特開 2023-147688 電力変換装置のセンサシステム

(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】P2023147688

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】電力変換装置のセンサシステム

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20231005BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022055329

(22)【出願日】2022-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】多田 佳史

(72)【発明者】

【氏名】宇佐美 勝也

(72)【発明者】

【氏名】岡田 仁

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770BA05

5H770CA06

5H770DA03

5H770DA41

5H770HA02W

5H770HA02Y

5H770HA03W

5H770HA06X

5H770HA07Z

5H770JA20W

5H770JA20X

5H770JA20Y

5H770QA01

5H770QA27

5H770QA31

(57)【要約】

【課題】電力変換装置に設けたセンサの出力値に基づいて、温度や電流等、所定の被測定量を精度よく測定する。
【解決手段】インバータ５０の三相電流ｉｕを検出する電流検出部６０ａは、電流センサ６０ａ１と電流センサ６０ａ２を備える。測定部４０１では、電流センサ６０ａ１の出力電圧が０～２．５［Ｖ］のとき、電流センサ６０ａ２の出力電圧が－α［Ａ］～０［Ａ］の電流値であるとして、電流センサ６０ａ１の出力電圧が２．５～５［Ｖ］のとき、電流センサ６０ａ２の出力電圧が０［Ａ］～α［Ａ］の電流値であるとして三相電流ｉｕを測定する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力変換装置に設けたセンサの出力値に基づいて、測定範囲の被測定量を測定するセンサシステムを備える、電力変換装置のセンサシステムであって、
前記センサは、前記出力値が一定上限に達するまでの範囲で前記被測定量を測定可能なセンサであり、前記測定可能範囲が狭い程、検出感度が高いセンサと定義され、
前記センサシステムは、
全測定範囲で前記被測定量を測定するための複数の前記センサと、
複数の前記センサにおいて、各々の前記測定可能範囲が重なっている場合であって、前記被測定量が前記測定可能範囲の中にある場合は、前記検出感度が最も高いセンサからの前記出力値に基づいて、前記被測定量を決定する測定部と、を備える電力変換装置のセンサシステム。

【請求項2】

前記検出感度は、前記被測定量に対する前記出力値の傾きである、請求項１に記載のである電力変換装置のセンサシステム。

【請求項3】

前記検出感度は、前記被測定量に対する前記出力値の傾きが大きい第１傾きと、前記傾きが前記第１傾きより小さい第２傾きとを備え、
前記測定部は、前記第１傾きにおける前記傾きが最も大きい前記センサの出力値を用いて、前記被測定量を測定する、請求項１に記載の電力変換装置のセンサシステム。

【請求項4】

前記検出感度は、前記被測定量に対する前記出力値の傾きであり、
複数の前記センサは、前記被測定量の最小値と前記出力値の最小値となる第１点と、前記測定量の最大値と前記出力値の最大値となる第２点とを結ぶ傾きを有する第１センサと、前記第１センサの傾きよりも大きな傾きを有する第２センサと、を含み、
前記測定部は、前記第１センサの前記出力値に基づいて、前記第２センサの前記出力値を用いて、前記被測定量を測定する、請求項１に記載の電力変換装置のセンサシステム。

【請求項5】

前記第２センサを複数備える、請求項４に記載の電力変換装置のセンサシステム。

【請求項6】

前記電力変換装置は、電動圧縮機のモータを駆動するインバータである、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電力変換装置のセンサシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力変換装置のセンサシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２００９－１３８５２１号公報（特許文献１）には、駆動源としての電動モータを制御するインバータが一体的に組み付けられた電動圧縮機において、インバータの付属部品（たとえば、平滑コンデンサ）の温度を検出し、検出した温度が付属部品の最大定格温度以上の場合、入力電流を制限するよう電動圧縮機の回転数を制限することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－１６８５２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電動圧縮機において、インバータ等、電力変換装置の電流、電圧、および、温度等の状態は、電動圧縮機を制御する際に、重要な値であり、これらの値を検出／測定して、電動モータを制御している。上記特許文献１では、付属部品が収納された空間の温度の値と付属部品（たとえば、平滑コンデンサ）に流れる電流の値から、電力変換装置を制御して付属部品の入力電流を制限するか否かの判定を行っている。

