DE112020002128T5 - Power conversion device and method for controlling the power conversion device - Google Patents

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Abstract

Herkömmlicherweise ist es schwierig zu identifizieren, welcher Punkt von Leistungshalbleitern, die einen oberen Schaltungszweig und einen unteren Schaltungszweig bilden, ausgefallen ist. In der vorliegenden Erfindung berechnet eine Berechnungseinheit 451 für simulierten DC-Strom in einer Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 45 erste simulierte Ausfallzeit-DC-Stromwerte jeweiliger Phasen basierend auf Einschaltdauerwerten Du, Dv und Dw und AC-Stromsensorwerten lus, Ivs und Iws der entsprechenden Phasen und gibt die ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwerte zu einer Ausfallbestimmungseinheit 452 aus. Die Ausfallbestimmungseinheit 452 bestimmt, welcher Punkt der Leistungshalbleiter in einer Leistungsumsetzungsschaltung 60 ausgefallen ist, unter Verwendung der ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwerte der jeweiligen Phasen, eines DC-Stromsensorwerts Idcs, der Einschaltdauerwerte Du, Dv und Dw der entsprechenden Phasen und eines Zieldrehmoments und gibt ein Ausfallmeldungssignal, das dem Ausfallpunkt entspricht, zu einer Ausfallmeldungsvorrichtung 30 und einer PWM-Signalerzeugungseinheit 44 aus. Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausfallbestimmungseinheit 452 das Zieldrehmoment bestimmt, um zu identifizieren, ob es die Leistungseinschaltdauer oder die Regenerationszeit ist.

Figure DE112020002128T5_0000
Conventionally, it is difficult to identify which point of power semiconductors constituting an upper arm and a lower arm has failed. In the present invention, a simulated DC current calculation unit 451 in a power semiconductor diagnosis unit 45 calculates first simulated downtime DC current values of respective phases based on duty values Du, Dv and Dw and AC current sensor values lus, Ivs and Iws of the respective phases and outputs the first simulated downtime DC current values to a failure determination unit 452 . The failure determination unit 452 determines which point of the power semiconductor in a power conversion circuit 60 has failed using the first simulated failure time DC current values of the respective phases, a DC current sensor value Idcs, the duty values Du, Dv and Dw of the respective phases and a target torque and outputs a failure notification signal corresponding to the failure point to a failure notification device 30 and a PWM signal generation unit 44 . It is noted that the failure determination unit 452 determines the target torque to identify whether it is the power-on time or the regeneration time.
Figure DE112020002128T5_0000

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsumsetzungsvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Leistungsumsetzungsvorrichtung.The present invention relates to a power conversion device and a method for controlling a power conversion device.

Stand der TechnikState of the art

Ein Hybrid-Kraftfahrzeug oder ein elektrisches Kraftfahrzeug ist mit einer Leistungsumsetzungsvorrichtung ausgestattet, die konfiguriert ist, einen Motor anzutreiben. Die Leistungsumsetzungsvorrichtung setzt einen DC-Strom, der aus einer Batterie zugeführt wird, durch Umschalten von Leistungshalbleitern, die entsprechend jeder Phase des Motors einen oberen Schaltungszweig und einen unteren Schaltungszweig bilden, in einen AC-Strom um und treibt dadurch den Motor an.A hybrid automobile or an electric automobile is equipped with a power conversion device configured to drive a motor. The power conversion device converts a DC current supplied from a battery into an AC current by switching power semiconductors forming an upper arm circuit and a lower arm circuit corresponding to each phase of the motor, thereby driving the motor.

In den letzten Jahren gibt es einen steigenden Bedarf an der Erfassung einer Anomalie und eines Ausfalls in einer Leistungsumsetzungsvorrichtung basierend auf einem Funktionssicherheitsstandard für Kraftfahrzeuge. Deshalb ist es notwendig, eine Diagnose auszuführen, die zum Erfassen einer Anomalie und eines Ausfalls sogar für einen Leistungshalbleiter fähig ist.In recent years, there is an increasing demand for detecting an abnormality and a failure in a power conversion device based on a safety standard for automobiles. Therefore, it is necessary to carry out a diagnosis capable of detecting an abnormality and a failure even for a power semiconductor.

PTL 1 offenbart eine Vorrichtung, die eine Ansteuerschaltung zum EIN/AUS-Schalten eines Leistungshalbleiters für jeden Leistungshalbleiter enthält und ein Anomaliemeldungssignal zu einer externen Anomaliemeldungsvorrichtung ausgibt, wenn bestimmt wird, dass ein Ausfall in einer Leistungsumsetzungsvorrichtung aufgetreten ist.PTL 1 discloses a device that includes a drive circuit for turning ON/OFF a power semiconductor for each power semiconductor and outputs an abnormality notification signal to an external abnormality notification device when it is determined that a failure has occurred in a power conversion device.

Entgegenhaltungslistecitation list

Patentliteraturpatent literature

PTL 1: JP 2017-208893 A PTL 1: JP 2017-208893 A

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention

Technische AufgabeTechnical task

In der in PTL 1 beschriebenen Vorrichtung ist es schwierig zu identifizieren, welcher Punkt von Leistungshalbleitern, die einen oberen Schaltungszweig und einen unteren Schaltungszweig bilden, ausgefallen ist.In the device described in PTL 1, it is difficult to identify which point of power semiconductors constituting an upper arm and a lower arm has failed.

Lösung der Aufgabesolution of the task

Eine Leistungsumsetzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: eine Leistungsumsetzungsschaltung, die entsprechend jeder Phase eines Motors, der mehrere Phasen aufweist, einen oberen Schaltungszweig und einen unteren Schaltungszweig enthält und einen DC-Strom in AC-Ströme der mehreren Phasen umsetzt; eine Steuerschaltung, die ein PWM-Signal zu dem oberen Schaltungszweig und dem unteren Schaltungszweig ausgibt; eine Berechnungseinheit für simulierten DC-Strom, die erste simulierte Ausfallzeit-DC-Ströme basierend auf AC-Stromwerten verbleibender Phasen berechnet, wenn eine Phase aus den mehreren Phasen ausfällt, basierend auf den AC-Strömen, die aus der Leistungsumsetzungsschaltung ausgegeben werden, und einer relativen Einschaltdauer des PWM-Signals; und eine Ausfallbestimmungseinheit, die einen Ausfall des oberen Schaltungszweigs oder des unteren Schaltungszweigs irgendeiner Phase basierend auf einem DC-Strom, der in die Leistungsumsetzungsschaltung eingegeben wird, oder einem DC-Strom basierend auf einem AC-Stromwert, der aus der Leistungsumsetzungsschaltung ausgegeben wird, der relativen Einschaltdauer des PWM-Signals und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom detektiert.A power conversion device according to the present invention includes: a power conversion circuit that includes an upper arm circuit and a lower arm circuit corresponding to each phase of a motor having multiple phases, and converts a DC current into AC currents of the multiple phases; a control circuit that outputs a PWM signal to the upper circuit arm and the lower circuit arm; a simulated DC current calculation unit that calculates first simulated downtime DC currents based on AC current values of remaining phases when one phase out of the plurality of phases fails, based on the AC currents output from the power conversion circuit, and one relative duty cycle of the PWM signal; and a failure determination unit that determines a failure of the upper arm circuit or the lower arm circuit of any phase based on a DC current input to the power conversion circuit or a DC current based on an AC current value output from the power conversion circuit duty cycle of the PWM signal and the first simulated downtime DC current detected.

Ein Verfahren zum Steuern einer Leistungsumsetzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: Bilden einer Leistungsumsetzungsschaltung, die entsprechend jeder Phase eines Motors, der mehrere Phasen aufweist, einen oberen Schaltungszweig und einen unteren Schaltungszweig aufweist, und Umsetzen eines DC-Stroms in AC-Ströme der mehreren Phasen; Ausgeben eines PWM-Signals zu dem oberen Schaltungszweig und dem unteren Schaltungszweig; Berechnen erster simulierter Ausfallzeit-DC-Ströme basierend auf AC-Stromwerten verbleibender Phasen, wenn eine Phase aus den mehreren Phasen ausfällt, basierend auf den AC-Strömen, die aus der Leistungsumsetzungsschaltung ausgegeben werden, und einer relativen Einschaltdauer des PWM-Signals; und Detektieren eines Ausfalls des oberen Schaltungszweigs oder des unteren Schaltungszweigs irgendeiner Phase basierend auf einem DC-Strom, der in die Leistungsumsetzungsschaltung eingegeben wird, oder einem DC-Strom basierend auf einem AC-Stromwert, der aus der Leistungsumsetzungsschaltung ausgegeben wird, der relativen Einschaltdauer des PWM-Signals und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom.A method for controlling a power conversion device according to the present invention includes: forming a power conversion circuit having an upper arm circuit and a lower arm circuit corresponding to each phase of a motor having multiple phases, and converting a DC current into AC currents of the multiple phases ; outputting a PWM signal to the upper circuit branch and the lower circuit branch; Calculate First Simulated Downtime DC currents based on AC current values of remaining phases when one phase out of the plurality of phases fails, based on the AC currents output from the power conversion circuit and a duty ratio of the PWM signal; and detecting a failure of the upper circuit arm or the lower circuit arm of any phase based on a DC current input to the power conversion circuit or a DC current based on an AC current value output from the power conversion circuit, the duty ratio of the PWM signal and the first simulated downtime DC current.

Vorteilhafte Wirkungen der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich zu identifizieren, welcher Punkt von Leistungshalbleitern, die einen oberen Schaltungszweig und einen unteren Schaltungszweig bilden, ausgefallen ist.According to the present invention, it is possible to identify which point of power semiconductors constituting an upper arm and a lower arm has failed.

Figurenlistecharacter list

  • [1] 1 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer Leistungsumsetzungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.[ 1 ] 1 14 is a circuit configuration diagram of a power conversion device according to a first embodiment.
  • [2] 2 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm der Leistungsumsetzungsschaltung.[ 2 ] 2 12 is a circuit configuration diagram of the power conversion circuit.
  • [3] 3 ist ein Ablaufplan, der eine Ausfallbestimmungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.[ 3 ] 3 14 is a flowchart showing failure determination processing according to the first embodiment.
  • [4] 4 ist ein Ablaufplan, der eine Ausfallhandhabungsverarbeitung darstellt.[ 4 ] 4 Fig. 12 is a flowchart showing failure handling processing.
  • [5] 5(A), 5(B) und 5(C) sind Graphen eines AC-Stroms, einer Einschaltdauer und eines DC-Stroms, wenn ein Off-Stuck-Ausfall in einem oberen U-Phasen-Schaltungszweig während des Leistungsbetriebs aufgetreten ist.[ 5 ] 5(A) , 5(B) and 5(c) 12 are graphs of an AC current, a duty cycle, and a DC current when an off-stuck failure has occurred in a U-phase upper circuit arm during power operation.
  • [6] 6 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer Leistungsumsetzungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.[ 6 ] 6 14 is a circuit configuration diagram of a power conversion device according to a second embodiment.
  • [7] 7 ist ein Ablaufplan, der eine Ausfallbestimmungsverarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.[ 7 ] 7 14 is a flowchart showing failure determination processing according to the second embodiment.
  • [8] 8 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer Leistungsumsetzungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.[ 8th ] 8th 14 is a circuit configuration diagram of a power conversion device according to a third embodiment.
  • [9] 9 ist ein Ablaufplan, der eine Ausfallbestimmungsverarbeitung gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.[ 9 ] 9 14 is a flowchart showing failure determination processing according to the third embodiment.
  • [10] 10 ist ein Ablaufplan, der eine Ausfallbestimmungsverarbeitung gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt.[ 10 ] 10 14 is a flowchart showing failure determination processing according to a fourth embodiment.
  • [11] 11 ist ein Ablaufplan, der eine Ausfallbestimmungsverarbeitung gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt.[ 11 ] 11 14 is a flowchart showing failure determination processing according to a fifth embodiment.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments

[Erste Ausführungsform][First embodiment]

1 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform. 1 12 is a circuit configuration diagram of a power conversion device 100 according to a first embodiment.

Die Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 setzt DC-Leistung, die aus einer DC-Stromversorgung 10 zugeführt wird, in AC-Leistung um, um einen Motor 20 während des Leistungsbetriebs anzutreiben. Die DC-Stromversorgung 10 ist eine Stromversorgung, die konfiguriert ist, den Motor 20 anzutreiben. Zusätzlich setzt die Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 die Leistung des Motors 20 in DC-Leistung um, um die DC-Stromversorgung 10 während der Regeneration zu laden.The power conversion device 100 converts DC power supplied from a DC power supply 10 into AC power to drive a motor 20 during power operation. The DC power supply 10 is a power supply configured to drive the motor 20 . In addition, the power conversion device 100 converts the power of the motor 20 into DC power to charge the DC power supply 10 during regeneration.

Der Motor 20 ist ein Dreiphasenmotor, der darin drei Wicklungen aufweist. Zusätzlich ist ein Winkelsensor (nicht dargestellt), der konfiguriert ist, einen Drehwinkel des Motors 20 zu messen, auf dem Motor 20 montiert, und der Winkelsensor gibt den gemessenen Drehwinkel zu der Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 als einen Winkelsensorwert aus. Die Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 detektiert einen Ausfall, was später zu beschreiben ist, und meldet den Ausfall an eine Ausfallmeldungsvorrichtung 30.The motor 20 is a three-phase motor having three windings therein. In addition, an angle sensor (not shown) configured to measure a rotation angle of the motor 20 is mounted on the motor 20, and the angle sensor outputs the measured rotation angle to the power conversion device 100 as an angle sensor value. The power conversion device 100 detects a failure, to be described later, and notifies the failure to a failure notification device 30.

Die Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 enthält eine Steuerschaltung 40, eine Ansteuerschaltung 50 und eine Leistungsumsetzungsschaltung 60. Die Steuerschaltung 40 enthält eine Motordrehzahlberechnungseinheit 41, eine Zielstromberechnungseinheit 42, eine Einschaltdauerberechnungseinheit 43, eine PWM-Signalerzeugungseinheit 44 und eine Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 45. Die Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 45 enthält eine Berechnungseinheit 451 für simulierten DC-Strom und eine Ausfallbestimmungseinheit 452.The power conversion device 100 includes a control circuit 40, a drive circuit 50 and a power conversion circuit 60. The control circuit 40 includes a motor speed calculation unit 41, a target current calculation unit 42, a duty calculation unit 43, a PWM signal generation unit 44 and a power semiconductor diagnosis unit 45. The power semiconductor diagnosis unit 45 includes a calculation unit 451 for simulated DC current and a failure determination unit 452.

