马达驱动装置的制造方法
【专利摘要】一种马达驱动装置包括：具有平滑电容器(70)的变换器电路(40)；向所述变换器电路输出动作信号的驱动电路部(102)；对所述驱动电路部进行控制的控制部(101)；生成所述驱动电路部及所述控制部的动作电压并向所述驱动电路部及所述控制部供给电力的动作电压生成部(105、106、107、105A)。所述变换器电路将来自第1电源(20)的直流电压转换成交流电压并输出给多相的马达绕组。所述控制部根据来自上位控制装置的指令值，向所述驱动电路部输出信号，该上位控制装置通过来自电压比所述第1电源低的第2电源(21)的电力而进行动作。所述动作电压生成部能够通过来自所述第1电源及所述第2电源中的某一个的供电来生成所述动作电压。
【专利说明】马达驱动装置
[0001 ]本申请是基于2014年2月27日提交的日本申请号2014-37043号，在此援引其记述内容。
技术领域
[0002]本公开涉及一种采用变换器电路对马达进行驱动的马达驱动装置。
【背景技术】
[0003]专利文献I中记载有一种马达驱动装置，该马达驱动装置利用变换器电路的开关元件的开关对直流电压进行PWM控制将直流电压转换成交流并把电压输出给马达绕组，由此来对马达进行驱动。马达驱动装置具有:将动作信号输出给变换器电路并对开关元件进行驱动的驱动电路部;和对驱动电路部进行PWM控制并使开关元件做开关动作的控制部。控制部在马达停止工作时，进行将变换器电路的平滑电容器的残留电荷放电的放电控制。这种马达驱动装置被搭载在车上，由例如12V的低电压电源向控制部供给电力，由例如200?400V的高电压电源向驱动电路部供给电力。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I日本特开2011-234507号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]但是，在上述马达驱动装置中，在由于例如车辆的碰撞等而造成从低电压电源向控制部的电力供给停止的情况下，在停止马达之际，无法进行来自变换器电路的平滑电容器的快速的放电动作。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]本公开的目的在于提供一种马达驱动装置，即使来自2种电源中的至少一方的电力供给停止，在停止马达之际也能够进行来自平滑电容器的快速的放电动作。
[0011]为了达成上述目的，如本公开的一实施方式的马达驱动装置具备驱动电路部及生成控制部的动作电压并对驱动电路部及控制部进行电力供给的动作电压生成部。变换器电路对开关元件进行开关动作，并通过PWM控制将来自第I电源的直流电压转换成交流电压之后输出给多相的马达绕组。控制部根据来自上位控制装置的马达的驱动状态指令值，将PWM信号输出给驱动电路部，该上位控制装置利用来自电压低于第I电源的第2电源的电力而动作。动作电压生成部能够通过来自第I电源及第2电源的某一个的供电生成动作电压。
[0012]发明的效果
[0013]据此，动作电压生成部能够利用来自第I电源及第2电源的任一个的电力生成驱动电路部及控制部的动作电压。即，动作电压生成部能够利用来自第I电源及第2电源的任一个的电力，将电力提供给驱动电路部及控制部。因此，在来自第I电源及第2电源的某一方的电力供给停止的情况下，可以将来自第I电源及第2电源的另一方的电力提供给驱动电路部及控制部。另外，在来自第I电源及第2电源的双方的电力供给停止的情况下，可以将来自存积电荷的平滑电容器的电力提供给驱动电路部及控制部。这样，即使来自第I电源及第2电源的至少一方的电力供给停止，也能够将电力提供给驱动电路部及控制部。这样，即使来自2个电源的至少一方的电力供给停止，也能够让驱动电路部及控制部动作，在停止马达之际，能够进行来自平滑电容器的快速的放电动作。
【附图说明】
[0014]图1是以部分框图示出第I实施方式中的马达驱动装置的电路图。
[0015]图2是示出具备马达驱动装置的电动压缩机及与其连接的结构的车辆搭载位置的示意平面图。
[0016]图3是示出变压器的概略结构的图。
[0017]图4是示出第I实施方式的控制部的概略控制动作的流程图。
[0018]图5是示出第2实施方式的控制部的概略控制动作的流程图。
[0019]图6是示出第3实施方式的控制部的概略控制动作的流程图。
[0020]图7是示出第4实施方式的控制部的概略控制动作的流程图。
[0021 ]图8是示出第5实施方式的控制部的概略控制动作的流程图。
[0022]图9是示出第6实施方式的控制部的概略控制动作的流程图。
[0023]图10是示出第7实施方式的控制部的概略控制动作的流程图。
[0024]图11是以部分框图示出第8实施方式的马达驱动装置的电路图。
[0025]图12是示出绝缘变压器的概略结构的一例的图。
[0026]图13是示出绝缘变压器的概略结构的另一例的图。
【具体实施方式】
[0027]以下，一边参照附图，一边对用于实施本公开的多个实施方式进行说明。有时在各实施方式中，对于与在前面的实施方式中说明过的事项相对应的部分，附上相同的参照符号而省略重复的说明。在各实施方式中，在仅对结构的一部分进行了说明的情况下，关于结构的其他部分，则认为与在前面说明的方式相同。不仅能够对在实施的各方式中具体地说明了的部分进行组合，只要组合不发生特别妨碍的话，还可以将实施方式彼此进行一部分地组合。
[0028](第丨实施方式)
[0029]参照图1?图4对第I实施方式进行说明。
[0030]如图1所示，本实施方式的马达驱动装置是用于对电动压缩机10的同步马达12进行驱动的。同步马达12是高电压电动机，相当于本实施方式中的马达。电动压缩机10是配置在以例如二氧化碳等作为制冷剂的车辆用空调装置的热栗循环中的压缩机，通过内置的同步马达12来驱动作为负载的压缩机构11。
[0031]电动压缩机10是在压缩机构11中将气相制冷剂压缩并排出的电动压缩机。例如制冷剂为二氧化碳制冷剂的话，压缩机构11将压缩到临界压力以上并排出。本实施方式的同步马达12是例如将埋设了磁石的转子进行旋转驱动的具有4极3相绕组的同步马达。
