(57)【要約】【課題】インバータ回路の部品点数の増大を最小限に抑えながら、選択的に複数のモータを駆動することができるモータ駆動用インバータ装置を提供する。【解決手段】エンジン始動あるいは車両走行時は、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、各ＩＧＢＴのゲート端子の制御を行い、ＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各コレクタ端子とエミッタ端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各コレクタ端子とエミッタ端子間の導通と遮断を繰り返し、車両を走行駆動するためのモータ５ａのみを回転させる。一方、車両が停止すると、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各コレクタ端子とエミッタ端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉの各コレクタ端子とエミッタ端子間の導通と遮断を繰り返し、エアコンを作動させるためのモータ５ｂのみを回転させる。【選択図】　図１
2004112970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３個のスイッチング素子について、外部からのスイッチング制御により導通または遮断される該スイッチング素子の２端子を全て直列に接続し、前記スイッチング素子を３段に配置した直列回路を構成すると共に、更に該直列回路を３個並列に接続して、前記スイッチング素子を３段３列に配置したトリプルブリッジインバータ回路と、
前記トリプルブリッジインバータ回路の各列の１段目と２段目の前記スイッチング素子の接続点に、３個の制御端子がそれぞれ接続される３相制御の第１のモータと、
前記トリプルブリッジインバータ回路の各列の２段目と３段目の前記スイッチング素子の接続点に、３個の制御端子がそれぞれ接続される３相制御の第２のモータと、
前記トリプルブリッジインバータ回路の各列の３段目の前記スイッチング素子の前記２端子間を導通させると共に、１段目と２段目の前記スイッチング素子の前記２端子間の導通と遮断を繰り返し、前記第１のモータを駆動制御する第１のモータ駆動手段と、
前記トリプルブリッジインバータ回路の各列の１段目の前記スイッチング素子の前記２端子間を導通させると共に、２段目と３段目の前記スイッチング素子の前記２端子間の導通と遮断を繰り返し、前記第２のモータを駆動制御する第２のモータ駆動手段と
を備えたことを特徴とするモータ駆動用インバータ装置。
【請求項２】
前記第１のモータを、車両を走行駆動または補助的に駆動、あるいは前記車両のエンジンを始動するためのモータとし、前記第２のモータを、前記車両に搭載される車両用補機を駆動するためのモータとした場合、前記車両を走行駆動または補助的に駆動する際、あるいは前記エンジンを始動する際は、前記第１のモータ駆動手段が前記第１のモータを駆動制御し、前記車両の走行停止時に前記車両用補機を利用する際は、前記第２のモータ駆動手段が前記第２のモータを駆動制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動用インバータ装置。
【請求項３】
前記第２のモータを、車両を走行駆動または補助的に駆動、あるいは前記車両のエンジンを始動するためのモータとし、前記第１のモータを、前記車両に搭載される車両用補機を駆動するためのモータとした場合、前記車両を走行駆動または補助的に駆動する際、あるいは前記エンジンを始動する際は、前記第２のモータ駆動手段が前記第２のモータを駆動制御し、前記車両の走行停止時に前記車両用補機を利用する際は、前記第１のモータ駆動手段が前記第１のモータを駆動制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動用インバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータを駆動するためのインバータ回路を備えたモータ駆動用インバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数のモータを同一の電源によって駆動するような場合は、各モータを駆動するためのインバータ回路を独立に設け、１つの電源により供給される電力をそれぞれのインバータ回路へ並列に供給することで、各モータを駆動している（例えば、特許文献１、または特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０９−３０８２６６号公報
【特許文献２】
