特開 2024-30364 車両用電動圧縮機

(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】P2024030364

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】車両用電動圧縮機

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20240229BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022133211

(22)【出願日】2022-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】000001845

【氏名又は名称】サンデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100168642

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 充司

(74)【代理人】

【識別番号】100217076

【弁理士】

【氏名又は名称】宅間 邦俊

(72)【発明者】

【氏名】井田 知里

(72)【発明者】

【氏名】金子 峻輔

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770BA05

5H770DA03

5H770DA41

5H770EA01

5H770HA02W

5H770HA03W

5H770HA06X

5H770JA17W

5H770QA01

5H770QA08

5H770QA22

5H770QA28

5H770QA31

(57)【要約】

【課題】コンデンサの放電を行うコンデンサ放電制御によってインバータ回路のスイッチング素子が損傷することを防止できる車両用電動圧縮機を提供する。
【解決手段】車両用電動圧縮機１において、圧縮機構を駆動する電動モータに電力を供給するインバータ装置５の制御部５５は、インバータ回路５０の複数のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のうちスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御することにより、第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１に蓄積された電荷を放電させるコンデンサ放電制御を実施する。制御部５５は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を流れる電流がスイッチング素子温度に応じた許容電流以下になるように、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御するように構成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジング内に、電動モータと、電動モータによって駆動される圧縮機構と、前記電動モータに電力を供給するインバータ装置と、を有する車両用電動圧縮機であって、
前記インバータ装置は、
車両の直流電源に接続される正極母線と負極母線との間に配置された複数のスイッチング素子を含み、前記車両の直流電源からの直流電力を交流電力に変換して前記電動モータのコイルに供給するインバータ回路と、
前記正極母線と前記負極母線との間に接続されると共に、前記インバータ回路よりも前記車両の直流電源側に配置されたコンデンサと、
前記複数のスイッチング素子の温度又は前記複数のスイッチング素子の近傍の温度を検知する温度検知部と、
前記複数のスイッチング素子のうちの少なくとも一部のスイッチング素子を制御することにより、前記少なくとも一部のスイッチング素子及び前記電動モータのコイルを介して前記コンデンサに蓄積された電荷を放電させるコンデンサ放電制御を実施する制御部であって、前記コンデンサ放電制御の際に、前記少なくとも一部のスイッチング素子を流れる電流が前記温度検知部によって検知された温度に応じた許容電流以下になるように、前記少なくとも一部のスイッチング素子を制御するように構成された制御部と、
を含む、車両用電動圧縮機。

【請求項2】

前記制御部は、前記コンデンサ放電制御の際に、前記少なくとも一部のスイッチング素子を流れる電流が要求放電時間と前記温度検知部によって検知された温度とに応じた下限電流以上になるように、前記少なくとも一部のスイッチング素子を制御するように構成されている、請求項１に記載の車両用電動圧縮機。

【請求項3】

前記インバータ装置は、前記コンデンサと前記インバータ回路との間における前記正極母線と前記負極母線との電位差を検知する電圧検知部を含み、
前記制御部は、前記電圧検知部によって検知された電位差が放電必要電圧以上である場合に前記コンデンサ放電制御を実施する、
請求項１に記載の車両用電動圧縮機。

【請求項4】

前記インバータ装置は、前記コンデンサ放電制御による前記コンデンサの放電電流を検知する電流検知部を含み、
前記制御部は、前記温度検知部によって検知された温度に基づいて前記許容電流以下の目標放電電流を設定し、前記目標放電電流と前記電流検知部によって検知された前記コンデンサの放電電流とに基づいて前記少なくとも一部のスイッチング素子のデューティ比を設定し、設定されたデューティ比で前記少なくとも一部のスイッチング素子を制御する、
請求項１に記載の車両用電動圧縮機。

【請求項5】

前記制御部は、車両からのコンデンサ放電指令に基づいて前記コンデンサ放電制御を実施する、請求項１～４のいずれか一つの記載の車両用電動圧縮機。

【請求項6】

コネクタを介して前記車両の直流電源に接続されるように構成され、
前記制御部は、前記コンデンサ放電制御により、前記コンデンサに蓄積された電荷を放電させることに加えて、前記コネクタよりも前記車両の直流電源側に配置されて前記車両の直流電源に並列に接続された車両側コンデンサに蓄積された電荷を放電させる、
請求項５に記載の車両用電動圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に搭載される車両用電動圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

