JP2022116751A - 電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータの制御を複雑化させることなく検出抵抗の故障の有無を判定可能にすること。【解決手段】電動圧縮機は、検出抵抗４０を備える。検出抵抗４０は第１抵抗５０と第２抵抗６０とを備え、第２抵抗６０は第１抵抗５０と直列接続されている。これにより、検出抵抗４０、第１抵抗５０、及び第２抵抗６０に流れる各電流の値は、全電流Ｉ０で一致する。第１抵抗５０又は第２抵抗６０に短絡故障等の故障による各抵抗４０，５０，６０の抵抗値の変化量は、それぞれ異なる。そのため、故障判定部８５は、測定部８４にて測定された各抵抗４０，５０，６０による電圧降下を比較することにより、検出抵抗４０の故障の有無を判定可能となる。したがって、検出抵抗４０の故障の有無が判定可能となる。【選択図】図３

Description

本発明は、電動圧縮機に関する。

電動圧縮機としては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の電動圧縮機は、流体を圧縮する圧縮部と、圧縮部を駆動させる電動モータと、電動モータを駆動させるインバータ回路と、検出抵抗と、検出抵抗に流れる電流を推定する測定部と、を備える。特許文献１に記載の電動圧縮機は、電動モータの出力を制御する際に、測定部の測定結果を用いる。

特開２０１０－１９３６６８号公報

ところで、測定部の測定結果は電動モータの制御に用いられるため、検出抵抗の故障が電動モータの制御に悪影響を及ぼすことがある。そのため、電動モータの制御を複雑化させることなく検出抵抗の故障の有無が判定可能であることが好ましい。

上記課題を解決する電動圧縮機は、流体を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部を駆動させる電動モータと、前記電動モータを駆動させるインバータ回路と、前記インバータ回路に流れる電流を検出するための検出抵抗と、前記検出抵抗による電圧降下を測定する測定部と、を備える電動圧縮機において、前記検出抵抗は、第１抵抗と、前記第１抵抗と直列接続されている第２抵抗と、を備え、前記測定部は、前記第１抵抗による電圧降下と、前記第２抵抗による電圧降下と、を測定可能に構成され、前記測定部にて測定された前記第１抵抗による電圧降下と前記第２抵抗による電圧降下の比較に基づいて前記検出抵抗の故障の有無を判定する故障判定部を備える。

これによれば、インバータ回路に電流は、第１抵抗と第２抵抗とを有する検出抵抗を流れる。各抵抗には、各抵抗に流れる電流と各抵抗の抵抗値にそれぞれ比例する電圧降下が生じる。第２抵抗は第１抵抗と直列接続されているため、検出抵抗、第１抵抗、及び第２抵抗に流れる各電流の値は一致する。そのため、各抵抗による電圧降下は、各抵抗の抵抗値に比例する。第１抵抗又は第２抵抗に短絡等の故障が生じると、故障が生じた抵抗の抵抗値及び検出抵抗の抵抗値が正常な場合から変化する。抵抗値の変化に応じて、各抵抗による電圧降下が変化する。このとき、故障による各抵抗の抵抗値の変化量は、それぞれ異なる。ここで、測定部は、第１抵抗、第２抵抗、及び第１抵抗と第２抵抗を合わせた検出抵抗による電圧降下のうち、少なくとも２つの電圧降下を測定する。上述したように、故障による各抵抗の変化量はそれぞれ異なるため、故障判定部は、測定部の測定したこれらの２つの電圧降下に基づいて、検出抵抗の故障の有無を判定可能となる。なお、検出抵抗による電圧降下は、第１抵抗による電圧降下と第２抵抗による電圧降下とを合わせたものとなるため、検出抵抗による電圧降下と第１抵抗又は第２抵抗による電圧降下との比較も、第１抵抗による電圧降下と第２抵抗による電圧降下の比較の範疇に含まれる。

上記電動圧縮機では、前記第１抵抗は、複数の抵抗が並列接続された第１並列接続体を備え、前記第２抵抗は、複数の抵抗が並列接続された第２並列接続体を備えていてもよい。

所定の電流より大きな電流が抵抗に流れると、抵抗は自己の発熱によって破損するおそれがある。第１抵抗及び第２抵抗に流れる電流は、各並列接続体において分流される。そのため、１つの抵抗に流れる電流が小さくなる。これにより、抵抗の発熱量が低減されるため、より大きな電流を検出抵抗に流すことが可能となる。したがって、検出抵抗が、より大きな電流を検出することができるようになる。

上記電動圧縮機では、前記第１抵抗が備える各前記抵抗の抵抗値は、互いに等しく、前記第２抵抗が備える各前記抵抗の抵抗値は、互いに等しくてもよい。
これによれば、第１抵抗が備える抵抗の種類及び第２抵抗が備える抵抗の種類が削減される。したがって、検出抵抗の構成を簡易にすることができる。

上記電動圧縮機では、前記第２抵抗が備える各前記抵抗の抵抗値は、前記第１抵抗が備える各前記抵抗の抵抗値と等しくてもよい。
これによれば、第１抵抗が備える抵抗と第２抵抗が備える抵抗とに同種の抵抗を用いることで、検出抵抗が備える抵抗の種類を減らし、検出抵抗の構成をより簡易にすることができる。