特開２０００−３１２４８２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のように、複数のモータ毎に独立にインバータ回路を設けた場合、インバータ回路の数だけ、高価な半導体素子を利用したスイッチング素子等、インバータ回路を構成する部品が必要となるため、回路全体の部品点数が増大し、装置のコストが上昇したり、回路規模の増大による装置の大型化が必要になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、インバータ回路の部品点数の増大を最小限に抑えながら、選択的に複数のモータを駆動することができる制御回路を備えたモータ駆動用インバータ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係るモータ駆動用インバータ装置は、３個のスイッチング素子について、外部からのスイッチング制御により導通または遮断される該スイッチング素子の２端子を全て直列に接続し、前記スイッチング素子を３段に配置した直列回路を構成すると共に、更に該直列回路を３個並列に接続して、前記スイッチング素子を３段３列に配置したトリプルブリッジインバータ回路（例えば実施の形態のＩＧＢＴ１ａ〜１ｉとフライホイールダイオード３ａ〜３ｉ）と、前記トリプルブリッジインバータ回路の各列の１段目と２段目の前記スイッチング素子の接続点に、３個の制御端子がそれぞれ接続される３相制御の第１のモータ（例えば実施の形態のモータ５ａ）と、前記トリプルブリッジインバータ回路の各列の２段目と３段目の前記スイッチング素子の接続点に、３個の制御端子がそれぞれ接続される３相制御の第２のモータ（例えば実施の形態のモータ５ｂ）と、前記トリプルブリッジインバータ回路の各列の３段目の前記スイッチング素子の前記２端子間を導通させると共に、１段目と２段目の前記スイッチング素子の前記２端子間の導通と遮断を繰り返し、前記第１のモータを駆動制御する第１のモータ駆動手段（例えば実施の形態のステップＳ１、ステップＳ６）と、前記トリプルブリッジインバータ回路の各列の１段目の前記スイッチング素子の前記２端子間を導通させると共に、２段目と３段目の前記スイッチング素子の前記２端子間の導通と遮断を繰り返し、前記第２のモータを駆動制御する第２のモータ駆動手段（例えば実施の形態のステップＳ４）とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
以上の構成を備えたモータ駆動用インバータ装置は、第１のモータ駆動手段が、トリプルブリッジインバータ回路の各列の３段目のスイッチング素子の２端子間を導通させると共に、１段目と２段目のスイッチング素子の２端子間の導通と遮断を繰り返すことで、等価的に６個のスイッチング素子によるブリッジ回路を構成し、第１のモータのみを駆動制御することができる。また、第２のモータ駆動手段が、トリプルブリッジインバータ回路の各列の１段目のスイッチング素子の２端子間を導通させると共に、２段目と３段目のスイッチング素子の２端子間の導通と遮断を繰り返すことで、等価的に６個のスイッチング素子によるブリッジ回路を構成し、第２のモータのみを駆動制御することができる。
【０００８】
請求項２の発明に係るモータ駆動用インバータ装置は、請求項１に記載のモータ駆動用インバータ装置において、前記第１のモータを、車両を走行駆動または補助的に駆動、あるいは前記車両のエンジンを始動するためのモータとし、前記第２のモータを、前記車両に搭載される車両用補機を駆動するためのモータとした場合、前記車両を走行駆動または補助的に駆動する際、あるいは前記エンジンを始動する際は、前記第１のモータ駆動手段が前記第１のモータを駆動制御し、前記車両の走行停止時に前記車両用補機を利用する際は、前記第２のモータ駆動手段が前記第２のモータを駆動制御することを特徴とする。
【０００９】
以上の構成を備えたモータ駆動用インバータ装置は、第１のモータを、車両を走行駆動または補助的に駆動、あるいは車両のエンジンを始動するためのモータとし、第２のモータを、車両に搭載される車両用補機を駆動するためのモータとした場合、車両を走行駆動または補助的に駆動する際、あるいはエンジンを始動する際は、第１のモータ駆動手段が、トリプルブリッジインバータ回路を用いて、第１のモータのみを駆動制御して車両を移動させることができる。また、車両の走行停止時に車両用補機を利用する際は、第２のモータ駆動手段が、トリプルブリッジインバータ回路を用いて、第２のモータのみを駆動制御して車両用補機を作動させることができる。
【００１０】
請求項３の発明に係るモータ駆動用インバータ装置は、請求項１に記載のモータ駆動用インバータ装置において、前記第２のモータを、車両を走行駆動または補助的に駆動、あるいは前記車両のエンジンを始動するためのモータとし、前記第１のモータを、前記車両に搭載される車両用補機を駆動するためのモータとした場合、前記車両を走行駆動または補助的に駆動する際、あるいは前記エンジンを始動する際は、前記第２のモータ駆動手段が前記第２のモータを駆動制御し、前記車両の走行停止時に前記車両用補機を利用する際は、前記第１のモータ駆動手段が前記第１のモータを駆動制御することを特徴とする。
【００１１】
以上の構成を備えたモータ駆動用インバータ装置は、第２のモータを、車両を走行駆動または補助的に駆動、あるいは車両のエンジンを始動するためのモータとし、第１のモータを、車両に搭載される車両用補機を駆動するためのモータとした場合、車両を走行駆動または補助的に駆動する際、あるいはエンジンを始動する際は、第２のモータ駆動手段が、トリプルブリッジインバータ回路を用いて、第２のモータのみを駆動制御して車両を移動させることができる。また、車両の走行停止時に車両用補機を利用する際は、第１のモータ駆動手段が、トリプルブリッジインバータ回路を用いて、第１のモータのみを駆動制御して車両用補機を作動させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態のモータ駆動用インバータ装置を示す回路図である。
