JP2011055582A - 車載電動機の駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】駆動装置50のコンデンサ71から電荷を放出する。
【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

本発明は、直流電源から電力供給されて車載電動機を駆動する車載電動機の駆動装置に関するものである。
従来、この種の駆動装置では、例えば、特許文献1に示すように、三相交流同期電動機に三相交流電流を出力するインバータ回路と、このインバータ回路を制御する制御回路とから構成されているものがある。
具体的には、インバータ回路は、直列接続された一対のトランジスタが3組、正極母線と負極母線との間に並列接続されて構成されている。正極母線と負極母線との間には、直流電源が接続されている。さらに、正極母線と負極母線との間には、直流電源に対して並列に接続されて、直流電源からインバータ回路に与えられる電圧を平滑化させるコンデンサ(以下、平滑化コンデンサという)が設けられている。
直流電源と平滑化コンデンサとの間には、メインリレースイッチが設けられている。メインリレースイッチは、直流電源と平滑化コンデンサとの間を接続、或いは開放する。これにより、メインリレースイッチは、直流電源とインバータ回路との間を接続、或いは開放することになる。
さらに、正極母線と負極母線との間には、放電スイッチが設けられている。放電スイッチは、メインリレースイッチに対して平滑化コンデンサ側に配置されている。放電スイッチは、平滑化コンデンサ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。
ここで、放電スイッチをオフした状態で、メインリレースイッチをオンすると、直流電源の出力電圧が平滑化コンデンサによって平滑化されてインバータ回路に与えられる。このとき、制御回路は、インバータ回路の6個のトランジスタをスイッチング動作させることにより、直流電源の出力電源に基づいて三相交流同期電動機のステータコイルに三相交流電流を出力する。これにより、三相交流同期電動機が直流電源の出力電圧に基づいて運転することができる。
また、事故等の緊急事態が生じたときには、メインリレースイッチをオフして、インバータ回路に対する直流電源の出力電圧の出力を停止する。これに加えて、放電スイッチをオンして、平滑化コンデンサのプラス電極から放電スイッチを通して平滑化コンデンサのマイナス電極に電流を流す。
このことにより、平滑化コンデンサから電荷を放出することができる。したがって、事故等で駆動装置が破損したときに、平滑化コンデンサに蓄えられた電荷により乗員の安全面に不具合が生じないようにしている。
特開2005−73399号公報
本発明者等は、スター結線されて中性点を有するステータコイルを備える三相交流同期電動機の駆動装置において、直流電源を、正極母線と負極母線との間ではなく、ステータコイルの中性点と正極母線との間に接続したものについて検討した。
本発明者等の検討によれば、直流電源、平滑化コンデンサ、および放電スイッチをステータコイルの中性点と正極母線との間に接続し、かつ正極母線と負極母線との間に接続された電源用コンデンサを追加した場合には、放電スイッチをオンしても、インバータ回路を構成するトランジスタが妨げとなり、電源用コンデンサから電荷を放出することができない。
また、直流電源、平滑化コンデンサ、および放電スイッチをステータコイルの中性点と正極母線との間に接続し、ステータコイルの中性点と負極母線との間に電源用コンデンサを接続した場合にも、同様に、電源用コンデンサから電荷を放出することができないという問題が生じる。
さらに、本発明者等の検討によれば、直流電源、平滑化コンデンサ、および放電スイッチを、ステータコイルの中性点と負極母線との間に接続し、かつ正極母線と負極母線との間に電源用コンデンサを接続した場合にも、放電スイッチをオンしても、電源用コンデンサから電荷を放出することができない。
また、直流電源、平滑化コンデンサ、および放電スイッチを、ステータコイルの中性点と負極母線との間に接続し、かつステータコイルの中性点と正極母線との間に電源用コンデンサを接続した場合にも、同様に、電源用コンデンサから電荷を放出することができないという問題が生じる。
本発明は上記点に鑑みて、直流電源をステータコイルの中性点と正極母線との間に接続し、かつ正極母線と負極母線との間にコンデンサを接続した車載電動機の駆動装置において、コンデンサから電荷を放出することを可能にすることを第1の目的とする。
本発明は、直流電源をステータコイルの中性点と正極母線との間に接続し、かつステータコイルの中性点と負極母線との間にコンデンサを接続した車載電動機の駆動装置において、コンデンサから電荷を放出することを可能にすることを第2の目的とする。
本発明は、直流電源をステータコイルの中性点と負極母線との間に接続し、かつ正極母線と負極母線との間にコンデンサを接続した車載電動機の駆動装置において、コンデンサから電荷を放出することを可能にすることを第3の目的とする。
本発明は、直流電源をステータコイルの中性点と負極母線との間に接続し、かつステータコイルの中性点と正極母線との間にコンデンサを接続した車載電動機の駆動装置において、コンデンサから電荷を放出することを可能にすることを第4の目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、正極母線(75)と負極母線(74)との間に接続されているコンデンサ(71)を備え、
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。
したがって、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)との間を開放したときに、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ことができる。
以上により、直流電源(81)がステータコイル(31a)の中性点(31x)と正極母線(75)との間に接続され、かつ正極母線(75)と負極母線(74)との間にコンデンサ(71)が接続された駆動装置(50)において、コンデンサ(71)から電荷を放出することが可能になる。
請求項2に記載の発明では、正極母線(75)と中性点(31x)との間には、直流電源から正極母線(75)と中性点(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、
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。
請求項3に記載の発明では、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)と、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、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)、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(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。
これにより、正極母線(75)と中性点(31x)との間に配置される第2のスイッチ(84a)に関係なく、コンデンサ(71)から電荷を放出することが可能になる。
請求項4に記載の発明では、ステータコイル(31a)の中性点(31x)と負極母線(74)との間に接続されているコンデンサ(71)を備え、
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。
したがって、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)との間を開放したとき、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ことができる。
以上により、直流電源(81)がステータコイル(31a)の中性点(31x)と正極母線(75)との間に接続され、かつステータコイル(31a)の中性点(31x)と負極母線(74)との間にコンデンサ(71)が接続された駆動装置(50)において、コンデンサ(71)から電荷を放出することが可能になる。
請求項5に記載の発明では、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、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。
請求項6に記載の発明では、判定手段(S200)は、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、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。
請求項7に記載の発明では、正極母線(75)と中性点(31x)との間の電圧を検出する電圧センサ(91a)を備え、
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。
請求項8に記載の発明では、正極母線(75)と負極母線(74)との間に接続されているコンデンサ(71)を備え、
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。
これにより、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)との間を開放したときに、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ことができる。
以上により、直流電源(81)がステータコイル(31a)の中性点(31x)と負極母線(74)との間に接続され、かつ正極母線(75)と負極母線(74)との間にコンデンサ(71)が接続された駆動装置(50)において、コンデンサ(71)から電荷を放出することが可能になる。
請求項9に記載の発明では、中性点(31x)と負極母線(74)との間には、直流電源から中性点(31x)と負極母線(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、
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。
請求項10に記載の発明では、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)と、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、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)、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(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。
これにより、正極母線(75)と中性点(31x)との間に配置される第2のスイッチ(84a)に関係なく、コンデンサ(71)から電荷を放出することができる。
請求項11に記載の発明では、正極母線(75)とステータコイル(31a)の中性点(31x)との間に接続されているコンデンサ(71)を備え、
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。
これにより、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)との間を開放したときに、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ことができる。
以上により、直流電源(81)がステータコイル(31a)の中性点(31x)と負極母線(74)との間に接続され、かつステータコイル(31a)の中性点(31x)と正極母線(75)との間にコンデンサ(71)が接続された駆動装置(50)において、コンデンサ(71)から電荷を放出することが可能になる。
