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公開番号2024132394
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-01
出願番号2023043136
出願日2023-03-17
発明の名称車載用電力変換装置
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類G01R 31/66 20200101AFI20240920BHJP(測定;試験)
要約【課題】アイソレータの端子間短絡異常を検出すること。
【解決手段】車載用電力変換装置30は、電力変換装置32と、検査回路82と、アイソレータ110と、を備える。電力変換装置32は、マイクロコントローラ40を備える。マイクロコントローラ40は、出力端子42と、第1検出端子43と、を備える。検査回路82は、反転回路88を備える。アイソレータ110は、検査回路82とマイクロコントローラ40との間を絶縁しつつ矩形波を含む信号を伝達する。マイクロコントローラ40は、第1検出端子43の検出結果に基づいて、端子間短絡異常を判断する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
スイッチング素子、前記スイッチング素子を駆動するドライブ回路及び前記ドライブ回路を制御するマイクロコントローラを有し、前記スイッチング素子によって電源からの電力を変換して負荷に供給する電力変換装置と、
前記電力変換装置を収容する筐体と、
前記電力変換装置に電気的に接続され、前記電源に電気的に接続された外部コネクタが接続される変換装置側コネクタと、を有し、
前記マイクロコントローラは、矩形波を出力する出力端子、出力された矩形波を検出可能な検出端子を有し、
前記変換装置側コネクタは、前記外部コネクタに設けられた検査用導電体に接続可能な一対の検査用端子を有し、
前記出力端子と前記検出端子とは、一対の前記検査用端子及び前記検査用導電体とともに前記変換装置側コネクタと前記外部コネクタとの接続状態を検査する検査回路に電気的に接続されている車載用電力変換装置であって、
前記検査回路と前記マイクロコントローラとの間には、互いの間を絶縁しつつ前記矩形波を含む信号を伝達するアイソレータが電気的に接続され、
前記アイソレータは、前記出力端子に電気的に接続される第１端子と、
前記検出端子に電気的に接続される第２端子と、
前記第１端子とは絶縁され、前記第１端子から伝達された前記矩形波を出力し、一方の前記検査用端子に電気的に接続される第３端子と、
前記第３端子とは絶縁され、入力された前記矩形波を前記第２端子に出力し、他方の前記検査用端子に電気的に接続される第４端子と、を有し、
前記検査回路は、他方の前記検査用端子と前記第４端子との間で前記矩形波を含む前記信号を反転する反転回路を備え、
前記マイクロコントローラは、前記検査用導電体によって一対の前記検査用端子が電気的に接続され、前記出力端子から出力された前記矩形波が前記反転回路によって反転された矩形波を前記検出端子で検出すると、前記変換装置側コネクタ及び前記外部コネクタが正常に接続されていると判断し、
前記検出端子の検出結果に基づいて、以下の異常を判断し、
前記変換装置側コネクタと前記外部コネクタとが接続されていない非接続異常、
前記第１端子と前記第２端子との間の短絡、または、前記第３端子と前記第４端子との間の短絡が生じている端子間短絡異常、
異常信号として出力すること、を特徴とする車載用電力変換装置。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
前記検出端子を第１検出端子とすると、
前記マイクロコントローラは、前記アイソレータを経由し、前記第３端子と一方の前記検査用端子との間で分岐し、前記反転回路を経由しない前記矩形波が入力される第２検出端子を有し、
前記アイソレータは、前記第２検出端子に電気的に接続される第５端子と、
前記第５端子とは絶縁され、前記第３端子から出力された前記矩形波を前記第５端子に伝達する第６端子と、を有し、
前記マイクロコントローラは、前記第１検出端子及び前記第２検出端子の検出結果に基づいて、以下の異常を判断し、
前記検査回路が前記電力変換装置に電圧を印加する電源と短絡する電源短絡異常、
前記検査回路が前記電力変換装置のグランドと短絡するグランド短絡異常、
異常信号として出力すること、を特徴とする請求項１に記載の車載用電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、車載用電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示の車載用電動圧縮機は、モータと、インバータ回路と、圧縮機側コネクタと、検査回路と、マイクロコントローラと、絶縁素子と、を備える。圧縮機側コネクタには、外部コネクタが接続される。圧縮機側コネクタに外部コネクタが電気的に接続されることでインバータ回路には、高電圧電源が接続される。インバータ回路は、高電圧電源から供給される直流電力を交流電力に変換してモータに出力する。検査回路は、圧縮機側コネクタと外部コネクタとの接続状態を検査するための回路である。検査回路は、低電圧回路に設けられている。マイクロコントローラは、高電圧回路に設けられている。マイクロコントローラは、出力端子と、検出端子と、を備える。マイクロコントローラは、出力端子から検査回路に矩形波を出力する。マイクロコントローラは、検出端子で信号を検出する。マイクロコントローラは、検出端子で検出した信号から圧縮機側コネクタと外部コネクタとの接続状態を判定する。