図１において、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置には、例えばスイッチング素子としてＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ　：絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ）を用いて、以下のようなブリッジ回路が構成されている。すなわち、３個のＩＧＢＴのスイッチング制御により導通または遮断される２端子を全て直列に接続して、ＩＧＢＴを３段に配置した直列回路を構成すると共に、更に該直列回路を３個並列に接続して、ＩＧＢＴを３段３列に配置したトリプルブリッジインバータ回路を構成する。
具体的には図１に示すように、まず、ＩＧＢＴ１ａのソース端子とＩＧＢＴ１ｂのドレイン端子、及びＩＧＢＴ１ｂのソース端子とＩＧＢＴ１ｃのドレイン端子をそれぞれ接続して３段のＩＧＢＴの直列回路を構成し、更にＩＧＢＴ１ａのドレイン端子を直流電源２の正極端子へ接続し、ＩＧＢＴ１ｃのソース端子を直流電源２の負極端子へ接続する。
【００１３】
更に、ＩＧＢＴ１ａ〜１ｃと同様にソース端子とドレイン端子を接続したＩＧＢＴ１ｄ〜１ｆと、ＩＧＢＴ１ｇ〜１ｉを、それぞれ直流電源２の両端にＩＧＢＴ１ａ〜１ｃと並列に接続して３段３列にＩＧＢＴを配置したトリプルブリッジインバータ回路を構成する。
なお、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置の９個のＩＧＢＴ１ａ〜１ｉのそれぞれのソース端子とドレイン端子間には、カソード端子をソース端子に、アノード端子をドレイン端子にそれぞれ接続したフライホイールダイオード（Ｆｒｅｅ　Ｗｈｅｅｌｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ：転流ダイオード）３ａ〜３ｉが備えられ、直流電源２の正極端子と負極端子との間には、平滑コンデンサ４が接続されている。
【００１４】
一方、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置には、ＩＧＢＴ１ａ〜１ｉで構成されるトリプルブリッジインバータ回路の各列の１段目と２段目に配置されたＩＧＢＴ１ａとＩＧＢＴ１ｂ、ＩＧＢＴ１ｄとＩＧＢＴ１ｅ、ＩＧＢＴ１ｇとＩＧＢＴ１ｈのそれぞれの接続点に、３相制御端子のそれぞれが接続される３相制御のモータ５ａが備えられている。また、同様に、ＩＧＢＴ１ａ〜１ｉで構成されるトリプルブリッジインバータ回路の各列の２段目と３段目に配置されたＩＧＢＴ１ｂとＩＧＢＴ１ｃ、ＩＧＢＴ１ｅとＩＧＢＴ１ｆ、ＩＧＢＴ１ｈとＩＧＢＴ１ｉのそれぞれの接続点に、３相制御端子のそれぞれが接続される３相制御のモータ５ｂが備えられている。
【００１５】
また、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置は、トリプルブリッジインバータ回路のＩＧＢＴ１ａ〜１ｉのゲート端子を駆動するためのゲート駆動回路６を備えており、モータ５ａ、５ｂを制御するための制御信号を生成するモータＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）７から供給される駆動制御信号の指示に従い、ゲート駆動回路６はＩＧＢＴ１ａ〜１ｉのゲート端子を駆動し、ドレイン端子とソース端子間の導通と遮断を制御する。
なお、スイッチング素子として用いる素子は、ＩＧＢＴに限らず、逆阻止サイリスタ、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ　Ｔｕｒｎ　Ｏｆｆ　ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ　）、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ等を用いても良い。
また、モータＥＣＵ７は、車両に搭載された他のＥＣＵの一部として実現されても良い。
【００１６】
次に、図面を参照して、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置の動作を説明する。本実施の形態で説明するモータ５ａ、５ｂは、例えば車両を走行駆動または補助的に駆動、あるいは車両のエンジンを始動するためのモータや、車両に搭載される車両用補機を駆動するためのモータであって、ここでは一例として、モータ５ａをハイブリット車用の駆動モータとし、モータ５ｂを、電動エアコン用モータとする場合のモータ駆動用インバータ装置の動作を説明する。
図２は、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００１７】
図２において、まずエンジン始動モードＭ１では、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各ドレイン端子とソース端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各ゲート端子に対しパルス状に電圧を印加することで、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各ドレイン端子とソース端子間の導通と遮断を繰り返し、モータ５ａの３相駆動制御を行うことにより、車両を走行駆動するためのモータ５ａを回転させる（ステップＳ１）。
