(57)【要約】【課題】  制限抵抗の温度上昇に伴う抵抗値の変動（これに伴う平滑コンデンサの静電容量と制限抵抗の抵抗値とで定まる時定数の変動）を考慮した、インバータ装置の異常を精度良く検出することができる異常検出機能付きインバータ装置、電池付属異常検出機能付きインバータ装置、及び異常検出装置を提供する。【解決手段】  本発明の異常検出機能付きインバータ装置２１は、第１基準時ｔｂの抵抗電流Ｉｒｂ及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｂに基づいて、平滑コンデンサ３の初期の基準静電容量Ｃｏに対する第１基準時ｔｂの静電容量Ｃｒｂの経時容量変化率γ（＝Ｃｒｂ／Ｃｏ）を算出する経時変化率算出手段（ステップＳ５）と、経時容量変化率γに基づき、インバータ装置４１に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段（ステップＳ６，Ｓ７）とを備える。【選択図】  図２
2008228370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ回路と、
上記インバータ回路よりも直流電源側に配置され、このインバータ回路と並列に接続されてなる平滑コンデンサと、
上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサと直列に接続され、上記直流電源から上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサへの突入電流を制限する制限抵抗と、
上記制限抵抗を流れる抵抗電流を断続するスイッチ手段と、
を備えるインバータ装置であって、
上記抵抗電流の大きさを計測する電流センサと、
上記平滑コンデンサのコンデンサ端子間電圧の大きさを計測するコンデンサ電圧センサと、
上記スイッチ手段及び上記制限抵抗を通じた上記直流電源からの抵抗経由通電における、通電開始から所定の第１基準時間が経過した第１基準時ｔｂに、上記電流センサで計測された上記抵抗電流の大きさ及び上記コンデンサ電圧センサで計測されたコンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの初期の基準静電容量Ｃｏに対する上記第１基準時ｔｂの静電容量Ｃｒｂの経時容量変化率γ（＝Ｃｒｂ／Ｃｏ）を算出する経時変化率算出手段と、
上記経時容量変化率γに基づき、上記インバータ装置に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段と、を備える
異常検出機能付きインバータ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記異常判定手段は、
前記経時容量変化率γが、所定の第１基準値γ１を下回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する
異常検出機能付きインバータ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記異常判定手段は、
前記経時容量変化率γが、所定の第２基準値γ２を上回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する
異常検出機能付きインバータ装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記異常判定手段において前記インバータ装置に異常が生じていると判定されたとき、前記スイッチ手段を開路させる開路指示手段を備える
異常検出機能付きインバータ装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記平滑コンデンサの公称容量がＣｋであり、
前記抵抗経由通電の通電回数Ｎが、所定の初期通電回数Ｎｄである通電時において、上記抵抗経由通電における通電開始から所定の第２基準時間が経過した第２基準時ｔｃに計測された前記抵抗電流の大きさ及び前記コンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの上記公称容量Ｃｋに対する、上記初期通電回数Ｎｄ回目の上記第２基準時ｔｃにおける上記平滑コンデンサの静電容量Ｃｒｃの初期容量率β（＝Ｃｒｃ／Ｃｋ）を算出する初期容量率算出手段を備え、
前記経時変化率算出手段は、
上記平滑コンデンサの前記基準静電容量Ｃｏとして、上記公称容量Ｃｋに上記初期容量率βを乗じた補正公称容量β・Ｃｋを用いる
異常検出機能付きインバータ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備え、
前記初期容量率算出手段は、
前記第２基準時ｔｃに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをＶｂｃ、前記抵抗電流の大きさをＩｒｃ、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｃとしたとき、
前記初期容量率βを、下記式(1)を利用して取得する
異常検出機能付きインバータ装置。
β＝−ｔｃ／[Ｃｋ×(Ｖｂｃ−Ｖｃｃ)／Ｉｒｃ]×ｌｎ[1−(Ｖｃｃ／Ｖｂｃ)] …(1)
【請求項７】
請求項５に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記初期容量率算出手段は、
前記初期通電回数Ｎｄ回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第２基準時ｔｃに至るまでに流れた前記抵抗電流Ｉｒの積分値を下記式(2)とし、
上記第２基準時ｔｃにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｃとしたとき、
前記初期容量率βを、下記式(3)を利用して取得する
異常検出機能付きインバータ装置。
【数１】
2008228370.tif 000015
【数２】
2008228370.tif 000016
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備え、
前記経時変化率算出手段は、
前記第１基準時ｔｂに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをＶｂｂ、前記抵抗電流の大きさをＩｒｂ、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｂとしたとき、
上記第１基準時ｔｂにおける前記経時容量変化率γを、下記式(4)を利用して取得する
異常検出機能付きインバータ装置。
γ＝−ｔｂ／[Ｃｏ×(Ｖｂｂ−Ｖｃｂ)／Ｉｒｂ]×ｌｎ[1−(Ｖｃｂ／Ｖｂｂ)] …(4)
【請求項９】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記経時変化率算出手段は、
前記初期通電回数Ｎｄを超えた通電回数Ｎｇ回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第１基準時ｔｂに至るまでに流れた前記抵抗電流Ｉｒの積分値を下記式(5)とし、
上記第１基準時ｔｂにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｂとしたとき、
前記経時容量変化率γを、下記式(6)を利用して取得する
異常検出機能付きインバータ装置。
【数３】
2008228370.tif 000017
【数４】
2008228370.tif 000018
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記経時変化率算出手段は、
前記抵抗経由通電のうち、所定条件に対応する対応値が所定条件を満たす基準対応値Ｔに達した所定通電毎に、前記経時容量変化率γを算出して記憶し、
上記所定通電毎に、上記基準対応値Ｔに達するまでに変動した上記経時容量変化率γの変動率（Δγ／Ｔ）を算出し、上記変動率（Δγ／Ｔ）が所定の基準変動率Ｇを下回ったとき、前記平滑コンデンサの劣化異常を検知する劣化異常検知手段を備える
異常検出機能付きインバータ装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記経時容量変化率γを得たときの前記抵抗経由通電の通電回数をＮｈとして、前記平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Ｃｘに至る寿命通電回数Ｎｘを、下記式(7)を利用して推定する寿命通電回数推定手段を備える
異常検出機能付きインバータ装置。
Ｎｘ＝Ｎｈ｛１−（Ｃｘ／Ｃｏ）｝／（１−γ）…(7)
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置と、
前記直流電源としての電池と、を有する
電池付属異常検出機能付きインバータ装置。
【請求項１３】
インバータ回路と、このインバータ回路よりも直流電源側に配置されて上記インバータ回路と並列に接続されてなる平滑コンデンサと、上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサと直列に接続され、上記直流電源から上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサへの突入電流を制限する制限抵抗と、上記制限抵抗を流れる抵抗電流を断続するスイッチ手段と、上記抵抗電流の大きさを計測する電流センサと、上記平滑コンデンサのコンデンサ端子間電圧の大きさを計測するコンデンサ電圧センサと、を備えるインバータ装置に異常が生じているか否かを判定する、
異常検出装置であって、
上記スイッチ手段及び上記制限抵抗を通じた上記直流電源からの抵抗経由通電における、通電開始から所定の第１基準時間が経過した第１基準時ｔｂに、上記電流センサで計測された上記抵抗電流の大きさ及び上記コンデンサ電圧センサで計測されたコンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの初期の基準静電容量Ｃｏに対する上記第１基準時ｔｂの静電容量Ｃｒｂの経時容量変化率γ（＝Ｃｒｂ／Ｃｏ）を算出する経時変化率算出手段と、
上記経時容量変化率γに基づき、上記インバータ装置に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段と、を備える
異常検出装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の異常検出装置であって、
前記異常判定手段は、
前記経時容量変化率γが、所定の第１基準値γ１を下回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する
異常検出装置。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載の異常検出装置であって、
前記異常判定手段は、
前記経時容量変化率γが、所定の第２基準値γ２を上回ったとき、前記記インバータ装置が異常であると判定する
異常検出装置。
【請求項１６】