【０００３】
絶縁素子は、低電圧回路と高電圧回路との絶縁を保ちつつ低電圧回路と高電圧回路との間で信号を伝達する。絶縁素子を設けることによって、高電圧回路に設けられたマイクロコントローラと低電圧回路に設けられた検査回路との間で信号の伝達が可能になる。特許文献１では、絶縁素子としてフォトカプラを用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１７０９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
絶縁素子としてアイソレータを用いる場合がある。一方、車載用電力変換装置を小型化するため、アイソレータの小型化が求められている。この場合、アイソレータの端子間に短絡が生じたことを検出したい場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する車載用電力変換装置は、スイッチング素子、前記スイッチング素子を駆動するドライブ回路及び前記ドライブ回路を制御するマイクロコントローラを有し、前記スイッチング素子によって電源からの電力を変換して負荷に供給する電力変換装置と、前記電力変換装置を収容する筐体と、前記電力変換装置に電気的に接続され、前記電源に電気的に接続された外部コネクタが接続される変換装置側コネクタと、を有し、前記マイクロコントローラは、矩形波を出力する出力端子、出力された矩形波を検出可能な検出端子を有し、前記変換装置側コネクタは、前記外部コネクタに設けられた検査用導電体に接続可能な一対の検査用端子を有し、前記出力端子と前記検出端子とは、一対の前記検査用端子及び前記検査用導電体とともに前記変換装置側コネクタと前記外部コネクタとの接続状態を検査する検査回路に電気的に接続されている車載用電力変換装置であって、前記検査回路と前記マイクロコントローラとの間には、互いの間を絶縁しつつ前記矩形波を含む信号を伝達するアイソレータが電気的に接続され、前記アイソレータは、前記出力端子に電気的に接続される第１端子と、前記検出端子に電気的に接続される第２端子と、前記第１端子とは絶縁され、前記第１端子から伝達された前記矩形波を出力し、一方の前記検査用端子に電気的に接続される第３端子と、前記第３端子とは絶縁され、入力された前記矩形波を前記第２端子に出力し、他方の前記検査用端子に電気的に接続される第４端子と、を有し、前記検査回路は、他方の前記検査用端子と前記第４端子との間で前記矩形波を含む前記信号を反転する反転回路を備え、前記マイクロコントローラは、前記検査用導電体によって一対の前記検査用端子が電気的に接続され、前記出力端子から出力された前記矩形波が前記反転回路によって反転された矩形波を前記検出端子で検出すると、前記変換装置側コネクタ及び前記外部コネクタが正常に接続されていると判断し、前記検出端子の検出結果に基づいて、以下の異常を判断し、前記変換装置側コネクタと前記外部コネクタとが接続されていない非接続異常、前記第１端子と前記第２端子との間の短絡、または、前記第３端子と前記第４端子との間の短絡が生じている端子間短絡異常、異常信号として出力する。
【０００７】
変換装置側コネクタと外部コネクタとが接続されていることで検査用導電体によって一対の検査用端子の間が電気的に接続されている場合、出力端子から出力された矩形波が反転回路で反転される。これにより、マイクロコントローラは、反転された矩形波を検出端子で検出すると、変換装置側コネクタ及び外部コネクタが正常に接続されていると判断することができる。マイクロコントローラは、検出端子の検出結果に基づいて、アイソレータの端子間短絡異常を検出することができる。
【０００８】
上記車載用電力変換装置について、前記検出端子を第１検出端子とすると、前記マイクロコントローラは、前記アイソレータを経由し、前記第３端子と一方の前記検査用端子との間で分岐し、前記反転回路を経由しない前記矩形波が入力される第２検出端子を有し、前記アイソレータは、前記第２検出端子に電気的に接続される第５端子と、前記第５端子とは絶縁され、前記第３端子から出力された前記矩形波を前記第５端子に伝達する第６端子と、を有し、前記マイクロコントローラは、前記第１検出端子及び前記第２検出端子の検出結果に基づいて、以下の異常を判断し、前記検査回路が前記電力変換装置に電圧を印加する電源と短絡する電源短絡異常、前記検査回路が前記電力変換装置のグランドと短絡するグランド短絡異常、異常信号として出力してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アイソレータの端子間短絡異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
車載用電動圧縮機の一部を破断して示す断面図である。
車載用電力変換装置を示す回路図である。
インバータ回路を示す回路図である。
車載用電力変換装置の状態と検出端子の検出結果との対応関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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