JP7338542B2 - 電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、電動圧縮機に関するものである。

コネクタを介して高電圧電源が接続されている電動圧縮機において、コネクタの挿抜を判定する技術として、例えば、特許文献１においては、一定周期で電動モータに電流を供給したときにおける平滑コンデンサの両端電圧の変化によってコネクタの挿抜を判定している。

特許第５９５３２４０号公報

ところが、確認できる異常状態がコネクタの挿抜を判定するのみであり、他の異常状態を確認することができない。確認するためには、専用の回路を異常状態に応じてそれぞれ用意する必要があり、部品点数の増加や検査パターンの増加を招く。

本発明の目的は、部品点数の増加や検査パターンの増加を招くことなく、複数の異常状態を単一の回路で確認することができる電動圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するための電動圧縮機は、電動モータと、前記電動モータによって回転されて圧縮動作する圧縮部と、前記電動モータを駆動するスイッチング素子、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スイッチング素子のオン／オフを制御するマイコンを有するインバータ装置と、前記電動モータ、前記圧縮部及び前記インバータ装置を収容する筐体と、前記インバータ装置に電気的に接続され、外部コネクタが接続される圧縮機側コネクタと、を備える電動圧縮機において、前記マイコンは、ハイレベルとローレベルからなる矩形波を出力する出力端子と、前記矩形波を検出可能な検出端子とを備え、前記圧縮機側コネクタは、前記外部コネクタに設けられた検査用導電体の一端に接続可能な第１の検査用端子と、前記検査用導電体の他端に接続可能な第２の検査用端子を備え、前記インバータ装置は、前記出力端子と前記検出端子との間に設けられ、前記圧縮機側コネクタと前記外部コネクタとの接続時に、前記第１の検査用端子、前記検査用導電体及び前記第２の検査用端子とともに前記圧縮機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を備え、前記マイコンは、前記圧縮機側コネクタと前記外部コネクタとの接続時に、前記出力端子が前記矩形波を出力した後に、前記検出端子が前記矩形波の信号を検出すると、前記圧縮機側コネクタと前記外部コネクタとは接続されていると判断し、前記検出端子が前記矩形波ではないローレベルのみの信号を検出すると、前記圧縮機側コネクタと前記外部コネクタとは接続されていないと判断し、前記検出端子が前記矩形波ではないハイレベルのみの信号を検出すると、前記検査回路と前記筐体とが短絡していると判断し、いずれかの判断結果を出力することを要旨とする。

これによれば、マイコンは、圧縮機側コネクタと外部コネクタとの接続時に、出力端子が矩形波を出力した後に、検出端子が矩形波の信号を検出すると、圧縮機側コネクタと外部コネクタとは接続されていると判断する。また、検出端子が矩形波ではないローレベルのみの信号を検出すると、圧縮機側コネクタと外部コネクタとは接続されていないと判断する。さらに、検出端子が矩形波ではないハイレベルのみの信号を検出すると、検査回路と筐体とが短絡していると判断する。そして、いずれかの判断結果を出力する。よって、部品点数の増加や検査パターンの増加を招くことなく、複数の異常状態を単一の回路で確認することができる。

また、電動圧縮機において、前記マイコンは、前記圧縮機側コネクタの正極端子と前記スイッチング素子とを接続する高圧ラインから分岐して分圧抵抗を介して接続される高電圧端子を更に備え、前記マイコンは、前記出力端子が前記矩形波を出力した後に、前記検出端子が前記矩形波ではないローレベルのみの信号を検出するとともに前記高電圧端子がローレベルのみの信号を検出すると、前記圧縮機側コネクタと前記外部コネクタとは接続されていないと判断し、前記検出端子が前記矩形波ではないローレベルのみの信号又はハイレベルのみの信号を検出するとともに前記高電圧端子がハイレベルのみの信号を検出すると、前記圧縮機側コネクタと前記外部コネクタとは接続されているが前記検査回路内の一部が短絡していると判断し、いずれかの判断結果を出力するとよい。

また、電動圧縮機において、前記マイコンは、前記出力端子に一端が接続され、前記出力端子の出力電圧を検査する出力電圧検査用端子を備え、前記マイコンは、前記出力端子が前記矩形波を出力した後に、前記出力電圧検査用端子が前記矩形波を検出すると、前記出力端子の前記出力電圧は正常であると判断し、前記出力電圧検査用端子がハイレベルのみの信号又はローレベルのみの信号を検出すると、前記出力端子の前記出力電圧は異常であると判断し、いずれかの判断結果を出力するとよい。

また、電動圧縮機において、前記マイコンは、前記検出端子に一端が接続され、前記検出端子の検出波形を検査する検出波形検査用端子を備え、前記マイコンは、前記出力端子が前記矩形波を出力した後に、前記検出端子の検出波形と前記検出波形検査用端子の検出波形とが同じ場合、前記検出端子の検出波形は正常であると判断し、前記検出端子の検出波形と前記検出波形検査用端子の検出波形とが異なる場合、前記検出端子の検出波形は異常であると判断し、いずれかの判断結果を出力するとよい。