請求項１３〜請求項１５のいずれか一項に記載の異常検出装置であって、
前記異常判定手段において前記インバータ装置に異常が生じていると判定されたとき、前記スイッチ手段を開路させる開路指示手段を備える
異常検出装置。
【請求項１７】
請求項１３〜請求項１６のいずれか一項に記載の異常検出装置であって、
前記平滑コンデンサの公称容量がＣｋであり、
前記抵抗経由通電の通電回数Ｎが、所定の初期通電回数Ｎｄである通電時において、上記抵抗経由通電における通電開始から所定の第２基準時間が経過した第２基準時ｔｃに計測された前記抵抗電流の大きさ及び前記コンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの上記公称容量Ｃｋに対する、上記初期通電回数Ｎｄ回目の上記第２基準時ｔｃにおける上記平滑コンデンサの静電容量Ｃｒｃの初期容量率β（＝Ｃｒｃ／Ｃｋ）を算出する初期容量率算出手段を備え、
前記経時変化率算出手段は、
上記平滑コンデンサの前記基準静電容量Ｃｏとして、上記公称容量Ｃｋに上記初期容量率βを乗じた補正公称容量β・Ｃｋを用いる
異常検出装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の異常検出装置であって、
前記インバータ装置は、前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備えたインバータ装置であり、
前記初期容量率算出手段は、
前記第２基準時ｔｃに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをＶｂｃ、前記抵抗電流の大きさをＩｒｃ、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｃとしたとき、
前記初期容量率βを、下記式(1)を利用して取得する
異常検出装置。
β＝−ｔｃ／[Ｃｋ×(Ｖｂｃ−Ｖｃｃ)／Ｉｒｃ]×ｌｎ[1−(Ｖｃｃ／Ｖｂｃ)] …(1)
【請求項１９】
請求項１７に記載の異常検出装置であって、
前記初期容量率算出手段は、
前記初期通電回数Ｎｄ回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第２基準時ｔｃに至るまでに流れた前記抵抗電流Ｉｒの積分値を下記式(2)とし、
上記第２基準時ｔｃにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｃとしたとき、
前記初期容量率βを、下記式(3)を利用して取得する
異常検出装置。
【数５】
2008228370.tif 000019
【数６】
2008228370.tif 000020
【請求項２０】
請求項１３〜請求項１９のいずれか一項に記載の異常検出装置であって、
前記インバータ装置は、前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備えたインバータ装置であり、
前記経時変化率算出手段は、
前記第１基準時ｔｂに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをＶｂｂ、前記抵抗電流の大きさをＩｒｂ、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｂとしたとき、
上記第１基準時ｔｂにおける前記経時容量変化率γを、下記式(4)を利用して取得する
異常検出装置。
γ＝−ｔｂ／[Ｃｏ×(Ｖｂｂ−Ｖｃｂ)／Ｉｒｂ]×ｌｎ[1−(Ｖｃｂ／Ｖｂｂ)] …(4)
【請求項２１】
請求項１３〜請求項１９のいずれか一項に記載の異常検出装置であって、
前記経時変化率算出手段は、
前記初期通電回数Ｎｄを超えた通電回数Ｎｇ回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第１基準時ｔｂに至るまでに流れた前記抵抗電流Ｉｒの積分値を下記式(5)とし、
上記第１基準時ｔｂにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｂとしたとき、
前記経時容量変化率γを、下記式(6)を利用して取得する
異常検出装置。
【数７】
2008228370.tif 000021
【数８】
2008228370.tif 000022
【請求項２２】
請求項１３〜請求項２１のいずれか一項に記載の異常検出装置であって、
前記経時変化率算出手段は、
前記抵抗経由通電のうち、所定条件に対応する対応値が所定条件を満たす基準対応値Ｔに達した所定通電毎に、前記経時容量変化率γを算出して記憶し、
上記所定通電毎に、上記基準対応値Ｔに達するまでに変動した上記経時容量変化率γの変動率（Δγ／Ｔ）を算出し、上記変動率（Δγ／Ｔ）が所定の基準変動率Ｇを下回ったとき、前記平滑コンデンサの劣化異常を検知する劣化異常検知手段を備える
異常検出装置。
【請求項２３】
請求項１３〜請求項２２のいずれか一項に記載の異常検出装置であって、
前記経時容量変化率γを得たときの前記抵抗経由通電の通電回数をＮｈとして、前記平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Ｃｘに至る寿命通電回数Ｎｘを、下記式(7)を利用して推定する寿命通電回数推定手段を備える
異常検出装置。
Ｎｘ＝Ｎｈ｛１−（Ｃｘ／Ｃｏ）｝／（１−γ）…(7)
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常検出機能付きインバータ装置、電池付属異常検出機能付きインバータ装置、及び異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
異常検出機能付きインバータ装置や、インバータ装置の異常を検知する異常検出装置に関する技術として、様々なものが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３２８９７４３号
【特許文献２】特許第３２６９３７７号
【０００４】
特許文献１には、インバータ装置を構成する平滑コンデンサの静電容量及び制限抵抗の抵抗値で定まる時定数と同一の時定数を有するフィルタ回路を用い、このフィルタ回路の出力電圧と平滑コンデンサの電圧との比較により、制限抵抗を流れる電流を遮断する手法が開示されている。具体的には、平滑コンデンサの電圧がフィルタ回路の出力電圧よりも低い場合には、インバータや平滑コンデンサに短絡等の不具合が生じているとして、制限抵抗を流れる電流を遮断する。
【０００５】
特許文献２には、通電開始から所定時間経過したときに、平滑コンデンサの電圧を測定し、この測定した平滑コンデンサの測定電圧と、予め記憶させておいた正常状態における平滑コンデンサの基準電圧との比較により、制限抵抗を流れる電流を遮断する手法が開示されている。具体的には、平滑コンデンサの測定電圧が基準電圧よりも低い場合には、インバータや平滑コンデンサに短絡等の不具合が生じているとして、制限抵抗を流れる電流を遮断する。また、制限抵抗の温度を検出する温度センサ（実施例では、サーミスタ）を設け、この温度センサにより検出した制限抵抗の温度が所定温度を超えているか否かを判断し、所定温度を超えている場合には、通電を遮断する手法も開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一般に、制限抵抗の抵抗値は温度に対応して変動する（具体的には、制限抵抗の温度が高くなるほど、抵抗値も大きくなる）ので、通電に伴う制限抵抗の温度変化（上昇）により、平滑コンデンサの静電容量と制限抵抗の抵抗値とで定まる時定数も変動（増大）する。これに対して、特許文献１の手法では、制限抵抗の抵抗値を一定とみなしたフィルタ回路を比較の基準として用いるため、インバータや平滑コンデンサに短絡等の異常が生じているか否かを、適切に判断できないことがある。
【０００７】
具体的には、インバータや平滑コンデンサが正常なときでも、通電時間の経過に伴って制限抵抗の温度が上昇し、制限抵抗の抵抗値が上昇するので、インバータ装置を構成する平滑コンデンサの静電容量と制限抵抗の抵抗値とで定まる時定数が、フィルタ回路の時定数に比べて大きくなる。これにより、インバータや平滑コンデンサが正常なときでも、平滑コンデンサの電圧がフィルタ回路の出力電圧よりも低くなるので、誤って、インバータや平滑コンデンサに短絡等の異常が生じていると判断してしまう虞があった。特に、自動車などに搭載するインバータに使用する場合には、使用環境や季節等により制限抵抗の温度が大きく変動するので、誤って、インバータや平滑コンデンサに短絡等の異常が生じていると判断してしまう不具合が生じやすい。
【０００８】
さらに、特許文献２に開示されている、平滑コンデンサの測定電圧を、正常状態における平滑コンデンサの基準電圧と比較する手法でも、インバータ装置を構成する平滑コンデンサの静電容量と制限抵抗の抵抗値とで定まる時定数が、制限抵抗の温度変化により変動することが考慮されていない。このため、インバータや平滑コンデンサに短絡等の異常が生じているか否かの判断を、適切に行うことができないことがある。具体的には、インバータや平滑コンデンサが正常なときでも、平滑コンデンサの測定電圧が基準電圧よりも低くなり、誤って、インバータや平滑コンデンサに短絡等の異常が生じていると判断してしまう虞があった。
【０００９】
また、温度センサにより検出した制限抵抗の温度で、通電を遮断するか否かを判断する手法では、温度センサにより制限抵抗の温度を精度良く検出することが難しいので、制限抵抗の異常昇温を適切に検知できるかどうか疑問である。さらに、制限抵抗の温度を検出するために、別途、温度センサや温度検出回路等を設けることで、部品点数が多くなるので、装置（回路）全体が高価になり、配置スペースも大きくなってしまうので好ましくなかった。
【００１０】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、制限抵抗の温度上昇に伴う抵抗値の変動（これに伴う平滑コンデンサの静電容量と制限抵抗の抵抗値とで定まる時定数の変動）を考慮した、インバータ装置の異常を精度良く検出することができる異常検出機能付きインバータ装置、電池付属異常検出機能付きインバータ装置、及び異常検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
その解決手段は、インバータ回路と、上記インバータ回路よりも直流電源側に配置され、このインバータ回路と並列に接続されてなる平滑コンデンサと、上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサと直列に接続され、上記直流電源から上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサへの突入電流を制限する制限抵抗と、上記制限抵抗を流れる抵抗電流を断続するスイッチ手段と、を備えるインバータ装置であって、上記抵抗電流の大きさを計測する電流センサと、上記平滑コンデンサのコンデンサ端子間電圧の大きさを計測するコンデンサ電圧センサと、上記スイッチ手段及び上記制限抵抗を通じた上記直流電源からの抵抗経由通電における、通電開始から所定の第１基準時間が経過した第１基準時ｔｂに、上記電流センサで計測された上記抵抗電流の大きさ及び上記コンデンサ電圧センサで計測されたコンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの初期の基準静電容量Ｃｏに対する上記第１基準時ｔｂの静電容量Ｃｒｂの経時容量変化率γ（＝Ｃｒｂ／Ｃｏ）を算出する経時変化率算出手段と、上記経時容量変化率γに基づき、上記インバータ装置に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段と、を備える異常検出機能付きインバータ装置である。
