JP2008228370A - Inverter device with fault detection function, inverter device with fault detection function and battery, and fault detection device - Google Patents

Inverter device with fault detection function, inverter device with fault detection function and battery, and fault detection device Download PDF

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鈴木  昌彦
Kouta Togashi
孝太 冨樫
Yukinaga Uemura
幸永 植村
Kunio Kanamaru
邦郎 金丸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter device with a fault detection function, an inverter device with the fault detection function and a battery, and a fault detection device that can detect a fault of the inverter device with high precision, taking into consideration the fluctuation of resistance with temperature rise of a limiting resistor (the fluctuation of time constant determined by the static capacitance of a smoothing capacitor and the resistance of the limiting resistor arising from it). <P>SOLUTION: The inverter device 21 with the fault detection function includes a rate-of-change-with-passage-of-time calculation means (Step S5), which calculates the rate of capacitance-change γ with passage of time (=Crb/Co) of static capacitance Crb during a first reference period of time tb to the initial reference static capacitance Co of the smoothing capacitor 3 based on a resistor current Irb during the first reference period of time tb and a voltage Vcb across the terminals of the capacitor, and a fault decision means (Steps S6, S7), which decides whether a fault occurs to an inverter device 41 based on the rate of capacitance-change γ with passage of time. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、異常検出機能付きインバータ装置、電池付属異常検出機能付きインバータ装置、及び異常検出装置に関する。   The present invention relates to an inverter device with an abnormality detection function, an inverter device with an abnormality detection function attached to a battery, and an abnormality detection device.

異常検出機能付きインバータ装置や、インバータ装置の異常を検知する異常検出装置に関する技術として、様々なものが提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。   Various technologies related to an inverter device with an abnormality detection function and an abnormality detection device that detects an abnormality of the inverter device have been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許第3289743号Japanese Patent No. 3289743 特許第3269377号Japanese Patent No. 3269377

特許文献1には、インバータ装置を構成する平滑コンデンサの静電容量及び制限抵抗の抵抗値で定まる時定数と同一の時定数を有するフィルタ回路を用い、このフィルタ回路の出力電圧と平滑コンデンサの電圧との比較により、制限抵抗を流れる電流を遮断する手法が開示されている。具体的には、平滑コンデンサの電圧がフィルタ回路の出力電圧よりも低い場合には、インバータや平滑コンデンサに短絡等の不具合が生じているとして、制限抵抗を流れる電流を遮断する。   In Patent Document 1, a filter circuit having the same time constant as the time constant determined by the capacitance of the smoothing capacitor constituting the inverter device and the resistance value of the limiting resistor is used, and the output voltage of the filter circuit and the voltage of the smoothing capacitor are used. And a method for interrupting the current flowing through the limiting resistor is disclosed. Specifically, when the voltage of the smoothing capacitor is lower than the output voltage of the filter circuit, the current flowing through the limiting resistor is cut off because a problem such as a short circuit has occurred in the inverter or the smoothing capacitor.

特許文献2には、通電開始から所定時間経過したときに、平滑コンデンサの電圧を測定し、この測定した平滑コンデンサの測定電圧と、予め記憶させておいた正常状態における平滑コンデンサの基準電圧との比較により、制限抵抗を流れる電流を遮断する手法が開示されている。具体的には、平滑コンデンサの測定電圧が基準電圧よりも低い場合には、インバータや平滑コンデンサに短絡等の不具合が生じているとして、制限抵抗を流れる電流を遮断する。また、制限抵抗の温度を検出する温度センサ(実施例では、サーミスタ)を設け、この温度センサにより検出した制限抵抗の温度が所定温度を超えているか否かを判断し、所定温度を超えている場合には、通電を遮断する手法も開示されている。   In Patent Document 2, when a predetermined time has elapsed from the start of energization, the voltage of the smoothing capacitor is measured, and the measured voltage of the smoothing capacitor and the reference voltage of the smoothing capacitor in the normal state stored in advance are measured. By comparison, a method for interrupting the current flowing through the limiting resistor is disclosed. Specifically, when the measured voltage of the smoothing capacitor is lower than the reference voltage, the current flowing through the limiting resistor is cut off because there is a problem such as a short circuit in the inverter or the smoothing capacitor. Further, a temperature sensor (in the embodiment, a thermistor) for detecting the temperature of the limiting resistor is provided, and it is determined whether or not the temperature of the limiting resistor detected by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature, and exceeds the predetermined temperature. In such a case, a technique for cutting off the energization is also disclosed.

ところで、一般に、制限抵抗の抵抗値は温度に対応して変動する(具体的には、制限抵抗の温度が高くなるほど、抵抗値も大きくなる)ので、通電に伴う制限抵抗の温度変化(上昇)により、平滑コンデンサの静電容量と制限抵抗の抵抗値とで定まる時定数も変動(増大)する。これに対して、特許文献1の手法では、制限抵抗の抵抗値を一定とみなしたフィルタ回路を比較の基準として用いるため、インバータや平滑コンデンサに短絡等の異常が生じているか否かを、適切に判断できないことがある。   By the way, in general, the resistance value of the limiting resistor varies with temperature (specifically, the resistance value increases as the temperature of the limiting resistor increases). Accordingly, the time constant determined by the capacitance of the smoothing capacitor and the resistance value of the limiting resistor also varies (increases). On the other hand, in the method of Patent Document 1, since a filter circuit in which the resistance value of the limiting resistor is regarded as constant is used as a reference for comparison, whether or not an abnormality such as a short circuit has occurred in the inverter or the smoothing capacitor is appropriately determined. May not be able to judge.

具体的には、インバータや平滑コンデンサが正常なときでも、通電時間の経過に伴って制限抵抗の温度が上昇し、制限抵抗の抵抗値が上昇するので、インバータ装置を構成する平滑コンデンサの静電容量と制限抵抗の抵抗値とで定まる時定数が、フィルタ回路の時定数に比べて大きくなる。これにより、インバータや平滑コンデンサが正常なときでも、平滑コンデンサの電圧がフィルタ回路の出力電圧よりも低くなるので、誤って、インバータや平滑コンデンサに短絡等の異常が生じていると判断してしまう虞があった。特に、自動車などに搭載するインバータに使用する場合には、使用環境や季節等により制限抵抗の温度が大きく変動するので、誤って、インバータや平滑コンデンサに短絡等の異常が生じていると判断してしまう不具合が生じやすい。   Specifically, even when the inverter and the smoothing capacitor are normal, the temperature of the limiting resistor increases as the energization time elapses, and the resistance value of the limiting resistor increases. The time constant determined by the capacitance and the resistance value of the limiting resistor is larger than the time constant of the filter circuit. As a result, even when the inverter and the smoothing capacitor are normal, the voltage of the smoothing capacitor is lower than the output voltage of the filter circuit, so it is erroneously determined that an abnormality such as a short circuit has occurred in the inverter or the smoothing capacitor. There was a fear. In particular, when used in an inverter mounted on an automobile, etc., the temperature of the limiting resistor fluctuates greatly depending on the usage environment, season, etc., so it is erroneously determined that an abnormality such as a short circuit has occurred in the inverter or smoothing capacitor. It is easy to cause trouble.

さらに、特許文献2に開示されている、平滑コンデンサの測定電圧を、正常状態における平滑コンデンサの基準電圧と比較する手法でも、インバータ装置を構成する平滑コンデンサの静電容量と制限抵抗の抵抗値とで定まる時定数が、制限抵抗の温度変化により変動することが考慮されていない。このため、インバータや平滑コンデンサに短絡等の異常が生じているか否かの判断を、適切に行うことができないことがある。具体的には、インバータや平滑コンデンサが正常なときでも、平滑コンデンサの測定電圧が基準電圧よりも低くなり、誤って、インバータや平滑コンデンサに短絡等の異常が生じていると判断してしまう虞があった。   Furthermore, even in the method disclosed in Patent Document 2 for comparing the measured voltage of the smoothing capacitor with the reference voltage of the smoothing capacitor in a normal state, the capacitance of the smoothing capacitor constituting the inverter device and the resistance value of the limiting resistor It is not taken into consideration that the time constant determined by the above changes due to the temperature change of the limiting resistor. For this reason, it may not be possible to appropriately determine whether an abnormality such as a short circuit has occurred in the inverter or the smoothing capacitor. Specifically, even when the inverter or smoothing capacitor is normal, the measured voltage of the smoothing capacitor may be lower than the reference voltage, and it may be erroneously determined that an abnormality such as a short circuit has occurred in the inverter or smoothing capacitor. was there.

