JP2018166364A - 車載用電動圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】電力消費を抑制しつつモータ運転停止時にインバータ回路に電力を供給するラインが遮断されたときにおいてコンデンサに蓄積された電荷の放電を開始させることができる車載用電動圧縮機を提供する。
【解決手段】制御部４８は、モータ運転停止時において電流センサ４７により非通電であると、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を制御してその時に電流センサ４７により通電されるか否か判定する。制御部４８は、非通電と判定されると、コンデンサ４６に蓄積された電荷の放電を開始させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車載用電動圧縮機に係り、詳しくは、コンデンサの放電開始の検知についての技術に関するものである。
特許文献１に開示の電動コンプレッサにおいては、コンデンサ（キャパシタ）と電流検出手段と負荷抵抗を備える。コンデンサが電源供給ラインとグランドラインに接続されている。電流検出手段が、コンデンサに対して電源接続手段側の電源供給ラインに設けられ、電源からパワー素子の方向へ流れる電流の正負を検出する。負荷抵抗が、電流検出手段と電源接続手段との間で、かつ、電源供給ラインとグランドラインとを接続している。そして、電流がパワー素子から電源の方向へ流れた場合、電源接続手段から電源の接続が解除されたと検知する。電源の接続が解除されると電源からコンデンサへ電流が供給されなくなるので、コンデンサは蓄積された電荷の放電を開始し、放電された電荷は負荷抵抗へと流れる。
特許第４８９８９６４号公報
ところで、ハウジング内に圧縮部とモータが配置されるとともにインバータ装置を備えた車載用電動圧縮機において、このような構成、即ち、コネクタとコンデンサとの間において電源・グランドを跨ぐ抵抗を配置するとともに抵抗とコンデンサとの間において電流センサを配置してコネクタ抜け時には電流センサに運転時とは逆方向の電流が流れて抜けが判定できる。このとき、放電抵抗がコンデンサに並列接続されているため、通常運転中においても電力が消費され、車載用電動圧縮機の効率が低下するとともに発熱による素子破壊を招く懸念がある。
本発明の目的は、電力消費を抑制しつつモータ運転停止時にインバータ回路に電力を供給するラインが遮断されたときにおいてコンデンサに蓄積された電荷の放電を開始させることができる車載用電動圧縮機を提供することにある。
請求項１に記載の発明では、ハウジング内に、圧縮部と、前記圧縮部を駆動するモータが配置されるとともに、前記モータに電力を供給するインバータ装置を備えた車載用電動圧縮機であって、前記インバータ装置は、直流電力源に接続される正極母線と負極母線との間において複数のスイッチング素子がブリッジ接続され、前記複数のスイッチング素子がオンオフ制御されることにより前記直流電力源からの直流電力を交流電力に変換して前記モータのコイルに供給して駆動するためのインバータ回路と、前記正極母線と負極母線との間における前記インバータ回路よりも前記直流電力源側に接続されたコンデンサと、前記正極母線又は前記負極母線における前記コンデンサよりも前記直流電力源側に設けられた電流センサと、モータ運転停止時において前記電流センサにより非通電であると、前記スイッチング素子を制御してその時に前記電流センサにより通電されるか否か判定する判定手段と、前記判定手段において非通電と判定されると、前記コンデンサに蓄積された電荷の放電を開始させる放電開始手段と、を備えたことを要旨とする。
請求項１に記載の発明によれば、モータ運転停止時において電流センサにより非通電であると、判定手段により、スイッチング素子が制御されてその時に電流センサにより通電されるか否か判定される。判定手段において非通電と判定されると、放電開始手段により、コンデンサに蓄積された電荷の放電が開始される。よって、コンデンサに並列接続される放電抵抗を用いておらず電力消費を抑制しつつモータ運転停止時にインバータ回路に電力を供給するラインが遮断されたときにおいてコンデンサに蓄積された電荷の放電を開始させることができる。
請求項２に記載のように、請求項１に記載の車載用電動圧縮機において、前記放電開始手段は、前記判定手段において非通電と判定されると、前記スイッチング素子の制御を開始して前記モータのコイルの通電の開始により前記コンデンサに蓄積された電荷の放電を開始させるとよい。この場合、コンデンサの放電の開始をモータのコイルの通電開始により容易に行うことができ、専用の放電抵抗を用いることなく放電できる。
本発明によれば、電力消費を抑制しつつモータ運転停止時にインバータ回路に電力を供給するラインが遮断されたときにおいてコンデンサに蓄積された電荷の放電を開始させることができる。
実施形態における車載用電動圧縮機を模式的に示す一部破断図。 車載用電動圧縮機の回路構成図。 作用を説明するためのフローチャート。 作用を説明するための回路構成図。 作用を説明するための回路構成図。 作用を説明するための回路構成図。 比較のための回路構成図。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態の車載用電動圧縮機は例えば車両空調装置に用いられる。つまり、本実施形態において車載用電動圧縮機の圧縮対象の流体は冷媒である。