請求項12に記載の発明では、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)、およびステータコイル(31a)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。
請求項13に記載の発明では、判定手段(S200)は、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、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。
請求項14に記載の発明では、中性点(31x)と負極母線(74)との間の電圧を検出する電圧センサ(91a)を備え、
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。
これにより、電子制御装置(90)から受信した受信信号に関係なく、第1のスイッチ(82)が中性点(31x)および負極母線(74)と直流電源(81)との間を開放したか否かを判定することができる。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
本発明の第1実施形態における電動コンプレッサの内部構成を示す部分断面図である。 第1実施形態における電動コンプレッサの電気的構成、および電源ユニットの回路構成を示す図である。 図2のインバータ制御回路により実行されるモータ回転数制御処理を示すフローチャートである。 図3中の一部のステップの詳細を示すフローチャートである。 図2のインバータ制御回路の各トランジスタのスイッチングパターンを示す図である。 図2のインバータ制御回路の各トランジスタのスイッチングパターンを示す図である。 図2のインバータ制御回路の各トランジスタのスイッチングパターンを示す図である。 図2のインバータ制御回路の各トランジスタのスイッチングパターンを示す図である。 図2のインバータ制御回路の各トランジスタのスイッチングパターンを示す図である。 図2のインバータ制御回路の各トランジスタのスイッチングパターンを示す図である。 図2のインバータ制御回路の各トランジスタのスイッチングパターンを示す図である。 図2のインバータ制御回路により実行される放電制御処理を示すフローチャートである。 図8の放電制御処理の実行に伴ってコンデンサのプラス電極からマイナス電極に流れる電流の経路を示す図である。 本発明の第2実施形態のインバータ制御回路により実行されるモータ回転数制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第3実施形態における電動コンプレッサの電気的構成、および電源ユニットの回路構成を示す図である。 本発明の第4実施形態における電動コンプレッサの電気的構成、および電源ユニットの回路構成を示す図である。 本発明の第5実施形態における電動コンプレッサの電気的構成、および電源ユニットの回路構成を示す図である。 本発明の第6実施形態における電動コンプレッサの電気的構成、および電源ユニットの回路構成を示す図である。 第6実施形態においてコンデンサのプラス電極からマイナス電極に流れる電流の経路を示す図である。 本発明の第7実施形態における電動コンプレッサの電気的構成、および電源ユニットの回路構成を示す図である。 第7実施形態においてコンデンサのプラス電極からマイナス電極に流れる電流の経路を示す図である。 本発明の第8実施形態における電動コンプレッサの電気的構成、および電源ユニットの回路構成を示す図である。 本発明の第9実施形態における電動コンプレッサの電気的構成、および電源ユニットの回路構成を示す図である。 本発明の第10実施形態における電動コンプレッサの電気的構成、および電源ユニットの回路構成を示す図である。 第10実施形態においてコンデンサのプラス電極からマイナス電極に流れる電流の経路を示す図である。 本発明に係るインバータ制御回路の回路構成図である。 図22中のW相駆動回路の詳細を示す回路構成図である。 図22中のW相駆動回路の詳細を示す回路構成図である。
(第1実施形態)
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。
電動コンプレッサ10は、ハイブリット自動車のエンジンルーム内に搭載されるもので、凝縮器、減圧器、および蒸発器とともに、車載空調装置用の冷凍サイクル装置を構成している。ハイブリット自動車は、走行用エンジンおよび走行用モータを備える自動車である。
電動コンプレッサ10は、図1に示すように、コンプレッサハウジング20、電動モータ30、コンプレッサ部40、駆動装置50、およびカバー部60を備えている。
コンプレッサハウジング20は、鉄、アルミニウム等の金属材料から略筒状に成形されたものである。コンプレッサハウジング20は、冷媒吸入孔21、冷媒吐出孔22、および取付脚部23a、23b、23c、23dを備えている。冷媒吸入孔21は、蒸発器側からの冷媒を吸入する孔部である。冷媒吐出孔22は、凝縮器に向けて冷媒を吐出する孔部である。
取付脚部23a、23bは、コンプレッサハウジング20のうち上側に配置されている。取付脚部23c、23dは、コンプレッサハウジング20のうち下側に配置されている。
取付脚部23a、23b、23c、23dは、それぞれ略角筒状に形成されて、図1の紙面垂直方向に伸びるように配置されている。取付脚部23a、23b、23c、23dには、ボルト孔24a、24b、24c、24dがそれぞれ設けられている。ボルト孔24a、24b、24c、24dは、ボルト25をそれぞれ貫通するために設けられている。当該それぞれのボルト25は、ボルト孔24a、24b、24c、24dにそれぞれ貫通した状態で、コンプレッサハウジング20をエンジンルーム内の走行用エンジンにおいて例えば前壁に締結する。
コンプレッサハウジング20の上側には、駆動装置50を固定するための取り付け面20aが設けられている。取り付け面20aは、取付脚部23a、23bの間に配置されている。
電動モータ30は、車載電動機としての三相交流同期電動機を構成するもので、コンプレッサハウジング20に収納されている。電動モータ30は、ステータ31、およびロータ32から構成されている。
ステータ31は、コンプレッサハウジング20の内壁面に固定されたステータコアと、このステータコアに巻かれているステータコイルとから構成されている。
ロータ32は、永久磁石が埋め込まれて、略円筒状に形成されている。ロータ32の中空部には、回転軸32aが嵌め込まれている。回転軸32aはその軸線方向がコンプレッサハウジング20の軸線方向(図中左右方向)に一致するように配置されている。回転軸32aは、軸受け33a、33bによって回転自在に支持されている。軸受け33a、33bはコンプレッサハウジング20に支持されている。ロータ32は、ステータコイルから出力される回転磁界によって回転力を発生する。
コンプレッサ部40は、コンプレッサハウジング20内において、電動モータ30の回転軸32aの軸線方向の一端側に配置されている。コンプレッサ部40は、電動モータ30の回転軸32aにより駆動されて、冷媒を吸入、圧縮、吐出する。本実施形態のコンプレッサ部40は、固定スクロールに対して旋回して冷媒を吸入、圧縮、吐出する周知のスクロールコンプレッサである。
駆動装置50は、取り付け面20aに配置されている。駆動装置50は、後述する電源ユニットから電力供給されてステータコイルに三相交流電流を出力する電子回路を構成している。
カバー部60は、駆動装置50を上側から覆うように配置されている。カバー部60は、ボルト等の締結部材によりコンプレッサハウジング20に固定されている。このことにより、駆動装置50は、カバー部60と取り付け面20aとの間に狭持されることになる。
次に、本実施形態の電動コンプレッサ10の電気的構成、および電源ユニットの回路構成について説明する。
図2に電動コンプレッサ10の電気的構成、および電源ユニット80の回路構成を示す。
電動コンプレッサ10の電動モータ30のステータコイル31aは、U相コイル310、V相コイル311、およびW相コイル312がスター結線されて中性点31xを有するものである。
電源ユニット80は、電動コンプレッサ10に電力供給するものである。具体的には、電源ユニット80は、直流電源81、システムメインリレー82、平滑化コンデンサ83、および放電回路84を備えている。
直流電源81のプラス電極は、後述するインバータ回路70の正極母線75に接続されている。直流電源81のマイナス電極は、ステータコイル31aの中性点31xに接続されている。
平滑化コンデンサ83のプラス電極は、インバータ回路70の正極母線75に接続されている。平滑化コンデンサ83のマイナス電極は、ステータコイル31aの中性点31xに接続されている。平滑化コンデンサ83は、直流電源81からインバータ回路70に出力される電圧を平滑化する。
システムメインリレー82は、第1のスイッチを構成するもので、スイッチ82a、82bを備える。スイッチ82aは、直流電源81のプラス電極と平滑化コンデンサ83のプラス電極との間に配置されている。スイッチ82aは、直流電源81のプラス電極と平滑化コンデンサ83のプラス電極との間を接続、或いは開放する。すなわち、スイッチ82aは、直流電源81のプラス電極と、インバータ回路70の正極母線75との間を接続、或いは開放する。
一方、スイッチ82bは、直流電源81のマイナス電極と平滑化コンデンサ83のマイナス電極との間に配置されている。スイッチ82bは、直流電源81のマイナス電極と平滑化コンデンサ83のマイナス電極との間を接続、或いは開放する。すなわち、スイッチ82bは、直流電源81のマイナス電極とステータコイル31aの中性点31xとの間を接続、或いは開放する
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。
放電回路84は、リレースイッチ84aと抵抗素子84bとから構成されている。リレースイッチ84aと抵抗素子84bとは、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直列接続されている。リレースイッチ84aは、
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。
駆動装置50は、インバータ回路70、コンデンサ71、インバータ制御回路72、電源73、抵抗素子76、および電圧センサ77を備える。
インバータ回路70は、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三相交流電流をステータコイル31aに出力する。具体的には、インバータ回路70は、トランジスタ70a、70b、70c、70d、70e、70fおよびダイオードD1、D2、D3、D4、D5、D6から構成されている。
トランジスタ70a、70bは負極母線74と正極母線75との間に直列接続されている。トランジスタ70c、70dは負極母線74と正極母線75との間で直列接続されている。トランジスタ70e、70fは負極母線74と正極母線75との間で直列接続されている。
トランジスタ70a、70bは、W相に対応するように設けられている。トランジスタ70a、70bの共通接続点T1は、W相コイル312に接続されている。トランジスタ70c、70dは、V相に対応するように設けられている。トランジスタ70c、70dの共通接続点T2は、V相コイル311に接続されている。トランジスタ70e、70fは、U相に対応するように設けられている。トランジスタ70e、70fの共通接続点T3は、U相コイル310に接続されている。
なお、図2中、トランジスタ70a、70b…70fの記号は、便宜上、NPN型のトランジスタの記号を用いているものの、トランジスタ70a、70b…70fとしては、例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタや電界効果型トランジスタ等の各種の半導体トランジスタを用いてもよい。