また、温度センサにより検出した制限抵抗の温度で、通電を遮断するか否かを判断する手法では、温度センサにより制限抵抗の温度を精度良く検出することが難しいので、制限抵抗の異常昇温を適切に検知できるかどうか疑問である。さらに、制限抵抗の温度を検出するために、別途、温度センサや温度検出回路等を設けることで、部品点数が多くなるので、装置(回路)全体が高価になり、配置スペースも大きくなってしまうので好ましくなかった。   Also, in the method of determining whether or not to turn off the current with the temperature of the limiting resistance detected by the temperature sensor, it is difficult to accurately detect the temperature of the limiting resistance with the temperature sensor. It is doubtful whether it can be detected properly. Furthermore, by separately providing a temperature sensor, a temperature detection circuit, or the like to detect the temperature of the limiting resistor, the number of parts increases, so the entire apparatus (circuit) becomes expensive and the arrangement space also increases. It was not preferable.

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、制限抵抗の温度上昇に伴う抵抗値の変動(これに伴う平滑コンデンサの静電容量と制限抵抗の抵抗値とで定まる時定数の変動)を考慮した、インバータ装置の異常を精度良く検出することができる異常検出機能付きインバータ装置、電池付属異常検出機能付きインバータ装置、及び異常検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a current situation, and is a change in resistance value accompanying a rise in temperature of the limiting resistor (a change in time constant determined by the capacitance of the smoothing capacitor and the resistance value of the limiting resistor). The present invention has an object to provide an inverter device with an abnormality detection function, an inverter device with an abnormality detection function attached to a battery, and an abnormality detection device that can accurately detect an abnormality of the inverter device.

その解決手段は、インバータ回路と、上記インバータ回路よりも直流電源側に配置され、このインバータ回路と並列に接続されてなる平滑コンデンサと、上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサと直列に接続され、上記直流電源から上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサへの突入電流を制限する制限抵抗と、上記制限抵抗を流れる抵抗電流を断続するスイッチ手段と、を備えるインバータ装置であって、上記抵抗電流の大きさを計測する電流センサと、上記平滑コンデンサのコンデンサ端子間電圧の大きさを計測するコンデンサ電圧センサと、上記スイッチ手段及び上記制限抵抗を通じた上記直流電源からの抵抗経由通電における、通電開始から所定の第1基準時間が経過した第1基準時tbに、上記電流センサで計測された上記抵抗電流の大きさ及び上記コンデンサ電圧センサで計測されたコンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの初期の基準静電容量Coに対する上記第1基準時tbの静電容量Crbの経時容量変化率γ(=Crb/Co)を算出する経時変化率算出手段と、上記経時容量変化率γに基づき、上記インバータ装置に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段と、を備える異常検出機能付きインバータ装置である。   The means for solving the problem is an inverter circuit, a smoothing capacitor that is arranged on the DC power supply side of the inverter circuit, connected in parallel with the inverter circuit, and connected in series with the inverter circuit and the smoothing capacitor, An inverter device comprising: a limiting resistor for limiting an inrush current from a power source to the inverter circuit and the smoothing capacitor; and a switch means for intermittently connecting a resistance current flowing through the limiting resistor, wherein the magnitude of the resistance current is measured. A current sensor for measuring, a capacitor voltage sensor for measuring the magnitude of the voltage across the capacitor terminals of the smoothing capacitor, and a predetermined first from the start of energization in energization via a resistor from the DC power source through the switch means and the limiting resistor. The first time measured by the current sensor at the first reference time tb after the reference time has elapsed. The time course of the capacitance Crb at the first reference time tb with respect to the initial reference capacitance Co of the smoothing capacitor based on the magnitude of the coercive current and the magnitude of the voltage across the capacitor terminals measured by the capacitor voltage sensor. A rate-of-change calculating unit that calculates a capacity change rate γ (= Crb / Co); and an abnormality determining unit that determines whether an abnormality has occurred in the inverter device based on the time-dependent capacity change rate γ. This is an inverter device with an abnormality detection function.

また、他の解決手段は、インバータ回路と、このインバータ回路よりも直流電源側に配置されて上記インバータ回路と並列に接続されてなる平滑コンデンサと、上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサと直列に接続され、上記直流電源から上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサへの突入電流を制限する制限抵抗と、上記制限抵抗を流れる抵抗電流を断続するスイッチ手段と、上記抵抗電流の大きさを計測する電流センサと、上記平滑コンデンサのコンデンサ端子間電圧の大きさを計測するコンデンサ電圧センサと、を備えるインバータ装置に異常が生じているか否かを判定する、異常検出装置であって、上記スイッチ手段及び上記制限抵抗を通じた上記直流電源からの抵抗経由通電における、通電開始から所定の第1基準時間が経過した第1基準時tbに、上記電流センサで計測された上記抵抗電流の大きさ及び上記コンデンサ電圧センサで計測されたコンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの初期の基準静電容量Coに対する上記第1基準時tbの静電容量Crbの経時容量変化率γ(=Crb/Co)を算出する経時変化率算出手段と、上記経時容量変化率γに基づき、上記インバータ装置に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段と、を備える異常検出装置である。   Another solution is an inverter circuit, a smoothing capacitor that is arranged on the DC power supply side of the inverter circuit and connected in parallel with the inverter circuit, and is connected in series with the inverter circuit and the smoothing capacitor. A limiting resistor for limiting inrush current from the DC power source to the inverter circuit and the smoothing capacitor, switch means for interrupting the resistance current flowing through the limiting resistor, a current sensor for measuring the magnitude of the resistance current, An abnormality detection device for determining whether an abnormality has occurred in an inverter device comprising a capacitor voltage sensor for measuring the magnitude of the voltage across the capacitor terminals of the smoothing capacitor, wherein the abnormality detection device is configured to pass through the switch means and the limiting resistor. In addition, in the energization via the resistor from the DC power source, a predetermined first reference time has elapsed from the start of energization. The initial reference electrostatic capacitance of the smoothing capacitor is determined based on the magnitude of the resistance current measured by the current sensor and the magnitude of the voltage across the capacitor terminals measured by the capacitor voltage sensor at the first reference time tb. A time-dependent change rate calculating means for calculating a time-dependent capacity change rate γ (= Crb / Co) of the capacitance Crb at the first reference time tb with respect to the capacity Co, and an abnormality in the inverter device based on the time-dependent capacity change rate γ. And an abnormality determination unit that determines whether or not an error has occurred.

本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常判定手段は、いずれも、第1基準時tbに電流センサで計測された抵抗電流の大きさ、及び、第1基準時tbにコンデンサ電圧センサで計測されたコンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、平滑コンデンサの初期の基準静電容量Coに対する第1基準時tbの静電容量Crbの経時容量変化率γ(=Crb/Co)を算出する経時変化率算出手段を備えている。すなわち、第1基準時tbにおける制限抵抗の抵抗値(制限抵抗の温度を反映した抵抗値)に対応した抵抗電流の大きさ及びコンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、経時容量変化率γを算出する。これにより、制限抵抗の温度上昇に伴う抵抗値の変動(これに伴う平滑コンデンサの静電容量と制限抵抗の抵抗値とで定まる時定数の変動)を考慮することなく算出する場合に比べて、信頼性の高い経時容量変化率γを得ることができる。   The inverter device with an abnormality detection function of the present invention and the abnormality determination means of the present invention both have the magnitude of the resistance current measured by the current sensor at the first reference time tb and the capacitor at the first reference time tb. Based on the magnitude of the voltage across the capacitor terminals measured by the voltage sensor, the time-dependent capacitance change rate γ (= Crb / Co) of the capacitance Crb at the first reference time tb with respect to the initial reference capacitance Co of the smoothing capacitor. Is provided with a time-dependent change rate calculating means for calculating. That is, based on the resistance current corresponding to the resistance value of the limiting resistor at the first reference time tb (resistance value reflecting the temperature of the limiting resistor) and the voltage between the capacitor terminals, the time-dependent capacitance change rate γ is calculated. calculate. Compared to the case of calculating without considering the fluctuation of the resistance value due to the temperature rise of the limiting resistance (the fluctuation of the time constant determined by the capacitance of the smoothing capacitor and the resistance value of the limiting resistance) due to this, A highly reliable capacity change rate with time γ can be obtained.

そして、本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常判定手段では、このように信頼性の高い経時容量変化率γに基づいて、インバータ装置に異常が生じているか否かを判定する。このため、インバータ装置の異常を、精度良く検出することができる。   Then, in the inverter device with an abnormality detection function of the present invention and the abnormality determination means of the present invention, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the inverter device based on the highly reliable temporal capacity change rate γ. To do. For this reason, the abnormality of the inverter device can be detected with high accuracy.