【００１８】
また、車両が走行を開始すると駆動・回生モードＭ２へ移行し、駆動・回生モードＭ２では、モータ５ａの３相駆動制御と、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各ドレイン端子とソース端子間、及びフライホイールダイオード３ａ、３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｇ、３ｈを流れる電流により、モータ５ａがその回転により発生させる電力を利用して直流電源２を充電する回生制御を行う（ステップＳ２）。
この時、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置の等価回路は、図３に示すような回路となる。
【００１９】
すなわち、モータＥＣＵ７が、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各ドレイン端子とソース端子間を導通させることにより、等価的にモータ５ｂの全ての３相制御端子が直流電源２の負極端子へ接続されることとなり、全ての３相制御端子が同電位となるので、モータ５ｂに電流は流れない。このため、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置は、この時、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈとフライホイールダイオード３ａ、３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｇ、３ｈのみを利用してモータ５ａのみを駆動制御することができる。
【００２０】
一方、車両が停止すると、アイドリングストップ機構により、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介したＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各ドレイン端子とソース端子間の導通・遮断を行うモータ５ａの３相駆動制御を停止してモータ５ａを停止し（ステップＳ３）、エアコンモータ制御モードＭ３へ移行する。
【００２１】
エアコンモータ制御モードＭ３では、ステップＳ１とは逆に、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各ドレイン端子とソース端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉの各ゲート端子に対しパルス状に電圧を印加することで、ＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉの各ドレイン端子とソース端子間の導通と遮断を繰り返し、モータ５ｂの３相駆動制御を行うことにより、エアコンを作動させるためのモータ５ｂを回転させる（ステップＳ４）。
この時、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置の等価回路は、図４に示すような回路となる。
【００２２】
すなわち、モータＥＣＵ７が、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各ドレイン端子とソース端子間を導通させることにより、等価的にモータ５ａの全ての３相制御端子が直流電源２の正極端子へ接続されることとなり、全ての３相制御端子が同電位となるので、モータ５ａに電流は流れない。このため、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置は、この時ＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉとフライホイールダイオード３ｂ、３ｃ、３ｅ、３ｆ、３ｈ、３ｉのみを利用してモータ５ｂのみを駆動制御することができる。
【００２３】
また、車両が再度走行を開始する場合には、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介したＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉの各ドレイン端子とソース端子間の導通・遮断を行うモータ５ｂの３相駆動制御を停止してモータ５ｂを停止し（ステップＳ５）、エンジン始動モードＭ４へ移行する。
そして、ステップＳ１と同様に、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各ドレイン端子とソース端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各ゲート端子に対しパルス状に電圧を印加することで、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各ドレイン端子とソース端子間の導通と遮断を繰り返し、モータ５ａの３相駆動制御を行うことにより、車両を駆動するためのモータ５ａを回転させる（ステップＳ６）。
【００２４】
