(57)【要約】【課題】インバータ回路に印加される直流電圧を安価、且つ、正確に検出する。【解決手段】コントロールユニット５が、発電機２から入力されたＤＣ電圧Ｖｇを分圧比が既知の分圧抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で分圧し、分圧電圧ＶｇＡＤ１，ＶｇＡＤ２に基づいてコントロールユニット５側の接地電位ＧＮＤ１とインバータ回路３側の接地電位ＧＮＤ２との間の電位差｜ＧＮＤ１−ＧＮＤ２｜を算出し、算出された電位差｜ＧＮＤ１−ＧＮＤ２｜を用いてＤＣ電圧Ｖｇを算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流入力電圧を交流電圧に変換してモータに供給するインバータ回路と、インバータ回路への直流入力電圧に基づいてインバータ回路の動作を制御する制御部とを備える車両駆動装置であって、前記インバータ回路は、前記直流入力電圧を分圧する分圧抵抗素子を備え、前記コントロールユニットは、前記分圧抵抗素子による直流入力電圧の分圧電圧を検出し、検出された分圧電圧値を利用してコントロールユニット側の接地電位とインバータ回路側の接地電位との間の電位差を算出し、算出された電位差を用いて前記直流入力電圧を算出することを特徴とする車両駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両駆動装置において、
前記コントロールユニットは、算出された直流入力電圧と基準電圧の大小関係を比較する比較器を備え、直流入力電圧が基準電圧より大きい場合、インバータ回路の駆動を停止させることを特徴とする車両駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両駆動装置において、
前記インバータ回路は、インバータ回路を構成するスイッチング素子に流れる電流値を検出するセンサを備え、前記コントロールユニットは、前記電位差を利用して前記センサにより検出された電流値を補正することを特徴とする車両駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ回路を利用して直流電力を交流電力に変換してモータに出力する車両駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インバータ回路を利用して直流電力を交流電力に変換してモータに出力する車両駆動装置では、コントロールユニットがインバータ回路に印加される直流電圧を検出，制御することにより車両状態及び車両からの出力トルク要求値に応じた交流電圧をモータに出力する。このような車両駆動装置では、接地電位に流れる電流とこの電流が流れる配線の抵抗の積により表される接地電位がコントロールユニット側とインバータ回路側とで異なる場合、換言すれば、コントロールユニット側の接地電位とインバータ回路側の接地電位との間に電位差が存在する場合、インバータ回路に印加される直流電圧を正確に検出することができなくなる。このような背景から、従来の車両駆動装置は、接地電位間の電位差を同相入力電位として扱い、同相入力電位が変化しても出力が変動しにくい、すなわち同相成分除去比（Common Mode Rejection Rratio : CMMR）が大きい差動増幅器を用いて接地電位間の電位差を小さくすることにより、インバータ回路に印加される直流電圧を正確に検出するようにしている（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】トランジスタ技術  SPECIAL No.17  特集“OPアンプによる回路設計入門”  1995年7月1日  11版  p58
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
差動増幅器の同相成分除去比を高くするためには、非反転入力端子側及び反転入力端子側とで差動ゲインが同じ、且つ、オフセット電圧が小さいことが要求される。しかしながら、非反転入力端子側及び反転入力端子側とで差動ゲインを同じにするためには、差動ゲインを構成する抵抗素子の抵抗値が経時変化せず、精度が高いことが要求される。またオフセット電圧を小さくするためには、高価なオペアンプを用いる必要がある。このような背景から、従来の車両駆動装置によれば、接地電位間の電位差を安価に小さくすることが困難であった。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、インバータ回路に印加される直流電圧を安価、且つ、正確に検出可能な車両駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る車両駆動装置では、インバータ回路は、直流入力電圧を分圧する分圧抵抗素子を備え、コントロールユニットは、分圧抵抗素子による直流入力電圧の分圧電圧値を利用してコントロールユニット側の接地電位とインバータ回路側の接地電位との間の電位差を算出し、算出された電位差を用いて直流入力電圧を算出する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る車両駆動装置によれば、コントロールユニット側の接地電位とインバータ回路側の接地電位との間の電位差を正確に算出し、算出された電位差に基づいて直流入力電圧を算出するので、インバータ回路に印加される直流入力電圧を安価、且つ、正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる車両駆動装置の構成について説明する。
【０００８】
〔車両駆動装置の構成〕
本発明の実施形態となる車両駆動装置１は、図1に示すように、図示しない車両のエンジンにより駆動される発電機２の発電電力（ＤＣ電力）をインバータ回路３で交流電力にＤＣ／ＡＣ変換して三相モータ（以下、モータと略記）４に供給することにより車両を駆動するものであり、発電機２，インバータ回路３，モータ４，及びコントロールユニット５を主な構成要素として備える。発電機２は、車両のエンジンの回転動力を受けて駆動され、インバータ回路３にＤＣ電圧Ｖｇを印加する。ＤＣ電圧Ｖｇの大きさはコントロールユニット５からの発電指令により制御される。
【０００９】
インバータ回路３は、コントロールユニット５からのＰＷＭ制御信号に従って発電機２から入力されたＤＣ電圧Ｖｇを利用してモータ４を駆動する。モータ４は、インバータ回路３から供給される交流電力により駆動され、図示しない差動装置とタイヤを介して路面にトルクを伝達することにより車両を駆動する。コントロールユニット５は、車両からの出力トルク要求値及び車両状態（車速，アクセル開度等）に基づいて発電機２の発電量及びインバータ回路３の出力電力を演算し、演算結果に従って発電機２とインバータ回路３を制御する。
【００１０】
〔インバータ回路の構成〕
