JP2011055582A - 車載電動機の駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動装置50のインバータ回路70は、トランジスタ70a、70b、…70fのスイッチング動作に伴って、直流電源81の出力電圧とコンデンサ71の出力電圧とに基づいて、共通接続点T1、T2、T3からステータコイル31aに出力される三相交流電流を出力する。インバータ制御回路72は、電子制御装置90からのメインリレーオフ信号を受信すると、システムメインリレー82がオフされたと判定して、トランジスタ70a、70c、70eをそれぞれオフした状態で、トランジスタ70b、70d、70fのそれぞれをオンさせる。これにより、ステータコイル31aおよび負極母線側のトランジスタ(70b、70d、70f)を介して、コンデンサ71のプラス電極からマイナス電極に電流が流れ、コンデンサ71に蓄えられた電荷を放出することができる。
【選択図】図2
Description
正極母線(75)とステータコイル(31a)の中性点(31x)との間には、直流電源(81)が接続され、正極母線(75)と中性点(31x)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間には、第1のスイッチ(82)が接続されており、
第1のスイッチ(82)が正極母線(75)と中性点(31x)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定する判定手段(S200)と、
第1のスイッチ(82)が正極母線(75)と中性点(31x)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間を開放していると判定手段(S200)が判定したときには、ステータコイル(31a)を通してコンデンサ(71)のプラス電極からマイナス電極に電流を流すように相毎の一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)を制御する制御手段(S210)と、を備えることを特徴とする。
平滑化コンデンサのプラス電極とマイナス電極との間には、第2のスイッチ(84a)が接続されており、
制御手段(S210)は、インバータ回路(70)を構成する複数のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)のうち負極母線(74)側のスイッチング素子(70b、70d、70f)をオンすることにより、コンデンサ(71)のプラス電極から、第2のスイッチ(84a)、ステータコイル(31a)、および負極母線(74)側のスイッチング素子(70b、70d、70f)を通してコンデンサ(71)のマイナス電極に電流を流すようになっていることを特徴とする。
正極母線(75)と中性点(31x)との間には、直流電源(81)が接続され、正極母線(75)と中性点(31x)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間には、第1のスイッチ(82)が接続されており、
第1のスイッチ(82)が正極母線(75)と中性点(31x)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定する判定手段(S200)と、
第1のスイッチ(82)が正極母線(75)と中性点(31x)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間を開放していると判定手段(S200)が判定したときには、ステータコイル(31a)を通してコンデンサ(71)のプラス電極からマイナス電極に電流を流すように相毎の一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)を制御する制御手段(S210)と、を備えることを特徴とする。
判定手段(S200)は、電圧センサ(91a)の検出電圧が一定値未満であるか否かを判定することにより、第1のスイッチ(82)が正極母線(75)と中性点(31x)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定することを特徴とする。
ステータコイル(31a)の中性点(31x)と負極母線(74)との間には、直流電源(81)が接続され、中性点(31x)と負極母線(74)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間には、第1のスイッチ(82)が接続されており、
第1のスイッチ(82)が中性点(31x)と負極母線(74)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定する判定手段(S200)と、
第1のスイッチ(82)が中性点(31x)と負極母線(74)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間を開放していると判定手段(S200)が判定したときには、ステータコイル(31a)を通してコンデンサ(71)のプラス電極からマイナス電極に電流を流すように相毎の一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)を制御する制御手段(S210)と、を備えることを特徴とする。
平滑化コンデンサのプラス電極とマイナス電極との間には、第2のスイッチ(84a)が接続されており、
制御手段(S210)は、インバータ回路(70)を構成する複数のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)のうち正極母線(75)側のスイッチング素子(70a、70c、70e)をオンすることにより、コンデンサ(71)のプラス電極から、正極母線(75)側のスイッチング素子(70a、70c、70e)、ステータコイル(31a)、および第2のスイッチ(84a)を通してコンデンサ(71)のマイナス電極に電流を流すようになっていることを特徴とする。
