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JP2018148700A - モータインバータ - Google Patents

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Abstract

【課題】容易にショートの有無を判定することができるモータインバータを提供する。【解決手段】マイコン６０は、キースイッチ５５のオンに伴ってプリチャージ駆動用素子５１をオンしメインコンデンサ４０の電圧が予め定めたショートの有無の判定が可能な電圧まで上昇することによりメインコンデンサ４０に電荷が溜まると、プリチャージ駆動用素子５１をオフした状態においてインバータ回路２０のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６をスイッチング動作させたときのインバータ回路２０に流れる電流およびメインコンデンサ４０の電圧の少なくとも一方から相間ショートの有無を判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータインバータに関するものである。
プリチャージ回路を備えたモータインバータにおいて、特許文献１にはプリチャージ状態においてインバータ回路のスイッチング素子をスイッチング動作させ、プリチャージ状態においてインバータ回路のスイッチング素子をスイッチング動作させたときのインバータ回路に流れる電流またはコンデンサの電圧からショートの有無を判定している。
特開２０１４−８７２０４号公報
ところで、特許文献１に開示の技術では同公報の図５で示されているようにチェック電圧維持のための処理を行っており、そのための演算が必要となっている。特に、プリチャージ回路を備えたモータインバータにおいてショートの有無を判定する際に特許文献１に開示の手法を用いると、プリチャージを十分に完了させる時間が必要であり、早急に運転可能状態に立ち上げたい場合においてはこの立ち上げ時間により制限される。
本発明の目的は、容易にショートの有無を判定することができるモータインバータを提供することにある。
請求項１に記載の発明では、ブリッジ接続された複数のスイッチング素子を有し、入力側に直流電源が接続されるとともに出力側にモータの各相の巻線が接続され、前記スイッチング素子のスイッチング動作により前記モータの各相の巻線が通電されて前記モータを駆動するためのインバータ回路と、前記インバータ回路の入力側に並列に接続されたコンデンサと、前記直流電源に操作スイッチを介して接続され、前記操作スイッチのオンに伴って前記インバータ回路の入力側と前記直流電源との間に接続されたメインリレーの閉路に先立ち前記コンデンサをプリチャージするためのプリチャージ回路と、を備えたモータインバータであって、前記プリチャージ回路における前記コンデンサへの電荷の蓄積ラインに設けた開閉手段と、前記操作スイッチのオンに伴って前記開閉手段を閉じ前記コンデンサの電圧が予め定めたショートの有無の判定が可能な電圧まで上昇することにより前記コンデンサに電荷が溜まると、前記開閉手段を開いた状態において前記インバータ回路のスイッチング素子をスイッチング動作させる制御手段と、前記コンデンサに電荷が溜まり、かつ、前記開閉手段を開いた状態において前記制御手段により前記インバータ回路のスイッチング素子をスイッチング動作させたときの前記インバータ回路に流れる電流および前記コンデンサの電圧の少なくとも一方からショートの有無を判定する判定手段と、を備えたことを要旨とする。
請求項１に記載の発明によれば、制御手段により、操作スイッチのオンに伴って開閉手段が閉じコンデンサの電圧が予め定めたショートの有無の判定が可能な電圧まで上昇することによりコンデンサに電荷が溜まると、開閉手段を開いた状態においてインバータ回路のスイッチング素子がスイッチング動作される。判定手段により、コンデンサに電荷が溜まり、かつ、開閉手段を開いた状態において制御手段によりインバータ回路のスイッチング素子をスイッチング動作させたときのインバータ回路に流れる電流およびコンデンサの電圧の少なくとも一方からショートの有無が判定される。
よって、開閉手段を開いた状態でショートの有無を判定でき、チェック電圧維持のための処理を行うことなく、容易にショートの有無を判定することができる。
請求項２に記載のように、請求項１に記載のモータインバータにおいて、前記判定手段は、前記コンデンサの電圧の降下度合いによりショートの有無を判定するとよい。この場合には、ショートの有無を正確に判定することができる。