本発明によれば、部品点数の増加や検査パターンの増加を招くことなく、複数の異常状態を単一の回路で確認することができる。

実施形態における車載用電動圧縮機を模式的に示す一部破断図。 車載用電動圧縮機の電気的構成を示す回路図。 車載用電動圧縮機の電気的構成を示す回路図。 車載用電動圧縮機の電気的構成を示す回路図。 車載用電動圧縮機の電気的構成を示す回路図。 車載用電動圧縮機の電気的構成を示す回路図。 状態説明図。 状態説明図。 状態説明図。 波形図。 波形図。

以下、本発明を車載用電動圧縮機に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態の車載用電動圧縮機は、例えばハイブリッド車に搭載されるものであって、流体としての冷媒を圧縮する圧縮部を備えており、本実施形態における車載用電動圧縮機の圧縮対象の流体は冷媒である。

図１に示すように、車両空調装置１０は、車載用電動圧縮機２０と、車載用電動圧縮機２０に対して冷媒を供給する外部冷媒回路１０１とを備えている。外部冷媒回路１０１は、蒸発器、凝縮器、膨張弁などを有している。車両空調装置１０は、車載用電動圧縮機２０によって冷媒が圧縮され、且つ、外部冷媒回路１０１によって冷媒の熱交換及び膨張が行われることによって、車両の室内の冷暖房を行う。車両空調装置１０は、車内温度や設定温度等に基づいて車載用電動圧縮機２０を制御する。

車載用電動圧縮機２０は、電動モータ２３と、電動モータ２３によって回転されて圧縮動作する圧縮部２２を備える。車載用電動圧縮機２０は、インバータ装置３１と、電動モータ２３、圧縮部２２及びインバータ装置３１を収容する筐体としてのハウジング２１及びケース３２と、圧縮機側コネクタ３６ｂ（図２参照）と、を備える。インバータ装置３１は、電動モータ２３を駆動するスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６（図２参照）、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を駆動するドライブ回路４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ，４５ｅ，４５ｆ（図２参照）及びスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のオン／オフを制御するマイコン３８（図２参照）を有する。圧縮機側コネクタ３６ｂは、インバータ装置３１に電気的に接続され、外部コネクタ３６ａ（図２参照）が接続される。外部コネクタ３６ａとは、車両側の高圧コネクタや、工場出荷前にインバータ装置３１の異常を診断する際に用いられる診断テスタに繋がる検査用コネクタのことである。

ハウジング２１は、外部冷媒回路１０１から冷媒が吸入される吸入口２１ａが形成されている。圧縮部２２は、電動モータ２３によって回転されて圧縮動作する。
ハウジング２１は、アルミ等の金属よりなり、車両のボディに接地されている。即ち、ハウジング２１は、ボディアースされている。ハウジング２１は、全体として略円筒形状である。ハウジング２１には、冷媒が吐出される吐出口２１ｂが形成されている。

圧縮部２２は、吸入口２１ａからハウジング２１内に吸入された冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を吐出口２１ｂから吐出させるものである。圧縮部２２の具体的な構成は、スクロールタイプ、ピストンタイプ、ベーンタイプ等任意である。

電動モータ２３は、三相モータであって、圧縮部２２を駆動させるものである。電動モータ２３は、ハウジング２１に対して回転可能に支持された円柱状の回転軸２６と、当該回転軸２６に対して固定された円筒形状のロータ２４と、ハウジング２１に固定されたステータ２５とを有する。ロータ２４は、磁石２４ａが埋設された円筒形状のロータコア２４ｂを有している。磁石２４ａは永久磁石である。回転軸２６の軸線方向と、円筒形状のハウジング２１の軸線方向とは一致している。ステータ２５は、円筒形状のステータコア２５ａと、当該ステータコア２５ａに形成されたティースに捲回されたコイル２５ｂとを有している。ロータ２４及びステータ２５は、回転軸２６の径方向に対向している。

電動モータ２３のコイル２５ｂとインバータ装置３１とは電気的に接続されている。ケース３２は、固定具としてのボルト３３によってハウジング２１に固定されている。すなわち、本実施形態の車載用電動圧縮機２０には、インバータ装置３１が一体化されている。

インバータ装置３１は、回路基板３４と、当該回路基板３４と電気的に接続されたパワーモジュール３５とを備えている。回路基板３４には、マイコン３８を含めた各種電子部品が実装されている。ケース３２の外面にはコネクタ３６ａ，３６ｂが設けられており、回路基板３４とコネクタ３６ａ，３６ｂとが電気的に接続されている。コネクタ３６ａ，３６ｂを介してインバータ装置３１に電力供給が行われる。

図２に示すように、インバータ装置３１は、正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎを有する。インバータ装置３１の正極母線Ｌｐ及び負極母線Ｌｎがコネクタ３６ａ，３６ｂを介して高電圧電源１０４の正極及び負極と接続される。高電圧電源１０４は、例えば４００Ｖ電源であり、高電圧電源１０４により車両の走行モータ等が駆動される。コネクタ３６ａ，３６ｂは、雄雌一対のコネクタであって、一対の雄雌のコネクタ３６ａ，３６ｂが差し込まれて結合されると、高電圧電源１０４からインバータ装置３１に電力供給可能となる。この状態から一対のコネクタ３６ａ，３６ｂが抜かれて非結合状態になると、高電圧電源１０４からインバータ装置３１に電力供給できなくなる。

