JP4314896B2 - 負荷駆動装置、それを搭載した自動車および負荷駆動装置における漏電発生時の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハイブリッド自動車および電気自動車の負荷駆動装置に関し、特に、漏電発生時の対策機能を備えた負荷駆動装置、それを搭載した自動車および負荷駆動装置における漏電発生時の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
したがって、このようなハイブリッド自動車および電気自動車は、車輪を駆動するための電気系統を搭載しており、この電気系統において漏電が発生したか否かを検出することが考えられている。たとえば、特開平７−２４１００２号公報には、電池と電池からの直流電圧を交流電圧に変換してモータを駆動するインバータとの間に配置された漏電検出器が記載されている。この漏電検出器は、インバータの入力側においてモータの漏電を検出するものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２４１００２号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−３３７０３９号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２００２−２１８６５６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平７−２４１００２号公報に開示された技術は、電池からの直流電圧を交流電圧に変換してモータを駆動する電気系統において漏電を検出した場合にインバータに供給する電流を単にシャットダウンするものである。したがって、電源からの直流電圧を昇圧する昇圧コンバータを電源とインバータとの間に備える電気系統において、昇圧コンバータの昇圧動作中にモータの漏電が発生した場合、特開平７−２４１００２号公報に開示された技術では適切な漏電対策をできないという問題がある。
【０００９】
すなわち、昇圧コンバータを備える電気系統に特開平７−２４１００２号公報に開示された技術を適用すると、昇圧コンバータとインバータとの間の電圧が高くなり、インバータの入力側に設けられたコンデンサが破損するという問題がある。
【００１０】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、昇圧コンバータを備える電気系統において適切な漏電対策が可能な負荷駆動装置を提供することである。
【００１１】
また、この発明の別の目的は、昇圧コンバータを備える電気系統において適切な漏電対策が可能な負荷駆動装置を搭載した自動車を提供することである。
【００１２】
さらに、この発明の別の目的は、昇圧コンバータを備える負荷駆動装置における漏電発生時の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、負荷駆動装置は、電圧変換器と、漏電検出装置と、制御装置とを備える。電圧変換器は、電源から供給された第１の直流電圧を第２の直流電圧に昇圧して負荷側に供給する昇圧動作と、第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧して電源側に供給する降圧動作とを行なう。漏電検出装置は、負荷の漏電を検出する。制御装置は、電圧変換器の昇圧動作中に漏電検出装置が負荷の漏電を検出すると、昇圧動作を中止するように電圧変換器を制御する。
【００１４】
この発明による負荷駆動装置においては、電圧変換器の昇圧動作中に負荷における漏電が検出されると、負荷側の第２の直流電圧は上昇しない。
【００１５】
したがって、この発明によれば、漏電電流を抑制できる。
また、この発明によれば、負荷駆動装置は、電圧変換器と、漏電検出装置と、制御装置とを備える。電圧変換器は、電源から供給された第１の直流電圧を第２の直流電圧に昇圧して負荷側に供給する昇圧動作と、第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧して電源側に供給する降圧動作とを行なう。漏電検出装置は、負荷の漏電を検出する。制御装置は、電圧変換器の昇圧動作中に漏電検出装置が負荷の漏電を検出すると、降圧動作を行なうように電圧変換器を制御する。
【００１６】
この発明による負荷駆動装置においては、電圧変換器の昇圧動作中に負荷における漏電が検出されると、負荷側の第２の直流電圧が降圧されて電源に供給される。そして、第２の直流電圧は、低下する。
【００１７】
したがって、この発明によれば、漏電電流を抑制できる。
好ましくは、負荷駆動装置は、直流／交流変換器をさらに備える。直流／交流変換器は、電圧変換器と負荷との間に配置される。そして、電源は、直流である。また、負荷は、交流である。
【００１８】
直流／交流変換器は、電圧変換器と負荷との間で直流と交流との変換を行なう。
【００１９】
したがって、この発明によれば、直流／交流変換器を介して流れる漏電電流を抑制できる。
【００２０】
好ましくは、電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含む。そして、制御装置は、漏電検出装置が負荷の漏電を検出すると、上アームをスイッチング制御し、下アームをオフ制御する。
【００２１】
上アームは、オン／オフを繰返し、オン期間中に負荷側から電源側へ直流電流を供給して第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧する。
【００２２】
したがって、この発明によれば、漏電電流を容易に抑制できる。
好ましくは、制御装置は、上アームに流れる直流電流が上アームの過電流よりも小さくなる保護デューティー比で上アームをスイッチング制御する。
【００２３】
上アームは、過電流よりも小さい直流電流を負荷側から電源側へ供給して第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧する。
【００２４】
したがって、この発明によれば、上アームを保護しながら漏電電流を抑制できる。
【００２５】
好ましくは、制御装置は、第２の直流電圧が所定の電圧に低下するまで上アームを保護デューティー比でスイッチング制御し、第２の直流電圧が所定の電圧に低下すると上アームをオン制御する。そして、所定の電圧は、上アームに流れる直流電流が過電流よりも小さくなる電圧である。
【００２６】
上アームは、第２の直流電圧が所定の電圧になるまでオン／オフを繰返し、過電流よりも小さい直流電流をオン期間中に負荷側から電源側へ供給して第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧する。そして、上アームは、第２の直流電圧が所定の電圧になると、第２の直流電圧が電源電圧になるまで負荷側から電源側へ直流電流を供給する。
【００２７】
したがって、この発明によれば、上アームを保護しながら漏電電流を最大限抑制できる。
【００２８】
好ましくは、負荷駆動装置は、電圧センサーをさらに備える。電圧センサーは、第２の直流電圧を検出する。そして、制御装置は、第２の直流電圧と保護デューティー比との関係を示すマップを保持しており、電圧センサーにより検出された第２の直流電圧に対応する保護デューティー比をマップから抽出し、その抽出した保護デューティー比で上アームをスイッチング制御する。
【００２９】
予め決められた保護デューティー比と第２の直流電圧との関係に基づいて、検出した第２の直流電圧に対応する保護デューティー比が抽出される。そして、上アームは、抽出された保護デューティー比に基づいてオン／オフを繰返し、過電流よりも小さい直流電流をオン期間中に負荷側から電源側へ供給して第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧する。
【００３０】
したがって、この発明によれば、第２の直流電圧の電圧レベルが変動しても上アームを的確に保護しながら漏電電流を抑制できる。
【００３１】
好ましくは、保護デューティー比は、第２の直流電圧に反比例するオンデューティーを含む。
【００３２】
上アームは、第２の直流電圧が相対的に高いとき、相対的に短い期間、直流電流を負荷側から電源側へ供給し、第２の直流電圧が相対的に低くなると、相対的に長い期間、直流電流を負荷側から電源側へ供給して第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧する。すなわち、上アームは、第２の直流電圧の電圧レベルに応じた電流量を負荷側から電源側へ供給して第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧する。
【００３３】
したがって、この発明によれば、第２の直流電圧の電圧レベルが変動しても上アームを的確に保護しながら漏電電流を抑制できる。
【００３４】
好ましくは、電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含む。そして、制御装置は、漏電検出装置が負荷の漏電を検出すると、上アームをオン制御し、下アームをオフ制御する。
【００３５】
上アームは、第２の直流電圧が電源電圧になるまで負荷側から電源側へ直流電流を供給する。
【００３６】
したがって、この発明によれば、漏電電流を最大限抑制できる。
好ましくは、電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含む。制御装置は、漏電検出装置が負荷の漏電を検出すると、第２の直流電圧が所定の電圧に低下するまで上アームをスイッチング制御し、かつ、下アームをオフ制御し、第２の直流電圧が所定の電圧に低下すると上アームをオフ制御する。そして、所定の電圧は、第２の直流電圧と第１の直流電圧との電圧差が所定値になるときの電圧である。
【００３７】
上アームは、オン／オフを繰返して第２の直流電圧を降圧し、第２の直流電圧が第１の直流電圧よりも高い所定の電圧になると降圧動作を停止する。
【００３８】
したがって、この発明によれば、漏電電流の抑制動作期間を短縮できる。
好ましくは、漏電検出装置は、ノードと、発振回路と、判定回路とを含む。ノードは、電源のアースラインとカップリングコンデンサを介して接続される。発振回路は、複数の周波数が重畳された交流信号を発振する。判定回路は、発振回路からの交流信号をノードを介して検出し、その検出した交流信号の各周波数成分における波高値に基づいて負荷において漏電が発生しているか否かを判定する。
【００３９】
したがって、この発明によれば、負荷における漏電を正確に検出できる。
好ましくは、漏電検出装置は、コンデンサと、スイッチと、電流センサーと、判定回路とを含む。コンデンサは、負荷とアースラインとの間に接続される。スイッチは、負荷とコンデンサとの間に接続される。電流センサーは、コンデンサを介してアースラインに流れる電流を検出する。判定回路は、電流センサーからの電流値に基づいて負荷において漏電が発生しているか否かを判定する。そして、制御装置は、さらに、スイッチを周期的にオン／オフする。
【００４０】
負荷における漏電電流が周期的に実際に検出され、その検出された漏電電流に基づいて負荷における漏電の発生が検出される。
【００４１】
したがって、この発明によれば、漏電を正確に検出できる。
好ましくは、漏電検出装置は、第１の漏電検出器と、第２の漏電検出器とを含む。第２の漏電検出器は、第１の漏電検出器よりも小さい漏電を検出する。第１の漏電検出器は、ノードと、発振回路と、第１の判定回路とからなる。ノードは、電源のアースラインとカップリングコンデンサを介して接続される。発振回路は、複数の周波数が重畳された交流信号を発振する。第１の判定回路は、発振回路からの交流信号をノードを介して検出し、その検出した交流信号の各周波数成分における波高値に基づいて負荷において漏電が発生しているか否かを判定する。
【００４２】
また、第２の漏電検出器は、コンデンサと、スイッチと、電流センサーと、第２の判定回路とからなる。コンデンサは、負荷とアースラインとの間に接続される。スイッチは、負荷とコンデンサとの間に接続される。電流センサーは、コンデンサを介してアースラインに流れる電流を検出する。第２の判定回路は、電流センサーからの電流値に基づいて負荷において漏電が発生しているか否かを判定する。そして、制御装置は、さらに、スイッチを周期的にオン／オフし、第１の漏電検出器または第２の漏電検出器が負荷の漏電を検出すると、電圧変換器が降圧動作を行なうように電圧変換器を制御する。
【００４３】
感度の異なる２つの漏電検出器により負荷における漏電が検出される。
したがって、この発明によれば、漏電電流の広い範囲で漏電を検出できる。
【００４４】
好ましくは、電圧変換器は、電源の容量が満充電量であるとき、降圧した第１の直流電圧を補機へ供給する。
【００４５】
したがって、この発明によれば、電源を保護しながら漏電電流を抑制できる。
また、この発明によれば、自動車は、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の負荷駆動装置を搭載した自動車である。
【００４６】
したがって、この発明によれば、自動車における漏電電流を抑制できる。
さらに、この発明によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、負荷駆動装置における漏電発生時の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。負荷駆動装置は、電圧変換器と漏電検出装置とを含む。電圧変換器は、電源から供給された第１の直流電圧を第２の直流電圧に昇圧して負荷側に供給する昇圧動作と、第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧して電源側に供給する降圧動作とを行なう。漏電検出装置は、負荷の漏電を検出する。
【００４７】
プログラムは、電圧変換器の昇圧動作中に漏電検出装置により負荷の漏電が検出されたか否かを判定する第１のステップと、負荷の漏電が検出されたとき、降圧動作を行なうように電圧変換器を制御する第２のステップとをコンピュータに実行させる、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
【００４８】
プログラムは、負荷における漏電を検出すると、降圧動作を行なうように電圧変換器を制御する。
【００４９】
したがって、この発明によれば、漏電電流を抑制できる。
好ましくは、電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含む。そして、プログラムの第２のステップは、下アームをオフ制御する第１のサブステップと、上アームをスイッチング制御する第２のサブステップとを含む。
【００５０】
プログラムは、下アームをオフし、上アームをオン／オフさせる。そして、上アームは、オン期間中、負荷側から電源側へ直流電流を供給して第２の直流電圧を降圧する。
【００５１】
したがって、この発明によれば、漏電電流を抑制する制御を容易に行なうことができる。
【００５２】
好ましくは、第２のサブステップは、上アームに流れる直流電流が上アームの過電流よりも小さくなる保護デューティー比を決定するステップＡと、上アームを保護デューティー比でスイッチング制御するステップＢとを含む。
【００５３】
プログラムは、過電流よりも小さい直流電流を上アームに流するための保護デューティー比を決定し、その決定した保護デューティー比でオン／オフさせる。そして、上アームは、過電流よりも小さい直流電流を負荷側から電源側に供給して第２の直流電圧を降圧する。
【００５４】
したがって、この発明によれば、上アームを保護しながら漏電電流を抑制する制御を行なうことができる。
【００５５】
好ましくは、第２のサブステップは、第２の直流電圧が所定の電圧に低下すると、上アームをオン制御するステップＣをさらに含む。
【００５６】
プログラムは、第２の直流電圧が所定の電圧になると上アームをオンし続ける。そして、上アームは、過電流よりも小さい直流電流を負荷側から電源側に供給して所定の電圧を電源電圧まで降圧する。
【００５７】
したがって、この発明によれば、上アームを保護しながら漏電電流を最大限抑制する制御を行なうことができる。
【００５８】
好ましくは、ステップＡは、第２の直流電圧を検出するステップと、検出された第２の直流電圧に対応する保護デューティー比を第２の直流電圧と保護デューティー比との関係を示すマップを参照して抽出するステップとを含む。
【００５９】
プログラムは、第２の直流電圧を検出すると、予め決定された第２の直流電圧と保護デューティー比との関係を示すマップから、検出した第２の直流電圧に対応する保護デューティー比を抽出する。
【００６０】
したがって、この発明によれば、第２の直流電圧の電圧レベルが変動しても上アームを保護しながら漏電電流を抑制する制御を行なうことができる。
【００６１】
好ましくは、保護デューティー比は、第２の直流電圧に反比例するオンデューティーを含む。
【００６２】
プログラムは、第２の直流電圧が相対的に高いとき、相対的に短い期間、上アームをオンし、第２の直流電圧が相対的に低下すると、相対的に長い期間、上アームをオンする。すなわち、プログラムは、第２の直流電圧の電圧レベルに応じた電流量を負荷側から電源側へ供給するように上アームを制御する。
【００６３】
したがって、この発明によれば、第２の直流電圧の電圧レベルが変動しても上アームを保護しながら漏電電流を抑制する制御を行なうことができる。
【００６４】
好ましくは、電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含む。そして、プログラムの第２のステップは、下アームをオフ制御する第１のサブステップと、上アームをオン制御する第２のサブステップとを含む。
【００６５】
プログラムは、負荷における漏電を検出すると、下アームをオフし、上アームをオンし続ける。
【００６６】
したがって、この発明によれば、漏電電流を最大限抑制する制御を行なうことができる。
【００６７】
好ましくは、電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含む。そして、プログラムの第２のステップは、下アームをオフ制御する第１のサブステップと、第２の直流電圧が所定の電圧に低下するように上アームをスイッチング制御する第２のサブステップとを含む。
【００６８】
プログラムは、負荷における漏電を検出すると、下アームをオフし、上アームをオン／オフさせる。そして、上アームは、第２の直流電圧を第１の直流電圧よりも高い所定の電圧に降圧する。
【００６９】
したがって、この発明によれば、漏電電流を抑制する制御期間を短縮できる。
好ましくは、漏電検出装置は、第１の漏電検出器と、第２の漏電検出器とを含む。第２の漏電検出器は、第１の漏電検出器よりも小さい漏電を検出する。
【００７０】
第１の漏電検出器は、ノードと、発振回路と、第１の判定回路とからなる。ノードは、電源のアースラインとカップリングコンデンサを介して接続される。発振回路は、複数の周波数が重畳された交流信号を発振する。第１の判定回路は、発振回路からの交流信号をノードを介して検出し、その検出した交流信号の各周波数成分における波高値に基づいて負荷において漏電が発生しているか否かを判定する。
【００７１】
第２の漏電検出器は、コンデンサと、スイッチと、電流センサーと、第２の判定回路とからなる。コンデンサは、負荷とアースラインとの間に接続される。スイッチは、負荷とコンデンサとの間に接続される。電流センサーは、コンデンサを介してアースラインに流れる電流を検出する。第２の判定回路は、電流センサーからの電流値に基づいて負荷において漏電が発生しているか否かを判定する。
【００７２】
プログラムの第１のステップは、スイッチを周期的にオン／オフするステップと、第１の漏電検出器が負荷の漏電を検出したか否かを判定するステップと、第２の漏電検出器が負荷の漏電を検出したか否かを判定するステップとを含む。
【００７３】
プログラムは、第１の漏電検出器を周期的にオンさせる。そして、プログラムは、感度が異なる２つの漏電検出器のうち、少なくとも一方が負荷における漏電を検出したか否かを判定する。
【００７４】
したがって、この発明によれば、漏電電流の広い範囲で負荷における漏電を検出できる。
【００７５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００７６】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１による負荷駆動装置の概略ブロック図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１による負荷駆動装置１００は、直流電源Ｂ１，Ｂ２と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、電圧センサー１０，１６と、昇圧コンバータ１１と、コンデンサ１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と、エアコン１４と、電流センサー１７，２４と、インバータ２０と、制御装置３０と、漏電検出器７０とを備える。
【００７７】
昇圧コンバータ１１は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１は、その一方端が直流電源Ｂ１の電源ラインに接続され、他方端がＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。
【００７８】
ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、インバータ２０の電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１は、コレクタが電源ラインに接続され、エミッタがＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタに接続される。ＮＰＮトランジスタＱ２は、エミッタがアースラインに接続される。
【００７９】
また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続されている。
【００８０】
インバータ２０は、Ｕ相アーム２１と、Ｖ相アーム２２と、Ｗ相アーム２３とから成る。Ｕ相アーム２１、Ｖ相アーム２２、およびＷ相アーム２３は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００８１】
Ｕ相アーム２１は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム２２は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム２３は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００８２】
各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００８３】
漏電検出器７０は、カップリングコンデンサ１５と、発振回路４０と、抵抗５０と、インピーダンス判定回路６０とを含む。カップリングコンデンサ１５は、直流電源Ｂ１のマイナス側（すなわち、アースライン）をノードＮ１と接続する。抵抗５０は、ノードＮ１と発振回路４０との間に接続される。
【００８４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と昇圧コンバータ１１との間のノードＮ２，Ｎ３に並列に接続される。直流電源Ｂ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に接続される。
【００８５】
直流電源Ｂ１は、ニッケル水素あるいはリチウムイオン等の二次電池から成る。そして、直流電源Ｂ１は、直流電圧をシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して昇圧コンバータ１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給する。
【００８６】
システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによってオン／オフされる。より具体的には、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からのＨ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥによりオンされ、制御装置３０からのＬ（論理ロー）レベルの信号ＳＥによりオフされる。
【００８７】
電圧センサー１０は、直流電源Ｂ１から出力される直流電圧Ｖｂを検出し、その検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。
【００８８】
電流センサー１７は、直流電源Ｂ１に入出力する直流電流ＢＣＲＴを検出し、その検出した直流電流ＢＣＲＴを制御装置３０へ出力する。
【００８９】
昇圧コンバータ１１は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵに基づいて、直流電源Ｂ１からの直流電圧を昇圧してコンデンサ１２に供給する。また、昇圧コンバータ１１は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＤまたはＰＷＭＬに基づいて、インバータ２０から供給された直流電圧を降圧して直流電源Ｂ１またはＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給する。
【００９０】
コンデンサ１２は、昇圧コンバータ１１から供給された直流電圧を平滑化してインバータ２０に供給する。
【００９１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、直流電源Ｂ１または昇圧コンバータ１１から受けた直流電圧の電圧レベルを変換して直流電源Ｂ２に供給する。エアコン１４は、直流電源Ｂ１または昇圧コンバータ１１から受ける直流電圧により駆動される。
【００９２】
電圧センサー１６は、コンデンサ１２の両端の電圧Ｖｍを検出し、その検出した電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。
【００９３】
インバータ２０は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに基づいて、コンデンサ１２を介して昇圧コンバータ１１から供給された直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。また、インバータ２０は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに基づいて、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ１２を介して昇圧コンバータ１１へ供給する。
【００９４】
電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置３０へ出力する。
【００９５】
制御装置３０は、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍ、負荷駆動装置１００の外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からのモータ回転数ＭＲＮおよびトルク指令値ＴＲに基づいて、後述する方法によって信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１１へ出力する。
【００９６】
また、制御装置３０は、負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生したことを示すＤＥＬを漏電検出器７０から受けると、後述する方法によって、降圧動作を行なうように昇圧コンバータ１１を制御するための信号ＰＷＭＬを生成し、その生成した信号ＰＷＭＬを昇圧コンバータ１１へ出力する。すなわち、制御装置３０は、負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生した場合、漏電電流を抑制するように昇圧コンバータ１１を制御する。
【００９７】
さらに、制御装置３０は、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍ、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴおよび外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲに基づいて、後述する方法により信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣをインバータ２０へ出力する。
【００９８】
さらに、制御装置３０は、昇圧コンバータ１１が昇圧動作以外の動作を行なっているときに漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けると、交流モータＭ１において漏電が発生した旨を表示装置（図示せず）に表示する。
【００９９】
発振回路４０は、３つの周波数が重畳された交流信号Ｅ0を発振し、その発振した交流信号Ｅ0を抵抗５０を介してノードＮ１へ出力する。発振回路４０は、たとえば、０．１Ｈｚ〜１０ｋＨｚの範囲の周波数から選択した３つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３）が重畳された交流信号Ｅ０を出力する。そして、発振回路４０は、周波数ｆ１の交流信号を発振するリングオシレータと、周波数ｆ２の交流信号を発振するリングオシレータと、周波数ｆ３の交流信号を発振するリングオシレータとを１つのノードに接続した構成から成る。
【０１００】
