FR2793616A1 - Unite de commande de moteur - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une unité de commande de moteur (1) adaptée pour commander des éléments de commutation de bras de commutation et pour commander le courant envoyé à un moteur. Des diodes de détection de température (19a-19c) sont agencées près des éléments de commutation et un circuit de courant constant (18) est connecté à une diode de détection de température. Des moyens de prévention de surchauffe sont également prévus pour identifier la température de l'élément de commutation en détectant une valeur de tension directe de la diode et pour placer l'élément de commutation dans un état bloqué lorsque l'élément de commutation est jugé comme étant dans un état de surchauffe en fonction de la température identifiée de l'élément de commutation.

Description

UNITE DE COMMANDE DE MOTEUR

CONTEXTE DE L'INVENTION

(Domaine de l'Invention) La présente invention concerne une unité de commande de moteur qui commande un moteur en utilisant un semi- conducteur de conversion de puissance et, plus particulièrement, la protection contre la surchauffe du semi-conducteur de conversion de puissance et la commande de la température de l'unité de commande de moteur.

(Description de l'Art Antérieur)

Un premier exemple d'une unité de commande de moteur classique pourvue d'une fonction de protection contre la surchauffe est montré sur la figure 14. Dans le premier exemple tel que montré sur la figure 14, un moteur alternatif triphasé est utilisé comme moteur et un onduleur est utilisé, respectivement, comme

convertisseur de puissance.

Sur la figure 14, le numéro de référence 1A est une unité de commande de moteur, le numéro de référence 2 est un moteur, 3A est une unité de calcul de commande et 4A est un semi-conducteur de conversion de puissance. Le semi-conducteur de conversion de puissance 4A est pourvu de bras de commutation triphasés (bras de phase U, bras de phase V et bras de phase W), de moyens d'identification de surchauffe 8A et de moyens de protection contre la surchauffe 9A. Le bras de phase U qui est l'un des bras de commutation consiste en un élément de commutation de bras supérieur a, un élément de commutation de bras inférieur 5b, un

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élément de roue libre de bras supérieur 6a, un élément de roue libre de bras inférieur 6b, un élément de commutation de grille de bras supérieur 7a, un élément de commutation de grille de bras inférieur 7b et des thermistances 10 et 11. Le bras de phase V et le bras de phase W présentent la même structure que le bras de phase U. Un transistor bipolaire est utilisé ici comme élément de commutation. Sur le dessin, C, G et E montrent, respectivement, un collecteur, une grille et

un émetteur.

L'unité de commande de moteur lA convertit généralement la puissance continue provenant d'une unité de puissance électrique (non montrée) en puissance alternative et la délivre au moteur 2. La conversion de puissance continue en puissance alternative est exécutée en commutant les éléments de commutation consistant en un élément de puissance du semi-conducteur de conversion de puissance 4A. Les éléments de puissance consistent en les éléments de commutation et les éléments de roue libre. Un signal de commande de grille qui est généré dans l'unité de calcul de commande 3A pour la commutation est connecté aux grilles G des éléments de commutation à travers les éléments de commutation de grille. Lorsque les éléments de commutation sont électrifiés par la commutation, ils génèrent de la chaleur du fait d'une perte interne. Une

surchauffe peut détruire les éléments de commutation.

Pour éviter la destruction possible des éléments de commutation, la protection contre la surchauffe est réalisée en contrôlant la température des éléments de commutation, en coupant (coupure de grille) le signal qui circule de l'unité de calcul de commande 3A vers les grilles des éléments de commutation lorsque la

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température atteint un niveau prédéterminé, et en coupant le courant électrique envoyé aux éléments de commutation. Un signal d'alarme de commande de fonction de protection est transmis à l'unité de calcul de commande 3A lorsque la protection contre la surchauffe est exécutée. Sur le dessin, des moyens d'identification de surchauffe 8A déterminent par un signal provenant de la thermistance 10 si la détection de la température et la coupure de grille sont nécessaires ou non. Le signal pour la coupure de grille est généré dans les moyens de protection contre la surchauffe 9A pour effectuer la coupure de grille par les éléments de commutation de grille 7a et 7b. La thermistance 10 est disposée près des éléments de commutation pour refléter correctement la température

des éléments de commutation.

Une autre thermistance 11 est disposée à la périphérie des éléments de commutation en tant que moyens pour informer l'unité de calcul de commande 3A de la température des éléments de commutation. Dans l'unité de calcul de commande 3A, les informations de température des éléments de commutation sont obtenues à partir de la thermistance 11, par exemple, par un

micro-ordinateur ou un convertisseur analogique-

numérique. Avec ces informations de température (signal), un signal de commande de grille est mis en oeuvre de sorte que la température des éléments de

commutation ne s'élève pas excessivement.

En tant que second exemple classique, la Demande de Brevet Japonais Mise à l'Inspection Publique (Kokai) NO Hei 10-21079 présente une unité de commande pour protéger les éléments de commutation de la surchauffe en utilisant un signal de température provenant d'un

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semi-conducteur de conversion de puissance. Dans ce second exemple classique, une unité de commande de moteur pour assurer la protection contre la surchauffe est appliquée à un véhicule électrique. La figure 15 montre ce second exemple classique. Sur la figure 15, le numéro de référence 2 est un moteur, le numéro de référence 12 est une batterie, 13 est un convertisseur de puissance, 14 indique des roues, 15 est une unité de commande électronique de convertisseur de puissance, 16 est une pédale d'accélérateur, et 17 est, respectivement, un détecteur

de température.

Le convertisseur de puissance 13 est connecté à la batterie 12 servant d'unité de puissance et le moteur 2 pour entraîner le véhicule est connecté au convertisseur de puissance 13. La force d'entraînement du moteur 2 est transmise aux roues 14 par l'intermédiaire d'un axe de rotation et d'un engrenage différentiel pour servir de force de propulsion du véhicule. Le convertisseur de puissance 13 est pourvu

du semi-conducteur de conversion de puissance.

Egalement, le convertisseur de puissance 13 est commandé par l'unité de commande électronique de convertisseur de puissance 15, et le semi-conducteur de conversion de puissance dans le convertisseur de puissance 13 commence une opération de commutation conformément à un signal de commande de grille entré à partir de l'unité de commande électronique de convertisseur de puissance 15. Par cette opération de commutation, la puissance continue fournie par la batterie 12 est convertie en puissance alternative pour

être fournie au moteur 2.

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L'unité de commande électronique de convertisseur de puissance 15 est connectée à une pédale d'accélérateur 16 et est adaptée pour détecter une quantité de pression pour une ouverture d'accélérateur de A % lorsqu'un conducteur enfonce la pédale d'accélérateur 16. On note, cependant, que l'ouverture d'accélérateur est de 100 % lorsque la pédale

d'accélérateur est complètement enfoncée.

L'unité de commande électronique de convertisseur de puissance 15 est également connectée au détecteur de température 17 disposé dans un boîtier du convertisseur de puissance 13 pour obtenir la température INV- T des éléments de commutation. De plus, l'unité de commande électronique de convertisseur de puissance 15 détermine la quantité de variation de la température des éléments par temps unitaire en se basant sur la température des éléments INV-T pour permettre à la vitesse de variation

de la température d'être AT/At.

L'unité de commande électronique de convertisseur de puissance 15 détermine un couple à sortir par le moteur 2 conformément à l'ouverture d'accélérateur A % et convertit le couple trouvé en une commande de couple *. De plus, les deux types de taux de limitation suivants (un premier taux de limitation a, un second taux de limitation À) multipliés par la commande de couple T donnent la commande de couple régulée T*. Ce premier taux de limitation a est déterminé en fonction de la température des éléments INV-T. Le premier taux de limitation a est de 100 % lorsque la température des éléments INV-T est inférieure à une température de début de limitation T1. Lorsque la température des éléments INV-T est supérieure à la température de début

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de limitation T1, le premier taux de limitation a correspondant à la température des éléments INV-T à cet

instant est multiplié par la commande de couple T*.

Lorsque la température des éléments INV-T atteint une température à puissance nulle T2, le premier taux de limitation a est de 0 et la commande de couple T* est

également de 0.

Le second taux de limitation D est déterminé en fonction de la vitesse de variation de la température AT/At. Le second taux de limitation est utilisé lorsque la température des éléments INV-T est supérieure à la température de début de limitation T1. Lorsque la vitesse de variation de la température AT/At est inférieure à une première valeur de référence 61, le second taux de limitation a est de 100 %. Lorsque la vitesse de variation de la température AT/At est supérieure à la première valeur de référence 61, le second taux de limitation A correspondant à la vitesse de variation de la température AT/At à cet instant est multiplié par la commande de couple T*. Lorsque la vitesse de variation de la température AT/At est supérieure à une seconde référence 62, le second taux de limitation D est égal à 0 et la commande de couple

T* est également égale à 0.