[0032]图1所示的直流电源20是由例如可输出288V的电压的高电压电池构成直流电压的供电源。直流电源20相当于本实施方式中的第I电源。从直流电源20向变换器电路40延伸的一对母线30上配置有高电压继电器系统50。高电压继电器系统50由多个继电器和电阻体构成。高电压继电器系统50具有如下功能:在施加高电压时，通过在具有电阻体的路径上开始施加电压之后，切换到没有电阻体的路径上，来使得母线30上没有冲击电流。
[0033]另外，高电压继电器系统50在电动压缩机10等被检测到异常状态的情况下，将供电路径切断。
[0034]如图1所示，在作为从直流电源20向变换器电路40的电力供给路径的一对母线30之间，设有作为平滑单元的电容器60、70。电容器60是为了使因相对于母线30与变换器电路40并联连接的其他电气装置9的影响而变动的电压平滑而设置的。这里，作为电气装置9，可以列举车辆行驶用马达驱动装置、充电装置、降压DC/DC转换装置等。
[0035]例如车辆上搭载有多个马达驱动装置，在电气装置9为车辆行驶用马达驱动装置的情况下，在由直流电源20供电的马达驱动装置当中，电气装置9为主要的驱动装置，包含变换器电路40的驱动装置为次要的驱动装置。这里主要的驱动装置是指:例如，比起次要的驱动装置，由直流电源20供电的输入电力较大的装置。另外，在向两驱动装置的供电困难时，主要的驱动装置有时会成为被优先地进行供电的装置。
[0036]在向电气装置9的输入电力与借助变换器电路40的电动压缩机10的输入电力相比，大例如10倍以上的情况下，由于电气装置9的影响，从直流电源20借助母线30施加给变换器电路40的电压的变动容易变大。电容器60是为了抑制这种电压变动而设置的。
[0037]变换器电路40具有与开关元件并列设置的作为平滑电容器的电容器70。电容器70是为了吸收伴随变换器电路40的开关元件的开关所产生的电涌或脉动而设置的。电容器70是静电容量较小的电容器，有助于部件体格的小型化。
[0038]在一方的母线30的电容器60的连接点与电容器70的连接点之间配置有绕组80。绕组80是为了抑制母线30之间并联设置的2个电容器60、70的干扰而设置的。绕组80是以对因电容器60与电容器70的关系所产生的共振频率进行变更等为目的而设置的。作为电容器要素的电容器70及作为绕组要素的绕组80构成所谓LC滤波电路。
[0039]绕组80是所谓正常绕组。绕组80也可以是将电容器60和电容器70连接的配线的绕组成分。另外，在电容器60与电容器70之间也可以设置所谓普通绕组来利用。
[0040 ]变换器电路40由与同步马达12的定子绕组对应的U相、V相、W相这3相的臂构成，通过脉冲宽度调制(PWM)控制将借助母线30所输入的直流电压转换成交流电压并输出。
[0041]U相臂是将开关元件和回流用的二极管逆并联连接的图示上方的上臂、与同样地将开关元件和二极管逆并联连接的图示下方的下臂串联连接而构成的。关于U相臂，从上臂和下臂的连接部延伸出的输出线45与马达绕组连接。V相臂及W相臂也同样地由开关元件和二极管构成，从上臂和下臂的连接部延伸出的输出线45与马达绕组连接。
[0042]开关元件也可以米用例如、IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor(绝缘極双极型晶体管))等元件。另外，也可以将由开关元件和二极管构成的臂作为例如把IGBT和反向导通用二极管集成在I块芯片上的功率半导体、即RCIGBT(Reverse ConductingInsuiated Gate Bipolar transistor(反向导通绝缘栅双极晶体管))等的开关元件。
[0043]输出线45上设有对流经I相或多相的输出线45的电流进行检测的电流检测装置90。电流检测装置90可以采用变流器(电流变压器)方式、霍尔元件方式、分流电阻方式等。电流检测装置90将检测到的电流信息输出给控制装置100的控制部1I。
[0044]在一对母线30之间，例如在电容器70的连接部位设有对母线30之间的电压进行检测的电压检测装置。电压检测装置可以采用电阻分压方式等。电压检测装置将检测到的电压信息输出给控制部101。
[0045]变换器电路40中设有例如热敏电阻作为对开关元件的温度进行检测的温度检测单元。由该热敏电阻检测到的元件温度被输出至控制部101。
[0046]作为控制单元的控制装置100进行变换器电路40的各开关元件的开关动作控制并对同步马达12的驱动进行控制。控制装置100输入马达绕组电流值信息等，据此，生成作为开关信号的PWM波，并输出给变换器电路40。
[0047]控制装置100具有:控制部101、驱动电路部102、通信电路103、绝缘通信部104、电源电路105、变压器106及变压器107。通信电路103被包含于配置在基本电压为低电压的低电压区域的低电压控制装置100A中。控制部101、驱动电路部102、电源电路105及变压器106被包含于配置在基本电压为高电压的高电压区域的高电压控制装置100B中。绝缘通信部104及变压器107横跨低电压控制装置100A和高电压控制装置100B而设置。
[0048]控制部101作为硬件，例如由微型计算机或专用IC等构成。控制部101进行与上位控制装置300的通信、对来自各种检测装置的检测信号进行例如A/D转换的输入、及将驱动信号输出给驱动电路部102等。控制部101根据作为来自上位控制装置300的同步马达12的驱动状态指令值的一例的转速指令值，将作为驱动信号的PWM信号输出给驱动电路部102。
[0049]驱动电路部102是根据来自控制部101的驱动信号生成用于使变换器电路40的开关元件动作的开关信号的所谓驱动器。驱动电路部102将动作信号输出给变换器电路40并对开关元件进行驱动。控制部101对驱动电路部102进行PWM控制并使开关元件进行开关动作。
[0050]通信电路103是用于在上位控制装置300和控制部101之间进行通信的电路。在通信电路103中，可以采用例如串行通信、LIN(Local Interconnect Network(局部互联网))通信、CAN(ControIIer Area Network(控制器区域网路))(注册商标)通信等任一种的通信方式来进行通信。
[0051]绝缘通信部104是用于将低电压控制装置100A内的通信电路103与高电压控制装置100B内的控制部101进行电绝缘并通信的绝缘通信单元。绝缘通信部104采用例如光电耦合器或半导体绝缘体等，利用光或磁等一边进行电绝缘一边进行通信。
