JP2022100701A - 車載用インバータ装置及び車載用流体機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】フィルタ回路のコンデンサが充電された状態でリレーがＯＮ状態となることを抑制できる車載用インバータ装置及びその車載用インバータ装置を備えた車載用流体機械を提供すること。【解決手段】車載用インバータ装置３０は、車載用蓄電装置１０４を用いて車載用電動モータを駆動する。車載用インバータ装置３０は、入力端子３１，３２と、インバータ回路５０と、フィルタコンデンサ６３を有するフィルタ回路６０と、制御回路としてのドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２と、低圧電源回路８０と、を備えている。ここで、ドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２は、入力端子３１，３２に高直流電力Ｐ１が入力されていない状況において低圧電源回路８０から低直流電力Ｐ２が供給された場合には、ｕ相下アームスイッチング素子Ｑｕ２をＯＮ状態にする。【選択図】図３

Description

本発明は、車載用インバータ装置及び車載用流体機械に関する。
例えば特許文献１に示すように、車載用電源を用いて直流電力を交流電力に変換する車載用インバータ装置が知られている。特許文献１に記載の車載用インバータ装置は、インバータ回路と、インバータ回路と車載用電源としての高電圧電源との間に設けられたフィルタ回路のコンデンサとしての平滑コンデンサと、平滑コンデンサと高電圧電源との間に設けられたリレーと、制御回路としての制御装置と、を備えている。
特開２０１６－０４６８７０号公報
ここで、本願発明者らは、車載用電源から車載用インバータ装置へ直流電力を供給するためのリレーがＯＮ状態となる前に、車載用インバータ装置内に設けられたフィルタ回路のコンデンサが充電される場合があることを見出した。そして、本願発明者らは、フィルタ回路のコンデンサが充電された状態でリレーがＯＮ状態となることによってリレーの動作に支障が生じ得ることを見出した。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的はフィルタ回路のコンデンサが充電された状態でリレーがＯＮ状態となることを抑制できる車載用インバータ装置及びその車載用インバータ装置を備えた車載用流体機械を提供することである。
上記目的を達成する車載用インバータ装置は、車載用電源を用いて車載用電動モータを駆動するものであって、リレーを介して前記車載用電源と接続される入力端子と、前記入力端子から入力される直流電力に含まれるノイズを低減し、コンデンサを有するフィルタ回路と、接続線によって互いに直列に接続された上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子を有し、前記フィルタ回路から入力される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子を制御する制御回路と、前記制御回路と前記接続線とを接続する上アームグランドラインと、前記制御回路に対して、前記リレー及び前記入力端子を介さずに直流電力を供給する低圧電源回路と、を備え、前記制御回路は、前記入力端子に直流電力が入力されていない状況において前記低圧電源回路から直流電力が供給された場合には、前記下アームスイッチング素子をＯＮ状態にする。
本願発明者らは、リレーがＯＮ状態となる前にフィルタ回路のコンデンサが充電される要因として、制御回路から漏れるリーク電流を見出した。詳細には、本願発明者らは、制御回路に対して直流電力が供給されると、制御回路内にてリーク電流が発生し、そのリーク電流によって、リレーがＯＮ状態となる前にフィルタ回路のコンデンサが充電されることを見出した。
この知見に基づいて、本構成では、リレーがＯＦＦ状態である状況、すなわち入力端子に直流電力が入力されていない状況において、制御回路に直流電力が供給された場合には、下アームスイッチング素子がＯＮ状態となる。これにより、制御回路から漏れるリーク電流が上アームグランドラインを介して下アームスイッチング素子を流れることによって、フィルタ回路のコンデンサが充電されることを抑制できる。したがって、フィルタ回路のコンデンサが充電された状態でリレーがＯＮ状態となることを抑制できる。
上記車載用インバータ装置について、前記制御回路は、前記入力端子に直流電力が入力されたことに基づいて、前記下アームスイッチング素子をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えるとよい。
かかる構成によれば、リレーがＯＮ状態となり、直流電力が入力端子に入力された場合には、下アームスイッチング素子がＯＦＦ状態になる。これにより、車載用電動モータの制御を円滑に開始することができる。また、リレーがＯＮ状態となった後は、フィルタ回路のコンデンサが充電されてもリレーの動作に支障は生じにくい。したがって、リレーへの影響を抑制しつつ、車載用電動モータの制御を円滑に開始することができる。
