(57)【要約】      （修正有）【課題】インバータやコンバータを搭載している車両において、インバータやコンバータの動作に伴って発生する高周波ノイズを軽減するアースシステムを提供する。【解決手段】マフラあるいは排気管をボディに接地する。特に、マフラフック２およびボディフック３を連結しているマウントラバー４の孔部２２に嵌合している分割カラー５をリード線７で接続することによって、マフラフック２およびボディフック３を電気的に接続し、マフラをボディに接地する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置を搭載している車両において、
前記車両のパワーユニットから延びる金属製部品を、前記車両のボディに接地する
ことを特徴とするアースシステム。
【請求項２】
前記電力変換装置は、インバータまたはコンバータである
ことを特徴とする請求項１に記載のアースシステム。
【請求項３】
前記車両とは、ハイブリッド車または燃料電池車であり、
前記金属性部品とは、パワーユニットからの排気を車外に導く排気管である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアースシステム。
【請求項４】
前記車両とは、ハイブリッド車または燃料電池車であり、
前記金属性部品とは、パワーユニットからの排気音を消音するマフラである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアースシステム。
【請求項５】
前記マフラは、
該マフラに溶接しているマフラフックを有し、
前記ボディは、
該ボディに溶接しているボディフックを有し、
前記マフラフックおよび前記ボディフックが、絶縁性を有するマウントラバーに設けられている孔部にそれぞれ貫装されることで、前記マフラはボディに支持されており、
前記孔部のそれぞれには、導電体かつ筒状のカラーが、勘合しており、
前記マフラフックおよびボディフックは、前記カラーに着接しており、
前記マフラフックが着接している前記カラーと、前記ボディフックが着接している前記カラーとがリード線で接続されている
ことを特徴とする請求項４に記載のアースシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、アースシステムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車などＤＣ（Direct Current）−ＡＣ（Alternating Current）インバータ（以降、インバータと称する）や、ＤＣ−ＤＣコンバータ、ＡＣ−ＤＣコンバータ（以降、まとめてコンバータと称する）などの電力変換装置を搭載している車両において、高周波ノイズが発生し、その高周波ノイズがラジオアンテナに誘起して、音声信号に騒音として出力されるという問題がある。
【０００３】
このような問題に対し、発明者は、ＩＰＵ（Interigent Power Unit：インバータ）とモータとを接続している三相交流ケーブル（三相線）を編組２重シールドで被覆することによって、三相線からの電磁波をシールドした結果、高周波ノイズの低減を確認した。
【０００４】
以上の結果を基に、このような高周波ノイズの原因を、ハイブリッド車における機器の概略のレイアウトを示す図７を参照して説明する。
図７に示すように、ハイブリッド車ではＩＰＵ１２を有している。ＩＰＵ１２は、ＰＣＵ（Power Control Unit）とバッテリをまとめたものであり、バッテリ（図示せず）の直流電流をモータ１５に送る交流電流（三相交流電流）に変換するためのインバータ（電力変換装置）１３が設けられている。
インバータ１３は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）によるスイッチングで直流電流を交流電流に変換している。
変換された交流電流は、三相交流ケーブル（三相線１４）を通ってモータ１５へ送られ、モータ１５を駆動する。駆動しているモータ１５は、エンジン１１をアシストする。一方、エンジン１１からは排気ガスが排出され、この排気ガスは排気管１０を通って外部へ排出される。排気管１０の後方には排気音を消音するためのマフラ１が設けられている。
【０００５】
ここで、インバータ１３（ＩＰＵ１２）と、モータ１５間を流れるノーマルモード電流の他に、インバータ１３側と、モータ１５側との電位差や、浮遊容量などが原因で車体のボディ６を介して流れるコモンモード電流が発生する。浮遊容量としては、インバータ１３の下部に設置されているヒートシンクと、インバータ１３との間の絶縁層、三相線１４のケーブル自体が有するもの、モータ１５で発生するものなどが考えられる。