[0052]电源电路105用从变压器106及变压器107所供给的电力，来生成向控制部101及驱动电路部102供给的电源电力。电源电路105生成例如5V或15V的电压作为控制部1I及驱动电路部102的动作电压。电源电路105、变压器106及变压器107相当于本实施方式中的动作电压生成部。
[0053]电源电路105具有通信单元，该通信单元根据从变压器107所供给的电压信息等信息，将关于有无介由电线束31的来自直流电源21的电力供给的信息输出给控制部101。另夕卜，电源电路105不限于具有将上述信息从电源电路105侧输出的通信单元，也可以具备能够从控制部101侧取得上述信息的布线结构等。
[0054]变压器106是将来自高电压的直流电源20的电力进行电压转换并提供给电源电路105的电压转换单元。变压器106也可以与变压器107同样地，采用例如绝缘型的变压器式转换器。变压器106并不限定于绝缘型的，也可以是非绝缘型的。变压器106也可以采用例如非绝缘型的扼流式转换器。
[0055]变压器107将来自低电压的直流电源21的电力进行电压转换并提供给电源电路105的电压转换单元。变压器107可以采用例如绝缘型的变压器式转换器。
[0056]变压器106及变压器107可以做成例如图3所示结构的电压转换装置。变压器106及变压器107具有变压器部1061、开关器件1062、二极管部1063及电容器部1064。开关器件1062可以采用例如MOS场效应晶体管等。
[0057]变压器106及变压器107生成的电压电平由变压器部1061的卷数及开关器件1062的开关的功能等来设定。变压器106的电力输入侧连接于母线30，将从母线30所供给的电力进行电压转换。另一方面，变压器107的电力输入侧连接于电线束31，将经由电线束31从直流电源21所供给的电力进行电压转换。
[0058]下面，有时将介由变压器106的来自母线30的电力供给系统称作高电压系;将介由变压器107的来自电线束31的电力供给系统称作低电压系。
[0059]从图1显而易见，包含变换器电路40及控制装置100的结构在本实施方式中，是向同步马达12提供电力并对同步马达12进行驱动的马达驱动装置。
[0060]直流电源21是由可输出例如12V电压的蓄电池构成的、不同于直流电源20的直流电压的供电源。直流电源21相当于电压比直流电源20低的本实施方式中的第2电源。
[0061]上位控制装置300是例如进行车辆控制等的上位ECU。上位控制装置300由来自直流电源21的电力而动作，进行例如电气装置9等控制。上位控制装置300通过通信电路103及绝缘通信部104，向控制部101输出运转状态指示等信息，且取得来自控制部1I的信息。上位控制装置300将例如电动压缩机10的转速指令值输出给控制部101。上位控制装置300进行高电压继电器系统50的0N/0FF控制。
[0062]电动压缩机10、相当于第I电源的直流电源20、相当于第2电源的直流电源21及上位控制装置300等例如如图2所示搭载在车辆400上。图2中例示的车辆400是以电动马达作为行驶驱动源的电动汽车、或是以电动马达及内燃机作为行驶驱动源的混合动力汽车。
[0063]电动压缩机10在车辆400的前部的发动机室401内，被设置在例如电动发电机301的前方侧。在电动汽车中，有时将发动机室401称作马达室。在发动机室401内，在电动发电机301的后方侧并列设置有电动发电机301的驱动装置302。上位控制装置300设置在驱动装置302内。
[0064]直流电源20及直流电源21靠较前方的车室402地设置在车辆400的后部的后备箱403内。另外，在直流电源20及从充电口304延伸的高压系的母线30与从直流电源21延伸的低压系的电线束31之间夹设有DC/DC转换器303AC/DC转换器303靠较后方的后备箱403地设置在车辆400的前后方向的中央部的车室402内。直流电源20、直流电源21及DC/DC转换器303有时也设置在后备箱403的地板下面、车室402内、车室402的地板下面等处。
[0065]如上所述地，各种机器被搭载于车辆400上，母线30及电线束31如图2所示，沿车体铠装面板展开设置于车辆内的侧方部及前方部。为此，在例如车辆400碰撞而遭受损伤的情况下，母线30及电线束31中的至少某一个有可能断线。尤其，在车辆400的前部例如因侧偏碰撞而遭损伤的情况下，有时电动压缩机10虽然能够正常动作，但母线30及电线束31中的某一个会断线。
[0066]电动压缩机10的控制部101在车辆碰撞时等，进行将由变换器电路40的电容器70充电的电荷迅速放电的停止时放电控制，即进行所谓主动放电控制。
[0067]其次，参照图4，对包含控制部1I进行的停止时放电控制的电动压缩机1的概略控制动作进行说明。
[0068]如果使车辆400为可行驶状态的开关被设为0N，则控制部101首先从直流电源21取得电力(步骤110)。在步骤110中，从电源电路105取得由变压器107进行了电压转换的电力。执行步骤110之后，接来下将从直流电源21取得的电力作为动作电力，对高电压侧的电路进行检查(步骤120)。在步骤120中，对由直流电源20施加给变换器电路40等电路的电压及流经电路的电流等进行检测。
[0069]执行步骤120之后，对所检测的电压或电流有无异常进行判断(步骤130)。在步骤130中，在判断为有异常的情况下，将有异常标志发送至上位控制装置300(步骤140)，结束控制。上位控制装置300如果接收到有异常标志的话，例如将警告灯点灯并向用户报告异常。接收有异常标志的上位控制装置300的控制动作并不限于此。
[0070]在步骤130中判断为无异常的情况下，将无异常标志发送至上位控制装置300(步骤150)，从直流电源20取得电力(步骤160)。在步骤160中，从电源电路105取得由变压器106进行了电压转换的来自直流电源20的电力和由变压器107进行了电压转换的来自直流电源21的电力。
