特開 2022-181191 インバータ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022181191

(43)【公開日】2022-12-07

(54)【発明の名称】インバータ装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20221130BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20221130BHJP

   B60L 9/18 20060101ALN20221130BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 M

B60L3/00 J

B60L9/18 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022084124

(22)【出願日】2022-05-23

(31)【優先権主張番号】202110573293.2

(32)【優先日】2021-05-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】300052246

【氏名又は名称】日本電産エレシス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100138689

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 慶

(72)【発明者】

【氏名】酒井 和弘

(72)【発明者】

【氏名】島津 学史

(72)【発明者】

【氏名】中田 雄飛

【テーマコード（参考）】

5H125

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H125AA01

5H125AC12

5H125BB00

5H125EE08

5H125EE16

5H770BA02

5H770DA03

5H770DA41

5H770FA13

5H770HA02X

5H770HA03X

5H770HA07Z

5H770HA09X

5H770JA17W

5H770LA01X

5H770LA02X

5H770LB10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】モータの回転時や、インバータ回路、放電回路、モータ、スイッチング素子、関連センサ等の故障時においても、コンデンサを放電させて安全性を向上させるインバータ装置を提供する。
【解決手段】インバータ装置２には、複数のスイッチング素子２０２とコンデンサ４００とを有するインバータ回路２０と、直列に接続された第１の放電抵抗５０１と放電スイッチ６０１，６０２とを有し、コンデンサ４００の正極電極と負極電極との間に接続されたアクティブ放電回路３０と、スイッチング素子２０２と放電スイッチ６０１，６０２とにそれぞれ接続された制御部１１０を有し、スイッチング素子２０２と放電スイッチ６０１，６０２とを制御する制御回路１０と、を備える。制御部１１０は、インバータ装置外部から放電指令を受け、モータ回転時に前記放電スイッチをオンして前記コンデンサ４００を放電させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インバータ装置であって、
車両のモータに接続され、複数のスイッチング素子とコンデンサとを有するインバータ回路と、
第１の放電抵抗と放電スイッチとが直列に接続され、前記コンデンサと並列に接続されたアクティブ放電回路と、
前記インバータ回路および前記アクティブ放電回路を制御する制御部を有する制御回路と、を有し、
前期制御部は、前記モータが回転している状態でインバータ装置の外部から放電指令を受けると、前記放電スイッチをオンして前記第１の放電抵抗を介して前記コンデンサを放電させることを特徴とする、インバータ装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記モータが回転しておらず、前記インバータ回路が正常である場合に、前記インバータ回路を介して前記コンデンサを放電させるように、前記インバータ回路の前記スイッチング素子のオンオフを制御することを特徴とする、請求項１に記載のインバータ装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記モータが回転せず、インバータ回路が故障している場合には、前記放電スイッチをオンして、第１の放電抵抗を介してコンデンサを放電させることを特徴とする、請求項１に記載のインバータ装置。

【請求項4】

前記インバータ回路は、前記コンデンサを放電するための第２の放電抵抗をさらに備え、前記第２の放電抵抗は、前記コンデンサと並列に接続され、
第２の放電抵抗の抵抗値は、第１の放電抵抗よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のインバータ装置。

【請求項5】

前記放電スイッチは、直列に接続された２つのスイッチを含むことを特徴とする、請求項１に記載のインバータ装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記インバータ回路の故障を検出して放電指令を受信すると、前記放電スイッチをオンして前記第１の放電抵抗を介して前記コンデンサを放電させることを特徴とする、請求項１に記載のインバータ装置。

【請求項7】

前記放電スイッチはＭＯＳＦＥＴで構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のインバータ装置。

【請求項8】

並列に接続された複数のアクティブ放電回路を含むことを特徴とする、請求項１に記載のインバータ装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記第１の放電抵抗による放電が前回行われてから所定時間が経過した場合に、前記放電スイッチをオンさせることを特徴とする、請求項１に記載のインバータ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載用インバータ装置に関し、特に、コンデンサの放電を制御する制御部を備え、制御部が放電指令を受けたときに、インバータ装置のコンデンサを放電させるための車載用インバータ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車の高電圧安全は車全体の機能安全において注目すべき問題であり，インバータ装置自体は非緊急及び緊急状態で直流コンデンサの放電を実現しなければならない。

