(57)【要約】【課題】より低コストでの相電流および他の計測値の計測ができる計測装置を提供する。【解決手段】計測装置２０は、インバータ１４の各相の下アームに流れる電流値を検出する相電流用検出回路３４、および、他の計測対象を検出する他検出回路２８，３０に接続された切替器３８を有する。また、下アームがオン状態か否かを判定する判定器３６も備えている。そして、切替器３８は、判定器３６で下アームがオン状態と判定された場合は、相電流をＥＣＵ２２に出力する。一方、下アームがオフ状態と判定された場合は、他検出回路２８，３０での検出値をＥＣＵ２２に出力する。切替器３８とＥＣＵ２２との間には、両者を電気的に絶縁する絶縁器４０が一つずつ設けられている。【選択図】図１
2006136115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置により各相のスイッチング状態が制御される多相インバータの電流値を計測する計測装置であって、
インバータの各相を構成する上アームおよび下アームのいずれか一方である検出用アームに流れる電流値を検出する相電流用検出回路と、
検出用アームがオン状態か否かを判定する判定手段と、
相電流用検出回路および他の計測対象を検出する他検出回路に接続され、検出用アームがオン状態の場合に相電流用検出回路での検出値を制御装置に出力し、検出用アームがオフ状態の場合に他検出回路での検出値を制御装置に出力する切替手段と、
制御装置と切替器との間に設けられ、両者を電気的に絶縁しつつ信号伝達を行う絶縁器と、
を有することを特徴とする計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の計測装置であって、
相電流用検出回路、判定手段、切替手段それぞれがインバータの各相ごとに設けられている場合に、
計測装置は、さらに、
各相ごとに設けられた複数の切替手段と単一の絶縁器との間に設けられ、インバータのスイッチング状態に応じて制御装置に接続される切替手段を切り替えることで、複数種類の検出値を時分割で制御装置に出力する第二切替手段を有することを特徴とする計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の計測装置であって、
第二切替手段は、制御装置から出力されるスイッチング信号に基づいて、インバータのスイッチング状態を判別することを特徴とする計測装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の計測装置であって、
第二切替手段は、スイッチングの制御周期の略前半で他の計測値を、制御周期の略後半で各相の相電流値を出力するように、制御装置に接続される切替手段を切り替えることを特徴とする計測装置。
【請求項５】
請求項４に記載の計測装置であって、
第二切替手段は、制御周期の略後半において、計測用アームのオン時間が最も長い相の切替手段、次に長い相の切替手段、最も短い相の切替手段の順に、制御装置に接続される切替器を切り替えることを特徴とする計測装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の計測装置であって、
相電流用検出回路は、計測アームのスイッチング素子のオン電圧値に基づいて検出用アームに流れる電流値を検出する回路であることを特徴とする計測装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載の計測装置であって、
相電流用検出回路は、計測アームのスイッチング素子に直列に接続された抵抗素子の電圧降下に基づいて検出用アームに流れる電流値を検出する回路であることを特徴とする計測装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の計測装置であって、
判定手段は、相電流用検出回路での検出値に基づいて、検出用アームがオン状態か否かを判定することを特徴とする計測装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載の計測装置であって、