[0071]在步骤160取得来自两直流电源20、21的电力之后，进行电动压缩机10的通常运转控制(步骤170)。在步骤170中，输入来自上位控制装置300的电动压缩机1的同步马达12的转速指令值、由电流检测装置90检测的马达绕组电流信息、及母线30之间的电压信息等。控制部101根据这些输入信息，确定用于对同步马达12进行无位置传感器控制的电压指令，生成PWM信号并输出给驱动电路部102。驱动电路部102根据输入的PWM信号，生成作为开关信号的PWM波并输出给变换器电路40。
[0072]控制部101—边执行步骤170，一边取得从上位控制装置300发送来的有关车辆碰撞的信息即碰撞标志(步骤180)。而且，对借助电线束31的从直流电源21向变压器107的电压施加状态进行监视(步骤190)。并且，判断由步骤180取得的碰撞标志是否为0N，且判断在步骤190检测到的电压施加状态是否为OFF状态(步骤200)。
[0073]在步骤200中，在判断为碰撞标志为OFF且来自直流电源21的电压施加状态为ON状态的情况下，返回到步骤170，重复包含通常运转控制的步骤170以后的控制。在步骤200中，在判断成碰撞标志为ON或来自直流电源21为OFF状态的情况下，执行停电时放电控制(步骤210)。
[0074]在步骤210中，进行将电容器70的残留电荷放电的停止时放电控制。该放电控制可以作为使同步马达12停止运转的停止控制的至少一部分来进行。
[0075]步骤210的执行在例如电线束31断线等且来自直流电源21的电压施加状态为OFF状态的情况下，通过来自母线30的供给电力来进行。在进行从直流电源20至母线30的电力供给的情况下，可以通过来自直流电源20的供给电力及电容器70的放电电力来进行步骤210。另外，在由于母线30的断线或高电压继电器系统50的开动作而使得来自直流电源20的供电路径被切断的情况下，通过电容器70的放电电力来进行步骤210。
[0076]另外，在来自直流电源21的电压施加状态为ON状态，且碰撞标志为ON的情况下，可以通过来自直流电源21的供给电力和来自母线30的供给电力，来执行步骤210。
[0077]在停止时放电控制中，让变换器电路40动作以使例如因变换器电路40的开关动作而导致的损失或因同步马达12而导致的损失的至少某一个比通常运转时增大。即，通过以产生较大的损失的方式让变换器电路40动作，由电容器70进行放电，让同步马达12停止运转。
[0078]另外，在仅仅因例如变换器电路40的开关动作所导致的损失，而进行来自电容器70的放电的情况下，通过以不产生同步马达12的转矩的方式来进行开关动作，能够良好地放电。另外，通过例如像生成白噪声状的马达电流那样的变换器电路40的开关动作，也能够由电容器70进行放电。
[0079]另外，在停止时放电控制中，作为优先放电的控制，也可以在同步马达12的转速不成为规定转速以上的范围内，进行让同步马达12产生转矩的控制。通过将同步马达12的转速设成不在规定转速以上，能够抑制伴随旋转的感应电压对电容器70的放电所产生的影响。
[0080]另外，在停止时放电控制中，也可以进行控制以使配置于变换器电路40或高电压控制装置100B中的结构所产生的消耗电力增大。例如，也可以进行将由微型计算机构成的控制部101的设定变更成消耗电力为最大的模式的控制。另外，例如，也可以进行以无效电力变大的方式来使变换器电路40动作的控制。控制部101在进行放电控制动作时，优选地，使变换器电路40、驱动电路部102、控制部101及动作电压生成部中的至少某一个的消耗电力比起放电控制动作开始之前增大。
[0081]执行步骤210，由电容器70进行放电，同步马达12停止运转之后，就结束电动压缩机10的控制。
[0082]根据上述结构及动作，本实施方式的马达驱动装置包括电源电路105、变压器106、107，作为生成驱动电路部102及控制部101的动作电压并作为向驱动电路部102及控制部101进行电力供给的动作电压生成部。并且，该动作电压生成部也可以通过来自直流电源20及直流电源21中的某一个的供电，来生成驱动电路部102及控制部101的动作电压。
[0083]据此，动作电压生成部也可以通过来自直流电源20及直流电源21中的某一个的电力来生成驱动电路部102及控制部101的动作电压。即，动作电压生成部也可以通过来自直流电源20及直流电源21中的某一个的电力来向驱动电路部102及控制部101供给电力。因此，在来自直流电源20及直流电源21中的某一个的电力供给停止的情况下，可以将直流电源20及直流电源21中的另一个的电力提供给驱动电路部102及控制部101。另外，在来自直流电源20及直流电源21两者的电力供给停止的情况下，可以将来自存积了电荷的电容器70的电力提供给驱动电路部102及控制部101。这样，即使来自直流电源20及直流电源21的至少一方的电力供给停止，也可以向驱动电路部102及控制部101供给电力。这样，即使来两个电源中的至少一方的电力供给停止，也可以使驱动电路部102及控制部101动作，在同步马达12停止运转之际，能够进行来自电容器70的迅速放电动作。
[0084]另外，动作电压生成部至少在通常运转时，从直流电源20及直流电源21中的至少某一个供给驱动电路部102及控制部101所消耗的消耗电力的总和量的电力。据此，动作电压生成部能够将直流电源20及直流电源21中的至少某一个所供给的电力作为驱动电路部102及控制部1I所消耗的消耗电力来进行供给。
[0085]在本例中，动作电压生成部在通常运转时，通过由直流电源20及直流电源21两者所供给的电力来供给驱动电路部102及控制部101所消耗的消耗电力的总和量。此时，可以优选为，为了得到最佳的转换效率，而预先设定直流电源20及直流电源21的供给电力的比例。据此，能够切实地抑制电力消耗。
[0086]另外，不限于上述例子，动作电压生成部也可以从直流电源20对驱动电路部102所消耗的消耗电力进行电力供给，从直流电源21对控制部101所消耗的消耗电力进行电力供给。
[0087]据此，动作电压生成部能够将由直流电源20供给的电力作为驱动电路部102所消耗的消耗电力来进行供给。另外，动作电压生成部能够将由直流电源21供给电力作为控制部101所消耗的消耗电力来进行供给。因此，对将直流电源20的电压变压成驱动电路部102的动作电压的变压器106、及将直流电源21的电压变压成控制部101的动作电压的变压器107两者能够进行小型化。