インバータ装置３１は、電動モータ２３を駆動するための６つのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と６つのダイオードＤ１～Ｄ６を有する。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６としてＩＧＢＴを用いている。正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間に、ｕ相上アームを構成するスイッチング素子Ｑ１と、ｕ相下アームを構成するスイッチング素子Ｑ２が直列接続されている。正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間に、ｖ相上アームを構成するスイッチング素子Ｑ３と、ｖ相下アームを構成するスイッチング素子Ｑ４が直列接続されている。正極母線Ｌｐと負極母線Ｌｎとの間に、ｗ相上アームを構成するスイッチング素子Ｑ５と、ｗ相下アームを構成するスイッチング素子Ｑ６が直列接続されている。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６にはダイオードＤ１～Ｄ６が逆並列接続されている。

スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２の間が電動モータ２３のｕ相端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４の間が電動モータ２３のｖ相端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ５とスイッチング素子Ｑ６の間が電動モータ２３のｗ相端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のスイッチング動作に伴い高電圧電源１０４の電圧である直流電圧を交流電圧に変換して電動モータ２３に供給することができるようになっている。

各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のゲート端子には、ドライブ回路４５ａ～４５ｆ及び図示しない回路パターンを介してマイコン３８が接続されている。マイコン３８は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のオン／オフを制御する。

システムメインリレー１１０が高電圧電源１０４の正極とコネクタ３６ａ，３６ｂとの電源ラインに設けられている。
車両ＥＣＵ１０２によりシステムメインリレー１１０が開閉される。車両ＥＣＵ１０２には車両のパワースイッチ１０３が接続され、パワースイッチ１０３がオン操作されると、車両ＥＣＵ１０２はシステムメインリレー１１０を閉じる。また、パワースイッチ１０３がオフ操作されると、車両ＥＣＵ１０２はシステムメインリレー１１０を開く。

車載用電動圧縮機２０は、圧縮機側コネクタ３６ｂと低圧コネクタ８０ｂと、を備えている。圧縮機側コネクタ３６ｂは、正極端子９０と負極端子９１と第１の検査用端子９２と第２の検査用端子９３とを備えている。圧縮機側コネクタ３６ｂは、正極端子９０と負極端子９１が車両側の外部コネクタ３６ａの端子１０５，１０６に接続される。圧縮機側コネクタ３６ｂは、第１の検査用端子９２と第２の検査用端子９３が外部コネクタ３６ａの１本の検査用導電体１０７の両端に接続される。検査用導電体１０７は例えば銅の線材よりなる。このように、圧縮機側コネクタ３６ｂは、外部コネクタ３６ａに設けられた検査用導電体１０７の一端に接続可能な第１の検査用端子９２と、検査用導電体１０７の他端に接続可能な第２の検査用端子９３を備える。

低圧コネクタ８０ｂは、低圧端子９４，９５を備える。低圧コネクタ８０ｂの低圧端子９４，９５は、車両側の低圧コネクタ８０ａの端子１０８，１０９に接続される。
マイコン３８は、ハイレベルとローレベルからなる矩形波を出力する出力端子Ｐ２と、矩形波を検出可能な検出端子Ｐ１とを備える。インバータ装置３１は、出力端子Ｐ２と検出端子Ｐ１との間に設けられ、圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとの接続時に、第１の検査用端子９２、検査用導電体１０７及び第２の検査用端子９３とともに圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとの接続状態を検査する検査回路５０を備える。

検査回路５０は、回路基板３４に形成されている。矩形波は常に出力されて異常診断に用いられる。
検査回路５０は、抵抗６０と、フォトダイオード６１と、フォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）６２と、抵抗６３と、ｎｐｎトランジスタ６４と、抵抗６５と、抵抗６６と、チョークコイル６７と、バリスタ６８と、バリスタ６９と、ダイオード７０と、抵抗７１と、ｐｎｐトランジスタ７２と、抵抗７３と、抵抗７４と、フォトダイオード７５と、フォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）７６と、抵抗７７を有する。

フォトダイオード６１とフォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）６２によりフォトカプラが構成されるとともにフォトダイオード７５とフォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）７６によりフォトカプラが構成されている。マイコン３８は高電圧系であり、検査回路５０は低電圧系であり、フォトカプラ（フォトダイオード６１とフォトトランジスタ６２、及び、フォトダイオード７５とフォトトランジスタ７６）により高電圧系と低電圧系を繋いでいる。

マイコン３８の出力端子Ｐ２は、抵抗６０とフォトダイオード６１の直列回路を介して接地されている。フォトダイオード６１と共にフォトカプラを構成するフォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）６２のコレクタには５Ｖが印加される。フォトトランジスタ６２のエミッタには抵抗６３を介してｎｐｎトランジスタ６４のゲートが接続されている。ｎｐｎトランジスタ６４のエミッタは接地されるとともに、ｎｐｎトランジスタ６４のゲート・エミッタ間には抵抗６５が接続されている。ｎｐｎトランジスタ６４のコレクタには、抵抗６６及びチョークコイル６７の一次巻線６７ａを介してコネクタの端子９３が接続されている。一次巻線６７ａと端子９３の一端との間にはバリスタ６８が接続されている。

