JP3879528B2 - 電圧変換装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータによって発電された電力を変換して直流電源を充電する電圧変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流に変換し、その変換した交流によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車は、図１０に示すモータ駆動装置を搭載することが考えられている。図１０を参照して、モータ駆動装置４００は、直流電源Ｂと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣと、双方向電圧コンバータ４１０と、インバータ４２０とを備える。双方向電圧コンバータ４１０は、リアクトルＬと、ＮＰＮトランジスタＱ１０，Ｑ１１と、ダイオードＤ１０，Ｄ１１とを含む。リアクトルＬの一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタＱ１０とＮＰＮトランジスタＱ１１との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１０のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ１１のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１０，Ｑ１１は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１０のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ１１のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１０，Ｑ１１のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１０，Ｄ１１が配置されている。
【０００５】
直流電源Ｂは、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２がオンされるとコンデンサＣに直流電圧を供給する。コンデンサＣは、直流電源Ｂからの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を双方向電圧コンバータ４１０に供給する。双方向電圧コンバータ４１０は、制御装置（図示せず）からの制御によりＮＰＮトランジスタＱ１１がオンされる期間に応じてコンデンサＣからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧をインバータ４２０へ供給する。また、双方向電圧コンバータ４１０は、モータＭの回生発電時、制御装置からの制御によってインバータ４２０により変換された直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電する。
【０００６】
インバータ４２０は、双方向電圧コンバータ４１０からの直流電圧を平滑コンデンサ（図示せず）を介して受け、制御装置（図示せず）からの制御によって直流電圧を交流電圧に変換してモータＭを駆動する。また、インバータ４２０は、モータＭの回生発電時、モータＭから交流電圧を受け、制御装置からの制御によって交流電圧を直流電圧に変換して双方向電圧コンバータ４１０に供給する。モータＭは、インバータ４２０により駆動され、所定のトルクを発生する。また、モータＭは、回生時、発電機として機能し、発電した交流電圧をインバータ４２０へ供給する。
【０００７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４３０は、自動車に搭載される補機系に用いるためのＤＣ／ＤＣコンバータであり、直流電源Ｂからの直流電圧を降圧し、その降圧した直流電圧をハイブリッド自動車または電気自動車に搭載されたエアコン（図示せず）を駆動するインバータ（図示せず）に供給する。
【０００８】
モータ駆動装置４００においては、直流電源Ｂは、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２がオンされると直流電圧をコンデンサＣに供給し、コンデンサＣは直流電圧を平滑化して双方向電圧コンバータ４１０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４３０に供給する。双方向電圧コンバータ４１０は、ＮＰＮトランジスタＱ１１がオンされている期間に応じて直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を平滑コンデンサ（図示せず）を介してインバータ４２０へ供給する。インバータ４２０は、直流電圧を交流電圧に変換してモータＭを駆動する。そして、モータＭは、所定のトルクを発生する。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３０は、コンデンサＣからの直流電圧を降圧してエアコンを駆動するインバータに供給する。
【０００９】
ハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータＭは交流電圧を発電してインバータ４２０に供給する。インバータ４２０は、モータからの交流電圧を直流電圧に変換して双方向電圧コンバータ４１０に供給する。双方向電圧コンバータ４１０は、インバータ４２０から受けた直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電する。このように、モータ駆動装置４００においては、直流電源Ｂからの直流電圧を昇圧してモータＭを駆動するとともに、回生制動時、モータＭが発電した電圧により直流電源Ｂを充電する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のモータ駆動装置４００においては、回生発電時に、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２の誤動作または断線により直流電源Ｂが切り離された場合、双方向電圧コンバータ４１０の直流電源側における電圧Ｖｂが上昇し、直流負荷としてのＤＣ／ＤＣコンバータ４３０に過電圧が印加されるという問題がある。
【００１１】
この過電圧に耐え得るように直流負荷系の耐圧を高くしようとすれば、耐圧の高い部品を使用しなければならず、全体として低コスト化を実現することができない。したがって、回生発電時に、直流電源が何らかの原因により切り離された場合にも直流負荷系に過電圧が印加されないようにする必要がある。
【００１２】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、回生発電時に、直流電源が切り離された場合にも直流負荷系に過電圧が印加されるのを防止する電圧変換装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、電圧変換装置は、交流発電装置からの交流電圧を直流電圧へ変換するためのインバータと、インバータにより変換された直流電圧を、直流電源を充電する直流電圧へさらに変換するためのコンバータと、直流電源およびコンバータの間にコンバータと並列に接続された電気部品と、直流電源とコンバータとの間の電気系統に過電圧が発生するような不具合が検出されたときに、コンバータから直流電源側への電力供給を遮断するように、コンバータの動作を停止する制御装置とを備える。
