JP6798397B2 - 電気システム - Google Patents

Description

本発明は、電気システムに関するものである。

従来、電気システムにおいて、電源の出力電圧に基づいて三相交流電動モータに三相交流電流を流すインバータ回路と、電源の正極電極とインバータ回路の正極電極との間に電磁コイルと抵抗素子とが並列に接続されているフィルタ回路とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。抵抗素子は、電源の正極電極とインバータ回路の正極電極との間に流れる電流のうち交流成分を減衰させることができる。

特許第５８８４７９５号明細書

本発明者等は、上記特許文献１の電気システムを参考にして、図１０に示すように、直流電源３の正極電極および負極電極の間に電気装置１０Ａ、１０Ｂが並列に接続されている電気システム１Ａについて検討した。

この電気システム１Ａでは、直流電源３の正極電極および負極電極の間に平滑コンデンサ２０Ａが電気装置１０Ａと並列に接続され、直流電源３の正極電極および負極電極の間に平滑コンデンサ２１が電気装置１０Ｂと並列に接続されている。これに加えて、電気システム１Ａでは、平滑コンデンサ２０Ａの正極電極と平滑コンデンサ２１Ａの正極電極との間にフィルタ回路３０Ａが設けられている。

フィルタ回路３０Ａは、平滑コンデンサ２０Ａの正極電極と平滑コンデンサ２１Ａの正極電極との間に電磁コイル３１Ａと抵抗素子３２Ａとが並列に接続されている。

抵抗素子３２Ａは、平滑コンデンサ２０Ａ、２１Ａ、電磁コイル３１Ａとともに閉回路２５Ａを構成する。

抵抗素子３２Ａは、閉回路２５Ａに流れる電流のうち交流成分を抑制する。このことにより、抵抗素子３２Ａは、閉回路２５Ａにおいて直流電源３からの電源電圧に基づいて共振が生じることを抑制することができる。

ここで、フィルタ回路３０Ａの抵抗素子３２Ａに短絡故障やオープン故障等の故障が生じても、直流電源３からフィルタ回路３０Ａの電磁コイル３１Ａを通して電気装置１０Ａへの電力の供給が継続される。よって、抵抗素子３２Ａに故障が生じたときでも、電気装置１０Ａの動作が継続されるため、抵抗素子３２Ａに故障が生じたことを使用者が気づかない恐れがある。

しかし、抵抗素子３２Ａに故障が生じて閉回路２５Ａに共振が生じると、閉回路２５Ａに過大な電流が流れる。これにより、コンデンサ２０Ａ、２１Ａ、電磁コイル３１Ａ等のデバイスの寿命低下や故障を発生させる恐れがある。

本発明は上記点に鑑みて、フィルタ回路を構成する抵抗素子が故障したか否かを判定することができる電気システムを提供することを第１の目的とし、フィルタ回路を構成する抵抗素子が故障した際にデバイスの寿命低下や故障を発生させることを抑制する電気システムを提供することを第２の目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、直流電源（３）から与えられる電源電圧によって動作する電気装置（１０、２、２ｂ）と、閉回路（２５）を構成する抵抗素子（３２）を有し、直流電源の電源電圧を電気装置に与えつつ、抵抗素子によって閉回路に流れる電流のうち交流成分を減衰させて閉回路における共振を抑制し、さらに抵抗素子が故障しているときでも直流電源の電源電圧を電気装置に与えるように構成されているフィルタ回路（３０）と、抵抗素子の正極電極および負極電極の間の電圧、或いは抵抗素子を流れる電流を示す状態量を検出する状態量検出部（８２、８３）と、状態量検出部により検出される状態量に基づいて、抵抗素子が故障しているか否かを判定する故障判定部（１０４）と、を備える。また、請求項１４に記載の発明では、直流電源（３）から与えられる電源電圧によって動作する電気装置（１０、２、２ｂ）と、閉回路（２５）を構成する抵抗素子（３２）を有し、前記直流電源の電源電圧を前記電気装置に与えつつ、前記抵抗素子によって前記閉回路に流れる電流のうち交流成分を減衰させて前記閉回路における共振を抑制し、さらに前記抵抗素子が故障しているときでも前記直流電源の電源電圧を前記電気装置に与えるように構成されているフィルタ回路（３０）と、前記抵抗素子が故障しているか否かを判定する故障判定部（１０４）と、を備え、前記電気装置は、前記直流電源からの電源電圧が与えられる正極電極（１１）および負極電極（１２）を備え、前記フィルタ回路は、前記直流電源の正極電極と前記電気装置の正極電極との間に配置されている電磁コイル（３１）を備え、前記抵抗素子が故障しているとき前記直流電源からの電源電圧が前記電磁コイルを通して前記電気装置に与えられるように前記フィルタ回路が構成されており、前記抵抗素子は、前記直流電源と前記電気装置との間に接続されている。

これにより、フィルタ回路を構成する抵抗素子が故障したか否かを判定することができる電気システムを提供することができる。

請求項１５に記載の発明では、抵抗素子が故障していると故障判定部が判定したとき、閉回路における共振を抑制するために電気装置の動作を制限する制限制御部（１０７）を備える。

これにより、フィルタ回路を構成する抵抗素子が故障した際にデバイスの寿命低下や故障を発生させることを抑制する電気システムを提供することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における車載用電力変換システムの全体構成を示す電気回路図である。 図１の制御装置におけるインバータ制御処理を示すフローチャートである。 図２の中の一部のステップにおいて、抵抗素子が故障しているか否かを判定するために用いられるフィルタ抵抗電流の実効値の上限値、下限値を決めるためのマップデータである。 本発明の第２実施形態における車載用電力変換システムの全体構成を示す電気回路図である。 本発明の第３実施形態における車載用電力変換システムの全体構成を示す電気回路図である。 第３実施形態における制御装置におけるインバータ制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態における制御装置におけるインバータ制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第５実施形態における制御装置におけるインバータ制御処理を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態における車載用電力変換システムの全体構成を示す電気回路図である。 本発明の対比例における車載用電力変換システムの全体構成を示す電気回路図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１に本発明に係る車載用電力変換システム１の第１実施形態の電気的構成を示す。

車載用電力変換システム１は、三相交流電動機２を高電圧電源３の出力電圧に基づき駆動する電気システムである。三相交流電動機２は、連結軸２ａを介して圧縮機構２ｂに接続されている。高電圧電源３は、高電圧の直流電圧を出力するバッテリ装置であり、その出力電圧（例えば、２１０Ｖ）が、低電圧電源の出力電圧（例えば、１２Ｖ）に比べて高くなっている電源である。低電圧電源は、制御装置８０や電子制御装置９０に直流電圧を与えるためのバッテリ装置である。

三相交流電動機２、連結軸２ａ、および圧縮機構２ｂは、冷媒を圧縮する電動コンプレッサを構成する。電動コンプレッサは、冷媒を循環させる車載空調装置用冷凍サイクル装置を構成する主要部品の一つである。三相交流電動機２としては、例えば、同期型交流電動機が用いられる。

具体的には、車載用電力変換システム１は、図１に示すように、インバータ回路１０、平滑コンデンサ２０、２１、フィルタ回路３０、リレーユニット４０、電気装置５０、検出回路６０、駆動回路７０、および制御装置８０から構成されている。

インバータ回路１０は、高電圧電源３の出力電圧に基づいて三相交流電動機２のステータコイルに三相交流電流を出力する。本実施形態のステータコイルとしては、例えば、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルがスター結線されてなるものが用いられる。

インバータ回路１０は、第１電気装置を構成するもので、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、および還流ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６から構成される周知の回路である。

トランジスタＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５は、正極母線１１に接続されている。正極母線１１には、高電圧電源３の正極電極が接続されている。トランジスタＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６は、負極母線１２に接続されている。負極母線１２には、高電圧電源３の負極電極が接続されている。

