特開 2024-132394 車載用電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024132394

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】車載用電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/66 20200101AFI20240920BHJP

   G01R 31/52 20200101ALI20240920BHJP

   H02M 1/00 20070101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

G01R31/66

G01R31/52

H02M1/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023043136

(22)【出願日】2023-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】白石 和洋

(72)【発明者】

【氏名】八代 圭司

(72)【発明者】

【氏名】河原 真二

【テーマコード（参考）】

2G014

5H740

【Ｆターム（参考）】

2G014AA02

2G014AA03

2G014AA04

2G014AB02

2G014AB60

5H740AA08

5H740BA11

5H740BA12

5H740BB05

5H740BB09

5H740BB10

5H740BC01

5H740BC02

5H740PP03

(57)【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。

【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。

【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】

【特許文献1】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】

【図1】車載用電動圧縮機の一部を破断して示す断面図である。

【図2】車載用電力変換装置を示す回路図である。

【図3】インバータ回路を示す回路図である。

【図4】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】

以下、車載用電力変換装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両１０は、車両空調装置１１と、高電圧電源１２と、外部コネクタ７１と、を備える。車両空調装置１１は、外部冷媒回路１３と、車載用電動圧縮機２０と、を備える。外部冷媒回路１３は、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１３は、蒸発器、凝縮器、膨張弁などを有している。外部冷媒回路１３は、外部と冷媒との熱交換を行うことによって、車両１０の室内の冷暖房を行う。

【0012】

＜車載用電動圧縮機＞
車載用電動圧縮機２０は、ハウジング２１と、冷媒を圧縮する圧縮部２７と、モータ２８と、車載用電力変換装置３０と、を備える。

【0013】

ハウジング２１は、第１ハウジング２２と、第２ハウジング２４と、を備える。第１ハウジング２２は、吸入口２３を備える。吸入口２３は、外部冷媒回路１３に接続されている。第２ハウジング２４は、第１ハウジング２２に固定されている。第２ハウジング２４は、吐出口２５を備える。吐出口２５は、外部冷媒回路１３に接続されている。

【0014】

圧縮部２７は、吸入口２３からハウジング２１内に吸入された冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、吐出口２５から吐出される。圧縮部２７としては、スクロールタイプ、ピストンタイプ、ベーンタイプ等任意の型式を用いることができる。モータ２８は、圧縮部２７を駆動させる。モータ２８は、３相モータである。圧縮部２７及びモータ２８は、第１ハウジング２２に収容されている。モータ２８によって圧縮部２７が駆動されることで吸入口２３から吸入された冷媒が圧縮されて、吐出口２５から吐出される。なお、圧縮部２７はハウジング２１に収容されていなくてもよい。

【0015】

＜車載用電力変換装置＞
図１及び図２に示すように、車載用電力変換装置３０は、筐体２６を備える。筐体２６は、第１ハウジング２２に固定されている。筐体２６が第１ハウジング２２に固定されることで収容空間Ａ１が画定されている。

【0016】

図２に示すように、車載用電力変換装置３０は、高電圧回路３１と、低電圧回路８１と、を備える。高電圧回路３１と低電圧回路８１とは、互いに異なる電圧が印加される。例えば、高電圧回路３１は、高電圧電源１２から４００Ｖ～８００Ｖの電圧が印加されて動作する。低電圧回路８１は、図示しない低電圧電源から１２Ｖまたは２４Ｖの電圧が印加されて動作する。高電圧回路３１のグランドと低電圧回路８１のグランドとは絶縁されている。

【0017】

車載用電力変換装置３０は、アイソレータ１１０を備える。アイソレータ１１０は、高電圧側電源端子１１１と、第１高電圧側信号端子１１２と、第２高電圧側信号端子１１３と、第３高電圧側信号端子１１４と、第４高電圧側信号端子１１５と、高電圧側グランド端子１１６と、を備える。第１高電圧側信号端子１１２と第２高電圧側信号端子１１３とは、互いに隣り合って設けられている。第１高電圧側信号端子１１２は、第１端子である。第２高電圧側信号端子１１３は、第２端子である。