L'unité de commande électronique de convertisseur de puissance 15 obéit à la commande de couple régulée T* trouvée ci-dessus et à une valeur de commande I* d'un courant d'électrification de moteur correspondant à la commande de couple régulée T*. Le couple généré du moteur 2 est commandé pour qu'il coïncide avec la commande de couple régulée T* en commutant les éléments

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de commutation du semi-conducteur de conversion de puissance en fonction de cette valeur de commande de

courant I*.

Comme décrit ci-dessus, la température des éléments de commutation est élevée dans le second exemple classique et lorsqu'elle s'élève rapidement, la surchauffe des éléments de commutation est empêchée en régulant sensiblement la commande de couple. D'autre part, lorsque la température des éléments de commutation est élevée mais ne s'est pas élevée rapidement, il n'est pas nécessaire que la commande de couple soit régulée autant que lorsqu'elle s'élève rapidement. Ainsi, il est possible d'éviter la surchauffe des éléments de commutation tout en régulant

le couple en fonction de la température.

Selon le premier exemple classique, il est possible de réaliser une protection contre la surchauffe par l'arrêt de la commutation (coupure de grille) et la prévention de la surchauffe par le contrôle de l'élévation de la température liée à l'élévation de la

température des éléments de commutation dans le semi-

conducteur de conversion de puissance.

Cependant, selon le premier exemple classique, la thermistance 10 servant de détecteur de température pour la protection contre la surchauffe diffère de la thermistance 11 servant de détecteur de température qui transmet la température des éléments de commutation à l'unité de calcul de commande 3A. Il est également difficile de laisser la température des éléments de commutation indiquée par la thermistance 10 coïncider précisément avec celle des éléments de commutation indiquée par la thermistance 11 du fait de la distance des éléments de commutation de leurs extrémités telle

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que vue dans l'agencement et du fait de la dispersion

des caractéristiques électriques de chaque détecteur.

Par conséquent, lorsqu'il est nécessaire d'appliquer un signal de commande pour commuter le semi-conducteur de conversion de puissance 4A pour la prévention de la surchauffe par le contrôle de la température par la thermistance 11 avant l'activation de la protection contre la surchauffe par la thermistance 10, il est nécessaire d'absorber la dispersion du détecteur en fixant une température de seuil qui démarre l'application du signal de commande à une valeur inférieure. Cependant, lorsque la température de seuil est ainsi fixée à la valeur inférieure, il est possible que l'opération de prévention de la surchauffe soit exécutée fréquemment même lors d'un fonctionnement normal et ceci n'est, par conséquent, pas pratique. Au contraire, lorsque la température de seuil est fixée à une valeur normale (pas faible), il est possible que la protection contre la surchauffe par la thermistance 10 soit effectuée avant le début de l'opération de prévention de la surchauffe en fonction de la dispersion du détecteur, et l'opération de commutation des éléments de commutation s'arrête, interrompant la commande. Une telle propriété n'est pas souhaitable dans l'unité de commande de moteur de la présente invention. Egalement, selon le second exemple classique, même lorsque la température des éléments de commutation du semi- conducteur de conversion de puissance s'élève brusquement, il est possible d'éviter la surchauffe de l'élément de commutation en régulant non seulement une commande de couple du moteur, mais également une commande de courant d'électrification conformément à

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une vitesse de variation par temps unitaire de la température des éléments de commutation. La quantité de régulation de la commande de couple est augmentée ou diminuée pour réaliser la régulation de couple correcte selon que la température des éléments de commutation

est élevée ou basse.

Cependant, dans le second exemple classique, lorsqu'un signal de température des éléments de commutation à connecter à l'unité de commande électronique de convertisseur de puissance 15 varie brusquement pour une raison quelconque, telle que la rupture d'un fil ou une défaillance du détecteur de température des éléments de commutation, la commande de couple est sensiblement régulée parce qu'une vitesse de variation par unité de temps de la température des éléments de commutation est élevée, résultant de ce fait en une variation brusque du couple généré du moteur. Cette propriété n'est pas souhaitable dans une unité de commande de moteur sur véhicule, y compris un véhicule électrique, parce qu'elle exerce une mauvaise influence sur la continuité de la commande et affecte

également le système de comportement du véhicule.

RESUME DE L'INVENTION

C'est donc un objet de la présente invention de proposer une unité de commande de moteur qui surmonte tous les inconvénients notés ci-dessus de l'art antérieur et qui peut détecter rapidement et précisément la température d'un élément de commutation formant un élément de puissance d'un semi-conducteur de conversion de puissance et qui empêche correctement la surchauffe de l'élément de commutation, assurant de ce

fait la continuité du contrôle.

Selon la présente invention, une unité de commande de moteur est proposée comprenant un premier élément de commutation disposé d'un côté de potentiel élevé, un second élément de commutation disposé d'un côté de faible potentiel, plusieurs bras de commutation de phase connectant le premier élément de commutation et le second élément de commutation l'un à l'autre en série, et connectés à une entrée de puissance continue en parallèle pour fournir à un moteur alternatif la puissance alternative provenant d'entre chaque élément de commutation de chaque bras de commutation, une unité de calcul de commande pour commander la commutation de chaque élément de commutation pour commander un courant du moteur, et dans laquelle un élément semi-conducteur comprenant une jonction P-N est disposé près de l'élément de commutation et connecté à un circuit de courant constant, et dans laquelle des moyens de prévention de surchauffe sont prévus pour identifier la température de l'élément de commutation en détectant une valeur de tension directe aux bornes de la jonction P-N du semi-conducteur et placent l'élément de commutation dans un état bloqué lorsque l'élément de commutation est jugé comme étant dans un état de surchauffe en fonction de la température identifiée de

l'élément de commutation.

L'unité de calcul de commande comprend, de plus, des moyens de calcul de valeur de commande de courant pour calculer une valeur de commande de courant envoyé au moteur, des moyens de commande de courant pour commander un courant envoyé au moteur en fonction de la valeur de commande du courant, et des moyens de contrôle pour entrer la température de l'élément de commutation et la valeur de commande du courant, pour contrôler la relation entre la température de l'élément de commutation et la valeur de commande du courant dans l'ordre, et pour commander la valeur de commande du courant pour laisser le mouvement du moteur varier modérément dans le cas d'une défaillance telle que des dommages occasionnés à l'élément semi-conducteur et la

rupture d'un fil.

Au lieu des moyens de contrôle, d'autres moyens de contrôle sont également proposés pour entrer la température du moteur, la température des éléments de commutation et la valeur de commande du courant, pour contrôler la relation entre la température du moteur, la température des éléments de commutation et la valeur de commande du courant dans l'ordre, et pour contrôler la valeur de commande du courant pour laisser le mouvement du moteur varier modérément dans le cas d'une défaillance telle qu'un dommage occasionné à l'élément

semi-conducteur et la rupture d'un fil.

Les moyens de calcul de commande sont également pourvus de moyens de calcul de courant pour calculer une valeur de courant envoyée à l'élément de commutation en fonction de la température de l'élément de commutation et une valeur de tension finale de

sortie de l'élément de commutation.

Egalement, les moyens de prévention de surchauffe sont conçus pour mémoriser à l'avance la valeur de tension directe de l'élément semiconducteur à la température fixée, de sorte qu'ils puissent identifier la variation lorsque la valeur absolue de la

température des éléments de commutation varie.

Les moyens de prévention de surchauffe sont conçus pour transmettre la température des éléments de commutation à l'unité de calcul de commande sous la

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forme d'un signal analogique ou pour transmettre des informations concernant le fait que la prévention de la surchauffe de l'élément de commutation est effectuée ou non à l'unité de calcul de commande sous la forme d'un signal numérique. Ils sont également conçus pour identifier la température la plus élevée de chaque phase de l'élément de commutation et effectuent un jugement en fonction de cette température la plus élevée. L'élément semi-conducteur est également agencé dans la zone de bout o l'élément de commutation est formé

ou près de la zone de bout.

Une diode est, par exemple, utilisée comme semi-

conducteur. Un transistor bipolaire est utilisé, par exemple, comme élément de commutation et la valeur de tension collecteur-émetteur du transistor bipolaire en tant qu'élément de commutation est détectée par les

moyens de détection de tension.