Der Spannungssensor 70 ist ein Sensor, der eine Ausgangsspannung der DC-Stromversorgung 10 misst und den gemessenen Spannungswert als einen Spannungssensorwert zu der Zielstromberechnungseinheit 42 in der Steuerschaltung 40 ausgibt.The voltage sensor 70 is a sensor that measures an output voltage of the DC power supply 10 and outputs the measured voltage value to the target current calculation unit 42 in the control circuit 40 as a voltage sensor value.

Der DC-Stromsensor 80 misst einen DC-Strom, der zwischen der DC-Stromversorgung 10 und der Leistungsumsetzungsschaltung (Inverterschaltung) 60 fließt, und gibt den gemessenen Stromwert zu der Ausfallbestimmungseinheit 452 als einen DC-Stromsensorwert Idcs aus. Es wird darauf hingewiesen, dass der DC-Stromsensor 80 so installiert ist, dass er den Strom, der von der DC-Stromversorgung 10 in die Leistungsumsetzungsschaltung 60 fließt, in der vorliegenden Ausführungsform als einen positiven Stromwert misst, jedoch der DC-Stromsensor so installiert sein kann, dass er einen Stromwert in der entgegengesetzten Richtung als einen positiven Stromwert misst.The DC current sensor 80 measures a DC current flowing between the DC power supply 10 and the power conversion circuit (inverter circuit) 60 and outputs the measured current value to the failure determination unit 452 as a DC current sensor value Idcs. It is noted that the DC current sensor 80 is installed to measure the current flowing into the power conversion circuit 60 from the DC power supply 10 as a positive current value in the present embodiment, but the DC current sensor is installed so may be that it measures a current value in the opposite direction than a positive current value.

Der AC-Stromsensor 90 ist ein Sensor, der konfiguriert ist, einen AC-Strom, der durch jede der Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) des Motors 20 fließt, zu messen. Insbesondere wird ein AC-Strom lu, der durch die U-Phase fließt, gemessen, und ein AC-Stromsensorwert lus wird zu der Einschaltdauerberechnungseinheit 43 und der Berechnungseinheit 451 für simulierten DC-Strom ausgegeben. Ähnlich wird ein AC-Strom Iv, der durch die V-Phase fließt, gemessen, und ein AC-Stromsensorwert Ivs wird zu der Einschaltdauerberechnungseinheit 43 und der Berechnungseinheit 451 für simulierten DC-Strom ausgegeben. Ähnlich wird ein AC-Strom Iw, der durch die W-Phase fließt, gemessen, und ein AC-Stromsensorwert Iws wird zu der Einschaltdauerberechnungseinheit 43 und der Berechnungseinheit 451 für simulierten DC-Strom ausgegeben.The AC current sensor 90 is a sensor configured to measure an AC current flowing through each of phases (U phase, V phase, and W phase) of the motor 20 . Specifically, an AC current lu flowing through the U-phase is measured, and an AC current sensor value lus is output to the duty calculation unit 43 and the simulated DC current calculation unit 451 . Similarly, an AC current Iv flowing through the V phase is measured, and an AC current sensor value Ivs is output to the duty calculation unit 43 and the simulated DC current calculation unit 451 . Similarly, an AC current Iw flowing through the W-phase is measured, and an AC current sensor value Iws is output to the duty calculation unit 43 and the simulated DC current calculation unit 451 .

Die Motordrehzahlberechnungseinheit 41 berechnet einen Motordrehzahlwert aus einer Änderung des Winkelsensorwerts in dem Motor 20 und gibt den berechneten Motordrehzahlwert zu der Zielstromberechnungseinheit 42 aus.The motor speed calculation unit 41 calculates a motor speed value from a change in the angle sensor value in the motor 20 and outputs the calculated motor speed value to the target current calculation unit 42 .

Die Steuerschaltung 40 kommuniziert mit einer elektronischen Steuereinheit (nicht dargestellt), die außerhalb der Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 vorgesehen ist, empfängt ein Zieldrehmoment von der externen elektronischen Steuereinheit und gibt das Zieldrehmoment in die Zielstromberechnungseinheit 42 ein.The control circuit 40 communicates with an electronic control unit (not shown) provided outside of the power conversion device 100 , receives a target torque from the external electronic control unit, and inputs the target torque to the target current calculation unit 42 .

Die Zielstromberechnungseinheit 42 berechnet einen Stromwert, der dem Motor 20 zuzuführen ist, unter Verwendung des Zieldrehmoments, des Spannungssensorwerts und des Motordrehzahlwerts, der aus der Motordrehzahlberechnungseinheit 41 ausgegeben wird, und gibt den Stromwert als einen Zielstromwert zu der Einschaltdauerberechnungseinheit 43 aus. Der Zielstromwert ist beispielsweise in der Form eines d-Achsen-Zielstromwerts und eine q-Achsen-Zielstromwerts ausgedrückt.The target current calculation unit 42 calculates a current value to be supplied to the motor 20 using the target torque, the voltage sensor value and the motor speed value output from the motor speed calculation unit 41 and outputs the current value to the duty calculation unit 43 as a target current value. The target current value is expressed in the form of a d-axis target current value and a q-axis target current value, for example.

Die Einschaltdauerberechnungseinheit 43 berechnet einen U-Phasen-Einschaltdauerwert Du, einen V-Phasen-Einschaltdauerwert Dv und einen W-Phasen-Einschaltdauerwert Dw basierend auf dem aus der Zielstromberechnungseinheit 42 ausgegebenen Zielstromwert und den AC-Stromsensorwerten lus, Ivs und Iws und gibt die berechneten Werte zu der PWM-Signalerzeugungseinheit 44 und der Berechnungseinheit 451 für simulierten DC-Strom aus.The duty calculation unit 43 calculates a U-phase duty value Du, a V-phase duty value Dv and a W-phase duty value Dw based on the target current value output from the target current calculation unit 42 and the AC current sensor values lus, Ivs and Iws and outputs the calculated ones Outputs values to the PWM signal generation unit 44 and the simulated DC current calculation unit 451 .

In der vorliegenden Ausführungsform gibt der U-Phasen-Einschaltdauerwert Du ein EIN-Zeitverhältnis eines oberen U-Phasen-Schaltungszweig-Leistungshalbleiters an, und ein EIN-Zeitverhältnis eines unteren U-Phasen-Schaltungszweig-Leistungshalbleiters wird durch 1-Du angegeben. Ähnlich gibt der V-Phasen-Einschaltdauerwert Dv ein EIN-Zeitverhältnis eines oberen V-Phasen-Schaltungszweig-Leistungshalbleiters an, und ein EIN-Zeitverhältnis eines unteren V-Phasen-Schaltungszweig-Leistungshalbleiters wird durch 1-Dv angegeben. Der W-Phasen-Einschaltdauerwert Dw gibt ein EIN-Zeitverhältnis eines oberen W-Phasen-Schaltungszweig-Leistungshalbleiters an, und ein EIN-Zeitverhältnis eines unteren W-Phasen-Schaltungszweig-Leistungshalbleiters wird durch 1-Dw angegeben.In the present embodiment, the U-phase duty value Du indicates an ON-time ratio of a U-phase upper arm power semiconductor, and an ON-time ratio of a U-phase lower arm power semiconductor is indicated by 1-Du. Similarly, the V-phase duty value Dv indicates an ON-time ratio of an upper V-phase arm power semiconductor, and an ON-time ratio of a V-phase lower arm power semiconductor is indicated by 1-Dv. The W-phase duty value Dw indicates an ON-time ratio of a W-phase upper arm power semiconductor, and an ON-time ratio of a W-phase lower arm power semiconductor is indicated by 1-Dw.

Die PWM-Signalerzeugungseinheit 44 enthält darin einen Zeitgeber (nicht dargestellt), erzeugt ein Pulsbreitenmodulations-Signal (PWM-Signal) basierend auf einem Wert des Zeitgebers, dem U-Phasen-Einschaltdauerwert Du, dem V-Phasen-Einschaltdauerwert Dv und dem W-Phasen-Einschaltdauerwert Dw und gibt das PWM-Signal zu der Ansteuerschaltung 50 aus.The PWM signal generation unit 44 includes therein a timer (not shown), generates a pulse width modulation (PWM) signal based on a value of the timer, the U-phase duty value Du, the V-phase duty value Dv, and the W- Phase duty value Dw and outputs the PWM signal to the drive circuit 50.

Wenn ein Anomaliemeldungssignal aus der Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 45 ausgegeben wird, steuert die PWM-Signalerzeugungseinheit 44 das PWM-Signal so, dass der Motor 20 nicht angesteuert wird. Beispiele für den Zustand, in dem der Motor 20 nicht angesteuert wird, enthalten einen Zustand, in dem alle sechs Leistungshalbleiter in der Leistungsumsetzungsschaltung 60 abgeschaltet sind (in der vorliegenden Ausführungsform als ein Freilaufzustand bezeichnet). Andere Beispiele enthalten einen Zustand, in dem drei Leistungshalbleiter des oberen Schaltungszweigs unter den sechs Leistungshalbleitern eingeschaltet sind und drei Leistungshalbleiter des unteren Schaltungszweigs ausgeschaltet sind (in der vorliegenden Ausführungsform als aktiver Kurzschlusszustand des oberen Zweigs bezeichnet), und einen entgegengesetzten Zustand, in dem die drei Leistungshalbleiter des oberen Schaltungszweigs ausgeschaltet sind und die drei Leistungshalbleiter des unteren Schaltungszweigs eingeschaltet sind (in der vorliegenden Ausführungsform als ein aktiver Kurzschlusszustand des unteren Zweigs bezeichnet).When an abnormality notification signal is output from the power semiconductor diagnosis unit 45, the PWM signal generation unit 44 controls the PWM signal so that the motor 20 is not driven. Examples of the state where the motor 20 is not driven include a state where all six power semiconductors in the power conversion circuit 60 are turned off (referred to as a coasting state in the present embodiment). Other examples include a state in which three upper-arm circuit power semiconductors among the six power semiconductors are turned on and three lower-arm circuit power semiconductors are turned off (referred to as the upper-arm active short circuit state in the present embodiment), and an opposite state in which the three power semiconductors of the upper circuit arm are turned off and the three power semiconductors of the lower circuit arm are turned on (in the present embodiment referred to as an active short circuit state of the lower arm).

Die Ansteuerschaltung 50 empfängt das aus der PWM-Signalerzeugungseinheit 44 ausgegebene PWM-Signal und gibt ein Ansteuersignal zum EIN/AUS-Schalten des Leistungshalbleiters zu der Leistungsumsetzungsschaltung 60 aus.The drive circuit 50 receives the PWM signal output from the PWM signal generation unit 44 and outputs a drive signal for turning ON/OFF the power semiconductor to the power conversion circuit 60 .

Die Leistungsumsetzungsschaltung 60 enthält darin einen Glättungskondensator und die sechs Leistungshalbleiter und setzt DC-Leistung, die aus der DC-Stromversorgung 10 erhalten wird, in AC-Leistung um, um den Motor 20 während des Leistungsbetriebs anzutreiben. Zusätzlich wird die Leistung 20 des Motors 20 in DC-Leistung umgesetzt, um die DC-Stromversorgung 10 während der Regeneration aufzuladen.The power conversion circuit 60 includes therein a smoothing capacitor and the six power semiconductors, and converts DC power obtained from the DC power supply 10 into AC power to drive the motor 20 during the power operation. Additionally, the power 20 of the motor 20 is converted to DC power to charge the DC power supply 10 during regeneration.

Die Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 45 führt eine Ausfalldiagnose des Leistungshalbleiters in der Leistungsumsetzungsschaltung 60 aus. Die Berechnungseinheit 451 für simulierten DC-Strom in der Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 45 berechnet erste simulierte Ausfallzeit-DC-Stromwerte der jeweiligen Phasen basierend auf den Einschaltdauerwerten Du, Dv und Dw und den AC-Stromsensorwerten lus, Ivs und Iws der entsprechenden Phasen und gibt die ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwerte zu der Ausfallbestimmungseinheit 452 aus.The power semiconductor diagnosis unit 45 performs failure diagnosis of the power semiconductor in the power conversion circuit 60 . The simulated DC current calculation unit 451 in the power semiconductor diagnosis unit 45 calculates first simulated downtime DC current values of the respective phases based on the duty values Du, Dv and Dw and the AC current sensor values lus, Ivs and Iws of the respective phases and outputs the first simulated ones outage time DC current values to outage determination unit 452 .

Die Ausfallbestimmungseinheit 452 bestimmt, welcher Punkt der Leistungshalbleiter in der Leistungsumsetzungsschaltung 60 ausgefallen ist, unter Verwendung der ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwerte der jeweiligen Phasen, des DC-Stromsensorwerts Idcs, der Einschaltdauerwerte Du, Dv und Dw der entsprechenden Phasen und des Zieldrehmoments und gibt ein Ausfallmeldungssignal, das dem Ausfallpunkt entspricht, zu der Ausfallmeldungsvorrichtung 40 und der PWM-Signalerzeugungseinheit 44 aus. Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausfallbestimmungseinheit 452 das Zieldrehmoment bestimmt, um zu identifizieren, ob es die Leistungsbetriebszeit oder die Regenerationszeit ist. Insbesondere gibt ein positives Zieldrehmoment die Leistungsbetriebszeit an, und ein negatives Zieldrehmoment gibt die Regenerationszeit an. Als ein weiteres Identifizierungsverfahren kann die Leistungsbetriebszeit identifiziert werden, wenn der DC-Stromsensorwert Idcs positiv ist, und die Regenerationszeit kann identifiziert werden, wenn der DC-Stromsensorwert Idcs negativ ist.The failure determination unit 452 determines which point of the power semiconductor in the power conversion circuit 60 has failed using the first simulated failure time DC current values of the respective phases, the DC current sensor value Idcs, the duty values Du, Dv and Dw of the respective phases and the target torque and outputs a failure notification signal corresponding to the failure point to the failure notification device 40 and the PWM signal generation unit 44 . It is noted that the failure determination unit 452 determines the target torque to identify whether it is the power operation time or the regeneration time. Specifically, a positive target torque indicates power run time, and a negative target torque indicates regeneration time. As another identification method, the power operation time can be identified when the DC current sensor value Idcs is positive, and the regeneration time can be identified when the DC current sensor value Idcs is negative.

