JP5630474B2 - インバータ - Google Patents

Description

本発明は、インバータに関するものである。

特許文献１には環境温度が低温の時に、インバータ装置が備えるコンデンサの温度を上昇させる電動機の制御方法が開示されている。具体的には、インバータ装置が置かれる環境温度に応じて、コンデンサの等価直列抵抗により生じるリップル電圧によってインバータ装置の構成部品がダメージを受けない最大許容モータ電流値を、モータ電流の最大値と温度との関係を示すマップ又は関係式を用いて設定する。そして、設定される最大許容モータ電流値が、電動機の起動に必要なトルクを発生させることができる値未満の温度領域においては、電動機の回転子の位置を推定するとともに最大許容モータ電流値以下の直流をｄ軸電流として供給することで、インバータ装置のコンデンサの温度を上昇させる。そして、コンデンサの温度が、最大許容モータ電流値が電動機の起動に必要なトルクを発生させることができる温度以上になった後、電動機に交流を供給するようにインバータ装置を制御する。

特開２００９−６０７７６号公報

ところで、低温環境下で使用される電動機及びインバータ装置において、インバータ装置のコンデンサの温度を十分に上昇させる暖気制御を行ってから電動機を通常駆動させたとしても、電動機の駆動を停止又は一時停止するとインバータ装置が低温環境下に置かれることとなり、コンデンサの温度が再び下降してしまうという問題がある。また、低温環境下において電動機をスムーズに駆動させるためには、コンデンサの温度を上昇させる暖機制御から電動機を通常駆動する通常運転制御への切り換えを円滑に行う必要がある。

本発明の目的は、コンデンサ昇温後に低温環境下に放置された場合を考慮しつつ暖機制御から通常運転制御に円滑に切り換えることができるインバータを提供することにある。

請求項１に記載の発明では、インバータ回路においてブリッジ接続された複数のスイッチング素子を有し、前記インバータ回路の入力側に、並列接続された直流電源およびコンデンサが接続され、前記インバータ回路の出力側に、電動機の各相の巻線が接続され、前記電動機の各相の巻線に交流電流を供給して前記電動機を駆動するインバータにおいて、前記コンデンサの温度を検出する温度検出手段と、前記電動機の各相の巻線に交流電流を供給する通常運転制御の後の前記電動機の駆動停止状態において、前記温度検出手段により検出された前記コンデンサの温度が規定温度よりも低い時において前記電動機の各相の巻線に直流電流を供給するように前記インバータ回路の前記スイッチング素子を制御する暖機制御手段と、前記暖機制御手段により前記電動機の各相の巻線に直流電流を供給する暖機制御から前記通常運転制御に切り換える際に、前記通常運転制御において前記電動機の各巻線に供給する交流電流の初期電気角度を、前記暖機制御において電動機の各巻線に供給していた直流電流の電気角度に合わせる切換制御手段と、を備え、前記暖機制御手段は、前記電動機の各相の巻線に直流電流を流す際に、トルク電流成分が０で励磁電流成分のみの直流電流が電動機に供給され、当該電動機が駆動停止状態から回転しないように、前記インバータ回路の前記スイッチング素子を制御することを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、コンデンサの温度が温度検出手段により検出される。そして、通常運転制御の後の駆動停止状態において、温度検出手段により検出されたコンデンサの温度が規定温度よりも低い時において、暖機制御手段において、電動機の各相の巻線に駆動停止状態から電動機が回転しないような直流電流を供給するようにインバータ回路のスイッチング素子が制御される。よって、コンデンサ昇温後に低温環境下に放置された場合にも直流電流を流すことにより暖機を行うことができる。また、暖機制御手段により電動機の各相の巻線に直流電流を供給する暖機制御から電動機の各相の巻線に交流電流を供給する通常運転制御に切り換える際において、切換制御手段において、通常運転制御において電動機の各巻線に供給する交流電流の初期電気角度が、暖機制御において電動機の各巻線に供給していた直流電流の電気角度に合わせられる。これにより、円滑に、暖機制御から通常運転制御に切り換えられる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のインバータにおいて、前記暖機制御手段により前記電動機の各相の巻線に直流電流を流す暖機制御において、前記電動機の駆動指令があると、前記暖機制御を停止して前記通常運転制御に切り換える通常運転制御移行手段を更に備えたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明によれば、暖機制御手段により電動機の各相の巻線に直流電流を流す暖機制御において、電動機の駆動指令があると、通常運転制御移行手段において、暖機制御が停止されて通常運転制御に切り換えられる。よって、電動機の駆動指令により暖機制御から通常運転制御に切り換えることができる。

