JP2005057918A - 負荷駆動装置および負荷駆動装置における漏電発生時の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 負荷側における漏電電流が増加してもコモンモードコンデンサの性能低下を抑制可能な負荷駆動装置を提供する。
【解決手段】 コモンモードコンデンサ２７は、負母線２と接地ノードＧＮＤとの間に接続される。漏電検出器７０は、インバータ２０および交流モータＭ１の交流部における漏電を検出し、漏電レベルを示す信号ＤＥＬを制御装置３０へ出力する。制御装置３０は、信号ＤＥＬによって示される漏電レベルが基準値よりも高いか否かを判定し、漏電レベルが基準値よりも高いとき、キャリア周波数を高くして信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成してインバータ２０を制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ハイブリッド自動車および電気自動車に搭載される負荷駆動装置に関し、特に、漏電発生時の対策機能を備えた負荷駆動装置および負荷駆動装置における漏電発生時の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。

最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。

このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。

したがって、このようなハイブリッド自動車および電気自動車は、車輪を駆動するためのモータ駆動装置を搭載している。そして、このモータ駆動装置と接地ノードとの間に流れる漏電電流を抑制するためにコモンモードコンデンサが設けられる（特許文献１）。
特開２０００−１６６２５４号公報 特開平２−１３１３９５号公報 特開平３−１９５３９３号公報 特開平８−７０５０３号公報

しかし、コモンモードコンデンサを用いた従来のモータ駆動装置においては、コモンモードコンデンサにおける発熱による絶縁レベルの低下に対する対策が取られていないため、誘導電動機側における漏電電流の増加によりコモンモードコンデンサに流れる電流が増加すると、コモンモードコンデンサにおける発熱量が増加し、コモンモードコンデンサの性能が低下するという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、負荷側における漏電電流が増加してもコモンモードコンデンサの性能低下を抑制可能な負荷駆動装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、負荷の漏電による他の機器への影響を最小にする負荷駆動装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、負荷側における漏電電流が増加してもコモンモードコンデンサの性能低下を抑制する制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することである。

この発明によれば、負荷駆動装置は、駆動装置と、漏電検出装置と、制御装置とを備える。駆動装置は、正母線と負母線との間に接続され、スイッチング動作により負荷を駆動する。漏電検出装置は、負荷の漏電を検出する。制御装置は、漏電検出装置により負荷の漏電が検出されると、負荷の漏電による他の機器への影響を最小とする周波数に切換えて負荷を駆動するように駆動装置を制御する。

また、この発明によれば、負荷駆動装置は、駆動装置と、コモンモードコンデンサと、漏電検出装置と、制御装置とを備える。駆動装置は、正母線と負母線との間に接続され、スイッチング動作により負荷を駆動する。コモンモードコンデンサは、負母線と接地ノードとの間に接続される。漏電検出装置は、負荷の漏電レベルを検出する。制御装置は、漏電検出装置により検出された漏電レベルに応じて、コモンモードコンデンサに流れる電流を所定値以下に抑制するための好適な周波数に切換えて負荷を駆動するように駆動装置を制御する。

好ましくは、制御装置は、漏電レベルと好適な周波数との関係を示すマップを保持しており、漏電検出装置から漏電レベルを受けると、その受けた漏電レベルに対応する好適な周波数をマップから抽出し、その抽出した好適な周波数で負荷を駆動するように駆動装置を制御する。

さらに、この発明によれば、負荷駆動装置は、駆動装置と、コモンモードコンデンサと、漏電検出装置と、制御装置とを備える。駆動装置は、正母線と負母線との間に接続され、スイッチング動作により負荷を駆動する。コモンモードコンデンサは、負母線と接地ノードとの間に接続される。漏電検出装置は、負荷の漏電レベルを検出する。制御装置は、検出された漏電レベルが高くなると、スイッチング動作の周波数を高くして負荷を駆動するように駆動装置を制御する。

さらに、この発明によれば、負荷駆動装置は、駆動装置と、コモンモードコンデンサと、漏電検出装置と、制御装置とを備える。駆動装置は、正母線と負母線との間に接続され、スイッチング動作により負荷を駆動する。コモンモードコンデンサは、負母線と接地ノードとの間に接続される。漏電検出装置は、負荷の漏電レベルを検出する。制御装置は、検出された漏電レベルが基準値よりも高くなると、周波数を高くして負荷を駆動するように駆動装置を制御する。

好ましくは、負荷駆動装置は、電圧変換装置をさらに備える。電圧変換装置は、電源からの直流電圧を昇圧して駆動装置に供給する。

さらに、この発明によれば、コモンモードコンデンサと、スイッチング動作により負荷を駆動する駆動装置とを備える負荷駆動装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、負荷の漏電レベルを検出する第１のステップと、検出された漏電レベルに応じて、コモンモードコンデンサに流れる電流を所定値以下に抑制するための好適な周波数を検出する第２のステップと、スイッチング動作の周波数を好適な周波数に切換えて負荷を駆動するように駆動装置を制御する第３のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。

さらに、この発明によれば、コモンモードコンデンサと、スイッチング動作により負荷を駆動する駆動装置とを備える負荷駆動装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、負荷の漏電レベルを検出する第１のステップと、検出された漏電レベルが高くなったか否かを安定する第２のステップと、漏電レベルが高くなったとき、スイッチング動作のキャリア周波数を高くして負荷を駆動するように駆動装置を制御する第３のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。

さらに、この発明によれば、コモンモードコンデンサと、スイッチング動作により負荷を駆動する駆動装置とを備える負荷駆動装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、負荷の漏電レベルを検出する第１のステップと、検出された漏電レベルが基準値よりも高いか否かを安定する第２のステップと、漏電レベルが基準値よりも高いとき、スイッチング動作のキャリア周波数を高くして負荷を駆動するように駆動装置を制御する第３のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。

