JP2004312998A - パワートランジスタの切り替えを緊急制御するための方法とシステム - Google Patents

Abstract

【課題】パワートランジスタが機能障害を起こした場合に、パワートランジスタの緊急制御をより効率的に行うことができる方法及びシステムを提供する。
【解決手段】パワートランジスタ（２０）が機能障害を起した場合に、トランジスタの切り替えを緊急制御する方法は、パワートランジスタのコレクタとエミッタの間の電圧を測定するステップ（６２）と、測定された信号を時間的にフィルタリングするステップ（６６）と、フィルタリングされた信号の値から、異常動作状態を検出するステップ（６８）と、パワートランジスタを安全状態に切り替えることを制御するステップであって、異常動作状態が検出されるとすぐに開始されるステップ（７６）とを含む。
【選択図】 図３

Description

本発明はパワートランジスタが異常状態の場合にパワートランジスタの切り替えを緊急制御するための方法とシステムとに関し、特に、パワートランジスタが導電状態のときにパワートランジスタのコレクタとエミッタの間の電圧を表す信号を測定する段階と、この測定された信号の値からパワートランジスタの動作状態をモニタリングする段階と、パワートランジスタを安全状態に切替制御する段階であって、モニタリングステップの間に異常動作状態が検出されるとすぐに開始される段階とを含む制御方法に関する。

パワートランジスタ、特にＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）は電気回転装置に供給することを目的とした三相インバータなど、多くの電子電力回路に使用されている。

例として、電車または地下鉄のモータに電力供給する三相インバータは、このようなトランジスタを使用している。このような用途では、電子回路の損傷を避け、さらにこの回路が給電する電気回転装置の損傷を避けるために、できる限り早くパワートランジスタの異常状態または機能障害を検出することが重要である。

このようなパワートランジスタの異常状態は、たとえばパワートランジスタが導電状態の時、このパワートランジスタのコレクタとエミッタの間の電圧Ｖ_CEをモニタリングすることで検出される。実際、パワートランジスタが導電状態の時、電圧Ｖ_CEは、たとえば５Ｖなどこのトランジスタの製造業者によって与えれる閾値よりも小さくなければならないことが知られている。

この電圧をモニタリングするための周知のプロセスでは、電圧Ｖ_CEを測定し、測定された電圧を一定の閾値Ｓと比較する。パワートランジスタの導電状態の間に測定された電圧Ｖ_CEが閾値Ｓより高い場合は、異常状態が存在するという意味である。異常状態が存在する場合、パワートランジスタの通常の制御は中断され、たとえば遮断状態または開いた状態など安全状態に緊急に切り替える命令を受信する。逆の場合、すなわち測定された電圧Ｖ_CEが５Ｖより小さい場合、パワートランジスタの状態は正常であり緊急切り替えは必要ではない。

このプロセスは、パワートランジスタの異常状態を決定する電子回路によって行われる。この回路はパワートランジスタに接続されていてパワートランジスタの近辺に位置しており、迅速に、すなわちマイクロ秒のオーダの時間で反応できるようになっている。

しかしながら、パワートランジスタの近辺の環境は電磁気という点から見れば非常にうるさく、測定された電圧Ｖ_CEの質は電磁気の影響をうける。特に、電圧Ｖ_CEは、最大の振幅が５Ｖという閾値よりはるかに高い多くの一過性の電圧ピークまたは乱れを示す。一過性の電圧ピークがあるたびにパワートランジスタの機能が中断されることを防ぐために、現在の解決法では、閾値Ｓの値を、たとえば１００Ｖなど５Ｖより明らかに高い値に調節している。

この解決法は、大多数の一過性の乱れまたはピークは限られた振幅を有するという事実に基づく。しかしこの解決法は、本当に異常な状態があっても検出が遅くなる、すなわち、電圧Ｖ_CEが１００Ｖをはるかに超えてからでないと検出できないという欠点を有する。これでは遅すぎ、この状態に対応してパワートランジスタに不可逆的な損傷が起きることを防ぐことができない。したがってこの解決法は現実には効率的ではない。

したがって、本発明の目的は、パワートランジスタが機能障害を起こした場合、パワートランジスタの緊急制御をより効率的に行う方法及びシステムを提案することによってこの欠点を克服することである。