Les objets, caractéristiques et avantages ci-dessus et les autres de la présente invention deviendront plus

évidents à partir de la description qui suit

lorsqu'elle est prise conjointement avec les dessins joints.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS JOINTS

La figure 1 est un schéma fonctionnel d'une unité de commande de moteur selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue expliquant le premier mode de réalisation; la figure 3 est une vue expliquant un second mode de réalisation;

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la figure 4 est un schéma fonctionnel d'une unité de commande de moteur selon des troisième et quatrième modes de réalisation; la figure 5 est un schéma fonctionnel d'une unité de commande de moteur selon un cinquième mode de réalisation; la figure 6 est une vue montrant un exemple d'un élément de puissance qui est utilisé dans un sixième mode de réalisation; la figure 7 est un schéma fonctionnel d'une unité de commande de moteur selon un septième mode de réalisation; la figure 8 est un schéma fonctionnel interne de moyens de surveillance de température du septième mode de réalisation; la figure 9 est une vue montrant une table de gain par rapport au temps dans les moyens de surveillance de température du septième mode de réalisation; la figure 10 est un schéma fonctionnel d'une unité de commande de moteur selon un huitième mode de réalisation; la figure 11 est un schéma fonctionnel interne des moyens de surveillance de température selon le huitième mode de réalisation; la figure 12 est un schéma fonctionnel d'une unité de commande de moteur selon un neuvième mode de réalisation; la figure 13 est une vue expliquant le principe de déplacement du neuvième mode de réalisation; la figure 14 est un schéma fonctionnel montrant une unité de commande de moteur en tant que premier exemple classique; et

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la figure 15 est un schéma fonctionnel montrant une unité de commande de moteur sur véhicule en tant que

second exemple classique.

DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES

Premier Mode de Réalisation Un premier mode de réalisation d'une unité de commande de moteur selon la présente invention va être

expliqué ci-dessous conformément aux figures 1 et 2.

La figure 1 est un schéma fonctionnel montrant un exemple de structure d'une unité de commande de moteur de la présente invention. Dans le présent document, une unité de commande de moteur sur véhicule est expliquée, mais il convient de noter que l'unité de commande de moteur peut, bien entendu, être utilisée également pour

d'autres véhicules.

Sur la figure 1, le numéro de référence 1 indique une unité de commande de moteur sur véhicule, le numéro de référence 2 indique un moteur, 3 indique une unité de calcul de commande, et 4 indique un semi- conducteur de conversion de puissance sur véhicule, respectivement. Le semi-conducteur de conversion de puissance sur véhicule 4 servant d'unité de conversion de puissance est pourvu de bras de commutation triphasés (bras de phase U, bras de phase V et bras de phase W), de moyens d'identification de surchauffe 8, de moyens de protection contre la surchauffe 9, et d'un circuit de courant constant 18 adapté pour envoyer un courant électrique à une diode de détection de température (décrite ci-dessous). Le bras de phase U qui est un des bras de commutation consiste en un élément de commutation de bras supérieur 5a, un élément de commutation de bras inférieur 5b, un élément de roue

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libre de bras supérieur 6a, un élément de roue libre de bras inférieur 6b, un élément de commutation de grille de bras supérieur 7a, un élément de commutation de grille de bras inférieur 7b et la diode de détection de température 19. Le bras de phase V et le bras de phase W présentent la même structure que le bras de phase U. Un transistor bipolaire est utilisé ici comme élément

de commutation.

Un élément de commutation et une diode de roue libre forment un élément de puissance. A savoir, deux éléments de puissance sont connectés en série par phase du courant alternatif triphasé. Le côté qui se trouve d'un côté de potentiel élevé de l'entrée de puissance continue est appelé "bras supérieur" et celui qui se trouve d'un côté de faible potentiel est appelé "bras inférieur", respectivement. La diode de détection de température 19 servant de détecteur de température pour l'élément de commutation formant l'élément de puissance est formée sur la même carte que l'élément de

puissance.

Les moyens d'identification de surchauffe 8 entrent une valeur de tension directe générée entre l'anode et la cathode (jonction P-N) de la diode de détection de température 19, c'est-à-dire un élément semi- conducteur comprenant la jonction P-N, et jugent si la protection contre la surchauffe devrait ou non être effectuée en détectant les variations de la valeur de tension directe entrée. Ces moyens d'identification de surchauffe 8 sortent un signal d'indication de coupure (appelé ci-après "signal d'indication de coupure de grille") d'un signal de commande vers les moyens de protection contre la surchauffe 9 lorsqu'ils jugent que

la protection contre la surchauffe doit être effectuée.

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Les moyens d'identification de surchauffe 8 et les moyens de protection contre la surchauffe 9 forment les

moyens de prévention de surchauffe.

Les moyens de protection contre la surchauffe 9 sortent un signal pour bloquer l'élément de commutation de grille vers l'élément de commutation de grille lorsqu'ils reçoivent le signal d'indication de coupure de grille des moyens d'identification de surchauffe 8, et interrompent la transmission du signal de commande depuis l'unité de calcul de commande 3 vers l'élément

de commutation.

A savoir, l'unité de commande de moteur sur véhicule 1 du premier mode de réalisation est formée par le semi-conducteur de conversion de puissance sur véhicule 4 et l'unité de calcul de commande 3

présentant la structure mentionnée ci-dessus.

Le fonctionnement de ce mode de réalisation va

maintenant être décrit.

Le semi-conducteur de conversion de puissance sur véhicule 4 est connecté à une unité de puissance électrique (non montrée) et convertit une puissance continue entrée en une puissance alternative et l'envoie à un moteur 2. La conversion de puissance continue en puissance alternative est exécutée en commutant l'élément de commutation formant l'élément de puissance du semi- conducteur de conversion de puissance sur véhicule 4. Dans l'unité de calcul de commande 3, la valeur de commande du courant électrique à appliquer est calculée pour permettre au moteur 2 d'effectuer le mouvement requis et le signal de commande destiné à rendre passant/bloquer l'élément de commutation est généré pour permettre la circulation du courant à la valeur de commande de courant. Le signal de commande

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est transmis à une grille G des éléments de commutation

supérieur et inférieur de chaque phase.

Lorsque l'électricité est appliquée par commutation, l'élément de commutation génère de la chaleur du fait de la perte interne. Il existe un risque de défaillance due à la surchauffe de l'élément de commutation lorsque l'élément de commutation génère de la chaleur. Par conséquent, les moyens d'identification de surchauffe 8 détectent la température de l'élément de commutation et jugent si la coupure de grille du signal de commande devrait être effectuée ou non pour effectuer la protection contre la surchauffe. Lorsque les moyens d'identification de surchauffe 8 jugent que la coupure de grille devrait être effectuée, ils envoient un signal d'indication de coupure de grille aux moyens de protection contre la surchauffe 9. Lors de la réception du signal d'indication de coupure de grille, les moyens de protection contre la surchauffe 9 envoient le signal de coupure de grille à des moyens de commutation de grille pour fermer les moyens de commutation de grille et interrompent la transmission du signal de grille vers

l'élément de commutation.

La détection de la température de l'élément de commutation par les moyens d'identification de

surchauffe 8 est effectuée comme spécifié ci-dessous. Un courant constant if circulant à partir d'un circuit de courant constant

18 entre du côté d'anode de la diode de détection de température 19 et sort du côté de cathode. Le courant d'électrification à cet instant est appelé courant direct compte tenu de la polarité lorsqu'il entre dans la diode de détection de température 19. Egalement, une différence de potentiel

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générée entre l'anode et la cathode de la diode de détection de température 19 est appelée tension directe Vf. Les moyens d'identification de surchauffe 8 sont connectés à l'anode et à la cathode de la diode de détection de température 19 et entrent la tension

directe Vf.

Une courbe de caractéristique entre la tension directe Vf et le courant direct if de la diode de détection de température 19 est montrée sur la figure 2. A savoir, la tension directe Vf par rapport au courant direct if varie en fonction de la température de jonction Tj de la diode de détection de température 19. La tension directe diminue avec une élévation de la

température de jonction Tj.

La tension directe Vf lorsqu'un courant direct constant if est envoyé à la diode de détection de température 19 présente des caractéristiques telles que montrées sur la figure 3 par rapport à la température de jonction Tj. A savoir, la tension directe Vf diminue alors que la température de jonction Tj s'élève. Par conséquent, si des variations de la tension directe Vf de la diode de détection de température 19 à laquelle un courant direct constant est envoyé sont détectées, il est possible de détecter la variation de la température de jonction Tj de la diode de détection de

température 19.

C'est-à-dire que les moyens d'identification de surchauffe 8 entrent la tension directe Vf de la diode de détection de température 19 et identifient les variations de la température de jonction Tj de la diode de détection de température 19. Dans ce cas, il est possible de lire la température de jonction Tj de la diode de détection de température 19 comme la

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température de l'élément de commutation en agençant la diode de détection de température 19 près de l'élément de commutation et en fixant le courant direct if de la diode de détection de température 19 à une valeur inférieure à laquelle il n'y a pas de surchauffe de la

diode elle-même.