車両用電動圧縮機の一例として特許文献１に記載された車載用電動圧縮機が知られている。特許文献１に記載された車載用電動圧縮機は、車両に設けられた直流電源としてのバッテリとインバータ回路との間の非通電（両者を接続するコネクタが外れたこと）を電流センサによって検知し、非通電が検知された場合に前記インバータ回路のスイッチング素子を制御してコンデンサの放電を開始させるように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１６６３６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に記載された車載用電動圧縮機では、次のような課題がある。

【0005】

電流センサの誤検知などにより、バッテリとインバータ回路とが通電状態であるにもかかわらず非通電が検知されてコンデンサの放電が開始されると、高電圧が維持されたままスイッチング素子に電流が流れ続けることになり、スイッチング素子の発熱が大きくなってスイッチング素子が熱破壊するおそれがある。

【0006】

電動圧縮機側コンデンサの放電だけではなく、車両側コンデンサの放電が要求されることがある。車両側コンデンサは、一般に、電動圧縮機側コンデンサよりも静電容量が大きい。そのため、そのような要求に応じた場合、スイッチング素子に流れる電流（つまり、スイッチング素子の発熱）が想定以上に大きくなって、スイッチング素子が熱破壊するおそれがある。

【0007】

本発明は、コンデンサの放電を行うためのコンデンサ放電制御によってインバータ回路のスイッチング素子が損傷（熱破壊等）することを防止できる車両用電動圧縮機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面によると、ハウジング内に、電動モータと、前記電動モータによって駆動される圧縮機構と、前記電動モータに電力を供給するインバータ装置と、を有する車両用電動圧縮機が提供される。この車両用電動圧縮機は、車両の直流電源に接続される正極母線と負極母線との間に配置された複数のスイッチング素子を含み、前記車両の直流電源からの直流電力を交流電力に変換して前記電動モータのコイルに供給するインバータ回路と、前記正極母線と前記負極母線との間に接続されると共に、前記インバータ回路よりも前記車両の直流電源側に配置されたコンデンサと、前記複数のスイッチング素子の温度又は前記複数のスイッチング素子に近傍の温度を検知する温度検知部と、前記複数のスイッチング素子のうちの少なくとも一部のスイッチング素子を制御することにより、前記少なくとも一部のスイッチング素子及び前記電動モータの前記コイルを介して前記コンデンサに蓄積された電荷を放電させるコンデンサ放電制御を実施する制御部であって、前記コンデンサ放電制御の際に、前記少なくとも一部のスイッチング素子に流れる電流が前記温度検知部によって検知された温度に応じた許容電流以下になるように、前記少なくとも一部のスイッチング素子を制御するように構成された制御部と、を含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、コンデンサの放電を行うためのコンデンサ放電制御によってインバータ回路のスイッチング素子が損傷（熱破壊等）することを防止できる車両用電動圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る車両用電動圧縮機の概略縦断面図である。

【図2】実施形態に係る車両用電動圧縮機の回路構成図である。

【図3】コンデンサ放電回路の一例を示す図である。

【図4】コンデンサ放電制御の一例を示すフローチャートである。

【図5】コンデンサ放電制御の一例を示すフローチャートである。

【図6】目標放電電流設定マップの一例を示す図である。

【図7】設定されるスイッチング素子のデューティ比の一例を示す図である。

【図8】設定されるスイッチング素子のデューティ比の他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用電動圧縮機（以下単に「電動圧縮機」という）１の概略縦断面図である。実施形態に係る電動圧縮機１は、インバータ装置を一体に有するインバータ一体型電動圧縮機である。電動圧縮機１は、車両に搭載されて車両用空調装置の冷媒回路の一部を構成し、冷媒を圧縮して吐出するように構成され得る。

【0013】

図１を参照すると、電動圧縮機１は、電動モータ２と、電動モータによって駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構３と、電動モータ２及び圧縮機構３を収容するメインハウジング４と、電動モータ２に電力を供給するインバータ装置５と、インバータ装置５を収容するインバータハウジング６とを含む。メインハウジング４とインバータハウジング６は、電動圧縮機１のハウジングを構成する。つまり、電動圧縮機１は、電動モータ２、圧縮機構３及びインバータ装置５をハウジング内に有している。

