特許 6584911 インバータ一体型電動圧縮機及び回路基板、並びに回路基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6584911

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】インバータ一体型電動圧縮機及び回路基板、並びに回路基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20190919BHJP

   F04B 39/00 20060101ALI20190919BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 Z

   F04B39/00 106

   F04C29/00 T

   F04C29/00 B

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-205628(P2015-205628)

(22)【出願日】2015年10月19日

(65)【公開番号】特開2017-79515(P2017-79515A)

(43)【公開日】2017年4月27日

【審査請求日】2018年8月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】516299338

【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 将人

(72)【発明者】

【氏名】相場 謙一

(72)【発明者】

【氏名】中神 孝志

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 恭平

(72)【発明者】

【氏名】西川 尚希

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 克弘

(72)【発明者】

【氏名】清水 健志

【審査官】 柳下 勝幸

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００４／０６２０７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２９４９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１３９３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１４１６５４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４８

Ｆ０４Ｂ ３９／００

Ｆ０４Ｃ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インバータ収容部に、インバータ回路が実装された回路基板を含むインバータ装置が一体に組み込まれ、吸入した冷媒を圧縮して吐出するインバータ一体型電動圧縮機であって、
前記回路基板は、
前記インバータ回路と直列に接続され、電流を検出する電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する第１増幅器とを有し、前記インバータ回路に流れる入力電流を検出する電流検出回路と、
前記第１増幅器のオフセット補正を行う第２増幅器を有するオフセット補正回路と、を備え、
前記第１増幅器と前記第２増幅器とが、１つの集積回路に集積され、
前記電流検出回路は、前記第１増幅器の値を調整するための第１周辺部品を備え、
前記オフセット補正回路は、前記第２増幅器の値を調整するための第２周辺部品を備え、
前記電流検出回路の前記第１周辺部品に含まれる抵抗及び前記オフセット補正回路の前記第２周辺部品に含まれる抵抗は、製造段階の同ロットのものが用いられるインバータ一体型電動圧縮機。

【請求項2】

前記電流検出回路及び前記オフセット補正回路は、前記第１増幅器、前記第２増幅器、前記第１周辺部品に含まれる抵抗、及び前記第２周辺部品に含まれる抵抗が前記回路基板における同一の面に実装され、かつ、同一のグランドプレーンに設けられる請求項１に記載のインバータ一体型電動圧縮機。

【請求項3】

吸入した冷媒を圧縮して吐出するインバータ一体型電動圧縮機のインバータ収容部にインバータ回路を実装し、インバータ装置として一体に組み込まれている回路基板であって、
前記インバータ回路と直列に接続され、電流を検出する電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する第１増幅器とを有し、前記インバータ回路に流れる入力電流を検出する電流検出回路と、
前記第１増幅器のオフセット補正を行う第２増幅器を有するオフセット補正回路とを備え、
前記第１増幅器と前記第２増幅器とが、１つの集積回路に集積され、
前記電流検出回路は、前記第１増幅器の値を調整するための第１周辺部品を備え、
前記オフセット補正回路は、前記第２増幅器の値を調整するための第２周辺部品を備え、
前記電流検出回路の前記第１周辺部品に含まれる抵抗及び前記オフセット補正回路の前記第２周辺部品に含まれる抵抗は、製造段階の同ロットのものが用いられる回路基板。