中性点(31x)と負極母線(74)との間には、直流電源(81)が接続され、中性点(31x)と負極母線(74)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間には、第1のスイッチ(82)が接続されており、
第1のスイッチ(82)が中性点(31x)と負極母線(74)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定する判定手段(S200)と、
第1のスイッチ(82)が中性点(31x)と負極母線(74)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間を開放していると判定手段(S200)が判定したときには、ステータコイル(31a)を通してコンデンサ(71)のプラス電極からマイナス電極に電流を流すように相毎の一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)を制御する制御手段(S210)と、を備えることを特徴とする。
判定手段(S200)は、電圧センサ(91a)の検出電圧が一定値未満であるか否かを判定することにより、第1のスイッチ(82)が中性点(31x)と負極母線(74)とのうち少なくとも一方と直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定することを特徴とする。
図1に本発明に係る車載電動機の駆動装置が適用された電動コンプレッサの第1実施形態を示す。図1は、電動コンプレッサ10の内部構成を示す図である。
本実施形態のスイッチ82a、82bは、後述する電子制御装置90により制御されて、オン、オフする電磁リレーである。
第2のスイッチを構成するもので、平滑化コンデンサ83のプラス電極とマイナス電極との間を接続、或いは開放する。抵抗素子84bは、後述するように、リレースイッチ84aを通して平滑化コンデンサ83のプラス電極とマイナス電極との間に流れる電流の値を制限する。
図3はモータ回転数制御処理を示すフローチャートである。インバータ制御回路72は、図3に示すフローチャートにしたがって、モータ回転数制御処理を実行する。モータ回転数制御処理は、繰り返し実行されるものである。
図9はトランジスタ70a、70c、70fがオンしている場合を示し、図10はトランジスタ70a、70e、70dがオンしている場合を示し、図11はトランジスタ70b、70c、70eがオンしている場合を示している。図5〜図11の各図中の電流Iaxが流れる方向は矢印の方向を正とする。
図5は、6個のトランジスタのうちオフしている3つのトランジスタと3個のダイオードと放電回路とを省略している。図6〜図11は、6個のトランジスタのうちオフしている3つのトランジスタと6個のダイオードと放電回路とを省略している。
そこで、ステップS113では、電圧センサ77の検出電圧Vを抵抗素子76の抵抗値Rで割り算して、抵抗素子76に流れる電流iax(=V/R)を算出する。このことにより、電流iaxとしての電流(−in)を取得することができる。そして、この取得された電流(−in)に(−1)を掛けて中性点電流inを求める。
このように、ステップS119では、U相電流iu、V相電流iv、W相電流iwといった相電流を求めることができる。
なお、ステップS116において、当該ステップS116の実行に先立って、上述のステップS113で中性点電流inを算出していない場合には、中性点電流inを算出済みでないとして、NOと判定して、ステップ116aをスキップする。
次に、放電制御処理について図12を参照して説明する。図12は放電制御処理を示すフローチャートである。
(第2実施形態)
次に、インバータ制御回路72が電動モータ30を停止させる前に、電動モータ30の回転数を徐々に低下させるようにした本実施形態について説明する。
上述の第1実施形態では、図12のステップS200において、電子制御装置90からのメインリレーオフ信号に基づいて、システムメインリレー82がオフされたか否かを判定した例を示したが、これに代えて、本実施形態では、正極母線75とステーコイル31aの中性点31xとの間の電圧に基づいてシステムメインリレー82がオフされたか否かを判定する。
上述の第1実施形態では、コンデンサ71から電荷を放出する際に、電源ユニット80の放電回路84を通してコンデンサ71のプラス電極からマイナス電極に電流を流す例について説明したが、これに代えて、電源ユニット80の放電回路84に関係なく、コンデンサ71のプラス電極からマイナス電極に電流を流すようにした本実施形態について説明する。
上述の第1実施形態では、正極母線75とステータコイル31aの中性点31xとの間の電圧に基づいてインバータ制御回路72に電力供給する電源73を用いた例を示したが、これに代えて、正極母線75と中性点31xとの間の電圧に関係なく、インバータ制御回路72に電力供給する電源を用いた本実施形態について説明する。
上述の第1実施形態では、コンデンサ71を正極母線75と負極母線74との間に接続した例を示したが、これに代えて、コンデンサ71をステータコイル31aの中性点31xと負極母線74との間に接続した本実施形態について説明する。
正極母線75とステータコイル31aの中性点31xとの間の電圧に基づいてインバータ制御回路72に電力供給する電源73を用いた例を示したが、これに代えて、インバータ制御回路72に電力供給する電源として、正極母線75と中性点31xとの間の電圧から独立した直流電源100を用いてもよい。
上述の第1実施形態では、電源ユニット80を正極母線75とステータコイル31aの中性点31xとの間に接続した例を示したが、これに代えて、電源ユニット80をコンデンサ71のマイナス電極とステータコイル31aの中性点31xとの間に接続した本実施形態について説明する。