【００１２】
また、他の解決手段は、インバータ回路と、このインバータ回路よりも直流電源側に配置されて上記インバータ回路と並列に接続されてなる平滑コンデンサと、上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサと直列に接続され、上記直流電源から上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサへの突入電流を制限する制限抵抗と、上記制限抵抗を流れる抵抗電流を断続するスイッチ手段と、上記抵抗電流の大きさを計測する電流センサと、上記平滑コンデンサのコンデンサ端子間電圧の大きさを計測するコンデンサ電圧センサと、を備えるインバータ装置に異常が生じているか否かを判定する、異常検出装置であって、上記スイッチ手段及び上記制限抵抗を通じた上記直流電源からの抵抗経由通電における、通電開始から所定の第１基準時間が経過した第１基準時ｔｂに、上記電流センサで計測された上記抵抗電流の大きさ及び上記コンデンサ電圧センサで計測されたコンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの初期の基準静電容量Ｃｏに対する上記第１基準時ｔｂの静電容量Ｃｒｂの経時容量変化率γ（＝Ｃｒｂ／Ｃｏ）を算出する経時変化率算出手段と、上記経時容量変化率γに基づき、上記インバータ装置に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段と、を備える異常検出装置である。
【００１３】
本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常判定手段は、いずれも、第１基準時ｔｂに電流センサで計測された抵抗電流の大きさ、及び、第１基準時ｔｂにコンデンサ電圧センサで計測されたコンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、平滑コンデンサの初期の基準静電容量Ｃｏに対する第１基準時ｔｂの静電容量Ｃｒｂの経時容量変化率γ（＝Ｃｒｂ／Ｃｏ）を算出する経時変化率算出手段を備えている。すなわち、第１基準時ｔｂにおける制限抵抗の抵抗値（制限抵抗の温度を反映した抵抗値）に対応した抵抗電流の大きさ及びコンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、経時容量変化率γを算出する。これにより、制限抵抗の温度上昇に伴う抵抗値の変動（これに伴う平滑コンデンサの静電容量と制限抵抗の抵抗値とで定まる時定数の変動）を考慮することなく算出する場合に比べて、信頼性の高い経時容量変化率γを得ることができる。
【００１４】
そして、本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常判定手段では、このように信頼性の高い経時容量変化率γに基づいて、インバータ装置に異常が生じているか否かを判定する。このため、インバータ装置の異常を、精度良く検出することができる。
【００１５】
なお、平滑コンデンサの初期の基準静電容量Ｃｏとしては、例えば、平滑コンデンサの公称容量Ｃｋを用いることができる。また、基準静電容量Ｃｏとして、公称容量Ｃｋのバラツキ（平滑コンデンサの静電容量の製造バラツキ）を補正した、補正公称容量β・Ｃｋ（βは、公称容量Ｃｋに対する実際の初期静電容量Ｃｒｃの比率）、換言すれば、実際の初期静電容量Ｃｒｃを用いるようにしても良い。このようにすれば、平滑コンデンサの静電容量の製造バラツキによる基準静電容量Ｃｏの誤差を小さくでき、基準静電容量Ｃｏが正確となるので好ましい。
【００１６】
また、インバータ装置の異常としては、例えば、平滑コンデンサの経時劣化が進み、平滑コンデンサの静電容量Ｃｒが、平滑コンデンサが寿命に至ったと考えられる寿命静電容量Ｃｘとなっている異常を挙げることができる。
なお、この異常は、例えば、以下のようにして検出できる。すなわち、経時変化率算出手段において、抵抗経由通電の毎に、あるいは所定回数の通電毎に、第１基準時ｔｂにおける抵抗電流、及びコンデンサ端子間電圧に基づいて経時容量変化率γを算出する。そして、異常判定手段において、算出された経時容量変化率γが、所定の第１基準値γ１を下回っているか否かを判定する。つまり、経時容量変化率γが、第１基準値γ１を下回ったときは、平滑コンデンサの経時劣化が進み、平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Ｃｘに至っていると判定することができる。
【００１７】
また、短絡等により制限抵抗の抵抗値が大きく低下した異常を挙げることもできる。平滑コンデンサが正常である場合でも、短絡等により制限抵抗の抵抗値が大きく低下した異常が生じている場合には、平滑コンデンサの静電容量Ｃｒが大きく低下したかのように、経時容量変化率γが小さな値となるからである。
【００１８】
また、平滑コンデンサが短絡した異常や、インバータ回路が短絡した異常を挙げることもできる。なお、この異常は、例えば、異常判定手段において、経時容量変化率γが、所定の第２基準値γ２（γ２＞１）を上回っているか否かを判定することで検出することができる。すなわち、経時容量変化率γが、第２基準値γ２を上回ったときは、平滑コンデンサの短絡や、インバータ回路の短絡が生じていると判定することができる。
【００１９】
さらに、上記の異常検出機能付きインバータ装置であって、前記異常判定手段は、前記経時容量変化率γが、所定の第１基準値γ１を下回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。
【００２０】
さらにまた、上記の異常検出装置であって、前記異常判定手段は、前記経時容量変化率γが、所定の第１基準値γ１を下回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する異常検出装置とすると良い。
【００２１】
本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、経時容量変化率γが、所定の第１基準値γ１（例えば、γ１＜１）を下回ったとき、インバータ装置が異常であると判定する。これにより、インバータ装置の異常を、適切に検出することができる。
【００２２】
なお、本発明の異常判定手段では、平滑コンデンサの経時劣化が進み、平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Ｃｘに至っている異常や、短絡等により制限抵抗の抵抗値が大きく低下している異常を、検出することができる。
【００２３】
さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記異常判定手段は、前記経時容量変化率γが、所定の第２基準値γ２を上回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。
【００２４】
さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記異常判定手段は、前記経時容量変化率γが、所定の第２基準値γ２を上回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する異常検出装置とすると良い。
【００２５】
本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、経時容量変化率γが、所定の第２基準値γ２（例えば、γ２＞１）を上回ったとき、インバータ装置が異常であると判定する。これにより、インバータ装置の異常を、適切に検出することができる。
なお、本発明の異常判定手段では、平滑コンデンサが短絡した異常や、インバータ回路が短絡した異常を、検出することができる。
【００２６】
さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記異常判定手段において前記インバータ装置に異常が生じていると判定されたとき、前記スイッチ手段を開路させる開路指示手段を備える異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。
【００２７】
さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記異常判定手段において前記インバータ装置に異常が生じていると判定されたとき、前記スイッチ手段を開路させる開路指示手段を備える異常検出装置とすると良い。
【００２８】
本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、インバータ装置に異常が生じていると判定されたとき、前記スイッチ手段を開路させる。これにより、制限抵抗を流れる抵抗電流を遮断して、制限抵抗の異常昇温（焼損）を防止することができる。
【００２９】
さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記平滑コンデンサの公称容量がＣｋであり、前記抵抗経由通電の通電回数Ｎが、所定の初期通電回数Ｎｄである通電時において、上記抵抗経由通電における通電開始から所定の第２基準時間が経過した第２基準時ｔｃに計測された前記抵抗電流の大きさ及び前記コンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの上記公称容量Ｃｋに対する、上記初期通電回数Ｎｄ回目の上記第２基準時ｔｃにおける上記平滑コンデンサの静電容量Ｃｒｃの初期容量率β（＝Ｃｒｃ／Ｃｋ）を算出する初期容量率算出手段を備え、前記経時変化率算出手段は、上記平滑コンデンサの前記基準静電容量Ｃｏとして、上記公称容量Ｃｋに上記初期容量率βを乗じた補正公称容量β・Ｃｋを用いる異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。
【００３０】
さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記平滑コンデンサの公称容量がＣｋであり、前記抵抗経由通電の通電回数Ｎが、所定の初期通電回数Ｎｄである通電時において、上記抵抗経由通電における通電開始から所定の第２基準時間が経過した第２基準時ｔｃに計測された前記抵抗電流の大きさ及び前記コンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの上記公称容量Ｃｋに対する、上記初期通電回数Ｎｄ回目の上記第２基準時ｔｃにおける上記平滑コンデンサの静電容量Ｃｒｃの初期容量率β（＝Ｃｒｃ／Ｃｋ）を算出する初期容量率算出手段を備え、前記経時変化率算出手段は、上記平滑コンデンサの前記基準静電容量Ｃｏとして、上記公称容量Ｃｋに上記初期容量率βを乗じた補正公称容量β・Ｃｋを用いる異常検出装置とすると良い。
