JP6633367B2 - インバータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、直流電圧から交流電圧を生成して電動機の駆動を制御するインバータ装置に関し、具体的には、直流電圧に重畳するリップル電圧を抑制する平滑コンデンサを含むインバータ装置に関する。

この種のインバータ装置として、例えば特許文献１に記載のインバータ装置が知られている。特許文献１に記載のインバータ装置では、平滑コンデンサと並列に接続された異常検出回路によって直流電圧に重畳するリップル電圧値が上限値と下限値との範囲内にあるか否かを判定することにより、ヒューズの断線や電源の欠相等のインバータ装置における異常を検出している。

実開平５−４３８００号公報

ところで、インバータ装置における異常としては、例えば、平滑コンデンサのオープン（開放）故障がある。ここで、平滑コンデンサがオープン故障した状態であっても、インバータ装置によって電動機を駆動することは可能である。しかし、平滑コンデンサがオープン故障したときに、電動機に通常運転時と同様の電流を通電してしまうと、直流電圧に重畳するリップル電圧が大きくなってしまい、インバータ装置周辺の電子部品等に悪影響が及ぶおそれがある。
そこで、本発明は、平滑コンデンサがオープン故障しても、インダクタや周辺の電子部品等を保護しつつ可能な限り電動機を駆動することのできるインバータ装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、直流電圧から交流電圧を生成して電動機を駆動するインバータ装置は、複数のスイッチング素子を有するインバータ回路と、前記インバータ回路の複数のスイッチング素子の駆動を制御する制御部と、直流電圧に重畳するリップル電圧を抑制する平滑コンデンサと、を含み、前記制御部は、前記平滑コンデンサがオープン故障したときに、前記スイッチング素子を駆動するパルス幅変調信号のパルス幅変調キャリア周波数を予め設定された周波数以上に設定して、前記直流電圧のリップル電圧が予め設定された許容値を超えないように前記電動機の通電電流を制限して前記電動機を駆動するように構成されている。

前記インバータ装置によれば、平滑コンデンサがオープン故障したときに、電動機の通電電流は直流電圧のリップル電圧が予め設定された許容値を超えないように制限される。このため、平滑コンデンサがオープン故障した場合であっても、リップル電圧による悪影響からインダクタや周辺の電子部品を保護しつつ可能な限り電動機を駆動することができる。

実施形態によるインバータ装置の概略構成を示す回路図である。 前記インバータ装置の他の概略構成を示す回路図である。 前記インバータ装置の制御部における電流制限モードの制御回路を示すブロック図である。 前記電流制限モードへの移行を示すフローチャートである。 他の実施形態による電流制限モードへの移行を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、実施形態によるインバータ装置の概略構成を示す回路図である。図１に示すように、インバータ装置は、車両の空調装置などに適用される電動圧縮機のハウジング内に設けられており、車両の電源（バッテリ）１からの直流電圧から交流電圧を生成して電動機（電動モータ）２を駆動するものである。

インバータ装置は、直流電圧に重畳するリップル電圧を抑制する平滑コンデンサ３と、複数のスイッチング素子を有するインバータ回路４と、インバータ回路の複数のスイッチング素子の駆動を制御する制御部５と、平滑コンデンサ３のオープン故障を検知する故障検知部６と、を含む。

平滑コンデンサ３は、バッテリ１と並列に接続されている。また、本実施形態において、平滑コンデンサ３は、四つの平滑コンデンサによって構成されている。四つの平滑コンデンサのうち二つは、互いに直列に接続されて平滑コンデンサの組を構成しており、他方の平滑コンデンサの組と互いに並列に接続されている（図１参照）。平滑コンデンサ３としては、例えば、フィルムコンデンサ又は電解コンデンサ等が用いられる。

また、本実施形態において、バッテリ１には、ヒューズ１０が直列に接続されており、平滑コンデンサ３がショート（短絡）故障した場合に、ヒューズ１０が飛ぶことにより過大な電流が流れることを防止している。また、バッテリ１には、インダクタ１１が直列に接続されている。すなわち、本実施形態において、インバータ装置は、直流入力に共振回路（平滑コンデンサ３及びインダクタ１１）が設けられた、いわゆるＤＣリンク共振型インバータ装置である。