【0018】

アイソレータ１１０は、低電圧側電源端子１２１と、第１低電圧側信号端子１２２と、第２低電圧側信号端子１２３と、第３低電圧側信号端子１２４と、第４低電圧側信号端子１２５と、低電圧側グランド端子１２６と、を備える。第１低電圧側信号端子１２２と第２低電圧側信号端子１２３とは、互いに隣り合って設けられている。第１低電圧側信号端子１２２は、第１高電圧側信号端子１１２とは絶縁されている。第２低電圧側信号端子１２３は、第１低電圧側信号端子１２２とは絶縁されている。第１低電圧側信号端子１２２は、第３端子である。第２低電圧側信号端子１２３は、第４端子である。

【0019】

高電圧側電源端子１１１は、高電圧回路３１の電源Ｐ１に接続されている。高電圧側グランド端子１１６は、高電圧回路３１のグランドに接続されている。低電圧側電源端子１２１は、低電圧回路８１の電源Ｐ２に接続されている。低電圧側グランド端子１２６は、低電圧回路８１のグランドに接続されている。

【0020】

アイソレータ１１０は、高電圧回路３１と低電圧回路８１との絶縁を保ちつつ高電圧回路３１と低電圧回路８１との間で信号を伝達する絶縁素子である。アイソレータ１１０は、第１高電圧側信号端子１１２から第１低電圧側信号端子１２２に信号を伝達する。従って、第１低電圧側信号端子１２２は、第１高電圧側信号端子１１２から伝達された矩形波を含む信号を出力する。アイソレータ１１０は、第２低電圧側信号端子１２３から第２高電圧側信号端子１１３に信号を伝達する。従って、第２低電圧側信号端子１２３は、入力された矩形波を含む信号を第２高電圧側信号端子１１３に出力する。アイソレータ１１０は、第３低電圧側信号端子１２４から第３高電圧側信号端子１１４に信号を伝達する。第３高電圧側信号端子１１４は、第５端子である。第３低電圧側信号端子１２４は、第３高電圧側信号端子１１４とは絶縁されている。第３低電圧側信号端子１２４は、第１低電圧側信号端子１２２から出力された矩形波を第３高電圧側信号端子１１４に伝達する。第３低電圧側信号端子１２４は、第６端子である。アイソレータ１１０は、第４高電圧側信号端子１１５から第４低電圧側信号端子１２５に信号を伝達する。アイソレータ１１０は、磁気結合型であってもよいし、容量結合型であってもよい。磁気結合型は、コイルの磁気結合を利用したアイソレータである。容量結合型は、コンデンサを利用したアイソレータである。

【0021】

高電圧回路３１は、電力変換装置３２を備える。電力変換装置３２は、筐体２６に収容されている。詳細にいえば、電力変換装置３２は、収容空間Ａ１に収容されている。
電力変換装置３２は、インバータ回路３３を備える。インバータ回路３３は、電源としての高電圧電源１２から供給される直流電力を交流電力に変換して出力する三相インバータである。インバータ回路３３とモータ２８とは、電気的に接続されている。モータ２８は、負荷である。

【0022】

図３に示すように、インバータ回路３３は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６と、ドライブ回路Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６と、を備える。
スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、又はＭＯＳＦＥＴである。各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、ダイオードＤを備える。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とは直列接続されている。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とは直列接続されている。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とは直列接続されている。各上アームを構成するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５と、各下アームを構成するスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６との接続点は、相毎にモータ２８に接続されている。電力変換装置３２は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６によって高電圧電源１２からの電力を変換してモータ２８に供給する。

【0023】

ドライブ回路Ｄ１～Ｄ６は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６毎に個別に設けられている。ドライブ回路Ｄ１～Ｄ６は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を駆動する。
図２に示すように、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、プロセッサ４１を備える。プロセッサ４１は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、又はDSP（Digital Signal Processor）である。

【0024】

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、第２検出端子４４と、第３検出端子４５と、通信端子４６と、Ａ／Ｄ変換部４７と、を備える。Ａ／Ｄ変換部４７は、出力端子４２、第１検出端子４３、第２検出端子４４、及び第３検出端子４５のそれぞれに対応して１つずつ設けられている。プロセッサ４１は、Ａ／Ｄ変換部４７を介して出力端子４２の電位をハイレベル、又はローレベルにできる。これにより、出力端子４２は矩形波を出力する。プロセッサ４１は、Ａ／Ｄ変換部４７を介して第１検出端子４３、第２検出端子４４、及び第３検出端子４５の電位がハイレベルかローレベルかを判定できる。第１検出端子４３、第２検出端子４４、及び第３検出端子４５は、出力端子４２から出力された矩形波を検出可能である。第１検出端子４３は、検出端子である。