請求項３〜５に記載の発明は、インバータ回路においてブリッジ接続された複数のスイッチング素子を有し、前記インバータ回路の入力側に、並列接続された直流電源およびコンデンサが接続され、前記インバータ回路の出力側に、電動機の各相の巻線が接続され、前記電動機の各相の巻線に交流電流を供給して前記電動機を駆動するインバータにおいて、前記コンデンサの温度を検出する温度検出手段と、前記電動機の駆動停止状態において、前記温度検出手段により検出された前記コンデンサの温度が規定温度よりも低い時において前記電動機の各相の巻線に直流電流を供給するように前記インバータ回路の前記スイッチング素子を制御する暖機制御手段と、前記暖機制御手段により前記電動機の各相の巻線に直流電流を供給する暖機制御から前記電動機の各相の巻線に交流電流を供給する通常運転制御に切り換える際に、前記通常運転制御において前記電動機の各巻線に供給する交流電流の初期電気角度を、前記暖機制御において電動機の各巻線に供給していた直流電流の電気角度に合わせる切換制御手段と、を備える。
特に、請求項３に記載の発明では、前記コンデンサ以外のコンデンサの周辺機器の温度を検出する周辺機器温度検出手段と、前記暖機制御手段により前記電動機の各相の巻線に直流電流を流す暖機制御において、前記周辺機器温度検出手段により検出された前記コンデンサの周辺機器の温度が閾値よりも高くなると、前記暖機制御を停止させる暖機制御停止手段と、を更に備えることを要旨とする。

請求項３に記載の発明によれば、周辺機器温度検出手段により、コンデンサ以外のコンデンサの周辺機器の温度が検出される。そして、暖機制御手段により電動機の各相の巻線に直流電流を流す暖機制御において、周辺機器温度検出手段により検出されたコンデンサの周辺機器の温度が閾値よりも高くなると、暖機制御停止手段において、暖機制御が停止される。これにより、コンデンサの周辺機器が過熱されるのを防止することができる。

特に、請求項４に記載の発明では、前記暖機制御が停止した時に前記温度検出手段により検出された前記コンデンサの温度が目標温度に達していない場合は、その後の通常運転制御において前記温度検出手段により検出された前記コンデンサの温度に基づき前記電動機の各相の巻線に供給する電流出力を制限する出力制限手段を更に設けたことを要旨とする。

請求項４に記載の発明によれば、暖機制御が停止した時に温度検出手段により検出されたコンデンサの温度が目標温度に達していない場合は、出力制限手段において、その後の通常運転制御において温度検出手段により検出されたコンデンサの温度に基づき電動機の各相の巻線に供給する電流出力が制限される。よって、コンデンサの温度に基づき電動機の各相の巻線に供給する電流出力を制限することができる。

特に、請求項５に記載の発明では、前記切換制御手段は、前記暖機制御から前記通常運転制御に切り換える際には、前記電動機の巻線に電流が流れない休止期間を設けることを要旨とする。

本発明によれば、コンデンサ昇温後に低温環境下に放置された場合を考慮しつつ暖機制御から通常運転制御に円滑に切り換えることができる。

実施形態におけるインバータの回路図。 コンデンサ温度の推移を示すタイムチャート。 （ａ）は実施形態におけるＵ相電流、Ｗ相電流、Ｖ相電流を示す波形図、（ｂ）は比較のためのＵ相電流、Ｗ相電流、Ｖ相電流を示す波形図。 コンデンサ温度と出力電流の関係を示す特性図。 別例におけるＵ相電流、Ｗ相電流、Ｖ相電流を示す波形図。