上記車載用インバータ装置について、前記フィルタ回路は、コイルを有し、前記フィルタ回路は、前記コイルと前記コンデンサとを含むローパスフィルタ回路を有しているとよい。
かかる構成によれば、入力端子に入力される直流電力に含まれるノーマルモードノイズを低減できる。また、本構成によれば、上述したとおり、フィルタ回路のコンデンサが充電された状態でリレーがＯＮ状態となることを抑制できるため、例えばリレーがＯＮ状態となった場合におけるリレーへの影響を小さくするためにフィルタ回路のコンデンサの容量を小さくするといったことをする必要がない。したがって、リレーへの影響を考慮することなく、フィルタ回路のコンデンサの容量を自由に設定することができ、好適にノイズ低減または出力電圧の安定化を図ることができる。
上記目的を達成する車載用流体機械は、前記車載用電動モータと、上述した車載用インバータ装置と、を備えている。
上記車載用流体機械は、前記車載用電動モータによって駆動する圧縮部を備えた車載用電動圧縮機であるとよい。
この発明によれば、フィルタ回路のコンデンサが充電された状態でリレーがＯＮ状態となることを抑制できる。
車載用電動圧縮機の概要を示すブロック図。 車載用インバータ装置の電気的構成を示すブロック図。 フィルタ回路及びインバータ回路とリーク電流の流れを説明する回路図。
以下、車載用インバータ装置、及び当該車載用インバータ装置を備えた車載用流体機械の一実施形態について説明する。なお、以下の記載は、一例を示すものであり、車載用インバータ装置及び車載用流体機械が本実施形態の内容に限定されるものではない。
本実施形態では、車載用流体機械は車載用電動圧縮機であり、当該車載用電動圧縮機は車載用空調装置に用いられる。車載用空調装置及び車載用電動圧縮機の概要について説明する。
図１に示すように、車両１００に搭載されている車載用空調装置１０１は、車載用電動圧縮機１０と、車載用電動圧縮機１０に対して流体としての冷媒を供給する外部冷媒回路１０２とを備えている。
外部冷媒回路１０２は、例えば熱交換器及び膨張弁等を有している。車載用空調装置１０１は、車載用電動圧縮機１０によって冷媒が圧縮され、且つ、外部冷媒回路１０２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、車内の冷暖房を行う。
車載用空調装置１０１は、当該車載用空調装置１０１の全体を制御する空調ＥＣＵ１０３を備えている。空調ＥＣＵ１０３は、車内温度やカーエアコンの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１０に対して指令回転速度などの各種指令を送信する。
車両１００は、車載用電源としての車載用蓄電装置１０４を備えている。車載用蓄電装置１０４は、直流電力の充放電が可能なものであれば任意であり、例えば二次電池や電気二重層キャパシタ等である。車載用蓄電装置１０４は、高直流電力Ｐ１を出力するものである。高直流電力Ｐ１は、車載用蓄電装置１０４の放電電力である。
車載用電動圧縮機１０は、車載用電動モータ１１と、車載用電動モータ１１によって駆動する圧縮部１２と、車載用蓄電装置１０４を用いて車載用電動モータ１１を駆動させるのに用いられる車載用インバータ装置３０と、を備えている。
車載用電動モータ１１は、回転軸２１と、回転軸２１に固定されたロータ２２と、ロータ２２に対して対向配置されているステータ２３と、ステータ２３に捲回された３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗと、を有している。ロータ２２は永久磁石２２ａを含んでいる。詳細には、永久磁石２２ａはロータ２２内に埋め込まれている。図２に示すように、３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗは例えばＹ結線されている。ロータ２２及び回転軸２１は、３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗが所定のパターンで通電されることにより回転する。すなわち、本実施形態の車載用電動モータ１１は、３相モータである。
なお、３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗの結線態様は、Ｙ結線に限られず任意であり、例えばデルタ結線でもよい。また、車載用電動モータ１１の回転速度及び加速度とは、ロータ２２の回転速度及び加速度を意味する。
圧縮部１２は、車載用電動モータ１１が駆動することによって流体（本実施形態では冷媒）を圧縮するものである。詳細には、圧縮部１２は、回転軸２１が回転することによって、外部冷媒回路１０２から供給された吸入冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を吐出する。圧縮部１２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。
図２に示すように、車載用インバータ装置３０は、入力端子３１，３２と、出力端子３３，３４，３５と、を備えている。