【請求項4】

吸入した冷媒を圧縮して吐出するインバータ一体型電動圧縮機のインバータ収容部に、インバータ回路を実装し、前記インバータ回路と直列に接続され、電流を検出する電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する電流検出回路の第１増幅器と、前記第１増幅器のオフセット補正を行うオフセット補正回路の第２増幅器とを１つの集積回路に集積して構成し、インバータ装置として一体に組み込まれている回路基板の製造方法であって、
前記電流検出回路は、前記第１増幅器の値を調整するための第１周辺部品を備え、前記オフセット補正回路は、前記第２増幅器の値を調整するための第２周辺部品を備え、前記電流検出回路の前記第１周辺部品に含まれる抵抗及び前記オフセット補正回路の前記第２周辺部品に含まれる抵抗は、製造段階の同ロットのものが用いられる回路基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インバータ一体型電動圧縮機及び回路基板、並びに回路基板の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、車両用空調設備に用いられる電動圧縮機を駆動する電動圧縮機用インバータは、入力電流がシャント抵抗に流れることにより生じるシャント抵抗の両端の電圧をオペアンプ回路で増幅後、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）にてＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換してインバータの入力電流を検出する入力電流検出回路を備えている。入力電流検出回路で検出された入力電流は、入力電圧との積によって電動圧縮機の消費電力が得られる。

【0003】

近年、自動車業界では低燃費とされる運転が望まれており、低燃費運転を実現する電動圧縮機の消費電力を正確に検出するために、インバータの入力電流の検出精度の要求も厳しくなっている。
下記特許文献１では、シャント抵抗の両端の電位差を作動増幅してＣＰＵに出力する第１オペアンプと、オフセット電圧を検出する第２のオペアンプとを備え、時間経過に伴って変化する第１のオペアンプの出力に基づき演算されるモータ負荷電流値を補正するモータ制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２００４／０６２０７９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、入力電流検出回路で用いられるオペアンプ回路は、温度変化に応じて出力信号に誤差を生じさせ、この誤差が入力電流の精度低下に繋がるので、誤差を低減して入力電流の精度を向上させる必要がある。特に、例えば車両の空調設備で用いられる電動圧縮機は、起動前はエンジンの輻射熱等により高温であるが、起動運転後は流れる冷媒（吸入冷媒）によりインバータの冷却が行われるため、インバータを制御する基板側も間接的に冷やされる。そのため、車両の空調設備用の電動圧縮機は、運転前後の温度変化が大きくなることから、入力電流の検出誤差が大きくなるという問題があった。
しかしながら、上記特許文献１は、車両の空調設備用の電動圧縮機のように運転前後の温度変化が大きくなる装置に用いることを示唆するものでなく、電動圧縮機の運転後の入力電流の検出誤差が大きくなるという問題を解決できない。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、運転前後の温度変化が大きくなる電動圧縮機の運転後において、電動圧縮機に流れる電流の検出精度を向上させることができるインバータ一体型電動圧縮機及び回路基板、並びに回路基板の製造方法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】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、インバータ収容部に、インバータ回路が実装された回路基板を含むインバータ装置が一体に組み込まれ、吸入した冷媒を圧縮して吐出するインバータ一体型電動圧縮機であって、前記回路基板は、前記インバータ回路と直列に接続され、電流を検出する電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する第１増幅器とを有し、前記インバータ回路に流れる入力電流を検出する電流検出回路と、前記第１増幅器のオフセット補正を行う第２増幅器を有するオフセット補正回路と、を備え、前記第１増幅器と前記第２増幅器とが、１つの集積回路に集積され、前記電流検出回路は、前記第１増幅器の値を調整するための第１周辺部品を備え、前記オフセット補正回路は、前記第２増幅器の値を調整するための第２周辺部品を備え、前記電流検出回路の前記第１周辺部品に含まれる抵抗及び前記オフセット補正回路の前記第２周辺部品に含まれる抵抗は、製造段階の同ロットのものが用いられるインバータ一体型電動圧縮機を提供する。