インバータ回路３は、図1に示すように、互いに並列に接続されたスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４、及びスイッチング素子Ｓ５．Ｓ６のペアを備え、各ペアを構成する２つのスイッチング素子間の電位がモータ３のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各電極に接続されている。また本実施形態では、これらスイッチング素子のペアに対し並列に分圧抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が接続されている。
【００１１】
〔コントロールユニットの構成〕
コントロールユニット５は、図1に示すように、インバータ回路３の分圧抵抗素子Ｒ２の上流側及び下流側に印加されるＤＣ電圧ＶｇＡＤ１，ＶｇＡＤ２をデジタル値に変換して出力するＡ／Ｄ変換器６と、Ａ／Ｄ変換器６から出力されたＤＣ電圧ＶｇＡＤ１，ＶｇＡＤ２から発電機２から入力されたＤＣ電圧Ｖｇを演算する演算部７を備える。コントロールユニットは、演算部７により演算されたＤＣ電圧Ｖｇに基づいて、発電機２の発電量を制御すると共にスイッチング素子S1〜S6のオン／オフを制御するＰＷＭ制御信号を生成することによりインバータ回路３の出力電力を制御する。
【００１２】
〔接地電位差補正処理〕
このような構成を有する車両駆動装置では、演算部７が以下に示す接地電位差補正処理を実行することにより、コントロールユニット５側の接地電位ＧＮＤ１とインバータ回路３側の接地電位ＧＮＤ２との間の電位差を算出し、算出された電位差を考慮してＤＣ電圧Ｖｇを演算する。
【００１３】
いま分圧抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の抵抗値をそれぞれＲ１，Ｒ２，Ｒ３、コントロールユニット５側の接地電位ＧＮＤ１とインバータ回路３側の接地電位ＧＮＤ２との間の電位差｜ＧＮＤ１−ＧＮＤ２｜をＶと表すと、Ａ／Ｄ変換器６から出力されるＤＣ電圧ＶｇＡＤ１，ＶｇＡＤ２はそれぞれ以下の数式１，２のように表される。
【数１】
2009254059.tif 000003
【数２】
2009254059.tif 000004
【００１４】
従って分圧抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は既知の値であるので、この数式１，２を連立させて解くことにより電位差Ｖ及びＤＣ電圧Ｖｇを正確に算出することができる。具体的には分圧抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の抵抗値をそれぞれ９５，２．５，２．５［ｋΩ］、Ａ／Ｄ変換器６から出力されたＤＣ電圧ＶｇＡＤ１，ＶｇＡＤ２がそれぞれ５，３［Ｖ］である場合、以下の数式３，４が成り立つ。
【数３】
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【数４】
2009254059.tif 000006
【００１５】
従ってこの場合、ＤＣ電圧Ｖｇは以下の数式５のように算出される。また数式５により算出されたＤＣ電圧Ｖｇを数式３に代入することにより、電位差Ｖは以下の数式６のように算出される。
【数５】
2009254059.tif 000007
【数６】
2009254059.tif 000008
【００１６】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる車両駆動装置では、コントロールユニット５が、発電機２から入力されたＤＣ電圧Ｖｇを分圧比が既知の分圧抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で分圧し、分圧電圧ＶｇＡＤ１，ＶｇＡＤ２に基づいてコントロールユニット５側の接地電位ＧＮＤ１とインバータ回路３側の接地電位ＧＮＤ２との間の電位差｜ＧＮＤ１−ＧＮＤ２｜を算出し、算出された電位差｜ＧＮＤ１−ＧＮＤ２｜を用いてＤＣ電圧Ｖｇを算出する。このような構成によれば、同相成分除去比が大きい差動増幅器を用いてコントロールユニット５側の接地電位ＧＮＤ１とインバータ回路３側の接地電位ＧＮＤ２との間の電位差｜ＧＮＤ１−ＧＮＤ２｜を小さくするのではなく、電位差｜ＧＮＤ１−ＧＮＤ２｜を正確に算出し、算出された電位差｜ＧＮＤ１−ＧＮＤ２｜に基づいて発電機２から入力されたＤＣ電圧Ｖｇを算出するので、発電機２から入力されたＤＣ電圧Ｖｇを安価、且つ、正確に検出することができる。
【００１７】
なお図２に示すように、演算部７により演算されたＤＣ電圧Ｖｇと基準電圧Ｖｃの大小関係を比較する比較器８をコントロールユニット５内に設け、ＤＣ電圧Ｖｇが基準電圧Ｖｃより大きい場合、インバータ回路３を構成するスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のゲート端子のオン／オフを制御するゲート制御回路９にフェイルセーフ信号を出力することにより、ＤＣ電圧Ｖｇが基準電圧Ｖｃより大きい場合に異常な電位が発生したとしてインバータ回路３の動作を停止させてもよい。
【００１８】
また図３に示すように、演算部７は、算出された電位差｜ＧＮＤ１−ＧＮＤ２｜に基づいてスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４、及びスイッチング素子Ｓ５．Ｓ６の各ペアに流れる電流を検出する電流センサー回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃの電圧検出値Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓａ３を補正してもよい。このような構成によれば、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４、及びスイッチング素子Ｓ５．Ｓ６の各ペアに流れる電流を安価、且つ、正確に検出することができる。
【００１９】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態となる車両駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す車両駆動装置の変形例を示すブロック図である。
【図３】図１に示す車両駆動装置の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２１】
１：車両駆動装置
２：発電機
３：インバータ回路
４：モータ
５：コントロールユニット
６：Ａ／Ｄ変換器
７：演算部
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３：分圧抵抗素子
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６：スイッチング素子
【図１】
2009254059.tif 000009
【図２】
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【図３】
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