端子９２は、チョークコイル６７の二次巻線６７ｂ、ダイオード７０、抵抗７１を介してｐｎｐトランジスタ７２のゲートが接続されている。二次巻線６７ｂと端子９２との間にはバリスタ６９が接続されている。ｐｎｐトランジスタ７２のエミッタには５Ｖが印加されるとともにｐｎｐトランジスタ７２のゲート・エミッタ間には抵抗７３が接続されている。ｐｎｐトランジスタ７２のコレクタは、抵抗７４及びフォトダイオード７５を介して接地されている。フォトダイオード７５と共にフォトカプラを構成するフォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）７６のコレクタには５Ｖが印加される。フォトトランジスタ７６のエミッタには抵抗７７を介して接地されている。フォトトランジスタ７６のエミッタは、マイコン３８の検出端子Ｐ１と接続されている。

マイコン３８は、正極母線Ｌｐの電圧監視用の高電圧端子Ｐｈｖを備える。高電圧端子Ｐｈｖは、圧縮機側コネクタ３６ｂの正極端子９０とスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６とを接続する高圧ラインとしての正極母線Ｌｐから分岐して分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して接続されている。詳しくは、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２による直列回路が正極母線Ｌｐとグランド間に接続されており、抵抗Ｒ１，Ｒ２間が高電圧端子Ｐｈｖと接続されている。マイコン３８のＣＰＵ３９は、高電圧端子Ｐｈｖが６０Ｖ以上であればハイレベルと判断し、高電圧端子Ｐｈｖが６０Ｖ未満であればローレベルと判断する。

マイコン３８は、出力端子Ｐ２に一端が接続される出力電圧検査用端子Ｐ３を備える。出力電圧検査用端子Ｐ３は、入力端子であり、出力端子Ｐ２の出力電圧を検査するためのものである。マイコン３８は、検出端子Ｐ１に一端が接続される検出波形検査用端子Ｐ４を備える。検出波形検査用端子Ｐ４は、入力端子であり、検出端子Ｐ１の検出波形を検査するためのものである。

マイコン３８は、ＣＰＵ３９と、Ａ／Ｄ変換部４０，４１，４２，４３，４４を有する。ＣＰＵ３９は、Ａ／Ｄ変換部４０を介して高電圧端子Ｐｈｖと接続されている。ＣＰＵ３９は、Ａ／Ｄ変換部４１を介して検出波形検査用端子Ｐ４と接続されている。ＣＰＵ３９は、Ａ／Ｄ変換部４２を介して検出端子Ｐ１と接続されている。ＣＰＵ３９は、Ａ／Ｄ変換部４３を介して出力端子Ｐ２と接続されている。ＣＰＵ３９は、Ａ／Ｄ変換部４４を介して出力電圧検査用端子Ｐ３と接続されている。

ＣＰＵ３９は、Ａ／Ｄ変換部４０を介して高電圧端子Ｐｈｖの電位を検知する。ＣＰＵ３９は、Ａ／Ｄ変換部４１を介して検出波形検査用端子Ｐ４の電位を検知する。ＣＰＵ３９は、Ａ／Ｄ変換部４２を介して検出端子Ｐ１の電位を検知する。ＣＰＵ３９は、Ａ／Ｄ変換部４３を介して出力端子Ｐ２の電位をハイレベルあるいはローレベルにできる。ＣＰＵ３９は、Ａ／Ｄ変換部４４を介して出力電圧検査用端子Ｐ３の電位を検知することができる。

マイコン３８は、異常診断機能を有し、第１異常診断として、圧縮機側コネクタの正極端子９０及び負極端子９１が正常に接続されていること、第２異常診断として、圧縮機側コネクタの正極端子９０及び負極端子９１が接続されていないこと、第３異常診断として、検査回路５０内の一部と筐体とが短絡していること、第４異常診断として、圧縮機側コネクタの端子の正常接続及び短絡の有無、第５異常診断として、出力端子Ｐ２の出力電圧の正常／異常の判定、第６異常診断として、検出端子Ｐ１の検出波形の正常／異常の判定を行うことができるようになっている。

次に、作用について説明する。
図２に示すように、インバータ装置３１にコネクタ３６ａ，３６ｂを介して高電圧電源１０４が接続されている場合において、パワースイッチ１０３がオンされるとシステムメインリレー１１０がオン（閉路）する。

コネクタ３６ｂに抜けがなく正常であるとして通常のインバータ制御が行われる。一方、異常診断によりコネクタ３６ａ，３６ｂの抜けを含めた異常であると、通信部７８、コネクタ８０ａ，８０ｂの端子９４，１０８を介して車両ＥＣＵ１０２にその旨を通知する。車両ＥＣＵ１０２は、異常であると、警告を行う。例えば、警告灯を点灯させてその旨をユーザ（例えば運転者等の乗員）に知らせる。

