(57)【要約】【課題】インバータ装置が負荷に出力中においても診断が可能で、簡素な構成及びソフトウエアで、迅速な点検修理を行える電気接続診断方法を提供する。【解決手段】直流電圧発生手段１、インバータ装置２６、負荷との間を電気接続するシールド線のシールド部８を、インバータ装置２６以外の箇所では接地し、インバータ装置２６においては低周波遮断高周波導通素子２２を介し接地して、出力の一端が接地された電源２４よりシールド部８へ通電してシールド線３５の接続を診断する。【選択図】図１
2006021593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧発生手段と、インバータ装置と、前記インバータ装置の負荷と、前記直流電圧発生手段、前記インバータ装置、前記負荷との間を電気接続するシールド線と、出力の一端が接地された電源とを備え、前記シールド線のシールド部は、前記インバータ装置以外の箇所では接地されて、前記電源より前記シールド部へ通電し前記シールド線の接続を診断する電気接続診断方法。
【請求項２】
シールド線のシールド部が、インバータ装置においては、低周波遮断高周波導通素子を介して接地される請求項１に記載の電気接続診断方法。
【請求項３】
電源よりシールド部への通電は、高周波遮断低周波導通素子を介して通電される請求項２に記載の電気接続診断方法。
【請求項４】
電源は直流電源である請求項１乃至３に記載の電気接続診断方法。
【請求項５】
電源の電圧は、直流電圧発生手段の電圧より低い請求項４に記載の電気接続診断方法。
【請求項６】
負荷は電動圧縮機である請求項１乃至５に記載の電気接続診断方法。
【請求項７】
接地、低周波遮断高周波導通素子を介しての接地は、車体への接地である請求項１乃至６に記載の電気接続診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置と、バッテリー等の直流電圧発生手段、インバータ装置の負荷との間がシールド線で接続される場合における電気接続診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電力を交流に変換し負荷を駆動するインバータ装置において、負荷との間の電気接続にシールド線を用いることが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、空調装置の設置、点検等の作業後に、電気接続の有無を診断するようにしている（特許文献２参照）。
【０００４】
まず従来のインバータ装置について、図４の車両空調用回路により説明する。図４は、車両用の電源としてのバッテリ１、電動圧縮機１６、インバータ装置１５及びこれらの電気接続を示している。電気自動車等で走行用電源、空調用電源に用いられるバッテリ１（直流電圧発生手段）の電圧は各種あるが、１００Ｖ〜３００Ｖ前後である。インバータ装置１５は、バッテリ１から開閉器３１を介して供給される直流電力を、スイッチング素子２、ダイオード３（上側アームＵ，Ｖ，Ｗ、下側アームＸ，Ｙ，Ｚ）により交流電力に変換する。スイッチング素子２、開閉器３１は、エアコンコントローラ３３からの指令に基づき制御装置７により制御される。
【０００５】
この電力変換の際、電磁波ノイズが大きいため、車載電子機器などに妨害を与え、また、電流変動が大きいために電圧サージが発生する。このため、電流を平滑するための大容量の平滑コンデンサ３０を設け、電圧サージを抑制している。
【０００６】
また、インバータ装置１５と電動圧縮機１６との電気接続は、シールド線３５が用いられ、電磁波ノイズを抑制している。シールド線３５は、インバータ装置側コネクタ９と電動圧縮機側コネクタ１０とで、インバータ装置１５の出力用芯線部、シールド部８ともに中継される。シールド部８は、インバータ装置側シールド接地線１１によってインバータ装置１５（金属製筐体）に接地され、さらにインバータ装置側車体接地線１３により車体に接地される。また、シールド部８は、電動圧縮機側シールド接地線１２によって電動圧縮機１６（金属製筐体）に接地され、さらに電動圧縮機側車体接地線１４により車体に接地される。図面の便宜上、インバータ装置１５の出力用芯線部は、３本一括してシールド部８にシールドされているが、実際の芯線３本はそれぞれ別にシールドされている。
