JP2022053559A - Power conversion device - Google Patents

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龍太郎 中里
Ryutaro Nakazato
遼一 稲田
Ryoichi Inada
良輔 横山
Ryosuke Yokoyama
哲 重田
Satoru Shigeta
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Hitachi Astemo Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Abstract

To safely diagnose the connection status of an AC wiring connected between an inverter and a load.SOLUTION: An inverter 1 converts DC power supplied from a high voltage battery 5 into AC power, and outputs the AC power to a motor 2 which is a load via an AC wiring 3. One end of shielded wires 33U to 33W of the AC wiring 3 is electrically connected to a frame ground 8 of the motor 2. In a diagnostic control circuit 13, the other end side of the shielded wire 33U to 33W and a diagnostic power supply 10 are conducted by diagnostic switching elements 17U to 17 W, and the state of the AC wiring 3 is diagnosed on the basis of the energized state of the shielded wires 33U to 33W when the other end side of 33U to 33W and a frame ground 7 of the inverter 1 are cut off by the grounding switching element 18U to 18W.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device.

本技術分野の背景技術として、下記特許文献1が知られている。特許文献1には、直流電圧発生手段と、インバータ装置と、前記インバータ装置の負荷と、前記直流電圧発生手段、前記インバータ装置、前記負荷との間を電気接続するシールド線と、出力の一端が接地された電源とを備え、前記シールド線のシールド部は、前記インバータ装置以外の箇所では接地されて、前記電源より前記シールド部へ通電し前記シールド線の接続を診断する電気接続診断方法が開示されている。 The following Patent Document 1 is known as a background technique in this technical field. In Patent Document 1, a DC voltage generating means, an inverter device, a shield wire for electrically connecting the load of the inverter device, the DC voltage generating means, the inverter device, and the load, and one end of an output are described. Disclosed is an electrical connection diagnostic method that includes a grounded power supply, the shielded portion of the shielded wire is grounded at a location other than the inverter device, and the shielded portion is energized from the power supply to diagnose the connection of the shielded wire. Has been done.

特開2006-21593号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-21593

特許文献1の技術では、インバータ装置側ではシールド線がコンデンサを介して接地されている一方で、負荷側ではシールド線がコンデンサを介さずに直接接地されている。そのため、インバータ装置側でコンデンサに電荷が溜まると、インバータ装置と負荷の間を等電位に保てず、シールド線に電圧が印加された状態となる場合がある。この場合、シールド線が断線している状態で人が触れると感電の危険性がある。 In the technique of Patent Document 1, the shielded wire is grounded via a capacitor on the inverter device side, while the shielded wire is directly grounded without a capacitor on the load side. Therefore, when electric charge is accumulated in the capacitor on the inverter device side, the equipotential between the inverter device and the load may not be maintained, and a voltage may be applied to the shielded wire. In this case, there is a risk of electric shock if a person touches the shielded wire while it is broken.

本発明は、上記課題を解決するため、インバータと負荷の間に接続される交流配線の接続状態を安全に診断することを目的とする。 An object of the present invention is to safely diagnose the connection state of the AC wiring connected between the inverter and the load in order to solve the above problems.

本発明による電力変換装置は、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、心線がシールド線で囲われて形成された交流配線を介して前記交流電力を負荷に出力するものであって、前記シールド線の一端側は、前記負荷のフレームグランドと電気的に接続されており、前記電力変換装置は、前記シールド線の他端側と診断用電源との間の導通状態を切り替える第1スイッチング素子と、前記シールド線の他端側と前記電力変換装置のフレームグランドとの間の導通状態を切り替える第2スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子により前記シールド線の他端側と前記診断用電源との間が導通され、かつ、前記第2スイッチング素子により前記シールド線の他端側と前記電力変換装置のフレームグランドとの間が遮断されているときの前記シールド線の通電状態に基づいて、前記交流配線の状態を診断する制御回路と、を備える。 The power conversion device according to the present invention converts DC power supplied from a high-voltage power supply into AC power, and outputs the AC power to a load via an AC wiring formed by surrounding a core wire with a shielded wire. One end side of the shielded wire is electrically connected to the frame ground of the load, and the power conversion device keeps the conduction state between the other end side of the shielded wire and the diagnostic power supply. The first switching element to be switched, the second switching element for switching the conduction state between the other end side of the shielded wire and the frame ground of the power conversion device, and the other end side of the shielded wire by the first switching element. The energized state of the shielded wire when the current is conducted between the diagnostic power supply and the other end side of the shielded wire and the frame ground of the power conversion device are cut off by the second switching element. A control circuit for diagnosing the state of the AC wiring based on the above.

本発明によれば、インバータと負荷の間に接続される交流配線の接続状態を安全に診断することができる。 According to the present invention, it is possible to safely diagnose the connection state of the AC wiring connected between the inverter and the load.

本発明の第1の実施形態に係るモータ駆動システムの構成図である。It is a block diagram of the motor drive system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 交流配線が正常状態である場合の各信号のタイミングチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the timing chart of each signal when the AC wiring is a normal state. 交流配線が異常状態である場合の各信号のタイミングチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the timing chart of each signal when the AC wiring is an abnormal state. 本発明の第1の実施形態に係る交流配線の構造例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the AC wiring which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るモータ駆動システムの構成図である。It is a block diagram of the motor drive system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る交流配線の構造例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the AC wiring which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るモータ駆動システムの構成図である。図1に示すモータ駆動システムは、例えば自動車等の車両に搭載されて使用されるものであり、インバータ1とモータ2が交流配線3を介して接続されることにより構成されている。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a motor drive system according to the first embodiment of the present invention. The motor drive system shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle such as an automobile and used, and is configured by connecting an inverter 1 and a motor 2 via an AC wiring 3.

インバータ1は、本発明の一実施形態に係る電力変換装置に相当し、電源回路11、電力変換制御回路12、診断制御回路13、平滑コンデンサ14、電力変換用スイッチング素子15U,15V,15W,16U,16Vおよび16W、診断用スイッチング素子17U,17Vおよび17W、接地用スイッチング素子18U,18Vおよび18W、電流検出器19U,19Vおよび19Wを有している。 The inverter 1 corresponds to the power conversion device according to the embodiment of the present invention, and is a power supply circuit 11, a power conversion control circuit 12, a diagnostic control circuit 13, a smoothing capacitor 14, and a power conversion switching element 15U, 15V, 15W, 16U. , 16V and 16W, diagnostic switching elements 17U, 17V and 17W, ground switching elements 18U, 18V and 18W, and current detectors 19U, 19V and 19W.

電源回路11は、低電圧バッテリ4と接続されており、低電圧バッテリ4から供給される直流電力を用いて、インバータ1において使用される複数種類の電源を生成する。この電源回路11により生成される電源には、電力変換制御回路12や診断制御回路13の動作電源とともに、診断用スイッチング素子17U~17Wを介して交流配線3と接続される診断用電源10が含まれる。この診断用電源10は、診断制御回路13が交流配線3の診断を行う際に利用される電源であり、診断用スイッチング素子17U~17Wの切り替え動作に応じて交流配線3との接続状態が切り替えられる。なお、短絡保護のため、電源回路11に電流制限機能を持たせるとともに、いずれかの電源が短絡したときには所定の安全動作を電源回路11に実行させることが好ましい。 The power supply circuit 11 is connected to the low voltage battery 4, and uses the DC power supplied from the low voltage battery 4 to generate a plurality of types of power supplies used in the inverter 1. The power supply generated by the power supply circuit 11 includes the operating power supply of the power conversion control circuit 12 and the diagnostic control circuit 13, as well as the diagnostic power supply 10 connected to the AC wiring 3 via the diagnostic switching elements 17U to 17W. Is done. The diagnostic power supply 10 is a power supply used when the diagnostic control circuit 13 diagnoses the AC wiring 3, and the connection state with the AC wiring 3 is switched according to the switching operation of the diagnostic switching elements 17U to 17W. Be done. For short-circuit protection, it is preferable that the power supply circuit 11 has a current limiting function and that the power supply circuit 11 performs a predetermined safe operation when any of the power supplies is short-circuited.

