BR112020001767A2

BR112020001767A2 - aparelho de proteção de dispositivo e método de proteção de dispositivo

Info

Publication number: BR112020001767A2
Application number: BR112020001767-1A
Authority: BR
Inventors: Shinji Kawaguchi; Kazushige Namiki
Original assignee: Nissan Motor Co., Ltd.
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2020-07-21
Also published as: US20200212839A1; EP3661049B1; EP3661049A1; CN110945777A; KR102220860B1; CN110945777B; EP3661049A4; KR20200023444A; BR112020001767B1; MY196047A; JPWO2019021469A1; RU2729775C1; CA3071229A1; US10763775B2; WO2019021469A1; CA3071229C; JP6844702B2

Abstract

Trata-se de um aparelho de proteção de dispositivo que compreende um primeiro sensor para detectar a temperatura de um refrigerante usado para resfriar um dispositivo que inclui uma peça de geração de calor, um segundo sensor para detectar a temperatura do dispositivo, e um controlador 10 que aplica a limitação de acionamento ao dispositivo com base em uma primeira temperatura detectada, a qual é detectada pelo primeiro sensor e uma segunda temperatura detectada, a qual é detectada pelo segundo sensor, em que o controlador 10 calcula uma diferença de temperatura entre a primeira temperatura detectada e a segunda temperatura de-tectada, aplica limitação de acionamento ao dispositivo quando a diferença de tem-peratura for maior do que um valor limite de diferença de temperatura predetermi-nado, e aplica limitação de acionamento ao dispositivo quando a segunda tempe-ratura detectada for maior do que um valor limite de primeira temperatura predeter-minado.

Description

“APARELHO DE PROTEÇÃO DE DISPOSITIVO E MÉTODO DE PROTEÇÃO DE DISPOSITIVO” [CAMPO DA TÉCNICA]

[001] A presente invenção refere-se a um aparelho de proteção de dispo- sitivo e um método de proteção de dispositivo. [ANTECEDENTES DA TÉCNICA]

[002] Um método para aplicar limitação ao torque de um motor, em que a temperatura de inversor é detectada por um sensor de temperatura, uma quanti- dade de variação de temperatura é calculada, a correção da temperatura de in- versor é realizada quando a quantidade de variação de temperatura for maior do que um valor limite, e também, processamento de suavização é realizado à tem- peratura de inversor após correção, e quando a temperatura à qual o processa- mento de suavização é realizado for maior do que uma temperatura limítrofe su- perior, uma taxa de limitação de é definida, é conhecido (Documento de Patente 1). [DOCUMENTO DA TÉCNICA ANTERIOR] [DOCUMENTO DE PATENTE] [Documento de Patente 1] JP 2006-230037 A [SUMÁRIO DA INVENÇÃO] [PROBLEMAS A SEREM SOLUCIONADOS PELA INVENÇÃO]

[003] Entretanto, existe um problema em que a temperatura de uma peça de geração de calor se torna muito alta devido ao fato de que a limitação de torque em uma temporização adequada não é aplicada quando a temperatura circun- dante for muito alta.

[004] Um problema a ser solucionado pela presente invenção é fornecer um aparelho de proteção de dispositivo e método de proteção de dispositivo que pode suprimir a elevação de temperatura na peça de geração de calor.

[MEIOS PARA SOLUCIONAR OS PROBLEMAS]

[005] A presente invenção soluciona o problema acima através da detec- ção de cada uma dentre uma temperatura de um refrigerante usado para resfriar um dispositivo e uma temperatura do dispositivo, calcular uma diferença de tem- peratura entre a temperatura detectada do refrigerante e a temperatura detectada do dispositivo, aplicar a limitação de acionamento ao dispositivo quando a dife- rença de temperatura for maior do que um valor limite de diferença de temperatura predeterminado, e aplicar a limitação de acionamento ao dispositivo quando a temperatura detectada do dispositivo for maior do que um valor limite de tempe- ratura predeterminado. [EFEITO DA INVENÇÃO]

[006] De acordo com a presente invenção, a elevação da temperatura na peça de geração de calor pode ser suprimida. [BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS]

[007] A Figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema de acionamento que inclui um aparelho de proteção de dispositivo de acordo com a presente mo- dalidade.

[008] A Figura 2 é um fluxograma que mostra um fluxo de controle do aparelho de proteção de dispositivo.

[009] A Figura 3A é um gráfico que ilustra características de temperatura quando uma temperatura ambiental for temperatura baixa (TL).

[010] A Figura 3B é um gráfico que ilustra características de temperatura quando a temperatura ambiental for temperatura baixa (TL).