2 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm der Leistungsumsetzungsschaltung 60. 2 12 is a circuit configuration diagram of the power conversion circuit 60.

Die Leistungsumsetzungsschaltung 60 enthält obere und untere U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Zweigreihenschaltungen. Die obere und untere U-Phasen-Zweigreihenschaltung 61 enthält einen Leistungshalbleiter Tuu des oberen Zweigs der U-Phase und eine Diode Duu des oberen Zweigs der U-Phase und einen Leistungshalbleiter Tul des unteren Zweigs der U-Phase und eine Diode Dul des unteren Zweigs der U-Phase. Die obere und untere V-Phasen-Zweigreihenschaltung 62 enthält einen Leistungshalbleiter Tvu des oberen Zweigs der V-Phase und eine Diode Dvu des oberen Zweigs der V-Phase und einen Leistungshalbleiter Tvl des unteren Zweigs der V-Phase und eine Diode Dvl des unteren Zweigs der V-Phase. Die obere und untere W-Phasen-Zweigreihenschaltung 63 enthält einen Leistungshalbleiter Twu des oberen Zweigs der W-Phase und eine Diode Dwu des oberen Zweigs der W-Phase und einen Leistungshalbleiter Twl des unteren Zweigs der W-Phase und eine Diode Dwl des unteren Zweigs der W-Phase.The power conversion circuit 60 includes upper and lower U-phase, V-phase and W-phase arm series circuits. The U-phase upper and lower arm series circuit 61 includes a U-phase upper-arm power semiconductor Tuu and a U-phase upper-arm diode Duu and a U-phase lower-arm power semiconductor Tul and a lower-arm diode Dul the U phase. The V-phase upper and lower arm series circuit 62 includes a V-phase upper-arm power semiconductor Tvu and a V-phase upper-arm diode Dvu, and a V-phase lower-arm power semiconductor Tvl and a lower-arm diode Dvl the V phase. The W-phase upper and lower arm series circuit 63 includes a W-phase upper-arm power semiconductor Twu and a W-phase upper-arm diode Dwu and a W-phase lower-arm power semiconductor Twl and a lower-arm diode Dwl the W phase.

Ein oberer Schaltungszweig 64 enthält den Leistungshalbleiter Tuu des oberen Zweigs der U-Phase, die Diode Duu des oberen Zweigs der U-Phase, den Leistungshalbleiter Tvu des oberen Zweigs der V-Phase, die Diode Dvu des oberen Zweigs der V-Phase, den Leistungshalbleiter Twu des oberen Zweigs der W-Phase und die Diode Dwu des oberen Zweigs der W-Phase. Der untere Schaltungszweig 65 enthält den Leistungshalbleiter Tul des unteren Zweigs der U-Phase, die Diode Dul des unteren Zweigs der U-Phase, den Leistungshalbleiter Tvl des unteren Zweigs der V-Phase, die Diode Dvl des unteren Zweigs der V-Phase, den Leistungshalbleiter Twl des unteren Zweigs der W-Phase und die Diode Dwl des unteren Zweigs der W-Phase. Der Leistungshalbleiter ist beispielsweise ein Leistungs-Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistor (Leistungs-MOSFET) oder ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT).An upper circuit arm 64 includes the U-phase upper-arm power semiconductor Tuu, the U-phase upper-arm diode Duu, the upper-arm power semiconductor Tvu der V-phase, the V-phase upper-arm diode Dvu, the W-phase upper-arm power semiconductor Twu, and the W-phase upper-arm diode Dwu. The lower circuit arm 65 includes the U-phase lower-arm power semiconductor Tul, the U-phase lower-arm diode Dul, the V-phase lower-arm power semiconductor Tvl, the V-phase lower-arm diode Dvl, den W-phase lower arm power semiconductor Twl and W-phase lower arm diode Dwl. The power semiconductor is, for example, a power metal oxide semiconductor field effect transistor (power MOSFET) or an insulated gate bipolar transistor (IGBT).

Ein Glättungskondensator 66 glättet einen Strom, der durch EIN/AUS des Leistungshalbleiters erzeugt wird und unterdrückt eine Welligkeit des DC-Stroms, der der Leistungsumsetzungsschaltung 60 aus der DC-Stromversorgung 10 zugeführt wird. Als der Glättungskondensator 66 ist beispielsweise ein elektrolytischer Kondensator oder ein Folienkondensator verwendet.A smoothing capacitor 66 smooths a current generated by ON/OFF of the power semiconductor and suppresses a ripple of the DC current supplied to the power conversion circuit 60 from the DC power supply 10 . As the smoothing capacitor 66, an electrolytic capacitor or a film capacitor is used, for example.

3 ist ein Ablaufplan, der die Leistungshalbleiterausfallbestimmungsverarbeitung in der Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 45 darstellt. 3 FIG. 12 is a flowchart showing the power semiconductor failure determination processing in the power semiconductor diagnosis unit 45. FIG.

Wie in Schritt S10 von 3 dargestellt ist, erfasst die Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 45 die AC-Stromsensorwerte lus, Ivs und Iws und den DC-Stromsensorwert Idcs.As in step S10 of 3 1, the power semiconductor diagnosis unit 45 acquires the AC current sensor values lus, Ivs, and Iws and the DC current sensor value Idcs.

In Schritt S11 berechnet die Berechnungseinheit 451 für simulierten DC-Strom einen ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase, einen ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv der V-Phase und einen ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw der W-Phase basierend auf den folgenden Formeln (1) bis (3) aus den Einschaltdauerwerten Du, Dv und Dw und den AC-Stromsensorwerten lus, Ivs und Iws der jeweiligen Phasen und gibt die berechneten Werte zu der Ausfallbestimmungseinheit 452 aus. Erster simulierter Ausfallzeit DC Stromwert der U Phase Idcu = Dv × Ivs + Dw × Iws

Figure DE112020002128T5_0001
Erster simulierter Ausfallzeit DC Stromwert der V Phase Idcv = Du × Ius + Dw × Iws
Figure DE112020002128T5_0002
Erster simulierter Ausfallzeit DC Stromwert der W Phase Idcw = Du × Ius + Dv × Ivs
Figure DE112020002128T5_0003
In step S11, the simulated DC current calculation unit 451 calculates a U-phase downtime first simulated DC current value Idcu, a V-phase downtime first simulated DC current value Idcv, and a downtime first simulated DC current value Idcwder W phase based on the following formulas (1) to (3) from the duty values Du, Dv and Dw and the AC current sensor values lus, Ivs and Iws of the respective phases and outputs the calculated values to the failure determination unit 452 . First simulated downtime DC current value of the U Phase Idcu = Dv × ivs + Dw × Iws
Figure DE112020002128T5_0001
First simulated downtime DC current value of the V Phase Idcv = You × ius + Dw × Iws
Figure DE112020002128T5_0002
First simulated downtime DC Current value of the W Phase Idcw = You × ius + Dv × ivs
Figure DE112020002128T5_0003

In Schritt S12 bestimmt, wenn eine Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase kleiner als ein Schwellenwert 1 ist, die Ausfallbestimmungseinheit 452, dass in dem U-Phasen-Leistungshalbleiter ein Ausfall aufgetreten ist. Wenn ein AUS-Stuck-Ausfall eines Leistungshalbleiters auftritt, ist ein erster simulierter Ausfallzeit-DC-Strom einer entsprechenden Phase im Wesentlichen gleich einem tatsächlichen DC-Stromwert in einer Zeitzone, in der der Strom zu dem ausgefallenen Leistungshalbleiter fließen soll. Der Schwellenwert 1 ist auf einen Wert eingestellt, der eine solche Beziehung erfüllt. Als ein Ergebnis ist es möglich zu bestimmen, in welcher Phase der Ausfall aufgetreten ist.In step S12, when a difference between the DC current sensor value Idcs and the U-phase first simulated downtime DC current value Idcu is less than a threshold value 1, the failure determination unit 452 determines that a failure has occurred in the U-phase power semiconductor is. When an OFF stuck failure of a power semiconductor occurs, a first simulated fail-time DC current of a corresponding phase is substantially equal to an actual DC current value in a time zone in which the current is to flow to the failed power semiconductor. The threshold 1 is set to a value that satisfies such a relationship. As a result, it is possible to determine in which phase the failure has occurred.

In Schritt S13 bestimmt die Ausfallbestimmungseinheit 452, ob der Motor 20 in einem Leistungsbetriebszustand oder in einem Regenerationszustand ist, basierend auf dem eingegebenen Zieldrehmoment oder dergleichen.In step S13, the failure determination unit 452 determines whether the engine 20 is in a power running state or in a regeneration state based on the inputted target torque or the like.

Wenn bestimmt wird, dass der Motor 20 in dem Leistungsbetriebszustand ist, fährt die Verarbeitung zu Schritt S14 fort, und die Ausfallbestimmungseinheit 452 bestimmt in Schritt S14, ob der U-Phasen-Einschaltdauerwert Du größer ist als ein Schwellenwert 2. Wenn der U-Phasen-Einschaltdauerwert Du größer ist als der Schwellenwert 2, wird in Schritt S16 bestimmt, dass ein AUS-Stuck-Ausfall des Leistungshalbleiters des oberen Schaltungszweigs der U-Phase auftritt. Wenn der U-Phasen-Einschaltdauerwert Du nicht größer ist als der Schwellenwert 2, wird in Schritt S17 bestimmt, dass ein AUS-Stuck-Ausfall des Leistungshalbleiters des unteren Schaltungszweigs der U-Phase auftritt. Wenn der U-Phasen-Einschaltdauerwert Du in dem Bereich von 0 bis 1 ist, ist der Schwellenwert 2 beispielsweise auf 0,5 eingestellt. Als ein Ergebnis wird bestimmt, zu welchem aus dem oberen Schaltungszweig und dem unteren Schaltungszweig der Strom fließen soll.When it is determined that the engine 20 is in the power running state, the processing proceeds to step S14, and the failure determination unit 452 determines in step S14 whether the U-phase duty value Du is greater than a threshold value 2. If the U-phase -duty value Du is greater than the threshold value 2, it is determined in step S16 that an OFF stuck failure of the upper arm power semiconductor of the U-phase occurs. When the U-phase duty value Du is not greater than the threshold value 2, it is determined in step S17 that an OFF stuck failure of the lower-arm power semiconductor of the U-phase occurs. When the U-phase duty value Du is in the range from 0 to 1, the threshold 2 is set to 0.5, for example. As a result, it is determined to which of the upper circuit arm and the lower circuit arm the current should flow.

Wenn in Schritt S13 bestimmt wird, dass der Motor 20 in dem Regenerationszustand ist, fährt die Verarbeitung zu Schritt S15 fort, und die Ausfallbestimmungseinheit 452 bestimmt in Schritt S15, ob der U-Phasen-Einschaltdauerwert Du gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert 2 ist. Wenn der U-Phasen-Einschaltdauerwert Du gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert 2 ist, wird in Schritt S16 bestimmt, dass der OFF-Stuck-Ausfall des Leistungshalbleiters des oberen Schaltungszweigs der U-Phase auftritt. Wenn der U-Phasen-Einschaltdauerwert Du nicht gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert 2 ist, wird in Schritt S17 bestimmt, dass der OFF-Stuck-Ausfall des Leistungshalbleiters des unteren Schaltungszweigs der U-Phase auftritt.When it is determined in step S13 that the engine 20 is in the regeneration state, the processing proceeds to step S15, and the failure determination unit 452 determines whether the U-phase duty value Du is equal to or smaller than the threshold 2 in step S15 . When the U-phase duty value Du is equal to or smaller than the threshold value 2, it is determined in step S16 that the OFF-stuck failure of the power semiconductor of the U-phase upper arm circuit occurs. When the U-phase duty value Du is not equal to or smaller than the threshold value 2, it is determined in step S17 that the OFF-stuck failure of the power semiconductor of the lower-arm circuit of the U-phase occurs.

In Schritt S18 gibt die Ausfallbestimmungseinheit 452 ein Ausfallmeldungssignal, das einem Ausfallpunkt entspricht, zu der PWM-Signalerzeugungseinheit 44 und der Ausfallmeldungsvorrichtung 30 aus.In step S<b>18 , the failure determination unit 452 outputs a failure notification signal corresponding to a failure point to the PWM signal generation unit 44 and the failure notification device 30 .

Auf diese Weise fließt kein Strom durch den ausgefallenen Leistungshalbleiter, der DC-Strom wird im Wesentlichen gleich einem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom einer ausgefallenen Phase, wenn der Strom zu dem Ausfallpunkt fließen soll. Zu dieser Zeit kann durch einen Einschaltdauerwert der ausgefallenen Phase bestimmt werden, welcher aus dem oberen und dem unteren Zweig hauptsächlich eingeschaltet ist, der Ausfallpunkt des oberen und des unteren Zweigs kann basierend auf der Einschaltdauer bestimmt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Phase der Spannung (das heißt die Einschaltdauer) und die Phase des Stroms während des Leistungsbetriebs gleich sind, eine Zeitzone, in der die Einschaltdauer größer ist als der Schwellenwert von 0,5, fällt mit einer Zeitzone zusammen, in der der Strom zu dem oberen Zweig fließen soll. Andererseits sind die Phase der Spannung (das heißt die Einschaltdauer) und die Phase des Stroms während der Regeneration um 180° verschoben, eine Zeitzone, in der die Einschaltdauer kleiner ist als der Schwellenwert von 0,5, fällt mit der Zeitzone zusammen, in der der Strom zu dem oberen Zweig fließen soll.In this way, no current flows through the failed power semiconductor, the DC current becomes substantially equal to a first failed-time simulated DC current of a failed phase when the current is to flow to the failure point. At this time, by determining a duty value of the failed phase, which of the upper and lower arms is mainly on, the failure point of the upper and lower arms can be determined based on the duty. It should be noted that the phase of the voltage (that is, the duty cycle) and the phase of the current are the same during power operation, a time zone in which the duty cycle is greater than the threshold of 0.5 coincides with a time zone in which in which the current is to flow to the upper branch. On the other hand, the phase of the voltage (that is, the duty cycle) and the phase of the current are shifted by 180° during regeneration, a time zone in which the duty cycle is less than the threshold of 0.5 coincides with the time zone in which the current should flow to the upper branch.

Die Schritte S22 bis S27 geben die V-Phasen-Ausfallbestimmungsverarbeitung an, und die Schritte S32 bis S37 geben die W-Phasen-Ausfallbestimmungsverarbeitung an.Steps S22 to S27 indicate V-phase dropout determination processing, and steps S32 to S37 indicate W-phase dropout determination processing.