電力変換制御回路12は、電源回路11からの電源供給を受けて動作し、電力変換用スイッチング素子15U~16Wのスイッチング状態をそれぞれ制御して直流電力から交流電力への電力変換を行うための駆動信号を生成する。電力変換制御回路12は、例えば不図示の上位コントローラから入力されるトルク要求値に基づくPWM制御により、電力変換用スイッチング素子15U~16Wをそれぞれオンおよびオフさせるタイミングを決定し、そのタイミングに従って駆動信号を生成する。電力変換制御回路12により生成された駆動信号は、電力変換用スイッチング素子15U~16Wにそれぞれ出力される。 The power conversion control circuit 12 operates by receiving power supply from the power supply circuit 11 and controls the switching states of the power conversion switching elements 15U to 16W, respectively, to drive the power conversion from DC power to AC power. Generate a signal. The power conversion control circuit 12 determines the timing at which the power conversion switching elements 15U to 16W are turned on and off, respectively, by PWM control based on a torque request value input from a higher-level controller (not shown), and drives signals according to the timing. To generate. The drive signal generated by the power conversion control circuit 12 is output to the power conversion switching elements 15U to 16W, respectively.

診断制御回路13は、電源回路11からの電源供給を受けて動作し、診断用スイッチング素子17U~17Wおよび接地用スイッチング素子18U~18Wの切り替え状態をそれぞれ制御するための切替信号を生成するとともに、交流配線3の状態を診断する。診断制御回路13により生成された切替信号は、診断用スイッチング素子17U~17Wおよび接地用スイッチング素子18U~18Wにそれぞれ出力される。診断制御回路13は、例えば所定のプログラムを実行するマイクロコンピュータや、FPGA等を用いて構成される。なお、診断制御回路13による切替信号の生成方法および交流配線3の診断方法については、後で詳細に説明する。 The diagnostic control circuit 13 operates by receiving power supply from the power supply circuit 11, generates switching signals for controlling the switching states of the diagnostic switching elements 17U to 17W and the grounding switching elements 18U to 18W, and also generates switching signals. Diagnose the state of the AC wiring 3. The switching signal generated by the diagnostic control circuit 13 is output to the diagnostic switching elements 17U to 17W and the grounding switching elements 18U to 18W, respectively. The diagnostic control circuit 13 is configured by using, for example, a microcomputer that executes a predetermined program, an FPGA, or the like. The method of generating the switching signal by the diagnostic control circuit 13 and the method of diagnosing the AC wiring 3 will be described in detail later.

電力変換用スイッチング素子15U~16Wは、電力変換制御回路12から入力される駆動信号に応じてスイッチング動作を行うことにより、高電圧バッテリ5から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、交流配線3を介して負荷であるモータ2に出力する。電力変換用スイッチング素子15Uおよび16Uは三相交流電力のU相に、電力変換用スイッチング素子15Vおよび16Vは三相交流電力のV相に、電力変換用スイッチング素子15Wおよび16Wは三相交流電力のW相に、それぞれ対応している。なお、電力変換用スイッチング素子15U~16Wには、例えばIGBTやMOSFETを用いることができる。 The power conversion switching elements 15U to 16W convert the DC power supplied from the high voltage battery 5 into three-phase AC power by performing a switching operation according to the drive signal input from the power conversion control circuit 12. It is output to the motor 2 which is a load via the AC wiring 3. The power conversion switching elements 15U and 16U are for the U phase of three-phase AC power, the power conversion switching elements 15V and 16V are for the V phase of three-phase AC power, and the power conversion switching elements 15W and 16W are for three-phase AC power. It corresponds to each W phase. For the power conversion switching elements 15U to 16W, for example, an IGBT or MOSFET can be used.

高電圧バッテリ5は、コンタクタ6を介して電力変換用スイッチング素子15U~16Wと接続されている。不図示の上位コントローラによってコンタクタ6がオンされることで、高電圧バッテリ5からの直流電力の供給が開始される。高電圧バッテリ5には電力変換用スイッチング素子15U~16Wと並列に平滑コンデンサ14が接続されており、この平滑コンデンサ14によって高電圧バッテリ5からの直流電力が平滑化される。 The high voltage battery 5 is connected to the power conversion switching elements 15U to 16W via the contactor 6. When the contactor 6 is turned on by the host controller (not shown), the supply of DC power from the high voltage battery 5 is started. A smoothing capacitor 14 is connected in parallel with the power conversion switching elements 15U to 16W to the high voltage battery 5, and the DC power from the high voltage battery 5 is smoothed by the smoothing capacitor 14.

交流配線3は、U相、V相、W相にそれぞれ対応するケーブル31U,31V,31Wによって構成される。U相のケーブル31Uは、電力変換用スイッチング素子15Uおよび16Uと接続されており、これらのスイッチング動作によって直流電力から変換されて生成されたU相交流電力をインバータ1からモータ2に伝達する。V相のケーブル31Vは、電力変換用スイッチング素子15Vおよび16Vと接続されており、これらのスイッチング動作によって直流電力から変換されて生成されたV相交流電力をインバータ1からモータ2に伝達する。W相のケーブル31Wは、電力変換用スイッチング素子15Wおよび16Wと接続されており、これらのスイッチング動作によって直流電力から変換されて生成されたW相交流電力をインバータ1からモータ2に伝達する。 The AC wiring 3 is composed of cables 31U, 31V, and 31W corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase, respectively. The U-phase cable 31U is connected to power conversion switching elements 15U and 16U, and U-phase AC power generated by being converted from DC power by these switching operations is transmitted from the inverter 1 to the motor 2. The V-phase cable 31V is connected to power conversion switching elements 15V and 16V, and the V-phase AC power generated by being converted from DC power by these switching operations is transmitted from the inverter 1 to the motor 2. The W-phase cable 31W is connected to power conversion switching elements 15W and 16W, and the W-phase AC power generated by being converted from DC power by these switching operations is transmitted from the inverter 1 to the motor 2.

ケーブル31Uは、電力変換用スイッチング素子15U,16Uとモータ2が有する不図示のU相巻線との間に接続されている心線32Uと、心線32Uを囲むシールド線33Uとを有する。シールド線33Uの一端側、すなわちモータ2側は、モータ2のフレームグランド8と電気的に接続されている。シールド線33Uの他端側、すなわちインバータ1側は、診断用スイッチング素子17Uおよび電流検出器19Uを介して診断用電源10に接続されるとともに、接地用スイッチング素子18Uを介してインバータ1のフレームグランド7と電気的に接続されている。 The cable 31U has a core wire 32U connected between the power conversion switching elements 15U and 16U and a U-phase winding (not shown) included in the motor 2, and a shielded wire 33U surrounding the core wire 32U. One end side of the shielded wire 33U, that is, the motor 2 side is electrically connected to the frame ground 8 of the motor 2. The other end side of the shielded wire 33U, that is, the inverter 1 side is connected to the diagnostic power supply 10 via the diagnostic switching element 17U and the current detector 19U, and the frame ground of the inverter 1 is connected via the grounding switching element 18U. It is electrically connected to 7.

ケーブル31Vは、電力変換用スイッチング素子15V,16Vとモータ2が有する不図示のV相巻線との間に接続されている心線32Vと、心線32Vを囲むシールド線33Vとを有する。シールド線33Vの一端側、すなわちモータ2側は、モータ2のフレームグランド8と電気的に接続されている。シールド線33Vの他端側、すなわちインバータ1側は、診断用スイッチング素子17Vおよび電流検出器19Vを介して診断用電源10に接続されるとともに、接地用スイッチング素子18Vを介してインバータ1のフレームグランド7と電気的に接続されている。 The cable 31V has a core wire 32V connected between the power conversion switching elements 15V and 16V and a V-phase winding (not shown) included in the motor 2, and a shielded wire 33V surrounding the core wire 32V. One end side of the shielded wire 33V, that is, the motor 2 side is electrically connected to the frame ground 8 of the motor 2. The other end side of the shielded wire 33V, that is, the inverter 1 side is connected to the diagnostic power supply 10 via the diagnostic switching element 17V and the current detector 19V, and the frame ground of the inverter 1 is connected via the grounding switching element 18V. It is electrically connected to 7.