【0005】

電力変換装置を適切に制御するためには、電力変換装置に設けたセンサの出力信号（出力値）に基づいて、温度や電流等を精度よく測定することが望ましい。

【0006】

本開示の目的は、電力変換装置に設けたセンサの出力値に基づいて、温度や電流等、所定の被測定量を精度よく測定することが可能な、電力変換装置のセンサシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の電力変換装置のセンサシステムは、電力変換装置に設けたセンサの出力値に基づいて、測定範囲の被測定量を測定するセンサシステムを備える、電力変換装置のセンサシステムである。センサは、出力値が一定上限に達するまでの範囲で被測定量を測定可能なセンサであり、測定可能範囲が狭い程、検出感度が高いセンサと定義される。センサシステムは、全測定範囲で被測定量を測定するための複数のセンサと、複数のセンサにおいて、各々の測定可能範囲が重なっている場合であって、被測定量が前記測定可能範囲の中にある場合は、前記検出感度が最も高いセンサからの前記出力値に基づいて、前記被測定量を決定する測定部と、を備える。

【0008】

この構成によれば、電力変換装置は、電力変換装置に設けたセンサの出力値に基づいて、測定範囲の被測定量を測定するセンサシステムを備える。センサは、出力値が一定上限に達するまでの範囲で被測定量を測定可能なセンサであり、測定可能範囲が狭い程、検出感度が高い。センサシステムは、全測定範囲で被測定量を測定するための複数のセンサを備える。センサシステムの測定部は、複数のセンサにおいて、各々の測定可能範囲が重なっている場合であって、被測定量が測定可能範囲の中にある場合は、検出感度が最も高いセンサからの出力値に基づいて、被測定量を決定する。

【0009】

センサの出力値として、被測定量に対する検出感度が高い（大きい）ほど、被測定量の検出精度がよくなる。センサシステムの測定部は、複数のセンサにおいて、各々の測定可能範囲が重なっている場合であって、被測定量が測定可能範囲の中にある場合は、検出感度が最も高いセンサからの出力値に基づいて、被測定量を決定するので、被測定量の検出精度を高めることができる。

【0010】

好ましくは、検出感度は、被測定量に対する出力値の傾きであってよい。
この構成によれば、被測定量に対する出力値が線形であるセンサが複数設けられている場合、被測定量に対する出力値の傾き（ゲイン（入力に対する出力の感度（グラフの傾き））が最も大きいセンサの出力値を用いて、被測定量を測定するので、被測定量を精度よく測定することができる。

【0011】

好ましくは、検出感度は、被測定量に対する出力値の傾きが大きい第１傾きと、傾きが第１傾きより小さい第２傾きとを備え、測定部は、第１傾きにおける傾きが最も大きいセンサの出力値を用いて、被測定量を測定するようにしてもよい。

【0012】

センサの出力値は、線形であることが好ましいが、被測定量に対する出力値の傾きが大きい第１傾きと、傾きが第１傾きより小さい第２傾きを有する非線形になる場合もある。この場合、非線形領域（第２傾きの領域）において、被測定量に対する出力値の変化量が線形領域（第１の傾きの領域）より小さくなり、検出誤差が大きくなる可能性がある。この構成によれば、測定部は、第１傾きにおける傾きが最も大きいセンサの出力値を用いて、被測定量を測定するので、線形領域にあり、かつ、検出感度の最も大きなセンサの出力値を用いて、被測定量を測定でき、精度よく被測定量を測定することができる。

【0013】

好ましくは、検出感度は、被測定量に対する出力値の傾きである。複数のセンサは、被測定量の最小値と出力値の最小値となる第１点と、測定量の最大値と出力値の最大値となる第２点とを結ぶ傾きを有する第１センサと、第１センサの傾きよりも大きな傾きを有する第２センサとを含む。測定部は、第１センサの出力値に基づいて、第２センサの出力値を用いて、被測定量を測定するようにしてもよい。

【0014】

この構成によれば、第１センサは、被測定量の最小値である第１点と被測定量の最大値である第２点の間、すなわち、全測定範囲で被測定量を測定する。第２センサは、第１センサの傾きより大きな傾きであるため、第２センサによって、全測定範囲の一部の被測定量を測定する。この際、第２センサによって全測定範囲の測定を可能にするため、たとえば、第２センサの検出回路を切り替えて、第２センサが第１センサの傾きより大きな傾きを有するようにしてもよく、第２センサを複数設けてもよい。この構成によれば、第１センサの出力値を参照しつつ第２センサの出力値を用いて被測定量を測定できるので、被測定量を精度よく測定できる。