また、本実施形態において、二組の平滑コンデンサ３それぞれには、平滑コンデンサ３の負極側に流れる電流値を検出するためのシャント抵抗１２が直列に接続されている。但し、これに限るものではなく、電流センサ等の他の電流検出手段を用いてもよい。また、平滑コンデンサ３には、電圧センサ１３（又は他の電圧検出手段）が並列に接続されている。電圧センサ１３は、バッテリ１の電圧及び後述するインバータ回路４の直流側での電圧（以下、直流電圧とする）を監視するように構成されている。

ここで、後述する制御部５によってインバータ回路４の複数のスイッチング素子をオン・オフ駆動する際に、スイッチング周波数（パルス幅変調（以下、ＰＷＭとする）信号のＰＷＭキャリア周波数）と同期した交流成分であるリップル電圧やノイズ等が直流電圧に重畳する。平滑コンデンサ３は、充電及び放電を繰り返すことによりバッテリ１からの直流電圧を補うと共に、これら直流電圧に重畳するリップル電圧、又はノイズ等を抑制する働きがある。なお、本実施形態によるインバータ装置を、交流電源を用いて駆動される空調装置等に適用した場合、平滑コンデンサ３は、例えば、交流電圧が整流回路により整流された電圧（直流電圧）に重畳するリップル電圧を抑制する。

インバータ回路４は、バッテリ１からの直流電圧又は平滑コンデンサ３によってリップル電圧が抑制された直流電圧から三相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを生成して、例えば三相ブラシレスモータ等の電動モータ２に供給するものであり、複数のスイッチング素子として、上相側の３つのスイッチング素子（ＩＧＢＴ）４０ｕ、４０ｖ、４０ｗと、下相側の三つのスイッチング素子（ＩＧＢＴ）４１ｕ、４１ｖ、４１ｗと、を有する。また、インバータ回路４の下相側スイッチング素子４１ｕ〜４１ｗのエミッタには、それぞれシャント抵抗４２、４３、４４が接続されている。

制御部５は、インバータ回路４の複数のスイッチング素子４０ｕ〜４０ｗ、４１ｕ〜４１ｗのオン・オフ駆動を制御するものであって、インバータ回路４と電気的に接続されている。具体的には、制御部５は、インバータ回路４の６つのスイッチング素子４０ｕ〜４０ｗ、４１ｕ〜４１ｗのオン・オフ駆動するＰＷＭ信号のデューティ比を調整することによって電動モータ２の通電電流を制御し、これにより電動モータ２を駆動して適切に運転するものである。

故障検知部６は、シャント抵抗１２、電圧センサ１３及び制御部５と電気的に接続されている（図１参照）。具体的には、故障検知部６は、シャント抵抗１２によって検出される電流値に基づいて平滑コンデンサ３のオープン故障を検知するように構成されている。この場合、故障検知部６は、平滑コンデンサ３の負極側に電流が流れていない場合に平滑コンデンサ３がオープン故障していると判定する。

但し、これに限るものではなく、故障検知部６は、電圧センサ１３により算出される、直流電圧のリップル電圧値に基づいて平滑コンデンサ３のオープン故障を検知するように構成されてもよい。具体的には、電圧センサ１３は、制御部５によって制御されるインバータ回路４のスイッチング周波数の２倍（又は２倍以上）のサンプリング周波数で直流電圧の振幅を検出することによりリップル電圧値を算出する。その後、故障検知部６は、算出されたリップル電圧値が、予め設定された上限値と下限値との範囲内にあるか否かによって平滑コンデンサ３のオープン故障を検知する。この場合、故障検知部６は、リップル電圧値が上限値を超えるか又は下限値を下回った場合に平滑コンデンサ３がオープン故障していると判定する。

