JP6151561B2 - インバータの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、空調装置においてインバータに接続される交流部の電気的絶縁状態の判定に利用可能なインバータの制御装置の技術分野に関する。

この種の技術分野において、空調用インバータ回路より空調装置側（即ち、上記交流部）の絶縁抵抗が正常であるか否かを診断する装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された装置によれば、昇圧コンバータの上アームをオンで保持すると共に下アームをオフで保持しながらインバータの作動とゲート遮断とを行い、そのときの電圧波形に基づいて絶縁抵抗が正常であるか否かが診断される。

尚、漏電検出時にインバータのキャリア周波数を固定する装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、特許文献３には、二相変調制御と三相変調制御とが適宜選択される車両用空調装置も提案されている（特許文献３参照）。

特開２０１２―１３５１２４号公報 特開２０１１−２５０５５８号公報 特開２００４−２３１１７０号公報

空調装置を駆動するインバータの制御には、上記特許文献３に開示されるように、特定の電流位相期間において三相のうち一相のスイッチング状態を固定する（即ち、残余の二相で変調制御を行う）二相変調制御や三相全てを変調する三相変調制御がある。二相変調制御は、特許文献３に開示されるように、三相変調制御と較べて振動面及び騒音面で不利である反面、スイッチングロスが小さいため経済的である。

従って、例えば車両用の空調装置等、バッテリ等の電源装置から供給される限られた電力資源を利用する空調装置においては、その経済性から二相変調制御が利用されることが多い。

一方、インバータの三相各相に電気的に接続される空調装置の交流駆動部には、十分な電気的絶縁性が要求される。交流駆動部の電気的絶縁の度合いは、例えば、特許文献１に開示される絶縁抵抗検出用回路等を利用して検出することができる。

ところで、出願人の研究によれば、インバータの制御に二相変調制御が使用される場合において交流駆動部の電気的絶縁性が低下すると、絶縁抵抗検出用回路のコモン電圧（即ち、直流部とグランドとの電位差）が変動する。

この変動の周波数が、絶縁抵抗検出用回路で使用される発振器の発振周波数に近いと、低周波信号切り分け用のローパスフィルタを使用しても、絶縁抵抗検出用回路の出力電圧とノイズ成分とを切り分けることができない。このため、絶縁抵抗検出用回路の出力電圧が安定せず、交流駆動部の電気的絶縁性を正確に診断することが困難となる。

即ち、従来の技術では、インバータの制御に二相変調制御を適用する場合において、空調装置の交流駆動部の電気的絶縁性の診断を精度良く行うことが困難であるという技術的問題点がある。

本発明は、係る技術的問題点に鑑みてなされたものであり、空調装置の電力消費を抑制しつつ交流駆動部の電気的絶縁性を精度良く診断することのできるインバータの制御装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係るインバータの制御装置は、直流電源と、該直流電源に接続されるインバータ及び該インバータに接続される交流駆動部を有する空調装置と、前記直流電源に接続され、前記交流駆動部の絶縁抵抗に応じた信号を出力する検出手段とを備えた空調システムにおいて前記インバータを制御する装置であって、前記検出手段の出力信号に基づいて前記交流駆動部の電気的絶縁状態を診断する診断手段と、前記空調装置の稼動期間において前記インバータを二相変調制御により駆動すると共に、前記空調装置の稼動期間において前記交流駆動部の電気的絶縁状態が診断される場合に、前記二相変調制御を三相変調制御に切り替えることが可能か否かを判定し、前記二相変調制御を前記三相変調制御に切り替えることが可能であると判定された場合に、診断を開始する前に前記二相変調制御を前記三相変調制御に切り替える制御手段とを具備することを特徴とする（請求項１）。

本発明に係るインバータの制御装置によれば、空調装置のインバータの制御に、基本的に二相変調制御が用いられ、電気的絶縁状態の診断時に、この二相変調制御が三相変調制御に切り替えられる。また、電気的絶縁状態の診断終了後には、三相変調制御が二相変調制御に再度切り替えられる。