図１に示すように、車両空調装置１０は、車載用電動圧縮機２０と、車載用電動圧縮機２０に対して冷媒を供給する外部冷媒回路１００とを備えている。外部冷媒回路１００は、例えば熱交換器及び膨張弁などを有している。車両空調装置１０は、車載用電動圧縮機２０によって冷媒が圧縮され、且つ、外部冷媒回路１００によって冷媒の熱交換及び膨張が行われることによって、車両の室内の冷暖房を行う。
なお、車両空調装置１０は、当該車両空調装置１０の全体を制御する空調ＥＣＵ１０１を備えている。空調ＥＣＵ１０１は、車内温度や設定温度等を把握可能に構成されており、これらのパラメータに基づいて、車載用電動圧縮機２０に対してオン／オフ指令等といった各種指令を送信する。
車載用電動圧縮機２０は、外部冷媒回路１００から冷媒が吸入される吸入口２１ａが形成されたハウジング２１と、ハウジング２１に収容された圧縮部２２及び電動モータとしての車載用三相モータ２３とを備えている。
ハウジング２１は、全体として略円筒形状である。ハウジング２１には、冷媒が吐出される吐出口２１ｂが形成されている。
圧縮部２２は、吸入口２１ａからハウジング２１内に吸入された冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を吐出口２１ｂから吐出させるものである。なお、圧縮部２２の具体的な構成は、スクロールタイプ、ピストンタイプ、ベーンタイプ等任意である。
車載用三相モータ２３は、圧縮部２２を駆動させるものである。車載用三相モータ２３は、例えばハウジング２１に対して回転可能に支持された円柱状の回転軸２６と、当該回転軸２６に対して固定された円筒形状のロータ２４と、ハウジング２１に固定されたステータ２５とを有する。ロータ２４は、磁石２４ａが埋設された円筒形状のロータコア２４ｂを有している。磁石２４ａは永久磁石である。回転軸２６の軸線方向と、円筒形状のハウジング２１の軸線方向とは一致している。ステータ２５は、円筒形状のステータコア２５ａと、当該ステータコア２５ａに形成されたティースに捲回されたコイル２５ｂとを有している。ロータ２４及びステータ２５は、回転軸２６の径方向に対向している。
車載用電動圧縮機２０は、車載用三相モータ２３を駆動させるインバータ装置３１と、当該インバータ装置３１が収容されたケース３２とを有するインバータユニット３０を備えている。車載用三相モータ２３のコイル２５ｂとインバータ装置３１とは電気的に接続されている。ケース３２は、固定具としてのボルト３３によってハウジング２１に固定されている。すなわち、本実施形態の車載用電動圧縮機２０には、インバータ装置３１が一体化されている。
インバータ装置３１は、回路基板３４と、当該回路基板３４と電気的に接続されたパワーモジュール３５とを備えている。回路基板３４には、各種電子部品が実装されている。ケース３２の外面にはコネクタ３６が設けられており、回路基板３４とコネクタ３６とが電気的に接続されている。コネクタ３６を介してインバータ装置３１に電力供給が行われるとともに、空調ＥＣＵ１０１とインバータ装置３１とが電気的に接続されている。
このようにして、車載用電動圧縮機２０は、ハウジング２１内に、圧縮部２２と、圧縮部２２を駆動する車載用三相モータ２３が配置されるとともに、車載用三相モータ２３に電力を供給するインバータ装置３１を備えている。
図２に示すように、車載用電動圧縮機２０が搭載される車両には、バッテリ５０が設けられている。このバッテリ５０からは車載用電動圧縮機２０以外の車載電気機器６０，７０にも電力が供給されるようになっている。
図２に示すように、インバータ装置３１は、インバータ回路４３とコンデンサ（平滑コンデンサ）４６と電流センサ４７と制御部４８を備えている。車載用三相モータ２３は、スター結線されたコイル（図１のコイル２５ｂ相当品）４０，４１，４２を有する。
バッテリ５０に対しシステムメインリレー５１を介してインバータ回路４３が接続されている。システムメインリレー５１は正極端子用接点である。バッテリ５０の正極端子にはシステムメインリレー５１を介してインバータ回路４３の正極母線Ｌｐが接続されている。また、バッテリ５０の負極端子にはインバータ回路４３の負極母線Ｌｎが接続されている。システムメインリレー５１は、車両ＥＣＵを介して車両のスタートキーのオン操作により閉路され、車両のスタートキーのオフ操作により開路される。