マイコン３８は、次のようにして異常診断を行う。
異常診断の際に、図７における、第１異常診断（Ｎｏ１）、第２異常診断（Ｎｏ２）、第３異常診断（Ｎｏ３）、第４異常診断（Ｎｏ４）、第５異常診断（Ｎｏ５）、第６異常診断（Ｎｏ６）が行われる。図８では、図７におけるＮｏ１、Ｎｏ２、Ｎｏ３を説明している。図９では、図７におけるＮｏ４、Ｎｏ５、Ｎｏ６を説明している。Ｎｏ５及びＮｏ６は、端子（ピン）がＰ１，Ｐ２しかなく、Ｐ１，Ｐ２が故障した場合を想定してＰ３，Ｐ４でチェックする（二重にチェックする）。

図７において、横の欄に、端子Ｐ２，Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐｈｖ、異常診断番号（Ｎｏ）、診断結果を示している。端子Ｐ２，Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐｈｖは、ハイレベル（Ｈｉ）又はローレベル（Ｌｏ）になる。

図８において、横の欄に、状態、端子Ｐ２，Ｐ１，Ｐｈｖを示している。縦の欄に、圧縮機側コネクタの嵌合時（正常時）、圧縮機側コネクタの離脱時、検査回路５０でのグランド短絡時を示す。

図９において、横の欄に、状態、端子Ｐ２，Ｐ１を示している。縦の欄に、検査回路５０での５Ｖ短絡時、信号発生部の故障時、信号検出部の故障時を示している。
図７のＮｏ１で示す第１異常診断として、マイコン３８のＣＰＵ３９は、図１０に示すように、圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとの接続時に、出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、検出端子Ｐ１が矩形波の信号を検出すると、図３に示すように、圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとは接続されていると判断し、判断結果を出力する。

詳しくは、図３において、出力端子Ｐ２のハイレベル時に、検査回路５０でのフォトダイオード６１が発光してフォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）６２がオンし、ｎｐｎトランジスタ６４がオンし、ｐｎｐトランジスタ７２がオンし、フォトダイオード７５が発光し、フォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）７６がオンし、検出端子Ｐ１がハイレベルになる。出力端子Ｐ２のローレベル時に、検査回路５０でのフォトダイオード６１が発光せずにフォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）６２がオフし、ｎｐｎトランジスタ６４がオフし、ｐｎｐトランジスタ７２がオフし、フォトダイオード７５が発光せずに、フォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）７６がオフし、検出端子Ｐ１がローレベルになる。

このように、図８における圧縮機側コネクタ嵌合の場合の端子Ｐ１，Ｐ２のレベルで示すごとく、出力端子Ｐ２から矩形波を出力して検出端子Ｐ１で矩形波を検出すると、コネクタ３６ｂが嵌合できていることが分かる。

図７のＮｏ２で示す第２異常診断として、マイコン３８のＣＰＵ３９は、図１１に示すように、出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、実線で示すごとく検出端子Ｐ１が矩形波ではないローレベルのみの信号を検出すると、図４に示すように、圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとは接続されていないと判断し、判断結果を出力する。

詳しくは、図４において、出力端子Ｐ２のハイレベル時に、検査回路５０でのフォトダイオード６１が発光してフォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）６２がオンし、ｎｐｎトランジスタ６４がオンしてもｐｎｐトランジスタ７２がオフし、フォトダイオード７５が発光せず、フォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）７６がオフし、検出端子Ｐ１がローレベルになる。出力端子Ｐ２のローレベル時に、検査回路５０でのフォトダイオード６１が発光せずにフォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）６２がオフし、ｎｐｎトランジスタ６４がオフし、ｐｎｐトランジスタ７２がオフし、フォトダイオード７５が発光せず、フォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）７６がオフし、検出端子Ｐ１がローレベルになる。

このように、図８における圧縮機側コネクタ離脱の場合の端子Ｐ１，Ｐ２のレベルで示すごとく、出力端子Ｐ２から矩形波を出力したときに検出端子Ｐ１がローレベルに固定されていることを検出すると、コネクタ３６ｂが嵌合できていないことが分かる。

図７のＮｏ２で示す第２異常診断として、マイコン３８のＣＰＵ３９は、出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、図４に示すように、検出端子Ｐ１が矩形波ではないローレベルのみの信号を検出するとともに高電圧端子Ｐｈｖがローレベルのみの信号を検出すると、圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとは接続されていないと判断し、判断結果を出力する。

図７のＮｏ３で示す第３異常診断として、マイコン３８のＣＰＵ３９は、出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、検出端子Ｐ１が矩形波ではないハイレベルのみの信号を検出すると、図５に符号２００で示すように、検査回路５０と筐体（グランド）としてのハウジング２１及びケース３２とが短絡していると判断し、判断結果を出力する。

詳しくは、図５において、出力端子Ｐ２のハイレベル時に、検査回路５０でのフォトダイオード６１が発光してフォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）６２がオンし、ｎｐｎトランジスタ６４がオンするが、ｐｎｐトランジスタ７２が常時オンし、フォトダイオード７５が常時発光し、フォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）７６が常時オンし、検出端子Ｐ１が常時ハイレベルになる。出力端子Ｐ２のローレベル時に、検査回路５０でのフォトダイオード６１が発光せずにフォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）６２がオフし、ｎｐｎトランジスタ６４がオフする。ｐｎｐトランジスタ７２が常時オンし、フォトダイオード７５が常時発光し、フォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）７６が常時オンし、検出端子Ｐ１が常時ハイレベルになる。