上記電動圧縮機では、前記第２抵抗が備える前記抵抗の数は、前記第１抵抗が備える前記抵抗の数と等しくてもよい。
これによれば、第１抵抗の構成と第２抵抗の構成を共通化し、検出抵抗の構成をさらに簡易にすることができる。

本発明によれば、電動モータの制御を複雑化させることなく検出抵抗の故障の有無を判定することができる。

電動圧縮機の構成の概略を示す図。 インバータ回路の構成の概略を示す図。 検出抵抗の詳細を示す図。 正常状態及び異常状態における第１抵抗、第２抵抗、及び検出抵抗の抵抗値を示す図。 故障判定方法の一例を示すフローチャート図。

＜構成＞
以下、電動圧縮機の一実施形態について説明する。本実施形態の電動圧縮機は、車両に搭載される車載空調装置に用いられる。

図１に示すように、車両１００は、車載用蓄電装置１１０と、車載用空調装置１２０と、を備える。
車載用蓄電装置１１０は、車載用電源として用いられる電力源である。車載用蓄電装置１１０は、直流電力の充放電が可能なものであれば任意であり、例えば二次電池や電気二重層キャパシタ等である。

車載用空調装置１２０は、外部冷媒回路１２１と、空調ＥＣＵ１２２と、電動圧縮機１０と、を備える。
外部冷媒回路１２１は、電動圧縮機１０に流体としての冷媒を供給するもので、例えば熱交換器及び膨張弁等を有している。

空調ＥＣＵ１２２は、車載用空調装置１２０の全体を制御する。空調ＥＣＵ１２２は、車内温度やカーエアコンの設定温度等を把握可能に構成されており、これらのパラメータに基づいて、電動圧縮機１０に対して指令回転速度などの各種指令を送信する。

図１及び図２に示すように、電動圧縮機１０は、圧縮部１１と、電動モータ１２と、インバータ回路３０と、検出抵抗４０と、制御装置８０と、を備える。
圧縮部１１は、回転可能に構成されている。圧縮部１１は、回転することにより、外部冷媒回路１２１から供給される流体としての冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を吐出する。圧縮部１１の具体的な構成は、スクロールタイプ、ピストンタイプ、ベーンタイプ等任意である。

電動モータ１２は、回転軸２１と、ロータ２２と、ステータ２３と、ステータ２３に捲回された３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗとを有している。
回転軸２１は、圧縮部１１と一体回転可能に構成されている。ロータ２２は、回転軸２１に固定されている。ステータ２３は、ロータ２２に対して対向配置されている。

図２に示すように、各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗは、例えばＹ結線されている。ロータ２２及び回転軸２１は、各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗが所定のパターンで通電されることにより回転する。これに伴い、圧縮部１１が回転する。したがって、電動モータ１２は、圧縮部１１を駆動させるものである。

インバータ回路３０は、車載用蓄電装置１１０から供給される電力を交流電力に変換し、電動モータ１２の３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに供給する。インバータ回路３０は、任意の場所に取り付け可能であるが、例えば、電動圧縮機１０が圧縮部１１及び電動モータ１２を収容するハウジングを有している場合には、インバータ回路３０は当該ハウジングに取り付けられている。なお、３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗの結線態様は、Ｙ結線に限られず任意であり、例えばデルタ結線でもよい。

インバータ回路３０は、正極母線Ｌ１と、負極母線Ｌ２と、正極端子３１と、負極端子３２と、６つのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と、６つのダイオードＤ１と、を備える。正極端子３１は、正極母線Ｌ１と接続されている。また、正極端子３１は、車載用蓄電装置１１０の正極と接続されている。負極端子３２は、負極母線Ｌ２と接続されている。

本実施形態では、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６としてＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が用いられているが、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等の他のスイッチング素子を用いてもよい。６つのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６により、２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、２つのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４、及び２つのスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６のそれぞれを互いに直列接続したレグが３つ構成されている。インバータ回路３０の各レグにおいて、互いに直列接続されたスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の接続点には、それぞれ、電動モータ１２の３相コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗが接続されている。インバータ回路３０の各レグは、正極母線Ｌ１と負極母線Ｌ２との間で互いに並列接続されている。各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６には、ダイオードＤ１が並列接続されている。ダイオードＤ１は、素子であってもよいし、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを用いる場合には寄生ダイオードであってもよい。

検出抵抗４０は、車載用蓄電装置１１０の負極と負極端子３２との間に設けられている。言い換えれば、負極端子３２は、検出抵抗４０を介して車載用蓄電装置１１０の負極と接続されている。したがって、検出抵抗４０は、負極端子３２及び負極母線Ｌ２を介してインバータ回路３０の各レグに対して直列接続されている。検出抵抗４０は、第１抵抗５０と、第２抵抗６０と、を備える。

図３に示すように、第１抵抗５０は、第１並列接続体５１を備える。第１並列接続体５１は、複数の抵抗５２、具体的には、３つの抵抗５２が並列接続されたものである。したがって、第１抵抗５０は、複数の抵抗５２を備えるといえる。本実施形態では、第１抵抗５０が備える各抵抗５２の抵抗値は、互いに等しい。なお、「等しい」とは、必ずしも２つの値が完全に一致する場合に限らず、２つの値が所定の誤差の範囲内で一致する場合も含まれるものとする。所定の誤差とは、抵抗値の場合は、例えば抵抗値の公称誤差である。