【0015】

好ましくは、電力変換装置は電動圧縮機のモータを駆動するインバータであってよい。

【発明の効果】

【0016】

本開示によれば、電力変換装置に設けたセンサの出力値に基づいて、温度や電流等、所定の被測定量を精度よく測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施の形態に係る電動圧縮機１００を適用した車両用空調装置ＡＣの全体構成図である。

【図2】インバータ５０の概略構成図である。

【図3】電流センサ６０ａ１および電流センサ６０ａ２の出力特性を示す図である。

【図4】電流センサを３個備えた電流検出部６０ａにおける、出力特性を示す図である。

【図5】温度検出部８０の出力特性を示す図である。

【図6】電圧検出部７０の出力特性を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本開示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。

【0019】

図１は、本実施の形態に係る電動圧縮機１００を適用した車両用空調装置ＡＣの全体構成図である。車両用空調装置ＡＣは、車両に搭載され、車室内の冷暖房を行なうように構成されている。車両用空調装置ＡＣは、電動圧縮機１００と、外部冷却回路２００と、空調ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを含む。

【0020】

外部冷却回路２００は、電動圧縮機１００に対して冷媒を供給するように構成されており、たとえば、熱交換器及び膨張弁を含む。電動圧縮機１００は、外部冷却回路２００から供給された冷媒を圧縮するように構成されている。車両用空調装置ＡＣは、電動圧縮機１００によって冷媒を圧縮し、外部冷却回路２００によって冷媒の熱交換及び膨張を行う。これによって、車室内の冷暖房が行なわれる。

【0021】

空調ＥＣＵ３００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサ（不図示）からの情報に基づいて車両用空調装置ＡＣの各機器を制御する。空調ＥＣＵ３００は、たとえば、車室内の空調に関してユーザが設定した温度、及び、現在の車室内の温度を認識可能である。空調ＥＣＵ３００は、たとえば、これらのパラメータに基づいてオン／オフ指令等の各種指令を電動圧縮機１００に出力する。

【0022】

電動圧縮機１００は、ハウジング１０と、圧縮部２０と、電動モータ３０と、インバータユニット４０とを含む。電動圧縮機１００は、ケーブル９５を介して車両に搭載されたバッテリ９０に接続可能であり、バッテリ９０から直流電力の供給を受けるように構成されている。

【0023】

ハウジング１０は、略円筒形状であり、圧縮部２０と電動モータ３０とを内部に収容する。ハウジング１０には、外部冷却回路２００から冷媒が吸入される吸入口１１ａ、及び、冷媒が吐出される吐出口１１ｂが形成されている。

【0024】

圧縮部２０は、吸入口１１ａから吸入された冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒を吐出口１１ｂから吐出させるように構成されている。なお、圧縮部２０は、スクロールタイプ、ピストンタイプ、及び、ベーンタイプ等のうちいずれのタイプであってもよい。

【0025】

電動モータ３０は、圧縮部２０を駆動するように構成されている。電動モータ３０は、たとえば、回転軸３１と、ロータ３２と、ステータ３３とを含む。回転軸３１は、円柱状であり、ハウジング１０に対して回転可能に支持されている。ロータ３２は、円筒形状であり、回転軸３１に固定されている。ステータ３３は、ハウジング１０に固定されている。ロータ３２とステータ３３とは、回転軸３１の径方向に対向している。なお、ステータ３３は、円筒形状のステータコア３４と、コイル３５とを含む。コイル３５は、ステータコア３４のティースに巻きつけることで形成されている。電動モータ３０は、交流回転電機であり、たとえば、ロータ３２に永久磁石を埋め込んだＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）同期電動機であってよい。

【0026】

インバータユニット４０は、ケース４１内に収容されたインバータ５０からなる。インバータ５０は、電動モータ３０を駆動する電力変換装置である。インバータ５０は、バッテリ９０から供給される直流電力を交流電力に変換するとともに、変換後の交流電力を電動モータ３０に供給する。