したがって、本発明は、上記のパワートランジスタを緊急制御するプロセスという目的を有する。このプロセスは、モニタリングステップが、
−長さが既定の長さより短い、信号の一過性の乱れをすべて除去するために、測定された信号を時間的にフィルタリングするサブステップと、
−一過性の乱れがフィルタリングされた信号の値から、異常な動作状態を検出するサブステップとを含むことを特徴とする。

上記のプロセスは、知られたプロセスとは異なり、長さが既定の時間Δ_tより短い乱れを、電圧Ｖ_CEを表す信号から除去するように、この信号を時間的にフィルタリングするステップを含む。

異常状態の存在に関する検出と決定は、このようにフィルタリングされた信号だけに基づいて行われる。このため、一過性の乱れ、すなわち、乱れの長さが時間Δ_tより短い乱れが存在しても異常状態の決定は影響を受けない。このようにして、パワートランジスタの正常の機能の中断は、中断が本当に必要であるとわかったときだけ行われるので、本発明のプロセスは、知られたプロセスよりも効率的である。

本発明によるプロセスの別の特徴は、
−時間的なフィルタリングというサブステップは、一過性の乱れの開始を検出することと、決定された時間が経過した後だけに検出のサブステップを行うこととを含み、この時間は乱れの開始を検出したときからカウントし、
−乱れの開始は、測定された信号の瞬間的な値と第１の閾値を比較することによって検出し、
−異常状態を検出するサブステップは、測定された信号の瞬間的な値を第２の閾値と比較する動作を含み、制御ステップは、この第２の閾値との比較の結果が、既定の時間が経過した後にも乱れが依然として存在することを示した場合だけトリガされ、
−モニタリングステップは、測定された信号の瞬間的な値が、パワートランジスタが損傷する危険のある第３の閾値を超えるとすぐに制御ステップをトリガすることを含む、破壊的な動作状態を防ぐサブステップを含み、
−このプロセスは、フィルタリングのサブステップを行う前に既定の時間を一定の値に初期化するステップを含み、
−またこのプロセスは、フィルタリングのサブステップの前に各閾値を一定の値に初期化するステップを含み、
−フィルタリングのサブステップは、測定された信号のデジタルフィルタリングの動作を含み、検出のサブステップは、フィルタリングされた信号を既定の閾値と比較する動作を含み、この比較の結果は、異常な動作状態の存在または不在を表し、制御ステップは、この比較の結果が異常な動作状態が存在すると示す場合だけトリガされることである。

本発明はまた、パワートランジスタの機能障害が起きた場合に、パワートランジスタの切り替えを緊急制御するシステムという目的を有し、このシステムは、
−パワートランジスタが導電状態であるときにパワートランジスタのコレクタとエミッタの間の電圧を表す信号を測定し、
−測定された信号の値からパワートランジスタの動作状態をモニタリングし、
−異常動作状態を検出したことに応答してすぐにパワートランジスタを安全状態に切り替えることを制御するように構成され、
また、このシステムは、
−乱れの長さが既定の長さより短い、信号の一過性の乱れをすべて除去するように、測定された信号を時間的にフィルタリングすることができ、
一過性の乱れがフィルタリングされた信号の値から、異常な動作状態を検出できることを特徴とする。

本発明は、例示的な意味で提供される次の説明と付随する図面とを読み、参照するとより容易に理解できるであろう。

次に図面を参照すると、図１は、一例として三相電子スイッチングデバイス２の全体構造を示す。このデバイス２は、三相インバータ８を介してＤＣ電圧源６に接続された電気回転装置４を備える。このデバイス２はまた、コンピュータ１２が送信する制御の関数としてインバータ８を制御するためのイグニション装置１０を備える。

電子回転装置４はたとえば、電車などの車両の駆動輪を回転させるための電気モータである。

三相インバータ８は従来と同様のものであり、６つのＤＣ電圧スイッチングユニットで形成される。

各スイッチングユニットはここではパワースイッチ１４によって形成されている。各スイッチ１４は、切り替え電流を１０００アンペアまで上げることができる。このような性能を達成するために、このスイッチ１４は、並列に接続された複数の基本パワートランジスタと、これらの基本パワートランジスタのコレクタとエミッタの間に並列ではない位置で接続された複数の基本ダイオードから構成される。これらの基本トランジスタはたとえばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）であり、これらは各々が、電流を１００アンペアから１５０アンペアに切り替えることができ、遮断された状態では、コレクタとエミッタの間における２５０ボルトから６５００ボルトの範囲の電圧Ｖ_CEに耐えられる。導電状態では、電圧Ｖ_CEは従来どおり５ボルトより小さい。