判定手段は、制御装置から出力されるインバータのスイッチング信号に基づいて、検出用アームがオン状態か否かを判定することを特徴とする計測装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の計測装置であって、
他検出回路は、インバータに駆動電力を供給、回生するために設置された電源の電圧である電源電圧を検出する回路であることを特徴とする計測装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の計測装置であって、
他検出回路は、電源からの供給電圧を昇圧した後の電圧であるインバータ駆動電圧を検出する回路であることを特徴とする計測装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の計測装置を備え、車両に用いられるモータ駆動装置であって、
制御装置は、インバータに駆動電力を供給回生するために設置された電源とは、異なる電源から電力供給を受けることを特徴とするモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置によって各相のスイッチング状態が制御される多相インバータの各相に流れる相電流値を計測する計測装置、および、これを備えたモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多相モータを駆動するモータ駆動装置は、多相モータやインバータ、制御装置、電源などを備えている。制御装置は、モータを所望の状態に駆動するために、モータ回転速度やインバータの相電流値、電池電圧値などに基づいて、インバータのスイッチングタイミングを制御する。したがって、正確なモータ制御のためには、インバータの相電流値や電池電圧などを取得することが必要となる。
【０００３】
相電流を計測する計測装置としては、ホール素子や磁気コアを用いた磁気式の電流センサが知られている。しかしながら、これらは、体積が大きく、また、高価であるため、モータ駆動装置の小型化、低コスト化を阻害する一因となっていた。そこで、近年では、より低コストに実現できる計測装置として、シャント抵抗を用いた計測装置が知られている。例えば、下記特許文献１には、シャント抵抗を用いた計測装置が開示されている。これは、インバータの各相ごとに下アーム素子と直列接続されるシャント抵抗を設け、このシャント抵抗の電圧降下に基づいて各相の相電流値を計測している。これによれば、より安価での相電流計測が可能となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６４１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、モータの制御においては、記述したようにインバータの相電流値だけでなく、他のパラメータ、例えば、インバータに印加される電池電圧や、電池電圧を昇圧した駆動電圧なども重要となる。そこで、通常、モータ駆動装置には、相電流の計測装置に加え、他のパラメータ用の計測装置も必要となる。
【０００６】
また、高圧が印加されるインバータおよび各計測装置は、低圧が印加されている制御装置と電気的に絶縁される必要がある。そこで、通常、相電流計測装置および他のパラメータ用計測装置は、それぞれ、フォトカプラなどの絶縁器を介して制御装置に接続される。つまり、従来のモータ駆動装置では、相電流用計測装置のための絶縁器と他のパラメータ用計測装置のための絶縁器と、が必要となっていた。
【０００７】
しかしながら、高精度での信号伝達ができる絶縁器は高価であり、各計測装置ごとに絶縁器を設けることは、モータ駆動装置全体のコストアップにつながっていた。
【０００８】
そこで、本発明では、より低コストでインバータの相電流および他の計測値が計測できる計測装置、モータ駆動装置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】
【０００９】
