(57)【要約】【課題】少ない部品、少ない配線により、温度保護が可能となり、小型軽量化を達成できる３相交流用電動圧縮機駆動装置の提供を目的とする。【解決手段】３相モータの所定相には所定温度で開となるサーモスタット８が直列に接続され、制御回路７は、電流センサ５に検出される所定相の相電流がゼロである場合、インバータ回路１０の相電流出力を３相全て停止するとともに、サーモスタット８に直流電源１の直流電圧が印加されるようにし、その後、電流センサ５により所定電流値が検出された場合、直流電圧の印加を停止し、所定電流値検出から所定時間経過以降に相電流出力を再開する。【選択図】図２
2007318824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源のプラス側に接続される上アームスイッチング素子とマイナス側に接続される下アームスイッチング素子を３相備えたインバータ回路と、前記インバータ回路に電動圧縮機の駆動源である３相モータの固定子巻線各相へ相電流を出力させる制御回路と、前記相電流を検出する電流センサとを備え、前記制御回路は少なくとも前記電流センサに検出される相電流に基づいて前記インバータ回路を制御する電動圧縮機駆動装置において、前記３相モータの特定の１相である所定相には所定温度で開となるサーモスタットが直列に接続され、前記制御回路は、前記電流センサに検出される前記所定相の相電流がゼロである場合、前記インバータ回路の前記相電流出力を３相全て停止するとともに、前記サーモスタットに前記直流電源の直流電圧が印加されるようにし、その後、前記電流センサにより所定電流値が検出された場合、前記直流電圧の印加を停止し、所定電流値検出から所定時間経過以降に相電流出力を再開することを特徴とする電動圧縮機駆動装置。
【請求項２】
前記電流センサによる前記所定相の相電流ゼロの検出は、所定相の相電流値がピークとなる周辺の位相において検出する請求項１に記載の電動圧縮機駆動装置。
【請求項３】
前記電流センサによる前記所定相の相電流ゼロの検出は、所定相の相電流位相における複数ポイントで連続して行う請求項１に記載の電動圧縮機駆動装置。
【請求項４】
前記電流センサによる前記所定相の相電流ゼロの検出は、所定相以外２相の相電流値の和から求める請求項１に記載の電動圧縮機駆動装置。
【請求項５】
前記サーモスタットに前記直流電源の直流電圧を印加するにおいて、所定相の上アームスイッチング素子と他の１相の下アームスイッチング素子をＯＮもしくは所定相の下アームスイッチング素子と他の１相の上アームスイッチング素子をＯＮにする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の電動圧縮機駆動装置。
【請求項６】
前記電流センサによる所定電流値の検出に代わり、過電流保護動作を用いる請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の電動圧縮機駆動装置。
【請求項７】
前記インバータ装置が前記電動圧縮機に搭載される請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の電動圧縮機駆動装置。
【請求項８】
車両に搭載される請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の電動圧縮機駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動圧縮機の温度保護に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動圧縮機の温度保護用として、電動圧縮機の容器内部に温度センサ（サーミスタ、サーモスタットなど）を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この電動圧縮機の一例について以下説明する。図１０にセンサレスＤＣブラシレスモータ（以降モータと称す）を備えた電動圧縮機１０６を示す。同図において、金属製筐体３２の中に圧縮機構部２８（この例ではスクロール機構）、モータ１１０等が設置されている。冷媒は、吸入口３３から吸入され、圧縮機構部２８がモータ１１０で駆動されることにより圧縮される。この圧縮された冷媒は、金属製筐体３２内部においてモータ１１０を通過し、その際にモータ１１０の冷却を行い、吐出口３４より吐出される。モータ１１０の巻線４近傍に、巻線４の温度を検出するための温度センサ１０８が設けられている。