【０００７】
インバータ装置側コネクタ９の一例（オス側）を図５に、電動圧縮機側コネクタ１０の一例（メス側）を図６にそれぞれ示す。コネクタ９のシールド端子４２は、シールド線３５のシールド部８に電気接続され、端子４３は、シールド線３５の芯線部に電気接続されている。コネクタ１０も同様に、シールド端子４５はシールド線３５のシールド部８に電気接続され、端子４６は、シールド線３５の芯線部に電気接続されている。コネクタ９のハウジング４１は、コネクタ１０のハウジング４４に勘合し防水防塵を図っている。コネクタ９のシールド端子４２、端子４３は、コネクタ１０のシールド端子４５、端子４６にそれぞれ勘合して電気接続される構造となっている。この構成により、シールド端子、端子の接続及び開放は同時になされる。
【０００８】
なお、コンデンサ３０を充電するための充電抵抗３２、バッテリー１から電力を供給するためのリレー３１、制御装置７等へ電源供給するスイッチング電源６が設けられている。電動圧縮機１６には、電動機の構成要素である固定子巻線４、磁石回転子５が備えられ
ている。リレー３１は、充電抵抗３２によるコンデンサ３０の充電が完了すると、制御回路７により閉とされる。この後、制御回路７はスイッチング素子２を作動させ、直流／交流変換を行う。
【０００９】
次に、従来の電気接続の有無を診断について説明する。空調装置の設置、点検等の作業後にコネクタ９、コネクタ１０の接続忘れがあると、電動圧縮機１６は作動せず空調装置が機能しない。このような場合、インバータ装置１５もしくは電動圧縮機１６の故障と誤認されてしまうことがある。
【００１０】
これを防ぐために、負荷に通電し電気接続を判定する方法が知られている。例えば、リレー３１を閉とする前に、スイッチング素子２を作動させ、電流の有無により、コネクタ９、コネクタ１０の電気接続の有無を診断するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１９３９５６号公報
【特許文献２】特開平１０−１９３９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来の接続診断方法においては、コンデンサ充電完了、リレー閉、スイッチング素子による直流／交流変換という基本制御フローに加え、コンデンサ充電完了後に、スイッチング素子一時作動、スイッチング素子一時作動に同期した電流検出、電流検出有無による制御フロー変更（電流検出有ればリレー閉、電流検出無ければ警報等）という制御追加が必要になり、制御回路のソフトが複雑になる。
【００１２】
また、コネクタが接続されていないと判定された時点では、コンデンサは満充電されており、その充電電圧が高いので、点検修理をすぐに開始できない（放電により電圧が低下するのを待つ必要がある）。
【００１３】
さらに、インバータ装置により電動圧縮機が駆動されている状況でのコネクタの接触不良、断線等は診断できない。これに起因して過電流等で停止したとしても、停止後に原因を特定するため、診断機能を作動させて診断する必要がある。よって、判定に時間がかかる。
【００１４】
これらの課題を解決するために、マイクロスイッチとそのハーネス等の接続検知部品を、コネクタに設けると、装置が複雑に大型化してしまう。
【００１５】
そこで本発明は、簡素な構成、ソフトで、インバータ装置が負荷に出力中においても診断が可能で、迅速な点検修理を行える電気接続診断方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、直流電圧発生手段、インバータ装置、負荷との間を電気接続するシールド線のシールド部を、インバータ装置以外の箇所では接地して、出力の一端が接地された電源よりシールド部へ通電しシールド線の接続を診断する。シールド部と芯線部とは対になっているので、シールド部の接続診断をすることで、芯線部の接続診断が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