これに伴い、排気管１０においても末端側と、モータ１５側との間にも電位差が生じ、コモンモード電流と同期した高周波電流が排気管１０にも流れる。
排気管１０は、絶縁性のマウントラバーを介してボディ６に固定されているため、ボディ６に接地していない状態となっている。このため、排気管１０はアンテナと同様の状態となってしまい、コモンモード電流と同期した高周波電流による電磁波を放射してしまう。この電磁波が、高周波ノイズとなってラジオの音声信号の騒音となっているものと思われる。
【０００６】
なお、ここでは、インバータ１３に起因する高周波ノイズの説明を行ったが、コンバータのスイッチング作用によっても同様に高周波ノイズが生じることが考えられる。
【０００７】
特許文献１では、モータジェネレータ（モータ）を駆動するための三相交流電流を生成する電装ユニットと、モータジェネレータとを接続する電力ケーブルを金属製パイプ内に挿通し、この金属製パイプを車両のボディアースに接続することによって、電力ケーブルによる高周波ノイズの影響を低減する車両の配線構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１４３４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の技術では、コモンモード電流と同期した高周波電流に対する対策を講じていないため、前記したように排気管がアンテナとなって発生する高周波ノイズを低減する効果は期待できない。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、高周波ノイズを低減するアースシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決する本発明のうち請求項１に記載の発明は、電力変換装置を搭載している車両において、前記車両のパワーユニットから延びる金属製部品を、前記車両のボディに接地することを特徴とする。
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、車両のパワーユニットから延びる金属性部品がアンテナの機能を有することによって生じる高周波の電磁波の放射を防止することができるので、ラジオなどの高周波ノイズを低減することが可能となる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係るアースシステムにおいて、前記電力変換装置は、インバータまたはコンバータであることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、電力変換装置としてインバータまたはコンバータを使用することができる。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係るアースシステムにおいて、前記車両とは、ハイブリッド車または燃料電池車であり、前記金属性部品とは、パワーユニットからの排気を車外に導く排気管であることを特徴とする。
【００１６】
そして、請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に係るアースシステムにおいて、前記車両とは、ハイブリッド車または燃料電池車であり、前記金属性部品とは、パワーユニットからの排気音を消音するマフラであることを特徴とする。
【００１７】
請求項３および請求項４に係る発明によれば、ハイブリッド車または燃料電池車において本願のアースシステムを適用することができる。
【００１８】
さらに、請求項５に係る発明は、請求項４に係るアースシステムにおいて、前記マフラは、該マフラに溶接しているマフラフックを有し、前記ボディは、該ボディに溶接しているボディフックを有し、前記マフラフックおよび前記ボディフックが、絶縁性を有するマウントラバーに設けられている孔部にそれぞれ貫装されることで、前記マフラはボディに支持されており、前記孔部のそれぞれには、導電体かつ筒状のカラーが、勘合しており、前記マフラフックおよびボディフックは、前記カラーに着接しており、前記マフラフックが着接している前記カラーと、前記ボディフックが着接している前記カラーとがリード線で接続されていることを特徴とする。
【００１９】
そして、請求項５に係る発明によれば、これまでマフラの固定において、一般的に用いられているマウントラバーを交換するだけで、高周波ノイズを軽減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高周波ノイズを低減するアースシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係るアースシステムの構成例を示す図である。