ダイオードD1、D2、D3、D4、D5、D6は、トランジスタ70a、70b、70c、70d、70e、70fのうち対応するトランジスタに逆並列になるように配置されている。
コンデンサ71は、電源ユニット80の直流電源81とともに出力電圧をインバータ回路70に与える電源用コンデンサである。コンデンサ71のプラス電極は、インバータ回路70の正極母線75に接続されている。コンデンサ71のマイナス電極は、負極母線74に接続されている。
抵抗素子76は、コンデンサ71のマイナス電極と負極母線74との間に接続されている。電圧センサ77は、抵抗素子76の一方の端子と他方の端子との間の電圧を検出する。
インバータ制御回路72は、マイクロコンピュータ、およびメモリから構成されたもので、トランジスタ70a…70fを介して電動モータ30の回転数を制御するモータ回転数制御処理と、電子制御装置90からの指令に応じてコンデンサ71から電荷を放出させる放電制御処理とを実行する。
電源73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。
具体的には、電源73は、正極母線75とステータコイル31aの中性点31xとの間の電圧を一定の電圧に変換するDC−DCコンバータと、DC−DCコンバータからインバータ制御回路72に出力される電圧を平滑化するコンデンサからなる。コンデンサは、インバータ制御回路72に供給するための電力を一時的に蓄える役割を果たす。
電子制御装置90は、直流電源100から電力供給され、電動モータ30の回転数の指令値をインバータ制御回路72に出力する処理を実行する。回転数の指令値は、電動モータ30の指令回転数Naを示す情報である。直流電源100の出力電圧は、直流電源81の出力電圧に比べて低い電圧である。
さらに、電子制御装置90は、事故検知センサ91の検出信号に基づいてシステムメインリレー82および放電回路84のリレースイッチ84aを制御する処理を実行する。事故検知センサ91は、当該ハイブリット自動車における他の自動車に対する衝突時の衝撃を加速度として検出する加速度センサである。
次に、本実施形態の作動について説明する。
まず、イグニッションスイッチIGが運転者によってオンされると、電子制御装置90は、放電回路84のリレースイッチ84aをオフした状態で、システムメインリレー82のスイッチ82a、82bをオンする。
このことにより、直流電源81のプラス電極と平滑化コンデンサ83のプラス電極との間が接続され、かつ直流電源81のマイナス電極と平滑化コンデンサ83のマイナス電極との間が接続される。このため、直流電源81の出力電圧が平滑化コンデンサ83により平滑化されて中性点31xと正極母線75との間に与えられる。
このとき、電子制御装置90は、電動モータ30の回転数の指令値をインバータ制御回路72に出力すると、インバータ制御回路72は、後述するように、電動モータ30の回転数の指令値に応じて、モータ回転数制御処理を実行する。
また、電子制御装置90は、イグニッションスイッチIGがオンされた状態で、事故検知センサ91によって一定値以上の圧力が検出されると、他の自動車に対する当該ハイブリット自動車の衝突事故が生じたと判定する。
これに伴い、電子制御装置90は、システムメインリレー82のスイッチ82a、82bをオフし、かつ放電回路84のリレースイッチ84aをオンする。このため、直流電源81のプラス電極と平滑化コンデンサ83のプラス電極との間が開放され、かつ直流電源81のマイナス電極と平滑化コンデンサ83のマイナス電極との間が開放される。このため、直流電源81の出力電圧がインバータ制御回路72に与えられなくなる。
このとき、放電回路84のリレースイッチ84aのオンに伴って、コンデンサ83のプラス電極からリレースイッチ84aと抵抗素子84bとを通してマイナス電極に電流が流れる。このため、コンデンサ83から電荷が放出されることになる。
これに加えて、電子制御装置90は、システムメインリレー82をオフした旨を示すメインリレーオフ信号をインバータ制御回路72に出力する。メインリレーオフ信号は、後述するように、インバータ制御回路72により実行される放電制御処理に用いられる。
また、電子制御装置90は、イグニッションスイッチIGがオフされると、上述の如く衝突事故が生じたと判定した場合と同様に、システムメインリレー82のスイッチ82a、82bをオフし、かつ放電回路84のリレースイッチ84aをオンするとともに、メインリレーオフ信号をインバータ制御回路72に出力する。
次に、モータ回転数制御処理および放電制御処理について別々に説明する。
(モータ回転数制御処理)
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。
まず、ステップS100aにおいて、電子制御装置90から指令される指令回転数Naに電動モータ30の回転数を近づけるために、トランジスタ70a、70b、70c、70d、70e、70fをスイッチング動作させる。
これに伴い、コンデンサ71の出力電圧および直流電源81の出力電圧に基づいて共通接続点T1、T2、T3からステータコイル31aに三相交流電流が出力される。
次のステップS110aにおいて、W相電流iw、V相電流iv、U相電流iuのうちいずれか1つの相電流を求める。
W相電流iwは、図2に示すように、共通接続点T1とW相コイル312との間に流れる相電流である。V相電流ivは、共通接続点T2とV相コイル311との間に流れる相電流である。U相電流iuは、共通接続点T3とU相コイル310との間に流れる相電流である。なお、相電流iw、iv、iuを求める処理の詳細は、後述する。
次のステップS120aにおいて、上述のステップS110aで求められた相電流iw、iv、iuに基づいて三相交流電流を求める。なお、三相交流電流を求める処理の詳細については後述する。
次のステップS130aにおいて、上記ステップS120aで求められた三相交流電流の角速度に基づいて電動モータ30の回転数の推定値Nsを求める。その後、ステップS100aに戻り、上記回転数の推定値Nsと指令回転数Naとの差を小さくするように、トランジスタ70a、70b、70c、70d、70e、70fをスイッチング動作する。次に、ステップS110aの相電流検出処理、ステップS120aの三相交流電流算出処理、およびステップS130aの回転数推定処理を行うことになる。
その後、電子制御装置90から回転数の指令値を受信する限り、ステップS100a、S110a、S120a、S130aの各処理を繰り返すことになる。
このため、トランジスタ70a、70b、70c、70d、70e、70fがスイッチング動作する。
これに伴い、コンデンサ71の出力電圧および直流電源81の出力電圧に基づいて共通接続点T1、T2、T3からステータコイル31aに三相交流電流が出力される。すなわち、コンデンサ71から電荷が放出され、この電荷の放出に伴って、共通接続点T1、T2、T3からステータコイル31aに三相交流電流が出力されることになる。
したがって、ステータコイル31aから回転磁界が発生する。これに伴い、ロータ32が回転磁界に同期して回転する。このことにより、電動モータ30の回転軸32aの回転数が制御されることになる。
また、トランジスタ70a、70b、70c、70d、70e、70fのスイッチング動作を行う際に、コンデンサ71に電荷が蓄積される。
具体的には、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eのうち例えばトランジスタ70aがオンすると、コンデンサ71の出力電圧および直流電源81の出力電圧に基づいて、正極母線75側からトランジスタ70aを通してステータコイル31aのW相コイル312に電流が流れる。これにより、ステータコイル31aに誘起電圧が発生する。
その後、トランジスタ70aがオフすると、誘起電圧に基づいた電流がコンデンサ71のマイナス電極からダイオードD2を通してステータコイル31aのW相コイル312に流れる。これにより、コンデンサ71に電荷が蓄積されることになる。このため、トランジスタ70a、70b、…70fのスイッチング動作により、コンデンサ71は電荷の放出と蓄積とを繰り返すことになる。
また、電動モータ30の回転軸32a(図1参照)の回転により、コンプレッサ部40が駆動される。このため、蒸発器側からの冷媒が冷媒吸入孔21に流入し、この流入された冷媒は、図1中の矢印Rの如く、ロータ32とステータ31との間の隙間を流れ、この流れた冷媒はコンプレッサ部40によって圧縮される。この圧縮された冷媒は冷媒吐出孔22から吐出される。
次に、上記ステップS110aで相電流を求める相電流算出処理、および上記ステップS120aにおいて三相交流電流を求める処理について説明する。
まず、ステップS110aの処理の詳細を図4〜図7を用いて説明する。
図4は、ステップS110aにおける相電流算出処理の詳細を示すフローチャートである。図5〜図11は、6個のトランジスタ70a、70b、…70fのうちいずれか3つのトランジスタがオンしているインバータ回路およびステータコイルを示す概略図である。
図5はトランジスタ70b、70d、70fがオンしている場合を示し、図6はトランジスタ70e、70d、70bがオンしている場合を示し、図7はトランジスタ70c、70f、70bがオンしている場合を示し、図8はトランジスタ70a、70d、70fがオンしている場合を示している。
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。
まず、図4の相電流算出処理について説明する。相電流算出処理は繰り返し実行されるものである。
まず、ステップS111において、インバータ回路70において正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eが全てオフ(図中上側Tr0オンと記す)しているか否かを判定する。
ここで、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eが全てオフしているときには、ステップS111において、YESと判定する。
次に、ステップS112において、インバータ回路70において負極母線74側のトランジスタ70b、70d、70fの全てがオン(図中下側3Trオンと記す)しているか否かを判定する。
ここで、負極母線74側のトランジスタ70b、70d、70fの全てがオンしているときには、ステップS112において、YESと判定する。
ここで、図5に示すように、正極母線75側の70a、70c、70eがオフし、負極母線74側の70b、70d、70fがオンしている場合には、抵抗素子76には、電流iaxとしての電流(−in)が流れる。電流inは、直流電源81のマイナス電極とコンデンサ83のマイナス電極との共通接続端子83aと中性点31xとの間に流れる中性点電流である。
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。
次に、ステップS111に戻り、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eが全てオフしているか否かを判定する。
ここで、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eのうち少なくとも1つ以上のトランジスタがオンしているときには、ステップS111でNOと判定する。
次に、ステップS114において、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eのうちいずれか1つだけがオン(図中上側Tr1オンと記す)しているか否かを判定する。
ここで、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eのうちいずれか1つだけがオン(図中上側Tr1オンと記す)しているときには、ステップS114において、YESと判定する。