本発明の計測装置は、制御装置により各相のスイッチング状態が制御される多相インバータの電流値を計測する計測装置であって、インバータの各相を構成する上アームおよび下アームのいずれか一方である検出用アームに流れる電流値を検出する相電流用検出回路と、検出用アームがオン状態か否かを判定する判定手段と、相電流用検出回路および他の計測対象を検出する他検出回路に接続され、検出用アームがオン状態の場合に相電流用検出回路での検出値を制御装置に出力し、検出用アームがオフ状態の場合に他検出回路での検出値を制御装置に出力する切替手段と、制御装置と切替器との間に設けられ、両者を電気的に絶縁しつつ信号伝達を行う絶縁器と、を有することを特徴とする。
【００１０】
好適な態様では、相電流用検出回路、判定手段、切替手段それぞれがインバータの各相ごとに設けられている場合に、計測装置は、さらに、各相ごとに設けられた複数の切替手段と単一の絶縁器との間に設けられ、インバータのスイッチング状態に応じて制御装置に接続される切替手段を切り替えることで、複数種類の検出値を時分割で制御装置に出力する第二切替手段を有する。望ましくは、第二切替手段は、制御装置から出力されるスイッチング信号に基づいて、インバータのスイッチング状態を判別する。別の望ましい形態では、第二切替手段は、スイッチングの制御周期の略前半で他の計測値を、制御周期の略後半で各相の相電流値を出力するように、制御装置に接続される切替手段を切り替える。その場合、望ましくは、第二切替手段は、制御周期の略後半において、計測用アームのオン時間が最も長い相の切替手段、次に長い相の切替手段、最も短い相の切替手段の順に、制御装置に接続される切替器を切り替える。
【００１１】
他の好適な形態では、相電流用検出回路は、計測アームのスイッチング素子のオン電圧値に基づいて検出用アームに流れる電流値を検出する回路である。他の好適な態様では、相電流用検出回路は、計測アームのスイッチング素子に直列に接続された抵抗素子の電圧降下に基づいて検出用アームに流れる電流値を検出する回路である。
【００１２】
他の好適な態様では、判定手段は、相電流用検出回路での検出値に基づいて、検出用アームがオン状態か否かを判定する。他の好適な態様では、判定手段は、制御装置から出力されるインバータのスイッチング信号に基づいて、検出用アームがオン状態か否かを判定する。
【００１３】
他の好適な態様では、他検出回路は、インバータに駆動電力を供給、回生するために設置された電源の電圧である電源電圧を検出する回路である。他の好適な態様では、他検出回路は、電源からの供給電圧を昇圧した後の電圧であるインバータ駆動電圧を検出する回路である。
【００１４】
本発明のモータ駆動装置は、上述の計測装置を備え、車両に用いられるモータ駆動装置であって、制御装置は、インバータに駆動電力を供給回生するために設置された電源とは、異なる電源から電力供給を受けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、切替器を設けることにより、より少ない絶縁器で複数種類の計測が可能となる。これにより、より低コストでインバータの相電流および他の計測値が計測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に本発明の第一実施形態であるモータ駆動装置１０の回路構成を示す。このモータ駆動装置１０は、直流電源１８から供給された直流電流をインバータ１４によって交流電流に変換して三相モータ１２に供給し、三相モータ１２を駆動している。インバータ１４のスイッチングタイミングなどは、電子制御ユニット２２（以下、「ＥＣＵ２２」という）により制御されている。ＥＣＵ２２は、図示しない速度検出器から出力されるモータ回転速度や、インバータ１４の各相に流れる相電流値、電池電圧などに基づいて、モータ１２が所望の駆動となるように、スイッチングタイミングを制御する。さらに、本実施形態のモータ駆動装置１０は、インバータ１４の相電流や他の計測値を計測するための計測装置２０を備えている。以下、それぞれについて、詳説する。
【００１７】