In Schritt S12 fährt die Verarbeitung zu Schritt S22 fort, wenn die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase nicht kleiner ist als der Schwellenwert 1. In Schritt S22 bestimmt, wenn eine Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv der V-Phase kleiner als der Schwellenwert 1 ist, die Ausfallbestimmungseinheit 452, dass in dem V-Phasen-Leistungshalbleiter ein Ausfall aufgetreten ist. In step S12, the processing proceeds to step S22 when the difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated downtime DC current value Idcu of the U-phase is not smaller than the threshold 1. In step S22, it is determined if a difference between the DC current sensor value Idcs and the V-phase first simulated downtime DC current value Idcv is less than the threshold value 1, the failure determination unit 452 that a failure has occurred in the V-phase power semiconductor.

Nachstehend sind die Schritte S22 bis S27 ähnlich den Schritten S12 bis S17, die der U-Phasen-Ausfallbestimmungsverarbeitung entsprechen, und somit wird ihre Beschreibung weggelassen.Hereinafter, steps S22 to S27 are similar to steps S12 to S17 corresponding to the U-phase dropout determination processing, and thus their description is omitted.

In Schritt S22 fährt die Verarbeitung zu Schritt S32 fort, wenn die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv der V-Phase nicht kleiner ist als der Schwellenwert 1. In Schritt S32 bestimmt, wenn eine Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idc und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw der W-Phase kleiner als der Schwellenwert 1 ist, die Ausfallbestimmungseinheit 452, dass in dem W-Phasen-Leistungshalbleiter ein Ausfall aufgetreten ist. Nachstehend sind die Schritte S32 bis S37 ähnlich den Schritten S12 bis S17, die der U-Phasen-Ausfallbestimmungsverarbeitung entsprechen, und somit wird ihre Beschreibung weggelassen.In step S22, the processing proceeds to step S32 if the difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated downtime DC current value Idcv of the V-phase is not smaller than the threshold 1. In step S32, it is determined if a difference between the DC current sensor value Idc and the W-phase first simulated downtime DC current value Idcw is less than the threshold value 1, the failure determination unit 452 that a failure has occurred in the W-phase power semiconductor. Hereinafter, steps S32 to S37 are similar to steps S12 to S17 corresponding to the U-phase dropout determination processing, and thus their description is omitted.

Wenn die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw der W-Phase in Schritt S32 nicht kleiner ist als der Schwellenwert 1, fährt die Ausfallbestimmungseinheit 452 zu Schritt S39 fort. In Schritt S39 wird bestimmt, dass kein OFF-Stuck-Ausfall in dem Leistungshalbleiter vorhanden ist.If the difference between the DC current sensor value Idcs and the W-phase first simulated downtime DC current value Idcw is not less than the threshold value 1 in step S32, the dropout determination unit 452 proceeds to step S39. In step S39, it is determined that there is no OFF-stuck failure in the power semiconductor.

4 ist ein Ablaufplan, der eine Ausfallbehandlungsverarbeitung der PWM-Signalerzeugungseinheit 44 darstellt. 4 FIG. 12 is a flowchart showing failure handling processing of the PWM signal generation unit 44. FIG.

Wenn sie das Ausfallmeldungssignal von der Ausfallbestimmungseinheit 452 empfängt, startet die PWM-Signalerzeugungseinheit 44 die Ausfallbehandlungsverarbeitung. Wenn das Ausfallmeldungssignal in Schritt S18 von 3 empfangen wird und bestimmt wird, dass der OFF-Stuck-Ausfall in dem oberen Zweig irgendeiner aus der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase aufgetreten ist, was in Schritt S40 von 4 stattfindet, fährt die Verarbeitung zu Schritt S41 fort.When receiving the failure notification signal from the failure determination unit 452, the PWM signal generation unit 44 starts the failure handling processing. If the failure notification signal in step S18 of 3 is received and it is determined that the OFF stuck failure has occurred in the upper arm of any one of the U phase, the V phase and the W phase, which is done in step S40 of FIG 4 takes place, the processing proceeds to step S41.

In Schritt S41 wird ein PWM-Signal, um in dem Freilaufzustand oder dem aktiven Kurzschlusszustand des unteren Zweigs zu sein, erzeugt. Da es aufgrund des Ausfalls schwierig ist, den Leistungshalbleiter des oberen Schaltungszweigs einzuschalten, wird der obere Schaltungszweig nicht in den aktiven Kurzschlusszustand gebracht.In step S41, a PWM signal to be in the free-running state or the active short-circuit state of the lower arm is generated. Since it is difficult to turn on the power semiconductor of the upper arm circuit due to the failure, the upper arm circuit is not brought into the active short circuit state.

Wenn in Schritt S42 bestimmt wird, dass der OFF-Stuck-Ausfall in dem unteren Zweig irgendeiner aus der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase aufgetreten ist, fährt die Verarbeitung zu Schritt S43 fort.When it is determined in step S42 that the OFF stuck failure has occurred in the lower arm of any one of the U phase, the V phase and the W phase, the processing proceeds to step S43.

In Schritt S43 wird ein PWM-Signal, um in dem Freilaufzustand oder dem aktiven Kurzschlusszustand des oberen Zweigs zu sein, erzeugt. Da es aufgrund des Ausfalls schwierig ist, den Leistungshalbleiter des unteren Schaltungszweigs einzuschalten, wird der untere Schaltungszweig nicht in den aktiven Kurzschlusszustand gebracht.In step S43, a PWM signal to be in the free-running state or the upper-arm active short-circuit state is generated. Since it is difficult to turn on the power semiconductor of the lower arm circuit due to the failure, the lower arm circuit is not brought into the active short circuit state.

In einem Fall, der keinem Ausfall in Schritt S40 und Schritt S42 entspricht, fährt die Verarbeitung zu Schritt S44 fort. Da kein Ausfall aufgetreten ist, fährt die PWM-Signalerzeugungseinheit 44 mit einem PWM-Betrieb fort, erzeugt ein PWM-Signal gemäß den Einschaltdauerwerten Du, Dv und Dw der jeweiligen Phasen und gibt das PWM-Signal in Schritt S44 zu der Ansteuerschaltung 50 aus.In a case that corresponds to no failure in step S40 and step S42, the processing proceeds to step S44. Since no failure has occurred, the PWM signal generation unit 44 continues a PWM operation, generates a PWM signal according to the duty values Du, Dv, and Dw of the respective phases, and outputs the PWM signal to the drive circuit 50 in step S44.

5(A), 5(B) und 5(C) sind Graphen eines AC-Stroms, einer Einschaltdauer und eines DC-Stroms, wenn ein OFF-Stuck-Ausfall in dem oberen Schaltungszweig der U-Phase während des Leistungsbetriebs aufgetreten ist. 5(A) , 5(B) and 5(c) 12 are graphs of AC current, duty cycle, and DC current when an OFF-stuck failure has occurred in the U-phase upper circuit arm during power operation.

5(A) stellt den AC-Strom dar, 5(B) stellt die Einschaltdauer dar, 5(C) stellt den DC-Strom dar, und die horizontale Achse jedes Graphen repräsentiert die Zeit. Es ist ein Fall dargestellt, in dem ein OFF-Stuck-Ausfall in dem oberen Schaltungszweig der U-Phase zu der Zeit t während des Leistungsbetriebs aufgetreten ist. 5(A) represents the AC current, 5(B) represents the duty cycle, 5(c) represents DC current and the horizontal axis of each graph represents time. A case is illustrated in which an OFF-stuck failure has occurred in the U-phase upper circuit arm at the time t during the power operation.

Der AC-Stromsensorwert lus, der durch die U-Phase fließt, wird zu null, da der OFF-Stuck-Ausfall in dem oberen Schaltungszweig des U-Phase zu der Zeit t aufgetreten ist, wie in 5(A) dargestellt ist. Wie in 5(C) dargestellt ist, tritt eine Zeitzone auf, in der der erste simulierte Ausfallzeit-DC-Strom Idcu der U-Phase nahe dem DC-Stromwert Idcs ist. In dieser Zeitzone wird bestimmt, dass die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1, wie in Schritt S13 von 3 dargestellt ist. Dann übersteigt der U-Phasen-Einschaltdauerwert Du in dieser Zeitzone 0,5, wie in 5(B) dargestellt ist. Deshalb wird bestimmt, dass der U-Phasen-Einschaltdauerwert Du größer ist als der Schwellenwert 2, wie in Schritt S14 von 3 dargestellt ist. Als ein Ergebnis wird in Schritt S16 von 3 der OFF-Stuck-Ausfall des Leistungshalbleiters des oberen Schaltungszweigs der U-Phase bestimmt.The AC current sensor value lus flowing through the U-phase becomes zero since the OFF-stuck failure occurred in the upper circuit arm of the U-phase at the time t as shown in FIG 5(A) is shown. As in 5(c) 1, a time zone occurs in which the first simulated downtime DC current Idcu of the U-phase is close to the DC current value Idcs. In this time zone, it is determined that the difference between the DC current sensor value Idcs and the U-phase first downtime simulated DC current value Idcu is smaller than the threshold 1, as in step S13 of FIG 3 is shown. Then, the U-phase duty value Du in this time zone exceeds 0.5, as in 5(B) is shown. Therefore, it is determined that the U-phase duty value Du is larger than the threshold 2 as in step S14 of FIG 3 is shown. As a result, in step S16 of 3 the OFF-stuck failure of the power semiconductor of the upper branch circuit of the U-phase is determined.

[Zweite Ausführungsform][Second embodiment]

6 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer Leistungsumsetzungsvorrichtung 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform. 6 12 is a circuit configuration diagram of a power conversion device 200 according to a second embodiment.

Die Leistungsumsetzungsvorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform enthält keinen DC-Stromsensor 80 und eine andere Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 46 im Vergleich zu der Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist. Die gleichen Punkte wie diejenigen der Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, ihre Beschreibung wird weggelassen, und unterschiedliche Teile werden nachstehend beschrieben.The power conversion device 200 according to the second embodiment does not include a DC current sensor 80 and a different power semiconductor diagnosis unit 46 compared to the power conversion device 100 according to the first embodiment shown in FIG 1 is shown. The same points as those of the power conversion device 100 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, their description is omitted, and different parts are described below.

Eine Berechnungseinheit 461 für simulierten DC-Strom der Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 46 berechnet einen ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom jeder Phase basierend auf den Formeln (1) bis (3), die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind. Ferner wird ein simulierter Normalzeit-DC-Stromwert unter Verwendung der Einschaltdauern Du, Dv und Dw der jeweiligen Phasen und der AC-Stromsensorwerte lus, Ivs und Iws der entsprechenden Phasen berechnet. Das heißt, ein DC-Strom zu der Normalzeit kann durch die folgende Formel (4) berechnet werden, und somit wird der durch diese Formel (4) berechnete Wert anstelle eines DC-Stromsensors verwendet. DC Strom = ( Du × Ius ) + ( Dv × Ivs ) + ( Dv × Iws )

Figure DE112020002128T5_0004
A simulated DC current calculation unit 461 of the power semiconductor diagnosis unit 46 calculates a first downtime simulated DC current of each phase based on the formulas (1) to (3) described in the first embodiment. Further, a simulated normal-time DC current value is calculated using the duty ratios Du, Dv, and Dw of the respective phases and the AC current sensor values lus, Ivs, and Iws of the respective phases. That is, a DC current at the normal time can be calculated by the following formula (4), and thus the value calculated by this formula (4) is used instead of a DC current sensor. DC current = ( You × ius ) + ( Dv × ivs ) + ( Dv × Iws )
Figure DE112020002128T5_0004

Hier ist Du eine relative Einschaltdauer der U-Phase, Dv ist eine relative Einschaltdauer der U-Phase der V-Phase, Dw ist ein eine relative Einschaltdauer der W-Phase, lus ist ein U-Phasen-AC-Stromsensorwert, Ivs ist ein V-Phasen-Stromsensorwert und Iws ist ein W-Phasen-Stromsensorwert.Here, Du is a U-phase duty ratio, Dv is a U-phase duty ratio of V-phase, Dw on is a W-phase duty ratio, lus is a U-phase AC current sensor value, Ivs is on V-phase current sensor value and Iws is a W-phase current sensor value.

Die Berechnungseinheit 461 für simulierten DC-Strom gibt den berechneten DC-Strom zu einer Ausfallbestimmungseinheit 462 aus. Die Ausfallbestimmungseinheit 462 bestimmt, welcher Punkt der Leistungshalbleiter in der Leistungsumsetzungsschaltung 60 ausgefallen ist, unter Verwendung der ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwerte der jeweiligen Phasen, des simulierten Normalzeit-DC-Stromwertes, der Einschaltdauerwerte Du, Dv und Dw der entsprechenden Phasen und eines Zieldrehmoments und gibt ein Ausfallmeldungssignal, das dem Ausfallpunkt entspricht, zu der Ausfallmeldungsvorrichtung 30 und der PWM-Signaierzeugungseinheit 44 aus. Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausfallbestimmungseinheit 462 das Zieldrehmoment bestimmt, um zu identifizieren, ob es die Leistungsbetriebszeit oder die Regenerationszeit ist. Insbesondere gibt ein positives Zieldrehmoment die Leistungsbetriebszeit an, und ein negatives Zieldrehmoment gibt die Regenerationszeit an. Als ein weiteres Identifizierungsverfahren kann die Leistungsbetriebszeit identifiziert werden, wenn der simulierte Normalzeit-DC-Strom, der durch die Berechnungseinheit 461 für simulierten DC-Strom berechnet wird, positiv ist, und die Regenerationszeit kann identifiziert werden, wenn der durch die Berechnungseinheit 461 für simulierten DC-Strom berechnete simulierte Normalzeit-DC-Strom negativ ist.The simulated DC current calculation unit 461 outputs the calculated DC current to a failure determination unit 462 . The failure determination unit 462 determines which point of the power semiconductor in the power conversion circuit 60 has failed using the first simulated failure time DC current values of the respective phases, the simulated normal time DC current value, the duty values Du, Dv and Dw of the respective phases and one target torque and outputs a failure notification signal corresponding to the failure point to the failure notification device 30 and the PWM signal generation unit 44 . It is noted that the failure determination unit 462 determines the target torque to identify whether it is the power operation time or the regeneration time. Specifically, a positive target torque indicates power run time, and a negative target torque indicates regeneration time. As another identification method, the power operation time can be identified when the simulated normal-time DC current calculated by the simulated DC current calculation unit 461 is positive, and the regeneration time can be identified when the simulated normal-time current calculated by the simulated DC current calculation unit 461 is positive DC current calculated simulated standard time DC current is negative.