正極母線１１は、インバータ回路１０における正極電極を構成し、負極母線１２は、インバータ回路１０における負極電極を構成している。

トランジスタＳＷ１、ＳＷ２は、正極母線１１および負極母線１２の間に直列接続されている。トランジスタＳＷ３、ＳＷ４は、正極母線１１および負極母線１２の間に直列接続されている。トランジスタＳＷ５、ＳＷ６は、正極母線１１および負極母線１２の間に直列接続されている。

トランジスタＳＷ１、ＳＷ２の間の共通接続端子Ｔ１は、三相交流電動機２のステータコイルのＵ相コイルに接続されている。トランジスタＳＷ３、ＳＷ４の間の共通接続端子Ｔ２は、三相交流電動機２のステータコイルのＶ相コイルに接続されている。トランジスタＳＷ５、ＳＷ６の間の共通接続端子Ｔ３は、三相交流電動機２のステータコイルのＷ相コイルに接続されている。

トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の各種半導体スイッチング素子が用いられる。

なお、インバータ回路１０、三相交流電動機２、連結軸２ａ、および圧縮機構２ｂは、第１電気装置を構成している。

平滑コンデンサ２０は、インバータ回路１０および高電圧電源３の間に配置されている第１平滑コンデンサである。平滑コンデンサ２０は、インバータ回路１０の正極母線１１および負極母線１２の間に接続されて、高電圧電源３から正極母線１１および負極母線１２の間に与えられる電圧を平滑化する。つまり、平滑コンデンサ２０は、高電圧電源３からインバータ回路１０に出力される電圧を安定化させる。

平滑コンデンサ２１は、高電圧電源３の正極電極および負極電極の間において、電気装置５０に対して並列に接続されている第２平滑コンデンサである。平滑コンデンサ２１は、インバータ回路１０および平滑コンデンサ２０に対して、高電圧電源３側に配置されている。平滑コンデンサ２１は、高電圧電源３から電気装置５０の正極電極および負極電極の間に出力される電圧を平滑化する。

電気装置５０は、走行用電動機と走行用電動機を駆動する走行用電動機用駆動回路とを備える第２電気装置である。走行用電動機用駆動回路は、高電圧電源３から与えられる電源電圧を降圧（或いは昇圧）して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路の出力電圧に基づいて走行用電動機を駆動するインバータ回路とを備える。

フィルタ回路３０は、平滑コンデンサ２０の正極電極と平滑コンデンサ２１の正極電極の間に並列に接続されている電磁コイル４１および抵抗素子３２を備える。

電磁コイル４１は、高電圧電源３およびインバータ回路１０の間に流す電流のうち交流成分を抑制するために設けられている。電磁コイル４１は、平滑コンデンサ２０、２１、抵抗素子３２とともに閉回路２５を構成する。抵抗素子３２は、閉回路２５に流れる電流のうち交流成分を減衰するために設けられている。このことにより、抵抗素子３２が閉回路２５において高電圧電源３からの電源電圧に基づいて共振が生じることを抑制することができる。

リレーユニット４０は、平滑コンデンサ２０、２１と高電圧電源３との間に配置されている。リレーユニット４０は、インバータ回路１０、平滑コンデンサ２０、２１、およびフィルタ回路３０に対して高電圧電源３側に配置されている。リレーユニット４０は、インバータ回路１０および平滑コンデンサ２０、２１と高電圧電源３との間を開放、接続する。

具体的には、リレーユニット４０は、リレー５１、５２、５３、および抵抗素子５４から構成されている。リレー５１、５２は、高電圧電源３の正極電極と平滑コンデンサ２１の正極電極との間に並列に配置されているリレースイッチである。リレー５３は、高電圧電源の負極電極と平滑コンデンサ２１の負極電極との間に配置されているリレースイッチである。リレー５１、５２、５３は、電子制御装置９０によって制御される。

なお、抵抗素子５４は、高電圧電源３の正極電極と平滑コンデンサ２１の正極電極との間でリレー５２に対して直列に接続されている。抵抗素子５４は、リレー５２が、高電圧電源３の正極電極と平滑コンデンサ２１の正極電極との間を接続することにより、高電圧電源３から平滑コンデンサ２０、２１に突入電流が流れることを防止するために用いられる。

制御装置８０は、マイクロコンピュータやメモリ等から構成され、電流センサ８１、８２の検出値、および電子制御装置９０から入力される制御信号に基づいて、駆動回路７０を介してインバータ回路１０を制御するインバータ制御処理を実行する。メモリには、マイクロコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムが実行されている。

駆動回路７０は、制御装置８０によって制御されて、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６をスイッチングさせるパルス電圧をインバータ回路１０に出力する。

電流センサ８１は、電流検出部として、インバータ回路１０から三相交流電動機２のステータコイルに出力される三相交流電流（以下、モータ電流という）を検出するセンサである。

電流センサ８２は、状態量検出部として、抵抗素子３２を流れる電流（以下、フィルタ抵抗電流という）を検出するセンサである。

本実施形態の電流センサ８１、８２は、変流器（カレントトランス）方式、ホール素子方式、シャント抵抗方式などの電流センサが用いられる。

検出回路６０は、電流センサ８１、８２により検出された電流値をサンプリングしてこのサンプリングしたサンプリングデータを制御装置８０に出力する。

電子制御装置９０は、三相交流電動機２の回転数の目標値を示す指令値を制御装置８０に出力する。本実施形態の電子制御装置９０としては、空調装置用電子制御装置など各種の電子制御装置を用いることができる。

次に、本実施形態の制御装置８０の作動について図２、図３を参照して説明する。

図２は、制御装置８０におけるインバータ制御処理を示すフローチャートである。図３は、抵抗素子３２が故障しているか否かを判定するために用いられるマップデータである。

制御装置８０は、図２のフローチャートにしたがって、インバータ制御処理を実行する。

このとき、検出回路６０は、電流センサ８１、８２により検出された電流値をサンプリングしてこのサンプリングしたサンプリングデータを制御装置８０に出力することを繰り返し実施する。

まず、制御装置８０は、ステップ１００において、フィルタ抵抗保護制御モードを実施中であるか否かを判定する。フィルタ抵抗保護制御モードは、後述するように、三相交流電動機２の動作を制限して閉回路２５における共振を抑制して車載用電力変換システム１を構成するデバイスを保護する制御である。

このとき、制御装置８０は、フィルタ抵抗保護制御モードを実施していないときには、ステップ１００において、ＮＯと判定する。

これに伴い、制御装置８０は、次のステップ１０１において、電流センサ８１の検出値（すなわち、モータ電流）を示すサンプリングデータを検出回路６０から取得する。このことにより、電流センサ８１によってモータ電流を検出し、この検出されたモータ電流を検出回路６０を通して取得することになる。

次に、制御装置８０は、ステップ１０２（すなわち、算出部）において、フィルタ３０の抵抗素子３２の故障の有無を判定するために用いられる上限値Ｙａ、下限値Ｙｂをモータ電流と図３のマップデータとに基づいて算出する。

上限値Ｙａは、抵抗素子３２が正常である場合におけるフィルタ抵抗電流の実効値の上限値である。下限値Ｙｂは、抵抗素子３２が正常である場合におけるフィルタ抵抗電流の実効値の下限値である。

図３は、モータ電流の実効値を横軸とし、フィルタ抵抗電流の実効値を縦軸として、上限値Ｙａ、下限値Ｙｂ、モータ電流の実効値、および抵抗素子３２の故障の有無の関係を示している。