インバータ回路４３は、正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎを有し、複数のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６がブリッジ接続されている。詳しくは、インバータ回路４３は、６つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と６つのダイオードＤ１〜Ｄ６を有し、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６としてＩＧＢＴを用いている。なお、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６はパワーＭＯＳＦＥＴでもよい。正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間において、スイッチング素子Ｑ１とＱ２、スイッチング素子Ｑ３とＱ４、スイッチング素子Ｑ５とＱ６が、それぞれ直列に接続されている。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６には各ダイオードＤ１〜Ｄ６が逆並列接続されている。スイッチング素子Ｑ１とＱ２との間、スイッチング素子Ｑ３とＱ４との間、スイッチング素子Ｑ５とＱ６との間から車載用三相モータ２３（コイル４０，４１，４２）が接続されている。
各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子（ＩＧＢＴのゲート端子）は制御部４８と接続されている。制御部４８は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６をオンオフ制御する。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がスイッチング制御されることにより、インバータ回路４３はバッテリ５０から供給される直流を適宜の周波数の三相交流に変換して車載用三相モータ２３の各相のコイル４０〜４２に供給する。即ち、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作により車載用三相モータ２３の各相のコイル４０〜４２が通電されて車載用三相モータ２３を駆動することができる。
このようにして、インバータ回路４３は、直流電力源としてのバッテリ５０に接続される正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間において複数のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がブリッジ接続されている。そして、インバータ回路４３は、複数のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がオンオフ制御されることによりバッテリ５０からの直流電力を交流電力に変換して車載用三相モータ２３のコイル４０〜４２に供給して駆動することができるようになっている。
コンデンサ４６は、インバータ回路４３の前段（バッテリ５０側）において正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間に接続されている。つまり、コンデンサ４６は、正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間におけるインバータ回路４３よりもバッテリ５０側に接続されている。また、正極母線Ｌｐにおけるコンデンサ４６よりもバッテリ５０側にコイル４５が接続されている。コンデンサ４６とコイル４５により入力フィルタ４４が構成されている。
また、電流センサ４７は、負極母線Ｌｎにおけるコンデンサ４６よりもバッテリ５０側に設けられている。電流センサ４７は、例えばシャント抵抗やホール素子を用いて構成することができる。
バッテリ５０と車載用電動圧縮機２０とはコネクタ３６を介して接続されており、コネクタ３６を介してバッテリ５０から車載用電動圧縮機２０に電力が供給される。詳しくは、入力フィルタ４４を介してインバータ回路４３に供給される。
バッテリ５０と車載電気機器６０とはコネクタ６１を介して接続されており、コネクタ６１を介してバッテリ５０から車載電気機器６０に電力が供給される。バッテリ５０と車載電気機器７０とはコネクタ７１を介して接続されており、コネクタ７１を介してバッテリ５０から車載電気機器７０に電力が供給される。
次に、作用について説明する。
制御部４８は、モータ運転停止時において図３に示す処理を実行する。
図３に示すように、制御部４８はステップＳ１００で電流センサ４７からの信号により入力電流を検知してステップＳ１０１において通電の有無を検出する。例えば、制御部４８は電流センサ４７による検出値が予め定めた範囲内に入っているか否か判定する。ステップＳ１００では、他の機器６０，７０がバッテリ５０と繋がっており、ＡＣ成分がコンデンサ４６に流れ込んで電流が検出される。例えば、他の機器が動作することでインバータ回路４３に流入してくる電流リップルが検出される。これによりコネクタ３６が繋がっている等の入力ラインが繋がっていることが分かることになる。つまり、ステップＳ１０１では、他の機器が動作していない、若しくは、コネクタ６１，７１が抜けている（電力入力線が断線している）ことを検知できる。
制御部４８はステップＳ１０１において電流センサ４７により通電であると、ステップＳ１０２に移行してコネクタ接続中のため放電しない。具体的に説明すると、図４に示すように、インバータ装置３１及び車載用三相モータ２３が駆動停止、かつ、機器６０が動作中、かつ、機器７０が駆動停止においては、機器６０とコンデンサ４６との間でコネクタ３６，６１を介して電流が流れる。
このように、電流センサ４７にて電流を検出し、電流が流れている場合は、他の機器が動作して電流（例えば電流リップル）が流入しているため入力ラインがつながっていると判断する。この場合は、コンデンサ４６に蓄積された電荷の放電を行わない。