次に、ステップS115において、インバータ回路70において負極母線74側のトランジスタ70b、70d、70fのうちいずれか2つのトランジスタだけがオン(図中下側2Trオンと記す)しているか否かを判定する。
ここで、負極母線74側のトランジスタ70b、70d、70fのうちいずれか2つのトランジスタだけがオンしているときには、ステップS115でYESと判定する。
次に、ステップS116において、中性点電流inを算出済みであるか否かを判定する。すなわち、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を算出しているか否かを判定することになる。
ここで、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を算出している場合には、中性点電流inを算出済みであるとして、ステップS116でYESと判定する。
次に、ステップS116aに進んで、中性点電流inと抵抗素子76に流れる電流iaxとを用いて相電流を算出する。電流iaxは、電圧センサ77の検出電圧Vを抵抗素子76の抵抗値Rで割り算して求められた電流である。
具体的には、図6に示すように、正極母線75側のトランジスタ70eがオンし、負極母線74側のトランジスタ70d、70bがオンしている場合には、抵抗素子76には、電流iaxとして電流(iu−in)が流れる。そこで、ステップS116aでは、電流iaxとしての電流(iu−in)を算出し、この算出された電流(iu−in)に中性点電流inを足してU相電流iuを求める。
図7に示すように、正極母線75側のトランジスタ70cがオンし、負極母線74側のトランジスタ70f、70bがオンしている場合には、抵抗素子76には、電流iaxとしての電流(iv−in)が流れる。そこで、ステップS116aでは、電流iaxとしての電流(iv−in)を算出し、この算出された電流(iv−in)に中性点電流inを足してV相電流ivを求める。
図8に示すように、正極母線75側のトランジスタ70aがオンし、負極母線74側のトランジスタ70d、70fがオンしている場合には、抵抗素子76には、電流iaxとして電流(iw−in)が流れる。そこで、ステップS116aでは、電流iaxとしての電流(iw−in)を算出し、この算出された電流(iw−in)に中性点電流inを足してW相電流iwを求める。
このように、ステップS116aにおいて、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。
その後、ステップS111に戻り、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eが全てオフしているか否かを判定する。
ここで、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eのうちいずれか2つのトランジスタだけがオンしているときには、ステップS111でNOと判定する。
次に、ステップS114において、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eのうちいずれか1つのトランジスタだけがオン(図中上側Tr1オンと記す)しているか否かを判定する。
ここで、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eのうちいずれか2つのトランジスタだけがオンしているときには、ステップS114において、NOと判定する。
次に、ステップS117において、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eのうちいずれか2つのトランジスタだけがオン(図中上側Tr2オンと記す)しているか否かを判定する。
ここで、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eのうちいずれか2つのトランジスタだけがオンしているときには、ステップS117において、YESと判定する。
次に、ステップS118において、負極母線74側のトランジスタ70b、70d、70fのうちいずれか1つのトランジスタだけがオン(図中下側1Trオンと記す)しているか否かを判定する。
ここで、負極母線74側のトランジスタ70b、70d、70fのうちいずれか1つのトランジスタだけがオンしているときには、ステップS118でYESと判定する。
次に、ステップS119に進んで、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を求め、この電流iaxを用いて相電流を算出する。
具体的には、図9に示すように、正極母線75側のトランジスタ70a、70cがオンし、負極母線74側のトランジスタ70fがオンしている場合には、抵抗素子76には、電流iaxとしての電流(−iu)が流れる。そこで、ステップS119では、電流iaxとしての電流(−iu)を算出し、この算出された電流(−iu)に(−1)を掛けてU相電流iuを求める。
図10に示すように、正極母線75側のトランジスタ70a、70eがオンし、負極母線74側のトランジスタ70dがオンしている場合には、抵抗素子76には、電流iaxとしての電流(−iv)が流れる。そこで、ステップS119では、電流iaxとしての電流(−iv)を算出し、この算出された電流(−iv)に(−1)を掛けてV相電流ivを求める。
図11に示すように、正極母線75側のトランジスタ70c、70eがオンし、負極母線74側のトランジスタ70bがオンしている場合には、抵抗素子76には、電流iaxとしての電流(−iw)が流れる。そこで、ステップS119では、電流iaxとしての電流(−iw)を算出し、この算出された電流(−iw)に(−1)を掛けてW相電流iw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。
以上のような相電流算出処理は、繰り返し実行される。この実行に伴って、ステップS116a、或いはステップS119において、U相電流iu、V相電流iv、W相電流iwのうちいずれか1つの相電流を求めることになる。
その後、ステップS116a、S119において、相電流iu、iv、iwといった三相分の相電流が求められると、図3のステップS120aでは、ステップS116a、S119で算出された三相分の相電流iu、iv、iwを揃えて三相交流電流とする。
その後、ステップS116a、S119が実行されて相電流が算出される毎にこの算出された相電流に基づいて三相交流電流が更新されることになる。
すなわち、モータ回転数制御処理が繰り返し実行され、この実行によりステップS110aで相電流が算出される毎にステップS120aで三相交流電流が更新される。下記の括弧内の数字は、モータ回転数制御処理(すなわち、相電流算出処理)の実行回数である。
例えば、1回目のモータ回転数制御処理の実行によりU相電流iu(1)が求められ、2回目のモータ回転数制御処理の実行によりV相電流iv(2)が求められ、3回目のモータ回転数制御処理の実行によりW相電流iw(3)が求められた場合には、3回目のモータ回転数制御処理のステップS120aで相電流iu(1)、iv(2)、iw(3)を揃えて三相交流電流とする。
その後、4回目のモータ回転数制御処理でU相電流iu(4)が求められた場合には、U相電流iu(1)に代わるU相電流iu(4)と、V相電流iv(2)およびW相電流iw(3)を揃えて三相交流電流とする。このことより、三相交流電流が更新されることになる。
(放電制御処理)
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。
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。
まず、ステップS200において、システムメインリレー82(図12中SMRと記す)がオフされたか否かを判定する。具体的には、電子制御装置90からのメインリレーオフ信号を受信したか否かを判定する。
電子制御装置90からのメインリレーオフ信号を受信したときには、システムメインリレー82がオフされたとして、ステップS200において、YESと判定する。なお、ステップS200が特許請求の範囲に記載の判定手段に相当する。
次のステップS210において、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。
すると、図13中の太い鎖線の矢印Aに示すように、コンデンサ71のプラス電極からリレースイッチ84aおよび抵抗素子84bを通してステータコイル31aの中性点31xに電流が流れる。この流れた電流は、中性点31xからW相コイル312、V相コイル311、およびU相コイル310のそれぞれに分流される。
中性点31xからW相コイル312に流れるW相電流iwは、トランジスタ70bを通して負極母線74に流れる。中性点31xからV相コイル311に流れるV相電流ivは、トランジスタ70cを通して負極母線74に流れる。中性点31xからU相コイル310に流れるU相電流iuは、トランジスタ70fを通して負極母線74に流れる。
このように負極母線74に流れるU相電流iu、V相電流iv、およびW相電流iwは、抵抗素子76を通して、コンデンサ71のマイナス電極に流れる。このことにより、コンデンサ71から電荷を放出することができる。
また、電子制御装置90からのメインリレーオフ信号を受信していないときには、システムメインリレー82がオンされているとして、ステップS200において、NOと判定する。なお、ステップS210が特許請求の範囲に記載の制御手段に相当する。
以上説明した本実施形態によれば、コンデンサ71が正極母線75と負極母線74との間に接続されて、正極母線75と中性点31xとの間に直流電源81が接続されている駆動装置50において、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してステータコイル31aから回転磁界を発生させるものである。
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したか否かを判定することにより、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。
ここで、電子制御装置90は、他の自動車に対する当該ハイブリット自動車の衝突事故が生じたと判定すると、メインリレーオフ信号をインバータ制御回路72に出力する。
そして、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のプラス電極側からマイナス電極側に電流が流れ、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。
したがって、衝突事故などにより、コンプレッサハウジング20、駆動装置50、およびカバー部60などが破損して、コンデンサ71のプラス電極がコンプレッサハウジング20などに接触することが生じたとしても、乗員の安全面に不具合が生じることを防ぐことができる。
本実施形態では、コンデンサ71から電荷を放出するために、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のプラス電極側からマイナス電極側に電流を流すようにしている。
ここで、ステータコイル31aの抵抗値により負極母線側のトランジスタに流れる電流の値が制限される。したがって、負極母線側のトランジスタに流れる電流値が大きすぎて故障することを未然に防ぐことができる。
これに加えて、コンデンサ71のプラス電極からマイナス電極に流れる電流の経路中に放電回路84の抵抗素子84bが配置されている。このため、負極母線側のトランジスタに流れる電流値をより一層下げることができる。したがって、トランジスタの故障をより確実に防ぐことができる。
上述の第1実施形態では、ステータコイル31aを介してコンデンサ71のプラス電極側からマイナス電極側に電流を流すために、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eをオフした状態で、負極母線74側のトランジスタ70b、70d、70fをオンした例を示したが、これに代えて、次のようにしてもよい。