第２抵抗６０は、第２並列接続体６１を備える。第２並列接続体６１は、複数の抵抗６２、具体的には、３つの抵抗６２が並列接続されたものである。したがって、第２抵抗６０は、複数の抵抗６２を備えるといえる。また、第２抵抗６０が備える抵抗６２の数は、第１抵抗５０が備える抵抗５２の数と等しいといえる。

第２抵抗６０が備える各抵抗６２の抵抗値は、互いに等しい。また、第２抵抗６０が備える各抵抗６２の抵抗値は、第１抵抗５０が備える各抵抗５２の抵抗値と等しい。以下の説明では、第１抵抗５０が備える各抵抗５２の抵抗値及び第２抵抗６０が備える各抵抗６２の抵抗値を「単位抵抗値Ｒ０」と称することがある。

第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１は第１並列接続体５１の合成抵抗値であり、第２抵抗６０の抵抗値Ｒ２は第２並列接続体６１の合成抵抗値である。本実施形態では、第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１及び第２抵抗６０の抵抗値Ｒ２は、ともに１／３×Ｒ０となる。

第２抵抗６０は、第１抵抗５０と直列接続されている。したがって、検出抵抗４０の抵抗値Ｒ３は、第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１と第２抵抗６０の抵抗値Ｒ２の和であり、本実施形態では、２／３×Ｒ０となる。

制御装置８０は、プロセッサ８１と、記憶部８２と、を備える。プロセッサ８１としては、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、又はDSP（Digital Signal Processor）が用いられる。記憶部８２は、RAM（Random Access Memory）及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部８２は、処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部８２、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置８０は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御装置８０は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。記憶部８２は、各抵抗の抵抗値Ｒ１～Ｒ３をそれぞれ記憶している。したがって、制御装置８０は、各抵抗値Ｒ１～Ｒ３を参照可能に構成されている。また、記憶部８２は、第１範囲と、第２範囲と、を記憶している。第１範囲及び第２範囲は、それぞれ、検出抵抗４０が正常状態か否かを判定するためのものである。

制御装置８０は、スイッチ制御部８３と、測定部８４と、故障判定部８５と、を備える。
スイッチ制御部８３は、６つのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をそれぞれ制御可能に構成されている。具体的には、スイッチ制御部８３は、任意のタイミングに各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に印加するゲート電圧を制御することで、各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の開閉を切り替える。

測定部８４は、第１抵抗５０による電圧降下Ｖ１と、第２抵抗６０による電圧降下Ｖ２と、検出抵抗４０による電圧降下Ｖ３と、を測定可能に構成されている。なお、検出抵抗４０による電圧降下Ｖ３とは、検出抵抗４０全体による電圧降下を意味する。以下の説明では、第１抵抗５０による電圧降下を「第１電圧降下Ｖ１」と、第２抵抗６０による電圧降下を「第２電圧降下Ｖ２」と、検出抵抗４０による電圧降下を「第３電圧降下Ｖ３」と称することがある。測定部８４としては、例えば、電圧計が用いられる。測定部８４が第１電圧降下Ｖ１と第２電圧降下Ｖ２とをそれぞれ測定可能に構成されていれば、測定部８４は、第３電圧降下Ｖ３も測定可能である。

故障判定部８５は、測定部８４の測定結果に基づいて検出抵抗４０の故障の有無を判定する。具体的には、故障判定部８５は、測定部８４にて測定された第１電圧降下Ｖ１と第２電圧降下Ｖ２と第３電圧降下Ｖ３との比較に基づいて検出抵抗４０の故障の有無を判定する。

＜作用＞
以下、本実施形態の作用について説明する。
電動圧縮機１０は、空調ＥＣＵ１２２の回転指令信号等に基づき、圧縮部１１の回転を行う。圧縮部１１の回転を行うに際し、車載用蓄電装置１１０の直流電力が、インバータ回路３０を介して交流電力に変換される。変換された電力は、電動モータ１２に、詳細には、ｕ相コイル２４ｕと、ｖ相コイル２４ｖと、ｗ相コイル２４ｗと、にそれぞれ供給される。

スイッチ制御部８３は、インバータ回路３０のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をスイッチング動作させることにより、所定のタイミングでｕ相コイル２４ｕと、ｖ相コイル２４ｖと、ｗ相コイル２４ｗと、に電力を供給する。このとき、各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに電流が流れる。

各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる各電流は、それぞれ負極母線Ｌ２を介して検出抵抗４０に流れる。したがって、負極母線Ｌ２を介して負極端子３２を通過する電流は、各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる各電流の総和Ｉ０となる。以下の説明では、各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる各電流の総和Ｉ０を、単に「全電流Ｉ０」と称することがある。全電流Ｉ０は、例えば、１００［Ａ］である。全電流Ｉ０は、負極端子３２を通過して、検出抵抗４０に流れ込む。検出抵抗４０は、第１抵抗５０と第２抵抗６０とが直列接続されたものであるため、全電流Ｉ０は、第１抵抗５０及び第２抵抗６０にともに流れることとなる。このとき、第１抵抗５０、第２抵抗６０、及び検出抵抗４０には、抵抗値Ｒ１～Ｒ３と、全電流Ｉ０と、にそれぞれ比例した電圧降下Ｖ１～Ｖ３がかかる。