ケーブル31Wは、電力変換用スイッチング素子15W,16Wとモータ2が有する不図示のW相巻線との間に接続されている心線32Wと、心線32Wを囲むシールド線33Wとを有する。シールド線33Wの一端側、すなわちモータ2側は、モータ2のフレームグランド8と電気的に接続されている。シールド線33Wの他端側、すなわちインバータ1側は、診断用スイッチング素子17Wおよび電流検出器19Wを介して診断用電源10に接続されるとともに、接地用スイッチング素子18Wを介してインバータ1のフレームグランド7と電気的に接続されている。 The cable 31W has a core wire 32W connected between the power conversion switching elements 15W and 16W and a W-phase winding (not shown) included in the motor 2, and a shielded wire 33W surrounding the core wire 32W. One end side of the shielded wire 33W, that is, the motor 2 side is electrically connected to the frame ground 8 of the motor 2. The other end side of the shielded wire 33W, that is, the inverter 1 side is connected to the diagnostic power supply 10 via the diagnostic switching element 17W and the current detector 19W, and the frame ground of the inverter 1 is connected via the grounding switching element 18W. It is electrically connected to 7.

なお、インバータ1のフレームグランド7と、モータ2のフレームグランド8とは、互いに電気的に接続されていることが好ましい。例えば、図1のモータ駆動システムが車両に搭載されて使用される場合、車両のボディにこれらを接続することで、これらを互いに電気的に接続することができる。これにより、シールド線33U~33Wの一端側をモータ2のフレームグランド8に接続し、他端側をインバータ1のフレームグランド7に接続したときに、シールド線33U~33Wにおいて電位差が生じるのを防止できる。 It is preferable that the frame ground 7 of the inverter 1 and the frame ground 8 of the motor 2 are electrically connected to each other. For example, when the motor drive system of FIG. 1 is mounted on a vehicle and used, they can be electrically connected to each other by connecting them to the body of the vehicle. This prevents a potential difference from occurring in the shielded wires 33U to 33W when one end side of the shielded wires 33U to 33W is connected to the frame ground 8 of the motor 2 and the other end side is connected to the frame ground 7 of the inverter 1. can.

診断用スイッチング素子17U、接地用スイッチング素子18Uおよび電流検出器19Uは、シールド線33Uに対応してそれぞれ設けられている。診断用スイッチング素子17Uは、診断制御回路13から入力される切替信号に応じてシールド線33Uの他端側と診断用電源10との間の導通状態を切り替える。接地用スイッチング素子18Uは、診断制御回路13から入力される切替信号に応じてシールド線33Uの他端側とインバータ1のフレームグランド7との間の導通状態を切り替える。電流検出器19Uは、シールド線33Uと診断用電源10が導通状態のときに診断用スイッチング素子17Uを介してシールド線33Uに流れる電流を検出し、検出結果を診断制御回路13に出力する。診断制御回路13は、この電流検出器19Uによる電流検出結果に基づいて、U相のケーブル31Uの状態を診断する。 The diagnostic switching element 17U, the grounding switching element 18U, and the current detector 19U are provided corresponding to the shielded wire 33U, respectively. The diagnostic switching element 17U switches the conduction state between the other end side of the shielded wire 33U and the diagnostic power supply 10 according to the switching signal input from the diagnostic control circuit 13. The grounding switching element 18U switches the conduction state between the other end side of the shielded wire 33U and the frame ground 7 of the inverter 1 according to the switching signal input from the diagnostic control circuit 13. The current detector 19U detects the current flowing through the shielded wire 33U via the diagnostic switching element 17U when the shielded wire 33U and the diagnostic power supply 10 are in a conductive state, and outputs the detection result to the diagnostic control circuit 13. The diagnostic control circuit 13 diagnoses the state of the U-phase cable 31U based on the current detection result by the current detector 19U.

診断用スイッチング素子17V、接地用スイッチング素子18Vおよび電流検出器19Vは、シールド線33Vに対応してそれぞれ設けられている。診断用スイッチング素子17Vは、診断制御回路13から入力される切替信号に応じてシールド線33Vの他端側と診断用電源10との間の導通状態を切り替える。接地用スイッチング素子18Vは、診断制御回路13から入力される切替信号に応じてシールド線33Vの他端側とインバータ1のフレームグランド7との間の導通状態を切り替える。電流検出器19Vは、シールド線33Vと診断用電源10が導通状態のときに診断用スイッチング素子17Vを介してシールド線33Vに流れる電流を検出し、検出結果を診断制御回路13に出力する。診断制御回路13は、この電流検出器19Vによる電流検出結果に基づいて、V相のケーブル31Vの状態を診断する。 The diagnostic switching element 17V, the grounding switching element 18V, and the current detector 19V are provided corresponding to the shielded wire 33V, respectively. The diagnostic switching element 17V switches the conduction state between the other end side of the shielded wire 33V and the diagnostic power supply 10 according to the switching signal input from the diagnostic control circuit 13. The grounding switching element 18V switches the conduction state between the other end side of the shielded wire 33V and the frame ground 7 of the inverter 1 according to the switching signal input from the diagnostic control circuit 13. The current detector 19V detects the current flowing through the shielded wire 33V via the diagnostic switching element 17V when the shielded wire 33V and the diagnostic power supply 10 are in a conductive state, and outputs the detection result to the diagnostic control circuit 13. The diagnostic control circuit 13 diagnoses the state of the V-phase cable 31V based on the current detection result by the current detector 19V.

診断用スイッチング素子17W、接地用スイッチング素子18Wおよび電流検出器19Wは、シールド線33Wに対応してそれぞれ設けられている。診断用スイッチング素子17Wは、診断制御回路13から入力される切替信号に応じてシールド線33Wの他端側と診断用電源10との間の導通状態を切り替える。接地用スイッチング素子18Wは、診断制御回路13から入力される切替信号に応じてシールド線33Wの他端側とインバータ1のフレームグランド7との間の導通状態を切り替える。電流検出器19Wは、シールド線33Wと診断用電源10が導通状態のときに診断用スイッチング素子17Wを介してシールド線33Wに流れる電流を検出し、検出結果を診断制御回路13に出力する。診断制御回路13は、この電流検出器19Wによる電流検出結果に基づいて、W相のケーブル31Wの状態を診断する。 The diagnostic switching element 17W, the grounding switching element 18W, and the current detector 19W are provided corresponding to the shielded wire 33W, respectively. The diagnostic switching element 17W switches the conduction state between the other end side of the shielded wire 33W and the diagnostic power supply 10 according to the switching signal input from the diagnostic control circuit 13. The grounding switching element 18W switches the conduction state between the other end side of the shielded wire 33W and the frame ground 7 of the inverter 1 according to the switching signal input from the diagnostic control circuit 13. The current detector 19W detects the current flowing through the shielded wire 33W via the diagnostic switching element 17W when the shielded wire 33W and the diagnostic power supply 10 are in a conductive state, and outputs the detection result to the diagnostic control circuit 13. The diagnostic control circuit 13 diagnoses the state of the W-phase cable 31W based on the current detection result by the current detector 19W.

モータ2は、インバータ1から交流配線3を介して伝達される交流電力を受けて不図示の回転子を回転駆動させることにより、インバータ1の負荷として作用する。モータ2の回転駆動は、例えば車両を走行駆動させるための駆動力として利用される。 The motor 2 acts as a load of the inverter 1 by receiving AC power transmitted from the inverter 1 via the AC wiring 3 to rotate and drive a rotor (not shown). The rotary drive of the motor 2 is used, for example, as a driving force for driving the vehicle to travel.

インバータ1とモータ2の間には、電流センサ9U、9V,9Wが配置される。電流センサ9Uは、ケーブル31Uに流れるU相交流電流を検出し、検出結果を電力変換制御回路12に出力する。電流センサ9Vは、ケーブル31Vに流れるV相交流電流を検出し、検出結果を電力変換制御回路12に出力する。電流センサ9Wは、ケーブル31Wに流れるW相交流電流を検出し、検出結果を電力変換制御回路12に出力する。電力変換制御回路12では、これらの検出結果を用いて、電力変換用スイッチング素子15U~16Wに出力する駆動信号の生成を行う。 Current sensors 9U, 9V, 9W are arranged between the inverter 1 and the motor 2. The current sensor 9U detects the U-phase alternating current flowing through the cable 31U, and outputs the detection result to the power conversion control circuit 12. The current sensor 9V detects the V-phase AC current flowing through the cable 31V, and outputs the detection result to the power conversion control circuit 12. The current sensor 9W detects the W-phase AC current flowing through the cable 31W, and outputs the detection result to the power conversion control circuit 12. The power conversion control circuit 12 uses these detection results to generate a drive signal to be output to the power conversion switching elements 15U to 16W.