【００１４】
好ましくは、電圧変換装置は、電気部品に印加される電圧を検出する電圧検出器をさらに備え、制御装置は、電圧検出器により検出された電圧が所定値以上に達したときコンバータの動作を停止する。
【００１５】
好ましくは、電圧変換装置は、直流電源から出力される電圧を検出する電圧検出器をさらに備え、制御装置は、電圧検出器により検出された電圧が所定値以上に達したときコンバータの動作を停止する。
【００１６】
より好ましくは、交流発電装置は、少なくとも１つの交流発電機から成る。
さらに好ましくは、インバータは、少なくとも１つの交流発電機の各々に対応して設けられ、各インバータは、対応する交流発電機からの交流電圧を直流電圧に変換してコンバータへ供給する。
【００１７】
好ましくは、電圧変換装置は、直流電源から出力される電圧を検出する第１の電圧検出器と、直流電源からコンバータへ直流電圧を供給する場合におけるコンバータの入力側の直流電圧を検出する第２の電圧検出器とをさらに備え、制御装置は、第１の電圧検出器により検出された第１の電圧が第２の電圧検出器により検出された第２の電圧と異なるときコンバータの動作を停止する。
【００１８】
より好ましくは、交流発電装置は、１つの交流発電機から成る。
さらに好ましくは、電圧変換装置は、インバータおよびコンバータの間に、インバータおよびコンバータに対して並列に接続されたコンデンサをさらに備える。
【００１９】
より好ましくは、交流発電装置は、複数の交流発電機から成る。
さらに好ましくは、制御装置は、さらに、複数の交流発電機の間で電気エネルギーの収支が合うように複数の交流発電機に対応する複数の駆動装置を制御し、直流電源側から供給される電力により電気部品により構成された直流負荷を駆動するように直流負荷の電気系統を制御する。
【００２０】
さらに好ましくは、インバータは、複数の交流発電機の各々に対応して設けられ、各インバータは、対応する交流発電機からの交流電圧を直流電圧に変換してコンバータへ供給する。
【００２１】
好ましくは、交流発電装置は、車両に搭載されて該車両の駆動力を発生し、かつ、回生制動時に発電するように構成された駆動用モータである。
【００２２】
さらに好ましくは、電気部品は、車載補機類を構成する。
さらに好ましくは、電気部品は、直流電源からの直流電圧を電圧変換し、その変換した直流電圧を車載の低電圧系の電気負荷に供給するもう１つのコンバータを構成する。
【００２３】
したがって、この発明によれば、直流電源とコンバータとの間の電気系統に不具合が生じた場合、この電気系統の電気部品に過電圧が印加されるのを防止できる。その結果、この発明による電圧変換装置を搭載したハイブリッド自動車または電気自動車において、上記電気系統の電気部品を耐圧が相対的に低い低コストな部品によって構成でき、ハイブリッド自動車または電気自動車の低コスト化を図ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２５】
［実施の形態１］
図１を参照して、この発明の実施の形態１による電圧変換装置を備えたモータ駆動装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサー１０，１１，１３，１８と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、昇圧コンバータ１２と、インバータ１４と、電流センサー２４と、制御装置３０とを備える。なお、モータ駆動装置１００は、１つのモータＭ１を駆動する装置である。そして、モータＭ１は、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。あるいは、このモータはエンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、例えば、エンジン始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。
【００２６】
昇圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２が配置されている。
【００２７】
インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とから成る。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースとの間に並列に設けられる。
【００２８】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００２９】
各相アームの中間点は、モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００３０】
直流電源Ｂは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。直流電源Ｂは、たとえば、２００〜３００Ｖの範囲の直流電圧を出力する。電圧センサー１０は、直流電源Ｂから出力される電圧Ｖ１を検出し、その検出した電圧Ｖ１を制御装置３０へ出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによりオンされる。コンデンサＣ１は、直流電源Ｂから供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を昇圧インバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１９へ供給する。電圧センサー１１は、昇圧コンバータ１２の入力側の電圧Ｖ２を検出し、その検出した電圧Ｖ２を制御装置３０へ出力する。
【００３１】
昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＵを受けると、信号ＰＷＵによってＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間に応じて直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２に供給する。この場合、ＮＰＮトランジスタＱ１は、信号ＰＷＵによってオフされている。また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＤを受けると、コンデンサＣ２を介してインバータ１４から供給された直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電する。さらに、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＳＴＰを受けると動作を停止する。
【００３２】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１４へ供給する。電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、インバータ１４への入力電圧ＩＶＶを検出し、その検出した入力電圧ＩＶＶを制御装置３０へ出力する。
【００３３】