以下、本発明を、冷蔵倉庫においても使用されるフォークリフトに具体化した一実施形態を図面にしたがって説明する。フォークリフトは、バッテリフォークリフトであって、走行用電動機の駆動により走行が行われるとともに荷役用電動機の駆動により荷役動作が行われる。つまり、キーオンされた状態において、オペレータがアクセルペダルを操作すると走行用電動機が駆動されて走行でき、また、オペレータがリフトレバー等を操作すると荷役用電動機が駆動されてフォーク等の昇降により荷役動作できる。また、フォークリフトの温度仕様は−４０℃〜＋８０℃程度となっている。

図１に示すように、インバータ（三相インバータ）１０は、インバータ回路２０と駆動回路３０とコントローラ４０を備えている。インバータ回路２０の入力側には直流電源としてのバッテリ５０が接続されるとともに、出力側には走行用電動機（あるいは荷役用電動機）６０が接続されている。電動機６０には３相交流モータが使用されている。電動機６０は巻線６１，６２，６３を有し、電動機６０の各相の巻線６１，６２，６３がインバータ回路２０の出力側に接続されている。

インバータ回路２０は、６個のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が設けられている。各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６には、パワーＭＯＳＦＥＴが使用されている。なお、スイッチング素子としてＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ）を使用してもよい。各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６には、それぞれ帰還ダイオードＤ１〜Ｄ６が逆並列接続されている。

インバータ回路２０において、第１および第２のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２、第３および第４のスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４、第５および第６のスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６がそれぞれ直列に接続されている。そして、第１、第３および第５のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５が、直流電源としてのバッテリ５０のプラス端子側に接続され、第２、第４および第６のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６が、バッテリ５０のマイナス端子側に接続されている。

Ｕ相用の上下のアームを構成するスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の間の接続点は電動機６０のＵ相端子に、Ｖ相用の上下のアームを構成するスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の間の接続点は電動機６０のＶ相端子に、Ｗ相用の上下のアームを構成するスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の間の接続点は電動機６０のＷ相端子に、それぞれ接続されている。そして、インバータ１０により、電動機６０の各相の巻線に交流電流が供給されて電動機６０が駆動される。このように、インバータ回路２０は、ブリッジ接続された複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を有する。

バッテリ５０の定格電圧は、例えば４８ボルトであり、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の耐圧は、７５ボルト程度ある。
インバータ回路２０と電動機６０との間には電流センサ７０，７１が設けられている。電流センサ７０，７１は電動機６０に供給される３相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの２相（この実施形態ではＵ相およびＷ相）の電流Ｉｕ，Ｉｗの電流値を検出する。

インバータ回路２０の入力側には、電解コンデンサ８０がバッテリ５０と並列に接続されている。第１、第３および第５のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５が電解コンデンサ８０のプラス端子側に接続され、第２、第４および第６のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６が電解コンデンサ８０のマイナス端子側に接続されている。ところで、コンデンサを等価的に考えると、理想的なコンデンサ成分Ｃ以外に、抵抗成分Ｒやインダクタ成分Ｌなどを含むものとして考えることができる。図１において、電解コンデンサ８０を、等価的に理想コンデンサＣと抵抗成分Ｒが直列接続されたものとして表している。抵抗成分Ｒがコンデンサの等価直列抵抗（ＥＳＲ）である。

このように、インバータ回路２０の入力側には、並列接続された直流電源としてのバッテリ５０および電解コンデンサ８０が接続されている。
コントローラ４０はインバータ回路２０の電圧Ｖｂを検知している。この電圧Ｖｂによって電解コンデンサ８０のＥＳＲにより生じる過電圧（サージ電圧）を検出してスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を保護する機能を有している。即ち、コントローラ４０は電圧Ｖｂが高くなりすぎるとスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が絶縁破壊する虞があるため、サージ電圧などによりスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に印加される電圧が設定値より大きくなるとインバータ回路２０の駆動を止めるようになっている。