入力端子３１，３２は、車載用インバータ装置３０と車載用蓄電装置１０４とを接続するのに用いられるものである。本実施形態では、入力端子３１，３２は、リレー１１１，１１２，１１４，１１５を介して車載用蓄電装置１０４と接続される。詳細には、車両１００は、入力端子３１，３２と車載用蓄電装置１０４とを接続する車両電源ラインＬＮ１１，ＬＮ１２を有している。リレー１１１，１１４は、第１車両電源ラインＬＮ１１上に設けられている。リレー１１２，１１５は、第２車両電源ラインＬＮ１２上に設けられている。なお、本実施形態では、リレー１１１，１１２，１１４，１１５は、車載用インバータ装置３０外に設けられている。
かかる構成によれば、リレー１１１，１１２，１１４，１１５がＯＮ状態である場合に、車載用蓄電装置１０４から出力される高直流電力Ｐ１が入力端子３１，３２に入力される。一方、リレー１１１，１１２，１１４，１１５がＯＦＦ状態である場合、高直流電力Ｐ１は、入力端子３１，３２に入力されない。本実施形態では、リレー１１１，１１２，１１４，１１５は初期状態ではＯＦＦ状態である。
本実施形態では、車両１００は、車載用蓄電装置１０４に接続された平滑コンデンサ１１３を備えている。平滑コンデンサ１１３は、両車両電源ラインＬＮ１１，ＬＮ１２に接続されている。平滑コンデンサ１１３は、リレー１１１，１１２とリレー１１４，１１５との間に設けられている。この場合、リレー１１１，１１２は、車載用蓄電装置１０４と平滑コンデンサ１１３との間に設けられており、リレー１１４，１１５は、平滑コンデンサ１１３と入力端子３１，３２との間に設けられているともいえる。なお、説明の便宜上、以下の説明では、リレー１１１，１１２をメインリレー１１１，１１２ともいい、リレー１１４，１１５をサブリレー１１４，１１５ともいう。
出力端子３３，３４，３５は、車載用インバータ装置３０と車載用電動モータ１１とを接続するのに用いられるものである。本実施形態では、出力端子３３，３４，３５は、車載用電動モータ１１の３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに接続される。
車載用インバータ装置３０は、入力端子３１，３２から入力される高直流電力Ｐ１を交流電力に変換し、その変換された交流電力を出力端子３３，３４，３５から出力することにより、車載用蓄電装置１０４を用いて車載用電動モータ１１を駆動させる。
図１及び図２に示すように、車載用インバータ装置３０は、正極母線４１及び負極母線４２と、インバータ回路５０と、フィルタ回路６０と、インバータ回路５０を制御する制御回路としてのドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２と、を備えている。
図２に示すように、正極母線４１は、第１入力端子３１に接続されている。正極母線４１は、第１入力端子３１、第１サブリレー１１４及び第１メインリレー１１１を介して車載用蓄電装置１０４の正極端子（＋端子）に接続される。負極母線４２は、第２入力端子３２に接続されている。負極母線４２は、第２入力端子３２、第２サブリレー１１５及び第２メインリレー１１２を介して車載用蓄電装置１０４の負極端子（－端子）に接続される。
インバータ回路５０は、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２を有している。詳細には、インバータ回路５０は、ｕ相コイル２４ｕに対応するｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２と、ｖ相コイル２４ｖに対応するｖ相スイッチング素子Ｑｖ１，Ｑｖ２と、ｗ相コイル２４ｗに対応するｗ相スイッチング素子Ｑｗ１，Ｑｗ２と、を備えている。
３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２は、例えばＩＧＢＴ等のパワースイッチング素子である。３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２は、制御端子としてのゲート端子と、インバータ電流が流れるコレクタ端子及びエミッタ端子と、を有している。インバータ電流とは、３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる電流である。また、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２は、還流ダイオードＤｕ１～Ｄｗ２を有している。
但し、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２は、ＩＧＢＴに限られず、任意であり、例えばＭＯＳＦＥＴでもよい。この場合、還流ダイオードＤｕ１～Ｄｗ２は、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２のボディダイオードによって構成されていてもよい。
各ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２は、ｕ相接続線ＬＮｕを介して互いに直列に接続されている。ｕ相接続線ＬＮｕは、ｕ相出力端子３３を介してｕ相コイル２４ｕに接続される。
ｕ相上アームスイッチング素子Ｑｕ１は正極母線４１に接続されており、ｕ相下アームスイッチング素子Ｑｕ２は負極母線４２に接続されている。詳細には、ｕ相上アームスイッチング素子Ｑｕ１のコレクタ端子が正極母線４１に接続されており、ｕ相下アームスイッチング素子Ｑｕ２のエミッタ端子が負極母線４２に接続されている。