インバータ１４は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータＭ１を駆動する。これにより、モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ１４は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車または電気自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセスペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００３４】
電圧センサー１８は、直流電源ＢからＤＣ／ＤＣコンバータ１９に印加される電圧Ｖｆを検出し、その検出した電圧Ｖｆを制御装置３０へ出力する。
【００３５】
電流センサー２４は、モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置３０へ出力する。
【００３６】
制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から入力されたトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮ、電圧センサー１０からの電圧Ｖ１、電圧センサー１３からの入力電圧ＩＶＶ、および電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＵとインバータ１４を駆動するための信号ＰＷＭＩとを生成し、その生成した信号ＰＷＵおよび信号ＰＷＭＩをそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。
【００３７】
また、制御装置３０は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号を外部のＥＣＵから受けると、モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣを生成してインバータ１４へ出力する。この場合、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ４，Ｑ６，Ｑ８は信号ＰＷＭＣによってスイッチング制御される。すなわち、モータＭ１のＵ相で発電されるときＮＰＮトランジスタＱ６，Ｑ８がオンされ、Ｖ相で発電されるときＮＰＮトランジスタＱ４，Ｑ８がオンされ、Ｗ相で発電されるときＮＰＮトランジスタＱ４，Ｑ６がオンされる。これにより、インバータ１４は、モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００３８】
さらに、制御装置３０は、電圧センサー１１からの電圧Ｖ２（または電圧センサー１８からの電圧Ｖｆ）を受け、その受けた電圧Ｖ２（または電圧Ｖｆ）が所定値よりも高いか否かを判定する。そして、制御装置３０は、電圧Ｖ２（または電圧Ｖｆ）が所定値よりも高いと判定したとき昇圧コンバータ１２の入力側に過電圧が印加されていると判定し、昇圧コンバータ１２を停止するための信号ＳＴＰを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。この場合、制御装置３０は、電圧センサー１０から受けた電圧Ｖ１と電圧センサー１１から受けた電圧Ｖ２とが一致するか否かを判定し、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２とが不一致であるとき信号ＳＴＰを生成して昇圧コンバータ１２へ出力するようにしてもよい。電圧Ｖ１が電圧Ｖ２に不一致であるとき、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２の誤動作または断線により直流電源Ｂが切り離されたことを意味する。
【００３９】
したがって、この実施の形態１においては、昇圧コンバータ１２の入力側に印加される電圧Ｖ２（または電圧Ｖｆ）が過電圧になった場合、または直流電源Ｂが何らかの原因により切り離された場合、昇圧コンバータ１２を停止させることを特徴とする。
【００４０】
さらに、制御装置３０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオンするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００４１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１９は、直流電源Ｂからの直流電圧を降圧してインバータ２０へ供給する。インバータ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９からの直流電圧を交流電圧に変換してエアコン用モータ２１を駆動する。エアコン用モータ２１は、エアコンのコンプレッサを駆動する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９、インバータ２０、およびエアコン用モータ２１は、ハイブリッド自動車または電気自動車に搭載される補機を構成する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９は、補機に設けられた直流負荷を構成する。
【００４２】
モータ駆動装置１００においては、コンデンサＣ２は、最大５００Ｖ程度で駆動されるため、昇圧コンバータ１２の出力側であるコンデンサＣ２およびインバータ１４の電気系統は、７５０〜９００Ｖの範囲に耐圧を有する部品により構成される。
【００４３】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９、インバータ２０およびエアコン用モータ２１の補機系は、４００Ｖ程度の部品により構成される。
【００４４】
図２は、制御装置３０の機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置３０は、モータトルク制御手段３０１と、電圧変換制御手段３０２とを含む。モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ、直流電源Ｂの出力電圧Ｖ１、モータ電流ＭＣＲＴ、モータ回転数ＭＲＮおよびインバータ入力電圧ＩＶＶに基づいて、モータＭ１の駆動時、後述する方法により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＵと、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするための信号ＰＷＭＩとを生成し、その生成した信号ＰＷＵおよび信号ＰＷＭＩをそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。
【００４５】
電圧変換制御手段３０２は、電圧センサー１１からの電圧Ｖ２（または電圧センサー１８からの電圧Ｖｆ）を受け、電圧Ｖ２（または電圧Ｖｆ）が所定値よりも高いとき昇圧コンバータ１２を停止するための信号ＳＴＰを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。また、電圧変換制御手段３０２は、さらに、電圧センサー１０からの電圧Ｖ１を受け、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２と異なるとき信号ＳＴＰを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。さらに、電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、インバータ１４から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。このように、昇圧コンバータ１２は、直流電圧を降圧するための信号ＰＷＤにより電圧を降下させることもできるので、双方向コンバータの機能を有するものである。さらに、電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣを生成してインバータ１４へ出力する。