このように、図８における検出ラインのグランド短絡の場合の端子Ｐ１，Ｐ２のレベルで示すごとく、出力端子Ｐ２から矩形波を出力したときに検出端子Ｐ１でハイレベルに固定されていることを検出すると、検査回路５０において地絡していることが分かる。

また、マイコン３８のＣＰＵ３９は、検出端子Ｐ１がローレベルのみを検出すると、図６に符号３００で示すように、検査回路５０内の一部と５Ｖ電源とが短絡していると判断する。

詳しくは、図６において、出力端子Ｐ２のハイレベル時に、検査回路５０でのフォトダイオード６１が発光してフォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）６２がオンし、ｎｐｎトランジスタ６４がオンする。ｐｎｐトランジスタ７２が常時オフし、フォトダイオード７５が常時発光せずに、フォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）７６が常時オフし、検出端子Ｐ１が常時ローレベルになる。図６において、出力端子Ｐ２のローレベル時に、検査回路５０でのフォトダイオード６１が発光せずにフォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）６２がオフし、ｎｐｎトランジスタ６４がオフする。ｐｎｐトランジスタ７２が常時オフし、フォトダイオード７５が常時発光せずに、フォトトランジスタ（ｎｐｎトランジスタ）７６が常時オフし、検出端子Ｐ１が常時ローレベルになる。

図７のＮｏ４で示す第４異常診断として、マイコン３８のＣＰＵ３９は、出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、図６に示すように、検出端子Ｐ１が矩形波ではないローレベルのみの信号を検出するとともに高電圧端子Ｐｈｖがハイレベルのみの信号を検出すると、圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとは接続されているが検査回路５０の一部が５Ｖ電源（図６の符号３００）に短絡していると判断し、判断結果を出力する。つまり、Ｎｏ４は、Ｎｏ２とＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のレベルは同じであるが高電圧端子Ｐｈｖのレベルを用いて異常を特定している（５Ｖ短絡を特定している）。

このように、図９における検出ライン＋５Ｖと短絡の場合の端子Ｐ１，Ｐ２のレベルで示すごとく、出力端子Ｐ２から矩形波を出力したときに検出端子Ｐ１でローレベルに固定、かつ、高電圧端子Ｐｈｖがハイレベルである場合には、コネクタ３６ｂが嵌合できているが検査回路５０が５Ｖ電源に短絡していることが分かる。

また、図７で図示していないが、マイコン３８のＣＰＵ３９は、出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、図５に示すように、検出端子Ｐ１が矩形波ではないハイレベルのみの信号を検出するとともに高電圧端子Ｐｈｖがハイレベルのみの信号を検出すると、圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとは接続されているが検査回路５０内の一部がグランド側（図５の符号２００）に短絡していると判断し、判断結果を出力する。つまり、圧縮機側コネクタ３６ｂの正極端子９０及び負極端子９１は正常に接続されているが検査回路５０内の一部がグランド側（図５の符号２００）に短絡していると判断する。

このように、出力端子Ｐ２から矩形波を出力したときに検出端子Ｐ１でハイレベルに固定、かつ、端子Ｐｈｖがハイレベルである場合には、コネクタ３６ｂが嵌合できているが検査回路５０がグランドに短絡していることが分かる。

図７のＮｏ５で示す第５異常診断として、マイコン３８のＣＰＵ３９は、イニシャルチェックとして出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、出力電圧検査用端子Ｐ３が矩形波を検出すると、出力端子Ｐ２の出力電圧は正常であると判断し、判断結果を出力する。即ち、マイコン３８のＣＰＵ３９は、正常出力であると判断する。

一方、マイコン３８のＣＰＵ３９は、出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、出力電圧検査用端子Ｐ３がハイレベルのみの信号又はローレベルのみの信号を検出すると、出力端子Ｐ２の出力電圧は異常であると判断し、判断結果を出力する。より詳しくは、マイコン３８の誤出力であると判断する。

このように、図９における信号発生部の故障の場合の端子Ｐ１，Ｐ２のレベルで示すごとく、出力端子Ｐ２の出力電圧を出力電圧検査用端子Ｐ３で監視して、出力端子Ｐ２が矩形波を出力しているとＣＰＵ３９は認識しているが実際の出力電圧はハイレベルに固定あるいはローレベルに固定になっていると、出力端子Ｐ２の出力電圧異常と判断する。即ち、信号発生部の故障を検出できる。

図７のＮｏ６で示す第６異常診断として、マイコン３８のＣＰＵ３９は、出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、検出端子Ｐ１の検出波形と検出波形検査用端子Ｐ４の検出波形とが同じ場合、検出端子Ｐ１の検出波形は正常であると判断し、判断結果を出力する。即ち、マイコン３８のＣＰＵ３９は、正常検出している。

一方、マイコン３８のＣＰＵ３９は、出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、検出端子Ｐ１の検出波形と検出波形検査用端子Ｐ４の検出波形とが異なる場合、検出端子Ｐ１の検出波形は異常であると判断し、判断結果を出力する。より詳しくは、マイコン３８の誤検出であると判断する。つまり、出力端子Ｐ２が矩形波電圧を出力しているが、矩形波電圧の検出値が検出端子Ｐ１と検出波形検査用端子Ｐ４で異なると、実際の電圧に関わらず誤検出していないか二重チェックする。