【0025】

出力端子４２は、第１高電圧側信号端子１１２に電気的に接続されている。第１検出端子４３は、第２高電圧側信号端子１１３に電気的に接続されている。第２検出端子４４は、第３高電圧側信号端子１１４に電気的に接続されている。第３検出端子４５は、出力端子４２に電気的に接続されている。通信端子４６は、第４高電圧側信号端子１１５に電気的に接続されている。

【0026】

高電圧回路３１は、高電圧側抵抗素子５１を備える。高電圧側抵抗素子５１は、電源Ｐ１と出力端子４２との間に設けられている。高電圧回路３１は、高電圧側コンデンサ５２を備える。高電圧側コンデンサ５２は、電源Ｐ１と高電圧側グランド端子１１６との間に設けられている。

【0027】

車載用電力変換装置３０は、変換装置側コネクタ６１を備える。変換装置側コネクタ６１は、第１接続端子６２と、第２接続端子６３と、一対の検査用端子６４，６５と、を備える。一対の検査用端子６４，６５のうちの１つを第１検査用端子６４とする。一対の検査用端子６４，６５のうち第１検査用端子６４とは異なる検査用端子６５を第２検査用端子６５とする。第１接続端子６２及び第２接続端子６３は、インバータ回路３３に電気的に接続されている。これにより、変換装置側コネクタ６１は、電力変換装置３２に電気的に接続されている。変換装置側コネクタ６１には、外部コネクタ７１が接続される。

【0028】

外部コネクタ７１は、第１外部端子７２と、第２外部端子７３と、検査用導電体７４と、を備える。第１外部端子７２及び第２外部端子７３は、高電圧電源１２に電気的に接続されている。これにより、外部コネクタ７１は、高電圧電源１２に電気的に接続されている。外部コネクタ７１が変換装置側コネクタ６１に接続されると、第１外部端子７２と第１接続端子６２とが電気的に接続される。外部コネクタ７１が変換装置側コネクタ６１に接続されると、第２外部端子７３と第２接続端子６３とが電気的に接続される。これにより、高電圧電源１２からインバータ回路３３に直流電力が供給される。そして、モータ２８が駆動可能になる。第１検査用端子６４及び第２検査用端子６５は、検査用導電体７４に接続可能である。外部コネクタ７１が変換装置側コネクタ６１に接続されると、第１検査用端子６４及び第２検査用端子６５と検査用導電体７４とが電気的に接続される。これにより、検査用導電体７４を介して第１検査用端子６４と第２検査用端子６５とが導通する。

【0029】

車両１０は、車両ＥＣＵ１４と、パワースイッチ１５と、システムメインリレー１６と、第１通信コネクタ１７と、第２通信コネクタ１８と、を備える。車両ＥＣＵ１４は、システムメインリレー１６を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。車両ＥＣＵ１４は、パワースイッチ１５がオン操作されると、システムメインリレー１６を閉じる。車両ＥＣＵ１４は、パワースイッチ１５がオフ操作されると、システムメインリレー１６を開く。システムメインリレー１６は、高電圧電源１２と外部コネクタ７１との間に設けられている。第１通信コネクタ１７は、車両ＥＣＵ１４に接続されている。第１通信コネクタ１７は、第２通信コネクタ１８に接続される。

【0030】

低電圧回路８１は、検査回路８２を備える。検査回路８２は、変換装置側コネクタ６１と外部コネクタ７１との接続状態を検査するための回路である。検査回路８２は、第１接続線８３を備える。第１接続線８３は、第１検査用端子６４と第１低電圧側信号端子１２２とを接続している。これにより、第１低電圧側信号端子１２２は、第１検査用端子６４に電気的に接続されている。第１検査用端子６４は、一方の検査用端子である。検査回路８２は、第１低電圧側抵抗素子８４を備える。第１低電圧側抵抗素子８４は、第１接続線８３に設けられている。第１低電圧側抵抗素子８４は、第１検査用端子６４と第１低電圧側信号端子１２２との間に設けられている。検査回路８２は、ダイオード８５を備える。ダイオード８５は、第１接続線８３に設けられている。ダイオード８５は、第１検査用端子６４と第１低電圧側抵抗素子８４との間に設けられている。ダイオード８５のアノードは、第１低電圧側抵抗素子８４に接続されている。ダイオード８５のカソードは、第１検査用端子６４に接続されている。