次に、診断制御回路13による切替信号の生成方法および交流配線3の診断方法について、図2および図3を参照して説明する。図2および図3は、交流配線3の診断に係る各信号のタイミングチャートの一例を示す図である。図2では交流配線3が正常状態である場合の例を示し、図3では交流配線3が異常状態である場合の例を示している。 Next, a method of generating a switching signal by the diagnostic control circuit 13 and a method of diagnosing the AC wiring 3 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. 2 and 3 are diagrams showing an example of a timing chart of each signal related to the diagnosis of the AC wiring 3. FIG. 2 shows an example when the AC wiring 3 is in a normal state, and FIG. 3 shows an example when the AC wiring 3 is in an abnormal state.

図2および図3において、(a)は車両のイグニッション信号を示し、(b)はコンタクタ6のオン/オフ状態を示し、(c)は高電圧バッテリ5からインバータ1に供給される直流電力の電圧を示している。(d)はインバータ1においてシールド線33U~33Wがそれぞれ接続されている上側スイッチ、すなわち診断用スイッチング素子17U~17Wのオン/オフ状態を示し、(e)はインバータ1においてシールド線33U~33Wがそれぞれ接続されている下側スイッチ、すなわち接地用スイッチング素子18U~18Wのオン/オフ状態を示している。(f)はシールド線33U~33Wにそれぞれ流れるシールド電流を示し、(g)は診断制御回路13から交流配線3の診断結果として出力されるステータス信号を示している。 In FIGS. 2 and 3, (a) shows the ignition signal of the vehicle, (b) shows the on / off state of the contactor 6, and (c) shows the DC power supplied from the high voltage battery 5 to the inverter 1. It shows the voltage. (D) shows the on / off state of the upper switch to which the shielded wires 33U to 33W are connected in the inverter 1, that is, the diagnostic switching elements 17U to 17W, and (e) shows the on / off state of the shielded wires 33U to 33W in the inverter 1. The on / off states of the lower switches connected to each other, that is, the grounding switching elements 18U to 18W are shown. (F) shows the shielded current flowing through the shielded wires 33U to 33W, respectively, and (g) shows the status signal output from the diagnostic control circuit 13 as the diagnostic result of the AC wiring 3.

交流配線3が正常状態である場合、図2において(a)に示すように時刻t1でイグニッション信号がオフからオンに変化すると、これに応じてインバータ1の電源が投入され、電源回路11によって診断用電源10の生成が開始される。このとき、(d)に示すように診断用スイッチング素子17U~17Wはオフ状態であり、シールド線33U~33Wと診断用電源10との間は遮断されている。一方、(e)に示すように接地用スイッチング素子18U~18Wはオン状態であり、シールド線33U~33Wとインバータ1のフレームグランド7との間は導通されている。 When the AC wiring 3 is in the normal state, when the ignition signal changes from off to on at time t1 as shown in FIG. 2A, the power of the inverter 1 is turned on accordingly, and the diagnosis is made by the power supply circuit 11. The generation of the power supply 10 is started. At this time, as shown in (d), the diagnostic switching elements 17U to 17W are in the off state, and the shielded wires 33U to 33W and the diagnostic power supply 10 are cut off. On the other hand, as shown in (e), the grounding switching elements 18U to 18W are in the ON state, and the shielded wires 33U to 33W and the frame ground 7 of the inverter 1 are conductive.

時刻t1で診断用電源10の生成が開始されると、時刻t2において診断制御回路13は、(e)に示すように接地用スイッチング素子18U~18Wをオンからオフに切り替えることで、シールド線33U~33Wとインバータ1のフレームグランド7との間を遮断する。その後、さらに(d)に示すように、診断用スイッチング素子17U~17Wをオフからオンに切り替えることで、シールド線33U~33Wと診断用電源10との間を導通する。このとき診断制御回路13は、接地用スイッチング素子18U~18Wをオフにしてから診断用スイッチング素子17U~17Wをオンにするまでの間に、これらをともにオフ状態とする所定のデッドタイム期間tdを設けて、診断用スイッチング素子17U~17Wおよび接地用スイッチング素子18U~18Wに対する切替信号を生成して出力する。 When the generation of the diagnostic power supply 10 is started at time t1, the diagnostic control circuit 13 switches the grounding switching elements 18U to 18W from on to off as shown in (e) at time t2, so that the shielded wire 33U It cuts off between ~ 33W and the frame ground 7 of the inverter 1. After that, as further shown in (d), by switching the diagnostic switching elements 17U to 17W from off to on, the shielded wires 33U to 33W and the diagnostic power supply 10 are made conductive. At this time, the diagnostic control circuit 13 sets a predetermined dead time period td in which both of the grounding switching elements 18U to 18W are turned off until the diagnostic switching elements 17U to 17W are turned on. It is provided to generate and output switching signals for the diagnostic switching elements 17U to 17W and the grounding switching elements 18U to 18W.

上記のようにして診断用スイッチング素子17U~17Wおよび接地用スイッチング素子18U~18Wの切り替え制御を行うとともに、診断制御回路13は、電流検出器19U~19Wを用いて、シールド線33U~33Wにそれぞれ流れるシールド電流を検出する。このとき、交流配線3が正常状態であり、インバータ1およびモータ2においてシールド線33U~33Wが正常に接続されている場合は、診断用電源10からシールド線33U~33Wを介してモータ2のフレームグランド8に電流が流れるため、図2(f)に示すようなシールド電流が検出される。 As described above, switching control of the diagnostic switching elements 17U to 17W and the grounding switching elements 18U to 18W is performed, and the diagnostic control circuit 13 uses the current detectors 19U to 19W to connect the shielded wires 33U to 33W, respectively. Detects the flowing shielded current. At this time, if the AC wiring 3 is in a normal state and the shielded wires 33U to 33W are normally connected to the inverter 1 and the motor 2, the frame of the motor 2 is connected from the diagnostic power supply 10 via the shielded wires 33U to 33W. Since the current flows through the ground 8, the shielded current as shown in FIG. 2 (f) is detected.

診断制御回路13は、診断用スイッチング素子17U~17Wがオンであるタイミングに対応して、(f)に示すように所定の診断判定期間tjを設定する。そして、この診断判定期間tjにおいて検出されたシールド電流を所定の判定閾値thと比較することで、交流配線3の診断を行う。図2の場合、診断判定期間tjにおけるシールド電流が判定閾値th以上であるため、診断制御回路13は交流配線3が正常であると診断する。この場合、診断制御回路13は、図2(g)に示すようにステータス信号をLレベルのままで変化させずに、不図示の上位コントローラに出力する。 The diagnostic control circuit 13 sets a predetermined diagnostic determination period tj as shown in (f) corresponding to the timing when the diagnostic switching elements 17U to 17W are on. Then, the AC wiring 3 is diagnosed by comparing the shield current detected in this diagnosis determination period tj with the predetermined determination threshold value th. In the case of FIG. 2, since the shield current in the diagnosis determination period tj is equal to or greater than the determination threshold value th, the diagnostic control circuit 13 diagnoses that the AC wiring 3 is normal. In this case, as shown in FIG. 2 (g), the diagnostic control circuit 13 outputs the status signal to the host controller (not shown) without changing the status signal at the L level.

また診断制御回路13は、診断用スイッチング素子17U~17Wをオンにしてから所定のオン期間tnを経過すると、(d)に示すように、診断用スイッチング素子17U~17Wをオンからオフに切り替えることで、シールド線33U~33Wと診断用電源10との間を再び遮断する。その後、所定のデッドタイム期間tdを経過した時刻t3において、(e)に示すように接地用スイッチング素子18U~18Wをオフからオンに切り替えることで、シールド線33U~33Wとインバータ1のフレームグランド7との間を再び導通する。 Further, the diagnostic control circuit 13 switches the diagnostic switching elements 17U to 17W from on to off as shown in (d) when a predetermined on period tun has elapsed after turning on the diagnostic switching elements 17U to 17W. Then, the shielded wires 33U to 33W and the diagnostic power supply 10 are cut off again. After that, at the time t3 when the predetermined dead time period td has elapsed, the shielded wires 33U to 33W and the frame ground 7 of the inverter 1 are switched from off to on by switching the grounding switching elements 18U to 18W as shown in (e). Conducts again between and.