請求項３に記載のように、請求項１又は２に記載のモータインバータにおいて、ショートの有無を判定する際に前記コンデンサの電圧が閾値よりも降下した場合には前記開閉手段を閉じてコンデンサを再度プリチャージしてから前記メインリレーを閉路する再プリチャージ制御手段を更に備えるとよい。この場合には、リレー接点がオン（閉路）する時にコンデンサに急に大電流が流れることを回避してコンデンサを保護することができる。
本発明によれば、容易にショートの有無を判定することができる。
実施形態におけるモータインバータの回路構成図。 モータインバータの作用を説明するためのフローチャート。 モータインバータの作用を説明するためのフローチャート。 コンデンサ電圧、プリチャージ駆動用素子、診断モードを示すタイムチャート。 別例を説明するためのコンデンサ電圧、プリチャージ駆動用素子、診断モードを示すタイムチャート。 比較のためのコンデンサ電圧、プリチャージ駆動用素子、診断モードを示すタイムチャート。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、モータインバータ（三相インバータ）１０は、インバータ回路２０と、マイコン６０を備えている。インバータ回路２０の入力側には直流電源としてのバッテリ７０が接続されるとともに、出力側にはモータ８０が接続されている。モータ８０には３相交流モータが使用されている。モータ８０は巻線８１，８２，８３を有し、モータ８０の各相の巻線８１，８２，８３がインバータ回路２０の出力側に接続されている。
インバータ回路２０は、モータ駆動用素子としての６個のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が設けられている。各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６には、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ）が使用されている。なお、スイッチング素子としてパワーＭＯＳＦＥＴを使用してもよい。各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６には、それぞれ帰還ダイオードＤ１〜Ｄ６が逆並列接続されている。
インバータ回路２０において、第１および第２のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２、第３および第４のスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４、第５および第６のスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６がそれぞれ直列に接続されている。そして、第１、第３および第５のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５がバッテリ７０のプラス端子側に接続され、第２、第４および第６のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６がバッテリ７０のマイナス端子側に接続されている。
Ｕ相用の上下のアームを構成するスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の間の接続点はモータ８０のＵ相端子に、Ｖ相用の上下のアームを構成するスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の間の接続点はモータ８０のＶ相端子に、Ｗ相用の上下のアームを構成するスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６の間の接続点はモータ８０のＷ相端子に、それぞれ接続されている。このように、インバータ回路２０は、ブリッジ接続された複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を有する。第１のスイッチング素子Ｓ１がＵ相の上アーム用スイッチング素子であり、第２のスイッチング素子Ｓ２がＵ相の下アーム用スイッチング素子である。第３のスイッチング素子Ｓ３がＶ相の上アーム用スイッチング素子であり、第４のスイッチング素子Ｓ４がＶ相の下アーム用スイッチング素子である。第５のスイッチング素子Ｓ５がＷ相の上アーム用スイッチング素子であり、第６のスイッチング素子Ｓ６がＷ相の下アーム用スイッチング素子である。