【0003】

通常、イグニッションスイッチがオフされ、車両制御装置（ＶＣＵ）がメインリレーをオフしたときに、インバータ装置が放電可能となる。

【0004】

緊急状態とは、車両の衝突や低圧バッテリの停電等の状態をいう。

【0005】

いずれの場合も、インバータ装置のパワーダウンを招く。

【0006】

現在中国の法規では，完成車の停電は５秒以内に完了しなければならないと規定されている。

【0007】

実際にインバータ装置が放電するまでの時間は、放電指令の送信からのリレーの遅れや、実際にリレーが完全に開くまでに要する時間を考慮すると、通常２秒以上である。

【0008】

放電方式は様々であり，抵抗放電又は能動デバイス放電はいずれも高圧直流バスの放電を実現することができる。

【0009】

例えば、特許文献１には、車両衝突時には、リレーをオフして放電スイッチング素子４０をオンすることにより（明細書段落００４５から００５６）、放電抵抗３０を用いて放電する一方、車両停止時に放電する場合には、イグニッションスイッチＩＧオフ時にリレーがオフすると共に放電スイッチング素子４０がオフして放電抵抗１００を介して放電する（明細書段落００６５以降）ことが記載されている。

【0010】

要するに、上記特許文献に開示された発明では、車両衝突時には放電抵抗３０を用いて放電を行うことができ、車両停止時には放電抵抗１００を用いて放電を行うことができる。

【0011】

従来、インバータ装置におけるフィルタコンデンサを放電させるために、インバータ回路や放電抵抗を用いてフィルタコンデンサを放電させることが一般的である。

【0012】

しかしながら、自動車の衝突や回路故障等により、インバータ装置がフィルタコンデンサを速やかに放電できなくなると、自動車の故障や感電等が発生するおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特許第６１７１８８５号公報特許文献１

【0014】

図７は、従来のインバータ装置の構成を示す模式図である。
従来のインバータ装置では、フィルムコンデンサを常時放電させるための放電抵抗（破線で囲まれている）が設けられている。

【0015】

この放電抵抗の抵抗値が大きいため、フィルムコンデンサの放電時間が長い。

【0016】

これにより、車両制御装置からのＡＤＣ（Ａｃｔｉｖｅ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅの略で急速放電を含む）指令に応じてスイッチング素子が制御され、インバータに電流が流れ（実線で示す）、モータにトルクが発生しないように放電される。

【0017】

しかしながら、従来技術では、モータの回転時（フェールセーフ制御時を含む）には、急速放電を行うことができない。

【0018】

ここで、上記フェールセーフ制御とは、スイッチング素子の破壊やバッテリの過充電を防止するためのスイッチング素子の制御方法であって、インバータ回路における上アームと下アームの一方を全相オンさせ、他方を全相オフさせる制御であり、ＡＳＣ制御と略称する。

【0019】

ＡＳＣ制御が行われている間、モータは回転している。

【発明の概要】

【0020】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、モータの回転時や、インバータ回路、放電回路、モータ、スイッチング素子、関連センサ等が故障した場合であっても、フィルタコンデンサを速やかに放電させることができるインバータ装置を提供することを目的とする。

【0021】

また、インバータ装置は、制御部が車両制御装置からアクティブ放電指令を受けたときに、制御部が放電スイッチのゲートドライバに指令を出力することにより放電スイッチを制御して、フィルタコンデンサを急速放電させることができる。

【発明が解決しようとする課題】

【0022】

上記課題を解決するために、本発明に係るインバータ装置の第１の態様では、車両のモータに接続され、複数のスイッチング素子とコンデンサとを有するインバータ回路と、直列に接続された第１の放電抵抗と放電スイッチとを有し、前記コンデンサに並列に接続されたアクティブ放電回路と、前記インバータ回路及び前記アクティブ放電回路を制御する制御部を有する制御回路とを備え、前記制御部は、前記モータが回転している状態で前記インバータ装置外部から放電指令を受けると、前記放電スイッチをオンして前記コンデンサを前記第１の放電抵抗を介して放電させる。

【0023】

本発明に係るインバータ装置の第２の態様は、第１の態様において、前記制御部は、前記モータが回転しておらず、前記インバータ回路が正常である場合に、前記インバータ回路を介して前記コンデンサを放電させるように前記インバータ回路の前記スイッチング素子のオンオフを制御することを特徴とする。

【0024】

このような構成によれば、第１の放電抵抗を用いることなく、急速放電を行うことができる。

【0025】

本発明に係るインバータ装置の第３の態様は、第１の態様において、前記制御部は、前記モータが回転しておらず、前記インバータ回路が故障している場合に、前記放電スイッチをオンして、前記第１の放電抵抗を介して前記コンデンサを放電させることが好ましい。

【0026】

この構成によれば、インバータ回路のスイッチング素子を用いることなく、急速放電を行うことができる。

【0027】

本発明に係るインバータ装置の第４の態様は、上記第１の態様において、前記インバータ回路は、前記コンデンサを放電するための第２の放電抵抗をさらに備え、前記第２の放電抵抗は、前記コンデンサと並列に接続され、前記第２の放電抵抗の抵抗値は、前記第１の放電抵抗よりも大きい。