また、平滑コンデンサ３のオープン故障を検知する方法としては、例えば、以下のようなものがある。
図２は、インバータ装置の他の概略構成を示す回路図である。図２に示すように、平滑コンデンサ３には、電圧センサ１３と共にピークホールド回路１４付きの電圧センサ１５が並列に接続されている。ピークホールド回路１４は、故障検知部６と電気的に接続されており、電圧センサ１５によって検出した直流電圧の出力から交流成分のピーク値を取得して故障検知部６に出力するように構成されている。このとき、電圧センサ１３は、直流電圧の平均値を検出する。したがって、故障検知部６は、ピークホールド回路１４から出力されたピーク値と電圧センサ１３によって検出された平均値とに基づいてリップル電圧値を算出すると共に、算出されたリップル電圧値が、予め設定された上限値と下限値との範囲内にあるか否かによって平滑コンデンサ３のオープン故障を検知するように構成されてもよい。この場合、故障検知部６は、リップル電圧値が上限値を超えるか又は下限値を下回った場合に平滑コンデンサ３がオープン故障していると判定する。なお、電圧センサ１３、及びピークホールド回路１４付きの電圧センサ１５によって平滑コンデンサ３のオープン故障を検知する場合には、シャント抵抗１２を設けなくてもよい。

また、故障検知部６は、上記いずれかの構成によって平滑コンデンサ３のオープン故障を検知した後、平滑コンデンサ３のオープン故障検知の結果を示す信号を制御部５に出力するようになっている。

ここで、一般に、インバータ回路４の各スイッチング素子４０ｕ〜４０ｗ、４１ｕ〜４１ｗのオン・オフ駆動（スイッチング）に伴う電圧変動、すなわち、直流電圧に重畳したリップル電圧は、ＰＷＭ信号のＰＷＭキャリア周波数に反比例し、電動モータ２の通電電流の電流値に応じて増加する。このため、平滑コンデンサ３がオープン故障したときに、通常運転時と同様の電流が電動モータ２に通電されてしまうと、直流電圧のリップル電圧が予め設定された許容値を超えることにより、インダクタ１１や周辺の電子部品等の破壊や電磁ノイズによる悪影響が周辺の電子部品等に及ぶおそれがある。そこで、本実施形態において、インバータ装置は、平滑コンデンサ３のオープン故障を検知したときに、直流電圧のリップル電圧が予め設定された許容値を超えないように電動モータ２の通電電流を制限して電動モータ２を駆動するように構成されている。具体的には、制御部５は、平滑コンデンサ３がオープン故障したときに、インバータ回路４の各スイッチング素子４０ｕ〜４０ｗ、４１ｕ〜４１ｗの駆動を制御することにより、電動モータ２の通電電流を制限する電流制限モードを実施することができるようになっている。

次に、上記電流制限モードを実施する制御部５の構成について、図３を参照して説明する。
図３は、制御部５における電流制限モードの制御回路を示すブロック図である。図３に示すように、制御部５は、電流検出部５０と、ｄ，ｑ軸変換部５１と、ロータ角度検出部５２と、回転数計算部５３と、電流計算部５４と、回転数比較部５５と、印加電圧計算部５６と、相電圧変換部５７と、ＰＷＭデューティ比計算部５８と、電流制限モード切換部５９と、リップル電圧検出部６０と、を含む。

電流検出部５０は、インバータ回路４の下相側スイッチング素子４１ｕ〜４１ｗのエミッタに接続されたシャント抵抗４２〜４４を流れる電流に基づいて電動モータ２の三相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをそれぞれ検出するものである。ｄ，ｑ軸変換部５１は、三相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗからｄ，ｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑに変換するものである。ロータ角度検出部５２は、ロータの角度を検出するものであり、例えばホールセンサを使用して又は相電圧と相電流とに基づいて演算してロータ角度を求めるようになっている。回転数計算部５３は、検出されたロータ角度に基づいて演算し、ロータの回転数を算出するものである。電流計算部５４は、電流Ｉｄ、Ｉｑとロータ角度に基づいて電動モータ２の通電電流の電流値を算出すると共に、電流の位相遅れ又は位相進みを計算し、算出された電流値を電流制限モード切換部５９に出力するものである。回転数比較部５５は、算出されたロータの回転数と目標回転数とを比較してその差分を出力する比較器を有する。印加電圧計算部５６は、電動モータ２を駆動する電圧（ｄ，ｑ軸の電圧Ｖｄ、Ｖｑ）を計算すると共に位相調整を行うものである。相電圧変換部５７は、ｄ，ｑ軸の電圧Ｖｄ、Ｖｑから三相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換するものである。ＰＷＭデューティ比計算部５８は、上記三相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を演算し、算出されたデューティ比のＰＷＭ信号によりインバータ回路４の各スイッチング素子４０ｕ〜４０、４１ｕ〜４１ｗをオン駆動させるものである。