同じパワースイッチ１４のすべての基本トランジスタは、同じ方法でコンピュータ１２によって制御され、この結果、これらの基本トランジスタは機能上、一つのダイオードの端子に並列ではない位置で接続された１つの大きなトランジスタと同様な挙動を示す。したがってパワースイッチ１４の等価の電気回路図は、並列ではない位置で端子がダイオード２２に接続された１つのトランジスタ２０として形成できる。今後は、この等価の電気回路図を使用して説明するが、この結果、トランジスタという用語はトランジスタ２０だけを言う。

イグニション装置１０は、コンピュータ１２が送信する命令の関数として各トランジスタ２０の切り替えを制御する。特に、イグニション装置１０は、トランジスタ２０を制御して、列車の速度の維持に対応しあるいは列車の加速または減速に対応する三相電圧を電子回転装置４に送る。

この目的のために、イグニション装置１０は各トランジスタ２０のゲートに接続されている。

さらに、この実施形態では、イグニション装置１０は、各トランジスタ２０のコレクタとエミッタの間の電圧Ｖ_CEを表す信号を測定するように、各トランジスタ２０に接続されている。

トランジスタ２０の切り替えを、コンピュータ１２の命令の関数として制御するためのイグニション装置１０の構成は従来と同じであり、ここでは詳細には説明しない。次の説明では、パワートランジスタの機能障害の場合に、パワートランジスタの切り替えを緊急制御するためのイグニション装置１０の構成だけを、特に図２を参照して説明する。

図２は、トランジスタ２０の緊急制御のためのシステムを組み込んだイグニション装置１０を示す。この緊急制御システムは各トランジスタ２０について同じであり、１つのトランジスタ２０の緊急制御システムだけを詳細に説明する。

緊急制御システムは、トランジスタ２０の機能障害という異常状態を検出し、異常状態の検出に応答してトランジスタ２０を制御し、ここでは遮断状態である安全状態に切り替える。

ここでは、異常状態とは時間Δ_tに渡って電圧Ｖ_CEが閾値Ｓ₁より高い状態と定義する。ここに記述した実施形態では、閾値Ｓ₁の値は一定であり１０Ｖに等しく、時間Δ_tの値も一定であり１０μｓに等しい。

この閾値Ｓ₁に適用できる他の値は５Ｖと４５Ｖの間に含まれ、時間Δ_tに適用できる他の値は３μｓと２０μｓの間に含まれる。

イグニション装置１０は、閾値検出回路３２と、トランジスタ２０の電圧Ｖ_CEをパイロットするためのパイロットユニット３４とに接続された論理処理ユニット３０を含む。

閾値検出回路３２の目的は、電圧Ｖ_CEが閾値Ｓ₁を超えたことを検出することである。このために、閾値検出回路３２は、直列に接続された、降圧器(step-down transformer)４０、分圧ブリッジ４２及びアナログコンパレータ４４を備える。降圧器４０は、トランジスタ２０の端子で集められた電圧Ｖ_CEを、これと比例するが０Ｖと２５Ｖの間に含まれる電圧に変換する。

分圧ブリッジ４２は、降圧器４０が送った電圧を、これと比例するが０Ｖと５Ｖの間に含まれる電圧に変換する。

最後に、コンパレータ４４は、分圧ブリッジ４２が送った電圧を、閾値Ｓ₁の値に対応する基準電圧Ｖ_S1と比較し、この比較の結果をオールオアナッシング(all-or-nothing)信号の形態で論理処理ユニット３０に送信する。

パイロットユニット３４の目的は、論理処理ユニット３０の制御の下でトランジスタ２０の状態を切り替えることである。この目的のためにパイロットユニット３４はトランジスタ２０のゲートに接続されて、このトランジスタ２０の電圧Ｖ_CEをパイロットする。パイロットユニット３４は、トランジスタを導電状態から遮断状態に移行させる第１の電圧と、トランジスタ２０を遮断状態から導電状態に移行させる第２の電圧とを送る。