【0028】

この構成によれば、第１の放電抵抗やインバータ回路のスイッチング素子が機能しなくても、常に放電を行うことができる。

【0029】

本発明に係るインバータ装置の第５の態様は、第１の態様において、前記放電スイッチは、直列に接続された２つのスイッチを含むことを特徴とする。

【0030】

この構成によれば、放電スイッチのうちの２つのスイッチの一方が導通を継続する導通故障状態であっても、他方のスイッチが正常であれば、適切なタイミングで放電を行うことができる。

【0031】

すなわち、放電スイッチを１つだけ設けた場合に比べて安全性が向上する。

【0032】

スイッチング素子等のインバータ回路の一部が故障すると、インバータ回路による急速放電ができなくなる。

【0033】

本発明に係るインバータ装置の第６の態様は、上記第１の態様において、前記制御部は、前記インバータ回路の故障を検出し、前記放電指令を受信した場合に、前記放電スイッチをオンして前記第１の放電抵抗を介して前記コンデンサを放電させることが好ましい。

【0034】

このような構成によれば、インバータ回路が故障しても、急速放電を行うことができる。

【0035】

本発明に係るインバータ装置の第７の態様は、第１の態様において、前記放電スイッチは、ＭＯＳＦＥＴで構成されていることを特徴とする。

【0036】

これにより、ＩＧＢＴを用いた場合に比べてコストを低減することができる。

【0037】

本発明に係るインバータ装置の第８の態様は、第１の態様において、前記アクティブ放電回路は、複数並列に接続されていることを特徴とする。

【0038】

このような構成によれば、一方のアクティブ放電回路が故障しても、他方のアクティブ放電回路によって急速放電を行うことができる。

【0039】

本発明に係るインバータ装置の第９の態様は、上記第１の態様において、前記制御部は、前回第１抵抗による放電を実施してから所定の時間が経過した場合に前記放電スイッチをオンさせることが好ましい。

【0040】

この構成によれば、第１の抵抗を使用してから十分な時間が経過した後、すなわち十分に放熱された状態になった後に、再び第１の抵抗を使用して急速放電を行うことができる。

【0041】

すなわち、第１抵抗の故障を防止することができる。

【発明の効果】

【0042】

本発明のインバータ装置によれば、モータの回転時や、インバータ回路、放電回路、モータ、スイッチング素子、関連センサ等の故障時においても、コンデンサを放電させて安全性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】図１は、本発明に係るインバータ装置の構成を示す模式図である。

【図2】図２は、本発明に係るインバータ装置の制御フローチャート

【図3】図３は、本発明のインバータ装置が第１の状態で放電していることを示す模式図である。

【図4】図４は、本発明のインバータ装置が第２の状態で放電していることを示す模式図である。

【図5】図５は、本発明のインバータ装置が第３の状態で放電していることを示す模式図である。

【図6】図６は、本発明に係るインバータ装置の他の構成を示す模式図である。

【図7】図７は、従来のインバータ装置の構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0044】

以下、本発明に係るインバータ装置の好適な実施形態について図面を参照して説明する。

【0045】

各図面において、同一又は相当部分には同一符号を付して説明する。

【0046】

図１は、本発明に係るインバータ装置２の構成を示す模式図である。

【0047】

本発明に係る車載電気システムは、一例として、電源１と、インバータ装置２と、モータ部３と、車両制御装置４とを備える。

【0048】

電源１は高圧直流バッテリ装置であり、その出力電圧は例えば３００ Ｖである。

【0049】

車載電気システムは、電源１の出力電圧によってモータ部３を駆動する。

【0050】

モータ部３は、ロータとステータとを有し、三相交流の供給により回転駆動されるモータである。

【0051】

モータ部３としては、例えば永久磁石同期モータを用いることができる。

【0052】

モータ部３にはセンサ３０１が固定されており、このセンサ３０１は例えばレゾルバである。

【0053】

このセンサ３０１は、モータ部３の回転数を検出するためのものであり、センサ３０１は、検出した回転数検出信号を制御部１１０に送信する。

【0054】

車両制御装置４は、運転者の指令や車両状態等に応じてモータの動作状態や電力出力等を制御する制御手段であり、車両が失火したり、車両衝突が発生したり、車両故障が検出された場合等に、制御部１１０に対してアクティブ放電指令を発する。

【0055】

インバータ装置２は、制御回路１０と、インバータ回路２０と、アクティブ放電回路３０と、パッシブ放電回路４０とを備える。

【0056】

インバータ回路２０は、フィルタコンデンサ４００と、６つのスイッチング素子２０２および６つのゲートドライバからなるモータ駆動回路（上アーム３つ、下アーム３つ）と、インバータ故障検出部２０１とを備える。