【0027】

ケース４１は、板状のベース部材４２と、有底筒状のカバー部材４３とを含む。カバー部材４３は、ベース部材４２に組み付けられている。ベース部材４２及びカバー部材４３は、ボルト４４によってハウジング１０に固定されている。ケース４１の外面にはコネクタ５４が設けられており、回路基板５５とコネクタ５４とが電気的に接続されている。

【0028】

コネクタ５４は、ケーブル９５が接続されるように構成されている。コネクタ５４およびケーブル９５を介して、バッテリ９０からインバータ５０に直流電力が供給される。

【0029】

インバータ５０は、回路基板５５に設けた、パワー半導体、各種回路を含む。また、回路基板５５には、配線パターンを用いて、電流検出部６０、電圧検出部７０、温度検出部８０等の各種センサ類が、パワー半導体および各種回路とともに実装され、電気的に接続されている。なお、本実施の形態では、回路基板５５に、制御ＥＣＵ４００も実装されている。

【0030】

図２は、インバータ５０の概略構成図である。インバータ５０は、コネクタ５４およびケーブル９５を介してバッテリ９０と接続される。インバータ５０とバッテリ９０の間には、電力線ＰＬおよび電力線ＮＬの間に接続されたコンデンサＣが設けられる。コンデンサＣは、バッテリ電圧を平滑化してインバータ５０に供給する。電圧検出部７０は、コンデンサＣの両端の電圧、すなわちバッテリ９０とインバータ５０とを結ぶ電力線ＰＬ、ＮＬ間の電圧ＶＢを検出し、その検出結果を示す信号を制御ＥＣＵ４００に出力する。

【0031】

インバータ５０は、バッテリ９０から供給される直流電力を交流電力に変換して電動モータ３０に供給する。インバータ５０は、Ｕ相アーム５１と、Ｖ相アーム５２と、Ｗ相アーム５３とを含む。各相アームは、電力線ＰＬと電力線ＮＬとの間に互いに並列に接続されている。Ｕ相アーム５１は、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を有する。Ｖ相アーム５２は、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４を有する。Ｗ相アーム５３は、互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ５、Ｑ６を有する。各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のコレクタ－エミッタ間には、ダイオードＤ１～Ｄ６が逆並列にそれぞれ接続されている。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、たとえば、ＩＢＧＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)であり、パワー半導体の一例である。ＭＯＳＦＥＴの場合、ダイオードＤ１～Ｄ６はボディダイオードが使用される。

【0032】

各相アームの中間点は、電動モータ３０の各相コイルの各相端に接続されている。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の中間点は、電動モータ３０のＵ相コイルの一方端に接続されている。スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４の中間点は、電動モータ３０のＶ相コイルの一方端に接続されている。スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６の中間点は、電動モータ３０のＷ相コイルの一方端に接続されている。電動モータ３０のＵ相、Ｖ相およびＷ相の３つのコイルの他方端は、中性点に共通接続されている。

【0033】

インバータ５０は、電圧ＶＢ（バッテリ電圧）が供給されると、制御ＥＣＵ４００からの制御信号Ｓ１～Ｓ６に従ってスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のスイッチング動作することにより、直流電圧を交流電圧に変換して電動モータ３０を駆動する。これにより、電動モータ３０は、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍに従ったトルクを発生するように、インバータ５０により制御される。

【0034】

インバータ５０には、電流検出部６０が設けられる（図１参照）。本実施の形態では、図２に示すように、バッテリ９０からインバータ５０に供給される電流を検出する電流検出部６０ｄと、電動モータ３０に流れる三相電流（モータ電流）ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出する電流検出部６０ａ、６０ｂ、６０ｃが設けられる。各電流検出部の検出信号は、制御ＥＣＵ４００に出力される。バッテリ９０からインバータ５０に供給される電流を検出する電流検出部６０ｄは、電力線ＰＬおよび電力線ＮＬのいずれに設けてもよい。また、インバータ５０に供給される電流を、三相電流（モータ電流）ｉｕ、ｉｖ、ｉｗから算出するようにしてもよい。なお、三相電流を検出する電流検出部は、２相の電流を検出できれば、計算により他の１相の電流を求めることができるので、三相電流を検出する電流検出部は、２相の電流を検出するものであってよい。

