(57)【要約】【課題】電気的に絶縁された２つの電源系の内、相対的に低電圧側の電源系に属する回路が、相対的に高電圧側の電源系に属する回路の直流電圧を精度良く検出する。【解決手段】低圧直流電源６１から供給される電力により動作する第１制御部１と、高圧直流電源６０に接続される高圧側回路ＨＶに属する第２制御部２と、高圧側回路ＨＶの正負両極間電圧の第１電圧検出結果を、絶縁回路ＩＳを介して第１制御部１に提供する第１電圧検出部３と、高圧側回路ＨＶの正負両極間電圧の第２電圧検出結果を、絶縁回路ＩＳを介することなく第２制御部２に提供する第２電圧検出部５とを備え、第１制御部１は、両制御部を情報伝達可能に接続する制御部間通信部８を介して取得した第２電圧検出結果に基づいて、第１電圧検出結果を補正して出力する。【選択図】図１
2015049104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧直流電源と交流機器との間に介在され、直流と交流との間で電力変換を行うインバータと、
前記高圧直流電源よりも低電圧の電源であり、前記高圧直流電源とは電気的に絶縁された低圧直流電源から供給される電力により動作し、前記インバータを介して前記交流機器を制御する第１制御部と、
前記高圧直流電源と基準電位が共通する電源から供給される電力により動作し、前記交流機器とは異なる電気機器を制御する第２制御部と、
第１検出頻度で前記高圧直流電源に接続される高圧側回路の正負両極間電圧を検出し、その検出結果である第１電圧検出結果を、絶縁回路を介して前記第１制御部に提供する第１電圧検出部と、
第２検出頻度で前記高圧側回路の正負両極間電圧を検出し、その検出結果である第２電圧検出結果を、絶縁回路を介することなく前記第２制御部に提供する第２電圧検出部と、
絶縁回路を介して前記第１制御部と前記第２制御部とを情報伝達可能に接続し、前記第１検出頻度及び前記第２検出頻度よりも低い通信頻度で通信する制御部間通信部と、を備え、
前記第１制御部は、前記制御部間通信部を介して前記第１検出頻度よりも低い前記通信頻度で取得した前記第２電圧検出結果に基づいて、前記第１電圧検出結果を補正し、当該補正後の値を、前記通信頻度よりも高く前記第１検出頻度以下の出力頻度で出力する交流機器制御装置。
【請求項２】
前記第１制御部は、前記第１制御部が起動した後、前記高圧直流電源が投入されるまでの間に前記第１電圧検出結果のゼロ点オフセット値を取得する請求項１に記載の交流機器制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流機器を制御する交流機器制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流の回転電機は、しばしば、直流電源を電力源としてインバータにより交流変換された交流電力によって駆動される。例えば、電気自動車やハイブリッド自動車の駆動力源となる回転電機の電力源には、２００〜４００［Ｖ］の高電圧の直流電源が用いられることが多い。一方、インバータを介して回転電機を駆動制御する制御装置は、１２［Ｖ］以下の低電圧の直流電源を電力源とすることが多い。そして、これら高電圧の直流電源と定電圧の直流電源とは、多くの場合、電気的に絶縁されたフローティングの関係にある。インバータ及び回転電機を適切に制御するために、高電圧の直流電源の電圧を検出する場合は、高電圧側の回路において電圧を検出し、絶縁回路を介してその検出結果を低電圧側の制御装置へ伝送する必要がある。
【０００３】
例えば、特開平６−３２７２６３号公報（特許文献１）には、分圧抵抗により測定した直流電圧を、絶縁素子であるフォトカプラを介して、制御装置としてのマイクロコンピュータに入力することによって電圧を検出する構成が示されている（図１、第１０段落等）。しかし、この構成では、フォトカプラを経由する際に測定値が変動する可能性があり、測定精度の向上が困難である。回転電機の制御性の向上や、高電圧の直流電源に接続される高圧側回路の異常を迅速且つ高い信頼性で検出するための１つの方法として、高電圧側回路の直流電圧の測定精度を向上させることが期待されており、改善が望まれる。
【０００４】