インバータ制御回路72は、図3に示すフローチャートにしたがって、モータ回転数制御処理を実行する。
インバータ制御回路72は、図12に示すフローチャートにしたがって、放電制御処理を実行する。
上述の第7実施形態では、図12のステップS200において、電子制御装置90からのメインリレーオフ信号に基づいて、システムメインリレー82がオフされたか否かを判定した例を示したが、これに代えて、電源ユニット80の出力電圧に基づいてシステムメインリレー82がオフされたか否かを判定する本実施形態について説明する。
上述の第7実施形態では、コンデンサ71から電荷を放出する際に、電源ユニット80の放電回路84を通してコンデンサ71のプラス電極からマイナス電極に電流を流す例について説明したが、これに代えて、電源ユニット80の放電回路84に関係なく、コンデンサ71のプラス電極からマイナス電極に電流を流すようにした本実施形態について説明する。
上述の第7実施形態では、コンデンサ71が正極母線75と負極母線74との間に接続した例を示したが、これに代えて、コンデンサ71が正極母線75とステータコイル31aの中性点31xとの間に接続した本実施形態について説明する。
(1)インバータ制御回路72は、図26においてインバータ制御回路72の回路構成図に示すように、W相駆動回路50a、V相駆動回路50b、およびU相駆動回路50cを備えている。
(2)図28にW相駆動回路50aの回路構成に示す。図28のW相駆動回路50aには、図27中の抵抗素子R1、ダイオードDa、コンデンサC1に代えて、直流電源73bが設けられている。
20 コンプレッサハウジング
30 電動モータ
31 ステータ
31a ステータコイル
31x 中性点
310 U相コイル
311 V相コイル
312 W相コイル
32 ロータ
40 コンプレッサ部
50 駆動装置
60 カバー部
70 インバータ回路
71 コンデンサ
72 インバータ制御回路
73 電源
76 抵抗素子
77 電圧センサ
81 直流電源
82 システムメインリレー
83 平滑化コンデンサ
90 電子制御装置
70a トランジスタ
D1 ダイオード
Claims (14)
- スター結線されたステータコイル(31a)から発生する回転磁界によりロータ(32)を回転させる車載電動機の駆動装置(50)であって、
直列接続された一対のスイッチング素子(70a、70b、…70f)が相毎に設けられ、正極母線(75)と負極母線(74)との間に前記相毎の前記一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)が並列接続されているインバータ回路(70)と、
前記正極母線(75)と前記負極母線(74)との間に接続されているコンデンサ(71)と、を備え、
前記正極母線(75)と前記ステータコイル(31a)の中性点(31x)との間には、直流電源(81)が接続され、前記正極母線(75)と前記中性点(31x)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間には、第1のスイッチ(82)が接続されており、
前記インバータ回路(70)は、前記相毎の前記一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)のスイッチング動作に伴って、前記直流電源(81)の出力電圧と前記コンデンサ(71)の出力電圧とに基づいて、前記ステータコイル(31a)に交流電流を出力して前記ステータコイル(31a)から前記回転磁界を発生させるものであり、
前記第1のスイッチ(82)が前記正極母線(75)と前記中性点(31x)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定する判定手段(S200)と、
前記第1のスイッチ(82)が前記正極母線(75)と前記中性点(31x)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間を開放していると前記判定手段(S200)が判定したときには、前記ステータコイル(31a)を通して前記コンデンサ(71)のプラス電極からマイナス電極に電流を流すように前記相毎の前記一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)を制御する制御手段(S210)と、を備えることを特徴とする車載電動機の駆動装置。 - 前記正極母線(75)と前記中性点(31x)との間には、前記直流電源から前記正極母線(75)と前記中性点(31x)との間に出力される出力電圧を平滑化する平滑化コンデンサ(83)が接続されており、
前記平滑化コンデンサのプラス電極とマイナス電極との間には、第2のスイッチ(84a)が接続されており、
前記制御手段(S210)は、前記インバータ回路(70)を構成する複数のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)のうち前記負極母線(74)側のスイッチング素子(70b、70d、70f)をオンすることにより、前記コンデンサ(71)のプラス電極から、前記第2のスイッチ(84a)、前記ステータコイル(31a)、および前記負極母線(74)側のスイッチング素子(70b、70d、70f)を通して前記コンデンサ(71)のマイナス電極に電流を流すようになっていることを特徴とする請求項1に記載の車載電動機の駆動装置。 - 前記制御手段(S210)は、前記インバータ回路(70)を構成する複数のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)のうち前記正極母線(75)側のスイッチング素子(70a)と、前記負極母線(74)側のスイッチング素子(70d、70f)とをオンすることにより、前記コンデンサ(71)のプラス電極から、前記正極母線(75)側のスイッチング素子(70a)、前記ステータコイル(31a)、および前記負極母線(74)側のスイッチング素子(70d、70f)を通して前記コンデンサ(71)のマイナス電極に電流を流すようになっていることを特徴とする請求項1に記載の車載電動機の駆動装置。