インバータ回路２０とモータ８０との間にはＵ相電流センサ６５およびＷ相電流センサ６６が設けられている。Ｕ相電流センサ６５およびＷ相電流センサ６６はモータ８０に供給される３相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの２相（この実施形態ではＵ相およびＷ相）の電流Ｉｕ，Ｉｗの電流値を検出する。
インバータ回路２０の入力側には、メインコンデンサ４０がバッテリ７０と並列に接続されている。メインコンデンサ４０は複数のコンデンサを並列接続して構成されている。第１、第３および第５のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５がメインコンデンサ４０のプラス端子側に接続され、第２、第４および第６のスイッチング素子Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６がメインコンデンサ４０のマイナス端子側に接続されている。
このように、インバータ回路２０の入力側には、並列接続されたバッテリ７０およびメインコンデンサ４０が接続されている。つまり、モータインバータ１０に備えられたインバータ回路２０の入力側にメインコンデンサ４０が並列に接続され、このメインコンデンサ４０によりバッテリ７０による電源電圧が平滑化される。
インバータの制御装置を構成するマイコン６０は、メモリを備え、メモリにはモータ８０を駆動するのに必要な各種制御プログラムおよびその実行に必要な各種データやマップが記憶されている。
マイコン６０には駆動回路（図示略）を介して各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のゲートが接続されている。そして、マイコン６０によりスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が制御され、バッテリ７０の直流が交流に変換されてモータ８０の各相の巻線に供給される。これにより、モータ８０が駆動される。また、マイコン６０にはＵ相電流センサ６５およびＷ相電流センサ６６が接続されている。マイコン６０は、各電流センサ６５，６６の検出信号に基づいて、モータ８０を目標出力となるように制御する制御信号を、駆動回路を介して各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に出力する。そして、インバータ回路２０はバッテリ７０およびメインコンデンサ４０から供給される直流を適宜の周波数の３相交流に変換してモータ８０の各相の巻線に供給する。つまり、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のスイッチング動作によりモータ８０の各相の巻線が通電されてモータ８０を駆動することができる。
バッテリ７０のプラス端子と、メインコンデンサ４０およびインバータ回路２０との間の電源ラインにはメインリレー３０が設けられている。即ち、インバータ回路２０の入力側とバッテリ７０との間にメインリレー３０が接続されている。メインリレー３０はリレー接点３１とリレーコイル３２を備えており、リレー接点３１が、バッテリ７０のプラス端子とメインコンデンサ４０およびインバータ回路２０との間の電源ラインに挿入されている。そして、リレーコイル３２を通電することによりリレー接点３１が閉じるようになっている。リレーコイル３２の一端は電源回路３５に接続されているとともにリレーコイル３２の他端はメインリレー駆動用素子（トランジスタ）３８および抵抗３９を介して接地されている。メインリレー駆動用素子（トランジスタ）３８のゲートはマイコン６０に接続され、マイコン６０によりメインリレー駆動用素子（トランジスタ）３８がオンされるとリレーコイル３２が励磁される。これにより、メインリレー３０のリレー接点３１が閉じられる。
また、モータインバータ１０はプリチャージ回路５０を備えている。プリチャージ回路５０は、プリチャージ駆動用素子（トランジスタ）５１とプリチャージ抵抗５２とダイオード５３を備えている。プリチャージ駆動用素子（トランジスタ）５１とプリチャージ抵抗５２とダイオード５３とが直列接続されている。プリチャージ駆動用素子（トランジスタ）５１の一端はキースイッチ５５を介してバッテリ７０のプラス端子と接続されているとともに、プリチャージ駆動用素子（トランジスタ）５１の他端はプリチャージ抵抗５２を介してダイオード５３のアノードと接続されている。ダイオード５３のカソードは、メインリレー３０とメインコンデンサ４０の間の接続点Ａと接続されている。そして、キースイッチ５５が閉じた状態でプリチャージ駆動用素子（トランジスタ）５１をオンすることにより、バッテリ７０によりキースイッチ５５、プリチャージ駆動用素子（トランジスタ）５１、プリチャージ抵抗５２、ダイオード５３を通してメインコンデンサ４０をプリチャージすることができる。このように、プリチャージ回路５０は、バッテリ７０に操作スイッチとしてのキースイッチ５５を介して接続され、キースイッチ５５のオンに伴ってメインリレー３０の閉路に先立ちメインコンデンサ４０をプリチャージするためのものである。