【0008】

本発明によれば、インバータ回路に流れる入力電流を検出する電流検出回路に設けられ、インバータ回路と直列に接続され電流を検出する電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する第１増幅器と、第１増幅器のオフセット補正を行うオフセット補正回路の第２増幅器とが１つの集積回路に集積された回路基板がインバータ一体型電動圧縮機に組み込まれる。
これにより、インバータ一体型電動圧縮機は、起動前と比較して起動運転後において、吸入冷媒の影響により温度変化は大きくなるが、同じ集積回路に集積されている第１増幅器と第２増幅器とは温度が略同じになるので、温度ドリフトが生じても第１増幅器と第２増幅器のオフセット値を等しくすることができ、インバータ回路に流れる入力電流の検出誤差を可及的に小さくすることができる。
さらに、本発明によれば、電流検出回路は、前記電流検出回路は、前記第１増幅器の値を調整するための第１周辺部品を備え、前記オフセット補正回路は、前記第２増幅器の値を調整するための第２周辺部品を備え、前記電流検出回路の前記第１周辺部品に含まれる抵抗及び前記オフセット補正回路の前記第２周辺部品に含まれる抵抗は、製造段階の同ロットのものが用いられる。
各周辺部品の抵抗は、同ロットのものが用いられることにより、電流検出回路及びオフセット補正回路は温度特性、精度のばらつきの個体差等が少なくなり、入力電流の検出誤差を小さくできる。

【0011】

前記電流検出回路及び前記オフセット補正回路は、前記第１増幅器、前記第２増幅器、前記第１周辺部品に含まれる抵抗、及び前記第２周辺部品に含まれる抵抗が前記回路基板における同一の面に実装され、かつ、同一のグランドプレーンに設けられてもよい。

【0012】

前記電流検出回路及び前記オフセット補正回路の増幅器及び抵抗が、回路基板における同一の面に実装され、かつ、同一グランドプレーン上に設けられることにより、前記電流検出回路と前記オフセット補正回路の温度ムラが小さくなる。これにより、インバータ回路に流れる入力電流の検出誤差をより小さくできる。

【0013】

本発明は、吸入した冷媒を圧縮して吐出するインバータ一体型電動圧縮機のインバータ収容部にインバータ回路を実装し、インバータ装置として一体に組み込まれている回路基板であって、前記インバータ回路と直列に接続され、電流を検出する電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する第１増幅器とを有し、前記インバータ回路に流れる入力電流を検出する電流検出回路と、前記第１増幅器のオフセット補正を行う第２増幅器を有するオフセット補正回路とを備え、前記第１増幅器と前記第２増幅器とが、１つの集積回路に集積され、前記電流検出回路は、前記第１増幅器の値を調整するための第１周辺部品を備え、前記オフセット補正回路は、前記第２増幅器の値を調整するための第２周辺部品を備え、前記電流検出回路の前記第１周辺部品に含まれる抵抗及び前記オフセット補正回路の前記第２周辺部品に含まれる抵抗は、製造段階の同ロットのものが用いられる回路基板を提供する。

【0014】

本発明は、吸入した冷媒を圧縮して吐出するインバータ一体型電動圧縮機のインバータ収容部に、インバータ回路を実装し、前記インバータ回路と直列に接続され、電流を検出する電流検出抵抗における電圧降下として現れる電圧を増幅して出力する電流検出回路の第１増幅器と、前記第１増幅器のオフセット補正を行うオフセット補正回路の第２増幅器とを１つの集積回路に集積して構成し、インバータ装置として一体に組み込まれている回路基板の製造方法であって、前記電流検出回路は、前記第１増幅器の値を調整するための第１周辺部品を備え、前記オフセット補正回路は、前記第２増幅器の値を調整するための第２周辺部品を備え、前記電流検出回路の前記第１周辺部品に含まれる抵抗及び前記オフセット補正回路の前記第２周辺部品に含まれる抵抗は、製造段階の同ロットのものが用いられる回路基板の製造方法を提供する。

【発明の効果】

【0015】

本発明は、運転前後の温度変化が大きくなる電動圧縮機の運転後において、電動圧縮機に流れる電流の検出精度を向上させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機の概略構成を説明する縦断面図である。

【図2】本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機のインバータ装置の回路概略図である。

【図3】本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機のインバータ装置の回路基板の概略図である。

【図4】本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機のインバータ装置の回路基板の表面を示す概略図である。