つまり、図３のマップデータでは、上限値Ｙａとモータ電流の実効値とが１対１で特定され、下限値Ｙｂとモータ電流の実効値とが１対１で特定される関係にある。

図３のマップデータでは、フィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａ以下であり、かつフィルタ抵抗電流の実効値が下限値Ｙｂ以上であるとき（上限値Ｙａ≧フィルタ抵抗電流の実効値≧下限値Ｙｂ）、抵抗素子３２が正常であると判定されることが設定されている。

一方、図３のマップデータでは、フィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａよりも大きいとき、或いはフィルタ抵抗電流の実効値が下限値Ｙｂ未満であるときには（上限値Ｙａ＜フィルタ抵抗電流の実効値、下限値Ｙｂ＞フィルタ抵抗電流の実効値）、抵抗素子３２が故障していると判定されることが設定されている。

例えば、抵抗素子３２に短絡故障が生じているとき、閉回路２５における共振により、フィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａよりも大きくなる。短絡故障とは、抵抗素子３２のうち２つの部位（例えば、正極電極と負極電極と）が短絡されて正常時に比べて抵抗値が低下する故障である。

抵抗素子３２にオープン故障が生じているとき、フィルタ抵抗電流の実効値が下限値Ｙｂよりも小さくなる。オープン故障とは、抵抗素子３２のうち１つの部位が断線して正極電極と負極電極との間が開放されて正常時に比べて抵抗値が大きくなる故障である。

上限値Ｙａ、下限値Ｙｂは、それぞれ、モータ電流の実効値が大きくなるほど、大きくなる。

図３のマップデータでは、抵抗素子３２が正常であり、かつモータ電流の実効値が零である場合において、電気装置５０が停止されているときには、フィルタ抵抗電流が零になる場合がある。このため、モータ電流の実効値が零である場合に、下限値Ｙｂが零になっている。

抵抗素子３２が正常である状態で、かつモータ電流の実効値が零である場合において、電気装置５０が動作しているときには、平滑コンデンサ２０および電気装置５０の間に抵抗素子３２を通して電流が流れる場合がある。このため、モータ電流の実効値が零である場合に、上限値Ｙａが零よりも大きな値になっている。

このような図３のマップデータと電流センサ８１で検出されるモータ電流とに基づいて上限値Ｙａ、下限値Ｙｂを求める。

次に、制御装置８０は、ステップ１０３において、電流センサ８２の検出値（すなわち、フィルタ抵抗電流）を示すサンプリングデータを検出回路６０から取得する。

換言すれば、制御装置８０は、フィルタ抵抗保護制御モードを実施していないと判定した場合に、電流センサ８２によって検出されるフィルタ抵抗電流を検出回路６０を通して取得することになる。

ここで、電流センサ８２によってフィルタ抵抗電流を取得する際には、トランジスタＳＷ１〜ＳＷ６のうち正極母線１１側のトランジスタ（すなわち、上側アーム）をオンした直後に電流センサ８２の検出値をサンプリングしたり、或いは一定期間の間に亘って電流センサ８２の検出値を繰り返しサンプリングしたりすることにより、リップル電流を良好に検出することができる。

次に、制御装置８０は、ステップ１０４（すなわち、故障判定部）において、この取得したフィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の一定範囲内に入っているか否かを判定する。

このとき、フィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の一定範囲内に入っているときには、抵抗素子３２が正常であるとして、上記ステップ１０４においてＹＥＳと判定する。

この際に、制御装置８０は、ステップ１０５（すなわち、通常制御部）において、電流センサ８１の検出値と電子制御装置９０から出力される指令値とに基づいて、駆動回路７０を介してインバータ回路１０を通常に制御する。このことにより、インバータ回路１０は、三相交流電動機２の回転数の目標値に近づけるために、三相交流電流を三相交流電動機２のステータコイルに流すことになる。

したがって、制御装置８０は、抵抗素子３２が正常であると判定したときには、駆動回路７０およびインバータ回路１０を介して三相交流電動機２を制御する通常制御を実施することになる。

その後、制御装置８０は、ステップ１００に戻り、フィルタ抵抗保護制御モードを実施していないとして、ＮＯと判定する。

これに伴い、制御装置８０は、ステップ１０１において、電流センサ８１によって検出されたモータ電流を検出回路６０を通して取得する。

このことにより、制御装置８０は、駆動回路７０およびインバータ回路１０を介して三相交流電動機２を通常に制御しているときに、電流センサ８１によって検出されるモータ電流を検出回路６０を通して取得することになる。

次に、制御装置８０は、ステップ１０２において、このモータ電流と図３のマップデータとに基づいて、フィルタ１０の抵抗素子３２の故障を判定するために用いられる上限値Ｙａ、下限値Ｙｂを算出する。

次に、制御装置８０は、ステップ１０３において、電流センサ８２によって検出されたフィルタ抵抗電流を検出回路６０を通して取得する。

このことにより、制御装置８０は、駆動回路７０およびインバータ回路１０を介して三相交流電動機２を通常に制御しているときに、電流センサ８２によって検出されるフィルタ抵抗電流を検出回路６０を通して取得することになる。

次に、制御装置８０は、ステップ１０４において、この取得したフィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の範囲内に入っているか否かを判定することにより、抵抗素子３２が正常であるか否かを判定する。

このとき、制御装置８０は、フィルタ抵抗電流が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の一定範囲内に入っているときには、ステップ１０４においてＹＥＳと判定して、駆動回路７０およびインバータ回路１０を介して三相交流電動機２を通常に制御することを継続する（ステップ１０５）。

このため、制御装置８０は、ステップ１００でＮＯと判定し、かつステップ１０４でＹＥＳと判定する限り、ステップ１００のＮＯ判定、ステップ１０１、１０２、１０３、ステップ１０４のＹＥＳ判定、およびステップ１０５の各処理の実行を繰り返す。

その後、制御装置８０は、ステップ１０４において、フィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の範囲から外れているときには、抵抗素子３２が故障しているとして、ＮＯと判定する。

この際には、制御装置８０は、ステップ１０６において、抵抗素子３２が故障している旨を電子制御装置９０に通知する。

ここで、説明の便宜上、抵抗素子３２にオープン故障が生じたときの閉回路２５の共振周波数をｆｏとし、抵抗素子３２に短絡故障が生じたときの閉回路２５の共振周波数をｆｓとし、整数をＮとする。

制御装置８０は、三相交流電動機２を通常制御する際に、高電圧電源３からフィルタ３０を通してインバータ回路１０に入力される入力電流が、「共振周波数ｆｏ」、「共振周波数ｆｓ」、「Ｎ×共振周波数ｆｏ」、「Ｎ×共振周波数ｆｓ」のいずれかの周波数成分を有するときには、前記入力電流が閉回路２５で共振を生じさせるトリガーとして機能する。

これに対して、本実施形態では、制御装置８０は、ステップ１０７（すなわち、制限制御部）において、駆動回路７０を介してインバータ回路１０を制御してフィルタ抵抗保護制御モードを実施する。

具体的には、制御装置８０は、インバータ回路１０における通常制御に代えてフィルタ抵抗保護制御モードを実施して、三相交流電動機２を停止させるように駆動回路７０を介してインバータ回路１０を制御することになる。

このため、インバータ回路１０のトランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６がそれぞれオフされ、高電圧電源３からフィルタ３０を通してインバータ回路１０に入力電流が流れることが停止される。

すなわち、閉回路２５で共振を生じさせるトリガーとなる入力電流がインバータ回路１０に入力されることが停止されることになる。このことにより、このため、閉回路２５における共振が抑制される。