従って、二相変調制御の優位性を維持しつつ、空調装置の交流駆動部の電気的絶縁状態を正確に診断することができる。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の概略構成図である。 図１のハイブリッド車両におけるＰＣＵの概略構成図である。 絶縁抵抗検出器の概念図である。 空調装置の交流部の絶縁抵抗値と、絶縁抵抗検出器の電圧センサの出力電圧値との関係を表す図である。 絶縁診断処理のフローチャートである。

＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両１の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１の構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図１において、ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１００、ハイブリッド駆動装置１０、ＰＣＵ（Power Control Unit）２０、バッテリ３０、空調装置７００を備える。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「インバータの制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する絶縁診断処理を実行することができる。

ＰＣＵ２０は、バッテリ３０とモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２との間に設置され、バッテリ３０とこれら電動発電機との間の電力の入出力を制御する電力制御装置である。ＰＣＵ２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＰＣＵ２０の動作は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。尚、ＰＣＵ２０の構成については、図３を参照して後述する。

バッテリ３０は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２並びに空調装置７００に対する電力供給源として機能する充電可能な二次電池ユニットである。バッテリ３０は、例えばリチウムイオンバッテリセル等の単位電池セルが複数（例えば、数百個）直列に接続された構成を有している。バッテリ３０は、本発明に係る「バッテリ」の一例である。

空調装置７００は、ハイブリッド車両１の車室内の空気調和を行う車載用エアコンディショナである。空調装置７００は、空調用インバータ７１０、モータＭ、電動コンプレッサ等を備えた、本発明に係る「空調装置」の一例たる公知の車載用空調装置である。尚、空調装置７００の動作は周知であり、本実施形態では、説明の煩雑化を防ぐ目的からその説明を省略する。

尚、ハイブリッド車両１には、ハイブリッド車両１の状態を検出する不図示の各種センサが備わる。例えば、ハイブリッド車両１は、バッテリ３０の温度であるバッテリ温度Ｔｂａｔを検出するバッテリ温度センサ、アクセルペダルの開度であるアクセル開度Ｔａを検出するアクセル開度センサ、バッテリ３０の充電残容量であるＳＯＣを検出するＳＯＣセンサ、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出する車速センサ等を備える。これらセンサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、各センサ出力値は、ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。

ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１のパワートレインである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２００、動力分割機構３００、入力軸４００、駆動軸５００、減速機構６００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）を備える。

エンジン２００は、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能するガソリンエンジンである。エンジン２００は、気筒内部に形成された燃焼室で混合気が燃焼した際に生じる爆発力に応じて気筒内部で往復運動を生じるピストンを備える。このピストンの往復運動は、コネクティングロッドを介してクランク軸の回転運動に変換され、クランク軸と連結された入力軸４００から取り出される構成となっている。尚、エンジン２００の詳細な構成は、本発明との関係性が低いため、ここでは省略することとする。また、ここではエンジン２００がガソリンエンジンであるとしたが、これは一例である。即ち、車両の動力源としての内燃機関が採り得る実践的態様は多岐にわたり、例えばその燃料種別、気筒配列、気筒数、燃料供給態様、動弁系の構成及び吸排気系の構成等には、適宜変更を加えることができる。

モータジェネレータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた電動発電機である。

モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１よりも体格の大きい電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備える。

モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備えるが、無論他の構成を有していてもよい。

動力分割機構３００は、相互に差動作用をなす複数の回転要素を備えた公知の遊星歯車機構である。

動力分割機構３００は、中心部に設けられたサンギアＳ１と、サンギアＳ１の外周に同心円状に設けられたリングギアＲ１と、サンギアＳ１とリングギアＲ１との間に配置されてサンギアＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア（不図示）と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支するキャリアＣ１とを備える。

サンギアＳ１は、エンジン２００の出力トルクであるエンジントルクＴｅに対する反力トルクを負担するための反力要素であり、モータジェネレータＭＧ１のロータが固定される出力回転軸に固定されている。従って、サンギアＳ１の回転速度は、モータジェネレータＭＧ１の回転速度たるＭＧ１回転速度Ｎｍｇ1と等価である。

