Kernabschnitt und einem zweiten Kernabschnitt, einer ersten Wicklung, die um den ersten Kernabschnitt gewickelt ist, und einer zweiten Wicklung, die um den zweiten Kernabschnitt gewickelt ist, und einen Glättungskondensator, der mit der Gleichtaktdrosselspule kooperiert, um eine Tiefpassfilterschaltung zu konfigurieren, und die Invertereinrichtung weiterhin eine Dämpfungseinheit umfasst, die dazu konfiguriert ist, einen Wirbelstrom mit einem magnetischen Streufluss zu erzeugen, der von der Gleichtaktdrosselspule erzeugt wird, um einen Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung zu verringern, wobei die Dämpfungseinheit eine Magnetbahn konfiguriert, durch die der magnetische Streufluss fließt, um eine Streuinduktivität der Gleichtaktdrosselspule zu erhöhen.
Fahrzeugseitiger motorisierter Kompressor gemäß Anspruch 1, wobei die Dämpfungseinheit zumindest einen Teil einer Seitenfläche der Gleichtaktdrosselspule abdeckt.
Fahrzeugseitiger motorisierter Kompressor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Invertereinrichtung aufweist eine Leiterplatte mit einem Verdrahtungsmuster, und ein Invertergehäuse, das die Inverterschaltung, die Leiterplatte und die Rauschreduzierungseinheit aufnimmt; und die Dämpfungseinheit durch ein Material mit einer höheren relativen magnetischen Permeabilität als das Invertergehäuse konfiguriert ist.
Fahrzeugseitiger motorisierter Kompressor gemäß Anspruch 3, wobei die Dämpfungseinheit durch ein Material mit einem höheren elektrischen Widerstand als das Invertergehäuse konfiguriert ist.
Fahrzeugseitiger motorisierter Kompressor gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Dämpfungseinheit kastenförmig ist und eine Öffnung umfasst, die durch das Invertergehäuse abgedeckt ist, und die Gleichtaktdrosselspule in einem Aufnahmeraum aufgenommen ist, der durch die Dämpfungseinheit und das Invertergehäuse definiert ist.
Fahrzeugseitiger motorisierter Kompressor gemäß Anspruch 1, wobei die Dämpfungseinheit eine elektrisch leitende Metallfilmabschirmung umfasst, die zumindest einen Teil der Gleichtaktdrosselspule abdeckt.
Fahrzeugseitiger motorisierter Kompressor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Invertereinrichtung eine Leiterplatte mit einem Verdrahtungsmuster umfasst; und die Dämpfungseinheit aufweist eine elektrisch leitende Metallgehäuseabschirmung mit einer Öffnung, wobei die Gleichtaktdrosselspule in der elektrisch leitenden Metallgehäuseabschirmung durch die Öffnung aufgenommen ist, und die elektrisch leitende Metallgehäuseabschirmung an der Leiterplatte befestigt ist, um die Öffnung mit der Leiterplatte zu schließen, und eine elektrisch leitende Metallfilmabschirmung, die in einer Region auf einer inneren Seite der Öffnung der Leiterplatte gebildet ist.
Fahrzeugseitiger motorisierter Kompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Dämpfungseinheit aus einem elektrisch leitfähigen Material eines ferromagnetischen Körpers besteht.
Fahrzeugseitiger motorisierter Kompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Tiefpassfilterschaltung einen spezifischen Q-Wert aufweist, wenn eine Verstärkung der Tiefpassfilterschaltung mit Bezug auf das Normalbetriebsrauschen mit einer Frequenz, die die gleiche ist wie eine Resonanzfrequenz der Tiefpassfilterschaltung, eine tolerierbare Verstärkung ist, die basierend auf einer Spezifikation eines Fahrzeugs eingestellt ist; und die Dämpfungseinheit dazu konfiguriert ist, einen Q-Wert der Tiefpassfilterschaltung von dem spezifischen Q-Wert zu verringern.