その後、制御装置８０は、ステップ１００に戻り、ＹＥＳと判定すると、ステップ１０８に移行して、フィルタ抵抗保護制御モードの実行を継続する。

以上説明した本実施形態によれば、車載用電力変換システム１は、電源３から供給される電源電圧によって動作するインバータ回路１０と、フィルタ回路３０と、平滑コンデンサ２１、２０とを備える。平滑コンデンサ２１、２０は、電源３の正極電極と負極電極との間に並列に接続されている。平滑コンデンサ２０は、インバータ回路１０の正極母線１１と負極母線１２との間に接続されている。フィルタ回路３０は、平滑コンデンサ２１の正極電極と平滑コンデンサ２０の正極電極との間に並列に接続されている電磁コイル３１と抵抗素子３２とを備える。

電磁コイル３１および平滑コンデンサ２１、２０は、閉回路２５を構成する。抵抗素子３２は、閉回路２５に流れる電流のうち交流成分を減衰させて閉回路２５における共振を抑制する。フィルタ回路３０は、抵抗素子３２が故障しているとき電源３からの電源電圧が電磁コイル３１を通してインバータ回路１０に与えられるように構成されている。

制御装置８０は、電流センサ８２の検出値に応じて抵抗素子３２が故障しているか否かを判定する。これにより、フィルタ回路３０を構成する抵抗素子３２が故障したか否かを判定することができる。

制御装置８０は、抵抗素子３２が故障していると判定したとき、インバータ回路１０をを停止させるフィルタ抵抗保護制御モードを実行する。これにより、フィルタ回路３０を構成する抵抗素子３２が故障した際に平滑コンデンサ２１、２０、電磁コイル３１等のデバイスの寿命低下や故障を発生させることを抑制することができる。

本実施形態では、制御装置８０は、上述の如く、フィルタ１０の抵抗素子３２の故障の有無を判定するために用いられる上限値Ｙａ、下限値Ｙｂをモータ電流と図３のマップデータとに基づいて算出する。このため、モータ電流に合致した上限値Ｙａ、下限値Ｙｂを求めることができる。したがって、フィルタ１０の抵抗素子３２の故障の有無を精度良く判定することができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、抵抗素子３２を平滑コンデンサ２０の正極電極と平滑コンデンサ２１の正極電極との間に配置した例について説明したが、これに代えて、正極母線１１と負極母線１２との間で平滑コンデンサ２０に直列に接続されている本第２実施形態について説明する。

図４は、本実施形態の車載用電力変換システム１の回路構成を示す。

本実施形態と上記第１実施形態とでは、フィルタ回路３０における抵抗素子３２の配置が互いに相違するだけで、抵抗素子３２以外の構成は同一であるため、その説明を省略する。

フィルタ回路３０の抵抗素子３２は、閉回路２５に流れる電流のうち交流成分を減衰させて閉回路２５に生じる共振を抑制する。

本実施形態の制御装置８０は、上記第１実施形態と同様、図２のフローチャートにしたがって、インバータ制御処理を実行する。

このため、制御装置８０は、上記第１実施形態と同様、この際に、電流センサ８１によって検出されたモータ電流と図３のマップデータとに基づいて上限値Ｙａ、下限値Ｙｂを算出する（ステップ１０２）。そして、制御装置８０が駆動回路７０を介してインバータ回路１０を通常に制御する際に、電流センサ８２で検出されるフィルタ抵抗電流を検出回路６０を介して取得する（ステップ１０３）。制御装置８０は、この取得したフィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の一定範囲内に入っているか否かを判定することにより、抵抗素子３２が正常であるか否かを判定する（ステップ１０４）。

本実施形態では、抵抗素子３２に短絡故障が生じたときには、閉回路２５の共振により、フィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａよりも大きくなる。抵抗素子３２にオープン故障が生じたときには、閉回路２５に共振が生じないものの、フィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａよりも小さくなる。

このとき、上限値Ｙａおよび下限値Ｙの間の一定範囲からフィルタ抵抗電流の実効値が外れるときには、抵抗素子３２が故障しているとして、ステップ１０４で判定する。すると、次のステップ１０７で、インバータ回路１０の動作を停止するフィルタ抵抗保護制御モードを実施する。このため、閉回路２５で共振を発生させるトリガーがインバータ回路１０から出力されることが停止される。よって、閉回路２５における共振が抑制される。

したがって、上記第１実施形態と同様、フィルタ回路３０を構成する抵抗素子３２が故障した際に平滑コンデンサ２１、２０、電磁コイル３１等のデバイスの寿命低下や故障を発生させることを抑制することができる。

（第３実施形態）
上記第２実施形態では、電流センサ８２によって検出されるフィルタ抵抗電流を用いて抵抗素子３２が故障しているか否かを判定した例について説明したが、これに代えて、インバータ回路１０の正極母線１１および負極母線１２の間の電圧変動に基づいて抵抗素子３２が故障しているか否かを判定する本第３実施形態について説明する。

図５に本実施形態の車載用電力変換システム１の回路構成を示す。

本実施形態では、電流センサ８２に代えて、正極母線１１および負極母線１２の間の電圧（以下、母線間電圧という）を検出する状態量検出部としての電圧センサ８３が設けられている。本実施形態と上記第２実施形態とでは、電圧センサ８３以外の構成は同一であるため、その説明を省略する。

次に、本実施形態の制御装置８０の作動について図６を参照して説明する。

図６は、制御装置８０におけるインバータ制御処理を示すフローチャートである。

本実施形態の制御装置８０は、図２に代わる図６のフローチャートにしたがって、インバータ制御処理を実行する。

このとき、検出回路６０は、電流センサ８１、８２により検出された電流値をサンプリングしてこのサンプリングしたサンプリングデータを制御装置８０に出力することを繰り返し実施する。

図６では、図２中のステップ１０１、１０２、１０３に代わるステップ１０１ａ、１０２ａ、１０３ａが用いられている。図６において、図２と同一符号は、同一ステップを示しているため、その説明を省略する。

まず、ステップ１００において、フィルタ抵抗保護制御モードを実施していないとして、ＮＯと判定する。

この場合、次のステップ１０１ａにおいて、電圧センサ８３の検出値（すなわち、母線間電圧）における複数のサンプリングデータを検出回路６０から取得する。複数のサンプリングデータは、一定期間に亘って検出回路６０によってサンプリングされた母線間電圧を示すデータである。

このことにより、一定期間に亘り電圧センサ８３によって母線間電圧を検出し、これら検出された母線間電圧を検出回路６０を通して取得することになる。

次に、ステップ１０２ａ（すなわち、電圧変動量算出部）において、これら母線間電圧に基づいて母線間電圧の変動値（以下、電圧変動値ｄＶという）を算出する。本実施形態の電圧変動値ｄＶとは、一定期間において母線間電圧の最大値と最小値の差分を示す値である。

次に、ステップ１０４ａにおいて、上限値Ｙａ、下限値Ｙｂの間の一定範囲内にこの電圧変動値ｄＶが入っているか否かを判定する。本実施形態の上限値Ｙａ、下限値Ｙｂは、予め決められた値が用いられる。

このとき、電圧変動値ｄＶが一定範囲内に入っているときには、抵抗素子３２が正常であるとして、上記ステップ１０４ａにおいてＹＥＳと判定する。

この際に、ステップ１０５において、電子制御装置９０から出力される指令値に基づいて駆動回路７０を介してインバータ回路１０を制御する通常制御を実施する。

一方、抵抗素子３２に短絡故障が生じているとき、閉回路２５における共振により電圧変動値ｄＶが上限値Ｙａよりも大きくなる。抵抗素子３２にオープン故障が生じているとき、閉回路２５に共振が生じないものの、電圧変動値ｄＶが下限値Ｙｂよりも小さくなる。

このように抵抗素子３２が故障すると、電圧変動値ｄＶが一定範囲から外れる。これに伴い、ステップ１０４ａにおいて、ＮＯと判定する。この際には、抵抗素子３２が故障している旨を電子制御装置９０に通知する（ステップ１０６）。