三相モータ１２は、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線を有しており、インバータ１４から交流電流の供給を受ける。インバータ１４は、直流電源１８に接続されており、供給された直流電流を交流電流に変換してモータ１２に供給する。インバータ１４は、各相ごとに上アーム、下アームを有しており、各アームはスイッチング素子２４，２６を有している。各スイッチング素子２４，２６は、相互に並列に連結されたトランジスタ及びダイオードから構成されている。このスイッチング素子２４，２６は、ＥＣＵ２２から出力されるスイッチング信号に応じてＯＮ／ＯＦＦが制御されており、このスイッチング動作により直流電流を三相交流電流に変換している。
【００１８】
直流電源１８は、高圧のバッテリであり、昇圧回路１６を介してインバータ１４に接続されている。昇圧回路１６は、直流電源から供給された電圧を昇圧して、インバータ１４に供給している。以下では、この直流電源１８から供給される電圧を「電池電圧」といい、昇圧後の電圧を「駆動電圧」という。
【００１９】
ＥＣＵ２２は、モータ１２が所望の駆動となるようにスイッチングタイミングなどを制御する制御装置である。このＥＣＵ２２は、図示しない低圧電源から、比較的、低電圧の電力供給を受けて駆動する。ＥＣＵ２２は、後述する計測装置２０や、図示しない回転速度検出器から出力される各種計測値に基づいて、インバータ１４のスイッチングタイミングを制御する。
【００２０】
ここで、低電圧が供給されるＥＣＵ２２と、高電圧が供給されるインバータ１４や計測装置２０と、は電気的に絶縁されていることが望ましい。そこで、ＥＣＵ２２から出力されるスイッチング信号は、絶縁器（図示せず）を介してインバータ１４に入力される。また、計測装置２０から出力される各種計測値も、絶縁器４０を介してＥＣＵ２２に入力される。絶縁器４０としては、種々の形態が考えられるが、例えば、フォトカプラのように電気信号を光信号に変換して伝達する素子を用いることができる。このように絶縁器を介して信号の入出力をすることにより、ＥＣＵ２２とインバータ１４及び計測装置２０との絶縁を図ることができる。
【００２１】
ところで、高精度で信号伝達でき得る絶縁器４０は比較的高価であり、多数の絶縁器４０を設けることは、コストアップの一因となっていた。また、多数の絶縁器４０を設置すると手間がかかり、製造工程を煩雑にしていた。さらに、絶縁器４０を設置する面積も増加し、装置の小型化を阻害していた。そこで、本実施形態では、以下で詳説するように、計測装置２０の構成を工夫することにより、計測装置２０とＥＣＵ２２との間に設けられる絶縁器４０の数を低減している。なお、本実施形態の絶縁器４０，５２は、アナログ出力の絶縁器を想定しているが、当然、デジタル出力の絶縁器を用いてもよい。
【００２２】
計測装置２０は、インバータ１４の各相に流れる電流値である相電流値や、電池電圧値、駆動電圧値などを計測し、その計測値をＥＣＵ２２に出力する。この計測装置２０は、各計測値を検出するための検出回路２８，３０，３４と、各アームのスイッチング状態を判定する判定器３６、判定器３６での判定結果に応じて出力を切り替える切替器３８、及び、計測装置２０とＥＣＵ２２とを電気的に絶縁するための絶縁器４０を有する。
【００２３】
検出回路としては、インバータ各相の電流値を検出するための相電流用検出回路３４、電池電圧を検出するための電池電圧用検出回路２８、駆動電圧を検出するための駆動電圧用検出回路３０が設けられている。
【００２４】
相電流用検出回路３４は、インバータ各相ごとに設けられており、各相の出力端子に接続されている。相電流用検出回路３４は、各アームのスイッチング素子２４，２６のオン電圧を検出するもので、検出された電圧は、切替器３８に出力される。切替器３８は、後述するタイミングで、この相電流用検出回路３４での検出値であるオン電圧をＥＣＵ２２に出力する。ＥＣＵ２２は、入力されたオン電圧に基づいて各相の電流値を算出する。
【００２５】
電池電圧用検出回路２８、駆動電圧用検出回路３０は、それぞれ、昇圧前、昇圧後のインバータ回路に接続されている回路である。電池電圧用検出回路２８、駆動電圧用検出回路３０の出力端子は、それぞれ別の切替器３８に接続されている。この際、接続される切替器３８は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれの切替器３８でもよいが、比較的、デューティ比の大きい、換言すれば、下アームのオフ時間が長い相の切替器３８に接続されることが望ましい。