[0088]另外，控制部101在同步马达12停止运转之际，进行从电容器70放出电荷的放电控制动作。据此，控制部1I即使在来自直流电源20及直流电源21的至少一方的电力供给停止，也能够在同步马达12停止运转之际，进行从电容器70迅速放电的放电控制动作。
[0089]另外，控制部101对动作电压生成部进行控制，以通过从母线30供给的电力来进行放电控制动作，该母线30用于从直流电源20向变换器电路40供电。据此，即使来自直流电源21的供电或与上位控制装置300的通信无法进行，控制部101也可以通过来自直流电源20及电容器70中的至少某一个的电力来进行放电控制动作。
[0090]另外，控制部丨OI在进行放电控制动作时，可以使变换器电路40、驱动电路部102、控制部101及动作电压生成部中的至少某一个的消耗电力比起放电控制动作开始之前增大。
[0091]据此，控制部101让被供给来自直流电源20及电容器70中的至少某一个的电力的变换器电路40、驱动电路部102、控制部101及动作电压生成部中的至少某一个的消耗电力增大，并进行放电控制动作。因此，能够由电容器70快速且可靠地进行放电。
[0092]另外，同步马达12驱动的负载是将搭载在车辆上冷却循环的制冷剂吸入并压缩的压缩机构11。
[0093]据此，对于用同步马达12来驱动压缩机构11的电动压缩机10，即使来自两个电源中的至少一方的电力供给停止，也能够使驱动电路部102及控制部101动作，在同步马达12停止运转之际，进行来自电容器70的迅速的放电动作。
[0094]电动压缩机10是一体化的机器，即使在例如因车辆碰撞母线30及电线束31中的某一个断线这样的情况下，自身也难以失去功能。因此，即使来自两个电源中的至少一方的电力供给停止，也能够让驱动电路部102及控制部101动作，在同步马达12停止运转之际，进行来自电容器70的迅速的放电动作。
[0095]根据本实施方式的马达驱动装置，将采用控制部101及驱动电路部102等高速信号的结构，全部设在控制装置100中的高电压控制装置10B中。由此，在控制部1I与驱动电路部102之间等进行通信的高速信号没有必要通过电绝缘结构来进行传送。因此，能够比较的容易地将控制装置100小型化。
[0096]另外，仅以来自为低电压的直流电源21的供给电力，能够使设在高电压控制装置100B中的控制部101动作。由此，S卩使没有来自直流电源20的电力供给，也能够进行上位控制装置300等的通信。
[0097]另外，在车辆碰撞时等异常的时候，仅以来自为高电压的直流电源20的供给电力，也能够使控制部101及驱动电路部102动作。
[0098]另外，预先设定动作电压生成部，以便能够得到较高的转换效率，能够对来自直流电源20的电力供给及来自直流电源21的电力供给进行控制，以使电力消耗可靠地得到抑制。
[0099]此外，在仅由低电压系来进行动作电压生成的比较例的情况下，如果因车辆碰撞而导致电线束被切断，来自平滑电容器的电荷的放电则是困难的，而对于如本例那样地，由高电压系也进行动作电压生成，来自平滑电容器的放电是容易的。
[0100]作为解决仅由低电压系生成动作电压并进行放电时的问题的方法，有利用消耗电流较小的放电电阻进行常时放电的方法。但是，在这种方法中在效率或发热方面存在问题。对此，在本例中，不会发生这样的问题。另外，作为没有采用来自低电压系的电力供给进行放电的方法，虽然有采用常开型元件等的方法，但将产生零部件个数增加和成本上升。根据本例，能够防止零部件个数增加和成本上升。
[0101]另外，在仅由高电压系进行动作电压生成的比较例的情况下，在车辆上设定配件模式及点火模式，仅在低电压系的电压施加状态下，无法与上位控制装置进行通信。对此，在本例中，不会发生这样的问题。这里，所谓配件模式是指:配件插口等电气安装件被设定成能够使用的模式;所谓点火模式是指:车辆被设定成能够行驶状态的模式。
[0102]在仅由高电压系进行动作电压生成的情况下，检测出控制装置中无异常并使其安全地动作是比较困难的。另外，虽然也有追加异常检测用结构的方法，但这容易招致大幅地增加零部件个数及成本上升。根据本例，这些问题也不会产生。
[0103]如上所述，像本例那样地，能够从低电压系及高电压系两者进行电力供给的马达驱动装置是能够较低价且小型化的，在通常运转时、及车辆碰撞时等异常的时候，能够稳定地且安全地进行动作。
[0104](第2实施方式)
[0105]其次，根据图5对第2实施方式进行说明。
[0106]第2实施方式与前述的第I实施方式相比较，由高电压系优先进行启动顺序以后的动作电力的供电这点是不同的。此外，关于与第I实施方式相同的部分，附上相同的符号，其说明予以省略。附上与涉及第I实施方式的附图相同符号的结构、在第2实施方式中不做说明的其他的结构是与第I实施方式同样的，或是起到同样的作用效果的。
[0107]如图5所示，在本实施方式中，控制部101在执行步骤150之后，从直流电源20取得电力，中止来自直流电源21的电力取得(步骤161)。即，在步骤161中，由变压器107进行了电压转换的来自直流电源21的电力取得切换成由变压器106进行了电压转换的来自直流电源20的电力取得。然后，执行步骤170以后的步骤。
[0108]步骤210的停止时放电控制的执行通过来自母线30的供给电力来进行。在母线30未能进行来自直流电源20的电力供给的情况下，可以通过来自直流电源20的供给电力及电容器70的放电电力来执行步骤210。另外，在因母线30的断线或高电压继电器系统50的开动作而导致来自直流电源20的供电路径被切断的情况下，可以通过电容器70的放电电力来执行步骤210。
[0109]根据本实施方式，控制部101在至少通常运转时，对动作电压生成部进行控制，以从直流电源20供给驱动电路部102及控制部101所消耗的消耗电力的总和量。作为动作电压生成部，即使是在由高电压系及低电压系两者能够供电的状态下，也优先进行来自高电压系的供电。
[0110]据此，动作电压生成部能够将直流电源20所提供的电力作为驱动电路部102及控制部101所消耗的消耗电力来进行供给。因此，能够把将直流电源21的电压变压成驱动电路部102及控制部101的动作电压的变压器107可靠地进行小型化。
[0111](第3实施方式)
[0112]其次，根据图6对第3实施方式进行说明。