これに伴い、ステップ１０７において、駆動回路７０を制御してインバータ回路１０を停止するフィルタ抵抗保護制御モードを実施する。

以上説明した本実施形態によれば、制御装置８０は、一定期間に亘り電圧センサ８３によって母線間電圧を検出し、これら検出された母線間電圧を検出回路６０を通して取得する。制御装置８０は、これら母線間電圧に基づいて電圧変動値ｄＶを算出し、この電圧変動値ｄＶが予め決められた一定範囲内に入っているか否かを判定することにより、抵抗素子３２が正常であるか否かを判定する。

制御装置８０は、電圧変動値ｄＶが一定範囲から外れているときには、抵抗素子３２が故障していると判定すると、駆動回路７０を制御してインバータ回路１０の動作を制限するフィルタ抵抗保護制御モードを実施する。

これにより、上記第１実施形態と同様に、フィルタ回路３０を構成する抵抗素子３２が故障した際に平滑コンデンサ２１、２０等のデバイスの寿命低下や故障を発生させることを抑制することができる。

（第４実施形態）
上記第１実施形態では、三相交流電動機２を通常制御しているときに抵抗素子３２が故障しているか否かを判定した例について説明したが、これに代えて、三相交流電動機２を起動する前に抵抗素子３２が故障しているか否かを判定する本第４実施形態について説明する。

本実施形態の車載用電力変換システム１の回路構成は、上記第１実施形態の車載用電力変換システム１の回路構成と同様である。

次に、本実施形態の制御装置８０の作動について図７を参照して説明する。

図７は、制御装置８０におけるインバータ制御処理を示すフローチャートである。図７において、図２と同一符号は、同一ステップを示しているため、その説明を省略する。

本実施形態の制御装置８０は、図２に代わる図７のフローチャートにしたがって、インバータ制御処理を実行する。本実施形態のインバータ制御処理の実行は、電子制御装置９０から三相交流電動機２を起動させる指令を受けたときに、開始される。

まず、制御装置８０は、ステップ２００において、フィルタ抵抗故障検査モードを開始する。

具体的には、制御装置８０は、ステップ１１０（すなわち、パルス制御部）において、インバータ回路１０のトランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６をスイッチングしてインバータ回路１０から三相交流電動機２のステータコイルにパルス電圧を出力させる。

パルス電圧の周波数ｆｐは、抵抗素子３２の故障の有無を検査するために、閉回路２５にて共振を発生させるトリガーとして機能させるように設定されている。

ここで、説明の便宜上、抵抗素子３２にオープン故障が生じたときの閉回路２５の共振周波数をｆｏとし、抵抗素子３２に短絡故障が生じたときの閉回路２５の共振周波数をｆｓとしたとき、パルス電圧の周波数ｆｐとしては、「共振周波数ｆｏ」、「共振周波数ｆｓ」が採用される。

このようにインバータ回路１０から三相交流電動機２のステータコイルにパルス電圧を出力させることにより、閉回路２５において、高電圧電源３の電源電圧に基づいて、共振が発生させる。

なお、本実施形態では、フィルタ抵抗故障検査モードにおいて、制御装置８０がインバータ回路１０からパルス電圧を出力させる際に、三相交流電動機２のステータコイルからロータに対する回転力を発生させないようにインバータ回路１０を制御することが望ましい。

これに伴い、次にステップ１０３において、電流センサ８２によってフィルタ抵抗電流を検出し、この検出されたフィルタ抵抗電流を検出回路６０を通して取得する。

次に、ステップ１０４ａにおいて、この取得したフィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の範囲内に入っているか否かを判定することにより、抵抗素子３２が正常であるか否かを判定することになる。

このことにより、フィルタ抵抗故障検査モードを終了する。本実施形態の上限値Ｙａと下限値Ｙｂとは、それぞれ、予め決められた値が設定されている。

ここで、フィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の一定範囲内に入っているときには、抵抗素子３２が正常であるとして、ステップ１０４においてＹＥＳと判定することになる。

この場合、三相交流電動機２を起動させるために、ステップ１１４（すなわち、起動制御部）において、駆動回路７０をインバータ回路１０を制御してインバータ回路１０から三相交流電動機２に三相交流電流を流す。このため、三相交流電動機２が起動することになる。

一方、フィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の範囲から外れているときには、抵抗素子３２が故障しているとして、ステップ１０４においてＮＯと判定することになる。

この際には、ステップ１０６において、抵抗素子３２が故障している旨を電子制御装置９０に通知する。

これに伴い、ステップ１０７において、駆動回路７０を制御してインバータ回路１０の動作を制限するフィルタ抵抗保護制御モードを実施する。

以上説明した本実施形態によれば、制御装置８０は、三相交流電動機２（すなわち、インバータ回路１０）が起動する前に、電流センサ８２によってフィルタ抵抗電流を検出し、この検出されたフィルタ抵抗電流を検出回路６０を通して取得する。制御装置８０は、この取得したフィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の範囲内から外れているときには、抵抗素子３２に故障が生じていると判定してインバータ回路１０の動作を制限するフィルタ抵抗保護制御モードを実施する。これにより、インバータ回路１０が起動する前に、閉回路２５で共振が生じることを未然に防ぐことができる。

（第５実施形態）
上記第４実施形態では、三相交流電動機２を起動する前にフィルタ抵抗故障検査モードを開始した例について説明したが、これに代えて、インバータ回路１０（すなわち、三相交流電動機２）が停止しているときに、フィルタ抵抗故障検査モードを開始する本実施形態について説明する。

本実施形態の車載用電力変換システム１の回路構成は、上記第１実施形態の車載用電力変換システム１の回路構成と同様である。

次に、本実施形態の制御装置８０の作動について図８を参照して説明する。

図８は、制御装置８０におけるインバータ制御処理を示すフローチャートである。図８において、図７と同一符号は、同一ステップを示しているため、その説明を省略する。

本実施形態の制御装置８０は、図７に代わる図８のフローチャートにしたがって、インバータ制御処理を実行する。

まず、ステップ２１０（停止判定部）において、インバータ回路１０（すなわち、三相交流電動機２）が停止しているかを判定する。

このとき、インバータ回路１０（すなわち、三相交流電動機２）が動作中であるときには、ステップ２１０においてＮＯと判定して、ステップ２１０に戻る。このため、インバータ回路１０が動作中である限り、ステップ２１０でＮＯ判定を繰り返す。

その後、インバータ回路１０が停止すると、ステップ２１０でＹＥＳと判定して、ステップ２００において、フィルタ抵抗故障検査モードを開始する。

このため、ステップ１１２において、インバータ回路１０のトランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６をスイッチングしてインバータ回路１０から三相交流電動機２のステータコイルにパルス電圧を出力させる。

これに伴い、ステップ１０３において、電流センサ８２によってフィルタ抵抗電流を検出し、この検出されたフィルタ抵抗電流を検出回路６０を通して取得する。

次に、ステップ１０４において、この取得したフィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の一定範囲内に入っているか否かを判定することにより、抵抗素子３２が正常であるか否かを判定することになる。このことにより、フィルタ抵抗故障検査モードを終了する。

ここで、フィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の一定範囲内に入っているときには、抵抗素子３２が正常であるとして、ステップ１０４においてＹＥＳと判定することになる。

一方、フィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の一定範囲から外れているときには、抵抗素子３２が故障しているとして、ステップ１０４においてＮＯと判定することになる。

この際には、ステップ１０６において、抵抗素子３２が故障している旨を電子制御装置９０に通知する。これに伴い、ステップ１０７において、駆動回路７０を制御してインバータ回路１０の動作を制限するフィルタ抵抗保護制御モードを実施する。