なお、平滑コンデンサの初期の基準静電容量Coとしては、例えば、平滑コンデンサの公称容量Ckを用いることができる。また、基準静電容量Coとして、公称容量Ckのバラツキ(平滑コンデンサの静電容量の製造バラツキ)を補正した、補正公称容量β・Ck(βは、公称容量Ckに対する実際の初期静電容量Crcの比率)、換言すれば、実際の初期静電容量Crcを用いるようにしても良い。このようにすれば、平滑コンデンサの静電容量の製造バラツキによる基準静電容量Coの誤差を小さくでき、基準静電容量Coが正確となるので好ましい。   As the initial reference capacitance Co of the smoothing capacitor, for example, the nominal capacitance Ck of the smoothing capacitor can be used. Further, as the reference capacitance Co, the corrected nominal capacitance β · Ck (β is the actual initial capacitance Crc with respect to the nominal capacitance Ck) obtained by correcting the variation in the nominal capacitance Ck (the manufacturing variation in the capacitance of the smoothing capacitor). In other words, the actual initial capacitance Crc may be used. This is preferable because the error of the reference capacitance Co due to the manufacturing variation of the capacitance of the smoothing capacitor can be reduced and the reference capacitance Co becomes accurate.

また、インバータ装置の異常としては、例えば、平滑コンデンサの経時劣化が進み、平滑コンデンサの静電容量Crが、平滑コンデンサが寿命に至ったと考えられる寿命静電容量Cxとなっている異常を挙げることができる。
なお、この異常は、例えば、以下のようにして検出できる。すなわち、経時変化率算出手段において、抵抗経由通電の毎に、あるいは所定回数の通電毎に、第1基準時tbにおける抵抗電流、及びコンデンサ端子間電圧に基づいて経時容量変化率γを算出する。そして、異常判定手段において、算出された経時容量変化率γが、所定の第1基準値γ1を下回っているか否かを判定する。つまり、経時容量変化率γが、第1基準値γ1を下回ったときは、平滑コンデンサの経時劣化が進み、平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Cxに至っていると判定することができる。
Further, the abnormality of the inverter device includes, for example, an abnormality in which the smoothing capacitor is deteriorated with time and the capacitance Cr of the smoothing capacitor is the lifetime capacitance Cx considered to have reached the end of the life of the smoothing capacitor. Can do.
This abnormality can be detected as follows, for example. That is, the time-dependent change rate calculation means calculates the time-dependent capacity change rate γ based on the resistance current and the voltage between the capacitor terminals at the first reference time tb every time the current is passed through the resistance or every predetermined number of times of current supply. Then, in the abnormality determination means, it is determined whether or not the calculated temporal capacity change rate γ is below a predetermined first reference value γ1. That is, when the time-dependent capacitance change rate γ is lower than the first reference value γ1, it is possible to determine that the smoothing capacitor has deteriorated with time, and the capacitance of the smoothing capacitor has reached the lifetime capacitance Cx.

また、短絡等により制限抵抗の抵抗値が大きく低下した異常を挙げることもできる。平滑コンデンサが正常である場合でも、短絡等により制限抵抗の抵抗値が大きく低下した異常が生じている場合には、平滑コンデンサの静電容量Crが大きく低下したかのように、経時容量変化率γが小さな値となるからである。   In addition, an abnormality in which the resistance value of the limiting resistor is greatly reduced due to a short circuit or the like can be given. Even if the smoothing capacitor is normal, if there is an abnormality in which the resistance value of the limiting resistor is greatly reduced due to a short circuit or the like, the capacitance change rate with time is as if the capacitance Cr of the smoothing capacitor is greatly reduced. This is because γ is a small value.

また、平滑コンデンサが短絡した異常や、インバータ回路が短絡した異常を挙げることもできる。なお、この異常は、例えば、異常判定手段において、経時容量変化率γが、所定の第2基準値γ2(γ2>1)を上回っているか否かを判定することで検出することができる。すなわち、経時容量変化率γが、第2基準値γ2を上回ったときは、平滑コンデンサの短絡や、インバータ回路の短絡が生じていると判定することができる。   Moreover, the abnormality which the smoothing capacitor short-circuited and the abnormality which the inverter circuit short-circuited can also be mentioned. This abnormality can be detected, for example, by determining whether or not the time-dependent capacity change rate γ exceeds a predetermined second reference value γ2 (γ2> 1) in the abnormality determination unit. That is, when the time-dependent capacity change rate γ exceeds the second reference value γ2, it can be determined that a smoothing capacitor short circuit or an inverter circuit short circuit has occurred.

さらに、上記の異常検出機能付きインバータ装置であって、前記異常判定手段は、前記経時容量変化率γが、所定の第1基準値γ1を下回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。   Furthermore, in the above inverter device with an abnormality detection function, the abnormality determination means determines that the inverter device is abnormal when the time-dependent capacity change rate γ falls below a predetermined first reference value γ1. An inverter device with an abnormality detection function is preferable.

さらにまた、上記の異常検出装置であって、前記異常判定手段は、前記経時容量変化率γが、所定の第1基準値γ1を下回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する異常検出装置とすると良い。   Furthermore, in the above abnormality detection device, the abnormality determination means determines that the inverter device is abnormal when the time-dependent capacity change rate γ is lower than a predetermined first reference value γ1. It is better to use a device.

本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、経時容量変化率γが、所定の第1基準値γ1(例えば、γ1<1)を下回ったとき、インバータ装置が異常であると判定する。これにより、インバータ装置の異常を、適切に検出することができる。   In the inverter device with an abnormality detection function of the present invention and the abnormality detection device of the present invention, when the time-dependent capacity change rate γ falls below a predetermined first reference value γ1 (for example, γ1 <1), the inverter device malfunctions. It is determined that Thereby, abnormality of an inverter apparatus can be detected appropriately.

なお、本発明の異常判定手段では、平滑コンデンサの経時劣化が進み、平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Cxに至っている異常や、短絡等により制限抵抗の抵抗値が大きく低下している異常を、検出することができる。   In the abnormality determining means of the present invention, the smoothing capacitor is deteriorated with time, and the resistance value of the limiting resistor is greatly reduced due to an abnormality in which the capacitance of the smoothing capacitor reaches the lifetime capacitance Cx or a short circuit. Abnormalities can be detected.

さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記異常判定手段は、前記経時容量変化率γが、所定の第2基準値γ2を上回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。   Furthermore, in any one of the above-described inverter devices with an abnormality detection function, the abnormality determination means determines that the inverter device is abnormal when the time-dependent capacity change rate γ exceeds a predetermined second reference value γ2. It is preferable to use an inverter device with an abnormality detection function for determination.

さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記異常判定手段は、前記経時容量変化率γが、所定の第2基準値γ2を上回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する異常検出装置とすると良い。   Furthermore, in any one of the abnormality detection devices described above, the abnormality determination unit determines that the inverter device is abnormal when the time-dependent capacity change rate γ exceeds a predetermined second reference value γ2. An anomaly detection device is preferable.

本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、経時容量変化率γが、所定の第2基準値γ2(例えば、γ2>1)を上回ったとき、インバータ装置が異常であると判定する。これにより、インバータ装置の異常を、適切に検出することができる。
なお、本発明の異常判定手段では、平滑コンデンサが短絡した異常や、インバータ回路が短絡した異常を、検出することができる。
In the inverter device with an abnormality detection function of the present invention and the abnormality detection device of the present invention, when the time-dependent capacity change rate γ exceeds a predetermined second reference value γ2 (for example, γ2> 1), the inverter device is abnormal. It is determined that Thereby, abnormality of an inverter apparatus can be detected appropriately.
The abnormality determination means of the present invention can detect an abnormality in which the smoothing capacitor is short-circuited or an abnormality in which the inverter circuit is short-circuited.

さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記異常判定手段において前記インバータ装置に異常が生じていると判定されたとき、前記スイッチ手段を開路させる開路指示手段を備える異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。   Furthermore, in any one of the above inverter devices with an abnormality detection function, an abnormality detection function comprising an opening instruction means for opening the switch means when the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the inverter device. It is good to use an inverter device with.

さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記異常判定手段において前記インバータ装置に異常が生じていると判定されたとき、前記スイッチ手段を開路させる開路指示手段を備える異常検出装置とすると良い。   Furthermore, when any of the above-described abnormality detection devices is provided, the abnormality detection device includes an opening instruction unit that opens the switch unit when the abnormality determination unit determines that an abnormality has occurred in the inverter device. good.

本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、インバータ装置に異常が生じていると判定されたとき、前記スイッチ手段を開路させる。これにより、制限抵抗を流れる抵抗電流を遮断して、制限抵抗の異常昇温(焼損)を防止することができる。   In the inverter device with an abnormality detection function of the present invention and the abnormality detection device of the present invention, when it is determined that an abnormality has occurred in the inverter device, the switch means is opened. Thereby, the resistance current flowing through the limiting resistor can be cut off, and abnormal temperature rise (burnout) of the limiting resistor can be prevented.

さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記平滑コンデンサの公称容量がCkであり、前記抵抗経由通電の通電回数Nが、所定の初期通電回数Ndである通電時において、上記抵抗経由通電における通電開始から所定の第2基準時間が経過した第2基準時tcに計測された前記抵抗電流の大きさ及び前記コンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの上記公称容量Ckに対する、上記初期通電回数Nd回目の上記第2基準時tcにおける上記平滑コンデンサの静電容量Crcの初期容量率β(=Crc/Ck)を算出する初期容量率算出手段を備え、前記経時変化率算出手段は、上記平滑コンデンサの前記基準静電容量Coとして、上記公称容量Ckに上記初期容量率βを乗じた補正公称容量β・Ckを用いる異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。   Furthermore, in any one of the above-described inverter devices with an abnormality detection function, when the smoothing capacitor has a nominal capacity of Ck and the energization frequency N through the resistor is a predetermined initial energization frequency Nd, The nominal value of the smoothing capacitor is based on the magnitude of the resistance current and the magnitude of the voltage across the capacitor terminals measured at a second reference time tc when a predetermined second reference time has elapsed since the start of energization via resistance. An initial capacity ratio calculating means for calculating an initial capacity ratio β (= Crc / Ck) of the electrostatic capacity Crc of the smoothing capacitor at the second reference time tc of the initial energization number Nd with respect to the capacity Ck; The rate-of-change calculation means is a corrected nominal capacity β obtained by multiplying the nominal capacity Ck by the initial capacity ratio β as the reference capacitance Co of the smoothing capacitor. May the abnormality detection function inverter using ck.

さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記平滑コンデンサの公称容量がCkであり、前記抵抗経由通電の通電回数Nが、所定の初期通電回数Ndである通電時において、上記抵抗経由通電における通電開始から所定の第2基準時間が経過した第2基準時tcに計測された前記抵抗電流の大きさ及び前記コンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの上記公称容量Ckに対する、上記初期通電回数Nd回目の上記第2基準時tcにおける上記平滑コンデンサの静電容量Crcの初期容量率β(=Crc/Ck)を算出する初期容量率算出手段を備え、前記経時変化率算出手段は、上記平滑コンデンサの前記基準静電容量Coとして、上記公称容量Ckに上記初期容量率βを乗じた補正公称容量β・Ckを用いる異常検出装置とすると良い。   Furthermore, in any one of the abnormality detection devices described above, when the smoothing capacitor has a nominal capacity of Ck and the energization number N of the energization via the resistor is a predetermined initial energization number Nd, Based on the magnitude of the resistance current and the magnitude of the voltage across the capacitor terminals measured at a second reference time tc when a predetermined second reference time has elapsed since the start of energization in the energization, the nominal capacity Ck of the smoothing capacitor Initial capacitance ratio calculating means for calculating an initial capacitance ratio β (= Crc / Ck) of the electrostatic capacity Crc of the smoothing capacitor at the second reference time tc of the initial energization frequency Nd. The calculation means uses a corrected nominal capacitance β · Ck obtained by multiplying the nominal capacitance Ck by the initial capacitance ratio β as the reference capacitance Co of the smoothing capacitor. It may be an ordinary detector.

実際に使用される平滑コンデンサは、使用当初の初期静電容量でも、公称容量Ckに対し、−20%〜+20%程度の範囲でバラツキが生じていることがある。このため、公称容量Ckを基準として経時容量変化率γを算出した場合、この経時容量変化率γが、現実の経時容量変化率から大きく外れた値となる虞がある。   The smoothing capacitors that are actually used may vary in a range of about −20% to + 20% with respect to the nominal capacitance Ck even at the initial initial capacitance. For this reason, when the time-dependent capacity change rate γ is calculated using the nominal capacity Ck as a reference, the time-dependent capacity change rate γ may be a value greatly deviating from the actual time-dependent capacity change rate.

これに対し、本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、平滑コンデンサの基準静電容量Coとして、公称容量Ckに初期容量率βを乗じた補正公称容量β・Ckを用いて、経時容量変化率γを算出する。これにより、信頼性の高い経時容量変化率γを、適切に得ることができるので、これに基づいて異常判定することで、インバータ装置の異常を精度良く検出することができる。   On the other hand, in the inverter device with an abnormality detection function of the present invention and the abnormality detection device of the present invention, as the reference capacitance Co of the smoothing capacitor, the corrected nominal capacity β · Using Ck, the capacity change rate γ with time is calculated. Thereby, since the reliable time-dependent capacity | capacitance change rate (gamma) can be obtained appropriately, abnormality of an inverter apparatus can be detected with a sufficient precision by determining abnormality based on this.

さらに、上記の異常検出機能付きインバータ装置であって、前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備え、前記初期容量率算出手段は、前記第2基準時tcに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをVbc、前記抵抗電流の大きさをIrc、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVccとしたとき、前記初期容量率βを、下記式(1)を利用して取得する異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。

β=−tc/[Ck×(Vbc−Vcc)/Irc]×ln[1−(Vcc/Vbc)] …(1)
Furthermore, the inverter device with an abnormality detection function includes a power supply voltage sensor that measures a power supply voltage on the DC power supply side with respect to the limiting resistor, and the initial capacity ratio calculating means is configured to output the initial capacity ratio at the second reference time tc. When the magnitude of the power supply voltage measured by the power supply voltage sensor is Vbc, the magnitude of the resistance current is Irc, and the magnitude of the voltage between the capacitor terminals is Vcc, the initial capacitance ratio β is expressed by the following equation: An inverter device with an abnormality detection function obtained using (1) is preferable.

β = −tc / [Ck × (Vbc−Vcc) / Irc] × ln [1− (Vcc / Vbc)] (1)

さらにまた、上記の異常検出装置であって、 前記インバータ装置は、前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備えたインバータ装置であり、前記初期容量率算出手段は、前記第2基準時tcに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをVbc、前記抵抗電流の大きさをIrc、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVccとしたとき、前記初期容量率βを、下記式(1)を利用して取得する異常検出装置とすると良い。

β=−tc/[Ck×(Vbc−Vcc)/Irc]×ln[1−(Vcc/Vbc)] …(1)
Furthermore, in the above abnormality detection device, the inverter device is an inverter device that includes a power supply voltage sensor that measures a power supply voltage on the DC power supply side with respect to the limiting resistor, and the initial capacity ratio calculating unit includes: , When the magnitude of the power supply voltage measured by the power supply voltage sensor at the second reference time tc is Vbc, the magnitude of the resistance current is Irc, and the magnitude of the voltage between the capacitor terminals is Vcc, It is preferable that the initial capacity ratio β be an abnormality detection device that is acquired using the following formula (1).

β = −tc / [Ck × (Vbc−Vcc) / Irc] × ln [1− (Vcc / Vbc)] (1)

前述のように、制限抵抗の抵抗値は温度に対応して変動する。具体的には、制限抵抗の温度が高くなるほど、抵抗値も大きくなる。従って、制限抵抗の抵抗値が、通電開始後、時間の経過と共に徐々に増加するので、平滑コンデンサの静電容量Cと制限抵抗の抵抗値Rrとで定まる時定数τ(τ=Ck×Rr)も徐々に増大する。   As described above, the resistance value of the limiting resistor varies with temperature. Specifically, the resistance value increases as the temperature of the limiting resistor increases. Accordingly, since the resistance value of the limiting resistor gradually increases as time passes after the start of energization, the time constant τ (τ = Ck × Rr) determined by the capacitance C of the smoothing capacitor and the resistance value Rr of the limiting resistor. Gradually increases.

これに対し、本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、第2基準時tcに計測された電源電圧Vbc、抵抗電流Irc、及びコンデンサ端子間電圧Vccに基づいて、式(1)により、初期容量率βを算出する。この式(1)は、現実のコンデンサ端子間電圧Vccと、第2基準時tcでの時定数τc(τc=β・Ck×Rrc=β・Ck×(Vbc−Vcc)/Irc)にしたがって充電された平滑コンデンサの端子間電圧Vbc×{1−exp(−tc/τc)}とが等しいと仮定した下記式(1-1)から得たものである。

Vcc=Vbc×{1−exp(−tc/(β・Ck×(Vbc−Vcc)/Irc)}…(1-1)
On the other hand, in the inverter device with an abnormality detection function of the present invention and the abnormality detection device of the present invention, based on the power supply voltage Vbc, resistance current Irc, and capacitor terminal voltage Vcc measured at the second reference time tc. Then, the initial capacity ratio β is calculated by the equation (1). This expression (1) is charged according to the actual capacitor terminal voltage Vcc and the time constant τc at the second reference time tc (τc = β · Ck × Rrc = β · Ck × (Vbc−Vcc) / Irc). The voltage between the terminals of the smoothing capacitor Vbc × {1-exp (−tc / τc)} is assumed to be equal to the following expression (1-1).