また、電解コンデンサ８０の温度を検出するコンデンサ温度センサ９０が設けられる。温度検出手段としてのコンデンサ温度センサ９０はコントローラ４０に接続され、コントローラ４０は電解コンデンサ８０の温度（コンデンサ温度）を検知している。インバータ１０は、低温環境下で電動機を通常運転制御する場合に、インバータ１０を構成する各素子や電動機６０を保護するために、電動機６０への出力電流を制限する機能を有している。例えば、電解コンデンサ８０の温度（コンデンサ温度）が、低温（−２０℃以下）となると、電動機への出力電流が制限される。

コントローラ４０は、マイコンを中心に構成されている。コントローラ４０はメモリ４１を備えている。メモリ４１には電動機６０を駆動するのに必要な各種制御プログラムおよびその実行に必要な各種データやマップが記憶されている。制御プログラムには、通常の電動機（モータ）６０を回転駆動させるための制御プログラムや、低温時に暖機制御のために電動機６０に直流を流すための制御プログラム等が含まれる。

コントローラ４０は、駆動回路３０を介して各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のゲートに接続されている。コントローラ４０には電流センサ７０，７１が接続されている。そして、コントローラ４０は、各センサ７０，７１の検出信号に基づいて、電動機６０を目標出力となるように制御する制御信号を、駆動回路３０を介して各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に出力する。そして、インバータ回路２０はバッテリ５０および電解コンデンサ８０から供給される直流を適宜の周波数の３相交流に変換して電動機６０に出力する。

車両には車両制御ＥＣＵ１２０が搭載されている。車両制御ＥＣＵ１２０は、オペレータによる操作に伴い操作センサ（図示略）から出力される操作信号を入力して車両動作を制御する。コントローラ４０は車両制御ＥＣＵ１２０と接続されている。インバータ１０の各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、主回路基板１００に搭載されている。また、インバータ１０のコントローラ４０および駆動回路３０は制御基板１１０に搭載されている。

次に、インバータ１０の作用について説明する。
図２に示すように電解コンデンサ８０の温度（コンデンサ温度）が推移する。図２のｔ１のタイミングでキーオンされる。このとき、コンデンサ温度が極めて低かった（例えば、−４０℃程度）とする。その後、暖機制御によりコンデンサ温度が上昇してｔ２のタイミングでコンデンサ温度が規定値（例えば、−２０℃）、即ち、起動可能温度になり、通常運転制御が行われる。

起動可能温度以上になった後、ｔ３のタイミングでキーオン状態で運転が停止され低温環境下にフォークリフトが放置されたとする。この運転停止によりコンデンサ温度が低下する。そして、ｔ４のタイミングでコンデンサ温度が規定値以下（例えば、−２０℃）になることにより、暖機制御が行われる。

このように、起動可能温度（例えば、−２０℃）まで上昇したコンデンサ温度が再度低下しても、その後のｔ４のタイミングで暖機制御することによりコンデンサ温度を起動可能温度まで昇温させているので、ｔ５のタイミングでオペレータによる運転が再開されるとスムーズに再起動（通常運転制御）を行うことができる。つまり、図２のｔ３のタイミング以降のように車両制御ＥＣＵ１２０からの電動機駆動指令がなく電動機の駆動停止状態においては、コントローラ４０は暖機制御を実施して、この暖機制御によりコンデンサの温度を出力制限不要な温度（例えば、−２０℃）以上に上昇させ、出力制限からできるだけ早く解放する。

このようにして、本実施形態ではキーオンに伴う始動時の暖機制御により起動可能温度以上になった後、インバータが停止されて再びコンデンサ温度が低下する場合についても考慮されている。

図３（ａ）に示すように、コンデンサ温度が低温である暖機制御時にはインバータ１０により電動機６０に対し直流電流が供給されるとともに、コンデンサ温度が起動可能温度以上となる通常運転制御時にはインバータ１０により電動機６０に対し交流電流が供給される。