ｕ相上アーム還流ダイオードＤｕ１のアノードはｕ相接続線ＬＮｕに接続されており、ｕ相上アーム還流ダイオードＤｕ１のカソードは正極母線４１に接続されている。ｕ相下アーム還流ダイオードＤｕ２のアノードは負極母線４２に接続されており、ｕ相上アーム還流ダイオードＤｕ１のカソードはｕ相接続線ＬＮｕに接続されている。
なお、他のスイッチング素子Ｑｖ１，Ｑｖ２，Ｑｗ１，Ｑｗ２の接続態様は、対応する出力端子が異なる点を除いて、ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２と同様である。すなわち、ｖ相上アームスイッチング素子Ｑｖ１とｖ相下アームスイッチング素子Ｑｖ２とはｖ相接続線ＬＮｖによって互いに直列に接続されており、ｗ相上アームスイッチング素子Ｑｗ１とｗ相下アームスイッチング素子Ｑｗ２とはｗ相接続線ＬＮｗによって互いに直列に接続されている。
図２に示すように、フィルタ回路６０は、入力端子３１，３２とインバータ回路５０との間に設けられている。フィルタ回路６０は、入力端子３１，３２から入力される高直流電力Ｐ１に含まれるノイズを低減する。これにより、フィルタ回路６０によってノイズが低減された直流電力がインバータ回路５０に入力される。そして、インバータ回路５０は、フィルタ回路６０から入力される直流電力を交流電力に変換する。
フィルタ回路６０は、例えば両母線４１，４２上に設けられたコモンモードコイル６１と、正極母線４１及び負極母線４２の少なくとも一方（本実施形態では正極母線４１）上に設けられたノーマルモードコイル６２と、フィルタコンデンサ６３と、を備えている。本実施形態では、フィルタコンデンサ６３が「フィルタ回路のコンデンサ」に対応する。
フィルタコンデンサ６３は、例えば、両母線４１，４２を介して、インバータ回路５０（詳細には３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２）に接続されているとともに入力端子３１，３２に接続されている。
本実施形態では、ノーマルモードコイル６２とフィルタコンデンサ６３とによってローパスフィルタ回路が構成されている。すなわち、本実施形態のフィルタ回路６０は、ノーマルモードコイル６２とフィルタコンデンサ６３とを含むローパスフィルタ回路を有していると言える。なお、本実施形態のフィルタコンデンサ６３はＸコンデンサともいえる。
ちなみに、本実施形態のフィルタコンデンサ６３の容量は、ローパスフィルタ回路の共振周波数が所望の値となり、且つ、高直流電力Ｐ１の電圧を安定化させることができるように設定されている。ただし、これに限られず、フィルタコンデンサ６３の容量は任意である。
なお、フィルタコンデンサ６３の容量は、平滑コンデンサ１１３の容量よりも小さくてもよいし、その逆でもよい。また、フィルタコンデンサ６３の容量と平滑コンデンサ１１３の容量とは同一でもよい。
ドライバ回路７１は、例えばＩＣ及びスイッチング素子を有する回路である。ドライバ回路７１は、高直流電力Ｐ１よりも低電圧の低直流電力Ｐ２が供給されることによって動作する回路である。ドライバ回路７１は、コンプＥＣＵ７２からの指令に基づいて、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２を個別に駆動させる。高直流電力Ｐ１は第１電圧の直流電力ともいえ、低直流電力Ｐ２は第１電圧よりも低い第２電圧の直流電力ともいえる。
詳細には、車載用インバータ装置３０は、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２のゲート端子とドライバ回路７１とを接続するゲートラインＬｇｕ１～Ｌｇｗ２を有している。ドライバ回路７１は、ゲートラインＬｇｕ１～Ｌｇｗ２を介して、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２のゲート端子に対してゲート電圧を印加することにより、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２を個別に駆動させる。
コンプＥＣＵ７２は、ＣＰＵ及びメモリ等といった電子部品を有するコントローラである。コンプＥＣＵ７２は、ドライバ回路７１に対して各種指令を出力することにより、ドライバ回路７１を制御する。なお、コンプＥＣＵ７２は、例えば１つ以上の専用のハードウェア回路、及び、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ（回路）の少なくとも一方によって実現されていればよい。
車載用インバータ装置３０は、入力端子３１，３２に入力される直流電力を検出する電圧センサ７３を備えている。電圧センサ７３は、両母線４１，４２間に印加される電圧を検出することにより、入力端子３１，３２に高直流電力Ｐ１が入力されているか否かを検出する。そして、電圧センサ７３は、両母線４１，４２間に印加される電圧の検出結果をコンプＥＣＵ７２に出力する。これにより、コンプＥＣＵ７２は、入力端子３１，３２から高直流電力Ｐ１が入力されているか否かを把握できる。