【００３１】
実際に使用される平滑コンデンサは、使用当初の初期静電容量でも、公称容量Ｃｋに対し、−２０％〜＋２０％程度の範囲でバラツキが生じていることがある。このため、公称容量Ｃｋを基準として経時容量変化率γを算出した場合、この経時容量変化率γが、現実の経時容量変化率から大きく外れた値となる虞がある。
【００３２】
これに対し、本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、平滑コンデンサの基準静電容量Ｃｏとして、公称容量Ｃｋに初期容量率βを乗じた補正公称容量β・Ｃｋを用いて、経時容量変化率γを算出する。これにより、信頼性の高い経時容量変化率γを、適切に得ることができるので、これに基づいて異常判定することで、インバータ装置の異常を精度良く検出することができる。
【００３３】
さらに、上記の異常検出機能付きインバータ装置であって、前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備え、前記初期容量率算出手段は、前記第２基準時ｔｃに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをＶｂｃ、前記抵抗電流の大きさをＩｒｃ、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｃとしたとき、前記初期容量率βを、下記式(1)を利用して取得する異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。
β＝−ｔｃ／[Ｃｋ×(Ｖｂｃ−Ｖｃｃ)／Ｉｒｃ]×ｌｎ[1−(Ｖｃｃ／Ｖｂｃ)] …(1)
【００３４】
さらにまた、上記の異常検出装置であって、  前記インバータ装置は、前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備えたインバータ装置であり、前記初期容量率算出手段は、前記第２基準時ｔｃに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをＶｂｃ、前記抵抗電流の大きさをＩｒｃ、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｃとしたとき、前記初期容量率βを、下記式(1)を利用して取得する異常検出装置とすると良い。
β＝−ｔｃ／[Ｃｋ×(Ｖｂｃ−Ｖｃｃ)／Ｉｒｃ]×ｌｎ[1−(Ｖｃｃ／Ｖｂｃ)] …(1)
【００３５】
前述のように、制限抵抗の抵抗値は温度に対応して変動する。具体的には、制限抵抗の温度が高くなるほど、抵抗値も大きくなる。従って、制限抵抗の抵抗値が、通電開始後、時間の経過と共に徐々に増加するので、平滑コンデンサの静電容量Ｃと制限抵抗の抵抗値Ｒｒとで定まる時定数τ（τ＝Ｃｋ×Ｒｒ）も徐々に増大する。
【００３６】
これに対し、本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、第２基準時ｔｃに計測された電源電圧Ｖｂｃ、抵抗電流Ｉｒｃ、及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｃに基づいて、式(1)により、初期容量率βを算出する。この式(1)は、現実のコンデンサ端子間電圧Ｖｃｃと、第２基準時ｔｃでの時定数τｃ（τｃ＝β・Ｃｋ×Ｒｒｃ＝β・Ｃｋ×（Ｖｂｃ−Ｖｃｃ）／Ｉｒｃ）にしたがって充電された平滑コンデンサの端子間電圧Ｖｂｃ×｛１−exp（−ｔｃ／τｃ）｝とが等しいと仮定した下記式(1-1)から得たものである。
Ｖｃｃ＝Ｖｂｃ×｛１−exp（−ｔｃ／（β・Ｃｋ×（Ｖｂｃ−Ｖｃｃ）／Ｉｒｃ）｝…(1-1)
【００３７】
ここで、電源電圧Ｖｂｃ、抵抗電流Ｉｒｃ、及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｃは、いずれも、第２基準時ｔｃにかかる制限抵抗の抵抗値Ｒｒｃに対応した値（Ｒｒｃ＝（Ｖｂｃ−Ｖｃｃ）／Ｉｒｃ）である。従って、式(1)により初期容量率βを算出することで、制限抵抗の温度変化に伴う制限抵抗の抵抗値の変動が考慮された、信頼性の高い初期容量率βを、適切に得ることができる。
【００３８】
または、前記の異常検出機能付きインバータ装置であって、前記初期容量率算出手段は、前記初期通電回数Ｎｄ回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第２基準時ｔｃに至るまでに流れた前記抵抗電流Ｉｒの積分値を下記式(2)とし、上記第２基準時ｔｃにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｃとしたとき、前記初期容量率βを、下記式(3)を利用して取得する異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。
【数９】
2008228370.tif 000003
【数１０】
2008228370.tif 000004
【００３９】
または、前記の異常検出装置であって、前記初期容量率算出手段は、前記初期通電回数Ｎｄ回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第２基準時ｔｃに至るまでに流れた前記抵抗電流Ｉｒの積分値を上記式(2)とし、上記第２基準時ｔｃにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｃとしたとき、前記初期容量率βを、上記式(3)を利用して取得する異常検出装置とすると良い。
【００４０】
本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、通電開始から第２基準時ｔｃに至るまでの抵抗電流Ｉｒの積分値（式(2)参照）、及び、第２基準時ｔｃが経過した時点におけるコンデンサ端子間電圧Ｖｃｃに基づいて、式(3)により初期容量率βを算出する。この式(3)は、通電開始から第２基準時ｔｃに至るまでの抵抗電流Ｉｒの積分値（式(2)参照）と、通電開始から第２基準時ｔｃに至るまでに平滑コンデンサに充電された電荷量Ｑｃ＝β・Ｃｋ×Ｖｃｃとが等しいと仮定した下記式(3-1)から得たものである。
【数１１】
2008228370.tif 000005
【００４１】
ここで、抵抗電流Ｉｒの積分値（式(2)参照）及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｃは、いずれも、通電開始から第２基準時ｔｃに至るまでに、温度変化に伴って変動する制限抵抗の抵抗値に対応した値である。従って、式(3)により初期容量率βを算出することで、制限抵抗の温度変化に伴う制限抵抗の抵抗値の変動が考慮された、信頼性の高い初期容量率βを、適切に得ることができる。
【００４２】
さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備え、前記経時変化率算出手段は、前記第１基準時ｔｂに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをＶｂｂ、前記抵抗電流の大きさをＩｒｂ、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｂとしたとき、上記第１基準時ｔｂにおける前記経時容量変化率γを、下記式(4)を利用して取得する異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。
γ＝−ｔｂ／[Ｃｏ×(Ｖｂｂ−Ｖｃｂ)／Ｉｒｂ]×ｌｎ[1−(Ｖｃｂ／Ｖｂｂ)] …(4)
【００４３】
さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記インバータ装置は、前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備えたインバータ装置であり、前記経時変化率算出手段は、前記第１基準時ｔｂに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをＶｂｂ、前記抵抗電流の大きさをＩｒｂ、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｂとしたとき、上記第１基準時ｔｂにおける前記経時容量変化率γを、下記式(4)を利用して取得する異常検出装置とすると良い。
γ＝−ｔｂ／[Ｃｏ×(Ｖｂｂ−Ｖｃｂ)／Ｉｒｂ]×ｌｎ[1−(Ｖｃｂ／Ｖｂｂ)] …(4)
【００４４】
本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、第１基準時ｔｂにおける電源電圧Ｖｂｂ、抵抗電流Ｉｒｂ、及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｂに基づいて、式(4)により、経時容量変化率γを算出する。この式(4)は、第１基準時ｔｂに計測されたコンデンサ端子間電圧Ｖｃｂと、第１基準時ｔｂにおける時定数τｂ（τｂ＝Ｃｏ×Ｒｒｂ＝Ｃｏ×（Ｖｂｂ−Ｖｃｂ）／Ｉｒｂにしたがって充電された平滑コンデンサの端子間電圧Ｖｂｂ×｛１−exp（−ｔｂ／τｂ）｝とが等しいと仮定した下記式(4-1)から得たものである。
Ｖｃｂ＝Ｖｂｂ×｛１−exp（−ｔｂ／（Ｃｏ×（Ｖｂｂ−Ｖｃｂ）／Ｉｒｂ）｝…(4-1)
【００４５】
ここで、電源電圧値Ｖｂｂ、抵抗電流値Ｉｒｂ、及びコンデンサ端子間電圧値Ｖｃｂは、いずれも、第１基準時ｔｂにおける制限抵抗の抵抗値Ｒｒｂに対応した値（Ｒｒｂ＝（Ｖｂｂ−Ｖｃｂ）／Ｉｒｂ）である。従って、式(4)により経時容量変化率γを算出することで、制限抵抗の温度変化に伴う制限抵抗の抵抗値の変動が考慮された、信頼性の高い経時容量変化率γを、適切に得ることができる。
【００４６】
さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記経時変化率算出手段は、前記初期通電回数Ｎｄを超えた通電回数Ｎｇ回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第１基準時ｔｂに至るまでに流れた前記抵抗電流Ｉｒの積分値を下記式(5)とし、上記第１基準時ｔｂにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｂとしたとき、前記経時容量変化率γを、下記式(6)を利用して取得する異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。
【数１２】
2008228370.tif 000006
【数１３】
2008228370.tif 000007
【００４７】
さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記経時変化率算出手段は、前記初期通電回数Ｎｄを超えた通電回数Ｎｇ回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第１基準時ｔｂに至るまでに流れた前記抵抗電流Ｉｒの積分値を上記式(5)とし、上記第１基準時ｔｂにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをＶｃｂとしたとき、前記経時容量変化率γを、上記式(6)を利用して取得する異常検出装置とすると良い。
【００４８】
本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、通電回数Ｎｇにおける通電開始から第１基準時ｔｂに至るまでの抵抗電流Ｉｒの積分値（式(5)参照）、及び、第１基準時ｔｂにおけるコンデンサ端子間電圧Ｖｂｃに基づいて、式(6)により経時容量変化率γを算出する。この式(6)は、通電開始から第１基準時間ｔｂに至るまでの抵抗電流Ｉｒの積分値（式(5)参照）と、第１基準時ｔｂに至るまでに平滑コンデンサに充電された電荷量Ｑｂ＝γ・Ｃｏ×Ｖｃｂとが等しいと仮定した下記式(6-1)から得たものである。
【数１４】
2008228370.tif 000008
【００４９】
ここで、抵抗電流Ｉｒの積分値（式(5)参照）及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｂは、いずれも、通電開始から第１基準時ｔｂに至るまでに、温度変化に伴って変動する制限抵抗の抵抗値に対応した値である。従って、式(6)により経時容量変化率γを算出することで、制限抵抗の温度変化に伴う制限抵抗の抵抗値の変動が考慮された、信頼性の高い経時容量変化率γを、適切に得ることができる。
【００５０】
なお、通電回数Ｎｇは、初期通電回数Ｎｄよりも大きな値であれば良く、例えば、初期通電回数Ｎｄより大きな通電回数とすることができる。また、初期通電回数Ｎｄを超えた後、所定回数（例えば１０回）ずつ増加する通電回数（例えば、Ｎｄ＋１０、Ｎｄ＋２０、Ｎｄ＋３０など）のぞれぞれを、通電回数Ｎｇとしても良い。また、初期通電回数Ｎｄより大きな所定回数目の通電回数（例えば１００回目）を、通電回数Ｎｇ（例えば、Ｎｇ＝１００）としても良い。
【００５１】
さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記経時変化率算出手段は、前記抵抗経由通電のうち、所定条件に対応する対応値が所定条件を満たす基準対応値Ｔに達した所定通電毎に、前記経時容量変化率γを算出して記憶し、上記所定通電毎に、上記基準対応値Ｔに達するまでに変動した上記経時容量変化率γの変動率（Δγ／Ｔ）を算出し、上記変動率（Δγ／Ｔ）が所定の基準変動率Ｇを下回ったとき、前記平滑コンデンサの劣化異常を検知する劣化異常検知手段を備える異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。
【００５２】
さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記経時変化率算出手段は、前記抵抗経由通電のうち、所定条件に対応する対応値が所定条件を満たす基準対応値Ｔに達した所定通電毎に、前記経時容量変化率γを算出して記憶し、上記所定通電毎に、上記基準対応値Ｔに達するまでに変動した上記経時容量変化率γの変動率（Δγ／Ｔ）を算出し、上記変動率（Δγ／Ｔ）が所定の基準変動率Ｇを下回ったとき、前記平滑コンデンサの劣化異常を検知する劣化異常検知手段を備える異常検出装置とすると良い。
【００５３】
本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、所定通電毎に、所定条件を満たす基準対応値Ｔに達するまでに変動した経時容量変化率γの変動率（Δγ／Ｔ）を算出する。さらに、この変動率（Δγ／Ｔ）が所定の基準変動率Ｇを下回ったとき、平滑コンデンサの劣化異常を検知する。従って、経時容量変化率γが急激に低下している場合（平滑コンデンサの劣化が異常に速く進行している場合）には、劣化異常として、適切に検知することができる。
【００５４】
なお、「所定条件」とは、平滑コンデンサの特性変化が計測可能になると見込まれる条件をいう。さらに、「所定条件を満たす基準対応値Ｔ」としては、例えば、スイッチ手段及び制限抵抗を通じた直流電源からの通電回数Ｎにかかる所定の増加量（例えば、Ｔ＝１０００回）を挙げることができる。この場合は、通電回数Ｎが所定の基準回数（例えば、Ｔ＝１０００回）増加する毎に、経時容量変化率γの変動率（Δγ／Ｔ）を算出することになる。
【００５５】
また、抵抗電流の積算値にかかる所定の増加量を、「所定条件を満たす基準対応値Ｔ」（例えば、Ｔ＝１０００Ａ）としても良い。この場合は、抵抗電流の積算値が所定の基準値（例えば、Ｔ＝１０００Ａ）増加する毎に、経時容量変化率γの変動率（Δγ／Ｔ）を算出することになる。
また、本発明の異常検出機能付きインバータ装置を自動車に搭載する場合は、走行距離の所定増加量を、「所定条件を満たす基準対応値Ｔ」（例えば、Ｔ＝１００００ｋｍ）としても良い。この場合は、走行距離が所定の基準距離（例えば、Ｔ＝１００００ｋｍ）増加する毎に、経時容量変化率γの変動率（Δγ／Ｔ）を算出することになる。
【００５６】
また、平滑コンデンサの劣化異常が検知された場合、経時容量変化率γが正常な範囲（γ１＜γ＜γ２）であっても、経時容量変化率γが急激に低下しているため、まもなく、経時容量変化率γが正常な範囲から外れる（γ＜γ１を満たす）と推定することができる。従って、平滑コンデンサの劣化異常が検知された場合には、インバータ装置の異常が近づいている旨の警報を発するようにするのが好ましい。このようにすれば、平滑コンデンサが異常に至る前に、適切な処置（平滑コンデンサの交換など）を施すことができ、制限抵抗の異常昇温（焼損）を防止することもできる。
【００５７】
さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記経時容量変化率γを得たときの前記抵抗経由通電の通電回数をＮｈとして、前記平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Ｃｘに至る寿命通電回数Ｎｘを、下記式(7)を利用して推定する寿命通電回数推定手段を備える異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。
Ｎｘ＝Ｎｈ｛１−（Ｃｘ／Ｃｏ）｝／（１−γ）…(7)
【００５８】
さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記経時容量変化率γを得たときの前記抵抗経由通電の通電回数をＮｈとして、前記平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Ｃｘに至る寿命通電回数Ｎｘを、下記式(7)を利用して推定する寿命通電回数推定手段を備える異常検出装置とすると良い。
Ｎｘ＝Ｎｈ｛１−（Ｃｘ／Ｃｏ）｝／（１−γ）…(7)
【００５９】
本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Ｃｘに至る寿命通電回数Ｎｘを、式(7)を利用して推定する。この式(7)は、抵抗経由通電をＮｈ回行った際の、通電１回あたりの平滑コンデンサの経時容量変化（Ｃｏ−γ・Ｃｏ）／Ｎｈ＝Ｃｏ（１−γ）／Ｎｈと、平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Ｃｘに至るまで通電をＮｘ回行うことができるとした際の、通電１回あたりの平滑コンデンサの経時容量変化（Ｃｏ−Ｃｘ）／Ｎｘとが等しいと仮定した下記式(7-1)から得たものである。
Ｃｏ（１−γ）／Ｎｈ＝（Ｃｏ−Ｃｘ）／Ｎｘ …(7-1)
【００６０】
これにより、平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Ｃｘに至る前に、簡易に、寿命通電回数Ｎｘを推定することができる。
なお、寿命通電回数Ｎｘから通電回数Ｎｈを差し引くことで、平滑コンデンサの静電容量が寿命通電回数Ｎｘに至るまでに可能な通電回数（残寿命通電回数）を推定することもできる。
【００６１】
さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置と、前記直流電源としての電池と、を有する電池付属異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。
【００６２】
本発明の電池付属異常検出機能付きインバータ装置では、電池により、制限抵抗を通じた平滑コンデンサ及びインバータ回路への通電を、適切に行うことができる。なお、電池としては、ニッケル水素蓄電池や、リチウムイオン二次電池などを例示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
（実施例１）
次に、本発明の実施例１にかかる異常検出機能付きインバータ装置２１について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施例１の異常検出機能付きインバータ装置２１は、例えば、ハイブリッド自動車などに搭載して用いることができる。
異常検出機能付きインバータ装置２１は、図１に示すように、インバータ装置４１と、ＥＣＵ６（異常検出装置）とを有している。
【００６４】
このうち、インバータ装置４１は、インバータ回路５と、このインバータ回路５よりも電池１（直流電源）側に配置されてインバータ回路５と並列に接続されてなる平滑コンデンサ３と、インバータ回路５及び平滑コンデンサ３と直列に接続され、電池１（直流電源）からインバータ回路５及び平滑コンデンサ３への突入電流を制限する制限抵抗２と、制限抵抗２を流れる抵抗電流Ｉｒを断続するスイッチ手段４と、メインリレー１２，１３を備えている。さらに、このインバータ装置４１は、抵抗電流Ｉｒの大きさを計測する電流センサ７と、制限抵抗２よりも電池１側における電源電圧Ｖｂ（電池端子間電圧）を計測する電源電圧センサ８と、平滑コンデンサ３のコンデンサ端子間電圧Ｖｃの大きさを計測するコンデンサ電圧センサ９とを備えている。
【００６５】
ＥＣＵ６（異常検出装置）は、ＣＰＵ６ｂ、ＲＯＭ６ｃ、及びＲＡＭ６ｄ等を備える公知の構成を有しており、内蔵するプログラムに従って、後述するように、第１基準時ｔｂに、電流センサ７で計測された抵抗電流Ｉｒｂ、電源電圧センサ８で計測された電源電圧Ｖｂｂ、及びコンデンサ電圧センサ９で計測されたコンデンサ端子間電圧Ｖｃｂに基づいて、平滑コンデンサ３の初期の基準静電容量Ｃｏに対する第１基準時ｔｂの静電容量Ｃｒｂの経時容量変化率γ（＝Ｃｒｂ／Ｃｏ）を算出する。さらに、算出した経時容量変化率γに基づき、インバータ装置４１に異常が生じているか否かを判定する。
【００６６】
なお、本実施例１では、異常検出機能付きインバータ装置２１及び電池１を備えた装置を、電池付属異常検出機能付きインバータ装置３１とする。
また、本実施例１では、電池１として、多数のニッケル水素蓄電池を直列に接続してなる組電池を用いている。
【００６７】
ここで、本実施例１の異常検出機能付きインバータ装置２１にかかる異常判定処理について、図２を参照して説明する。