通常運転制御について説明する。
コントローラ４０は、コンデンサ温度センサ９０により検出された電解コンデンサ８０の温度が規定温度（例えば−２０℃）よりも高いときにおいては、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４，Ｓ６を同時にオンにして、図１に一点鎖線で示すごとく、Ｕ相電流Ｉｕを流す。また、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ２，Ｓ６を同時にオンにしてＶ相電流Ｉｖを流す。さらに、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ２，Ｓ４を同時にオンにしてＷ相電流Ｉｗを流す。このようにして、インバータ１０の動作として、バッテリ５０（電解コンデンサ８０）から直流電圧を入力して、ブリッジ接続したスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６がオン・オフされ、このオン・オフ動作に伴って出力側の電動機６０が通電される。このとき、コントローラ４０において、各相で所望の最大電流が流れるように調整される。

また、電動機６０の通電に伴い発生する回生電力は電源側に戻される。つまり、電動機６０からの回生電力（回生電流）は帰還ダイオードＤ１〜Ｄ６を介して電解コンデンサ８０に蓄積される。この回生エネルギーは力行時に利用される。

図３を用いて通常運転制御について言及すると、コントローラ４０は、コンデンサ温度センサ９０により検出された電解コンデンサ８０の温度が規定温度（例えば−２０℃）よりも高い場合には、Ｕ相電流Ｉｕ、Ｗ相電流Ｉｗ、Ｖ相電流Ｉｖとして正弦波状の電流が流れるようにインバータ回路２０のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６をオン・オフする。

コンデンサ昇温後に低温環境下に放置された場合の図２のｔ４〜ｔ５の期間に行う暖機制御について説明する。
暖機制御手段としてのコントローラ４０は、車両制御ＥＣＵ１２０からの電動機６０の駆動指令がなく電動機６０の駆動停止状態において、コンデンサ温度センサ９０により検出された電解コンデンサ８０の温度が規定温度（例えば−２０℃）よりも低い時において、暖機制御を行う。この暖機制御では、コントローラ４０は、電動機６０の各相の巻線に直流電流を供給するようにインバータ回路２０のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を制御して電解コンデンサ８０およびスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を暖める。

本実施形態では、インバータ１０はベクトル制御を行う。ベクトル制御では、磁束を生成するための励磁電流と、電動機のトルク（モータトルク）を発生させるためのトルク電流を独立に制御する。コントローラ４０は、電動機駆動が停止された状態で、かつ、温度が所定値（例えば、−２０℃）以下の場合、電動機を回転しないように、即ち、トルクを発生させないように、トルク電流成分が０で、励磁電流成分のみの直流電流が電動機６０に供給されるようにインバータ回路２０のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を制御する。従って、コントローラ４０が車両制御ＥＣＵ１２０から電動機駆動信号を受信しない場合でも励磁成分のみ電流を流すことにより、電動機が回転することなく、暖機制御（昇温のための制御）を行うことができる。

図３（ａ）において、コントローラ４０は暖機制御時にはＶ相の巻線に最大電流の直流電流が供給されるとともにその他の相に所定値の直流電流が供給されるようにインバータ回路２０のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を制御する。

このような暖機制御により電解コンデンサ８０の温度を上昇させて、コンデンサ温度低温時のＥＳＲ上昇に伴うリップル電圧を小さくすることができる。
次に、図２におけるｔ５のタイミングでの電動機６０の各相の巻線に直流電流を供給する暖機制御から電動機６０の各相の巻線に交流電流を供給する通常運転制御に切り換える際の動作について説明する。

切換制御手段としてのコントローラ４０は、図３（ａ）に示すように、通常運転制御において電動機６０の各巻線に供給する交流電流の初期電気角度（初期位相）を、暖機制御において電動機６０の各巻線に供給していた直流電流の電気角度（位相）に合わせる。これにより、制御の切換時における電動機のショックを低減できる。

つまり、図３（ｂ）のように、暖機制御時と通常運転制御開始時の位相（電気角度）が違うと、電動機のショックが大きい。これに対し本実施形態では、図３（ａ）に示すように、暖機制御時と通常運転制御開始時の位相（電気角度）が同じであり、電気角度を合わせたので、電動機のショックが小さい。その結果、電動機が搭載されているフォークリフトの乗り心地が向上する。

なお、図３（ａ）において切換の前後における暖機制御での電流の大きさと通常運転制御での電流の大きさは同一であるが、異ならせてもよく、要は電気角度が合っていればよい。