インピーダンス判定回路６０は、発振回路４０から出力された交流信号Ｅ0をノードＮ１を介して受け、その受けた交流信号Ｅを各周波数成分に分離し、その分離した各周波数成分の波高値を検出する。そして、インピーダンス判定回路６０は、検出した３つの波高値に基づいて、後述する方法により、インバータ２０および交流モータＭ１の交流部において漏電が発生したか否か、または直流電源Ｂ１からインバータ２０までの直流部において漏電が発生したか否かを判定する。インピーダンス判定回路６０は、交流部において漏電が発生したと判定したとき、交流部において漏電が発生したことを示す信号ＤＥＬを生成して制御装置３０へ出力する。
【０１０１】
図２は、図１に示す制御装置３０の機能のうち、昇圧コンバータ１１およびインバータ２０の制御に関わる機能を示す機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置３０は、インバータ制御手段３０１と、コンバータ制御手段３０２とを含む。インバータ制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ、モータ電流ＭＣＲＴおよび電圧Ｖｍ（インバータ２０への「インバータ入力電圧」に相当する。以下同じ。）に基づいて、後述する方法によって信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成してインバータ２０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【０１０２】
コンバータ制御手段３０２は、トルク指令値ＴＲ、モータ回転数ＭＲＮ，直流電圧Ｖｂおよび電圧Ｖｍに基づいて、後述する方法によって信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。また、コンバータ制御手段３０２は、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けると、信号ＰＷＭＬを生成して昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０１０３】
図３は、図２に示すインバータ制御手段３０１の機能ブロック図である。図３を参照して、インバータ制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部３１と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２とを含む。
【０１０４】
モータ制御用相電圧演算部３１は、インバータ２０へのインバータ入力電圧Ｖｍを電圧センサー１６から受け、交流モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを電流センサー２４から受け、トルク指令値ＴＲを外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部３１は、これらの入力される信号に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部３２へ出力する。
【０１０５】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、モータ制御用相電圧演算部３１から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ２０の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【０１０６】
これにより、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ１が指令されたトルクを出力するように交流モータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲに応じたモータトルクが出力される。
【０１０７】
交流モータＭ１の動作モードが力行モードであるか回生モードであるかは、トルク指令値ＴＲとモータ回転数ＭＲＮとの関係によって決定される。直交座標において、横軸をモータ回転数ＭＲＮとし、縦軸をトルク指令値ＴＲとした場合、トルク指令値ＴＲとモータ回転数ＭＲＮとの関係が第１および第２象限に存在するとき、交流モータＭ１の動作モードは力行モードであり、トルク指令値ＴＲとモータ回転数ＭＲＮとの関係が第３および第４象限に存在するとき、交流モータＭ１の動作モードは回生モードである。
【０１０８】
したがって、インバータ制御手段３０１は、正のトルク指令値ＴＲを受ければ、交流モータＭ１を駆動モータとして駆動するための信号ＰＷＭＩを生成してＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力し、負のトルク指令値ＴＲを受ければ、交流モータＭ１を回生モードで駆動するための信号ＰＷＭＣを生成してＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【０１０９】
図４は、図２に示すコンバータ制御手段３０２の機能ブロック図である。図４を参照して、コンバータ制御手段３０２は、電圧指令演算部３３と、コンバータ用デューティー比演算部３４と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５と、判定部３６とを含む。
【０１１０】
電圧指令演算部３３は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、昇圧コンバータ１１の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力する。
【０１１１】
また、電圧指令演算部３３は、判定部３６から信号ＣＴＬを受けると、電圧センサー１６から受けた電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ１に降圧するための電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋをコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力する。
【０１１２】
コンバータ用デューティー比演算部３４は、電圧指令演算部３３からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍまたはＶｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂと、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍとに基づいて、電圧Ｖｍを電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍまたはＶｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１１３】
また、コンバータ用デューティー比演算部３４は、判定部３６から信号ＳＴＰを受けると、電圧指令演算部３３からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍまたはＶｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋに拘わらず、ＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを０％に設定したデューティー比を演算してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１１４】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５は、コンバータ用デューティー比演算部３４からのデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵ（または信号ＰＷＭＤまたは信号ＰＷＭＬ）を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ（または信号ＰＷＭＤまたは信号ＰＷＭＬ）を昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０１１５】
判定部３６は、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けると、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、上述した方法によって交流モータＭ１の動作モータが力行モードであるか回生モードであるかを判定し、交流モータＭ１の動作モータが力行モードであるとき、昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定し、交流モータＭ１の動作モータが回生モードであるとき、昇圧コンバータ１１が降圧動作中であると判定する。そして、判定部３６は、昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定したとき信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力し、昇圧コンバータ１１が降圧動作中であると判定したとき交流モータＭ１において漏電が発生したことを示す信号ＬＫＥを生成して表示装置（図示せず）へ出力する。
【０１１６】
また、判定部３６は、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力した後、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂに等しいか否かを判定し、電圧Ｖｍが直流電圧Ｖｂに等しいとき、信号ＳＴＰを生成してコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力し、電圧Ｖｍが直流電圧Ｖｂよりも高いとき、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。
【０１１７】
さらに、判定部３６は、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力した後、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ１以下であるか否かを判定し、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ１以下であるとき、信号ＳＴＰを生成してコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力し、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ１よりも高いとき、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。
【０１１８】
なお、昇圧コンバータ１１の下側のＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬ１における電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上側のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインの電圧が下がる。そこで、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインの電圧を直流電源Ｂ１の出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。
【０１１９】
コンバータ制御手段３０２は、交流モータＭ１の動作モードが力行モードであるとき直流電圧Ｖｂを昇圧するための信号ＰＷＭＵを生成し、交流モータＭ１の動作モードが回生モードであるとき電圧Ｖｍを降圧するための信号ＰＷＭＤを生成する。
【０１２０】
そして、これらの信号ＰＷＭＵおよび信号ＰＷＭＤは、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて生成される。すなわち、信号ＰＷＭＵは、交流モータＭ１が力行モードにあり、昇圧コンバータ１１が昇圧動作を行なう場合に生成され、信号ＰＷＭＤは、交流モータＭ１が回生モードにあり、昇圧コンバータ１１が降圧動作を行なう場合に生成される。
【０１２１】
また、コンバータ制御手段３０２は、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受け、かつ、昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定したとき、降圧動作を行なうように昇圧コンバータ１１を制御する信号ＰＷＭＬを生成する。したがって、信号ＰＷＭＬは、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに無関係に生成され、昇圧コンバータ１１の動作を昇圧動作から降圧動作へ強制的に切換える信号である。
【０１２２】
昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生した場合、信号ＰＷＭＬによって昇圧コンバータ１１の動作を昇圧動作から降圧動作へ強制的に切換えることにより、インバータ２０側における直流電圧Ｖｍを低下させ、漏電電流を抑制できる。
【０１２３】
図５は、図１に示すインピーダンス判定回路６０の機能ブロック図である。図５を参照して、インピーダンス判定回路６０は、ノイズフィルター６０１〜６０３と、バンドパスフィルター６０４〜６０６と、ピークホールド回路６０７〜６０９と、波高値抽出回路６１０〜６１２と、判定回路６１３とを含む。
【０１２４】
ノイズフィルター６０１〜６０３は、ノードＮ１を介して交流信号Ｅを受け、その受けた交流信号Ｅのノイズをカットして、それぞれ、ハンドパスフィルタ６０４〜６０６へ出力する。
【０１２５】
バンドパスフィルター６０４は、交流信号Ｅから周波数ｆ２，ｆ３の交流信号をカットし、周波数ｆ１の交流信号のみをピークホールド回路６０７へ透過する。また、バンドパスフィルター６０５は、交流信号Ｅから周波数ｆ１，ｆ３の交流信号をカットし、周波数ｆ２の交流信号のみをピークホールド回路６０８へ透過する。さらに、バンドパスフィルター６０６は、交流信号Ｅから周波数ｆ１，ｆ２の交流信号をカットし、周波数ｆ３の交流信号のみをピークホールド回路６０９へ透過する。
【０１２６】
ピークホールド回路６０７は、周波数ｆ１の交流信号のピーク値をホールドし、ホールド信号ＨＤ１を波高値抽出回路６１０へ出力する。また、ピークホールド回路６０８は、周波数ｆ２の交流信号のピーク値をホールドし、ホールド信号ＨＤ２を波高値抽出回路６１１へ出力する。さらに、ピークホールド回路６０９は、周波数ｆ３の交流信号のピーク値をホールドし、ホールド信号ＨＤ３を波高値抽出回路６１２へ出力する。
【０１２７】
波高値抽出回路６１０は、ホールド信号ＨＤ１に基づいて周波数ｆ１の交流信号の波高値Ｈ１を抽出し、その抽出した波高値Ｈ１を判定回路６１３へ出力する。また、波高値抽出回路６１１は、ホールド信号ＨＤ２に基づいて周波数ｆ２の交流信号の波高値Ｈ２を抽出し、その抽出した波高値Ｈ２を判定回路６１３へ出力する。さらに、波高値抽出回路６１２は、ホールド信号ＨＤ３に基づいて周波数ｆ３の交流信号の波高値Ｈ３を抽出し、その抽出した波高値Ｈ３を判定回路６１３へ出力する。
【０１２８】
判定回路６１３は、波高値抽出回路６１０〜６１２から受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３に基づいて交流モータＭ１等の交流部における漏電の有無、または直流電源Ｂ１からインバータ２０までの直流部における漏電の有無を判定する。
【０１２９】
まず、交流部における漏電の有無の判定方法について説明する。この発明においては、インバータ２０および交流モータＭ１の交流部において漏電が発生した場合、漏電インピーダンスは抵抗成分２５とキャパシタンス成分２６とが並列に接続されたインピーダンスに相当することとしている。そして、交流部において漏電が発生した場合、発振回路４０から出力された交流信号Ｅ0は、抵抗５０、カップリングコンデンサ１５、抵抗成分２５とキャパシタンス成分２６との並列接続によるインピーダンス（「漏電インピーダンス」という。以下同じ。）、およびアースラインＧＮＤの経路を伝達される。したがって、漏電インピーダンスをＺとすると、漏電が発生した場合の等価回路は図６に示す回路になる。電源Ｖは、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のうちの１つの周波数を有する交流電圧を出力する。そして、抵抗５０の抵抗値をＲ１、カップリングコンデンサ１５の容量をＣ１とし、漏電インピーダンスＺは、容量Ｃ２と抵抗Ｒ２とが並列接続されたものとする。
【０１３０】
そうすると、図６に示す等価回路の全インピーダンスＺ０は、抵抗Ｒ１、容量Ｃ１および漏電インピーダンスＺを直列に接続したものであるが、ノードＮ１における電圧Ｖｎは、漏電が発生するか否か、つまり、漏電インピーダンスＺに大きく影響されるので、抵抗Ｒ１および容量Ｃ１を漏電インピーダンスＺを構成する抵抗Ｒ２および容量Ｃ２に取り込んで考えることにする。
【０１３１】
したがって、全インピーダンスＺ０は、
【０１３２】
【数１】
【０１３３】
となる。
そうすると、電圧Ｖｎは、
【０１３４】
【数２】
【０１３５】
となる。
その結果、電圧Ｖｎは、電圧Ｖの周波数ｆが高くなれば低くなり、周波数ｆが低くなれば高くなる。つまり、電圧Ｖｎは、電圧Ｖの周波数ｆの変動に伴って変化する。このことは、判定回路６１３が波高値抽出回路６１０〜６１２から受ける波高値Ｈ１〜Ｈ３が周波数の変動に伴って変化することに相当する。したがって、判定回路６１３は、波高値抽出回路６１０〜６１２から受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３が変動していれば交流部において漏電が発生していると判定する。
【０１３６】
また、交流部において漏電が発生していなければ、電圧Ｖｎは抵抗Ｒ１のみに依存する。すなわち、漏電が発生していないとき、電圧Ｖｎは、電圧Ｖの周波数ｆが変動しても一定である。このことは、判定回路６１３が波高値抽出回路６１０〜６１２から受ける波高値Ｈ１〜Ｈ３が、周波数の変動に伴って変化しないことに相当する。したがって、判定回路６１３は、波高値抽出回路６１０〜６１２から受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３が変動していなければ交流部において漏電が発生していないと判定する。
【０１３７】
次に、直流部における漏電の有無の判定方法について説明する。直流電源Ｂ１からインバータ２０までの直流部において漏電が発生した場合、漏電インピーダンスＺは抵抗成分２７から成るインピーダンスに相当する。そして、直流部において漏電が発生した場合、発振回路４０から出力された交流信号Ｅ0は、抵抗５０、カップリングコンデンサ１５、抵抗成分２７から成る漏電インピーダンスＺ、およびアースラインＧＮＤの経路を伝達される。したがって、直流部において漏電が発生した場合の等価回路は図６に示す回路の漏電インピーダンスＺを抵抗成分２７の抵抗値に代えたものに相当する。
【０１３８】
抵抗成分２７の抵抗値を抵抗Ｒ２とすると、図６に示す等価回路の全インピーダンスＺ０は、抵抗Ｒ１、容量Ｃ１および抵抗抵抗Ｒ２を直列に接続したものであるが、ノードＮ１における電圧Ｖｎは、漏電が発生するか否か、つまり、漏電インピーダンスＺ（すなわち、抵抗Ｒ２）の変動に大きく影響されるので、全インピーダンスＺの値は、抵抗Ｒ２に大きく依存する。
【０１３９】
このように、直流部において漏電が発生した場合、全インピーダンスＺ０に大きく影響を与えるのは、抵抗成分２７であるので、直流部において漏電が発生した場合、ノードＮ１における電圧Ｖｎは、電圧Ｖの周波数が変動しても一定である。
【０１４０】
このことは、判定回路６１３が波高値抽出回路６１０〜６１２から受ける波高値Ｈ１〜Ｈ３が周波数の変動に伴って変化しないことに相当する。したがって、判定回路６１３は、波高値抽出回路６１０〜６１２から受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３が変動していなければ、その受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３が基準値よりも小さいか否かを判定する。そして、判定回路６１３は、波高値Ｈ１〜Ｈ３が基準値よりも大きいとき直流部において漏電が発生していると判定し、波高値Ｈ１〜Ｈ３が基準値よりも小さいとき直流部において漏電が発生していないと判定する。
【０１４１】
判定回路６１３は、上述した方法によって、交流部において漏電が発生していると判定したとき、信号ＤＥＬを生成して制御装置３０へ出力する。
【０１４２】
なお、以下においては、交流部において漏電が発生した場合の負荷駆動装置１００における制御について説明する。
【０１４３】
図７は、図１に示す負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのフローチャートである。図７を参照して、一連の動作が開始されると、漏電検出器７０は、上述した方法によって交流部における漏電の発生を検出したとき信号ＤＥＬを生成して制御装置３０へ出力する。コンバータ制御手段３０２の判定部３６は、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けたか否かを判定することにより、漏電が発生したか否かを判定する（ステップＳ１）。そして、ステップＳ１において、漏電が発生したと判定すると、判定部３６は、上述した方法によって昇圧コンバータ１１が昇圧動作中か否かを判定する（ステップＳ２）。そして、判定部３６は、昇圧コンバータ１１が昇圧動作中でないと判定したとき、信号ＬＫＥを生成して表示装置（図示せず）へ出力する。表示装置は、信号ＬＫＥに応じて、交流部において漏電が発生したことを示す警告灯を点灯する（ステップＳ３）。その後、一連の動作が終了する。
【０１４４】
一方、ステップＳ２において、判定部３６は、昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定したとき、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。電圧指令演算部３３は、判定部３６からの信号ＣＴＬに応じて、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂからなる電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ１（電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋの一種）を演算してコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力する。
【０１４５】
コンバータ用デューティー比演算部３４は、電圧指令演算部３３からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ１（＝Ｖｂ）、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、および電圧センサー１６からの電圧Ｖｍに基づいて、上述した方法によって、電圧Ｖｍを直流電圧Ｖｂに降圧するためのデューティー比ＤＲ１を演算し、その演算したデューティー比ＤＲ１をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１４６】
そうすると、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５は、コンバータ用デューティー比演算部３４からのデューティー比ＤＲ１に基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＬ１（信号ＰＷＭＬの一種）を生成し、その生成した信号ＰＷＭＬ１を昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０１４７】
この信号ＰＷＭＬ１は、ＮＰＮトランジスタＱ１をオンし続け、ＮＰＮトランジスタＱ２をオフし続けるための信号である。したがって、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５が信号ＰＷＭＬ１をＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力することによって、ＮＰＮトランジスタＱ２のオフ制御およびＮＰＮトランジスタＱ１のオン制御が行なわれる（ステップＳ４，Ｓ５）。
【０１４８】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ２は、信号ＰＷＭＬ１に応じてオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＬ１に応じてオンされる。そして、昇圧コンバータ１１は、コンデンサ１２側の直流電流を直流電源Ｂ１側へ供給して電圧Ｖｍを直流電圧Ｖｂ（「電源電圧」ともいう。）に降圧する。
【０１４９】
そして、コンバータ制御手段３０２の判定部３６は、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂに一致するか否かを判定し（ステップＳ６）、電圧Ｖｍが直流電圧Ｖｂに一致しないとき信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。そして、ステップＳ４〜Ｓ６が繰返し実行される。
【０１５０】
一方、ステップＳ６において、電圧Ｖｍが直流電圧Ｖｂに一致すると判定されたとき、判定部３６は、信号ＳＴＰを生成してコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力する。そして、コンバータ用デューティー比演算部３４は、判定部３６から信号ＳＴＰを受けるとＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを０％に設定したデューティー比を演算してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５は、ＮＰＮトランジスタＱ１をオフするための信号を生成してＮＰＮトランジスタＱ１へ出力する。すなわち、コンバータ制御手段３０２は、ＮＰＮトランジスタＱ１をオフ制御する（ステップＳ７）。その後、一連の動作は終了する。
【０１５１】
図７に示すフローチャートは、交流部において漏電が発生した場合、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂに降圧して直流電源Ｂ１に供給するフローチャートである。したがって、コンバータ制御手段３０２は、負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生した場合、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧して直流電源Ｂ１に供給するようにＮＰＮトランジスタＱ１をオン制御する。これにより、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍは、電源電圧Ｖｂまで低下するので、漏電電流を最大限抑制できる。
【０１５２】
負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図８に示すフローチャートに従って行なわれてもよい。図８は、図１に示す負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するための他のフローチャートである。
【０１５３】
図８に示すフローチャートは、図７に示すフローチャートのステップＳ５，Ｓ６をそれぞれステップＳ５Ａ，Ｓ６Ａに代えたものであり、その他は、図７に示すフローチャートと同じである。図８を参照して、ステップＳ２において昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定されると、電圧指令演算部３３は、所定の電圧Ｖｒｅｆ１からなる電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ２（電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋの一種）を演算してコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力する。この所定の電圧Ｖｒｅｆ１は、電源電圧Ｖｂよりも高く、かつ、直流電圧Ｖｍよりも低い電圧である。
【０１５４】
コンバータ用デューティー比演算部３４は、電圧指令演算部３３からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ２（＝Ｖｒｅｆ１）、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、および電圧センサー１６からの電圧Ｖｍに基づいて、上述した方法によって、電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ１に降圧するためのデューティー比ＤＲ２を演算し、その演算したデューティー比ＤＲ２をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１５５】
そうすると、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５は、コンバータ用デューティー比演算部３４からのデューティー比ＤＲ２に基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＬ２（信号ＰＷＭＬの一種）を生成し、その生成した信号ＰＷＭＬ２を昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０１５６】
この信号ＰＷＭＬ２は、ＮＰＮトランジスタＱ１をスイッチングし、ＮＰＮトランジスタＱ２をオフし続けるための信号である。したがって、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５が信号ＰＷＭＬ２をＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力することによって、ＮＰＮトランジスタＱ２のオフ制御およびＮＰＮトランジスタＱ１のスイッチング制御が行なわれる（ステップＳ４，Ｓ５Ａ）。