【0014】

電動モータ２は、例えば三相同期モータ（ブラシレスＤＣモータ）である。圧縮機構３は、例えばスクロール圧縮機構である。電動モータ２と圧縮機構３とは、メインハウジング４内において、電動モータ２の出力軸２ａの軸方向に直列に配置され、電動モータ２の出力軸２ａは、圧縮機構３（スクロール圧縮機構の場合には旋回スクロール）に連結されている。

【0015】

インバータ装置５は、各種の電子部品が実装された回路基板７を含む。回路基板７は、インバータハウジング６内に複数の固定部材により取り付けられている。

【0016】

インバータハウジング６は、メインハウジング４と一体的に設けられている。インバータハウジング６は、前記軸方向におけるメインハウジング４の一端側に、具体的には、電動モータ２を挟んで圧縮機構３とは反対側に配置されている。本実施形態において、インバータハウジング６は、メインハウジング４と一体に形成されたハウジング本体６１と、ハウジング本体６１に対して取り外し可能なカバー部材６２とを含む。

【0017】

ハウジング本体６１は、底壁６１１と、底壁６１１の周縁から立ち上がると共に底壁６１１に対向する開口部を画定する周壁６１２と、を有する。カバー部材６２は、ハウジング本体６１の前記開口部を閉塞するようにハウジング本体６１に取り付けられている。ハウジング本体６１の底壁６１１（インバータハウジング６の底壁でもある）の一部は、メインハウジング４内とインバータハウジング６内とを仕切る仕切壁８を構成している。また、電動モータ２とインバータ装置５とは、仕切壁８を気密及び液密な状態で貫通して延びる給電線９を介して電気的に接続されている。

【0018】

メインハウジング４の仕切壁８側の部位には、外部からの冷媒をメインハウジング４内に流入させる冷媒流入口４ａが形成されている。冷媒流入口４ａからメインハウジング４内に流入した冷媒は、メインハウジング４内（電動モータ２の隙間）を流れて圧縮機構３に至る。圧縮機構３は、電動モータ２によって駆動されて冷媒を圧縮して吐出する。

【0019】

冷媒流入口４ａからメインハウジング４内に流入する冷媒は、例えば、前記車両用空気調和装置の冷媒回路における膨張弁及び蒸発器などを通過した冷媒であり、低温低圧の冷媒である。よって、冷媒流入口４ａからメインハウジング４内に流入する冷媒により、仕切壁８及び電動モータ２が冷却され得る。メインハウジング４内を流れた冷媒は、圧縮機構３によって圧縮されて高温高圧の冷媒となって圧縮機構３から吐出される。そして、圧縮機構３から吐出された（高温高圧）の冷媒は、メインハウジング４に形成された冷媒流出口４ｂから流出する。

【0020】

図２は、電動圧縮機１の回路構成図である。

【0021】

図２を参照すると、電動圧縮機１は、コネクタ２０を介して車両の直流電源としての車載バッテリ（以下単に「バッテリ」という）ＶＢに接続される。そして、バッテリＶＢからコネクタ２０を介して電動圧縮機１に、さらに言えば、インバータ装置５の後述するインバータ回路５０に直流電力が供給される。

【0022】

電動圧縮機１のインバータ装置５は、インバータ回路５０と、第１コンデンサ５１と、温度検知部５２と、電圧検知部５３と、電流検知部５４と、制御部５５と、を含む。そして、これらの少なくとも一部が回路基板７に実装されている。ここで、図１には１つの回路基板７が示されているが、これに限られるものではなく、インバータ装置５は、複数の回路基板を含み、インバータ装置５を構成するインバータ回路５０や第１コンデンサ５１などが前記複数の回路基板に分散配置されてもよい。

【0023】

インバータ回路５０は、コネクタ２０及びシステムメインリレーＳＭＲを介してバッテリＶＢに接続される。詳しくは、インバータ回路５０は、正極母線５６Ｐ及び負極母線５６Ｎを有し、インバータ回路５０の正極母線５６Ｐがコネクタ２０及びシステムメインリレーＳＭＲを介してバッテリＶＢの正極端子に接続され、インバータ回路５０の負極母線５６Ｎがコネクタ２０を介してバッテリＶＢの負極端子に接続される。