また、電流制限モード切換部５９は、故障検知部６から出力される、平滑コンデンサ３のオープン故障検知の結果を示す信号がオープン故障を示すものであるときに、電流計算部５４から出力された電動モータ２の通電電流の電流値と後述する予め設定された電流値（以下、設定電流値とする）とを比較して電流値が設定電流値を超えた場合に、電流制限モード用の制限指令を出力するようになっている。また、電流制限モード切換部５９は、後述するテーブル等を含む記憶部（メモリ）６１を有している。上記制限指令としては、回転数比較部５５に出力される回転数制限指令と、ＰＷＭデューティ比計算部５８に出力される電流値制限指令と、ＰＷＭデューティ比計算部５８に出力されるＰＷＭキャリア周波数制御指令と、がある。リップル電圧検出部６０は、電圧センサ１３又は故障検知部６によって算出される、直流電圧のリップル電圧を検出し、電流制限モード切換部５９に出力するものである。

このように構成された制御部５によって電流制限モードに移行する場合について、図４を参照して説明する。図４は、電流制限モードへの移行を示すフローチャートである。なお、以下の制御は、電動モータ２の通常運転中に行われるものである。
ステップＳ１０では、平滑コンデンサ３のオープン故障の有無を判定する。詳細には、ステップＳ１０では、故障検知部６によって上述したオープン故障検知の少なくとも一つを用いることにより、平滑コンデンサ３がオープン故障しているか否かを判定する。そして、故障検知部６によって平滑コンデンサ３がオープン故障していないと判定された場合には、「ＮＯ」判定となり、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、現在の電動モータ２の運転を維持すると共に、再度ステップＳ１０に戻って平滑コンデンサ３のオープン故障の有無を判定する。一方、ステップＳ１０において平滑コンデンサ３がオープン故障していると判定された場合には、「ＹＥＳ」判定となり、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、電流計算部５４で算出された電動モータ２の通電電流の電流値が設定電流値を超えるか否かを判定する。ここで、この設定電流値は、予め設定されメモリ６１に保存されている、例えば直流電圧のリップル電圧が予め設定された許容値を超えないように電動モータ２を駆動するための一定の電流値である。なお、設定電流値は、予め実験により作成されメモリ６１に保存されたテーブルに基づいて変化する電流値であってもよい。但し、これに限るものではなく、設定電流値を、上記テーブルによらず、リップル電圧検出部６０により検出される、直流電圧のリップル電圧を監視しながら変化させてもよい。そして、電流値が設定電流値以下である場合（電動モータ２の通電電流値≦設定電流値）には、「ＮＯ」判定となり、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、現在の電動モータ２の運転を維持すると共に、ステップＳ１２に戻って再度電流値が設定電流値を超えるか否かを判定する。すなわち、平滑コンデンサ３がオープン故障した場合であっても、電動モータ２の通電電流値が設定電流値以下であれば、直流電圧のリップル電圧による悪影響が周辺の電子部品等に及ばないので、現在の電動モータ２の運転を維持するが、その後、電動モータ２の運転状態の変化に応じて電流値が増大する可能性があるため、再度、ステップＳ１２の判定を行う。一方、ステップＳ１２において、電動モータ２の通電電流値が設定電流値を超えた場合（通電電流値＞設定電流値）には、「ＹＥＳ」判定となり、ステップＳ１４に進んで、電流制限モードに移行する。
なお、以下では、回転数制限指令に基づく電流制限モードを実施する場合について説明する。この場合、ステップＳ１２で「ＹＥＳ」判定となったときに、電流制限モード切換部５９をオン駆動して回転数制限指令に基づく電流制限モードを選択し、電流制限モード切換部５９から回転数制限指令を回転数比較部５５に出力すると共に、予め設定された回転数をメモリ６１から読み出して、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、上記回転数制限指令に基づいて、電動モータ２の回転数を、メモリ６１から読み出された設定回転数以下に設定して電動モータ２を駆動する。ここで、設定回転数は、例えば直流電圧のリップル電圧が予め設定された許容値を超えないように電動モータ２の通電電流を制限して電動モータ２を駆動するための一定の回転数であり、通常運転時よりも低い回転数である。なお、設定回転数は、予め実験により作成してメモリ６１に保存されたテーブルに基づいて変化する回転数であってもよい。但し、これに限るものではなく、設定回転数を、上記テーブルによらず、リップル電圧検出部６０により検出される、直流電圧のリップル電圧を監視しながら変化させてもよい。