- スター結線されたステータコイル(31a)から発生する回転磁界によりロータ(32)を回転させる車載電動機の駆動装置(50)であって、
直列接続された一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)が相毎に設けられ、正極母線(75)と負極母線(74)との間に前記相毎の前記一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)が並列接続されているインバータ回路(70)と、
前記ステータコイル(31a)の中性点(31x)と前記負極母線(74)との間に接続されているコンデンサ(71)と、を備え、
前記正極母線(75)と前記中性点(31x)との間には、直流電源(81)が接続され、前記正極母線(75)と前記中性点(31x)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間には、第1のスイッチ(82)が接続されており、
前記インバータ回路(70)は、前記相毎の前記一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)のスイッチング動作に伴って、前記直流電源(81)の出力電圧と前記コンデンサ(71)の出力電圧とに基づいて、前記ステータコイル(31a)に交流電流を出力して前記ステータコイル(31a)から前記回転磁界を発生させるものであり、
前記第1のスイッチ(82)が前記正極母線(75)と前記中性点(31x)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定する判定手段(S200)と、
前記第1のスイッチ(82)が前記正極母線(75)と前記中性点(31x)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間を開放していると前記判定手段(S200)が判定したときには、前記ステータコイル(31a)を通して前記コンデンサ(71)のプラス電極からマイナス電極に電流を流すように前記相毎の前記一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)を制御する制御手段(S210)と、を備えることを特徴とする車載電動機の駆動装置。 - 前記制御手段(S210)は、前記インバータ回路(70)を構成する複数のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)のうち前記負極母線(74)側のスイッチング素子(70b、70d、70f)をオンすることにより、前記コンデンサ(71)のプラス電極から、前記ステータコイル(31a)、および前記負極母線(74)側のスイッチング素子(70b、70d、70f)を通して前記コンデンサ(71)のマイナス電極に電流を流すようになっていることを特徴とする請求項4に記載の車載電動機の駆動装置。
- 前記判定手段(S200)は、前記第1のスイッチ(82)を制御する電子制御装置(90)から受信した受信信号に基づいて、前記第1のスイッチ(82)が前記正極母線(75)と前記中性点(31x)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の車載電動機の駆動装置。
- 前記正極母線(75)と前記中性点(31x)との間の電圧を検出する電圧センサ(91a)を備え、
前記判定手段(S200)は、電圧センサ(91a)の検出電圧が一定値未満であるか否かを判定することにより、前記第1のスイッチ(82)が前記正極母線(75)と前記中性点(31x)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の車載電動機の駆動装置。 - スター結線されたステータコイル(31a)から発生する回転磁界によりロータ(32)を回転させる車載電動機の駆動装置(50)であって、
直列接続された一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)が相毎に設けられ、正極母線(75)と負極母線(74)との間に前記相毎の前記一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)が並列接続されているインバータ回路(70)と、
前記正極母線(75)と前記負極母線(74)との間に接続されているコンデンサ(71)と、を備え、
前記ステータコイル(31a)の中性点(31x)と前記負極母線(74)との間には、直流電源(81)が接続され、前記中性点(31x)と前記負極母線(74)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間には、第1のスイッチ(82)が接続されており、
前記インバータ回路(70)は、前記相毎の前記一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)のスイッチング動作に伴って、前記直流電源(81)の出力電圧と前記コンデンサ(71)の出力電圧とに基づいて、前記ステータコイル(31a)に交流電流を出力して前記ステータコイル(31a)から前記回転磁界を発生させるものであり、
前記第1のスイッチ(82)が前記中性点(31x)と前記負極母線(74)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定する判定手段(S200)と、