Ainsi, il est possible d'identifier la température de l'élément de commutation en envoyant un courant direct constant vers la diode de détection de température qui est formée sur la même carte que l'élément de puissance et agencée près de l'élément de commutation et en détectant la tension directe de la diode de détection de température. Etant donné que cette détection de température est beaucoup plus rapide que celle effectuée par une thermistance et que l'élévation de la température de l'élément de commutation est détectée précisément en peu de temps, il est possible d'améliorer les caractéristiques de protection contre la surchauffe de l'élément de

commutation.

Second Mode de Réalisation Il peut également être conseillé que les moyens d'identification de surchauffe 8 mémorisent la valeur de tension directe de la diode de détection de

température 19 à la température fixée.

Un second mode de réalisation va être expliqué ci-

dessous selon la figure 3. La tension directe à la température TjO est VfO0. En conséquence de la variation résultante de la température de l'élément de commutation, lorsque la valeur de tension directe détectée est Vfl, la température actuelle Tjl est déterminée comme la variation de température correspondant à {Tj0 - (Vfl - VfO)}. Maintenant, étant

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donné qu'une quantité de variation AVf de la valeur de tension directe par rapport à une quantité de variation ATj de la température de jonction est constante indépendamment de la jonction, si la valeur absolue de la température de jonction par rapport à une certaine valeur de tension directe est déterminée, il est possible de détecter la quantité absolue de la jonction de temps en temps, quelle que soit la variation de la tension directe. Par conséquent, lorsque la valeur de tension directe de la diode de détection de température 19 est mémorisée à une température fixée, par exemple à une température à laquelle on peut identifier la température de l'élément de commutation à température ambiante sans l'aide des moyens d'identification de température 8A, il est possible de calculer la température de jonction, c'est-à-dire, la valeur absolue de la température de l'élément de commutation, rapidement et précisément, même si la température de

l'élément de commutation varie ensuite.

Troisième Mode de Réalisation Comme montré sur la figure 4, il peut être également conseillé d'ajouter une fonction de transmission des informations de température (signal) de l'élément de commutation comme un signal analogique à l'unité de calcul de contrôle 3, aux moyens

d'identification de surchauffe 8.

A savoir, lorsque le courant direct est envoyé à la diode de détection de température 19 par un circuit de courant constant 18, la tension directe Vf de la diode de détection de température 19 à cet instant est

appliquée aux moyens d'identification de surchauffe 8.

Dans les moyens d'identification de surchauffe 8, la température de l'élément de commutation est calculée

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dans les moyens d'identification de surchauffe 8 de la

même manière que dans les modes de réalisation 1 et 2.

Les moyens d'identification de surchauffe 8 jugent, de plus, si la coupure de grille du signal de commande devrait ou non être effectuée pour la protection contre la surchauffe en fonction de la température calculée de l'élément de commutation. Les moyens d'identification de surchauffe 8, lorsqu'ils ont jugé que la coupure de grille doit être effectuée, envoient le signal d'indication de coupure de grille aux moyens de protection contre la surchauffe 9. En même temps, les moyens d'identification de surchauffe 8 transmettent la valeur absolue de la température de l'élément de commutation à l'unité de calcul de commande 3 comme un signal analogique. L'unité de calcul de commande 3 applique le signal de commande de l'élément de commutation formant un élément de puissance en utilisant les informations de température de l'élément de commutation d'entrée. Etant donné que les informations de température de l'élément de commutation sont identiques à celles utilisées à l'intérieur des moyens d'identification de surchauffe 8A pour juger les conditions concernant le fait que la coupure de grille devrait être effectuée ou non, si le signal de commande est appliqué de sorte que la génération de chaleur de l'élément de commutation soit commandée avant que la température de l'élément de commutation atteigne une température de seuil pour exécuter la coupure de grille, il n'y a aucune possibilité que, pendant l'opération de commande de l'unité de commande de moteur sur véhicule 1, le déplacement commandé soit interrompu par la coupure de grille pour la protection

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contre la surchauffe et affecte gravement l'action du véhicule. Il convient de noter que les informations de température de l'élément de commutation transmises par les moyens d'identification de surchauffe 8 à l'unité de calcul de commande 3 peuvent être la quantité de variation par temps unitaire de la température de l'élément de commutation, l'augmentation ou la diminution de la température de l'élément de commutation après avoir démarré l'unité de commande de

moteur sur véhicule 1, ou une combinaison de celles-ci.

Quatrième Mode de Réalisation Une fonction pour transmettre des informations concernant le fait que la protection contre la surchauffe est effectuée ou non à l'unité de calcul de commande 3 comme un signal numérique peut être ajoutée

aux moyens d'identification de surchauffe 8.

A savoir, les moyens d'identification de surchauffe 8 jugent si la coupure de grille du signal de commande devrait être effectuée ou non pour la protection contre la surchauffe en fonction de la température calculée de l'élément de commutation. Les moyens d'identification de surchauffe 8, lorsqu'ils ont jugé que la coupure de grille doit être effectuée, envoient un signal d'indication de coupure de grille aux moyens de protection contre la surchauffe 9 et transmettent des informations concernant le fait que la protection contre la surchauffe est effectuée ou non à l'unité de calcul de commande 3 comme un signal numérique. Le signal numérique tel que spécifié dans le présent document peut être un niveau binaire haut/bas d'un élément logique ou la communication série par niveau

binaire de combinaison temporelle.

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De plus, l'unité de calcul de commande 3 effectue un mouvement prédéterminé pour assurer la sécurité du mouvement du véhicule jusqu'à ce que la protection contre la surchauffe soit enlevée en fonction des informations d'entrée concernant le fait que la protection contre la surchauffe est effectuée ou non, et commande, par exemple, le pilotage d'un ventilateur pour le rayonnement de la chaleur, de sorte que la protection contre la surchauffe puisse être rapidement enlevée. Le mouvement prédéterminé comprend un avertissement pour le pilote par des lampes, une voix, et similaire, tel qu'une indication d'avertissement de

surchauffe dans un véhicule entraîné par moteur.

Lorsqu'un moteur d'entraînement dans une voiture hybride est commandé, la sortie du moteur est également commandée pendant la commande de l'électricité pour la protection contre la surchauffe et un mouvement pour la commande de la sortie d'un moteur est attendu,

pronostiquant l'insuffisance de la sortie du moteur.

Ainsi, les informations transmises par les moyens d'identification de surchauffe 8A à l'unité de calcul de commande 3 peuvent indiquer si la protection contre la surchauffe a été déjà effectuée, si la protection contre la surchauffe a été effectuée plus d'un nombre fixé de fois, si la protection contre la surchauffe élevée à une température inférieure d'une valeur fixée à la température de seuil a été accomplie, si la protection contre la surchauffe sera effectuée après un

temps fixé dans le futur, ou une combinaison de ceux-

ci. Cinquième Mode de Réalisation Un mode de réalisation dans lequel la protection contre la surchauffe peut être effectuée en fonction

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des conditions de génération de chaleur de chaque phase de l'élément de commutation va être expliqué avec référence à la figure 5. Dans chaque phase des bras, U, V et W, la diode de détection de température, comme montré sur la figure 1, est formée sur la même carte que l'élément de puissance. Le bras de phase V et le bras de phase W présentent la même structure que le bras de phase U, mais sur la figure, ils ont reçu des

désignations alphabétiques différentes.

Les diodes de détection de température 19a, 19b et 19c de chaque phase sont connectées aux moyens d'identification de surchauffe 8 en parallèle et les diodes de détection de température 19a, 19b et 19c de chaque phase sont connectées à un circuit de courant constant 18. Les diodes de détection de température 19a, 19b et 19c de chaque phase sont connectées aux moyens d'identification de surchauffe 8 en parallèle parce que celles-ci peuvent être à un potentiel de référence et à quatre lignes d'entrée lorsque les tensions directes Vfu, Vfv et Vfw des diodes de détection de température 19a, 19b et 19c sont détectées. Cependant, si un câblage électrique est nécessaire pour détecter les tensions directes Vfu, Vfv

et Vfw, le type de câblage électrique importe peu.

Le fonctionnement de ce mode de réalisation va

maintenant être décrit ci-dessous.