特開２００９−２３６７１１号公報（特許文献２）には、絶縁素子を用いることなく電圧を検出する構成が例示されている。特許文献２では、制御装置に電力を供給する電源のグラウンドに対して一定電位を与えて測定用基準電位を生成し、当該測定用基準電位を基準として分圧抵抗により分圧された電圧を、差動増幅器を介して測定する。しかし、フォトカプラなどの絶縁素子を用いない分のコスト低減には寄与できるものの、差動増幅器を経由する際に測定値が変動する可能性があり、充分に測定精度の向上が達成されるとは限らない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３２７２６３号公報
【特許文献２】特開２００９−２３６７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記背景に鑑みて、電気的に絶縁された２つの電源系の内、相対的に低電圧側の電源系に属する回路が、相対的に高電圧側の電源系に属する回路の直流電圧を精度良く検出することができる技術の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑みた本発明に係る、交流機器を制御する交流機器制御装置の１つの好適な態様は、
高圧直流電源と交流機器との間に介在され、直流と交流との間で電力変換を行うインバータと、
前記高圧直流電源よりも低電圧の電源であり、前記高圧直流電源とは電気的に絶縁された低圧直流電源から供給される電力により動作し、前記インバータを介して前記交流機器を制御する第１制御部と、
前記高圧直流電源と基準電位が共通する電源から供給される電力により動作し、前記交流機器とは異なる電気機器を制御する第２制御部と、
第１検出頻度で前記高圧直流電源に接続される高圧側回路の正負両極間電圧を検出し、その検出結果である第１電圧検出結果を、絶縁回路を介して前記第１制御部に提供する第１電圧検出部と、
第２検出頻度で前記高圧側回路の正負両極間電圧を検出し、その検出結果である第２電圧検出結果を、絶縁回路を介することなく前記第２制御部に提供する第２電圧検出部と、
絶縁回路を介して前記第１制御部と前記第２制御部とを情報伝達可能に接続し、前記第１検出頻度及び前記第２検出頻度よりも低い通信頻度で通信する制御部間通信部と、を備え、
前記第１制御部は、前記制御部間通信部を介して前記第１検出頻度よりも低い前記通信頻度で取得した前記第２電圧検出結果に基づいて、前記第１電圧検出結果を補正し、当該補正後の値を、前記通信頻度よりも高く前記第１検出頻度以下の出力頻度で出力する点にある。
【０００８】
高圧直流電源と基準電位が共通する電源から供給される第２制御部は、高圧側回路に構築されていることになる。また、絶縁回路を介することなく第２制御部に第２電圧検出結果を提供する第２電圧検出部も、高圧側回路に構築されていることになる。つまり、第２検出部は、直接的に高圧側回路の正負両極間電圧を検出することができ、その結果も直接的に第２制御部に提供することができる。即ち、第２制御部は、高電圧側回路の正負両極間電圧の精度のよい検出結果を取得することができる。一方、第１制御部は、第１電圧検出結果を、絶縁回路を介して取得するので、その精度は第２電圧検出結果よりも低くなる。第２電圧検出結果は、制御部間通信部を介して第２制御部から第１制御部へ伝達可能であるが、第１電圧検出結果の検出頻度よりも低い通信頻度であるから、より高精度の第２電圧検出結果を第１制御部に伝達しても応答性は低下する。しかし、本構成によれば、高精度の第２電圧検出結果に基づいて、第１電圧検出結果を補正することによって、第１電圧検出結果の精度を向上させることができる。そして、補正された第１電圧検出結果は、最大で第１検出頻度で出力されるから応答性も損なわれない。即ち、精度の向上と応答性の維持を両立させることができる。
【０００９】