測定部８４は、第１電圧降下Ｖ１、第２電圧降下Ｖ２、及び第３電圧降下Ｖ３をそれぞれ測定する。制御装置８０は、測定部８４の測定結果と、記憶部８２に記憶されている各抵抗値Ｒ１～Ｒ３と、に基づき、全電流Ｉ０を導出することができる。具体的には、制御装置８０は、第１電圧降下Ｖ１を第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１で除算すること、第２電圧降下Ｖ２を第２抵抗６０の抵抗値Ｒ２で除算すること、又は第３電圧降下Ｖ３を検出抵抗４０の抵抗値Ｒ３で除算することにより、全電流Ｉ０を導出することができる。

ここで、検出抵抗４０に故障が生じている場合、抵抗値Ｒ１～Ｒ３が変化し、記憶部８２に記憶されている値と異なる値をとる。これに伴い、電圧降下Ｖ１～Ｖ３が変化することとなる。以下、検出抵抗４０に故障が生じている場合における、抵抗値Ｒ１～Ｒ３の変化及び電圧降下Ｖ１～Ｖ３の変化について、具体的に説明する。なお、以下の説明では、検出抵抗４０に故障が生じている場合とは、第１抵抗５０が備える抵抗５２又は第２抵抗６０が備える抵抗６２のいずれか１つに故障、例えば、断線故障や短絡故障、が生じている場合を意味する。以下の説明では、検出抵抗４０に故障が生じている場合を、「故障状態」と称し、検出抵抗４０に故障が生じていない場合を「正常状態」と称することがある。

図４に示すように、第１抵抗５０が備える複数の抵抗５２のいずれか１つに故障が生じた場合、第２抵抗６０の抵抗値Ｒ２は変化しないが、第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１及び検出抵抗４０の抵抗値Ｒ３は変化する。具体的には、抵抗５２のいずれか１つに断線故障が生じた場合、第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１は、１／２×Ｒ０となり、検出抵抗４０の抵抗値Ｒ３は、５／６×Ｒ０となる。また、抵抗５２のいずれか１つに短絡故障が生じた場合、第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１は、０となり、検出抵抗４０の抵抗値Ｒ３は、１／３×Ｒ０となる。

一方、第２抵抗６０が備える複数の抵抗６２のいずれか１つに故障が生じた場合、第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１は変化しないが、第２抵抗６０の抵抗値Ｒ２及び検出抵抗４０の抵抗値Ｒ３は変化する。具体的には、抵抗６２のいずれか１つに断線故障が生じた場合、第２抵抗６０の抵抗値Ｒ１は、１／２×Ｒ０となり、検出抵抗４０の抵抗値Ｒ３は、５／６×Ｒ０となる。また、抵抗６２のいずれか１つに短絡故障が生じた場合、第２抵抗６０の抵抗値Ｒ１は、０となり、検出抵抗４０の抵抗値Ｒ３は、１／３×Ｒ０となる。

上述したように、第１電圧降下Ｖ１、第２電圧降下Ｖ２、及び第３電圧降下Ｖ３は、抵抗値Ｒ１～Ｒ３と、全電流Ｉ０と、にそれぞれ比例する。そのため、第３電圧降下Ｖ３に対する第１電圧降下Ｖ１の比Ｖｒ１及び第３電圧降下Ｖ３に対する第２電圧降下Ｖ２の比Ｖｒ２は、全電流Ｉ０によらず、一定の値を取る。特に、本実施形態では、抵抗５２，６２の抵抗値は、全て単位抵抗値Ｒ０であるため、当該比Ｖｒ１，Ｖｒ２は、単位抵抗値Ｒ０にもよらず、一定の値を取る。以下の説明では、第３電圧降下Ｖ３に対する第１電圧降下Ｖ１の比Ｖｒ１を「第１電圧比Ｖｒ１」と、第３電圧降下Ｖ３に対する第２電圧降下Ｖ２の比Ｖｒ２を「第２電圧比Ｖｒ２」と、それぞれ称することがある。

例えば、検出抵抗４０が正常状態である場合、第１電圧比Ｖｒ１及び第２電圧比Ｖｒ２は、それぞれ、１／２となる。一方、第１抵抗５０の抵抗５２のいずれか１つに断線故障が生じている場合、第１電圧比Ｖｒ１は３／５となり、第２電圧比Ｖｒ２は２／５となる。また、第１抵抗５０の抵抗５２のいずれか１つに短絡故障が生じている場合、第１電圧比Ｖｒ１は０となり、第２電圧比Ｖｒ２は１となる。第２抵抗６０の抵抗６２のいずれか１つに故障が生じている場合についても、第１電圧比Ｖｒ１の値と第２電圧比Ｖｒ２の値を入れ替えることで同様となる。すなわち、検出抵抗４０の抵抗５２，６２のいずれか１つに故障が生じている場合、第１電圧比Ｖｒ１及び第２電圧比Ｖｒ２が正常状態から変化する。したがって、第１電圧比Ｖｒ１及び第２電圧比Ｖｒ２の値を比較することで、検出抵抗４０の故障判定をすることができる。

以下、検出抵抗４０の故障判定方法について、詳細に説明する。なお、以下の処理は、一定の周期で繰り返し行われていてもよいし、所定の動作、例えば、電動圧縮機１０の始動、を契機に行われていてもよい。