【0024】

本実施形態において、システムメインリレーＳＭＲは、車両の制御装置（車両ＥＣＵ）１００により、前記車両のスタートボタンのＯＮ操作によって閉成され、前記車両のスタートボタンのＯＦＦ操作によって開放されるように構成されている。システムメインリレーＳＭＲが閉成されると、バッテリＶＢと電動圧縮機１（のインバータ装置５）とが電気的に接続され、システムメインリレーＳＭＲが開放されると、バッテリＶＢと電動圧縮機１（のインバータ装置５）とが電気的に切断される。

【0025】

インバータ回路５０は、バッテリＶＢに接続される正極母線５６Ｐと負極母線５６Ｎとの間に配置された複数（ここでは６つ）のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と同数（ここでは６つ）のダイオードＤ１～Ｄ６とを含む。特に限定されないが、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）であり得る。インバータ回路５０は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６が制御（ＰＭＷ制御）されることにより、バッテリＶＢからの直流電力を三相交流電力に変換して電動モータ２に供給するように構成されている。

【0026】

ここで、本実施形態において、複数のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、インバータハウジング６内において、仕切壁８に熱的に接触するように配置されている（図１参照）。ここで、仕切壁８に熱的に接触するとは、仕切壁８との間で熱交換が可能な状態にあることをいい、仕切壁８に直接接触すること、仕切壁８に近接していること、及び、熱伝導率が高い熱交換部材などを介して仕切壁８に間接的に接触することなどが含まれる。したがって、複数のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、メインハウジング４内に流入する（低温の）冷媒によって仕切壁８を介して冷却され得る。

【0027】

インバータ回路５０についてさらに説明する。インバータ回路５０は、正極母線５６Ｐと負極母線５６Ｎとの間に並列に設けられたＵ相アーム、Ｖ相アーム及びＷ相アームを有する。Ｕ相アームには２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が直列に接続され、各スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２にはダイオードＤ１、Ｄ２がそれぞれ逆並列に接続されている。Ｖ相アームには２つのスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４が直列に接続され、各スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４にはダイオードＤ３、Ｄ４がそれぞれ逆並列に接続されている。Ｗ相アームには２つのスイッチング素子Ｑ５、Ｑ６が直列に接続され、各スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６にはダイオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列に接続されている。

【0028】

また、Ｕ相アーム、Ｖ相アーム及びＷ相アームのそれぞれの中間点は、それぞれの一端においてスター結線された電動モータ２のＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの他端に接続されている。すなわち、Ｕ相アームにおいてスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の間の位置するＵ相アームの中間点はＵ相コイルに接続され、Ｖ相アームにおいてスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４の間に位置するＶ相アームの中間点はＶ相コイルに接続され、及び、Ｗ相アームにおいてスイッチング素子Ｑ５、Ｑ６の間に位置するＶ相アームの中間点はＷ相コイルに接続されている。

【0029】

そして、各相アームの正極母線５６Ｐ側のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５のＯＮ期間の比率と負極母線５６Ｎ側のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６のＯＮ期間の比率が制御されることにより、すなわち、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６がデューティ比で制御（ＰＷＭ制御）されることにより、インバータ回路５０は、バッテリＶＢからの直流電力を三相交流電力に変換して電動モータ２に供給することができ、これによって、電動モータ２を駆動する。

【0030】

第１コンデンサ５１は、インバータ回路５０の正極母線５６Ｐと負極母線５６Ｎとの間に接続されている。第１コンデンサ５１は、インバータ回路５０よりもバッテリＶＢ側、すなわち、インバータ回路５０とコネクタ２０との間に配置されている。第１コンデンサ５１は、バッテリＶＢからインバータ回路５０に供給される直流電力を平滑化する平滑コンデンサである。

【0031】

温度検知部５２は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の温度又はスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の近傍の温度（以下、これらをまとめて単に「スイッチング素子温度」という。）を検知する。

【0032】

電圧検知部５３は、インバータ回路５０と第１コンデンサ５１との間に配置され、インバータ回路５０と第１コンデンサ５１との間における正極母線５６Ｐと負極母線５６Ｎとの間の電位差を検知する。

【0033】

電流検知部５４は、電動モータ２を流れる電流を検知する。本実施形態において、電流検知部５４は、インバータ回路５０と第１コンデンサ５１との間における負極母線５６Ｎ上に配置されている。但し、これに限られるものではなく、電流検知部５４は、インバータ回路５０と第１コンデンサ５１との間における正極母線５６Ｐ上に配置されてもよい。