まず、ステップＳ１において、ＥＣＵ６からの指令によりスイッチ手段４を閉路（ＯＮ）すると共に、メインリレー１３を閉路（ＯＮ）する。なお、メインリレー１２は、予め開路（ＯＦＦ）しておく。これにより、電池１から、制限抵抗２を通じた平滑コンデンサ３及びインバータ回路５への通電が開始され、異常検出機能付きインバータ装置２１が起動する。なお、このとき、電池１からは、平滑コンデンサ３及びインバータ回路５に向けて突入電流（抵抗電流Ｉｒ）が流れる。さらに、ステップＳ２において、タイマをスタートさせて、通電開始からの経過時間ｔを計測する。
【００６８】
次いで、ステップＳ３に進み、ＥＣＵ６において、通電開始からの経過時間ｔが、予めＲＯＭ６ｃに記憶させておいた第１基準時ｔｂに達した（ｔ＝ｔｂ）か否かを判定する。経過時間ｔが第１基準時ｔｂに達していない（Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ３の判断を繰り返す。なお、本実施例１では、第１基準時ｔｂを、例えば、６msecに設定した。
【００６９】
その後、経過時間ｔが第１基準時ｔｂに達した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＳ４に進み、電源電圧センサ８により、第１基準時ｔｂにおける電源電圧Ｖｂｂを計測し、これをＥＣＵ６のＲＡＭ６ｄに記憶する。さらに、電流センサ７により、第１基準時ｔｂにおける抵抗電流Ｉｒｂを計測し、これをＥＣＵ６のＲＡＭ６ｄに記憶する。さらに、コンデンサ電圧センサ９により、第１基準時ｔｂにおけるコンデンサ端子間電圧Ｖｃｂを計測し、これをＥＣＵ６のＲＡＭ６ｄに記憶する。
【００７０】
次に、ステップＳ５に進み、ステップＳ４において計測された、電源電圧Ｖｂｂ、抵抗電流Ｉｒｂ、及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｂに基づいて、平滑コンデンサ３の初期の基準静電容量Ｃｏに対する第１基準時ｔｂの静電容量Ｃｒｂの経時容量変化率γ（＝Ｃｒｂ／Ｃｏ）を算出し、これをＥＣＵ６のＲＡＭ６ｄに記憶する。具体的には、下記式(4)を利用して、第１基準時ｔｂにおける経時容量変化率γを算出する。なお、本実施例１では、平滑コンデンサ３の初期の基準静電容量Ｃｏとして、平滑コンデンサ３の公称容量Ｃｋを用いた。
γ＝−ｔｂ／[Ｃｏ×(Ｖｂｂ−Ｖｃｂ)／Ｉｒｂ]×ｌｎ[1−(Ｖｃｂ／Ｖｂｂ)] …(4)
【００７１】
例えば、ｔｂ＝６(msec)、Ｃｏ＝Ｃｋ＝４７００(μＦ)、Ｖｂｂ＝４００(Ｖ)、Ｖｃｂ＝３３６(Ｖ)、Ｉｒｂ＝５５(Ａ)のとき、式(4)より、
γ＝−６×１０-3／｛４７００×１０-6×（４００−３３６）／５５｝×ｌｎ｛１−（３３６／４００）｝＝０．６０となる。
この結果より、平滑コンデンサ３の静電容量Ｃｒｂは、初期の基準静電容量Ｃｏ（公称容量Ｃｋ）の６０％にまで低下していることがわかる。
【００７２】
ところで、式(4)は、第１基準時ｔｂに計測されたコンデンサ端子間電圧Ｖｃｂと、第１基準時ｔｂにおける時定数τｂ（τｂ＝Ｃｏ×Ｒｒｂ＝Ｃｏ×（Ｖｂｂ−Ｖｃｂ）／Ｉｒｂにしたがって充電された平滑コンデンサの端子間電圧Ｖｂｂ×｛１−exp（−ｔｂ／τｂ）｝とが等しいと仮定した下記式(4-1)から得たものである。
Ｖｃｂ＝Ｖｂｂ×｛１−exp（−ｔｂ／（Ｃｏ×（Ｖｂｂ−Ｖｃｂ）／Ｉｒｂ）｝…(4-1)
【００７３】
ここで、電源電圧Ｖｂｂ、抵抗電流Ｉｒｂ、及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｂは、いずれも、第１基準時ｔｂにおける制限抵抗の抵抗値Ｒｒｂに対応した値（Ｒｒｂ＝（Ｖｂｂ−Ｖｃｂ）／Ｉｒｂ）である。従って、式(4)により経時容量変化率γを算出することで、制限抵抗の温度変化に伴う制限抵抗の抵抗値の変動が考慮された、信頼性の高い経時容量変化率γを、適切に得ることができる。
【００７４】
次に、ステップＳ６に進み、経時容量変化率γが、所定の第１基準値γ１（例えば、γ１＝０．７５）を下回っているか否かを判定する。経時容量変化率γが第１基準値γ１を下回っている（Ｙｅｓ）と判定された場合は、インバータ装置４１に異常が生じていると判断し、ステップＳ８に進み、スイッチ手段４を開路（ＯＦＦ）する。これにより、制限抵抗２を通じた通電を遮断できるので、制限抵抗２の異常昇温（焼損）を防止することができる。
【００７５】
その後、ステップＳ９に進み、第１異常警報を発し、運転者等にインバータ装置４１の異常を知らせる。なお、このステップＳ６では、例えば、平滑コンデンサ３の経時劣化が進み、平滑コンデンサ３の静電容量が寿命静電容量Ｃｘに至っている異常や、短絡等により制限抵抗２の抵抗値Ｒｒが大きく低下している異常などを検知することができる。
【００７６】
一方、ステップＳ６において、経時容量変化率γが、第１基準値γ１を下回っていない（Ｎｏ）と判定された場合は、ステップＳ７に進み、経時容量変化率γが、所定の第２基準値γ２（例えば、γ２＝１．２５）を上回っているか否かを判定する。経時容量変化率γが第２基準値γ２を上回っている（Ｙｅｓ）と判定された場合は、インバータ装置４１が異常であると判定し、ステップＳ８に進み、スイッチ手段４を開路（ＯＦＦ）する。これにより、制限抵抗２を通じた通電を遮断できるので、制限抵抗２の異常昇温（焼損）を防止することができる。
【００７７】
その後、ステップＳ９に進み、第１異常警報を発し、運転者等にインバータ装置４１の異常を知らせる。なお、このステップＳ７では、例えば、平滑コンデンサ３が短絡した異常や、インバータ回路４１が短絡した異常などを検出することができる。
【００７８】
一方、ステップＳ７において、経時容量変化率γが、第２基準値γ２を上回っていない（Ｎｏ）と判定された場合は、ステップＳＡに進み、所定条件に対応する対応値が所定条件を満たす基準対応値Ｔに達しているか否かを判定する。基準対応値Ｔに達している（Ｙｅｓ）と判定された場合は、ステップＳＢに進み、基準対応値Ｔに達するまでに変動した経時容量変化率γの変動率Δγ／Ｔを算出する。
【００７９】
ここで、「所定条件」とは、平滑コンデンサ３の特性変化が計測可能になると見込まれる条件をいう。さらに、「所定条件を満たす基準対応値Ｔ」としては、例えば、スイッチ手段４及び制限抵抗２を通じた電池１からの通電回数Ｎにかかる所定の増加量（例えば、Ｔ＝１０００回）を挙げることができる。この場合は、通電回数Ｎが所定の基準回数（例えば、Ｔ＝１０００回）増加する毎に、経時容量変化率γの変動率Δγ／Ｔを算出する。例えば、基準対応値Ｔを増加通電回数１０００回として、通電回数Ｎが８０００回から９０００回に至る間に、経時容量変化率γが０．０２減少した場合は、変動率Δγ／Ｔ＝−０．０２／１０００＝−２０(ｐｐｍ／回)となる。
【００８０】
また、異常検出機能付きインバータ装置２１を搭載した自動車にかかる走行距離の所定増加量を、「所定条件を満たす基準対応値Ｔ」（例えば、Ｔ＝１００００ｋｍ）としても良い。この場合は、走行距離が所定値（例えば、Ｔ＝１００００ｋｍ）増加する毎に、経時容量変化率γの変動率Δγ／Ｔを算出する。例えば、基準対応値Ｔを増加走行距離１００００ｋｍとして、走行距離が８００００ｋｍから９００００ｋｍに至る間に、経時容量変化率γが０．０２減少した場合は、変動率Δγ／Ｔ＝−０．０２／１００００＝−２(ｐｐｍ／ｋｍ)となる。
【００８１】
ステップＳＢにおいて変動率Δγ／Ｔを算出した後、ステップＳＣに進み、この変動率Δγ／Ｔが所定の基準変動率Ｇ（例えば、−３０ｐｐｍ／回、−３ｐｐｍ／ｋｍなど）を下回っているか否かを判定する。変動率Δγ／Ｔが基準変動率Ｇを下回っている（Ｙｅｓ）と判定された場合は、平滑コンデンサ３の劣化異常を検知し、ステップＳＤに進み、インバータ装置４１の異常が近づいている旨の第２異常警報を発する。
【００８２】
ところで、ステップＳＣにおいて、Δγ／Ｔ＜Ｇの関係を満たす（Ｙｅｓ）と判定された場合、経時容量変化率γが正常な範囲（γ１＜γ＜γ２）であっても、劣化異常により経時容量変化率γが急激に低下しているため、まもなく、経時容量変化率γが正常な範囲から外れる（γ＜γ１を満たす）と推定することができる。従って、Δγ／Ｔ＜Ｇであると判定された場合には、本実施例１のように、ステップＳＤにおいて、インバータ装置４１の異常が近づいている旨の第２異常警報を発するようにするのが好ましい。このようにすれば、平滑コンデンサ３が異常に至る前に、運転者等に適切な処置（平滑コンデンサの交換など）を促すことができ、制限抵抗２の異常昇温（焼損）を防止することもできる。
【００８３】
ステップＳＤにおいて第２異常警報を発した後、ステップＳＧに進み、通常運転に移行する。具体的には、スイッチ手段４及びメインリレー１３を開路することなく（閉路したまま）所定時間通電を継続した後、メインリレー１２を閉路（ＯＮ）し、しかる後に、スイッチ回路４を開路（ＯＦＦ）する。これにより、制限抵抗２を介することなく、電池１からインバータ回路５への通電を行うと共に、インバータ回路５による交流電力への変換処理を開始する。
【００８４】
一方、ステップＳＡにおいて、基準対応値Ｔが満たされていない（Ｎｏ）と判定された場合は、ステップＳＥに進み、平滑コンデンサ３の静電容量が寿命静電容量Ｃｘに至る寿命通電回数Ｎｘを算出し、記憶する。具体的には、経時容量変化率γを得たときの抵抗経由通電の通電回数をＮｈ（Ｎｈ＜Ｎｘ）として、下記式(7)を利用して寿命通電回数Ｎｘを算出する。
Ｎｘ＝Ｎｈ｛１−（Ｃｘ／Ｃｏ）｝／（１−γ）…(7)
【００８５】
この式(7)は、抵抗経由通電をＮｈ回行った際の、通電１回あたりの平滑コンデンサ３の経時容量変化（Ｃｏ−γ・Ｃｏ）／Ｎｈ＝Ｃｏ（１−γ）／Ｎｈと、平滑コンデンサ３の静電容量が寿命静電容量Ｃｘに至るまで通電をＮｘ回行うことができるとした際の、通電１回あたりの平滑コンデンサ３の経時容量変化（Ｃｏ−Ｃｘ）／Ｎｘとが等しいと仮定した下記式(7-1)から得たものである。
Ｃｏ（１−γ）／Ｎｈ＝（Ｃｏ−Ｃｘ）／Ｎｘ …(7-1)
【００８６】
これにより、平滑コンデンサ３の静電容量が寿命静電容量Ｃｘに至る前に、簡易に、寿命通電回数Ｎｘを推定することができる。
また、ステップＳＣにおいて、Δγ／Ｔ＜Ｇの関係を満たさない（Ｎｏ）と判定された場合も、同様にステップＳＥに進み、上述の処理を行う。
【００８７】
次いで、ステップＳＦに進み、平滑コンデンサ３の静電容量が寿命通電回数Ｎｘに至るまでに可能な通電回数（残寿命通電回数Ｎｒ）を推定し、これを表示する。具体的には、ステップＳＥにおいて算出した寿命通電回数Ｎｘから、通電回数Ｎｈを差し引くことで、残寿命通電回数Ｎｒ（＝Ｎｘ−Ｎｈ）を得ることができる。その後、ステップＳＧに進み、前述のように、通常運転に移行する。
本実施例１では、スイッチ手段４及び制限抵抗２を通じた電池１からの通電を行う毎に、このような処理を繰り返し行う。
【００８８】
なお、本実施例１では、ステップＳ５が経時変化率算出手段に相当する。また、ステップＳ６，Ｓ７が異常判定手段に相当する。また、ステップＳＢ，ＳＣが劣化異常検知手段に相当する。また、ステップＳ８が開路指示手段に相当する。また、ステップＳＥが、寿命通電回数推定手段に相当する。