【０１５７】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ２は、信号ＰＷＭＬ２に応じてオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＬ２に応じてスイッチングされる。そして、昇圧コンバータ１１は、ＮＰＮトランジスタＱ１のオン期間中、コンデンサ１２側の直流電流を直流電源Ｂ１側へ供給して電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ１に降圧する。
【０１５８】
そして、コンバータ制御手段３０２の判定部３６は、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ１以下か否かを判定し（ステップＳ６Ａ）、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ１以下でないとき信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。そして、ステップＳ４，Ｓ５Ａ，Ｓ６Ａが繰返し実行される。
【０１５９】
一方、ステップＳ６Ａにおいて、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ１以下であると判定されたとき、判定部３６は、信号ＳＴＰを生成してコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力する。その後、上述した動作が行なわれる。
【０１６０】
なお、所定の電圧Ｖｒｅｆ１は、直流電圧Ｖｍと電源電圧Ｖｂとの電圧差が所定値になるときの電圧である。たとえば、所定の電圧Ｖｒｅｆ１は、電源電圧Ｖｂが２１０Ｖであるとき、２５０Ｖに設定される。このとき、所定値は４０Ｖである。したがって、昇圧コンバータ１１は、直流電圧Ｖｍを２５０Ｖまで降圧させると、停止される。
【０１６１】
図８に示すフローチャートは、交流部において漏電が発生した場合、インバータ２０側の直流電圧ＶｍをＮＰＮトランジスタＱ１のスイッチング動作により所定の電圧Ｖｒｅｆ１まで降圧して直流電源Ｂ１に供給するフローチャートである。したがって、コンバータ制御手段３０２は、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に交流部において漏電が発生した場合、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ１に降圧して直流電源Ｂ１に供給するようにＮＰＮトランジスタＱ１をスイッチング制御する。
【０１６２】
これにより、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍは所定の電圧Ｖｒｅｆ１まで低下し、交流部における漏電電流を抑制できる。
【０１６３】
また、図８に示すフローチャートにおいては、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍが電源電圧Ｖｂよりも高い所定の電圧Ｖｒｅｆ１まで降圧されると、昇圧コンバータ１１の降圧動作を停止するので（ステップＳ６Ａ，Ｓ７参照）、漏電電流の抑制動作を行なう期間を短縮できる。
【０１６４】
負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図９に示すフローチャートに従って行なわれてもよい。負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作が図９に示すフローチャートに従って行なわれる場合、制御装置３０は、コンバータ制御手段３０２に代えて図１０に示すコンバータ制御手段３０２Ａを含む。
【０１６５】
図１０は、コンバータ制御手段の他の機能ブロック図である。図１０を参照して、コンバータ制御手段３０２Ａは、コンバータ制御手段３０２の電圧指令演算部３３を電圧指令演算部３３Ａに代え、コンバータ用デューティー比演算部３４をコンバータ用デューティー比演算部３４Ａに代え、判定部３６を判定部３６Ａに代えたものであり、その他は、コンバータ制御手段３０２と同じである。
【０１６６】
電圧指令演算部３３Ａは、判定部３６Ａから信号ＣＴＬ１を受けると、直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ２まで降圧するための電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３１（電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋの一種）を演算してコンバータ用デューティー比演算部３４Ａへ出力する。
【０１６７】
なお、所定の電圧Ｖｒｅｆ２は、ＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを１００％に設定しても、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１をオンし続けても過電流よりも小さい直流電流がＮＰＮトランジスタＱ１に流れるときの電圧である。
【０１６８】
また、電圧指令演算部３３Ａは、判定部３６Ａから信号ＣＴＬ２を受けると、直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧するための電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３２（電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋの一種）を演算してコンバータ用デューティー比演算部３４Ａへ出力する。
【０１６９】
電圧指令演算部３３Ａは、その他、電圧指令演算部３３と同じ機能を果たす。
コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、電圧指令演算部３３Ａからの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３１に応じて、過電流よりも小さい直流電流をＮＰＮトランジスタＱ１に流すためのデューティー比ＤＲ３（「保護デューティー比」と言う。）を演算してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１７０】
また、コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、電圧指令演算部３３Ａからの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３２に応じて、直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧するためのデューティー比ＤＲ１を演算してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１７１】
コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、その他、コンバータ用デューティー比演算部３４と同じ機能を果たす。
【０１７２】
判定部３６Ａは、判定部３６と同じ方法により昇圧コンバータ１１が昇圧動作中か降圧動作中かを判定し、昇圧動作中であると判定したとき信号ＣＴＬ１を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。
【０１７３】
また、判定部３６Ａは、信号ＣＴＬ１を電圧指令演算部３３Ａへ出力した後、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２以下か否かを判定する。そして、判定部３６Ａは、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２よりも高いとき信号ＣＴＬ１を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力し、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２以下であるとき信号ＣＴＬ２を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。
【０１７４】
判定部３６Ａは、その他、判定部３６と同じ機能を果たす。
図９は、図１に示す負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。そして、図９に示すフローチャートは、図７に示すフローチャートのステップＳ４〜Ｓ６をステップＳ１０〜Ｓ１５に代えたものであり、その他は、図７に示すフローチャートと同じである。
【０１７５】
図９を参照して、ステップＳ２において昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定されると、判定部３６Ａは、信号ＣＴＬ１を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。電圧指令演算部３３Ａは、判定部３６Ａからの信号ＣＴＬ１に応じて、所定の電圧Ｖｒｅｆ２からなる電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３１を演算してコンバータ用デューティー比演算部３４Ａへ出力する。
【０１７６】
コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、電圧指令演算部３３Ａからの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３１（＝Ｖｒｅｆ２）、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、および電圧センサー１６からの電圧Ｖｍに基づいて、上述した方法によって、電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ２に降圧するためのデューティー比ＤＲ３（保護デューティー比）を演算し、その演算したデューティー比ＤＲ３をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。すなわち、コンバータ制御手段３０２Ａは、保護デューティー比を決定する（ステップＳ１０）。
【０１７７】
そうすると、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５は、コンバータ用デューティー比演算部３４Ａからのデューティー比ＤＲ３に基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＬ３（信号ＰＷＭＬの一種）を生成し、その生成した信号ＰＷＭＬ３を昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０１７８】
この信号ＰＷＭＬ３は、ＮＰＮトランジスタＱ１をデューティー比ＤＲ３（保護デューティー比）でスイッチングし、ＮＰＮトランジスタＱ２をオフし続けるための信号である。したがって、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５が信号ＰＷＭＬ３をＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力することによって、ＮＰＮトランジスタＱ２のオフ制御およびＮＰＮトランジスタＱ１の保護デューティー比によるスイッチング制御が行なわれる（ステップＳ１１，Ｓ１２）。
【０１７９】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ２は、信号ＰＷＭＬ３に応じてオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＬ３に応じて保護デューティー比でスイッチングされる。そして、昇圧コンバータ１１は、ＮＰＮトランジスタＱ１のオン期間中、過電流よりも小さい直流電流をＮＰＮトランジスタＱ１に流しながらコンデンサ１２側の直流電流を直流電源Ｂ１側へ供給して電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ２に降圧する。
【０１８０】
そして、コンバータ制御手段３０２Ａの判定部３６Ａは、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２以下か否かを判定し（ステップＳ１３）、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２以下でないとき信号ＣＴＬ１を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。そして、ステップＳ１０〜Ｓ１３が繰返し実行される。
【０１８１】
一方、ステップＳ１３において、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２以下であると判定されたとき、判定部３６Ａは、信号ＣＴＬ２を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。電圧指令演算部３３Ａは、信号ＣＴＬ２に応じて、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３２を演算してコンバータ用デューティー比演算部３４Ａへ出力する。
【０１８２】
そうすると、コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３２に応じて、上述したディーティー比ＤＲ１を生成してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５は、デューティー比ＤＲ１に基づいて、信号ＰＷＭＬ１を生成して昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０１８３】
信号ＰＷＭＬ１は、上述したように、ＮＰＮトランジスタＱ１をオンし続け、ＮＰＮトランジスタＱ２をオフし続けるための信号である。したがって、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５が信号ＰＷＭＬ１をＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力することによって、ＮＰＮトランジスタＱ２は、ステップＳ１１においてオフされてから継続してオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ１のオン制御が行なわれる（ステップＳ１４）。
【０１８４】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ２は、信号ＰＷＭＬ１に応じて継続してオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＬ１に応じて、常時、オンされる。そして、昇圧コンバータ１１は、コンデンサ１２側の直流電流を直流電源Ｂ１側へ供給して電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂに降圧する。
【０１８５】
そして、コンバータ制御手段３０２Ａの判定部３６Ａは、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂに一致するか否かを判定し（ステップＳ１５）、電圧Ｖｍが直流電圧Ｖｂに一致しないとき信号ＣＴＬ２を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。そして、ステップＳ１４，Ｓ１５が繰返し実行される。
【０１８６】
一方、ステップＳ１５において、電圧Ｖｍが直流電圧Ｖｂに一致すると判定されたとき、判定部３６Ａは、信号ＳＴＰを生成してコンバータ用デューティー比演算部３４Ａへ出力する。その後、上述した動作が行なわれる。
【０１８７】
図９に示すフローチャートは、交流部において漏電が発生した場合、過電流よりも小さい直流電流をＮＰＮトランジスタＱ１に流しながらインバータ２０側の直流電圧ＶｍをＮＰＮトランジスタＱ１のスイッチング動作により所定の電圧Ｖｒｅｆ２まで降圧し、直流電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２まで降圧されるとＮＰＮトランジスタＱ１をオンし続けて直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧するフローチャートである。そして、所定の電圧Ｖｒｅｆ２は、ＮＰＮトランジスタＱ１をオンし続けても過電流よりも小さい直流電流がＮＰＮトランジスタＱ１に流れる電圧である。
【０１８８】
したがって、コンバータ制御手段３０２Ａは、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に交流部において漏電が発生した場合、過電流よりも小さい直流電流をＮＰＮトランジスタＱ１に流しながら、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ２および電源電圧Ｖｂへ順次降圧するようにＮＰＮトランジスタＱ１を制御する。
【０１８９】
これにより、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍは電源電圧Ｖｂまで低下し、ＮＰＮトランジスタＱ１を保護しながら交流部における漏電電流を最大限抑制できる。
【０１９０】
このように、コンバータ制御手段３０２Ａは、過電流よりも小さい直流電流がＮＰＮトランジスタＱ１に流れるようにＮＰＮトランジスタＱ１を制御してＮＰＮトランジスタＱ１を保護しながら、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで低下させることにより漏電電流を最大限抑制するように昇圧コンバータ１１を制御する。
【０１９１】
コンバータ制御手段３０２Ａのコンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３１に応じて、過電流よりも小さい直流電流をＮＰＮトランジスタＱ１に流すためのデューティー比ＤＲ３（保護デューティー比）を演算するが、この保護デューティー比は、漏電が発生したときの直流電圧Ｖｍの電圧レベルによって変化する。すなわち、漏電が発生したときの直流電圧Ｖｍの電圧レベルが相対的に高いとき、保護デューティー比のオンデューティーは、相対的に小さくなり、漏電が発生したときの直流電圧Ｖｍの電圧レベルが相対的に低いとき、保護デューティー比のオンデューティーは、相対的に大きくなる。
【０１９２】
より具体的には、ＮＰＮトランジスタＱ１の過電流をＩｌｉｍとし、ＮＰＮトランジスタＱ１のオン抵抗をＲONとし、保護デューティー比のオンデューティーをＤＲONとしたとき、次式が成立する。
【０１９３】
【数３】
【０１９４】
式（３）より、保護デューティー比のオンデューティーＤＲONは、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍに反比例する。
【０１９５】
図１１は、保護デューティー比のオンデューティーＤＲONとインバータ２０側における直流電圧Ｖｍとの関係を示す図である。曲線ｋ１は、直流電圧Ｖｍがコンデンサ１２側から昇圧コンバータ１１に印加されたときに、過電流よりも小さい直流電流をＮＰＮトランジスタＱ１に流すためのオンデューティーＤＲONと直流電圧Ｖｍとの関係を示す。そして、オンデューティーＤＲONは、直流電圧Ｖｍに反比例する。
【０１９６】
コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、図１１に示すマップを保持しており、電圧指令演算部３３Ａから電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３１を受けると、電圧センサー１６からの直流電圧Ｖｍに対応するオンデューティーＤＲONを図１１に示すマップから抽出する。そして、コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、抽出したオンデューティーＤＲONを用いて保護デューティー比ＤＲ３を演算し、その演算した保護デューティー比ＤＲ３をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１９７】
したがって、図９に示すステップＳ１０においては、図１１に示すマップを参照して、電圧センサー１６により検出された直流電圧Ｖｍに対応するオンデューティーＤＲONを抽出して保護デューティー比を決定するようにしてもよい。また、オンデューティーＤＲONは、保護デューティー比ＤＲ３と等価であるので、コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、保護デューティー比ＤＲ３と直流電圧Ｖｍとの関係を示すマップを保持しており、電圧センサー１６により検出された直流電圧Ｖｍに対応する保護デューティー比をマップを参照して抽出するようにしてもよい。この場合、保護デューティー比ＤＲ３と直流電圧Ｖｍとの関係を示すマップは、図１１に示す曲線ｋ１と同じ曲線になる。
【０１９８】
このように、図１１に示すマップに従って保護デューティー比ＤＲ３を決定する場合、ＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーは、直流電圧Ｖｍが相対的に高いときは相対的に短くなり、直流電圧Ｖｍが相対的に低いときは相対的に長くなる。
【０１９９】
したがって、ＮＰＮトランジスタＱ１に流れる直流電流がＮＰＮトランジスタＱ１の過電流よりも小さくなるようにＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーが直流電圧Ｖｍの電圧レベルに応じて決定されるので、直流電圧Ｖｍの電圧レベルが変動してもＮＰＮトランジスタＱ１を保護しながら漏電電流を抑制できる。
【０２００】
負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図１２に示すフローチャートに従って行なわれてもよい。負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作が図１２に示すフローチャートに従って行なわれる場合、制御装置３０は、コンバータ制御手段３０２に代えて図１３に示すコンバータ制御手段３０２Ｂを含む。
【０２０１】
図１３は、コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。図１３を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｂは、コンバータ制御手段３０２の判定部３６を判定部３６Ｂに代え、演算部３７を追加したものであり、その他は、コンバータ制御手段３０２と同じである。
【０２０２】
演算部３７は、電流センサー１７からの直流電流ＢＣＲＴに基づいて、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣ（Ｓｃａｌｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を積算し、その積算した容量ＳＯＣを判定部３６Ｂへ出力する。
【０２０３】
判定部３６Ｂは、演算部３７からの容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達しているか否かを判定する。そして、判定部３６Ｂは、容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達しているとき、信号ＣＴＬおよびＬレベルの信号ＳＥを生成し、その生成した信号ＣＴＬを電圧指令演算部３３へ出力し、Ｌレベルの信号ＳＥをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。また、判定部３６Ｂは、容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達していないとき、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。
【０２０４】
判定部３６Ｂは、その他、判定部３６と同じ機能を果たす。
図１２は、図１に示す負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。そして、図１２に示すフローチャートは、図７に示すフローチャートのステップＳ２とステップＳ４との間にステップＳ２１，Ｓ２２を挿入したものであり、その他は、図７に示すフローチャートと同じである。
【０２０５】
図１２を参照して、ステップＳ２において、昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定されると、判定部３６Ｂは、演算部３７からの容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達しているか否かを判定し（ステップＳ２１）、容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達していないとき、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。そして、上述したステップＳ４〜Ｓ７が実行される。
【０２０６】
一方、ステップＳ２１において、容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達していると判定されたとき、判定部３６Ｂは、Ｌレベルの信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。そして、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、Ｌレベルの信号ＳＥによりオフされる（ステップＳ２２）。その後、上述したステップＳ４〜Ｓ７が実行され、昇圧コンバータ１１は、直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、昇圧コンバータ１１からの直流電圧の電圧レベルを変換して直流電源Ｂ２を充電する。また、エアコン１４は、昇圧コンバータ１１からの直流電圧により駆動される。その他、上述したとおりである。
【０２０７】
図１２に示すフローチャートは、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生したとき、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達しているか否かを判定し、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達しているときは、直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧してＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給し、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達していないときは、直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧して直流電源Ｂ１へ供給するものである。
【０２０８】
これにより、直流電源Ｂ１を保護しながら漏電電流を最大限抑制できる。
負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図１４に示すフローチャートに従って行なわれてもよい。負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作が図１４に示すフローチャートに従って行なわれる場合、制御装置３０は、コンバータ制御手段３０２に代えて図１３に示すコンバータ制御手段３０２Ｂを含む。
【０２０９】
図１４は、図１に示す負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。そして、図１４に示すフローチャートは、図８に示すフローチャートのステップＳ２とステップＳ４との間にステップＳ２１，Ｓ２２を挿入したものであり、その他は、図８に示すフローチャートと同じである。
【０２１０】
ステップＳ２１，Ｓ２２については、図１２において説明したとおりである。
図１４に示すフローチャートは、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生したとき、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達しているか否かを判定し、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達しているときは、直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ１まで降圧してＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給し、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達していないときは、直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ１まで降圧して直流電源Ｂ１へ供給するものである。
【０２１１】
これにより、直流電源Ｂ１を保護しながら漏電電流を抑制できる。また、漏電電流を抑制する動作期間を短縮できる。
【０２１２】
負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図１５に示すフローチャートに従って行なわれてもよい。負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作が図１５に示すフローチャートに従って行なわれる場合、制御装置３０は、コンバータ制御手段３０２に代えて図１６に示すコンバータ制御手段３０２Ｃを含む。
【０２１３】