以後、制御部５は、インバータ回路４の下相側スイッチング素子４１ｕ〜４１ｗのエミッタに接続して設けられたシャント抵抗４２〜４４を流れる電流に基づいて電流検出部５０で三相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出し、ｄ，ｑ軸変換部５１で三相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをｄ，ｑ軸変換して電流Ｉｄ、Ｉｑを取得し、この電流Ｉｄ、Ｉｑとロータ角度検出部５２で検出されたロータ角度とに基づいて電流計算部５４で電流値、及び位相遅れ又は位相進みを算出する。一方、ロータ角度検出部５２で検出されたロータ角度に基づいて回転数計算部５３で実際のロータ回転数を計算する。そして、当該回転数と上記設定回転数とを回転数比較部５５で比較してその差分を出力し、印加電圧計算部５６において上記電流計算部５４で算出された電流値と回転数比較部５５から出力した回転数のずれ量とに基づいて電動モータ２を駆動する印加電圧Ｖｄ、Ｖｑを算出する。さらに、この印加電圧Ｖｄ、Ｖｑを相電圧変換部４７で三相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換し、当該三相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいてＰＷＭデューティ比計算部５８でＰＷＭ信号のデューティ比を算出した後、当該デューティ比のＰＷＭ信号によりインバータ回路４の各スイッチング素子４０ｕ〜４０ｗ、４１ｕ〜４１ｗをオン駆動する。これにより、電動モータ２の通電電流は、電動モータ２が上記設定回転数以下で回転するように設定電流値以下に制限される。その後、電流制限モードによる電動モータ２の駆動を維持し続け、電動モータ２の運転スイッチがオフとなったときに本フローを終了する。

また、以下では、ステップＳ１４において、上記回転数制限指令に代えて電流値制限指令に基づく電流制限モードを実施する場合について説明する。
ステップＳ１４において電流値制限指令に基づく電流制限モードを実施する場合には、ステップＳ１２において「ＹＥＳ」判定となったときに、電流制限モード切換部５９から電流値制限指令をＰＷＭデューティ比計算部５８に出力する。ステップＳ１４では、ＰＷＭデューティ比計算部５８で算出される、各スイッチング素子４０ｕ〜４０ｗ、４１ｕ〜４１ｗを駆動するデューティ比を調整して、当該デューティ比に基づく電動モータ２の通電電流を上記設定電流値以下に制限する。

詳細には、ＰＷＭデューティ比計算部５８で算出されるデューティ比は、電動モータ２の通電電流が上記設定電流値以下となるように、通常運転時のデューティ比よりも小さい値に変更される。以後、制御部５は、検出された三相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、ロータ角度及び目標回転数に基づいて、電動モータ２の通電電流が上記設定電流値以下となるようなデューティ比を算出し、当該算出されたデューティ比のＰＷＭ信号によりインバータ回路４の各スイッチング素子４０ｕ〜４０ｗ、４１ｕ〜４１ｗをオン駆動する。これにより、電動モータ２の通電電流が上記設定電流値以下に制限されて電動モータ２が駆動する。以後、電動モータ２は、上記制限された電流の下で定格の回転数を維持しながら回転する。