[011] A Figura 4A é um gráfico que ilustra características de temperatura quando a temperatura ambiental for temperatura alta (TH).

[012] A Figura 4B é um gráfico que ilustra características de temperatura quando a temperatura ambiental for temperatura alta (TH).

[013] A Figura 5A é um gráfico que ilustra características de temperatura quando a temperatura ambiental for temperatura baixa (TL).

[014] A Figura 5B é um gráfico que ilustra características de temperatura quando a temperatura ambiental for temperatura baixa (TL).

[015] A Figura 6A é um gráfico que ilustra características de temperatura quando a temperatura ambiental for temperatura alta (TH).

[016] A Figura 6B é um gráfico que ilustra características de temperatura quando a temperatura ambiental for temperatura alta (TH).

[017] A Figura 7 é um gráfico que ilustra uma relação entre temperaturas e valores limítrofes superiores de acordo com um exemplo modificado da presente modalidade.

[018] A Figura 8 é um gráfico que ilustra uma relação entre temperaturas e valores limítrofes superiores de acordo com um exemplo modificado da presente modalidade. [MODO(S) PARA EXECUTAR A INVENÇÃO]

[019] A seguir, as modalidades da presente invenção serão descritas com base nos desenhos. O aparelho de proteção de dispositivo de acordo com a pre- sente modalidade é um aparelho para suprimir a elevação da temperatura de um dispositivo que inclui um corpo de geração de calor. O aparelho de proteção de dispositivo é fornecido, por exemplo, a um sistema de acionamento a ser instalado em um veículo, e ao mesmo tempo em que gerencia a temperatura de dispositivos inclusos no sistema de acionamento, a elevação da temperatura nos dispositivos é suprimida.

[020] A seguir, um exemplo em que o aparelho de proteção de dispositivo é fornecido a um sistema de acionamento para um veículo será descrito. Adicio- nalmente, o fornecimento do aparelho de proteção de dispositivo não é necessa-

riamente limitado a um sistema de acionamento e o aparelho de proteção de dis- positivo pode ser fornecido a outro sistema que inclui uma peça de geração de calor. Adicionalmente, o aparelho de proteção de dispositivo pode ser fornecido a outro sistema além de veículos.

[021] A Figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema de acionamento que inclui o aparelho de proteção de dispositivo de acordo com a presente moda- lidade. O sistema de acionamento inclui uma fonte de potência 1, uma carga 2, um aparelho de conversão de potência 3, um aparelho de resfriamento 4 e um controlador 10.

[022] A fonte de potência 1 é uma fonte de potência de um veículo e é um grupo de baterias em que as baterias secundárias, como baterias de lítio-íon, são conectadas em paralelo ou em série. A carga 2 é um motor (motor elétrico) e é conectado a uma roda com a finalidade de fornecer força rotacional à roda. Para a carga 2, por exemplo, um motor de CA trifásico é usado.

[023] O aparelho de conversão de potência 3 é conectado entre a fonte de potência 1 e a carga 2. O aparelho de conversão de potência 3 inclui um cir- cuito de inversor, circuito de controle e similares. O circuito de inversor é um cir- cuito que habilita a conversão bifásica e trifásica que conecta um elemento de comutação como IGBT ou similares em uma forma de ponte. O circuito de inversor é conectado entre a carga 2 e a fonte de potência 1. O circuito de inversor é configurado por um circuito em série que conecta uma pluralidade de elementos de comutação em série sendo conectado para três fases em paralelo. No circuito de inversor, cada ponto de conexão entre um elemento de comutação de um braço superior e um elemento de comutação de um braço inferior é conectado a um terminal de saída de uma fase UVW no lado de motor. Além disso, o circuito de inversor inclui um capacitor de suavização. O capacitor de suavização suaviza a tensão de entrada e saída da fonte de potência 1 e é conectado entre um circuito do elemento de comutação em uma forma de ponte e um terminal de conexão no lado de fonte de potência 1.

[024] O aparelho de conversão de potência 3 inclui um sensor de tempe- ratura 21 para detectar a temperatura interna do aparelho. O aparelho de conver- são de potência 3 realiza a conversão de potência pela ATIVAÇÃO E DESATIVAÇÃO do elemento de comutação incluso no circuito de inversor. Quando o elemento de comutação realizar a operação de ATIVAÇÃO/DESATIVAÇÃO, o calor é gerado como por perda de comutação, etc. O elemento de comutação é modularizado como um módulo de potência e é ins- talado dentro do aparelho de conversão de potência 3. O sensor de temperatura 21 detecta a temperatura do módulo de potência que aumenta pela operação de comutação do elemento de comutação. O sensor de temperatura 21 é fornecido ao módulo de potência. O sensor de temperatura 21 emite um valor detectado para o controlador 10. O valor detectado do sensor de temperatura 21 pode ser emitido para o controlador 10 por meio de um controlador dentro do aparelho de conversão de potência 3. Além disso, o fornecimento do sensor de temperatura 21 não se limita ao módulo de potência e o sensor de temperatura 21 pode ser fornecido ao aparelho de conversão de potência 3 de modo que a temperatura de outros componentes internos do aparelho de conversão de potência 3 possa ser detectada.