診断制御回路13から上記のステータス信号を受けると、上位コントローラは交流配線3の診断結果が正常であると判断し、図2(b)に示すように時刻t4においてコンタクタ6をオフからオンに切り替える。これにより、(c)に示すように高電圧バッテリ5からインバータ1へ供給される直流電力の電圧が上昇し、インバータ1による直流電力から交流電力への電力変換動作が開始される。 Upon receiving the above status signal from the diagnostic control circuit 13, the host controller determines that the diagnostic result of the AC wiring 3 is normal, and switches the contactor 6 from off to on at time t4 as shown in FIG. 2 (b). .. As a result, as shown in (c), the voltage of the DC power supplied from the high voltage battery 5 to the inverter 1 rises, and the power conversion operation from the DC power to the AC power by the inverter 1 is started.

一方、交流配線3が異常状態である場合、図3において(a)に示すように時刻t1でイグニッション信号がオフからオンに変化すると、これに応じてインバータ1の電源が投入され、電源回路11によって診断用電源10の生成が開始される。このときの診断用スイッチング素子17U~17Wおよび接地用スイッチング素子18U~18Wの切替状態は、図2と同様である。すなわち、(d)に示すように診断用スイッチング素子17U~17Wはオフ状態であり、シールド線33U~33Wと診断用電源10との間は遮断されている。一方、(e)に示すように接地用スイッチング素子18U~18Wはオン状態であり、シールド線33U~33Wとインバータ1のフレームグランド7との間は導通されている。 On the other hand, when the AC wiring 3 is in an abnormal state, when the ignition signal changes from off to on at time t1 as shown in FIG. 3A, the power of the inverter 1 is turned on accordingly, and the power supply circuit 11 Starts the generation of the diagnostic power supply 10. The switching states of the diagnostic switching elements 17U to 17W and the grounding switching elements 18U to 18W at this time are the same as those in FIG. That is, as shown in (d), the diagnostic switching elements 17U to 17W are in the off state, and the shielded wire 33U to 33W and the diagnostic power supply 10 are cut off. On the other hand, as shown in (e), the grounding switching elements 18U to 18W are in the ON state, and the shielded wires 33U to 33W and the frame ground 7 of the inverter 1 are conductive.

時刻t1で診断用電源10の生成が開始されると、診断制御回路13は、診断用スイッチング素子17U~17Wおよび接地用スイッチング素子18U~18Wを、図2と同様のタイミングでそれぞれ切り替える。すなわち、時刻t2において接地用スイッチング素子18U~18Wをオンからオフに切り替え、所定のデッドタイム期間tdの経過後に、診断用スイッチング素子17U~17Wをオフからオンに切り替える。そして、電流検出器19U~19Wを用いて、シールド線33U~33Wにそれぞれ流れるシールド電流を検出する。また、診断用スイッチング素子17U~17Wをオンにしてから所定のオン期間tnを経過すると、診断用スイッチング素子17U~17Wをオンからオフに切り替えることで、シールド線33U~33Wと診断用電源10との間を再び遮断する。その後、所定のデッドタイム期間tdを経過した時刻t3において、接地用スイッチング素子18U~18Wをオフからオンに切り替えることで、シールド線33U~33Wとインバータ1のフレームグランド7との間を再び導通する。 When the generation of the diagnostic power supply 10 is started at time t1, the diagnostic control circuit 13 switches the diagnostic switching elements 17U to 17W and the grounding switching elements 18U to 18W, respectively, at the same timing as in FIG. That is, the grounding switching elements 18U to 18W are switched from on to off at time t2, and the diagnostic switching elements 17U to 17W are switched from off to on after the lapse of a predetermined dead time period td. Then, the current detectors 19U to 19W are used to detect the shielded currents flowing through the shielded wires 33U to 33W, respectively. Further, when a predetermined on period tun elapses after the diagnostic switching elements 17U to 17W are turned on, the shielded wires 33U to 33W and the diagnostic power supply 10 are switched by switching the diagnostic switching elements 17U to 17W from on to off. Shut off again. After that, at the time t3 when the predetermined dead time period td has elapsed, the shielded wires 33U to 33W and the frame ground 7 of the inverter 1 are reconducted by switching the grounding switching elements 18U to 18W from off to on. ..

ここで、交流配線3においてシールド線33U~33Wのいずれか少なくとも一つがモータ2のフレームグランド8と電気的に接続されていない場合は、診断用スイッチング素子17U~17Wをオンにしても、診断用電源10から当該シールド線を介してモータ2のフレームグランド8に電流が流れない。そのため、図3(f)に示すように0のままで変化しないシールド電流が検出される。 Here, when at least one of the shielded wires 33U to 33W in the AC wiring 3 is not electrically connected to the frame ground 8 of the motor 2, even if the diagnostic switching elements 17U to 17W are turned on, it is for diagnosis. No current flows from the power supply 10 to the frame ground 8 of the motor 2 via the shielded wire. Therefore, as shown in FIG. 3 (f), a shield current that remains 0 and does not change is detected.

なお、シールド線33U~33Wがモータ2のフレームグランド8と電気的に接続されていない場合とは、例えば、U相、V相、W相の各ケーブル31U,31V,31Wに取り付けられたコネクタがインバータ1やモータ2から外れた場合や、インバータ1やモータ2にコネクタが固定されたままの状態で、各ケーブルのシールド線33U~33Wがコネクタから抜け出た場合などが該当する。また、各ケーブルが完全に断線した場合、すなわち心線32U~32Wおよびシールド線33U~33Wがともに破断した場合なども該当する。このような異常状態が交流配線3において生じていると、診断用スイッチング素子17U~17Wによってシールド線33U~33Wと診断用電源10との間を導通させても、図3(f)に示すようにシールド電流は流れない。 When the shielded wires 33U to 33W are not electrically connected to the frame ground 8 of the motor 2, for example, the connectors attached to the U-phase, V-phase, and W-phase cables 31U, 31V, and 31W are used. This corresponds to the case where the cable is disconnected from the inverter 1 or the motor 2, or the case where the shielded wires 33U to 33W of each cable are pulled out from the connector while the connector is fixed to the inverter 1 or the motor 2. Further, the case where each cable is completely broken, that is, the case where both the core wires 32U to 32W and the shielded wires 33U to 33W are broken is also applicable. When such an abnormal state occurs in the AC wiring 3, even if the shielded wires 33U to 33W and the diagnostic power supply 10 are made conductive by the diagnostic switching elements 17U to 17W, as shown in FIG. 3 (f). Shielded current does not flow.

診断制御回路13は、図2において説明したのと同様に、予め設定された所定の診断判定期間tjにおいて検出されたシールド電流を所定の判定閾値thと比較することで、交流配線3の診断を行う。図3の場合、(f)に示すように診断判定期間tjにおけるシールド電流が判定閾値th未満であるため、診断制御回路13は交流配線3が異常であると診断する。この場合、診断制御回路13は、(g)に示すようにステータス信号をLレベルからHレベルに変化させ、不図示の上位コントローラに出力する。 The diagnostic control circuit 13 diagnoses the AC wiring 3 by comparing the shield current detected in the preset predetermined diagnostic determination period tj with the predetermined determination threshold value th, as described with reference to FIG. conduct. In the case of FIG. 3, since the shield current in the diagnosis determination period tj is less than the determination threshold value th as shown in (f), the diagnostic control circuit 13 diagnoses that the AC wiring 3 is abnormal. In this case, the diagnostic control circuit 13 changes the status signal from the L level to the H level as shown in (g), and outputs the status signal to an upper controller (not shown).