【0057】

スイッチング素子２０２は、トランジスタと還流ダイオードとからなる公知の回路である。

【0058】

インバータ回路２０は、電源１に蓄えられた直流電力を可変電圧および可変周波数の三相交流電力に変換してモータ部３に供給する。

【0059】

インバータ故障検出部２０１は、インバータ回路２０に設けられた複数の電流センサ又は電圧センサを有し、インバータ回路２０の電流、電圧を検出し、上記センサにより検出された電流値又は電圧値に基づいてインバータ回路２０が故障しているか否かを判定し、故障検出信号を制御部１１０に送信する。

【0060】

例えば、インバータ故障検出部２０１は、インバータ回路２０の電流または電圧が所定値を超えたことを検出すると、インバータ回路２０に異常があることを示す故障検出信号を制御部１１０に送信する。

【0061】

フィルタコンデンサ４００は、モータ駆動回路と並列に接続され、インバータ回路の入力電圧を平滑化する。

【0062】

フィルタコンデンサ４００は、一端がリレー７０１を介して電源１の正極に接続され、他端がリレー７０２を介して電源１の負極に接続されている。

【0063】

インバータ回路２０には、フィルタコンデンサ４００の正極電極と負極電極との間の電圧を検出する電圧センサ（図示せず）が設けられており、検出した電圧信号を制御部１１０に送信する。

【0064】

アクティブ放電回路３０は、フィルタコンデンサ４００の正極電極と負極電極との間にフィルタコンデンサ４００と並列に接続され、第１の放電スイッチ６０１及び第２の放電スイッチ６０２と、第１の放電抵抗５０１とを有し、第１の放電抵抗５０１を介してフィルタコンデンサ４００を放電する。

【0065】

第１の放電抵抗５０１の抵抗値が小さいので、第１の放電抵抗５０１によるフィルタコンデンサ４００の放電に要する時間が短くなり、フィルタコンデンサ４００を速やかに放電させることができる。

【0066】

パッシブ放電回路４０は、第２の放電抵抗５０２で構成されている。

【0067】

第２の放電抵抗５０２はフィルタコンデンサ４００と並列に接続されており、第２の放電抵抗５０２の抵抗値は第１の放電抵抗５０１よりも大きいので、第２の放電抵抗５０２によるフィルタコンデンサ４００の放電に要する時間は長い。

【0068】

第２の放電抵抗５０２は、フィルタコンデンサ４００を放電するためのものである。

【0069】

制御回路１０は、制御部（ＣＰＵ）１１０を有する。

【0070】

制御部１１０は、インバータ装置２に設けられ、スイッチング素子２０２、第１の放電スイッチ６０１、第２の放電スイッチ６０２、センサ３０１、インバータ故障検出部２０１、リレー７０１、７０２にそれぞれ接続され、インバータ回路２０、リレー部７０及びアクティブ放電回路３０を制御する。

【0071】

制御部１１０は、車両制御装置４からのアクティブ放電指令信号と、インバータ故障検出部２０１からの故障検出信号と、センサ３０１からの回転数検出信号と、フィルタコンデンサ４００の電圧信号とを受信する。

【0072】

制御部１１０は、インバータ故障検出部２０１からの故障検出信号に基づいて、インバータ回路２０が故障しているか否かを判定する。

【0073】

制御部１１０は、センサ３０１からの回転数検出信号に基づいて、モータ部３が回転状態にあるか否か及びモータ部３の回転数を判断する。

【0074】

制御部１１０は、アクティブ放電指令信号、故障検出信号、回転数検出信号、フィルタコンデンサ４００の電圧信号に基づいて、インバータ回路２０のスイッチング素子２０２、第１の放電スイッチ６０１、第２の放電スイッチ６２０、リレー７０１、７０２に制御信号を出力する。

【0075】

リレー部７０は、外部の電源１とインバータ装置２との間に位置する。

【0076】

リレー部７０のオンオフ制御は、車両制御装置４（ＶＣＵ）によって実行される。

【0077】

リレー部７０は、リレー７０１とリレー７０２とを有する。

【0078】

リレー７０１は、電源１の正極とフィルタコンデンサ４００の正極との間に配置されたリレースイッチである。

【0079】

リレー７０２は、電源１の負極とフィルタコンデンサ４００の負極との間に配置されたリレースイッチである。

【0080】

リレー７０１およびリレー７０２は、インバータ回路２０、アクティブ放電回路３０およびパッシブ放電回路４０よりも電源１側に配置されている。

【0081】

放電時には、制御部１１０からのオフ信号を受けてリレー７０１、７０２がオフする。

【0082】

例えば、車両が衝突した場合、車両制御装置４は、制御部１１０によりリレー部７０をオフさせ、インバータ装置２の制御回路１０の制御部１１０にアクティブ放電指令を送信する。

【0083】

あるいは、車両が衝突していないにもかかわらず車両制御装置４が何らかの原因でリレーをオフした場合には、車両制御装置４はインバータ装置２の制御回路１０の制御部１１０にアクティブ放電指令を送信する。