リングギアＲ１は、動力分割機構３００の出力要素であり、動力分割機構３００の動力出力軸である駆動軸５００に、その回転軸を共有する形で連結されている。尚、駆動軸５００は、デファレンシャル等を介してハイブリッド車両１の駆動輪ＤＷに間接的に連結されている。

キャリアＣ１は、トーションダンパＴＤＰを介してエンジン２００のクランク軸に連結される入力軸４００に、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転速度は、エンジン２００の機関回転数ＮＥと等価である。

動力分割機構３００は、上述した構成の下で、エンジン２００から入力軸４００に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１によってサンギアＳ１及びリングギアＲ１に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能である。

この際、動力分割機構３００の動作を分かり易くするため、リングギアＲ１の歯数に対するサンギアＳ１の歯数としてのギア比ρを定義すると、エンジン２００からキャリアＣ１に対しエンジントルクＴｅを作用させた場合に、サンギアＳ１に作用するトルクＴｅｓは下記（１）式により、また駆動軸５００に現れる直達トルクＴｅｒは下記（２）式により、夫々表される。

Ｔｅｓ＝−Ｔｅ×ρ／（１＋ρ）・・・（１）
Ｔｅｒ＝Ｔｅ×１／（１＋ρ）・・・（２）
減速機構６００は、駆動軸５００とモータジェネレータＭＧ２との間に介装された、サンギアＳ２、リングギアＲ２、ピニオンギア（不図示）及びキャリアＣ２の各回転要素を備えた遊星歯車機構である。

減速機構６００において、サンギアＳ２は、モータジェネレータＭＧ２のロータに固定された出力回転軸に固定されている。また、キャリアＣ２は、ハイブリッド駆動装置１０の外郭ケースに回転不能に固定されている。更に、リングギアＲ２は、駆動軸５００に連結されている。係る構成において、減速機構６００は、モータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍｇ２を、駆動軸５００に対し、各回転要素（ギア）のギア比に応じて定まる減速比に従って減速して伝達することが出来る。

尚、減速機構６００の構成は、モータジェネレータＭＧ２の回転を減速する機構の採り得る一形態に過ぎず、この種の減速機構は実践上多様な形態を有し得る。また、この種の減速機構は、必ずしもハイブリッド駆動装置に備わっておらずともよい。即ち、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸５００に直結されていてもよい。

次に、図３を参照し、本実施形態に係るＰＣＵ２０の構成について説明する。ここに、図３は、ＰＣＵ２０の概略構成図である。

図３において、ＰＣＵ２０は、ＳＭＲ（System Main Relay）２１、昇圧コンバータ２２、ＭＧ１用インバータ２３及びＭＧ２用インバータ２４を備える。

ＳＭＲ２１は、その電気的切断状態において、バッテリ３０と、昇圧コンバータ２２及びバッテリ３０からの電力供給を要する他の負荷装置（例えば、空調装置７００）との電気的接続を遮断することができるリレー装置である。ＳＭＲ２１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその動作状態が制御される構成となっている。

昇圧コンバータ２２は、バッテリ３０の出力電圧である電源電圧Ｖｂを、負荷装置の一つであるモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２の駆動に適した昇圧指令電圧ＶＨまで昇圧する昇圧装置である。

昇圧コンバータ２２において、リアクトルＬ１の一方端は、バッテリ３０の正極に接続される正極線（符号省略）に接続され、他方端は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との中間点、即ち、スイッチング素子Ｑ１のエミッタ端子と、スイッチング素子Ｑ２のコレクタ端子との接続点に接続される。

スイッチング素子Ｑ１及びＱ２は、上記正極線とバッテリ３０の負極に接続される負極線（符号省略）との間に直列に接続されたスイッチング手段である。スイッチング素子Ｑ１のコレクタ端子は上記正極線に、スイッチング素子Ｑ２のエミッタ端子は上記負極線に接続されている。ダイオードＤ１及びＤ２は、夫々のスイッチング素子において、エミッタ側からコレクタ側への電流のみを許容する整流素子である。