【0034】

制御部５５は、前記車両用空調装置の制御装置（空調ＥＣＵ）１０１からの動作指令に基づき、電動モータ２、ひいては圧縮機構３を駆動するため、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を制御（ＰＷＭ制御）するように構成されている。

【0035】

また、制御部５５は、車両ＥＣＵ１００からコンデンサ放電指令を入力すると、コンデンサの放電を行うための制御（以下「コンデンサ放電制御」という）を実施するように構成されている。本実施形態において、車両ＥＣＵ１００は、少なくとも前記車両のスタートボタンがＯＦＦ操作されたこと（すなわち、システムメインリレーＳＭＲを開放したこと）を条件に、前記コンデンサ放電指令を制御部５５に出力するように構成されている。

【0036】

ここで、本実施形態においては、第１コンデンサ５１の他にも、コネクタ２０よりもバッテリＶＢ側にバッテリＶＢに並列に接続された第２コンデンサ２１が設けられている。第２コンデンサ２１は、バッテリＶＢの正極端子とインバータ回路５０の正極母線５６Ｐとをコネクタ２０を介して接続する正極側配線２２Ｐと、バッテリＶＢの負極端子とインバータ回路５０の負極母線５６Ｎとをコネクタ２０を介して接続する負極側配線２２Ｎとに間に接続されている。第２コンデンサ２１は、第１コンデンサ５１と同様、バッテリＶＢからインバータ回路５０に供給される直流電力を平滑化する機能を有する。

【0037】

そのため、本実施形態において、制御部５５は、前記コンデンサ放電制御により、第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１の放電を行うように構成されている。すなわち、制御部５５は、前記コンデンサ放電制御を実施することにより、第１コンデンサ５１に蓄積された電荷を放電させることに加えて、第２コンデンサ２１に蓄積された電荷を放電させるように構成されている。ここで、第１コンデンサ５１は、電動圧縮機側のコンデンサであり、第２コンデンサ２１は、前記車両側のコンデンサである。

【0038】

具体的には、制御部５５は、前記コンデンサ放電指令を入力すると、複数のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のうちの少なくとも一部のスイッチング素子、ここでは、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御して（ＯＮして）第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１と、電動モータ２のコイル（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイル）とを通電させる。これにより、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６と電動モータ２の前記コイルとを含むコンデンサ放電回路が生成され、図３中に矢印で示されるように、第１コンデンサ５１に蓄積された電荷及び第２コンデンサ２１に蓄積された電荷がスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６と、電動モータ２の前記コイル（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイル）とを介して放電される。

【0039】

制御部５５が実施する前記コンデンサ放電制御についてさらに説明する。

【0040】

本実施形態において、制御部５５は、前記コンデンサ放電指令を入力すると、温度検知部５２によって検知される前記スイッチング素子温度の監視、電圧検知部５３によって検知される電圧の監視、及び、電流検知部５４によって検知される電流の監視を開始する。ここで、電圧検知部５３によって検知される電位差は、正極母線５６Ｐと負極母線５６Ｎとの間の電位差であり、第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１の端子間電圧（コンデンサ電圧）に相当する。また、電流検知部５４によって検知される電流は、前記コンデンサ放電回路が生成された場合の第１コンデンサ５１及び／又は第２コンデンサ２１の放電電流に相当する。よって、以下では、電圧検知部５３によって検知される電位差を「コンデンサ電圧相当値」といい、電流検知部５４によって検知される電流を「コンデンサ放電電流」ということがある。制御部５５は、電圧検知部５３によって検知されるコンデンサ電圧相当値に基づいて前記コンデンサ放電制御が必要か否かを判断する。そして、前記コンデンサ放電制御が必要な場合、制御部５５は、温度検知部５２によって検知される前記スイッチング素子温度に基づいて目標放電電流を設定し、設定された目標放電電流と、電流検知部５４によって検知されるコンデンサ放電電流とに基づいてスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６のデューティ比を設定し、設定されたデューティ比でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御する。

【0041】

図４、図５は、制御部５５が実施する前記コンデンサ放電制御の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、制御部５５が前記コンデンサ放電指令を入力すると開始される。