[025] O aparelho de resfriamento 4 resfria o aparelho de conversão de potência 3 circulando-se o refrigerante dentro do aparelho de conversão de po- tência 3. O aparelho de resfriamento 4 inclui uma bomba para emitir o refrigerante, uma válvula reguladora para ajustar a quantidade de refrigerante, um trocador de calor e similares. O aparelho de resfriamento 4 e o aparelho de conversão de potência 3 são conectados por um canal pelo qual flui o refrigerante. O canal é formado com a finalidade de sair do aparelho de resfriamento 4, atravessar o interior do aparelho de conversão de potência 3 e retornar para o aparelho de resfriamento 4. O refrigerante é usado para resfriar o módulo de potência e é um líquido como água ou similares, um gás refrigerante ou similares.

[026] O aparelho de resfriamento 4 inclui um sensor de temperatura 22 para detectar a temperatura do refrigerante. O sensor de temperatura 22 é forne- cido ao canal. O sensor de temperatura 22 emite um valor detectado para o con- trolador 10.

[027] O controlador 10 é um computador para executar o processamento de controle do aparelho de proteção de dispositivo e controlando-se o aparelho de conversão de potência 3 com base na temperatura detectada do sensor de temperatura 21 e na temperatura detectada do sensor de temperatura 22, protege o aparelho de conversão de potência 3. O controlador 10 inclui uma Memória de Somente Leitura (ROM) à qual um programa para executar o controle para prote- ger o aparelho de conversão de potência 3, uma Unidade de Processamento Cen- tral (CPU) para executar o programa armazenado na ROM, e uma Memória de Acesso Aleatório (RAM) que funciona como um dispositivo de armazenamento acessível. O controlador 10 é conectado ao controlador dentro do aparelho de conversão de potência 3 por uma linha de sinal. Além disso, o controlador 10 pode ser instalado no aparelho de conversão de potência 3 e o controlador 10 pode incluir uma função para controlar a operação de comutação. Além disso, o con- trolador 10 pode controlar diretamente o elemento de comutação dentro do mó- dulo de potência.

[028] A seguir, um fluxo de controle para proteger o aparelho de conver- são de potência 3 pelo controlador 10 será explicado usando-se a Figura 2. O controlador 10 executa o seguinte fluxo de controle em um ciclo predeterminado enquanto o aparelho de conversão de potência 3 é acionado.

[029] Na Etapa S1, o controlador 10 detecta uma temperatura de refrige- rante (T1) usando-se o sensor de temperatura 22. Na Etapa S2, o controlador 10 detecta a temperatura do módulo de potência (temperatura de dispositivo: T2) do aparelho de conversão de potência 3 usando-se o sensor de temperatura 21.

[030] Na Etapa S3, determinando-se uma diferença entre a temperatura de refrigerante detectada (T1) e a temperatura de dispositivo detectada (T2), o controlador 10 calcula uma diferença de temperatura (ΔT=T2-T1).

[031] Na Etapa S4, o controlador 10 compara a diferença de temperatura e um valor limite de diferença de temperatura predeterminado (ΔT_th). O valor limite de diferença de temperatura (ΔT _th) é um valor limite definido antecipada- mente. Conforme descrito posteriormente, quando a temperatura ambiental for baixa, a velocidade de elevação na temperatura de dispositivo é mais rápida do que a velocidade de elevação na temperatura de refrigerante e o aumento na diferença de temperatura também se torna mais rápido. O valor limite de diferença de temperatura (ΔT_th) indica uma temporização em que a limitação de aciona- mento é aplicada ao aparelho de conversão de potência 3 antes de a temperatura do aparelho de conversão de potência 3 atingir uma temperatura permissível em um estado em que a temperatura do aparelho de conversão de potência 3 se eleva em um estado de temperatura baixa, por uma diferença de temperatura.

[032] Quando a diferença de temperatura (ΔT) for igual ou menor do que o valor limite de diferença de temperatura (ΔT_th), o controlador 10 executa o con- trole da Etapa S5. Por outro lado, quando a diferença de temperatura (ΔT) for maior do que o valor limite de diferença de temperatura (ΔT_th), o controlador 10 executa o controle da Etapa S6.