7 ist ein Ablaufplan, der die Leistungshalbleiterausfallbestimmungsverarbeitung in der Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 46 darstellt. 7 FIG. 12 is a flowchart showing the power semiconductor failure determination processing in the power semiconductor diagnosis unit 46. FIG.

In der Ausfallbestimmungsverarbeitung in der Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 46 gemäß der zweiten Ausführungsform werden die gleichen Punkte wie diejenigen in dem Ablaufplan, der die Ausfallbestimmungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt, der in 3 dargestellt ist, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen, und unterschiedliche Teile werden nachstehend beschrieben.In the failure determination processing in the power semiconductor diagnostic unit 46 according to the second embodiment, the same points as those in the flowchart showing the failure determination processing according to the first embodiment shown in FIG 3 is denoted by the same reference numerals and their description is omitted, and different parts will be described below.

Wie in Schritt S10' in 7 dargestellt ist, erfasst die Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 46 die AC-Stromsensorwerte lus, Ivs und Iws.As in step S10' in 7 As shown, the power semiconductor diagnosis unit 46 acquires the AC current sensor values Ius, Ivs and Iws.

In Schritt S11' berechnet die Berechnungseinheit 461 für simulierten DC-Strom einen ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase, einen ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv der V-Phase und einen ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw der W-Phase basierend auf den Formeln (1) bis (3) aus den Einschaltdauerwerten Du, Dv und Dw und den AC-Stromsensorwerten lus, Ivs und Iws der entsprechenden Phasen und gibt die berechneten Werte zu der Ausfallbestimmungseinheit 462 aus. Ferner wird ein simulierter Normalzeit-DC-Strom Idee, der ein DC-Strom zu der Normalzeit ist, basierend auf Formel (4) berechnet und zu der Ausfallbestimmungseinheit 462 ausgegeben.In step S11′, the simulated DC current calculation unit 461 calculates a U-phase first downtime simulated DC current value Idcu, a V-phase first downtime simulated DC current value Idcv, and a downtime first simulated DC current value Idcw of the W phase based on the formulas (1) to (3) from the duty values Du, Dv, and Dw and the AC current sensor values lus, Ivs, and Iws of the respective phases, and outputs the calculated values to the failure determination unit 462. Further, a simulated normal-time DC current Idea, which is a DC current at the normal time, is calculated based on Formula (4) and output to the failure determination unit 462 .

In Schritt S12' bestimmt, wenn eine Differenz zwischen simulierten Normalzeit-DC-Strom Idce und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase kleiner als ein Schwellenwert 1 ist, die Ausfallbestimmungseinheit 462, dass in dem U-Phasen-Leistungshalbleiter ein Ausfall aufgetreten ist. Wenn ein OFF-Stuck-Ausfall eines Leistungshalbleiters auftritt, ist ein erster simulierter Ausfallzeit-DC-Strom einer entsprechenden Phase im Wesentlichen gleich einem tatsächlichen DC-Stromwert in einer Zeitzone, in der der Strom zu dem ausgefallenen Leistungshalbleiter fließen soll. Der Schwellenwert 1 ist auf einen Wert eingestellt, der eine solche Beziehung erfüllt. Als ein Ergebnis ist es möglich zu bestimmen, in welcher Phase der Ausfall aufgetreten ist.In step S12', when a difference between the simulated normal-time DC current Idce and the first simulated downtime DC current value Idcu of the U-phase is smaller than a threshold value 1, the failure determination unit 462 determines that in the U-phase power semiconductor an outage has occurred. When an OFF-stuck failure of a power semiconductor occurs, a first simulated fail-time DC current of a corresponding phase is substantially equal to an actual DC current value in a time zone in which the current is to flow to the failed power semiconductor. The threshold 1 is set to a value that satisfies such a relationship. As a result, it is possible to determine in which phase the failure has occurred.

In Schritt S13 bestimmt die Ausfallbestimmungseinheit 462, ob der Motor 20 in einem Leistungsbetriebszustand oder in einem Regenerationszustand ist, basierend auf dem eingegebenen Zieldrehmoment oder dergleichen. Das Folgende ist ähnlich dem Ablaufplan, der die Ausfallbestimmungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt, die in 3 dargestellt ist.In step S13, the failure determination unit 462 determines whether the engine 20 is in a power running state or in a regeneration state based on the inputted target torque or the like. The following is similar to the flowchart showing the failure determination processing according to the first embodiment shown in FIG 3 is shown.

Wenn in Schritt S12' die Differenz zwischen dem simulierten Normalzeit-DC-Strom Idce und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase nicht kleiner ist als der Schwellenwert 1, fährt die Verarbeitung zu Schritt S22' fort. In Schritt S22' bestimmt, wenn eine Differenz zwischen simulierten Normalzeit-DC-Strom Idce und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv der V-Phase kleiner als der Schwellenwert 1 ist, die Ausfallbestimmungseinheit 462, dass in dem V-Phasen-Leistungshalbleiter ein Ausfall aufgetreten ist. Nachstehend sind die Schritte S23 bis S27 ähnlich den Schritten S13 bis S17 in der der U-Phasen-Ausfallbestimmungsverarbeitung, und somit wird ihre Beschreibung weggelassen.When the difference between the simulated normal-time DC current Idce and the first simulated down-time DC current value Idcu of the U-phase is not smaller than the threshold 1 in step S12', the processing proceeds to step S22'. In step S22', when a difference between normal-time simulated DC current Idce and the V-phase first failed-time simulated DC current value Idcv is smaller than the threshold value 1, the failure determination unit 462 determines that in the V-phase power semiconductor an outage has occurred. Hereinafter, steps S23 to S27 are similar to steps S13 to S17 in the U-phase dropout determination processing, and thus their description is omitted.

Wenn in Schritt S22' die Differenz zwischen dem simulierten Normalzeit-DC-Strom Idce und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv der V-Phase nicht kleiner ist als der Schwellenwert 1, fährt die Verarbeitung zu Schritt S32' fort. In Schritt S32' bestimmt, wenn eine Differenz zwischen simulierten Normalzeit-DC-Strom Idce und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw der W-Phase kleiner als der Schwellenwert 1 ist, die Ausfallbestimmungseinheit 462, dass in dem W-Phasen-Leistungshalbleiter ein Ausfall aufgetreten ist. Nachstehend sind die Schritte S33 bis S37 ähnlich den Schritten S13 bis S17 in der der U-Phasen-Ausfallbestimmungsverarbeitung, und somit wird ihre Beschreibung weggelassen.When the difference between the simulated normal-time DC current Idce and the first simulated down-time DC current value Idcv of the V-phase is not smaller than the threshold 1 in step S22', the processing proceeds to step S32'. In step S32', when a difference between normal-time simulated DC current Idce and W-phase first failed-time simulated DC current value Idcw is smaller than the threshold 1, the failure determination unit 462 determines that in the W-phase power semiconductor an outage has occurred. Hereinafter, steps S33 to S37 are similar to steps S13 to S17 in the U-phase dropout determination processing, and thus their description is omitted.

Wenn in Schritt S32' die Differenz zwischen dem simulierten Normalzeit-DC-Strom Idce und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw der W-Phase nicht kleiner ist als der Schwellenwert 1, fährt die Ausfallbestimmungseinheit 462 zu Schritt S39 fort. In Schritt S39 wird bestimmt, dass kein OFF-Stuck-Ausfall in dem Leistungshalbleiter vorhanden ist.When in step S32' the difference between the simulated normal-time DC current Idce and the first simulated down-time DC current value Idcw of the W-phase is not smaller than the threshold 1, the outage determination unit 462 proceeds to step S39. In step S39, it is determined that there is no OFF-stuck failure in the power semiconductor.

[Dritte Ausführungsform][Third Embodiment]

8 ist ein Schaltungskonfigurationsdiagramm einer Leistungsumsetzungsvorrichtung 300 gemäß einer dritten Ausführungsform. 8th 14 is a circuit configuration diagram of a power conversion device 300 according to a third embodiment.

Die Leistungsumsetzungsvorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, hinsichtlich einer Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 47. Die gleichen Punkte wie diejenigen der Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, ihre Beschreibung wird weggelassen, und unterschiedliche Teile werden nachstehend beschrieben.The power conversion device 300 according to the third embodiment differs from the power conversion device 100 according to the first embodiment shown in FIG 1 1, regarding a power semiconductor diagnosis unit 47. The same points as those of the power conversion device 100 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, their description is omitted, and different parts will be described below.

Eine Berechnungseinheit 471 für simulierten DC-Strom der Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 47 berechnet einen ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom jeder Phase basierend auf den Formeln (1) bis (3), die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind. Ferner werden zweite simulierte Ausfallzeit-DC-Ströme der jeweiligen Phasen basierend auf den folgenden Formeln (5) bis (7) berechnet Zweiter simulierter Ausfallzeit DC Strom der U Phase Idcu2 = K × Ius + Dv × Ivs + Dw × Iws

Figure DE112020002128T5_0005
Zweiter simulierter Ausfallzeit DC Strom der V Phase Idcv2 = Du × Ius + K × Ivs + Dw × Iws
Figure DE112020002128T5_0006
Zweiter simulierter Ausfallzeit DC Strom der W Phase Idcw2 = Du × Ius + Dv × Ivs + K × Iws
Figure DE112020002128T5_0007
A simulated DC current calculation unit 471 of the power semiconductor diagnosis unit 47 calculates a first downtime simulated DC current of each phase based on the formulas (1) to (3) described in the first embodiment. Further, second simulated downtime DC currents of the respective phases are calculated based on the following formulas (5) to (7). Second simulated downtime DC current of the U Phase Idcu2 = K × ius + Dv × ivs + Dw × Iws
Figure DE112020002128T5_0005
Second simulated downtime DC current of the v Phase Idcv2 = You × ius + K × ivs + Dw × Iws
Figure DE112020002128T5_0006
Second simulated downtime DC current of the W Phase Idcw2 = You × ius + Dv × ivs + K × Iws
Figure DE112020002128T5_0007

Hier ist Du eine relative Einschaltdauer der U-Phase, Dv ist eine relative Einschaltdauer der V-Phase, Dw ist eine relative Einschaltdauer der W-Phase, lus ist ein U-Phasen-AC-Stromsensorwert, Ivs ist ein V-Phasen-Stromsensorwert, Iws ist ein W-Phasen-Stromsensorwert, und K ist ein Koeffizient. Der Koeffizient K ist innerhalb des Bereichs 0 < K ≤ 1 eingestellt. Die ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Ströme der Formeln (1) bis (3), die in der ersten Ausführungsform dargestellt sind, entsprechen einem Fall, in dem die Formeln (5) bis (7) mit K = 0 berechnet werden. Um fehlerhafte Detektion in der Normalzeit zu vermeiden, ist es wünschenswert, K auf einen Wert einzustellen, der sich signifikant von 0 unterscheidet (beispielsweise K = 1).Here, Du is a U-phase duty ratio, Dv is a V-phase duty ratio, Dw is a W-phase duty ratio, lus is a U-phase AC current sensor value, Ivs is a V-phase current sensor value , Iws is a W-phase current sensor value, and K is a coefficient. The coefficient K is set within the range of 0<K≦1. The first simulated downtime DC currents of the formulas (1) to (3) shown in the first embodiment correspond to a case where the formulas (5) to (7) are calculated with K=0. In order to avoid erroneous detection in normal time, it is desirable to set K to a value significantly different from 0 (e.g. K=1).

Der erste simulierte Ausfallzeit-DC-Strom und der zweite simulierte Ausfallzeit-DC-Strom jeder Phase, die durch die Berechnungseinheit 471 für simulierten DC-Strom berechnet werden, werden zu der Ausfallbestimmungseinheit 472 ausgegeben.The first downtime simulated DC current and the second downtime simulated DC current of each phase calculated by the simulated DC current calculation unit 471 are output to the outage determination unit 472 .

Die Ausfallbestimmungseinheit 472 bestimmt, welcher Punkt der Leistungshalbleiter in der Leistungsumsetzungsschaltung 6O ausgefallen ist, unter Verwendung der ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwerte der jeweiligen Phasen, der zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwerte der entsprechenden Phasen, eines DC-Stromsensorwerts Idcs, der Einschaltdauerwerte Du, Dv und Dw der entsprechenden Phasen und eines Zieldrehmoments und gibt ein Ausfallmeldungssignal, das dem Ausfallpunkt entspricht, zu der Ausfallmeldungsvorrichtung 30 und der PWM-Signalerzeugungseinheit 44 aus.The failure determination unit 472 determines which point of the power semiconductor in the power conversion circuit 6O has failed using the first downtime simulated DC current values of the respective phases, the second downtime simulated DC current values of the respective phases, a DC current sensor value Idcs, the duty cycle values Du, Dv, and Dw of the respective phases and a target torque, and outputs a failure notification signal corresponding to the failure point to the failure notification device 30 and the PWM signal generation unit 44 .

In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Ausfallbestimmungseinheit 472, ob eine Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert kleiner ist als ein Schwellenwert 1 und eine Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert kleiner ist als der Schwellenwert 1.In the present embodiment, the outage determination unit 472 determines whether a difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated outage time DC current value is less than a threshold 1 and a difference between the DC current sensor value Idcs and the second simulated downtime DC current value is less than the threshold 1.

Da kein Strom durch einen ausgefallenen Leistungshalbleiter fließt, sind die zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Ströme unter Verwendung aller AC-Ströme der drei Phasen und der DC-Ströme ebenfalls gleich. Deshalb kann ein Ausfallpunkt selbst dann identifiziert werden, wenn der zweite simulierte Ausfallzeit-DC-Strom zusätzlich verwendet wird. Wenn nur die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert bestimmt wird, nähert sich der DC-Strom dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert an, der nicht eine ausgefallene Phase ist, zu der Zeit, zu der die Einschaltdauer klein ist (Einschaltdauer ≈ 0), was eine fälschliche Detektion eines Ausfalls verursachen kann. Andererseits ist es möglich, eine fälschliche Detektion des Ausfalls durch Bestimmen, ob die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert kleiner ist als der Schwellenwert 1 und die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert kleiner ist als der Schwellenwert 1, in der vorliegenden Ausführungsform zu eliminieren.Since no current flows through a failed power semiconductor, the second simulated downtime DC currents using all three phase AC currents and the DC currents are also equal. Therefore, a point of failure can be identified even if the second simulated failure time DC current is additionally used. If only the difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated downtime DC current value is determined, the DC current approaches the first simulated downtime DC current value, which is not a failed phase, at the time to which the duty cycle is small (duty cycle ≈ 0), which can cause erroneous detection of a failure. On the other hand, it is possible to falsely detect the failure by determining whether the difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated downtime DC current value is less than threshold 1 and the difference between the DC current sensor value Idcs and the second simulated one Downtime DC current value is less than the threshold 1 to be eliminated in the present embodiment.