上述したように、第１電圧検出結果は、絶縁回路を介して第１制御部に提供される。このため、絶縁回路に起因する誤差が第１電圧検出結果に含まれる可能性がある。例えば、直流分の電圧の浮きに相当するオフセット成分が第１電圧検出結果に重畳される可能性がある。高圧直流電源が投入されておらず、高圧側回路の正負両極間電圧がゼロの際には、第１電圧検出結果は、電圧“ゼロ”を示すものとなるはずである。このとき、第１電圧検出結果が“ゼロ”ではない値を示している場合には、その値は上述したオフセット値となる。つまり、当該値は、ゼロ点オフセット値に相当する。高圧側回路の正負両極間電圧の検出を開始する前に、このゼロ点オフセット値を取得しておけば、検出を開始した後の第１電圧検出結果の精度がより向上する。従って、１つの態様として、本発明に係る交流機器制御装置の前記第１制御部は、前記第１制御部が起動した後、前記高圧直流電源が投入されるまでの間に前記第１電圧検出結果のゼロ点オフセット値を取得すると好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】交流機器制御装置の構成を模式的に示すブロック図
【図２】高電圧回路の電圧検出における各制御部の関係を示す模式的ブロック図
【図３】第１電圧検出部の構成を模式的に示す回路ブロック図
【図４】第１電圧検出部による電圧の検出方式を模式的に示す波形図
【図５】制御部間通信部の構成を模式的に示す回路ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、交流の回転電機を制御する回転電機制御装置に適用した場合を例として、本発明の交流機器制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１のブロック図は、回転電機制御装置１００（交流機器制御装置）の構成を模式的に示している。回転電機制御装置１００は、ハイブリッド車両や電気車両などの車両の駆動力源となる交流の第１回転電機１１（交流機器）と、この車両に搭載される付属機器（補機）の駆動力源となる交流の第２回転電機２１（電気機器）とを制御する。ここで、補機とは、例えば電動オイルポンプやエアコンディショナーである。尚、図１に示す例では、第１回転電機１１及び第２回転電機２１は、それぞれ１つずつであるが、それぞれ複数個備えられていてもよい。車両の駆動力源としての第１回転電機１１は、多相交流（ここでは３相交流）により動作する回転電機であり、電動機としても発電機としても機能することができる。本実施形態においては、電機機器としての第２回転電機２１も同様に３相交流により動作する回転電機であるが、回転電機に限ること無く直流により動作する機器であってもよい。
【００１２】
鉄道のように架線から電力の供給を受けることができない自動車のような車両では、回転電機を駆動するための電力源としてニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池（バッテリ）や、電気二重層キャパシタなどの直流電源を搭載している。本実施形態では、第１回転電機１１及び第２回転電機２１に電力を供給するための大電圧大容量の直流電源として、例えば電源電圧２００〜４００［Ｖ］の高圧バッテリ６０（高圧直流電源）が備えられている。高圧バッテリ６０は、例えば第１回転電機１１により発電された電力を蓄電することも可能である。
【００１３】
第１回転電機１１及び第２回転電機２１は、交流の回転電機であるから、高圧バッテリ６０とそれぞれの回転電機（１１，２１）との間には、直流と交流との間で電力変換を行うインバータが備えられている。高圧バッテリ６０と第１回転電機１１との間には第１インバータ１０が備えられ、高圧バッテリ６０と第２回転電機２１との間には第２インバータ２０が備えられている。第１インバータ１０及び第２インバータ２０は、高圧バッテリ６０に対して互いに並列に接続されている。
【００１４】
第１インバータ１０及び第２インバータ２０と、高圧バッテリ６０との間には、直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ７が備えられている。平滑コンデンサ７は、第１回転電機１１及び第２回転電機２１の消費電力の変動に応じて変動する直流電圧を安定化させる。平滑コンデンサ７と高圧バッテリ６０との間には、平滑コンデンサ７から回転電機（１１，２１）までの回路と、高圧バッテリ６０との電気的な接続を切り離すことが可能なコンタクタ９が備えられている。本実施形態において、このコンタクタ９は、車両の最も上位の制御装置の１つである車両ＥＣＵ（electronic control unit）２００からの指令に基づいて開閉するメカニカルリレーであり、例えばシステムメインリレー（ＳＭＲ：system main relay）と称される。