【図２】本実施形態に係るアースシステムに用いるマウントラバーの断面図である。
【図３】本実施形態に係るアースシステムに用いるマウントラバーの別の例を示す図である。
【図４】本実施形態に係るアースシステムの別の例を示す図である。
【図５】排気管における接地箇所を示す図である。
【図６】本実施形態にアースシステムの効果を示すグラフである。
【図７】ハイブリッド車における機器の概略のレイアウトを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明を実施するための最良の形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下、図７に示す構成を有するハイブリッド車に対して本願のアースシステムを適用した例を示す。
【００２３】
図１は、本実施形態に係るアースシステムの構成例を示す図である。
パワーユニットから延びる金属性部品であるマフラ１の上部には、端部に拡径部２１を有する２本のマフラフック２が下端をマフラ１に溶接され、上端が上部へ延びている。それぞれのマフラフック２の上端は、絶縁性かつ弾性体のマウントラバー４の孔部２２（図２参照）に貫装されている。図１の例ではマウントラバー４は孔部２２を３つ有し、その内２つを２本のマフラフック２が貫装している。残り１つの孔部２２にはボディ６に接続されているボディフック３が貫装している。ボディフック３も端部に拡径部２１を有している。
マウントラバー４におけるそれぞれの孔部には、カラーである分割カラー５が嵌合しているが、分割カラー５の詳細については図２を参照して後記する。
【００２４】
図２は、本実施形態に係るアースシステムに用いるマウントラバーの断面図である。
図２は、図１におけるマウントラバーの断面図を示している。
前記したようにマウントラバー４は、３つの孔部２２を有している。それぞれの孔部２２には金属製の分割カラー５が嵌合している。分割カラー５は、半筒状の２つの部品から構成されており、該２つの部品を合わせることで筒状となる。
図１に示すようにマフラフック２およびボディフック３のそれぞれは、先端に拡径部２１を有しており、マフラフック２およびボディフック３をマウントラバー４の孔部２２に挿入すると、この拡径部２１が分割カラー５の合わせ目２３を押し広げる。そして、拡径部２１が貫通すると、マウントラバー４の弾性力により分割カラー５が戻り、マフラフック２およびボディフック３に密着（着接）する。
マフラフック２に着接している分割カラー５のそれぞれと、ボディフック３に着接している分割カラー５とはリード線７で接続されている。
このような構成により、マフラフック２と、ボディフック３とが電気的に導通することとなり、マフラ１と、ボディ６とが導通し、マフラ１がボディ６に接地されることとなる。
【００２５】
このように、マフラ１をボディ６に接地することで、インバータ１３（図７）あるいはコンバータなどに由来するコモンモード電流が原因で生じた高周波電流を、マフラ１からボディ６へ流すことができ、マフラ１がアンテナの機能を有することを防止することができる。これにより、マフラ１から放射される高周波ノイズを低減することができる。
【００２６】
（別の例）
図３は、本実施形態に係るアースシステムに用いるマウントラバーの別の例を示す図である。なお、図３において、図２と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
図３は、図２に相当する箇所を別の例で示した図であり、ボディフック３ａが２つあり、さらにマウントラバー４ａが２つある。それぞれのボディフック３ａと、マウントラバー４ａとは一対一に対応しており、それぞれのマフラフック２とも一対一に対応している。
それぞれのマウントラバー４ａにおけるボディフック３ａおよびマフラフック２は、図２と同様の構成により、リード線７を介して導通している。
【００２７】
図１〜図３のような構成により、これまでマフラ１の固定において、一般的に用いられているマウントラバーを交換するだけで本実施形態に係るアースシステムを構築することができる。
【００２８】
（別の例）
図４は、本実施形態に係るアースシステムの別の例を示す図である。ここで、図４において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
図１〜図３におけるアースシステムＡはマウントラバー４，４ａ内のリード線７および分割カラー５を介してマフラ１のアースを行っているが、図４におけるアースシステムＡ１は直接マフラフック２をリード線７ａでボディ６に接続することでマフラ１の接地を行っている。
【００２９】
（効果）
以下、実験結果を用いて、本実施形態に係るアースシステムの効果を説明する。