【図5】本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機のインバータ装置の回路基板の断面を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明に係るインバータ一体型電動圧縮機及び回路基板、並びに回路基板の製造方法の実施形態について、図面を参照して説明する。

【0018】

本実施形態で説明するインバータ一体型電動圧縮機は、車両用の空調装置に用いられる場合を例に挙げて説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機の主要部の縦断面図が示されている。
インバータ一体型電動圧縮機１は、外殻を構成するアルミニウム合金製のハウジング８を備えている。ハウジング８は、電動モータ３を内蔵するための電動機ハウジング５と、スクロール圧縮機構（以下「圧縮機構」という）４を内蔵する圧縮機ハウジング７と、それらの間に軸受ハウジング６とを一体に結合した構成とされている。

【0019】

インバータ一体型電動圧縮機１は、ハウジング８内に内蔵されている電動モータ３と圧縮機構４とが主軸（回転軸）１０を介して連結されており、電動モータ３が後述するインバータ装置２を介して回転駆動されることにより圧縮機構４が駆動される。
電動機ハウジング５内には、電動モータ３を構成するステータ１１およびロータ１２が組み込まれる。圧縮機構４と電動モータ３は、主軸１０を介して連結され、電動モータ３を回転させることにより、圧縮機構４が駆動されるよう構成されている。主軸１０は、軸受ハウジング６に保持されたメインベアリング１４と、電動機ハウジング５の端部に保持されたサブベアリング１５とによって回転自在に軸支されている。

【0020】

また、電動機ハウジング５の端部には、図示しない冷媒吸入口が設けられており、該冷媒吸入口には冷凍サイクルの吸入配管が接続され、低圧の冷媒ガスが電動機ハウジング５内に吸入されるようになっている。冷媒ガスは、電動機ハウジング５内を流通して電動モータ３を冷却した後に圧縮機構４に吸い込まれ、そこで圧縮されて高温高圧の冷媒ガスとなり、圧縮機ハウジング７の端部に設けられている図示しない吐出口から冷凍サイクルの吐出配管へと吐出されるように構成される。

【0021】

電動モータ３は、インバータ装置２を介して駆動され、空調負荷に応じて回転数が可変制御されるものである。本実施形態において、インバータ装置２は、ハウジング８の外周部、例えばハウジング８の紙面左側に一体形成されたインバータケース（インバータ収容部）９の内部に、回路基板６０（図３、図４、図５参照）が収納設置される構成とされており、インバータ一体型電動圧縮機１と一体化されている。インバータケース９は、インバータ装置２が組み込まれた後、インバータカバー１３が取り付けられることによって密閉される構成とされている。
なお、ハウジング８内に設けられる電動モータ３や圧縮機構４は、よく知られたものでよく、説明は省略する。

【0022】

インバータ装置２は、図示しないバスバー、ガラス絶縁端子、モータ端子、リード線等を介して電動モータ３に電気的に接続されている。
図２には、インバータ装置２に含まれる回路の概略図が示されている。図２に示されるように、インバータ装置２は、インバータ回路４０と、電流検出回路３０と、オフセットキャンセル回路（オフセット補正回路）２０と、ノイズ除去回路４５と、制御部４１とを備えている。

【0023】

本実施形態においては、インバータ装置２は、図３に示されるように、後述する多数の発熱性のある電気部品（スイッチング素子Ｓ）とＣＰＵ８０や電流検出回路３０等の低電圧で動作する素子とを含んでいる。スイッチング素子Ｓを含むインバータ回路４０、電流検出回路３０、及びオフセットキャンセル回路２０は回路基板６０に設けられる。