図１６は、コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。図１６を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｃは、コンバータ制御手段３０２Ａの判定部３６Ａを判定部３６Ｃに代え、演算部３７を追加したものであり、その他は、コンバータ制御手段３０２Ａと同じである。
【０２１４】
演算部３７については、上述したとおりである。判定部３６Ｃは、演算部３７からの容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達したか否かを判定し、容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達していないとき、信号ＣＴＬ１を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。また、判定部３６Ｃは、容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達しているとき、信号ＣＴＬ１およびＬレベルの信号ＳＥを生成し、その生成した信号ＣＴＬ１を電圧指令演算部３３Ａへ出力し、生成したＬレベルの信号ＳＥをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【０２１５】
判定部３６Ｃは、その他、判定部３６および３６Ａと同じ機能を果たす。
図１５は、図１に示す負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。そして、図１５に示すフローチャートは、図９に示すフローチャートのステップＳ２とステップＳ１０との間にステップＳ２１，Ｓ２２を挿入したものであり、その他は、図９に示すフローチャートと同じである。
【０２１６】
ステップＳ２１，Ｓ２２については、図１２において説明したとおりである。
図１５に示すフローチャートは、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生したとき、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達しているか否かを判定し、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達しているときは、ＮＰＮトランジスタＱ１を保護しながら直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ２および電源電圧Ｖｂまで順次降圧してＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給し、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達していないときは、ＮＰＮトランジスタＱ１を保護しながら直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ２および電源電圧Ｖｂまで順次降圧して直流電源Ｂ１へ供給するものである。
【０２１７】
これにより、直流電源Ｂ１およびＮＰＮトランジスタＱ１を保護しながら漏電電流を最大限抑制できる。
【０２１８】
上述したように、この発明においては、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生したとき、降圧動作を行なうように昇圧コンバータ１１を制御することを特徴とする（図７，１２のステップＳ４〜Ｓ６、図８，１４のステップＳ４，Ｓ５Ａ，Ｓ６Ａ、および図９，１５のステップＳ１０〜Ｓ１５参照）。
【０２１９】
この特徴により、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍは降圧され、漏電電流を抑制することができる。
【０２２０】
なお、コンバータ制御手段３０２における漏電電流を抑制する動作は、実際には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって実行され、ＣＰＵは、図７〜図９、図１２、図１４および図１５のいずれかに示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図７〜図９、図１２、図１４および図１５のいずれかに示すフローチャートに従って負荷駆動装置１００における漏電電流を抑制する制御を行なう。
【０２２１】
したがって、ＲＯＭは、負荷駆動装置１００における漏電電流を抑制する制御を行なうプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０２２２】
また、交流モータＭ１は、「負荷」を構成する。
さらに、直流電源Ｂ２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４は、「補機」を構成する。
【０２２３】
再び、図１を参照して、負荷駆動装置１００における全体動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮを受ける。そして、制御装置３０は、Ｈレベルの信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍ、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、上述した方法によって交流モータＭ１がトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生するように昇圧コンバータ１１およびインバータ２０を制御するための信号ＰＷＭＵおよび信号ＰＷＭＩを生成してそれぞれ昇圧コンバータ１１およびインバータ２０へ出力する。
【０２２４】
そして、直流電源Ｂ１は直流電圧を出力し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は直流電圧を昇圧コンバータ１１へ供給する。
【０２２５】
そうすると、昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵに応じてオン／オフされ、直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換してコンデンサ１２に供給する。
【０２２６】
コンデンサ１２は、昇圧コンバータ１１から供給された直流電圧を平滑化してインバータ２０へ供給する。インバータ２０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに従ってオン／オフされ、インバータ２０は、直流電圧を交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを交流モータＭ１が発生するように交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に所定の交流電流を流す。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生する。
【０２２７】
負荷駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードになった場合、制御装置３０は、直流電圧Ｖｂ、電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、信号ＰＷＭＣおよび信号ＰＷＭＤを生成してそれぞれインバータ２０および昇圧コンバータ１１へ出力する。
【０２２８】
交流モータＭ１は、交流電圧を発電し、その発電した交流電圧をインバータ２０へ供給する。そして、インバータ２０は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに従って、交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ１２を介して昇圧コンバータ１１へ供給する。
【０２２９】
昇圧コンバータ１１は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＤに従って直流電圧を降圧して直流電源Ｂ１に供給し、直流電源Ｂ１を充電する。
【０２３０】
そして、負荷駆動装置１００が交流モータＭ１を駆動しているとき、漏電検出器７０は、上述した方法によって、交流部における漏電を検出すると、交流部において漏電が発生したことを示す信号ＤＥＬを生成して制御装置３０へ出力する。
【０２３１】
そうすると、制御装置３０は、漏電が検出されたのが昇圧コンバータ１１の昇圧動作中であるか否かを判定し、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に漏電が検出されたと判定したとき、上述したように、降圧動作を行なうように昇圧コンバータ１１を制御する。
【０２３２】
また、制御装置３０は、昇圧コンバータ１１の降圧動作中に漏電が検出されたと判定したとき、信号ＬＫＥを生成して表示装置（図示せず）に出力する。そして、表示装置は、信号ＬＫＥに応じて警告灯を点灯する。
【０２３３】
これにより、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に漏電が検出されたとき、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍは降圧されるので、漏電電流を抑制できる。
【０２３４】
［実施の形態２］
図１７は、実施の形態２による負荷駆動装置の概略ブロック図である。図１７を参照して、負荷駆動装置１００Ａは、負荷駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ａに代え、漏電検出器７０を漏電検出器８０に代えたものであり、その他は、負荷駆動装置１００と同じである。
【０２３５】
漏電検出器８０は、スイッチ８１と、コンデンサ８２と、電流センサー８３とを含む。スイッチ８１およびコンデンサ８２は、交流モータＭ１のＷ相コイルの一方端とアースラインＧＮＤとの間に直列に接続される。この場合、スイッチ８１は、交流モータＭ１側に接続され、コンデンサ８２は、アースラインＧＮＤ側に接続される。そして、電流センサー８３は、コンデンサ８２とアースラインＧＮＤとの間の配線に設置される。
【０２３６】
スイッチ８１は、制御装置３０Ａからの信号ＳＷにより周期的にオン／オフされる。コンデンサ８２は、実施の形態１における漏電検出器７０が検出可能な漏電電流よりも小さい漏電電流を検出可能な容量を有する。電流センサー８３は、スイッチ８１が信号ＳＷによりオンされたとき、電流ＩＬＥを検出し、その検出した電流ＩＬＥを制御装置３０Ａへ出力する。
【０２３７】
制御装置３０Ａは、スイッチ８１を周期的にオン／オフするための信号ＳＷを生成してスイッチ８１へ出力する。また、制御装置３０Ａは、電流センサー８３からの電流ＩＬＥを受け、その受けた電流ＩＬＥに基づいて、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に負荷駆動装置１００Ａの交流部において漏電が発生しているか否かを判定し、交流部において漏電が発生しているとき、上述したように、漏電電流を抑制するように昇圧コンバータ１１を制御する。
【０２３８】
制御装置３０Ａは、その他、制御装置３０と同じ機能を果たす。
制御装置３０Ａは、コンバータ制御手段３０２に代えて図１８に示すコンバータ制御手段３０２Ｄを含む。図１８は、コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。
【０２３９】
図１８を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｄは、コンバータ制御手段３０２の判定部３６を判定部３６Ｄに代えたものであり、その他は、コンバータ制御手段３０２と同じである。
【０２４０】
判定部３６Ｄは、電流センサー８３から電流ＩＬＥを受け、その受けた電流ＩＬＥがしきい値よりも大きいか否かを判定する。そして、判定部３６Ｄは、電流ＩＬＥがしきい値よりも大きいとき、交流部において漏電が発生したと判定し、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。また、判定部３６Ｄは、電流ＩＬＥがしきい値以下であるとき、交流部において漏電が発生していないと判定する。
【０２４１】
判定部３６Ｄは、その他は、判定部３６と同じ機能を果たす。
漏電検出器８０は、スイッチ８１が制御装置３０Ａからの信号ＳＷによりオンされると、電流センサー８３により電流ＩＬＥを検出する。そして、コンバータ制御手段３０２Ｄの判定部３６Ｄは、電流センサー８３からの電流ＩＬＥがしきい値よりも大きいとき負荷駆動装置１００Ａの交流部において漏電が発生したと判定する。
【０２４２】
そして、コンデンサ８２を介して流れる電流ＩＬＥは、漏電検出器７０が検出可能な漏電電流よりも小さいので、漏電検出器８０は、漏電検出器７０が検出可能な漏電電流よりも小さい漏電電流を検出する漏電検出器である。
【０２４３】
漏電検出器８０のスイッチ８１を周期的にオン／オフさせているのは、コンデンサ８２の容量が小さいので、スイッチ８１を、常時、オンしておくと、大きな漏電電流がコンデンサ８２を介して流れ、コンデンサ８２が破損する虞がある。
【０２４４】
そこで、スイッチ８１を周期的にオン／オフさせ、コンデンサ８２の破損を防止することにしたものである。
【０２４５】
負荷駆動装置１００Ａにおける漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図７〜図９、図１２、図１４および図１５のいずれかに示すフローチャートに従って行なわれる。
【０２４６】
負荷駆動装置１００Ａにおける漏電発生時に漏電電流を抑制する動作が図８、図９、図１２、図１４および図１５のいずれかに示すフローチャートに従って行なわれる場合、コンバータ制御手段３０２Ａの判定部３６Ａ、コンバータ制御手段３０２Ｂの判定部３６Ｂおよびコンバータ制御手段３０２Ｃの判定部３６Ｃは、電流ＩＬＥをしきい値と比較し、交流部において漏電が発生したか否かを判定する機能を有する。
【０２４７】
負荷駆動装置１００Ａの全体動作は、負荷駆動装置１００の全体動作のうち、漏電検出器７０により交流部における漏電を検出する動作を漏電検出器８０および判定部３６Ｄにより漏電を検出する動作に代えたものであり、その他は、負荷駆動装置１００の全体動作と同じである。
【０２４８】
なお、漏電検出器８０および判定部３６Ｄは、「漏電検出装置」を構成する。
その他は、実施の形態１と同じである。
【０２４９】
［実施の形態３］
図１９は、実施の形態３による負荷駆動装置の概略ブロック図である。図１９を参照して、負荷駆動装置１００Ｂは、負荷駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ｂに代え、漏電検出器８０を追加したものであり、その他は、負荷駆動装置１００と同じである。
【０２５０】
漏電検出器８０については、上述したとおりである。
制御装置３０Ｂは、制御装置３０の機能に追加して、電流センサー８３からの電流ＩＬＥをしきい値と比較し、負荷駆動装置１００Ｂの交流部において漏電が発生したか否かを判定する機能を有する。
【０２５１】
制御装置３０Ｂは、コンバータ制御手段３０２に代えて図２０に示すコンバータ制御手段３０２Ｅを含む。図２０は、コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。
【０２５２】
図２０を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｅは、コンバータ制御手段３０２の判定部３６を判定部３６Ｅに代えたものであり、その他は、コンバータ制御手段３０２と同じである。
【０２５３】
判定部３６Ｅは、電流センサー８３から電流ＩＬＥを受け、その受けた電流ＩＬＥがしきい値よりも大きいか否かを判定し、電流ＩＬＥがしきい値よりも大きいとき、交流部において漏電が発生したと判定する。そして、判定部３６Ｅは、電流ＩＬＥに基づいて交流部において漏電が発生したと判定したとき、または漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けたとき、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。
【０２５４】
判定部３６Ｅは、その他は、判定部３６と同じ機能を果たす。
負荷駆動装置１００Ｂは、２つの漏電検出器７０，８０を備える。そして、漏電検出器８０は、上述したように漏電検出器７０が検出可能な漏電電流よりも小さい漏電電流を検出する。つまり、漏電検出器８０は、漏電検出器７０よりも漏電電流を検出する感度が高い。したがって、負荷駆動装置１００Ｂは、感度が異なる２つの漏電検出器７０，８０を備える。
【０２５５】
これにより、負荷駆動装置１００Ｂにおいては、広い範囲の漏電電流を検出できる。
【０２５６】
負荷駆動装置１００Ｂにおける漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図７〜図９、図１２、図１４および図１５のいずれかに示すフローチャートに従って行なわれる。
【０２５７】
負荷駆動装置１００Ｂにおける漏電発生時に漏電電流を抑制する動作が図８、図９、図１２、図１４および図１５のいずれかに示すフローチャートに従って行なわれる場合、コンバータ制御手段３０２Ａの判定部３６Ａ、コンバータ制御手段３０２Ｂの判定部３６Ｂおよびコンバータ制御手段３０２Ｃの判定部３６Ｃは、電流ＩＬＥをしきい値と比較し、交流部において漏電が発生したか否かを判定する機能を有する。
【０２５８】
負荷駆動装置１００Ｂの全体動作は、負荷駆動装置１００の全体動作のうち、漏電検出器８０および判定部３６Ｄにより漏電を検出する動作およびその漏電検出に応じて降圧動作を行なうように昇圧コンバータ１１を制御する動作を追加したものであり、その他は、負荷駆動装置１００の全体動作と同じである。
【０２５９】
その他は、実施の形態１，２と同じである。
なお、上述した実施の形態１〜３においては、交流モータは１つであるとして説明したが、この発明は、これに限らず、交流モータは複数であってもよい。この場合、複数のモータに対応して複数のインバータがコンデンサ１２の両端に並列に接続される。そして、複数のモータのうち、少なくとも１つのモータにおいて漏電が発生した場合、昇圧コンバータ１１の降圧動作によりインバータ２０側における直流電圧Ｖｍの電圧レベルを低下させても良いし、漏電が発生していないモータを力行モードで駆動してインバータ２０側における直流電圧Ｖｍの電圧レベルを低下させても良い。
【０２６０】
また、上述した実施の形態１〜３においては、漏電検出器７０，８０が漏電を検出すると、降圧動作を行なうように昇圧コンバータ１１を制御すると説明したが、この発明は、これに限らず、漏電検出器７０，８０が漏電を検出すると、昇圧動作を中止するように昇圧コンバータ１１を制御するものであればよい。昇圧コンバータ１１の昇圧動作を中止させることにより、インバータ２０側における直流電圧Ｖｍの上昇を防止して漏電電流を抑制できるからである。
【０２６１】
そして、この昇圧動作の中止は、漏電検出時の直流電圧Ｖｍの電圧レベルを保持することと、直流電圧Ｖｍを低下させることとの両方を含む概念である。直流電圧Ｖｍの電圧レベルを保持する制御は、昇圧コンバータ１１の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを漏電検出時の直流電圧Ｖｍに設定してＮＰＮトランジスタＱ１をスイッチング制御し、ＮＰＮトランジスタＱ２をオフ制御することにより実現される。
【０２６２】
さらに、インバータ２０は、「直流／交流変換器」を構成する。
実施の形態１〜３において説明した負荷駆動装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、ハイブリッド自動車または電気自動車に搭載され、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動する。
【０２６３】
たとえば、負荷駆動装置１００，１００Ａ，１００Ｂがハイブリッド自動車に搭載された場合、交流モータＭ１は、２つのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２からなる。そして、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構を介してエンジンに連結され、エンジンを始動するとともに、エンジンの回転力により発電する。また、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構を介して前輪（駆動輪）に連結され、前輪を駆動するとともに、前輪の回転力により発電する。
【０２６４】
負荷駆動装置１００，１００Ａ，１００Ｂが電気自動車に搭載された場合、交流モータＭ１は、前輪（駆動輪）に連結され、前輪を駆動するとともに前輪の回転力により発電する。
【０２６５】
そして、負荷駆動装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、ハイブリッド自動車または電気自動車の走行中および停車中において、交流部における漏電を検出し、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に漏電を検出した場合、上述した方法によってインバータ２０側における直流電圧Ｖｍを低下させる。
【０２６６】
したがって、負荷駆動装置１００，１００Ａ，１００Ｂを搭載したハイブリッド自動車または電気自動車においては、漏電が発生しても漏電電流を抑制できる。
【０２６７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による負荷駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】 図１に示す制御装置の機能のうち、昇圧コンバータおよびインバータの制御に関わる機能を示す機能ブロック図である。
【図３】 図２に示すインバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図４】 図２に示すコンバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図５】 図１に示すインピーダンス判定回路の機能ブロック図である。
【図６】 漏電が発生したときの等価回路を示す回路図である。
【図７】 図１に示す負荷駆動装置における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】 図１に示す負荷駆動装置における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するための他のフローチャートである。
【図９】 図１に示す負荷駆動装置における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。
【図１０】 コンバータ制御手段の他の機能ブロック図である。
【図１１】 保護デューティー比のオンデューティーとインバータ側における直流電圧との関係を示す図である。
【図１２】 図１に示す負荷駆動装置における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。
【図１３】 コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。
【図１４】 図１に示す負荷駆動装置における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。
【図１５】 図１に示す負荷駆動装置における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。
【図１６】 コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。
【図１７】 実施の形態２による負荷駆動装置の概略ブロック図である。
【図１８】 コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。
【図１９】 実施の形態３による負荷駆動装置の概略ブロック図である。
【図２０】 コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１０，１６ 電圧センサー、１１ 昇圧コンバータ、１２，８２ コンデンサ、１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１４ エアコン、１５ カップリングコンデンサ、１７，２４，８３ 電流センサー、２０ インバータ、２１ Ｕ相アーム、２２ Ｖ相アーム、２３ Ｗ相アーム、２５，２７ 抵抗成分、２６ キャパシタンス成分、３０，３０Ａ，３０Ｂ 制御装置、３１ モータ制御用相電圧演算部、３２ インバータ用ＰＷＭ信号変換部、３３，３３Ａ 電圧指令演算部、３４，３４Ａ コンバータ用デューティー比演算部、３５ コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ 判定部、３７ 演算部、４０ 発振回路、６０ インピーダンス判定回路、７０，８０ 漏電検出器、８１ スイッチ、１００，１００Ａ，１００Ｂ 負荷駆動装置、３０１ インバータ制御手段、３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ，３０２Ｅ コンバータ制御手段、６０１〜６０３，６２０ ノイズフィルター、６０４〜６０６，６２１ バンドパスフィルター、６０７〜６０９，６２２ ピークホールド回路、６１０〜６１２，６２３ 波高値抽出回路、６１３ 判定回路、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３ ノード、Ｂ１，Ｂ２ 直流電源、Ｌ１ リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８ ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー。
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハイブリッド自動車および電気自動車の負荷駆動装置に関し、特に、漏電発生時の対策機能を備えた負荷駆動装置、それを搭載した自動車および負荷駆動装置における漏電発生時の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
したがって、このようなハイブリッド自動車および電気自動車は、車輪を駆動するための電気系統を搭載しており、この電気系統において漏電が発生したか否かを検出することが考えられている。たとえば、特開平７−２４１００２号公報には、電池と電池からの直流電圧を交流電圧に変換してモータを駆動するインバータとの間に配置された漏電検出器が記載されている。この漏電検出器は、インバータの入力側においてモータの漏電を検出するものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２４１００２号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−３３７０３９号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２００２−２１８６５６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平７−２４１００２号公報に開示された技術は、電池からの直流電圧を交流電圧に変換してモータを駆動する電気系統において漏電を検出した場合にインバータに供給する電流を単にシャットダウンするものである。したがって、電源からの直流電圧を昇圧する昇圧コンバータを電源とインバータとの間に備える電気系統において、昇圧コンバータの昇圧動作中にモータの漏電が発生した場合、特開平７−２４１００２号公報に開示された技術では適切な漏電対策をできないという問題がある。
【０００９】
すなわち、昇圧コンバータを備える電気系統に特開平７−２４１００２号公報に開示された技術を適用すると、昇圧コンバータとインバータとの間の電圧が高くなり、インバータの入力側に設けられたコンデンサが破損するという問題がある。
【００１０】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、昇圧コンバータを備える電気系統において適切な漏電対策が可能な負荷駆動装置を提供することである。
【００１１】
また、この発明の別の目的は、昇圧コンバータを備える電気系統において適切な漏電対策が可能な負荷駆動装置を搭載した自動車を提供することである。
【００１２】
さらに、この発明の別の目的は、昇圧コンバータを備える負荷駆動装置における漏電発生時の制御をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、負荷駆動装置は、電圧変換器と、漏電検出装置と、制御装置とを備える。電圧変換器は、電源から供給された第１の直流電圧を第２の直流電圧に昇圧して負荷側に供給する昇圧動作と、第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧して電源側に供給する降圧動作とを行なう。漏電検出装置は、負荷の漏電を検出する。制御装置は、電圧変換器の昇圧動作中に漏電検出装置が負荷の漏電を検出すると、昇圧動作を中止するように電圧変換器を制御する。
【００１４】
この発明による負荷駆動装置においては、電圧変換器の昇圧動作中に負荷における漏電が検出されると、負荷側の第２の直流電圧は上昇しない。
【００１５】
したがって、この発明によれば、漏電電流を抑制できる。
また、この発明によれば、負荷駆動装置は、電圧変換器と、漏電検出装置と、制御装置とを備える。電圧変換器は、電源から供給された第１の直流電圧を第２の直流電圧に昇圧して負荷側に供給する昇圧動作と、第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧して電源側に供給する降圧動作とを行なう。漏電検出装置は、負荷の漏電を検出する。制御装置は、電圧変換器の昇圧動作中に漏電検出装置が負荷の漏電を検出すると、降圧動作を行なうように電圧変換器を制御する。