また、コントローラ４０は、図２のｔ４以降に行われる電動機６０の各相の巻線に直流電流を流す暖機制御中において、例えば、アクセルペダルの踏み込み操作に伴う電動機６０の駆動指令を受け取ると（車両制御ＥＣＵ１２０から電動機の駆動指令信号を受信すると）、次のように制御する。コントローラ４０は、暖機制御を停止して通常運転制御に切り換える。つまり、暖機制御中においてフォークリフトの運転者（オペレータ）が操作系を操作した場合には、操作の応答性を優先して、暖機制御を停止してすぐに通常運転制御に移行する。これにより、電動機をフォークリフトに搭載した場合の操作性の向上が図られる。この場合も、通常運転制御において電動機６０の各巻線に供給する交流電流の初期電気角度を、暖機制御において電動機６０の各巻線に供給していた直流電流の電気角度に合わせる。

また、コントローラ４０は、操作者の操作指令などにより暖機制御が停止された時にコンデンサ温度センサ９０により検出されたコンデンサ温度が起動可能温度に達していない場合（例えば図４のコンデンサ温度が−２０℃よりも低い場合）には、次のように制御する。コントローラ４０は、制御モードを暖機制御から通常運転制御に切り換えるとともに、コンデンサ温度センサ９０により検出された現在のコンデンサ温度に基づき電動機６０の各相の巻線に供給する出力電流を制限する。具体的には、出力電流の制限には図４のマップなどを用いる。図４では、コンデンサ温度と出力電流の関係を示し、コンデンサ温度が起動可能温度以上（例えば−２０℃以上）ではフル出力（１００％）できるが、コンデンサ温度が起動可能温度より低い（−２０℃より低い）とコンデンサ温度が低くなるほど出力電流を小さく抑えるように制限している。例えば、−４０℃ならば出力電流を５０％に制限する。この出力電流制限により、コンデンサ温度低温時のＥＳＲ上昇に伴うリップル電圧を小さくすることができる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）インバータの構成として、コンデンサ温度センサ９０とコントローラ４０を備え、暖機制御手段としてのコントローラ４０は、電動機の駆動停止状態において、コンデンサ温度センサ９０により検出された電解コンデンサ８０の温度が規定温度よりも低い時に次のようにする。電動機６０の各相の巻線に直流電流を供給するようにインバータ回路２０のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を制御する。よって、コンデンサ昇温後に低温環境下に放置された場合にも直流電流を流すことにより暖機を行うことができる。また、切換制御手段としてのコントローラ４０は、暖機制御から通常運転制御に切り換える際に、通常運転制御において電動機６０の各巻線に供給する交流電流の初期電気角度を、暖機制御において電動機６０の各巻線に供給していた直流電流の電気角度に合わせる。これにより、円滑に、暖機制御から通常運転制御に切り換えられる。このようにして、コンデンサ昇温後に低温環境下に放置された場合を考慮しつつ暖機制御から通常運転制御に円滑に切り換えることができる。

（２）暖機制御手段としてのコントローラ４０は、電動機６０の各相の巻線に直流電流を流す際に、トルク電流成分が０で励磁電流成分のみの直流電流が電動機に供給されるようにインバータ回路２０のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を制御するので、電動機６０の回転駆動は回避される。

（３）暖機制御手段としてのコントローラ４０により電動機の各相の巻線に直流電流を流す暖機制御において、電動機６０の駆動指令があると、通常運転制御移行手段としてのコントローラ４０により暖機制御を停止して通常運転制御に切り換える。よって、オペレータの操作に伴う電動機６０の駆動指令により暖機制御から通常運転制御に切り換えることができる。

（４）暖機制御が停止した時にコンデンサ温度センサ９０により検出された電解コンデンサ８０の温度が目標温度に達していない場合は、出力制限手段としてのコントローラ４０は、その後の通常運転制御においてコンデンサ温度センサ９０により検出された電解コンデンサ８０の温度に基づき電動機の各相の巻線に供給する電流出力を制限する。よって、コンデンサ温度に基づき電動機の各相の巻線に供給する電流出力を制限することができ、ＥＳＲで発生するリップル電圧を小さくすることができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・切換制御手段としてのコントローラ４０は、図５に示すように、暖機制御から通常運転制御に切り換える際には、電動機の巻線に電流が流れない休止期間Ｔ１を設けてもよい。