【００２６】
判定器３６は、インバータ各相のスイッチング状態を判定する。判定器３６は、インバータ１４の各相ごとに設けられており、各相の出力端子と接続されている。そして、出力端子からの出力値に基づいて、下アームがオン状態となっているか否かを判定する。具体的には、各相の出力端子から出力される電圧値がオン電圧の範囲（通常、−２Ｖ〜＋２Ｖ）の場合は、下アームがオン状態であると判定する。逆に高電圧が出力される場合は、下アームがオフ状態であると判定する。この判定結果は、対応する切替器３８に出力される。
【００２７】
切替器３８も各相ごとに設けられており、判定器３６での判定結果に応じて出力を切り替える。具体的には、下アームがオン状態の場合、相電流用検出回路３４の検出値（各相オン電圧）をＥＣＵ２２に出力する。逆に、下アームがオフ状態の場合、電池電圧用検出回路２８または駆動電圧用検出回路３０の検出値（電池電圧または駆動電圧）をＥＣＵ２２に出力する。つまり、一つの切替器３８から、２種類の計測信号（相電流値と、電池電圧または相電流値と駆動電圧）が、スイッチング状態に応じて出力される。
【００２８】
ここで、本実施形態における相電流用検出回路３４は、電池電圧用検出回路２８および駆動電圧用検出回路３０と同じく、インバータ１４と共通接地となっている。したがって、この相電流用検出回路３４は、インバータ１４との間の絶縁が不要であり、電池電圧用検出回路２８および駆動電圧用検出回路３０と同じ切替器３８に出力することができるのである。
【００２９】
絶縁器４０は、各切替器３８とＥＣＵ２２との間に設けられている。この絶縁器４０は、切替器３８とＥＣＵ２２とを電気的に絶縁した状態で、切替器３８から出力された計測信号をＥＣＵ２２に伝達する。このような絶縁器４０を設けることにより、計測装置２０およびインバータ１４と、ＥＣＵ２２とを電気的に絶縁することができる。
【００３０】
ここで、記述したように、高精度での信号伝達が可能な絶縁器４０は高価であり、使用される絶縁器４０の数は少ないことが望ましい。しかし、従来の装置では、計測信号の種類ごとに絶縁器４０が設けられていた。具体的には、オン電圧値（相電流値）の伝達のために３つの絶縁器、駆動電圧の伝達のために１つの絶縁器、電池電圧の電圧のために１つの絶縁器、合計で５つの絶縁器が設けられていた。しかし、本実施形態では、切替器３８を設けることにより、一つの絶縁器４０で２種類の計測信号を伝達できる。したがって、計測信号の種類数が従来と同じであっても、絶縁器４０の数を低減できる。これにより、コスト削減、製造の簡略化、装置の小型化などを図ることができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、相電流値以外の他の計測対象値として電池電圧および駆動電圧を例示しているが、当然、これ以外の計測対象値を計測するようにしてもよい。また、他の計測対象値として２種類の計測対象値（電池電圧および駆動電圧）を例示しているが、当然、１種類、または、３種類であってもよい。
【００３２】
ＥＣＵ２２は、各絶縁器４０から出力されたオン電圧値に基づいて、インバータ各相の相電流値を算出する。また、同じく絶縁器４０から出力された駆動電圧値および電池電圧値も制御パラメータとして記憶する。そして、得られた相電流値や電池電圧値、駆動電圧値に基づいて、モータ１２が所望の駆動となるように、インバータ１４のスイッチング信号を生成、出力する。このとき、各絶縁器４０から出力される計測信号が、オン電圧値か、他の計測値か、の判断は、ＥＣＵ２２自身が生成したスイッチング信号に基づいて判断できる。すなわち、ＥＣＵ２２は、自らが生成したスイッチング信号に基づいて、各相の下アームがオン状態となるタイミングを判断できる。そして、下アームがオン状態となるタイミングに絶縁器４０からＥＣＵ２２に入力された信号は、スイッチング素子のオン電圧値であると判断できる。
【００３３】