【００４６】
図３は、モータトルク制御手段３０１の機能ブロック図である。図３を参照して、モータトルク制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部４０と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２と、インバータ入力電圧指令演算部５０と、コンバータ用デューティー比演算部５２と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４とを含む。
【００４７】
モータ制御用相電圧演算部４０は、インバータ１４への入力電圧ＩＶＶを電圧センサー１３から受け、モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを電流センサー２４から受け、トルク指令値ＴＲを外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ供給する。
【００４８】
これにより、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、モータＭ１が指令されたトルクを出すようにモータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲに応じたモータトルクが出力される。
【００４９】
一方、インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）を演算し、その演算した最適値をコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。コンバータ用デューティー比演算部５２は、インバータ入力電圧指令演算部５０からのインバータ入力電圧の最適値と、電圧センサー１３からのインバータ入力電圧ＩＶＶと、電圧センサー１０からの電圧Ｖ１とに基づいて、電圧センサー１３からのインバータ入力電圧ＩＶＶを、インバータ入力電圧指令演算部５０からのインバータ入力電圧の最適値に設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２からのデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００５０】
なお、昇圧コンバータ１２の下側のＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬ１における電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上側のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインの電圧が下がる。そこで、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインの電圧を直流電源Ｂの出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。
【００５１】
このようにして、制御装置３０のモータトルク制御手段３０１は、外部のＥＣＵから入力されたトルク指令値ＴＲのトルクをモータＭ１が発生するように昇圧コンバータ１２およびインバータ１４を制御する。これにより、モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生する。
【００５２】
図４を参照して、モータ駆動装置１００における動作について説明する。動作が開始されると、電圧センサー１１は、昇圧コンバータ１２の入力電圧Ｖ２を検出し（ステップＳ１）、その検出した電圧Ｖ２を制御装置３０へ出力する。そして、制御装置３０の電圧変換制御手段３０２は、電圧センサー１１からの電圧Ｖ２を受け、その受けた電圧Ｖ２が所定値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ２）。この所定値は、直流電源Ｂが出力する電圧をＶ０とすれば、所定値＝Ｖ０＋αによって決定される。そして、αは、電圧Ｖ０にαを加えることにより直流電源Ｂが出力する可能性のない電圧となるように決定される。つまり、所定値は、直流電源Ｂが出力する可能性のない電圧に設定される。したがって、たとえば、直流電源Ｂから出力される電圧が変動する場合、その変動する電圧の最大値にαを加えることにより所定値が決定される。
【００５３】
ステップＳ２において、電圧Ｖ２が所定値よりも高いと判定されたとき、電圧変換制御手段３０２は、昇圧コンバータ１２を停止するための信号ＳＴＰを生成して昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、信号ＳＴＰによって停止され、昇圧コンバータ１２は停止する（ステップＳ３）。電圧Ｖ２が所定値よりも高いとき、電圧変換制御手段３０２は、昇圧コンバータ１２の入力側に過電圧が印加されていると判定し、昇圧コンバータ１２を停止してコンデンサＣ１およびＤＣ／ＤＣコンバータ１９に耐圧以上の過電圧が印加されるのを防止することにしたものである。
【００５４】
昇圧コンバータ１２が停止されると、直流電源ＢからコンデンサＣ１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１９（直流負荷）に直流電圧が供給される（ステップＳ４）。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９は、供給された直流電圧を降圧してインバータ２０に供給し、インバータ２０は、直流電圧を交流電圧に変換してエアコン用モータ２１を駆動する。
【００５５】
このように、昇圧コンバータ１２の入力側に過電圧が印加されていると判定されたとき、昇圧コンバータ１２の動作を停止して過電圧の原因を除去した上で、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９、インバータ２０およびエアコン用モータ２１から成る補機系の駆動を続行する。そして、一連の動作は終了する（ステップＳ５）。
【００５６】
一方、ステップＳ２において、電圧Ｖ２が所定値以下であるとき、電圧変換制御手段３０２は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動時であるか否かを示す信号ＫＲを外部ＥＣＵから受け、その受けた信号ＫＲに基づいて回生制動時か否かを判定する（ステップＳ６）。そして、電圧変換制御手段３０２は、回生制動時であると判定すると、モータＭ１からの交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣを生成してインバータ１４へ出力し、モータＭ１からの交流電圧を直流電圧に変換するようにインバータ１４を制御する（ステップＳ７）。そうすると、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ４，Ｑ６，Ｑ８は、上述したように信号ＰＷＭＣによってスイッチング制御され、インバータ１４はモータＭ１からの交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００５７】