正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eをオフした状態で、負極母線74側のトランジスタ70b、70d、70fのうちいずれか1つのトランジスタをオフし、残りの2つのトランジスタをオンしてもよい。或いは、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eをオフした状態で、負極母線74側のトランジスタ70b、70d、70fのうちいずれか2つのトランジスタをオフし、残りの1つのトランジスタをオンしてもよい。
上述の第1実施形態では、相電流を検出するための抵抗素子76をコンデンサ71のマイナス電極と負極母線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のプラス電極と正極母線75との間に抵抗素子76を接続してもよい。
この場合、相電流算出処理では、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eのうち1つのトランジスタがオンし、かつ負極母線74側のトランジスタ70b、70d、70fのうち2つのトランジスタがオンしたときに、抵抗素子76に流れる電流Iaxを相電流として検出する。
上述の第1実施形態では、電子制御装置90は、システムメインリレー82をオフした旨を示す信号をメインリレーオフ信号としてインバータ制御回路72に出力した例を示したが、これに代えて、次のようなメインリレーオフ信号をインバータ制御回路72に出力してもよい。
コンデンサ83のプラス電極とマイナス電極との間の電圧を検出する電圧センサを用いて、電子制御装置90は、電圧センサ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、システムメインリレー82をオフしたか否かを判定する。そして、電圧センサの検出電圧が一定値未満であると判定したとき、電圧センサの検出電圧が一定値未満である旨を示す信号をメインリレーオフ信号としてインバータ制御回路72に出力する。
(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。
本実施形態と上述の第1実施形態とでは、モータ回転数制御処理が異なるので、ので、以下、本実施形態のモータ回転数制御処理について図14を参照して説明する。
図10は本実施形態のモータ回転数制御処理を示すフローチャートである。図14は、図3のフローチャートにステップS90、S100b、S110b、S120b、S130b、S140、S150を追加したものである。
インバータ制御回路72は、図14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。
まず、ステップS90において、電子制御装置90から指令された指令回転数Naが、電動モータ30の回転数の下限値Nminより高い回転数であるか否かを判定する。下限値Nminは、零より大きな回転数であって、電動モータ30の回転数において実施可能である最小値である。
ここで、指令回転数Naが、電動モータ30の回転数の下限値Nminより高い回転数(すなわち、Na>Nmin)であるときには、ステップS90において、YESと判定する。
次に、ステップS100aにおいて、電動モータ30の回転数を指令回転数Naに近づけるために、トランジスタ70a、70b、70c、70d、70e、70fをスイッチング動作させる。
次のステップS110aにおいて、W相電流iw、V相電流iv、U相電流iuのうちいずれか1つの相電流を求める。
次のステップS120aにおいて、上述のステップS110aで求められた相電流iw、iv、iuに基づいて三相交流電流を求める。
次のステップS130aにおいて、上記ステップS120aで求められた三相交流電流の角速度に基づいて電動モータ30の回転数の推定値Nsを求める。その後、ステップS90に戻る。
このとき、回転数の下限値Nminより高い指令回転数Na(>Nmin)を電子制御装置90から受けると、ステップS90でYESと判定する。
次のステップS100aでは、上記回転数の推定値Nsと指令回転数Naとの差を小さくするように、トランジスタ70a、70b、70c、70d、70e、70fをスイッチング動作する。次に、ステップS110aの相電流検出処理、ステップS120aの三相交流電流算出処理、およびステップS130aの回転数推定処理を行うことになる。
その後、回転数の下限値Nminより高い指令回転数Na(>Nmin)を電子制御装置90から受ける限り、ステップS90のYES判定、ステップS100a、S110a、S120a、S130aの各処理、およびステップS140のNO判定を繰り返すことになる。
このような各処理によって電動モータ30の回転軸32aの回転数が制御されることになる。
次に、ステップS90において、電動モータ30の回転数の下限値Nmin以下である指令回転数Naを電子制御装置90から受けると、電子制御装置90から電動モータ30の回転を停止させる指令を受けたとして、NOと判定する。これに伴い、次のステップ100b、S110b…S140において、電動モータ30の回転数を下限値Nminまで徐々に低下させる。
具体的には、ステップS100bにおいて、電動モータ30の回転数を一定回転数ΔN分、減速させるように、トランジスタ70a、70b、70c、70d、70e、70fをスイッチング動作させる。
このとき、共通接続点T1、T2、T3からステータコイル31aに流れる三相交流電流の周波数が低下する。これに伴い、ステータコイル31aにおける回転磁界の回転速度が下がる。したがって、ロータ32の回転数が下がることになる。
その後、ステップS110bにおいて、W相電流iw、V相電流iv、U相電流iuのうちいずれか1つの相電流を求める。なお、相電流を検出する処理は、上述のステップS110aの処理と同様であるので説明を省略する。
次のステップS120bにおいて、ステップS110bで求められた相電流に基づいて、三相交流電流を算出する。なお、三相交流電流を算出する処理は、上述のステップS120aの処理と同様であるので、説明を省略する。
次のステップS130bにおいて、上記ステップS120bで求められた三相交流電流の角速度に基づいて電動モータ30の回転数の推定値Nsを求める。
次に、ステップS140において、回転数の推定値Nsが回転数の下限値Nmin未満であるか否かを判定する。回転数の推定値Nsが回転数の下限値Nmin以上(すなわち、Ns≧Nmin)であるときには、ステップS140において、NOと判定する。
これに伴い、ステップS100bに進んで、電動モータ30の回転数を一定回転数ΔN分、減速させるように、トランジスタ70a、70b、70c、70d、70e、70fをスイッチング動作させる。
その後、ステップS110bにおいて、相電流iw、iv、iuのうちいずれか1つの相電流を求める。次のステップS120bにおいて、ステップS110bで求められた相電流に基づいて三相交流電流を算出する。これに伴い、ステップS130bにおいて、上記ステップS120bで算出された三相交流電流に基づいて電動モータ30の回転数の推定値Nsを求める。
次に、ステップS140において、回転数の推定値Nsが回転数の下限値Nmin以上(すなわち、Ns≧Nmin)であるときには、NOと判定して、ステップ100bに戻る。
その後、回転数の推定値Nsが回転数の下限値Nmin以上である限り、ステップS100b、S110b、S120b、S130b、およびステップS140のNO判定の各処理を繰り返す。そして、ステップS100bを実行する毎に共通接続点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の周波数が低下する。これに伴い、電動モータ30の回転数が徐々に低下して下限値Nminに近づくことになる。
ここで、ステータコイル31aに生じる誘起電圧は、電動モータ30の回転数に比例して高くなる。すなわち、電動モータ30の回転数が高くなるほど、ステータコイル31aに生じる誘起電圧が大きくなり、電動モータ30の回転数が低くなるほど、ステータコイル31aに生じる誘起電圧が小さくなる。したがって、電動モータ30の回転数を徐々に低下させることにより、ステータコイル31aに生じる誘起電圧を徐々に小さくすることになる。
その後、ステップS130bにおいて算出される回転数の推定値Nsが回転数の下限値Nmin未満(すなわち、Ns<Nmin)になると、ステップS140においてYESと判定する。
この場合、ステップ150に進んで、トランジスタ70a、70b、70c、70d、70e、70fをオフする。これにより、共通接続点T1、T2、T3からステータコイル31aに三相交流電流が流れなくなり、ロータ32の回転が停止する。
以上説明した本実施形態では、インバータ制御回路72は、上述の如く、電子制御装置90から受信した指令回転数Naが、電動モータ30の回転数の下限値Nmin以下であるとして、ステップS90でNOと判定したときには、電動モータ30を停止させる前に、電動モータ30の回転数を下限値Nminまで徐々に低下させることになる。このため、電動モータ30の減速に伴って、ステータコイル31aに生じる誘起電圧を徐々に小さくすることになる。すなわち、電動モータ30を停止させる前に、誘起電圧を徐々に低下させる期間(以下、誘起電圧低下期間という)を設けることになる。
ここで、負極母線74側のトランジスタ70b(70d、70f)のオフに伴ってステータコイル31aからコンデンサ71に蓄えられる電荷量は、ステータコイル31aに生じる誘起電圧が小さくなるほど、小さくなる。
したがって、誘起電圧低下期間では、コンデンサ71では電荷の放出と電荷の蓄積とを繰り返し、かつステータコイル31aからコンデンサ71に蓄えられる電荷量を徐々に小さくすることができる。
これにより、インバータ制御回路72が電子制御装置90から電動モータ30を停止させるように指令されたとして図14のステップS90でNOと判定した直後に電動モータ30を停止させる場合に比べて、電動モータ30の停止後においてコンデンサ71に蓄えられる電荷量を減らすことができる。
したがって、電動モータ30の停止後に図12の放電制御処理を実行した場合には、コンデンサ71から電荷が放出されるものの、インバータ制御回路72がステップS90でNOと判定した直後に電動モータ30を停止させる場合に比べて、コンデンサ71から放出される電荷量を減らすことができる。このため、コンデンサ71から短期間で電荷を放出することができる。よって、コンデンサ71に蓄えられる電荷によって人体に悪影響を与える可能性をより一層減らすことができる。
上述の第2実施形態では、インバータ制御回路72が、図14のステップS90において、指令回転数Naが、電動モータ30の回転数の下限値Nminより低い回転数であるときに、電子制御装置90から電動モータ30を停止させるように指令を受けたと判定した例を示したが、これに代えて、次のようにしてもよい。
インバータ制御回路72は、電子制御装置90から出力される駆動許可信号に基づいて、電子制御装置90から電動モータ30を停止させるように指令を受けたか否かを判定する。
具体的には、電子制御装置90から駆動許可信号が出力されたときに、インバータ制御回路72は、電子制御装置90から電動モータ30を駆動させるように指令を受けたと判定する。この場合、インバータ制御回路72は、電子制御装置90から受ける電動モータ30の回転数の指令値に応じて、電動モータ30の回転数を制御する。
また、電子制御装置90が駆動許可信号の出力を停止したときに、インバータ制御回路72は、電子制御装置90から電動モータ30を停止させるように指令を受けたと判定する。
(第3実施形態)
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。