[0113]第3实施方式与前述的第2实施方式相比较，进行停止时放电控制时的供电系统的一部分是不同的。此外，关于与第1、第2实施方式相同的部分，附上相同的符号，其说明予以省略。附上与涉及第1、第2实施方式的附图相同符号的结构、在第3实施方式中不做说明的其他的结构是与第1、第2实施方式同样的，或是起到同样的作用效果的。
[0114]如图6所示，在本实施方式中，控制部101执行到步骤190为止，之后对步骤190中检测出的电压施加状态是否为OFF状态进行判断(步骤200A)。在步骤200A中，在判断为来自直流电源21的电压施加状态为ON状态的情况下，判断由步骤180取得的碰撞标志是否为ON(步骤200B)。
[0115]在步骤200B中，在判断为碰撞标志为OFF的情况下，返回到步骤170，继续进行通常运转控制。在步骤200A中，在判断为来自直流电源21的电压施加状态为OFF状态的情况下，进到步骤210。在步骤200B中，在判断为碰撞标志为ON的情况下，从直流电源21取得电力(步骤205)。
[0116]在步骤205中，从电源电路105取得用变压器106进行了电压转换的来自母线30的电力和用变压器107进行了电压转换的来自直流电源21的电力。在步骤205中从高电压系及低电压系取得了之后，进到步骤210。
[0117]在步骤200A中，判断为来自直流电源21的电压施加状态为OFF状态，进到了步骤210的情况下，动作电压生成部仅从高电压系取得电力。因此，在这种情况下，步骤210的停止时放电控制的执行可以通过来自母线30的供给电力来进行。在进行从直流电源20至母线30的电力供给的情况下，通过来自直流电源20的供给电力及电容器70的放电电力来执行步骤210。另外，在因母线30的断线或高电压继电器系统50的开动作而导致来自直流电源20的供电路径被切断的情况下，可以通过电容器70的放电电力来执行步骤210。
[0118]另一方面，在从步骤205进到步骤210的情况下，动作电压生成部从高电压系和低电压系两者取得电力。因此，在这种情况下，通过来自直流电源21的供给电力和来自母线30的供给电力，来执行步骤210。
[0119]根据本实施方式，能够获得与第2实施方式同样的效果。另外，在进行停止时放电控制的时候，在也能够从低电压系进行供电的情况下，也从低电压系取得电力。在进行停止时放电控制的时候，由于高电压系中也存在来自电容器70的放电，因而能够利用来自低电压系的供电使电力取得稳定化。
[0120](第4实施方式)
[0121 ]其次，根据图7对第4实施方式进行说明。
[0122]第4实施方式与前述的第I?第3实施方式相比较，从低电压系优先进行启动顺序以后的动作电力的供电这点是不同的。此外，关于与第I?第3实施方式相同的部分，附上相同的符号，其说明予以省略。附上与涉及第I?第3实施方式的附图相同符号的结构、在第4实施方式中不做说明的其他的结构是与第I?第3实施方式同样的，或是起到同样的作用效果的。
[0123]如图7所示，在本实施方式中，控制部101执行步骤150之后，一边继续进行来自直流电源21的电力取得，一边执行步骤170以后的步骤。
[0124]在步骤200A中，在判断为来自直流电源21的电压施加状态为OFF状态的情况下，从母线30取得电力(步骤206)。即，在步骤206中，将由变压器107进行了电压转换的来自直流电源21的电力取得切换到由变压器106进行了电压转换的来自母线30的电力取得。并且，进到步骤210。
[0125]在步骤200B中，在判断为碰撞标志为ON的情况下，进到步骤210。
[0126]在从步骤206进到了步骤210的情况下，动作电压生成部仅从高电压系取得电力。因此，在这种情况下，步骤210的停止时放电控制的执行可以通过来自母线30的供给电力来进行。在进行从直流电源20至母线30的电力供给的情况下，可以通过来自直流电源20的供给电力及电容器70的放电电力来执行步骤210。另外，在因母线30的断线或高电压继电器系统50的开动作而导致来自直流电源20的供电路径被切断的情况下，可以通过电容器70的放电电力来执行步骤210。
[0127]另一方面，在步骤200B判断为碰撞标志为ON的情况下，动作电压生成部仅从低电压系取得了电力。因此，在这种情况下，通过来自直流电源21的供给电力来执行步骤210。
[0128]根据本实施方式，控制部101在至少通常运转时，对动作电压生成部进行控制，以从直流电源21来供给驱动电路部102及控制部101所消耗的消耗电力的总和量。作为动作电压生成部，即使是在能够通过高电压系及低电压系两者来进行供电的状态下，也优先进行来自低电压系的供电。
[0129]据此，动作电压生成部能够将由直流电源21提供的电力作为驱动电路部102及控制部101所消耗的消耗电力来进行供给。并且，能够将来自高电压系的供电设成仅在无法进行来自低电压系的供电时的停止时放电控制之时。因此，通过变压器106采用效率相对比较不好的变压器，能够使得来自电容器70的放电更快。
[0130]此外，也可以在采用例如效率比较良好的变压器106，在执行步骤170以后的步骤之际，除了接受来自低电压系的电力供给，还可以接受来自高电压系若干的电力供给。即，在执行步骤170以后的步骤之际，以由变压器107进行了电压转换的来自直流电源21的供给电力为主，以由变压器106进行了电压转换的来自母线30的供给电力为次，从电源电路105取得电力。据此，因为从执行步骤206之前，来自高电压系的供电路径就在工作，所以能够在执行步骤206之际，快速地对应。
[0131](第5实施方式)
[0132]其次，根据图8对第5实施方式进行说明。
[0133]第5实施方式与前述的第4实施方式相比较，在不论是否能够进行来自低电压系的供电，都通过来自高电压系的供电来进行停止时放电控制这点上是不同的。此外，对于与第I?第4实施方式相同的部分，附上相同的符号，其说明予以省略。附上与涉及第I?第4实施方式的附图相同符号的结构、在第5实施方式中未做说明的其他的结构是与第I?第4实施方式相同的，或是起到同样的作用效果的。
[0134]如图8所示，在本实施方式中，控制部101在步骤200中，在判断为碰撞标志为ON的情况下，或在判断为来自直流电源21的电压施加状态为OFF状态的情况下，都执行步骤206。并且，然后执行步骤210。