この発明による負荷駆動装置においては、負荷の漏電が検出されると、駆動装置は、他の機器への影響を最小とする周波数に切換えてスイッチング動作を行ない、負荷を駆動する。

したがって、この発明によれば、負荷の漏電による他の機器への影響を最小にできる。

また、この発明による負荷駆動装置においては、負荷側における漏電レベルが高くなると、駆動装置は、周波数を高くしてスイッチング動作を行ない、負荷を駆動する。その結果、負荷と接地ノードとの間の抵抗成分およびキャパシタンス成分を介してコモンモードコンデンサに流れる一周期当りの漏電電流が減少し、コモンモードコンデンサにおける発熱量が少なくなる。

したがって、この発明によれば、コモンモードコンデンサの性能低下を抑制できる。

さらに、この発明による負荷駆動装置においては、負荷側における漏電レベルが検出されると、その検出された漏電レベルに対応する好適なキャリア周波数が抽出される。そして、駆動装置は、好適なキャリア周波数によりスイッチング動作を行ない、負荷を駆動する。その結果、負荷と接地ノードとの間の抵抗成分およびキャパシタンス成分を介してコモンモードコンデンサに流れる漏電電流が所定値以下に抑制され、コモンモードコンデンサにおける発熱量の増加が抑制される。

したがって、この発明によれば、コモンモードコンデンサの性能低下を抑制できる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による負荷駆動装置の概略ブロック図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による負荷駆動装置１００は、直流電源Ｂ１と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、電圧センサー１０，１６と、昇圧コンバータ１１と、コンデンサ１２と、インバータ２０と、電流センサー２４と、コモンモードコンデンサ２７と、制御装置３０と、漏電検出器７０とを備える。

昇圧コンバータ１１は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１は、その一方端が直流電源Ｂ１の正母線に接続され、他方端がＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。

ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、インバータ２０の正母線１と負母線２との間に直列に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１は、コレクタが正母線１に接続され、エミッタがＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタに接続される。ＮＰＮトランジスタＱ２は、エミッタが負母線２に接続される。

また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続されている。

インバータ２０は、Ｕ相アーム２１と、Ｖ相アーム２２と、Ｗ相アーム２３とから成る。Ｕ相アーム２１、Ｖ相アーム２２、およびＷ相アーム２３は、正母線１と負母線２との間に並列に設けられる。

Ｕ相アーム２１は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム２２は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム２３は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。

各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。

コモンモードコンデンサ２７は、負母線２と接地ノードＧＮＤとの間に接続される。なお、負荷駆動装置１００がハイブリッド自動車または電気自動車に搭載される場合、接地ノードＧＮＤは、ハイブリッド自動車または電気自動車のボディである。

漏電検出器７０は、カップリングコンデンサ１５と、発振回路４０と、抵抗５０と、インピーダンス判定回路６０とを含む。カップリングコンデンサ１５は、直流電源Ｂ１のマイナス側（すなわち、負母線２）をノードＮ１と接続する。抵抗５０は、ノードＮ１と発振回路４０との間に接続される。

直流電源Ｂ１は、ニッケル水素あるいはリチウムイオン等の二次電池から成る。そして、直流電源Ｂ１は、直流電圧をシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して昇圧コンバータ１１へ供給する。

システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによってオン／オフされる。

電圧センサー１０は、直流電源Ｂ１から出力される直流電圧Ｖｂを検出し、その検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。

昇圧コンバータ１１は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵに基づいて、直流電源Ｂ１からの直流電圧を昇圧してコンデンサ１２に供給する。また、昇圧コンバータ１１は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＤに基づいて、インバータ２０から供給された直流電圧を降圧して直流電源Ｂ１へ供給する。

コンデンサ１２は、昇圧コンバータ１１から供給された直流電圧を平滑化してインバータ２０に供給する。すなわち、コンデンサ１２は、負荷駆動装置１００における高圧系のノイズを除去する。

電圧センサー１６は、コンデンサ１２の両端の電圧Ｖｍを検出し、その検出した電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。

インバータ２０は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに基づいて、コンデンサ１２を介して昇圧コンバータ１１から供給された直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。また、インバータ２０は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに基づいて、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ１２を介して昇圧コンバータ１１へ供給する。

電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置３０へ出力する。

コモンモードコンデンサ２７は、負母線２上の電圧を平滑化する。すなわち、コモンモードコンデンサ２７は、負荷駆動装置１００における低圧系のノイズを除去する。

制御装置３０は、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍ、負荷駆動装置１００の外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からのモータ回転数ＭＲＮおよびトルク指令値ＴＲに基づいて、後述する方法によって信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１１へ出力する。

また、制御装置３０は、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍ、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴおよび外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲに基づいて、後述する方法により信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣをインバータ２０へ出力する。

この場合、制御装置３０は、負荷駆動装置１００の交流部において発生した漏電のレベルを示す信号ＤＥＬを漏電検出器７０から受けると、信号ＤＥＬによって示される漏電レベルを基準値ＳＴＤと比較し、漏電レベルが基準値ＳＴＤよりも高いときキャリア周波数ｆｃを好適な周波数に切換えて信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成する。

発振回路４０は、３つの周波数が重畳された交流信号Ｅ_０を発振し、その発振した交流信号Ｅ_０を抵抗５０を介してノードＮ１へ出力する。発振回路４０は、たとえば、０．１Ｈｚ〜１０ｋＨｚの範囲の周波数から選択した３つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３）が重畳された交流信号Ｅ_０を出力する。そして、発振回路４０は、周波数ｆ１の交流信号を発振するリングオシレータと、周波数ｆ２の交流信号を発振するリングオシレータと、周波数ｆ３の交流信号を発振するリングオシレータとを１つのノードに接続した構成から成る。