たとえば第１の電圧は−１０Ｖに等しく、第２の電圧は＋１５Ｖに等しい。

論理処理ユニット３０の目的は、パイロットユニット３４をコンパレータ４４が送信する比較の結果の関数として制御することである。ここではパイロットユニット３０はプログラマブルデジタルデータ処理ユニットである。有利には、また、トランジスタ２０の近辺にあることによる電磁乱れに耐えるために、このパイロットユニット３０は、ＶＨＤＬ言語（超高速集積回路ハードウェア記述言語）でプログラミングされたＣＰＬＤ（コンプレックスプログラマブルロジックデバイス）コンポーネントで構成される。ここで、この論理処理ユニットは、図３のプロセスを行うようにプログラミングされている。特に、パイロットユニット３０は、メモリ４８とタイマ５０を備える。メモリ４８は、上記に定義された時間Δ_tの値を含む。この値はここでは、緊急制御システムが有効である限り一定である。

次に、イグニションデバイス１０の機能を、図３のプロセスに関して説明する。

たとえば論理処理ユニット３０を形成するＣＰＬＤコンポーネントのプログラミングの際に、時間Δ_tの値を初期化するステップ６０を行う。ここでこのステップ６０は、１０μｓという値をメモリ４８に記録することを含む。電圧Ｖ_S1も同じステップ６０の間に調節される。

イグニション装置１０が作動すると、同イグニション装置１０は、電圧Ｖ_CEを測定するステップ６２を永久的に行う。このステップ６２は、降圧器４０と分圧ブリッジ４２が行う。分圧ブリッジ４２は、コンパレータ４４の入力に電圧Ｖ_CEを表す信号を送信する。

同時にまたステップ６２と平行して、イグニション装置１０は、トランジスタ２０が導電状態の時、トランジスタ２０の動作状態をモニタリングするステップ６４を永久に行う。

このステップ６４は主に、時間的なフィルタリングを行うサブステップ６６と、異常状態の存在を検出するサブステップ６８とを含む。

サブステップ６６の間、コンパレータ４４は、分圧ブリッジ４２が送る信号の値を電圧Ｖ_S1が表す閾値Ｓ₁と比較する動作を行う。コンパレータ４４は、この比較の結果をすぐに、バイナリ信号またはＴＴＬ（トランジスタトランジスタロジック）信号の形態で論理処理ユニット３０に送信する。たとえば、０Ｖは閾値Ｓ₁を超えていないことを示し、５Ｖは閾値Ｓ₁を超えたことを示す。

サブステップ６６の間、論理処理ユニット３０はコンパレータ４４が送信する信号の値を永久的にモニタリングし、乱れが始まったことをすぐに検出する。ここでは乱れの始まりは、コンパレータ４４が送信する信号の値が５Ｖの値になったときに検出される。

乱れの始まりが検出されるとすぐに、ユニット３０は動作７０の間にタイマ５０を起動し、この値を永久的に確認する。タイマ５０の値があらかじめ記録された時間Δ_tに等しい場合、ユニット３０は、トランジスタ２０の異常な動作状態を検出するサブステップ６８に進む。ここでは、このサブステップ６８は、電圧Ｖ_CEの瞬間的な値を閾値Ｓ₂と比較する動作７４を行うことを含む。イグニション装置１０の組み立てを簡略化するために、閾値Ｓ₂はここでは閾値Ｓ₁と等しい値に選択する。この結果、ここでは動作７０はコンパレータ４４が現在送信した値を決定することだけになる。

コンパレータ４４が送信した値が、電圧Ｖ_CEが閾値Ｓ₁より小さいことを示している場合、トランジスタ２０の特定の制御は開始されない。逆に、すなわち、コンパレータ４４が送信した値が電圧Ｖ_CEが常に閾値Ｓ₁より高いことを示している場合、ユニット３０はすぐにトランジスタ２０の切り替えを緊急制御するステップ７６に進む。

このステップ７６の際、ユニット３０は、トランジスタ２０のゲートに−１０Ｖに等しい電圧を印加するようにパイロットユニット３４を制御する。トランジスタ２０はこの−１０Ｖの電圧に応答して、導電状態から遮断状態に移行する。

ここに説明する実施形態では、ステップ６６は、トランジスタ２０を遮断状態から導電状態に移行させる命令をイグニション装置１０がコンピュータ１２から受信した瞬間から、トランジスタ２０を導電状態から遮断状態に移行させる新しい命令をイグニション装置１０がコンピュータ１２から受信した瞬間までの間だけ行われる。