Vcc = Vbc × {1-exp (−tc / (β · Ck × (Vbc−Vcc) / Irc)}} (1-1)

ここで、電源電圧Vbc、抵抗電流Irc、及びコンデンサ端子間電圧Vccは、いずれも、第2基準時tcにかかる制限抵抗の抵抗値Rrcに対応した値(Rrc=(Vbc−Vcc)/Irc)である。従って、式(1)により初期容量率βを算出することで、制限抵抗の温度変化に伴う制限抵抗の抵抗値の変動が考慮された、信頼性の高い初期容量率βを、適切に得ることができる。   Here, the power supply voltage Vbc, the resistance current Irc, and the voltage Vcc between the capacitor terminals are all values corresponding to the resistance value Rrc of the limiting resistor at the second reference time tc (Rrc = (Vbc−Vcc) / Irc). It is. Therefore, by calculating the initial capacitance ratio β using Equation (1), it is possible to appropriately obtain a highly reliable initial capacitance ratio β that takes into account fluctuations in the resistance value of the limiting resistor due to the temperature change of the limiting resistor. Can do.

または、前記の異常検出機能付きインバータ装置であって、前記初期容量率算出手段は、前記初期通電回数Nd回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第2基準時tcに至るまでに流れた前記抵抗電流Irの積分値を下記式(2)とし、上記第2基準時tcにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVccとしたとき、前記初期容量率βを、下記式(3)を利用して取得する異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。

Figure 2008228370
Figure 2008228370
Alternatively, in the inverter device with an abnormality detection function, the initial capacity ratio calculating means flows from the start of energization to the second reference time tc in the N energization of the initial energization number Nd. Further, when the integral value of the resistance current Ir is expressed by the following formula (2) and the voltage between the capacitor terminals at the second reference time tc is Vcc, the initial capacitance ratio β is expressed by the following formula (3). It is preferable to use an inverter device with an abnormality detection function that is obtained and used.

Figure 2008228370
Figure 2008228370

または、前記の異常検出装置であって、前記初期容量率算出手段は、前記初期通電回数Nd回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第2基準時tcに至るまでに流れた前記抵抗電流Irの積分値を上記式(2)とし、上記第2基準時tcにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVccとしたとき、前記初期容量率βを、上記式(3)を利用して取得する異常検出装置とすると良い。   Alternatively, in the abnormality detection device, the initial capacity ratio calculation unit may be configured to apply the resistance that has flowed from the start of energization to the second reference time tc in the energization via the resistance at the initial energization count Nd. When the integrated value of the current Ir is the above equation (2) and the voltage between the capacitor terminals at the second reference time tc is Vcc, the initial capacitance ratio β is obtained using the above equation (3). It is preferable to obtain an abnormality detection device to be acquired.

本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、通電開始から第2基準時tcに至るまでの抵抗電流Irの積分値(式(2)参照)、及び、第2基準時tcが経過した時点におけるコンデンサ端子間電圧Vccに基づいて、式(3)により初期容量率βを算出する。この式(3)は、通電開始から第2基準時tcに至るまでの抵抗電流Irの積分値(式(2)参照)と、通電開始から第2基準時tcに至るまでに平滑コンデンサに充電された電荷量Qc=β・Ck×Vccとが等しいと仮定した下記式(3-1)から得たものである。

Figure 2008228370
In the inverter device with an abnormality detection function of the present invention and the abnormality detection device of the present invention, the integrated value of the resistance current Ir from the start of energization to the second reference time tc (see equation (2)), and the second Based on the capacitor terminal voltage Vcc at the time when the reference time tc has elapsed, the initial capacitance ratio β is calculated by Equation (3). This equation (3) is the integrated value of the resistance current Ir from the start of energization to the second reference time tc (see equation (2)) and the smoothing capacitor is charged from the start of energization to the second reference time tc. The obtained charge amount Qc = β · Ck × Vcc is obtained from the following formula (3-1), which is assumed to be equal.

Figure 2008228370

ここで、抵抗電流Irの積分値(式(2)参照)及びコンデンサ端子間電圧Vccは、いずれも、通電開始から第2基準時tcに至るまでに、温度変化に伴って変動する制限抵抗の抵抗値に対応した値である。従って、式(3)により初期容量率βを算出することで、制限抵抗の温度変化に伴う制限抵抗の抵抗値の変動が考慮された、信頼性の高い初期容量率βを、適切に得ることができる。   Here, the integral value of the resistance current Ir (refer to the equation (2)) and the voltage Vcc between the capacitor terminals are both limited resistances that vary with the temperature change from the start of energization to the second reference time tc. The value corresponds to the resistance value. Therefore, by calculating the initial capacitance ratio β using Equation (3), it is possible to appropriately obtain a highly reliable initial capacitance ratio β that takes into account the variation of the resistance value of the limiting resistor accompanying the temperature change of the limiting resistor. Can do.

さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備え、前記経時変化率算出手段は、前記第1基準時tbに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをVbb、前記抵抗電流の大きさをIrb、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVcbとしたとき、上記第1基準時tbにおける前記経時容量変化率γを、下記式(4)を利用して取得する異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。

γ=−tb/[Co×(Vbb−Vcb)/Irb]×ln[1−(Vcb/Vbb)] …(4)
Further, any one of the above inverter devices with an abnormality detection function, further comprising a power supply voltage sensor that measures a power supply voltage on the DC power supply side with respect to the limiting resistor, and the temporal change rate calculating means includes the first reference time At tb, when the magnitude of the power supply voltage measured by the power supply voltage sensor is Vbb, the magnitude of the resistance current is Irb, and the magnitude of the voltage between the capacitor terminals is Vcb, at the first reference time tb It is preferable that the capacity change rate γ with time is an inverter device with an abnormality detection function that is obtained by using the following formula (4).

γ = −tb / [Co × (Vbb−Vcb) / Irb] × ln [1− (Vcb / Vbb)] (4)

さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記インバータ装置は、前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備えたインバータ装置であり、前記経時変化率算出手段は、前記第1基準時tbに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをVbb、前記抵抗電流の大きさをIrb、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVcbとしたとき、上記第1基準時tbにおける前記経時容量変化率γを、下記式(4)を利用して取得する異常検出装置とすると良い。

γ=−tb/[Co×(Vbb−Vcb)/Irb]×ln[1−(Vcb/Vbb)] …(4)
Furthermore, in any one of the abnormality detection devices described above, the inverter device is an inverter device that includes a power supply voltage sensor that measures a power supply voltage on the DC power supply side with respect to the limiting resistor, and calculates the rate of change over time. When the first reference time tb is Vb, the magnitude of the power supply voltage measured by the power supply voltage sensor is Vbb, the magnitude of the resistance current is Irb, and the magnitude of the voltage between the capacitor terminals is Vcb. It is preferable that the abnormality detection device obtains the time-dependent capacity change rate γ at the first reference time tb using the following formula (4).

γ = −tb / [Co × (Vbb−Vcb) / Irb] × ln [1− (Vcb / Vbb)] (4)

本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、第1基準時tbにおける電源電圧Vbb、抵抗電流Irb、及びコンデンサ端子間電圧Vcbに基づいて、式(4)により、経時容量変化率γを算出する。この式(4)は、第1基準時tbに計測されたコンデンサ端子間電圧Vcbと、第1基準時tbにおける時定数τb(τb=Co×Rrb=Co×(Vbb−Vcb)/Irbにしたがって充電された平滑コンデンサの端子間電圧Vbb×{1−exp(−tb/τb)}とが等しいと仮定した下記式(4-1)から得たものである。

Vcb=Vbb×{1−exp(−tb/(Co×(Vbb−Vcb)/Irb)}…(4-1)
In the inverter device with an abnormality detection function of the present invention and the abnormality detection device of the present invention, based on the power supply voltage Vbb, the resistance current Irb, and the capacitor terminal voltage Vcb at the first reference time tb, The capacity change rate γ with time is calculated. This equation (4) is in accordance with the voltage Vcb between the capacitor terminals measured at the first reference time tb and the time constant τb (τb = Co × Rrb = Co × (Vbb−Vcb) / Irb at the first reference time tb. It is obtained from the following equation (4-1) that assumes that the voltage Vbb between terminals of the charged smoothing capacitor is equal to {1-exp (−tb / τb)}.