【０００４】
金属製筐体３２の内部でモータ１１０の巻線４に接続されているターミナル３９、温度センサ１０８に接続されている温度センサ用ターミナル３７は、金属製筐体３２の外部でインバータ装置（後述）に接続されている。ターミナル３９、温度センサ用ターミナル３７の側面図を図１１に、正面図を図１２に示す。ここでは２つのターミナルの形状に違いはない。また、図１３にファストン端子の斜視図を示す。
【０００５】
図において、ベース４４に電気絶縁性のあるピン端子保持部４３が取り付けられ、ピン端子保持部４３は、電気接続のための金属製ピン端子４１を固定保持している。ピン端子４１には、タブ４２、タブ４５が溶接にて取り付けられている。タブ４２、タブ４５へは、接続線４６がかしめで固定されたファストン端子４７が接続される。よって、金属製筐体３２の内部でファストン端子４７を介し、ターミナル３９のタブ４５はモータ１１０の巻線４に接続され、ターミナル３７のタブ４５は温度センサ１０８に接続される。そして、金属製筐体３２の外部でファストン端子４７を介し、タブ４２はインバータ装置に接続される。
【０００６】
一方、インバータ装置として、上記温度センサからの信号により、３相交流電流の出力を停止して、モータの温度保護をするものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
この回路の一例について以下説明する。図１４にインバータ装置とその周辺の電気回路を示す。スイッチング素子２について、上アームスイッチング素子をＵ、Ｖ、Ｗ、下アームスイッチング素子をＸ、Ｙ、Ｚと定義する。
【０００８】
インバータ装置１２０の制御回路１０７は、回転数指令信号（図示せず）等に基づき、インバータ回路１０を構成するスイッチング素子２を制御し、バッテリ１からの直流電圧をＰＷＭ変調でスイッチングすることにより、交流電流をモータ１１０の構成要素である固定子巻線４へ出力する。インバータ回路１０を構成するダイオード３は、固定子巻線４に流れる電流の還流ルートとなる。回転子５から動力が出力される。電流センサ６により検出される直流電流値は、制御回路１０７へ伝達される。そして、モータ１１０、スイッチング素子２の保護、消費電力の算出などに用いられる。
【０００９】
温度センサ１０８（この場合サーミスタ）からのモータ巻線４の温度は、制御回路１０７へ伝達される。そして、その温度が所定温度（１００℃前後）に達すると、制御回路１
０７はスイッチング素子２の駆動を停止し、モータ１１０が過熱しないように保護をする。
【００１０】
上記とは異なり、インバータ装置を介さず温度保護を行う単相交流用電動圧縮機駆動装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【００１１】
この回路の一例について以下説明する。図１５は従来の単相交流用電動圧縮機駆動装置の電気回路図である。図において、商用電源２０１から、主巻線２０４及び運転コンデンサ２０６を経由して補助巻線２０３へ単相交流電圧が印加され、単相交流用モータが駆動される。ここで、プロテクタ２０５が直列接続されているため、過負荷運転時において、単相交流電圧の通電を直接遮断し、温度保護を行うことができる。インバータ装置を用いる場合に比較すると過電流保護機能がないため、プロテクタ２０５は、基準以上の温度だけでなく基準以上の電流となった場合にも通電を遮断できるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２７６５５０号公報（第１０頁、第８図〜第１０図、第９頁、第３図〜第４図）
【特許文献２】特開平０８−０４００５３号公報（第５頁、第１図、第３図）