図15に、本実施形態の電動コンプレッサ10の電気的構成、および電源ユニット80の回路構成を示す。図15において、図2と同一符号のものは、同一のものを示し、その説明を省略する。
本実施形態の駆動装置50は、図2の駆動装置50に電圧センサ91aが追加されたものである。電圧センサ91aは、正極母線75とステーコイル31aの中性点31xとの間の電圧を検出する。電圧センサ91aの検出電圧は、後述するように、システムメインリレー82がオフされたか否かをインバータ制御回路72によって判定するために用いられる。
次に、本実施形態の作動について説明する。
本実施形態の作動と上記第1実施形態の作動とでは、図12のステップS200の処理が異なるだけである。このため、以下、本実施形態におけるステップS200の処理について説明する。
まず、電子制御装置90は、イグニッションスイッチIGがオンされると、放電回路84のリレースイッチ84aをオフし、かつシステムメインリレー82のスイッチ82a、82bをオンする。
このことにより、直流電源81のプラス電極と平滑化コンデンサ83のプラス電極との間が接続され、かつ直流電源81のマイナス電極と平滑化コンデンサ83のマイナス電極との間が接続される。このため、直流電源81の出力電圧が中性点31xと正極母線75との間に与えられる。
インバータ制御回路72は、図12のステップS200において、電圧センサ91aの検出電圧が一定電圧未満である否かを判定することにより、システムメインリレー82(図12中SMRと記す)がオンされているか否かを判定する。
ここで、直流電源81の出力電圧が、上述の如く、中性点31xと正極母線75との間に与えられると、中性点31xと正極母線75との間の電圧が一定電圧以上になる。すなわち、電圧センサ91aの検出電圧が一定電圧以上になる。このため、インバータ制御回路72は、ステップS200において、システムメインリレー82(図12中SMRと記す)がオンされているとして、NOと判定する。
また、電子制御装置90は、他の自動車に対する当該ハイブリット自動車の衝突事故が生じたと判定すると、システムメインリレー82のスイッチ82a、82bをオフし、かつ放電回路84のリレースイッチ84aをオンする。
このため、直流電源81のプラス電極と平滑化コンデンサ83のプラス電極との間が開放され、かつ直流電源81のマイナス電極と平滑化コンデンサ83のマイナス電極との間が開放される。したがって、直流電源81の出力電圧がインバータ制御回路72に与えられなくなる。
このとき、放電回路84のリレースイッチ84aのオンに伴って、コンデンサ83のプラス電極からリレースイッチ84aと抵抗素子84bとを通してマイナス電極に電流が流れる。このため、コンデンサ83のプラス電極とマイナス電極との間の電圧が徐々に低下する。これによって、正極母線75とステータコイル31aの中性点31xとの間の電圧が徐々に低下する。その後、電圧センサ91aの検出電圧が一定電圧未満になる。
このとき、インバータ制御回路72は、ステップS200において、システムメインリレー82(図12中SMRと記す)がオフされたとして、YESと判定する。
以上説明した本実施形態によれば、システムメインリレー82のスイッチ82a、82bのオン、オフに伴って、正極母線75とステーコイル31aの中性点31xとの間の電圧が変動する。このため、インバータ制御回路72は、正極母線75とステーコイル31aの中性点31xとの間の電圧を検出する電圧センサ91aの検出値に基づいて、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ことができる。
(第4実施形態)
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。
図16に本実施形態の電動コンプレッサ10の電気的構成、および電源ユニット80の回路構成を示す。図16において、図2と同一符号のものは、同一のものを示し、その説明を省略する。本実施形態の電源ユニット80には、図2の放電回路84が用いられていない。
次に、本実施形態の作動について説明する。
本実施形態の作動は、上記第1実施形態の作動に対してインバータ制御回路72おける図12のステップS210の処理が異なるだけである。このため、以下、本実施形態におけるステップS210の処理について説明する。
ステップS210において、トランジスタ70b、70c、70eをそれぞれオフした状態で、トランジスタ70a、70d、70fのそれぞれをオンさせる。
すると、図16中の太い鎖線の矢印Aに示すように、コンデンサ71のプラス電極からトランジスタ70aおよびW相コイル312を通してステータコイル31aの中性点31xに電流が流れる。この流れた電流は、中性点31xからV相電流iv、U相電流iuに分流される。
V相電流ivは、中性点31xからV相コイル311およびトランジスタ70dを通して負極母線74に流れる。U相電流iuは、中性点31xからU相コイル310およびトランジスタ70fを通して負極母線74に流れる。
このように負極母線74に流れるU相電流iu、およびV相電流ivは、抵抗素子76を通して、コンデンサ71のマイナス電極に流れる。このことにより、コンデンサ71から電荷が放出されることになる。
以上説明した本実施形態によれば、電源ユニット80に、放電回路が用いられていない場合には、インバータ制御回路72は、図12のステップS210において、トランジスタ70b、70c、70eをそれぞれオフした状態で、トランジスタ70a、70d、70fのそれぞれをオンする。このことにより、コンデンサ71のプラス電極からステータコイル31aを通してコンデンサ71のマイナス電極に電流を流す。これにより、上述の第1実施形態と同様に、コンデンサ71から電荷を放出することができる。
上述の第4実施形態では、コンデンサ71から電荷を放出するために、正極母線75側のトランジスタ70aと負極母線74側のトランジスタ70d、70fとをそれぞれオンした例を示したが、これに限らず、次のようにしてもよい。
コンデンサ71のプラス電極から、正極母線75側のトランジスタ、ステータコイル31a、および負極母線74側のトランジスタ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するならば、オンさせる正極母線75側のトランジスタとしては、トランジスタ70aに限らず、トランジスタ70c、70eでもよい。さらに、オンさせる負極母線74側のトランジスタとしては、トランジスタ70d、70fに限らず、トランジスタ70bでもよい。
(第5実施形態)
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。
図17に本実施形態の回路構成を示す。図17において、図2と同一符号のものは、同一のものを示し、その説明を省略する。
本実施形態のインバータ制御回路72は、図2中の電源73ではなく、直流電源100から電力供給される。これにより、インバータ制御回路72は、正極母線75と中性点31xとの間の電圧から独立して作動できる。
(第6実施形態)
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。
図18に本実施形態の回路構成を示す。図18において、図2と同一符号のものは、同一のものを示し、その説明を省略する。本実施形態の電気的構成は、駆動装置50のコンデンサ71の配置が異なるだけで、コンデンサ71の配置以外の他の構成は、上述の第1実施形態と同様である。
次に、本実施形態の作動について説明する。
本実施形態の駆動装置50のインバータ制御回路72は、上述の第1実施形態と同様に、モータ回転数制御処理を実行する。
さらに、インバータ制御回路72は、上述の第1実施形態と同様に、図12のフローチャートにしたがって、放電制御処理を実行する。ここで、本実施形態と上述の第1実施形態とでは、図12のステップS210においてコンデンサ71から電荷を放電する際の電流経路が異なる。
そこで、以下、本実施形態のステップS210の処理について説明する。図19に本実施形態においてコンデンサ71から電荷を放電する際の電流経路を示す。
本実施形態では、インバータ制御回路72は、ステップS210において、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。
すると、図19中の太い鎖線の矢印Aに示すように、コンデンサ71のプラス電極からステータコイル31aの中性点31xに電流が流れる。この流れた電流は、W相電流iw、V相電流iv、およびU相電流iuに分流される。
W相電流iwは、トランジスタ70bを通して負極母線74に流れる。V相電流ivは、トランジスタ70dを通して負極母線74に流れる。U相電流iuは、トランジスタ70fを通して負極母線74に流れる。このように流れるU相電流iu、V相電流iv、およびW相電流iwは、抵抗素子76を通して、コンデンサ71のマイナス電極に流れる。このことにより、コンデンサ71から電荷が放出されることになる。
以上説明した本実施形態によれば、インバータ制御回路72は、ステップS210において、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。このため、コンデンサ1のプラス電極からマイナス電極にステータコイル31aを介して電流を流すことができる。これにより、上述の第1実施形態と同様に、コンデンサ71から電荷が放出されることになる。
ここで、放電回路84に関係なく、コンデンサ1のプラス電極からマイナス電極に電流を流すことができる。このため、放電回路84を備えない電源ユニット80を用いた場合にも、本実施形態の放電制御処理を実施することができる。
上述の第6実施形態では、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6実施形態では、インバータ制御回路72は、電子制御装置90からメインリレーオフ信号を受信したか否かを判定することにより、システムメインリレー82がオンされているか否かを判定する例を示したが、これに代えて、インバータ制御回路72は、上述の第2実施形態と同様に、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がオンされているか否かを判定してもよい。
具体的には、駆動装置50に、正極母線75とステーコイル31aの中性点31xとの間の電圧を検出する電圧センサを追加する。そして、インバータ制御回路72は、電圧センサの検出電圧が一定電圧未満である否かを判定することにより、システムメインリレー82がオンされているか否かを判定する。
上述の第6実施形態では、負極母線74側の3つのトランジスタ70b、70d、70fをそれぞれオンした例を示したが、これに限らず、3つのトランジスタ70b、70d、70fのうち2つのトランジスタをそれぞれオフした状態で残りの1つのトランジスタをオンしてもよい。或いは、3つのトランジスタ70b、70d、70fのうち1つのトランジスタをオフした状態で残りの2つのトランジスタをオンしてもよい。
(第7実施形態)
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。
図20に本実施形態の電動コンプレッサ10の電気的構成、および電源ユニット80の回路構成を示す。図20において、図2と同一符号のものは、同一であるため、その説明を省略する。
本実施形態の直流電源81のプラス電極は、ステータコイル31aの中性点31xに接続されている。直流電源81のマイナス電極は、コンデンサ71のマイナス電極に接続されている。コンデンサ71のマイナス電極は、抵抗素子76を介して負極母線74に接続されている。このことにより、直流電源81のマイナス電極は、抵抗素子76を介して負極母線74に接続されていることになる。
本実施形態のコンデンサ83のプラス電極は、ステータコイル31aの中性点31xに接続されている。コンデンサ83のマイナス電極は、コンデンサ71のマイナス電極に接続されている。
次に、本実施形態の作動としてモータ回転数制御処理と放電制御処理とについて別々に説明する。
(モータ回転数制御処理)