インピーダンス判定回路６０は、発振回路４０から出力された交流信号Ｅ_０をノードＮ１を介して受け、その受けた交流信号Ｅを各周波数成分に分離し、その分離した各周波数成分の波高値を検出する。そして、インピーダンス判定回路６０は、検出した３つの波高値に基づいて、後述する方法により、インバータ２０および交流モータＭ１の交流部において漏電が発生したか否か、または直流電源Ｂ１からインバータ２０までの直流部において漏電が発生したか否かを判定する。インピーダンス判定回路６０は、交流部において漏電が発生したと判定したとき、交流部において発生した漏電のレベルを示す信号ＤＥＬを生成して制御装置３０へ出力する。

図２は、図１に示す制御装置３０の機能のうち、昇圧コンバータ１１およびインバータ２０の制御に関わる機能を示す機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置３０は、インバータ制御手段３０１と、コンバータ制御手段３０２とを含む。インバータ制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ、モータ電流ＭＣＲＴおよび電圧Ｖｍ（インバータ２０への「インバータ入力電圧」に相当する。以下同じ。）に基づいて、後述する方法によって信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成してインバータ２０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。

この場合、インバータ制御手段３０１は、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けると、信号ＤＥＬによって示された漏電レベルが基準値ＳＴＤよりも高いときキャリア周波数ｆｃを好適な周波数に切換えて信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成する。

コンバータ制御手段３０２は、トルク指令値ＴＲ、モータ回転数ＭＲＮ，直流電圧Ｖｂおよび電圧Ｖｍに基づいて、信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。

より具体的には、コンバータ制御手段３０２は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、昇圧コンバータ１１の出力電圧Ｖｍの電圧指令を演算し、その演算した電圧指令に電圧センサー１６からの電圧Ｖｍを設定するための信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成する。

コンバータ制御手段３０２は、交流モータＭ１の動作モードが力行モードであるとき直流電圧Ｖｂを昇圧するための信号ＰＷＭＵを生成し、交流モータＭ１の動作モードが回生モードであるとき電圧Ｖｍを降圧するための信号ＰＷＭＤを生成する。

そして、これらの信号ＰＷＭＵおよび信号ＰＷＭＤは、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて生成される。すなわち、信号ＰＷＭＵは、交流モータＭ１が力行モードにあり、昇圧コンバータ１１が昇圧動作を行なう場合に生成され、信号ＰＷＭＤは、交流モータＭ１が回生モードにあり、昇圧コンバータ１１が降圧動作を行なう場合に生成される。

図３は、図２に示すインバータ制御手段３０１の機能ブロック図である。図３を参照して、インバータ制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部３１と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２とを含む。

モータ制御用相電圧演算部３１は、インバータ２０へのインバータ入力電圧Ｖｍを電圧センサー１６から受け、交流モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを電流センサー２４から受け、トルク指令値ＴＲを外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部３１は、これらの入力される信号に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部３２へ出力する。

インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けると、信号ＤＥＬによって示される漏電レベルが基準値ＳＴＤよりも高いか否かを判定する。そして、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、漏電レベルが基準値ＳＴＤよりも高いと判定したとき、インバータ２０をスイッチング制御するキャリア周波数ｆｃが１０ｋＨｚであるか否かをさらに判定する。

キャリア周波数ｆｃが１０ｋＨｚでないと判定されたとき、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、キャリア周波数ｆｃを１０ｋＨｚに切換え、その切換えた１０ｋＨｚのキャリア周波数ｆｃ（「好適な周波数」と言う。）と、モータ制御用相電圧演算部３１から受けた計算結果とに基づいて、インバータ２０の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８を実際にオン／オフする信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成する。そして、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、生成した信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。なお、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、キャリア周波数ｆｃが１０ｋＨｚであると判定されたとき、その１０ｋＨｚのキャリア周波数ｆｃを用いて信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成する。

一方、漏電レベルが基準値ＳＴＤ以下であるとき、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、キャリア周波数ｆｃを切換えることなく、モータ制御用相電圧演算部３１から受けた計算結果に基づいて、信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成する。

すなわち、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、漏電レベルが基準値ＳＴＤよりも高いとき、キャリア周波数ｆｃを１０ｋＨｚ（好適な周波数）に切換えて信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成してインバータ２０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。

これにより、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ１が指令されたトルクを出力するように交流モータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲに応じたモータトルクが出力される。そして、交流部における漏電レベルが基準値ＳＴＤよりも高くなると、ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、１０ｋＨｚのキャリア周波数ｆｃでスイッチング制御される。

交流モータＭ１の動作モードが力行モードであるか回生モードであるかは、トルク指令値ＴＲとモータ回転数ＭＲＮとの関係によって決定される。直交座標において、横軸をモータ回転数ＭＲＮとし、縦軸をトルク指令値ＴＲとした場合、トルク指令値ＴＲとモータ回転数ＭＲＮとの関係が第１および第２象限に存在するとき、交流モータＭ１の動作モードは力行モードであり、トルク指令値ＴＲとモータ回転数ＭＲＮとの関係が第３および第４象限に存在するとき、交流モータＭ１の動作モードは回生モードである。

したがって、インバータ制御手段３０１は、正のトルク指令値ＴＲを受ければ、交流モータＭ１を駆動モータとして駆動するための信号ＰＷＭＩを生成してＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力し、負のトルク指令値ＴＲを受ければ、交流モータＭ１を回生モードで駆動するための信号ＰＷＭＣを生成してＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。