【００８９】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２にかかる異常検出機能付きインバータ装置２２（異常検出装置１６）について、図面を参照しつつ説明する。
本実施例２の異常検出機能付きインバータ装置２２は、実施例１の異常検出機能付きインバータ装置２１と比較して、ＥＣＵ（異常検出装置）のみが異なり、その他については同様である。具体的には、実施例１のＥＣＵ６に代えて、内蔵するプログラムによる処理が異なるＥＣＵ１６を配置した点のみが異なる（図１参照）。従って、ここでは、実施例１と異なる異常判定処理について説明し、その他については説明を割愛する。
なお、図１に示すように、異常検出機能付きインバータ装置２２に加えて電池１を備える装置を、電池付属異常検出機能付きインバータ装置３２とする。
【００９０】
ここで、本実施例２の異常検出機能付きインバータ装置２２にかかる異常判定処理について、図３を参照して説明する。
まず、ステップＴ１において、通電回数Ｎを積算する。次いで、ステップＴ２に進み、通電回数Ｎが所定の初期通電回数Ｎｄ（例えば、Ｎｄ＝３）を超えているか否かを判定する。通電回数Ｎが初期通電回数Ｎｄを超えていない場合は、ステップＴ３に進み、通電回数Ｎが初期通電回数Ｎｄに達している（Ｎ＝Ｎｄ）か否かを判定する。
【００９１】
ステップＴ３において、通電回数Ｎが初期通電回数Ｎｄに達していない（Ｎｏ）と判定された場合は、ステップＴ４に進み、ＥＣＵ６からの指令によりスイッチ手段４を閉路（ＯＮ）すると共に、メインリレー１３を閉路（ＯＮ）する。なお、メインリレー１２は、予め開路（ＯＦＦ）しておく。これにより、電池１から、制限抵抗２を通じた平滑コンデンサ３及びインバータ回路５への通電が開始され、異常検出機能付きインバータ装置２２が起動する。なお、このとき、電池１からは、平滑コンデンサ３及びインバータ回路５に向けて突入電流（抵抗電流Ｉｒ）が流れる。
【００９２】
その後、ステップＴＲに進み、通常運転に移行する。具体的には、スイッチ手段４及びメインリレー１３を開路することなく（閉路したまま）所定時間通電を継続した後、メインリレー１２を閉路（ＯＮ）し、しかる後に、スイッチ回路４を開路（ＯＦＦ）する。これにより、制限抵抗２を介することなく、電池１からインバータ回路５への通電を行うと共に、インバータ回路５による交流電力への変換処理を開始する。
【００９３】
一方、ステップＴ３において、通電回数Ｎが初期通電回数Ｎｄに達している（Ｙｅｓ）と判定された場合は、ステップＴ５に進み、スイッチ手段４を閉路（ＯＮ）すると共に、メインリレー１３を閉路（ＯＮ）する。さらに、ステップＴ６において、タイマをスタートさせて、通電開始からの経過時間ｔを計測する。
【００９４】
次いで、ステップＴ７に進み、ＥＣＵ６において、通電開始からの経過時間ｔが、予めＲＯＭ６ｃに記憶させておいた第２基準時ｔｃに達した（ｔ＝ｔｃ）か否かを判定する。経過時間ｔが第２基準時ｔｃに達していない（Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＴ７の判断を繰り返す。なお、本実施例２では、第２基準時ｔｃを、例えば、６msecに設定した。
【００９５】
その後、経過時間ｔが第２基準時ｔｃに達した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＴ８に進み、電源電圧センサ８により、第２基準時ｔｃにおける電源電圧Ｖｂｃを計測し、これをＥＣＵ１６のＲＡＭ６ｄに記憶する。さらに、電流センサ７により、第２基準時ｔｃにおける抵抗電流Ｉｒｃを計測し、これをＥＣＵ１６のＲＡＭ６ｄに記憶する。さらに、コンデンサ電圧センサ９により、第２基準時ｔｃにおけるコンデンサ端子間電圧Ｖｃｃを計測し、これをＥＣＵ１６のＲＡＭ６ｄに記憶する。
【００９６】
次に、ステップＴ９に進み、ステップＴ８において計測された、電源電圧Ｖｂｃ、抵抗電流Ｉｒｃ、及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｃに基づいて、平滑コンデンサ３の公称容量Ｃｋに対する、初期通電回数Ｎｄ回目の第２基準時ｔｃにおける平滑コンデンサ３の静電容量Ｃｒｃの初期容量率β（＝Ｃｒｃ／Ｃｋ）を算出する。具体的には、初期容量率βを、下記式(1)を利用して算出する。
β＝−ｔｃ／[Ｃｋ×(Ｖｂｃ−Ｖｃｃ)／Ｉｒｃ]×ｌｎ[1−(Ｖｃｃ／Ｖｂｃ)] …(1)
【００９７】
例えば、ｔｃ＝６(msec)、Ｃｋ＝４７００(μＦ)、Ｖｂｃ＝４００(Ｖ)、Ｖｃｃ＝２４０(Ｖ)、Ｉｒｃ＝１３８(Ａ)のとき、式(1)より、
β＝−６×１０-3／｛４７００×１０-6×（４００−２４０）／１３８｝×ｌｎ｛１−（２４０／４００）｝＝１．２となる。
この場合、初期通電回数Ｎｄ回目の第２基準時ｔｃにおける平滑コンデンサ３の静電容量Ｃｒｃは、公称容量Ｃｋよりも２０％大きいと判断される。
【００９８】
ところで、式(1)は、現実のコンデンサ端子間電圧Ｖｃｃと、第２基準時ｔｃでの時定数τｃ（τｃ＝β・Ｃｋ×Ｒｒｃ＝β・Ｃｋ×（Ｖｂｃ−Ｖｃｃ）／Ｉｒｃ）にしたがって充電された平滑コンデンサ３の端子間電圧Ｖｂｃ×｛１−exp（−ｔｃ／τｃ）｝とが等しいと仮定した下記式(1-1)から得たものである。
Ｖｃｃ＝Ｖｂｃ×｛１−exp（−ｔｃ／（β・Ｃｋ×（Ｖｂｃ−Ｖｃｃ）／Ｉｒｃ）｝…(1-1)
【００９９】
ここで、電源電圧Ｖｂｃ、抵抗電流Ｉｒｃ、及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｃは、いずれも、第２基準時ｔｃにかかる制限抵抗２の抵抗値Ｒｒｃに対応した値（Ｒｒｃ＝（Ｖｂｃ−Ｖｃｃ）／Ｉｒｃ）である。従って、式(1)により初期容量率βを算出することで、制限抵抗２の温度変化に伴う制限抵抗２の抵抗値Ｒｒの変動が考慮された、信頼性の高い初期容量率βを、適切に得ることができる。
【０１００】
その後、ステップＴＲに進み、前述のように、通常運転に移行する。
その後、改めて、抵抗経由通電を行う場合も、前述のように、ステップＴ１，Ｔ２の順に処理を行い、ステップＴ２において、通電回数Ｎが初期通電回数Ｎｄを超えている（Ｙｅｓ）と判定された場合は、ステップＴＡに進み、ＥＣＵ１６からの指令によりスイッチ手段４を閉路（ＯＮ）すると共に、メインリレー１３を閉路（ＯＮ）する。さらに、ステップＴＢにおいて、タイマをスタートさせて、通電開始からの経過時間ｔを計測する。その後、実施例１のステップＳ３，Ｓ４と同様に、ステップＴＣ，ＴＤの処理を行い、第１基準時ｔｂにおける電源電圧Ｖｂｂ、抵抗電流Ｉｒｂ、及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｂを計測し、これらをＥＣＵ１６のＲＡＭ６ｄに記憶する。
【０１０１】
次に、ステップＴＥに進み、ステップＴＤにおいて計測された、電源電圧Ｖｂｂ、抵抗電流Ｉｒｂ、及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｂに基づいて、平滑コンデンサ３の初期の基準静電容量Ｃｏに対する第１基準時ｔｂの静電容量Ｃｒｂの経時容量変化率γ（＝Ｃｒｂ／Ｃｏ）を算出し、これをＥＣＵ６のＲＡＭ６ｄに記憶する。具体的には、下記式(4)を利用して、第１基準時ｔｂにおける経時容量変化率γを算出する。
γ＝−ｔｂ／[Ｃｏ×(Ｖｂｂ−Ｖｃｂ)／Ｉｒｂ]×ｌｎ[1−(Ｖｃｂ／Ｖｂｂ)] …(4)
【０１０２】
ところで、実際に使用される平滑コンデンサ３は、使用当初の静電容量でも、公称容量Ｃｋに対し、−２０％〜＋２０％程度の範囲でバラツキが生じていることがある。このため、公称容量Ｃｋを基準として経時容量変化率γを算出した場合、この経時容量変化率γが、現実の経時容量変化率から大きく外れた値となる虞がある。
【０１０３】
これに対し、本実施例２では、先のステップＴ９で求めておいた、公称容量Ｃｋに対する使用当初の静電容量Ｃｒｃの比率（初期容量率β）を用いて、ステップＴＥにおいて、経時容量変化率γを算出する。具体的には、平滑コンデンサ３の基準静電容量Ｃｏとして、公称容量Ｃｋに初期容量率β（＝Ｃｒｃ／Ｃｋ）を乗じた補正公称容量β・Ｃｋを用いて、経時容量変化率γを算出する。これにより、本実施例２では、信頼性の高い経時容量変化率γを、適切に得ることができる。従って、この経時容量変化率γに基づいて、後述の異常判定（ステップＴＦ，ＴＧなど）を行うことで、インバータ装置４１の異常を精度良く検出することができる。
【０１０４】
例えば、ｔｂ＝６(msec)、Ｃｏ＝Ｃｋ＝４７００(μＦ)、Ｖｂｂ＝４００(Ｖ)、Ｖｃｂ＝３３６(Ｖ)、Ｉｒｂ＝５５(Ａ)のとき、平滑コンデンサ３の公称容量Ｃｋに対する初期の静電容量Ｃｒｃのバラツキ（初期容量率β＝１．２）を考慮して、式(4)より経時容量変化率γを算出すると、
γ＝−６×１０-3／｛１．２×４７００×１０-6×（４００−３３６）／５５｝×ｌｎ｛１−（３３６／４００）｝＝０．５０となる。
この場合、平滑コンデンサ３の静電容量Ｃｒｂは、初期の基準静電容量Ｃｏ（＝β・Ｃｋ）に対し、５０％低下していると判断される。
【０１０５】
なお、平滑コンデンサ３の公称容量Ｃｋに対する初期静電容量Ｃｒｃのバラツキ（初期容量率β＝１．２）を考慮することなく、式(4)より経時容量変化率γを算出すると、
γ＝−６×１０-3／｛４７００×１０-6×（４００−３３６）／５５｝×ｌｎ｛１−（３３６／４００）｝＝０．６０となる。
この場合、平滑コンデンサ３の静電容量Ｃｒｂは、初期の基準静電容量Ｃｏ（＝Ｃｋ）に対し、４０％低下していると判断される。すなわち、初期容量率βを考慮して経時容量変化率γを算出する場合に比べて、１０％の誤差が生じてしまうことがわかる。
【０１０６】
その後、実施例１のステップＳ６〜ＳＧと同様に、ステップＴＦ〜ＴＲの処理を行う。なお、本実施例２では、前述のように、ステップＴＥにおいて、平滑コンデンサ３の基準静電容量Ｃｏとして、公称容量Ｃｋに初期容量率β（＝Ｃｒｃ／Ｃｋ）を乗じた補正公称容量β・Ｃｋを用いて、経時容量変化率γを算出している。従って、この経時容量変化率γに基づいて、ステップＴＦ，ＴＧにおけるインバータ装置４１の異常判定、ステップＴＭにおける平滑コンデンサ３の劣化異常検知、及び、ステップＴＰにおける寿命通電回数Ｎｘの推定を行うことで、これらの処理を精度良く行うことができる。
【０１０７】
なお、本実施例２では、ステップＴ９が初期容量率算出手段に相当する。また、ステップＴＥが経時変化率算出手段に相当する。また、ステップＴＦ，ＴＧが異常判定手段に相当する。また、ステップＴＬ，ＴＭが劣化異常検知手段に相当する。また、ステップＴＨが開路指示手段に相当する。また、ステップＴＰが、寿命通電回数推定手段に相当する。
【０１０８】
（実施例３）
次に、本発明の実施例３にかかる異常検出機能付きインバータ装置２３（異常検出装置２６）について、図面を参照しつつ説明する。
本実施例３の異常検出機能付きインバータ装置２３は、図４に示すように、実施例２の異常検出機能付きインバータ装置２２と比較して、ＥＣＵ（異常検出装置）が異なる点と、電源電圧センサ８を設けていない点が異なり、その他については同様である。具体的には、実施例２のＥＣＵ１６に代えて、内蔵するプログラムによる処理が異なるＥＣＵ２６を配置している（図４参照）。