図４の分図（Ａ）と（Ｂ）は、電圧Ｖ_CEの乱れの２つの例を示す。図４の分図（Ａ）のグラフは一過性の乱れを表し、分図（Ｂ）は電圧Ｖ_CEの異常状態を表す。

図４の分図（Ａ）では瞬間ｔ₀において、電圧は、Δ_tより短い時間の間だけ閾値Ｓ₁より高くなっている。この場合、イグニション装置１０は、電圧Ｖ_CEが閾値Ｓ₁をはじめて超えた後、時間Δ_tの間待ってから、サブステップ６８の検出を行う。

サブステップ６８を実行している間、電圧Ｖ_CEが再び閾値Ｓ₁より低くなっているので、異常状態は検出されない。この結果、期間がΔ_tより短い電圧Ｖ_CEの一過性の乱れにより、トランジスタ２０を緊急制御するステップ７６が不適切なタイミングで開始されることはない。このようにして、このプロセスは、複雑なフィルタリングアルゴリズムを実装せずに、期間がΔ_tより短い乱れをフィルタリングする。

図４の分図（Ｂ）では、電圧Ｖ_CEは瞬間ｔ₁において閾値Ｓ₁より高くなっている。しかし分図（Ｂ）に示された場合では、電圧は閾値Ｓ₁を超えた後も上昇しつづける。この結果、瞬間ｔ₁＋Δ_tにおいて、電圧Ｖ_CEは常に閾値Ｓ₁より高い。このような場合、瞬間ｔ₁＋Δ_tにおいてユニット３０は異常状態を検出するため、図３のプロセスは、トランジスタ２０を緊急制御するステップ７６を開始させる。

トランジスタ２０が異常状態によって決定的に劣化する前に、パイロットユニット３４がトランジスタ２０を遮断状態に切り替える充分な時間があるように、時間Δ_tの値を選択することが重要である。使用されている大多数のパワートランジスタでは、時間Δ_tはほぼ３μｓと２０μｓの間に含まれる。

図５は、イグニション装置１０の第２の実施形態７８を示す。イグニション装置７８は閾値検出回路３２が閾値検出回路８０に代わり、論理処理ユニット３０が論理処理ユニット８２に代わっていることを除き、図２に示した装置と同一である。

すでに図２に関して説明した他の要素には、図５でも同じ参照番号が付けられている。

閾値検出回路８０は、電圧Ｖ_CEを閾値Ｓ₁と比較しまた閾値Ｓ₂とも比較することができる。電圧Ｖ_CEを閾値Ｓ₁と比較する回路はたとえば、図２に関し説明した回路と同一であり、同じ参照番号が付けられている。電圧Ｖ_CEを閾値Ｓ₂と比較する回路は、電圧Ｖ_CEを閾値Ｓ₁と比較する回路と同様である。したがってこの回路は、直列に接続された、降圧器８６、分圧ブリッジ８８及びコンパレータ９０によって形成される。要素８６、８８、９０は従来と同様な要素であり、ここでは詳細には説明しない。電圧Ｖ_CEを電圧Ｖ_S2によって示される閾値Ｓ₂と比較した結果は、ＴＴＬ信号の形態で論理処理ユニット８２に送信される。

閾値Ｓ₂は、これを超えるとパワートランジスタ２０が損傷を受ける危険のある電圧Ｖ_CEの値に対応する。

論理処理ユニット８２はたとえば、論理処理ユニット３０と実質的に同一であるが、図６のプロセスを行うようにプログラミングされている。

図６のプロセスは破壊的な動作状態を防ぐサブステップ１００を付加的に有する点を除き、図３に関して説明したプロセスと同一である。

ユニット８２は動作７０と同時に、すなわち、電圧Ｖ_CEの値が閾値Ｓ₁より上がると、サブステップ１００を開始させる。このサブステップ１００の間、検出回路８０は永久的に電圧Ｖ_CEの値を閾値Ｓ₂と比較し、論理処理ユニットはこの比較の結果をモニタリングする。サブステップ１００の間に論理処理ユニット８２に送信される結果が、電圧Ｖ_CEが閾値Ｓ₂を超えたことを示すと、ユニット８２はすぐにステップ７６に進んでパワートランジスタを緊急制御する。このサブステップ１００は、時間Δ_tの全期間に亘って行われる。時間Δ_tが経過すると、サブステップ１００は終了する。