【0035】

回転角センサ（レゾルバ）６５は、電動モータ３０の回転角θを検出し、その検出結果を示す信号を制御ＥＣＵ４００に出力する。回転角センサ６５によって検出された回転角θの変化速度から、電動モータ３０の回転数（回転速度）ＮＭを検出することができる。なお、電動モータ３０の駆動制御は、レゾルバ６５を備えないセンサレス制御であってもよい。

【0036】

制御ＥＣＵ４００は、図示しない、ＣＰＵ、メモリおよび入出力バッファを含み、空調ＥＣＵ３００から出力されるトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍ、電圧検出部７０によって検出された電圧ＶＢ、電流検出部６０ａ～６０ｃからの三相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗおよび回転角センサ６５からの回転角θに基づいて、電動モータ３０がトルク指令値Ｔｒｑｃｏｍに従ったトルクを出力するように、インバータ５０の動作を制御する。すなわち、制御ＥＣＵ４００はインバータ５０を制御するための制御信号Ｓ１～Ｓ５を生成して、インバータ５０へ出力する。

【0037】

制御ＥＣＵ４００は、機能ブロックとして、測定部４０１を備える。測定部４０１は、電流検出部６０、電圧検出部７０、および、温度検出部８０に設けたセンサの出力値（出力信号）を用いて、後述するように、被測定量を検出／測定する。

【0038】

温度検出部８０は、インバータ５０の温度Ｔｓ（スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６、ダイオードＤ１～Ｄ６等の温度）を検出する。そして、たとえば、温度Ｔｓが許容温度以上になった場合、トルク指令値Ｔｒｑｃｏｍの値を制限してインバータ５０の温度上昇を抑制する。また、温度Ｔｓを各種回路の温度補償用として用いてもよい。

【0039】

本実施の形態において、電流検出部６０（６０ａ～６０ｄ）、電圧検出部７０、および温度検出部８０は、同一の被測定量（同じ箇所の電流、電圧、温度）を検出する複数のセンサから構成されている。

【0040】

（実施の形態１）
たとえば、三相電流ｉｕを検出する電流検出部６０ａは、三相電流ｉｕを検出する、電流センサ６０ａ１および電流センサ６０ａ２（いずれも図示しない）から構成されている。図３は、電流センサ６０ａ１および電流センサ６０ａ２の出力特性を示す図である。図３において、横軸は電流の大きさであり、インバータ５０から電動モータ３０へ流れる向きの電流値を正としている。図３において、縦軸は出力電圧（出力値）である。実線は、電流センサ６０ａ１の出力特性を示しており、－α［Ａ］の出力電圧が０［Ｖ］、０［Ａ］の出力電圧が２．５［Ｖ」、α［Ａ」の出力電圧が５［Ｖ］である。一点鎖線は、電流センサ６０ａ２の出力特性を示しており、－α［Ａ］の出力電圧が０［Ｖ］、０［Ａ］の出力電圧が５［Ｖ］あるいは０［Ｖ］であり、α［Ａ］の出力電圧が５［Ｖ」である。なお、電流センサ６０ａ２は、電流の向きが反転するとき、図３に示す特性になるよう、検出回路が切り替えられる。図３において、測定範囲は、電流検出部６０ａの測定範囲は、－α［Ａ］からα［Ａ］の範囲である。なお、図３に示すように、電流センサ６０ａ１、６０ａ２の出力特性（電流（被測定量）に対する出力値の変化）は、線形である。

【0041】

図３に示すように、三相電流ｉｕを検出する電流検出部６０ａは、－α［Ａ」からα［Ａ］までの電流を、電流センサ６０ａ１および電流センサ６０ａ２を用いて検出している。電流センサ６０ａ１のゲイン（電流（被測定量）に対する出力値の感度（グラフの傾き／検出感度））は、２α［Ａ］／５［Ｖ］である。電流センサ６０ａ２のゲインは、α［Ａ］／５［Ｖ］である。電流センサ６０ａ１および電流センサ６０ａ２は、出力電圧（出力値）が一定上限（５［Ｖ］）に達するまでの範囲で被測定量（三相電流ｉｕ）を測定可能なセンサである。電流センサ６０ａ１の測定可能範囲は、２α［Ａ］（－α［Ａ］からα［Ａ］）であり、電流センサ６０ａ２の測定可能範囲は、α［Ａ］であるので、測定可能範囲が狭い程、検出感度が高いセンサ（ゲインが大きいセンサ）と定義される。