【0031】

検査回路８２は、第１低電圧側コンデンサ８６を備える。第１低電圧側コンデンサ８６は、第１接続線８３と低電圧回路８１のグランドとの間に設けられている。検査回路８２は、第１バリスタ８７を備える。第１バリスタ８７は、第１接続線８３と低電圧回路８１のグランドとの間に設けられている。

【0032】

検査回路８２は、反転回路８８を備える。反転回路８８は、トランジスタ８９を備える。トランジスタ８９は、例えば、ＮＰＮ型のトランジスタである。トランジスタ８９のコレクタは、第２低電圧側信号端子１２３に接続されている。トランジスタ８９のエミッタは、低電圧回路８１のグランドに接続されている。反転回路８８は、第２低電圧側抵抗素子９０を備える。第２低電圧側抵抗素子９０は、トランジスタ８９のベースとトランジスタ８９のエミッタとの間に設けられている。反転回路８８は、プルアップ抵抗９１を備える。プルアップ抵抗９１は、高電圧回路３１の電源Ｐ１とトランジスタ８９のコレクタとを接続している。

【0033】

検査回路８２は、第２接続線９３を備える。第２接続線９３は、第２検査用端子６５とトランジスタ８９のベースとを接続している。第２接続線９３及びトランジスタ８９によって、第２低電圧側信号端子１２３は、第２検査用端子６５に電気的に接続されている。第２検査用端子６５は、他方の検査用端子である。反転回路８８には、第１低電圧側信号端子１２２が出力した信号が入力される。反転回路８８は、入力された信号のローレベルとハイレベルとを反転する。反転回路８８は、入力された信号を反転して第２低電圧側信号端子１２３に出力する。反転回路８８は、第２検査用端子６５と第２低電圧側信号端子１２３との間で矩形波を含む信号を反転する。検査回路８２は、第３低電圧側抵抗素子９４を備える。第３低電圧側抵抗素子９４は、第２接続線９３に設けられている。第３低電圧側抵抗素子９４は、トランジスタ８９のベースに接続されている。検査回路８２は、第２低電圧側コンデンサ９５を備える。第２低電圧側コンデンサ９５は、第２接続線９３と低電圧回路８１のグランドとの間に設けられている。検査回路８２は、第２バリスタ９６を備える。第２バリスタ９６は、第２接続線９３と低電圧回路８１のグランドとの間に設けられている。

【0034】

検査回路８２は、第３接続線９８を備える。第３接続線９８は、第１接続線８３のうちダイオード８５と第１低電圧側抵抗素子８４との間の箇所と第３低電圧側信号端子１２４とを接続している。検査回路８２は、第４低電圧側抵抗素子９９を備える。第４低電圧側抵抗素子９９は、第３接続線９８に設けられている。第１低電圧側信号端子１２２が出力した信号は、第３接続線９８を介して第３低電圧側信号端子１２４に入力される。これにより、第２検出端子４４には、反転回路８８を経由しない信号が入力される。詳細にいえば、第２検出端子４４には、アイソレータ１１０を経由し、第１低電圧側信号端子１２２と第１検査用端子６４との間で分岐し、反転回路８８を経由しない矩形波が入力される。第４低電圧側抵抗素子９９は、第１接続線８３のうちダイオード８５と第１低電圧側抵抗素子８４との間の箇所と第３低電圧側信号端子１２４との間に設けられている。検査回路８２は、第３低電圧側コンデンサ１００を備える。第３低電圧側コンデンサ１００は、第３接続線９８と低電圧回路８１のグランドとの間に設けられている。

【0035】

検査回路８２は、第４低電圧側コンデンサ１０１を備える。第４低電圧側コンデンサ１０１は、低電圧回路８１の電源Ｐ２と低電圧側グランド端子１２６との間に設けられている。検査回路８２とマイクロコントローラ４０との間には、アイソレータ１１０が電気的に接続されている。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。