図４は、図１に示すインピーダンス判定回路６０の機能ブロック図である。図４を参照して、インピーダンス判定回路６０は、ノイズフィルター６０１〜６０３と、バンドパスフィルター６０４〜６０６と、ピークホールド回路６０７〜６０９と、波高値抽出回路６１０〜６１２と、判定回路６１３とを含む。

ノイズフィルター６０１〜６０３は、ノードＮ１を介して交流信号Ｅを受け、その受けた交流信号Ｅのノイズをカットして、それぞれ、ハンドパスフィルタ６０４〜６０６へ出力する。

バンドパスフィルター６０４は、交流信号Ｅから周波数ｆ２，ｆ３の交流信号をカットし、周波数ｆ１の交流信号のみをピークホールド回路６０７へ透過する。また、バンドパスフィルター６０５は、交流信号Ｅから周波数ｆ１，ｆ３の交流信号をカットし、周波数ｆ２の交流信号のみをピークホールド回路６０８へ透過する。さらに、バンドパスフィルター６０６は、交流信号Ｅから周波数ｆ１，ｆ２の交流信号をカットし、周波数ｆ３の交流信号のみをピークホールド回路６０９へ透過する。

ピークホールド回路６０７は、周波数ｆ１の交流信号のピーク値をホールドし、ホールド信号ＨＤ１を波高値抽出回路６１０へ出力する。また、ピークホールド回路６０８は、周波数ｆ２の交流信号のピーク値をホールドし、ホールド信号ＨＤ２を波高値抽出回路６１１へ出力する。さらに、ピークホールド回路６０９は、周波数ｆ３の交流信号のピーク値をホールドし、ホールド信号ＨＤ３を波高値抽出回路６１２へ出力する。

波高値抽出回路６１０は、ホールド信号ＨＤ１に基づいて周波数ｆ１の交流信号の波高値Ｈ１を抽出し、その抽出した波高値Ｈ１を判定回路６１３へ出力する。また、波高値抽出回路６１１は、ホールド信号ＨＤ２に基づいて周波数ｆ２の交流信号の波高値Ｈ２を抽出し、その抽出した波高値Ｈ２を判定回路６１３へ出力する。さらに、波高値抽出回路６１２は、ホールド信号ＨＤ３に基づいて周波数ｆ３の交流信号の波高値Ｈ３を抽出し、その抽出した波高値Ｈ３を判定回路６１３へ出力する。

判定回路６１３は、波高値抽出回路６１０〜６１２から受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３に基づいて交流モータＭ１等の交流部における漏電の有無を判定し、漏電レベルを検出する。

交流部における漏電の有無の判定方法について説明する。この発明においては、インバータ２０および交流モータＭ１の交流部において漏電が発生した場合、漏電インピーダンスは抵抗成分２５とキャパシタンス成分２６とが並列に接続されたインピーダンスに相当することとしている。そして、交流部において漏電が発生した場合、発振回路４０から出力された交流信号Ｅ_０は、抵抗５０、カップリングコンデンサ１５、抵抗成分２５とキャパシタンス成分２６との並列接続によるインピーダンス（「漏電インピーダンス」という。以下同じ。）、および接地ノードＧＮＤの経路を伝達される。したがって、漏電インピーダンスをＺとすると、漏電が発生した場合の等価回路は図５に示す回路になる。電源Ｖは、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のうちの１つの周波数を有する交流電圧を出力する。そして、抵抗５０の抵抗値をＲ１、カップリングコンデンサ１５の容量をＣ１とし、漏電インピーダンスＺは、容量Ｃ２と抵抗Ｒ２とが並列接続されたものとする。

そうすると、図５に示す等価回路の全インピーダンスＺ０は、抵抗Ｒ１、容量Ｃ１および漏電インピーダンスＺを直列に接続したものであるが、ノードＮ１における電圧Ｖｎは、漏電が発生するか否か、つまり、漏電インピーダンスＺに大きく影響されるので、抵抗Ｒ１および容量Ｃ１を漏電インピーダンスＺを構成する抵抗Ｒ２および容量Ｃ２に取り込んで考えることにする。

したがって、全インピーダンスＺ０は、

となる。

そうすると、電圧Ｖｎは、

となる。

その結果、電圧Ｖｎは、電圧Ｖの周波数ｆが高くなれば低くなり、周波数ｆが低くなれば高くなる。つまり、電圧Ｖｎは、電圧Ｖの周波数ｆの変動に伴って変化する。このことは、判定回路６１３が波高値抽出回路６１０〜６１２から受ける波高値Ｈ１〜Ｈ３が周波数の変動に伴って変化することに相当する。したがって、判定回路６１３は、波高値抽出回路６１０〜６１２から受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３が変動していれば交流部において漏電が発生していると判定する。

また、交流部において漏電が発生していなければ、電圧Ｖｎは抵抗Ｒ１のみに依存する。すなわち、漏電が発生していないとき、電圧Ｖｎは、電圧Ｖの周波数ｆが変動しても一定である。このことは、判定回路６１３が波高値抽出回路６１０〜６１２から受ける波高値Ｈ１〜Ｈ３が、周波数の変動に伴って変化しないことに相当する。したがって、判定回路６１３は、波高値抽出回路６１０〜６１２から受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３が変動していなければ交流部において漏電が発生していないと判定する。

そして、判定回路６１３は、交流部において漏電が発生したと判定したとき、漏電レベルをさらに検出する。より具体的には、判定回路６１３は、波高値抽出回路６１２から受けた波高値Ｈ３に基づいて漏電レベルを検出し、その検出した漏電レベルを示す信号ＤＥＬを生成して制御装置３０へ出力する。