コンプＥＣＵ７２は、低直流電力Ｐ２が供給されることによって動作する回路である。コンプＥＣＵ７２は、外部としての空調ＥＣＵ１０３から送信される外部指令値と車載用電動モータ１１の回転数とに基づいて、インバータ回路５０をＰＷＭ制御することにより車載用電動モータ１１の回転制御を行う。
詳細には、コンプＥＣＵ７２は、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２についてＰＷＭ信号を生成し、そのＰＷＭ信号をドライバ回路７１に出力する。ドライバ回路７１は、コンプＥＣＵ７２から入力されるＰＷＭ信号に基づいて３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２のゲート電圧を生成し、各ゲートラインＬｇｕ１～Ｌｇｗ２を介してそのゲート電圧を出力することにより、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせる。
図２及び図３に示すように、車載用インバータ装置３０は、リレー１１１，１１２，１１４，１１５及び入力端子３１，３２を介することなく、制御回路としてのドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２に対して低直流電力Ｐ２を供給する低圧電源回路８０を備えている。
低圧電源回路８０は、リレー１１１，１１２，１１４，１１５及び入力端子３１，３２を介することなく、車両１００に搭載されている低圧用電源ＥＬと接続されるものである。低圧電源回路８０は、低圧用電源ＥＬから低直流電力Ｐ２の供給を受けることに基づいて、ドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２に対して低直流電力Ｐ２を供給する。これにより、ドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２が動作する。換言すれば、ドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２は、低直流電力Ｐ２が供給されることに基づいて、停止状態から動作状態（アクティブ状態）に切り替わるものと言える。
なお、低圧用電源ＥＬから低直流電力Ｐ２の供給を受けるタイミングは任意であり、例えば車両１００の電源ＯＮ時でもよいし、車内エアコンの起動時でもよい。
ここで、ドライバ回路７１とインバータ回路５０との間に流れるリーク電流Ｉｒについて図３を用いて説明する。説明の便宜上、図３では、ｕ相上アームスイッチング素子Ｑｕ１及びｕ相下アームスイッチング素子Ｑｕ２を示し、他の相のスイッチング素子については図示を省略する。
図３に示すように、車載用インバータ装置３０は、ドライバ回路７１とインバータ回路５０とを接続する配線として、ゲートラインＬｇｕ１～Ｌｇｗ２とは別に、上アームグランドライン９１及び下アームグランドライン９２を備えている。
上アームグランドライン９１は、ｕ相接続線ＬＮｕとドライバ回路７１とを接続する配線である。ドライバ回路７１は、上アームグランドライン９１に入力される電位よりも高い電位をｕ相上アームゲートラインＬｇｕ１に出力することによりｕ相上アームスイッチング素子Ｑｕ１を駆動させる。
下アームグランドライン９２は、負極母線４２とドライバ回路７１とを接続する配線である。ドライバ回路７１は、下アームグランドライン９２に入力される電位よりも高い電位をｕ相下アームゲートラインＬｇｕ２に出力することによりｕ相下アームスイッチング素子Ｑｕ２を駆動させる。
ここで、図３に示すように、ドライバ回路７１に対して低直流電力Ｐ２が供給されると、ドライバ回路７１内にてリーク電流Ｉｒが流れる場合がある。例えば、ドライバ回路７１内には、スイッチング素子などの素子を介して、低直流電力Ｐ２が供給される端子と、上アームグランドライン９１と接続される端子と、を接続するリークパス７１ａが形成されている場合がある。この場合、リーク電流Ｉｒは、リークパス７１ａを通って、上アームグランドライン９１に流れる。
ここで、仮に両ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２がＯＦＦ状態である場合、図３の二点鎖線に示すように、上アームグランドライン９１に流れたリーク電流Ｉｒは、ｕ相上アーム還流ダイオードＤｕ１、正極母線４１、フィルタコンデンサ６３に向けて流れ得る。これにより、フィルタコンデンサ６３が充電される場合があり得る。そして、フィルタコンデンサ６３が充電されていると、入力端子３１，３２間に電圧が発生する。
かかる状況、すなわちフィルタコンデンサ６３が充電されている状況において、リレー１１１，１１２，１１４，１１５をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える場合、リレー１１１，１１２，１１４，１１５の接続態様や切り替える順序などといった各種条件によっては、リレー１１１，１１２，１１４，１１５の動作に支障が生じ得る場合がある。例えば、メインリレー１１１，１１２がＯＦＦ状態である条件下でサブリレー１１４，１１５がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わると、両サブリレー１１４，１１５の少なくとも一方においてスパークが発生するおそれがある。