次に、この計測装置２０について、より具体的に説明する。図２は、判定器３６および切替器３８の具体的な回路構成を示す図である。本実施形態では、判定器および切替器は、オン電圧取得回路という一つの回路で構成されている。このオン電圧取得回路は、２つの入力端子、１つの出力端子を有する。相電流用検出回路３４からの出力値は、図中、Ｖ１ｉｎで図示される端子から入力される。一方、他の計測値用の検出回路（駆動電圧用検出回路３０または電池電圧用検出回路２８）からの出力電圧は、Ｖ２ｉｎで図示される端子から出力される。そして、このオン電圧取得回路の出力値として、オン電圧値または他の計測値が、Ｖｏｕｔで図示される端子から出力される。
【００３４】
相電流用検出回路３４からの入力端子Ｖ１ｉｎと、オン電圧取得回路の出力端子Ｖｏｕｔとの間には、トランジスタＴＲ１が設けられている。このトランジスタＴＲ１のゲート電圧は、オン電圧より若干、高めに設定されている。そのため、相電流用検出回路３４での検出値が、オン電圧の範囲になった場合には、トランジスタＴＲ１がオン状態となり、抵抗Ｒ６を経由して出力端子Ｖｏｕｔから出力される。
【００３５】
一方、相電流用検出回路３４での検出値が、高圧の場合には、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２がオフ状態となる一方で、トランジスタＴＲ４がオン状態となる。そして、他の計測値（電池電圧値または駆動電圧値または基準電圧値）が出力端子Ｖｏｕｔから出力される。なお、このとき、図２の回路で出力される電圧値は、抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ６とで分圧された値であるが、この電圧は、絶縁器４０を校正するための基準電圧としても使用できる。すなわち、絶縁器４０のゲインは、使用時間とともに変化しやすいため、適宜、調整する必要がある。この調整の際の、基準電圧として、この分圧された電圧を用いることができる。これにより、より高精度での計測が可能となる。
【００３６】
以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、相電流値および他の計測値の両方をより低コストで計測できる。また、計測精度向上や、製造の簡易化も図ることができる。
【００３７】
次に第二実施形態について図３を用いて説明する。図３は、第二実施形態のモータ駆動装置１０の回路構成を示す図である。このモータ駆動装置１０における計測装置２０は、相電流値をシャント抵抗４２を用いて検出している。また、スイッチング状態は、ＥＣＵ２２から出力されるスイッチング信号に基づいて判定している。以下、これについて詳説する。
【００３８】
相電流用検出回路は、下アームのスイッチング素子２６と、グランド線との間に接続されたシャント抵抗４２を有している。そして、このシャント抵抗４２の降下電圧を検出値として切替器３８に出力している。
【００３９】
切替器３８には、ＥＣＵから出力されたスイッチング信号が絶縁器（図示せず）を介して入力されている。このスイッチング信号は、各スイッチング素子２４，２６のオン・オフを切り替えるための信号である。したがって、切替器３８は、このスイッチング信号に基づいて、下アームがオン状態か否かを判定することができる。そして、オン状態の場合は相電流用検出回路３４の出力値を、オフ状態の場合は他の検出回路２８，３０の出力値をＥＣＵ２２に出力する。つまり、本実施形態における切替器３８は、切替手段として機能とともに、判定手段としての機能も果たす。この切替器３８は、入力されたスイッチング信号に応じて出力を切り替える回路であれば、その具体的な回路は特に限定されない。切替器３８から出力値は、絶縁器４０を介してＥＣＵ２２に出力される。ＥＣＵ２２は、自らが生成、出力したスイッチング信号に基づいて、切替器３８からの出力信号の種類を判別する。
【００４０】
このように、ＥＣＵ２２からのスイッチング信号を用いることにより、判定手段および切替手段をより簡略化できる。なお、当然ながら、相電流用検出回路３４として第一実施形態で説明したオン電圧を検出する回路を用いてもよい。また、シャント抵抗４２を上アームのスイッチング素子２４と高圧線との間に設けてもよい。その場合、切替器は、上アームがオン状態の場合に相電流用検出回路３４の出力値を、上アームがオフ状態の場合に他の検出回路２８，３０の出力値をＥＣＵ２２に出力する。
【００４１】