[0135]换言之，第4实施方式中说明的、在步骤200A中判断为来自直流电源21的电压施加状态为OFF状态的情况下，及在步骤200B中判断为碰撞标志为ON的情况下，都进到步骤206。并且，然后进到步骤210，执行停电时放电控制。
[0136]因此，在执行步骤210之际，动作电压生成部仅从高电压系取得了电力。由此，步骤210的停止时放电控制的执行通过来自母线30的供给电力来进行。在向母线30进行来自直流电源20的电力供给的情况下，通过来自直流电源20的供给电力及电容器70的放电电力来执行步骤210。另外，在因母线30的断线或高电压继电器系统50的开动作而导致来自直流电源20的供电路径被切断的情况下，可以通过电容器70的放电电力来执行步骤210。
[0137]根据本实施方式，控制部101在至少通常运转时，对动作电压生成部进行控制，以从直流电源21供给驱动电路部102及控制部101所消耗的消耗电力的总和量。作为动作电压生成部，即使是在利用高电压系及低电压系两者能够进行供电的状态下，也优先进行来自低电压系的供电。
[0138]并且，在停止时放电控制时，不论低电压系的0N/0FF状态如何，都从高电压系取得电力。据此，变压器106采用效率相对不好的变压器等，不论母线30或电线束31有无断线等，都能够极快速地进行来自电容器70的放电。
[0139]此外，也可以在本实施方式中，也采用例如效率较好的变压器106，在执行步骤170以后的步骤之际，除了接受来自低电压系的电力供给，还从高电压系接受若干的电力供给。即，在执行步骤170以后的步骤之际，以通过变压器107进行了电压转换的来自直流电源21的供给电力为主，以通过变压器106进行了电压转换的来自母线30的供给电力为辅，从电源电路105取得电力。据此，从执行步骤206之前来自高电压系的供电路径就在工作，所以在执行步骤206之际能够快速对应。
[0140](第6实施方式)
[0141]其次，根据图9对第6实施方式进行说明。
[0142]第6实施方式与前述的第5实施方式相比较，由高电压系及低电压系两者来进行启动顺序以后的动作电力的供电这点是不同的。此外，对于与第I?第5实施方式相同的部分，附上相同的符号，其说明予以省略。附上与涉及第I?第5实施方式的附图相同符号的结构、在第6实施方式中未做说明的其他的结构是与第I?第5实施方式相同的，或是起到同样的作用效果的。
[0143]如图9所示，在本实施方式中，控制部101执行步骤150之后，便从直流电源20取得电力。在步骤160中，从电源电路105取得通过变压器106进行了电压转换的来自直流电源20的电力和、通过变压器107进行了电压转换的来自母线30的电力。并且，执行步骤170以后的步骤。
[0144]在步骤200A中，在判断为来自直流电源21的电压施加状态为OFF状态的情况下，进到步骤210。在步骤200B中，在判断为碰撞标志为ON的情况下，停止来自直流电源21的电力取得(步骤207)。
[0145]在步骤207中，中止通过变压器107进行了电压转换的来自直流电源21的电力供电。与此相应地，仅从电源电路105取得通过变压器106进行了电压转换的来自直流电源20的电力。由此，从高电压系取得的电力増加。在步骤207中取得来自高电压系的电力之后，进到步骤210。
[0146]在步骤200A判断为来自直流电源21的电压施加状态为OFF状态，进到步骤210的情况下，动作电压生成部仅从高电压系取得电力。另外，在从步骤207进到步骤210的情况下，动作电压生成部也仅从高电压系取得了电力。因此，不论是哪种情形，步骤210的停止时放电控制的执行都通过来自母线30的供给电力来进行。
[0147]在向母线30进行来自直流电源20的电力供给的情况下，可以通过来自直流电源20的供给电力及电容器70的放电电力来执行步骤210。另外，在因母线30的断线或高电压继电器系统50的开动作而导致来自直流电源20的供电路径被切断了的情况下，可以通过电容器70的放电电力来执行步骤210。
[0148]根据本实施方式，控制部101，动作电压生成部在通常运转时，从直流电源20及直流电源21两者来供给驱动电路部102及控制部101所消耗的消耗电力的总和量。并且，在停止时放电控制的时候，不论低电压系的0N/0FF状态如何，都可以从高电压系来取得电力。
[0149](第7实施方式)
[0150]其次，根据图10对第7实施方式进行说明。
[0151]第7实施方式与前述的第I实施方式相比较，在即使满足预先设定的规定条件，高电压系的电压也不降低的情况下，中止高电压电荷的放电这点是不同的。此外，对于与第I?第6实施方式相同的部分，附上相同的符号，其说明予以省略。附上与涉及第I?第6实施方式的附图相同符号的结构、在第7实施方式中未做说明的其他的结构是与第I?第6实施方式相同的，或是起到同样的作用效果的。
[0152]如图10所示，在本实施方式中，控制部101—直执行到步骤190为止，之后对在步骤190检测到的电压施加状态是否为OFF状态进行判断(步骤200A)。在步骤200A中，在判断为来自直流电源21的电压施加状态为ON状态的情况下，对由步骤180取得的碰撞标志是否为ON进行判断(步骤200B)。
[0153]在步骤200B中，在判断为碰撞标志为OFF的情况下，返回至步骤170，重复进行包含通常运转控制的步骤170以后的步骤。在步骤200B中，在判断为碰撞标志为ON的情况下，进到步骤210进行停止时放电控制，并结束控制。
[0154]在步骤200A中，在判断为来自直流电源21的电压施加状态为OFF状态的情况下，进到步骤210。一边继续执行步骤210，一边判断在规定时间内来自电容器70的放电是否结束(步骤220)。在步骤220中，例如，判断在规定时间以前母线30之间的电压是否降低至低于规定电压。
[0155]在步骤220中，在判断为在规定时间内放电结束了的情况下，结束控制。在步骤220中，在判断为在规定时间内放电尚未结束的情况下，中止停止时放电控制(步骤230)，向上位控制装置300发送表示为异常状态的异常标志(步骤240)，返回至步骤170。