なお、この後は、上述の動作を繰り返すことにより（モードＭ５）、車両が走行している最中はモータ５ａを駆動して車両の駆動を行うと共に、車両が停止した際はモータ５ｂを駆動してエアコンを作動させる動作を繰り返す。
【００２５】
次に、図面を参照して、上述のフローチャートにより本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置を動作させた場合のモータに流れる電流を示すと、図５に示すように、ゲート駆動回路６を介したモータＥＣＵ７によるエンジン始動と駆動・回生制御中は、モータ５ｂには電流が流れず、モータ５ａにのみ電流が流れている。これに対して、エンジンが停止されている際のエアコン作動中は、モータ５ａには電流が流れず、モータ５ｂにのみ電流が流れている。
このように、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置は、２個のモータを９個のスイッチング素子を利用して交互に駆動する。
【００２６】
なお、上述の実施の形態では、モータ５ａをハイブリット車用の駆動モータとし、モータ５ｂを、電動エアコン用モータとする場合のモータ駆動用インバータ装置の動作を説明したが、これとは逆に、モータ５ｂを例えば車両を走行駆動または補助的に駆動、あるいは車両のエンジンを始動するためのモータとし、モータ５ａを車両に搭載される車両用補機を駆動するためのモータとしても良い。
この場合、上述の実施の形態で説明したＩＧＢＴ１ａ〜１ｉの導通・遮断の制御が上述の説明とは全く逆となり、エンジン始動及び車両走行の際は、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各ドレイン端子とソース端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉの各ゲート端子に対しパルス状に電圧を印加することで、ＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉの各ドレイン端子とソース端子間の導通と遮断を繰り返し、モータ５ｂの３相駆動制御を行うことによりモータ５ｂを回転させるものとする。
【００２７】
また、車両が停止中に車両に搭載される車両用補機を駆動する際は、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各ドレイン端子とソース端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各ゲート端子に対しパルス状に電圧を印加することで、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各ドレイン端子とソース端子間の導通と遮断を繰り返し、モータ５ａの３相駆動制御を行うことによりモータ５ａを回転させるものとする。
【００２８】
更に、本実施の形態では、モータＥＣＵ７が第１のモータ駆動手段と第２のモータ駆動手段とを構成する。より具体的には、図２のステップＳ１及びＳ６が第１のモータ駆動手段に相当し、図２のステップＳ４が第２のモータ駆動手段に相当する。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置は、エンジン始動あるいは車両走行時は、モータＥＣＵ７が、ゲート駆動回路６を介して、各ＩＧＢＴのゲート端子の制御を行い、ＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各ドレイン端子とソース端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各ドレイン端子とソース端子間の導通と遮断を繰り返し、車両を走行駆動するためのモータ５ａのみを回転させる。一方、車両が停止すると、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各ドレイン端子とソース端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉの各ドレイン端子とソース端子間の導通と遮断を繰り返し、エアコンを作動させるためのモータ５ｂのみを回転させる。
【００３０】
これにより、モータ５ａ、５ｂにそれぞれに独立にインバータ回路を設けて駆動する場合に比較して、２個のモータ５ａ、５ｂを、少ないＩＧＢＴ（スイッチング素子）により駆動することができるようになる。従って、モータ駆動用インバータ装置を構成するためのコストを削減すると共に、装置規模を縮小することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の如く、請求項１に記載のモータ駆動用インバータ装置によれば、第１のモータ駆動手段が、トリプルブリッジインバータ回路の各列の３段目のスイッチング素子の２端子間を導通させると共に、１段目と２段目のスイッチング素子の２端子間の導通と遮断を繰り返すことで第１のモータのみを駆動制御し、逆に第２のモータ駆動手段が、トリプルブリッジインバータ回路の各列の１段目のスイッチング素子の２端子間を導通させると共に、２段目と３段目のスイッチング素子の２端子間の導通と遮断を繰り返すことで、第２のモータのみを駆動制御することができる。
【００３２】
従って、第１、第２のモータにそれぞれに独立にインバータ回路を設けて駆動する場合に比較して、２個のモータを少ないスイッチング素子により駆動することができるようになり、モータ駆動用インバータ装置を構成するためのコストを削減すると共に、装置規模を縮小することができるという効果が得られる。