尚、本実施形態において、スイッチング素子は、リアクトルＬ１の端部との接続点よりも高電位側のスイッチング素子Ｑ１と、同じく低電位側のスイッチング素子Ｑ２とから構成されており、双アーム型の昇圧コンバータを構成している。但し、このようなスイッチング素子の構成は一例であり、昇圧コンバータは、図１でスイッチング素子Ｑ２のみを備えた片アーム型の昇圧コンバータであってもよい。

スイッチング素子Ｑ１及びＱ２並びにインバータ２２の各スイッチング素子（Ｑ３乃至Ｑ８及びＱ１３乃至Ｑ１８）は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）や電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ等として構成される。

キャパシタＣは、正極線と負極線との間に接続されたコンデンサである。このキャパシタＣの端子間電圧、即ち、正極線と負極線との間の電位差が、昇圧コンバータ２２の出力電圧である上記昇圧指令電圧ＶＨとなる。

ＭＧ１用インバータ２３は、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためのインバータ回路である。

ＭＧ１用インバータ２３は、ｐ側スイッチング素子Ｑ３及びｎ側スイッチング素子Ｑ４を含むＵ相アーム（符号省略）、ｐ側スイッチング素子Ｑ５及びｎ側スイッチング素子Ｑ６を含むＶ相アーム（符号省略）及びｐ側スイッチング素子Ｑ７及びｎ側スイッチング素子Ｑ８を含むＷ相アーム（符号省略）を備えた電力変換器である。インバータ２３の夫々のアームは、上記正極線と上記負極線との間に並列に接続されている。

尚、スイッチング素子Ｑ３乃至Ｑ８には、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２と同様、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流す整流用ダイオードＤ３乃至Ｄ８が夫々接続されている。また、ＭＧ１用インバータ２３における各相アームのｐ側スイッチング素子とｎ側スイッチング素子との中間点は、夫々モータジェネレータＭＧ１の各相コイルに接続されている。

ＭＧ２用インバータ２４は、モータジェネレータＭＧ２を駆動するためのインバータ回路である。

ＭＧ２用インバータ２４は、ＭＧ１用インバータ２３と同様の構成を有しており、スイッチング素子として、ｕ相、ｖ相及びｗ相の各相について、ｐ側スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１５及びＱ１７を、またｎ側スイッチング素子Ｑ１４、Ｑ１６及びＱ１８を夫々備える。整流用のダイオードについても同様である。

また、図３に示されるように、空調装置７００の空調用インバータ７１０は、バッテリ３０と電気的に接続されている。空調用インバータ７１０は、本発明に係る「インバータ」の一例であり、上記モータジェネレータ用のインバータと同様、ｐ側スイッチング素子Ｑ２３及びｎ側スイッチング素子Ｑ２４を含むＵ相アーム（符号省略）、ｐ側スイッチング素子Ｑ２５及びｎ側スイッチング素子Ｑ２６を含むＶ相アーム（符号省略）及びｐ側スイッチング素子Ｑ２７及びｎ側スイッチング素子Ｑ２８を含むＷ相アーム（符号省略）を備えた電力変換器である。インバータ２３の夫々のアームは、上記正極線と上記負極線との間に並列に接続されている。

また、スイッチング素子Ｑ２３乃至Ｑ２８には、スイッチング素子Ｄ３乃至Ｄ８と同様、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流す整流用ダイオードＤ２３乃至Ｄ２８が夫々接続されている。また、空調用インバータ７１０における各相アームのｐ側スイッチング素子とｎ側スイッチング素子との中間点は、夫々モータＭの各相コイルに接続されている。

モータＭは、空調用インバータ７１０により駆動される三相交流モータである。モータＭは、空調装置７００の不図示の電動コンプレッサを駆動する動力源である。この電動コンプレッサは、例えば、空調装置７００が冷房装置として動作する場合に、モータＭの動力により冷媒を圧縮し吐出することができる。