一方、制御部４８は図３のステップＳ１０１において電流センサ４７により非通電であると、ステップＳ１０３に移行してインバータ回路４３のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲートに対しパルスを出力してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を制御する。例えば、図５に示すように、Ｕ相上アーム用スイッチング素子Ｑ１をオン、Ｖ相下アーム用スイッチング素子Ｑ４をオン、Ｗ相下アーム用スイッチング素子Ｑ６をオンする。
そして、制御部４８は図３のステップＳ１０４に移行して、その時に電流センサ４７により通電されるか否か判定する。例えば、制御部４８は電流センサ４７による検出値が予め定めた範囲内に入っているか否か判定する。ステップＳ１０４では、インバータ回路４３のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲートへのパルスの出力に対する応答を電流センサ４７で確認することになる。
制御部４８はステップＳ１０４において電流センサ４７により通電されていると、ステップＳ１０５に移行してコネクタ接続中のため放電しない。具体的に説明すると、図５に示すように、コネクタ３６を介してバッテリ５０と接続されている場合においては、Ｕ相上アーム用スイッチング素子Ｑ１をオン、Ｖ相下アーム用スイッチング素子Ｑ４をオン、Ｗ相下アーム用スイッチング素子Ｑ６をオンする。これにより、電流が、バッテリ５０→母線Ｌｐ→Ｕ相上アーム用スイッチング素子Ｑ１→コイル４０→コイル４１→Ｖ相下アーム用スイッチング素子Ｑ４→母線Ｌｎ→バッテリ５０の経路、及び、バッテリ５０→母線Ｌｐ→Ｕ相上アーム用スイッチング素子Ｑ１→コイル４０→コイル４２→Ｗ相下アーム用スイッチング素子Ｑ６→母線Ｌｎ→バッテリ５０の経路で流れる。これにより電流センサ４７により通電されていると判定される。
一方、制御部４８は図３のステップＳ１０４において電流センサ４７により非通電と判定されると、コネクタ抜け（入力線が断線した）と判定して、ステップＳ１０６に移行してコンデンサ４６に蓄積された電荷の放電を開始させる。具体的に説明すると、図６に示すように、コネクタ３６が外れており、バッテリ５０と接続されていない場合において、Ｕ相上アーム用スイッチング素子Ｑ１をオン、Ｖ相下アーム用スイッチング素子Ｑ４をオン、Ｗ相下アーム用スイッチング素子Ｑ６をオンする。これにより、電流が、コンデンサ４６→母線Ｌｐ→Ｕ相上アーム用スイッチング素子Ｑ１→コイル４０→コイル４１→Ｖ相下アーム用スイッチング素子Ｑ４→母線Ｌｎ→コンデンサ４６の経路、及び、コンデンサ４６→母線Ｌｐ→Ｕ相上アーム用スイッチング素子Ｑ１→コイル４０→コイル４２→Ｗ相下アーム用スイッチング素子Ｑ６→母線Ｌｎ→コンデンサ４６の経路で流れる。これによって電流センサ４７により非通電と判定される。
図３のステップＳ１０６において制御部４８は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御を開始してモータのコイル４０〜４２の通電の開始によりコンデンサ４６に蓄積された電荷の放電を開始させる。
このようにして、図４で示す状況下において電流センサ４７により非通電とされた場合には、他の機器６０，７０がすべて停止しているか、コネクタ３６が抜けているのかが判断できないため、スイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）のゲートにパルスを出力し、その応答を電流センサ４７で検出し、通電ならば（センサで電流が検出されれば）、外部と接続されていると判断する。このときには放電しない。一方、非通電ならば（センサで電流が検出されないと）、コネクタ３６が外れた等による断線と判断し、放電動作を開始する。
図７は比較例である。
図７に示すように、車載用電動圧縮機において入力電圧の遮断もしくはコネクタ抜け、入力線の断線が発生した場合は、入力フィルタ４４のコンデンサ４６に並列に接続された放電抵抗２００でコンデンサ４６に残った残留電荷が放電される。この場合には、放電抵抗２００をコンデンサ４６に並列接続しているため、通常運転中においても電力が消費され、車載用電動圧縮機の効率の低下を招いたり放電抵抗２００の発熱やその周辺の素子の破壊を招く懸念がある。
これに対し本実施形態では、入力フィルタ（コンデンサ４６）よりもバッテリ５０側に電流センサ４７を設けて判定手段としての制御部４８において、電流センサ４７により通電されていないと、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を制御してその時に電流センサ４７により通電されているか否か判定する。そして、通電されていないと判定されると、放電開始手段としての制御部４８において、コンデンサ４６に蓄積された電荷の放電を開始させる。