Les moyens d'identification de surchauffe 8 entrent les tensions directes Vfu, Vfv et Vfw des diodes de détection de température 19a, 19b et 19c respectives et identifient ensuite les variations des températures de jonction Tju, Tjv et Tjw des diodes de détection de température 19a, 19b et 19c respectives. Dans cet exemple, lorsque chaque diode de détection de

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température 19a, 19b et l9c est formée près de l'élément de commutation et que le courant direct if des diodes de détection de température 19a, 19b et 19c est fixé à une valeur inférieure de sorte qu'il n'y ait pas de surchauffe des diodes elles-mêmes, la température de jonction Tju de la diode de détection de température de phase U 19a peut être détectée comme la température de l'élément de commutation de phase U, la température de jonction Tjv de la diode de détection de température de phase V 19b peut être détectée comme la température de l'élément de commutation de phase V, et la température de jonction Tjw de la diode de détection de température de phase W 19c peut être détectée comme la température de l'élément de commutation de phase W,

respectivement.

Comme cela est évident à partir de la description

qui précède, lorsque pour chaque bras de commutation de chaque phase, la diode de détection de température est formée sur la même carte que l'élément de puissance, qu'un courant direct fixé est envoyé à la diode de détection de température, et que la tension directe de la diode de détection de température est détectée, il est possible de détecter la température de l'élément de commutation de chaque phase précisément. Par conséquent, en utilisant la température de l'élément de commutation comme standard de jugement pour la température maximale dans l'élément de commutation de chaque phase, même s'il y a un certain écart dans la condition de génération de chaleur de l'élément de commutation de chaque phase, il est possible d'exécuter la protection contre la surchauffe précisément en fonction de la température de surchauffe la plus élevée

de l'élément de commutation.

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Sixième Mode de Réalisation Comme montré sur la figure 6, une unité d'un élément de puissance consiste en une zone de bout formant l'élément de commutation et une autre zone de bout formant une diode de roue libre, sur la carte de semi-conducteur. L'élément de commutation est formé en agençant une pluralité d'éléments de commutation en parallèle, qui sont adaptés pour sortir une petite quantité de courant. Par conséquent, il est souhaitable de détecter la température dans la zone de bout formant l'élément de commutation compte tenu de la génération

de chaleur de l'élément de commutation électrifié.

Ainsi, en agençant la diode de détection de température près de la zone de bout de l'élément de commutation ou en formant la susdite dans la zone de bout, il est possible de détecter la température de bout de l'élément de commutation pour la protection contre la

surchauffe précise sans retard de conduction thermique.

Septième Mode de Réalisation Une unité de commande de moteur sur véhicule combinée avec une unité de calcul de commande 3 qui comprend des moyens de surveillance de température va être expliquée ci-dessous avec référence aux figures 7

et 8.

La figure 7 est un schéma fonctionnel de l'unité de commande de moteur sur véhicule selon un septième mode de réalisation. Sur la figure 7, le numéro de référence 3 est une unité de calcul de commande qui est pourvue de moyens de surveillance de température 20, de moyens de calcul de commande de courant 21, et de moyens de commande de courant 22. Un semi-conducteur de

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conversion de puissance sur véhicule 4 présente la même

structure que sur la figure 5.

La figure 8 est un schéma fonctionnel interne des moyens de surveillance de température. Sur la figure, le numéro de référence 30 est un circuit de valeur absolue, les numéros de référence 31a, 39 et 46 sont des dispositifs de sortie de cycle préalable de calcul d'ordre un, 31b est un dispositif de sortie de cycle préalable de calcul d'ordre deux, 31m est un dispositif de sortie de cycle préalable de calcul d'ordre m, 32 est un additionneur, 33 est une carte de calcul de gain, 34 est un dispositif de sortie de valeur maximale, 35 et 61 sont des dispositifs de sortie de valeur minimale, 36, 42, 50 et 58 sont des dispositifs de sortie constante, 38 et 41 sont des multiplicateurs de coefficients, 37, 40, 43, 47 et 53 sont des soustracteurs, 44 et 45 sont des multiplicateurs, 48, 54 et 55 sont des comparateurs, 49 et 57 sont des dispositifs de sortie de calcul de gain, 51 et 59 sont des tables de gain par rapport au temps, 52 et 60 sont des commutateurs de sélection logique, et 56 est une

unité logique, respectivement.

Le fonctionnement de l'unité de commande de moteur

va être décrit ci-dessous.

Comme montré sur la figure 5, le courant direct if est envoyé à chacune des diodes de détection de température 19a, 19b et 19c et les moyens d'identification de surchauffe 8 entrent les tensions directes Vfu, Vfv et Vfw de chacune des diodes de détection de température 19a, 19b et 19c et calculent les températures Tju, Tjv et Tjw pour chaque phase de l'élément de commutation. Dans ce cas, comme montré dans le second mode de réalisation, il est possible de

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calculer précisément la température de l'élément de commutation comme une valeur absolue en mémorisant les tensions directes Vfu, Vfv et Vfw de chacune des diodes de détection de température 19a, 19b et 19c à une température fixée, par exemple à la température à laquelle la température de l'élément de commutation à température ambiante peut être identifiée sans l'aide des moyens d'identification de surchauffe 8. Les moyens d'identification de surchauffe 8 jugent si la coupure de grille devrait être effectuée ou non pour la protection contre la surchauffe en fonction des températures Tju, Tjv et Tjw calculées et envoient un signal aux moyens de protection contre la surchauffe 9 lorsqu'ils jugent que la coupure de grille devrait être effectuée. Egalement, les températures Tju, Tjv et Tjw de l'élément de commutation sont sorties comme signal de température de l'élément de commutation de chaque

phase des moyens d'identification de surchauffe 8.

Ensuite, lorsque la commande de courant de préréglage I* sortie des moyens de calcul de commande de courant 21 et lorsque les températures Tju, Tjv et Tjw de l'élément de commutation sont appliquées aux moyens de surveillance de température 20, la valeur limite de limites supérieure et inférieure de commande de courant LMT(I*) est sortie vers les moyens de calcul

de commande de courant 21.

Comme montré spécifiquement sur la figure 8, lorsque les températures Tju, Tjv et Tjw de l'élément de commutation sont appliquées au dispositif de sortie de valeur maximale 34, la valeur maximale Tjmax de Tju, Tjv et Tjw est sélectionnée et sortie. Le soustracteur 37 soustrait la valeur maximale Tjmax d'une constante Tmax-Tj sortie du dispositif de sortie constante 36 et

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sort une marge de température Tjmargin. La constante Tmax-Tj est fixée à une valeur correspondant à la température qui endommage l'élément de commutation par surchauffe. Ensuite, Tjmargin est multipliée par Ka dans le multiplicateur de coefficients 38 et la valeur correspondant aux valeurs de limites supérieure et inférieure d'électricité à envoyer au moteur 2 est sortie. A savoir, le courant est limité conformément à la marge de température Tjmargin et le gain Ka est déterminé par l'étendue de l'élévation de la température, la performance de rayonnement de chaleur, et similaire, de l'élément de commutation par rapport à

une quantité de courant électrique.

Egalement, la marge de température Tjmargin est entrée vers un dispositif de sortie de cycle préalable de calcul d'ordre un 39 et la marge de température du cycle immédiatement avant le cycle de calcul Tjmargin(n-1) est sortie de celui-ci. Le cycle de calcul gère le passage du temps de manière discrète et le cycle est montré par At. La marge de température du cycle actuel est montrée en tant que Tjmargin(n) et la marge de température du m-ième cycle avant le cycle de calcul est montrée en tant que Tjmargin(n-m). Avec référence au soustracteur 40, la marge de température du cycle immédiatement avant le cycle Tjmargin(n-1) est soustraite de la marge de température du cycle actuel Tjmargin(n) et une vitesse de variation de la marge de température par cycle At(Tjmargin(n) Tjmargin(n-1)/At = ATjmargin/At) est sortie. Ensuite, la vitesse de variation (ATjmargin/At) est entrée vers le multiplicateur de coefficients 41 et est multipliée par le gain Kb. Dans le soustracteur 43, la sortie du

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multiplicateur de coefficients 41 est soustraite de la sortie du dispositif de sortie constante 42 pour sortir 1,0 - Kb x (ATjmargin/At). Ensuite, la sortie du multiplicateur de coefficients 38 est multipliée par la sortie du soustracteur 43. La multiplication 1,0 - Kb x (ATjmargin/At) correspond à l'ajustement de la valeur correspondant à la valeur limite de limites supérieure et inférieure d'électricité (Kb x Tjmargin) à envoyer au moteur 2 en fonction de la vitesse de variation de la marge de température par cycle At(ATjmargin /At). A savoir, si la diminution de la marge de température est importante, alors la valeur limite de limites supérieure et inférieure de l'électricité est fixée à une valeur plus petite, tandis que si l'augmentation de la marge de température est importante, la valeur limite de limites supérieure et inférieure est fixée à

une valeur plus grande.