なお、判定回路６１３が波高値抽出回路６１２から受けた波高値Ｈ３に基づいて漏電レベルを検出するのは、波高値抽出回路６１２は、発振回路４０から出力される交流信号Ｅ_０の周波数が最も高いときの波高値Ｈ３を抽出するので、波高値Ｈ３は、交流部における漏電レベルを最も反映していると考えられるからである。この発明においては、これに限らず、判定回路６１３は、波高値抽出回路６１０〜６１２から受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３の平均値に基づいて交流部における漏電レベルを検出してもよい。

図６は、図１に示す負荷駆動装置１００における漏電発生時にコモンモードコンデンサ２７に流れる漏電電流を抑制する動作を説明するためのフローチャートである。図６を参照して、一連の動作が開始されると、漏電検出器７０は、上述した方法によって交流部における漏電の発生を検出したとき、その漏電レベルを示す信号ＤＥＬを生成して制御装置３０へ出力する（ステップＳ１）。

インバータ制御手段３０１のモータ制御用相電圧演算部３１は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍ、および電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部３２へ出力する。

そして、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受け、その受けた信号ＤＥＬによって示される漏電レベルが基準値ＳＴＤよりも高いか否かを判定する（ステップＳ２）。そして、漏電レベルが基準値ＳＴＤ以下であるとき、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、現在のキャリア周波数ｆｃを保持し、その保持したキャリア周波数ｆｃとモータ制御用相電圧演算部３１からの計算結果とに基づいて信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＭＷＣを生成してインバータ２０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。つまり、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、現在のキャリア周波数ｆｃを保持してインバータ２０を制御する（ステップＳ３）。その後、一連の動作は、終了する。

一方、ステップＳ２において、漏電レベルが基準値ＳＴＤよりも高いと判定されたとき、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、キャリア周波数ｆｃが１０ｋＨｚであるか否かをさらに判定する（ステップＳ４）。そして、キャリア周波数ｆｃが１０ｋＨｚであると判定されたとき、一連の動作はステップＳ６へ移行する。

ステップＳ４において、キャリア周波数ｆｃが１０ｋＨｚでないと判定されたとき、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、キャリア周波数ｆｃを１０ｋＨｚに切換える（ステップＳ５）。インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、１．２５ｋＨｚ、５ｋＨｚおよび１０ｋＨｚのいずれかのキャリア周波数ｆｃを用いてインバータ２０を制御する。ステップＳ４において、キャリア周波数ｆｃが１０ｋＨｚでないと判定されることは、現在のキャリア周波数ｆｃが１．２５ｋＨｚまたは５ｋＨｚであることを意味する。したがって、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、キャリア周波数ｆｃが１０ｋＨｚでないと判定されたとき（ステップＳ４）、現在のキャリア周波数ｆｃ（１．２５ｋＨｚまたは５ｋＨｚ）よりも高い１０ｋＨｚのキャリア周波数ｆｃ（好適な周波数）に切換える（ステップＳ５）。

ステップＳ４において、キャリア周波数ｆｃが１０ｋＨｚであると判定されたとき、またはステップＳ５の後、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、１０ｋＨｚのキャリア周波数ｆｃ（好適な周波数）と、モータ制御用相電圧演算部３１からの計算結果とに基づいて、信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＭＷＣを生成してインバータ２０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。つまり、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、１０ｋＨｚのキャリア周波数ｆｃ（好適な周波数）でインバータ２０を制御する（ステップＳ６）。そして、ステップＳ３またはステップＳ６の後、一連の動作が終了する。

このように、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、負荷駆動装置１００の交流部における漏電レベルが基準値ＳＴＤよりも高いとき、キャリア周波数ｆｃを１０ｋＨｚに高くしてインバータ２０を制御する。インバータ２０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するキャリア周波数ｆｃを高くすることにより、負荷駆動装置１００の交流部における抵抗成分２５およびキャパシタンス成分２６を介してコモンモードコンデンサ２７に一周期当りに流れる漏電電流を少なくすることができる。その結果、コモンモードコンデンサ２７における発熱量を低減でき、コモンモードコンデンサ２７の性能が低下するのを抑制できる。

なお、インバータ制御手段３０１によるコモンモードコンデンサ２７に流れる漏電電流を抑制する動作は、実際には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって実行され、ＣＰＵは、図６に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図６に示すフローチャートに従ってコモンモードコンデンサ２７に流れる漏電電流を抑制する動作を行なう。

したがって、ＲＯＭは、コモンモードコンデンサ２７に流れる漏電電流を抑制する制御をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。

図７は、図１に示す制御装置３０を構成するインバータ制御手段の他の機能ブロック図である。図７を参照して、インバータ制御手段３０１Ａは、インバータ制御手段３０１のインバータ用ＰＷＭ信号変換部３２をインバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａに代えたものであり、その他は、インバータ制御手段３０１と同じである。

インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、漏電検出器７０から受けた信号ＤＥＬによって示される漏電レベルを記憶している。そして、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、漏電検出器７０から新たに信号ＤＥＬを受けると、その受けた信号ＤＥＬによって示された漏電レベルＬＶ２を前回制御時における漏電レベルＬＶ１と比較し、漏電レベルが高くなっているか否かを判定する。

漏電レベルが高くなっているとき、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、キャリア周波数ｆｃを前回制御時におけるキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ１よりも高いキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ２に切換えて信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成する。

インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、キャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ２をマップから抽出する。図８は、漏電レベルＬＶとキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆとの関係を示す図である。なお、キャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆは、コモンモードコンデンサ２７に流れる漏電電流を所定値以下に抑制するための好適な周波数である。そして、所定値は、コモンモードコンデンサ２７の性能低下が生じない漏電電流値である。コモンモードコンデンサ２７の容量によってコモンモードコンデンサ２７に流れる漏電電流の値が変化するので、所定値は、コモンモードコンデンサ２７の容量に応じて決定される。