【0084】

次に、図２から図５を参照して、フィルタコンデンサ４００の具体的な放電動作について説明する。

【0085】

図２は、本発明に係るインバータ装置２の制御フローチャートである。

【0086】

図３は、本発明のインバータ装置２が第１の状態で放電していることを示す模式図である。

【0087】

図４は、本発明に係るインバータ装置２が第２の状態で放電することを示す模式図である。

【0088】

図５は、本発明のインバータ装置２が第３の状態で放電していることを示す模式図である。

【0089】

車両制御装置４は、車両が失火したり、車両衝突が発生したり、車両故障が検出されたりすると、制御部１１０に対してアクティブ放電指令を出し、制御部１１０は、車両制御装置４（略称ＶＣＵ）からのアクティブ放電指令を受けてアクティブ放電の実行を開始し、リレー７０１及びリレー７０２をオフする（ステップＳ ０）。

【0090】

これにより、電源１とフィルタコンデンサ４００との間が遮断され、電源１の出力電圧がインバータ回路２０に出力されなくなる。

【0091】

制御部１１０は、図示しない低電圧電源から制御基板（制御部１１０を含む）への電力供給が正常であるか否かを判定するとともに、制御部１１０（ＣＰＵ）自身が正常であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。

【0092】

判定結果が正常である場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行する。

【0093】

ステップＳ１２において、制御部１１０は、センサ３０１からの回転数検出信号に基づいて、モータ部３が回転状態であるか否か（すなわち回転数が０より大きいか否か）を判断する（ステップＳ１２）。

【0094】

ここで、回転状態とは、モータの制御を停止しているがモータが回転している状態を含み、また、上アームまたは下アームのいずれか一方の全相スイッチング素子をオンさせ、他方の全相スイッチング素子をオフさせるＡＳＣ制御を行う場合の状態を含む。

【0095】

ステップＳ１２における判定の結果、モータ部３が回転している場合には（ステップＳ１２における「ＹＥＳ」）、ステップＳ１４に移行する。

【0096】

ステップＳ１４において、制御部１１０は、アクティブ放電回路３０が正常であるか否か（すなわち、第１の放電スイッチ６０１、第２の放電スイッチ６０２、及び第１の放電抵抗５０１が正常であるか否か）を判定する（ステップＳ１４）。

【0097】

ステップＳ１４において、アクティブ放電回路３０が正常であると判定された場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１５に進む。

【0098】

ステップＳ１５において、制御部１１０は、前回の第１の放電抵抗５０１によるアクティブ放電との時間間隔が所定の閾値、例えば７２秒未満であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。

【0099】

前回のアクティブ放電との時間間隔を７２秒以上としたのは、第１の放電抵抗５０１によるアクティブ放電時に第１の放電抵抗５０１に多量の熱が発生し、第１の放電抵抗５０１を十分に冷却しないと回路故障が発生するおそれがあるからである。

【0100】

前回のアクティブ放電との時間間隔が７２秒以上、すなわち第１の放電抵抗５０１が十分に冷えている場合には、第１の放電抵抗５０１を介して放電が行われる。

【0101】

ただし、例えば、制御部１１０がアクティブ放電指令を受けたときに、前回のアクティブ放電制御の実行から７１秒しか経過していない場合には、図５に破線矢印で示すように、第２の放電抵抗５０２による放電（すなわち、第３の状態での放電）が行われる。

【0102】

１秒経過後、前回のアクティブ放電から７２秒経過しても、制御部１１０が車両制御装置４から次のアクティブ放電指令を受信するまでは、インバータ装置は現在の状態（第３の状態）のまま放電する。

【0103】

ステップＳ１５における判定の結果、前回のアクティブ放電との時間間隔が７２秒以上である場合（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、ステップＳ２２に移行する。

【0104】

ステップＳ２２において、制御部１１０は、第１の放電スイッチ６０１及び第２の放電スイッチ６０２にオン信号を送り、第１の放電スイッチ６０１及び第２の放電スイッチ６０２をオンさせ、フィルタコンデンサ４００の正極と負極とを第１の放電抵抗５０１を介して接続する。

【0105】

図４に実線矢印で示すように、第１の放電スイッチ６０１、第２の放電スイッチ６０２、第１の放電抵抗５０１を介してフィルタコンデンサ４００が放電され（第２の状態で放電されると略記）、フィルタコンデンサ４００の正極と負極との間の電圧が時間の経過とともに低下する（ステップＳ２２）。

【0106】

図４中の破線矢印は、アクティブ放電回路３０によってフィルタコンデンサ４００が放電されると同時に、第２の放電抵抗５０２を介して放電されることを示している。

【0107】

ステップＳ１５における判定の結果、前回のアクティブ放電との時間間隔が７２秒未満である場合には（ステップＳ１５におけるＮＯ）、ステップＳ２３に移行し、第２の放電抵抗５０２を介してフィルタコンデンサ４００を第３状態で放電させる（ステップＳ２３）。