D'autre part, la commande de courant de préréglage I* sortie des moyens de calcul de commande de courant 21 est appliquée à un circuit de valeur absolue 30 lors de la rétroaction et la valeur absolue II*l de la

commande de courant de préréglage I* est sortie.

Lorsque II*| est appliquée à chacun des dispositifs de sortie de cycle préalable de calcul 31a-31m, II*I(n-1),

II*l(n-2),... II* (n-m) sont respectivement sorties.

Ensuite, II*[ (n-l), II*| (n-2),... II*| (n-m) et II* (n) sont appliquées à l'additionneur 32 pour obtenir la somme Z[I*I. Lorsque ZII*I est appliquée à la carte de calcul de gain 33, une quantité de gain de réglage correspondant à la somme ZII*l est sortie. Dans le multiplicateur 45, la sortie du multiplicateur 44 est multipliée par la sortie provenant de la carte de

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calcul de gain pour être sortie. A savoir, cette sortie correspond à l'ajustement de la valeur limite de limites supérieure et inférieure de l'électricité à envoyer au moteur 2 en fonction de la valeur de la somme ZlI*l de la valeur absolue de la commande de courant de préréglage I* pour le terme m x At passé. La carte de calcul de gain 33 est déterminée par la performance de rayonnement de chaleur, et similaire,

par rapport à la quantité de courant.

De plus, les températures Tju, Tjv et Tjw de l'élément de commutation sont appliquées à un dispositif de sortie de valeur minimale 35 et la valeur minimale Tjmin de Tju, Tjv et Tjw est sortie. Ensuite, la différence entre la sortie Tjmax du dispositif de sortie de valeur maximale 34 et la sortie Tjmin du

dispositif de sortie de valeur minimale 35, c'est-à-

dire, la différence (Tjmax - Tjmin) entre les températures maximale et minimale de l'élément de commutation de chaque phase est sortie. Ensuite, lorsque la sortie du soustracteur 53 est appliquée au

comparateur 54, il est jugé laquelle de: (Tjmax -

Tjmin) ou de la constante Ta est la plus grande.

Lorsque (Tjmax - Tjmin) > Ta, le niveau logique 1 est sorti et lorsque (Tjmax - Tjmin) < Ta, le niveau logique 0 est sorti. Egalement, la sortie Tjmin du dispositif de sortie de valeur minimale 35 est sortie vers le comparateur 55 pour être comparée à la constante Tb. Lorsque Tb > Tjmin, le niveau logique 1 est sorti et lorsque Tb < Tjmin, le niveau logique 0 est sorti. Ensuite, 1 ou 0 est sorti dans une opération

logique par l'unité logique OU 56.

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La sortie de l'élément de calcul logique OU 56 est appliquée à des moyens de calcul de gain 57 et la valeur correspondant à la valeur limite de limites supérieure et inférieure du courant à envoyer au moteur 2 est sortie. Les moyens de calcul de gain 57 consistent en le dispositif de sortie constante 58, la table de gain par rapport au temps 59, et le commutateur de sélection logique 60. Les moyens de calcul de gain 57 sont conçus pour sortir la valeur Ga du dispositif de sortie constante 58 lorsque le niveau logique d'entrée est 0, et pour sortir la valeur Gb(t) de la table de gain par rapport au temps 59 lorsque le niveau logique d'entrée est 1. La figure 9 montre la table de gain par rapport au temps 59 en détail. Sur la figure 9, l'axe latéral montre le temps t à partir de l'instant de génération d'événement et l'axe vertical montre la valeur de sortie de gain. C'est-à-dire que l'instant o un niveau logique d'entrée vers les moyens de calcul de gain passe de 0 à 1 est l'instant de génération d'événement et la valeur de sortie de gain Gb correspondant au temps écoulé à partir de ce point est sortie. Avec référence au gain Gb sur la figure 9, la valeur juste après la génération d'événement est Ga et diminue graduellement jusqu'à 0. Ceci est dû au fait que lorsqu'il y a une défaillance, telle qu'une défaillance de diode ou la rupture d'un fil de signal dans la transmission de signal à partir des diodes de détection de température 19a-19c à travers les moyens d'identification de surchauffe 8 jusqu'aux moyens de surveillance de température 20, l'augmentation brusque de la différence de température (Tjmax - Tjmin) entre les éléments de commutation de chaque phase ou la chute brusque de la température minimale Tjmin est détectée

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automatiquement et, en conséquence, l'action du moteur 2 peut être commandée modérément sans affecter la

continuité de la commande.

Lorsqu'une vitesse de variation de la marge de température (ATjmargin/At), c'est-à-dire la sortie du soustracteur 40, est appliquée au dispositif de sortie de cycle préalable de calcul d'ordre un 46, la vitesse de variation de la marge de température du cycle immédiatement avant le cycle (ATjmargin/At(n-1) est sortie. Ensuite, dans le soustracteur 47, la vitesse de variation de la marge de température du cycle immédiatement avant le cycle (ATjmargin/At(n-1) est soustraite de la vitesse de variation de la marge de température du cycle actuel (ATjmargin/At(n) et la composante de variation de la vitesse de variation de

la marge de température par cycle At est sortie.

Ensuite, dans le comparateur 48, la composante de variation de la vitesse de variation de la marge de température qui est la sortie du soustracteur 47 et la constante Da sont comparées pour trouver laquelle est

la plus grande.

Lorsque (la composante de variation de la vitesse de variation de la marge de température) > la constante Da, le niveau logique 1 est sorti et lorsque (la composante de variation de la vitesse de variation de la marge de température) < la.constante Da, le niveau logique 0 est sorti. La sortie du comparateur 48 est appliquée aux moyens de calcul de gain 57 et la valeur correspondant à la valeur limite de limites supérieure et inférieure du courant à envoyer au moteur 2 est sortie. Les moyens de calcul de gain 49 consistent en un dispositif de sortie constante 50, une table de gain

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par rapport au temps 51 et un commutateur de sélection logique 52. Lesmoyens de calcul de gain 49 sortent, respectivement, la valeur Gc du dispositif de sortie constante 50 lorsque le niveau logique d'entrée est 0 et la valeur Gd(t) de la table de gain par rapport au temps 51 lorsque le niveau logique d'entrée est 1. La table de gain par rapport au temps 51 est montrée en détail sur la figure 9. C'est-à-dire que l'instant o le niveau logique d'entrée vers les moyens de calcul de gain passe de 0 à 1 est considéré comme l'instant de génération d'événement et la valeur de sortie de gain Gd correspondant au temps écoulé suivant est sortie. Le gain Gb a la valeur Gc juste après la génération d'événement et diminue graduellement jusqu'à 0. Ceci est dû au fait que lorsqu'il y a une défaillance, telle qu'une défaillance de diode, la rupture d'un câblage électrique de signal, ou similaire, dans la transmission de signal à partir des diodes de détection de température 19a-19c à travers les moyens d'identification de surchauffe 8 jusqu'aux moyens de surveillance de température 20, l'augmentation brusque de la différence de la température maximale entre les éléments de commutation de chaque phase peut être détectée automatiquement et, en conséquence, l'action du moteur 2 peut également être commandée modérément

sans affecter la continuité de la commande.

Ensuite, le dispositif de sortie de valeur minimale 61 entre les sorties du multiplicateur 45 et des moyens de calcul de gain 49 et 57 et sort leur valeur minimale comme une valeur limite de limites supérieure et

inférieure de commande de courant LMT(I*).

Les moyens de calcul de commande de courant 21 entrent la valeur limite de limites supérieure et

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inférieure de commande de courant LMT(I*) sortie des moyens de surveillance de température 20 et limitent les limites supérieure et inférieure de la valeur absolue de la commande de courant de préréglage I* à LMT(I*), qui est ensuite sortie vers les moyens de contrôle de courant 22 en tant que commande de courant

ajustée I**.

Les moyens de contrôle de courant 22 génèrent et sortent un signal de commande pour chaque élément de commutation de sorte que le courant du moteur 2 puisse suivre la commande de courant I**. Etant donné qu'un procédé de calcul pour la commande de courant dans les moyens de calcul de commande de courant 21 et un procédé de commande de courant et un procédé de génération de signal de commande dans les moyens de commande de courant 22 ne sont pas propres à notre invention, mais que de nombreux autres procédés sont

connus et accessibles au public, aucune description

supplémentaire n'est donnée dans le présent document.

