(57)【要約】【課題】  本発明は、コネクタの未接続等電気回路接続を信頼性高く判定し、もってサービス性を向上させ、電気回路損傷をも防止できる自動車用空調装置の提供を目的とする。【解決手段】  電動圧縮機に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、電動圧縮機に流れる電流を平滑化するためのコンデンサへの充電電圧が所定の電圧に達した時に、その充電電圧で電動圧縮機駆動装置を一時的に作動させ、そのときに前記電流検出手段が電流を検出しなければ、制御回路は、前記コンデンサ〜電動圧縮機間の電気回路がオープンであると判定し、コンデンサの充電を停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧発生手段と、前記直流電圧発生手段に直列に接続される充電装置と、前記直流電圧発生手段から前記充電装置を介して充電されるコンデンサと、前記コンデンサと並列に接続され、電動圧縮機を駆動する電動圧縮機駆動装置と、前記電動圧縮機駆動装置を作動させる制御装置とを備え、前記制御装置は、前記コンデンサの充電途中もしくは放電途中において、前記電動圧縮機駆動装置を一時的に作動させ、前記電動圧縮機に電流が流れない場合、電気回路が開いていると判定する自動車用空調装置。
【請求項２】
電気回路が開いていると判定した場合、前記コンデンサの充電を停止させる請求項１に記載の自動車用空調装置。
【請求項３】
前記電動圧縮機駆動装置を一時的に作動させる場合、前記コンデンサの充電もしくは放電を途中一時停止し、前記電動圧縮機に電流が流れない場合、電気回路が開いていると判定する請求項１乃至２に記載の自動車用空調装置。
【請求項４】
前記充電装置は定電流充電回路により構成される請求項１乃至３に記載の自動車用空調装置。
【請求項５】
充電電圧を検出する充電電圧検出手段を備え、前記充電回路による充電開始後に、充電電圧検出手段が充電電圧を検出しなければ、直流電源〜コンデンサ間の電気回路が異常であると判定する請求項１乃至４のいずれかに記載の自動車用空調装置。
【請求項６】
前記電動圧縮機駆動装置を前記電動圧縮機に搭載した請求項１乃至５に記載の自動車用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリー等の直流電源で電動圧縮機を駆動する電動圧縮機駆動装置を備えた自動車用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電力で空調用の電動圧縮機を駆動する電動圧縮機駆動装置(インバータ装置等)を備えた自動車用空調装置においては、電動圧縮機駆動装置が電動圧縮機に大電流を供給するために電気ノイズが大きく車載ラジオなどに妨害を与え、また、図６の上図に示す電流波形図のごとく、電流変動の大きいために電圧サージを発生し関連機器の破損を招いたりする。
【０００３】
このために、図７に従来の自動車用空調装置図を示すごとく、直流電源であるバッテリー１と電動圧縮機駆動装置４との中間に、電流を平滑するための大容量のコンデンサ３を設けて、図６の下図に示すごとく、電流変動を抑制して電気ノイズ、電流変動を抑えている。電動圧縮機駆動装置４には電動圧縮機５がコネクタ１９で接続され、バッテリー１と電動圧縮機駆動装置４側とは、回路保護用のヒューズ６およびコネクタ１１で接続される。
【０００４】
また、コンデンサ３を充電するための充電抵抗９（充電装置）、充電電流を検出する充電電流検出回路１４、コンデンサ３の充電電圧を検出する電圧検出回路１５、バッテリー１から電動圧縮機駆動装置４へ電力を供給するためのリレー８、電動圧縮機駆動装置４及びリレー８を作動させる制御回路１０Ａも設けられている。さらに、前記電動圧縮機駆動装置４の電流を検出し、過電流に対する保護、電流制限、電力制限等を行うために、電動圧縮機駆動装置４の電流を検出する電流センサ１３が設けられている。
【０００５】
