(57)【要約】【課題】低コストで消費電力を把握できるインバータ装置を提供する。【解決手段】インバータ装置は、直流電圧を疑似交流電圧に変換してモータを回転駆動するものであって、一次側に直流電圧が入力され、二次側に疑似交流電圧を出力する主回路と、この主回路の二次側電流を検出する二次側電流検出手段と、この二次側電流検出手段が検出する二次側電流に基づいて主回路を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、主回路の二次側電圧と二次側電流検出手段が検出する二次側電流に基づいて消費電力を演算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を疑似交流電圧に変換してモータを回転駆動するインバータ装置において、
一次側に前記直流電圧が入力され、二次側に前記疑似交流電圧を出力する主回路と、
該主回路の二次側電流を検出する二次側電流検出手段と、
該二次側電流検出手段が検出する二次側電流に基づいて前記主回路を制御する制御手段とを備え、
該制御手段は、前記主回路の二次側電圧と前記二次側電流検出手段が検出する前記二次側電流に基づいて消費電力を演算することを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、演算された前記消費電力が所定値を超えた場合に前記モータの回転数を制限することを特徴とする請求項１のインバータ装置。
【請求項３】
前記直流電圧は、自動車の走行用主軸モータの電源であるバッテリー又は発電機からの電圧であり、
前記モータは、前記自動車の車内空調用電動コンプレッサの駆動用モータであることを特徴とする請求項１又は請求項２のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の車内空調に用いられる電動コンプレッサなどの駆動に好適なインバータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の地球環境問題の深刻化から自動車の分野においても、ＨＥＶ・ＰＥＶと称される電気自動車の開発が盛んに行われるようになってきた。このような電気自動車において車内空調を行う場合、従来の自動車の如きエンジン駆動のコンプレッサでは無く、自動車のバッテリー（若しくは、発電機）の直流電圧を使用する電動コンプレッサが使用される。そして、その場合はインバータによってバッテリーの直流電圧を疑似交流電圧に変換し、電動コンプレッサのモータに印加して駆動すると共に、例えばＰＷＭ（パルス幅変調）デューティーを制御してモータの回転数を制御することになる。
【０００３】
ところで、電気自動車ではバッテリーを電源として走行用の主軸モータを駆動する。そして、車内空調用の電動コンプレッサもバッテリーを電源として駆動するため、電動コンプレッサ側での電力消費が大きくなると、バッテリーの使いすぎによって主軸モータの駆動に支障が生じ、走行不能に陥る危険性がある。
【０００４】
そこで、従来ではバッテリーからインバータに入力される一次側の直流電圧と一次側の直流電流から電動コンプレッサの消費電力を演算し、回転数に制限を加える対策が検討されていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−７２１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、インバータの一次側の直流電圧と直流電流から消費電力を演算するためには、インバータの一次側の電流値を検出する変流器（カレントトランス）等の検出手段が必要となる問題があった。一方、通常のベクトル制御インバータでは、モータの位置検出のためにインバータの二次側の直流電流を検出している。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、低コストで消費電力を把握できるインバータ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインバータ装置は、直流電圧を疑似交流電圧に変換してモータを回転駆動するものであって、一次側に直流電圧が入力され、二次側に疑似交流電圧を出力する主回路と、この主回路の二次側電流を検出する二次側電流検出手段と、この二次側電流検出手段が検出する二次側電流に基づいて主回路を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、主回路の二次側電圧と二次側電流検出手段が検出する二次側電流に基づいて消費電力を演算することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明のインバータ装置は、上記において制御手段は、演算された消費電力が所定値を超えた場合にモータの回転数を制限することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明のインバータ装置は、上記各発明において前記直流電圧は、自動車の走行用主軸モータの電源であるバッテリー又は発電機からの電圧であり、モータは、自動車の車内空調用電動コンプレッサの駆動用モータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、直流電圧を疑似交流電圧に変換してモータを回転駆動するインバータ装置において、主回路の二次側電流と二次側電圧に基づいて消費電力を演算するようにしたので、従来の如く一次側電流を検出するための検出手段が不要となり、コストの低減を図ることが可能となる。
【００１１】