【0024】

インバータ回路４０は、各相に対応して設けられた上側アームのスイッチング素子Ｓ１ｕ、Ｓ１ｖ、Ｓ１ｗと下側アームのスイッチング素子Ｓ２ｕ、Ｓ２ｖ、Ｓ２ｗと（スイッチング素子Ｓ）を備えている。インバータ回路４０は、これらのスイッチング素子Ｓが上位制御装置からの制御信号に基づいてゲートドライバ（図示省略）によって駆動されることにより、車両に搭載されている電源ユニットから供給される直流電力を３相交流電力に変換し、ＵＷＶ端子から出力して電動モータ３に供給する。スイッチング素子Ｓは、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のパワー半導体素子である。

【0025】

また、インバータ回路４０は、発熱性のある電気部品（発熱素子）であるパワー半導体素子が冷媒によって冷却されるように構成される。なお、インバータ回路４０は、スイッチング回路やその制御回路が実装された制御基板、平滑コンデンサ、インダクタコイル等の高電圧系部品を備えたものであり、公知のもの故、ここでの説明は省略する。

【0026】

電流検出回路３０は、第１増幅器３１とシャント抵抗（電流検出抵抗）３２とを備えている。また、電流検出回路３０は、第１増幅器３１から出力される値を調整するために設けられる周辺抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を含む第１周辺部品３５をも備えている。
シャント抵抗３２は、インバータ回路４０とアースの間に介挿され、インバータ回路４０と直列に接続され、流れる電流を検出する。
第１増幅器３１は、両端が、シャント抵抗３２の両端に接続され、シャント抵抗３２における電圧降下として現れる電圧を増幅して、制御部４１に出力する。

【0027】

オフセットキャンセル回路２０は、第１増幅器３１のオフセット電圧を検出する第２増幅器２１を有する。具体的には、オフセットキャンセル回路２０の第２増幅器２１は、両端がグランド電位に接続されており、常に０［Ｖ］の値を検出して制御部４１に出力する。また、オフセットキャンセル回路２０は、第２増幅器２１から出力される値を調整するために設けられる周辺抵抗Ｒ１’，Ｒ２’，Ｒ３’，Ｒ４’を含む第２周辺部品２５をも備えている。

【0028】

なお、図２に示されるように、電流検出回路３０は、オフセットキャンセル回路２０と比較してシャント抵抗３２を設ける点で異なるが、増幅回路として、電流検出回路３０とオフセットキャンセル回路２０とは、第１周辺部品３５と第２周辺部品２５とを等しく構成しており、電流検出回路３０のオフセットと等しい値が、オフセットキャンセル回路２０より制御部４１に出力される。
ノイズ除去回路４５は、抵抗やコンデンサを備えており、電流検出回路３０から出力される信号のノイズを除去する。
ノイズ除去回路４５’は、抵抗やコンデンサを備えており、オフセットキャンセル回路２０から出力される信号のノイズを除去する。

【0029】

制御部４１は、例えば、ＣＰＵ（中央演算装置）８０、図示しないＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等から構成されている。後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをＣＰＵ８０がＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。

【0030】

具体的には、制御部４１は、一体型電動圧縮機１の起動前において、電流検出回路３０から取得した第１増幅器３１のオフセット電圧を計測し、記憶部（図示略）に記憶させておき、記憶されたオフセット電圧分を補正することによって第１増幅器３１のゼロ電圧を補正し、補正された第１増幅器３１の出力値をＡ／Ｄ変換し、さらに電流値に変換してインバータ回路４０の入力電流を検出する。

【0031】

また、制御部４１は、一体型電動圧縮機１の起動後（運転中）において、第１増幅器３１の電圧出力値を、第２増幅器２１の出力値（０［Ｖ］）によって逐次補正することによって、第１増幅器３１のオフセット電圧を補正する。制御部４１は、補正された第１増幅器３１の電圧出力値をＡ／Ｄ変換し、さらに電流値に変換してインバータ回路４０の入力電流を検出する。すなわち、制御部４１は、オフセット電圧をキャンセルした検出電圧値を以下の（１）式のように算出する。
（検出電圧値）＝（第１増幅器の出力値）−（第２増幅器の出力値） （１）
このように、運転中に逐次補正することにより、運転後の温度変化によるオフセット電圧をキャンセルすることができる。