尚、空調装置７００において、モータＭ及びその周辺部並びにこれらの電気的配線部分を含む、空調用インバータ７１０を介して交流電力が供給される部分は、本発明に係る「交流駆動部」の一例である。

図３において、上記負極線には、空調装置７００の交流駆動部の絶縁抵抗値ｒｓを検出するための絶縁抵抗検出器４０が接続されている。

ここで、図４を参照し、絶縁抵抗検出器４０について説明する。ここに、図４は、絶縁抵抗検出器４０の概念図である。

図４において、絶縁抵抗検出器４０の動作を説明するため、絶縁抵抗検出器４０が、高圧簡易モデルに接続された状態が示される。高圧簡易モデルは、絶縁抵抗Ｒｓ及びコモンモードコンデンサＣｓから構成された、空調装置７００の交流駆動部の等価回路モデルである。交流駆動部の絶縁抵抗値ｒｓは、この絶縁抵抗Ｒｓの抵抗値として扱われる。

図４において、絶縁抵抗検出器４０は、出力電圧Ｖ０を有する発振器４１、検出抵抗Ｒｄ、カップリングコンデンサＣｄ及び電圧センサ４４から構成される。

空調用インバータ７１０に所定以上の高電圧（即ち、バッテリ３０の電源電圧Ｖｂ）が印加される、空調装置７００の稼動期間においては、交流駆動部の絶縁抵抗値ｒｓに応じて、電圧センサ４４の出力電圧値Ｖｄが変化する。従って、出力電圧値Ｖｄに基づいて、空調装置７００の電気的絶縁状態を診断することができる。

ここで、図５を参照し、空調装置７００の電気的絶縁状態の診断原理について説明する。ここに、図５は、絶縁抵抗値ｒｓと出力電圧値Ｖｄとの関係を表す図である
図５において、縦軸には、発振器４１の出力電圧Ｖ０に対する電圧センサ４４の出力電圧値Ｖｄの比率である出力電圧比（即ち、Ｖｄ／Ｖ０×１００、単位は％）が表される。横軸には、空調装置７００の交流駆動部の絶縁抵抗値ｒｓが示される。

図示の通り、空調装置７００の交流駆動部の絶縁抵抗値ｒｓが低下すると、出力電圧比もまた低下する。従って、絶縁抵抗値ｒｓについて、実験的に、経験的に、又は理論的に閾値を定め、出力電圧比が、当該閾値に対応する出力電圧比未満に低下した場合に、空調装置７００の交流駆動部の電気的絶縁性が不十分であるとの診断を下すことができる。例えば、交流駆動部の絶縁抵抗値として４００ｋΩ以上が必要であれば、当該出力電圧比が８０％未満である場合に、交流駆動部の電気的絶縁性が不十分であるとの診断を下すことができる。後述する絶縁診断処理においては、係る診断原理が利用される。

＜実施形態の動作＞
＜空調用インバータ７１０の制御＞
空調用インバータ７１０の制御には周知のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御が用いられる。ＰＷＭ制御には、二相変調方式のＰＷＭ制御（以下、適宜「二相変調制御」とする）と三相変調方式のＰＷＭ制御（以下、適宜「三相変調制御」とする）とがあり、本実施形態に係るＥＣＵ１００は、いずれの変調制御も実行可能に構成されている。

但し、本実施形態において、空調用インバータ７１０の制御には、基本的に二相変調制御が使用される。二相変調制御は、空調用インバータ７１０が有する三相のうち一相のスイッチング状態が固定されるため、三相変調制御と較べて電力消費を節減することができる。特に、空調装置７００のように車載型の空調装置においては、電力消費の節減がエンジン２００の燃料消費率の向上に繋がるため、二相変調制御が選択される意義が大きい。