[033] Na Etapa S5, o controlador 10 compara a temperatura de dispositivo (T2) e o valor limite de temperatura (T_th1). Quando a temperatura de dispositivo

(T2) for maior do que o valor limite de temperatura (T_th1), o controlador 10 exe- cuta o controle da Etapa S6. Por outro lado, quando a temperatura de dispositivo (T2) for igual ou menor do que o valor limite de temperatura (T_th1), o controlador 10 executa o controle da Etapa S8. O valor limite de temperatura (T_th1) é um valor limite para determinar se deve ou não executar um primeiro processamento de proteção descrito posteriormente, e é definido para uma temperatura maior do que o valor limite de diferença de temperatura (ΔT_th). O valor limite de diferença de temperatura (ΔT _th) é um valor limite para um ambiente de temperatura baixa, e o valor limite de temperatura (T_th1) é um valor limite para um ambiente de temperatura alta.

[034] Na Etapa S6, o controlador 10 determina se a frequência de comu- tação pode, ou não, ser limitada com base em um estado de acionamento atual do motor. O controlador 10 confirma o estado de acionamento do motor obtendo- se uma velocidade de rotação de motor do aparelho de conversão de potência 3. A frequência de comutação é uma frequência de portadora para controlar a ATIVAÇÃO E DESATIVAÇÃO do elemento de comutação. Quando a diferença de temperatura (ΔT) for maior do que o valor limite de diferença de temperatura (ΔT_th), ou quando a temperatura de dispositivo (T2) for maior do que o valor limite de temperatura (T1_th1), a fim de suprimir a elevação na temperatura de módulo de potência, a limitação de acionamento é aplicada ao módulo de potência. Apli- cando-se a limitação de acionamento ao módulo de potência, a limitação também é imposta ao acionamento do motor. A limitação de acionamento é executada tornando-se a frequência de portadora menor do que a presente frequência. En- tretanto, quando a frequência de comutação for definida baixa em um estado em que a velocidade de rotação do motor é alta, a divergência de controle pode ocor- rer. Por este motivo, no controle da Etapa S6, se o estado de acionamento do motor está em um estado em que a frequência de comutação pode ser definida como baixa é determinado. Especificamente, o controlador 10 compara a pre- sente velocidade de rotação de motor e o valor limite de velocidade de rotação. O controlador 10 determina que a frequência de comutação pode ser limitada quando a presente velocidade de rotação de motor (N) for menor do que o valor limite de velocidade de rotação (Nth), e determina que a frequência de comutação não pode ser limitada quando a presente velocidade de rotação de motor for igual ou maior do que o valor limite de velocidade de rotação. O valor limite de veloci- dade de rotação é definido antecipadamente, e o valor pode ser definido de acordo com o torque do motor.

[035] Quando se determina que a frequência de comutação pode ser limi- tada, na Etapa S7, o controlador 10 executa um primeiro processamento de pro- teção. O primeiro processamento de proteção é um processamento para aplicar a limitação de acionamento ao motor limitando-se a frequência de comutação. Especificamente, o controlador 10 obtém um presente torque de saída e uma pre- sente velocidade de rotação de motor do motor a partir do aparelho de conversão de potência 3. Uma frequência de comutação selecionável é definido antecipada- mente e a frequência de comutação selecionável varia dependendo do estado de acionamento do motor.

[036] Por exemplo, como a frequência de comutação selecionável, três frequências (f sw1, f sw2, f sw3) são definidas antecipadamente. Entretanto, a frequên- cia (f sw3) é a maior e a frequência (f sw1) é a menor. Além disso, um valor limite de velocidade de rotação (Nth＿ L) menor do que o valor limite de velocidade de rota- ção (Nth) é definido antecipadamente. Então, de acordo com a presente veloci- dade de rotação do motor, a frequência de comutação selecionável é decidida. Quando a presente velocidade de rotação N do motor for maior do que o valor limite de velocidade de rotação (Nth), uma frequência de comutação selecionável é apenas f sw3 e nesse caso, o estado corresponde a um estado em que a frequên- cia de comutação não pode ser limitada. Quando a presente velocidade de rota- ção for igual ou menor do que o valor limite de velocidade de rotação (Nth) e maior do que o valor limite de velocidade de rotação (Nth＿ L), as frequências de comuta- ção selecionáveis são a frequência (f sw3) e a frequência (f sw2). Então, quando a presente frequência de portadora for maior do que a frequência (f sw2) e menor do que a frequência (f sw3), por exemplo, o controlador 10 define a frequência de por- tadora como a frequência (f sw2) e aplica a limitação à frequência de portadora. Além do mais, quando a presente velocidade de rotação do motor for igual ou menor do que o valor limite de velocidade de rotação (Nth＿ L), as frequências de comutação selecionáveis são a frequência (f sw1), a frequência (f sw2) e a frequência (f sw3). Por exemplo, quando a presente frequência de portadora for maior do que a frequência (f sw3), o controlador 10 define a frequência de portadora como a fre- quência (f sw3), e aplica a limitação à frequência de portadora. Em outras palavras, quando há uma pluralidade de frequências de comutação selecionáveis de acordo com a presente velocidade de rotação do motor, o controlador 10 define a fre- quência de portadora menor do que a presente frequência de portadora. Desta forma, a perda pode ser suprimida e a geração de calor no módulo de potência pode ser suprimida. A frequência de comutação selecionável não se limitada à velocidade de rotação de motor, mas pode ser decidida de acordo com um torque do motor.