図５に示すように、ステップＳ１０において、制御装置８０は、測定部８４を用いて、第１電圧降下Ｖ１と、第２電圧降下Ｖ２と、第３電圧降下Ｖ３と、を測定する。
次に、ステップＳ１１において、制御装置８０は、測定部８４の測定結果から、第１電圧比Ｖｒ１と、第２電圧比Ｖｒ２と、を導出する。

次に、ステップＳ１２において、制御装置８０は、故障判定部８５を用いて、第１電圧比Ｖｒ１が第１範囲に含まれるか否かを判定する。第１範囲は、正常状態における第１電圧比Ｖｒ１を含み、故障状態、具体的には、短絡故障や断線故障が生じている場合における第１電圧比Ｖｒ１を含まないように設定されている。本実施形態では、第１範囲は、０＜Ｖｒ１＜３／５である。なお、第１電圧比Ｖｒ１が、所定の誤差、例えば、測定部８４の測定誤差や制御装置８０の演算誤差、によって完全に０にならない場合には、第１電圧比Ｖｒ１が所定の閾値以下のときに第１電圧比Ｖｒ１が０であるとみなしてもよい。

ステップＳ１２の判定結果が否定の場合、制御装置８０は、ステップＳ２１に進み、検出抵抗４０が故障状態であると判定する。
一方、ステップＳ１２の判定結果が肯定の場合、制御装置８０は、ステップＳ１３に進み、故障判定部８５を用いて第２電圧比Ｖｒ２が第２範囲に含まれているか否かを判定する。第２範囲は、正常状態における第２電圧比Ｖｒ２を含み、故障状態、具体的には、短絡故障や断線故障が生じている場合における第２電圧比Ｖｒ２を含まないように設定されている。本実施形態では、第２範囲は、０＜Ｖｒ２＜３／５である。なお、第１電圧比Ｖｒ１と同様に、第２電圧比Ｖｒ２が所定の閾値以下の場合に、第２電圧比Ｖｒ２が０であるとみなしてもよい。

ステップＳ１３の判定結果が否定の場合、制御装置８０は、ステップＳ２１に進み、検出抵抗４０が故障状態と判定する。
一方、ステップＳ１３の判定結果が肯定の場合、制御装置８０は、ステップＳ１４に進み、検出抵抗４０が正常状態であると判定する。

＜効果＞
以下、本実施形態の効果について説明する。
（１）検出抵抗４０は第１抵抗５０と第２抵抗６０とを備え、第２抵抗６０は第１抵抗５０と直列接続されている。これにより、検出抵抗４０、第１抵抗５０、及び第２抵抗６０に流れる各電流の値は、全電流Ｉ０で一致する。このとき、各抵抗４０，５０，６０の電圧降下Ｖ１～Ｖ３は、各抵抗４０，５０，６０の抵抗値Ｒ１～Ｒ３にそれぞれ比例する。第１抵抗５０又は第２抵抗６０に短絡等の故障が生じると、第１抵抗５０又は第２抵抗６０のうち故障が生じた方の抵抗値Ｒ１，Ｒ２及び検出抵抗４０の抵抗値Ｒ３が正常状態から変化する。このとき、故障による各抵抗４０，５０，６０の抵抗値Ｒ１～Ｒ３の変化量は、それぞれ異なる。そして、抵抗値Ｒ１～Ｒ３の変化に応じて各抵抗４０，５０，６０による電圧降下Ｖ１～Ｖ３が変化する。そのため、故障判定部８５は、測定部８４にて測定された各抵抗４０，５０，６０の電圧降下Ｖ１～Ｖ３を比較することにより、検出抵抗４０の故障の有無を判定することができる。なお、検出抵抗４０の故障の有無を判定するためには、故障判定部８５は、各電圧降下Ｖ１～Ｖ３のうち少なくとも２つを比較すればよい。このとき、故障判定部８５は、測定した２つの電圧降下から、第１電圧降下Ｖ１と第２電圧降下Ｖ２とを比較することで、検出抵抗４０の故障の有無を判定することができる。

一方、簡易な構成で全電流Ｉ０を検出するために、第１抵抗５０と第２抵抗６０とが直列接続された検出抵抗４０の代わりに、第１並列接続体５１を備える第１抵抗５０のみを用いることが考えられる。このような構成では、全電流Ｉ０は、第１抵抗５０の全体による電圧降下、すなわち第１電圧降下Ｖ１と、第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１と、に基づいて導出可能である。なお、全電流Ｉ０の導出には、記憶部８２に記憶された正常状態における第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１が用いられる。しかし、上述したように、抵抗５２の故障等により第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１が変化すると、第１電圧降下Ｖ１もまた変化する。そのため、正常状態における第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１に基づき導出される全電流Ｉ０と、実際に第１抵抗５０に流れている全電流Ｉ０とが異なる。これにより、電動圧縮機１０の制御に悪影響が生じるおそれがある。

このような構成で第１抵抗５０の故障判定を行うには、例えば、第１抵抗５０に定電流を流すことが考えられる。第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１は、第１抵抗５０による電圧降下（第１電圧降下Ｖ１）と定電流の大きさからを推定可能である。しかし、このような故障判定のために、電動圧縮機１０の制御がかえって複雑化するおそれがある。