9 ist ein Ablaufplan, der die Leistungshalbleiterausfallbestimmungsverarbeitung in der Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 47 darstellt. 9 FIG. 12 is a flowchart showing the power semiconductor failure determination processing in the power semiconductor diagnosis unit 47. FIG.

In der Ausfallbestimmungsverarbeitung in der Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 47 gemäß der dritten Ausführungsform werden die gleichen Punkte wie diejenigen in dem Ablaufplan, der die Ausfallbestimmungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt, die in 3 dargestellt ist, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, ihre Beschreibung wird weggelassen, und unterschiedliche Teile werden nachstehend beschrieben.In the failure determination processing in the power semiconductor diagnostic unit 47 according to the third embodiment, the same points as those in the flowchart showing the failure determination processing according to the first embodiment shown in FIG 3 is denoted by the same reference numerals, their description is omitted, and different parts will be described below.

In Schritt S10 von 9 erfasst die Leistungshalbleiterdiagnoseeinheit 45 die AC-Stromsensorwerte lus, Ivs und Iws und den DC-Stromsensorwert Idcs, und in Schritt S11" berechnet die Berechnungseinheit 471 für simulierten DC-Strom den ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase, den ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv der V-Phase und den ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw der W-Phase aus den Einschaltdauerwerten Du, Dv und Dw und den AC-Stromsensorwerten Ius, Ivs und Iws basierend auf den Formeln (1) bis (3), die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, und gibt die berechneten Werte zu der Ausfallbestimmungseinheit 472 aus. Ferner berechnet die Berechnungseinheit 471 für simulierten DC-Strom den zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu2 der U-Phase, den zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv2 der V-Phase und den zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw2 der W-Phase basierend auf den Formeln (5) bis (7) und gibt die berechneten Werte zu der Ausfallbestimmungseinheit 472 aus.In step S10 of 9 the power semiconductor diagnosis unit 45 acquires the AC current sensor values lus, Ivs and Iws and the DC current sensor value Idcs, and in step S11", the simulated DC current calculation unit 471 calculates the first simulated downtime DC current value Idcu of the U-phase, the first simulated downtime DC current value Idcv of V-phase and the first simulated downtime DC current value Idcw of W-phase from the duty cycle values Du, Dv, and Dw and the AC current sensor values Ius, Ivs, and Iws based on the formulas (1) to (3) described in the first embodiment, and outputs the calculated values to the dropout determination unit 472. Further, the simulated DC current calculation unit 471 calculates the second failed-time simulated DC current value Idcu2 of the U-phase, the second simulated downtime DC current value Idcv2 of the V-phase and the second simulated downtime DC current value Idcw2 of the W-phase based on the formulas (5) to (7), and gives the calculated values te to the failure determination unit 472 .

In Schritt S12" bestimmt die Ausfallbestimmungseinheit 472, dass ein Ausfall in dem U-Phasen-Leistungshalbleiter aufgetreten ist, wenn die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase und kleiner ist als der Schwellenwert 1 und die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem zweiten simulierten DC-Stromwert Idcu2 der U-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1.In step S12", the failure determining unit 472 determines that a failure has occurred in the U-phase power semiconductor when the difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated downtime DC current value Idcu of the U-phase and is smaller than the threshold 1 and the difference between the DC current sensor value Idcs and the second simulated DC current value Idcu2 of U-phase is smaller than the threshold 1.

In Schritt S13 bestimmt die Ausfallbestimmungseinheit 462, ob der Motor 20 in einem Leistungsbetriebszustand oder in einem Regenerationszustand ist, basierend auf dem eingegebenen Zieldrehmoment oder dergleichen. Nachstehend sind die Schritte S13 bis S18 ähnlich denjenigen des Ablaufplans, der die Ausfallbestimmungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt, der in 3 dargestellt ist.In step S13, the failure determination unit 462 determines whether the engine 20 is in a power running state or in a regeneration state based on the inputted target torque or the like. Hereinafter, steps S13 to S18 are similar to those of the flowchart showing the failure determination processing according to the first embodiment shown in FIG 3 is shown.

Die Ausfallbestimmungseinheit 472 fährt zu einem Prozess von Schritt S22" fort, falls eine Bedingung, dass die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1 und die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu2 der U-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1, in Schritt S12" nicht erfüllt ist. In Schritt S22" bestimmt die Ausfallbestimmungseinheit 472, dass ein Ausfall in dem V-Phasen-Leistungshalbleiter aufgetreten ist, wenn die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv der V-Phase und kleiner ist als der Schwellenwert 1 und die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv2 der V-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1. Nachstehend sind die Schritte S23 bis S27 ähnlich den Schritten S13 bis S17 in der der U-Phasen-Ausfallbestimmungsverarbeitung, und somit wird ihre Beschreibung weggelassen.The failure determination unit 472 proceeds to a process of step S22" if a condition that the difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated failure time DC current value Idcu of the U-phase is smaller than the threshold 1 and the difference between the DC current sensor value Idcs and the second simulated downtime DC current value Idcu2 of the U-phase is smaller than the threshold value 1 is not satisfied in step S12". In step S22", the failure determination unit 472 determines that a failure has occurred in the V-phase power semiconductor when the difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated failure-time DC current value Idcv of the V-phase and is smaller than the threshold 1 and the difference between the DC current sensor value Idcs and the second simulated downtime DC current value Idcv2 of the V phase is smaller than the threshold 1. Below, steps S23 to S27 are similar to steps S13 to S17 in that of the U phases -failure determination processing, and thus its description is omitted.

Falls eine Bedingung, dass die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv der V-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1 und die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv2 der V-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1, in Schritt S22" nicht erfüllt ist, fährt die Verarbeitung zu einem Prozess von Schritt S32" fort. In Schritt S32" bestimmt die Ausfallbestimmungseinheit 472, dass ein Ausfall in dem W-Phasen-Leistungshalbleiter aufgetreten ist, wenn die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw der W-Phase und kleiner ist als der Schwellenwert 1 und die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw2 der W-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1. Nachstehend sind die Schritte S33 bis S37 ähnlich den Schritten S13 bis S17 in der der U-Phasen-Ausfallbestimmungsverarbeitung, und somit wird ihre Beschreibung weggelassen.If a condition that the difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated downtime DC current value Idcv of the V phase is smaller than the threshold 1 and the difference between the DC current sensor value Idcs and the second simulated downtime DC current value Idcv2 of the V-phase is smaller than the threshold value 1 is not satisfied in step S22", the processing proceeds to a process of step S32". In step S32", the failure determining unit 472 determines that a failure has occurred in the W-phase power semiconductor when the difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated downtime DC current value Idcw of the W-phase and is smaller than the threshold 1 and the difference between the DC current sensor value Idcs and the second simulated downtime DC current value Idcw2 of the W phase is smaller than the threshold 1. Below, steps S33 to S37 are similar to steps S13 to S17 in that of the U phase -failure determination processing, and thus its description is omitted.

Die Ausfallbestimmungseinheit 462 fährt zu einem Prozess von Schritt S39 fort, falls eine Bedingung, dass die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw der W-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1 und die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw2 der W-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1, in Schritt S32" nicht erfüllt ist. In Schritt S39 wird bestimmt, dass kein OFF-Stuck-Ausfall in dem Leistungshalbleiter vorhanden ist.The failure determination unit 462 proceeds to a process of step S39 if a condition that the difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated failure time DC current value Idcw of the W-phase is smaller than the threshold 1 and the difference between the DC current sensor value Idcs and the second simulated failure time DC current value Idcw2 of the W-phase is smaller than the threshold value 1, is not satisfied in step S32". In step S39, it is determined that there is no OFF-stuck failure in the power semiconductor is.

[Vierte Ausführungsform][Fourth Embodiment]

Da die Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 gemäß einer vierten Ausführungsform ähnlich der Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist, die in 1 dargestellt ist, werden die gleichen Punkte durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.Since the power conversion device 100 according to a fourth embodiment is similar to the power conversion device 100 according to the first embodiment shown in FIG 1 1, the same items are denoted by the same reference numerals and their description is omitted.

10 ist ein Ablaufplan, der eine LeistungshalbleiterAusfallbestimmungsverarbeitung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform gibt es einen Unterschied in der Ausfallbestimmungsverarbeitung von dem Ablaufplan, der die Ausfallbestimmungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, darstellt. Die gleichen Punkte wie diejenigen des Ablaufplans, der die Ausfallbestimmungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, darstellt, werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, ihre Beschreibung wird weggelassen, und unterschiedliche Teile werden nachstehend beschrieben. 10 14 is a flowchart showing power semiconductor failure determination processing according to the present embodiment. In the present embodiment, there is a difference in the failure determination processing from the flowchart showing the failure determination processing according to the first embodiment shown in FIG 3 is shown, represents. The same points as those of the flowchart showing the failure determination processing according to the first embodiment shown in FIG 3 FIG. 1 is denoted by the same reference numerals, their description will be omitted, and different parts will be described below.

In der ersten Ausführungsform wird in Schritt S12 von 3 bestimmt, ob die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase kleiner ist als ein Schwellenwert 1. In der vorliegenden Ausführungsform wird in Schritt S12"' von 10 bestimmt, ob ein Zustand, in dem eine Differenz zwischen einem DC-Stromsensorwert Idcs und einem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase kleiner ist als ein Schwellenwert, für eine spezielle Zeitspanne oder länger angedauert hat. Wenn ein AC-Strom einer speziellen Phase null ist, fällt ein DC-Stromsensorwert mit einem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert der entsprechenden Phase zusammen, selbst wenn kein Ausfall in einem Leistungshalbleiter vorhanden ist, so dass eine Möglichkeit vorhanden ist, dass der Ausfall fälschlicherweise detektiert wird. Deshalb wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Ausfall detektiert, wenn der Zustand, in dem die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1, für eine spezielle Zeitspanne oder länger andauert, und dadurch wird eine fälschliche Detektion des Ausfalls vermieden.In the first embodiment, in step S12 of 3 determines whether the difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated downtime DC current value Idcu of the U-phase is smaller than a threshold value 1. In the present embodiment, in step S12''' of 10 determines whether a state in which a difference between a DC current sensor value Idcs and a first simulated downtime DC current value Idcu of the U-phase is smaller than a threshold value has lasted for a specific period of time or longer. When an AC current of a particular phase is zero, a DC current sensor value coincides with a first simulated downtime DC current value of the corresponding phase even if there is no failure in a power semiconductor, so there is a possibility that the failure is incorrectly detected. Therefore, in the present embodiment, a failure is detected when the state in which the difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated failure time DC current value Idcu of the U-phase is smaller than the threshold 1 for a specific period of time or lasts longer, thereby avoiding erroneous detection of the failure.

In Schritt S22''' von 10 wird bestimmt, ob ein Zustand, in dem die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und einem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv der V-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1, für eine spezielle Zeitspanne oder länger angedauert hat.In step S22''' of 10 it is determined whether a state in which the difference between the DC current sensor value Idcs and a first simulated downtime DC current value Idcv of the V-phase is smaller than the threshold 1 has lasted for a specific period of time or longer.

In Schritt S32''' von 10 wird bestimmt, ob ein Zustand, in dem die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und einem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw der W-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1, für eine spezielle Zeitspanne oder länger angedauert hat.In step S32''' of 10 it is determined whether a state in which the difference between the DC current sensor value Idcs and a first simulated downtime DC current value Idcw of the W-phase is smaller than the threshold 1 has lasted for a specific period of time or longer.

[Fünfte Ausführungsform][Fifth Embodiment]

Da die Leistungsumsetzungsvorrichtung 300 gemäß einer fünften Ausführungsform ähnlich der Leistungsumsetzungsvorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform ist, die in 8 dargestellt ist, werden die gleichen Punkte durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.Since the power conversion device 300 according to a fifth embodiment is similar to the power conversion device 300 according to the third embodiment shown in FIG 8th 1, the same items are denoted by the same reference numerals and their description is omitted.

11 ist ein Ablaufplan, der eine LeistungshalbleiterAusfallbestimmungsverarbeitung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform gibt es einen Unterschied in der Ausfallbestimmungsverarbeitung von dem Ablaufplan, der die Ausfallbestimmungsverarbeitung gemäß der dritten Ausführungsform, die in 9 dargestellt ist, darstellt. Die gleichen Punkte wie diejenigen des Ablaufplans, der die Ausfallbestimmungsverarbeitung gemäß der dritten Ausführungsform, die in 9 dargestellt ist, darstellt, werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, ihre Beschreibung wird weggelassen, und unterschiedliche Teile werden nachstehend beschrieben. 11 14 is a flowchart showing power semiconductor failure determination processing according to the present embodiment. In the present embodiment, there is a difference in the failure determination processing from the flowchart showing the failure determination processing according to the third embodiment shown in FIG 9 is shown, represents. The same points as those of the flowchart showing the failure determination processing according to the third embodiment shown in FIG 9 FIG. 1 is denoted by the same reference numerals, their description will be omitted, and different parts will be described below.