[037] Na Etapa S8, o controlador 10 compara a temperatura de dispositivo (T2) e um valor limite de temperatura (T_th2). O valor limite de temperatura (T_th2) é um valor limite para determinar se deve ou não executar um segundo proces- samento de proteção descrito posteriormente e é definido para uma temperatura maior do que o valor limite de temperatura (T_th1). Quando a temperatura de dis- positivo (T2) for maior do que o valor limite de temperatura (T_th2), o controlador

10 executa o controle da Etapa S9. Por outro lado, quando a temperatura de dis- positivo (T2) for igual ou menor do que o valor limite de temperatura (T_th2), o controlador 10 executa o controle da Etapa S10.

[038] Na Etapa S9, o controlador 10 executa o segundo processamento de proteção. O segundo processamento de proteção é um processamento para aplicar limitação a um torque de saída do motor definindo-se um torque de saída correspondente a um torque solicitado quando a temperatura de dispositivo (T2) atingir um valor limite de temperatura (T_th2) como uma saída máxima do motor. Especificamente, quando a temperatura de dispositivo (T2) atingir o valor limite de temperatura (T_th2), o controlador 10 envia um sinal de comando para o con- trolador do aparelho de conversão de potência 3 para mudar o limite superior do valor de comando de torque de acordo com o torque solicitado para um presente valor de torque. O controlador do aparelho de conversão de potência 3 ajusta o presente valor de comando de torque para o limite superior quando o sinal de comando for recebido. Após o limite superior ser definido, até mesmo quando um torque solicitado que excede o limite superior do comando de torque for inserido pela operação de acelerador por um condutor, o controlador gera um sinal de comutação que corresponde à presente velocidade de rotação do motor e à pre- sente corrente do motor após o ajustar o valor de comando de torque para o limite superior, e controla o elemento de comutação. Desta forma, a limitação é aplicada ao torque solicitado e o torque de saída do motor é suprimido, e como resultado, a temperatura do módulo de potência pode ser suprimida.

[039] Na Etapa S10, o controlador 10 compara a temperatura de disposi- tivo (T2) e uma temperatura limítrofe superior (T_fail ). A temperatura limítrofe su- perior (T_fail ) indica um limite superior da temperatura permissível ao módulo de potência e é ajustada para uma temperatura maior do que o valor limite de tem- peratura (T_th1) e o valor limite de temperatura (T_th2). Quando a temperatura de dispositivo (T2) for maior do que a temperatura limítrofe superior (T_fail ), o contro- lador 10 executa o controla da Etapa S11. Por outro lado, quando a temperatura de dispositivo (T2) for igual ou menor do que a temperatura limítrofe superior (T_fail ), o controlador 10 termina o fluxo de controle.

[040] Na Etapa S11, o controlador 10 envia um sinal à prova de falhas de modo a parar de modo forçado o motor ao controlador dentro do aparelho de conversão de potência 3. O controlador dentro do aparelho de conversão de po- tência 3, quando o sinal à prova de falhas for recebido, interrompe a operação do aparelho de conversão de potência 3 (processamento à prova de falhas). Desta forma, pode evitar que a temperatura do módulo de potência exceda o limite su- perior.