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。
本実施形態のモータ回転数制御処理と上述の第1実施形態のモータ回転数制御処理とは、実質的に同様であるものの、図3のステップS100aの処理に伴ってコンデンサ71に電荷が蓄積される動作が相違する。そこで、以下、コンデンサ71に電荷が蓄積される動作について説明する。
まず、インバータ制御回路72は、指令回転数Naを電子制御装置90から受ける限り、上述の第1実施形態と同様に、ステップS100a、S110a、S120a、S130aの各処理を繰り返す。このため、トランジスタ70a、70b、…70fが繰り返しスイッチング動作する。これに伴い、コンデンサ71の出力電圧および直流電源81の出力電圧に基づいて共通接続点T1、T2、T3からステータコイル31aに三相交流電流が出力される。
このとき、トランジスタ70a、70b、70c、70d、70e、70fのスイッチング動作に伴って、コンデンサ71に電荷が蓄積される。
具体的には、負極母線74側のトランジスタ70b、70d、70fのうち例えばトランジスタ70bがオンすると、直流電源81の出力電圧に基づいて、ステータコイル31aの中性点31xからW相コイル312、トランジスタ70b、負極母線74、および抵抗素子76を通してコンデンサ71のマイナス電極に電流が流れる。これにより、ステータコイル31aに誘起電圧が発生する。
その後、トランジスタ70bがオフすると、誘起電圧に基づいた電流がステータコイル31aの中性点31xからW相コイル312、ダイオードD1、および正極母線75を通してコンデンサ71のプラス電極に電流が流れる。これにより、コンデンサ71に電荷が蓄積されることになる。
(放電制御処理)
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。
本実施形態の放電制御処理と上述の第1実施形態の放電制御処理とでは、図12のステップS210の処理が異なるだけである。このため、以下、本実施形態におけるステップS210の処理について説明する。
ステップS210において、トランジスタ70b、70d、70fをそれぞれオフした状態で、トランジスタ70a、70c、70eのそれぞれをオンさせる。
すると、図21中の太い鎖線の矢印Aに示すように、コンデンサ71のプラス電極から正極母線75に電流が流れる。この電流は、正極母線75からW相電流iw、V相電流iv、およびU相電流iuに分流される。相電流iw、iv、iuの符号は省略する。
V相電流ivは、トランジスタ70cおよびV相コイル311を通して中性点31xに流れる。U相電流iuは、トランジスタ70eおよびU相コイル310を通して中性点31xに流れる。W相電流iwは、トランジスタ70aおよびW相コイル310を通して中性点31xに流れる。
このように中性点31xに流れるU相電流iu、V相電流ivおよびW相電流iwは、リレースイッチ84aと抵抗素子84bとを通して、コンデンサ71のマイナス電極に流れる。このことにより、コンデンサ71から電荷が放出されることになる。
以上説明した本実施形態では、インバータ制御回路72が、ステップS210において、トランジスタ70b、70d、70fをそれぞれオフした状態で、トランジスタ70a、70c、70eのそれぞれをオンさせることにより、ステータコイル31a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を流すことができる。このことにより、上述の第1実施形態と同様に、コンデンサ71から電荷が放出することができる。
上述の第7実施形態では、インバータ制御回路72は、ステップS210において、トランジスタ70a、70d、…70eのうち正極母線75側の3つのトランジスタ70a、70d、70fのそれぞれをオンさせる例を示したが、これに代えて、正極母線75側のトランジスタ70a、70d、70fのうちいずれか2つのトランジスタをオンし、残りの1つのトランジスタをオフしてもよい。或いは、正極母線75側のトランジスタ70a、70d、70fのうちいずれか1つのトランジスタをオンし、残りの2つのトランジスタをオフしてもよい。
(第8実施形態)
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。
図22に、本実施形態の電動コンプレッサ10の電気的構成、および電源ユニット80の回路構成を示す。図22において、図20と同一符号のものは、同一のものを示し、その説明を省略する。
本実施形態の駆動装置50は、図20の駆動装置50に電圧センサ91aが追加されたものである。電圧センサ91aの一方の検出端子がステーコイル31aの中性点31xに接続され、電圧センサ91aの他方の検出端子がコンデンサ71のマイナス電極に接続されている。
ここで、コンデンサ71のマイナス電極は、抵抗素子76を通して負極母線74に接続されている。抵抗素子76はその抵抗値が非常に小さいものが用いられる。このため、電圧センサ91aは、ステーコイル31aの中性点31xと負極母線74との間の電圧を検出することになる。電圧センサ91aの検出電圧は、後述するように、システムメインリレー82がオフされたか否かをインバータ制御回路72によって判定するために用いられる。
次に、本実施形態の作動について説明する。
本実施形態の作動は、上記第7実施形態の作動に対して、図12のステップS200の判定処理が異なるだけである。このため、以下、本実施形態におけるステップS200の判定処理について説明する。
インバータ制御回路72は、図12のステップS200において、電圧センサ91aの検出電圧が一定電圧未満である否かを判定することにより、システムメインリレー82(図12中SMRと記す)がオンされているか否かを判定する。
例えば、イグニッションスイッチIGがオンされると、電子制御装置90が、放電回路84のリレースイッチ84aをオフし、かつシステムメインリレー82のスイッチ82a、82bをオンする。
このことにより、直流電源81のプラス電極と平滑化コンデンサ83のプラス電極との間が接続され、かつ直流電源81のマイナス電極と平滑化コンデンサ83のマイナス電極との間が接続される。このため、直流電源81の出力電圧が平滑化コンデンサ83により平滑化されて中性点31xと正極母線75との間に与えられる。
したがって、中性点31xとコンデンサ71のマイナス電極との間の電圧が一定電圧以上になる。すなわち、中性点31xと負極母線74との間の電圧が一定電圧以上になる。よって、電圧センサ91aの検出電圧が一定電圧以上になる。このため、インバータ制御回路72は、ステップS200において、システムメインリレー82(図12中SMRと記す)がオンされているとして、NOと判定する。
また、電子制御装置90は、事故検知センサ91の検出信号に基づいて、他の自動車に対する当該ハイブリット自動車の衝突事故が生じたと判定すると、スイッチ82a、82bをオフし、かつ放電回路84のリレースイッチ84aをオンする。
このため、直流電源81のプラス電極と平滑化コンデンサ83のプラス電極との間が開放され、かつ直流電源81のマイナス電極と平滑化コンデンサ83のマイナス電極との間が開放される。したがって、直流電源81の出力電圧がインバータ制御回路72に与えられなくなる。
このとき、放電回路84のリレースイッチ84aのオンに伴って、コンデンサ83のプラス電極からリレースイッチ84aと抵抗素子84bとを通してマイナス電極に電流が流れる。このため、コンデンサ83のプラス電極とマイナス電極との間の電圧が徐々に低下する。
これによって、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との間の電圧が徐々に低下して一定電圧未満になる。したがって、負極母線74とステータコイル31aの中性点31xとの間の電圧が一定電圧未満になる。よって、電圧センサ91aの検出電圧が一定電圧未満になる。
このとき、インバータ制御回路72は、ステップS200において、システムメインリレー82(図12中SMRと記す)がオフされたとして、YESと判定する。
以上説明した本実施形態によれば、システムメインリレー82のスイッチ82a、82bのオン、オフに伴って、ステータコイル31aの中性点31xと負極母線74との間の電圧が変化する。そこで、本実施形態では、ステータコイル31aの中性点31xと負極母線74との間の電圧を検出するための電圧センサ91aを用いる。そして、インバータ制御回路72は、電圧センサ91aの検出電圧に基づいて、システムメインリレー82(図12中SMRと記す)がオンされているか否かを判定することができる。
上記第8実施形態では、電圧センサ91aの一方の検出端子をステーコイル31aの中性点31xに接続し、電圧センサ91aの他方の検出端子をコンデンサ71のマイナス電極に接続した例を示したが、これに代えて、電圧センサ91aの一方の検出端子をステーコイル31aの中性点31xに接続し、電圧センサ91aの他方の検出端子を負極母線74に接続してもよい。この場合、電圧センサ91aは、ステーコイル31aの中性点31xと負極母線74との間の電圧を直接検出することになる。
(第9実施形態)
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。
図23に本実施形態の電動コンプレッサ10の電気的構成、および電源ユニット80の回路構成を示す。図23は、図20の回路構成から放電回路84を削除した構成になっている。図23において、図20と同一符号のものは、同一のものを示し、その説明を省略する。
次に、本実施形態の作動について説明する。
本実施形態の作動は、上記第7実施形態の作動に対してインバータ制御回路72おける図12のステップS210の処理が異なるだけである。このため、以下、本実施形態におけるステップS210の処理について説明する。
インバータ制御回路72は、ステップS210において、トランジスタ70b、70c、70eをそれぞれオフした状態で、トランジスタ70a、70d、70fのそれぞれをオンさせる。
すると、図23中の太い鎖線の矢印Aに示すように、コンデンサ71のプラス電極からトランジスタ70aおよびW相コイル312を通してステータコイル31aの中性点31xに電流が流れる。この流れた電流は、中性点31xからV相電流iv、U相電流iuに分流される。
V相電流ivは、中性点31xからV相コイル311およびトランジスタ70dを通して負極母線74に流れる。U相電流iuは、中性点31xからU相コイル310およびトランジスタ70fを通して負極母線74に流れる。
このように負極母線74に流れるU相電流iu、およびV相電流ivは、抵抗素子76を通して、コンデンサ71のマイナス電極に流れる。このことにより、コンデンサ71から電荷が放出されることになる。
以上説明した本実施形態によれば、電源ユニット80から放電回路84を備えていない場合において、トランジスタ70b、70c、70eをそれぞれオフした状態で、トランジスタ70a、70d、70fのそれぞれをオンさせる。したがって、ステータコイル31aを通して、コンデンサ71のプラス電極からコンデンサ71のマイナス電極に電流を流すことができる。このことにより、上述の第7実施形態と同様に、コンデンサ71から電荷を放出することができる。
上述の第9実施形態では、コンデンサ71から電荷を放出するために、正極母線75側のトランジスタ70aと負極母線74側のトランジスタ70d、70fとをそれぞれオンした例を示したが、これに限らず、次のようにしてもよい。
コンデンサ71のプラス電極から、正極母線75側のトランジスタ、ステータコイル31a、および負極母線74側のトランジスタ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するならば、オンさせる正極母線75側のトランジスタとしては、トランジスタ70aに限らず、トランジスタ70c、70eでもよい。さらに、オンさせる負極母線74側のトランジスタとしては、トランジスタ70d、70fに限らず、トランジスタ70bでもよい。
(第10実施形態)