なお、図４に示すように、異常検出機能付きインバータ装置２３に加えて電池１を備える装置を、電池付属異常検出機能付きインバータ装置３３とする。
【０１０９】
次に、本実施例３の異常検出機能付きインバータ装置２３にかかる異常判定処理について、図５を参照して説明する。本実施例３の異常判定処理は、実施例２の異常判定処理と比較して、初期容量率β及び経時容量変化率γの算出方法が異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例２の異常判定処理と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。
【０１１０】
まず、ステップＵ１において、通電回数Ｎを積算する。次いで、ステップＵ２に進み、通電回数Ｎが所定の初期通電回数Ｎｄ（例えば、Ｎｄ＝３）を超えているか否かを判定する。通電回数Ｎが初期通電回数Ｎｄを超えていない場合は、ステップＵ３に進み、通電回数Ｎが初期通電回数Ｎｄに達している（Ｎ＝Ｎｄ）か否かを判定する。
【０１１１】
ステップＵ３において、通電回数Ｎが初期通電回数Ｎｄに達していない（Ｎｏ）と判定された場合は、ステップＵ４に進み、ＥＣＵ６からの指令によりスイッチ手段４を閉路（ＯＮ）すると共に、メインリレー１３を閉路（ＯＮ）する。なお、メインリレー１２は、予め開路（ＯＦＦ）しておく。これにより、電池１から、制限抵抗２を通じた平滑コンデンサ３及びインバータ回路５への通電が開始され、異常検出機能付きインバータ装置２３が起動する。
【０１１２】
その後、ステップＵＴに進み、通常運転に移行する。具体的には、スイッチ手段４及びメインリレー１３を開路することなく（閉路したまま）所定時間通電を継続した後、メインリレー１２を閉路（ＯＮ）し、しかる後に、スイッチ回路４を開路（ＯＦＦ）する。これにより、制限抵抗２を介することなく、電池１からインバータ回路５への通電を行うと共に、インバータ回路５による交流電力への変換処理を開始する。
【０１１３】
一方、ステップＵ３において、通電回数Ｎが初期通電回数Ｎｄに達している（Ｙｅｓ）と判定された場合は、ステップＵ５に進み、スイッチ手段４を閉路（ＯＮ）すると共に、メインリレー１３を閉路（ＯＮ）する。さらに、ステップＵ６において、タイマをスタートさせて、通電開始からの経過時間ｔを計測する。
【０１１４】
次いで、ステップＵ７に進み、所定時間毎に、電流センサ７により抵抗電流Ｉｒを計測すると共に、計測した抵抗電流Ｉｒを逐次ＥＣＵ６のＲＡＭ６ｄに記憶させる。次いで、ステップＵ８に進み、ＥＣＵ６において、通電開始からの経過時間ｔが、予めＲＯＭ６ｃに記憶させておいた第２基準時ｔｃに達した（ｔ＝ｔｃ）か否かを判定する。経過時間ｔが第２基準時ｔｃに達していない（Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＴ７の判断を繰り返す。なお、経過時間ｔが第２基準時ｔｃに達するまでの間、所定時間毎に、電流センサ７により抵抗電流Ｉｒを計測し続ける。
【０１１５】
その後、経過時間ｔが第２基準時ｔｃに達した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＵ９に進み、コンデンサ電圧センサ９により、第２基準時ｔｃにおけるコンデンサ端子間電圧Ｖｃｃを計測し、これをＥＣＵ６のＲＡＭ６ｄに記憶する。
さらに、通電開始から第２基準時ｔｃに至るまでに流れた抵抗電流Ｉｒの積分値を、下記式(2)を利用して算出する。具体的には、第２基準時ｔｃに至るまでに所定時間毎に計測した抵抗電流Ｉｒに基づいて、下記式(2)を利用して抵抗電流Ｉｒの積分値を求める。
【数１５】
2008228370.tif 000009
【０１１６】
次に、ステップＵＡに進み、先のステップＵ９で得た、抵抗電流Ｉｒの積分値（式(2)参照）、及び、コンデンサ端子間電圧Ｖｃｃに基づいて、下記式(3)により初期容量率βを算出し、これをＥＣＵ６のＲＡＭ６ｄに記憶する。
この式(3)は、通電開始から第２基準時ｔｃに至るまでの抵抗電流Ｉｒの積分値（式(2)参照）と、通電開始から第２基準時ｔｃに至るまでに平滑コンデンサ３に充電された電荷量Ｑｃ＝β・Ｃｋ×Ｖｃｃとが等しいと仮定した下記式(3-1)から得たものである。
【数１６】
2008228370.tif 000010
【数１７】
2008228370.tif 000011
【０１１７】
ここで、抵抗電流Ｉｒの積分値（式(2)参照）及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｃは、いずれも、通電開始から第２基準時ｔｃに至るまでに、温度変化に伴って変動する制限抵抗の抵抗値に対応した値である。従って、式(3)により初期容量率βを算出することで、制限抵抗２の温度変化に伴う制限抵抗２の抵抗値の変動が考慮された、信頼性の高い初期容量率βを、適切に得ることができる。
【０１１８】
その後、ステップＵＴに進み、前述のように、通常運転に移行する。
その後、改めて、抵抗経由通電を行う場合も、前述のように、ステップＵ１，Ｕ２の順に処理を行い、ステップＵ２において、通電回数Ｎが初期通電回数Ｎｄを超えている（Ｙｅｓ）と判定された場合は、ステップＵＢに進み、ＥＣＵ６からの指令によりスイッチ手段４を閉路（ＯＮ）すると共に、メインリレー１３を閉路（ＯＮ）する。さらに、ステップＵＣにおいて、タイマをスタートさせて、通電開始からの経過時間ｔを計測する。
【０１１９】
その後、ステップＵ７と同様に、所定時間毎に、電流センサ７により抵抗電流Ｉｒを計測すると共に、計測した抵抗電流Ｉｒを逐次ＥＣＵ６のＲＡＭ６ｄに記憶させる。次いで、ステップＵＥに進み、ＥＣＵ６において、通電開始からの経過時間ｔが、予めＲＯＭ６ｃに記憶させておいた第１基準時ｔｂに達した（ｔ＝ｔｂ）か否かを判定する。経過時間ｔが第１基準時ｔｂに達していない（Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＵＥの判断を繰り返す。なお、経過時間ｔが第１基準時ｔｂに達するまでの間、所定時間毎に、電流センサ７により抵抗電流Ｉｒを計測し続ける。
【０１２０】
その後、通電回数Ｎｇ回目の抵抗経由通電において、経過時間ｔが第１基準時ｔｂに達した（Ｙｅｓ）と判定されると、ステップＵＦに進み、コンデンサ電圧センサ９により、第１基準時ｔｂにおけるコンデンサ端子間電圧Ｖｃｂを計測し、これをＥＣＵ６のＲＡＭ６ｄに記憶する。なお、本実施例３では、通電回数Ｎｇを、初期通電回数Ｎｄより大きな全ての通電回数としている。
【０１２１】
さらに、通電開始から第１基準時ｔｂに至るまでに流れた抵抗電流Ｉｒの積分値を、下記式(5)を利用して算出する。具体的には、第１基準時ｔｂに至るまでに所定時間毎に計測した抵抗電流Ｉｒに基づいて、下記式(5)を利用して抵抗電流Ｉｒの積分値を求める。
【数１８】
2008228370.tif 000012
【０１２２】
次に、ステップＵＧに進み、先のステップＵＦで得た、抵抗電流Ｉｒの積分値（式(5)参照）、及び、コンデンサ端子間電圧Ｖｃｂに基づいて、下記式(6)により経時容量変化率γを算出し、これをＥＣＵ６のＲＡＭ６ｄに記憶する。この式(6)は、通電開始から第１基準時ｔｂに至るまでの抵抗電流Ｉｒの積分値（式(5)参照）と、通電開始から第１基準時ｔｂに至るまでに平滑コンデンサ３に充電された電荷量Ｑｂ＝γ・Ｃｏ×Ｖｃｂとが等しいと仮定した下記式(6-1)から得たものである。
【数１９】
2008228370.tif 000013
【数２０】
2008228370.tif 000014
【０１２３】
なお、本実施例３でも、実施例２と同様に、平滑コンデンサ３の基準静電容量Ｃｏとして、公称容量Ｃｋに初期容量率βを乗じた補正公称容量β・Ｃｋを用いて、経時容量変化率γを算出する。このため、公称容量Ｃｋをそのまま基準静電容量Ｃｏとして用いる場合に比べて、信頼性の高い経時容量変化率γを得ることができる。従って、後述するように、このような経時容量変化率γ基づいて異常判定処理（ステップＵＨ，ＵＬ）等をすることで、インバータ装置４２の異常を精度良く検出することができる。
【０１２４】
また、抵抗電流Ｉｒの積分値（式(5)参照）及びコンデンサ端子間電圧Ｖｃｂは、いずれも、通電開始から第１基準時ｔｂに至るまでに、温度変化に伴って変動する制限抵抗２の抵抗値Ｒｒに対応した値である。従って、式(6)により経時容量変化率γを算出することで、制限抵抗２の温度変化に伴う制限抵抗２の抵抗値Ｒｒの変動が考慮された、信頼性の高い経時容量変化率γを、適切に得ることができる。
【０１２５】
その後、実施例２のステップＴＦ〜ＴＲと同様に、ステップＵＨ〜ＵＴの処理を行う。本実施例３では、実施例２と同様に、ステップＵＧにおいて、平滑コンデンサ３の基準静電容量Ｃｏとして、公称容量Ｃｋに初期容量率β（＝Ｃｒｃ／Ｃｋ）を乗じた補正公称容量β・Ｃｋを用いて、経時容量変化率γを算出している。従って、この経時容量変化率γに基づいて、ステップＵＨ，ＵＬにおけるインバータ装置４２の異常判定、ステップＵＰにおける平滑コンデンサ３の劣化異常検知、及び、ステップＵＲにおける寿命通電回数Ｎｘの推定を行うことで、これらの処理を精度良く行うことができる。
【０１２６】
なお、本実施例３では、ステップＵＡが初期容量率算出手段に相当する。また、ステップＵＧが経時変化率算出手段に相当する。また、ステップＵＨ，ＵＬが異常判定手段に相当する。また、ステップＵＮ，ＵＰが劣化異常検知手段に相当する。また、ステップＵＪが開路指示手段に相当する。また、ステップＵＲが、寿命通電回数推定手段に相当する。
【０１２７】
以上において、本発明を実施例１〜３に即して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施例１等では、直流電源として、ニッケル水素蓄電池を用いたが、リチウムイオン二次電池など他の電池を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】実施例１，２にかかる異常検出機能付きインバータ装置２１，２２の構成図である。
【図２】実施例１にかかる異常判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施例２にかかる異常判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】実施例３にかかる異常検出機能付きインバータ装置２３の構成図である。
【図５】実施例３にかかる異常判定処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２９】
１  電池（直流電源）
２  制限抵抗
３  平滑コンデンサ
４  スイッチ手段
５  インバータ回路
６，１６，２６  ＥＣＵ（異常検出装置）
７  電流センサ
８  電源電圧センサ
９  コンデンサ電圧センサ
２１，２２，２３  異常検出機能付きインバータ装置
３１，３２，３３  電池付属異常検出機能付きインバータ装置
４１，４２  インバータ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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