【特許文献３】特開２００４−３０１０３９号公報（第７頁、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
インバータ装置により、３相交流電流を出力し電動圧縮機のモータを可変速駆動する場合、上記の如く、温度保護を行うためには、温度センサ用ターミナルが必要になる。３端子ターミナル２個に代わり、５端子ターミナル１個でもよいが、部品が増加し、ターミナルが大きくなる。
【００１３】
一方、単相交流用電動圧縮機駆動装置のように、通電を直接遮断する場合、温度センサ用のターミナルは不要になる。然しながら、３相交流の場合、プロテクタを１相に設けただけでは、完全に通電を遮断できないので、少なくとも２相に設ける必要がある（インバータ装置には過電流保護機能があるため、プロテクタは、基準以上の温度だけで通電を遮断できるサーモスタットでよい）。そのため、３相交流の場合、温度センサ用のターミナルを設ける場合においても、サーモスタットを２相以上に複数設ける場合においても、小型軽量化のための課題となる。
【００１４】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、少ない部品、少ない配線により、温度保護が可能となり、小型軽量化を達成できる３相交流用電動圧縮機駆動装置の提供を目的とする
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の電動圧縮機駆動装置は、直流電源のプラス側に接続される上アームスイッチング素子とマイナス側に接続される下アームスイッチング素子を３相備えたインバータ回路と、インバータ回路に電動圧縮機の駆動源である３相モータの固定子巻線各相へ相電流を出力させる制御回路と、相電流を検出する電流センサとを備え、制御回路は少なくとも電流センサに検出される相電流に基づいてインバータ回路を制御する。３相モータの特定の１相である所定相には所定温度で開となるサーモスタットが直列に接続され、制御回路は、電流センサに検出される所定相の相電流がゼロである場合、インバータ回路の相電流出力を３相全て停止するとともに、サーモスタットに直流電源の直流電圧が印加されるようにし、その後、電流センサにより所定電流値が検出された場合、直流電圧の印加を停止し、所定電流値検出から所定時間経過以降に相電流出力を再開するものである。
【００１６】
上記構成により、３相交流電流を出力し電動圧縮機のモータを駆動する場合において、温度センサ用ターミナルは必要とせず、また、サーモスタットもひとつのみで温度保護が可能である。また、電流センサは、インバータ回路の制御に用いられる相電流検出用であり、従前より備わっている。従って、少ない部品、少ない配線により、温度保護が可能となり、３相交流用電動圧縮機駆動装置の小型軽量化を達成できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の３相交流用電動圧縮機駆動装置は、少ない部品、少ない配線により、温度保護が可能となり、小型軽量化を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
第１の発明は、直流電源のプラス側に接続される上アームスイッチング素子とマイナス側に接続される下アームスイッチング素子を３相備えたインバータ回路と、インバータ回路に電動圧縮機の駆動源である３相モータの固定子巻線各相へ相電流を出力させる制御回路と、相電流を検出する電流センサとを備え、制御回路は少なくとも電流センサに検出される相電流に基づいてインバータ回路を制御する。３相モータの特定の１相である所定相には所定温度で開となるサーモスタットが直列に接続され、制御回路は、電流センサに検出される所定相の相電流がゼロである場合、インバータ回路の相電流出力を３相全て停止するとともに、サーモスタットに直流電源の直流電圧が印加されるようにし、その後、電流センサにより所定電流値が検出された場合、直流電圧の印加を停止し、所定電流値検出から所定時間経過以降に相電流出力を再開するものである。