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。
図24に本実施形態の電動コンプレッサ10の電気的構成、および電源ユニット80の回路構成を示す。図24において、図20と同一符号のものは、同一のものを示し、その説明を省略する。
本実施形態の駆動装置50と上述の第7実施形態の駆動装置50とでは、コンデンサ71の配置以外に、抵抗素子76および電圧センサ77の配置が異なる。
本実施形態の抵抗素子76は、直流電源81のマイナス電極と負極母線74との間に接続されている。電圧センサ77は、直流電源81のマイナス電極と負極母線74との間で抵抗素子76に対して並列に接続されている。
次に、本実施形態の作動について説明する。
本実施形態の作動は、上記第7実施形態の作動に対して、図12の放電制御処理のステップS210の処理が異なるだけである。このため、以下、本実施形態におけるステップS210の処理について説明する。
インバータ制御回路72は、ステップS210において、トランジスタ70b、70d、70fをそれぞれオフした状態で、トランジスタ70a、70c、70eのそれぞれをオンさせる。
すると、図25中の太い鎖線の矢印Aに示すように、コンデンサ71のプラス電極から正極母線75に電流が流れる。この流れた電流は、正極母線75からW相電流iw、V相電流iv、U相電流iuに分流される。相電流iw、iv、iuの符号は省略する。
W相電流iwは、トランジスタ70aからW相コイル312を通して中性点31xに流れる。V相電流ivは、トランジスタ70cからV相コイル311を通して中性点31xに流れる。U相電流iuは、トランジスタ70eからU相コイル310を通して中性点31xに流れる。このように中性点31xに流れるW相電流iw、U相電流iu、およびV相電流ivは、コンデンサ71のマイナス電極に流れる。このことにより、コンデンサ71から電荷を放出することができる。
以上説明した本実施形態によれば、インバータ制御回路72は、ステップS210において、トランジスタ70b、70d、70fをそれぞれオフした状態で、トランジスタ70a、70c、70eのそれぞれをオンさせる。このため、ステータコイル31a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を流すことができる。したがって、上述の第1実施形態と同様に、コンデンサ71から電荷を放出することができる。
本実施形態では、コンデンサ71から電荷を放出する際に、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ことができる。したがって、電源ユニット80に放電回路84を備えていない場合でも、本実施形態の放電制御処理を実施することができる。
上述の第10実施形態では、正極母線75側の3つのトランジスタ70a、70c、70eをそれぞれオンした例を示したが、これに代えて、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eのうち2つのトランジスタをオンしてもよい。或いは、正極母線75側のトランジスタ70a、70c、70eのうち1つのトランジスタをオンしてもよい。
上述の第10実施形態では、インバータ制御回路72は、電子制御装置90からメインリレーオフ信号を受信したか否かを判定することにより、システムメインリレー82がオンされているか否かを判定する例を示したが、これに代えて、インバータ制御回路72は、負極母線74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がオンされているか否かを判定してもよい。
具体的には、駆動装置50に、負極母線74とステーコイル31aの中性点31xとの間の電圧を検出する電圧センサを追加する。そして、インバータ制御回路72は、電圧センサの検出電圧が一定電圧未満である否かを判定することにより、システムメインリレー82がオンされているか否かを判定する。
上述の第1〜第10実施形態において、インバータ制御回路72としては、下記の(1)、(2)の構成を用いてもよい。
(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。
W相駆動回路50aは、トランジスタ70a、70bをそれぞれオン、オフする。V相駆動回路50bは、トランジスタ70c、70dをそれぞれオン、オフする。U相駆動回路50cは、トランジスタ70e、70fをそれぞれオン、オフする。
W相駆動回路50a、V相駆動回路50b、およびU相駆動回路50cは、それぞれ、制御対象となるトランジスタが異なるだけで、駆動回路50a、50b、50cは、実質的に同一の構成である。そこで、以下、駆動回路50a、50b、50cのうちW相駆動回路50aを代表例として説明する。図27にW相駆動回路50aの回路構成を示す。
W相駆動回路50aは、集積回路51、および直流電源70aを備える。W相駆動回路50aには、電源入力端子Vccおよびグランド端子が設けられている。直流電源70aは、電源入力端子Vccとグランド端子との間に接続されている。集積回路51は、直流電源70aの出力電圧によって作動する。
集積回路51には、ハイサイド駆動回路52aとローサイド駆動回路52bを備える。ハイサイド駆動回路52aは、トランジスタ70aのベース端子に制御信号を出力する出力端子Voを備えている。制御信号は、トランジスタ70aをオン、オフするために用いられる。同様に、ローサイド駆動回路52bは、トランジスタ70aのベース端子に制御信号を出力する出力端子Voを備えている。
ハイサイド駆動回路52aは、電源入力端子V1および電源入力端子V2を備えている。電源入力端子V2と電源入力端子Vccとの間には、抵抗素子R1とダイオードDaとが直列に接続されている。電源入力端子V1には、トランジスタ70aのエミッタ端子が接続されている。
さらに、電源入力端子V2には、コンデンサC1のプラス電極が接続されている。電源入力端子V1には、コンデンサC1のマイナス電極が接続されている。このことにより、コンデンサC1のプラス電極とマイナス電極との間の電圧Vcが電源入力端子V2、V1の間に与えられることになる。
このように構成されたW相駆動回路50aでは、トランジスタ70aのスイッチング動作に先立って、トランジスタ70bをオンさせる。このため、直流電源70aから抵抗素子R1およびダイオードDaを通してコンデンサC1に電流が流れる。
このため、コンデンサC1のプラス電極とマイナス電極との間の電圧Vcが電源入力端子V2、V1の間に与えられる。この電源入力端子V2、V1の間に与えられる電圧Vcは、トランジスタ70aのベース端子とエミッタ端子との間の電位差Vbeを所定値以上に確保する役割を果たす。
したがって、トランジスタ70a、70bのスイッチング動作によって、トランジスタ70aのエミッタ端子と負極母線74との間の電圧が上昇しても、トランジスタ70aのベース端子とエミッタ端子との間の電圧Vbeを所定値以上に確保される。このため、トランジスタ70aのエミッタ端子と負極母線74との間の電圧に関係なく、ハイサイド駆動回路52aは、トランジスタ70aをオンさせることできる。
(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。
直流電源73bのプラス電極はハイサイド駆動回路52aの電源入力端子V2に接続されている。直流電源73bのマイナス電極はハイサイド駆動回路52aの電源入力端子V1に接続されている。
直流電源73bは、その出力電圧を電源入力端子V2、V1の間に与える。このため、トランジスタ70aのベース端子とエミッタ端子との間の電位差Vbeを所定値以上に確保することができる。したがって、上記(1)の場合と同様に、トランジスタ70aのエミッタ端子と負極母線74との間の電圧に関係なく、ハイサイド駆動回路52aは、トランジスタ70aをオンさせることできる。
上述の第3〜第10実施形態において、上述の第2実施形態と同様に、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てもよい。
上述の第1〜第10実施形態では、電子制御装置90は、他の自動車に対する当該ハイブリット自動車の衝突事故が生じたと判定したときに、システムメインリレー82をオフした例を示したが、これに代えて、他の自動車に対する当該ハイブリット自動車の衝突事故が生じる可能性があると判定したときには、システムメインリレー82をオフしてもよい。
ここで、他の自動車に対する当該ハイブリット自動車の衝突事故が生じる可能性があるか否かを判定するには、当該ハイブリット自動車とこのハイブリット自動車の前方を走行する前方車両との間の距離を測る距離センサと、当該ハイブリット自動車の速度を測る車速センサとを用いる。
そして、距離センサの検出距離が一定距離未満で、かつ車速センサの検出速度が一定速度以上であるときには、他の自動車に対する当該ハイブリット自動車の衝突事故が生じる可能性があると判定する。
上述の第1〜第10実施形態では、システムメインリレー82として、2つのスイッチ82a、82bを備えるものを用いた例を示したが、これに代えて、システムメインリレー82のスイッチ82a、82bのうち一方のスイッチだけを用いて、残りのスイッチを用いないように構成してもよい。
これにより、上述の第1〜第6実施形態では、システムメインリレー82が、正極母線75と中性点31xとのうちいずれか一方と直流電源81との間を接続、或いは開放することになる。
一方、上述の第7〜第10実施形態では、システムメインリレー82が、中性点31xと負極母線74とのうちいずれか一方と直流電源81との間を接続、或いは開放することになる。
上述の第1〜第10実施形態では、インバータ制御回路72の共通接続点T1、T2、T3とステータコイル31aとの間に流れる相電流iw、iv、iuを求めるために抵抗素子76および電圧センサ77を用いた例を示したが、これに代えて、ホール素子などの各種のセンサを用いてもよい。
上述の第1〜第10実施形態では、インバータ制御回路72からステータコイル31aに流れる三相交流電流の角速度に基づいて電動モータ30の回転数の推定値を求める例を示したが、これに代えて、電動モータ30の回転数を測定する回転数センサを用いてもよい。回転数センサとして、光学式のエンコーダを用いてもよい。或いは、電動モータ30からの漏れ磁束を磁気センサで測定し、この測定した漏れ磁束で回転数を推定してもよい。
上述の第1〜第10実施形態では、電動コンプレッサ10を走行用エンジンの前壁に固定した例を示したが、これに限らず、電動コンプレッサ10を走行用エンジンの後壁に固定してもよい。或いは、電動コンプレッサ10を走行用エンジンの左壁、或いは右壁に固定してもよい。
上述の第1〜第10実施形態では、電動モータ30として、三相交流同期電動機を用いた例を示したが、これに限らず、スター結線されて中性点31xを有するステータコイル31aを有する電動機であるならば、電動モータ30として、二相交流同期電動機、或いは4相以上の交流同期電動機、誘導電動機などを用いてもよい。
上述の第1〜第10実施形態では、電動モータ30を電動コンプレッサ10に適用した例を示したが、これに代えて、電動モータ30を電動コンプレッサ10以外の他の車載機器(例えば、送風機用モータ、走行用モータ)に適用してもよい。
上述の第1〜第10実施形態では、車載電動機としての電動モータ30をハイブリット自動車に適用した例を示したが、これに代えて、車載電動機としての電動モータ30を電気自動車に適用してもよい。或いは、走行用モータを備えていなく、かつ走行用エンジンを備える自動車に車載電動機としての電動モータ30を適用してもよい。
10 電動コンプレッサ
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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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