また、電圧変換制御手段３０２は、信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力し、インバータ１４からの直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電するように昇圧コンバータ１２を制御する（ステップＳ８）。そうすると、昇圧コンバータ１２において、ＮＰＮトランジスタＱ１がオンされ、ＮＰＮトランジスタＱ２がオフされてインバータ１４からの直流電圧が降圧されて直流電源Ｂが充電される（ステップＳ９）。その後、ステップＳ２へ戻る。
【００５８】
ステップＳ６において、回生制動時ではないと判定されると、モータトルク制御手段３０１は、外部ＥＣＵから入力されたトルク指令値ＴＲ、モータ回転数ＭＲＮ、電圧センサー１０からの直流電源Ｂの出力電圧Ｖ１、電圧センサー１３からの入力電圧ＩＶＶ、および電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、上述したように信号ＰＷＵおよび信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＵおよび信号ＰＷＭＩをそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力し、モータＭ１がトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するようにモータＭ１を駆動するインバータ１４を制御する（ステップＳ１０）。そして、その後、ステップＳ２に戻り、上述した各動作が行なわれる。
【００５９】
図４に示すフローチャートにおいては、ステップＳ３，Ｓ４によって示される動作は、昇圧コンバータ１２の入力側に過電圧が印加された場合に、過電圧の原因を除去して補機系を継続して駆動する動作であり、ステップＳ７〜Ｓ９によって示される動作は、回生制動時にモータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換して直流電源Ｂを充電する動作であり、ステップＳ１０によって示される動作は、モータＭ１がトルクを発生する動作である。
【００６０】
また、図４に示すフローチャートにおいて、回生制動時か否かの判定（ステップＳ６）よりも昇圧コンバータ１２の入力側の電圧Ｖ２が所定値よりも高いか否かの判定（ステップＳ２）を先に行なうと説明したが、回生制動時か否かの判定をした後に、電圧Ｖ２が所定値よりも高いか否かの判定をしてもよい。その場合、回生制動時であると判定された場合および回生制動時ではないと判定された場合の両方において電圧Ｖ２が所定値よりも高いか否かが判定される。
【００６１】
モータ駆動装置１００における動作は、図４に示すフローチャートに限らず、図５に示すフローチャートに従って行なわれてもよい。図５に示すフローチャートは、図４に示すフローチャートのステップＳ１，Ｓ２をそれぞれステップＳ２０，Ｓ２１に代えたものであり、その他は図４に示すフローチャートと同じである。
【００６２】
図５を参照して、動作が開始されると、電圧センサー１８は、直流負荷（ＤＣ／ＤＣコンバータ１９）に印加される電圧Ｖｆを検出し（ステップＳ２０）、その検出した電圧Ｖｆを制御装置３０へ出力する。そして、制御装置３０の電圧変換制御手段３０２は、電圧センサー１８からの電圧Ｖｆが所定値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ２１）。電圧Ｖｆが所定値よりも高いと判定されたときステップＳ３へ移行し、電圧Ｖｆが所定値以下であると判定されたときステップＳ６へ移行する。その後の各動作は図４において説明したとおりである。
【００６３】
図５に示すフローチャートにおいて、回生制動時か否かの判定（ステップＳ６）よりも直流負荷に印加される電圧Ｖｆが所定値よりも高いか否かの判定（ステップＳ２１）を先に行なうと説明したが、回生制動時か否かの判定をした後に、電圧Ｖｆが所定値よりも高いか否かの判定をしてもよい。その場合、回生制動時であると判定された場合および回生制動時ではないと判定された場合の両方において電圧Ｖｆが所定値よりも高いか否かが判定される。
【００６４】
図５に示すフローチャートは、直流負荷（ＤＣ／ＤＣコンバータ１９）に印加される電圧Ｖｆが所定値よりも高いとき直流負荷に過電圧が印加されたと判定し、過電圧の原因を除去すべく昇圧コンバータ１２を停止するものである。したがって、ステップＳ２１における所定値は、直流負荷系の耐圧を基準にして上述した方法によって決定される。
【００６５】
さらに、モータ駆動装置１００における動作は、図６に示すフローチャートに従って行なわれてもよい。図６に示すフローチャートは、図４に示すフローチャートのステップＳ１，２をステップＳ３０〜Ｓ３２に代えたものであり、その他は図４に示すフローチャートと同じである。
【００６６】
図６を参照して、動作が開始されると、電圧センサー１０は直流電源Ｂから出力される電圧Ｖ１を検出し（ステップＳ３０）、その検出した電圧Ｖ１を制御装置３０へ出力する。そして、電圧センサー１１は、昇圧コンバータ１２の入力側における電圧Ｖ２を検出し（ステップＳ３１）、その検出した電圧Ｖ２を制御装置３０へ出力する。
【００６７】
そうすると、制御装置３０の電圧変換制御手段３０２は、電圧センサー１０からの電圧Ｖ１が電圧センサー１１からの電圧Ｖ２と一致するか否かを判定する（ステップＳ３２）。電圧Ｖ１が電圧Ｖ２に一致するときステップＳ３へ移行し、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２に不一致であるときステップＳ６へ移行する。その後の各動作は図４において説明したとおりである。
【００６８】
図６に示すフローチャートにおいて、回生制動時か否かの判定（ステップＳ６）よりも電圧Ｖ１が電圧Ｖ２に一致するか否かの判定（ステップＳ３２）を先に行なうと説明したが、回生制動時か否かの判定をした後に、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２に一致するか否かの判定をしてもよい。その場合、回生制動時であると判定された場合および回生制動時ではないと判定された場合の両方において電圧Ｖ１が電圧Ｖ２に一致するか否かが判定される。
【００６９】
図６に示すフローチャートは、直流電源Ｂから出力される電圧Ｖ１が昇圧コンバータ１２の入力側における電圧Ｖ２に一致するか否かを判定し、両電圧が不一致であるとき昇圧コンバータ１２を停止するものである。電圧Ｖ１が電圧Ｖ２に不一致であることは、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２の誤動作または断線により直流電源ＢがコンデンサＣ１、昇圧コンバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１９と切り離されたことを意味するので、直流電源Ｂが切り離された状態で回生制動を行なうと昇圧コンバータ１２の入力側に過電圧が印加されるので、これを防止するために、直流電源Ｂが切り離されたことが検出されると、過電圧の原因を除去すべく昇圧コンバータ１２を停止することにしたものである。なお、この場合、制御装置３０がインバータ１４を特別に制御することはない。
【００７０】