【００１９】
上記構成により、３相交流電流を出力し電動圧縮機のモータを駆動する場合において、温度センサ用ターミナルは必要とせず、また、サーモスタットもひとつのみで、温度保護が可能である。また、電流センサは、インバータ回路の制御に用いられる相電流検出用であり、従前より備わっている。従って、少ない部品、少ない配線により、温度保護が可能となり、３相交流用電動圧縮機駆動装置の小型軽量化を達成できる。
【００２０】
第２の発明は、第１の発明の電動圧縮機駆動装置において、電流センサによる所定相の相電流ゼロの検出は、所定相の相電流値がピークとなる周辺の位相において検出するものである。これにより、出力電流自体がゼロとなるゼロクロス位相から離れた位相で検出するため、サーモスタットの接点が開となることによる電流ゼロと誤判定することを避けることができる。
【００２１】
第３の発明は、第１の発明の電動圧縮機駆動装置において、電流センサによる所定相の相電流ゼロの検出は、所定相の相電流位相における複数ポイントで連続して行うものである。これにより、出力電流自体がゼロとなるゼロクロス位相１ポイントにおける電流ゼロを検出しても、他のポイントでの検出はゼロとならないので、サーモスタットの接点が開となることによる電流ゼロの連続検出とは区別することができる。
【００２２】
第４の発明は、第１の発明の電動圧縮機駆動装置において、電流センサによる所定相の相電流ゼロの検出は、所定相以外２相の相電流値の和から求めるものである。これにより、小さい電流値における電流センサの検出精度は不要となる。そのため、所定相の相電流値がゼロかどうかの判定が容易になる。
【００２３】
第５の発明は、第１乃至第４の発明の電動圧縮機駆動装置において、サーモスタットに直流電源の直流電圧を印加する場合、所定相の上アームスイッチング素子と他の１相の下アームスイッチング素子をＯＮもしくは所定相の下アームスイッチング素子と他の１相の上アームスイッチング素子をＯＮにするものである。これにより、巻線の合計インダクタンス値が大きくなるため、電流の直線状増加が緩やかになり、電流検出が容易になる。
【００２４】
第６の発明は、第１乃至第５の発明の電動圧縮機駆動装置において、電流センサによる所定電流値の検出に代わり、過電流保護動作を用いるものである。過電流保護は従前より備わっている。即ち、直流電流値が、所定電流値に達したかどうか判定する機能が既に備わっている。従って、これにより、制御回路のソフトを簡素化できる。出力ＯＦＦも代用できる。
【００２５】
第７の発明は、第１乃至第６の発明の電動圧縮機駆動装置において、インバータ装置が電動圧縮機に搭載されるものである。インバータ装置一体型電動圧縮機では、電動圧縮機とインバータ装置とを一体とするため、小さくまとめることが求められる。そのため、複数のサーモスタット、温度センサ用ターミナルにスペースを空ける必要がなく、さらに温度センサ用回路が不要となる本発明は好適である。
【００２６】
第８の発明は、第１乃至第７の発明のインバータ装置において、車両に搭載されるものである。車両用においては、搭載スペースに制約があり小型化が必要で、走行性能上重量の制約もある。そのため、小型軽量化を図れる本電動圧縮機駆動装置は有用である。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２８】
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１に係る電動圧縮機駆動装置における電動圧縮機の断面図を、図２に同電動圧縮機駆動装置のインバータ装置とその周辺の電気回路図を示す。図１の電動圧縮機２５において、金属製筐体３２の内部には、圧縮機構部２８、モータ１１、そしてサーモスタット８が設置されている。冷媒は、吸入口３３から吸入され、圧縮機構部２８がモータ１１で駆動されることにより圧縮される。この圧縮された冷媒は、金属製筐体３２の内部においてモータ１１を通過し、その際にモータ１１の冷却を行い、吐出口３４より吐出される。サーモスタット８は、巻線４の正確な温度を検出可能とするため、モータ１１の巻線４近傍に設けられている。