電源回路３５にはダイオード３６によりメインリレー３０を通してバッテリ７０の電力が供給できるとともに、ダイオード３７によりキースイッチ５５を通してバッテリ７０の電力が供給できるようになっている。
電圧検出回路６１によりメインリレー３０とメインコンデンサ４０の間の電位が検出され、その結果がマイコン６０に送られることによりマイコン６０においてメインコンデンサ４０の両端電圧（コンデンサ電圧）が検知される。また、電圧検出回路６２によりキースイッチ５５とプリチャージ駆動用素子（トランジスタ）５１との間の電位が検出され、その結果がマイコン６０に送られることによりマイコン６０においてキースイッチ５５のオン／オフ状態が検知される。
本実施形態においては、プリチャージ駆動用素子５１が、プリチャージ回路５０におけるメインコンデンサ４０への電荷の蓄積ラインに設けた開閉手段として機能する。つまり、モータインバータ１０は、プリチャージ回路５０におけるメインコンデンサ４０への電荷の蓄積ラインに設けた開閉手段としてのプリチャージ駆動用素子５１を備える。
次に、モータインバータ１０（制御装置）の作用について説明する。
まず、相間ショートが無い正常時のモータの制御動作について説明する。
マイコン６０は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４，Ｓ６を同時にオンにしてＵ相電流Ｉｕを流す。また、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ２，Ｓ６を同時にオンにしてＶ相電流Ｉｖを流す。さらに、スイッチング素子Ｓ５，Ｓ２，Ｓ４を同時にオンにしてＷ相電流Ｉｗを流す。このようにして、モータインバータ１０の動作として、バッテリ７０（メインコンデンサ４０）から直流電圧を入力して、ブリッジ接続したスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６がオン・オフされ、このオン・オフ動作に伴って出力側のモータ８０が通電される。このとき、マイコン６０において、各相で所望の電流が流れるように調整される。通常動作が終了すると、マイコン６０はメインコンデンサ４０に蓄えられている電荷をモータ８０の巻線に流して放出する（放電する）。
次に、キースイッチ５５のオンに伴い行われる相間ショートの有無の判定処理について説明する。
マイコン６０は図２に示す処理を実行する。
図２において、マイコン６０はステップＳ１００でキースイッチ５５がオンか否か判定してキースイッチ５５がオンされるとステップＳ１０１に移行する。図４において、ｔ１のタイミングでキースイッチ５５がオンされた状況を示している。図２においてマイコン６０はステップＳ１０１においてプリチャージ駆動用素子５１をオンする。これにより図４においてｔ１のタイミング以降にはメインコンデンサ４０の電圧が上昇していく。その後、図２においてマイコン６０はステップＳ１０２に移行する。マイコン６０はステップＳ１０２においてメインコンデンサ４０の電圧が閾値に達したか否か判定する。マイコン６０はメインコンデンサ４０の電圧が閾値に達していないと、ステップＳ１０１に戻る。
図４においては、ｔ２のタイミングでメインコンデンサ４０の電圧が閾値に達した状況を示している。図２においてマイコン６０はステップＳ１０２においてメインコンデンサ４０の電圧が閾値に達すると、ステップＳ１０３に移行してプリチャージ駆動用素子５１をオフする。
つまり、操作スイッチとしてのキースイッチ５５のオンに伴ってプリチャージ駆動用素子５１をオンして（閉じて）、メインコンデンサ４０の電圧が予め定めたショートの有無の判定が可能な電圧（閾値）まで上昇することによりメインコンデンサ４０に電荷が溜まると、プリチャージ駆動用素子５１をオフした状態（開いた状態）にする。
その後、マイコン６０はステップＳ１０４に移行して診断モードを設定して相間ショートの有無の判定を行う。図４においてｔ２〜ｔ３の期間が診断モードがオンの状態であり、診断モードがオンの状態ではプリチャージ駆動用素子５１はオフされている。