【0108】

ステップＳ１２における判定の結果、モータ部３が回転していない場合（ステップＳ１２における「ＮＯ」）には、ステップＳ１３に移行する。

【0109】

ステップＳ１３において、制御部１１０は、モータ駆動回路（インバータ回路２０を含む）が正常であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。

【0110】

ステップＳ１３における判定の結果、モータ駆動回路（インバータ回路２０を含む）が正常である場合には（ステップＳ１３における「ＹＥＳ」）、ステップＳ２１に移行して、制御部１１０は、インバータ回路２０に対して制御信号を発して、図３に実線矢印で示すように、インバータ回路２０によってフィルタコンデンサ４００に蓄積された電荷を放電させる（第１の状態で放電させると略記する）（ステップＳ２１）。

【0111】

なお、図３に示したスイッチング素子のオンオフ関係は一例であり、６つのスイッチング素子２０２を用いて急速放電を行うことができれば、どのような構成であってもよい。

【0112】

図３の破線矢印は、インバータ回路２０によってフィルタコンデンサ４００が放電されると同時に、第２の放電抵抗５０２を介してフィルタコンデンサ４００が放電されることを示している。

【0113】

ステップＳ１３において、モータ駆動回路（インバータ回路２０を含む）に異常があると判定された場合（ステップＳ１３においてＮＯ）、処理はステップＳ１４に進む。

【0114】

ステップＳ１４における判定の結果、アクティブ放電回路３０に異常がある場合には（ステップＳ１４におけるＮＯ）、ステップＳ２３に移行し、第２の放電抵抗５０２を介してフィルタコンデンサ４００を放電させる（ステップＳ２３）。

【0115】

ステップＳ１１の判定結果が異常である場合（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ２３に進み、フィルタコンデンサ４００を第３の状態で放電させる（ステップＳ２３）。

【0116】

ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３でフィルタコンデンサ４００を放電させた後、ステップＳ１６に移行する。

【0117】

ステップＳ１６において、制御部１１０は、フィルタコンデンサ４００の電圧検出値に基づいて、フィルタコンデンサ４００の正極と負極との間の電圧が所定電圧（例えば６０ Ｖ）よりも大きいか否かを判定する。

【0118】

その後、電圧が所定電圧よりも大きい場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、フィルタコンデンサ４００の放電を継続し、ステップＳ１１に戻る。

【0119】

フィルタコンデンサ４００の電圧が所定電圧以下になると（ステップＳ１６でＮＯ）、フィルタコンデンサの放電が完了し、制御部１１０はアクティブ放電を停止する。

【0120】

図６は、本発明に係るインバータ装置の他の構成を示す模式図である。

【0121】

図６に示すように、インバータ装置２は、フィルタコンデンサ４００の正極と負極との間に接続され、直列に接続された第３の放電抵抗５０３と第３の放電スイッチ６０３と第４の放電スイッチ６０４とを有するアクティブ放電回路３１をさらに備えてもよい。

【0122】

アクティブ放電回路は、１つまたは２つに限らず、複数のアクティブ放電回路であってもよい。

【0123】

また、アクティブ放電回路３０，３１には、第１の放電抵抗５０１及び第３の放電抵抗５０３の温度を検出し、検出した温度検出信号を制御部に送信する温度センサが設けられていてもよい。

【0124】

制御部１１０は、第３の放電スイッチ６０３、第４の放電スイッチ６０４、及び第１の放電抵抗５０１、第３の放電抵抗５０３の温度センサにそれぞれ接続され、温度センサからの温度検出信号を受けて、この温度検出信号に基づいて第１の放電スイッチ６０１、第２の放電スイッチ６０２、第３の放電スイッチ６０３、第４の放電スイッチ６０４を制御する。

【0125】

アクティブ放電回路には、制御部１１０に接続され、放電抵抗の電圧または電流を検出し、検出した電圧または電流信号を制御部１１０に送信する電圧センサまたは電流センサが設けられている。

【0126】

制御部１１０は、アクティブ放電回路３０の電圧センサや電流センサからの検出信号に基づいて、アクティブ放電回路が故障しているか否かを判定してもよい。

【0127】

これにより、あるアクティブ放電回路（放電スイッチ、放電抵抗）が故障した場合に、他のアクティブ放電回路でフィルタコンデンサを放電させることができ、インバータ装置の安全性を向上させることができる。

【0128】

また、制御部１１０は、第１の放電抵抗５０１の温度検出信号が第１所定値（例えば４０度）より小さい場合に、第１の放電スイッチ６０１、第２の放電スイッチ６０２をオンさせ、第１の放電抵抗５０１の温度検出信号が第２所定値（例えば８５度）より大きい場合に、第１の放電スイッチ６０１、第２の放電スイッチ６０２をオフさせてもよい。１１０

