(57)【要約】【課題】インバータの駆動回路素子である上下アームスイッチング素子が共に擬似ショートしている場合、インバータ外部に配置される充電抵抗の破損防止を目的とする。【解決手段】直流電源と、直流電圧発生手段に直列に接続される通電手段と、直流電源からＰＷＭ変調の通電によりモータ５へ出力する駆動素子で構成されたインバータ回路４と、直流電源とインバータ回路４間の電流を検出する電流検出手段１７とを備えたインバータ装置において、インバータ回路４の出力が停止状態であり、且つ、電流検出手段１７の出力がモータ５への出力停止時の電流値よりも大きく、インバータ回路４の駆動素子を保護する所定値以下の範囲に設定された第二の所定値以上の場合、インバータ装置の回路異常であることを外部に通信にて発信する回路異常判定手段１８を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、直流電圧発生手段に直列に接続される通電手段と、前記直流電源からＰＷＭ変調の通電によりモータへ出力する駆動素子で構成されたインバータ回路と、前記直流電源と前記インバータ回路間の電流を検出する電流検出手段とを備えたインバータ装置において、前記インバータ回路の出力が停止状態であり、且つ、前記電流検出手段の出力が前記モータへの出力停止時の電流値よりも大きく、前記インバータ回路の駆動素子を保護する所定値以下の範囲に設定された第二の所定値以上の場合、前記インバータ装置の回路異常であることを外部に通信にて発信する回路異常判定手段を設けたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
通電手段は回路異常判定手段からの信号を受けて、インバータ装置への通電を遮断することを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力から空調用の電動コンプレッサーを駆動するインバータ装置に関するものであり、特にインバータ回路異常処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、直流電力で空調用の電動コンプレッサーを駆動するインバータ装置においては、空調用の電動コンプレッサーを駆動するインバータ装置は電動コンプレッサーに大電流を供給するため、電気ノイズが大きく車載ラジオなどに妨害を与え、また電流変動が大きいため電圧サージが発生することが知られている（例えば、特許文献１参照）。そのため、図６の電動コンプレッサー駆動装置の電流波形図に示すごとく、バッテリーから供給される電流をコンデンサで平滑して電気ノイズ、電流変動を抑える必要がある。
【０００３】
このために、図５の従来のインバータ装置の回路図に示すごとく、直流電源である高電圧バッテリー１とインバータ装置２０のＩＧＢＴ等の駆動素子で構成されるインバータ回路４との中間に、電流を平滑するために静電容量の大きいコンデンサ３を設けている。ここで通常ＩＧＢＴ等の駆動素子は、直流電源のプラス側に接続された上アーム用駆動素子とマイナス側に接続された下アーム用駆動素子とが直列に接続されている。コンデンサ３とインバータ回路４との間には電流検出手段１７を設けており、インバータ制御回路１３は電流検出手段１７の電流信号をもとにインバータ回路にＰＷＭ出力を行い、インバータ回路４に接続されたモータ５を駆動する。
【０００４】
過電流保護回路１４はインバータ回路４を構成する駆動素子を過電流から守るため、インバータ回路４の駆動素子の絶対定格電流値よりも低い値に設定された判定値を超えるとインバータ回路４の出力を遮断する信号を出力する。高電圧バッテリー１とインバータ回路４との接続中間部には、回路保護のためのヒューズ６が直列接続されている。ヒューズ６とインバータ装置２０の中間には通電手段２１を設けており、主電源リレー１６とコンデンサ３を充電するための充電抵抗９、コンデンサ３の充電電圧を検出する電圧検出回路１５、高電圧バッテリー１からインバータ回路４へ電力を供給するためのリレー８、主電源リレー１６およびリレー８をコントロールする充電制御回路１０が設けられている。またダイオード１２は、直流電源である高電圧バッテリー１が逆極性に接続されるとコンデンサ３は充電されず、回路が破損しないように設けてある。リレー８は、電圧検出回路１５にて、コンデンサ３の充電完了確認後に、充電制御回路１０により閉とされる。図７にてコンデンサ３への充電の様子を説明する。
【０００５】