・図１に示すように周辺機器温度検出手段としての温度センサ９１を備え、温度センサ９１により、電解コンデンサ８０以外のコンデンサの周辺機器（電動機６０、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６、制御基板１１０などの機能部品）の温度を検出する。そして、暖機制御手段としてのコントローラ４０により電動機の各相の巻線に直流電流を流す暖機制御において、暖機制御停止手段としてのコントローラ４０が、温度センサ９１により検出されたコンデンサの周辺機器の温度が閾値よりも高くなると、暖機制御を停止させる構成としてもよい。この場合、コンデンサの周辺機器が過熱されるのを防止することができる。

詳しく説明する。暖機制御中においては、電動機６０、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６、制御基板１１０の各々の温度を監視する。具体的には、電動機６０の巻線の温度、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を搭載した主回路基板１００の温度、制御基板１１０の温度をセンサにて検出する。そして、電動機６０、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６、制御基板１１０の温度のうちのいずれかが規定温度以上の場合は、暖機制御を中止する。

このとき、オペレータの操作がなく電動機の駆動指令がなければ、電動機の巻線に電流が流れない休止状態（図５の休止期間Ｔ１参照）にする。
一方、オペレータの操作に伴う電動機の駆動指令があれば、図４のマップで示したように出力電流に制限をかけた状態での通常運転制御を行わせる。詳しくは、図４において、コンデンサ温度が−２０℃以上ではフル出力（１００％）とし、コンデンサ温度が−２０℃以下ではコンデンサ温度が低くなるほど出力電流を抑える。つまり、暖機制御が停止した時に電解コンデンサ８０の温度が目標温度に達していない場合は、その後の通常運転制御において電解コンデンサ８０の温度に基づき電動機の各相の巻線に供給する電流出力を制限する。この出力電流制限により、ＥＳＲで発生するリップル電圧を小さくすることができる。

・電動機の種類は問わない。

１０…インバータ、２０…インバータ回路、４０…コントローラ、５０…バッテリ、６０…電動機、８０…電解コンデンサ、９０…コンデンサ温度センサ、９１…温度センサ、Ｓ１…スイッチング素子、Ｓ２…スイッチング素子、Ｓ３…スイッチング素子、Ｓ４…スイッチング素子、Ｓ５…スイッチング素子、Ｓ６…スイッチング素子。

Claims (5)