【0032】

以下に、本実施形態におけるインバータ一体型電動圧縮機のインバータ装置の回路基板について説明する。
図４及び図５には、インバータ装置２内の回路基板６０における各部品の配置の一例が示されている。図４は、回路基板６０の基板表面の概略図を示しており、図５は、回路基板６０の縦断面図を示している。

【0033】

図４の符号Ｘは、集積回路を示している。集積回路Ｘは、上述した電流検出回路３０の第１増幅器３１と、オフセットキャンセル回路２０の第２増幅器２１とを集積して構成されている。第１増幅器３１と第２増幅器２１とが１つの集積回路Ｘに集積されていることにより、回路基板６０の温度変化が生じた場合であっても、第１増幅器３１と第２増幅器２１の素子の温度差は小さく、半導体としての特性も近いものとなる。
このように、第１増幅器３１と第２増幅器２１を１つの集積回路Ｘに集積するので、温度ドリフトを正確に検出し、温度ドリフトの影響により第１増幅器３１と第２増幅器２１のオフセット値が異なることにより生じるオフセット誤差を可及的に小さくすることができる。

【0034】

図４に示されるように、第１増幅器３１及び第２増幅器２１を含む集積回路Ｘ、周辺抵抗Ｒ１〜Ｒ４を含む第１周辺部品３５、及び周辺抵抗Ｒ１’〜Ｒ４’を含む第２周辺部品２５は、全て回路基板６０の同じ面に実装され、同一のグランドプレーン５０上に配置される。電流検出回路３０及びオフセットキャンセル回路２０を同じ面、かつ、同一のグランドプレーン５０上に実装することにより、両回路の温度ムラを小さくすることができる。
グランドプレーン５０は、図４に示されるように回路基板６０の内層に配置される。

【0035】

本実施形態における電流検出回路３０とオフセットキャンセル回路２０で用いられる部品は、それぞれ製造段階の同ロットのものが用いられることが好ましい。具体的には、電流検出回路３０の周辺抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、オフセットキャンセル回路２０の周辺抵抗Ｒ１’〜Ｒ４’とをそれぞれ製造段階の同ロットのものとする。電流検出回路３０とオフセットキャンセル回路２０で用いられる部品は製造段階の同ロットのものが用いられることで、温度特性、初期精度誤差の個体差が少なくなる。

【0036】

以下に、本実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機１の作用を説明する。
インバータ一体型電動圧縮機１は、起動前、車両のエンジンの輻射熱等の影響で温度が上昇するため、それに伴ってインバータ装置２の回路基板６０の温度も上昇している。インバータ一体型電動圧縮機１の起動前においては、記憶部に記憶されている電流検出回路３０の第１増幅器３１のオフセット電圧の計測値を用いて第１増幅器３１のゼロ電圧が補正され、補正された第１増幅器３１の出力値がＡ／Ｄ変換され、さらに電流値に変換されることにより、インバータ回路４０の入力電流が検出される。

【0037】

インバータ一体型電動圧縮機１が作動すると、冷凍サイクル中を循環した後の低圧冷媒ガスが、図示しない冷媒吸入口から電動機ハウジング５内に吸入され、電動機ハウジング５内を流通して圧縮機構４に吸い込まれる。圧縮機構４で圧縮され、高温高圧となった冷媒ガスは、圧縮機ハウジング７の端部に設けられている図示しない吐出口から吐出配管を経て冷凍サイクルへと循環される。この間、電動機ハウジング５内を流通する低温な低圧冷媒ガスは、インバータケース９内でインバータ装置２から発せられる作動熱に対し、電動機ハウジング５のハウジング外壁部等を介して吸熱作用を行い、スイッチング素子Ｓ等の発熱素子を冷却する。そうすると、間接的に回路基板６０が冷やされる。