【0129】

これにより放電抵抗の温度が高すぎることによる回路素子の破損を回避し，回路故障の発生を回避する。

【0130】

また、制御部１１０は、第１の放電抵抗５０１の温度検出信号が第２の所定値（例えば８５度）より大きく、かつ第３の放電抵抗５０３の温度が第１の所定値（例えば４０度）より小さい場合には、制御部１１０は第１の放電スイッチ６０１と第２の放電スイッチ６０２にオフ信号を送信して第１の放電スイッチ６０１と第２の放電スイッチ６０２をオフさせ、第３の放電スイッチ６０３と第４の放電スイッチ６０４にオン信号を送信して第３の放電スイッチ６０３と第４の放電スイッチ６０４をオンさせ、第３の放電抵抗５０３と第３の放電スイッチ６０３と第４の放電スイッチ６０４を介してフィルタコンデンサ４００を放電させる。

【0131】

制御部１１０は、受信したアクティブ放電指令に基づいて、故障検出信号及び回転数検出信号に基づいて、モータが回転していることやインバータ回路２０のスイッチング素子等が故障していることを検出した場合には、第１の放電スイッチ６０１、第２の放電スイッチ６０２にそれぞれ制御信号を送信してアクティブ放電回路３０のオンオフを制御することにより、第１の放電抵抗５０１を介してフィルタコンデンサ４００を急速放電させることができる。

【0132】

また、制御部１１０は、インバータ故障検出部２０１からを受けると、センサ３０１からの信号に基づいて、モータ部３の回転速度が４０００ ｒｐｍを超えたか否かを判定する。

【0133】

モータ部３の回転数が４０００ ｒｐｍを超えない場合は、トルク制御を維持したままとする。

【0134】

モータ部３の回転数が４０００ ｒｐｍを超えた場合、フェールセーフ制御が開始される。

【0135】

フェールセーフ制御時には、制御部１１０がアクティブ放電指令を受信すると、第１の放電スイッチ６０１及び第２の放電スイッチ６０２にオン信号を送信し、アクティブ放電回路３０を介してフィルタコンデンサ４００を放電させる。

【0136】

本発明のインバータ装置によれば、制御部１１０が、モータが回転している状態でインバータ装置外部から放電指令を受けたときに、放電スイッチをオンすることで、フィルタコンデンサ４００が第１の放電抵抗５０１を介して放電することで、モータ回転時（故障等によりタイヤを連続回転させている状態やフェールセーフ制御であるＡＳＣ制御を行っている最中等の緊急時）であっても、放電スイッチや第１の放電抵抗５０１によりフィルタコンデンサ４００を急速に放電することができ、安全性が向上する。

【0137】

本発明のインバータ装置によれば、モータが回転しておらずインバータ回路２０が正常であるときに、制御部１１０がインバータ回路２０のスイッチング素子２０２のオンオフを制御して、フィルタコンデンサ４００を、インバータ回路２０を介して放電させることにより、モータが回転していないときやモータが停止しているときであっても、フィルタコンデンサ４００を速やかに放電させることができ、安全性が向上する。

【0138】

本発明に係るインバータ装置によれば、モータが回転しておらずインバータ回路が故障しているときに、制御部１１０が放電スイッチをオンすることにより、フィルタコンデンサ４００が第１の放電抵抗５０１を介して放電するので、モータ、スイッチング素子、その関連センサが故障しているときにインバータ回路による急速放電ができない場合でも、放電スイッチによりフィルタコンデンサ４００を急速放電させることができ、安全性が向上する。

【0139】

本発明のインバータ装置によれば、インバータ回路２０が、フィルタコンデンサ４００を放電させるための第１の放電抵抗５０１よりも抵抗値が大きい第２の放電抵抗５０２を有し、第２の放電抵抗５０２がフィルタコンデンサ４００と並列に接続されていることにより、インバータ回路のスイッチング素子や放電スイッチ等が故障した場合でも、第２の放電抵抗を介してフィルタコンデンサ４００を放電させることができ、安全性が向上する。

【0140】

本発明のインバータ装置によれば、アクティブ放電回路３０が直列に接続された２つの放電スイッチを含むことにより、すなわちアクティブ放電回路３０に２つのゲートドライバと２つのスイッチを設けてアクティブ放電回路３０のオンオフを制御することにより、一方の放電スイッチがオンし続ける故障や誤動作が発生した場合（例えば一方の放電スイッチが連続してオンする）であっても、他方の放電スイッチが正常にオンオフ動作すれば他方のスイッチにより回路をオフさせることができ、フィルタコンデンサ４００を信頼性高く放電制御して不要な放電（すなわち第１の放電抵抗が発熱し続ける状態）を防止することができる。