【0042】

ステップＳ１において、制御部５５は、電圧検知部５３によって検知される電位差、すなわち、コンデンサ電圧相当値を読み込む。

【0043】

ステップＳ２において、制御部５５は、読み込まれたコンデンサ電圧相当値が前記コンデンサ放電制御を必要する基準値である放電必要電圧以上であるか否かを判断する。読み込まれたコンデンサ電圧相当値が前記放電必要電圧以上である場合、制御部５５はステップＳ３の処理に進み、読み込まれたコンデンサ電圧相当値が前記放電必要電圧未満である場合、制御部５５は本フローを終了する。

【0044】

ステップＳ３において、制御部５５は、温度検知部５２によって検知されるスイッチング素子温度を読み込む。

【0045】

ステップＳ４において、制御部５５は、読み込まれたスイッチング素子温度に基づいて目標放電電流を設定する。制御部５５は、次のようにして目標放電電流を設定する。

【0046】

本実施形態において、制御部５５は、図６に示されるような目標放電電流設定マップを有している。この目標放電電流設定マップにおいて、Ｘ軸は前記スイッチング素子温度であり、Ｙ軸は放電電流値（＝スイッチング素子を流れる電流＝電動モータ２の相電流値）である。また、図６中の実線は、スイッチング素子に流れてもスイッチング素子が熱破壊することのない最大の電流であるスイッチング素子の許容電流を示し、図６中の破線は、あらかじめ設定された要求放電時間内に第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１の放電を完了させる（完全に完了させる必要はなく、概ね完了させればよい。）ために必要な下限電流を示している。ここで、前記許容電流及び前記下限電流は、第１コンデンサ５１に蓄積された電荷及び第２コンデンサ２１に蓄積された電荷を放電させるために生成される前記コンデンサ放電回路、つまり、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６と電動モータ２の前記コイルとを含む前記コンデンサ放電回路の温度特性（特に抵抗変動）を考慮して設定されている。

【0047】

そして、制御部５５は、読み込まれた前記スイッチング素子温度に基づき、前記許容電流以下であり且つ前記下限電流以上の電流、すなわち、図６中のハッチング内の電流を目標放電電流として設定する。つまり、制御部５５は、基本的には、前記スイッチング素子温度が低いほど高い電流値を有する目標放電電流を設定する。特に限定されないが、本実施形態において、制御部５５は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６の発熱をできるだけ抑制するため、前記スイッチング素子温度に基づき、前記下限電流に比較的近い電流値を有する電流を目標放電電流として設定する。

【0048】

ステップＳ５において、制御部５５は、デューティ比５０％でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御する。これにより、前記コンデンサ放電回路が生成され、前記コンデンサ放電制御、すなわち、第１コンデンサ５１に蓄積された電荷の放電及び第２コンデンサ２１に蓄積された電荷の放電が開始される。

【0049】

ステップＳ６において、制御部５５は、電流検知部５４によって検知される電流、すなわち、コンデンサ放電電流を読み込む。

【0050】

ステップＳ７において、制御部５５は、設定された目標放電電流と読み込まれた前記コンデンサ放電電流との差分を算出する。

【0051】

ステップＳ８において、制御部５５は、算出された差分に基づいてスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６のデューティ比を設定する。

【0052】

ステップＳ９において、制御部５５は、設定されたデューティ比でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御する。これにより、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を流れる電流が前記許容電流以下に制限された状態で、第１コンデンサ５１に蓄積された電荷及び第２コンデンサ２１に蓄積された電荷が放電される。

【0053】

ステップＳ１０において、制御部５５は、前記コンデンサ放電指令を入力してから又は放電開始から前記要求放電時間が経過したか否かを判定する。前記要求放電時間が経過していない場合、制御部５５はステップＳ１１の処理に進む。他方、前記要求放電時間が経過している場合、制御部５５はステップＳ１３（図５）の処理に進む。

【0054】

ステップＳ１１において、制御部５５は、電圧検知部５３によって検知される電位差、すなわち、コンデンサ電圧相当値を読み込む。

【0055】

ステップＳ１２において、制御部５５は、読み込まれたコンデンサ電圧相当値が放電必要電圧以上であるか否かを判断する。読み込まれたコンデンサ電圧相当値が前記放電必要電圧以上である場合、制御部５５はステップＳ６の処理に戻り、読み込まれたコンデンサ電圧相当値が前記放電必要電圧未満である場合、制御部５５は本フローを終了する。