次に、第三実施形態について図４を用いて説明する。この実施形態では、３つの各相切替器３８とＥＣＵ２２との間にさらに、もう一つ別の切替器である第二切替器５０を設けている。そして、この第二切替器５０からＥＣＵ２２への信号経路に単一の絶縁器５２を設けている。
【００４２】
各相ごとに設けられた相電流用検出回路３４や判定器３６、切替器３８の構成は、第一実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４３】
各相ごとに設けられた切替器３８の出力端子は、第二切替器５０に接続されている。第二切替器５０は、各切替器３８から出力された検出値のうち、ＥＣＵ２２に出力する検出値を、インバータ１４のスイッチング状態に応じて切り替える。より具体的には、第二切替器５０は、各相電流値（オン電圧値）、駆動電圧値、電源電圧値、それぞれが時分割でＥＣＵ２２に出力できるように、スイッチング状態に応じて各切替器３８との接続を切り替える。なお、スイッチング状態は、ＥＣＵ２２から絶縁器５４を介して入力されるスイッチング信号に基づいて判断する。
【００４４】
次に、第二切替器５０での切替タイミングについて図５を用いて説明する。図５は、各相のスイッチングタイミングと、第二切替器５０の切替タイミングとの関係を示す図である。図５において、上側にあるのは一制御周期でのＵ〜Ｗ相のスイッチング状態を示す図であり、上アームがオン状態を「高圧」、下アームがオン状態を「ＧＮＤ」としている。また、図５の下側は、その際の各切替器３８Ｕ〜３８Ｗおよび第二切替器５０から出力される信号の種類を示す表である。この表においてＶｕ，Ｖｖ，Ｖｗは各相のオン電圧値（相電流値）を、Ｏ１、Ｏ２は電池電圧値、駆動電圧値を示す。なお、ここでは、各相のデューティ比は、Ｕ相が最大、Ｖ相が中間、Ｗ相が最小としている。
【００４５】
デューティ比が最大、換言すれば、下アームのオン時間が最も短いＵ相の切替器３８Ｕは、タイミングＴ１からＴ２、タイミングＴ７からタイミングＴ８までの間は、Ｕ相オン電圧値Ｖｕを出力する。そして、タイミングＴ２からＴ７までは、電池電圧値Ｏ１を出力する。デューティ比が中間のＶ相の切替器３８Ｖは、タイミングＴ１からＴ３、タイミングＴ６からタイミングＴ８までの間は、Ｖ相のオン電圧値Ｖｖを出力する。そして、タイミングＴ３からＴ６の間は、駆動電圧値Ｏ２を出力する。Ｗ相の切替器３８Ｗは、タイミングＴ１からＴ４までの間、タイミングＴ５からタイミングＴ８までの間は、Ｗ相のオン電圧Ｖｗを出力する。
【００４６】
つまり、３つの切替器３８Ｕ〜３８Ｗからは、各相のオン電圧値（三相分）、駆動電圧値、電池電圧値、の合計５種類の計測値がタイミングをずらして出力されている。本実施形態では、このタイミングのズレを利用して、タイミングＴ１からＴ８までの間を、５つの時間に区切り、５種類の計測値が第二切替器５０から出力できるようにしている。
【００４７】
本実施形態では、まず、制御周期の略前半で、第二切替器５０から駆動電圧値Ｏ２または電池電圧値Ｏ１が出力されるように、切り替える。具体的には、タイミングＴ２からタイミングＴ３（またはＴ４）までの間、第二切替器５０は、Ｕ相切替器と接続され、Ｕ相切替器３８Ｕからの出力値（電池電圧値）を出力する。次に、タイミングＴ３（またはＴ４）からＴ５までの間は、第二切替器５０をＶ相切替器３８Ｖに接続し、第二切替器５０から駆動電圧値Ｏ２が出力されるようにする。
【００４８】
制御周期の略後半では、第二切替器５０から各相オン電圧値Ｖｕ〜Ｖｗが出力されるように切り替える。具体的には、タイミングＴ５からタイミングＴ６までは、Ｗ相切替器３８Ｗと第二切替器５０とを接続し、第二切替器５０からＷ相オン電圧値Ｖｗが出力されるようにする。次に、タイミングＴ６からＴ７の間は、第二切替器５０にＶ相切替器３８Ｖを接続し、Ｖ相オン電圧値Ｖｖを出力する。最後に、タイミングＴ７からＴ８の間は、第二切替器５０にＵ相切替器を接続し、Ｕ相オン電圧値Ｖｕを出力する。
【００４９】