【００３３】
請求項２に記載のモータ駆動用インバータ装置によれば、第１のモータを、車両を走行駆動または補助的に駆動、あるいは車両のエンジンを始動するためのモータとし、第２のモータを、車両に搭載される車両用補機を駆動するためのモータとした場合、車両を走行駆動または補助的に駆動する際、あるいはエンジンを始動する際は、第１のモータ駆動手段が第１のモータのみを駆動制御する。また、車両の走行停止時に車両用補機を利用する際は、第２のモータ駆動手段が第２のモータのみを駆動制御する。一方、請求項３に記載のモータ駆動用インバータ装置によれば、第２のモータを、車両を走行駆動または補助的に駆動、あるいは車両のエンジンを始動するためのモータとし、第１のモータを、車両に搭載される車両用補機を駆動するためのモータとした場合は、その逆となる。
【００３４】
従って、２個のモータの一方を車両を走行駆動または補助的に駆動、あるいは車両のエンジンを始動するためのモータとし、残る他方のモータを車両に搭載される車両用補機を駆動するためのモータとした場合、モータの利用目的に合わせて２個のモータを交互に駆動することで、モータを駆動するためのインバータ回路の一部を共通化してモータ駆動用インバータ装置を構成するためのコストを削減すると共に、効率的に車両を走行させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のモータ駆動用インバータ装置を示す回路図である。
【図２】同実施の形態のモータ駆動用インバータ装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】同実施の形態のモータ駆動用インバータ装置の動作時の等価回路である。
【図４】同実施の形態のモータ駆動用インバータ装置の動作時の等価回路である。
【図５】同実施の形態のモータ駆動用インバータ装置を動作させた時のモータの相電流を示す波形図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｉ　　ＩＧＢＴ（トリプルブリッジインバータ回路）
３ａ〜３ｉ　　フライホイールダイオード（トリプルブリッジインバータ回路）
５ａ　　モータ（第１のモータ）
５ｂ　　モータ（第２のモータ）
６　　ゲート駆動回路
７　　モータＥＣＵ
Ｓ１、Ｓ６　　第１のモータ駆動手段
Ｓ４　　第２のモータ駆動手段
【図１】
2004112970.tif 000003
【図２】
2004112970.tif 000004
【図３】
2004112970.tif 000005
【図４】
2004112970.tif 000006
【図５】
2004112970.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月31日(2002.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態のモータ駆動用インバータ装置を示す回路図である。
図１において、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置には、例えばスイッチング素子としてＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ　：絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ）を用いて、以下のようなブリッジ回路が構成されている。すなわち、３個のＩＧＢＴのスイッチング制御により導通または遮断される２端子を全て直列に接続して、ＩＧＢＴを３段に配置した直列回路を構成すると共に、更に該直列回路を３個並列に接続して、ＩＧＢＴを３段３列に配置したトリプルブリッジインバータ回路を構成する。
具体的には図１に示すように、まず、ＩＧＢＴ１ａのエミッタ端子とＩＧＢＴ１ｂのコレクタ端子、及びＩＧＢＴ１ｂのエミッタ端子とＩＧＢＴ１ｃのコレクタ端子をそれぞれ接続して３段のＩＧＢＴの直列回路を構成し、更にＩＧＢＴ１ａのコレクタ端子を直流電源２の正極端子へ接続し、ＩＧＢＴ１ｃのエミッタ端子を直流電源２の負極端子へ接続する。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
更に、ＩＧＢＴ１ａ〜１ｃと同様にエミッタ端子とコレクタ端子を接続したＩＧＢＴ１ｄ〜１ｆと、ＩＧＢＴ１ｇ〜１ｉを、それぞれ直流電源２の両端にＩＧＢＴ１ａ〜１ｃと並列に接続して３段３列にＩＧＢＴを配置したトリプルブリッジインバータ回路を構成する。
なお、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置の９個のＩＧＢＴ１ａ〜１ｉのそれぞれのエミッタ端子とコレクタ端子間には、アノード端子をエミッタ端子に、カソード端子をコレクタ端子にそれぞれ接続したフライホイールダイオード（Ｆｒｅｅ　Ｗｈｅｅｌｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ：転流ダイオード）３ａ〜３ｉが備えられ、直流電源２の正極端子と負極端子との間には、平滑コンデンサ４が接続されている。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置は、トリプルブリッジインバータ回路のＩＧＢＴ１ａ〜１ｉのゲート端子を駆動するためのゲート駆動回路６を備えており、モータ５ａ、５ｂを制御するための制御信号を生成するモータＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）７から供給される駆動制御信号の指示に従い、ゲート駆動回路６はＩＧＢＴ１ａ〜１ｉのゲート端子を駆動し、コレクタ端子とエミッタ端子間の導通と遮断を制御する。