上述したように、この発明においては、電圧変換制御手段３０２は、昇圧コンバータ１２の入力電圧Ｖ２が所定値よりも高いか否か、または直流負荷に印加される電圧Ｖｆが所定値よりも高いか否かにより、昇圧コンバータ１２の低圧側に過電圧が印加されか否かを判定し、過電圧が印加されたと判定したとき昇圧コンバータ１２を停止する。また、この発明においては、電圧変換制御手段３０２は、直流電源Ｂの出力電圧Ｖ１が昇圧コンバータ１２の入力電圧Ｖ２と一致するか否かにより直流電源Ｂが切り離されたか否かを検出し、直流電源Ｂが切り離されたとき昇圧コンバータ１２を停止する。
【００７１】
したがって、この発明においては、昇圧コンバータ１２の入力側に過電圧が印加されたとき、または直流電源Ｂが切り離されたとき、昇圧コンバータ１２の入力側に不具合が生じたとき昇圧コンバータ１２を停止することを特徴とする。すなわち、昇圧コンバータ１２の入力側に過電圧が印加されること、または直流電源Ｂが切り離されることは、直流電源と電圧変換器（昇圧コンバータ１２）との間の電気系統に不具合が生じることに相当し、昇圧コンバータ１２を停止することは、直流負荷の電気系統を保護するように電圧変換装置（昇圧コンバータ１２）を制御することに相当する。
【００７２】
また、この発明においては、モータが１個の場合に、直流電源と電圧変換器（昇圧コンバータ１２）との間の電気系統に不具合が生じたとき昇圧コンバータ１２を停止することを特徴とする。
【００７３】
電圧センサー１１からの電圧Ｖ２を用いて昇圧コンバータ１２の入力側における過電圧を検出するとき、電圧センサー１１、昇圧コンバータ１２、インバータ１４および電圧変換制御手段３０２は「電圧変換装置」を構成する。
【００７４】
また、電圧センサー１８からの電圧Ｖｆを用いて直流負荷における過電圧を検出するとき、昇圧コンバータ１２、インバータ１４、電圧センサー１８および電圧変換制御手段３０２は「電圧変換装置」を構成する。
【００７５】
さらに、電圧センサー１０からの電圧Ｖ１および電圧センサー１１からの電圧Ｖ２を用いて直流電源Ｂの切り離しを検出するとき、電圧センサー１０，１１、昇圧コンバータ１２、インバータ１４および電圧変換制御手段３０２は「電圧変換装置」を構成する。
【００７６】
上記においては、電圧センサー１０からの電圧Ｖ１が電圧センサー１１からの電圧Ｖ２に不一致であるとき直流電源Ｂが切り離されたことを検出すると説明したが、この発明においては電圧変換装置の外部に設けられたＥＣＵによって直流電源Ｂの切り離しを検出してもよい。この場合、制御装置３０は、直流電源Ｂの切り離しを検出した検出信号を外部ＥＣＵから受け、その検出信号に応じて昇圧コンバータ１２を停止する信号ＳＴＰを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００７７】
また、上記においては、モータＭ１により発電すると説明したが、この発明によれば、一般的には交流発電機であればよい。
【００７８】
さらに、上記においては、直流電源Ｂに接続される直流負荷の電気系統は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９、インバータ２０およびエアコン用モータ２１から成るとして説明したが、この発明においては、一般的にはハイブリッド自動車または電気自動車に搭載される補機類であればよい。
【００７９】
実施の形態１によれば、電圧変換装置は、直流電源と昇圧コンバータとの間の電気系統で不具合が生じた場合、動作を停止するように昇圧コンバータを制御する電圧変換制御手段を備えるので、昇圧コンバータの入力側に過電圧が印加されるのを防止できる。
【００８０】
［実施の形態２］
図７を参照して、実施の形態２による電圧変換装置を備えるモータ駆動装置２００は、直流電源Ｂと、電圧センサー１０，１１，１３，１８と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、昇圧コンバータ１２と、インバータ１４，３１と、電流センサー２４，２８と、制御装置３００とを備える。なお、モータ駆動装置２００は、２個のモータＭ１，Ｍ２を駆動する装置である。そして、モータＭ１，Ｍ２のうち、一方のモータＭ１はハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するモータであり、他方のモータＭ２は、ハイブリッド自動車の場合、発電機または補機系のモータ等であり、電気自動車の場合、補機系のモータ等である。
【００８１】
直流電源Ｂ、電圧センサー１０，１１，１３，１８、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２、コンデンサＣ１，Ｃ２、昇圧コンバータ１２、インバータ１４および電流センサー２４については、実施の形態１において説明したとおりである。なお、コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧をノードＮ１，Ｎ２を介して受け、その受けた直流電圧を平滑化してインバータ１４のみならずインバータ３１にも供給する。また、電流センサー２４は、モータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３００へ出力する。さらに、インバータ１４は、制御装置３００からの信号ＰＷＭＩ１に基づいてコンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換してモータＭ１を駆動し、信号ＰＷＭＣ１に基づいてモータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。
【００８２】
インバータ３１は、インバータ１４と同じ構成から成る。そして、インバータ３１は、制御装置３００からの信号ＰＷＭＩ２に基づいて、コンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換してモータＭ２を駆動し、信号ＰＷＭＣ２に基づいてモータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。電流センサー２８は、モータＭ２の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３００へ出力する。
【００８３】
制御装置３００は、直流電源Ｂからの出力電圧Ｖ１を電圧センサー１０から受け、昇圧コンバータ１２の入力側の電圧Ｖ２を電圧センサー１１から受け、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２をそれぞれ電流センサー２４，２８から受け、インバータ１４，３１への入力電圧ＩＶＶを電圧センサー１３から受け、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を外部ＥＣＵから受ける。そして、制御装置３００は、電圧Ｖ１、入力電圧ＩＶＶ、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法によりインバータ１４がモータＭ１を駆動するときにインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４へ出力する。また、制御装置３００は、電圧Ｖ１、入力電圧ＩＶＶ、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法によりインバータ３１がモータＭ２を駆動するときにインバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ３１へ出力する。さらに、制御装置３００は、インバータ１４または３１がモータＭ１またはＭ２を駆動するとき、電圧Ｖ１、入力電圧ＩＶＶ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、上述した方法により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＵを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００８４】