次に、図５の緊急制御システムの機能を、図７の分図（Ａ）〜（Ｃ）に示された乱れの特定の場合について説明する。

図７の分図（Ａ）〜（Ｃ）は、時間の関数として電圧Ｖ_CEの展開を示す。分図（Ａ）では、電圧Ｖ_CEは瞬間ｔ₂において閾値Ｓ₁より高くなり、最大値を経過するが、この大きさは閾値Ｓ₂よりも小さく、ついで再び下降して、瞬間ｔ₂＋Δ_tより前に閾値Ｓ₁より低くなる。この場合、イグニション装置７８はイグニション装置１０とまったく同様に機能し、トランジスタ２０の緊急制御ステップは行われない。

図７の分図（Ｂ）では、電圧Ｖ_CEは瞬間ｔ₃において閾値Ｓ₁より高くなり、瞬間ｔ₃＋Δ_tまで徐々に上昇しつづける。この瞬間ｔ₃＋Δ_tにおいて、電圧Ｖ_CEの値は閾値Ｓ₂より低い。この場合、イグニション装置７８の機能は、図４の分図（Ｂ）に関して説明したイグニション装置１０の機能と同一である。

図７の分図（Ｃ）では、電圧Ｖ_CEは瞬間ｔ₄において閾値Ｓ₁を超え、ついで急速に上昇し、瞬間ｔ₄＋Δ_tより完全に前の瞬間ｔ₅において閾値Ｓ₂を超える。この場合、瞬間ｔ₅では、サブステップ１００を行っているイグニション装置７８は電圧Ｖ_CEが閾値Ｓ₂を超えたことを検出し、この結果、時間Δ_tが経過するのを待たずに、ステップ７６をすぐに行ってトランジスタ２０を緊急制御する。

第２の実施形態は、図２及び図３に関して説明した利点と同じ利点を示す。すなわち、トランジスタ２０を緊急制御するステップを不適切なタイミングで開始することはない。

さらに、この第２の実施形態では、緊急制御ステップを行う瞬間には、電圧Ｖ_CEは閾値Ｓ₂より低いか閾値Ｓ₂と等しい、すなわち、たとえば、電圧はトランジスタ２０を損傷しない程度に十分に低いという利点も示す。このため、時間Δ_tの値の選択が容易になる。

変形の実施形態では、論理処理ユニットは、電圧Ｖ_CEが閾値Ｓ₁より高い期間の長さを測定するように構成される。この変形例では、論理処理ユニットは、自動的に閾値Ｓ₁を調節するために、測定された期間を利用することができる。たとえば、論理処理ユニットは、一過性の乱れの大部分の期間がはっきりと時間Δ_tの値より短い時、閾値Ｓ₁の値を自動的に小さくするようにプログラミングされる。この変形例ではこれによって閾値Ｓ₁の値を最適化する。

前述の変形例と同様に、閾値Ｓ₂とまたあるいは時間Δ_tも、論理処理ユニットによって自動的に調節される。

ここでは、このプロセスは、複数の基本トランジスタから構成されたパワースイッチを制御する特定の場合について説明した。しかし変形例では、このプロセスは、たとえば、ＩＧＢＴタイプ、ＭＯＦＳＥＴタイプ、ＦＥＴタイプなど、１つだけの基本トランジスタを制御しモニタリングするためにも適用可能である。

最後に、さらに実行上複雑な変形例では、論理処理ユニットに電圧Ｖ_CEの値を送信するアナログデジタルコンバータを閾値検出回路の代わりに使用する。この変形例では、論理処理ユニットは、従来のデジタルフィルタリングアルゴリズムを実装するようにプログラミングされ、フィルタリングされた信号から異常状態の存在を検出する前に、電圧Ｖ_CEが影響を受ける一過性の乱れを除去することが可能である。

電子スイッチングデバイスの一般的な構造の概略図である。 本発明によるパワートランジスタを制御するシステムの図である。 本発明によるパワートランジスタを制御するプロセスのフローチャートである。 分図（Ａ）及び（Ｂ）はパワートランジスタに影響を与える種々の乱れの概略図である。 本発明による制御システムの第２の実施形態を示す図である。 図５のシステムが行う本発明による制御プロセスのフローチャートである。 分図（Ａ）〜（Ｃ）はパワートランジスタに影響を与える種々の乱れを示す図である。