【0056】

ステップＳ１３において、制御部５５は、コンデンサ放電制御を停止する。

【0057】

ステップＳ１４において、制御部５５は、コンデンサ放電制御を停止してからあらかじめ設定されたスイッチング素子の冷却期間が経過したか否かを判定する。そして、スイッチング素子の冷却期間が経過すると、制御部５５は、ステップＳ１の処理に戻る。

【0058】

図７は、制御部５５によって設定されるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６のデューティ比の一例を示す図である。図７（ａ）は、前記スイッチング素子温度が低い場合を示し、図７（ｂ）は、前記スイッチング素子温度が高い場合を示している。

【0059】

制御部５５に前記コンデンサ放電指令が入力された場合、通常はシステムメインリレーＳＭＲが開放されており、第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１は、バッテリＶＢから電気的に切断された状態にある。そのため、電圧検知部５３によって検知されるコンデンサ電圧相当値は、第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１が放電されるにつれて低下する。換言すれば、前記要求放電時間が経過するまでの間、前記コンデンサ電圧相当値は、前記コンデンサ放電制御の開始から時間の経過と共にだんだん低くなる。また、前記コンデンサ電圧相当値が低下すると、電流検知部５４によって検知される前記コンデンサ放電電流も低下する。よって、前記目標放電電流が一定の場合、前記目標放電電流を維持するため、図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、時間が経過するにつれてステップＳ８で設定されるデューティ比が大きくなる（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）。なお、前記スイッチング素子温度が高い場合、前記スイッチング素子温度が低い場合に比べて低い電流値の目標放電電流が設定される（図６参照）。そのため、前記スイッチング素子温度が高い場合の制御デューティ比（図７（ｂ））は、前記スイッチング素子温度が低い場合のデューティ比（図７（ａ））よりもデューティ比の増加分が小さくなる。

【0060】

図８は、制御部５５によって設定されるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６のデューティ比の他の例を示す図である。図８（ａ）は、前記スイッチング素子温度が低い場合を示し、図８（ｂ）は、前記スイッチング素子温度が高い場合を示している。

【0061】

何らかの事情により、システムメインリレーＳＭＲが閉じているときに制御部５５に前記コンデンサ放電指令が入力された場合、換言すれば、制御部５５に誤って前記コンデンサ放電指令が入力された場合、第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１は、バッテリＶＢと電気的に接続された状態にある。この場合、前記コンデンサ放電制御の開始後も電圧検知部５３によって検知される電位差（前記コンデンサ電圧相当値）は一定に維持される（低下しない）。よって、前記目標放電電流が一定の場合、前記要求放電時間が経過するまでの間、図８（ａ）、（ｂ）に示されるように、ステップＳ８で前記目標放電電流に応じたほぼ一定のデューティ比が設定される（Ｔ１≒Ｔ２≒Ｔ３）。前記スイッチング素子温度が高い場合、前記スイッチング素子温度が低い場合に比べて低い電流値の目標放電電流が設定される。そのため、前記スイッチング素子温度が高い場合の制御デューティ比（図８（ｂ））は、前記スイッチング素子温度が低い場合の制御デューティ比（図８（ａ））よりも小さく設定される。

【0062】

以上説明したように、本実施形態において、制御部５５は、前記コンデンサ放電指令を入力すると、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御することにより、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６と電動モータ２の前記コイルとを介して第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１を放電させる前記コンデンサ放電制御を実施する。その際、制御部５５は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を流れる電流が前記スイッチング素子温度に応じたスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６の許容電流以下になるように、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御する。つまり、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を流れる電流が許容電流以下に制限される。

【0063】

そのため、前記コンデンサ放電制御によりスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６が損傷（熱破壊等）することが防止される。また、バッテリＶＢと第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１とが電気的に接続された状態にあるときに前記コンデンサ放電指令が誤って制御部５５に入力された場合であっても、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６が損傷（熱破壊等）することが防止される。

【0064】

制御部５５は、前記コンデンサ放電制御の際に、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を流れる電流が前記要求放電時間及び前記スイッチング素子温度に応じた下限電流以上になるように、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御するように構成されている。下限電流は、前記要求放電時間内に第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１の放電を完了させるために必要な電流である。そのため、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６が損傷（熱破壊等）することを防止しつつ、前記要求放電時間内に第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１の放電を完了させることができる。