【００１６】
この発明による負荷駆動装置においては、電圧変換器の昇圧動作中に負荷における漏電が検出されると、負荷側の第２の直流電圧が降圧されて電源に供給される。そして、第２の直流電圧は、低下する。
【００１７】
したがって、この発明によれば、漏電電流を抑制できる。
好ましくは、負荷駆動装置は、直流／交流変換器をさらに備える。直流／交流変換器は、電圧変換器と負荷との間に配置される。そして、電源は、直流である。また、負荷は、交流である。
【００１８】
直流／交流変換器は、電圧変換器と負荷との間で直流と交流との変換を行なう。
【００１９】
したがって、この発明によれば、直流／交流変換器を介して流れる漏電電流を抑制できる。
【００２０】
好ましくは、電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含む。そして、制御装置は、漏電検出装置が負荷の漏電を検出すると、上アームをスイッチング制御し、下アームをオフ制御する。
【００２１】
上アームは、オン／オフを繰返し、オン期間中に負荷側から電源側へ直流電流を供給して第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧する。
【００２２】
したがって、この発明によれば、漏電電流を容易に抑制できる。
好ましくは、制御装置は、上アームに流れる直流電流が上アームの過電流よりも小さくなる保護デューティー比で上アームをスイッチング制御する。
【００２３】
上アームは、過電流よりも小さい直流電流を負荷側から電源側へ供給して第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧する。
【００２４】
したがって、この発明によれば、上アームを保護しながら漏電電流を抑制できる。
【００２５】
好ましくは、制御装置は、第２の直流電圧が所定の電圧に低下するまで上アームを保護デューティー比でスイッチング制御し、第２の直流電圧が所定の電圧に低下すると上アームをオン制御する。そして、所定の電圧は、上アームに流れる直流電流が過電流よりも小さくなる電圧である。
【００２６】
上アームは、第２の直流電圧が所定の電圧になるまでオン／オフを繰返し、過電流よりも小さい直流電流をオン期間中に負荷側から電源側へ供給して第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧する。そして、上アームは、第２の直流電圧が所定の電圧になると、第２の直流電圧が電源電圧になるまで負荷側から電源側へ直流電流を供給する。
【００２７】
したがって、この発明によれば、上アームを保護しながら漏電電流を最大限抑制できる。
【００２８】
好ましくは、負荷駆動装置は、電圧センサーをさらに備える。電圧センサーは、第２の直流電圧を検出する。そして、制御装置は、第２の直流電圧と保護デューティー比との関係を示すマップを保持しており、電圧センサーにより検出された第２の直流電圧に対応する保護デューティー比をマップから抽出し、その抽出した保護デューティー比で上アームをスイッチング制御する。
【００２９】
予め決められた保護デューティー比と第２の直流電圧との関係に基づいて、検出した第２の直流電圧に対応する保護デューティー比が抽出される。そして、上アームは、抽出された保護デューティー比に基づいてオン／オフを繰返し、過電流よりも小さい直流電流をオン期間中に負荷側から電源側へ供給して第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧する。
【００３０】
したがって、この発明によれば、第２の直流電圧の電圧レベルが変動しても上アームを的確に保護しながら漏電電流を抑制できる。
【００３１】
好ましくは、保護デューティー比は、第２の直流電圧に反比例するオンデューティーを含む。
【００３２】
上アームは、第２の直流電圧が相対的に高いとき、相対的に短い期間、直流電流を負荷側から電源側へ供給し、第２の直流電圧が相対的に低くなると、相対的に長い期間、直流電流を負荷側から電源側へ供給して第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧する。すなわち、上アームは、第２の直流電圧の電圧レベルに応じた電流量を負荷側から電源側へ供給して第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧する。
【００３３】
したがって、この発明によれば、第２の直流電圧の電圧レベルが変動しても上アームを的確に保護しながら漏電電流を抑制できる。
【００３４】
好ましくは、電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含む。そして、制御装置は、漏電検出装置が負荷の漏電を検出すると、上アームをオン制御し、下アームをオフ制御する。
【００３５】
上アームは、第２の直流電圧が電源電圧になるまで負荷側から電源側へ直流電流を供給する。
【００３６】
したがって、この発明によれば、漏電電流を最大限抑制できる。
好ましくは、電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含む。制御装置は、漏電検出装置が負荷の漏電を検出すると、第２の直流電圧が所定の電圧に低下するまで上アームをスイッチング制御し、かつ、下アームをオフ制御し、第２の直流電圧が所定の電圧に低下すると上アームをオフ制御する。そして、所定の電圧は、第２の直流電圧と第１の直流電圧との電圧差が所定値になるときの電圧である。
【００３７】
上アームは、オン／オフを繰返して第２の直流電圧を降圧し、第２の直流電圧が第１の直流電圧よりも高い所定の電圧になると降圧動作を停止する。
【００３８】
したがって、この発明によれば、漏電電流の抑制動作期間を短縮できる。
好ましくは、漏電検出装置は、ノードと、発振回路と、判定回路とを含む。ノードは、電源のアースラインとカップリングコンデンサを介して接続される。発振回路は、複数の周波数が重畳された交流信号を発振する。判定回路は、発振回路からの交流信号をノードを介して検出し、その検出した交流信号の各周波数成分における波高値に基づいて負荷において漏電が発生しているか否かを判定する。
【００３９】
したがって、この発明によれば、負荷における漏電を正確に検出できる。
好ましくは、漏電検出装置は、コンデンサと、スイッチと、電流センサーと、判定回路とを含む。コンデンサは、負荷とアースラインとの間に接続される。スイッチは、負荷とコンデンサとの間に接続される。電流センサーは、コンデンサを介してアースラインに流れる電流を検出する。判定回路は、電流センサーからの電流値に基づいて負荷において漏電が発生しているか否かを判定する。そして、制御装置は、さらに、スイッチを周期的にオン／オフする。
【００４０】
負荷における漏電電流が周期的に実際に検出され、その検出された漏電電流に基づいて負荷における漏電の発生が検出される。
【００４１】
したがって、この発明によれば、漏電を正確に検出できる。
好ましくは、漏電検出装置は、第１の漏電検出器と、第２の漏電検出器とを含む。第２の漏電検出器は、第１の漏電検出器よりも小さい漏電を検出する。第１の漏電検出器は、ノードと、発振回路と、第１の判定回路とからなる。ノードは、電源のアースラインとカップリングコンデンサを介して接続される。発振回路は、複数の周波数が重畳された交流信号を発振する。第１の判定回路は、発振回路からの交流信号をノードを介して検出し、その検出した交流信号の各周波数成分における波高値に基づいて負荷において漏電が発生しているか否かを判定する。
【００４２】
また、第２の漏電検出器は、コンデンサと、スイッチと、電流センサーと、第２の判定回路とからなる。コンデンサは、負荷とアースラインとの間に接続される。スイッチは、負荷とコンデンサとの間に接続される。電流センサーは、コンデンサを介してアースラインに流れる電流を検出する。第２の判定回路は、電流センサーからの電流値に基づいて負荷において漏電が発生しているか否かを判定する。そして、制御装置は、さらに、スイッチを周期的にオン／オフし、第１の漏電検出器または第２の漏電検出器が負荷の漏電を検出すると、電圧変換器が降圧動作を行なうように電圧変換器を制御する。
【００４３】
感度の異なる２つの漏電検出器により負荷における漏電が検出される。
したがって、この発明によれば、漏電電流の広い範囲で漏電を検出できる。
【００４４】
好ましくは、電圧変換器は、電源の容量が満充電量であるとき、降圧した第１の直流電圧を補機へ供給する。
【００４５】
したがって、この発明によれば、電源を保護しながら漏電電流を抑制できる。
また、この発明によれば、自動車は、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の負荷駆動装置を搭載した自動車である。
【００４６】
したがって、この発明によれば、自動車における漏電電流を抑制できる。
さらに、この発明によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、負荷駆動装置における漏電発生時の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。負荷駆動装置は、電圧変換器と漏電検出装置とを含む。電圧変換器は、電源から供給された第１の直流電圧を第２の直流電圧に昇圧して負荷側に供給する昇圧動作と、第２の直流電圧を第１の直流電圧に降圧して電源側に供給する降圧動作とを行なう。漏電検出装置は、負荷の漏電を検出する。
【００４７】
プログラムは、電圧変換器の昇圧動作中に漏電検出装置により負荷の漏電が検出されたか否かを判定する第１のステップと、負荷の漏電が検出されたとき、降圧動作を行なうように電圧変換器を制御する第２のステップとをコンピュータに実行させる、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
【００４８】
プログラムは、負荷における漏電を検出すると、降圧動作を行なうように電圧変換器を制御する。
【００４９】
したがって、この発明によれば、漏電電流を抑制できる。
好ましくは、電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含む。そして、プログラムの第２のステップは、下アームをオフ制御する第１のサブステップと、上アームをスイッチング制御する第２のサブステップとを含む。
【００５０】
プログラムは、下アームをオフし、上アームをオン／オフさせる。そして、上アームは、オン期間中、負荷側から電源側へ直流電流を供給して第２の直流電圧を降圧する。
【００５１】
したがって、この発明によれば、漏電電流を抑制する制御を容易に行なうことができる。
【００５２】
好ましくは、第２のサブステップは、上アームに流れる直流電流が上アームの過電流よりも小さくなる保護デューティー比を決定するステップＡと、上アームを保護デューティー比でスイッチング制御するステップＢとを含む。
【００５３】
プログラムは、過電流よりも小さい直流電流を上アームに流するための保護デューティー比を決定し、その決定した保護デューティー比でオン／オフさせる。そして、上アームは、過電流よりも小さい直流電流を負荷側から電源側に供給して第２の直流電圧を降圧する。
【００５４】
したがって、この発明によれば、上アームを保護しながら漏電電流を抑制する制御を行なうことができる。
【００５５】
好ましくは、第２のサブステップは、第２の直流電圧が所定の電圧に低下すると、上アームをオン制御するステップＣをさらに含む。
【００５６】
プログラムは、第２の直流電圧が所定の電圧になると上アームをオンし続ける。そして、上アームは、過電流よりも小さい直流電流を負荷側から電源側に供給して所定の電圧を電源電圧まで降圧する。
【００５７】
したがって、この発明によれば、上アームを保護しながら漏電電流を最大限抑制する制御を行なうことができる。
【００５８】
好ましくは、ステップＡは、第２の直流電圧を検出するステップと、検出された第２の直流電圧に対応する保護デューティー比を第２の直流電圧と保護デューティー比との関係を示すマップを参照して抽出するステップとを含む。
【００５９】
プログラムは、第２の直流電圧を検出すると、予め決定された第２の直流電圧と保護デューティー比との関係を示すマップから、検出した第２の直流電圧に対応する保護デューティー比を抽出する。
【００６０】
したがって、この発明によれば、第２の直流電圧の電圧レベルが変動しても上アームを保護しながら漏電電流を抑制する制御を行なうことができる。
【００６１】
好ましくは、保護デューティー比は、第２の直流電圧に反比例するオンデューティーを含む。
【００６２】
プログラムは、第２の直流電圧が相対的に高いとき、相対的に短い期間、上アームをオンし、第２の直流電圧が相対的に低下すると、相対的に長い期間、上アームをオンする。すなわち、プログラムは、第２の直流電圧の電圧レベルに応じた電流量を負荷側から電源側へ供給するように上アームを制御する。
【００６３】
したがって、この発明によれば、第２の直流電圧の電圧レベルが変動しても上アームを保護しながら漏電電流を抑制する制御を行なうことができる。
【００６４】
好ましくは、電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含む。そして、プログラムの第２のステップは、下アームをオフ制御する第１のサブステップと、上アームをオン制御する第２のサブステップとを含む。
【００６５】
プログラムは、負荷における漏電を検出すると、下アームをオフし、上アームをオンし続ける。
【００６６】
したがって、この発明によれば、漏電電流を最大限抑制する制御を行なうことができる。
【００６７】
好ましくは、電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含む。そして、プログラムの第２のステップは、下アームをオフ制御する第１のサブステップと、第２の直流電圧が所定の電圧に低下するように上アームをスイッチング制御する第２のサブステップとを含む。
【００６８】
プログラムは、負荷における漏電を検出すると、下アームをオフし、上アームをオン／オフさせる。そして、上アームは、第２の直流電圧を第１の直流電圧よりも高い所定の電圧に降圧する。
【００６９】
したがって、この発明によれば、漏電電流を抑制する制御期間を短縮できる。
好ましくは、漏電検出装置は、第１の漏電検出器と、第２の漏電検出器とを含む。第２の漏電検出器は、第１の漏電検出器よりも小さい漏電を検出する。
【００７０】
第１の漏電検出器は、ノードと、発振回路と、第１の判定回路とからなる。ノードは、電源のアースラインとカップリングコンデンサを介して接続される。発振回路は、複数の周波数が重畳された交流信号を発振する。第１の判定回路は、発振回路からの交流信号をノードを介して検出し、その検出した交流信号の各周波数成分における波高値に基づいて負荷において漏電が発生しているか否かを判定する。
【００７１】
第２の漏電検出器は、コンデンサと、スイッチと、電流センサーと、第２の判定回路とからなる。コンデンサは、負荷とアースラインとの間に接続される。スイッチは、負荷とコンデンサとの間に接続される。電流センサーは、コンデンサを介してアースラインに流れる電流を検出する。第２の判定回路は、電流センサーからの電流値に基づいて負荷において漏電が発生しているか否かを判定する。
【００７２】
プログラムの第１のステップは、スイッチを周期的にオン／オフするステップと、第１の漏電検出器が負荷の漏電を検出したか否かを判定するステップと、第２の漏電検出器が負荷の漏電を検出したか否かを判定するステップとを含む。
【００７３】
プログラムは、第１の漏電検出器を周期的にオンさせる。そして、プログラムは、感度が異なる２つの漏電検出器のうち、少なくとも一方が負荷における漏電を検出したか否かを判定する。
【００７４】
したがって、この発明によれば、漏電電流の広い範囲で負荷における漏電を検出できる。
【００７５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００７６】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１による負荷駆動装置の概略ブロック図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１による負荷駆動装置１００は、直流電源Ｂ１，Ｂ２と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、電圧センサー１０，１６と、昇圧コンバータ１１と、コンデンサ１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と、エアコン１４と、電流センサー１７，２４と、インバータ２０と、制御装置３０と、漏電検出器７０とを備える。
【００７７】
昇圧コンバータ１１は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１は、その一方端が直流電源Ｂ１の電源ラインに接続され、他方端がＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。
【００７８】
ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、インバータ２０の電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１は、コレクタが電源ラインに接続され、エミッタがＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタに接続される。ＮＰＮトランジスタＱ２は、エミッタがアースラインに接続される。
【００７９】
また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続されている。
【００８０】
インバータ２０は、Ｕ相アーム２１と、Ｖ相アーム２２と、Ｗ相アーム２３とから成る。Ｕ相アーム２１、Ｖ相アーム２２、およびＷ相アーム２３は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００８１】
Ｕ相アーム２１は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム２２は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム２３は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００８２】
各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００８３】
漏電検出器７０は、カップリングコンデンサ１５と、発振回路４０と、抵抗５０と、インピーダンス判定回路６０とを含む。カップリングコンデンサ１５は、直流電源Ｂ１のマイナス側（すなわち、アースライン）をノードＮ１と接続する。抵抗５０は、ノードＮ１と発振回路４０との間に接続される。
【００８４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と昇圧コンバータ１１との間のノードＮ２，Ｎ３に並列に接続される。直流電源Ｂ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に接続される。
【００８５】
直流電源Ｂ１は、ニッケル水素あるいはリチウムイオン等の二次電池から成る。そして、直流電源Ｂ１は、直流電圧をシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して昇圧コンバータ１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給する。
【００８６】
システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによってオン／オフされる。より具体的には、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からのＨ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥによりオンされ、制御装置３０からのＬ（論理ロー）レベルの信号ＳＥによりオフされる。
【００８７】
電圧センサー１０は、直流電源Ｂ１から出力される直流電圧Ｖｂを検出し、その検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。
【００８８】
電流センサー１７は、直流電源Ｂ１に入出力する直流電流ＢＣＲＴを検出し、その検出した直流電流ＢＣＲＴを制御装置３０へ出力する。
【００８９】
昇圧コンバータ１１は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵに基づいて、直流電源Ｂ１からの直流電圧を昇圧してコンデンサ１２に供給する。また、昇圧コンバータ１１は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＤまたはＰＷＭＬに基づいて、インバータ２０から供給された直流電圧を降圧して直流電源Ｂ１またはＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給する。
【００９０】
コンデンサ１２は、昇圧コンバータ１１から供給された直流電圧を平滑化してインバータ２０に供給する。
【００９１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、直流電源Ｂ１または昇圧コンバータ１１から受けた直流電圧の電圧レベルを変換して直流電源Ｂ２に供給する。エアコン１４は、直流電源Ｂ１または昇圧コンバータ１１から受ける直流電圧により駆動される。
【００９２】
電圧センサー１６は、コンデンサ１２の両端の電圧Ｖｍを検出し、その検出した電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。
【００９３】
インバータ２０は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに基づいて、コンデンサ１２を介して昇圧コンバータ１１から供給された直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。また、インバータ２０は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに基づいて、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ１２を介して昇圧コンバータ１１へ供給する。
【００９４】
電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置３０へ出力する。
【００９５】
制御装置３０は、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍ、負荷駆動装置１００の外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からのモータ回転数ＭＲＮおよびトルク指令値ＴＲに基づいて、後述する方法によって信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを昇圧コンバータ１１へ出力する。
【００９６】
また、制御装置３０は、負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生したことを示すＤＥＬを漏電検出器７０から受けると、後述する方法によって、降圧動作を行なうように昇圧コンバータ１１を制御するための信号ＰＷＭＬを生成し、その生成した信号ＰＷＭＬを昇圧コンバータ１１へ出力する。すなわち、制御装置３０は、負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生した場合、漏電電流を抑制するように昇圧コンバータ１１を制御する。
【００９７】
さらに、制御装置３０は、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍ、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴおよび外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲに基づいて、後述する方法により信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣをインバータ２０へ出力する。
【００９８】
さらに、制御装置３０は、昇圧コンバータ１１が昇圧動作以外の動作を行なっているときに漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けると、交流モータＭ１において漏電が発生した旨を表示装置（図示せず）に表示する。
【００９９】
発振回路４０は、３つの周波数が重畳された交流信号Ｅ0を発振し、その発振した交流信号Ｅ0を抵抗５０を介してノードＮ１へ出力する。発振回路４０は、たとえば、０．１Ｈｚ〜１０ｋＨｚの範囲の周波数から選択した３つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３）が重畳された交流信号Ｅ０を出力する。そして、発振回路４０は、周波数ｆ１の交流信号を発振するリングオシレータと、周波数ｆ２の交流信号を発振するリングオシレータと、周波数ｆ３の交流信号を発振するリングオシレータとを１つのノードに接続した構成から成る。
【０１００】
インピーダンス判定回路６０は、発振回路４０から出力された交流信号Ｅ0をノードＮ１を介して受け、その受けた交流信号Ｅを各周波数成分に分離し、その分離した各周波数成分の波高値を検出する。そして、インピーダンス判定回路６０は、検出した３つの波高値に基づいて、後述する方法により、インバータ２０および交流モータＭ１の交流部において漏電が発生したか否か、または直流電源Ｂ１からインバータ２０までの直流部において漏電が発生したか否かを判定する。インピーダンス判定回路６０は、交流部において漏電が発生したと判定したとき、交流部において漏電が発生したことを示す信号ＤＥＬを生成して制御装置３０へ出力する。
【０１０１】
図２は、図１に示す制御装置３０の機能のうち、昇圧コンバータ１１およびインバータ２０の制御に関わる機能を示す機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置３０は、インバータ制御手段３０１と、コンバータ制御手段３０２とを含む。インバータ制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ、モータ電流ＭＣＲＴおよび電圧Ｖｍ（インバータ２０への「インバータ入力電圧」に相当する。以下同じ。）に基づいて、後述する方法によって信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成してインバータ２０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【０１０２】
コンバータ制御手段３０２は、トルク指令値ＴＲ、モータ回転数ＭＲＮ，直流電圧Ｖｂおよび電圧Ｖｍに基づいて、後述する方法によって信号ＰＷＭＵまたは信号ＰＷＭＤを生成して昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。また、コンバータ制御手段３０２は、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けると、信号ＰＷＭＬを生成して昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０１０３】
図３は、図２に示すインバータ制御手段３０１の機能ブロック図である。図３を参照して、インバータ制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部３１と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２とを含む。
【０１０４】
モータ制御用相電圧演算部３１は、インバータ２０へのインバータ入力電圧Ｖｍを電圧センサー１６から受け、交流モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを電流センサー２４から受け、トルク指令値ＴＲを外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部３１は、これらの入力される信号に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部３２へ出力する。
【０１０５】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部３２は、モータ制御用相電圧演算部３１から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ２０の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【０１０６】
これにより、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ１が指令されたトルクを出力するように交流モータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲに応じたモータトルクが出力される。
【０１０７】
交流モータＭ１の動作モードが力行モードであるか回生モードであるかは、トルク指令値ＴＲとモータ回転数ＭＲＮとの関係によって決定される。直交座標において、横軸をモータ回転数ＭＲＮとし、縦軸をトルク指令値ＴＲとした場合、トルク指令値ＴＲとモータ回転数ＭＲＮとの関係が第１および第２象限に存在するとき、交流モータＭ１の動作モードは力行モードであり、トルク指令値ＴＲとモータ回転数ＭＲＮとの関係が第３および第４象限に存在するとき、交流モータＭ１の動作モードは回生モードである。
【０１０８】