【0042】

センサのゲインが大きいほど、被測定量の変化に対する出力値の変化が大きいので、被測定量（電流）の検出精度がよい。しかし、センサのゲインが大きいと、出力値としての使用可能幅（本実施の形態では、５［Ｖ］）を超えうる。このため、電流検出部６０ａは、ゲインの大きなセンサ（電流センサ６０ａ２）とゲインの小さなセンサ（電流センサ６０ａ１）を組み合わせて、－α［Ａ」からα［Ａ］までの電流を確実に検出するとともに、制御ＥＣＵ４００の測定部４０１において、電流センサ６０ａ２の検出信号（出力電圧）を用いて、三相電流ｉｕを精度よく検出する。

【0043】

電流検出部６０ａにおいて、電流センサ６０ａ２の出力電圧は、電流値が「正」（０～α［Ａ］）の場合と「負」（－α～０［Ａ］）の場合で同じ値を出力する。このため、制御ＥＣＵ４００の測定部４０１では、電流センサ６０ａ１の出力電圧が０～２．５［Ｖ］のとき、電流センサ６０ａ２の出力電圧は、－α［Ａ］～０［Ａ］の電流値であるとして三相電流ｉｕを測定する。また、測定部４０１は、電流センサ６０ａ１の出力電圧が２．５～５［Ｖ］のとき、電流センサ６０ａ２の出力電圧は、０［Ａ］～α［Ａ］の電流値であるとして三相電流ｉｕを測定する。このように、電流センサ６０ａ１の出力電圧を参照することよって、－α［Ａ］～α［Ａ］の電流を電流センサ６０ａ２で検出する。したがって、被測定量（電流）に対する感度が大きいセンサ（電流センサ６０ａ２）の出力値を用いて被測定量（電流）を検出でき、被測定量（電流）を精度よく検出できる。

【0044】

また、電流センサ６０ａ１の出力電圧（出力値）と電流センサ６０ａ２の出力電圧（出力値）を比較することにより、故障診断を行うことができる。たとえば、電流センサ６０ａ１の出力電圧が変化しているにも係わらず、電流センサ６０ａ２の出力値が変化しない場合、電流センサ６０ａ２の故障（たとえば、断線）であると診断できる。この場合、電流センサ６０ａ１の出力電圧を用いて、三相電流ｉｕを測定（検出）することができる。この実施の形態では、同一の被測定量（三相電流ｉｕ）の－α［Ａ］からα［Ａ］までを、電流センサ６０ａ１と電流センサ６０ａ２とを用いて検出している。

【0045】

（実施の形態２）
電流検出部６０ａは、電流センサを３個以上備えた構成であってもよい。図４は、電流センサを３個備えた電流検出部６０ａにおける、出力特性を示す図である。この例では、三相電流ｉｕを検出する電流センサ６０ａは、電流センサ６０ａ１、電流センサ６０ａ２、および、電流センサ６０ａ３から構成されている。

【0046】

図４において、実線は、図３に示した例と同様に、電流センサ６０ａ１の出力特性を示しており、－α［Ａ］の出力電圧が０［Ｖ］、０［Ａ］の出力電圧が２．５［Ｖ」、α［Ａ」の出力電圧が５［Ｖ］である。一点鎖線は、図３に示した例と同様に、電流センサ６０ａ２の出力特性を示しており、－α［Ａ］の出力電圧が０［Ｖ］、０［Ａ］の出力電圧が５［Ｖ］である。なお、この実施形態において、電流センサ６０ａ２には、電流の向きが反転するとき、図３に示す特性になるよう、検出回路を切り替える構成は設けられていない。二点鎖線は、電流センサ６０ａ３の出力特性を示しており、０［Ａ］の出力電圧が０［Ｖ］、α［Ａ］の出力電圧が５［Ｖ」である。図４に示すように、電流センサ６０ａ１～６０ａ３の出力特性（電流（被測定量）に対する出力値の変化）は、線形である。