コンデンサの充電電圧は充電抵抗９を通じて充電され、時間ｔ１のとき、電圧検出回路１５によって電圧がＡを超えると充電制御回路１０がリレー８の接点を閉とするので、コンデンサ３の充電電圧は高電圧バッテリー１の電圧Ｖｂａｔとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９―１０９６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の構成では、インバータ回路４の上アーム用駆動素子と下アーム用の駆動素子が共に、ある程度の抵抗値を有する短絡状態の場合、過電流保護回路１４はインバータ回路４の駆動素子の絶対定格電流よりも低い値に設定された判定値よりも低い電
流値の電流が流れると、過電流保護回路１４では判定出来ず、異常の判断が出来ない。また、図８に示す様に駆動素子に抵抗を有しているので充電抵抗と駆動素子の抵抗で分圧され充電電圧がＡを超えない場合、充電抵抗に充電電流が流れつづけ、充電抵抗が破損することがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のインバータ装置は、直流電源と、直流電圧発生手段に直列に接続される通電手段と、前記直流電源からＰＷＭ変調の通電によりモータへ出力する駆動素子で構成されたインバータ回路と、前記直流電源と前記インバータ回路間の電流を検出する電流検出手段とを備えたインバータ装置において、前記インバータ回路の出力が停止状態であり、且つ、前記電流検出手段の出力が前記モータへの出力停止時の電流値よりも大きく、前記インバータ回路の駆動素子を保護する所定値以下の範囲に設定された第二の所定値以上の場合、前記インバータ装置の回路異常であることを外部に通信にて発信する回路異常判定手段を設けたこととしている。
【０００９】
これによって、インバータ回路の上アーム用の駆動素子と下アーム用の駆動素子が共に、ある程度の抵抗値を有する故障が発生した場合でも、回路異常判定手段によって、インバータ回路の異常を判定出来る。その結果、インバータ装置の外部に異常を発信することができ、インバータ装置の外部のシステムで異常を察することができるのでリレーを開とし、充電抵抗の破損を未然に防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のインバータ装置は、インバータ回路の上アーム用の駆動素子と下アーム用の駆動素子が共に、ある程度の抵抗値を有する故障が発生した場合でも、インバータ回路の異常を判定出来るので、インバータ装置の外部に異常を発信することが出来、インバータ装置の外部のシステムで異常を察することができ、対処できるので、充電抵抗の破損を未然に防止出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るインバータ装置とその周辺の電気回路図
【図２】同インバータ装置の回路異常判定手段の作動例を示すフローチャート
【図３】同インバータ装置のインバータ回路の停止状態を示すタイムチャート
【図４】本発明の実施の形態２に係るインバータ装置とその周辺の電気回路図
【図５】従来のインバータ装置とその周辺の電気回路図
【図６】従来のインバータ装置への電流波形図
【図７】従来のインバータ装置のコンデンサに充電される様子を示すタイムチャート図
【図８】従来のインバータ回路故障時におけるインバータ装置のコンデンサに充電される様子を示すタイムチャート図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、直流電源と、直流電圧発生手段に直列に接続される通電手段と、前記直流電源からＰＷＭ変調の通電によりモータへ出力する駆動素子で構成されたインバータ回路と、前記直流電源と前記インバータ回路間の電流を検出する電流検出手段とを備えたインバータ装置において、前記インバータ回路の出力が停止状態であり、且つ、前記電流検出手段の出力が前記モータへの出力停止時の電流値よりも大きく、前記インバータ回路の駆動素子を保護する所定値以下の範囲に設定された第二の所定値以上の場合、前記インバータ装置の回路異常であることを外部に通信にて発信する回路異常判定手段を設けたものである。これにより、インバータ回路の上アーム用の駆動素子と下アーム用の駆動素子が共に、ある程度の抵抗値を有する故障が発生した場合でも、インバータ回路の異常を判定