【0036】

出力端子４２と第１検出端子４３とは、一対の検査用端子６４，６５及び検査用導電体７４とともに変換装置側コネクタ６１と外部コネクタ７１との接続状態を検査する検査回路８２に電気的に接続されている。

【0037】

低電圧回路８１は、通信部１０２を備える。通信部１０２は、車両ＥＣＵ１４とマイクロコントローラ４０とが通信を行うためのトランシーバである。通信部１０２は、第２通信コネクタ１８に接続されている。通信部１０２は、第４低電圧側信号端子１２５に接続されている。

【0038】

［本実施形態の作用］
本実施形態の作用について、マイクロコントローラ４０が行う制御とともに説明する。
外部コネクタ７１が変換装置側コネクタ６１に装着されている状態でパワースイッチ１５のオン操作が行われると、システムメインリレー１６が閉じる。これにより、高電圧電源１２とインバータ回路３３とが電気的に接続される。マイクロコントローラ４０は、車載用電力変換装置３０の状態を診断する。診断される車載用電力変換装置３０の状態は、コネクタの接続状態と、検査回路８２の状態と、を含む。コネクタの接続状態は、外部コネクタ７１と変換装置側コネクタ６１との接続状態である。

【0039】

図４に示すように、コネクタの接続状態としては正常接続、及び非接続異常を挙げることができる。検査回路８２の状態としては電源短絡異常、グランド短絡異常、出力異常、及び端子間短絡異常を挙げることができる。

【0040】

正常接続は、外部コネクタ７１が変換装置側コネクタ６１に装着されることによって外部コネクタ７１と変換装置側コネクタ６１とが正常に接続されている状態である。詳細にいえば、正常接続は、第１外部端子７２と第１接続端子６２とが電気的に接続されており、かつ、第２外部端子７３と第２接続端子６３とが電気的に接続されている状態である。

【0041】

非接続異常、グランド短絡異常、出力異常、及び端子間短絡異常は、車載用電力変換装置３０の異常である。非接続異常は、外部コネクタ７１と変換装置側コネクタ６１とが接続されていない状態である。電源短絡異常は、検査回路８２が電力変換装置３２に電圧を印加する電源と短絡している状態である。グランド短絡異常は、検査回路８２が電力変換装置３２のグランドと短絡する状態である。出力異常は、出力端子４２から出力される信号の異常である。端子間短絡異常は、第１低電圧側信号端子１２２と第２低電圧側信号端子１２３との間の短絡、又は第１高電圧側信号端子１１２と第２高電圧側信号端子１１３との間の短絡が生じている状態である。

【0042】

マイクロコントローラ４０は、非接続異常、電源短絡異常、グランド短絡異常、出力異常、及び端子間短絡異常が生じているか否かを判断する。マイクロコントローラ４０は、いずれの異常かを示す信号を異常信号として出力する。異常信号は、通信部１０２を介して車両ＥＣＵ１４に入力される。車両ＥＣＵ１４は、異常信号が入力されると、警報を行う。警報は、例えば、ランプの点灯やブザーの駆動によって行われる。

【0043】

マイクロコントローラ４０がコネクタの接続状態と、検査回路８２の状態とを判断する際には、出力端子４２から矩形波を出力する。矩形波は、ハイレベル信号とローレベル信号とが周期的に切り替わる信号である。マイクロコントローラ４０は、出力端子４２から矩形波を出力した際に、第１検出端子４３、第２検出端子４４、及び第３検出端子４５での検出結果に基づいてコネクタの接続状態と検査回路８２の状態を判断する。第１検出端子４３、第２検出端子４４、及び第３検出端子４５での検出結果とは、第１検出端子４３、第２検出端子４４、及び第３検出端子４５で検出される信号の種類である。

【0044】

＜正常接続＞
コネクタの接続状態が正常接続の場合、出力端子４２から出力した矩形波を反転した矩形波が第１検出端子４３で検出される。出力端子４２から出力した矩形波を反転した矩形波を反転波とする。反転波は、出力端子４２が出力した矩形波とハイレベル信号とローレベル信号とが反転した信号である。即ち、出力端子４２が出力する矩形波がハイレベルの場合、反転波はローレベルである。出力端子４２が出力する矩形波がローレベルの場合、反転波はハイレベルである。