そして、条件の厳しい例えば自動車の走行用主軸モータの電源であるバッテリー又は発電機からの直流電圧を用いてインバータ装置により電動コンプレッサの駆動用モータを回転駆動する際などに、演算された消費電力の上昇に応じて電動コンプレッサの駆動用モータの回転数を制限すれば、支障無く主軸モータを駆動させ、走行を確保することが可能となるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳述する。
図１は本発明を適用した実施例の電気自動車の電気回路の概略ブロック図である。この図において、１は電気自動車のバッテリー（高電圧系：ＤＣ３００Ｖ）であり、このバッテリー１は図示しない発電機により充電される。そして、このバッテリー１の直流電圧は、電気自動車の主軸インバータ２に入力される。この主軸インバータ２は６個のスイッチング素子等から構成され、バッテリー１の直流電圧を可変電圧の矩形パルス列状の三相疑似交流電圧に変換するものであり、この主軸インバータ２から出力された疑似交流電圧が走行用の主軸モータ３に印加されて電気自動車は走行する。
【００１３】
４は電気自動車のカーエアコンを構成する本発明のインバータ装置としてのエアコンインバータであり、このエアコンインバータ４にもバッテリー１の直流電圧が入力される。このエアコンインバータ４は汎用のマイクロコンピュータから構成された制御手段としてのコントローラ１１と、６個のスイッチング素子等から構成された主回路１２等から構成されており、コントローラ１１により主回路１２の各スイッチング素子のＯＮ−ＯＦＦタイミングを制御することで、主回路１２の一次側に入力されるバッテリー１の直流電圧を可変電圧の矩形パルス列状の三相疑似交流電圧に変換し、二次側に出力する。そして、この主回路１２から出力された三相疑似交流電圧が電動コンプレッサ駆動用のモータ６に印加され、電動コンプレッサを駆動する。この電動コンプレッサは、カーエアコンの冷媒回路を構成する冷媒コンプレッサである。
【００１４】
図２は係る主回路１２の二次側電圧と二次側電流の波形を示している。エアコンインバータ４のコントローラ１１は所謂ベクトル制御方式によってモータ６のロータ位置を検出し、主回路１２の各スイッチング素子のＯＮ−ＯＦＦタイミングを決定するもので、そのために、主回路１２の二次側電流を検出するカレントトランス１３、１４（二次側電流検出手段）を備えており、各カレントトランス１３、１４の出力はコントローラ１１に入力されている。また、実施例の場合、バッテリー１の電圧異常を検出するために一次側電圧もコントローラ１１に入力されている。
【００１５】
以上の構成でエアコンインバータ４の動作を説明する。エアコンインバータ４のコントローラ１１には車内のコントロールパネルから車内の設定温度や吹出温度（吹出空気の温度）・車内温度・日射量等の空調条件に基づいて決定されたモータ６の要求回転数（空調条件から計算したコンプレッサ駆動用のモータ６の回転数（周波数））が入力されている。コントローラ１１は係る要求回転数を基礎とし、これにモータ６の過電流や吐出冷媒温度の保護等のための制限運転条件やモータ６の回転数変化速度条件を加味してモータ６の設定回転数を演算し、この設定回転数とモータ６の実際の回転数に基づき、例えばＰＩＤ方式で主回路１２の各スイッチング素子を駆動する。
【００１６】
尚、実際の回転数制御は所謂ＰＷＭ（パルス幅変調）方式により実行される。これによって、車内温度を設定温度に維持する。
【００１７】
また、コントローラ１１はカレントトランス１３又は１４から入力される主回路１２の二次側電流と元々把握している主回路１２の二次側電圧を用い、下記数式１の如き演算を実行してエアコンインバータ４を含むモータ６の消費電力を演算している。
【００１８】
【数１】
2005117754.tif 000003
【００１９】
ここで、式１中のＤＣ電圧とは主回路１２の二次側電圧、電流のピーク値とは主回路１２の二次側電流のピーク値であり、それぞれの実効値を乗じ、且つ、三相のための係数を乗じたかたちとなる。そして、電力とはエアコンインバータ４を含むモータ６の消費電力である。尚、ベクトル制御の場合、理想的には二次側出力は正弦波となるが、実際には正弦波からずれることもあるので、所定の補正係数を乗じている。
【００２０】
そして、この演算された消費電力が所定値を超えた場合、コントローラ１１は車内のコントロールパネルからの要求に拘わらず、モータ６の回転数の上昇を禁止、若しくは、回転数を低下させる制限動作を実行する。これにより、バッテリー１の直流電圧の使いすぎで主軸モータ３が駆動できなくなる不都合を回避する。
【００２１】
この場合、コントローラ１１は主回路１２の二次側電圧と二次側電流を用いて消費電力を演算しているので、従来の如く電力計算のために主回路１２の一次側にカレントトランスを設ける必要が無くなり、部品コストの低減を図ることができる。
【００２２】
尚、実施例ではカーエアコンの電動コンプレッサ駆動用のモータに本発明のインバータ装置を適用したが、それに限らず、インバータにてモータを駆動する各種機器に本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用した電気自動車の電気回路の概略ブロック図である。
【図２】図１のエアコンインバータ（インバータ装置）の二次側電圧及び二次側電流の波形図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  バッテリー
２  主軸インバータ
３  主軸モータ
４  エアコンインバータ（インバータ装置）
６  コンプレッサ駆動用のモータ
１１  コントローラ（制御手段）
１２  主回路
１３、１４  カレントトランス（二次側電流検出手段）
【図１】
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【図２】
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