図８を参照して、漏電レベルＬＶとキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆとの関係は、直線ｋ１によって表わされる。そして、キャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆは、漏電レベルＬＶが高くなるに従って高くなる。インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、直線ｋ１をマップとして保持している。

インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、前回制御時、漏電レベルＬＶ１を受けたとする。そして、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、今回制御時、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受け、その受けた信号ＤＥＬによって示された漏電レベルＬＶ２を漏電レベルＬＶ１と比較する。

漏電レベルＬＶ２が漏電レベルＬＶ１よりも高いと判定されたとき、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、マップ（直線ｋ１）を参照して、漏電レベルＬＶ２に対応するキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ２を抽出する。キャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ２は、漏電レベルＬＶ１に対応するキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ１よりも高い周波数である。

そうすると、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、抽出したキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ２と、モータ制御用相電圧演算部３１からの計算結果とに基づいて信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成してインバータ２０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。

なお、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、漏電レベルＬＶ２が漏電レベルＬＶ１以下であるとき、前回制御時におけるキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ１を用いて信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成する。つまり、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、漏電レベルが高くならなければ、キャリア周波数を保持して信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成する。

図９は、図７に示すインバータ制御手段３０１Ａによるコモンモードコンデンサ２７に流れる漏電電流を所定値以下に抑制する動作を説明するためのフローチャートである。図９を参照して、一連の動作が開始されると、漏電検出器７０は、上述した方法によって交流部における漏電の発生を検出したとき、その漏電レベルを示す信号ＤＥＬを生成して制御装置３０へ出力する（ステップＳ１１）。

インバータ制御手段３０１のモータ制御用相電圧演算部３１は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍ、および電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａへ出力する。

そして、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受け、その受けた信号ＤＥＬによって示される漏電レベルＬＶ２が漏電レベルＬＶ１よりも高いか否かを判定する。すなわち、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、信号ＤＥＬによって示される漏電レベルＬＶ２が高くなったか否かを判定する（ステップＳ１２）。

漏電レベルＬＶ２が高くなっていないと判定されたとき、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、前回制御時におけるキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ１と、モータ制御用相電圧演算部３１からの計算結果とに基づいて信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成してインバータ２０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。つまり、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、前回制御時におけるキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ１を保持してインバータ２０を制御する（ステップＳ１３）。

一方、ステップＳ１２において、漏電レベルＬＶ２が高くなっていると判定されたとき、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、前回制御時におけるキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ１よりも高いキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ２をマップ（直線ｋ１）を参照して抽出し（ステップＳ１４）、その抽出したキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ２と、モータ制御用相電圧演算部３１からの計算結果とに基づいて信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成してインバータ２０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。つまり、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、前回制御時におけるキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ１よりも高いキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ２（好適な周波数）を用いてインバータ２０を制御する（ステップＳ１５）。そして、ステップＳ１３またはステップＳ１５の後、一連の動作は終了する。

このように、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、今回制御時における漏電レベルＬＶ２が前回制御時における漏電レベルＬＶ１よりも高くなったとき、前回制御時におけるキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ１よりも高いキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ２（好適な周波数）に切換えてインバータ２０を制御する。つまり、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、信号ＤＥＬによって示される漏電レベルＬＶ２が基準値ＳＴＤよりも高くなくても、前回制御時における漏電レベルＬＶ１よりも高くなっていれば、キャリア周波数を高くしてインバータ２０を制御する。

これにより、上述した理由と同じ理由によってコモンモードコンデンサ２７における発熱量を低減でき、コモンモードコンデンサ２７の性能が低下するのを抑制できる。

なお、インバータ制御手段３０１Ａによるコモンモードコンデンサ２７に流れる漏電電流を抑制する動作は、実際には、ＣＰＵによって実行され、ＣＰＵは、図９に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭから読出し、その読出したプログラムを実行して図９に示すフローチャートに従ってコモンモードコンデンサ２７に流れる漏電電流を抑制する動作を行なう。したがって、ＲＯＭは、コモンモードコンデンサ２７に流れる漏電電流を抑制する制御をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）が読取り可能な記録媒体に相当する。

上記においては、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、漏電レベルＬＶ２が漏電レベルＬＶ１以下であるとき、前回制御時におけるキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ１を保持してインバータ２０を制御すると説明したが、この発明においては、これに限らず、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、漏電レベルＬＶ２が漏電レベルＬＶ１以下であるとき、漏電レベルＬＶ２に対応するキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ２をマップ（直線ｋ１）から抽出して信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成するようにしてもよい。

すなわち、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａは、漏電検出器７０から受けた信号ＤＥＬによって示される漏電レベルに対応するキャリア周波数をマップ（直線ｋ１）から抽出して信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成する。このようにしても、上述した効果と同じ効果を得ることができる。図８において、縦軸のキャリア周波数は、コモンモードコンデンサ２７に流れる漏電電流を所定値以下に抑制するためのキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆを示すので、漏電レベルＬＶ２が前回制御時における漏電レベルＬＶ１よりも低下した場合にキャリア周波数を低くしてもコモンモードコンデンサ２７の性能を低下させることはないからである。

この場合、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２Ａにおける動作は、信号ＤＥＬによって示された漏電レベルを検出するステップと、検出された漏電レベルに対応するキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆをマップ（直線ｋ１）を参照して抽出するステップと、抽出したキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆでインバータ２０を制御するステップとからなる。