[041] A seguir, usando-se a Figura 3A, Figura 3B, Figura 4A e Figura 4B, uma relação entre o primeiro processamento de proteção e a temperatura será explicada. A Figura 3A e a Figura 3B indicam características de temperatura quando a temperatura ambiental for a temperatura baixa (T L), e a Figura 4A e Figura 4B indicam características de temperatura quando a temperatura ambien- tal for a temperatura alta (TH). Na Figura 3A, Figura 3B, Figura 4A e Figura 4B, o gráfico a ilustra características de uma diferença de temperatura (ΔT), o gráfico b ilustra características da temperatura de refrigerante (T1) detectada pelo sensor de temperatura 22, o gráfico c ilustra características da temperatura de dispositivo (T2) detectada pelo sensor de temperatura 21, e o gráfico d ilustra características de uma temperatura real (Tsw) do elemento de comutação. Além do mais, um eixo geométrico horizontal indicam tempo e o eixo geométrico vertical indica tem- peratura. A Figura 3A e a Figura 4A ilustram características quando o aparelho de proteção de dispositivo de acordo com a presente modalidade não for forne- cido ao sistema de acionamento (exemplo comparativo). A Figura 3B e a Figura 4B ilustram características quando o aparelho de proteção de acionamento de acordo com a presente modalidade for fornecido ao sistema de acionamento.

[042] Conforme mostrado na Figura 3A, quando a temperatura ambiental for baixa, a temperatura de dispositivo (T2) atinge o valor limite de temperatura (T_th1) no ponto do tempo t2. Por outro lado, a diferença de temperatura (ΔT) atinge o valor limite de diferença de temperatura (ΔT_th) em um ponto do tempo t1, que é mais cedo do que o tempo t2. Em outras palavras, em uma temperatura baixa, uma diferença de temperatura entre a temperatura de refrigerante e a tem- peratura de dispositivo aumenta e a diferença de temperatura (ΔT) atinge o valor limite de diferença de temperatura (ΔT_th) antes de a temperatura de dispositivo (T2) atingir o valor limite de temperatura (T_th1). Além disso, conforme mostrado na Figura 3B, na presente modalidade, visto que o primeiro processamento de proteção é executado no tempo, a diferença de temperatura (ΔT) atinge o valor limite de diferença de temperatura (ΔT_th), a perda é reduzida antes de a tempe- ratura do elemento de comutação atingir a temperatura alta e, consequentemente, e a temperatura de elemento de comutação (Tsw) pode ser suprimida. Por outro lado, em um exemplo comparativo em que o primeiro processamento de proteção não é executado, o elemento de comutação temperatura (Tsw) continua a subir e após o tempo t1.

[043] Conforme mostrado na Figura 4A, quando a temperatura ambiental for alta, a temperatura de dispositivo (T2) atinge o valor limite de temperatura (T_th1) (tempo t 3) antes de a diferença de temperatura (ΔT) atingir o valor limite de diferença de temperatura (ΔT _th) (tempo t 4). Então, conforme mostrado na Fi- gura 4B, na presente modalidade, visto que o primeiro processamento de prote- ção é executado no tempo, a temperatura de dispositivo (T2) atinge o valor limite de temperatura (T_th1), a perda é reduzida antes de a temperatura do elemento de comutação atingir uma temperatura alta e, consequentemente, o elemento de comutação temperatura (Tsw) pode ser suprimido.

[044] A seguir, usando-se a Figura 5A, Figura 5B, Figura 6A e Figura 6B, uma relação entre o segundo processamento de proteção e a temperatura será explicada. A Figura 5A e a Figura 5B ilustram características de temperatura quando uma temperatura ambiental for baixa (TL), e a Figura 6A e a Figura 6B ilustram características de temperatura quando a temperatura ambiental for alta (T H). Na Figura 5A, Figura 5B, Figura 6A e Figura 6B, o gráfico a ilustra caracte- rísticas de uma diferença de temperatura (ΔT), o gráfico b ilustra características da temperatura de refrigerante (T1) detectada pelo sensor de temperatura 22, o gráfico c ilustra características da temperatura de dispositivo (T2) detectada pelo sensor de temperatura 21, e o gráfico d ilustra características de uma temperatura real (Tsw) do elemento de comutação. Além do mais, um eixo geométrico hori- zontal indicam tempo e um eixo geométrico vertical indica temperatura. A Figura 5A e a Figura 6A ilustram características de um caso em que o aparelho de pro- teção de acionamento da presente modalidade apenas executa o primeiro pro- cessamento de proteção, e a Figura 5B e a Figura 6B ilustram características de um caso em que o primeiro processamento de proteção e o segundo processa- mento de proteção do aparelho de proteção de dispositivo de acordo com a pre- sente modalidade são executados.