診断制御回路13から上記のステータス信号を受けると、上位コントローラは交流配線3の診断結果が異常であると判断し、図3(b)に示すようにコンタクタ6をオフのままとする。これにより、(c)に示すように高電圧バッテリ5からインバータ1への直流電力の供給を事前に防止して、インバータ1やモータ2を高電圧が印加されていない安全な状態に保つことができる。 Upon receiving the above status signal from the diagnostic control circuit 13, the host controller determines that the diagnostic result of the AC wiring 3 is abnormal, and leaves the contactor 6 off as shown in FIG. 3 (b). As a result, as shown in (c), the supply of DC power from the high voltage battery 5 to the inverter 1 can be prevented in advance, and the inverter 1 and the motor 2 can be kept in a safe state where no high voltage is applied. can.

また、診断制御回路13による交流配線3の診断の終了後には、診断用スイッチング素子17U~17Wによってシールド線33U~33Wと診断用電源10との間が遮断されるとともに、接地用スイッチング素子18U~18Wによってシールド線33U~33Wがインバータ1のフレームグランド7と電気的に接続される。そのため、インバータ1のフレームグランド7やモータ2のフレームグランド8に対するシールド線33U~33Wの電圧を0にできるため、シールド線33U~33Wが断線している状態で人が触れたとしても、感電の危険性を回避することができる。 Further, after the diagnosis of the AC wiring 3 by the diagnostic control circuit 13 is completed, the shielded wires 33U to 33W and the diagnostic power supply 10 are cut off by the diagnostic switching elements 17U to 17W, and the grounding switching elements 18U to 18U. The shielded wires 33U to 33W are electrically connected to the frame ground 7 of the inverter 1 by 18W. Therefore, the voltage of the shielded wires 33U to 33W with respect to the frame ground 7 of the inverter 1 and the frame ground 8 of the motor 2 can be set to 0, so that even if a person touches the shielded wires 33U to 33W while the shielded wires 33U to 33W are disconnected, an electric shock will occur. The danger can be avoided.

なお、上記のように交流配線3の診断時には、診断用スイッチング素子17U~17Wをオンにすることで、診断用スイッチング素子17U~17Wを介してシールド線33U~33Wにシールド電流が流れる。したがって、過大なシールド電流が流れるのを防止するため、診断用スイッチング素子17U~17Wは、オン状態のときにある程度の抵抗値を有する必要がある。一方、交流配線3の診断時以外では、接地用スイッチング素子18U~18Wをオンにすることで、接地用スイッチング素子18U~18Wを介してシールド線33U~33Wがインバータ1のフレームグランド7と電気的に接続される。したがって、接地抵抗を小さくするため、接地用スイッチング素子18U~18Wは、オン状態でなるべく小さな抵抗値を有することが好ましく、少なくとも診断用スイッチング素子17U~17Wよりもオン状態での抵抗値が小さいことが好ましい。 As described above, when the AC wiring 3 is diagnosed, by turning on the diagnostic switching elements 17U to 17W, a shielded current flows through the shielded wires 33U to 33W via the diagnostic switching elements 17U to 17W. Therefore, in order to prevent an excessive shield current from flowing, the diagnostic switching elements 17U to 17W need to have a certain resistance value when in the ON state. On the other hand, except at the time of diagnosis of the AC wiring 3, by turning on the grounding switching elements 18U to 18W, the shielded wires 33U to 33W are electrically connected to the frame ground 7 of the inverter 1 via the grounding switching elements 18U to 18W. Connected to. Therefore, in order to reduce the grounding resistance, the grounding switching elements 18U to 18W preferably have a resistance value as small as possible in the on state, and at least the resistance value in the on state is smaller than that of the diagnostic switching elements 17U to 17W. Is preferable.

図4は、本発明の第1の実施形態に係る交流配線3の構造例を示す断面図である。本実施形態において、交流配線3を構成するケーブル31U、31V,31Wは、それぞれ図4に示すような構造を有している。すなわち、導体が絶縁層で覆われた中心部分が心線32U,32V,32Wに相当し、これをシールド線33U,33V,33Wに相当する電気シールド層が囲んでいる。電気シールド層の外側は、各ケーブルを保護および絶縁するためのシースで覆われている。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structural example of the AC wiring 3 according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the cables 31U, 31V, and 31W constituting the AC wiring 3 each have a structure as shown in FIG. That is, the central portion where the conductor is covered with the insulating layer corresponds to the core wire 32U, 32V, 32W, and this is surrounded by the electric shield layer corresponding to the shielded wire 33U, 33V, 33W. The outside of the electric shield layer is covered with a sheath to protect and insulate each cable.

以上説明した本発明の第1の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the first embodiment of the present invention described above, the following effects are exhibited.

(1)インバータ1は、高電圧バッテリ5から供給される直流電力を交流電力に変換し、心線32U~32Wがシールド線33U~33Wで囲われて形成された交流配線3を介して交流電力を負荷であるモータ2に出力する。シールド線33U~33Wの一端側は、モータ2のフレームグランド8と電気的に接続されている。インバータ1は、シールド線33U~33Wの他端側と診断用電源10との間の導通状態を切り替える診断用スイッチング素子17U~17Wと、シールド線33U~33Wの他端側とインバータ1のフレームグランド7との間の導通状態を切り替える接地用スイッチング素子18U~18Wと、診断制御回路13とを備える。診断制御回路13は、診断用スイッチング素子17U~17Wによりシールド線33U~33Wの他端側と診断用電源10との間が導通され、かつ、接地用スイッチング素子18U~18Wによりシールド線33U~33Wの他端側とインバータ1のフレームグランド7との間が遮断されているときのシールド線33U~33Wの通電状態に基づいて、交流配線3の状態を診断する。このようにしたので、交流配線3の診断時以外には、インバータ1のフレームグランド7やモータ2のフレームグランド8に対するシールド線33U~33Wの電圧を0にできるため、シールド線33U~33Wが断線している状態で人が触れたとしても、感電の危険性を回避することができる。したがって、インバータ1とモータ2の間に接続される交流配線3の接続状態を安全に診断することができる。 (1) The inverter 1 converts the DC power supplied from the high voltage battery 5 into AC power, and AC power is passed through the AC wiring 3 formed by the core wires 32U to 32W surrounded by the shield wires 33U to 33W. Is output to the motor 2 which is a load. One end of the shielded wires 33U to 33W is electrically connected to the frame ground 8 of the motor 2. Inverter 1 includes diagnostic switching elements 17U to 17W that switch the conduction state between the other end of the shielded wires 33U to 33W and the diagnostic power supply 10, and the other end of the shielded wires 33U to 33W and the frame ground of the inverter 1. It is provided with a grounding switching element 18U to 18W for switching the conduction state between the 7 and the diagnostic control circuit 13. In the diagnostic control circuit 13, the other end side of the shielded wire 33U to 33W is conducted by the diagnostic switching elements 17U to 17W and the diagnostic power supply 10, and the shielded wire 33U to 33W is connected by the grounding switching element 18U to 18W. The state of the AC wiring 3 is diagnosed based on the energized state of the shielded wires 33U to 33W when the other end side of the shielded wire 33U and the frame ground 7 of the inverter 1 are cut off. Since this is done, the voltage of the shielded wires 33U to 33W with respect to the frame ground 7 of the inverter 1 and the frame ground 8 of the motor 2 can be set to 0 except when the AC wiring 3 is diagnosed, so that the shielded wires 33U to 33W are disconnected. Even if a person touches it while doing so, the risk of electric shock can be avoided. Therefore, the connection state of the AC wiring 3 connected between the inverter 1 and the motor 2 can be safely diagnosed.

(2)交流配線3は、U相、V相、W相の交流電力のそれぞれを伝達する複数の心線32U~32Wと、心線32U~32Wのそれぞれを囲む複数のシールド線33U~33Wとを有する。診断用スイッチング素子17U~17Wおよび接地用スイッチング素子18U~18Wは、シールド線33U~33W毎にそれぞれ設けられる。このようにしたので、交流配線3を構成するケーブル31U,31Vおよび31Wのそれぞれについて、接続状態を安全に診断することができる。 (2) The AC wiring 3 includes a plurality of core wires 32U to 32W for transmitting each of U-phase, V-phase, and W-phase AC power, and a plurality of shielded wires 33U to 33W surrounding each of the core wires 32U to 32W. Have. The diagnostic switching elements 17U to 17W and the grounding switching elements 18U to 18W are provided for each shielded wire 33U to 33W, respectively. Since this is done, the connection state of each of the cables 31U, 31V and 31W constituting the AC wiring 3 can be safely diagnosed.