ダイオード１２は、直流電源であるバッテリー１が逆極性に接続されても、コンデンサ３への逆極性の充電を阻止するものであり、回路の破損を防止する。リレー８は、電圧検出回路１５にて、コンデンサ３の充電完了が確認されると、制御回路１０Ａにより閉とされる。この後、制御回路１０Ａは電動圧縮機駆動装置４を作動させる。
【０００６】
ここで、装置点検等の作業後にコネクタ１１、コネクタ１９の接続忘れがあると、電動圧縮機５が作動しないので空調装置も機能しない。このような場合、電動圧縮機駆動装置４もしくは電動圧縮機５の故障と誤認されてしまうことがある。これを防ぐために、リレー８を閉とする前に、電動圧縮機駆動装置４を作動させて、充電電流検出回路１４から電流信号が伝達されない場合に、電気接続部（コネクタ１１、コネクタ１９）が開いていると判定するようにしている。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開平１０−１９３９６０号公報（第１頁、特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来のコネクタの接続診断方法においては、コンデンサの充電完了後に、その充電電圧(バッテリー電圧を意味し、通常電気自動車では２００Ｖ前後)で電動圧縮機駆動装置を作動させることになる。よって、そのため、電気回路に短い距離の断線、接触不良等があっても、放電により電流が流れ、正常と判定されてしまう。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、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）。
【０００８】
よって、本発明は、電気回路接続（コネクタ接続に限らず断線、接触不良等も含む）の診断が可能で、迅速な点検修理が行える自動車用空調装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、制御装置が、コンデンサの充電途中もしくは放電途中に、電動圧縮機駆動装置を一時的に作動させて、電動圧縮機に電流が流れない場合、電気回路が開いていると判定する。
【００１０】
そして、電気回路が開いていると判定された時点でコンデンサへの充電を停止する。また、コンデンサへの充電もしくは放電を途中停止して接続診断する。
【発明の効果】
【００１１】
以下の説明からも明らかになるように、本発明は、前記コンデンサの充電中、もしくは放電過程で、前記コンデンサの充電電圧が所定の低電圧時に、その充電電圧で電動圧縮機に一時的に通電させて電気回路に異常がないかを判定し、異常があれば、点検作業をおこなうが、この時点ではコンデンサに高電圧が充電されていないために、その点検作業を直ちに実行できる。
【００１２】
また、異常判定を所定の低電圧の状態で行うので、短い距離の断線、接触不良の箇所に放電により電流が流れることはなく、従って、そのような断線等の異常を確実に検出できる。
【００１３】
更に、電動圧縮機以外の負荷の誤接続も低電圧状態で検出できるため、誤接続の負荷に高電圧を印加して損傷させるといったことも未然に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
（実施の形態１）
図１に本発明の自動車用空調装置の回路図を示す。図７の従来の自動車用空調装置の回路図との相違点は、充電完了後に接続診断を行う制御回路１０Ａに替え、充電途中の低い電圧で接続診断を行う制御回路１０を採用している点である。それ以外に、充電電流を開閉するスイッチＳＷを追加している。また、充電電流検出回路１４を便宜上省いている（以下の説明に特に関連はなく、あっても良い）。
【００１５】
最初に、コネクタ１１、コネクタ１９ともに正常に接続されているとする。そして、充電のためにスイッチＳＷを閉にすると、バッテリー１から、ヒューズ６、コネクタ１１、ダイオード１２、充電抵抗９、スイッチＳＷを介して、コンデンサ３に図３の（ａ）に示す電流ＩＣが流れ充電が開始される。この時のコンデンサ３の充電電圧ＶＣは、電圧検出装置１５にて検出される。従って、電圧検出装置１５にて電圧ＶＣが検出されれば、バッテリー１〜コンデンサ３の間の電気回路(特にコネクタ１１)が正常に接続されていると制御回路１０が判定する。