Vcb = Vbb × {1-exp (−tb / (Co × (Vbb−Vcb) / Irb)}} (4-1)

ここで、電源電圧値Vbb、抵抗電流値Irb、及びコンデンサ端子間電圧値Vcbは、いずれも、第1基準時tbにおける制限抵抗の抵抗値Rrbに対応した値(Rrb=(Vbb−Vcb)/Irb)である。従って、式(4)により経時容量変化率γを算出することで、制限抵抗の温度変化に伴う制限抵抗の抵抗値の変動が考慮された、信頼性の高い経時容量変化率γを、適切に得ることができる。   Here, the power supply voltage value Vbb, the resistance current value Irb, and the capacitor terminal voltage value Vcb are all values corresponding to the resistance value Rrb of the limiting resistor at the first reference time tb (Rrb = (Vbb−Vcb) / Irb). Therefore, by calculating the time-dependent capacity change rate γ using the equation (4), a highly reliable time-dependent capacity change rate γ that takes into account the variation of the resistance value of the limiting resistor accompanying the temperature change of the limiting resistor is appropriately obtained. Obtainable.

さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記経時変化率算出手段は、前記初期通電回数Ndを超えた通電回数Ng回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第1基準時tbに至るまでに流れた前記抵抗電流Irの積分値を下記式(5)とし、上記第1基準時tbにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVcbとしたとき、前記経時容量変化率γを、下記式(6)を利用して取得する異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。

Figure 2008228370
Figure 2008228370
Furthermore, in any one of the above-described inverter devices with an abnormality detection function, the rate of change with time calculation means the first energization from the start of energization in the energization via the resistance at the Ng energization times exceeding the initial energization frequency Nd. When the integral value of the resistance current Ir that has flowed up to the reference time tb is represented by the following equation (5), and the magnitude of the voltage between the capacitor terminals at the first reference time tb is Vcb, the capacity change rate with time It is preferable that γ be an inverter device with an abnormality detection function that is acquired using the following formula (6).

Figure 2008228370
Figure 2008228370

さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記経時変化率算出手段は、前記初期通電回数Ndを超えた通電回数Ng回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第1基準時tbに至るまでに流れた前記抵抗電流Irの積分値を上記式(5)とし、上記第1基準時tbにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVcbとしたとき、前記経時容量変化率γを、上記式(6)を利用して取得する異常検出装置とすると良い。   Furthermore, in any one of the above-described abnormality detection devices, the rate of change with time calculation means the first reference time from the start of energization in the energization through the resistance Ng times of energization times exceeding the initial energization number Nd. When the integral value of the resistance current Ir that has flowed up to tb is expressed by the above equation (5) and the magnitude of the voltage between the capacitor terminals at the first reference time tb is Vcb, the time-dependent capacitance change rate γ is It is preferable that the abnormality detection device be acquired using the above equation (6).

本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、通電回数Ngにおける通電開始から第1基準時tbに至るまでの抵抗電流Irの積分値(式(5)参照)、及び、第1基準時tbにおけるコンデンサ端子間電圧Vbcに基づいて、式(6)により経時容量変化率γを算出する。この式(6)は、通電開始から第1基準時間tbに至るまでの抵抗電流Irの積分値(式(5)参照)と、第1基準時tbに至るまでに平滑コンデンサに充電された電荷量Qb=γ・Co×Vcbとが等しいと仮定した下記式(6-1)から得たものである。

Figure 2008228370
In the inverter device with an abnormality detection function of the present invention and the abnormality detection device of the present invention, the integral value of the resistance current Ir from the start of energization to the first reference time tb at the energization frequency Ng (see equation (5)), Based on the capacitor terminal voltage Vbc at the first reference time tb, the time-dependent capacity change rate γ is calculated by Equation (6). This equation (6) shows the integral value of the resistance current Ir from the start of energization to the first reference time tb (see equation (5)) and the charge charged in the smoothing capacitor until the first reference time tb. The quantity Qb is obtained from the following formula (6-1) that is assumed to be equal to γ · Co × Vcb.

Figure 2008228370

ここで、抵抗電流Irの積分値(式(5)参照)及びコンデンサ端子間電圧Vcbは、いずれも、通電開始から第1基準時tbに至るまでに、温度変化に伴って変動する制限抵抗の抵抗値に対応した値である。従って、式(6)により経時容量変化率γを算出することで、制限抵抗の温度変化に伴う制限抵抗の抵抗値の変動が考慮された、信頼性の高い経時容量変化率γを、適切に得ることができる。   Here, the integrated value of the resistance current Ir (see equation (5)) and the voltage Vcb between the capacitor terminals are both limited resistances that vary with temperature changes from the start of energization to the first reference time tb. The value corresponds to the resistance value. Therefore, by calculating the time-dependent capacity change rate γ according to the equation (6), a highly reliable time-dependent capacity change rate γ that takes into account the variation of the resistance value of the limiting resistor accompanying the temperature change of the limiting resistor is appropriately set. Obtainable.

なお、通電回数Ngは、初期通電回数Ndよりも大きな値であれば良く、例えば、初期通電回数Ndより大きな通電回数とすることができる。また、初期通電回数Ndを超えた後、所定回数(例えば10回)ずつ増加する通電回数(例えば、Nd+10、Nd+20、Nd+30など)のぞれぞれを、通電回数Ngとしても良い。また、初期通電回数Ndより大きな所定回数目の通電回数(例えば100回目)を、通電回数Ng(例えば、Ng=100)としても良い。   The energization count Ng may be a value larger than the initial energization count Nd. For example, the energization count Ng may be larger than the initial energization count Nd. In addition, each of the energization times (for example, Nd + 10, Nd + 20, Nd + 30, etc.) that increases by a predetermined number (for example, 10 times) after exceeding the initial energization number Nd may be set as the energization number Ng. Further, a predetermined number of energizations (for example, 100th) greater than the initial energization number Nd may be set as the energization number Ng (for example, Ng = 100).

さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記経時変化率算出手段は、前記抵抗経由通電のうち、所定条件に対応する対応値が所定条件を満たす基準対応値Tに達した所定通電毎に、前記経時容量変化率γを算出して記憶し、上記所定通電毎に、上記基準対応値Tに達するまでに変動した上記経時容量変化率γの変動率(Δγ/T)を算出し、上記変動率(Δγ/T)が所定の基準変動率Gを下回ったとき、前記平滑コンデンサの劣化異常を検知する劣化異常検知手段を備える異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。   Furthermore, in any one of the above-described inverter devices with an abnormality detection function, the temporal change rate calculation means has a corresponding value corresponding to a predetermined condition of the energization via resistance reaching a reference corresponding value T satisfying a predetermined condition. For each predetermined energization, the time-dependent capacity change rate γ is calculated and stored, and the change rate (Δγ / T) of the time-dependent capacity change rate γ that has fluctuated until the reference corresponding value T is reached for each predetermined energization. It is preferable that the inverter device with an abnormality detection function is provided with a deterioration abnormality detecting means for detecting a deterioration abnormality of the smoothing capacitor when the calculated fluctuation rate (Δγ / T) falls below a predetermined reference fluctuation rate G.

さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記経時変化率算出手段は、前記抵抗経由通電のうち、所定条件に対応する対応値が所定条件を満たす基準対応値Tに達した所定通電毎に、前記経時容量変化率γを算出して記憶し、上記所定通電毎に、上記基準対応値Tに達するまでに変動した上記経時容量変化率γの変動率(Δγ/T)を算出し、上記変動率(Δγ/T)が所定の基準変動率Gを下回ったとき、前記平滑コンデンサの劣化異常を検知する劣化異常検知手段を備える異常検出装置とすると良い。   Still further, in any one of the above-described abnormality detection devices, the temporal change rate calculating means includes a predetermined energization in which a corresponding value corresponding to a predetermined condition among the energization via resistance reaches a reference corresponding value T satisfying a predetermined condition. Each time, the time-dependent capacity change rate γ is calculated and stored, and the change rate (Δγ / T) of the time-dependent capacity change rate γ that has changed until the reference corresponding value T is reached for each predetermined energization. When the fluctuation rate (Δγ / T) falls below a predetermined reference fluctuation rate G, the abnormality detection device may be provided with a deterioration abnormality detection unit that detects a deterioration abnormality of the smoothing capacitor.

本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、所定通電毎に、所定条件を満たす基準対応値Tに達するまでに変動した経時容量変化率γの変動率(Δγ/T)を算出する。さらに、この変動率(Δγ/T)が所定の基準変動率Gを下回ったとき、平滑コンデンサの劣化異常を検知する。従って、経時容量変化率γが急激に低下している場合(平滑コンデンサの劣化が異常に速く進行している場合)には、劣化異常として、適切に検知することができる。   In the inverter device with an abnormality detection function of the present invention and the abnormality detection device of the present invention, the rate of change of the capacity change rate γ with time (Δγ / T) is calculated. Further, when the variation rate (Δγ / T) falls below a predetermined reference variation rate G, the deterioration abnormality of the smoothing capacitor is detected. Therefore, when the capacity change rate γ with time decreases rapidly (when the deterioration of the smoothing capacitor proceeds abnormally fast), it can be appropriately detected as a deterioration abnormality.