これに対して、本実施形態の車載用インバータ装置３０は、リーク電流Ｉｒによるフィルタコンデンサ６３の充電が行われないように構成されている。この点について以下に説明する。
コンプＥＣＵ７２は、低直流電力Ｐ２が供給されることによって動作を開始すると、電圧センサ７３の検出結果に基づいて、車載用インバータ装置３０の入力端子３１，３２に高直流電力Ｐ１が入力されているか否かを判定する。
そして、コンプＥＣＵ７２は、入力端子３１，３２に高直流電力Ｐ１が入力されていないと判定した場合、ｕ相下アームスイッチング素子Ｑｕ２をＯＮ状態に設定する指令をドライバ回路７１に向けて出力する。ドライバ回路７１は、その指令に基づいてｕ相下アームスイッチング素子Ｑｕ２をＯＮ状態にする。
すなわち、本実施形態の車載用インバータ装置３０は、入力端子３１，３２に高直流電力Ｐ１が入力されていない状況においてドライバ回路７１に低直流電力Ｐ２が供給された場合にはｕ相下アームスイッチング素子Ｑｕ２をＯＮ状態にする。
その後、コンプＥＣＵ７２は、電圧センサ７３によって高直流電力Ｐ１が検出されたことに基づいて、ｕ相下アームスイッチング素子Ｑｕ２をＯＦＦ状態に設定する指令をドライバ回路７１に向けて出力する。ドライバ回路７１は、その指令に基づいてｕ相下アームスイッチング素子Ｑｕ２を、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える。すなわち、本実施形態のドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２は、入力端子３１，３２に高直流電力Ｐ１が入力されたことに基づいて、ｕ相下アームスイッチング素子Ｑｕ２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える。そして、コンプＥＣＵ７２は、空調ＥＣＵ１０３からの指令に基づいて、車載用電動モータ１１を駆動させる制御（ＰＷＭ制御）を開始する。
なお、ｕ相と同様に、車載用インバータ装置３０は、ドライバ回路７１とｖ相接続線ＬＮｖとを接続する上アームグランドライン、及び、ドライバ回路７１とｗ相接続線ＬＮｗとを接続する上アームグランドラインを有している。ドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２は、ｖ相スイッチング素子Ｑｖ１，Ｑｖ２およびｗ相スイッチング素子Ｑｗ１，Ｑｗ２についても、ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２と同様の制御を行う。すなわち、ドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２は、入力端子３１，３２に高直流電力Ｐ１が入力されていない状況において低圧電源回路８０から低直流電力Ｐ２が供給された場合には、下アームスイッチング素子Ｑｕ２，Ｑｖ２，Ｑｗ２をＯＮ状態にする。
次に本実施形態の作用について説明する。
入力端子３１，３２に高直流電力Ｐ１が入力されていない状況において、ドライバ回路７１に低直流電力Ｐ２が供給された場合にはｕ相下アームスイッチング素子Ｑｕ２がＯＮ状態になる。これにより、図３の実線に示すように、リーク電流Ｉｒは、ｕ相上アーム還流ダイオードＤｕ１ではなく、ｕ相下アームスイッチング素子Ｑｕ２を流れることとなり、フィルタコンデンサ６３にはリーク電流Ｉｒは流れない。ｖ相及びｗ相についても同様である。したがって、フィルタコンデンサ６３が充電されにくい。
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
（１）車載用インバータ装置３０は、車載用電源としての車載用蓄電装置１０４を用いて車載用電動モータ１１を駆動する。車載用インバータ装置３０は、入力端子３１，３２と、インバータ回路５０と、フィルタ回路６０と、制御回路としてのドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２と、を備えている。
入力端子３１，３２は、リレー１１１，１１２，１１４，１１５を介して車載用蓄電装置１０４と接続される。フィルタ回路６０は、入力端子３１，３２から入力される直流電力（詳細には高直流電力Ｐ１）に含まれるノイズを低減する回路であり、フィルタコンデンサ６３を有している。インバータ回路５０は、接続線ＬＮｕ，ＬＮｖ，ＬＮｗによって互いに直列に接続された上アームスイッチング素子Ｑｕ１，Ｑｖ１，Ｑｗ１と下アームスイッチング素子Ｑｕ２，Ｑｖ２，Ｑｗ２とを備えており、フィルタ回路６０から入力される高直流電力Ｐ１を交流電力に変換する。ドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２は、３相スイッチング素子Ｑｕ１～Ｑｗ２を制御する。
車載用インバータ装置３０は、制御回路としてのドライバ回路７１とｕ相接続線ＬＮｕとを接続する上アームグランドライン９１を備えている。そして、車載用インバータ装置３０は、リレー１１１，１１２，１１４，１１５及び入力端子３１，３２を介さずに、ドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２に対して低直流電力Ｐ２を供給する低圧電源回路８０を備えている。