再び、図１を参照して、負荷駆動装置１００における全体動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮを受ける。そして、制御装置３０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオンする。また、制御装置３０は、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍ、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、上述した方法によって交流モータＭ１がトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生するように昇圧コンバータ１１およびインバータ２０を制御するための信号ＰＷＭＵおよび信号ＰＷＭＩを生成してそれぞれ昇圧コンバータ１１およびインバータ２０へ出力する。

そして、直流電源Ｂ１は直流電圧を出力し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は直流電圧を昇圧コンバータ１１へ供給する。

そうすると、昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵに応じてオン／オフされ、直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換してコンデンサ１２に供給する。

コンデンサ１２は、昇圧コンバータ１１から供給された直流電圧を平滑化してインバータ２０へ供給する。ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに従ってオン／オフされ、インバータ２０は、直流電圧を交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを交流モータＭ１が発生するように交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相およびＷ相の各相に所定の交流電流を流す。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生する。

負荷駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードになった場合、制御装置３０は、直流電圧Ｖｂ、電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、信号ＰＷＭＣおよび信号ＰＷＭＤを生成してそれぞれインバータ２０および昇圧コンバータ１１へ出力する。

交流モータＭ１は、交流電圧を発電し、その発電した交流電圧をインバータ２０へ供給する。そして、インバータ２０は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに従って、交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ１２を介して昇圧コンバータ１１へ供給する。

昇圧コンバータ１１は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＤに従って直流電圧を降圧して直流電源Ｂ１に供給し、直流電源Ｂ１を充電する。

そして、負荷駆動装置１００が交流モータＭ１を駆動しているとき、漏電検出器７０は、上述した方法によって、交流部における漏電を検出すると、交流部において発生した漏電のレベルを示す信号ＤＥＬを生成して制御装置３０へ出力する。

そうすると、制御装置３０は、漏電検出器７０からの信号ＤＥＬによって示される漏電レベルが基準値ＳＴＤよりも高いか否かを判定し、漏電レベルが基準値ＳＴＤよりも高いとき、キャリア周波数を高くしてインバータ２０を制御する。

そして、インバータ２０は、高いキャリア周波数でスイッチング制御される。そうすると、抵抗成分２５およびキャパシタンス成分２６を介して接地ノードＧＮＤからコモンモードコンデンサ２７に流れる一周期当たりの漏電電流が減少し、コモンモードコンデンサ２７における発熱量が低減する。その結果、コモンモードコンデンサ２７の性能低下を抑制できる。

また、制御装置３０は、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けると、信号ＤＥＬによって示された漏電レベルＬＶ２を前回制御時における漏電レベルＬＶ１と比較し、漏電レベルＬＶ２が漏電レベルＬＶ１よりも高くなっているとき漏電レベルＬＶ１に対応するキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ１よりも高いキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ２を用いて信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成してインバータ２０を制御する。そして、インバータ２０は、前回制御時におけるキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ１よりも高いキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆ２によりスイッチング制御され、抵抗成分２５およびキャパシタンス成分２６を介して接地ノードＧＮＤからコモンモードコンデンサ２７に流れる一周期当たりの漏電電流が減少する。その結果、コモンモードコンデンサ２７における発熱量が低減し、コモンモードコンデンサ２７の性能低下を抑制できる。

さらに、制御装置３０は、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けると、信号ＤＥＬによって示される漏電レベルに対応するキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆを抽出し、その抽出したキャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆを用いて信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成する。そして、制御装置３０は、信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣをインバータ２０へ出力する。インバータ２０は、キャリア周波数ｆｃ＿ｐｒｅｆによってスイッチング制御され、抵抗成分２５およびキャパシタンス成分２６を介して接地ノードＧＮＤからコモンモードコンデンサ２７に流れる一周期当たりの漏電電流が所定値以下に抑制される。その結果、コモンモードコンデンサ２７の性能低下を抑制できる。

また、負荷駆動装置１００がハイブリッド自動車または電気自動車に搭載された場合、接地ノードＧＮＤは、ハイブリッド自動車または電気自動車のボディであるので、操作者が負荷駆動装置１００の高圧側とボディとを誤って触っても、操作者に流れる電流を低減できる。

負荷駆動装置１００は、昇圧コンバータ１１を含むため、インバータ２０の入力電圧Ｖｍは、交流モータＭ１が出力するトルクによって上下する。そして、交流モータＭ１の出力トルクが増加した場合、昇圧コンバータ１１は、より高圧の出力電圧Ｖｍをインバータ２０に供給する。

抵抗成分２５およびキャパシタンス成分２６を介して流れる漏電電流は、インバータ２０への入力電圧が高い程、増加するので、昇圧コンバータ１１を備えた負荷駆動装置１００において、漏電レベルが高くなったとき、インバータ２０をスイッチング制御するキャリア周波数を高くして一周期当たりの漏電電流を低減することは、特に、効果がある。

この発明による負荷駆動装置は、負荷駆動装置１００から昇圧コンバータ１１を削除したものであってもよい。

また、この発明による負荷駆動装置は、交流モータＭ１側の漏電による他の機器への影響を最小とする周波数に切換えて交流モータＭ１を駆動するものであってもよい。交流モータＭ１側で漏電が発生した場合、この漏電により他の機器が影響を受ける。そこで、この発明においては、交流モータＭ１側の漏電による影響を最小にするためにキャリア周波数ｆｃを１０ｋＨｚへ切換えて交流モータＭ１を駆動するようにしたものである。この場合、１０ｋＨｚのキャリア周波数ｆｃは、交流モータＭ１側の漏電による他の機器への影響を最小とする周波数に相当する。また、他の機器としては、負荷駆動装置１００においてインバータ２０への入力電圧Ｖｍよりも低圧で駆動される機器等が想定される。そして、負荷駆動装置が自動車に搭載される場合、他の機器としては補機系が想定される。