【００２９】
モータ１１の巻線４は、金属製筐体３２の内部で、ターミナル３９に接続されている。ここで、サーモスタット８は、モータ１１の巻線４とターミナル３９との接続３本のうち１本に直列接続されている。そのため、図１０における従来の温度センサ用ターミナル３７は必要としない。
【００３０】
金属製筐体３２の外部で、ターミナル３９は、図２のインバータ装置２０に接続されている。ターミナル３９との接続においては、従来の技術と同様にファストン端子が用いられる。ターミナル３９及びファストン端子４７に関しては、従来の技術における図１１〜図１３と同じであるので、割愛する。
【００３１】
図２において、スイッチング素子２について、上アームスイッチング素子をＵ、Ｖ、Ｗ、下アームスイッチング素子をＸ、Ｙ、Ｚと定義する。また、各スイッチング素子Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚに対応するダイオードを、３Ｕ、３Ｖ、３Ｗ、３Ｘ、３Ｙ、３Ｚと定義する。サーモスタット８は、モータ１１のＵ相巻線と直列に接続されている。
【００３２】
制御回路７は、上アームスイッチング素子Ｕ、Ｖ、Ｗ、下アームスイッチング素子Ｘ、Ｙ、Ｚと、ドライブ回路（図示せず）などを介して、接続線１８により接続されており、各スイッチング素子を制御している。スイッチング素子２がＩＧＢＴ、パワーＭＯＳＦＥＴの場合はゲート電圧を、パワートランジスタの場合はベース電流を制御する。
【００３３】
電流センサ６により検出される直流電流値は、制御回路７へ伝達される。そして、モータ１１乃至スイッチング素子２の保護即ち過電流保護、磁石回転子５の位置検出、消費電力の算出などに用いられる。電流センサ６は、ホール素子を用いた電流センサ、シャント抵抗など、瞬時ピーク電流が検出できるものであれば良い。また、各スイッチング素子２と直列に個別に設けても良い。電源ラインのプラス側に設けても良い。
【００３４】
インバータ装置２０の制御回路７は、電流センサ６により検出される直流電流値、回転数指令信号（図示せず）等に基づき、インバータ回路１０を構成するスイッチング素子２を制御し、バッテリ１からの直流電圧をＰＷＭ変調でスイッチングすることにより、正弦波状の交流電流をモータ１１の構成要素である固定子巻線４へ出力する。そして、回転子５から動力が出力される。ダイオード３は、固定子巻線４に流れる電流の還流ルートとなる。
【００３５】
上記構成による温度保護の作動について以下説明する。各相の相電流値は、電流センサ６により検出される直流電流値に現れる。そのため、制御回路７は、電流センサ６により検出される直流電流値のうち、サーモスタット８が直列に接続されている所定相であるＵ相の相電流値を常時監視している。即ち、Ｕ相の相電流値が直流電流値に現れる上アームスイッチング素子のうちＵのみがＯＮもしくは下アームスイッチング素子のうちＸのみがＯＮの時に、直流電流値（＝Ｕ相の相電流値）を確認する。
【００３６】
モータ１１の巻線温度が上昇し過熱から保護すべき所定温度（１００℃前後）に達すると、モータ１１の巻線４近傍に設けられているサーモスタット８は、図３の如く接点が開となる。これにより、Ｕ相の相電流値は遮断され、電流センサ６により検出されるＵ相の相電流値はゼロとなる。一方、Ｖ相の相電流、Ｗ相の相電流は流れ続け、過熱保護に支障が生じる場合がある。また、不平衡電流により、振動騒音が生じる。そのため、制御回路７は、３相全てのスイッチング素子Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、ＺをＯＦＦとする。これにより、インバータ回路１０のモータ１１への相電流出力は３相全て停止状態となる。
【００３７】
次に、制御回路７は、上アームスイッチング素子Ｕ及び下アームスイッチング素子ＹをＯＮにする。この状態の電気回路を図４に示す。ＯＮのスイッチング素子はショートで示し、ＯＦＦのスイッチング素子はオープンであり表示していない。これにより、バッテリ１の直流電圧が、Ｕ相のモータ巻線、Ｖ相のモータ巻線、電流センサ６を経由し、サーモスタット８に印加された状態となる。そして、制御回路７は、電流センサ６が直流電流値を検出するのを監視する。