【0047】

図４に示すように、電流センサ６０ａ１のゲインは、２α［Ａ］／５［Ｖ］である。電流センサ６０ａ２および電流センサ６０ａ３のゲインは、α［Ａ］／５［Ｖ］である。センサのゲインが大きいほど、被測定量の変化に対する出力値の変化が大きいので、被測定量（電流）の検出精度がよい。したがって、本実施の形態では、制御ＥＣＵ４００の測定部４０１において、－α［Ａ］～０［Ａ］の電流は、電流センサ６０ａ２の検出信号（出力電圧）を用いて、三相電流ｉｕを検出する。また、測定部４０１において、０［Ａ］～α［Ａ］の電流は、電流センサ６０ａ３の出力値を用いて、三相電流ｉｕを検出する。したがって、被測定量（電流）に対する感度が大きいセンサ（電流センサ６０ａ２および電流センサ６０ａ３）の出力値を用いて被測定量（電流）を検出することにより、被測定量（電流）を精度よく検出することができる。

【0048】

この実施の形態においても、電流センサ６０ａ１、電流センサ６０ａ２および電流センサ６０ａ３の出力電圧を比較することにより、故障診断を行うことができる。また、いずれかの電流センサが故障しても、故障していない電流センサによって三相電流ｉｕを検出可能な、冗長化されたセンサシステムを提供できる。

【0049】

なお、この実施の形態では、同一の被測定量（三相電流ｉｕ）の－α［Ａ］から０［Ａ］までを、電流センサ６０ａ１と電流センサ６０ａ２とを用いて検出し、同一の被測定量（三相電流ｉｕ）の０［Ａ］からα［Ａ］までを、電流センサ６０ａ１と電流センサ６０ａ３とを用いて検出している。

【0050】

（実施の形態３）
図５は、温度検出部８０の出力特性を示す図である。温度検出部８０は、温度センサ８０１および温度センサ８０２（図示せず）から構成される。温度センサ８０１および温度センサ８０２は、ＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタからなる温度センサであってよい。

【0051】

図５において、横軸は温度であり、縦軸は出力電圧（出力値）である。実線は、温度センサ８０１の出力特性を示しており、－４０［℃］からｔ１［℃］までの温度を検出可能である。破線は、温度センサ８０２の出力特性を示しており、－ｔ０［℃」から１５０［℃」までの温度を検出可能である。図５に示すように、温度センサ８０１（実線）の出力特性は、非線形であるが、－４０［℃］から０［℃」程度までは線形を示す線形領域であり、０［℃］以上になると、温度（被測定量）に対する変化量（グラフの傾き）が線形領域より小さな非線形領域になる。また、温度センサ８０２（破線）の出力特性は、非線形であるが、－ｔ０［℃］からｔ２［℃」程度までは線形を示す線形領域であり、ｔ２［℃］以上になると、温度（被測定量）に対する変化量（グラフの傾き）が線形領域より小さな非線形領域になる。線形領域のグラフの傾きを第１傾き、非線形領域のグラフの傾きを第２傾きと称すると、第２傾きは第１傾きより小さい。

【0052】

この実施の形態では、制御ＥＣＵ４００の測定部４０１は、温度センサ８０１の出力電圧が、４［Ｖ］以下の場合（０［℃」以下を示す場合）に、温度センサ８０１の出力電圧（出力値）を用いて、インバータ５０の温度Ｔｓを測定する。そして、測定部４０１は、温度センサ８０１の出力電圧が４［Ｖ］を超える場合、温度センサ８０２の出力電圧（出力値）を用いて、インバータ５０の温度Ｔｓを測定する。

【0053】

温度センサ８０１の出力特性は、０［℃］以上になると、非線形領域（第２傾き）に入り、また、温度変化に対する出力電圧の変化量が線形領域（第１傾き）より小さくなる。したがって、非線形領域では、温度Ｔｓの測定ばらつきが大きくなり、測定（検出）精度が悪化する。この非線形領域において、温度センサ８０２の出力特性は、線形であり、また、温度変化に対する出力電圧の変化量が、温度センサ８０１より大きい。したがって、この非線形領域では、温度センサ８０２の出力電圧を用いて、温度Ｔｓを測定することにより、温度Ｔｓの測定精度を担保することができる。