【0045】

コネクタの接続状態が正常接続の場合、検査用導電体７４を介して第１検査用端子６４と第２検査用端子６５とが導通している。出力端子４２が矩形波を出力すると、アイソレータ１１０、第１検査用端子６４、検査用導電体７４、及び第２検査用端子６５を介して反転回路８８に矩形波が入力される。反転回路８８に矩形波が入力されることで、ハイレベルとローレベルとが反転する。これにより、反転回路８８は、反転波を第２低電圧側信号端子１２３に出力する。第２低電圧側信号端子１２３に入力された反転波は、第２高電圧側信号端子１１３から出力される。これにより、第１検出端子４３では反転波が検出される。

【0046】

コネクタの接続状態が正常接続の場合、第２検出端子４４、及び第３検出端子４５では、出力端子４２の出力と同一の信号が検出される。即ち、第２検出端子４４、及び第３検出端子４５では、出力端子４２が出力した矩形波を反転していない矩形波が検出される。出力端子４２が出力した矩形波を反転していない矩形波を非反転波とする。出力端子４２が矩形波を出力すると、第３接続線９８を介して第３低電圧側信号端子１２４に矩形波が入力される。第３接続線９８は、反転回路８８を介すことなく第１低電圧側信号端子１２２と第３低電圧側信号端子１２４とを電気的に接続しているため、第３低電圧側信号端子１２４には出力端子４２が出力した矩形波が入力される。第３低電圧側信号端子１２４に入力された矩形波は、第３高電圧側信号端子１１４から第２検出端子４４に出力される。これにより、第２検出端子４４では、非反転波が検出される。第３検出端子４５は、第１検出端子４３に接続されているため、第１検出端子４３から出力された矩形波が入力される。これにより、第３検出端子４５では、非反転波が検出される。マイクロコントローラ４０は、検査用導電体７４によって一対の検査用端子６４，６５の間が電気的に接続されることで反転波を第１検出端子４３で検出すると、正常接続と判断する。マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３で反転波を検出し、かつ第２検出端子４４で非反転波を検出すると、正常接続と判断してもよい。

【0047】

上記したように、マイクロコントローラ４０は、検査用導電体７４によって一対の検査用端子６４，６５が電気的に接続され、出力端子４２から出力された矩形波が反転回路８８によって反転された矩形波を第１検出端子４３で検出すると、変換装置側コネクタ６１及び外部コネクタ７１が正常に接続されていると判断する。

【0048】

＜非接続異常＞
コネクタの接続状態が非接続異常の場合、第１検出端子４３はハイレベル信号のみを検出する。コネクタの接続状態が非接続異常の場合、第１検査用端子６４と第２検査用端子６５とが導通していない。出力端子４２が矩形波を出力しても、反転回路８８に矩形波が入力されない。第２低電圧側信号端子１２３には、プルアップ抵抗９１によってハイレベル信号のみが入力される。従って、コネクタの接続状態が非接続異常の場合、第１検出端子４３はハイレベル信号のみを検出する。コネクタの接続状態が非接続異常の場合、第２検出端子４４、及び第３検出端子４５では、出力端子４２の出力と同一の信号が検出される。出力端子４２が矩形波を出力すると、第３接続線９８を介して第３低電圧側信号端子１２４に矩形波が入力される。第３接続線９８は、第１接続線８３と第３低電圧側信号端子１２４とを電気的に接続しているため、コネクタの接続状態に関わらず矩形波を第３低電圧側信号端子１２４に伝達する。このため、第２検出端子４４では非反転波が検出される。第３検出端子４５は、第１検出端子４３に接続されているため、第１検出端子４３から出力された矩形波が入力される。これにより、第３検出端子４５では、非反転波が検出される。マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３でハイレベル信号のみを検出すると、非接続異常と判断する。マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３でハイレベル信号のみを検出し、かつ第２検出端子４４で非反転波を検出すると、非接続異常と判断してもよい。