なお、「所定条件」とは、平滑コンデンサの特性変化が計測可能になると見込まれる条件をいう。さらに、「所定条件を満たす基準対応値T」としては、例えば、スイッチ手段及び制限抵抗を通じた直流電源からの通電回数Nにかかる所定の増加量(例えば、T=1000回)を挙げることができる。この場合は、通電回数Nが所定の基準回数(例えば、T=1000回)増加する毎に、経時容量変化率γの変動率(Δγ/T)を算出することになる。   The “predetermined condition” refers to a condition in which a change in characteristics of the smoothing capacitor is expected to be measurable. Furthermore, examples of the “standard corresponding value T satisfying the predetermined condition” include a predetermined increase amount (for example, T = 1000 times) applied to the number N of energizations from the DC power source through the switch means and the limiting resistor. . In this case, every time the energization number N increases by a predetermined reference number (for example, T = 1000 times), the fluctuation rate (Δγ / T) of the time-dependent capacity change rate γ is calculated.

また、抵抗電流の積算値にかかる所定の増加量を、「所定条件を満たす基準対応値T」(例えば、T=1000A)としても良い。この場合は、抵抗電流の積算値が所定の基準値(例えば、T=1000A)増加する毎に、経時容量変化率γの変動率(Δγ/T)を算出することになる。
また、本発明の異常検出機能付きインバータ装置を自動車に搭載する場合は、走行距離の所定増加量を、「所定条件を満たす基準対応値T」(例えば、T=10000km)としても良い。この場合は、走行距離が所定の基準距離(例えば、T=10000km)増加する毎に、経時容量変化率γの変動率(Δγ/T)を算出することになる。
Further, the predetermined increase amount related to the integrated value of the resistance current may be set as “a reference corresponding value T satisfying a predetermined condition” (for example, T = 1000 A). In this case, every time the integrated value of the resistance current increases by a predetermined reference value (for example, T = 1000 A), the variation rate (Δγ / T) of the capacity change rate γ with time is calculated.
In addition, when the inverter device with an abnormality detection function of the present invention is mounted on an automobile, the predetermined increase amount of the travel distance may be “a reference corresponding value T that satisfies a predetermined condition” (for example, T = 10000 km). In this case, every time the travel distance increases by a predetermined reference distance (for example, T = 10000 km), the variation rate (Δγ / T) of the time-dependent capacity change rate γ is calculated.

また、平滑コンデンサの劣化異常が検知された場合、経時容量変化率γが正常な範囲(γ1<γ<γ2)であっても、経時容量変化率γが急激に低下しているため、まもなく、経時容量変化率γが正常な範囲から外れる(γ<γ1を満たす)と推定することができる。従って、平滑コンデンサの劣化異常が検知された場合には、インバータ装置の異常が近づいている旨の警報を発するようにするのが好ましい。このようにすれば、平滑コンデンサが異常に至る前に、適切な処置(平滑コンデンサの交換など)を施すことができ、制限抵抗の異常昇温(焼損)を防止することもできる。   In addition, when a deterioration abnormality of the smoothing capacitor is detected, even if the time-dependent capacity change rate γ is in a normal range (γ1 <γ <γ2), the time-dependent capacity change rate γ is rapidly decreased. It can be estimated that the capacity change rate γ with time is out of the normal range (γ <γ1 is satisfied). Therefore, it is preferable to issue an alarm to the effect that the abnormality of the inverter device is approaching when the deterioration abnormality of the smoothing capacitor is detected. In this way, an appropriate measure (such as replacement of the smoothing capacitor) can be performed before the smoothing capacitor becomes abnormal, and abnormal temperature rise (burnout) of the limiting resistor can be prevented.

さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置であって、前記経時容量変化率γを得たときの前記抵抗経由通電の通電回数をNhとして、前記平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Cxに至る寿命通電回数Nxを、下記式(7)を利用して推定する寿命通電回数推定手段を備える異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。

Nx=Nh{1−(Cx/Co)}/(1−γ)…(7)
Furthermore, in any one of the above inverter devices with an abnormality detection function, the number of energizations through the resistor when the time-dependent capacitance change rate γ is obtained is Nh, and the capacitance of the smoothing capacitor is a lifetime capacitance. It is preferable to use an inverter device with an abnormality detection function including life energization frequency estimation means for estimating the lifetime energization frequency Nx reaching Cx using the following equation (7).

Nx = Nh {1- (Cx / Co)} / (1-γ) (7)

さらにまた、上記いずれかの異常検出装置であって、前記経時容量変化率γを得たときの前記抵抗経由通電の通電回数をNhとして、前記平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Cxに至る寿命通電回数Nxを、下記式(7)を利用して推定する寿命通電回数推定手段を備える異常検出装置とすると良い。

Nx=Nh{1−(Cx/Co)}/(1−γ)…(7)
Furthermore, in any one of the abnormality detection devices described above, the number of energizations via the resistor when the time-dependent capacitance change rate γ is obtained is Nh, and the capacitance of the smoothing capacitor becomes the lifetime capacitance Cx. It is preferable to use an abnormality detection apparatus including life energization frequency estimation means for estimating the life energization frequency Nx to be reached using the following formula (7).

Nx = Nh {1- (Cx / Co)} / (1-γ) (7)

本発明の異常検出機能付きインバータ装置、及び、本発明の異常検出装置では、平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Cxに至る寿命通電回数Nxを、式(7)を利用して推定する。この式(7)は、抵抗経由通電をNh回行った際の、通電1回あたりの平滑コンデンサの経時容量変化(Co−γ・Co)/Nh=Co(1−γ)/Nhと、平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Cxに至るまで通電をNx回行うことができるとした際の、通電1回あたりの平滑コンデンサの経時容量変化(Co−Cx)/Nxとが等しいと仮定した下記式(7-1)から得たものである。
Co(1−γ)/Nh=(Co−Cx)/Nx …(7-1)
In the inverter device with an abnormality detection function of the present invention and the abnormality detection device of the present invention, the number Nx of lifetime energization until the capacitance of the smoothing capacitor reaches the lifetime capacitance Cx is estimated using Equation (7). . This equation (7) is a smoothing capacitor change over time (Co−γ · Co) / Nh = Co (1−γ) / Nh when energized via a resistor Nh times. Assuming that the capacitance change with time (Co-Cx) / Nx of the smoothing capacitor per energization is equal when the energization can be performed Nx times until the capacitance of the capacitor reaches the lifetime capacitance Cx. Obtained from the following formula (7-1).
Co (1-γ) / Nh = (Co-Cx) / Nx (7-1)

これにより、平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Cxに至る前に、簡易に、寿命通電回数Nxを推定することができる。
なお、寿命通電回数Nxから通電回数Nhを差し引くことで、平滑コンデンサの静電容量が寿命通電回数Nxに至るまでに可能な通電回数(残寿命通電回数)を推定することもできる。
Thereby, before the electrostatic capacitance of a smoothing capacitor reaches the lifetime electrostatic capacitance Cx, the lifetime energization frequency Nx can be easily estimated.
It is also possible to estimate the number of energizations (remaining life energization times) that is possible until the capacitance of the smoothing capacitor reaches the life energization number Nx by subtracting the energization number Nh from the life energization number Nx.

さらに、上記いずれかの異常検出機能付きインバータ装置と、前記直流電源としての電池と、を有する電池付属異常検出機能付きインバータ装置とすると良い。   Furthermore, it is good to set it as the inverter apparatus with a battery attached abnormality detection function which has one of the said inverter apparatuses with an abnormality detection function, and the battery as said DC power supply.

本発明の電池付属異常検出機能付きインバータ装置では、電池により、制限抵抗を通じた平滑コンデンサ及びインバータ回路への通電を、適切に行うことができる。なお、電池としては、ニッケル水素蓄電池や、リチウムイオン二次電池などを例示できる。   In the inverter device with a battery attached abnormality detection function of the present invention, the battery can appropriately energize the smoothing capacitor and the inverter circuit through the limiting resistor. Examples of the battery include a nickel metal hydride storage battery and a lithium ion secondary battery.

(実施例1)
次に、本発明の実施例1にかかる異常検出機能付きインバータ装置21について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施例1の異常検出機能付きインバータ装置21は、例えば、ハイブリッド自動車などに搭載して用いることができる。
異常検出機能付きインバータ装置21は、図1に示すように、インバータ装置41と、ECU6(異常検出装置)とを有している。
(Example 1)
Next, an inverter device 21 with an abnormality detection function according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the inverter apparatus 21 with an abnormality detection function of the first embodiment can be used by being mounted on, for example, a hybrid vehicle.
As shown in FIG. 1, the inverter device 21 with an abnormality detection function includes an inverter device 41 and an ECU 6 (an abnormality detection device).