したがって、インバータ制御手段３０１は、正のトルク指令値ＴＲを受ければ、交流モータＭ１を駆動モータとして駆動するための信号ＰＷＭＩを生成してＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力し、負のトルク指令値ＴＲを受ければ、交流モータＭ１を回生モードで駆動するための信号ＰＷＭＣを生成してＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【０１０９】
図４は、図２に示すコンバータ制御手段３０２の機能ブロック図である。図４を参照して、コンバータ制御手段３０２は、電圧指令演算部３３と、コンバータ用デューティー比演算部３４と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５と、判定部３６とを含む。
【０１１０】
電圧指令演算部３３は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、昇圧コンバータ１１の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力する。
【０１１１】
また、電圧指令演算部３３は、判定部３６から信号ＣＴＬを受けると、電圧センサー１６から受けた電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ１に降圧するための電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋをコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力する。
【０１１２】
コンバータ用デューティー比演算部３４は、電圧指令演算部３３からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍまたはＶｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋと、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂと、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍとに基づいて、電圧Ｖｍを電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍまたはＶｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１１３】
また、コンバータ用デューティー比演算部３４は、判定部３６から信号ＳＴＰを受けると、電圧指令演算部３３からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍまたはＶｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋに拘わらず、ＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを０％に設定したデューティー比を演算してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１１４】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５は、コンバータ用デューティー比演算部３４からのデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵ（または信号ＰＷＭＤまたは信号ＰＷＭＬ）を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ（または信号ＰＷＭＤまたは信号ＰＷＭＬ）を昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０１１５】
判定部３６は、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けると、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、上述した方法によって交流モータＭ１の動作モータが力行モードであるか回生モードであるかを判定し、交流モータＭ１の動作モータが力行モードであるとき、昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定し、交流モータＭ１の動作モータが回生モードであるとき、昇圧コンバータ１１が降圧動作中であると判定する。そして、判定部３６は、昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定したとき信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力し、昇圧コンバータ１１が降圧動作中であると判定したとき交流モータＭ１において漏電が発生したことを示す信号ＬＫＥを生成して表示装置（図示せず）へ出力する。
【０１１６】
また、判定部３６は、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力した後、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂに等しいか否かを判定し、電圧Ｖｍが直流電圧Ｖｂに等しいとき、信号ＳＴＰを生成してコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力し、電圧Ｖｍが直流電圧Ｖｂよりも高いとき、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。
【０１１７】
さらに、判定部３６は、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力した後、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ１以下であるか否かを判定し、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ１以下であるとき、信号ＳＴＰを生成してコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力し、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ１よりも高いとき、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。
【０１１８】
なお、昇圧コンバータ１１の下側のＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬ１における電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上側のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインの電圧が下がる。そこで、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインの電圧を直流電源Ｂ１の出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。
【０１１９】
コンバータ制御手段３０２は、交流モータＭ１の動作モードが力行モードであるとき直流電圧Ｖｂを昇圧するための信号ＰＷＭＵを生成し、交流モータＭ１の動作モードが回生モードであるとき電圧Ｖｍを降圧するための信号ＰＷＭＤを生成する。
【０１２０】
そして、これらの信号ＰＷＭＵおよび信号ＰＷＭＤは、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて生成される。すなわち、信号ＰＷＭＵは、交流モータＭ１が力行モードにあり、昇圧コンバータ１１が昇圧動作を行なう場合に生成され、信号ＰＷＭＤは、交流モータＭ１が回生モードにあり、昇圧コンバータ１１が降圧動作を行なう場合に生成される。
【０１２１】
また、コンバータ制御手段３０２は、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受け、かつ、昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定したとき、降圧動作を行なうように昇圧コンバータ１１を制御する信号ＰＷＭＬを生成する。したがって、信号ＰＷＭＬは、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに無関係に生成され、昇圧コンバータ１１の動作を昇圧動作から降圧動作へ強制的に切換える信号である。
【０１２２】
昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生した場合、信号ＰＷＭＬによって昇圧コンバータ１１の動作を昇圧動作から降圧動作へ強制的に切換えることにより、インバータ２０側における直流電圧Ｖｍを低下させ、漏電電流を抑制できる。
【０１２３】
図５は、図１に示すインピーダンス判定回路６０の機能ブロック図である。図５を参照して、インピーダンス判定回路６０は、ノイズフィルター６０１〜６０３と、バンドパスフィルター６０４〜６０６と、ピークホールド回路６０７〜６０９と、波高値抽出回路６１０〜６１２と、判定回路６１３とを含む。
【０１２４】
ノイズフィルター６０１〜６０３は、ノードＮ１を介して交流信号Ｅを受け、その受けた交流信号Ｅのノイズをカットして、それぞれ、ハンドパスフィルタ６０４〜６０６へ出力する。
【０１２５】
バンドパスフィルター６０４は、交流信号Ｅから周波数ｆ２，ｆ３の交流信号をカットし、周波数ｆ１の交流信号のみをピークホールド回路６０７へ透過する。また、バンドパスフィルター６０５は、交流信号Ｅから周波数ｆ１，ｆ３の交流信号をカットし、周波数ｆ２の交流信号のみをピークホールド回路６０８へ透過する。さらに、バンドパスフィルター６０６は、交流信号Ｅから周波数ｆ１，ｆ２の交流信号をカットし、周波数ｆ３の交流信号のみをピークホールド回路６０９へ透過する。
【０１２６】
ピークホールド回路６０７は、周波数ｆ１の交流信号のピーク値をホールドし、ホールド信号ＨＤ１を波高値抽出回路６１０へ出力する。また、ピークホールド回路６０８は、周波数ｆ２の交流信号のピーク値をホールドし、ホールド信号ＨＤ２を波高値抽出回路６１１へ出力する。さらに、ピークホールド回路６０９は、周波数ｆ３の交流信号のピーク値をホールドし、ホールド信号ＨＤ３を波高値抽出回路６１２へ出力する。
【０１２７】
波高値抽出回路６１０は、ホールド信号ＨＤ１に基づいて周波数ｆ１の交流信号の波高値Ｈ１を抽出し、その抽出した波高値Ｈ１を判定回路６１３へ出力する。また、波高値抽出回路６１１は、ホールド信号ＨＤ２に基づいて周波数ｆ２の交流信号の波高値Ｈ２を抽出し、その抽出した波高値Ｈ２を判定回路６１３へ出力する。さらに、波高値抽出回路６１２は、ホールド信号ＨＤ３に基づいて周波数ｆ３の交流信号の波高値Ｈ３を抽出し、その抽出した波高値Ｈ３を判定回路６１３へ出力する。
【０１２８】
判定回路６１３は、波高値抽出回路６１０〜６１２から受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３に基づいて交流モータＭ１等の交流部における漏電の有無、または直流電源Ｂ１からインバータ２０までの直流部における漏電の有無を判定する。
【０１２９】
まず、交流部における漏電の有無の判定方法について説明する。この発明においては、インバータ２０および交流モータＭ１の交流部において漏電が発生した場合、漏電インピーダンスは抵抗成分２５とキャパシタンス成分２６とが並列に接続されたインピーダンスに相当することとしている。そして、交流部において漏電が発生した場合、発振回路４０から出力された交流信号Ｅ0は、抵抗５０、カップリングコンデンサ１５、抵抗成分２５とキャパシタンス成分２６との並列接続によるインピーダンス（「漏電インピーダンス」という。以下同じ。）、およびアースラインＧＮＤの経路を伝達される。したがって、漏電インピーダンスをＺとすると、漏電が発生した場合の等価回路は図６に示す回路になる。電源Ｖは、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のうちの１つの周波数を有する交流電圧を出力する。そして、抵抗５０の抵抗値をＲ１、カップリングコンデンサ１５の容量をＣ１とし、漏電インピーダンスＺは、容量Ｃ２と抵抗Ｒ２とが並列接続されたものとする。
【０１３０】
そうすると、図６に示す等価回路の全インピーダンスＺ０は、抵抗Ｒ１、容量Ｃ１および漏電インピーダンスＺを直列に接続したものであるが、ノードＮ１における電圧Ｖｎは、漏電が発生するか否か、つまり、漏電インピーダンスＺに大きく影響されるので、抵抗Ｒ１および容量Ｃ１を漏電インピーダンスＺを構成する抵抗Ｒ２および容量Ｃ２に取り込んで考えることにする。
【０１３１】
したがって、全インピーダンスＺ０は、
【０１３２】
【数１】
となる。
そうすると、電圧Ｖｎは、
【０１３４】
【数２】
となる。
その結果、電圧Ｖｎは、電圧Ｖの周波数ｆが高くなれば低くなり、周波数ｆが低くなれば高くなる。つまり、電圧Ｖｎは、電圧Ｖの周波数ｆの変動に伴って変化する。このことは、判定回路６１３が波高値抽出回路６１０〜６１２から受ける波高値Ｈ１〜Ｈ３が周波数の変動に伴って変化することに相当する。したがって、判定回路６１３は、波高値抽出回路６１０〜６１２から受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３が変動していれば交流部において漏電が発生していると判定する。
【０１３６】
また、交流部において漏電が発生していなければ、電圧Ｖｎは抵抗Ｒ１のみに依存する。すなわち、漏電が発生していないとき、電圧Ｖｎは、電圧Ｖの周波数ｆが変動しても一定である。このことは、判定回路６１３が波高値抽出回路６１０〜６１２から受ける波高値Ｈ１〜Ｈ３が、周波数の変動に伴って変化しないことに相当する。したがって、判定回路６１３は、波高値抽出回路６１０〜６１２から受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３が変動していなければ交流部において漏電が発生していないと判定する。
【０１３７】
次に、直流部における漏電の有無の判定方法について説明する。直流電源Ｂ１からインバータ２０までの直流部において漏電が発生した場合、漏電インピーダンスＺは抵抗成分２７から成るインピーダンスに相当する。そして、直流部において漏電が発生した場合、発振回路４０から出力された交流信号Ｅ0は、抵抗５０、カップリングコンデンサ１５、抵抗成分２７から成る漏電インピーダンスＺ、およびアースラインＧＮＤの経路を伝達される。したがって、直流部において漏電が発生した場合の等価回路は図６に示す回路の漏電インピーダンスＺを抵抗成分２７の抵抗値に代えたものに相当する。
【０１３８】
抵抗成分２７の抵抗値を抵抗Ｒ２とすると、図６に示す等価回路の全インピーダンスＺ０は、抵抗Ｒ１、容量Ｃ１および抵抗抵抗Ｒ２を直列に接続したものであるが、ノードＮ１における電圧Ｖｎは、漏電が発生するか否か、つまり、漏電インピーダンスＺ（すなわち、抵抗Ｒ２）の変動に大きく影響されるので、全インピーダンスＺの値は、抵抗Ｒ２に大きく依存する。
【０１３９】
このように、直流部において漏電が発生した場合、全インピーダンスＺ０に大きく影響を与えるのは、抵抗成分２７であるので、直流部において漏電が発生した場合、ノードＮ１における電圧Ｖｎは、電圧Ｖの周波数が変動しても一定である。
【０１４０】
このことは、判定回路６１３が波高値抽出回路６１０〜６１２から受ける波高値Ｈ１〜Ｈ３が周波数の変動に伴って変化しないことに相当する。したがって、判定回路６１３は、波高値抽出回路６１０〜６１２から受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３が変動していなければ、その受けた波高値Ｈ１〜Ｈ３が基準値よりも小さいか否かを判定する。そして、判定回路６１３は、波高値Ｈ１〜Ｈ３が基準値よりも大きいとき直流部において漏電が発生していると判定し、波高値Ｈ１〜Ｈ３が基準値よりも小さいとき直流部において漏電が発生していないと判定する。
【０１４１】
判定回路６１３は、上述した方法によって、交流部において漏電が発生していると判定したとき、信号ＤＥＬを生成して制御装置３０へ出力する。
【０１４２】
なお、以下においては、交流部において漏電が発生した場合の負荷駆動装置１００における制御について説明する。
【０１４３】
図７は、図１に示す負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのフローチャートである。図７を参照して、一連の動作が開始されると、漏電検出器７０は、上述した方法によって交流部における漏電の発生を検出したとき信号ＤＥＬを生成して制御装置３０へ出力する。コンバータ制御手段３０２の判定部３６は、漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けたか否かを判定することにより、漏電が発生したか否かを判定する（ステップＳ１）。そして、ステップＳ１において、漏電が発生したと判定すると、判定部３６は、上述した方法によって昇圧コンバータ１１が昇圧動作中か否かを判定する（ステップＳ２）。そして、判定部３６は、昇圧コンバータ１１が昇圧動作中でないと判定したとき、信号ＬＫＥを生成して表示装置（図示せず）へ出力する。表示装置は、信号ＬＫＥに応じて、交流部において漏電が発生したことを示す警告灯を点灯する（ステップＳ３）。その後、一連の動作が終了する。
【０１４４】
一方、ステップＳ２において、判定部３６は、昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定したとき、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。電圧指令演算部３３は、判定部３６からの信号ＣＴＬに応じて、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂからなる電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ１（電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋの一種）を演算してコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力する。
【０１４５】
コンバータ用デューティー比演算部３４は、電圧指令演算部３３からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ１（＝Ｖｂ）、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、および電圧センサー１６からの電圧Ｖｍに基づいて、上述した方法によって、電圧Ｖｍを直流電圧Ｖｂに降圧するためのデューティー比ＤＲ１を演算し、その演算したデューティー比ＤＲ１をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１４６】
そうすると、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５は、コンバータ用デューティー比演算部３４からのデューティー比ＤＲ１に基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＬ１（信号ＰＷＭＬの一種）を生成し、その生成した信号ＰＷＭＬ１を昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０１４７】
この信号ＰＷＭＬ１は、ＮＰＮトランジスタＱ１をオンし続け、ＮＰＮトランジスタＱ２をオフし続けるための信号である。したがって、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５が信号ＰＷＭＬ１をＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力することによって、ＮＰＮトランジスタＱ２のオフ制御およびＮＰＮトランジスタＱ１のオン制御が行なわれる（ステップＳ４，Ｓ５）。
【０１４８】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ２は、信号ＰＷＭＬ１に応じてオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＬ１に応じてオンされる。そして、昇圧コンバータ１１は、コンデンサ１２側の直流電流を直流電源Ｂ１側へ供給して電圧Ｖｍを直流電圧Ｖｂ（「電源電圧」ともいう。）に降圧する。
【０１４９】
そして、コンバータ制御手段３０２の判定部３６は、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂに一致するか否かを判定し（ステップＳ６）、電圧Ｖｍが直流電圧Ｖｂに一致しないとき信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。そして、ステップＳ４〜Ｓ６が繰返し実行される。
【０１５０】
一方、ステップＳ６において、電圧Ｖｍが直流電圧Ｖｂに一致すると判定されたとき、判定部３６は、信号ＳＴＰを生成してコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力する。そして、コンバータ用デューティー比演算部３４は、判定部３６から信号ＳＴＰを受けるとＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを０％に設定したデューティー比を演算してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５は、ＮＰＮトランジスタＱ１をオフするための信号を生成してＮＰＮトランジスタＱ１へ出力する。すなわち、コンバータ制御手段３０２は、ＮＰＮトランジスタＱ１をオフ制御する（ステップＳ７）。その後、一連の動作は終了する。
【０１５１】
図７に示すフローチャートは、交流部において漏電が発生した場合、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂに降圧して直流電源Ｂ１に供給するフローチャートである。したがって、コンバータ制御手段３０２は、負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生した場合、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧して直流電源Ｂ１に供給するようにＮＰＮトランジスタＱ１をオン制御する。これにより、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍは、電源電圧Ｖｂまで低下するので、漏電電流を最大限抑制できる。
【０１５２】
負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図８に示すフローチャートに従って行なわれてもよい。図８は、図１に示す負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するための他のフローチャートである。
【０１５３】
図８に示すフローチャートは、図７に示すフローチャートのステップＳ５，Ｓ６をそれぞれステップＳ５Ａ，Ｓ６Ａに代えたものであり、その他は、図７に示すフローチャートと同じである。図８を参照して、ステップＳ２において昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定されると、電圧指令演算部３３は、所定の電圧Ｖｒｅｆ１からなる電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ２（電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋの一種）を演算してコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力する。この所定の電圧Ｖｒｅｆ１は、電源電圧Ｖｂよりも高く、かつ、直流電圧Ｖｍよりも低い電圧である。
【０１５４】
コンバータ用デューティー比演算部３４は、電圧指令演算部３３からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ２（＝Ｖｒｅｆ１）、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、および電圧センサー１６からの電圧Ｖｍに基づいて、上述した方法によって、電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ１に降圧するためのデューティー比ＤＲ２を演算し、その演算したデューティー比ＤＲ２をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１５５】
そうすると、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５は、コンバータ用デューティー比演算部３４からのデューティー比ＤＲ２に基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＬ２（信号ＰＷＭＬの一種）を生成し、その生成した信号ＰＷＭＬ２を昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０１５６】
この信号ＰＷＭＬ２は、ＮＰＮトランジスタＱ１をスイッチングし、ＮＰＮトランジスタＱ２をオフし続けるための信号である。したがって、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５が信号ＰＷＭＬ２をＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力することによって、ＮＰＮトランジスタＱ２のオフ制御およびＮＰＮトランジスタＱ１のスイッチング制御が行なわれる（ステップＳ４，Ｓ５Ａ）。
【０１５７】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ２は、信号ＰＷＭＬ２に応じてオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＬ２に応じてスイッチングされる。そして、昇圧コンバータ１１は、ＮＰＮトランジスタＱ１のオン期間中、コンデンサ１２側の直流電流を直流電源Ｂ１側へ供給して電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ１に降圧する。
【０１５８】
そして、コンバータ制御手段３０２の判定部３６は、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ１以下か否かを判定し（ステップＳ６Ａ）、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ１以下でないとき信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。そして、ステップＳ４，Ｓ５Ａ，Ｓ６Ａが繰返し実行される。
【０１５９】
一方、ステップＳ６Ａにおいて、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ１以下であると判定されたとき、判定部３６は、信号ＳＴＰを生成してコンバータ用デューティー比演算部３４へ出力する。その後、上述した動作が行なわれる。
【０１６０】
なお、所定の電圧Ｖｒｅｆ１は、直流電圧Ｖｍと電源電圧Ｖｂとの電圧差が所定値になるときの電圧である。たとえば、所定の電圧Ｖｒｅｆ１は、電源電圧Ｖｂが２１０Ｖであるとき、２５０Ｖに設定される。このとき、所定値は４０Ｖである。したがって、昇圧コンバータ１１は、直流電圧Ｖｍを２５０Ｖまで降圧させると、停止される。
【０１６１】
図８に示すフローチャートは、交流部において漏電が発生した場合、インバータ２０側の直流電圧ＶｍをＮＰＮトランジスタＱ１のスイッチング動作により所定の電圧Ｖｒｅｆ１まで降圧して直流電源Ｂ１に供給するフローチャートである。したがって、コンバータ制御手段３０２は、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に交流部において漏電が発生した場合、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ１に降圧して直流電源Ｂ１に供給するようにＮＰＮトランジスタＱ１をスイッチング制御する。
【０１６２】
これにより、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍは所定の電圧Ｖｒｅｆ１まで低下し、交流部における漏電電流を抑制できる。
【０１６３】
また、図８に示すフローチャートにおいては、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍが電源電圧Ｖｂよりも高い所定の電圧Ｖｒｅｆ１まで降圧されると、昇圧コンバータ１１の降圧動作を停止するので（ステップＳ６Ａ，Ｓ７参照）、漏電電流の抑制動作を行なう期間を短縮できる。
【０１６４】
負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図９に示すフローチャートに従って行なわれてもよい。負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作が図９に示すフローチャートに従って行なわれる場合、制御装置３０は、コンバータ制御手段３０２に代えて図１０に示すコンバータ制御手段３０２Ａを含む。
【０１６５】
図１０は、コンバータ制御手段の他の機能ブロック図である。図１０を参照して、コンバータ制御手段３０２Ａは、コンバータ制御手段３０２の電圧指令演算部３３を電圧指令演算部３３Ａに代え、コンバータ用デューティー比演算部３４をコンバータ用デューティー比演算部３４Ａに代え、判定部３６を判定部３６Ａに代えたものであり、その他は、コンバータ制御手段３０２と同じである。
【０１６６】