【００１５】
車両には、高圧バッテリ６０の他に、高圧バッテリ６０よりも低電圧の電源である低圧バッテリ６１（低圧直流電源）も搭載されている。低圧バッテリ６１の電源電圧（Ｂ）は、例えば１２〜２４［Ｖ］である。低圧バッテリ６１は、オーディオシステムや灯火装置、室内照明、計器類のイルミネーション、パワーウィンドウなどの電装品や、これらを制御する制御装置に電力を供給する。尚、低圧バッテリ６１と高圧バッテリ６０とは、互いに絶縁されており、互いにフローティングの関係にある。
【００１６】
第１制御部１は、高圧バッテリ６０よりも低電圧の電源であり、高圧バッテリ６０とは絶縁された低圧バッテリ６１から供給される電力により動作する。そして、第１制御部１は、第１インバータ１０を介して第１回転電機１１を制御する。第１制御部１は、マイクロコンピュータなどの論理演算プロセッサを中核として構成されている。第１制御部１は、当該プロセッサや周辺ＩＣなどのハードウェアと、プログラムなどのソフトウェアとの協働によって実現される種々の機能部を有して構成されている。
【００１７】
第１インバータ１０は、高圧バッテリ６０の正極ＰＴ側の正極バスＰＢ（正極電源ライン）に接続される上段側スイッチング素子１２と、高圧バッテリ６０の負極ＮＴ側の負極バスＮＢ（負極電源ライン）に接続される下段側スイッチング素子１３とが直列接続されたアーム１４が、多相交流の相数に応じた複数相並列接続されたブリッジ回路として構成されている。本実施形態では、スイッチング素子としてＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）を利用する形態を例示している。尚、インバータの回路構成は、第２インバータ２０についても同様である。
【００１８】
第１インバータ１０は高圧バッテリ６０に接続された高圧回路系ＨＶの回路であるが、上述したように、第１インバータ１０を制御する第１制御部１は、低圧バッテリ６１に接続された低圧回路系ＬＶの回路である。また、高圧バッテリ６０と低圧バッテリ６１とは絶縁されており、第１インバータ１０と第１制御部１とは、互いに電気的にフローティングの関係にある。従って、第１制御部１により生成された制御信号、具体的にはＩＧＢＴのゲート駆動信号は、アイソレーション回路ＩＳを介して第１制御部１から第１インバータ１０に伝達される。本実施形態では、絶縁素子であるフォトカプラＰＣを用いて、第１制御部１から第１インバータ１０に制御信号を伝達するアイソレーション回路ＩＳが構成されている例を示している。
【００１９】
また、第１制御部１は低圧バッテリ６１からの電力供給により動作するのに対して、第１インバータ１０のＩＧＢＴは高圧バッテリ６０の正負両極間に接続されているから、第１制御部１が生成するゲート駆動信号の電圧ではＩＧＢＴを駆動することができない。従って、ゲート駆動信号の電圧の振幅を拡大するために、例えば半導体ＩＣであるドライバＤＲを用いたドライバ回路ＤＣが、フォトカプラＰＣを用いたアイソレーション回路ＩＳと第１インバータ１０との間に設けられている。
【００２０】
また、本実施形態では、アイソレーション回路ＩＳと第１インバータ１０との間に、第１ドライバ回路ＤＣ１が設けられている。本実施形態では、第１ドライバ回路ＤＣ１の電源となるゲート駆動電源６３が、低圧バッテリ６１から電力を供給される形態で構成されている。ゲート駆動電源６３は、トランスを用いて構成されており、低圧バッテリ６１から電力の供給を受けるが、低圧バッテリ６１とは絶縁されたフローティング電源である。このゲート駆動電源６３の電源電圧は例えば１５［Ｖ］である。尚、本実施形態では、低圧バッテリ６１及びトランスを利用してゲート駆動電源６３が構成される例を示したが、高圧バッテリ６０から電力の供給を受けて構成される形態を採ることも可能である。
【００２１】