In der dritten Ausführungsform wird in Schritt S12" von 9 bestimmt, ob die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase kleiner ist als ein Schwellenwert 1 und die Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu2 der U-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1. In der vorliegenden Ausführungsform wird in Schritt S12''' von 11 bestimmt, ob eine Differenz zwischen einem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase und einem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu2 der U-Phase kleiner ist als ein Schwellenwert 1. In der dritten Ausführungsform fällt, wenn eine Bedingung, dass eine Differenz zwischen einem DC-Stromsensorwert Idcs und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1 und eine Differenz zwischen dem DC-Stromsensorwert Idcs und dem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu2 der U-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1, erfüllt ist, die Differenz zwischen dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu der U-Phase und dem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcu2 der U-Phase auch in einen speziellen Bereich. Deshalb ist es möglich, eine Bestimmung, die äquivalent der Bestimmungsbedingung der dritten Ausführungsform ist, unter Verwendung der Bestimmungsbedingung der vorliegenden Ausführungsform auszuführen, während die Bestimmungsbedingung im Vergleich zu der dritten Ausführungsform vereinfacht ist.In the third embodiment, in step S12" of 9 determines whether the difference between the DC current sensor value Idcs and the first simulated downtime DC current value Idcu of the U-phase is smaller than a threshold 1 and the difference between the DC current sensor value Idcs and the second simulated downtime DC current value Idcu2 of the U-phase is smaller than the threshold value 1. In the present embodiment, in step S12''' of 11 determines whether a difference between a first simulated downtime DC current value Idcu of U-phase and a second simulated downtime DC current value Idcu2 of U-phase is smaller than a threshold 1. In the third embodiment, when a condition, that a difference between a DC current sensor value Idcs and the first simulated downtime DC current value Idcu of the U phase is smaller than the threshold 1 and a difference between the DC current sensor value Idcs and the second simulated downtime DC current value Idcu2 of the U -phase is smaller than the threshold 1, the difference between the first simulated downtime DC current value Idcu of U-phase and the second simulated downtime DC current value Idcu2 of U-phase also falls into a specific range. Therefore, it is possible to perform a determination equivalent to the determination condition of the third embodiment using the determination condition of the present embodiment while simplifying the determination condition compared to the third embodiment.

In Schritt S22''' in 11 wird bestimmt, ob eine Differenz zwischen einem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv der V-Phase und einem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcv2 der V-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1.In step S22''' in 11 it is determined whether a difference between a first simulated downtime DC current value Idcv of the V-phase and a second simulated downtime DC current value Idcv2 of the V-phase is smaller than the threshold 1.

In Schritt S32''' in 11 wird bestimmt, ob eine Differenz zwischen einem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw der W-Phase und einem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Stromwert Idcw2 der W-Phase kleiner ist als der Schwellenwert 1.In step S32''' in 11 it is determined whether a difference between a first simulated downtime DC current value Idcw of the W-phase and a second simulated downtime DC current value Idcw2 of the W-phase is smaller than the threshold 1.

Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden die folgenden Betriebseffekte erhalten.

  • (1) Die Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 enthält: die Leistungsumsetzungsschaltung 60, die entsprechend jeder Phase des Motors 20, der mehrere Phasen aufweist, einen oberen Schaltungszweig und einen unteren Schaltungszweig enthält und einen DC-Strom in AC-Ströme der mehreren Phasen umsetzt; die Steuerschaltung 40, die ein PWM-Signal zu dem oberen Schaltungszweig und dem unteren Schaltungszweig ausgibt; die Berechnungseinheit 451 für simulierten DC-Strom, die erste simulierte Ausfallzeit-DC-Ströme basierend auf AC-Stromwerten verbleibender Phasen, wenn eine Phase aus den mehreren Phasen ausfällt, basierend auf den AC-Strömen, die aus der Leistungsumsetzungsschaltung 60 ausgegeben werden, und einer relativen Einschaltdauer des PWM-Signals berechnet; und die Ausfallbestimmungseinheit 452, die einen Ausfall des oberen Schaltungszweigs oder des unteren Schaltungszweigs irgendeiner Phase basierend auf einem DC-Strom, der in die Leistungsumsetzungsschaltung 60 eingegeben wird, oder einem DC-Strom basierend auf einem AC-Stromwert, der aus der Leistungsumsetzungsschaltung 60 ausgegeben wird, der relativen Einschaltdauer des PWM-Signals und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom detektiert. Als ein Ergebnis ist es möglich zu identifizieren, welcher Punkt von Leistungshalbleitern, die einen oberen Schaltungszweig und einen unteren Schaltungszweig bilden, ausgefallen ist.
  • (2) Ein Verfahren zum Steuern der Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 enthält: Bilden der Leistungsumsetzungsschaltung 60, die entsprechend jeder Phase des Motors 20, der mehrere Phasen aufweist, einen oberen Schaltungszweig und einen unteren Schaltungszweig enthält, und Umsetzen eines DC-Stroms in AC-Ströme der mehreren Phasen; Ausgeben eines PWM-Signals zu dem oberen Schaltungszweig und dem unteren Schaltungszweig; Berechnen erster simulierter Ausfallzeit-DC-Ströme basierend auf AC-Stromwerten verbleibender Phasen, wenn eine Phase aus den mehreren Phasen ausfällt, basierend auf den AC-Strömen, die aus der Leistungsumsetzungsschaltung 60 ausgegeben werden, und einer relativen Einschaltdauer des PWM-Signals; und Detektieren eines Ausfalls des oberen Schaltungszweigs oder des unteren Schaltungszweigs irgendeiner Phase basierend auf einem DC-Strom, der in die Leistungsumsetzungsschaltung 60 eingegeben wird, oder einem DC-Strom basierend auf einem AC-Stromwert, der aus der Leistungsumsetzungsschaltung 60 ausgegeben wird, der relativen Einschaltdauer des PWM-Signals und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom. Als ein Ergebnis ist es möglich zu identifizieren, welcher Punkt von Leistungshalbleitern, die einen oberen Schaltungszweig und einen unteren Schaltungszweig bilden, ausgefallen ist.
According to the embodiments described above, the following operational effects are obtained.
  • (1) The power conversion device 100 includes: the power conversion circuit 60 that includes an upper arm circuit and a lower arm circuit corresponding to each phase of the motor 20 having multiple phases, and converts a DC current into AC currents of the multiple phases; the control circuit 40 which outputs a PWM signal to the upper circuit arm and the lower circuit arm; the simulated DC current calculation unit 451 calculates first simulated downtime DC currents based on AC current values of remaining phases when one phase out of the plurality of phases fails, based on the AC currents output from the power conversion section 60, and a duty ratio of the PWM signal is calculated; and the failure determination unit 452 that determines a failure of the upper circuit arm or the lower circuit arm of any phase based on a DC current input to the power conversion circuit 60 or a DC current based on an AC current value output from the power conversion circuit 60 is detected, the duty cycle of the PWM signal and the first simulated downtime DC current. As a result, it is possible to identify which point of power semiconductors constituting an upper arm and a lower arm has failed.
  • (2) A method for controlling the power conversion device 100 includes: forming the power conversion circuit 60 including an upper arm circuit and a lower arm circuit corresponding to each phase of the motor 20 having multiple phases, and converting a DC current into AC currents of the multiple phases; outputting a PWM signal to the upper circuit branch and the lower circuit branch; calculating first simulated failure time DC currents based on AC current values of remaining phases when one phase of the plurality of phases fails, based on the AC currents output from the power conversion circuit 60 and a duty ratio of the PWM signal; and detecting a failure of the upper circuit arm or the lower circuit arm of any phase based on a DC current input to the power conversion circuit 60, or a DC current based on an AC current value output from the power conversion circuit 60, the duty ratio of the PWM signal, and the first simulated downtime DC current. As a result, it is possible to identify which point of power semiconductors constituting an upper arm and a lower arm has failed.

(Modifikationen)(Modifications)

Die vorliegende Erfindung kann durch Modifizieren der vorstehend beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsform wie folgt modifiziert werden.

  • (1) Der Motor 20 ist als ein Beispiel der drei Phasen, die im Inneren drei Wicklungen aufweisen, beschrieben worden, kann jedoch ein Mehrphasenmotor sein, ohne auf die drei Phasen beschränkt zu sein. Selbst in diesem Fall ist es möglich, einen Ausfall eines oberen Schaltungszweigs oder eines unteren Schaltungszweigs irgendeiner Phase zu detektieren.
  • (2) Die Leistungsumsetzungsvorrichtung 100 enthält den AC-Stromsensor 90 für die drei Phasen darin, kann jedoch einen AC-Stromsensor für nur zwei Phasen enthalten. In diesem Fall kann ein AC-Strom der verbleibenden einen Phase unter Verwendung einer Tatsache berechnet werden, dass die Summe der AC-Ströme der drei Phasen null wird, und der Ausfall des oberen Schaltungszweigs oder des unteren Schaltungszweigs irgendeiner Phase kann auf ähnliche Weise wie in dem Fall, der den AC-Stromsensor 90 für die drei Phasen enthält, detektiert werden.
The present invention can be modified as follows by modifying the first to fifth embodiments described above.
  • (1) The motor 20 has been described as an example of the three phases having three windings inside, but may be a polyphase motor without being limited to the three phases. Even in this case, it is possible to detect failure of an upper arm or a lower arm of any phase.
  • (2) The power conversion device 100 includes the AC current sensor 90 for the three phases therein, but may include an AC current sensor for only two phases. In this case, an AC current of the remaining one phase can be calculated using a fact that the sum of the AC currents of the three phases becomes zero, and the failure of the upper-arm circuit or the lower-arm circuit of any phase can be detected in a similar manner as in the case including the AC current sensor 90 for the three phases can be detected.

Die vorliegende Erfindung ist nicht die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und andere Betriebsarten, die in einem Schutzbereich der technischen Idee der vorliegenden Erfindung erdacht werden können, sind ebenfalls in dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung enthalten, solange die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt sind. Zusätzlich kann die Erfindung durch Kombinieren der Ausführungsformen und Modifikationen konfiguriert sein.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and other modes that can be conceived within a scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention as long as the characteristics of the present invention are not impaired. In addition, the invention can be configured by combining the embodiments and modifications.

Bezugszeichenlistereference list

1010
DC-StromversorgungDC power supply
2020
Motorengine
4040
Steuerschaltungcontrol circuit
4141
Motordrehzahlberechnungseinheitengine speed calculation unit
4242
Zielstromberechnungseinheittarget current calculation unit
4343
Einschaltdauerberechnungseinheitduty cycle calculation unit
4444
PWM-SignalerzeugungseinheitPWM signal generation unit
4545
LeistungshalbleiterdiagnoseeinheitPower semiconductor diagnostic unit
5050
Ansteuerschaltungcontrol circuit
6060
Leistungsumsetzungsschaltungpower conversion circuit
100100
Leistungsumsetzungsvorrichtungpower conversion device
451451
Berechnungseinheit für simulierten DC-StromCalculation unit for simulated DC current
452452
Ausfallbestimmungseinheitfailure determination unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • JP 2017208893 A [0005]JP 2017208893 A [0005]

Claims (20)