これに対し、本実施形態では、第１抵抗５０と第２抵抗６０を直列接続することにより、全電流Ｉ０の検出及び検出抵抗４０の故障判定を行うことができるため、上記例のように電動圧縮機１０の制御が複雑化することがない。

（２）第１抵抗５０は第１並列接続体５１を備え、第２抵抗６０は第２並列接続体６１を備える。これにより、第１抵抗５０に流れ込む全電流Ｉ０は、第１並列接続体５１において複数の抵抗５２に分流され、第２抵抗６０に流れ込む全電流Ｉ０は、第２並列接続体６１において、複数の抵抗６２に分流される。このとき、各抵抗５２，６２に流れる電流が小さくなる。また、これに伴い、各抵抗５２，６２の発熱量が低減される。したがって、より大きな全電流Ｉ０を検出抵抗４０に流すことが可能となる。

（３）第１抵抗５０が備える抵抗５２の抵抗値は、それぞれ単位抵抗値Ｒ０であり、互いに等しい。また、第２抵抗６０が備える抵抗６２の抵抗値は、それぞれ単位抵抗値Ｒ０であり、互いに等しい。これにより、例えば、各抵抗５２，６２に同種の抵抗を用いることで、検出抵抗４０を構成する部品の種類が減る。したがって、検出抵抗４０の構成を簡易にすることが可能となる。

（４）また、第２抵抗６０が備える抵抗６２の抵抗値は、第１抵抗５０が備える抵抗５２の抵抗値と等しく、それぞれ、単位抵抗値Ｒ０である。これにより、第１抵抗５０と第２抵抗６０とに同種の抵抗を用いることで、第１抵抗５０と第２抵抗６０の構成の共通化を図ることができる。したがって、検出抵抗４０の構成をさらに簡易にすることが可能となる。

（５）第２抵抗６０が備える各抵抗６２の数は、第１抵抗５０が備える抵抗５２の数と等しい。各抵抗５２，６２の抵抗値は、全て等しく単位抵抗値Ｒ０であるため、第１抵抗５０と第２抵抗６０との構成を共通化することが可能となる。したがって、検出抵抗４０の構成をさらに簡易にすることができる。

（６）測定部８４は、少なくとも第１電圧降下Ｖ１と第２電圧降下Ｖ２とを測定している。これにより、第１抵抗５０又は第２抵抗６０のいずれか一方に故障が生じた場合でも、故障が生じていない他方の抵抗による電圧降下から、正しい全電流Ｉ０を導出することができる。したがって、検出抵抗４０の故障に対する冗長性を高めることができる。

（７）インバータ回路３０に流れる全電流Ｉ０は、圧縮部１１の出力に応じて変化する。検出抵抗４０、第１抵抗５０、及び第２抵抗６０に流れる全電流Ｉ０は全て共通なので、全電流Ｉ０が変化することにより、第１電圧降下Ｖ１、第２電圧降下Ｖ２、及び第３電圧降下Ｖ３も全電流Ｉ０に比例して変化する。この場合、それぞれの出力に応じた第１範囲、第２範囲を記憶部８２に記憶させるために、より大きな記憶領域を有する記憶部８２が必要となる。

本実施形態では、各電圧降下Ｖ１～Ｖ３のうちのいずれか１つを基準に、各電圧降下Ｖ１～Ｖ３との比、具体的には、第１電圧比Ｖｒ１、第２電圧比Ｖｒ２を用いて、検出抵抗４０の故障判定を行っている。各電圧降下Ｖ１～Ｖ３は、それぞれ全電流Ｉ０に比例するため、各電圧降下Ｖ１～Ｖ３との比は、所定の誤差の範囲内で、全電流Ｉ０によらない。したがって、各電圧降下Ｖ１～Ｖ３との比に基づいて、第１範囲及び第２範囲を設定すればよく、当該全電流Ｉ０ごとに第１範囲及び第２範囲を設定する必要がなくなる。したがって、記憶部８２の記憶領域を節約することができる。

（８）電流検出や故障判定を行う際に、抵抗ではなくホール素子を用いることが考えられる。この場合、ホール素子のコアを配置するためのスペースが必要となるため、電動圧縮機１０の体格が増大するおそれがある。また、ホール素子は抵抗に比べて高価なため、電動圧縮機１０が高価になるおそれがある。

そこで、本実施形態では、検出抵抗４０は、ホール素子を用いず、抵抗５２，６２により構成されている。これにより、電動圧縮機１０の体格の増大及び高価格化を抑制するとともに、抵抗５２，６２を用いた簡易な構成によって検出抵抗４０の故障の有無を判定することができる。

＜変形例＞
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

○上述した故障判定の方法は、あくまで一例であり、任意の方法を採用することができる。例えば、各電圧比Ｖｒ１，Ｖｒ２ではなく、各電圧降下Ｖ１～Ｖ３をそれぞれ、記憶部８２に記憶されている抵抗値Ｒ１～Ｒ３で除算することにより導出される電流値を比較することで故障判定を行ってもよい。具体的には、制御装置８０は、検出抵抗４０、第１抵抗５０、第２抵抗６０を用いて導出された電流の差を導出する。検出抵抗４０が正常状態であれば、各電流値は、ともに全電流Ｉ０で一致する。一方、検出抵抗４０が異常状態であれば、各電流値のうち、互いに一致しないものがある。そのため、故障判定部８５は、当該電流の差が所定の閾値より大きい場合には、検出抵抗４０が故障状態と判定し、所定の閾値以下の場合には、検出抵抗４０が正常状態と判定してもよい。なお、所定の閾値とは、所定の誤差、例えば、測定部８４の測定誤差や制御装置８０の演算誤差より大きければよい。