1. インバータ回路においてブリッジ接続された複数のスイッチング素子を有し、前記インバータ回路の入力側に、並列接続された直流電源およびコンデンサが接続され、前記インバータ回路の出力側に、電動機の各相の巻線が接続され、前記電動機の各相の巻線に交流電流を供給して前記電動機を駆動するインバータにおいて、
   前記コンデンサの温度を検出する温度検出手段と、
   前記電動機の各相の巻線に交流電流を供給する通常運転制御の後の前記電動機の駆動停止状態において、前記温度検出手段により検出された前記コンデンサの温度が規定温度よりも低い時において前記電動機の各相の巻線に直流電流を供給するように前記インバータ回路の前記スイッチング素子を制御する暖機制御手段と、
   前記暖機制御手段により前記電動機の各相の巻線に直流電流を供給する暖機制御から前記通常運転制御に切り換える際に、前記通常運転制御において前記電動機の各巻線に供給する交流電流の初期電気角度を、前記暖機制御において電動機の各巻線に供給していた直流電流の電気角度に合わせる切換制御手段と、を備え、
   前記暖機制御手段は、前記電動機の各相の巻線に直流電流を流す際に、トルク電流成分が０で励磁電流成分のみの直流電流が電動機に供給され、当該電動機が駆動停止状態から回転しないように、前記インバータ回路の前記スイッチング素子を制御することを特徴とするインバータ。
2. 前記暖機制御手段により前記電動機の各相の巻線に直流電流を流す暖機制御において、前記電動機の駆動指令があると、前記暖機制御を停止して前記通常運転制御に切り換える通常運転制御移行手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のインバータ。
3. インバータ回路においてブリッジ接続された複数のスイッチング素子を有し、前記インバータ回路の入力側に、並列接続された直流電源およびコンデンサが接続され、前記インバータ回路の出力側に、電動機の各相の巻線が接続され、前記電動機の各相の巻線に交流電流を供給して前記電動機を駆動するインバータにおいて、
   前記コンデンサの温度を検出する温度検出手段と、
   前記電動機の駆動停止状態において、前記温度検出手段により検出された前記コンデンサの温度が規定温度よりも低い時において前記電動機の各相の巻線に直流電流を供給するように前記インバータ回路の前記スイッチング素子を制御する暖機制御手段と、
   前記暖機制御手段により前記電動機の各相の巻線に直流電流を供給する暖機制御から前記電動機の各相の巻線に交流電流を供給する通常運転制御に切り換える際に、前記通常運転制御において前記電動機の各巻線に供給する交流電流の初期電気角度を、前記暖機制御において電動機の各巻線に供給していた直流電流の電気角度に合わせる切換制御手段と、
   前記コンデンサ以外のコンデンサの周辺機器の温度を検出する周辺機器温度検出手段と、
   前記暖機制御手段により前記電動機の各相の巻線に直流電流を流す暖機制御において、前記周辺機器温度検出手段により検出された前記コンデンサの周辺機器の温度が閾値よりも高くなると、前記暖機制御を停止させる暖機制御停止手段と、
   を備えることを特徴とするインバータ。
4. インバータ回路においてブリッジ接続された複数のスイッチング素子を有し、前記インバータ回路の入力側に、並列接続された直流電源およびコンデンサが接続され、前記インバータ回路の出力側に、電動機の各相の巻線が接続され、前記電動機の各相の巻線に交流電流を供給して前記電動機を駆動するインバータにおいて、
   前記コンデンサの温度を検出する温度検出手段と、
   前記電動機の駆動停止状態において、前記温度検出手段により検出された前記コンデンサの温度が規定温度よりも低い時において前記電動機の各相の巻線に直流電流を供給するように前記インバータ回路の前記スイッチング素子を制御する暖機制御手段と、
   前記暖機制御手段により前記電動機の各相の巻線に直流電流を供給する暖機制御から前記電動機の各相の巻線に交流電流を供給する通常運転制御に切り換える際に、前記通常運転制御において前記電動機の各巻線に供給する交流電流の初期電気角度を、前記暖機制御において電動機の各巻線に供給していた直流電流の電気角度に合わせる切換制御手段と、
   前記暖機制御が停止した時に前記温度検出手段により検出された前記コンデンサの温度が目標温度に達していない場合は、その後の通常運転制御において前記温度検出手段により検出された前記コンデンサの温度に基づき前記電動機の各相の巻線に供給する電流出力を制限する出力制限手段と、
   を備えることを特徴とするインバータ。
5. インバータ回路においてブリッジ接続された複数のスイッチング素子を有し、前記インバータ回路の入力側に、並列接続された直流電源およびコンデンサが接続され、前記インバータ回路の出力側に、電動機の各相の巻線が接続され、前記電動機の各相の巻線に交流電流を供給して前記電動機を駆動するインバータにおいて、
   前記コンデンサの温度を検出する温度検出手段と、
   前記電動機の駆動停止状態において、前記温度検出手段により検出された前記コンデンサの温度が規定温度よりも低い時において前記電動機の各相の巻線に直流電流を供給するように前記インバータ回路の前記スイッチング素子を制御する暖機制御手段と、
   前記暖機制御手段により前記電動機の各相の巻線に直流電流を供給する暖機制御から前記電動機の各相の巻線に交流電流を供給する通常運転制御に切り換える際に、前記通常運転制御において前記電動機の各巻線に供給する交流電流の初期電気角度を、前記暖機制御において電動機の各巻線に供給していた直流電流の電気角度に合わせる切換制御手段と、を備え、
   前記切換制御手段は、前記暖機制御から前記通常運転制御に切り換える際には、前記電動機の巻線に電流が流れない休止期間を設けることを特徴とするインバータ。