電圧指令演算部３３Ａは、判定部３６Ａから信号ＣＴＬ１を受けると、直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ２まで降圧するための電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３１（電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋの一種）を演算してコンバータ用デューティー比演算部３４Ａへ出力する。
【０１６７】
なお、所定の電圧Ｖｒｅｆ２は、ＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを１００％に設定しても、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１をオンし続けても過電流よりも小さい直流電流がＮＰＮトランジスタＱ１に流れるときの電圧である。
【０１６８】
また、電圧指令演算部３３Ａは、判定部３６Ａから信号ＣＴＬ２を受けると、直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧するための電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３２（電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋの一種）を演算してコンバータ用デューティー比演算部３４Ａへ出力する。
【０１６９】
電圧指令演算部３３Ａは、その他、電圧指令演算部３３と同じ機能を果たす。
コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、電圧指令演算部３３Ａからの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３１に応じて、過電流よりも小さい直流電流をＮＰＮトランジスタＱ１に流すためのデューティー比ＤＲ３（「保護デューティー比」と言う。）を演算してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１７０】
また、コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、電圧指令演算部３３Ａからの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３２に応じて、直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧するためのデューティー比ＤＲ１を演算してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１７１】
コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、その他、コンバータ用デューティー比演算部３４と同じ機能を果たす。
【０１７２】
判定部３６Ａは、判定部３６と同じ方法により昇圧コンバータ１１が昇圧動作中か降圧動作中かを判定し、昇圧動作中であると判定したとき信号ＣＴＬ１を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。
【０１７３】
また、判定部３６Ａは、信号ＣＴＬ１を電圧指令演算部３３Ａへ出力した後、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２以下か否かを判定する。そして、判定部３６Ａは、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２よりも高いとき信号ＣＴＬ１を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力し、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２以下であるとき信号ＣＴＬ２を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。
【０１７４】
判定部３６Ａは、その他、判定部３６と同じ機能を果たす。
図９は、図１に示す負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。そして、図９に示すフローチャートは、図７に示すフローチャートのステップＳ４〜Ｓ６をステップＳ１０〜Ｓ１５に代えたものであり、その他は、図７に示すフローチャートと同じである。
【０１７５】
図９を参照して、ステップＳ２において昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定されると、判定部３６Ａは、信号ＣＴＬ１を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。電圧指令演算部３３Ａは、判定部３６Ａからの信号ＣＴＬ１に応じて、所定の電圧Ｖｒｅｆ２からなる電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３１を演算してコンバータ用デューティー比演算部３４Ａへ出力する。
【０１７６】
コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、電圧指令演算部３３Ａからの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３１（＝Ｖｒｅｆ２）、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、および電圧センサー１６からの電圧Ｖｍに基づいて、上述した方法によって、電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ２に降圧するためのデューティー比ＤＲ３（保護デューティー比）を演算し、その演算したデューティー比ＤＲ３をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。すなわち、コンバータ制御手段３０２Ａは、保護デューティー比を決定する（ステップＳ１０）。
【０１７７】
そうすると、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５は、コンバータ用デューティー比演算部３４Ａからのデューティー比ＤＲ３に基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＬ３（信号ＰＷＭＬの一種）を生成し、その生成した信号ＰＷＭＬ３を昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０１７８】
この信号ＰＷＭＬ３は、ＮＰＮトランジスタＱ１をデューティー比ＤＲ３（保護デューティー比）でスイッチングし、ＮＰＮトランジスタＱ２をオフし続けるための信号である。したがって、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５が信号ＰＷＭＬ３をＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力することによって、ＮＰＮトランジスタＱ２のオフ制御およびＮＰＮトランジスタＱ１の保護デューティー比によるスイッチング制御が行なわれる（ステップＳ１１，Ｓ１２）。
【０１７９】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ２は、信号ＰＷＭＬ３に応じてオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＬ３に応じて保護デューティー比でスイッチングされる。そして、昇圧コンバータ１１は、ＮＰＮトランジスタＱ１のオン期間中、過電流よりも小さい直流電流をＮＰＮトランジスタＱ１に流しながらコンデンサ１２側の直流電流を直流電源Ｂ１側へ供給して電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ２に降圧する。
【０１８０】
そして、コンバータ制御手段３０２Ａの判定部３６Ａは、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２以下か否かを判定し（ステップＳ１３）、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２以下でないとき信号ＣＴＬ１を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。そして、ステップＳ１０〜Ｓ１３が繰返し実行される。
【０１８１】
一方、ステップＳ１３において、電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２以下であると判定されたとき、判定部３６Ａは、信号ＣＴＬ２を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。電圧指令演算部３３Ａは、信号ＣＴＬ２に応じて、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３２を演算してコンバータ用デューティー比演算部３４Ａへ出力する。
【０１８２】
そうすると、コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３２に応じて、上述したディーティー比ＤＲ１を生成してコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５は、デューティー比ＤＲ１に基づいて、信号ＰＷＭＬ１を生成して昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【０１８３】
信号ＰＷＭＬ１は、上述したように、ＮＰＮトランジスタＱ１をオンし続け、ＮＰＮトランジスタＱ２をオフし続けるための信号である。したがって、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５が信号ＰＷＭＬ１をＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力することによって、ＮＰＮトランジスタＱ２は、ステップＳ１１においてオフされてから継続してオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ１のオン制御が行なわれる（ステップＳ１４）。
【０１８４】
そうすると、ＮＰＮトランジスタＱ２は、信号ＰＷＭＬ１に応じて継続してオフされ、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＭＬ１に応じて、常時、オンされる。そして、昇圧コンバータ１１は、コンデンサ１２側の直流電流を直流電源Ｂ１側へ供給して電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂに降圧する。
【０１８５】
そして、コンバータ制御手段３０２Ａの判定部３６Ａは、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍが電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂに一致するか否かを判定し（ステップＳ１５）、電圧Ｖｍが直流電圧Ｖｂに一致しないとき信号ＣＴＬ２を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。そして、ステップＳ１４，Ｓ１５が繰返し実行される。
【０１８６】
一方、ステップＳ１５において、電圧Ｖｍが直流電圧Ｖｂに一致すると判定されたとき、判定部３６Ａは、信号ＳＴＰを生成してコンバータ用デューティー比演算部３４Ａへ出力する。その後、上述した動作が行なわれる。
【０１８７】
図９に示すフローチャートは、交流部において漏電が発生した場合、過電流よりも小さい直流電流をＮＰＮトランジスタＱ１に流しながらインバータ２０側の直流電圧ＶｍをＮＰＮトランジスタＱ１のスイッチング動作により所定の電圧Ｖｒｅｆ２まで降圧し、直流電圧Ｖｍが所定の電圧Ｖｒｅｆ２まで降圧されるとＮＰＮトランジスタＱ１をオンし続けて直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧するフローチャートである。そして、所定の電圧Ｖｒｅｆ２は、ＮＰＮトランジスタＱ１をオンし続けても過電流よりも小さい直流電流がＮＰＮトランジスタＱ１に流れる電圧である。
【０１８８】
したがって、コンバータ制御手段３０２Ａは、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に交流部において漏電が発生した場合、過電流よりも小さい直流電流をＮＰＮトランジスタＱ１に流しながら、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ２および電源電圧Ｖｂへ順次降圧するようにＮＰＮトランジスタＱ１を制御する。
【０１８９】
これにより、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍは電源電圧Ｖｂまで低下し、ＮＰＮトランジスタＱ１を保護しながら交流部における漏電電流を最大限抑制できる。
【０１９０】
このように、コンバータ制御手段３０２Ａは、過電流よりも小さい直流電流がＮＰＮトランジスタＱ１に流れるようにＮＰＮトランジスタＱ１を制御してＮＰＮトランジスタＱ１を保護しながら、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで低下させることにより漏電電流を最大限抑制するように昇圧コンバータ１１を制御する。
【０１９１】
コンバータ制御手段３０２Ａのコンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３１に応じて、過電流よりも小さい直流電流をＮＰＮトランジスタＱ１に流すためのデューティー比ＤＲ３（保護デューティー比）を演算するが、この保護デューティー比は、漏電が発生したときの直流電圧Ｖｍの電圧レベルによって変化する。すなわち、漏電が発生したときの直流電圧Ｖｍの電圧レベルが相対的に高いとき、保護デューティー比のオンデューティーは、相対的に小さくなり、漏電が発生したときの直流電圧Ｖｍの電圧レベルが相対的に低いとき、保護デューティー比のオンデューティーは、相対的に大きくなる。
【０１９２】
より具体的には、ＮＰＮトランジスタＱ１の過電流をＩｌｉｍとし、ＮＰＮトランジスタＱ１のオン抵抗をＲONとし、保護デューティー比のオンデューティーをＤＲONとしたとき、次式が成立する。
【０１９３】
【数３】
式（３）より、保護デューティー比のオンデューティーＤＲONは、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍに反比例する。
【０１９５】
図１１は、保護デューティー比のオンデューティーＤＲONとインバータ２０側における直流電圧Ｖｍとの関係を示す図である。曲線ｋ１は、直流電圧Ｖｍがコンデンサ１２側から昇圧コンバータ１１に印加されたときに、過電流よりも小さい直流電流をＮＰＮトランジスタＱ１に流すためのオンデューティーＤＲONと直流電圧Ｖｍとの関係を示す。そして、オンデューティーＤＲONは、直流電圧Ｖｍに反比例する。
【０１９６】
コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、図１１に示すマップを保持しており、電圧指令演算部３３Ａから電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ＿ｌｋ３１を受けると、電圧センサー１６からの直流電圧Ｖｍに対応するオンデューティーＤＲONを図１１に示すマップから抽出する。そして、コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、抽出したオンデューティーＤＲONを用いて保護デューティー比ＤＲ３を演算し、その演算した保護デューティー比ＤＲ３をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部３５へ出力する。
【０１９７】
したがって、図９に示すステップＳ１０においては、図１１に示すマップを参照して、電圧センサー１６により検出された直流電圧Ｖｍに対応するオンデューティーＤＲONを抽出して保護デューティー比を決定するようにしてもよい。また、オンデューティーＤＲONは、保護デューティー比ＤＲ３と等価であるので、コンバータ用デューティー比演算部３４Ａは、保護デューティー比ＤＲ３と直流電圧Ｖｍとの関係を示すマップを保持しており、電圧センサー１６により検出された直流電圧Ｖｍに対応する保護デューティー比をマップを参照して抽出するようにしてもよい。この場合、保護デューティー比ＤＲ３と直流電圧Ｖｍとの関係を示すマップは、図１１に示す曲線ｋ１と同じ曲線になる。
【０１９８】
このように、図１１に示すマップに従って保護デューティー比ＤＲ３を決定する場合、ＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーは、直流電圧Ｖｍが相対的に高いときは相対的に短くなり、直流電圧Ｖｍが相対的に低いときは相対的に長くなる。
【０１９９】
したがって、ＮＰＮトランジスタＱ１に流れる直流電流がＮＰＮトランジスタＱ１の過電流よりも小さくなるようにＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーが直流電圧Ｖｍの電圧レベルに応じて決定されるので、直流電圧Ｖｍの電圧レベルが変動してもＮＰＮトランジスタＱ１を保護しながら漏電電流を抑制できる。
【０２００】
負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図１２に示すフローチャートに従って行なわれてもよい。負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作が図１２に示すフローチャートに従って行なわれる場合、制御装置３０は、コンバータ制御手段３０２に代えて図１３に示すコンバータ制御手段３０２Ｂを含む。
【０２０１】
図１３は、コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。図１３を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｂは、コンバータ制御手段３０２の判定部３６を判定部３６Ｂに代え、演算部３７を追加したものであり、その他は、コンバータ制御手段３０２と同じである。
【０２０２】
演算部３７は、電流センサー１７からの直流電流ＢＣＲＴに基づいて、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣ（Ｓｃａｌｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を積算し、その積算した容量ＳＯＣを判定部３６Ｂへ出力する。
【０２０３】
判定部３６Ｂは、演算部３７からの容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達しているか否かを判定する。そして、判定部３６Ｂは、容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達しているとき、信号ＣＴＬおよびＬレベルの信号ＳＥを生成し、その生成した信号ＣＴＬを電圧指令演算部３３へ出力し、Ｌレベルの信号ＳＥをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。また、判定部３６Ｂは、容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達していないとき、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。
【０２０４】
判定部３６Ｂは、その他、判定部３６と同じ機能を果たす。
図１２は、図１に示す負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。そして、図１２に示すフローチャートは、図７に示すフローチャートのステップＳ２とステップＳ４との間にステップＳ２１，Ｓ２２を挿入したものであり、その他は、図７に示すフローチャートと同じである。
【０２０５】
図１２を参照して、ステップＳ２において、昇圧コンバータ１１が昇圧動作中であると判定されると、判定部３６Ｂは、演算部３７からの容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達しているか否かを判定し（ステップＳ２１）、容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達していないとき、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。そして、上述したステップＳ４〜Ｓ７が実行される。
【０２０６】
一方、ステップＳ２１において、容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達していると判定されたとき、判定部３６Ｂは、Ｌレベルの信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。そして、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、Ｌレベルの信号ＳＥによりオフされる（ステップＳ２２）。その後、上述したステップＳ４〜Ｓ７が実行され、昇圧コンバータ１１は、直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、昇圧コンバータ１１からの直流電圧の電圧レベルを変換して直流電源Ｂ２を充電する。また、エアコン１４は、昇圧コンバータ１１からの直流電圧により駆動される。その他、上述したとおりである。
【０２０７】
図１２に示すフローチャートは、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生したとき、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達しているか否かを判定し、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達しているときは、直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧してＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給し、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達していないときは、直流電圧Ｖｍを電源電圧Ｖｂまで降圧して直流電源Ｂ１へ供給するものである。
【０２０８】
これにより、直流電源Ｂ１を保護しながら漏電電流を最大限抑制できる。
負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図１４に示すフローチャートに従って行なわれてもよい。負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作が図１４に示すフローチャートに従って行なわれる場合、制御装置３０は、コンバータ制御手段３０２に代えて図１３に示すコンバータ制御手段３０２Ｂを含む。
【０２０９】
図１４は、図１に示す負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。そして、図１４に示すフローチャートは、図８に示すフローチャートのステップＳ２とステップＳ４との間にステップＳ２１，Ｓ２２を挿入したものであり、その他は、図８に示すフローチャートと同じである。
【０２１０】
ステップＳ２１，Ｓ２２については、図１２において説明したとおりである。
図１４に示すフローチャートは、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生したとき、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達しているか否かを判定し、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達しているときは、直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ１まで降圧してＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給し、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達していないときは、直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ１まで降圧して直流電源Ｂ１へ供給するものである。
【０２１１】
これにより、直流電源Ｂ１を保護しながら漏電電流を抑制できる。また、漏電電流を抑制する動作期間を短縮できる。
【０２１２】
負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図１５に示すフローチャートに従って行なわれてもよい。負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作が図１５に示すフローチャートに従って行なわれる場合、制御装置３０は、コンバータ制御手段３０２に代えて図１６に示すコンバータ制御手段３０２Ｃを含む。
【０２１３】
図１６は、コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。図１６を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｃは、コンバータ制御手段３０２Ａの判定部３６Ａを判定部３６Ｃに代え、演算部３７を追加したものであり、その他は、コンバータ制御手段３０２Ａと同じである。
【０２１４】
演算部３７については、上述したとおりである。判定部３６Ｃは、演算部３７からの容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達したか否かを判定し、容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達していないとき、信号ＣＴＬ１を生成して電圧指令演算部３３Ａへ出力する。また、判定部３６Ｃは、容量ＳＯＣが直流電源Ｂ１の満充電量に達しているとき、信号ＣＴＬ１およびＬレベルの信号ＳＥを生成し、その生成した信号ＣＴＬ１を電圧指令演算部３３Ａへ出力し、生成したＬレベルの信号ＳＥをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【０２１５】
判定部３６Ｃは、その他、判定部３６および３６Ａと同じ機能を果たす。
図１５は、図１に示す負荷駆動装置１００における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。そして、図１５に示すフローチャートは、図９に示すフローチャートのステップＳ２とステップＳ１０との間にステップＳ２１，Ｓ２２を挿入したものであり、その他は、図９に示すフローチャートと同じである。
【０２１６】
ステップＳ２１，Ｓ２２については、図１２において説明したとおりである。
図１５に示すフローチャートは、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生したとき、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達しているか否かを判定し、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達しているときは、ＮＰＮトランジスタＱ１を保護しながら直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ２および電源電圧Ｖｂまで順次降圧してＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４へ供給し、直流電源Ｂ１の容量ＳＯＣが満充電量に達していないときは、ＮＰＮトランジスタＱ１を保護しながら直流電圧Ｖｍを所定の電圧Ｖｒｅｆ２および電源電圧Ｖｂまで順次降圧して直流電源Ｂ１へ供給するものである。
【０２１７】
これにより、直流電源Ｂ１およびＮＰＮトランジスタＱ１を保護しながら漏電電流を最大限抑制できる。
【０２１８】
上述したように、この発明においては、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に負荷駆動装置１００の交流部において漏電が発生したとき、降圧動作を行なうように昇圧コンバータ１１を制御することを特徴とする（図７，１２のステップＳ４〜Ｓ６、図８，１４のステップＳ４，Ｓ５Ａ，Ｓ６Ａ、および図９，１５のステップＳ１０〜Ｓ１５参照）。
【０２１９】
この特徴により、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍは降圧され、漏電電流を抑制することができる。
【０２２０】
なお、コンバータ制御手段３０２における漏電電流を抑制する動作は、実際には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって実行され、ＣＰＵは、図７〜図９、図１２、図１４および図１５のいずれかに示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図７〜図９、図１２、図１４および図１５のいずれかに示すフローチャートに従って負荷駆動装置１００における漏電電流を抑制する制御を行なう。
【０２２１】
したがって、ＲＯＭは、負荷駆動装置１００における漏電電流を抑制する制御を行なうプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０２２２】
また、交流モータＭ１は、「負荷」を構成する。
さらに、直流電源Ｂ２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３およびエアコン１４は、「補機」を構成する。
【０２２３】