また、以下では、ステップＳ１４において、上記電流値制限指令に代えてＰＭＷキャリア周波数制御指令に基づく電流制限モードを実施する場合について説明する。
ＰＷＭキャリア周波数制御指令に基づく電流制限モードにおいては、各スイッチング素子４０ｕ〜４０ｗ、４１ｕ〜４１ｗを駆動するＰＷＭ信号のＰＷＭキャリア周波数に基づいて電動モータ２の通電電流が制限される。この場合、ステップＳ１４では、ＰＷＭデューティ比計算部５８においてＰＷＭキャリア周波数が予め設定された周波数（以下、設定周波数とする）以上に設定される。ここで、この設定周波数は、直流電圧のリップル電圧が予め設定された許容値を超えないように電動モータ２の通電電流を制限して電動モータ２を駆動するための予め設定された一定のＰＷＭキャリア周波数であり、通常運転時よりも高いＰＷＭキャリア周波数である。なお、設定周波数は、予め実験により作成してメモリ６１に保存されたテーブルに基づいて変化するキャリア周波数であってもよい。但し、これに限るものではなく、設定周波数を、上記テーブルによらず、リップル電圧検出部６０により検出される、直流電圧のリップル電圧を監視しながら変化させてもよい。

以後、制御部５は、上記設定周波数に基づいて生成されたＰＷＭ信号のデューティ比を、検出された三相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、ロータ角度及び目標回転数に基づいて算出し、当該算出されたデューティ比のＰＷＭ信号によりインバータ回路４の各スイッチング素子４０ｕ〜４０ｗ、４１ｕ〜４１ｗをオン駆動する。これにより、電動モータ２は、上記目標回転数に維持されながら回転する。詳細には、上記設定周波数以下に設定されるＰＷＭキャリア周波数に基づくＰＷＭキャリア周期は通常運転時よりも短く、デューティ比に基づく各スイッチング素子４０ｕ〜４０ｗ、４１ｕ〜４１ｗの実質的なオン時間が通常運転時よりも短くなる。すなわち、電動モータ２の通電電流の増加時間が短くなるため、電流の変動は小さくなる。したがって、電動モータ２の通電電流は、直流電圧のリップル電圧が予め設定された許容値を超えないように制限されている。

以上のように、本実施形態によれば、平滑コンデンサ３がオープン故障したときであって、且つ電動モータ２の通電電流が設定電流値を超えたときに、回転数制限指令、電流値制限指令、又はＰＷＭキャリア周波数制御指令に基づく電流制限モードによって直流電圧のリップル電圧が予め設定された許容値を超えないように電動モータ２の通電電流が制限されて電動モータ２が駆動される。このため、リップル電圧の増大による破壊や電磁ノイズによる悪影響からインダクタ１１や周辺の電子部品等を保護しつつ、可能な限り電動モータ２を駆動することができる。すなわち、たとえ平滑コンデンサ３がオープン故障したとしても上記電流制限モードにより空調装置が運転されるので、車室内の快適性を可能な限り維持することができる。

なお、上述した実施形態では、ステップＳ１０で平滑コンデンサ３がオープン故障していると判定された後、ステップＳ１２において、電動モータ２の通電電流が設定電流値を超えたか否かを判定することにより、平滑コンデンサ３がオープン故障した状態であっても電動モータ２の現在の運転を可能な限り維持するようにしたが、これに限るものではない。例えば、図５に示すように、ステップＳ２０において、平滑コンデンサ３がオープン故障していると判定された後、図４に示すステップＳ１２を省略してステップＳ２２に進み、直ちに回転数制限指令、電流値制限指令、又はＰＷＭキャリア周波数制御指令に基づく電流制限モードを実施するようにしてもよい。これにより、リップル電圧の増大による破壊や電磁ノイズによる悪影響からのインダクタ１１や周辺の電子部品等の保護性能を向上させることができる。この場合、電流制限モード切換部５９は、故障検知部６から出力された信号が平滑コンデンサ３のオープン故障を示すものであるときに、直ちに回転数制限指令、電流値制限指令、又はＰＷＭキャリア周波数制御指令を出力するようになっている。