かかる構成において、ドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２は、入力端子３１，３２に高直流電力Ｐ１が入力されていない状況において低圧電源回路８０から低直流電力Ｐ２が供給された場合には、下アームスイッチング素子Ｑｕ２，Ｑｖ２，Ｑｗ２をＯＮ状態にする。
かかる構成によれば、入力端子３１，３２に高直流電力Ｐ１が入力されていない状況において、ドライバ回路７１に低直流電力Ｐ２が供給された場合には、下アームスイッチング素子Ｑｕ２，Ｑｖ２，Ｑｗ２がＯＮ状態となる。これにより、ドライバ回路７１から漏れるリーク電流Ｉｒによってフィルタコンデンサ６３が充電されることを抑制できる。したがって、フィルタコンデンサ６３が充電された状態でリレー１１１，１１２，１１４，１１５がＯＮ状態となることを抑制できる。
なお、リレー１１１，１１２，１１４，１１５がＯＮ状態となることとは、リレー１１１，１１２，１１４，１１５が所定の順序でそれぞれＯＮ状態となること、及び、各リレー１１１，１１２，１１４，１１５の少なくとも２つが同時にＯＮ状態となることを含む。
（２）ドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２は、入力端子３１，３２に高直流電力Ｐ１が入力されたことに基づいて、下アームスイッチング素子Ｑｕ２，Ｑｖ２，Ｑｗ２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える。
かかる構成によれば、リレー１１１，１１２，１１４，１１５がＯＮ状態となり、高直流電力Ｐ１が入力端子３１，３２に入力された場合には、下アームスイッチング素子Ｑｕ２，Ｑｖ２，Ｑｗ２がＯＦＦ状態になる。これにより、下アームスイッチング素子Ｑｕ２，Ｑｖ２，Ｑｗ２がＯＮ状態となった状態で車載用電動モータ１１の制御（詳細にはＰＷＭ制御）が開始されることを回避でき、車載用電動モータ１１の制御を円滑に開始することができる。また、リレー１１１，１１２，１１４，１１５がＯＮ状態となった後は、フィルタコンデンサ６３が充電されてもリレー１１１，１１２，１１４，１１５の動作に支障は生じにくい。したがって、リレー１１１，１１２，１１４，１１５への影響を抑制しつつ、車載用電動モータ１１の制御を円滑に開始することができる。
（３）フィルタ回路６０は、コイルとしてのノーマルモードコイル６２を有している。フィルタ回路６０は、ノーマルモードコイル６２とフィルタコンデンサ６３とを含むローパスフィルタ回路を備えている。
かかる構成によれば、入力端子３１，３２に入力される高直流電力Ｐ１に含まれるノーマルモードノイズを低減できる。ここで、フィルタコンデンサ６３の容量は、ローパスフィルタ回路の共振周波数を調整したり、高直流電力Ｐ１の電圧を安定化させたりすることができるように設定される場合がある。この場合、フィルタコンデンサ６３の容量によっては、リレー１１１，１１２，１１４，１１５がＯＮ状態となる際に、フィルタコンデンサ６３に溜まっている電荷がリレー１１１，１１２，１１４，１１５に対して影響を与える場合がある。
この点、本構成によれば、上述したとおり、フィルタコンデンサ６３が充電された状態でリレー１１１，１１２，１１４，１１５がＯＮ状態となることを抑制できる。これにより、例えばリレー１１１，１１２，１１４，１１５がＯＮ状態となった場合におけるリレー１１１，１１２，１１４，１１５への影響を小さくするためにフィルタコンデンサ６３の容量を小さくするといったことをする必要がない。したがって、リレー１１１，１１２，１１４，１１５への影響を考慮することなく、フィルタコンデンサ６３の容量を自由に設定することができ、好適にノイズ低減または高直流電力Ｐ１の安定化を図ることができる。
（４）車載用流体機械としての車載用電動圧縮機１０は、車載用電動モータ１１と車載用インバータ装置３０と、を備えている。これにより、車載用電動圧縮機１０において（１）の効果を得ることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ ドライバ回路７１及びコンプＥＣＵ７２は、入力端子３１，３２に高直流電力Ｐ１が入力された場合であっても、下アームスイッチング素子Ｑｕ２，Ｑｖ２，Ｑｗ２をＯＮ状態に維持してもよい。
○ フィルタ回路６０の具体的な構成は任意であり、例えばノーマルモードコイル６２を省略してもよいし、コモンモードコイル６１を省略してもよい。また、ノーマルモードコイル６２は、正極母線４１及び負極母線４２の双方に設けられていてもよい。
ノーマルモードコイル６２は、専用のコイルによって構成されていてもよいし、配線または他の素子の寄生インダクタンスによって構成されてもよい。
また、フィルタ回路６０は、フィルタコンデンサを複数有していてもよい。例えば、フィルタ回路６０は、Ｘコンデンサとしてのフィルタコンデンサ６３とは別に、Ｙコンデンサを有していてもよい。
○ インバータ回路５０は、３相に限られず、２相でもよい。
○ 平滑コンデンサ１１３を省略してもよい。
○ リレー１１１，１１２，１１４，１１５は、車載用インバータ装置３０外に設けられていたが、これに限られず、車載用インバータ装置３０がリレー１１１，１１２，１１４，１１５を有する構成でもよい。