つまり、モータ運転時に入力電圧の遮断、コネクタ抜け、入力線の断線が発生した場合は、モータの運転が継続しているためモータのコイル４０〜４２にてコンデンサ４６に溜まった電荷を放電できる。しかし、モータ運転停止時は電荷を消費できないため、モータ運転停止時に入力電圧の遮断、コネクタ抜け、入力線の断線を検知し、検知後にモータのコイル４０〜４２に電流を流すことでコンデンサ４６の残留電荷を放電する。そのため、モータ運転停止時に入力電圧の遮断等を検知するため入力フィルタ４４の外側に電流センサ４７を配置し、その電流センサ４７に電流が流れているかどうかで入力電圧の遮断等を検知する。
このようにして、放電抵抗２００を設けることでの効率悪化、発熱による素子破壊を防ぎつつ、放電が必要な場合を検知して放電制御を行うことができる。
つまり、コネクタ３６とコンデンサ４６との間に電流センサ４７を配置し、電流センサ４７にて通電していることを検知しなかった場合、インバータ回路のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲートにパルスを印加して依然として電流センサ４７にて通電していることを検知しなかった場合には、コネクタ抜けと判定する。よって、放電抵抗２００は配置しない、所謂抵抗レスのため効率が良く信頼性が高いものになる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）インバータ装置３１の構成として、制御部４８を備え、制御部４８により判定手段と放電開始手段とが構成されている。判定手段としての制御部４８は、モータ運転停止時において電流センサ４７により非通電であると、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を制御してその時に電流センサ４７により通電されるか否か判定する。放電開始手段としての制御部４８は、判定手段において非通電と判定されると、コンデンサ４６に蓄積された電荷の放電を開始させる。よって、コンデンサ４６に並列接続される放電抵抗を用いておらず電力消費を抑制しつつモータ運転停止時にインバータ回路４３に電力を供給する電源ラインが断線等で遮断されたときにおいてコンデンサ４６に蓄積された電荷の放電を開始させることができる。
（２）放電開始手段としての制御部４８は、判定手段において非通電と判定されると、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御を開始してモータのコイル４０〜４２の通電の開始によりコンデンサ４６に蓄積された電荷の放電を開始させる。よって、コンデンサ４６の放電の開始をモータのコイル４０〜４２の通電開始により容易に行うことができ、専用の放電抵抗を用いることなく放電できる。
（３）バッテリ５０に車載用電動圧縮機の他に機器（６０，７０）が接続されており、この場合には、他に機器（６０，７０）から電流が流れ込んでくるので、図３のステップＳ１０１において通電有りとなり、ステップＳ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５の処理を行う必要がなく、コネクタが接続されていることが分かる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 電流センサ４７は、負極母線Ｌｎにおけるコンデンサ４６よりもバッテリ５０側に設けたがこれに限るものではない。例えば、図２において電流センサ４７に代わり、仮想線で示すように電流センサ４９を正極母線Ｌｐにおけるコンデンサ４６よりもバッテリ５０側に設けてもよい。
○ 放電開始手段としての制御部４８においてモータのコイル４０〜４２の通電の開始によりコンデンサ４６に蓄積された電荷の放電を開始させたが、これに限らない。例えば、正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間に、抵抗とスイッチの直列回路を接続し、放電開始はスイッチの閉路に行い、抵抗に電流を流してコンデンサ４６に蓄積された電荷を放電してもよい。
○ コイル４５が無い場合に適用してもよい。
２０…車載用電動圧縮機、２１…ハウジング、２２…圧縮部、２３…車載用三相モータ、３１…インバータ装置、４０…コイル、４１…コイル、４２…コイル、４６…コンデンサ、４８…制御部、５０…バッテリ。

Claims (2)

  1. ハウジング内に、圧縮部と、前記圧縮部を駆動するモータが配置されるとともに、前記モータに電力を供給するインバータ装置を備えた車載用電動圧縮機であって、
    前記インバータ装置は、
    直流電力源に接続される正極母線と負極母線との間において複数のスイッチング素子がブリッジ接続され、前記複数のスイッチング素子がオンオフ制御されることにより前記直流電力源からの直流電力を交流電力に変換して前記モータのコイルに供給して駆動するためのインバータ回路と、
    前記正極母線と負極母線との間における前記インバータ回路よりも前記直流電力源側に接続されたコンデンサと、
    前記正極母線又は前記負極母線における前記コンデンサよりも前記直流電力源側に設けられた電流センサと、
    モータ運転停止時において前記電流センサにより非通電であると、前記スイッチング素子を制御してその時に前記電流センサにより通電されるか否か判定する判定手段と、
    前記判定手段において非通電と判定されると、前記コンデンサに蓄積された電荷の放電を開始させる放電開始手段と、