符号の説明

２ 三相電子スイッチングデバイス
４ 電気回転装置
６ ＤＣ電圧源
８ 三相インバータ
１０ イグニション装置
１２ コンピュータ
１４ パワースイッチ
２０ トランジスタ
２２ ダイオード
３０ 論理処理ユニット
３２ 閾値検出回路
３４ パイロットユニット
４０ 降圧器
４２ 分圧ブリッジ
４４ アナログコンパレータ
４８ メモリ
５０ タイマ
７８ イグニション装置
８０ 閾値検出回路
８２ 論理処理ユニット
８６ 降圧器
８８ 分圧ブリッジ
９０ コンパレータ

Claims (8)

1. パワートランジスタ（２０）を構成する回路に異常状態が発生した場合、前記回路の切り替えを緊急制御するための方法であって、
   −前記回路が導電状態の時、前記回路のコレクタとエミッタの間の電圧を表す信号を測定するステップ（６２）と、
   −前記信号の測定された値から前記回路の動作状態をモニタリングするステップ（６４）と、
   −前記回路の安全状態への切り替えを制御するステップ（７６）であって、前記モニタリングステップの間に異常動作状態が検出されるとすぐに開始されるステップとを有し、
   前記モニタリングステップ（６４）は、
   −期間が所定の期間より短い、信号の一過性の乱れをすべて除去するために、前記測定された信号を時間的にフィルタリングするサブステップ（６６）と、
   −前記一過性の乱れがフィルタリングされた信号の値から異常動作状態を検出するサブステップ（６８）と、
   −前記測定された信号の瞬間的な値が、前記パワートランジスタを形成する回路（２０）が破損する危険性のある第１の閾値を超えるとすぐに、前記制御ステップ（７６）を開始することで破壊的な動作状態を防ぐサブステップ（１００）とを有することを特徴とする方法。
2. 前記時間的なフィルタリングのサブステップ（６６）は、一過性の乱れの開始を検出することと、所定の時間が経過した後においてのみ前記検出のサブステップ（６８）を行うこととを含み、前記所定の時間は前記乱れの開始を検出したときからカウントすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記乱れの開始は、前記測定された信号の瞬間的な値を第２の閾値と比較することによって検出されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記異常状態を検出するサブステップ（６８）は、前記測定された信号の瞬間的な値を第３の閾値と比較する動作（７４）を含むことと、
   前記制御ステップ（７６）は、前記第３の閾値との比較の結果が、前記所定の時間が経過した後にも前記乱れが存在することを示した場合においてのみ開始されることとを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
5. 前記フィルタリングのサブステップ（６６）を行う前に前記所定の時間を一定の値に初期化するステップ（６０）を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記フィルタリングのサブステップ（６６）の前に、各閾値を一定の値に初期化するステップ（６０）を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. −前記フィルタリングのサブステップ（６６）は、前記測定された信号をデジタルフィルタリングする動作を含むことと、
   −前記検出のサブステップ（６８）は、前記フィルタリングされた信号を所定の閾値と比較する動作を含み、前記比較の結果は異常動作状態の存在または不在を表すことと、
   −前記制御ステップ（７６）は、前記比較の結果が、異常動作状態が存在することを示した場合においてのみ開始されることとを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. パワートランジスタを形成する回路に機能障害が発生した場合に、前記回路の切り替えの緊急制御を行うためのシステム（１０、７８）であって、
   −前記回路が導電状態の時、前記回路のコレクタとエミッタの間の電圧を表す信号を測定する手段（４０、４２、８６、８８）と、
   −前記信号の測定された値から前記回路の動作状態をモニタリングする手段（４４、９０）と、
   −異常動作状態の検出にすぐに応答して前記回路を安全状態に切り替え制御する手段（３４）とを備え、
   前記システムはまた、
   −長さが所定の時間長さより短い前記信号の一過性の乱れをすべて除去するために、前記測定された信号を時間的にフィルタリングする手段（３０、８２）と、
   −前記一過性の乱れがフィルタリングされた信号の値から、異常動作状態を検出する手段（３０、８２）と、
   −前記測定手段が測定した信号の瞬間的な値が、前記パワートランジスタを形成する回路が破損する危険のある第１の閾値を超えるとすぐに、前記回路の安全状態への切り替えを開始することによって、破壊的な動作状態を防ぐ手段とを備えることを特徴とするシステム。
   

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