ここまでは、図１〜図４に示すようにマフラ１をボディ６に接地する手法を説明してきたが、図５に示すように金属性部品である排気管１０の各部を接地するようにしてもよい。
そこで、本実験では、図５に示すようにエンジン１１からマフラ１へ排気を通す排気管１０における３箇所を接地し、周囲の電磁波を測定した。接地した３箇所とは、マフラフック（符号５０１）、後輪前方（符号５０２）、排気管中央（符号５０３）である。なお、排気管１０の接地箇所は、図５に示す３箇所に限らない。
なお、接地方法は、図４に示すようなリード線７ａ（図４）によってマフラフック２（図１〜図４）や、排気管１０を直接ボディ６（図４）に接地する方法を用いた。
【００３０】
図６は、本実施形態にアースシステムの効果を示すグラフである。
なお、図６におけるグラフは、横軸が周波数（ＭＨｚ）、縦軸が信号強度（ｄＢ）を示しており、また太線が接地を行ったときの信号強度、細線が接地を行っていないときの信号強度を示している。
【００３１】
図６（ａ）における符号６０１の太線は、図５の位置５０１（つまりマフラフック２（図４））をボディ６に接地したときの周囲の電磁波を示すグラフであり、符号６０２の細線はボディ６への接地を行わなかったときの周囲の電磁波を示すグラフである。
【００３２】
図６（ｂ）における符号６０３の太線は、図５の位置５０２（つまり後輪前方）で排気管１０（図５）をボディ６に接地したときの周囲の電磁波を示すグラフであり、符号６０２の細線はボディ６への接地を行わなかったときの電磁波を示すグラフである。
図６（ｃ）における符号６０４の太線は、図５の位置５０３（つまり排気管中央）で排気管１０（図５）をボディ６に接地したときの周囲の電磁波を示すグラフであり、符号６０２の細線はボディ６への接地を行わなかったときの電磁波を示すグラフである。
【００３３】
図６（ａ）および図６（ｃ）から、全体的に電磁波が低減する傾向にあることがわかる。つまり、高周波ノイズが低減していることがわかる。
また、図６（ｂ）では、およそ１０ＭＨｚから１８ＭＨｚ、および、およそ２３ＭＨｚから２６ＭＨｚのあたりにかけて、電磁波が低減する傾向にあることがわかる。
【００３４】
（まとめ）
本実施形態に示すように、排気管の各所を設置することにより、インバータや、コンバータに由来する高周波の電磁波を低減することができ、ラジオの高周波ノイズを低減することができる。特に、マフラ１を接地すると、いわばアンテナの先端を接地するのと同様の効果が生じ、高周波ノイズの防止機能を高めることが期待できる。
なお、本実施形態では排気管１０およびマフラ１を接地しているが、これにかぎらず、インバータを備えた車両において、ボディに直接接続していない金属製の筒状部品や、棒状部品などもアンテナの機能を有するおそれがあるため、これらの部品をボディに接地することで、ラジオの高周波ノイズを低減することができる。
また、このとき、排気管１０などの接地対象において、ターゲットとなる電磁波の波長の１／２となる点を接地するようにしてもよい。
【００３５】
［燃料電池車の場合］
燃料電池車では、パワーユニットである燃料電池において空気と水素とを供給されて発電した直流電流およびバッテリから供給される直流電流をＰＣＵにおいて三相交流電流に変換し、モータを駆動している。そして、燃料電池から金属製部品である排気管とマフラを介して、オフガスを外部へ放出している。
従って、前記したハイブリッド車と同様の原因によるコモンモード電流に同期した高周波電流による高周波ノイズが発生することが考えられる。
従って、例えば、ステンレスなどの金属で構成されている排気管などが、ハイブリッド車における排気管およびマフラのようにアンテナとして動作してしまうことが考えられる。
従って、燃料電池の排気管などをボディに接地しても、高周波ノイズを低減できることが期待できる。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ，Ａ１  アースシステム
１      マフラ（金属製部品）
２      マフラフック
３，３ａ  ボディフック
４，４ａ  マウントラバー
５      分割カラー（カラー）
６      ボディ
７，７ａ  リード線
１０    排気管（金属製部品）
１１    エンジン
１２    ＩＰＵ
１３    インバータ
１４    三相線
１５    モータ
【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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【図６】
2012066658.tif 000008
【図７】
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