一方、空調装置７００の交流駆動部の電気的絶縁性が低下した状態において空調用インバータ７１０を二相変調制御で駆動すると、電気的絶縁性が低下した相の上アーム（即ち、Ｑ２３、Ｑ２５若しくはＱ２７）又は下アーム（即ち、Ｑ２４、Ｑ２６若しくはＱ２８）の、電気角３６０°中のオン時間が「ｆｃ−ｆｍ×Ｎ」の絶対値に相当する周波数ｆｖで変動する。尚、上記において、ｆｃは空調用インバータ７１０のキャリア周波数、ｆｍは変調周波数、Ｎは高調波次数である。

このため、絶縁抵抗検出器４０のコモン電圧（直流部とグランドとの間の電圧）もまた、上記周波数ｆｖで変動する。ここで、この周波数ｆｖが、絶縁抵抗検出器４０の発振器４１の発振周波数（例えば、２．５Ｈｚ）に近付くと、電圧センサ４４の出力電圧値Ｖｄとノイズとの切り分けが出来なくなり、絶縁抵抗値の推定精度が低下する。その結果、交流駆動部の電気的絶縁性の診断に係る診断精度が低下してしまう。本実施形態に係る絶縁診断処理では、このような問題点が解消される。

次に、図６を参照し、本実施形態の動作として絶縁診断処理について説明する。ここに、図６は、絶縁診断処理のフローチャートである。

図６において、空調用インバータ７１０に高電圧が印加されているか否かが判定される（ステップＳ１０１）。この高電圧とは、バッテリ３０の電源電圧Ｖｂである。

尚、図３では、バッテリ３０と空調用インバータ７１０との間にはＳＭＲ２１が介在するだけであるから、ＳＭＲ２１が通電状態にあれば、空調用インバータ７１０に電源電圧Ｖｂが印加される。一方、バッテリ３０と空調用インバータ７１０との間には、例えば、ユーザ側の操作（例えば、空調装置のオン操作）と連動する別個のスイッチング素子が介装されてもよく、この場合には、係るスイッチング素子が通電状態にある場合に、空調用インバータ７１０に高電圧が印加されているとの判定がなされてもよい。他方、バッテリ３０と空調用インバータ７１０との間には、バッテリ３０の電源電圧Ｖｂを昇圧する昇圧コンバータが介装されていてもよく、この場合には、係る昇圧コンバータが稼働している場合に、空調用インバータ７１０に高電圧が印加されているとの判定がなされてもよい。

空調用インバータ７１０に高電圧が印加されていない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、空調装置７００の交流駆動部の電気的絶縁性に係る診断（以下、適宜「絶縁診断」とする）を行うことはできないので、絶縁診断処理は終了する。

一方、空調用インバータ７１０に高電圧が印加されている場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、絶縁診断が未完了であるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。交流駆動部の絶縁診断が既に完了している場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、絶縁診断処理は終了する。

尚、交流駆動部の絶縁診断は、所定周期で行われるのが望ましい。従って、例えば、制御フラグ等を利用し、絶縁診断終了時に制御フラグをオンとし、所定時間経過後に制御フラグをオフとしてもよい。この場合、ステップＳ１０２に係る判定処理では、この制御フラグが参照され、制御フラグがオンであれば絶縁診断が完了しているとの判定が下され、制御フラグがオフであれば絶縁診断がオフであれば絶縁診断が未完了であるとの判定が下されてもよい。

交流駆動部の絶縁診断が未完了である場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、空調用インバータ７１０の制御に用いられている二相変調制御を三相変調制御に切り替えることが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

三相変調制御への切り替えの可否は、例えば、空調装置７００の負荷状態に基づいて判定される。例えば、空調装置７００の稼働初期では、空調装置７００は比較的負荷が高い状態にあることが多く、スイッチング頻度が高くなり空調用インバータ７１０の温度上昇を招き得る三相変調制御への切り替えは、空調装置７００の動作に影響を与え得る。とりわけ、空調装置７００が冷房動作を行っている場合には、空調用インバータ７１０の温度上昇は冷却性能の低下に繋がり得る。例えばこのような場合には、三相変調制御への切り替えが許可されない。三相変調制御への切り替えが許可されない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、処理はステップＳ１０３で待機状態とされる。