○ リレーの数、リレー同士の接続態様及びリレーと平滑コンデンサ１１３との接続態様については任意である。すなわち、車載用蓄電装置１０４と入力端子３１，３２とを介するリレーの具体的な構成（例えばリレーの数及び接続態様）は任意である。
例えば、メインリレー１１１，１１２を省略してもよい。また、例えば、サブリレー１１４，１１５を省略して、別途第１メインリレー１１１または第２メインリレー１１２に接続されるリレーを１または複数設けてもよい。この場合であっても、リレーの接続態様やＯＮ状態にする順序などによっては、フィルタコンデンサ６３が充電されている状態でリレーをＯＮ状態にすることによってリレーの動作に支障が生じ得る。
○ 車載用電動圧縮機１０は、車載用空調装置１０１に用いられる構成に限られず、他の装置に用いられるものであってもよい。例えば、車両１００が燃料電池車両である場合には、車載用電動圧縮機１０は燃料電池に空気を供給する空気供給装置に用いられてもよい。すなわち、圧縮対象の流体は、冷媒に限られず、空気など任意である。
○ 車載用流体機械は、流体を圧縮する圧縮部１２を備えた車載用電動圧縮機１０に限られない。例えば、車両１００が燃料電池車両である場合には、車載用流体機械は、燃料電池に水素を供給するポンプと当該ポンプを駆動する車載用電動モータとを有する電動ポンプ装置であってもよい。
○ 車載用電動モータ１１は、車載用電動圧縮機１０に用いられるものに限られず、車両に搭載されるものであれば任意である。例えば、車載用電動モータ１１は、車両を走行させる走行用モータであってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する。
（イ）入力端子としての第１入力端子及び第２入力端子と、第１入力端子に接続される正極母線と、第２入力端子に接続される負極母線と、上アームスイッチング素子に対して並列に接続される上アーム還流ダイオードと、を備え、上アームスイッチング素子は正極母線に接続されており、下アームスイッチング素子は負極母線に接続されており、上アーム還流ダイオードのカソードは正極母線に接続されており、上アーム還流ダイオードのアノードは接続線に接続されており、フィルタ回路のコンデンサは、正極母線及び負極母線に接続されているとよい。
１０…車載用電動圧縮機（車載用流体機械）、１１…車載用電動モータ、１２…圧縮部、３０…車載用インバータ装置、３１，３２…入力端子、５０…インバータ回路、６０…フィルタ回路、６２…ノーマルモードコイル（コイル）、７１…ドライバ回路、７２…コンプＥＣＵ、８０…低圧電源回路、９１…上アームグランドライン、９２…下アームグランドライン、１１１，１１２，１１４，１１５…リレー、ＬＮｕ，ＬＮｖ，ＬＮｗ…接続線、Ｑｕ１，Ｑｖ１，Ｑｗ１…上アームスイッチング素子、Ｑｕ２，Ｑｖ２，Ｑｗ２…下アームスイッチング素子、Ｐ１…高直流電力（第１電圧の直流電力）、Ｐ２…低直流電力（第２電圧の直流電力）。

Claims (5)

  1. 車載用電源を用いて車載用電動モータを駆動する車載用インバータ装置であって、
    リレーを介して前記車載用電源と接続される入力端子と、
    前記入力端子から入力される直流電力に含まれるノイズを低減し、コンデンサを有するフィルタ回路と、
    接続線によって互いに直列に接続された上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子を有し、前記フィルタ回路から入力される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
    前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子を制御する制御回路と、
    前記制御回路と前記接続線とを接続する上アームグランドラインと、
    前記制御回路に対して、前記リレー及び前記入力端子を介さずに直流電力を供給する低圧電源回路と、
    を備え、
    前記制御回路は、前記入力端子に直流電力が入力されていない状況において前記低圧電源回路から直流電力が供給された場合には、前記下アームスイッチング素子をＯＮ状態にする車載用インバータ装置。
  2. 前記制御回路は、前記入力端子に直流電力が入力されたことに基づいて、前記下アームスイッチング素子をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える請求項１に記載の車載用インバータ装置。
  3. 前記フィルタ回路は、コイルを有し、
    前記フィルタ回路は、前記コイルと前記コンデンサとを含むローパスフィルタ回路を有している請求項１または請求項２に記載の車載用インバータ装置。
  4. 前記車載用電動モータと、
    請求項１～３のうちいずれか一項に記載の車載用インバータ装置と、
    を備えている車載用流体機械。
  5. 前記車載用流体機械は、前記車載用電動モータによって駆動する圧縮部を備えた車載用電動圧縮機である請求項４に記載の車載用流体機械。
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