【0054】

図５において一点鎖線で示すような出力特性を備えた温度センサ８０３を用いて、温度Ｔｓを測定することも可能である。この場合、温度センサ８０３のゲインは比較的小さいので、ゲインの大きな温度センサ８０１を用いて、温度Ｔｓの測定精度を高めることが好ましい。しかし、センサのゲインが大きいと、測定したい温度幅に対して、出力値としての使用可能幅（本実施の形態では、５［Ｖ］）を超えてしまう。そこで、この実施の形態では、ゲインの大きな温度センサ８０１と比較的ゲインの大きな温度センサ８０２を組み合わせて、－４０［℃」から１５０［℃］までの温度を確実に検出する。そして、制御ＥＣＵ４００の測定部４０１において、０［℃」以下の温度Ｔｓを温度センサ８０１の出力電圧（出力値）を用いて測定し、０［℃］を超える温度Ｔｓを温度センサ８０２の出力電圧（出力信値）を用いて測定することにより、温度Ｔｓの測定精度を担保することができる。

【0055】

この実施の形態では、－４０［℃］からｔ１［℃］まで、同一の被測定量（温度Ｔｓ）を、温度センサ８０１と温度センサ８０２を用いて検出している。なお、この温度範囲では、上記と同様に、温度センサ８０１および温度センサ８０２の出力電圧を比較することにより、故障診断を行うことができる。また、いずれかの温度センサが故障しても、故障していない温度センサによって温度Ｔｓを検出可能な、冗長化されたセンサシステムを提供できる。

【0056】

上記実施の形態では、電流検出部６０ａおよび温度検出部８０について説明したが、電流検出部６０ｂ～６０ｄ、電圧検出部７０においても、同様に、被測定量に対する感度（ゲイン）が異なる複数のセンサ設け、ゲインが大きいセンサの出力値を用いて被測定量（電流、電圧）を測定するようにしてよい。たとえば、図６に示すような出力特性を有する電圧検出部７０を用いて、電圧ＶＢを測定してもよい。図６は、電圧検出部７０の出力特性を示す図である。電圧検出部７０は、ゲインの異なる４個の電圧センサ７０１～７０４（図示せず）を備え、図６において、電圧センサ７０１の出力特性を実線、電圧センサ７０２の出力特性を破線、電圧センサ７０３の出力特性を一点鎖線、電圧センサ７０４の出力特性を二点鎖線で示している。この例において、電圧センサ７０１～７０４の出力特性は、線形である。制御装置４００の測定部４０１は、０～ｖ１［Ｖ］を電圧センサ７０１の出力値を用いて測定し、ｖ１～ｖ２［Ｖ］を電圧センサ７０２の出力値を用いて測定し、ｖ２～ｖ３［ｖ］を電圧センサ７０３の出力値を用いて測定し、ｖ３～ＶＴ［Ｖ］を電圧センサ７０４の出力値を用いて測定することにより、電圧ＶＢを測定する。このような構成の電圧検出部７０によっても、電圧ＶＢを検出する複数の電圧センサ７０１～７０４と、複数の電圧センサ７０１～７０４の出力値のうち、電圧ＶＢに対する感度（ゲイン）が最も大きい電圧センサの出力値を用いて電圧ＶＢを測定する測定部４０１を備えるので、電圧ＶＢを精度よく測定（検出）することができる。

【0057】

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及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。

【符号の説明】

【0058】

１０ ハウジング、１１ａ 吸入口、１１ｂ 吐出口、２０ 圧縮部、３０ 電動モータ、３１ 回転軸、３２ ロータ、３３ ステータ、３４ ステータコア、３５ コイル、４０ インバータユニット、４１ ケース、４２ ベース部材、４３ カバー部材、４４ ボルト、５０ インバータ、５１ Ｕ相アーム、５２ Ｖ相アーム、５３ Ｖ相アーム、５４ コネクタ、５５ 回路基板、６０ 電流検出部、６０ａ～６０ｄ 電流センサ、６５ 回転角センサ、７０ 電圧検出部、８０ 温度検出部、９０ バッテリ、９５ ケーブル、１００ 電動圧縮機、２００ 外部冷却回路、３００ 空調ＥＣＵ、４００ 制御ＥＣＵ、４０１ 測定部、ＡＣ 車両用空調装置、Ｃ コンデンサ、Ｄ１～Ｄ６ ダイオード、ＮＬ 電力線、ＰＬ 電力線、Ｑ１～Ｑ６ スイッチング素子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】