【００１６】
図３の（ａ）に示すように、この充電電圧ＶＣがＶＪに達すると、制御回路１０は、リレー８を開いたままで(つまり、コンデンサ３の充電電圧でもって)電動圧縮機駆動装置４を一時的に駆動させる。この時、コネクタ１９の接続が正常であるため、バッテリー１から、ヒューズ６、コネクタ１１、ダイオード１２、充電抵抗９を介して、もしくはコンデンサ３から電動圧縮機駆動装置４、コネクタ１９、電動圧縮機５、コネクタ１９、電流センサ１３へと電流が流れる。このとき、電動圧縮機５は駆動される必要はなく、電流が流れれば良い。
【００１７】
従って電流センサ１３で電流が検出され、制御回路１０は、コンデンサ１５〜電動圧縮機５間の電気回路(特にコネクタ１９)が正常に接続されていると判定する。このように以上の二つの判定により、コネクタ１１およびコネクタ１９が正常に接続されているかを判定できる。
【００１８】
その後、図３の（ａ）に示すように、コンデンサ３の電圧ＶＣがＶＳに達すると、制御回路１０は、リレー８を閉じて、電動圧縮機駆動装置４を作動させる。ＶＢはバッテリー１の電圧である。
【００１９】
一方、コネクタ１１が未接続であると、バッテリー１から、ヒューズ６、コネクタ１１、ダイオード１２、充電抵抗９を介してコンデンサ３が充電されることはないので、電圧検出装置１５にて充電電圧も検出されず、この場合、制御回路１０は、コネクタ１１が接続されていない（断線、ヒューズ６オープン等も含む）と判定する。
【００２０】
次に、コネクタ１１が接続されているがコネクタ１９が未接続（電気回路断線含む）であると、バッテリー１から、ヒューズ６、コネクタ１１、ダイオード１２、充電抵抗９を介して、コンデンサ３に図３の（ａ）に示す電流ＩＣが流れ充電される。電圧検出装置１５にて電圧が検出されるので、制御回路１０において、コネクタ１１は正常に接続されていると判定する。
【００２１】
そして、図３の（ａ）に示すように、この電圧ＶＣがＶＪに達すると、制御回路１０は、リレー８を開いたままで電動圧縮機駆動装置４を一時的に作動させる。この時、コネクタ１９が未接続のため、バッテリー１から、もしくはコンデンサ３から電動圧縮機駆動装置４へは電流が流れず（電気回路断線の場合：電圧ＶＪは低いので放電による電流は流れない）、電流センサ１３は電流を検出しない。そのため、制御回路１０は、コネクタ１９が接続されていない（断線、電動圧縮機５オープン等も含む）と判定する。
上記の説明においては、スイッチＳＷは閉のままである。よって、スイッチＳＷはなくても良い。この場合、コンデンサ３の充電は、バッテリー１、コネクタ１１等が接続された時点で開始される。
【００２２】
一方、上記の説明において、接続されていない（断線、ヒューズ６オープン等も含む）と判定された場合に、直ちにスイッチＳＷを開にして、コンデンサ３への充電を停止すれば、コンデンサ３は高い電圧に充電されていないので、点検修理をすぐに開始できる。充電を停止させるための方法としては、ヒューズ６と直列に常閉のスイッチを設けてもよいが、図１のように充電抵抗９と直列にスイッチＳＷを設ければ、そのスイッチＳＷに流れる電流は充電電流のため小さいので、電流容量の小さい(それ故小型の)ものを使用できる。
【００２３】
また、コネクタ１９に軽い負荷（そのインピーダンスが大きい）が誤接続されていると、バッテリー１から、ヒューズ６、コネクタ１１、ダイオード１２、充電抵抗９を介して、コンデンサ３に図３の（ａ）に示す電流ＩＣが流れ充電され、電圧検出装置１５にてその充電電圧が検出されるので、制御回路１０において、コネクタ１１は正常に接続されていると判定する。
【００２４】