このように、メインコンデンサ４０に電荷が溜まり、かつ、プリチャージ駆動用素子５１をオフした状態（開いた状態）において制御手段としてのマイコン６０によりインバータ回路２０のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６をスイッチング動作させたときのインバータ回路２０に流れる電流およびメインコンデンサ４０の電圧の少なくとも一方から相間ショートの有無を判定する。インバータ回路２０に流れる電流は、電流センサ６５，６６により検出でき、メインコンデンサ４０の電圧は電圧検出回路６１により検出できる。また、マイコン６０は、メインコンデンサ４０の電圧の降下度合いにより相間ショートの有無を判定するとよい。
診断モードにおいては、マイコン６０は図３に示す処理を実行する。
図３において、マイコン６０はステップＳ２００でスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を制御してステップＳ２０１においてメインコンデンサ４０の電圧の低下量が所定の範囲内か否か判定する。または、マイコン６０はステップＳ２０１においてインバータ回路２０に流れる電流を検出して検出電流が所定の範囲内か否か判定する。
マイコン６０はステップＳ２０１においてメインコンデンサ４０の電圧の低下量が所定の範囲内である、または、検出電流が所定の範囲内であると、ステップＳ２０２において正常と判定する。正常と判定されると、マイコン６０はメインリレー３０をオンすべくメインリレー駆動用素子３８に対しメインリレー駆動出力をオンする。このとき、メインコンデンサ４０が充電されているので、突入電流を増加させないでメインリレー３０を閉じることができる。
一方、マイコン６０はステップＳ２０１においてメインコンデンサ４０の電圧の低下量が所定の範囲から外れる、または、検出電流が所定の範囲から外れると、ステップＳ２０３において異常と判定する。
相間ショートの有無の判定処理の例について言及する。
出力端子間のうちのモータインバータ１０の外部でのＶ相−Ｕ相間、Ｖ相−Ｗ相間のショートのチェックは次のように行われる。マイコン６０はＵ相上アームのスイッチング素子Ｓ１をパルス印加、Ｕ相下アームのスイッチング素子Ｓ２をオフ、Ｖ相上アームのスイッチング素子Ｓ３をオフ、Ｖ相下アームのスイッチング素子Ｓ４をオン、Ｗ相上アームのスイッチング素子Ｓ５をオフ、Ｗ相下アームのスイッチング素子Ｓ６をオンする。これにより、Ｕ相の上アーム（スイッチング素子Ｓ１）からモータ８０を通して電流が流れる状況にする。そして、マイコン６０はメインコンデンサ４０の電圧の低下量が所定の範囲から外れる、または、検出電流が所定の範囲から外れると異常と判定する。つまり、Ｕ−Ｖ間の端子間ショート（外部ショート）、あるいは、Ｕ−Ｗ間の端子間ショート（外部ショート）が発見できる。このようにして異常が検出されると警報等が行われる。
出力端子間のうちのモータインバータ１０の外部でのＶ相−Ｕ相間、Ｖ相−Ｗ相間のショートのチェックは次のように行われる。マイコン６０は、Ｕ相上アームのスイッチング素子Ｓ１をオフ、Ｕ相下アームのスイッチング素子Ｓ２をオン、Ｖ相上アームのスイッチング素子Ｓ３をパルス印加、Ｖ相下アームのスイッチング素子Ｓ４をオフ、Ｗ相上アームのスイッチング素子Ｓ５をオフ、Ｗ相下アームのスイッチング素子Ｓ６をオンする。これにより、Ｖ相の上アーム（スイッチング素子Ｓ３）からモータ８０を通して電流が流れる状況にする。そして、マイコン６０はメインコンデンサ４０の電圧の低下量が所定の範囲から外れる、または、検出電流が所定の範囲から外れると異常と判定する。つまり、Ｖ−Ｕ間の端子間ショート（外部ショート）、あるいは、Ｖ−Ｗ間の端子間ショート（外部ショート）が発見できる。このようにして異常が検出されると警報等が行われる。
出力端子間のうちのモータインバータ１０の外部でのＷ相−Ｕ相間、Ｗ相−Ｖ相間のショートのチェックは次のように行われる。マイコン６０は、Ｕ相上アームのスイッチング素子Ｓ１をオフ、Ｕ相下アームのスイッチング素子Ｓ２をオン、Ｖ相上アームのスイッチング素子Ｓ３をオフ、Ｖ相下アームのスイッチング素子Ｓ４をオン、Ｗ相上アームのスイッチング素子Ｓ５をパルス印加、Ｗ相下アームのスイッチング素子Ｓ６をオフする。これにより、Ｗ相の上アーム（スイッチング素子Ｓ５）からモータ８０を通して電流が流れる状況にする。そして、マイコン６０はメインコンデンサ４０の電圧の低下量が所定の範囲から外れる、または、検出電流が所定の範囲から外れると異常と判定する。つまり、Ｗ−Ｕ間の端子間ショート（外部ショート）、あるいは、Ｗ−Ｖ間の端子間ショート（外部ショート）が発見できる。このようにして異常が検出されると警報等が行われる。