【００３８】
モータ１１の停止状態が時間経過し、モータ１１の巻線温度が下降して、運転可能な温度に達すると、サーモスタット８は、図５の如く接点が閉となる。この時、バッテリ１から、サーモスタット８、Ｕ相のモータ巻線、Ｖ相のモータ巻線、電流センサ６へと矢印Ｉで示す電流が流れる。この電流は、バッテリ１が直流電圧、負荷のモータ巻線はインダクタンスであるので、図６に示す如く、時間経過に対し直線状に増加してゆく。バッテリ１の直流電圧をＥ、モータ巻線１相分のインダクタンス値をＬ、電流をｉ、時間をｔとすると、ｄｉ／ｄｔ＝Ｅ／２Ｌとなる。
【００３９】
直流電流値が予め定められている所定電流値Ｉｐに達すると同時に（時間Ｔｐにおいて）、制御回路７は、上アームスイッチング素子Ｕ及び下アームスイッチング素子ＹをＯＦＦにする。これにより、モータ巻線４に流れていた電流は、ダイオード３Ｘ、ダイオード３Ｖを経由して、バッテリ１側へ流れる。直流電流値はマイナスとなり、時間２Ｔｐにおいてゼロとなる。制御回路７は、スタート時の電流を３相平衡とするために、この時点以降で、モータ１１を再起動する。即ち、直流電流値が予め定められている所定電流値Ｉｐに達した後、所定時間Ｔｐ以降に、モータ１１を再起動すればよい。
【００４０】
具体的数値例として、Ｅ＝２００Ｖ、Ｌ＝１ｍＨとすると、ｄｉ／ｄｔ＝２００／２ｍ＝１００ｋとなる。Ｉｐを１０Ａに設定すると、Ｔｐ＝１０／１００ｋ＝０．１ｍとなる。従って、直流電流値が１０Ａに達した後、０．１ｍＳ以降に、モータ１１を再起動する。即ち、所定電流値は１０Ａ、所定時間は０．１ｍＳとなる。
【００４１】
図７に、上記温度保護の作動をフローチャートで示す。ステップ１０にて、Ｕ相の相電流値がゼロかどうか判定する。ゼロでなければ（Ｎ）、繰り返し判定する。ゼロになれば（Ｙ）、ステップ２０へ移る。ここで、３相全てのスイッチング素子Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、ＺをＯＦＦとする。次に、ステップ３０において、上アームスイッチング素子Ｕ及び下アームスイッチング素子ＹをＯＮにする。そして、ステップ４０にて、直流電流値が所定電流値Ｉｐに達したかかどうか判定する。所定電流値Ｉｐに達していなければ（Ｎ）、繰り返し判定する。所定電流値Ｉｐに達していれば（Ｙ）、ステップ５０へ移る。ステップ５０にて、上アームスイッチング素子Ｕ及び下アームスイッチング素子ＹをＯＦＦにする。そして、ステップ６０において、所定電流値Ｉｐに達した後、所定時間Ｔｐ以降にモータ１１を再起動する。
【００４２】
以上のように、３相交流電流を出力し電動圧縮機のモータを駆動する場合において、温度センサ用ターミナルは必要とせず、また、サーモスタットもひとつのみで、温度保護が可能である。また、電流センサは、インバータ回路の制御に用いられる相電流検出用であり、従前より備わっている。従って、少ない部品、少ない配線により、温度保護が可能となり、３相交流用電動圧縮機駆動装置の小型軽量化を達成できる。
【００４３】
尚、ステップ３０において、上アームスイッチング素子Ｕ及び下アームスイッチング素子ＹをＯＮにしたが、下アームスイッチング素子Ｘ及び上アームスイッチング素子ＶをＯＮにしても同じである。ステップ３０、ステップ４０において、Ｕ相のモータ巻線とＶ相のモータ巻線を直列とし、Ｗ相のモータ巻線は開放とした。これは、巻線の合計インダクタンス値を大きくして、電流の直線状増加を緩やかにし、電流検出を容易にするのが目的である。そのため、Ｗ相のモータ巻線を、Ｕ相のモータ巻線もしくはＶ相のモータ巻線と並列に接続してもよい。この場合、時間Ｔｐは短くなる。所定電流値Ｉｐの検出は、サーモスタットの接点が閉となったことの判定であるので、ゼロより大きい電流値であればよい。