[045] Conforme mostrado na Figura 5A, quando a temperatura do módulo de potência continuar a subir após o primeiro processamento de proteção ser executado, a temperatura de dispositivo (T2) atinge a temperatura limítrofe supe- rior (T_fail ) no ponto de tempo (t 5) e, portanto, um processamento à prova de falhas é executado. Por outro lado, na presente modalidade, conforme mostrado na Fi- gura 5B, o segundo processamento de proteção é executado no tempo que a temperatura de dispositivo (T2) atinge o valor limite de temperatura (T_th2) antes de a temperatura de dispositivo (T2) atingir a temperatura limítrofe superior (T_fail), e usando-se uma saída no tempo em que a temperatura de dispositivo (T2) atinge o valor limite de temperatura (T_th2) como um limite superior, a limitação de torque é aplicada. Desta forma, a elevação de temperatura do elemento de comutação pode ser suprimida e o tempo operacional do aparelho de conversão de potência 3 pode ser estendido.

[046] Conforme mostrado na Figura 6A, quando a temperatura do módulo de potência continuar a subir após o primeiro processamento de proteção ser executado, a temperatura de dispositivo (T2) atinge a temperatura limítrofe supe- rior (T_fail) no ponto de tempo (t 6) e, portanto, o processamento à prova de falhas é executado. Por outro lado, na presente modalidade, conforme mostrado na Fi- gura 6B, no tempo que a temperatura de dispositivo (T2) atinge o valor limite de temperatura (T_th2) antes de a temperatura de dispositivo (T2) atingir a tempera- tura limítrofe superior (T_fail ), o segundo processamento de proteção é executado e usando-se uma saída no tempo em que a temperatura de dispositivo (T2) atinge o valor limite de temperatura (T_th2) como um limite superior, a limitação de torque é aplicada. Desta forma, até mesmo quando a temperatura ambiental for tempe- ratura alta, a elevação de temperatura do elemento de comutação pode ser su- primida e o tempo operacional do aparelho de conversão de potência 3 pode ser estendido.

[047] Conforme descrito acima, o aparelho de proteção de dispositivo de acordo com a presente modalidade detecta cada uma dentre uma temperatura de um refrigerante usado para resfriar um dispositivo como um módulo de potência, ou similares e uma temperatura do dispositivo, calcula uma diferença de tempe- ratura entre a temperatura detectada do refrigerante e a temperatura detectada do dispositivo, aplica limitação de acionamento ao dispositivo quando a diferença de temperatura for maior do que o valor limite de diferença de temperatura (ΔTth), e aplica a limitação de acionamento ao dispositivo quando a temperatura detec- tada do dispositivo for maior do que o valor limite de temperatura (T_th1). Desta forma, a elevação de temperatura da peça de geração de calor pode ser suprimida e a carga térmica aplicada à peça de geração de calor e dispositivo pode ser suprimida. Além disso, o tempo de operação do dispositivo pode ser estendido.

[048] Além disso, na presente modalidade, quando a temperatura detec- tada do dispositivo for maior do que o valor limite de temperatura (T_th2), o con- trolador define uma saída do dispositivo no tempo que a temperatura detectada aumentada do dispositivo atinge o valor limite de temperatura (T_th2) como a saída máxima do dispositivo. Desta forma, uma saída que é uma causa imediata de causar elevação de temperatura da peça de geração de calor pode ser limitada e o tempo operacional do dispositivo pode ser estendido.

[049] Além disso, na presente modalidade, o controlador 10 ajusta uma frequência de comutação do elemento de comutação para uma frequência menor do que a presente frequência para a limitação de acionamento do dispositivo. Desta forma, reduzindo-se perda, a elevação de temperatura pode ser suprimida sem aplicar limitação à saída do aparelho de conversão de potência.

[050] Adicionalmente, na presente modalidade, o controlador 10 aplica li- mitação a uma frequência de comutação do elemento de comutação de acordo com a velocidade de rotação do motor para a limitação de acionamento do dispo- sitivo. Desta forma, uma frequência ideal de acordo com a velocidade de rotação de motor pode ser definida e a divergência de controle pode ser impedida.

[051] Adicionalmente, na presente modalidade, o controlador interrompe a operação do dispositivo quando a temperatura detectada do dispositivo for igual ou maior do que o valor limite de temperatura (T_fail ). Desta forma, a geração de anormalidades no dispositivo pode ser impedida.

[052] Ademais, como um exemplo modificado da presente modalidade, o segundo processamento de proteção é um processamento para ajustar uma saída de limite superior do motor para um valor menor do que um segundo valor limítrofe,

quando a temperatura de dispositivo se eleva após ajustar a saída de limite su- perior do motor para um primeiro valor limítrofe e aplicar limitação à saída do motor. A Figura 7 é um gráfico que ilustra uma relação entre as temperaturas de dispositivo e os valores limítrofes da saída de limite superior do motor.