さらに、制御装置３００は、電圧センサー１１からの電圧Ｖ２または電圧センサー１８からの電圧Ｖｆに基づいて上述した方法により昇圧コンバータ１２の入力側に過電圧が印加されたか否かを判定し、過電圧が印加されたとき昇圧コンバータ１２を停止する信号ＳＴＰを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。この場合、制御装置３００は、電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいて、上述した方法により直流電源Ｂが切り離された否かを判定し、直流電源Ｂが切り離されたとき昇圧コンバータ１２を停止するための信号ＳＴＰを生成して昇圧コンバータ１２へ出力してもよい。
【００８５】
さらに、制御装置３００は、回生制動時にモータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ１、またはモータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ１または信号ＰＷＭＣ２をそれぞれインバータ１４またはインバータ３１へ出力する。この場合、制御装置３００は、インバータ１４または３１からの直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電するように昇圧コンバータ１２を制御する信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００８６】
さらに、制御装置３００は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオンするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００８７】
図８は、制御装置３００の機能ブロック図である。制御装置３００は、電圧変換制御手段３０２と、モータトルク制御手段３０３とを含む。電圧変換制御手段３０２は、実施の形態１において説明した機能に加え、昇圧コンバータ１２の入力側における過電圧または直流電源Ｂの切り離しを検出して信号ＳＴＰを生成したとき、その信号ＳＴＰを昇圧コンバータ１２のみならず、モータトルク制御手段３０３へも出力する機能を備える。なお、電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、２つの信号ＰＷＭＣ１，２を生成してそれぞれインバータ１４，３１へ出力する。
【００８８】
モータトルク制御手段３０３は、実施の形態１におけるモータトルク制御手段３０１が備える機能に加え、電圧変換制御手段３０２から信号ＳＴＰを受けると昇圧コンバータ１２の出力側に保持されている電気エネルギーの収支が合うように、すなわち、モータＭ１とモータＭ２との間で収支が合うようにモータＭ１，Ｍ２を駆動するための信号を生成してインバータ１４，３１へ出力する。この場合も、インバータ１４，３１に含まれるＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８はスイッチング制御されるので、モータトルク制御手段３０３は、モータＭ１とモータＭ２との間で収支が合うようにモータＭ１，Ｍ２を駆動するための信号を信号ＰＷＭＩ１，２としてそれぞれインバータ１４，３１へ出力する。そうすると、インバータ１４は信号ＰＷＭＩ１によってモータＭ１を駆動し、インバータ３１は信号ＰＷＭＩ２によってモータＭ２を駆動し、モータＭ１，Ｍ２は相互間で電気エネルギーの収支が合うように駆動される。
【００８９】
次に、モータ駆動装置２００における動作について説明する。モータ駆動装置２００においては、昇圧コンバータ１２の入力側で過電圧が検出されると昇圧コンバータ１２を停止する。したがって、この場合のモータ駆動装置２００における動作は図４または図５に示すフローチャートに従って行なわれる。
【００９０】
モータ駆動装置２００における動作は、図９に示すフローチャートに従って行なわれてもよい。図９に示すフローチャートは、図６に示すフローチャートにステップＳ３３を追加したものであり、その他は図６に示すフローチャートと同じである。
【００９１】
図９を参照して、昇圧コンバータ１２が停止されると（ステップＳ３）、複数のモータ間、すなわち、モータＭ１とモータＭ２との間で電気エネルギーの収支が合うようにモータＭ１，Ｍ２を運転する（ステップＳ３３）。そして、上述したステップＳ４へ移行する。
【００９２】
ステップＳ３３におけるモータＭ１，Ｍ２の運転の態様には各種の態様が考えられるが、代表的な態様としては
（１）昇圧コンバータが停止されたときにコンデンサＣ２に蓄積された電力によりモータＭ１，Ｍ２を運転する、
（２）モータＭ１，Ｍ２のいずれか一方で回生発電を行ない、その発電された電力でコンデンサＣ２を充電して他方のモータを運転する、
が考えられる。
【００９３】
上記（１）の態様では、モータトルク制御手段３０３は、上述した方法にとり信号ＰＷＭＩ１，２を生成してそれぞれインバータ１４，３１へ出力する。そして、インバータ１４は、信号ＰＷＭＩ１に基づいてコンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換してモータＭ１を駆動し、インバータ３１は、信号ＰＷＭＩ２に基づいてコンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換してモータＭ２を駆動する。そして、コンデンサＣ２に蓄積された電力が零になればモータＭ１，Ｍ２の運転は停止する。
【００９４】
上記（２）の態様では、モータトルク制御手段３０３は、上述した方法により信号ＰＷＭＩ１および信号ＰＷＭＣ２、または信号ＰＷＭＣ１および信号ＰＷＭＩ２を生成してインバータ１４，３１へ出力する。そして、モータトルク制御手段３０３が信号ＰＷＭＩ１および信号ＰＷＭＣ２を出力したとき、インバータ３１は、モータＭ２が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ２によって直流電圧に変換してコンデンサＣ２を充電し、インバータ１４は、コンデンサＣ２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１によって交流電圧に変換してモータＭ１を駆動する。
【００９５】
また、モータトルク制御手段３０３が信号ＰＷＭＣ１および信号ＰＷＭＩ２を出力したとき、インバータ１４は、モータＭ１が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１によって直流電圧に変換してコンデンサＣ２を充電し、インバータ３１は、コンデンサＣ２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ２によって交流電圧に変換してモータＭ２を駆動する。
【００９６】
