(57)【要約】【課題】  対象物を通した電気ノイズの伝播通路を特定するための方法及び装置の双方を提供する。【解決手段】  周期的な電気ノイズの源からの、対象物を通した電気ノイズの伝播経路を特定するための方法は、ａ）前記対象物上の選択された領域に、ノイズ測定装置のノイズセンサーであって、前記ノイズ測定装置に、電気ノイズの大きさを表す出力信号を発生するノイズセンサーを配置し、ｂ）周期的な電気ノイズの源に同期したトリガー信号を発生し、ｃ）前記ノイズ測定装置による前記センサーからの電気ノイズの読み出しを開始するため、前記トリガー信号を、前記ノイズデータとしての出力信号を発生する前記ノイズ測定装置に接続し、ｄ）前記測定装置からのノイズデータ出力を、前記選択された領域の位置情報に関連付けて記録し、ｅ）前記センサーを他の選択された領域に移動し、そして、ｆ）ステップａ）〜ｅ）繰り返す。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的な電気ノイズの源からの、対象物を通した電気ノイズの伝播経路を特定するための方法であって、
ａ）前記対象物上の選択された領域に、ノイズ測定装置のノイズセンサーであって、前記ノイズ測定装置に、電気ノイズの大きさを表す出力信号を発生するノイズセンサーを配置し、
ｂ）周期的な電気ノイズの源に同期したトリガー信号を発生し、
ｃ）前記ノイズ測定装置による前記センサーからの電気ノイズの読み出しを開始するため、前記トリガー信号を、前記ノイズデータとしての出力信号を発生する前記ノイズ測定装置に接続し、
ｄ）前記測定装置からのノイズデータ出力を、前記選択された領域の位置情報に関連付けて記録し、
ｅ）前記センサーを他の選択された領域に移動し、そして、
ｆ）ステップａ）〜ｅ）繰り返すステップを備えたことを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するための方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載した方法において、前記センサーは、センサーの配列（アレイ）を備えていることを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するための方法。
【請求項３】
前記請求項１に記載した方法において、前記対象物は自動車であることを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するための方法。
【請求項４】
前記請求項１に記載した方法において、前記記録ステップは、前記センサー出力信号の大きさをコンピュータデータベースに記録するステップを有していることを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するための方法。
【請求項５】
前記請求項１に記載した方法であって、更に、
各選択された領域のためのセンサーからの複数の出力信号を入力し、
各選択された領域のための平均化されたセンサー出力信号を計算し、
その後、前記平均化されたセンサー出力信号を記録するステップを備えたことを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するための方法。
【請求項６】
前記請求項１に記載した方法であって、更に、前記選択された領域の前記位置情報と、前記ノイズデータに基づいて、ノイズマップを生成するステップを備えたことを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するための方法。
【請求項７】
前記請求項１に記載した方法であって、更に、
前記ノイズデータ、前記選択された領域の位置情報、そして、前記トリガータイミングからの経過時間に基づいて複数のノイズマップを生成し、そして、
前記複数のノイズマップを、前記トリガータイミングからの経過時間の順に表示するステップを備えたことを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するための方法。
【請求項８】
周期的な電気ノイズの源からの、対象物を通した電気ノイズの伝播経路を特定するためのシステムであって、
前記対象物上の選択された領域に、ノイズ測定装置のノイズセンサーであって、前記ノイズ測定装置に、電気ノイズの大きさを表す出力信号を発生するノイズセンサーを有するノイズ計測装置、
周期的な電気ノイズの源に同期したトリガー信号を発生するトリガー発生器、
前記トリガー発生器からのトリガー信号は、前記センサーによる電気信号の読出しを開始するための入力信号として接続されており、
前記センサー出力信号を、前記選択された領域の位置情報に関連して記録する記録手段とを備え、
前記センサーは、前記対象物上の異なる選択された領域に移動されることを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するためのシステム。
【請求項９】
前記請求項８に記載したシステムにおいて、前記センサーは、センサーの配列（アレイ）を備えていることを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するためのシステム。