[053] Conforme mostrado na Figura 7, quando a temperatura de disposi- tivo (T2) for igual ou menor do que o valor limite de temperatura (T_th2), a saída de limite superior do motor é ajustada para Pth1. Por este motivo, a saída do motor é suprimida para o limite superior (Pth1) ou inferior. Além dos quais, quando a temperatura de dispositivo (T2) se torna maior do que o valor limite de tempera- tura (T_th2) em um estado em que a saída do motor é limitada ao limite superior (Pth1), o controlador 10, com base na relação mostrada na Figura 7, aplica limita- ção adicional à saída de limite superior do motor. O controlador 10 armazena um mapa que mostra a relação da Figura 7. O controlador 10, enquanto referencia o mapa, especifica o limite superior (Pth) que corresponde à temperatura de dispo- sitivo (T2>T_th2), e com o limite superior especificado, aplica limitação à saída do motor. Desta forma, o aparelho de proteção de dispositivo de acordo com o exem- plo modificado pode suprimir a elevação de temperatura na peça de geração de calor. Além disso, visto que a saída não é completamente interrompida, o desem- penho de potência mínima pode ser mantido.

[054] Adicionalmente, a relação entre a temperatura de dispositivo e o li- mite superior pode ter a relação conforme mostrado no gráfico da Figura 8. Na Figura 8, à medida que a temperatura de dispositivo (T2) se torna maior do que o valor limite de temperatura (T_th2), o limite superior da saída do motor se torna menor em uma relação proporcional. [DESCRIÇÃO DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA] 1…fonte de potência 2…carga

3…aparelho de conversão de potência 4…aparelho de resfriamento 10…controlador 21, 22…sensor de temperatura

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho de proteção de dispositivo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um primeiro sensor para detectar temperatura de um refrigerante usado para resfriar um dispositivo incluindo uma peça de geração de calor; um segundo sensor para detectar temperatura do dispositivo; e um controlador que aplica limitação de acionamento ao dispositivo com base em uma primeira temperatura detectada, a qual foi detectada pelo primeiro sensor, e uma segunda temperatura detectada, a qual foi detectada pelo segundo sensor, em que o controlador calcula uma diferença de temperatura entre a primeira temperatura detectada e a segunda temperatura detectada, aplica a limitação de acionamento ao dispositivo quando a diferença de temperatura for maior do que um valor limite de diferença de temperatura predeterminado, e aplica a limitação de acionamento ao dispositivo quando a diferença de temperatura for menor do que o valor limite de diferença de temperatura predeterminado e a segunda temperatura detectada é maior do que um valor limite de primeira temperatura predeterminado.

2. Aparelho de proteção de dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: quando a segunda temperatura detectada for maior do que um valor limite de segunda temperatura predeterminado, o controlador estabelece uma saída no tempo que a segunda temperatura detectada aumentada atinge o valor limite de segunda temperatura como uma saída máxima do dispositivo.

3. Aparelho de proteção de dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que:

o dispositivo inclui um elemento de comutação, o segundo sensor detecta temperatura do elemento de comutação, e o controlador define uma frequência de comutação do elemento de comutação como uma frequência menor do que uma presente frequência para a limitação de acionamento.

4. Aparelho de proteção de dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que: o dispositivo inclui um elemento de comutação conectado a um motor, o segundo sensor detecta temperatura do elemento de comutação, e o controlador aplica limitação a uma frequência de comutação do elemento de comutação de acordo com uma velocidade de rotação do motor para a limitação de acionamento.

5. Aparelho de proteção de dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador define uma saída de limite superior do dispositivo como um primeiro valor limítrofe para a limitação de acionamento, e define uma saída de limite superior do dispositivo como um segundo valor limítrofe menor do que o primeiro valor limítrofe quando a segunda temperatura detectada se elevar após aplicar limitação a uma saída do dispositivo.

6. Aparelho de proteção de dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador interrompe operação do dispositivo quando a segunda temperatura detectada for igual ou maior do que um limite superior predeterminado.

7. Método de proteção de dispositivo para proteger um dispositivo que inclui uma peça de geração de calor usando-se um processador, sendo que o método de proteção é CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

detectar temperatura de um refrigerante usado para resfriar o dispositivo usando-se um primeiro sensor; detectar temperatura do dispositivo usando-se um segundo sensor; calcular uma diferença de temperatura entre uma temperatura detectada do refrigerante, a qual é detectada pelo primeiro sensor e uma temperatura detectada do dispositivo, a qual é detectada pelo segundo sensor; aplicar limitação de acionamento ao dispositivo quando a diferença de temperatura for maior do que um valor limite de diferença de temperatura predeterminado; e aplicar a limitação de acionamento ao dispositivo quando a diferença de temperatura for menor do que o valor limite de diferença de temperatura predeterminado e a temperatura detectada do dispositivo for maior do que um valor limite de temperatura predeterminado.