Leistungsumsetzungsvorrichtung, die umfasst: eine Leistungsumsetzungsschaltung, die entsprechend jeder Phase eines Motors, der mehrere Phasen aufweist, einen oberen Schaltungszweig und einen unteren Schaltungszweig enthält und einen DC-Strom in AC-Ströme der mehreren Phasen umsetzt; eine Steuerschaltung, die ein PWM-Signal zu dem oberen Schaltungszweig und dem unteren Schaltungszweig ausgibt; eine Berechnungseinheit für simulierten DC-Strom, die erste simulierte Ausfallzeit-DC-Ströme basierend auf AC-Stromwerten verbleibender Phasen, wenn eine Phase der mehreren Phasen ausfällt, basierend auf den AC-Strömen, die aus der Leistungsumsetzungsschaltung ausgegeben werden, und einer relativen Einschaltdauer des PWM-Signals berechnet; und eine Ausfallbestimmungseinheit, die einen Ausfall des oberen Schaltungszweigs oder des unteren Schaltungszweigs irgendeiner Phase basierend auf einem DC-Strom, der in die Leistungsumsetzungsschaltung eingegeben wird, oder einem DC-Strom basierend auf einem AC-Stromwert, der aus der Leistungsumsetzungsschaltung ausgegeben wird, der relativen Einschaltdauer des PWM-Signals und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom detektiert.Power conversion device, comprising: a power conversion circuit that includes an upper arm circuit and a lower arm circuit corresponding to each phase of a motor having multiple phases, and converts a DC current into AC currents of the multiple phases; a control circuit that outputs a PWM signal to the upper circuit arm and the lower circuit arm; a simulated DC current calculation unit that calculates first simulated downtime DC currents based on AC current values of remaining phases when one phase of the plurality of phases fails, based on the AC currents output from the power conversion circuit, and a duty ratio of the PWM signal is calculated; and a failure determination unit that determines a failure of the upper circuit arm or the lower circuit arm of any phase based on a DC current that is input to the power conversion circuit, or a DC current based on an AC current value that is output from the power conversion circuit, the relative Duty cycle of the PWM signal and the first simulated downtime DC current detected. Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: einen DC-Stromsensor, der einen in die Leistungsumsetzungsschaltung eingegebenen DC-Strom misst, wobei die Ausfallbestimmungseinheit einen Ausfall des oberen Schaltungszweigs oder des unteren Schaltungszweigs irgendeiner Phase basierend auf dem durch den DC-Stromsensor gemessenen DC-Strom detektiert.Power conversion device according to claim 1 further comprising: a DC current sensor that measures a DC current input to the power conversion circuit, wherein the failure determination unit detects a failure of the upper arm circuit or the lower arm circuit of any phase based on the DC current measured by the DC current sensor. Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinheit für simulierten DC-Strom den DC-Strom basierend auf dem AC-Stromwert, der aus der Leistungsumsetzungsschaltung ausgegeben wird, basierend auf dem AC-Stromwert, der aus der Leistungsumsetzungsschaltung ausgegeben wird, und der relativen Einschaltdauer des PWM-Signals berechnet, und die Ausfallbestimmungseinheit einen Ausfall in dem oberen Schaltungszweig oder dem unteren Schaltungszweig irgendeiner Phase basierend auf dem berechneten DC-Strom detektiert.Power conversion device according to claim 1 , wherein the simulated DC current calculation unit calculates the DC current based on the AC current value output from the power conversion circuit, based on the AC current value output from the power conversion circuit, and the duty ratio of the PWM signal , and the failure determination unit detects a failure in the upper circuit arm or the lower circuit arm of any phase based on the calculated DC current. Leistungsumsetzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Berechnungseinheit für simulierten DC-Strom zweite simulierte Ausfallzeit-DC-Ströme basierend auf allen AC-Stromwerten der mehreren Phasen berechnet und einen Ausfall des oberen Schaltungszweigs und des unteren Schaltungszweigs irgendeiner Phase basierend auf dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom und dem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom detektiert.Power conversion device according to one of Claims 1 until 3 , wherein the simulated DC current calculation unit calculates second simulated downtime DC currents based on all AC current values of the multiple phases and a failure of the upper circuit arm and the lower circuit arm of any phase based on the first simulated downtime DC current and the second simulated downtime DC current detected. Leistungsumsetzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dann, wenn eine Differenz zwischen dem DC-Strom und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom einer speziellen Phase gleich einem oder kleiner als ein spezieller Wert ist, die Ausfallbestimmungseinheit bestimmt, dass der obere Schaltungszweig der Phase ausgefallen ist, falls die relative Einschaltdauer der Phase während des Leistungsbetriebs des Motors gleich einem oder größer als ein Schwellenwert ist oder die relative Einschaltdauer der Phase während der Regenerierung des Motors gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert ist.Power conversion device according to one of Claims 1 until 3 , wherein if a difference between the DC current and the first simulated failure time DC current of a specific phase is equal to or less than a specific value, the failure determination unit determines that the upper branch circuit of the phase has failed if the relative duty cycle of the phase is equal to or greater than a threshold during power operation of the engine, or duty cycle of the phase is equal to or less than the threshold during regeneration of the engine. Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei dann, wenn ein Zustand, in dem eine Differenz zwischen dem DC-Strom und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom einer speziellen Phase gleich einem oder kleiner als ein spezieller Wert ist, für eine spezielle Zeitspanne oder länger andauert, die Ausfallbestimmungseinheit bestimmt, dass der obere Schaltungszweig der Phase ausgefallen ist, falls die relative Einschaltdauer der Phase während des Leistungsbetriebs des Motors gleich einem oder größer als ein Schwellenwert ist oder die relative Einschaltdauer der Phase während der Regenerierung des Motors gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert ist.Power conversion device according to claim 5 wherein when a state in which a difference between the DC current and the first simulated downtime DC current of a specific phase is equal to or smaller than a specific value continues for a specific period of time or longer, the failure determination unit determines that the upper leg circuit of the phase has failed if the phase duty ratio during motor power operation is equal to or greater than a threshold or the phase duty ratio during motor regeneration is equal to or less than the threshold. Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuerschaltung das PWM-Signal zum Ausschalten aller Leistungshalbleiter, die den oberen Schaltungszweig und den unteren Schaltungszweig der Leistungsumsetzungsschaltung bilden, oder Einschalten aller Leistungshalbleiter, die den unteren Schaltungszweig der Leistungsumsetzungsschaltung bilden, ausgibt, wenn die Ausfallbestimmungseinheit bestimmt, dass der obere Schaltungszweig ausgefallen ist.Power conversion device according to claim 5 , wherein the control circuit outputs the PWM signal for turning off all power semiconductors constituting the upper arm circuit and the lower arm circuit of the power conversion circuit or turning on all power semiconductors constituting the lower arm circuit of the power conversion circuit when the failure determining unit determines that the upper arm circuit has failed is. Leistungsumsetzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dann, wenn eine Differenz zwischen dem DC-Strom und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom einer speziellen Phase gleich einem oder kleiner als ein spezieller Wert ist, die Ausfallbestimmungseinheit bestimmt, dass der untere Schaltungszweig der Phase ausgefallen ist, falls die relative Einschaltdauer der Phase während des Leistungsbetriebs des Motors gleich einem oder kleiner als ein Schwellenwert ist oder die relative Einschaltdauer der Phase während der Regenerierung des Motors gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist.Power conversion device according to one of Claims 1 until 3 , wherein when a difference between the DC current and the first simulated downtime DC current of a specific phase is equal to or less than a specific value, the failure determination unit determines that the lower circuit arm of the phase has failed if the relative duty cycle of the phase is equal to or less than a threshold during power operation of the engine or duty cycle of the phase is equal to or greater than the threshold during regeneration of the engine. Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei dann, wenn ein Zustand, in dem eine Differenz zwischen dem DC-Strom und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom einer speziellen Phase gleich einem oder kleiner als ein spezieller Wert ist, für eine spezielle Zeitspanne oder länger andauert, die Ausfallbestimmungseinheit bestimmt, dass der untere Schaltungszweig der Phase ausgefallen ist, falls die relative Einschaltdauer der Phase während des Leistungsbetriebs des Motors gleich einem oder kleiner als ein Schwellenwert ist oder die relative Einschaltdauer der Phase während der Regenerierung des Motors gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist.Power conversion device according to claim 8 wherein when a state in which a difference between the DC current and the first simulated downtime DC current of a specific phase is equal to or smaller than a specific value continues for a specific period of time or longer, the failure determination unit determines that the lower leg circuit of the phase has failed if the phase duty ratio during motor power operation is equal to or less than a threshold or the phase duty ratio during motor regeneration is equal to or greater than the threshold. Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuerschaltung das PWM-Signal zum Ausschalter aller Leistungshalbleiter, die den oberen Schaltungszweig und den unteren Schaltungszweig der Leistungsumsetzungsschaltung bilden, oder das PWM-Signal zum Einschalten aller Leistungshalbleiter, die den oberen Schaltungszweig der Leistungsumsetzungsschaltung bilden, ausgibt, wenn die Ausfallbestimmungseinheit bestimmt, dass der untere Schaltungszweig ausgefallen ist.Power conversion device according to claim 8 , wherein the control circuit outputs the PWM signal for turning off all power semiconductors constituting the upper circuit arm and the lower circuit arm of the power conversion circuit, or the PWM signal for turning on all power semiconductors constituting the upper circuit arm of the power conversion circuit when the failure determination unit determines, that the lower circuit branch has failed. Verfahren zum Steuern einer Leistungsumsetzungsvorrichtung, das umfasst: Bilden einer Leistungsumsetzungsschaltung, die entsprechend jeder Phase eines Motors, der mehrere Phasen aufweist, einen oberen Schaltungszweig und einen unteren Schaltungszweig aufweist, und Umsetzen eines DC-Stroms in AC-Ströme der mehreren Phasen; Ausgeben eines PWM-Signals zu dem oberen Schaltungszweig und dem unteren Schaltungszweig; Berechnen erster simulierter Ausfallzeit-DC-Ströme basierend auf AC-Stromwerten verbleibender Phasen, wenn eine Phase aus den mehreren Phasen ausfällt, basierend auf den AC-Strömen, die aus der Leistungsumsetzungsschaltung ausgegeben werden, und einer relativen Einschaltdauer des PWM-Signals; und Detektieren eines Ausfalls des oberen Schaltungszweigs oder des unteren Schaltungszweigs irgendeiner Phase basierend auf einem DC-Strom, der in die Leistungsumsetzungsschaltung eingegeben wird, oder einem DC-Strom basierend auf einem AC-Stromwert, der aus der Leistungsumsetzungsschaltung ausgegeben wird, der relativen Einschaltdauer des PWM-Signals und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom.A method of controlling a power conversion device, comprising: forming a power conversion circuit having an upper arm circuit and a lower arm circuit corresponding to each phase of a motor having multiple phases, and converting a DC current into AC currents of the multiple phases; outputting a PWM signal to the upper circuit branch and the lower circuit branch; calculating first simulated downtime DC currents based on AC current values of remaining phases when one phase out of the plurality of phases fails, based on the AC currents output from the power conversion circuit and a duty ratio of the PWM signal; and Detecting a failure of the upper circuit arm or the lower circuit arm of any phase based on a DC current that is input to the power conversion circuit, or a DC current based on an AC current value that is output from the power conversion circuit, the duty cycle of the PWM signal and the first simulated downtime DC current. Verfahren zum Steuern einer Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei ein DC-Stromsensor, der einen in die Leistungsumsetzungsschaltung eingegebenen DC-Strom misst, vorgesehen ist, und ein Ausfall des oberen Schaltungszweigs oder des unteren Schaltungszweigs irgendeiner Phase basierend auf dem durch den DC-Stromsensor gemessenen DC-Strom detektiert wird.Method for controlling a power conversion device claim 11 wherein a DC current sensor that measures a DC current input to the power conversion circuit is provided, and failure of the upper arm circuit or the lower arm circuit of any phase is detected based on the DC current measured by the DC current sensor. Verfahren zum Steuern einer Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der DC-Strom basierend auf dem AC-Stromwert, der aus der Leistungsumsetzungsschaltung ausgegeben wird, basierend auf dem AC-Stromwert, der aus der Leistungsumsetzungsschaltung ausgegeben wird, und der relativen Einschaltdauer des PWM-Signals berechnet wird, und ein Ausfall in dem oberen Schaltungszweig oder dem unteren Schaltungszweig irgendeiner Phase basierend auf dem berechneten DC-Strom detektiert wird.Method for controlling a power conversion device claim 11 , wherein the DC current is calculated based on the AC current value output from the power conversion circuit, based on the AC current value output from the power conversion circuit, and the duty ratio of the PWM signal, and a failure in the upper branch circuit or the lower branch circuit of any phase is detected based on the calculated DC current. Verfahren zum Steuern einer Leistungsumsetzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, das ferner umfasst: Berechnen zweiter simulierter Ausfallzeit-DC-Ströme basierend auf allen AC-Stromwerten der mehreren Phasen und Detektieren eines Ausfalls des oberen Schaltungszweigs und des unteren Schaltungszweigs irgendeiner Phase basierend auf dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom und dem zweiten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom.Method for controlling a power conversion device according to any one of Claims 11 until 13 , further comprising: calculating second simulated downtime DC currents based on all AC current values of the multiple phases and detecting a failure of the upper circuit branch and the lower circuit branch of any phase based on the first simulated downtime DC current and the second simulated downtime -DC current. Verfahren zum Steuern einer Leistungsumsetzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei dann, wenn eine Differenz zwischen dem DC-Strom und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom einer speziellen Phase gleich einem oder kleiner als ein spezieller Wert ist, bestimmt wird, dass der obere Schaltungszweig der Phase ausgefallen ist, falls die relative Einschaltdauer der Phase während des Leistungsbetriebs des Motors gleich einem oder größer als ein Schwellenwert ist oder die relative Einschaltdauer der Phase während der Regenerierung des Motors gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert ist.Method for controlling a power conversion device according to any one of Claims 11 until 13 , wherein if a difference between the DC current and the first simulated failure time DC current of a particular phase is equal to or less than a particular value, it is determined that the upper leg circuit of the phase has failed if the duty cycle of the phase is equal to or greater than a threshold during power operation of the engine or the duty cycle of the phase is equal to or less than the threshold during regeneration of the engine. Verfahren zum Steuern einer Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei dann, wenn ein Zustand, in dem eine Differenz zwischen dem DC-Strom und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom einer speziellen Phase gleich einem oder kleiner als ein spezieller Wert ist, für eine spezielle Zeitspanne oder länger andauert, bestimmt wird, dass der obere Schaltungszweig der Phase ausgefallen ist, falls die relative Einschaltdauer der Phase während des Leistungsbetriebs des Motors gleich einem oder größer als ein Schwellenwert ist oder die relative Einschaltdauer der Phase während der Regenerierung des Motors gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert ist.Method for controlling a power conversion device claim 15 wherein when a condition in which a difference between the DC current and the first simulated outage DC current of a specific phase is equal to or less than a specific value persists for a specific period of time or longer is determined, that the upper branch circuit of the phase has failed if the phase duty cycle during power operation of the engine is equal to or greater than a threshold or the phase duty cycle during engine regeneration is equal to or less than the threshold. Verfahren zum Steuern einer Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei das PWM-Signal zum Ausschalter aller Leistungshalbleiter, die den oberen Schaltungszweig und den unteren Schaltungszweig der Leistungsumsetzungsschaltung bilden, oder Einschalten aller Leistungshalbleiter, die den unteren Schaltungszweig der Leistungsumsetzungsschaltung bilden, ausgegeben wird, wenn bestimmt wird, dass der obere Schaltungszweig ausgefallen ist.Method for controlling a power conversion device claim 15 , wherein the PWM signal for turning off all power semiconductors constituting the upper-arm circuit and the lower-arm circuit of the power conversion circuit or turning on all power semiconductors constituting the lower-arm circuit of the power conversion circuit is output when it is determined that the upper-arm circuit has failed. Verfahren zum Steuern einer Leistungsumsetzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei dann, wenn eine Differenz zwischen dem DC-Strom und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom einer speziellen Phase gleich einem oder kleiner als ein spezieller Wert ist, bestimmt wird, dass der untere Schaltungszweig der Phase ausgefallen ist, falls die relative Einschaltdauer der Phase während des Leistungsbetriebs des Motors gleich einem oder kleiner als ein Schwellenwert ist oder die Einschaltdauer der Phase während der Regenerierung des Motors gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist.Method for controlling a power conversion device according to any one of Claims 11 until 13 , wherein if a difference between the DC current and the first simulated failure time DC current of a particular phase is equal to or less than a particular value, it is determined that the phase's lower circuit branch has failed if the duty cycle of the phase is equal to or less than a threshold during power operation of the engine or the duty cycle of the phase is equal to or greater than the threshold during regeneration of the engine. Verfahren zum Steuern einer Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei dann, wenn ein Zustand, in dem eine Differenz zwischen dem DC-Strom und dem ersten simulierten Ausfallzeit-DC-Strom einer speziellen Phase gleich einem oder kleiner als ein spezieller Wert ist, für eine spezielle Zeitspanne oder länger andauert, bestimmt wird, dass der untere Schaltungszweig der Phase ausgefallen ist, falls die relative Einschaltdauer der Phase während des Leistungsbetriebs des Motors gleich einem oder kleiner als ein Schwellenwert ist oder die relative Einschaltdauer der Phase während der Regenerierung des Motors gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist.Method for controlling a power conversion device Claim 18 wherein when a condition in which a difference between the DC current and the first simulated outage DC current of a specific phase is equal to or less than a specific value persists for a specific period of time or longer is determined, that the lower leg circuit of the phase has failed if the phase duty cycle during power operation of the motor is equal to or less than a threshold or the phase duty cycle during motor regeneration is equal to or greater than the threshold. Verfahren zum Steuern einer Leistungsumsetzungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei das PWM-Signal zum Ausschalter aller Leistungshalbleiter, die den oberen Schaltungszweig und den unteren Schaltungszweig der Leistungsumsetzungsschaltung bilden, oder das PWM-Signal zum Einschalten aller Leistungshalbleiter, die den oberen Schaltungszweig der Leistungsumsetzungsschaltung bilden, ausgegeben wird, wenn bestimmt wird, dass der untere Schaltungszweig ausgefallen ist.Method for controlling a power conversion device Claim 18 , wherein the PWM signal for turning off all power semiconductors constituting the upper arm circuit and the lower arm circuit of the power conversion circuit or the PWM signal for turning on all power semiconductors constituting the upper circuit arm of the power conversion circuit is output when it is determined that the lower circuit branch has failed.
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