このようにして、図４に示すごとくバッテリ電圧とコンデンサ電圧との電位差が、例えば５Ｖ程度ある状態で、プリチャージをやめ、相間ショートチェック（相間ショートの有無の判定）へ移行することができるため、プリチャージ時間を短縮できる。
つまり、プリチャージ駆動用素子５１をオフにしてプリチャージ抵抗５２を非通電状態とし、チェック中に流れる電流およびメインコンデンサ４０の電圧降下量の少なくとも一方で相間ショートか否かを判断する（相間ショートの有無の判定を行う）。また、プリチャージ駆動用素子５１はオフであり、リレー接点３１をオン（閉路）する前なので、メインコンデンサ４０に残った電荷によりモータ８０側へチェック電流を流すことになる。
以下、詳しく説明する。
図４に示すように、バッテリ電圧（例えば３６Ｖ）とコンデンサ電圧との電位差が例えば５Ｖである状態、即ち、コンデンサ電圧が例えば３１Ｖとなった状態になると、相間ショートの有無を判断することができる状態になったと判断して、プリチャージ駆動用素子５１をオフにしてプリチャージを終了する。そして、相間ショートチェック（相間ショートの有無の判定）を開始する。このとき、印加電流などにより想定される電圧降下量が、メインコンデンサ４０の容量、モータの巻線８１，８２，８３の抵抗値より決まる値と比較することにより良否が判定できる。つまり、実際にモータに流れた電流、または、電圧降下量が閾値を超えたとき異常と判定する。
図６は比較例である。
図６において、プリチャージを十分に完了させる時間（例えば２秒間）が必要であり、早急に運転可能状態に立ち上げたい場合においてはこの立ち上げ時間により制限される。一方、プリチャージ中に診断モードを設定すると、プリチャージが十分に完了する前に診断を始めることになる。その結果、メインコンデンサ４０の電圧の上昇が進む中で電流を流すことになり、所定の電圧降下量を得るためには時間がかかってしまう。これに代わりプリチャージ中においてメインコンデンサ（電解コンデンサ）４０の電圧が一定に保たれている状態で判定を行うと、相間ショートの有無の判定のための電圧変動が小さい。
これに対し、本実施形態では、キースイッチ５５のオン後に相間ショートチェック（相間ショートの有無の判定）を早期に短時間に行うことができる。また、メインコンデンサ４０をバッテリ７０と遮断するので、電圧降下量によるモータ相間ショートの検出（相間ショートの有無の判定）を正確に行うことができる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）モータインバータ１０の構成として、制御手段としてのマイコン６０は、操作スイッチとしてのキースイッチ５５のオンに伴ってプリチャージ駆動用素子５１をオンし（閉じ）メインコンデンサ４０の電圧が予め定めたショートの有無の判定が可能な電圧まで上昇することによりメインコンデンサ４０に電荷が溜まると、プリチャージ駆動用素子５１をオフした状態（開いた状態）においてインバータ回路２０のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６をスイッチング動作させる。判定手段としてのマイコン６０は、メインコンデンサ４０に電荷が溜まり、かつ、プリチャージ駆動用素子５１をオフした状態（開いた状態）において制御手段としてのマイコン６０によりインバータ回路２０のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６をスイッチング動作させたときのインバータ回路２０に流れる電流およびメインコンデンサ４０の電圧の少なくとも一方から相間ショートの有無を判定する。よって、メインコンデンサ４０に残った電荷を用いてモータの相間ショートの有無を判定（異常の有無を検出）するので、容易に相間ショートの有無を判定することができる。
（２）プリチャージを完了させる前に開閉手段としてのプリチャージ駆動用素子５１を開路（オフ）にした状態で判定することにより、操作スイッチとしてのキースイッチ５５をオンしてから早期にショートの有無を判定することができる。