以上説明した本実施形態によれば、制御装置８０は、三相交流電動機２が停止中に、電流センサ８２によってフィルタ抵抗電流を検出し、この検出されたフィルタ抵抗電流を検出回路６０を通して取得する。制御装置８０は、この取得したフィルタ抵抗電流の実効値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の範囲内から外れているときには、抵抗素子３２が故障していると判定してインバータ回路１０の動作を制限するフィルタ抵抗保護制御モードを実施する。

これにより、上記第５実施形態と同様に、インバータ回路１０が起動する前に、閉回路２５で共振が生じることを未然に防ぐことができる。

（他の実施形態）
（１）上記第１実施形態では、抵抗素子３２を平滑コンデンサ２１の正極電極と平滑コンデンサ２０の正極電極との間に配置した例について説明したが、これに代えて、次の（ａ）、（ｂ）のように抵抗素子３２を配置してもよい。

（ａ）抵抗素子３２を平滑コンデンサ２１の負極電極と平滑コンデンサ２０の負極電極との間に配置する。

（ｂ）高電圧電源３の正極電極と負極電極との間にて平滑コンデンサ２１と直列に抵抗素子３２を配置する。

（２）上記第１〜５実施形態では、制御装置８０は、フィルタ抵抗保護制御モードとして、インバータ回路１０から三相交流電動機２のステータコイルに三相交流電流が流れることを停止することを実施した例について説明したが、これに代えて、次の（ｃ）、（ｄ）のようにしてもよい。

（ｃ）フィルタ抵抗保護制御モードとして、インバータ回路１０から三相交流電動機２のステータコイルに流れる三相交流電流の電流値を所定値以下にする。これにより、抵抗素子３２が故障しているときに、電磁コイル３１に流れる電流が少なくなるため、閉回路２５における共振が抑制される。

（ｄ）フィルタ抵抗保護制御モードとして、リレーユニット４０により、高電圧電源３と閉回路２５との間を開放する。このため、高電圧電源３から閉回路２５へ電力の供給が停止されるため、閉回路２５における共振が抑制される。

（３）上記第１〜５実施形態では、第１電気装置がインバータ回路１０、三相交流電動機２、および圧縮機構２ｂを含んで構成される例について説明したが、これに代えて、インバータ回路１０、三相交流電動機２、および圧縮機構２ｂ以外の電気機器によって第１電気装置を構成してもよい。

（４）上記第１〜５実施形態では、第２電気装置として、走行用電動機と走行用電動機を駆動する走行用電動機用駆動回路とを備える電気装置５０を用いた例について説明したが、これに代えて、走行用電動機、走行用電動機用駆動回路以外の電気機器によって第２電気装置を構成してもよい。

（５）上記５実施形態では、インバータ回路１０から三相交流電動機２のステータコイルに出力されるパルス電圧の周波数ｆｐとして、「共振周波数ｆｏ」、「共振周波数ｆｓ」を用いた例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。

すなわち、Ｎを整数としたときには、「Ｎ×共振周波数ｆｏ」、「Ｎ×共振周波数ｆｓ」をパルス電圧の周波数ｆｐとしてもよい。

（６）上記第１〜５実施形態では、電磁コイル、抵抗素子３２、平滑コンデンサ２０、２１によって閉回路２５を構成した例について説明したが、これに代えて、電気装置５０を含んで閉回路２５を構成してもよい。

例えば、図１において、平滑コンデンサ２１の正極電極と電気装置５０の正極電極との間に電磁コイル（以下、追加電磁コイルという）が追加されている場合には、電気装置５０および追加電磁コイルを含んで閉回路２５を構成してもよい。

或いは、インバータ回路１０以外の回路を第１電気装置が構成した場合には、第１電気装置を構成するデバイスを含んで閉回路２５を構成してもよい。

（７）上記第１、２実施形態では、フィルタ抵抗電流を検出するために電流センサ８２を用いた例について説明したが、これに代えて、抵抗素子３２の正極電極および負極電極の間の電圧を電圧センサで検出し、この検出された電圧によって抵抗素子３２に流れる電流を求めるようにしてもよい。

（８）上記第１、２実施形態では、ステップ１０４において、電流センサ８２で検出された電流値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の一定範囲内に入っているか否かを判定する例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。

すなわち、電流センサ８２の検出値の複数のサンプリング値の二乗平均値や時間平均した平均値を求め、この求めた平均値が上限値Ｙａと下限値Ｙｂとの間の範囲内に入っているか否かを判定する。

（９）上記第３実施形態では、図５のインバータ回路１０の正極母線１１と負極母線１２の間の電圧である母線間電圧の変動値が一定範囲から外れるか否かを判定することにより、抵抗素子３２が故障しているか否かを判定する例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。

すなわち、図９に示すように、抵抗素子３２の正極電極と負極電極との間を電圧センサ８３により検出し、この電圧センサ８３の検出値に応じて、抵抗素子３２の正極電極と負極電極の間の電圧である電極間電圧の変動値が一定範囲から外れるか否かを判定することにより、抵抗素子３２が故障しているか否かを判定する。

この場合、図６のインバータ制御処理において、ステップ１０１ａにおいて抵抗素子３２の正極電極と負極電極との間を電圧センサ８３により検出する。ステップ１０２ａにおいて、電圧センサ８３の検出値に応じて、抵抗素子３２の正極電極と負極電極の間の電圧である電極間電圧を算出する。ステップ１０４ａにおいて、電極間電圧の変動値が一定範囲から外れるか否かを判定することにより、抵抗素子３２が故障しているか否かを判定する。そして、図６のうちステップ１０１ａ、１０２ａ、１０４ａ以外の各ステップは、上記第３実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

（１０）上記第４実施形態では、図１の車載用電力変換システムの回路構成において図７のインバータ制御処理を実施した例について説明したが、これに代えて、上記第４実施形態と上記第２実施形態と組み合わせて、図４の車載用電力変換システムの回路構成において図７のインバータ制御処理を実施してもよい。

（１１）上記第５実施形態では、図１の車載用電力変換システムの回路構成において図８のインバータ制御処理を実施した例について説明したが、これに代えて、上記第５実施形態と上記第２実施形態と組み合わせて、図４の車載用電力変換システムの回路構成において図８のインバータ制御処理を実施してもよい。

（１２）上記第１、第２実施形態では、上限値Ｙａと下限値Ｙｂとをモータ電流によって求める例について説明したが、これに代えて、上限値Ｙａおよび下限値Ｙｂとしてそれぞれ予め決められた値を用いてもよい。

（１３）上記第３実施形態では、これに代えて、上限値Ｙａおよび下限値Ｙｂとしてそれぞれ予め決められた値を用いた例について説明したが、これに代えて、上限値Ｙａと下限値Ｙｂとをモータ電流によって求めてもよい。

（１４）上記第４実施形態では、制御装置８０は、電子制御装置９０から三相交流電動機２を起動させる指令を受けたときに、インバータ制御処理の実行を開始させる例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。

電動コンプレッサを起動させるスイッチがオフされているときに、制御装置８０は、インバータ制御処理を繰り返し実施する。そして、制御装置８０は、電子制御装置９０から三相交流電動機２を起動させる指令を受けたときに、駆動回路７０およびインバータ回路１０を介して三相交流電動機２を起動させる（図７のステップ１１４）。

これにより、三相交流電動機２（すなわち、インバータ回路１０）が起動させる前に、抵抗素子３２が故障しているか否かを判定することができる。

（１５）なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記第１〜第５実施形態、および他の実施形態の一部または全部に記載された第１の観点によれば、電気システムにおいて、直流電源から与えられる電源電圧によって動作する電気装置と、閉回路を構成する抵抗素子を有し、直流電源の電源電圧を電気装置に与えつつ、抵抗素子によって閉回路に流れる電流のうち交流成分を減衰させて閉回路における共振を抑制し、さらに抵抗素子が故障しているときでも直流電源の電源電圧を電気装置に与えるように構成されているフィルタ回路と、抵抗素子が故障しているか否かを判定する故障判定部と、を備える。