【請求項１０】
前記請求項８に記載したシステムにおいて、前記対象物は自動車であることを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するためのシステム。
【請求項１１】
前記請求項８に記載したシステムにおいて、前記記録手段はコンピュータデータベースを備えていることを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するためのシステム。
【請求項１２】
前記請求項８に記載したシステムにおいて、
複数のセンサー出力信号が、各選択された領域に対して入力され、
各選択された領域に対するセンサー出力信号の平均を演算するプロセッサーを備え、
その後、前記記録手段が、前記平均のセンサー出力信号を記録することを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するためのシステム。
【請求項１３】
前記請求項８に記載したシステムであって、更に、前記選択された領域の位置情報とノイズデータに基づいてノイズマップを生成するように構成されたプロセッサーを備えたことを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するためのシステム。
【請求項１４】
前記請求項８に記載したシステムであって、更に、
前記ノイズデータ、前記選択された領域の位置情報、そして、トリガータイミングからの経過時間に基づいて複数のノイズマップを生成し、そして、
前記複数のノイズマップを、前記トリガータイミングからの経過時間の順に出力するように構成された
プロセッサーを備えたことを特徴とする電気ノイズの伝播経路を特定するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のような対象物を通した電気ノイズの伝播通路を特定するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド電気自動車、電気自動車、その他の電気的部品のような複雑な電気システムは、多くの周期的な電気ノイズ源を含んでいる。例えば、ハイブリッド電気自動車においては、自動車に動力を与えるためのインバータが、周期的に、電気的雑音を発生する。典型的な電気部品、プロセッサー、レギュレータ、そして、発信器は、それぞれ、固有の周波数を有し、そのクロックに同期した電気ノイズを生じる。この電気ノイズの発生は、主に、高周波で高速なスイッチング装置によるものである。
【０００３】
かかる電気システムにおけるノイズの周期的な発生は、電気システムの他の部品に、誤動作又は干渉を生じさせる。例えば、電気自動車において、インバータにより発生した電気ノイズは、電気自動車のための情報システムや、更には、ナビゲーションシステムと干渉し得る。例えば、以下の特許文献１によれば、ノイズによる障害を防止するため、自動車の走行用動力バッテリ以外の独立したバッテリを制御コンピュータ用の電源とすることが提案されている。
【０００４】
移動体システムでの電気ノイズによる干渉を防止するためには、移動体を通した電気ノイズの伝播経路を特定することが従来からの慣例であった。一旦、移動体を通した電気ノイズの伝播経路が特定されると、電気ノイズの大きさ検討して低減する、即ち、移動体内の他の電気システムを保護する手順が取られる。
【０００５】
従来、多くの異なる電気ノイズセンサーを移動体中のいたるところに配置し、そして、経験的に、各センサーで検出された電気ノイズの量を決定するのが慣例であった。一旦、各センサーからの電気ノイズの大きさが特定されると、技術者が、電気ノイズの伝播経路を評価する。しばしば、電気ノイズの実際の伝播経路を確認するため、追加の電気ノイズの読み取りが必要となる。
【０００６】
これら電気ノイズの自動車を通した伝播を決定するための既知の方法では、しかしながら、幾つかの不利益があった。一の不利益は、各ノイズセンサーの価格が比較的に高く、電気ノイズの伝播経路となると思われる全ての領域をカバーするのに必要な多数のセンサーのため、電気ノイズに対して移動体を検査するためのコストが上昇することである。移動体を通した電気ノイズの伝播経路を決定するためのこの既知の方法やシステムの、更に他の不利益は、全体の検査及びノイズの伝播経路の特定が長くなることであり、それ故、労働コストにおいても高価となる。更には、技術者による電気ノイズの伝播経路の全体の結論が、しばしば、不正確なものとなることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−５１６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、自動車や電気部品のような対象物を通した電気ノイズの伝播通路を特定するための方法及び装置の双方を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