なお、この発明においては、交流モータＭ１は、「負荷」を構成する。

また、インバータ２０は、スイッチング動作により交流モータＭ１（負荷）を駆動する「駆動装置」を構成する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、コモンモードコンデンサの性能低下を抑制する負荷駆動装置およびコモンモードコンデンサの性能低下を抑制する制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に適用される。

この発明の実施の形態による負荷駆動装置の概略ブロック図である。 図１に示す制御装置の機能のうち、昇圧コンバータおよびインバータの制御に関わる機能を示す機能ブロック図である。 図２に示すインバータ制御手段の機能ブロック図である。 図１に示すインピーダンス判定回路の機能ブロック図である。 漏電が発生したときの等価回路を示す回路図である。 図１に示す負荷駆動装置における漏電発生時にコモンモードコンデンサに流れる漏電電流を抑制する動作を説明するためのフローチャートである。 図１に示す制御装置を構成するインバータ制御手段の他の機能ブロック図である。 漏電レベルとキャリア周波数ｆｃとの関係を示す図である。 図７に示すインバータ制御手段によるコモンモードコンデンサに流れる漏電電流を所定値以下に抑制する動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 正母線、２ 負母線、１０，１６ 電圧センサー、１１ 昇圧コンバータ、１２ コンデンサ、１５ カップリングコンデンサ、２４ 電流センサー、２０ インバータ、２１ Ｕ相アーム、２２ Ｖ相アーム、２３ Ｗ相アーム、２５ 抵抗成分、２６ キャパシタンス成分、２７ コモンモードコンデンサ、３０ 制御装置、３１ モータ制御用相電圧演算部、３２，３２Ａ インバータ用ＰＷＭ信号変換部、４０ 発振回路、６０ インピーダンス判定回路、７０ 漏電検出器、１００ 負荷駆動装置、３０１，３０１Ａ インバータ制御手段、３０２ コンバータ制御手段、６０１〜６０３ ノイズフィルター、６０４〜６０６ バンドパスフィルター、６０７〜６０９ ピークホールド回路、６１０〜６１２ 波高値抽出回路、６１３ 判定回路、Ｎ１ ノード、Ｂ１ 直流電源、Ｌ１ リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８ ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー。

Claims (9)

1. 正母線と負母線との間に接続され、スイッチング動作により負荷を駆動する駆動装置と、
   前記負荷の漏電を検出する漏電検出装置と、
   前記漏電検出装置により前記負荷の漏電が検出されると、前記漏電による他の機器への影響を最小とする周波数に切換えて前記負荷を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置とを備える負荷駆動装置。
2. 正母線と負母線との間に接続され、スイッチング動作により負荷を駆動する駆動装置と、
   前記負母線と接地ノードとの間に接続されたコモンモードコンデンサと、
   前記負荷の漏電レベルを検出する漏電検出装置と、
   前記漏電検出装置により検出された漏電レベルに応じて、前記コモンモードコンデンサに流れる電流を所定値以下に抑制するための好適な周波数に切換えて前記負荷を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置とを備える負荷駆動装置。
3. 前記制御装置は、前記漏電レベルと前記好適な周波数との関係を示すマップを保持しており、前記漏電検出装置から前記漏電レベルを受けると、その受けた漏電レベルに対応する好適な周波数を前記マップから抽出し、その抽出した好適な周波数で前記負荷を駆動するように前記駆動装置を制御する、請求項２に記載の負荷駆動装置。
4. 正母線と負母線との間に接続され、スイッチング動作により負荷を駆動する駆動装置と、
   前記負母線と接地ノードとの間に接続されたコモンモードコンデンサと、
   前記負荷の漏電レベルを検出する漏電検出装置と、
   前記検出された漏電レベルが高くなると、前記スイッチング動作の周波数を高くして前記負荷を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置とを備える負荷駆動装置。
5. 正母線と負母線との間に接続され、スイッチング動作により負荷を駆動する駆動装置と、
   前記負母線と接地ノードとの間に接続されたコモンモードコンデンサと、
   前記負荷の漏電レベルを検出する漏電検出装置と、
   前記検出された漏電レベルが基準値よりも高くなると、前記周波数を高くして前記負荷を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置とを備える負荷駆動装置。
6. 電源からの直流電圧を昇圧して前記駆動装置に供給する電圧変換装置をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
7. コモンモードコンデンサと、スイッチング動作により負荷を駆動する駆動装置とを備える負荷駆動装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
   前記負荷の漏電レベルを検出する第１のステップと、
   前記検出された漏電レベルに応じて、前記コモンモードコンデンサに流れる電流を所定値以下に抑制するための好適な周波数を検出する第２のステップと、
   前記スイッチング動作の周波数を前記好適な周波数に切換えて前記負荷を駆動するように前記駆動装置を制御する第３のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
8. コモンモードコンデンサと、スイッチング動作により負荷を駆動する駆動装置とを備える負荷駆動装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
   前記負荷の漏電レベルを検出する第１のステップと、
   前記検出された漏電レベルが高くなったか否かを安定する第２のステップと、
   前記漏電レベルが高くなったとき、前記スイッチング動作のキャリア周波数を高くして前記負荷を駆動するように前記駆動装置を制御する第３のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
9. コモンモードコンデンサと、スイッチング動作により負荷を駆動する駆動装置とを備える負荷駆動装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
   前記負荷の漏電レベルを検出する第１のステップと、
   前記検出された漏電レベルが基準値よりも高いか否かを安定する第２のステップと、
   前記漏電レベルが前記基準値よりも高いとき、前記スイッチング動作のキャリア周波数を高くして前記負荷を駆動するように前記駆動装置を制御する第３のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。

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