そして、図３の（ａ）に示すように、この電圧ＶＣがＶＪに達すると、制御回路１０は、リレー８を開いたままで電動圧縮機駆動装置４を一時的に作動させる。この時、負荷インピーダンスが大きいため、バッテリー１から、もしくはコンデンサ３から電動圧縮機駆動装置４へ流れる電流は、電動圧縮機５が接続されている場合に比べ極めて小さい。その場合、制御回路１０は、コネクタ１９の接続が正常なものの電動圧縮機５以外の軽負荷の誤接続と判定する。
【００２５】
この判定した時点で、コンデンサ３への充電を停止すれば、コンデンサ３の電圧は低いままなので、点検修理をすぐに開始できる。電動圧縮機５を作動させる出力はされないので、負荷に高い電圧は印加されない。
【００２６】
また、電動圧縮機５の、負荷としての電動機は、大負荷であるが故に、そのインピーダンスは数Ωと極めて小さく、インピーダンス値の比較から誤接続を判定するようにしてもよい。
【００２７】
図２に本発明の自動車用空調装置の別の回路図を示す。図１との相違点は、電圧検出装置１５に替え、充電回路に流れる電流を検出するための充電電流検出回路１４を備えた点である。
【００２８】
ここで、コネクタ１１、コネクタ１９ともに正常に接続されているとすると、バッテリー１から、ヒューズ６、コネクタ１１、ダイオード１２、充電抵抗９を介して、コンデンサ３に図３の（ａ）に示す電流ＩＣ流れ充電される。この電流が充電抵抗９を流れ、電圧を発生させる。この電圧で充電電流検出回路１４のＬＥＤが点灯し、よってホトトランジスタがＯＮして、制御回路用電源７の電圧が制御回路１０に伝達される。よって、前記制御回路１０は、コネクタ１１が正常に接続されていると判定する。
【００２９】
そして、図３の（ａ）に示すように、充電開始からの充電電流ＩＣが流れている時間がｔＪに達すると（電圧ＶＣがＶＪに達すると）、制御回路１０は、リレー８を開いたままで電動圧縮機駆動装置４を一時的に作動させる。この時、バッテリー１から、ヒューズ６、コネクタ１１、ダイオード１２、充電抵抗９を介して、もしくはコンデンサ３から電動圧縮機駆動装置４、コネクタ１９、電動圧縮機５、コネクタ１９、電流センサ１３へと電流が流れる。このように電流センサ１３により電流が検出されると、制御回路１０は、コネクタ１１に加え、コネクタ１９も正常に接続されていると判定する。
【００３０】
そして、充電開始からの充電電流ＩＣが流れている時間がｔＳに達すると（図３の（ａ）に示すように、コンデンサ３の電圧ＶＣがＶＳに達すると）、制御回路１０は、リレー８を閉じて、電動圧縮機駆動装置４を作動させる。
【００３１】
一方、コネクタ１１が未接続とすると、バッテリー１から、ヒューズ６、コネクタ１１、ダイオード１２、充電抵抗９を介して、コンデンサ３が充電されることはない。従って、充電電流検出回路１４にて電流が検出されないので、制御回路１０は、コネクタ１１が接続されていない（断線、ヒューズ６オープン等も含む）と判定する。
【００３２】
次に、コネクタ１９が未接続（電気回路断線含む）とすると、バッテリー１から、ヒューズ６、コネクタ１１、ダイオード１２、充電抵抗９を介して、コンデンサ３に図３の（ａ）に示す電流ＩＣが流れ充電され、充電電流検出回路１４にて充電電流が検出されるので、制御回路１０において、コネクタ１１は正常に接続されていると判定する。
【００３３】
図３の（ａ）に示すように、充電開始からの充電電流ＩＣが流れている時間がｔＪに達すると、制御回路１０は、リレー８を開いたままで電動圧縮機駆動装置４を一時的に作動させる。この時、コネクタ１９が未接続のため、バッテリー１から、もしくはコンデンサ３から電動圧縮機駆動装置４へは電流が流れず（電気回路断線の場合：電圧ＶＪは低いので放電による電流は流れない）、電流センサ１３は電流を検出しない。そのため、制御回路１０は、コネクタ１９が接続されていない（断線、電動圧縮機５オープン等も含む）と判定する。
【００３４】
また、コネクタ１９に軽負荷（そのインピーダンス値が大きい）が誤接続されているとする。この場合、バッテリー１から、ヒューズ６、コネクタ１１、ダイオード１２、充電抵抗９を介して、コンデンサ３に図３の（ａ）に示す電流ＩＣが流れ充電される。充電電流検出回路１４にて充電電流が検出されるので、制御回路１０において、コネクタ１１は正常に接続されていると判定する。