接続検知部品をコネクタに設けて装置を複雑に大型化することなく、制御ソフトを簡単に、インバータ装置が負荷に出力中の接続診断を可能にできるとともに、迅速な点検修理が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
第１の発明は、直流電圧発生手段、インバータ装置、負荷との間を電気接続するシールド線のシールド部を、インバータ装置以外の箇所では接地して、出力の一端が接地された電源よりシールド部へ通電しシールド線の接続を診断するものである。
【００１９】
これにより、シールド部と芯線部とは対になっているので、シールド部の接続診断をすることで、芯線部の接続診断も可能となる。
【００２０】
また、接続検知部品をコネクタに設けて装置の複雑化型化を招くことなく、以下の効果を得られる。
【００２１】
電圧もしくは電流の有無をタイミングに関係なく判定するだけで良いので、制御ソフトが簡単になる。
【００２２】
直流電圧発生手段、インバータ装置、負荷を電気接続しセットアップした直後の診断も可能となり、平滑コンデンサの充電前にも診断できるので、迅速な点検修理が行える。
【００２３】
シールド部への通電は、インバータ装置が負荷に出力中においても可能なので、インバータ装置が負荷に出力中の接続診断も可能となる。シールド部へ通電する電源を、直流電圧発生手段とは独立したものとすれば、インバータ装置への直流電圧発生手段からの電圧供給有無、作動非作動に関係なく、接続診断が可能となる。
【００２４】
第２の発明は、第１の発明において、シールド線のシールド部を、インバータ装置においては低周波遮断高周波導通素子を介し接地する。これにより、シールド部は、低周波遮断高周波導通素子により高周波的に接地される。従って、シールド線による電磁波ノイズ対策の接地効果を確保できる。導通する高周波としては、放送電波の凡そ０．５ＭＨｚ以上を想定するのが良い。
【００２５】
第３の発明は、第２の発明において、高周波遮断低周波導通素子を介してシールド部へ通電する。これにより、シールド部と電源側は、高周波的に遮断される。また、シールド部は、低周波遮断高周波導通素子により高周波的に接地される。
【００２６】
従って、シールド線による電磁波ノイズ対策の接地効果を確実に確保できる。導通する低周波としては、高周波と分離するために、また素子を簡単にするために、凡そ１ｋＨｚ以下を想定するのが良い。
【００２７】
第４の発明は、第１乃至３の発明において、シールド部へ通電する電源を直流電源とする。これにより、低周波遮断高周波導通素子をコンデンサのみで簡単に構成できる。また、制御回路のマイコンへの信号電圧として、分圧が必要としても、ＯＮまたはＯＦＦ（０Ｖ）の直接入力が可能となるので、診断回路を簡素に構成できる。
【００２８】
第５の発明は、第４の発明において、シールド部へ通電する電源の電圧を、インバータ装置が直流交流変換する直流電圧発生手段の直流電圧よりも低くする。これにより、耐電圧の低い部品を使用できる。マイコン電源に用いられる５Ｖ等であれば、制御回路のマイコンへの信号電圧として、分圧なしでの直接入力が可能となる。
【００２９】
第６の発明は、第１乃至５の発明において、負荷を電動圧縮機とするもので、電動圧縮機は、点検などで脱着の機会が多いため、本接続診断は有効に機能する。
【００３０】
第７の発明は、第１乃至６の発明において、いずれの接地についても車体へ接地するもので、車両は接続作業が込み入っており、振動も大きいため、本接続診断は有効に機能す
る。また、シールド部へ通電する電源として、電装品電源用で車体接地済の１２Ｖ、２４Ｖ、３６Ｖ等を使用できるため、診断回路を簡素に構成できる。そして、電装品用電源が供給される限り、インバータ装置に直流電圧発生手段の電圧が供給されていない状態でも、接続診断が可能となる。
【００３１】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１における車両空調用電気回路図を示す。図４の従来の電気回路図との同一部分は同一符号を用いている。
【００３３】