【0049】

＜電源短絡異常＞
検査回路８２の状態が電源短絡異常の場合、第１検出端子４３はローレベル信号のみを検出する。電源短絡異常が生じると、高電圧電源１２または低電圧電源から加わる電圧によって第２接続線９３に電流が流れる。第２接続線９３はハイレベルに維持されるため、反転回路８８の出力はローレベルに維持される。これにより、第１検出端子４３には常にローレベル信号が入力される。電源短絡異常が生じた場合であってもダイオード８５によって第３低電圧側信号端子１２４に電流が流れることは抑止されている。このため、検査回路８２の状態が電源短絡異常の場合、第２検出端子４４では、出力端子４２の出力と同一の信号が検出される。第３検出端子４５は、第１検出端子４３に接続されているため、第１検出端子４３から出力された矩形波が入力される。これにより、第３検出端子４５では、非反転波が検出される。マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３でローレベル信号のみを検出し、かつ第２検出端子４４で非反転波を検出すると、電源短絡異常と判断する。

【0050】

＜グランド短絡異常＞
検査回路８２の状態がグランド短絡異常の場合、第１検出端子４３はハイレベル信号のみを検出する。グランド短絡異常が生じると、第１検出端子４３が矩形波を出力しても反転回路８８に矩形波が入力されない。即ち、第１接続線８３及び第２接続線９３はローレベルに維持される。反転回路８８の出力は、ハイレベルに維持されるため、第１検出端子４３はハイレベル信号のみを検出する。グランド短絡異常が生じると、第１接続線８３及び第２接続線９３がローレベルに維持されるため、出力端子４２がハイレベル信号を出力した場合であっても第１接続線８３及び第２接続線９３を介してグランドに電流が流れる。第３低電圧側信号端子１２４にはハイレベル信号が入力されないため、第２検出端子４４はローレベル信号のみを検出する。第３検出端子４５では、出力端子４２の出力と同一の信号が検出される。マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３でハイレベル信号のみを検出し、かつ第２検出端子４４でローレベル信号のみを検出した場合、グランド短絡異常と判断する。

【0051】

＜出力異常＞
検査回路８２の状態が出力異常の場合、第１検出端子４３は矩形波とは異なる信号、即ち、ハイレベル信号のみ又はローレベル信号のみを検出する。検査回路８２の状態が出力異常の場合、出力端子４２から矩形波が出力されるようにマイクロコントローラ４０が制御を行っているにも関わらず、出力端子４２から矩形波とは異なる信号、即ち、ハイレベル信号のみ又はローレベル信号のみが出力され、矩形波が出力されない。第２検出端子４４、及び第３検出端子４５では、矩形波とは異なる信号が検出される。マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３が矩形波とは異なる信号を検出しており、かつ、第３検出端子４５が矩形波とは異なる信号を検出する場合、出力異常と判断する。マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３が矩形波とは異なる信号を検出しており、かつ、第２検出端子４４及び第３検出端子４５が矩形波とは異なる信号を検出する場合、出力異常と判断してもよい。マイクロコントローラ４０は、第３検出端子４５が矩形波とは異なる信号を検出する場合、出力異常と判断してもよい。

【0052】

＜端子間短絡異常＞
検査回路８２の状態が端子間短絡異常の場合、第１検出端子４３は非反転波を検出する。検査回路８２の状態が端子間短絡異常の場合、第１高電圧側信号端子１１２と第２高電圧側信号端子１１３、又は第１低電圧側信号端子１２２と第２低電圧側信号端子１２３とが短絡している。このため、短絡しているこれらの端子を介して反転回路８８を経由することなく、出力端子４２から出力された矩形波が第１検出端子４３に入力される。これにより、検査回路８２の状態が端子間短絡異常の場合、第１検出端子４３は非反転波を検出する。第２検出端子４４、及び第３検出端子４５では、出力端子４２の出力と同一の信号が検出される。出力端子４２が矩形波を出力すると、第３接続線９８を介して第３低電圧側信号端子１２４に矩形波が入力される。このため、第２検出端子４４では非反転波が検出される。第３検出端子４５は、出力端子４２に接続されているため、出力端子４２から出力された矩形波が入力される。これにより、第３検出端子４５では、非反転波が検出される。マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３で非反転波を検出すると、端子間短絡異常が生じていると判断する。マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３、及び第２検出端子４４で非反転波を検出すると、端子間短絡異常が生じていると判断してもよい。