【0038】

インバータ一体型電動圧縮機１の運転中は、インバータ回路４０と直列接続されるシャント抵抗３２の電圧降下として現れる電圧が第１増幅器３１で増幅されて制御部４１に出力されるとともに、両端がグランド電位にされている第２増幅器２１で検出されるゼロ電圧によって、第１増幅器３１の出力が逐次オフセット補正される。こうしてオフセット補正された第１増幅器３１の出力に基づいて、インバータ回路４０の入力電流が検出される。

【0039】

第２増幅器２１で検出されるゼロ電圧によって、第１増幅器３１の出力が逐次オフセット補正されることにより、インバータ一体型電動圧縮機１の運転後に、回路基板６０に温度変化が生じても、オフセット誤差を抑制でき、電流検出回路３０の入力電流検出の精度向上を図ることができる。車両の空調設備用のインバータ一体型電動圧縮機１の運転中は、起動前と比較して吸入冷媒の影響により温度変化が大きくなるが、本実施形態においては、逐次オフセットをキャンセルする演算を行うことにより、冷媒冷却による温度変化を常に補正することができる。また、第１増幅器３１と第２増幅器２１は１つの集積回路Ｘに集積されているので、インバータ一体型電動圧縮機１の起動前と起動後のように温度変化が大きくなっても、第１増幅器３１と第２増幅器２１の温度差は抑えられ、オフセット誤差をより抑制できる。

【0040】

このように、電流検出回路３０、オフセットキャンセル回路２０、インバータ回路４０を備えた回路基板６０を構成することにより、電動モータ３の運転後の温度変化により生じる第１増幅器３１及び第２増幅器２１のオフセット誤差を打ち消すことができ、電流検出回路により検出されるインバータ回路４０の入力電流の精度向上を図ることができる。

【0041】

以上説明してきたように、本実施形態に係るインバータ一体型電動圧縮機１及び回路基板６０、並びに回路基板６０の製造方法によれば、インバータ回路４０に流れる入力電流を検出する第１増幅器３１と、第１増幅器３１のオフセット電圧を検出する第２増幅器２１とが１つの集積回路に集積された回路基板６０がインバータ一体型電動圧縮機１に組み込まれる。

【0042】

これにより、車両の空調設備用のインバータ一体型電動圧縮機１は、起動前と比較して起動運転後において、吸入冷媒の影響により回路基板６０の温度変化が大きくなるが、同じ集積回路に集積されている第１増幅器３１と第２増幅器２１とは温度が略同じになるので、第１増幅器３１と第２増幅器２１のオフセット値を等しくでき、インバータ回路４０に流れる入力電流の検出誤差を可及的に小さくすることができる。

【0043】

また、電流検出回路３０とオフセットキャンセル回路２０に備えられる各部品は、製造段階の同ロットのものが用いられることにより、電流検出回路３０及びオフセットキャンセル回路２０は温度特性、精度のばらつきの個体差等が少なくなり、入力電流の検出誤差を小さくできる。
また、回路基板６０の同一の面で、かつ、同一グランドプレーン５０上に電流検出回路３０及びオフセットキャンセル回路２０が設けられることにより、電流検出回路３０及びオフセットキャンセル回路２０の温度ムラが小さくなる。これにより、インバータ回路４０に流れる入力電流の検出誤差をより小さくできる。

【0044】

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0045】

１ インバータ一体型電動圧縮機
２ インバータ装置
３ 電動モータ
４ スクロール圧縮機構
２０ オフセットキャンセル回路（オフセット補正回路）
２５ オフセットキャンセル回路の第２周辺部品
３０ 電流検出回路
３２ シャント抵抗（電流検出抵抗）
３５ 電流検出回路の第１周辺部品
５０ グランドプレーン
６０ 回路基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】