これにより、フィルタ回路を構成する抵抗素子が故障したか否かを判定することができる電気システムを提供することができる。

第２の観点によれば、抵抗素子が故障していると故障判定部が判定したとき、閉回路における共振を抑制するために電気装置の動作を制限する制限制御部を備える。

これにより、閉回路における共振を抑制することができるので、閉回路を構成するデバイスの寿命低下や故障を発生させることを抑制することができる。

第３の観点によれば、抵抗素子の正極電極および負極電極の間の電圧、或いは抵抗素子を流れる電流を示す状態量を検出する状態量検出部を備え、故障判定部は、状態量検出部により検出される状態量に基づいて、抵抗素子が故障しているか否かを判定する。

これにより、抵抗素子が故障しているか否かを精度良く判定することができる。

第４の観点によれば、状態量検出部は、抵抗素子を流れる電流値を示す状態量を検出し、故障判定部は、状態量検出部の検出値が所定範囲から外れているか否かを判定することにより、抵抗素子が故障しているか否かを判定する。

第５の観点によれば、電流検出部と、算出部と、を備え、電気装置は、直流電源からの電源電圧に基づいて交流電動機に交流電流を流すインバータ回路を備え、電流検出部は、インバータ回路から交流電動機に流れる交流電流を検出し、算出部は、電流検出部により検出される交流電流に基づいて所定範囲を算出し、故障判定部は、算出部で算出される所定範囲から、状態量検出部の検出値が外れているか否かを判定することにより、抵抗素子が故障しているか否かを判定する。

これにより、インバータ回路から交流電動機に流れる交流電流に基づいて所定範囲を算出するため、抵抗素子が故障しているか否かをより一層精度良く判定することができる。

第６の観点によれば、電気装置は、直流電源からの電源電圧が与えられる正極電極および負極電極を備え、フィルタ回路は、直流電源の正極電極と電気装置の正極電極との間に配置されている電磁コイルを備え、抵抗素子が故障しているとき直流電源からの電源電圧が電磁コイルを通して電気装置に与えられるようにフィルタ回路が構成されている。

これにより、抵抗素子の状態量を精度良く検出することができる。

第７の観点によれば、抵抗素子は、直流電源と電気装置との間に接続されている。

第８の観点によれば、電気装置の正極電極および負極電極の間に配置されて、直流電源からの電源電圧を平滑する平滑コンデンサを備え、抵抗素子は、電気装置の正極電極および負極電極の間にて平滑コンデンサに直列に接続されている。

第９の観点によれば、平滑コンデンサと、電圧変動量算出部と、を備え、電気装置は、直流電源からの電源電圧が与えられる正極電極および負極電極を備え、平滑コンデンサは、電気装置の正極電極および負極電極の間に配置されて、直流電源からの電源電圧を平滑し、抵抗素子は、電気装置の正極電極および負極電極の間にて平滑コンデンサに直列に接続されており、状態量検出部は、抵抗素子の正極電極および負極電極の間の電圧を示す状態量を検出し、電圧変動量算出部は、状態量検出部によって検出される状態量に基づいて、抵抗素子の正極電極および負極電極の間の電圧の変動量を算出し、故障判定部は、電圧変動量算出部の算出値が所定範囲から外れているか否かを判定することにより、抵抗素子が故障しているか否かを判定する。

これにより、抵抗素子の状態量を精度良く検出することができる。

第１０の観点によれば、平滑コンデンサと、電圧変動量算出部と、状態量検出部と、を備え、電気装置は、直流電源からの電源電圧が与えられる正極電極および負極電極を備え、状態量検出部は、電気装置の正極電極および負極電極の間の電圧を示す状態量を検出し、電圧変動量算出部は、状態量検出部の検出値に基づいて、電気装置の正極電極および負極電極の間の電圧の変動量を算出し、平滑コンデンサは、電気装置の正極電極および負極電極の間に配置されて、直流電源からの電源電圧を平滑し、抵抗素子は、電気装置の正極電極および負極電極の間にて平滑コンデンサに直列に接続されており、故障判定部は、電圧変動量算出部の算出値が所定範囲から外れているか否かを判定することにより、抵抗素子が故障しているか否かを判定する。

第１１の観点によれば、故障判定部が抵抗素子が正常であると判定したとき、電気装置を動作させる通常制御部を備える。

第１２の観点によれば、通常制御部が電気装置を動作させているときに、状態量検出部が抵抗素子の状態量を検出する。

第１３の観点によれば、パルス制御部を備え、電気装置は、直流電源から与えられる電源電圧に基づいてパルス電圧を出力させるパルス発生回路を構成し、パルス制御部が閉回路で共振を発生させるトリガーとしてのパルス電圧をパルス発生回路から出力させるようにパルス発生回路を制御したとき、状態量検出部は、抵抗素子の状態量を検出する。

第１４の観点によれば、電気装置を起動させる起動制御部を備え、起動制御部が電気装置を起動させるに先だって、パルス制御部がトリガーとしてのパルス電圧をパルス発生回路から出力させるようにパルス発生回路を制御する。

これにより、電気装置を起動させる前に、抵抗素子が故障しているか否かを判定することができる。

第１５の観点によれば、電気装置が停止しているか否かを判定する停止判定部を備え、停止判定部が電気装置が停止していると判定したとき、パルス制御部がトリガーとしてのパルス電圧をパルス発生回路から出力させるようにパルス発生回路を制御する。

これにより、電気装置を起動させるに前に、抵抗素子が故障しているか否かを判定することができる。

第１６の観点によれば、電気装置は、第１電気装置であり、当該電気システムは、直流電源の正極電極および負極電極の間に第１電気装置と並列に配置されて、直流電源から与えられる電源電圧によって動作する第２電気装置を備える。

第１７の観点によれば、平滑コンデンサは、第１平滑コンデンサであり、当該電気システムは、第２平滑コンデンサを備え、第２電気装置は、直流電源からの電源電圧が与えられる正極電極および負極電極を備え、第２平滑コンデンサは、第２電気装置の正極電極および負極電極の間に配置されて、直流電源から与えられる電源電圧を平滑し、閉回路は、第１平滑コンデンサおよび第２平滑コンデンサを含んで構成されている。

第１８の観点によれば、第１電気装置は、直流電源の電源電圧に基づいて駆動する車両用電動圧縮機を構成し、第２電気装置は、直流電源の電源電圧に基づいて駆動する車両走行用電動機を構成する。

１ 車載用電力変換システム
２ 三相交流電動機
３ 高電圧電源
１０ インバータ回路
２０、２１ 平滑コンデンサ
３０ フィルタ回路
４０ リレーユニット
５０ 電気装置
６０ 検出回路
７０ 駆動回路
８０ 制御装置

Claims (18)