【0053】

［本実施形態の効果］
（１）検査回路８２は、反転回路８８を備える。コネクタの接続状態が正常接続の場合、検査用導電体７４によって一対の検査用端子６４，６５の間が電気的に接続されていることで、反転回路８８に矩形波が入力される。反転回路８８で矩形波が反転されることで、第１検出端子４３では反転波が検出される。マイクロコントローラ４０は、反転波を第１検出端子４３で検出すると、変換装置側コネクタ６１と外部コネクタ７１とが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４０は、第１検出端子４３の検出結果に基づいて非接続異常を判断する。コネクタの接続状態が非接続異常の場合、反転回路８８に矩形波が入力されないため、反転回路８８はハイレベル信号を出力する。マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３でハイレベル信号のみを検出すると、非接続異常であると判断することができる。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。端子間短絡異常が生じている場合、出力端子４２から出力された矩形波が短絡した端子間を介して第１検出端子４３に入力される。出力端子４２から出力された矩形波が反転回路８８を介することなく第１検出端子４３に入力されるため、第１検出端子４３では非反転波が検出される。これにより、マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３で非反転波を検出すると、端子間短絡異常が生じていると判断することができる。このように、第１検出端子４３に入力される信号を検出することによって、マイクロコントローラ４０は、アイソレータ１１０の端子間短絡異常を検出することができる。

【0054】

（２）反転回路８８は、トランジスタ８９を備える。トランジスタ８９を設けることによって、アイソレータ１１０と検査用導電体７４とがトランジスタ８９を介して接続される。アイソレータ１１０に加わる電圧を低減することができるため、アイソレータ１１０の耐圧を向上させることができる。

【0055】

（３）マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３及び第２検出端子４４の検出結果に基づいて電源短絡異常を判断する。マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３でローレベル信号のみを検出し、かつ第２検出端子４４で非反転波を検出した場合に電源短絡異常が生じたと判断する。マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３及び第２検出端子４４の検出結果に基づいてグランド短絡異常を判断する。マイクロコントローラ４０は、第１検出端子４３でハイレベル信号のみを検出し、かつ第２検出端子４４でローレベル信号のみを検出した場合にグランド短絡異常が生じたと判断する。これにより、マイクロコントローラ４０は、電源短絡異常及びグランド短絡異常を検出することができる。

【0056】

［変更例］
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0057】

○アイソレータ１１０は、第４低電圧側信号端子１２５及び第４高電圧側信号端子１１５を備えていなくてもよい。この場合、通信端子４６と通信部１０２との間にフォトカプラを設ければよい。

【0058】

○車載用電力変換装置３０は、車両１０で用いられるものであればよく、車載用電動圧縮機２０とは異なる装置で用いられていてもよい。車載用電力変換装置３０が用いられる装置に応じて、電力変換装置３２は走行用モータを駆動する主機系インバータや、高圧電圧を低圧電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータに変更してもよい。

【0059】

○外部コネクタ７１は、車載用電動圧縮機２０の工場出荷前に車載用電力変換装置３０の異常を診断する診断テスタに繋がる検査用コネクタであってもよい。
○マイクロコントローラ４０は、少なくとも正常接続、非接続異常、及び端子間短絡異常を検出できればよい。この場合、マイクロコントローラ４０は、第２検出端子４４及び第３検出端子４５を備えていなくてもよい。

【0060】

○マイクロコントローラ４０は、電源短絡異常、及びグランド短絡異常の少なくとも１つを検出できればよい。本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の選択肢の「１つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が２つであれば「１つの選択肢のみ」または「２つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が３つ以上であれば「１つの選択肢のみ」または「２つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。

【符号の説明】

【0061】

Ｄ１～Ｄ６…ドライブ回路、Ｑ１～Ｑ６…スイッチング素子、１２…電源としての高電圧電源、２６…筐体、３０…車載用電力変換装置、３２…電力変換装置、４０…マイクロコントローラ、４２…出力端子、４３…第１検出端子、４４…第２検出端子、６１…変換装置側コネクタ、６４…第１検査用端子、６５…第２検査用端子、７１…外部コネクタ、７４…検査用導電体、８２…検査回路、８８…反転回路、１１０…アイソレータ、１１２…第１端子である第１高電圧側信号端子、１１３…第２端子である第２高電圧側信号端子、１１４…第５端子である第３高電圧側信号端子、１２２…第３端子である第１低電圧側信号端子、１２３…第４端子である第２低電圧側信号端子、１２４…第６端子である第３低電圧側信号端子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】