(3)診断制御回路13は、診断用スイッチング素子17U~17Wおよび接地用スイッチング素子18U~18Wをともにオフ状態とするデッドタイム期間tdを設けて、診断用スイッチング素子17U~17Wおよび接地用スイッチング素子18U~18Wの切り替え制御を行う。このようにしたので、インバータ1において診断用電源10とフレームグランド7の間が短絡されるのを防止し、安全性を向上させることができる。 (3) The diagnostic control circuit 13 is provided with a dead time period td in which both the diagnostic switching elements 17U to 17W and the grounding switching elements 18U to 18W are turned off, and the diagnostic switching elements 17U to 17W and the grounding switching element are provided. Switching control from 18U to 18W is performed. Since this is done, it is possible to prevent a short circuit between the diagnostic power supply 10 and the frame ground 7 in the inverter 1 and improve safety.

(4)インバータ1は、診断用電源10を生成する電源回路11をさらに備える。診断制御回路13は、図2、図3で説明したように、電源回路11が診断用電源10の生成を開始してから高電圧バッテリ5が直流電力の供給を開始するまでの間、すなわち時刻t1から時刻t4までの間に、シールド線33U~33Wの他端側と診断用電源10との間が導通され(診断用スイッチング素子17U~17Wがオン)、かつ、シールド線33U~33Wの他端側とインバータ1のフレームグランド7との間が遮断される(接地用スイッチング素子18U~18Wがオフ)ように、診断用スイッチング素子17U~17Wおよび接地用スイッチング素子18U~18Wの切り替え制御を行って、交流配線3の診断を行う。このようにしたので、交流配線3の接続状態が異常である場合に、高電圧バッテリ5からインバータ1への直流電力の供給を事前に防止できる。そのため、インバータ1やモータ2を高電圧が印加されていない安全な状態に保つことができる。 (4) The inverter 1 further includes a power supply circuit 11 that generates a diagnostic power supply 10. As described with reference to FIGS. 2 and 3, the diagnostic control circuit 13 is set between the time when the power supply circuit 11 starts generating the diagnostic power supply 10 and the time when the high voltage battery 5 starts supplying DC power, that is, the time. Between t1 and time t4, the other end of the shielded wires 33U to 33W and the diagnostic power supply 10 are conducted (diagnosis switching elements 17U to 17W are on), and the shielded wires 33U to 33W and others. Switching control between the diagnostic switching elements 17U to 17W and the grounding switching elements 18U to 18W is performed so that the connection between the end side and the frame ground 7 of the inverter 1 is cut off (grounding switching elements 18U to 18W are turned off). Then, the AC wiring 3 is diagnosed. Since this is done, it is possible to prevent the supply of DC power from the high voltage battery 5 to the inverter 1 in advance when the connection state of the AC wiring 3 is abnormal. Therefore, the inverter 1 and the motor 2 can be kept in a safe state in which a high voltage is not applied.

(5)また、診断制御回路13は、電源回路11が診断用電源10の生成を開始する時刻t1より前、および、高電圧バッテリ5が直流電力の供給を開始した時刻t4の後では、シールド線33U~33Wの他端側と診断用電源10との間が遮断され(診断用スイッチング素子17U~17Wがオフ)、かつ、シールド線33U~33Wの他端側とインバータ1のフレームグランド7との間が導通される(接地用スイッチング素子18U~18Wがオン)ように、診断用スイッチング素子17U~17Wおよび接地用スイッチング素子18U~18Wの切り替え制御を行う。このようにしたので、交流配線3の診断時以外には、インバータ1のフレームグランド7やモータ2のフレームグランド8に対するシールド線33U~33Wの電圧を確実に0として、感電の危険性を回避することができる。 (5) Further, the diagnostic control circuit 13 shields before the time t1 when the power supply circuit 11 starts generating the diagnostic power supply 10 and after the time t4 when the high voltage battery 5 starts supplying DC power. The other end of the wires 33U to 33W and the diagnostic power supply 10 are cut off (the diagnostic switching elements 17U to 17W are off), and the other end of the shielded wires 33U to 33W and the frame ground 7 of the inverter 1 Switching control between the diagnostic switching elements 17U to 17W and the grounding switching elements 18U to 18W is performed so that the intervals between the two are conducted (the grounding switching elements 18U to 18W are turned on). Since this is done, the voltage of the shielded wires 33U to 33W with respect to the frame ground 7 of the inverter 1 and the frame ground 8 of the motor 2 is surely set to 0 except when the AC wiring 3 is diagnosed, and the risk of electric shock is avoided. be able to.

(6)接地用スイッチング素子18U~18Wは、診断用スイッチング素子17U~17Wよりもオン状態での抵抗値が小さいことが好ましい。このようにすれば、交流配線3の診断時にシールド線33U~33Wにおいて過大なシールド電流が流れるのを防止するとともに、シールド線33U~33Wの接地抵抗を小さくすることができる。 (6) It is preferable that the grounding switching elements 18U to 18W have a smaller resistance value in the on state than the diagnostic switching elements 17U to 17W. By doing so, it is possible to prevent an excessive shield current from flowing in the shielded wires 33U to 33W at the time of diagnosing the AC wiring 3, and to reduce the grounding resistance of the shielded wires 33U to 33W.

(第2の実施形態)
図5は、本発明の第2の実施形態に係るモータ駆動システムの構成図である。図5に示すモータ駆動システムは、第1の実施形態で説明した図1のモータ駆動システムと同様に、例えば自動車等の車両に搭載されて使用されるものであり、インバータ1Aとモータ2が交流配線3Aを介して接続されることにより構成されている。
(Second embodiment)
FIG. 5 is a block diagram of a motor drive system according to a second embodiment of the present invention. The motor drive system shown in FIG. 5 is mounted on, for example, a vehicle such as an automobile and used in the same manner as the motor drive system of FIG. 1 described in the first embodiment, and the inverter 1A and the motor 2 are AC. It is configured by being connected via the wiring 3A.

交流配線3Aは、第1の実施形態で説明した交流配線3と比較して、U相、V相、W相にそれぞれ対応する心線32U,32V,32Wが一つのケーブル31にまとめられており、このケーブル31に一つのシールド線33が設けられている点が異なっている。また、インバータ1Aは、第1の実施形態で説明したインバータ1と比較して、図1の診断用スイッチング素子17U~17W、接地用スイッチング素子18U~18Wおよび電流検出器19U~19Wに替えて、診断用スイッチング素子17、接地用スイッチング素子18および電流検出器19が一つのシールド線33に対してそれぞれ一つずつ設けられている点が異なっている。 In the AC wiring 3A, as compared with the AC wiring 3 described in the first embodiment, the core wires 32U, 32V, 32W corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase are integrated into one cable 31. The difference is that the cable 31 is provided with one shielded wire 33. Further, the inverter 1A is replaced with the diagnostic switching elements 17U to 17W, the grounding switching elements 18U to 18W, and the current detectors 19U to 19W in FIG. 1 as compared with the inverter 1 described in the first embodiment. The difference is that the diagnostic switching element 17, the grounding switching element 18, and the current detector 19 are provided for each shielded wire 33.

診断制御回路13は、第1の実施形態で説明したのと同様の手順により、診断用スイッチング素子17および接地用スイッチング素子18の切り替え制御を所定のタイミングで実施するとともに、電流検出器19を用いてシールド線33に流れるシールド電流を検出する。そして、検出したシールド電流を所定の判定閾値thと比較することで、交流配線3が正常であるか異常であるかを診断し、その診断結果を不図示の上位コントローラに出力する。これにより、第1の実施形態と同様に、インバータ1Aとモータ2の間に接続される交流配線3Aの接続状態を安全に診断することができる。 The diagnostic control circuit 13 performs switching control of the diagnostic switching element 17 and the grounding switching element 18 at a predetermined timing by the same procedure as described in the first embodiment, and uses the current detector 19. The shield current flowing through the shielded wire 33 is detected. Then, by comparing the detected shield current with a predetermined determination threshold value th, it is diagnosed whether the AC wiring 3 is normal or abnormal, and the diagnosis result is output to a higher-level controller (not shown). Thereby, as in the first embodiment, the connection state of the AC wiring 3A connected between the inverter 1A and the motor 2 can be safely diagnosed.