    を備えたことを特徴とする車載用電動圧縮機。
  2. 前記放電開始手段は、前記判定手段において非通電と判定されると、前記スイッチング素子の制御を開始して前記モータのコイルの通電の開始により前記コンデンサに蓄積された電荷の放電を開始させることを特徴とする請求項１に記載の車載用電動圧縮機。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021129360A (ja) * 2020-02-12 2021-09-02 株式会社豊田自動織機 車載用インバータの制御装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6700610B2 (ja) * 2017-01-12 2020-05-27 株式会社豊田自動織機 車載用流体機械
JP6942963B2 (ja) * 2017-01-12 2021-09-29 株式会社豊田自動織機 車載用流体機械
KR102339266B1 (ko) 2020-03-25 2021-12-14 주식회사 효원파워텍 복합 인버터 제어 장치 및 방법, 이를 이용한 히팅 시스템
JP7380543B2 (ja) * 2020-12-24 2023-11-15 株式会社豊田自動織機 車載用インバータ装置及び車載用流体機械

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010252536A (ja) * 2009-04-16 2010-11-04 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp インバータ装置及びその故障診断方法
JP4898964B1 (ja) * 2011-03-28 2012-03-21 パナソニック株式会社 電動コンプレッサ
WO2016185579A1 (ja) * 2015-05-20 2016-11-24 日産自動車株式会社 電源制御装置及びその方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4898964A (ja) 1972-03-29 1973-12-15
US5828207A (en) * 1993-04-20 1998-10-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Hold-up circuit with safety discharge for preventing shut-down by momentary power interruption
JPH0835712A (ja) * 1994-07-26 1996-02-06 Fujitsu General Ltd 空気調和機の制御装置
JP4032723B2 (ja) * 2001-12-06 2008-01-16 松下電器産業株式会社 空調装置
JP4254693B2 (ja) * 2004-11-08 2009-04-15 トヨタ自動車株式会社 駆動装置およびこれを搭載する自動車
JP2010075003A (ja) 2008-09-22 2010-04-02 Panasonic Corp 電源回路
JP5135161B2 (ja) 2008-10-17 2013-01-30 カルソニックカンセイ株式会社 電動コンプレッサ
EP2387137B1 (en) * 2010-05-13 2013-07-17 Nxp B.V. An SMPS having a saftey arrangement, a method of operating a SMPS, and a controller therefor
JP5831514B2 (ja) * 2013-09-03 2015-12-09 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP6269331B2 (ja) * 2014-06-06 2018-01-31 株式会社豊田自動織機 車両用電動圧縮機

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010252536A (ja) * 2009-04-16 2010-11-04 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp インバータ装置及びその故障診断方法
JP4898964B1 (ja) * 2011-03-28 2012-03-21 パナソニック株式会社 電動コンプレッサ
WO2016185579A1 (ja) * 2015-05-20 2016-11-24 日産自動車株式会社 電源制御装置及びその方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021129360A (ja) * 2020-02-12 2021-09-02 株式会社豊田自動織機 車載用インバータの制御装置
JP7234965B2 (ja) 2020-02-12 2023-03-08 株式会社豊田自動織機 車載用インバータの制御装置

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