第１制御部１には、第１インバータ１０の直流側の電圧の検出結果が第１電圧検出部３から提供される。第１電圧検出部３は、第１検出頻度で高圧バッテリ６０に接続される高圧回路系ＨＶ（高圧側回路）の正負両極間電圧（ＰＢ−ＮＢ間の電圧）を検出し、その検出結果である第１電圧検出結果を、絶縁回路（アイソレーション回路ＩＳ）を介して第１制御部１に提供する。本実施形態では、絶縁回路として磁気アイソレータＭＩを用いた絶縁回路内蔵電圧検出チップ３２を例示している。第１電圧検出部３には、抵抗分圧回路３１が備えられており、第１電圧検出部３は、正負両極間電圧（ＰＢ−ＮＢ間の電圧）を抵抗分圧することによって分圧比に応じた電圧値を検出する。
【００２２】
第２制御部２は、高圧バッテリ６０と少なくともグラウンドＮ（基準電位、負極バスＮＢ）が共通する電源（後述する低圧電源回路６２）から供給される電力により動作し、第１回転電機１１（交流機器）とは異なる電気機器（ここでは第２回転電機２１）を制御する。第２制御部２は、ここでは第２インバータ２０を介して第２回転電機２１を制御する。第１制御部１と同様に、第２制御部２も、マイクロコンピュータなどの論理演算プロセッサを中核として構成されている。つまり、第２制御部２も、当該プロセッサや周辺ＩＣなどのハードウェアと、プログラムなどのソフトウェアとの協働によって実現される種々の機能部を有して構成されている。
【００２３】
低圧電源回路６２は、高圧バッテリ６０の正極ＰＴ側の正極バスＰＢ、及び負極ＮＴ側の負極バスＮＢに接続され、高圧バッテリ６０よりも低い一定の電圧（例えば１５［Ｖ］程度）を生成して出力する定電圧回路である。この低圧電源回路６２は、例えばトランスや、レギュレータＩＣ等を用いて構成されている。上述したように、基準電位とは、負極バスＮＢの電位であり、負極バスＮＢはコンタクタ９が閉じている場合に高圧バッテリ６０の負極ＮＴと同電位となるから、図１に示す高圧回路系ＨＶの負極（グラウンドＮ）である。コンタクタ９が閉じている場合には、低圧電源回路６２は、高圧バッテリ６０から電力の供給を受けて所定の電圧（１５［Ｖ］）を生成して出力する。
【００２４】
第１制御部１と第１インバータ１０との関係とは異なり、第２インバータ２０と、第２インバータ２０を制御する第２制御部２とは、共に高圧バッテリ６０とグラウンドＮ（基準電位、負極バスＮＢ）が共通する。従って、互いに電気的にフローティングの関係にある第１インバータ１０と第１制御部１との関係とは異なり、第２インバータ２０と第２制御部２とは互いに同一の電源系統（回路系）に属する。つまり、第２インバータ２０と第２制御部２とは共に高圧回路系ＨＶの回路である。従って、第２制御部２により生成された制御信号、具体的にはＩＧＢＴのゲート駆動信号は、アイソレーション回路ＩＳを介することなく、第２制御部２から第２インバータ２０に伝達される。
【００２５】
但し、第２制御部２は低圧電源回路６２からの電力供給により動作するのに対して、第２インバータ２０のＩＧＢＴは高圧バッテリ６０の正負両極間に接続されているから、第２制御部２が生成するゲート駆動信号の電圧ではＩＧＢＴを駆動することができない。従って、ゲート駆動信号の電圧の振幅を拡大するために、第１制御部１と同様に、例えば半導体ＩＣであるドライバＤＲを用いたドライバ回路ＤＣが、第２制御部２と第２インバータ２０との間に設けられている。本実施形態では、第２制御部２と第２インバータ２０との間に、第２ドライバ回路ＤＣ２が設けられている。本実施形態では、第２ドライバ回路ＤＣ２へも、低圧電源回路６２から電力が供給される。
【００２６】
第２制御部２には、第２インバータ２０の直流側の電圧の検出結果が第２電圧検出部５から提供される。第２電圧検出部５は、第２検出頻度で高圧回路系ＨＶ（高圧側回路）の正負両極間電圧（ＰＢ−ＮＢ間の電圧）を検出し、その検出結果である第２電圧検出結果を、絶縁回路（アイソレーション回路ＩＳ）を介することなく第２制御部２に提供する。第２電圧検出部５にも、抵抗分圧回路５１が構成されており、第２電圧検出部５は、正負両極間電圧（ＰＢ−ＮＢ間の電圧）を抵抗分圧することによって分圧比に応じた電圧値を検出する。電圧値は、例えば第２制御部２に備えられたＡＤコンバータ５２によりデジタル値に変換されて取得される。尚、第１検出頻度と第２検出頻度は、異なる頻度であってもよいが、同じ頻度であると好ましい。つまり、第１電圧検出部３と第２電圧検出部５とが同期していると好ましい。さらに、第１電圧検出部３と第２電圧検出部５とが同じタイミング（ストローブポイント）で電圧を検出すると好適である。