要約すれば、一の電気ノイズセンサーがシステム内の選択された領域に配置される。この電気ノイズセンサーは、選択された領域で検出された電気ノイズの大きさを表す出力信号を発生する。好ましくは、この電気センサーは、センサーの列を備えており、それぞれのセンサーはそれ自身の独立した出力信号を発生する。
【００１０】
ハイブリッド又は電気の移動体、又は、電気部品のプロセッサーなどの電気ノイズの源が特定された後、トリガー発生器が、周期的な電気ノイズの源に同期してトリガー信号を発生する。例えば、電気又はハイブリッドの自動車のためのインバータにおいては、当該インバータのためのスイッチングトランジスタが、既知のノイズ源を構成し、スイッチングに同期したノイズを生じる。従って、ゲート信号のような、スイッチングトランジスタのための電圧や電流、スイッチングトランジスタの出力電圧／電流、そして、インバータの出力電圧／電流に基づいてスイッチングをモニターすることによれば、トリガー発生器は、インバータから、周期的なノイズの発生に同期して、出力トリガー信号を発生する。電気部品では、プロセッサーのスイッチングがノイズ源を構成する。従って、クロック信号をモニターすることによれば、トリガー発生器は、クロックに同期して、出力トリガー信号を発生する。
【００１１】
トリガー発生器からのトリガー信号は、それから、センサーに接続されたノイズ測定機器に対する入力信号として接続され、センサーによる電気ノイズの読み出しを開始する。従って、微小な時間、即ち、Δｔの間、センサーからのノイズの実際の読み出しは、ノイズ源又はインバータからのノイズの発生に同期して生じる。センサーからの出力信号（又は、複数）は、それから、ハードドライブ、メモリスティック等の電子記録装置内に保存される。
【００１２】
その後、センサーは、システムの新たな選択された領域に移動され、移動体上の複数の選択された領域に対して上記のプロセスが繰り返して行われる。プログラムされたプロセスは、それから、複数の選択された領域からの保存されたデータを解析し、そして、各領域での大きさの時間的変化、又は、ノイズの伝播を示すベクトルのように、移動体を通した電気ノイズの伝播通路を示すマップを生成する。
【発明の効果】
【００１３】
上述した本発明によれば、自動車や電気部品のような対象物を通した電気ノイズの伝播通路を特定するための方法及び装置の双方を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
添付の図面と共に、以下の詳細な記述を参照することにより、本発明のよりよい理解が得られるであろうし、そこで複数の図面を通して同様の参照番号は同様の部品を示している。
【００１５】
【図１】ハイブリッド又は電気移動体を図示する概略図である。
【図２】インバータスイッチングトランジスタのバンクを図示する概略図である。
【図３】インバータからの電圧と電流の出力を図示したグラフを含む図である。
【図４】本発明の好適な実施例を図示するブロック図である。
【図５】トリガー発信器とテスト中の装置を示す図である。
【図６】複数の異なる選択領域を介する本発明の動作を図示するグラフを含む図である。
【図７】電気ノイズの伝播経路のマッピングを図示するグラフを含む図である。
【図８】本発明の動作を図示するフローチャート図である。
【図９】フローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
まず、図１を参照し、電気又はハイブリッドの自動車１０（以後、まとめて電気自動車と称する）が図解的に示されている。従来、電気自動車１０は、少なくとも、電気自動車１０の駆動輪１４に連結された、少なくとも一の交流電動モータ１２を含んでいる。直流（ＤＣ）畜電池１６が電動力をモータ１２へ供給する。
【００１７】
電池１６がＤＣ電力を供給することから、インバータ１８が電池１６とモータ１２との間に、電気的に接続され、電池１６からのＤＣ電力をモータ１２のための交流（ＡＣ）電力に変換する。
【００１８】
さて、図２を参照し、インバータ１８で使用されたタイプのスイッチングトランジスタ２０のバンク２１の例が示されている。図２に示されたトランジスタは、互いに直列に接続されたドレインとソースを備えた二つのＦＥＴトランジスタであり、各トランジスタ２０はゲート２２を有しているが、しかしながら、他のタイプのスイッチング装置であってもよい。信号がゲート２２に供給されると、トランジスタ２０は導通し、そして、その出力に出力信号を発生する。
【００１９】
図２及び３を参照し、バンク２１は、複数のトランジスタピンを含んでいる。図３のグラフに図示された電圧信号が、バンク２０内のシーケンシャルなトランジスタのペア２０のゲートに順次印加され、ＡＣ電流出力信号２８が発生する。このＡＣ電流出力信号２８が、自動車１０の電動モータ１２（図１）に動力を供給する。
【００２０】
自動車１０用の電動モータ１２を動かすのに要求される高い電流は、インバータ１８による高い電流のスイッチングを要求し、そして、自動車１０内の電気ノイズの源として知られている。
【００２１】