（３）判定手段としてのマイコン６０は、メインコンデンサ４０の電圧の降下度合いにより相間ショートの有無を判定するので、正確に相間ショートの有無を判定することができる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 電流のみモニタして相間ショートの有無を判定してもよい。また、電圧降下量のみモニタして相間ショートの有無を判定してもよい。さらに、電流と電圧の両方をモニタして相間ショートの有無を判定してもよい。さらには、電流と電圧の両方をモニタして電流または電圧のいずれの異常を検出することも可能である。
○ 図５に示すように、相間ショートの有無を判定する際にメインコンデンサ４０の電圧が閾値（例えば１０Ｖ）よりも降下した場合には開閉手段としてのプリチャージ駆動用素子５１をオンして（閉じて）メインコンデンサ４０を再度プリチャージしてからメインリレー３０を閉路する再プリチャージ制御手段としてのマイコン６０を更に備えた構成としてもよい。即ち、相間ショートの有無の判定では正常と判定されたが電圧が降下しすぎた場合に再度プリチャージをしてからリレー接点３１をオン（閉路）する。このように、メインコンデンサ４０の電圧が降下しすぎた場合（例えば１０Ｖまで低下した場合）は、相間ショートの有無の判定後に、図５のｔ１０〜ｔ１１の期間において再度プリチャージしてからリレー接点３１をオン（閉路）する。このようにすることにより、リレー接点３１がオン（閉路）する時にメインコンデンサ４０に急に大電流が流れることを回避してメインコンデンサ４０を保護することができる。
○ 相間ショートの有無の判定はバッテリ電圧に達しても、達していなくてもよい。
○これまでの説明では相間ショートの有無を判定する場合について説明してきたが、相間ショートの有無の判定に先立つスイッチング素子のショートの有無の判定を行う場合に適用してもよい。
要は、ショートの有無を判定する場合において、操作スイッチのオンに伴って開閉手段を閉じコンデンサの電圧が予め定めたショートの有無の判定が可能な電圧まで上昇することによりコンデンサに電荷が溜まると、開閉手段を開いた状態においてインバータ回路のスイッチング素子をスイッチング動作させたときのインバータ回路に流れる電流およびコンデンサの電圧の少なくとも一方からショートの有無を判定すればよい。
１０…モータインバータ、２０…インバータ回路、３０…メインリレー、４０…メインコンデンサ、５０…プリチャージ回路、５１…、プリチャージ駆動用素子、５５…キースイッチ、６０…マイコン、７０…バッテリ、Ｓ１…スイッチング素子、Ｓ２…スイッチング素子、Ｓ３…スイッチング素子、Ｓ４…スイッチング素子、Ｓ５…スイッチング素子、Ｓ６…スイッチング素子。

Claims (3)

  1. ブリッジ接続された複数のスイッチング素子を有し、入力側に直流電源が接続されるとともに出力側にモータの各相の巻線が接続され、前記スイッチング素子のスイッチング動作により前記モータの各相の巻線が通電されて前記モータを駆動するためのインバータ回路と、
    前記インバータ回路の入力側に並列に接続されたコンデンサと、
    前記直流電源に操作スイッチを介して接続され、前記操作スイッチのオンに伴って前記インバータ回路の入力側と前記直流電源との間に接続されたメインリレーの閉路に先立ち前記コンデンサをプリチャージするためのプリチャージ回路と、
    を備えたモータインバータであって、
    前記プリチャージ回路における前記コンデンサへの電荷の蓄積ラインに設けた開閉手段と、
    前記操作スイッチのオンに伴って前記開閉手段を閉じ前記コンデンサの電圧が予め定めたショートの有無の判定が可能な電圧まで上昇することにより前記コンデンサに電荷が溜まると、前記開閉手段を開いた状態において前記インバータ回路のスイッチング素子をスイッチング動作させる制御手段と、
    前記コンデンサに電荷が溜まり、かつ、前記開閉手段を開いた状態において前記制御手段により前記インバータ回路のスイッチング素子をスイッチング動作させたときの前記インバータ回路に流れる電流および前記コンデンサの電圧の少なくとも一方からショートの有無を判定する判定手段と、
    を備えたことを特徴とするモータインバータ。
  2. 前記判定手段は、前記コンデンサの電圧の降下度合いによりショートの有無を判定することを特徴とする請求項１に記載のモータインバータ。
  3. ショートの有無を判定する際に前記コンデンサの電圧が閾値よりも降下した場合には前記開閉手段を閉じてコンデンサを再度プリチャージしてから前記メインリレーを閉路する再プリチャージ制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータインバータ。
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