なお、スイッチング素子として用いる素子は、ＩＧＢＴに限らず、逆阻止サイリスタ、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ　Ｔｕｒｎ　Ｏｆｆ　ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ　）、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ等を用いても良い。
また、モータＥＣＵ７は、車両に搭載された他のＥＣＵの一部として実現されても良い。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
図２において、まずエンジン始動モードＭ１では、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各コレクタ端子とエミッタ端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各ゲート端子に対しパルス状に電圧を印加することで、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各コレクタ端子とエミッタ端子間の導通と遮断を繰り返し、モータ５ａの３相駆動制御を行うことにより、車両を走行駆動するためのモータ５ａを回転させる（ステップＳ１）。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、車両が走行を開始すると駆動・回生モードＭ２へ移行し、駆動・回生モードＭ２では、モータ５ａの３相駆動制御と、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各コレクタ端子とエミッタ端子間、及びフライホイールダイオード３ａ、３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｇ、３ｈを流れる電流により、モータ５ａがその回転により発生させる電力を利用して直流電源２を充電する回生制御を行う（ステップＳ２）。
この時、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置の等価回路は、図３に示すような回路となる。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
すなわち、モータＥＣＵ７が、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各コレクタ端子とエミッタ端子間を導通させることにより、等価的にモータ５ｂの全ての３相制御端子が直流電源２の負極端子へ接続されることとなり、全ての３相制御端子が同電位となるので、モータ５ｂに電流は流れない。このため、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置は、この時、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈとフライホイールダイオード３ａ、３ｂ、３ｄ、３ｅ、３ｇ、３ｈのみを利用してモータ５ａのみを駆動制御することができる。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
一方、車両が停止すると、アイドリングストップ機構により、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介したＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各コレクタ端子とエミッタ端子間の導通・遮断を行うモータ５ａの３相駆動制御を停止してモータ５ａを停止し（ステップＳ３）、エアコンモータ制御モードＭ３へ移行する。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
エアコンモータ制御モードＭ３では、ステップＳ１とは逆に、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各コレクタ端子とエミッタ端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉの各ゲート端子に対しパルス状に電圧を印加することで、ＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉの各コレクタ端子とエミッタ端子間の導通と遮断を繰り返し、モータ５ｂの３相駆動制御を行うことにより、エアコンを作動させるためのモータ５ｂを回転させる（ステップＳ４）。
この時、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置の等価回路は、図４に示すような回路となる。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