このように、図９における信号検出部の故障の場合の端子Ｐ１，Ｐ２のレベルで示すごとく、検出波形検査用端子Ｐ４ではハイレベル／ローレベルの繰り返しを読めるのに対し検出端子Ｐ１ではハイレベル固定又はローレベル固定ならば検出端子Ｐ１の機能が働いていないことが分かり、検出端子Ｐ１及び検出波形検査用端子Ｐ４に矩形波電圧が入力されているが検出端子Ｐ１でＣＰＵ３９が読むことができず誤判定であることが分かる。

マイコン３８は判断結果を出力するが、車載用電動圧縮機２０を車両に搭載した後においては、マイコン３８は、異常判断結果を、低圧コネクタ８０ｂを介して車両ＥＣＵ１０２に送信し、車両ＥＣＵ１０２が診断テスタから異常判断結果を要求された時に、車両ＥＣＵ１０２が診断テスタに対して異常判断結果を出力する。車載用電動圧縮機２０を車両に搭載する前においては、マイコン３８が、異常診断結果を、検査用コネクタを介して診断テスタに対して出力する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電動圧縮機としての車載用電動圧縮機２０の構成として、電動モータ２３と、電動モータ２３によって回転されて圧縮動作する圧縮部２２と、電動モータ２３を駆動するスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を駆動するドライブ回路４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ，４５ｅ，４５ｆ及びスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のオン／オフを制御するマイコン３８を有するインバータ装置３１と、電動モータ２３、圧縮部２２及びインバータ装置３１を収容する筐体としてのハウジング２１及びケース３２と、インバータ装置３１に電気的に接続され、外部コネクタ３６ａが接続される圧縮機側コネクタ３６ｂと、を備える。マイコン３８は、ハイレベルとローレベルからなる矩形波を出力する出力端子Ｐ２と、矩形波を検出可能な検出端子Ｐ１とを備える。圧縮機側コネクタ３６ｂは、外部コネクタ３６ａに設けられた検査用導電体１０７の一端に接続可能な第１の検査用端子９２と、検査用導電体１０７の他端に接続可能な第２の検査用端子９３を備える。インバータ装置３１は、出力端子Ｐ２と検出端子Ｐ１との間に設けられ、圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとの接続時に、第１の検査用端子９２、検査用導電体１０７及び第２の検査用端子９３とともに圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとの接続状態を検査する検査回路５０を備える。マイコン３８は、圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとの接続時に、出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、検出端子Ｐ１が矩形波の信号を検出すると、圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとは接続されていると判断し、検出端子Ｐ１が矩形波ではないローレベルのみの信号を検出すると、圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとは接続されていないと判断し、検出端子Ｐ１が矩形波ではないハイレベルのみの信号を検出すると、検査回路５０と筐体としてのハウジング２１及びケース３２とが短絡していると判断し、いずれかの判断結果を出力する。よって、部品点数の増加や検査パターンの増加を招くことなく、複数の異常状態を単一の回路で確認することができる。

（２）マイコン３８は、圧縮機側コネクタ３６ｂの正極端子９０とスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６とを接続する高圧ラインとしての正極母線Ｌｐから分岐して分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して接続される高電圧端子Ｐｈｖを更に備える。マイコン３８は、出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、検出端子Ｐ１が矩形波ではないローレベルのみの信号を検出するとともに高電圧端子Ｐｈｖがローレベルのみの信号を検出すると、圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとは接続されていないと判断し、検出端子Ｐ１が矩形波ではないローレベルのみの信号又はハイレベルのみの信号を検出するとともに高電圧端子Ｐｈｖがハイレベルのみの信号を検出すると、圧縮機側コネクタ３６ｂと外部コネクタ３６ａとは接続されているが検査回路５０内の一部が短絡していると判断し、いずれかの判断結果を出力する。よって、他の異常状態を確認することができる。

（３）マイコン３８は、出力端子Ｐ２に一端が接続され、出力端子Ｐ２の出力電圧を検査する出力電圧検査用端子Ｐ３を備える。マイコン３８は、出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、出力電圧検査用端子Ｐ３が矩形波を検出すると、出力端子Ｐ２の出力電圧は正常であると判断し、出力電圧検査用端子Ｐ３がハイレベルのみの信号又はローレベルのみの信号を検出すると、出力端子Ｐ２の出力電圧は異常であると判断し、いずれかの判断結果を出力する。よって、他の異常状態を確認することができる。