図４との相違点を次に示す。シールド接地線２９は、インバータ装置２６（金属製筐体）に直接接地はされず、低周波は遮断して高周波は導通させるコンデンサ２２を介して接地されている。また、抵抗２３を介して、一端（−側）が接地されている直流電源２４の他端（＋側）に接続されている。そして、シールド接地線２９は、制御回路７にも接続されている。
【００３４】
また、コネクタ９，１０の構造は図５、図６と同様である。
【００３５】
直流電源２４は１２Ｖである。そして、スイッチング電源６よりバッテリ１とは電気絶縁して供給している。これは、通常電気自動車で走行用電源、エアコン用電源に用いられるバッテリ１（直流電圧発生手段）は、車体から電気絶縁されているからである。
【００３６】
まず、インバータ装置２６と電動圧縮機１６との間の電気接続が正常な場合について説明する。図１に示される接続がセットアップされると、直後にスイッチング電源６が起動する。これにより、直流電源２４が起動し＋側から、抵抗２３、シールド接地線２９、シールド部８、コネクタ９、コネクタ１０、シールド部８、電動圧縮機側シールド接地線１２、電動圧縮機１６（金属製筐体）、電動圧縮機側車体接地線１４、車体、インバータ装置側車体接地線１３、インバータ装置２６（金属製筐体）、そして直流電源２４の−側へと直流電流が流れる。このとき、シールド接地線２９の電位は直流電源２４の−側に等しく０Ｖであり、この電圧が制御回路７に入力される。これにより、制御回路７は、電気接続が正常と判定する。
【００３７】
そして、抵抗３２によるコンデンサ３０の充電が完了すると、制御回路７によりリレー３１は閉とされる。この後、制御回路７はスイッチング素子２を作動させ、電動圧縮機１６を駆動する。ここで発生する電磁波ノイズは、インバータ装置２６の金属製筐体、シールド接地線２９、シールド部８、電動圧縮機側シールド接地線１２、電動圧縮機１６の金属製筐体により遮蔽される。シールド接地線２９は、直接接地はされていないが、高周波は導通させるコンデンサ２２を介して、インバータ装置２６の金属製筐体に接地されているので、高周波的には接地されており、シールド部８の電磁波ノイズ遮蔽効果を確保できる。
【００３８】
次に、インバータ装置２６と電動圧縮機１６との間のコネクタが接続されていない場合、断線している場合について説明する。
【００３９】
例えば、コネクタ９、コネクタ１０が接続されずセットアップされる。直後にスイッチング電源６が起動し、直流電源２４の＋側から１２Ｖが、抵抗２３に印加される。コネクタ９、コネクタ１０が接続されていないため、車体への接地ルートは形成されない。よって、抵抗２３、シールド接地線２９の電位は１２Ｖのままとなり、１２Ｖの電圧が制御回路７に入力される。従って、制御回路７は、電気接続がなされていないと判定する。そし
て、制御回路７は、リレー３１は開のままとし、スイッチング素子２は作動させない。また、音などで警報通知する。
【００４０】
さらに、インバータ装置２６と電動圧縮機１６が作動を始め、その作動中にコネクタ９，１０の接続が外れたり、断線する場合について説明する。この場合、当初は、上記電気接続が正常な場合の通り、０Ｖの電圧が制御回路７に入力され、制御回路７は、電気接続が正常と判定する。そして、コンデンサ３０の充電が完了すると、リレー３１は閉とされ、スイッチング素子２を作動させ、電動圧縮機１６を駆動する。
【００４１】
そして、作動中にコネクタ９、コネクタ１０の接続が外れたり、断線すると、車体への接地ルートがオープンとなる。これによって、シールド接地線２９の電位は１２Ｖとなり、１２Ｖの電圧が制御回路７に入力されて、電気接続がオープンになったと判定する。そして、制御回路７は、スイッチング素子２を停止し、リレー３１を開にする。また、音などで警報通知する。
【００４２】
以上により、直流電源２４は、スイッチング電源６を介して、バッテリ１より常時供給されているので、インバータ装置２６が電動圧縮機１６を駆動中においても接続の診断が可能である。制御回路７は１２Ｖの入力有無を判定するだけで良く、マイコンへ分圧して直接入力できるので、ソフトが簡単になる。コンデンサ３０の充電前にも診断できるので、迅速な判定点検修理が行える。また、直流電源２４の電圧は１２Ｖと小さいので、耐電圧の低い部品を使用できる。これは電子電気部品として種類の多い５０Ｖ程度以下が望ましい。さらに、直流電源２４の電圧は１２Ｖと小さいので、コネクタの完全な未接続はもとより、微小な断線、接続不良においても放電で導通することがなく、電気接続を正しく判定できる。このためには直流電源２４の電圧は５０Ｖ程度以下が望ましい。