【００３５】
そして、図３の（ａ）に示すように、充電開始からの充電電流ＩＣが流れている時間がｔＪに達すると、制御回路１０は、リレー８を開いたままで電動圧縮機駆動装置４を一時的に作動させる。この時、軽負荷のため、バッテリー１から、もしくはコンデンサ３から電動圧縮機駆動装置４へ流れる電流は、電動圧縮機５が接続されている場合に比べ極めて小さい。その場合、制御回路１０は、コネクタ１９が接続されているものの、電動圧縮機５以外の軽負荷の誤接続と判定する。
【００３６】
上記図１、図２の例に示したように、コンデンサ３に充電途中の低い電圧ＶＪが充電された時点で、コネクタ接続も含め、電気回路の接続診断も行うため、短い距離の断線、接触不良があっても、放電により電流が流れることはないので、そのような断線等の不良を確実に検出できる。さらに、未接続などが発見されると、コンデンサ３の放電を待つことなく、充電停止後に直ちに点検修理を行うことができる。また、電動圧縮機５以外の負荷が誤接続された場合も低電圧の状態でその誤接続を検出できるため、誤接続の負荷に高電圧を印加して焼損させるといったことも未然に防止できる。
【００３７】
また、上記実施の形態では、充電途中に接続診断する例を示したが、放電過程で所定の充電電圧まで低下した時点で断線等の接続診断をしても良い。
【００３８】
既述したように図３の（ａ）において、コンデンサ３の電圧ＶＣがＶＪとなる時間ｔＪに、制御回路１０は、リレー８を開いたままで電動圧縮機駆動装置４を一時的に作動させ接続診断をするが、コンデンサ３の電圧ＶＣの立ち上がりが急峻なので、この接続診断中にコンデンサ３の電圧ＶＣがＶＪを上回ってしまうことが考えられる。従って、スイッチＳＷを開にして充電を途中停止した後、接続診断するのが望ましい。
【００３９】
（実施の形態２）
図４の（ａ）に充電抵抗９に代わる定電流充電回路１６を示す。ツェナーダイオード２３のツェナー電圧からトランジスタ２２のベースエミッタ間電圧を引いた電圧を、エミッタ抵抗２０の抵抗値で除した値が定電流値になる。２１はベース抵抗である。この定電流充電回路１６を用いると、図３の（ｂ）に示す如く、コンデンサ３の電圧ＶＣの立ち上がりを緩やかな勾配の直線にできる。よって、接続診断中にコンデンサ３の電圧ＶＣが高くなってしまうことを防止できる。
【００４０】
コネクタ１９が接続されていないと判断した時、コンデンサ３への充電を停止する方法としては、この定電流充電回路１６と直列に図１のごときスイッチＳＷを直列に挿入してもよいが、ベース電流をＯＦＦするようにスイッチを設ければ、ベース電流は小さいので、スイッチの電流容量は更に少なくなり、小型のスイッチを使用できる。また、エミッタ抵抗２０に、図２で示した充電電流検出回路１４を接続すれば、充電電流を検出できる。
【００４１】
図４の（ｂ）に、定電流充電回路１６を定電圧出力回路として作動させる回路を示す。トランジスタ２２のベースにツェナーダイオード１８のカソードを接続し、ツェナーダイオード１８のアノードをトランジスタ１７のコレクタに接続し、トランジスタ１７のエミッタをアースに接続している。定電流充電回路１６は、トランジスタ１７がＯＦＦの場合、通常通りに作動する。トランジスタ１７がＯＮになると、定電流充電回路１６のトランジスタ２２のベース電圧は、ツェナーダイオード１８のツェナー電圧に固定される。これにより、定電流充電回路１６は、ツェナーダイオード１８のツェナー電圧からトランジスタ２２のベースエミッタ間電圧を引いた電圧の定電圧出力回路として作動する。よって、コンデンサ３の電圧ＶＣは、この電圧まで上昇もしくは下降した後、この電圧に固定され、充電もしくは放電を途中停止できる。
【００４２】