前記第1のスイッチ(82)が前記中性点(31x)と前記負極母線(74)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間を開放していると前記判定手段(S200)が判定したときには、前記ステータコイル(31a)を通して前記コンデンサ(71)のプラス電極からマイナス電極に電流を流すように前記相毎の前記一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)を制御する制御手段(S210)と、を備えることを特徴とする車載電動機の駆動装置。 - 前記中性点(31x)と前記負極母線(74)との間には、前記直流電源から前記中性点(31x)と前記負極母線(74)との間に出力される出力電圧を平滑化する平滑化コンデンサ(83)が接続されており、
前記平滑化コンデンサのプラス電極とマイナス電極との間には、第2のスイッチ(84a)が接続されており、
前記制御手段(S210)は、前記インバータ回路(70)を構成する複数のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)のうち前記正極母線(75)側のスイッチング素子(70a、70c、70e)をオンすることにより、前記コンデンサ(71)のプラス電極から、前記正極母線(75)側のスイッチング素子(70a、70c、70e)、前記ステータコイル(31a)、および前記第2のスイッチ(84a)を通して前記コンデンサ(71)のマイナス電極に電流を流すようになっていることを特徴とする請求項8に記載の車載電動機の駆動装置。 - 前記制御手段(S210)は、前記インバータ回路(70)を構成する複数のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)のうち前記正極母線(75)側のスイッチング素子(70a)と、前記負極母線(74)側のスイッチング素子(70d、70f)とをオンすることにより、前記コンデンサ(71)のプラス電極から、前記正極母線(75)側のスイッチング素子(70a)、前記ステータコイル(31a)、および前記負極母線(74)側のスイッチング素子(70d、70f)を通して前記コンデンサ(71)のマイナス電極に電流を流すようになっていることを特徴とする請求項8に記載の車載電動機の駆動装置。
- スター結線されたステータコイル(31a)から発生する回転磁界によりロータ(32)を回転させる車載電動機の駆動装置(50)であって、
直列接続された一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)が相毎に設けられ、正極母線(75)と負極母線(74)との間に前記相毎の前記一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)が並列接続されているインバータ回路(70)と、
前記正極母線(75)と前記ステータコイル(31a)の中性点(31x)との間に接続されているコンデンサ(71)と、を備え、
前記中性点(31x)と前記負極母線(74)との間には、直流電源(81)が接続され、前記中性点(31x)と前記負極母線(74)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間には、第1のスイッチ(82)が接続されており、
前記インバータ回路(70)は、前記相毎の前記一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)のスイッチング動作に伴って、前記直流電源(81)の出力電圧と前記コンデンサ(71)の出力電圧とに基づいて、前記ステータコイル(31a)に交流電流を出力して前記ステータコイル(31a)から前記回転磁界を発生させるものであり、
前記第1のスイッチ(82)が前記中性点(31x)と前記負極母線(74)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定する判定手段(S200)と、
前記第1のスイッチ(82)が前記中性点(31x)と前記負極母線(74)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間を開放していると前記判定手段(S200)が判定したときには、前記ステータコイル(31a)を通して前記コンデンサ(71)のプラス電極からマイナス電極に電流を流すように前記相毎の前記一対のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)を制御する制御手段(S210)と、を備えることを特徴とする車載電動機の駆動装置。 - 前記制御手段(S210)は、前記インバータ回路(70)を構成する複数のスイッチング素子(70a、70b、…、70f)のうち前記正極母線(75)側のスイッチング素子(70a、70c、70e)をオンすることにより、前記コンデンサ(71)のプラス電極から、前記正極母線(75)側のスイッチング素子(70a)、および前記ステータコイル(31a)を通して前記コンデンサ(71)のマイナス電極に電流を流すようになっていることを特徴とする請求項11に記載の車載電動機の駆動装置。
- 前記判定手段(S200)は、前記第1のスイッチ(82)を制御する電子制御装置(90)から受信した受信信号に基づいて、前記第1のスイッチ(82)が前記中性点(31x)と前記負極母線(74)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定することを特徴とする請求項8ないし12のいずれか1つに記載の車載電動機の駆動装置。
- 前記中性点(31x)と前記負極母線(74)との間の電圧を検出する電圧センサ(91a)を備え、
前記判定手段(S200)は、前記電圧センサ(91a)の検出電圧が一定値未満であるか否かを判定することにより、前記第1のスイッチ(82)が前記中性点(31x)と前記負極母線(74)とのうち少なくとも一方と前記直流電源(81)との間を開放しているか否かを判定することを特徴とする請求項8ないし12のいずれか1つに記載の車載電動機の駆動装置。
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