1. 直流電源（３）から与えられる電源電圧によって動作する電気装置（１０、２、２ｂ）と、
   閉回路（２５）を構成する抵抗素子（３２）を有し、前記直流電源の電源電圧を前記電気装置に与えつつ、前記抵抗素子によって前記閉回路に流れる電流のうち交流成分を減衰させて前記閉回路における共振を抑制し、さらに前記抵抗素子が故障しているときでも前記直流電源の電源電圧を前記電気装置に与えるように構成されているフィルタ回路（３０）と、
   前記抵抗素子の正極電極および負極電極の間の電圧、或いは前記抵抗素子を流れる電流を示す状態量を検出する状態量検出部（８２、８３）と、
   前記状態量検出部により検出される状態量に基づいて、前記抵抗素子が故障しているか否かを判定する故障判定部（１０４）と、
   を備える電気システム。
2. 前記状態量検出部は、前記抵抗素子を流れる電流値を示す前記状態量を検出し、
   前記故障判定部は、前記状態量検出部の検出値が所定範囲から外れているか否かを判定することにより、前記抵抗素子が故障しているか否かを判定する請求項１に記載の電気システム。
3. 電流検出部（８１）と、
   算出部（１０２）と、を備え、
   前記電気装置は、前記直流電源からの電源電圧に基づいて交流電動機（２）に交流電流を流すインバータ回路（１０）を備え、
   前記電流検出部は、前記インバータ回路から前記交流電動機に流れる交流電流を検出し、
   前記算出部は、前記電流検出部により検出される交流電流に基づいて前記所定範囲を算出し、
   前記故障判定部は、前記算出部で算出される前記所定範囲から、前記状態量検出部の検出値が外れているか否かを判定することにより、前記抵抗素子が故障しているか否かを判定する請求項２に記載の電気システム。
4. 前記電気装置は、前記直流電源からの電源電圧が与えられる正極電極（１１）および負極電極（１２）を備え、
   前記フィルタ回路は、前記直流電源の正極電極と前記電気装置の正極電極との間に配置されている電磁コイル（３１）を備え、
   前記抵抗素子が故障しているとき前記直流電源からの電源電圧が前記電磁コイルを通して前記電気装置に与えられるように前記フィルタ回路が構成されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電気システム。
5. 前記抵抗素子は、前記直流電源と前記電気装置との間に接続されている請求項４に記載の電気システム。
6. 前記電気装置の前記正極電極および前記負極電極の間に配置されて、前記直流電源からの電源電圧を平滑する平滑コンデンサ（２０）を備え、
   前記抵抗素子は、前記電気装置の前記正極電極および前記負極電極の間にて前記平滑コンデンサに直列に接続されている請求項４に記載の電気システム。
7. 平滑コンデンサ（２０）と、
   電圧変動量算出部（１０２ａ）と、を備え、
   前記電気装置は、前記直流電源からの電源電圧が与えられる正極電極（１１）および負極電極（１２）を備え、
   前記平滑コンデンサは、前記電気装置の前記正極電極および前記負極電極の間に配置されて、前記直流電源からの電源電圧を平滑し、
   前記抵抗素子は、前記電気装置の前記正極電極および前記負極電極の間にて前記平滑コンデンサに直列に接続されており、
   前記状態量検出部は、前記抵抗素子の正極電極および負極電極の間の電圧を示す前記状態量を検出し、
   前記電圧変動量算出部は、前記状態量検出部によって検出される前記状態量に基づいて、前記抵抗素子の正極電極および負極電極の間の電圧の変動量を算出し、
   前記故障判定部は、前記電圧変動量算出部の算出値が所定範囲から外れているか否かを判定することにより、前記抵抗素子が故障しているか否かを判定する請求項１に記載の電気システム。
8. 平滑コンデンサ（２０）と、
   電圧変動量算出部（１０２ａ）と、を備え、
   前記電気装置は、前記直流電源からの電源電圧が与えられる正極電極（１１）および負極電極（１２）を備え、
   前記状態量検出部は、前記抵抗素子の正極電極および負極電極の間の電圧を示す状態量を検出し、
   前記電圧変動量算出部は、前記状態量検出部の検出値に基づいて、前記抵抗素子の正極電極および負極電極の電圧の変動量を算出し、
   前記平滑コンデンサは、前記電気装置の前記正極電極および前記負極電極の間に配置されて、前記直流電源からの電源電圧を平滑し、
   前記抵抗素子は、前記電気装置の前記正極電極および前記負極電極の間にて前記平滑コンデンサに直列に接続されており、
   前記故障判定部は、前記電圧変動量算出部の算出値が所定範囲から外れているか否かを判定することにより、前記抵抗素子が故障しているか否かを判定する請求項１に記載の電気システム。
9. 前記故障判定部が前記抵抗素子が正常であると判定したとき、前記電気装置を動作させる通常制御部（１０５）を備える請求項１ないし８のいずれか１つに記載の電気システム。
10. 前記通常制御部が前記電気装置を動作させているときに、前記状態量検出部が前記抵抗素子の前記状態量を検出する請求項９に記載の電気システム。
11. パルス制御部（１１０）を備え、
    前記電気装置は、前記直流電源から与えられる電源電圧に基づいてパルス電圧を出力させるパルス発生回路（１０）を構成し、
    前記パルス制御部が前記閉回路で共振を発生させるトリガーとしてのパルス電圧を前記パルス発生回路から出力させるように前記パルス発生回路を制御したとき、前記状態量検出部は、前記抵抗素子の前記状態量を検出する請求項１ないし９のいずれか１つに記載の電気システム。
12. 前記電気装置を起動させる起動制御部（１１４）を備え、
    前記起動制御部が前記電気装置を起動させるに先だって、前記パルス制御部が前記トリガーとしてのパルス電圧を前記パルス発生回路から出力させるように前記パルス発生回路を制御する請求項１１に記載の電気システム。
13. 前記電気装置が停止しているか否かを判定する停止判定部（２１０）を備え、
    前記停止判定部が前記電気装置が停止していると判定したとき、前記パルス制御部が前記トリガーとしてのパルス電圧を前記パルス発生回路から出力させるように前記パルス発生回路を制御する請求項１１に記載の電気システム。
14. 直流電源（３）から与えられる電源電圧によって動作する電気装置（１０、２、２ｂ）と、
    閉回路（２５）を構成する抵抗素子（３２）を有し、前記直流電源の電源電圧を前記電気装置に与えつつ、前記抵抗素子によって前記閉回路に流れる電流のうち交流成分を減衰させて前記閉回路における共振を抑制し、さらに前記抵抗素子が故障しているときでも前記直流電源の電源電圧を前記電気装置に与えるように構成されているフィルタ回路（３０）と、
    前記抵抗素子が故障しているか否かを判定する故障判定部（１０４）と、
    を備え、
    前記電気装置は、前記直流電源からの電源電圧が与えられる正極電極（１１）および負極電極（１２）を備え、
    前記フィルタ回路は、前記直流電源の正極電極と前記電気装置の正極電極との間に配置されている電磁コイル（３１）を備え、
    前記抵抗素子が故障しているとき前記直流電源からの電源電圧が前記電磁コイルを通して前記電気装置に与えられるように前記フィルタ回路が構成されており、
    前記抵抗素子は、前記直流電源と前記電気装置との間に接続されている電気システム。
15. 前記抵抗素子が故障していると前記故障判定部が判定したとき、前記閉回路における共振を抑制するために前記電気装置の動作を制限する制限制御部（１０７）を備える請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の電気システム。
16. 前記電気装置は、第１電気装置であり、
    当該電気システムは、前記電気装置の前記正極電極および前記負極電極の間に配置されて、前記直流電源からの電源電圧を平滑する平滑コンデンサ（２０）を備え、前記直流電源の正極電極および負極電極の間に前記第１電気装置と並列に配置されて、前記直流電源から与えられる電源電圧によって動作する第２電気装置（５０）を備える請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の電気システム。
17. 前記平滑コンデンサは、第１平滑コンデンサであり、
    当該電気システムは、第２平滑コンデンサ（２１）を備え、
    前記第２電気装置は、前記直流電源からの電源電圧が与えられる正極電極および負極電極を備え、
    前記第２平滑コンデンサは、前記第２電気装置の正極電極および負極電極の間に配置されて、前記直流電源から与えられる電源電圧を平滑し、
    前記閉回路は、前記第１平滑コンデンサおよび前記第２平滑コンデンサを含んで構成されている請求項１６に記載の電気システム。
18. 前記第１電気装置は、前記直流電源の電源電圧に基づいて駆動する車両用電動圧縮機を構成し、前記第２電気装置は、前記直流電源の電源電圧に基づいて駆動する車両走行用電動機を構成する請求項１７に記載の電気システム。

Images