（４）マイコン３８は、検出端子Ｐ１に一端が接続され、検出端子Ｐ１の検出波形を検査する検出波形検査用端子Ｐ４を備える。マイコン３８は、出力端子Ｐ２が矩形波を出力した後に、検出端子Ｐ１の検出波形と検出波形検査用端子Ｐ４の検出波形とが同じ場合、検出端子Ｐ１の検出波形は正常であると判断し、検出端子Ｐ１の検出波形と検出波形検査用端子Ｐ４の検出波形とが異なる場合、検出端子Ｐ１の検出波形は異常であると判断し、いずれかの判断結果を出力する。よって、他の異常状態を確認することができる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
〇スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を駆動するマイコン３８を高電圧系に配置するとともにフォトカプラ（フォトダイオード６１とフォトトランジスタ６２、及び、フォトダイオード７５とフォトトランジスタ７６）で低電圧系の検査回路５０と繋いだシステム構成としたが、これに限るものではない。例えば、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を駆動するマイコン３８を低電圧系に配置して直接、検査回路５０を駆動してもよい。その場合にはマイコン３８とスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を駆動するライン途中にフォトカプラを配置する。

○スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、ＩＧＢＴに代わり、例えば、ＭＯＳトランジスタで構成してもよい。

２０…車載用電動圧縮機、２１…ハウジング、２２…圧縮部、２３…電動モータ、３１…インバータ装置、３２…ケース、３６ａ…外部コネクタ、３６ｂ…圧縮機側コネクタ、３８…マイコン、４５ａ～４５ｆ…ドライブ回路、５０…検査回路、９０…正極端子、９２…第１の検査用端子、９３…第２の検査用端子、１０７…検査用導電体、Ｌｐ…正極母線、Ｐ１…検出端子、Ｐ２…出力端子、Ｐ３…出力電圧検査用端子、Ｐ４…検出波形検査用端子、Ｐｈｖ…高電圧端子、Ｑ１～Ｑ６…スイッチング素子、Ｒ１，Ｒ２…分圧抵抗。

Claims (3)

1. 電動モータと、
   前記電動モータによって回転されて圧縮動作する圧縮部と、
   前記電動モータを駆動するスイッチング素子、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スイッチング素子のオン／オフを制御するマイコンを有するインバータ装置と、
   前記電動モータ、前記圧縮部及び前記インバータ装置を収容する筐体と、
   前記インバータ装置に電気的に接続され、外部コネクタが接続される圧縮機側コネクタと、を備える電動圧縮機において、
   前記マイコンは、ハイレベルとローレベルからなる矩形波を出力する出力端子と、前記矩形波を検出可能な検出端子とを備え、
   前記圧縮機側コネクタは、前記外部コネクタに設けられた検査用導電体の一端に接続可能な第１の検査用端子と、前記検査用導電体の他端に接続可能な第２の検査用端子を備え、
   前記インバータ装置は、前記出力端子と前記検出端子との間に設けられ、前記圧縮機側コネクタと前記外部コネクタとの接続時に、前記第１の検査用端子、前記検査用導電体及び前記第２の検査用端子とともに前記圧縮機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を備え、
   前記マイコンは、前記圧縮機側コネクタと前記外部コネクタとの接続時に、
   前記出力端子が前記矩形波を出力した後に、
   前記検出端子が前記矩形波の信号を検出すると、前記圧縮機側コネクタと前記外部コネクタとは接続されていると判断し、
   前記検出端子が前記矩形波ではないローレベルのみの信号を検出すると、前記圧縮機側コネクタと前記外部コネクタとは接続されていないと判断し、
   前記検出端子が前記矩形波ではないハイレベルのみの信号を検出すると、前記検査回路と前記筐体とが短絡していると判断し、
   いずれかの判断結果を出力し、
   前記マイコンは、前記圧縮機側コネクタの正極端子と前記スイッチング素子とを接続する高圧ラインから分岐して分圧抵抗を介して接続される高電圧端子を更に備え、
   前記マイコンは、
   前記出力端子が前記矩形波を出力した後に、
   前記検出端子が前記矩形波ではないローレベルのみの信号を検出するとともに前記高電圧端子がローレベルのみの信号を検出すると、前記圧縮機側コネクタと前記外部コネクタとは接続されていないと判断し、
   前記検出端子が前記矩形波ではないローレベルのみの信号又はハイレベルのみの信号を検出するとともに前記高電圧端子がハイレベルのみの信号を検出すると、前記圧縮機側コネクタと前記外部コネクタとは接続されているが前記検査回路内の一部が短絡していると判断し、
   いずれかの判断結果を出力する
   ことを特徴とする電動圧縮機。
2. 前記マイコンは、前記出力端子に一端が接続され、前記出力端子の出力電圧を検査する出力電圧検査用端子を備え、
   前記マイコンは、
   前記出力端子が前記矩形波を出力した後に、
   前記出力電圧検査用端子が前記矩形波を検出すると、前記出力端子の前記出力電圧は正常であると判断し、
   前記出力電圧検査用端子がハイレベルのみの信号又はローレベルのみの信号を検出すると、前記出力端子の前記出力電圧は異常であると判断し、
   いずれかの判断結果を出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動圧縮機。
3. 前記マイコンは、前記検出端子に一端が接続され、前記検出端子の検出波形を検査する検出波形検査用端子を備え、
   前記マイコンは、
   前記出力端子が前記矩形波を出力した後に、
   前記検出端子の検出波形と前記検出波形検査用端子の検出波形とが同じ場合、前記検出端子の検出波形は正常であると判断し、
   前記検出端子の検出波形と前記検出波形検査用端子の検出波形とが異なる場合、前記検出端子の検出波形は異常であると判断し、
   いずれかの判断結果を出力する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動圧縮機。