さて、図３〜５には、本発明にシステムを図示したブロックダイアグラム図が示されている。トリガー発信器３０が、ノイズ源である装置、即ち、インバータ１８に接続されている。トリガー発信器３０をインバータ１８に対して正確に同期されるため、トリガー発信器３０への入力は、選択されたトランジスタのペア、即ち、時刻ｔ１で出力ＡＣ信号を発生するトランジスタのペアに接続されている。従って、トリガー発信器３０は、インバータの動作に同期して、その出力３２に信号を発生する。
【００２２】
図４を参照し、トリガー発信器３０からの出力信号５２は、電気ノイズ探針（プローブ）３６からの電気ノイズの読み込を開始する電気ノイズ測定器３４に、入力信号として接続されている。測定器３４によるプローブ３６からのノイズ測定の実際の期間は、トリガー発信器３０からのトリガー信号の期間により、或いは、測定器３４によって予め設定されている。
【００２３】
さて、図４及び６を参照し、プローブ３６は、好ましくは、センサー３８の配列（アレイ）を備えている。例えば、図６に示すように、プローブ３６のためのセンサー３８のアレイが、４×４配列のセンサー３８として示されている。しかしながら、これは単なる一例としてのものであり、この配列（アレイ）は、本発明の精神又は範囲を逸脱しない限りにおいて、より少ない又はより多いセンサー３８を含んでいてもよい。
【００２４】
プローブ３６は、自動車１０上の第１の選択された領域に技術者によって配置されるプローブ台（プローブキャリア）４０に搭載される。実際には、技術者が、インバータからの電気ノイズの伝播経路内に位置すると思われる自動車上の領域を選択する。技術者又はシステムは、それから、伝播経路内のプローブの位置を、キーボードやマウス等の入力装置によって入力する。この位置情報は、それから、ハードドライブやメモリスティックのような、データロガー（記録装置）４４内に保存される。
【００２５】
動作では、プローブ台（プローブキャリア）４０によって第１の選択された領域に配置されたプローブ３６により、測定器３４が、トリガー発信器３０によりインバータに同期している所定の時間間隔の間、第１の選択された領域での電気ノイズを測定する。測定されたプローブ３６からの電気ノイズは、その後、測定器３４からデータロガー４４へ、出力信号として供給される。
【００２６】
第１の選択された領域、或いは、領域Ａのための、測定器３４からの出力信号の一例が、図６に示されている。領域Ａに示されるように、高い電気ノイズが、時刻Ｔで始まる時間周期中における５０により示すように検出される。このノイズデータは、それから、プローブ位置情報（又は、選択された領域Ａの位置情報）と関連付けられて、トリガータイミングから経過した時間情報の測定された時間と共に、データロガー４４により記録される。
【００２７】
その後、プローブ３６は、図６に示すように、プローブ台４０により、第２の選択された領域である領域Ｂに移動される。この第２の選択された領域又は領域Ｂは、技術者又はシステムにより、電気ノイズの伝播経路内において選択される。この例では、第２の選択された領域或いは領域Ｂは、インバータ１８から、第１の選択された領域又は領域Ａよりも、更に、離れている。選択された領域の移動距離は、ノイズ伝播マップが、測定されたノイズの結果と測定された領域の位置情報とに基づいて生成されるよう、測定の領域と同一である。例えば、検出された電気ノイズ５２は、時刻２Ｔにおけるトリガー信号の周期的な開始から僅かに時間的に遅れており、ここで、インバータがノイズ源であれば、ＴはＡＣ波形２８（図３）の完全な１サイクルに等しく、一定周期である。もしもインバータが一定周期でない場合、各トリガー間の時間差は一定ではない。また、トリガー発生器が、常に周期的なトリガーを発生してはいないかもしれない。トリガー発生器は、いつも、信号を、即ち、装置の所定の状態を出力するかもしれない。また、トリガー発生器が、常に周期的なトリガーを出力していないかもしれない。トリガー発生器は、いつも、信号を、即ち、装置の所定の状態を出力するかもしれない。ノイズデータが測定され、そして、プローブ位置情報（又は、選択された領域Ｂの位置情報）と関連付けられて、第２のトリガータイミング２Ｔから経過した時間情報と共に、データロガー４４内に記録される。
【００２８】
プローブ３６は、それから、プローブ台４０により、電気ノイズの伝播経路内であると推察され、インバータからは第２の選択された領域又は領域Ｂから更に離れた、自動車上の選択された領域に移動される。図６に示すように、電気ノイズ信号が、第２の選択された領域又は領域Ｂで検出されたノイズ信号５２から時間の遅れた５４で検出される。この全体プロセスが、必要に応じ、多数の選択された領域である、即ち、領域Ｃに対して繰り返される。
【００２９】
さて、図７を参照し、プロセッサーは、測定された領域の位置情報と共に、選択された領域の全ての検出されたノイズ５０、５２、５４に基づいて、ノイズマップを生成するようにプログラムされていることが好ましい。そして、プロセッサーは、また、複数のノイズマップを、ノイズデータ、選択された領域の位置情報、そして、トリガーリングタイミングからの経過時間に基づいて生成し、そして、複数のノイズマップをトリガーリングタイミングから経過した時間の順に動画として表示することにより、ノイズ伝播の動画を生成してもよい。複数のノイズマップは、図７のように、各トリガーリングタイミングからの経過時間に基づいて描くことにより表示することも可能である。