このように、時間ごとに第二切替器５０に接続する切替器３８Ｕ〜３８Ｗを切り替えることにより、一つの第二切替器５０から全種類の計測値を出力することができる。ＥＣＵ２２は、自らが生成したスイッチング信号に基づき、単一の第二切替器５０（単一の絶縁器５２）から出力された信号の種類を判別できる。つまり、本実施形態によれば、単一の絶縁器５２で、複数種類の計測値をＥＣＵ２２に伝達できる。その結果、高価な絶縁器の使用個数を減らすことができ、製造コストの低下や、製造の簡易化、より一層の小型化が実現できる。
【００５０】
なお、上述の説明でした第二切替器５０の切り替えタイミングは、一例であり、全種類の計測値が時分割で出力できるのであれば、他のタイミングで切り替えるようにしてもよい。例えば、制御周期の略前半で各相オン電圧値Ｖｕ〜Ｖｗを、略後半で駆動電圧Ｏ２および電池電圧Ｏ１を出力するようにしてもよい。また、本実施形態では、各相電流値は、オン電圧値に基づいて算出しているが、当然、シャント抵抗値に基づいて算出するようにしてもよい。
【００５１】
図６は、本実施形態における計測装置２０の構成を示すブロック図である。本実施形態でも、切替器３８および判定器３６は、図２に示すようなオン電圧取得回路５６として一つの回路で構成されている。このオン電圧取得回路５６は、各相ごとに設けられており、各相電流用検出回路３４および駆動電圧用検出回路３０または電池電圧用検出回路２８と接続されている。オン電圧取得回路５６は、相電流用検出回路３４から出力されるオン電圧Ｖｕ〜Ｖｗに基づいて、下アームのオン状態を判定する。そして、下アームがオン状態の場合はオン電圧を、下アームがオフ状態の場合は駆動電圧Ｏ２または電池電圧Ｏ１を出力する。各オン電圧取得回路５６から出力された信号は、レベルシフト回路５８に出力される。レベルシフト回路５８は、オン電圧が正側か負側かにより切り替えられ、同じレベルに調整される。これにより、検出感度が向上できる。レベルシフト回路５８から出力された計測値は、アイソレータ回路５２（絶縁器５２）に入力される。アイソレータ回路５２の入力側素子は、電気信号として入力された計測値を光信号に変換し、出力側素子に伝達する。出力側素子は、受信した光信号を再び電気信号に変換して、ＥＣＵ２２に伝達する。
【００５２】
ＥＣＵ２２は、記述したように、自らが生成したスイッチング信号に基づいて、アイソレータ回路５２から出力された信号の種類を判別する。そして、得られた相電流値、駆動電圧値、電池電圧値などに基づいて、新たなスイッチング信号を生成する。
【００５３】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、より低コストでインバータの相電流および他の計測値が計測できる。なお、以上の説明は全て、三相モータ用のモータ駆動装置に適用した実施形態で説明しているが、当然、他の相数のモータ駆動装置にも適用できる。また、本願請求項１に係る発明は、単相モータ用のモータ駆動装置および計測装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第一実施形態であるモータ駆動装置の回路構成を示す図である。
【図２】切替器および判定器の具体的な回路構成を示す図である。
【図３】本発明の第二実施形態であるモータ駆動装置の回路構成を示す図である。
【図４】本発明の第三実施形態であるモータ駆動装置の回路構成を示す図である。
【図５】第二切替器での切り替えタイミングを示す図である。
【図６】第三実施形態であるモータ駆動装置のより具体的な回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  モータ駆動装置、１２  モータ、１４  インバータ、１６  昇圧回路、１８  直流電源、２０  計測装置、２２  電子制御ユニット（ＥＣＵ）、２４，２６  スイッチング素子、２８  電池電圧用検出回路、３０  駆動電圧用検出回路、３４  相電流用検出回路、３６  判定器、３８  切替器、４０，５２，５４  絶縁器、４２  シャント抵抗、５０  第二切替器、５２  アイソレータ回路。
【図１】
2006136115.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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