Comme décrit ci-dessus, selon le septième mode de réalisation, étant donné que la température de l'élément de commutation et la valeur de commande du courant vers le moteur sont agencées de sorte qu'elles puissent être contrôlées dans l'ordre, il est possible de pourvoir l'élément de commutation d'une prévention de surchauffe correcte en fonction de l'étendue de l'élévation de la température. Egalement, étant donné que la défaillance de la diode de détection de température, la rupture de la ligne de signal d'information de température, et similaire, peuvent être détectées automatiquement et, en conséquence, que le mouvement du moteur peut être modifié modérément, il

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est efficace en ce que la continuité de la commande et

la stabilité de comportement du véhicule sont assurées.

Huitième Mode de Réalisation Une fonction de prévention de surchauffe du moteur peut être ajoutée au septième mode de réalisation. A savoir, des moyens de surveillance de température du huitième mode de réalisation entrent également un signal de température de moteur provenant d'un détecteur de température de moteur 70, comme montré sur la figure 10. En plus de la structure de la figure 8, les moyens de surveillance de température 20 sont conçus pour entrer et traiter les informations de

température du moteur 2, comme montré sur la figure 11.

Le fonctionnement du mode de réalisation va

maintenant être expliqué ci-dessous.

Le fonctionnement commun à celui de la figure 8 est

omis ici.

Lorsque la température Tmt du moteur 2 est détectée par le détecteur de température de moteur 70 et appliquée aux moyens de surveillance de température 20, dans le soustracteur 72, la température Tmt est soustraite de la constante Tmax_MT provenant du dispositif de sortie constante 71 pour sortir une marge de température de moteur Tmtmargin. Ici, la constante Tmax_Mt est fixée à une valeur correspondant à une température qui provoque la surchauffe et endommage le moteur 2. Ensuite, la marge de température de moteur Tmtmargin est, dans le multiplicateur de coefficients 73, multipliée par un gain Kc et sortie comme une valeur correspondant à la valeur limite de limites supérieure et inférieure du courant à envoyer au moteur

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2. A savoir, le courant est adapté pour être limité conformément à la valeur de la marge de température de moteur Tmtmargin et le gain Kc est déterminé par l'étendue de l'élévation de la température du moteur 2 par rapport à une quantité de courant, à une performance de rayonnement de chaleur, et similaire. De

plus, la somme E|I*I de II*I(n-l), II*I(n-2),...

1I*1 (n-m) et 1I* 1(n) sortie de l'additionneur 32 est appliquée à la carte de calcul de gain 74 et une quantité de gain de réglage correspondant à la valeur de la somme ZlI*I est sortie. La quantité de gain de réglage est fixée à 0 ou à une valeur faible lorsque la somme ElII*l est petite et fixée à une valeur plus élevée lorsque la somme ElI*j est plus grande. De plus, la constante 1,0 est sortie du dispositif de sortie constante 75. Dans le soustracteur 76, la sortie de la carte de calcul de gain 74 est soustraite de la constante 1,0 et entrée. Ici, la multiplication de {1,0 - (sortie de la carte de calcul de gain)} correspond à l'ajustement de la valeur correspondant aux limites supérieure et inférieure du courant à envoyer au moteur 2 concernant la marge de température de moteur en fonction de la valeur de la somme EII*I de la valeur absolue de la commande de courant de préréglage I* pendant la période m x At passée. A savoir, plus la valeur de la somme ZII*l est grande, plus la valeur limite de limites supérieure et inférieure du courant

est petite.

Ensuite, le dispositif de sortie de valeur minimale 61 entre les sorties des multiplicateurs 77 et 45 et des moyens de calcul de gain 49 et 57 et sort la valeur la plus petite de celles-ci comme valeur limite de

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limites supérieure et inférieure de commande de courant LMT(I*). Les moyens de calcul de commande de courant 21 entrent la valeur limite de limites supérieure et inférieure de commande de courant LMT(I*) sortie des moyens de surveillance de température 20 et limitent les limites supérieure et inférieure de la valeur absolue de la commande de courant de préréglage I* à LMT(I*) et sortent celle-ci vers les moyens de contrôle de courant 22 en tant que commande de courant ajustée I**. Les moyens de contrôle de courant 22 génèrent et sortent le signal de commande de chaque élément de commutation de sorte que le courant du moteur 2 puisse

suivre la commande de courant I**.

Selon la structure ci-dessus, la prévention de la surchauffe de l'élément de commutation ainsi que du

moteur est possible.

Neuvième Mode de Réalisation En plus de la structure o la température est détectée sur la base de la tension directe de la diode de détection de température, une autre structure est montrée ici, laquelle est pourvue de moyens pour détecter la tension collecteur-émetteur d'un transistor bipolaire servant d'élément de commutation et pour calculer la valeur de courant envoyée à l'élément de commutation. Le neuvième mode de réalisation va être expliquée

ci-dessous avec référence aux figures 12 et 13.

Sur la figure 12, le numéro de référence 80 indique des moyens de détection de tension Vce pour détecter la tension collecteur-émetteur de l'élément de commutation et le numéro de référence 81 indique des moyens de calcul de valeur de courant pour calculer la valeur de

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courant envoyée à l'élément de commutation sur la base de la tension collecteur-émetteur détectée par les

moyens de détection de tension Vce.

Le principe de fonctionnement pour détecter le courant à envoyer à l'élément de commutation selon le neuvième mode de réalisation va maintenant être expliqué. La figure 13 montre les caractéristiques d'un courant de collecteur Ic de l'élément de commutation et d'une tension de saturation collecteur-émetteur Vce(sat). Une tension suffisante est appliquée à une grille G de l'élément de commutation pour utiliser

l'élément de commutation dans une région de saturation.

Lorsque l'élément de commutation est rendu passant pour envoyer le courant de collecteur Ic, une tension Vce(sat) est générée entre le collecteur C et l'émetteur E. Dans ce cas, les caractéristiques d'une

quantité de la tension de saturation collecteur-

émetteur Vce(sat) par rapport à une quantité du courant de collecteur Ic varient en fonction de la température de jonction Tjsw de l'élément de commutation et de la tension appliquée à la grille G, mais sont fondamentalement déterminées par l'élément de commutation. Par conséquent, si les tensions appliquées à la grille G et la température de jonction Tjsw sont déjà connues, avec ces caractéristiques, il est possible de détecter le courant de collecteur Ic, c'est-à-dire la valeur de courant envoyée à l'élément de commutation, à partir de la tension de saturation

collecteur-émetteur Vce(sat).

Le fonctionnement de ce mode de réalisation va

maintenant être expliqué.

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La tension collecteur-émetteur de l'élément de commutation est détectée par les moyens de détection de tension Vce 80 et sortie vers des moyens de calcul de valeur de courant 81 en tant que signal de tension collecteur-émetteur. Egalement, un courant direct constant if est fourni à la diode de détection de température 19a par un circuit de courant constant 18 et la tension directe Vf de la diode de détection de température 19a est appliquée aux moyens d'identification de surchauffe 8. Les moyens d'identification de surchauffe 8 sortent le signal de température de l'élément de commutation Tj vers les moyens de calcul de valeur de courant 8 en fonction de la tension directe Vf. Lorsque le signal de tension collecteur-émetteur et le signal de température de l'élément de commutation Tj sont entrés, les moyens de calcul de valeur de courant 81 calculent le courant (correspondant au courant de collecteur Ic) à envoyer à l'élément de commutation en fonction des caractéristiques du courant de collecteur Ic et de la tension de saturation collecteur-émetteur Vce(sat), comme montré sur la figure 13. I1 est conseillé de laisser les moyens de calcul de valeur de courant 81 mémoriser les caractéristiques du courant de collecteur Ic et de la tension de saturation collecteur-émetteur Vce(sat) comprenant la dépendance vis-à-vis de la température de l'élément de commutation Tj sous la forme d'une formule de calcul approché ou d'une carte

de table de référence.

De cette manière, il est possible de calculer la valeur de courant à envoyer à l'élément de commutation

rapidement et précisément.

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Dans le neuvième mode de réalisation, un transistor à effet de champ est utilisé comme élément de commutation. Il est également possible d'avoir des moyens de détection de tension pour détecter une tension de drain (tension finale de sortie) de ce transistor à effet de champ et des moyens pour calculer la valeur de courant envoyée à l'élément de commutation. Sur la figure 12 du neuvième mode de réalisation, les moyens de protection contre la surchauffe 9 ne sont pas prévus, mais il est bien entendu possible d'assurer la prévention de la surchauffe par les moyens de

protection contre la surchauffe 9.

Egalement, dans chaque mode de réalisation, il est possible d'utiliser la jonction P-N du transistor à la

place de la diode de détection de température.

L'élément semi-conducteur comprenant la jonction P-N

peut être disposé près de l'élément de commutation.