【0141】

本発明のインバータ装置によれば、インバータ回路２０の故障を検出して前記放電指令を受けたときに、制御部１１０が放電スイッチをオンしてフィルタコンデンサ４００を第１の放電抵抗５０１を介して放電させ、第１の放電抵抗５０１を介してフィルタコンデンサ４００を放電させることにより、ＡＳＣ制御によりＩＧＢＴ破壊やバッテリ過充電を防止しつつ、放電スイッチを介してフィルタコンデンサ４００を放電させて安全性を向上させることができる。

【0142】

本発明のインバータ装置では、スイッチング素子２０２をＩＧＢＴで構成してもよい。

【0143】

モータの通常駆動時には、インバータ装置のスイッチング素子に大電流が流れるため、インバータ装置のスイッチング素子としてＩＧＢＴを用いることにより、インバータ装置の安全性を高めることができる。

【0144】

放電スイッチはＭＯＳＦＥＴで構成することができ、フィルタコンデンサ４００を放電させる際に放電スイッチに大電流が流れないので、放電スイッチとしてＩＧＢＴの代わりにＭＯＳＦＥＴを用いることができ、コストをより低減することができる。

【0145】

本発明に係るインバータ装置である。

【0146】

２つの並列接続されたアクティブ放電回路３０，３１を備えてもよく、これにより、一方のアクティブ放電回路３０の放電スイッチや放電抵抗が故障した場合には、故障していないアクティブ放電回路３１を用いて急速放電を行うことができ、インバータ装置の安全性を高めることができ、放電スイッチや放電抵抗等が故障した場合にフィルタコンデンサ４００を急速放電させることができる。

【0147】

本発明のインバータ装置によれば、制御部は、前回第１の放電抵抗５０１による放電が実施されてから所定の時間が経過した場合に放電スイッチ６０１、６０２をオンにすることができる。

【0148】

この構成によれば、第１の放電抵抗５０１を使用してから十分な時間が経過した後、すなわち十分な放熱状態になった後に、再び第１の放電抵抗５０１を使用して急速放電を行うことができる。

【0149】

すなわち、第１の放電抵抗５０１の故障を防止することができる。

【0150】

本発明では、前回の急速放電からの経過時間（例えば７２秒）をトリガとして第１の放電スイッチ６０１及び第２の放電スイッチ６０２をオンさせているが、これに限定されず、例えば、第１の放電抵抗５０１の温度を検出する温度検出素子を設けてもよい。

【0151】

第１の放電抵抗の温度が所定の閾値以下であることを確認した後に、第１の放電スイッチ６０１及び第２の放電スイッチ６０２をオンすることで、放電抵抗の破壊を防止することができる。

【0152】

例えば、アクティブ放電回路３０には、第１の放電抵抗５０１の温度を検出する温度センサが設けられており、制御部は、第１の放電抵抗５０１の温度が所定の閾値以下である場合に、第１の放電スイッチ６０１及び第２の放電スイッチ６０２をオンにする。

【0153】

これにより、所定時間待つことなく、第１の放電抵抗５０１が十分に冷却された後であれば、第１の放電抵抗５０１と第１の放電スイッチ６０１、第２の放電スイッチ６０２を介してフィルタコンデンサ４００を放電させることができ、放電抵抗の冷却待ち時間を短縮することができるとともに、第１の放電抵抗の温度が所定値より大きいことを検出したときに放電スイッチをオフさせてインバータ装置の回路素子が高温により破壊されることを回避し、インバータ装置の安全性を高めることができる。

【0154】

本発明は、その範囲内において、実施形態における各部材を自由に組み合わせたり、実施形態における各部材を適宜変形、省略したりすることが可能であることを理解されたい。

【0155】

以上、本発明本発明を詳細に説明したが、上記説明はすべての点で例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。

【0156】

例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から逸脱することなく想定され得るものとして解釈されるべきである。

【産業上の利用可能性】

【0157】

本発明に係るインバータ装置は、ＥＶ（電気自動車）のモータ等の分野に広く適用することができる。

【符号の説明】

【0158】

１ 電源
２ インバータ装置
３ モータ部
４ 車両制御装置
１０ 制御回路
２０ インバータ回路
３０、３１ アクティブ放電回路
４０ パッシブ放電回路
１１０ 制御部（ＣＰＵ）
２０１ インバータ故障検出部
２０２ スイッチング素子
３０１ センサ
４００ フィルタコンデンサ
５０１ 第１の放電抵抗
５０２ 第２の放電抵抗
５０３ 第３の放電抵抗
６０１ 第１の放電スイッチ
６０２ 第２の放電スイッチ
６０３ 第３の放電スイッチ
６０４ 第４の放電スイッチ
７０１ リレー
７０２ リレー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】