【００４４】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係る各相電流波形の位相特性図で、インバータ装置２０が出力する正弦波状の交流電流である。Ｕ相の相電流５１、Ｖ相の相電流５２、Ｗ相の相電流５３を位相との関連において示す。位相による電流変化は位相幅３６０度で一巡する。また、これらの相電流は、直流電流に現れる。
【００４５】
本実施の形態２は、実施の形態１における、Ｕ相の相電流値がゼロかどうか判定するステップ１０を、図８においてＵ相の相電流値がピーク値となる周辺の位相において行うものである。即ち、９０度、２７０度周辺の位相で行う。これにより、出力電流自体がゼロとなるゼロクロス位相０度、１８０度、３６０度から離れた位相で検出するため、サーモスタットの接点が開となることによる電流ゼロと誤判定することを避けることができる。
【００４６】
また、本実施の形態２は、実施の形態１における、Ｕ相の相電流値がゼロかどうか判定するステップ１０を、図８において位相の１ポイントではなく、位相の複数ポイントで連続して行うものである。これにより、出力電流自体がゼロとなるゼロクロス位相０度、１８０度、３６０度の１ポイントにおける電流ゼロを検出しても、他のポイントでの検出はゼロとならないので、サーモスタットの接点が開となることによる電流ゼロの連続検出と
は区別することができる。
【００４７】
また、本実施の形態２は、実施の形態１における、Ｕ相の相電流値がゼロかどうか判定するステップ１０において、Ｕ相の相電流値をＶ相の相電流値とＷ相の相電流値との和から求めるものである。即ち、直流電流値の小さい値ゼロを電流センサ６により検出するためには、電流値がゼロから最大まで広い範囲に渡り正確に検出しなければならなくなる。３相電流は、固定子巻線４の中性点において、キルヒホッフの電流の法則が適用されるので、Ｕ相の相電流値が小さいとき、Ｖ相の相電流値及びＷ相の相電流値は大きい。従って、Ｕ相の相電流値をＶ相の相電流値とＷ相の相電流値との和から求めることにより、小さい電流値における電流センサ６の検出精度は不要となる。そのため、Ｕ相の相電流値がゼロかどうかの判定が容易になる。
【００４８】
（実施の形態３）
本実施の形態３においては、実施の形態１のステップ４０にて直流電流が所定電流値Ｉｐに達したかどうか判定することに代わり、過電流保護動作を用いるものである。電流センサ６により検出される直流電流値は、制御回路７へ伝達され、モータ１１乃至スイッチング素子２の保護即ち過電流保護に用いられる。即ち、直流電流値が、所定値に達したかどうか判定する機能が既に備わっている。従って、これにより、制御回路７のソフトを簡素化できる。ステップ５０の出力ＯＦＦも代用できる。
【００４９】
具体的数値例として、過電流保護の電流値を２０Ａとし、他の数値は実施の形態１における値を用いると、Ｉｐ＝２０Ａとおいて、Ｔｐ＝２０／１００ｋ＝０．２ｍＳとなる。従って、直流電流値が２０Ａに達した後、０．２ｍＳ経過以降に、モータ１１を再起動する。
【００５０】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４に係るインバータ装置一体型電動圧縮機の断面図で、電動圧縮機４０の右側にインバータ装置２０を密着させて取り付けた構成を示す。金属製筐体３２の中に圧縮機構部２８、モータ１１等が設置されている。冷媒は吸入口３３から吸入され、圧縮機構部２８（この例ではスクロール）がモータ１１で駆動されることにより圧縮される。この圧縮された冷媒は、モータ１１を通過する際にモータ１１を冷却し、吐出口３４から吐出される。モータ１１の巻線４近傍に、巻線４の温度が所定温度になると通電を遮断するためのサーモスタット８が設けられている。インバータ装置２０は電動圧縮機４０に取り付けられるように、ケース３０を使用している。発熱源となるインバータ回路部１０は、低圧配管３８を介して低圧冷媒で冷却される。
【００５１】
保持部３５でインバータ装置２０に固定される接続線３６には、バッテリ１への電源線と回転数信号を送信するエアコンコントローラ（図示せず）との信号線がある。電動圧縮機４０の内部でモータ１１の巻線４に接続されているターミナル３９は、インバータ回路部１０の出力部に接続される。ここで、サーモスタット８は、モータ１１の巻線３相のうち１相にのみ直列接続されている。そのため、大きなスペースは必要でなく、温度センサ用のターミナルも不要であり部品を削減でき、小型化できる。配線も削減できる。