再び、図１を参照して、負荷駆動装置１００における全体動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮを受ける。そして、制御装置３０は、Ｈレベルの信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１０からの直流電圧Ｖｂ、電圧センサー１６からの電圧Ｖｍ、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、上述した方法によって交流モータＭ１がトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生するように昇圧コンバータ１１およびインバータ２０を制御するための信号ＰＷＭＵおよび信号ＰＷＭＩを生成してそれぞれ昇圧コンバータ１１およびインバータ２０へ出力する。
【０２２４】
そして、直流電源Ｂ１は直流電圧を出力し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は直流電圧を昇圧コンバータ１１へ供給する。
【０２２５】
そうすると、昇圧コンバータ１１のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵに応じてオン／オフされ、直流電圧を出力電圧Ｖｍに変換してコンデンサ１２に供給する。
【０２２６】
コンデンサ１２は、昇圧コンバータ１１から供給された直流電圧を平滑化してインバータ２０へ供給する。インバータ２０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに従ってオン／オフされ、インバータ２０は、直流電圧を交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを交流モータＭ１が発生するように交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に所定の交流電流を流す。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生する。
【０２２７】
負荷駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードになった場合、制御装置３０は、直流電圧Ｖｂ、電圧Ｖｍ、モータ電流ＭＣＲＴ、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、信号ＰＷＭＣおよび信号ＰＷＭＤを生成してそれぞれインバータ２０および昇圧コンバータ１１へ出力する。
【０２２８】
交流モータＭ１は、交流電圧を発電し、その発電した交流電圧をインバータ２０へ供給する。そして、インバータ２０は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに従って、交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ１２を介して昇圧コンバータ１１へ供給する。
【０２２９】
昇圧コンバータ１１は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＤに従って直流電圧を降圧して直流電源Ｂ１に供給し、直流電源Ｂ１を充電する。
【０２３０】
そして、負荷駆動装置１００が交流モータＭ１を駆動しているとき、漏電検出器７０は、上述した方法によって、交流部における漏電を検出すると、交流部において漏電が発生したことを示す信号ＤＥＬを生成して制御装置３０へ出力する。
【０２３１】
そうすると、制御装置３０は、漏電が検出されたのが昇圧コンバータ１１の昇圧動作中であるか否かを判定し、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に漏電が検出されたと判定したとき、上述したように、降圧動作を行なうように昇圧コンバータ１１を制御する。
【０２３２】
また、制御装置３０は、昇圧コンバータ１１の降圧動作中に漏電が検出されたと判定したとき、信号ＬＫＥを生成して表示装置（図示せず）に出力する。そして、表示装置は、信号ＬＫＥに応じて警告灯を点灯する。
【０２３３】
これにより、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に漏電が検出されたとき、インバータ２０側の直流電圧Ｖｍは降圧されるので、漏電電流を抑制できる。
【０２３４】
［実施の形態２］
図１７は、実施の形態２による負荷駆動装置の概略ブロック図である。図１７を参照して、負荷駆動装置１００Ａは、負荷駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ａに代え、漏電検出器７０を漏電検出器８０に代えたものであり、その他は、負荷駆動装置１００と同じである。
【０２３５】
漏電検出器８０は、スイッチ８１と、コンデンサ８２と、電流センサー８３とを含む。スイッチ８１およびコンデンサ８２は、交流モータＭ１のＷ相コイルの一方端とアースラインＧＮＤとの間に直列に接続される。この場合、スイッチ８１は、交流モータＭ１側に接続され、コンデンサ８２は、アースラインＧＮＤ側に接続される。そして、電流センサー８３は、コンデンサ８２とアースラインＧＮＤとの間の配線に設置される。
【０２３６】
スイッチ８１は、制御装置３０Ａからの信号ＳＷにより周期的にオン／オフされる。コンデンサ８２は、実施の形態１における漏電検出器７０が検出可能な漏電電流よりも小さい漏電電流を検出可能な容量を有する。電流センサー８３は、スイッチ８１が信号ＳＷによりオンされたとき、電流ＩＬＥを検出し、その検出した電流ＩＬＥを制御装置３０Ａへ出力する。
【０２３７】
制御装置３０Ａは、スイッチ８１を周期的にオン／オフするための信号ＳＷを生成してスイッチ８１へ出力する。また、制御装置３０Ａは、電流センサー８３からの電流ＩＬＥを受け、その受けた電流ＩＬＥに基づいて、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に負荷駆動装置１００Ａの交流部において漏電が発生しているか否かを判定し、交流部において漏電が発生しているとき、上述したように、漏電電流を抑制するように昇圧コンバータ１１を制御する。
【０２３８】
制御装置３０Ａは、その他、制御装置３０と同じ機能を果たす。
制御装置３０Ａは、コンバータ制御手段３０２に代えて図１８に示すコンバータ制御手段３０２Ｄを含む。図１８は、コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。
【０２３９】
図１８を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｄは、コンバータ制御手段３０２の判定部３６を判定部３６Ｄに代えたものであり、その他は、コンバータ制御手段３０２と同じである。
【０２４０】
判定部３６Ｄは、電流センサー８３から電流ＩＬＥを受け、その受けた電流ＩＬＥがしきい値よりも大きいか否かを判定する。そして、判定部３６Ｄは、電流ＩＬＥがしきい値よりも大きいとき、交流部において漏電が発生したと判定し、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。また、判定部３６Ｄは、電流ＩＬＥがしきい値以下であるとき、交流部において漏電が発生していないと判定する。
【０２４１】
判定部３６Ｄは、その他は、判定部３６と同じ機能を果たす。
漏電検出器８０は、スイッチ８１が制御装置３０Ａからの信号ＳＷによりオンされると、電流センサー８３により電流ＩＬＥを検出する。そして、コンバータ制御手段３０２Ｄの判定部３６Ｄは、電流センサー８３からの電流ＩＬＥがしきい値よりも大きいとき負荷駆動装置１００Ａの交流部において漏電が発生したと判定する。
【０２４２】
そして、コンデンサ８２を介して流れる電流ＩＬＥは、漏電検出器７０が検出可能な漏電電流よりも小さいので、漏電検出器８０は、漏電検出器７０が検出可能な漏電電流よりも小さい漏電電流を検出する漏電検出器である。
【０２４３】
漏電検出器８０のスイッチ８１を周期的にオン／オフさせているのは、コンデンサ８２の容量が小さいので、スイッチ８１を、常時、オンしておくと、大きな漏電電流がコンデンサ８２を介して流れ、コンデンサ８２が破損する虞がある。
【０２４４】
そこで、スイッチ８１を周期的にオン／オフさせ、コンデンサ８２の破損を防止することにしたものである。
【０２４５】
負荷駆動装置１００Ａにおける漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図７〜図９、図１２、図１４および図１５のいずれかに示すフローチャートに従って行なわれる。
【０２４６】
負荷駆動装置１００Ａにおける漏電発生時に漏電電流を抑制する動作が図８、図９、図１２、図１４および図１５のいずれかに示すフローチャートに従って行なわれる場合、コンバータ制御手段３０２Ａの判定部３６Ａ、コンバータ制御手段３０２Ｂの判定部３６Ｂおよびコンバータ制御手段３０２Ｃの判定部３６Ｃは、電流ＩＬＥをしきい値と比較し、交流部において漏電が発生したか否かを判定する機能を有する。
【０２４７】
負荷駆動装置１００Ａの全体動作は、負荷駆動装置１００の全体動作のうち、漏電検出器７０により交流部における漏電を検出する動作を漏電検出器８０および判定部３６Ｄにより漏電を検出する動作に代えたものであり、その他は、負荷駆動装置１００の全体動作と同じである。
【０２４８】
なお、漏電検出器８０および判定部３６Ｄは、「漏電検出装置」を構成する。
その他は、実施の形態１と同じである。
【０２４９】
［実施の形態３］
図１９は、実施の形態３による負荷駆動装置の概略ブロック図である。図１９を参照して、負荷駆動装置１００Ｂは、負荷駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ｂに代え、漏電検出器８０を追加したものであり、その他は、負荷駆動装置１００と同じである。
【０２５０】
漏電検出器８０については、上述したとおりである。
制御装置３０Ｂは、制御装置３０の機能に追加して、電流センサー８３からの電流ＩＬＥをしきい値と比較し、負荷駆動装置１００Ｂの交流部において漏電が発生したか否かを判定する機能を有する。
【０２５１】
制御装置３０Ｂは、コンバータ制御手段３０２に代えて図２０に示すコンバータ制御手段３０２Ｅを含む。図２０は、コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。
【０２５２】
図２０を参照して、コンバータ制御手段３０２Ｅは、コンバータ制御手段３０２の判定部３６を判定部３６Ｅに代えたものであり、その他は、コンバータ制御手段３０２と同じである。
【０２５３】
判定部３６Ｅは、電流センサー８３から電流ＩＬＥを受け、その受けた電流ＩＬＥがしきい値よりも大きいか否かを判定し、電流ＩＬＥがしきい値よりも大きいとき、交流部において漏電が発生したと判定する。そして、判定部３６Ｅは、電流ＩＬＥに基づいて交流部において漏電が発生したと判定したとき、または漏電検出器７０から信号ＤＥＬを受けたとき、信号ＣＴＬを生成して電圧指令演算部３３へ出力する。
【０２５４】
判定部３６Ｅは、その他は、判定部３６と同じ機能を果たす。
負荷駆動装置１００Ｂは、２つの漏電検出器７０，８０を備える。そして、漏電検出器８０は、上述したように漏電検出器７０が検出可能な漏電電流よりも小さい漏電電流を検出する。つまり、漏電検出器８０は、漏電検出器７０よりも漏電電流を検出する感度が高い。したがって、負荷駆動装置１００Ｂは、感度が異なる２つの漏電検出器７０，８０を備える。
【０２５５】
これにより、負荷駆動装置１００Ｂにおいては、広い範囲の漏電電流を検出できる。
【０２５６】
負荷駆動装置１００Ｂにおける漏電発生時に漏電電流を抑制する動作は、図７〜図９、図１２、図１４および図１５のいずれかに示すフローチャートに従って行なわれる。
【０２５７】
負荷駆動装置１００Ｂにおける漏電発生時に漏電電流を抑制する動作が図８、図９、図１２、図１４および図１５のいずれかに示すフローチャートに従って行なわれる場合、コンバータ制御手段３０２Ａの判定部３６Ａ、コンバータ制御手段３０２Ｂの判定部３６Ｂおよびコンバータ制御手段３０２Ｃの判定部３６Ｃは、電流ＩＬＥをしきい値と比較し、交流部において漏電が発生したか否かを判定する機能を有する。
【０２５８】
負荷駆動装置１００Ｂの全体動作は、負荷駆動装置１００の全体動作のうち、漏電検出器８０および判定部３６Ｄにより漏電を検出する動作およびその漏電検出に応じて降圧動作を行なうように昇圧コンバータ１１を制御する動作を追加したものであり、その他は、負荷駆動装置１００の全体動作と同じである。
【０２５９】
その他は、実施の形態１，２と同じである。
なお、上述した実施の形態１〜３においては、交流モータは１つであるとして説明したが、この発明は、これに限らず、交流モータは複数であってもよい。この場合、複数のモータに対応して複数のインバータがコンデンサ１２の両端に並列に接続される。そして、複数のモータのうち、少なくとも１つのモータにおいて漏電が発生した場合、昇圧コンバータ１１の降圧動作によりインバータ２０側における直流電圧Ｖｍの電圧レベルを低下させても良いし、漏電が発生していないモータを力行モードで駆動してインバータ２０側における直流電圧Ｖｍの電圧レベルを低下させても良い。
【０２６０】
また、上述した実施の形態１〜３においては、漏電検出器７０，８０が漏電を検出すると、降圧動作を行なうように昇圧コンバータ１１を制御すると説明したが、この発明は、これに限らず、漏電検出器７０，８０が漏電を検出すると、昇圧動作を中止するように昇圧コンバータ１１を制御するものであればよい。昇圧コンバータ１１の昇圧動作を中止させることにより、インバータ２０側における直流電圧Ｖｍの上昇を防止して漏電電流を抑制できるからである。
【０２６１】
そして、この昇圧動作の中止は、漏電検出時の直流電圧Ｖｍの電圧レベルを保持することと、直流電圧Ｖｍを低下させることとの両方を含む概念である。直流電圧Ｖｍの電圧レベルを保持する制御は、昇圧コンバータ１１の電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを漏電検出時の直流電圧Ｖｍに設定してＮＰＮトランジスタＱ１をスイッチング制御し、ＮＰＮトランジスタＱ２をオフ制御することにより実現される。
【０２６２】
さらに、インバータ２０は、「直流／交流変換器」を構成する。
実施の形態１〜３において説明した負荷駆動装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、ハイブリッド自動車または電気自動車に搭載され、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動する。
【０２６３】
たとえば、負荷駆動装置１００，１００Ａ，１００Ｂがハイブリッド自動車に搭載された場合、交流モータＭ１は、２つのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２からなる。そして、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構を介してエンジンに連結され、エンジンを始動するとともに、エンジンの回転力により発電する。また、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構を介して前輪（駆動輪）に連結され、前輪を駆動するとともに、前輪の回転力により発電する。
【０２６４】
負荷駆動装置１００，１００Ａ，１００Ｂが電気自動車に搭載された場合、交流モータＭ１は、前輪（駆動輪）に連結され、前輪を駆動するとともに前輪の回転力により発電する。
【０２６５】
そして、負荷駆動装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、ハイブリッド自動車または電気自動車の走行中および停車中において、交流部における漏電を検出し、昇圧コンバータ１１の昇圧動作中に漏電を検出した場合、上述した方法によってインバータ２０側における直流電圧Ｖｍを低下させる。
【０２６６】
したがって、負荷駆動装置１００，１００Ａ，１００Ｂを搭載したハイブリッド自動車または電気自動車においては、漏電が発生しても漏電電流を抑制できる。
【０２６７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による負荷駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】 図１に示す制御装置の機能のうち、昇圧コンバータおよびインバータの制御に関わる機能を示す機能ブロック図である。
【図３】 図２に示すインバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図４】 図２に示すコンバータ制御手段の機能ブロック図である。
【図５】 図１に示すインピーダンス判定回路の機能ブロック図である。
【図６】 漏電が発生したときの等価回路を示す回路図である。
【図７】 図１に示す負荷駆動装置における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】 図１に示す負荷駆動装置における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するための他のフローチャートである。
【図９】 図１に示す負荷駆動装置における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。
【図１０】 コンバータ制御手段の他の機能ブロック図である。
【図１１】 保護デューティー比のオンデューティーとインバータ側における直流電圧との関係を示す図である。
【図１２】 図１に示す負荷駆動装置における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。
【図１３】 コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。
【図１４】 図１に示す負荷駆動装置における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。
【図１５】 図１に示す負荷駆動装置における漏電発生時に漏電電流を抑制する動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。
【図１６】 コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。
【図１７】 実施の形態２による負荷駆動装置の概略ブロック図である。
【図１８】 コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。
【図１９】 実施の形態３による負荷駆動装置の概略ブロック図である。
【図２０】 コンバータ制御手段のさらに他の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１０，１６ 電圧センサー、１１ 昇圧コンバータ、１２，８２ コンデンサ、１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１４ エアコン、１５ カップリングコンデンサ、１７，２４，８３ 電流センサー、２０ インバータ、２１ Ｕ相アーム、２２ Ｖ相アーム、２３ Ｗ相アーム、２５，２７ 抵抗成分、２６ キャパシタンス成分、３０，３０Ａ，３０Ｂ 制御装置、３１ モータ制御用相電圧演算部、３２ インバータ用ＰＷＭ信号変換部、３３，３３Ａ 電圧指令演算部、３４，３４Ａ コンバータ用デューティー比演算部、３５ コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ 判定部、３７ 演算部、４０ 発振回路、６０ インピーダンス判定回路、７０，８０ 漏電検出器、８１ スイッチ、１００，１００Ａ，１００Ｂ 負荷駆動装置、３０１ インバータ制御手段、３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ，３０２Ｅ コンバータ制御手段、６０１〜６０３，６２０ ノイズフィルター、６０４〜６０６，６２１ バンドパスフィルター、６０７〜６０９，６２２ ピークホールド回路、６１０〜６１２，６２３ 波高値抽出回路、６１３ 判定回路、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３ ノード、Ｂ１，Ｂ２ 直流電源、Ｌ１ リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８ ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー。
Claims (14)
- 電源から供給された第１の直流電圧を第２の直流電圧に昇圧して負荷側に供給する昇圧動作と、前記第２の直流電圧を前記第１の直流電圧に降圧して前記電源側に供給する降圧動作とを行なう電圧変換器と、
前記負荷の漏電を検出する漏電検出装置と、
前記電圧変換器の前記昇圧動作中に前記漏電検出装置が前記負荷の漏電を検出すると、前記昇圧動作を中止するように前記電圧変換器を制御する制御装置とを備え、
前記電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含み、
前記制御装置は、前記漏電検出装置が前記負荷の漏電を検出すると、前記上アームに流れる直流電流が前記上アームの過電流よりも小さくなる保護デューティー比で前記上アームをスイッチング制御し、前記下アームをオフ制御するように構成され、
前記第２の直流電圧を検出する電圧センサーをさらに備え、
前記制御装置は、前記第２の直流電圧と前記保護デューティー比との関係を示すマップを保持しており、前記電圧センサーにより検出された第２の直流電圧に対応する保護デューティー比を前記マップから抽出し、その抽出した保護デューティー比で前記上アームを前記スイッチング制御する、負荷駆動装置。 - 電源から供給された第１の直流電圧を第２の直流電圧に昇圧して負荷側に供給する昇圧動作と、前記第２の直流電圧を前記第１の直流電圧に降圧して前記電源側に供給する降圧動作とを行なう電圧変換器と、
前記負荷の漏電を検出する漏電検出装置と、
前記電圧変換器の前記昇圧動作中に前記漏電検出装置が前記負荷の漏電を検出すると、前記降圧動作を行なうように前記電圧変換器を制御する制御装置とを備え、
前記電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含み、
前記制御装置は、前記漏電検出装置が前記負荷の漏電を検出すると、前記上アームに流れる直流電流が前記上アームの過電流よりも小さくなる保護デューティー比で前記上アームをスイッチング制御し、前記下アームをオフ制御するように構成され、
前記第２の直流電圧を検出する電圧センサーをさらに備え、
前記制御装置は、前記第２の直流電圧と前記保護デューティー比との関係を示すマップを保持しており、前記電圧センサーにより検出された第２の直流電圧に対応する保護デューティー比を前記マップから抽出し、その抽出した保護デューティー比で前記上アームを前記スイッチング制御する、負荷駆動装置。 - 前記電圧変換器と前記負荷との間に配置された直流／交流変換器をさらに備え、
前記電源は、直流であり、
前記負荷は、交流である、請求項１または請求項２に記載の負荷駆動装置。 - 前記制御装置は、前記第２の直流電圧が所定の電圧に低下するまで前記上アームを保護デューティー比でスイッチング制御し、前記第２の直流電圧が前記所定の電圧に低下すると前記上アームをオン制御し、
前記所定の電圧は、前記上アームに流れる直流電流が前記過電流よりも小さくなる電圧である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。 - 前記保護デューティー比は、前記第２の直流電圧に反比例するオンデューティーを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
- 前記漏電検出装置は、
前記電源のアースラインとカップリングコンデンサを介して接続されたノードと、
複数の周波数が重畳された交流信号を発振する発振回路と、
前記発振回路からの前記交流信号を前記ノードを介して検出し、その検出した交流信号の各周波数成分における波高値に基づいて前記負荷において漏電が発生しているか否かを判定する判定回路とを含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。 - 前記漏電検出装置は、
前記負荷とアースラインとの間に接続されたコンデンサと、
前記負荷と前記コンデンサとの間に接続されたスイッチと、
前記コンデンサを介して前記アースラインに流れる電流を検出する電流センサーと、
前記電流センサーからの電流値に基づいて前記負荷において漏電が発生しているか否かを判定する判定回路とを含み、
前記制御装置は、さらに、前記スイッチを周期的にオン／オフする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。 - 前記漏電検出装置は、
第１の漏電検出器と、
前記第１の漏電検出器よりも小さい漏電を検出する第２の漏電検出器とを含み、
前記第１の漏電検出器は、
前記電源のアースラインとカップリングコンデンサを介して接続されたノードと、
複数の周波数が重畳された交流信号を発振する発振回路と、
前記発振回路からの前記交流信号を前記ノードを介して検出し、その検出した交流信号の各周波数成分における波高値に基づいて前記負荷において漏電が発生しているか否かを判定する第１の判定回路とからなり、
前記第２の漏電検出器は、
前記負荷とアースラインとの間に接続されるコンデンサと、
前記負荷と前記コンデンサとの間に接続されたスイッチと、
前記コンデンサを介して前記アースラインに流れる電流を検出する電流センサーと、
前記電流センサーからの電流値に基づいて前記負荷において漏電が発生しているか否かを判定する第２の判定回路とからなり、
前記制御装置は、さらに、前記スイッチを周期的にオン／オフし、前記第１の漏電検出器または前記第２の漏電検出器が前記負荷の漏電を検出すると、降圧動作を行なうように前記電圧変換器を制御する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。 - 前記電圧変換器は、前記電源の容量が満充電量であるとき、前記降圧した第１の直流電圧を補機へ供給する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
- 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の負荷駆動装置を搭載した自動車。
- 負荷駆動装置における漏電発生時の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
前記負荷駆動装置は、
電源から供給された第１の直流電圧を第２の直流電圧に昇圧して負荷側に供給する昇圧動作と、前記第２の直流電圧を前記第１の直流電圧に降圧して前記電源側に供給する降圧動作とを行なう電圧変換器と、
前記負荷の漏電を検出する漏電検出装置とを含み、
前記プログラムは、
前記電圧変換器の前記昇圧動作中に前記漏電検出装置により前記負荷の漏電が検出されたか否かを判定する第１のステップと、
前記負荷の漏電が検出されたとき、前記降圧動作を行なうように前記電圧変換器を制御する第２のステップとをコンピュータに実行させ、
前記電圧変換器は、直列に接続された上アームおよび下アームを含み、
前記プログラムの前記第２のステップは、
前記下アームをオフ制御する第１のサブステップと、
前記上アームをスイッチング制御する第２のサブステップとを含み、
前記第２のサブステップは、
前記上アームに流れる直流電流が前記上アームの過電流よりも小さくなる保護デューティー比を決定するステップＡと、
前記上アームを前記保護デューティー比でスイッチング制御するステップＢとを含み、
前記ステップＡは、
前記第２の直流電圧を検出するステップと、
前記検出された第２の直流電圧に対応する保護デューティー比を前記第２の直流電圧と前記保護デューティー比との関係を示すマップを参照して抽出するステップとを含む、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記第２のサブステップは、
前記第２の直流電圧が所定の電圧に低下すると、前記上アームをオン制御するステップＣをさらに含む、請求項１１に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記保護デューティー比は、前記第２の直流電圧に反比例するオンデューティーを含む、請求項１２に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
- 前記漏電検出装置は、
第１の漏電検出器と、
前記第１の漏電検出器よりも小さい漏電を検出する第２の漏電検出器とを含み、
前記第１の漏電検出器は、
前記電源のアースラインとカップリングコンデンサを介して接続されたノードと、
複数の周波数が重畳された交流信号を発振する発振回路と、
前記発振回路からの前記交流信号を前記ノードを介して検出し、その検出した交流信号の各周波数成分における波高値に基づいて前記負荷において漏電が発生しているか否かを判定する第１の判定回路とからなり、
前記第２の漏電検出器は、
前記負荷とアースラインとの間に接続されるコンデンサと、
前記負荷と前記コンデンサとの間に接続されたスイッチと、
前記コンデンサを介して前記アースラインに流れる電流を検出する電流センサーと、
前記電流センサーからの電流値に基づいて前記負荷において漏電が発生しているか否かを判定する第２の判定回路とからなり、
前記プログラムの前記第１のステップは、
前記スイッチを周期的にオン／オフするステップと、
前記第１の漏電検出器が前記負荷の漏電を検出したか否かを判定するステップと、
前記第２の漏電検出器が前記負荷の漏電を検出したか否かを判定するステップとを含む、請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
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