このようにして、直流電源Ｂの切り離しに起因して昇圧コンバータ１２が停止されたとき、モータＭ１，Ｍ２間で電気エネルギーの収支が合うようにモータＭ１，Ｍ２が運転される。
【００９７】
その他については、実施の形態１と同じである。
上記においては、モータが２個の場合について説明したが、この発明においては、モータは３個以上の場合であってもよい。その場合、追加されるモータの数に応じて、モータと、そのモータを駆動するインバータとの組合わせが図７のノードＮ１，Ｎ２に接続される。すなわち、ノードＮ１，Ｎ２に対してモータとインバータとの複数の組合わせが並列に接続される。
【００９８】
実施の形態２においては、２個以上のモータを駆動するモータ駆動装置において、昇圧コンバータの入力側で過電圧が検出されると、実施の形態１と同じように昇圧コンバータを停止することを特徴とする。
【００９９】
また、実施の形態２においては、２個以上のモータを駆動するモータ駆動装置において、直流電源が切り離されたとき、昇圧コンバータを停止するとともに複数のモータ間で電気エネルギーの収支が合うように複数のモータを運転することを特徴とする。
【０１００】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１におけるモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図３】 図２に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図４】 図１に示すモータ駆動装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】 図１に示すモータ駆動装置の動作を説明するための他のフローチャートである。
【図６】 図１に示すモータ駆動装置の動作を説明するためのさらに他のフローチャートである。
【図７】 実施の形態２におけるモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図８】 図７に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図９】 図７に示すモータ駆動装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】 従来のモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１０，１１，１３，１８ 電圧センサー、１２ 昇圧コンバータ、１４，２０，３１，４２０ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、１９，４３０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２１ エアコン用モータ、２４，２８ 電流センサー、３０，３００ 制御装置、４０ モータ制御用相電圧演算部、４２ インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０ インバータ入力電圧指令演算部、５２ コンバータ用デューティー比演算部、５４ コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、１００，２００，４００ モータ駆動装置、３０１，３０３ モータトルク制御手段、３０２ 電圧変換制御手段、４１０ 双方向電圧コンバータ、Ｂ 直流電源、Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｑ１〜Ｑ８，Ｑ１０，Ｑ１１ ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８，Ｄ１０，Ｄ１１ ダイオード、Ｌ，Ｌ１ リアクトル、Ｍ，Ｍ１，Ｍ２ モータ、ＳＲ１，ＳＲ２ システムリレー、Ｎ１，Ｎ２ ノード。

Claims (14)

1. 交流発電装置からの交流電圧を直流電圧へ変換するためのインバータと、
   前記インバータにより変換された直流電圧を、直流電源を充電する直流電圧へさらに変換するためのコンバータと、
   前記直流電源および前記コンバータの間に前記コンバータと並列に接続された電気部品と、
   前記直流電源と前記コンバータとの間の電気系統に過電圧が発生するような不具合が検出されたときに、前記コンバータから前記直流電源側への電力供給を遮断するように、前記コンバータの動作を停止する制御装置とを備える電圧変換装置。
2. 前記電気部品に印加される電圧を検出する電圧検出器をさらに備え、
   前記制御装置は、前記電圧検出器により検出された電圧が所定値以上に達したとき前記コンバータの動作を停止する、請求項１に記載の電圧変換装置。
3. 前記直流電源から出力される電圧を検出する電圧検出器をさらに備え、
   前記制御装置は、前記電圧検出器により検出された電圧が所定値以上に達したとき前記コンバータの動作を停止する、請求項１に記載の電圧変換装置。
4. 前記交流発電装置は、少なくとも１つの交流発電機から成る、請求項２または請求項３に記載の電圧変換装置。
5. 前記インバータは、前記少なくとも１つの交流発電機の各々に対応して設けられ、
   各前記インバータは、対応する交流発電機からの交流電圧を直流電圧に変換して前記コンバータへ供給する、請求項４に記載の電圧変換装置。
6. 前記直流電源から出力される電圧を検出する第１の電圧検出器と、
   前記直流電源から前記コンバータへ直流電圧を供給する場合における前記コンバータの入力側の直流電圧を検出する第２の電圧検出器とをさらに備え、
   前記制御装置は、前記第１の電圧検出器により検出された第１の電圧が前記第２の電圧検出器により検出された第２の電圧と異なるとき前記コンバータの動作を停止する、請求項１に記載の電圧変換装置。
7. 前記交流発電装置は、１つの交流発電機から成る、請求項６に記載の電圧変換装置。
8. 前記インバータおよび前記コンバータの間に、前記インバータおよび前記コンバータに対して並列に接続されたコンデンサをさらに備える、請求項１に記載の電圧変換装置。
9. 前記交流発電装置は、複数の交流発電機から成る、請求項６に記載の電圧変換装置。
10. 前記制御装置は、さらに、前記複数の交流発電機の間で電気エネルギーの収支が合うように前記複数の交流発電機に対応する複数の駆動装置を制御し、前記直流電源側から供給される電力により前記電気部品により構成された直流負荷を駆動するように前記直流負荷の電気系統を制御する、請求項９に記載の電圧変換装置。
11. 前記インバータは、前記複数の交流発電機の各々に対応して設けられ、
    各前記インバータは、対応する交流発電機からの交流電圧を直流電圧に変換して前記コンバータへ供給する、請求項９に記載の電圧変換装置。
12. 前記交流発電装置は、車両に搭載されて該車両の駆動力を発生し、かつ、回生制動時に発電するように構成された駆動用モータである、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の電圧変換装置。
13. 前記電気部品は、車載補機類を構成する、請求項１２に記載の電圧変換装置。
14. 前記電気部品は、前記直流電源からの直流電圧を電圧変換し、その変換した直流電圧を車載の低電圧系の電気負荷に供給するもう１つのコンバータを構成する、請求項１２または請求項１３に記載の電圧変換装置。

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