○制御装置８０の各部材８３～８５は、単一の装置によって実現されている必要はなく、複数の装置が協働することによって、各部材８３～８５を実現してもよい。例えば、第１電圧降下Ｖ１、第２電圧降下Ｖ２、及び第３電圧降下Ｖ３の測定は、単一の測定部８４を用いて行わなくてもよく、それぞれ異なる測定部８４を用いて各電圧降下Ｖ１～Ｖ３を測定してもよい。また、制御装置８０の各部材８３～８５は、それぞれ、機能部として実現されていてもよい。

○制御装置８０は、車両１００の搭乗者に検出抵抗４０が故障状態であることを通知する通知部を備えていてもよい。通知部の通知方法としては、音や光を発するなど、任意の方法を採用することができる。

○第１範囲及び第２範囲は、断線故障及び短絡故障を想定したものに限らず任意に設定可能である。例えば、抵抗５２，６２の故障の一態様として、抵抗５２，６２の変質が挙げられる。抵抗５２，６２の変質により、単位抵抗値Ｒ０の上昇や抵抗５２，６２の過負荷による単位抵抗値Ｒ０の低下が起こる。この場合、故障と判定される単位抵抗値Ｒ０の値に基づき、第１範囲及び第２範囲を設定すればよい。

○制御装置８０は、電動モータ１２の各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる電流を推定可能に構成されていてもよい。これにより、制御装置８０は、全電流Ｉ０に加えて、各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる電流に基づいて電動モータ１２の制御を行うことが可能となる。したがって、より高い精度で電動モータ１２を制御することが可能となる。

以下、各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる電流の推定方法の一例について説明する。制御装置８０は、各電圧降下Ｖ１～Ｖ３を測定した時点での各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の開閉状態を取得する。このとき、制御装置８０は、当該開閉状態から各電圧降下Ｖ１～Ｖ３を測定した時点でのインバータ回路３０に流れる主要な電流経路を推定することができる。全電流Ｉ０のうち、各電流の主要な電流経路を構成するコイルの電流が、最も大きい電流成分を構成すると仮定する。また、各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる電流を、互いの振幅が等しいとともに互いの位相が１２０度異なる正弦波電流と仮定する。これらの仮定のもと、制御装置８０は、各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる電流の振幅、及び位相を最適化するようにフィッティングすることにより、各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる電流を推定することができる。なお、各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる電流の推定方法は、これに限られず、各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の動作方法に合わせて、任意の手法を用いることができる。

○単位抵抗値Ｒ０は、任意であるが、具体的には、０．１、０．５、１、５、１０、５０、１００［ｍΩ］であり、ここで例示した数値のいずれか２つの間の範囲内であってもよい。単位抵抗値Ｒ０は、好ましくは、０．１～１０［ｍΩ］である。これによれば、車載用蓄電装置１１０の電圧が各コイル２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに印加される際に、検出抵抗４０による電圧降下を抑制することができる。したがって、車載用蓄電装置１１０の電力を電動モータ１２のトルクへ変換する変換効率を向上することができる。特に、抵抗５２，６２として単位抵抗値Ｒ０の小さいものを用いることで、検出抵抗４０の発熱が抑制される。これにより、検出抵抗４０による消費電力を低減することが可能となる。なお、抵抗５２及び抵抗６２は、それぞれ、単一の抵抗素子であってもよいし、複数の抵抗素子を接続したものであってもよい。

○測定部８４は、第１電圧降下Ｖ１と第２電圧降下Ｖ２とに加えて、さらに第３電圧降下Ｖ３を測定可能に構成されている。第２抵抗６０は第１抵抗５０と直列接続されているため、測定部８４の測定が正常に行われている場合、第３電圧降下Ｖ３は、検出抵抗４０の故障の有無に関わらず、第１電圧降下Ｖ１と第２電圧降下Ｖ２の和となる。しかし、検出抵抗４０が正常状態であるにも関わらず、測定部８４の一部に故障が生じている場合、例えば、第１電圧降下Ｖ１のみが測定不能となっている場合、測定部８４の測定した第３電圧降下Ｖ３は、第１電圧降下Ｖ１と第２電圧降下Ｖ２との和と異なる値をとる。

そのため、上記故障判定において、制御装置８０は、第３電圧降下Ｖ３が第１電圧降下Ｖ１と第２電圧降下Ｖ２との和に等しいか否かを判定してもよい。このとき、当該判定結果が否定の場合、制御装置８０は、測定部８４に故障があると判定してもよい。これにより、測定部８４の故障がある場合と検出抵抗４０に故障がある場合とが区別可能となる。したがって、全電流Ｉ０の検出機構に係る故障箇所の特定を容易にすることができる。