充電を途中停止した状態で接続診断した後、接続されていると判定した場合、トランジスタ１７をＯＦＦにすれば、充電が再スタートする。接続されていないと判断した場合、コンデンサ３の電圧は低いままなので、点検修理をすぐに開始できる。また、電圧は固定されているので、接続診断において、電動圧縮機駆動装置４へ流れる電流は、コンデンサ３から流れる前に、この定電圧出力回路から流れる。よって、エミッタ抵抗２０に接続した充電電流検出回路１４により、電動圧縮機駆動装置４へ流れる電流を検出できる。これにより、コネクタ１１、コネクタ１９ともに、充電電流検出回路１４により接続診断できる。
【００４３】
（実施の形態３）
図５に、電動圧縮機５の左側に電動圧縮機駆動装置４をケース３０を介し密着させて取り付けた図を示す。
金属製筐体３２の中に圧縮機構部３７、モータ３１等が設置されている。冷媒は、吸入口３３から吸入され、圧縮機構部３７（この例ではスクロール）がモータ３１で駆動されることにより、圧縮される。この圧縮された冷媒は、モータ３１を通過し（冷却し）吐出口３４より吐出される。内部でモータ３１の巻き線に接続されているターミナル３８は、電動圧縮機駆動装置４に接続される。
【００４４】
発熱源となる電動圧縮機駆動装置４は、ケース３０を介して電動圧縮機５の金属製筐体３２に熱を放散するようにしている（金属製筐体３２を介して電動圧縮機５内部の冷媒で冷却される）。ケース３０内部には、電動圧縮機駆動装置４の他にコンデンサ３等設置しても良いし外部に設置しても良い。ケース３０からは、接続線固定部３５を通じて接続線３６が引き出される。
【００４５】
電動圧縮機駆動装置４、ターミナル３８等は電動圧縮機５が駆動される時の振動を常時受けている。そのため、回路接続部の電気接続状況が振動により変化してくることが想定される。よって、回路接続診断を行うことが望ましく、本発明の実施の形態として好適である。
【００４６】
尚、上記各実施の形態において、電気回路が開いていると判定をした時、運転者（使用者）に画面表示、音声等で知らせるようにしても良い。充電中に接続診断する例を示したが、放電中に断線等の故障診断をしても良い。充電装置としては、充電抵抗によるものや定電流充電回路を示したが、これに限らず各種方法が考えられる。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。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、接続診断の機能を自動車用空調装置の例を用いて説明したが、これに限らず、空調装置以外にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す自動車用空調装置の回路図
【図２】本発明の第１の実施形態を示す自動車用空調装置の別の回路図
【図３】本発明の第１の実施形態を示す充電作動図（ａ）及び本発明の第２の実施形態を示す定電流充電の充電作動図（ｂ）
【図４】本発明の第２の実施形態を示す定電流充電の回路図（ａ）及び同充電電圧を低電圧に固定する回路図（ｂ）
【図５】本発明の第３の実施形態を示す電動圧縮機駆動装置を搭載した電動圧縮機の断面図
【図６】電動圧縮機駆動装置の電流波形図
【図７】従来の自動車用空調装置の回路図
【符号の説明】
【００４９】
１  バッテリー
２  リレー駆動用電源
３  コンデンサ
４  電動圧縮機駆動装置
５  電動圧縮機
７  制御回路用電源
９  充電抵抗
１０  制御回路
１１  電源接続コネクタ
１３  電流センサ
１４  充電電流検出回路
１５  電圧検出装置
１６  定電流充電回路
１９  圧縮機接続コネクタ
３８  ターミナル
ＳＷ  スイッチ
【図１】
2005081900.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005081900.tif 000005
【図４】
2005081900.tif 000006
【図５】
2005081900.tif 000007
【図６】
2005081900.tif 000008
【図７】
2005081900.tif 000009