Il est également possible d'utiliser le transistor à effet de champ comme élément de commutation dans chacun des modes de réalisation. Dans ce cas, une source et une tension de source doivent être contrôlées. Comme décrit ci-dessus, selon l'unité de contrôle

de moteur de la présente invention, l'élément semi-

conducteur comprenant la jonction P-N est disposé près

de l'élément de commutation et cet élément semi-

conducteur est connecté à un circuit de courant constant. La température de l'élément de commutation peut être identifiée en détectant la valeur de la

tension directe dans la jonction P-N de l'élément semi-

conducteur. Les moyens de prévention de surchauffe sont prévus pour placer l'élément de commutation dans un

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état bloqué lorsque l'élément de commutation est jugé comme étant dans un état de surchauffe sur la base de

la température identifiée de l'élément de commutation.

Selon cette structure, il est possible de détecter la température de l'élément de commutation formant l'élément de puissance du semiconducteur de conversion de puissance rapidement et précisément et il est également possible de protéger correctement l'élément

de commutation de la surchauffe.

Pour laisser l'action du moteur varier modérément en cas de défaillance de l'élément semi-conducteur ou de rupture d'un câblage électrique, l'unité de calcul de commande est prévue. L'unité de calcul de commande est pourvue de moyens de contrôle pour contrôler la valeur de commande du courant. En plus de cet effet, l'unité de commande de moteur présente un avantage en

ce que la continuité de la commande est assurée.

L'unité de commande de moteur dans laquelle à la fois la température et la prévention de la surchauffe

du moteur ont été prise en considération est prévue.

L'unité de calcul de commande est pourvue de moyens de calcul de courant qui peuvent calculer la valeur de courant envoyée à l'élément de commutation en fonction de la température et de la valeur de tension finale de sortie de l'élément de commutation. Avec cet agencement, il est possible de calculer la valeur de courant envoyée à l'élément de commutation rapidement

et précisément.

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Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Unité de commande de moteur (1) comprenant un premier élément de commutation disposé d'un côté de potentiel élevé; un second élément de commutation disposé d'un côté de faible potentiel; plusieurs bras de commutation de phase connectant le premier élément de commutation et le second élément de commutation l'un à l'autre en série et connectés à une entrée de puissance continue en parallèle pour délivrer à un moteur alternatif la puissance alternative provenant d'entre chaque élément de commutation de chaque bras de commutation; une unité de calcul de commande (3) pour commander la commutation de chaque élément de commutation pour commander le courant du moteur; et dans laquelle un élément semi-conducteur comprenant une jonction P-N est disposé près de l'élément de commutation et connecté à un circuit de courant constant (18), et dans laquelle des moyens de prévention de surchauffe sont prévus pour identifier la température des éléments de commutation en détectant une valeur de tension directe aux bornes de la jonction P- N de l'élément semi-conducteur et pour placer l'élément de commutation dans un état bloqué lorsque l'élément de commutation est jugé comme étant dans un état de surchauffe en fonction de la température

identifiée de l'élément de commutation.

2. Unité de commande de moteur (1) comprenant: un premier élément de commutation disposé d'un côté de potentiel élevé; un second élément de commutation disposé d'un côté de faible potentiel;

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plusieurs bras de commutation de phase connectant le premier élément de commutation et le second élément de commutation l'un à l'autre en série et connectés à une entrée de puissance continue pour délivrer à un moteur alternatif la puissance alternative provenant d'entre chaque élément de commutation de chaque bras de commutation; une unité de calcul de commande (3) pour commander la commutation de chaque élément de commutation pour commander le courant du moteur; et dans laquelle un élément semi-conducteur comprenant une jonction P-N est disposé près de l'élément de commutation et connecté à un circuit de courant constant (18); dans laquelle des moyens de prévention de surchauffe sont prévus pour identifier la température de l'élément de commutation en détectant une valeur de tension directe aux bornes de la jonction P-N de l'élément semi-conducteur et pour placer l'élément de commutation dans un état bloqué lorsque l'élément de commutation est jugé comme étant dans un état de surchauffe en fonction de la température identifiée de l'élément de commutation; et dans laquelle ladite unité de calcul de commande (3) comprend, de plus, des moyens de calcul de valeur de commande de courant pour calculer une valeur de commande de courant envoyée au moteur, des moyens de commande de courant pour commander le courant envoyé au moteur en fonction de la valeur de commande du courant, et des moyens de contrôle pour entrer la température de l'élément de commutation et la valeur de commande du courant, pour contrôler la relation entre la température de l'élément de commutation et la valeur de commande du courant dans l'ordre et pour commander la

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valeur de commande du courant à laisser l'action du moteur varier modérément dans le cas d'une défaillance,

telle qu'un dommage occasionné à l'élément semi-

conducteur et la rupture d'un fil.

3. Unité de commande de moteur (1) selon la revendication 2, dans laquelle, au lieu des moyens de contrôle, d'autres moyens de contrôle sont prévus pour entrer la température de moteur, la température de l'élément de commutation et la valeur de commande du courant, pour contrôler la relation entre la température de moteur, la température de l'élément de commutation et la valeur de commande du courant dans l'ordre, et pour commander la valeur de commande du courant à laisser l'action du moteur varier modérément dans le cas d'une défaillance telle qu'un dommage occasionné à l'élément semi- conducteur et la rupture

d'un fil.

4. Unité de commande de moteur (1) comprenant: un premier élément de commutation disposé d'un côté de potentiel élevé; un second élément de commutation disposé d'un côté de faible potentiel; plusieurs bras de commutation de phase connectant le premier élément de commutation et le second élément de commutation l'un à l'autre en série et connectés à une entrée de puissance continue en parallèle pour délivrer à un moteur alternatif la puissance alternative provenant d'entre chaque élément de commutation de chaque bras de commutation; une unité de calcul de commande (3) pour commander la commutation de chaque élément de commutation pour commander le

courant du moteur; et dans laquelle un élément semi-

conducteur comprenant une jonction P-N est disposé près

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de l'élément de commutation et connecté à un circuit de courant constant (18); dans laquelle des moyens d'identification sont prévus pour détecter une valeur de tension directe aux bornes de la jonction P-N de l'élément semi-conducteur et pour identifier la température de l'élément de commutation, et des moyens de détection de tension sont prévus pour détecter une valeur de tension de borne de sortie de l'élément de commutation, et dans laquelle ladite unité de calcul de commande (3) est, de plus, pourvue de moyens de calcul de courant pour calculer une valeur de courant envoyée à l'élément de commutation en fonction de la température de l'élément de commutation et de la valeur de tension de borne de sortie de l'élément de

commutation.

5. Unité de commande de moteur (1) selon la revendication 4, dans laquelle des moyens de prévention de surchauffe sont prévus pour placer l'élément de commutation dans un état bloqué lorsque l'élément de commutation est jugé comme étant dans un état de surchauffe en fonction de la température de l'élément de commutation identifiée par les moyens d'identification.

6. Unité de commande de moteur (1) selon la revendication 1, dans laquelle les moyens de prévention de surchauffe sont adaptés pour mémoriser la valeur de tension directe de l'élément semi-conducteur à l'avance à une température fixée, de sorte qu'ils puissent identifier les variations de la température de

l'élément de commutation en tant que valeur absolue.

7. Unité de commande de moteur (1) selon la revendication 1, dans laquelle les moyens de prévention de surchauffe sont conçus pour transmettre la

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température de l'élément de commutation à l'unité de calcul de commande (3) sous la forme d'un signal analogique.

8. Unité de commande de moteur (1) selon la revendication 1, dans laquelle les moyens de prévention de surchauffe sont conçus pour sortir des informations concernant le fait que la prévention de surchauffe de l'élément de commutation est actuellement effectuée ou non vers l'unité de calcul de commande (3) sous la

forme d'un signal numérique.

9. Unité de commande de moteur (1) selon la revendication 1, dans laquelle les moyens de prévention de surchauffe sont conçus pour identifier la température la plus élevée de chaque phase de l'élément de commutation et pour effectuer un jugement en

fonction de cette température la plus élevée.

10. Unité de commande de moteur (1) selon la

revendication 1, dans laquelle l'élément semi-

conducteur est agencé à l'intérieur ou près d'une

surface de puce o l'élément de commutation est formé.

11. Unité de commande de moteur (1) selon la revendication 1, dans laquelle une diode est utilisée

comme semi-conducteur.

12. Unité de commande de moteur (1) selon la revendication 4, dans laquelle un transistor bipolaire est utilisé comme élément de commutation, et les moyens de détection de tension détectent la valeur de tension

collecteur-émetteur du transistor bipolaire.