なお、以上示した実施形態において、ステップＳ１０又はＳ２０で平滑コンデンサ３がオープン故障していると判定されたときに、車両の乗員（例えば運転者）に対して、平滑コンデンサ３がオープン故障していることをダッシュボードの表示部への表示、又は警告音などを介して通知するようにしてもよい。但し、これに限るものではなく、平滑コンデンサ３がオープン故障していることを示す通知を、ステップＳ１２において電動モータ２の通電電流が設定電流値を超えたと判定された後、ステップＳ１４で電流制限モードに移行したときに行うようにしてもよい。

なお、以上示した実施形態においては、回転数制限指令、又は電流値制限指令（デューティ比の調整又はＰＷＭキャリア周波数の設定）に基づいて電動モータ２の通電電流を制限する電流制限モードをそれぞれ単独に実施する場合について説明したが、これに限るものではなく、回転数制限指令、デューティ比の調整、及びＰＷＭキャリア周波数の設定に基づく電流制限モードを適宜組み合わせて行ってもよい。また、例えば、回転数制限指令、デューティ比の調整、及びＰＷＭキャリア周波数の設定のうち、少なくとも二つを選択してそれぞれ一定時間だけ電流制限モードを実施するようにしてもよい。

また、以上示した実施形態では、インバータ回路４の下相側スイッチング素子４１ｕ〜４１ｗのエミッタに接続して設けられたシャント抵抗４２〜４４を流れる電流に基づいて電動モータ２の通電電流を制限する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、インバータ回路４のアースライン上に設けられたシャント抵抗、又は平滑コンデンサ３の負極側に接続されたシャント抵抗１２を流れる電流に基づいて電動モータ２の通電電流を制限してもよい。

また、以上示した実施形態においては、平滑コンデンサ３は四つの平滑コンデンサによって構成されている。したがって、四つの平滑コンデンサ３それぞれにシャント抵抗１２又は電流センサ等の他の電流検出手段を直列に接続して、四つの平滑コンデンサ３の少なくとも一つに電流が流れなくなったときに、該当する平滑コンデンサ３のオープン故障を検知するようにしてもよい。

なお、以上示した実施形態では、三相のインバータ回路４について説明したが、これに限るものではない。例えば、インバータ回路４は、四相など、何相であってもよく、適用する電動機の相数に応じて適宜設定してもよい。

１……バッテリ、２…電動モータ、３…平滑コンデンサ、４…インバータ回路、５…制御部、６…故障検知部、１０…ヒューズ、１１…インダクタ、１２…シャント抵抗（電流検出手段）、１３…電圧センサ（電圧検出手段）、４０ｕ〜４０ｗ…上相側スイッチング素子、４１ｕ〜４１ｗ…下相側スイッチング素子、４２〜４４…シャント抵抗

Claims (4)

1. 直流電圧から交流電圧を生成して電動機を駆動するインバータ装置であって、
   複数のスイッチング素子を有するインバータ回路と、
   前記インバータ回路の複数のスイッチング素子の駆動を制御する制御部と、
   直流電圧に重畳するリップル電圧を抑制する平滑コンデンサと、を含み、
   前記制御部は、前記平滑コンデンサがオープン故障したときに、前記スイッチング素子を駆動するパルス幅変調信号のパルス幅変調キャリア周波数を予め設定された周波数以上に設定して、前記直流電圧のリップル電圧が予め設定された許容値を超えないように前記電動機の通電電流を制限して前記電動機を駆動するように構成されている、インバータ装置。
2. 前記制御部は、前記平滑コンデンサがオープン故障したときであって、且つ前記電動機の通電電流が予め設定された電流値を超えたときに、前記直流電圧のリップル電圧が予め設定された許容値を超えないように前記電動機の通電電流を制限する、請求項１に記載のインバータ装置。
3. 前記制御部は、前記電動機の回転数を予め設定された回転数以下に設定して前記電動機の通電電流を制限する、請求項１又は請求項２に記載のインバータ装置。
4. 前記制御部は、前記スイッチング素子を駆動するパルス幅変調信号のデューティ比を調整して前記電動機の通電電流を制限する、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のインバータ装置。