【００２７】
ところで、上述したように、回転電機制御装置１００は、高圧バッテリ６０に接続される高圧回路系ＨＶと、低圧バッテリ６１に接続される低圧回路系ＬＶとの２系統の回路に大きく分類される。図１のブロック図では、これら２つの回路系の境界を絶縁ラインＩＬで示している。実際の回路基板や、回路ブロックにおいても、これら２つの回路系の境界には、所定の絶縁領域が設定されている。
【００２８】
これら２つの回路系の間では、アイソレーション回路ＩＳを介して信号の授受が行われる。図１に示すように、第１制御部１と第２制御部２とは、絶縁回路として磁気アイソレータＭＩを用いた絶縁回路内蔵シリアル通信チップ８０を介して通信線によって接続されている。第１制御部１と第２制御部２とは、例えばシリアル通信によって双方向通信可能に構成されている。即ち、絶縁回路を介して第１制御部１と第２制御部２とは、制御部間通信部８によって、絶縁回路を介して情報伝達可能に接続されている。尚、本実施形態において、制御部間通信部８による通信頻度（通信速度）は、上述した第１検出頻度及び第２検出頻度よりも低い通信頻度である。
【００２９】
上述したように、本実施形態においては、第１電圧検出部３と第２電圧検出部５との２つの電圧検出部において、高圧回路系ＨＶ（高圧側回路）の正負両極間電圧（ＰＢ−ＮＢ間の電圧）を検出する。本実施形態では、第１制御部１は、制御部間通信部８（絶縁回路内蔵シリアル通信チップ８０）を介して第１検出頻度よりも低い通信頻度で取得した第２電圧検出結果に基づいて、第１電圧検出結果を補正し、当該補正後の値を、通信頻度よりも高く前記第１検出頻度以下の出力頻度で出力する。
【００３０】
具体的には、図２に示すように、第１制御部１の第１検出結果取得部１ａは、第１電圧検出部３によって第１検出頻度で検出された第１電圧検出結果を取得する。同様に、第２制御部２の第２検出結果取得部２ａは、第２電圧検出部５によって第２検出頻度で検出された第２電圧検出結果を取得する。第２制御部２の第２検出結果転送部２ｂは、取得された第２電圧検出結果を、制御部間通信部８（絶縁回路内蔵シリアル通信チップ８０）を介して第１制御部１に転送する。上述したように、この転送頻度は、第１検出頻度及び第２検出頻度よりも低頻度である。第１制御部１の第２検出結果受信部１ｂは、転送された第２検出結果を受信する。第１制御部１の補正部１ｃは、第２電圧検出結果に基づいて、第１電圧検出結果を補正する。第１制御部１の電圧値出力部１ｄは、補正後の値を出力する。本実施形態では、例えば車両ＥＣＵ２００の側の第１ＣＡＮトランシーバーＣＤ１と、第１制御部１の側の第２ＣＡＮトランシーバーＣＤ２とがＣＡＮ（controller area network）によって接続されており、ＣＡＮを介して補正後の電圧値が伝達される。
【００３１】
補正部１ｃによる補正は、例えば、オフセット調整（オフセット補正）や、ゲイン調整（ゲイン補正）である。第１電圧検出結果は、アイソレーション回路ＩＳを介して第１制御部１に提供される。このため、アイソレーション回路ＩＳに起因する誤差が第１電圧検出結果に含まれる可能性がある。つまり、直流分の電圧の浮きに相当するオフセット成分が第１電圧検出結果に重畳される可能性がある。補正部１ｃは、このオフセット成分を除去することによって第１電圧検出結果を補正することができる。これが、オフセット調整（オフセット補正）である。
【００３２】
或いは、補正部１ｃは、本来同じ値であるべき第１電圧検出結果と第２電圧検出結果との比（ゲイン係数ｋ）に基づいて、第１電圧検出結果を補正してもよい。このゲイン係数ｋは、例えば“第１電圧検出結果／第２電圧検出結果”として求めることができる。このような補正を、ゲイン調整（ゲイン補正）と称する。当然ながら、補正部１ｃにおいて、オフセット調整（オフセット補正）及びゲイン調整（ゲイン補正）が、共に実行されてもよい。この場合、補正後の電圧検出結果は、“ｋ（第１電圧検出結果−オフセット値）”と表すことができる。