図6は、本発明の第2の実施形態に係る交流配線3Aの構造例を示す断面図である。本実施形態において、交流配線3Aを構成するケーブル31は、図6に示すような構造を有している。すなわち、導体が絶縁層で覆われてそれぞれ形成された三つの心線32U,32V,32Wを、シールド線33に相当する一つの電気シールド層がまとめて囲んでいる。この電気シールド層の外側は、ケーブル31を保護および絶縁するためのシースで覆われている。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a structural example of the AC wiring 3A according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the cable 31 constituting the AC wiring 3A has a structure as shown in FIG. That is, one electric shield layer corresponding to the shielded wire 33 collectively surrounds the three core wires 32U, 32V, 32W each formed by covering the conductor with an insulating layer. The outside of this electric shield layer is covered with a sheath for protecting and insulating the cable 31.

以上説明した本発明の第2の実施形態によれば、交流配線3は、U相、V相、W相の交流電力のそれぞれを伝達する複数の心線32U~32Wと、心線32U~32Wをまとめて囲む一つのシールド線33とを有する。診断用スイッチング素子17および接地用スイッチング素子18は、一つのシールド線33に対してそれぞれ設けられる。このようにしたので、診断用スイッチング素子や接地用スイッチング素子の個数を減らしつつ、交流配線3の接続状態を安全に診断することができる。 According to the second embodiment of the present invention described above, the AC wiring 3 has a plurality of core wires 32U to 32W and core wires 32U to 32W for transmitting each of U-phase, V-phase, and W-phase AC power. It has one shield wire 33 which collectively surrounds the shield wire 33. The diagnostic switching element 17 and the grounding switching element 18 are provided for one shielded wire 33, respectively. Since this is done, the connection state of the AC wiring 3 can be safely diagnosed while reducing the number of diagnostic switching elements and grounding switching elements.

以上説明した各実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 The embodiments and various modifications described above are merely examples, and the present invention is not limited to these contents as long as the features of the invention are not impaired. Further, although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other aspects considered within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention.

1,1A:インバータ
2:モータ
3,3A:交流配線
4:低電圧バッテリ
5:高電圧バッテリ
6:コンタクタ
7:フレームグランド
8:フレームグランド
9U,9V,9W:電流センサ
10:診断用電源
11:電源回路
12:電力変換制御回路
13:診断制御回路
14:平滑コンデンサ
15U,15V,15W,16U,16V,16W:電力変換用スイッチング素子
17,17U,17V,17W:診断用スイッチング素子
18,18U,18V,18W:接地用スイッチング素子
19,19U,19V,19W:電流検出器
31,31U,31V,31W:ケーブル
32U,32V,32W:心線
33,33U,33V,33W:シールド線
1,1A: Inverter 2: Motor 3,3A: AC wiring 4: Low voltage battery 5: High voltage battery 6: Contactor 7: Frame ground 8: Frame ground 9U, 9V, 9W: Current sensor 10: Diagnostic power supply 11: Power supply circuit 12: Power conversion control circuit 13: Diagnostic control circuit 14: Smoothing capacitor 15U, 15V, 15W, 16U, 16V, 16W: Power conversion switching element 17, 17U, 17V, 17W: Diagnostic switching element 18, 18U, 18V, 18W: Grounding switching element 19, 19U, 19V, 19W: Current detector 31, 31U, 31V, 31W: Cable 32U, 32V, 32W: Core wire 33, 33U, 33V, 33W: Shielded wire

Claims (7)

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、心線がシールド線で囲われて形成された交流配線を介して前記交流電力を負荷に出力する電力変換装置であって、
前記シールド線の一端側は、前記負荷のフレームグランドと電気的に接続されており、
前記電力変換装置は、
前記シールド線の他端側と診断用電源との間の導通状態を切り替える第1スイッチング素子と、
前記シールド線の他端側と前記電力変換装置のフレームグランドとの間の導通状態を切り替える第2スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子により前記シールド線の他端側と前記診断用電源との間が導通され、かつ、前記第2スイッチング素子により前記シールド線の他端側と前記電力変換装置のフレームグランドとの間が遮断されているときの前記シールド線の通電状態に基づいて、前記交流配線の状態を診断する制御回路と、を備える電力変換装置。
A power conversion device that converts DC power supplied from a high-voltage power supply into AC power and outputs the AC power to a load via AC wiring formed by surrounding a core wire with a shielded wire.
One end side of the shielded wire is electrically connected to the frame ground of the load.
The power converter is
A first switching element that switches the conduction state between the other end of the shielded wire and the diagnostic power supply,
A second switching element that switches the conduction state between the other end of the shielded wire and the frame ground of the power conversion device, and
The other end side of the shielded wire and the diagnostic power supply are conducted by the first switching element, and the other end side of the shielded wire and the frame ground of the power conversion device are connected by the second switching element. A power conversion device comprising a control circuit for diagnosing the state of the AC wiring based on the energized state of the shielded wire when the space is cut off.
請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記交流配線は、複数相の前記交流電力のそれぞれを伝達する複数の心線と、前記複数の心線のそれぞれを囲む複数のシールド線とを有し、
前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子は、前記複数のシールド配線毎にそれぞれ設けられる電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1.
The AC wiring has a plurality of core wires for transmitting each of the plurality of phases of the AC power, and a plurality of shielded wires surrounding each of the plurality of core wires.
The first switching element and the second switching element are power conversion devices provided for each of the plurality of shielded wirings.
請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記交流配線は、複数相の前記交流電力のそれぞれを伝達する複数の心線と、前記複数の心線をまとめて囲む一つのシールド線とを有し、
前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子は、前記一つのシールド配線に対してそれぞれ設けられる電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1.
The AC wiring has a plurality of core wires for transmitting each of the plurality of phases of the AC power, and one shielded wire that collectively surrounds the plurality of core wires.
The first switching element and the second switching element are power conversion devices provided for the one shielded wiring, respectively.
請求項1ないし3に記載のいずれかの電力変換装置であって、
前記制御回路は、前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子をともにオフ状態とするデッドタイム期間を設けて、前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子の切り替え制御を行う電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3.
The control circuit is a power conversion device that controls switching between the first switching element and the second switching element by providing a dead time period in which both the first switching element and the second switching element are turned off.
請求項1ないし3に記載のいずれかの電力変換装置であって、
前記診断用電源を生成する電源回路をさらに備え、
前記制御回路は、前記電源回路が前記診断用電源の生成を開始してから前記高電圧電源が前記直流電力の供給を開始するまでの間に、前記シールド線の他端側と前記診断用電源との間が導通され、かつ、前記シールド線の他端側と前記電力変換装置のフレームグランドとの間が遮断されるように、前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子の切り替え制御を行って、前記交流配線の診断を行う電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3.
Further equipped with a power supply circuit for generating the diagnostic power supply,
The control circuit includes the other end of the shielded wire and the diagnostic power supply between the time when the power supply circuit starts generating the diagnostic power supply and the time when the high voltage power supply starts supplying the DC power. The switching control between the first switching element and the second switching element is performed so that the connection between the first switching element and the frame ground of the power conversion device is cut off from the other end side of the shielded wire. A power conversion device that diagnoses the AC wiring.
請求項5に記載の電力変換装置であって、
前記制御回路は、前記電源回路が前記診断用電源の生成を開始する前、および、前記高電圧電源が前記直流電力の供給を開始した後では、前記シールド線の他端側と前記診断用電源との間が遮断され、かつ、前記シールド線の他端側と前記電力変換装置のフレームグランドとの間が導通されるように、前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子の切り替え制御を行う電力変換装置。
The power conversion device according to claim 5.
The control circuit includes the other end of the shielded wire and the diagnostic power supply before the power supply circuit starts generating the diagnostic power supply and after the high voltage power supply starts supplying the DC power. The switching control between the first switching element and the second switching element is performed so that the space between the two is cut off and the other end side of the shielded wire and the frame ground of the power conversion device are conducted. Power converter.
請求項1ないし3に記載のいずれかの電力変換装置であって、
前記第2スイッチング素子は、前記第1スイッチング素子よりもオン状態での抵抗値が小さい電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3.
The second switching element is a power conversion device having a smaller resistance value in the on state than the first switching element.
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