【0065】

具体的には、本実施形態において、制御部５５は、前記スイッチング素子温度に基づいて前記許容電流以下であり且つ前記下限電流以上の目標放電電流を設定し、設定された目標放電電流と電流検知部５４によって検知される前記コンデンサ放電電流とに基づいてスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６のデューティ比を設定し、設定されたデューティ比でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御するように構成されている。これにより、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６の損傷（熱破壊等）を防止すると共に前記要求放電時間内に第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１の放電を完了させることのできる前記コンデンサ放電制御が安定して実施され得る。

【0066】

上述の実施形態において、制御部５５は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御することにより、前記コンデンサ放電制御を実施している。しかし、これに限られるものではない。第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１と、電動モータ２のコイル（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイル）とを通電させればよく、制御部５５は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のうちの任意のスイッチング素子を制御して前記コンデンサ放電制御を実施することができる。

【0067】

上述の実施形態において、制御部５５は、前記スイッチング素子温度に基づいて前記許容電流以下であり且つ前記下限電流以上の目標放電電流を設定している。しかし、これに限られるものではない。前記要求放電時間が設定されない場合や前記要求放電時間が十分に長い場合などにおいて、制御部５５は、単に前記スイッチング素子温度に基づいて前記許容電流以下の目標放電電流を設定すればよい。

【0068】

上述の実施形態において、制御部５５は、前記スイッチング素子温度に基づき、前記下限電流に比較的近い電流値を有する電流を前記目標放電電流として設定している。しかし、これに限られるものではない。例えば放電時間の短縮化が優先される場合、制御部５５は、前記スイッチング素子温度に基づき、前記許容電流に比較的近い電流値を有する電流を前記目標放電電流として設定してもよい。また、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６の発熱の抑制と放電時間の短縮化とをバランスさせる場合、制御部５５は、前記スイッチング素子温度に基づき、前記許容電流と前記下限電流との中間の電流値を有する電流を前記目標放電電流として設定してもよい。

【0069】

上述の実施形態において、制御部５５は、デューティ比５０％でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御することにより、前記コンデンサ放電制御を開始させている（図４のステップ５）。換言すれば、前記コンデンサ放電制御を実施する際のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６のデューティ比の初期値を５０％としている。しかし、これに限られるものではない。制御部５５は、任意のデューティ比（の初期値）でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御することにより、前記コンデンサ放電制御を開始させることができる。例えば、制御部５５は、図４のステップＳ４で設定された目標放電電流に応じたデューティ比（の初期値）でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御することにより、前記コンデンサ放電制御を開始させてもよい。

【0070】

あるいは、図４のステップＳ５の処理が省略され、制御部５５は、図４のステップＳ９でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御することにより、前記コンデンサ放電制御を開始させてもよい。この場合、例えばデューティ比の上限値を設定することにより、オーバーシュートやハンチングなどを抑制するのが好ましい。

【0071】

さらに、制御部５５は、前記コンデンサ電圧相当値を監視し、前記目標放電電流と前記コンデンサ電圧相当値とに基づいてデューティ比を設定し、設定されたスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４及びＱ６を制御するようにしてもよい。この場合、例えば、図４において、ステップＳ５の処理が省略され、ステップＳ６においてステップＳ１と同様に前記コンデンサ電圧相当値が読み込まれ、ステップＳ７の処理が省略され、ステップＳ８においてステップＳ４で設定された前記目標放電電流とステップＳ６で読み込まれたコンデンサ電圧相当値とに基づいてデューティ比が設定される。

【0072】

上述の実施形態において、制御部５５は、前記コンデンサ放電制御により、第１コンデンサ５１及び第２コンデンサ２１の放電を行っている。しかし、これに限られるものではない。制御部５５は、第１コンデンサ５１が無い場合においても上記と同様にして第２コンデンサ２１の放電を行うことができ、第２コンデンサ２１が無い場合においても上記と同様にして第１コンデンサ５１の放電を行うことができる。

【0073】

以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は、上述の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらなる変形が可能であることはもちろんである。

【符号の説明】

【0074】

１…電動圧縮機、２…電動モータ、３…圧縮機構、４…メインハウジング、５…インバータ装置、６…インバータハウジング、２０…コネクタ、２１…第２コンデンサ、５０…インバータ回路、５１…第１コンデンサ、５２…温度検知部、５３…電圧検知部、５４…電流検知部、５５…制御部、５６Ｐ…正極母線、５６Ｎ…負極母線、Ｑ１～Ｑ６…スイッチング素子、ＶＢ…車載バッテリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】