【００３３】
尚、オフセット値は、以下のようにして取得することができる。高圧直流電源が投入されておらず、高圧回路系ＨＶの正負両極間電圧（ＰＢ−ＮＢ）がゼロの際には、第１電圧検出結果は、電圧“ゼロ”を示すものとなるはずである。このとき、第１電圧検出結果が“ゼロ”ではない値を示している場合には、その値は上述したオフセット値となる。つまり、当該値は、ゼロ点オフセット値に相当する。高圧回路系ＨＶの正負両極間電圧の検出を開始する前に、このゼロ点オフセット値を取得しておけば、検出を開始した後の第１電圧検出結果の精度がより向上する。
【００３４】
従って、例えば、第１制御部１は、第１制御部１が起動した後、高圧バッテリ６０が投入されるまでの間に第１電圧検出結果のゼロ点オフセット値を取得すると好適である。或いは、第１制御部１は、高圧バッテリ６０が非投入状態の際に、第１電圧検出結果のゼロ点オフセット値を取得するように構成されていてもよい。
【００３５】
第２制御部２は、上述したように、例えば抵抗分圧回路５１の分圧比に応じた電圧値を、第２制御部２に備えられたＡＤコンバータ５２によりデジタル値に変換して取得する。その際の誤差は、デジタル変換時の量子化誤差であり、通常±１ビット程度である。分解能が８ビットだとすれば、誤差は０．４％程度である。一方、第１制御部１は、抵抗分圧回路３１の分圧比に応じた電圧値を、磁気アイソレータＭＩを用いた絶縁回路内蔵電圧検出チップ３２を介して取得する。その際の誤差は、検出対象範囲における最大電圧及び最小電圧を基準として約１％程度である。
【００３６】
図３は、絶縁回路内蔵電圧検出チップ３２の構成例を示している。本実施形態において、絶縁回路内蔵電圧検出チップ３２は、三角波発生部７０、コンパレータ７１、シュミットインバータバッファ７２、インバータバッファ７３，７６，７７、パルス発生部７４，７５、磁気アイソレータＭＩ、ＲＳフリップフロップ７８、出力バッファ７９を備えて構成されている。コンパレータ７１には、抵抗分圧回路３１の分圧比に応じた電圧値（Ｖ１）と、三角波発生部７０により発生されたキャリアＷ１（三角波）とが入力される。コンパレータ７１は、キャリアＷ１と電圧値（Ｖ１）との大きさを比較し、その比較結果を、図４に示すように、電圧値に応じたデューティー比の方形波パルス（Ｐ０）として出力する。つまり、電圧値（Ｖ１）が、キャリアＷ１に基づいてＰＷＭ変換される。
【００３７】
次に、シュミットインバータバッファ７２により、このパルス（Ｐ０）に含まれるチャタリングなどのノイズ成分が除去され、シュミットインバータバッファ７２の出力を反転するインバータバッファ７３の出力及びシュミットインバータバッファ７２の出力（これらは互いに反転論理であり相補出力である）は、それぞれパルス発生部７４及び７５に入力される。パルス発生部７４及び７５により発生されたパルスは、磁気アイソレータＭＩを介して、伝達され、インバータバッファ７６及び７７を介してＲＳフリップフロップ７８の、それぞれＲ端子とＳ端子に入力される。ＲＳフリップフロップ７８により復元されたパルスは、出力バッファ７９を介して出力パルス（Ｐ１）として出力される。
【００３８】
上述したように、第１電圧検出部３による電圧検出の際の誤差（１％）は、第２電圧検出部５による電圧検出の際の誤差（０．４％）よりも大きい。１つの要因としては、キャリアＷ１としての三角波の歪み（誤差）である。また、図３に例示したように、パルス化された電圧値（Ｐ０）は、シュミットインバータバッファ７２や、インバータバッファ７３，７６，７７、磁気アイソレータＭＩなど、多くの素子を経由して出力パルス（Ｐ１）となる。パルス波形には、立ち上がりと立ち下がりとがあるが、立ち下がりの物理的（電気的）な挙動と、立ち下がりの物理的（電気的）な挙動とは同一ではない。従って、例えば、立ち上がりは緩慢に、立ち下がりは俊敏に変化するということもあり得る。この場合、立ち下がりと立ち上がりとの間の時間、即ちパルス幅が変化する。上述したように、第１電圧検出部３では、パルス幅が電圧値を示しており、パルス幅の変化は誤差の要因となる。このように、第１制御部１に対して直接的に電圧値を伝達することのできない第１電圧検出部３に電圧検出は、第２制御部２に対して直接的に電圧値を伝達することのできる第２電圧検出部５に比べて誤差が大きくなる傾向がある。