出来るので、インバータ装置の外部に異常を発信することができ、インバータ装置の外部のシステムで異常を察することができ、対処できるので、充電抵抗の破損を未然に防止出来る。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明のインバータ装置において、通電手段は回路異常判定手段からの信号を受けて、インバータ装置への通電を遮断する。これにより、通電手段にインバータ装置への通電を遮断させる機能を持たしたので、安価に実現できることが期待できる。
【００１４】
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。尚、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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るインバータ装置２０とその周辺の電気回路図である。背景技術における図５との相違点は、インバータ装置２０に回路異常判定手段１８が追加となっている点と回路異常判定手段１８からの信号を受けて主電源リレー１６を遮断する外部制御回路２２を追加している点である。他の回路は図５と同一であり、記号等はそのまま適用する。
【００１６】
図２は回路異常判定手段１８の動作フローチャートである。インバータ回路の動作状態が動作中か停止中かを判定する（ステップ１）。次に電流検出手段１７からの信号が第２の所定値以上か否かを判定する（ステップ２）。ステップ２での判定結果がＹであれば、回路異常を外部（本実施の形態では、外部制御回路２２）へ通信で発信する。ステップ２での判定結果がＮであれば、何も処理せずに処理を終了する。ここで、停止時について図３を用いて説明する。インバータ回路４はＩＧＢＴ等の駆動素子を複数用いており、停止時は全ての駆動素子はＯＦＦ状態となっている状態のことを言う。このとき、電流検出手段１７に流れる電流は駆動素子の漏れ電流が概ね最大、数１０ｍＡ程度流れている。
【００１７】
次に、第２の所定値について説明する。前述したようにインバータ回路４は停止時、インバータ回路４を構成する駆動素子は概ね最大、数１０ｍＡ程度、漏れ電流として流れるので、電流検出手段１７には概ね最大、数１０ｍＡ程度の検出値が出力されている。従って、回路異常判定手段１８は前述の数１０ｍＡ以上より大きく、且つインバータ回路４の駆動素子の絶対最大定格電流値よりも低い値を判定値（＝第２の所定値）として設定している。
【００１８】
従って、インバータ回路が停止時、電流検出手段１７で検出された電流が第２の所定値より大きい電流の場合、インバータ回路４に異常が発生したと判定し、外部制御回路２２に異常信号を通信で出力する。外部制御回路２２は回路異常判定手段１８から通信で異常信号を受け取ると主電源リレー１６を開とさせ、通電手段２１およびインバータ装置２０への給電を遮断するので、充電抵抗９の破損を未然に防止できる。
【００１９】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第二の実施の形態におけるインバータ装置２０とその周辺の電気回路図である。第１の実施の形態における図１との相違点は、回路異常判定手段１８からの出力信号が通電手段２１の充電制御回路１０へ出力されている点である。充電制御回路１０は回路異常判定手段１８から異常信号を受け取ると主電源リレー１６を開とするので、通電手段２１およびインバータ装置２０への通電を遮断するので、実施の形態１と同様に充電抵抗９の破損を未然に防止出来ると共に、安価に保護のシステムを実現出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
以上のように、本発明にかかるインバータ装置は、インバータ回路の出力が停止状態であり、且つ、前記電流検出手段の出力が前記モータへの出力停止時の電流値よりも大きく、前記インバータ回路の駆動素子を保護する所定値以下の範囲に設定された第二の所定値以上の場合、前記インバータ装置の回路異常であることを外部に通信にて発信する回路異常判定手段を設けているので、各種民生製品、自動車用機器に適用出来る。
【符号の説明】
【００２１】
１  高電圧バッテリー
４  インバータ回路
５  モータ
１８  回路異常判定手段
１７  電流検出手段
２０  インバータ装置
２１  通電手段
【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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