【００４３】
尚、上記実施例において、直流電源２４として、車両電装品用の１２Ｖを使用しても良い。車両電装品用の１２Ｖの−側は車体に接地してあるので、あらためて接地する必要はない。
【００４４】
また、凡そ１ｋＨｚ以下の低周波ならば交流でも良い。この場合、制御回路７は、シールド接地線２９の電圧を整流して判定する。
【００４５】
制御回路７の電源が直流電源２４と電気絶縁されていない場合、制御回路７の判定においては、電気絶縁のためフォトカプラを介在させれば良い。
【００４６】
また、電圧に限らずシールド部へ流れる電流で判定しても良い。
【００４７】
芯線１本毎にシールドし１本毎に判定しても、Ｕ，Ｖ，Ｗ３本まとめてシールドし３本まとめて判定しても良い。
【００４８】
コンデンサ２２を設けない場合、インバータ装置側の接地は、直流電源２４の接地で代用効果を得ることになる。
【００４９】
（実施の形態２）
図２に本発明の実施の形態２における車両空調用電気回路図を示す。図１に比較し、インバータ装置２７には、高周波遮断用コイル２５が、直流電源２４の＋側と抵抗２３との間に接続されている。これにより、シールド接地線２９からの電磁波ノイズに起因する高周波電流を遮断できる。
【００５０】
したがって、電磁波ノイズによる妨害を防止できる。抵抗成分のあるコイルを用いれば
、抵抗２３を削減できる。
【００５１】
（実施の形態３）
図３に本発明の実施の形態３における車両空調用電気回路図を示す。これは、バッテリ１とインバータ装置２８とをシールド線３６で電気接続したものである。バッテリ１側は、シールド部１７がシールド接地線２０により車体に接地されている。インバータ装置２８側は、シールド部１７がシールド接地線２１により、抵抗２３、コンデンサ２２、制御回路７へと接続される。また、バッテリ１側とインバータ装置２８側とは、コネクタ１８とコネクタ１９により接続される。
【００５２】
この構成においては、瞬間的な接続不良の検出に有効である。
【００５３】
尚、上記各実施の形態において、負荷としては、電動圧縮機を示したが、これに限らずモータ、電熱線など各種負荷に適用可能である。また、電動圧縮機側、バッテリ側双方ともに、電気接続をシールド線としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、電気接続診断の機能を自動車用インバータ装置、電動圧縮機の例を用いて説明したが、これに限らず、自動車用、電動圧縮機以外にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１における車両空調用電気回路図
【図２】本発明の実施の形態２における車両空調用電気回路図
【図３】本発明の第３の実施形態を示す車両空調用電気回路図
【図４】従来の電気接続診断方法を示す車両空調用電気回路図
【図５】インバータ装置側コネクタの斜視図
【図６】電動圧縮機側コネクタの斜視図
【符号の説明】
【００５６】
１  バッテリ
６  スイッチング電源
８  シールド部
１２  電動圧縮機側シールド接地線
１３  インバータ装置側車体接地線
１４  電動圧縮機側車体接地線
１６  電動圧縮機
１７  シールド部
２０  シールド接地線
２１  シールド接地線
２２  コンデンサ
２４  直流電源
２５  高周波遮断用コイル
２６  インバータ装置
２７  インバータ装置
２８  インバータ装置
２９  シールド接地線
３５  シールド線
３６  シールド線
【図１】
2006021593.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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