一方、三相変調制御への切り替えが許可される場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、二相変調制御が強制的に三相変調制御に切り替えられる（ステップＳ１０４）。三相変調制御への切り替えが行われると、先述した診断原理に従って、絶縁診断が行われる（ステップＳ１０５）。

絶縁診断が行われると、交流駆動部の電気的絶縁性が低下していないか否かが判定される（ステップＳ１０６）。電気的絶縁性の低下が生じていない場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、絶縁診断が完了した旨の判定が下され（ステップＳ１０７）、三相変調制御が二相変調制御に切り替えられる（ステップＳ１０９）。即ち、空調用インバータ７１０の駆動制御が二相変調制御に復帰する。尚、ステップＳ１０７に係る絶縁診断完了判定は、例えば、上述した制御フラグをオンにする動作であってもよい。

ステップＳ１０６において、電気的絶縁性の低下が生じているとの診断が下された場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、絶縁低下部位の特定が行われると共に、絶縁低下部位の特定が完了したか否かが判定される（ステップＳ１０８）。絶縁低下部位の特定が完了していない間は（ステップＳ１０８：ＮＯ）、処理はステップＳ１０８で待機状態とされ、絶縁低下部位の特定が完了すると（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０９に移行され、三相変調制御が二相変調制御に切り替えられる。絶縁診断処理はこのように行われる。

尚、絶縁低下部位の特定は、例えば、空調用インバータ７１０のゲートの通電状態を、通電→遮断→通電と切り替えた場合の電圧センサ４４の出力電圧値Ｖｄの変化等に基づいて行われる。但し、これは一例であり、絶縁低下部位の特定には、公知の各種手法を適用可能である。

以上説明したように、本実施形態に係る絶縁診断処理によれば、空調装置７００の交流駆動部の絶縁診断時に、空調用インバータ７１０の駆動態様が二相変調制御から三相変調制御に強制的に切り替えられる。このため、上述した二相変調制御実行時における、絶縁診断に係る診断精度の低下を回避することができ、交流駆動部の絶縁診断を高精度に行うことができる。一方、二相変調制御から三相変調制御への切り替えは、絶縁診断時に限定される（無論、絶縁診断時のみに限定されずともよく、他の要件から三相変調制御が適用されても本発明の概念を逸脱しない）ため、三相変調制御によるスイッチング損失の増加がハイブリッド車両１の燃料消費率の悪化に繋がることもない。即ち、本実施形態によれば、空調装置の電力消費を抑制しつつ交流駆動部の電気的絶縁性を精度良く診断することができるのである。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うインバータの制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明は、空調装置の交流駆動部の絶縁診断に適用可能である。

１…ハイブリッド車両、１０…ハイブリッド駆動装置、２０…ＰＣＵ、３０…バッテリ、４０…絶縁抵抗検出器、ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…動力分割機構、４００…入力軸、５００…駆動軸、６００…減速機構。

Claims (1)

1. 直流電源と、
   該直流電源に接続されるインバータ及び該インバータに接続される交流駆動部を有する空調装置と、
   前記直流電源に接続され、前記交流駆動部の絶縁抵抗に応じた信号を出力する検出手段と
   を備えた空調システムにおいて前記インバータを制御する装置であって、
   前記検出手段の出力信号に基づいて前記交流駆動部の電気的絶縁状態を診断する診断手段と、
   前記空調装置の稼動期間において前記インバータを二相変調制御により駆動すると共に、前記空調装置の稼動期間において前記交流駆動部の電気的絶縁状態が診断される場合に、前記二相変調制御を三相変調制御に切り替えることが可能か否かを判定し、前記二相変調制御を前記三相変調制御に切り替えることが可能であると判定された場合に、診断を開始する前に前記二相変調制御を前記三相変調制御に切り替える制御手段と
   を具備することを特徴とするインバータの制御装置。

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