【００３９】
本実施形態においては、上述したように、第１制御部１は、制御部間通信部８（絶縁回路内蔵シリアル通信チップ８０）を介して取得した第２電圧検出結果に基づいて、第１電圧検出結果を補正し、当該補正後の値を出力する。従って、車両ＥＣＵ２００などは、精度の低下が抑制された電圧値を取得することができる。
【００４０】
図４は、絶縁回路内蔵シリアル通信チップ８０の構成例を示している。コンパレータ７１や三角波発生部７０を有していない点を除き、その構成は図３と同様であり、動作原理も同様であるから詳細な説明は省略する。絶縁回路内蔵シリアル通信チップ８０の通信形態は、文字通りシリアル通信であり、デジタル化された第２電圧検出結果を伝送するためには、少なくとも第２電圧検出結果を構成するビット数に対応する回数のデータ伝送が必要である。このため、第１電圧検出部３による電圧の検出頻度である第１検出頻度よりも、通信頻度は低くなる。
【００４１】
つまり、より精度のよい電圧値を得ようと、第１制御部１が第２電圧検出結果を取得するとすれば、第１電圧検出結果を取得する場合と比べて、電圧値の取得頻度が低下する。つまり、制御の応答性を低下させてしまう可能性がある。しかし、本構成によれば、高精度の第２電圧検出結果に基づいて、第１電圧検出結果を補正することによって、第１電圧検出結果の精度を向上させることができる。そして、補正された第１電圧検出結果は、最大で第１検出頻度で出力されるから応答性も損なわれない。即ち、精度の向上と応答性の維持を両立させることができる。
【００４２】
以上説明したように、本発明によれば、第１回転電機１１を制御する第１制御部１の側において高精度な電圧検出結果を高い頻度で得ることができるので、第１回転電機１１の制御性が向上する。制御工程の途上において、第１回転電機１１の回転を補正するような制御の実行も抑制することができる。また、車両ＥＣＵ２００など、上位の制御装置にも高精度な電圧検出結果を送ることができるので、高圧バッテリ６０に異常が生じたような場合も、迅速に異常の判定を行って、異常収束処理の実行を行うことが可能となる。また、第１制御部１では、第１電圧検出結果と第２電圧検出結果との双方が取得されるため、相互の電圧検出結果を監視することによって、電圧検出部の故障などを判定することもできる。例えば、第１電圧検出部３と第２電圧検出部５との内、急激な電圧変化を起こした方の電圧検出部に故障が生じたと判定することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、交流機器を制御する交流機器制御装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１        ：第１制御部
２        ：第２制御部
３        ：第１電圧検出部
５        ：第２電圧検出部
８        ：制御部間通信部
１０      ：第１インバータ（インバータ）
１１      ：第１回転電機（交流機器）
２１      ：第２回転電機（電気機器）
３１      ：抵抗分圧回路（第１電圧検出部）
３２      ：絶縁回路内蔵電圧検出チップ（第１電圧検出部）
５１      ：抵抗分圧回路（第２電圧検出部）
５２      ：ＡＤコンバータ（第２電圧検出部）
６０      ：高圧バッテリ（高圧直流電源）
６１      ：低圧バッテリ（低圧直流電源）
８０      ：絶縁回路内蔵シリアル通信チップ（制御部間通信部）
１００    ：回転電機制御装置（交流機器制御装置）
ＨＶ      ：高圧回路系（高圧側回路）
ＩＳ      ：アイソレーション回路（絶縁回路）
Ｎ        ：グラウンド（基準電位）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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