[0156]在步骤200A中判断为来自直流电源21的电压施加状态为OFF状态，进到步骤210的情况下，动作电压生成部仅从高电压系取得了电力。因此，在这种情况下，步骤210的停止时放电控制的执行可以通过来自母线30的供给电力来进行。在向母线30进行来自直流电源20的电力供给的情况下，可以通过来自直流电源20的供给电力及电容器70的放电电力来执行步骤210。另外，在因母线30的断线或高电压继电器系统50的开动作而导致来自直流电源20的供电路径被切断了的情况下，可以通过电容器70的放电电力来执行步骤210。
[0157]另一方面，在步骤200B中判断成碰撞标志为ON，并进到步骤210的情况下，动作电压生成部从高电压系和低电压系两者取得电力。因此，在这种情况下，通过来自直流电源21的供给电力及来自母线30的供给电力，来执行步骤210。
[0158]根据本实施方式，能够获得与第I实施方式同样的效果。另外，在即使持续放电控制动作规定时间，来自电容器70的电荷的放电也未结束的情况下，控制部1I中止放电控制动作。据此，不论例如车辆碰撞等不正常情形是否未发生，都能够防止因放电控制动作的持续进行而导致电力持续消耗。
[0159]例如，在车辆启动后，电线束31的连接部拔出而要使来直流电源21的供电停止的情况下，有时在规定时间内放电未结束。在这种时候，向上位控制装置300输出表示为异常状态的信号，继续进行电动压缩机10的通常运转。
[0160](第8实施方式)
[0161]其次，根据图11?图13对第8实施方式进行说明。
[0162]第8实施方式与前述的第I?第7实施方式进行比较，动作电压生成部的结构是不同的。此外，对于与第I实施方式相同的部分，附上相同的符号，其说明予以省略。附上与涉及第I实施方式的附图相同符号的结构、在第8实施方式中未做说明的其他的结构是与第I实施方式相同的，或是起到同样的作用效果的。
[0163]如图11所示，在本实施方式中，将动作电压生成部作为一个绝缘变压器105A。即，在本实施方式中，将绝缘变压器105A作为动作电压生成部，该绝缘变压器105A将在第I实施方式中构成动作电压生成部的电源电路105、变压器106及变压器107的功能合并了。绝缘变压器105A可以做成例如，图12或图13所示的结构的电压转换装置。
[0164]利用本实施方式的结构，也能够得到与第I实施方式同样的效果。
[0165](其他实施方式)
[0166]以上，就本公开的最佳实施方式进行了说明，但本公开并不是对上述实施方式进行任何制限，在不脱离本公开的主旨的范围内能够进行各种变形实施。
[0167]在上述实施方式中，同步马达12虽然是具有三相绕组的同步马达，但并不限定于此。只要是具有多相的马达绕组的马达即可。
[0168]在上述实施方式中，包含作为供电源的直流电源20、21及马达驱动装置的电动压缩机10虽然都搭载于车辆上，但并不限定于此。例如，供电源搭载在车辆上，包含马达驱动装置的电动压缩机即使是固定式的也无妨。另外，供电源并不限定于搭载在车辆上，搭载在例如包含飞机及船舶等的移动体上的也无妨。包含马达驱动装置的电动压缩机也可以是搭载在移动体上的。另外，供电源并不限定于是搭载在移动体上的，是固定式的也无妨。
[0169]另外，在上述实施方式中，马达驱动装置是将设在车辆用空调装置的热栗循环中的压缩机的压缩机构作为负载的马达进行驱动的，但并不限定于此。马达驱动的负载也可以是例如固定式的压缩机构，还可以是压缩机构以外的负载。
【主权项】
1.一种马达驱动装置，其特征在于，包括: 变换器电路(40)，具有:与具有多相的马达绕组的马达的所述多相对应地设置的开关元件，和与所述开关元件并联设置的平滑电容器(70); 驱动电路部(102)，向所述变换器电路输出动作信号并驱动所述开关元件； 控制部(101)，对所述驱动电路部进行脉冲宽度调制(PWM)控制并让所述开关元件进行开关动作;及 动作电压生成部(105、106、107、1054)，生成所述驱动电路部及所述控制部的动作电压并向所述驱动电路部及所述控制部供给电力， 所述变换器电路是对所述开关元件进行开关动作，利用PWM控制将来自第I电源(20)的直流电压转换成交流电压并向所述多相的马达绕组输出的电路， 所述控制部根据来自上位控制装置的所述马达的驱动状态指令值，向所述驱动电路部输出PWM信号，该上位控制装置通过来自电压低于所述第I电源的第2电源(21)的电力而动作， 所述动作电压生成部能够利用来自所述第I电源及所述第2电源中的某一个的供电来生成所述动作电压。2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，所述动作电压生成部从所述第I电源及所述第2电源中的至少某一个供给所述驱动电路部及所述控制部所消耗的消耗电力的总和量电力。3.根据权利要求2所述的马达驱动装置，其特征在于，所述动作电压生成部从所述第I电源对所述驱动电路部所消耗的消耗电力进行电力供给，从所述第2电源对所述控制部所消耗的消耗电力进行电力供给。4.根据权利要求2所述的马达驱动装置，其特征在于，所述控制部对所述动作电压生成部进行控制，以从所述第I电源供给所述驱动电路部及所述控制部所消耗的消耗电力的总和量。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的马达驱动装置，其特征在于，所述控制部在停止所述马达时，进行从所述平滑电容器将电荷放电的放电控制动作。6.根据权利要求5所述的马达驱动装置，其特征在于，所述控制部对所述动作电压生成部进行控制，以通过从母线(30)供给的电力来进行所述放电控制动作，所述母线(30)用于从所述第I电源向所述变换器电路供电。7.根据权利要求6所述的马达驱动装置，其特征在于，所述控制部在进行所述放电控制动作时，使所述变换器电路、所述驱动电路部、所述控制部及所述动作电压生成部中的至少某一个的消耗电力比起所述放电控制动作开始之前要增大。8.根据权利要求5至7中任一项所述的马达驱动装置，其特征在于，在即使使所述放电控制动作持续规定时间，来自所述平滑电容器的电荷的放电也没结束的情况下，所述控制部中止所述放电控制动作。9.根据权利要求1至8中任一项所述的马达驱动装置，其特征在于，所述马达驱动的负载是将搭载于车辆上的冷却循环的制冷剂吸入并压缩的压缩机构(11)。
【文档编号】H02P27/06GK106031022SQ201580010577
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月6日
【发明人】酒井刚志
【申请人】株式会社电装