すなわち、モータＥＣＵ７が、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各コレクタ端子とエミッタ端子間を導通させることにより、等価的にモータ５ａの全ての３相制御端子が直流電源２の正極端子へ接続されることとなり、全ての３相制御端子が同電位となるので、モータ５ａに電流は流れない。このため、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置は、この時ＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉとフライホイールダイオード３ｂ、３ｃ、３ｅ、３ｆ、３ｈ、３ｉのみを利用してモータ５ｂのみを駆動制御することができる。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、車両が再度走行を開始する場合には、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介したＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉの各コレクタ端子とエミッタ端子間の導通・遮断を行うモータ５ｂの３相駆動制御を停止してモータ５ｂを停止し（ステップＳ５）、エンジン始動モードＭ４へ移行する。
そして、ステップＳ１と同様に、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各コレクタ端子とエミッタ端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各ゲート端子に対しパルス状に電圧を印加することで、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各コレクタ端子とエミッタ端子間の導通と遮断を繰り返し、モータ５ａの３相駆動制御を行うことにより、車両を駆動するためのモータ５ａを回転させる（ステップＳ６）。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
なお、上述の実施の形態では、モータ５ａをハイブリット車用の駆動モータとし、モータ５ｂを、電動エアコン用モータとする場合のモータ駆動用インバータ装置の動作を説明したが、これとは逆に、モータ５ｂを例えば車両を走行駆動または補助的に駆動、あるいは車両のエンジンを始動するためのモータとし、モータ５ａを車両に搭載される車両用補機を駆動するためのモータとしても良い。
この場合、上述の実施の形態で説明したＩＧＢＴ１ａ〜１ｉの導通・遮断の制御が上述の説明とは全く逆となり、エンジン始動及び車両走行の際は、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各コレクタ端子とエミッタ端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉの各ゲート端子に対しパルス状に電圧を印加することで、ＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉの各コレクタ端子とエミッタ端子間の導通と遮断を繰り返し、モータ５ｂの３相駆動制御を行うことによりモータ５ｂを回転させるものとする。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、車両が停止中に車両に搭載される車両用補機を駆動する際は、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各ゲート端子に電圧を印加してＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各コレクタ端子とエミッタ端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各ゲート端子に対しパルス状に電圧を印加することで、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各コレクタ端子とエミッタ端子間の導通と遮断を繰り返し、モータ５ａの３相駆動制御を行うことによりモータ５ａを回転させるものとする。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態のモータ駆動用インバータ装置は、エンジン始動あるいは車両走行時は、モータＥＣＵ７が、ゲート駆動回路６を介して、各ＩＧＢＴのゲート端子の制御を行い、ＩＧＢＴ１ｃ、１ｆ、１ｉの各コレクタ端子とエミッタ端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ、１ｇ、１ｈの各コレクタ端子とエミッタ端子間の導通と遮断を繰り返し、車両を走行駆動するためのモータ５ａのみを回転させる。一方、車両が停止すると、モータＥＣＵ７は、ゲート駆動回路６を介して、ＩＧＢＴ１ａ、１ｄ、１ｇの各コレクタ端子とエミッタ端子間を導通させると共に、ＩＧＢＴ１ｂ、１ｃ、１ｅ、１ｆ、１ｈ、１ｉの各コレクタ端子とエミッタ端子間の導通と遮断を繰り返し、エアコンを作動させるためのモータ５ｂのみを回転させる。