○測定部８４は、第１電圧降下Ｖ１、第２電圧降下Ｖ２、及び第３電圧降下Ｖ３の全てを測定するものに限られず、第１抵抗５０、第２抵抗６０、及び検出抵抗４０による電圧降下Ｖ１～Ｖ３のうち、少なくとも２つの電圧降下を測定するものであればよい。この場合、制御装置８０は、電圧降下Ｖ１～Ｖ３のうち測定部８４が測定していない電圧降下を、測定部８４が測定した２つの電圧降下から導出することにより、第１電圧比Ｖｒ１及び第２電圧比Ｖｒ２を導出可能となる。

○第１並列接続体５１が備える抵抗５２の数、及び第２並列接続体６１が備える抵抗６２の数は、それぞれ任意であり、互いに等しくなくてもよい。
○第１抵抗５０の抵抗５２の抵抗値は、第２抵抗６０の抵抗６２の抵抗値と異なっていてもよい。このとき、制御装置８０は、抵抗５２の抵抗値と抵抗６２の抵抗値の比を導出し、当該比に基づき第１電圧比Ｖｒ１及び第２電圧比Ｖｒ２を補正することにより、検出抵抗４０の故障判定が可能となる。

○第１抵抗５０の抵抗５２同士の抵抗値は、互いに異なっていてもよい。このとき、制御装置８０は、ある１つの抵抗５２を基準とする各抵抗５２の比を導出し、当該比に基づき、故障による第１電圧降下Ｖ１の変化を検出可能となる。また、抵抗５２の抵抗値がそれぞれ異なる場合、抵抗５２のいずれか１つが故障すると、故障した抵抗５２の抵抗値に応じて、第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１が変化する。そのため、制御装置８０は、各抵抗５２が故障した場合の第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１の変化を記憶し、測定部８４の測定結果と比較することによって、故障した抵抗５２を特定することができる。

○同様に、第２抵抗６０の抵抗６２同士の抵抗値は、互いに異なっていてもよい。
○第１抵抗５０は、第１並列接続体５１を備えていなくてもよい。第１抵抗５０は、例えば、単一の抵抗５２であってもよい。また、第２抵抗６０は、第２並列接続体６１を備えていなくてもよい。第２抵抗６０は、例えば、単一の抵抗６２であってもよい。

このとき、例えば、第１抵抗５０に短絡故障が生じた場合、第１抵抗５０の抵抗値Ｒ１が０となり、第２抵抗６０の抵抗値Ｒ２は変化しない。また、検出抵抗４０の抵抗値Ｒ３は、第２抵抗６０の抵抗値Ｒ２と等しくなる。そのため、第１電圧比Ｖｒ１は０となり、第２電圧比Ｖｒ２は１となる。したがって、制御装置８０は、例えば、第１電圧比Ｖｒ１が０であるか否かを判定することにより、検出抵抗４０の短絡故障の有無を判定することができる。

また、第１抵抗５０に断線故障が生じた場合、検出抵抗４０に電流が流れなくなるため、各電圧降下Ｖ１～Ｖ３が０となる。したがって、制御装置８０は、各電圧降下Ｖ１～Ｖ３のいずれか１つが０であるか否かを判定することにより、検出抵抗４０の断線故障を判定することができる。

○検出抵抗４０は、車載用蓄電装置１１０の負極と負極端子３２との間に設けられていなくてもよく、例えば、検出抵抗４０は、車載用蓄電装置１１０の正極と正極端子３１との間に設けられていてもよい。要は、検出抵抗４０は、インバータ回路３０の各レグに対して直列に接続されていればよい。

１０…電動圧縮機、１１…圧縮部、１２…電動モータ、３０…インバータ回路、４０…検出抵抗、５０…第１抵抗、５１…第１並列接続体、５２…抵抗、６０…第２抵抗、６１…第２並列接続体、６２…抵抗、８４…測定部、８５…故障判定部、Ｉ０…全電流、Ｒ０…単位抵抗値、Ｖ１…第１電圧降下、Ｖ２…第２電圧降下、Ｖ３…第３電圧降下。

Claims (5)

1. 流体を圧縮する圧縮部と、
   前記圧縮部を駆動させる電動モータと、
   前記電動モータを駆動させるインバータ回路と、
   前記インバータ回路に流れる電流を検出するための検出抵抗と、
   前記検出抵抗による電圧降下を測定する測定部と、を備える電動圧縮機において、
   前記検出抵抗は、第１抵抗と、前記第１抵抗と直列接続されている第２抵抗と、を備え、
   前記測定部は、前記第１抵抗による電圧降下と、前記第２抵抗による電圧降下と、を測定可能に構成され、
   前記測定部にて測定された前記第１抵抗による電圧降下と前記第２抵抗による電圧降下の比較に基づいて前記検出抵抗の故障の有無を判定する故障判定部を備える、電動圧縮機。
2. 前記第１抵抗は、複数の抵抗が並列接続された第１並列接続体を備え、
   前記第２抵抗は、複数の抵抗が並列接続された第２並列接続体を備える、請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記第１抵抗が備える各前記抵抗の抵抗値は、互いに等しく、
   前記第２抵抗が備える各前記抵抗の抵抗値は、互いに等しい、請求項２に記載の電動圧縮機。
4. 前記第２抵抗が備える各前記抵抗の抵抗値は、前記第１抵抗が備える各前記抵抗の抵抗値と等しい、請求項３に記載の電動圧縮機。
5. 前記第２抵抗が備える前記抵抗の数は、前記第１抵抗が備える前記抵抗の数と等しい、請求項４に記載の電動圧縮機。

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