【００３０】
幾つかの状況においては、インバータ以外の源から、トリガー発信器３０からのトリガー信号の間に外来の電気ノイズが現れるかもしれない。インバータからの電気ノイズ信号を分離するために、各選択された領域において、複数回の測定を行って、インバータノイズを他のノイズ源から分離するために平均化してもよい。好ましくは、プロセッサーは、この平均化演算を行うようにプログラムされている。
【００３１】
さて、図８には、本発明の方法を図示するフローチャートが示されている。ステップ６０では、トリガー発信器が、測定状態の装置に接続されている。ステップ６０は、それからステップ６２へ進む。ステップ６２では、トリガー発信器が測定器に接続される。ステップ６２は、それから、ステップ６４へ進む。
【００３２】
ステップ６４では、センサーが自動車上の選択された領域に配置される。この領域は、電気ノイズの伝播経路内にあると推測されるように選択される。それから、ステップ６４はステップ６５へ進む。
【００３３】
ステップ６５では、測定器がデータを得て記録する。全てのトリガーリングタイミングにおいて、選択された領域上で、センサー出力として複数のデータが得られる、そして、他の源からの外的な過渡的なノイズを除去するための平均化することが好ましい。ステップ６５は、それから、ステップ６８へ進む。
【００３４】
ステップ６８では、十分な数の選択された領域が測定されたか否かが判定される。十分でない場合、ステップ６８は分岐してステップ６９に進み、異なる領域が選択される。ステップ６９は、それから、再度、ステップ６４に進んで、十分な数の選択された領域のデータが得られるまで、異なる領域に対して実行を続ける。これが起こると、ステップ６８はステップ７０へ進み、好ましくはプログラムされたプロセッサーにより、データがマップ化され、そして、技術者に表示される。表示７４（図４）は、例えば、ビデオスクリーン、プリンター等、いかなるフォームであってもよい。
【００３５】
図９には、データを解析して表示するフローチャートが示されている。ステップ７０では、プログラムが開始し、ステップ７２へ進んで、第１のセンサー位置が、データロガー４４から読み出される。ステップ７２はステップ７４へ進み、センサー出力が、同様に、第１のセンサー位置のために読み出される。ステップ７４は、それから、ステップ７６へ進む。
【００３６】
ステップ７６では、プログラムが、計測された領域の全てがデータロガーから読み出されたか否かを判定する。否である場合、ステップ７６は分岐してステップ７２へ戻って、次のセンサー位置のために、上記のステップを実行する。全てのセンサー位置と読出しがデータロガー４４から読み出されると、ステップ７６は、ステップ７８へ進む。
【００３７】
ステップ７８では、自動車のための全てセンサー位置とセンサー測定を示すマップ又はグラフが計算される。それから、ステップ８０は、ノイズマップを、又は、複数のノイズマップをノイズ伝播経路情報として、表示又は出力装置上に表示する。本システムは、図７に示したように、トリガーからの経過時間に従って複数のノイズマップを表示することが出来、そして、このノイズ伝播マップは、電気ノイズの大きさの時間変化、及び／又は、ノイズ伝播経路の方向のベクトルを示すことを可能にする。
【００３８】
以上から、本発明が、電気自動車内における電気ノイズの伝播経路を特定するための改良された方法及びシステムを提供することが分かるであろう。本発明の主要な利点は、トリガー発信器３０によりプローブによる電気ノイズの検出がインバータに同期していることから、単一のプローブ３６が、自動車内における異なる位置での電気ノイズの検出に利用されてもよいことである。
【００３９】
本発明について述べたが、これについて、係属する請求項の範囲により規定される発明の精神から逸脱することなく、多くの変形例が、関連する技術における当業者にとって明らかであろう。
【符号の説明】
【００４０】
１０…自動車、１２…交流電動モータ、１６…直流（ＤＣ）畜電池、１８…インバータ、２０…スイッチングトランジスタ、２１…バンク、３０…トリガー発信器、３４…電気ノイズ測定器、３６…電気ノイズ探針（プローブ）、３８…センサー、４０…プローブ台（プローブキャリア）、４４…データロガー（記録装置）、５０、５２、５４…ノイズ
【図１】
2015025797.tif 000003
【図２】
2015025797.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015025797.tif 000007
【図６】
2015025797.tif 000008
【図７】
2015025797.tif 000009
【図８】
2015025797.tif 000010
【図９】
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