【００５２】
このようなインバータ装置一体型電動圧縮機では、電動圧縮機とインバータ装置とを一体とするため、小さくまとめることが求められる。そのため、複数のサーモスタット、温度センサ用ターミナルにスペースを空ける必要がなく、さらに温度センサ用回路が不要となる本発明は好適である。
【００５３】
尚、各実施の形態において、サーモスタットは、Ｕ相に設けたが、Ｖ相でもＷ相でもよい。サーモスタットを電動圧縮機の容器内に設けたが、容器の外に設けてもよい。ＰＷＭ
変調により、正弦波状の交流電流をモータへ出力する場合を示したが、矩形波状の交流電流などにも適用できる。また、ＰＡＭ変調にも適用できる。サーモスタットは、巻線の温度を検出する場合を示したが、これに限らず、圧縮機構部の温度検出などにも適用できる。直流電源をバッテリとしたが、これに限るものではなく、商用交流電源を整流した直流電源でもよい。モータをセンサレスＤＣブラシレスモータとしたが、リラクタンスモータ、誘導モータ等にも適用できる。３相の場合を例に挙げたが、多相においても適用できる。
【００５４】
さらに、車両、特に電気自動車やハイブリッドカーにおいては、走行性能確保、搭載性の面から、車両用空調装置にも小型軽量が求められ、その中でも重量があり、しかも狭いエンジンルーム内やその他のスペースに取り付けられる電動圧縮機の小型軽量化は重要課題である。本発明の電動圧縮機駆動装置は、各実施の形態に示す構成によって小型化ができ、圧縮機に一体に搭載すれば圧縮機自体の小型化が可能であることから、これらの車両に用いる空調装置や一般の空調装置用として大変好適である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明にかかる３相交流用電動圧縮機駆動装置は、部品数配線が削減でき、小型化できるので、各種民生用製品、各種産業用機器に適用できる。また、電動圧縮機のモータに限らずモータ一般の温度保護装置としても適用できる。負荷としてモータ以外の交流機器にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電動圧縮機駆動装置における電動圧縮機の断面図
【図２】同電動圧縮機駆動装置のインバータ装置とその周辺の電気回路図
【図３】図２のサーモスタット作動時における電気回路図
【図４】図３においてインバータ装置から直流電圧が出力されている状態を示す電気回路図
【図５】図４においてサーモスタット復帰時に直流電流が流れる状態を示す電気回路図
【図６】図５において直流電流の時間変化を示す特性図
【図７】本発明の実施の形態１に係る電動圧縮機駆動装置の温度保護一連の作動を示すフローチャート
【図８】本発明の実施の形態２に係る電動圧縮機駆動装置の各相電流波形の位相特性図
【図９】本発明の実施の形態４に係る電動圧縮機駆動装置のインバータ装置一体型電動圧縮機の断面図
【図１０】従来の電動圧縮機の断面図
【図１１】従来のターミナルの側面図
【図１２】従来のターミナルの正面図
【図１３】従来のファストン端子の斜視図
【図１４】従来の電動圧縮機駆動装置のインバータ装置とその周辺の電気回路図
【図１５】従来の単相交流用電動圧縮機駆動装置の電気回路図
【符号の説明】
【００５７】
１  バッテリ
２  スイッチング素子
３  ダイオード
４  固定子巻線
５  磁石回転子
６  電流センサ
７  制御回路
８  サーモスタット
１０  インバータ回路
１１  モータ
２０  インバータ装置
２５  電動圧縮機
３９  ターミナル（モータ電力供給用）
４０  電動圧縮機（インバータ装置一体用）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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