このうち、インバータ装置41は、インバータ回路5と、このインバータ回路5よりも電池1(直流電源)側に配置されてインバータ回路5と並列に接続されてなる平滑コンデンサ3と、インバータ回路5及び平滑コンデンサ3と直列に接続され、電池1(直流電源)からインバータ回路5及び平滑コンデンサ3への突入電流を制限する制限抵抗2と、制限抵抗2を流れる抵抗電流Irを断続するスイッチ手段4と、メインリレー12,13を備えている。さらに、このインバータ装置41は、抵抗電流Irの大きさを計測する電流センサ7と、制限抵抗2よりも電池1側における電源電圧Vb(電池端子間電圧)を計測する電源電圧センサ8と、平滑コンデンサ3のコンデンサ端子間電圧Vcの大きさを計測するコンデンサ電圧センサ9とを備えている。   Among these, the inverter device 41 includes the inverter circuit 5, the smoothing capacitor 3 that is arranged on the battery 1 (DC power supply) side of the inverter circuit 5 and connected in parallel with the inverter circuit 5, the inverter circuit 5, and the smoothing A limiting resistor 2 that is connected in series with the capacitor 3 and limits the inrush current from the battery 1 (DC power supply) to the inverter circuit 5 and the smoothing capacitor 3, and a switching means 4 that intermittently connects the resistance current Ir flowing through the limiting resistor 2, Main relays 12 and 13 are provided. Further, the inverter device 41 includes a current sensor 7 that measures the magnitude of the resistance current Ir, a power supply voltage sensor 8 that measures the power supply voltage Vb (battery terminal voltage) on the battery 1 side of the limiting resistor 2, and a smoothing. And a capacitor voltage sensor 9 that measures the magnitude of the voltage Vc between the capacitor terminals of the capacitor 3.

ECU6(異常検出装置)は、CPU6b、ROM6c、及びRAM6d等を備える公知の構成を有しており、内蔵するプログラムに従って、後述するように、第1基準時tbに、電流センサ7で計測された抵抗電流Irb、電源電圧センサ8で計測された電源電圧Vbb、及びコンデンサ電圧センサ9で計測されたコンデンサ端子間電圧Vcbに基づいて、平滑コンデンサ3の初期の基準静電容量Coに対する第1基準時tbの静電容量Crbの経時容量変化率γ(=Crb/Co)を算出する。さらに、算出した経時容量変化率γに基づき、インバータ装置41に異常が生じているか否かを判定する。   The ECU 6 (abnormality detection device) has a known configuration including a CPU 6b, a ROM 6c, a RAM 6d, and the like, and is measured by the current sensor 7 at a first reference time tb as described later according to a built-in program. Based on the resistance current Irb, the power supply voltage Vbb measured by the power supply voltage sensor 8, and the capacitor terminal voltage Vcb measured by the capacitor voltage sensor 9, the first reference time with respect to the initial reference capacitance Co of the smoothing capacitor 3 The time-dependent capacity change rate γ (= Crb / Co) of the electrostatic capacity Crb of tb is calculated. Further, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the inverter device 41 based on the calculated capacity change rate γ over time.

なお、本実施例1では、異常検出機能付きインバータ装置21及び電池1を備えた装置を、電池付属異常検出機能付きインバータ装置31とする。
また、本実施例1では、電池1として、多数のニッケル水素蓄電池を直列に接続してなる組電池を用いている。
In the first embodiment, an apparatus including the inverter device 21 with abnormality detection function and the battery 1 is referred to as an inverter device 31 with battery abnormality detection function.
In the first embodiment, as the battery 1, an assembled battery formed by connecting a large number of nickel-metal hydride storage batteries in series is used.

ここで、本実施例1の異常検出機能付きインバータ装置21にかかる異常判定処理について、図2を参照して説明する。
まず、ステップS1において、ECU6からの指令によりスイッチ手段4を閉路(ON)すると共に、メインリレー13を閉路(ON)する。なお、メインリレー12は、予め開路(OFF)しておく。これにより、電池1から、制限抵抗2を通じた平滑コンデンサ3及びインバータ回路5への通電が開始され、異常検出機能付きインバータ装置21が起動する。なお、このとき、電池1からは、平滑コンデンサ3及びインバータ回路5に向けて突入電流(抵抗電流Ir)が流れる。さらに、ステップS2において、タイマをスタートさせて、通電開始からの経過時間tを計測する。
Here, the abnormality determination process according to the inverter device 21 with the abnormality detection function of the first embodiment will be described with reference to FIG.
First, in step S1, the switch means 4 is closed (ON) and the main relay 13 is closed (ON) according to a command from the ECU 6. The main relay 12 is opened (OFF) in advance. Thereby, energization from the battery 1 to the smoothing capacitor 3 and the inverter circuit 5 through the limiting resistor 2 is started, and the inverter device 21 with an abnormality detection function is activated. At this time, an inrush current (resistance current Ir) flows from the battery 1 toward the smoothing capacitor 3 and the inverter circuit 5. Furthermore, in step S2, a timer is started and the elapsed time t from the start of energization is measured.

次いで、ステップS3に進み、ECU6において、通電開始からの経過時間tが、予めROM6cに記憶させておいた第1基準時tbに達した(t=tb)か否かを判定する。経過時間tが第1基準時tbに達していない(No)と判定された場合には、ステップS3の判断を繰り返す。なお、本実施例1では、第1基準時tbを、例えば、6msecに設定した。   Next, the process proceeds to step S3, and the ECU 6 determines whether or not the elapsed time t from the start of energization has reached the first reference time tb stored in the ROM 6c in advance (t = tb). If it is determined that the elapsed time t has not reached the first reference time tb (No), the determination in step S3 is repeated. In the first embodiment, the first reference time tb is set to 6 msec, for example.

その後、経過時間tが第1基準時tbに達した(Yes)と判定されると、ステップS4に進み、電源電圧センサ8により、第1基準時tbにおける電源電圧Vbbを計測し、これをECU6のRAM6dに記憶する。さらに、電流センサ7により、第1基準時tbにおける抵抗電流Irbを計測し、これをECU6のRAM6dに記憶する。さらに、コンデンサ電圧センサ9により、第1基準時tbにおけるコンデンサ端子間電圧Vcbを計測し、これをECU6のRAM6dに記憶する。   Thereafter, when it is determined that the elapsed time t has reached the first reference time tb (Yes), the process proceeds to step S4, the power supply voltage sensor 8 measures the power supply voltage Vbb at the first reference time tb, and this is detected by the ECU 6. Stored in the RAM 6d. Furthermore, the resistance current Irb at the first reference time tb is measured by the current sensor 7 and stored in the RAM 6d of the ECU 6. Further, the capacitor voltage sensor 9 measures the capacitor terminal voltage Vcb at the first reference time tb, and stores it in the RAM 6 d of the ECU 6.

次に、ステップS5に進み、ステップS4において計測された、電源電圧Vbb、抵抗電流Irb、及びコンデンサ端子間電圧Vcbに基づいて、平滑コンデンサ3の初期の基準静電容量Coに対する第1基準時tbの静電容量Crbの経時容量変化率γ(=Crb/Co)を算出し、これをECU6のRAM6dに記憶する。具体的には、下記式(4)を利用して、第1基準時tbにおける経時容量変化率γを算出する。なお、本実施例1では、平滑コンデンサ3の初期の基準静電容量Coとして、平滑コンデンサ3の公称容量Ckを用いた。
γ=−tb/[Co×(Vbb−Vcb)/Irb]×ln[1−(Vcb/Vbb)] …(4)
Next, the process proceeds to step S5, and the first reference time tb with respect to the initial reference capacitance Co of the smoothing capacitor 3 based on the power supply voltage Vbb, the resistance current Irb, and the capacitor terminal voltage Vcb measured in step S4. The change rate γ (= Crb / Co) of the capacitance Crb with time is calculated and stored in the RAM 6d of the ECU 6. Specifically, the time-dependent capacity change rate γ at the first reference time tb is calculated using the following formula (4). In the first embodiment, the nominal capacitance Ck of the smoothing capacitor 3 is used as the initial reference capacitance Co of the smoothing capacitor 3.
γ = −tb / [Co × (Vbb−Vcb) / Irb] × ln [1− (Vcb / Vbb)] (4)

例えば、tb=6(msec)、Co=Ck=4700(μF)、Vbb=400(V)、Vcb=336(V)、Irb=55(A)のとき、式(4)より、
γ=−6×10-3/{4700×10-6×(400−336)/55}×ln{1−(336/400)}=0.60となる。
この結果より、平滑コンデンサ3の静電容量Crbは、初期の基準静電容量Co(公称容量Ck)の60%にまで低下していることがわかる。
For example, when tb = 6 (msec), Co = Ck = 4700 (μF), Vbb = 400 (V), Vcb = 336 (V), Irb = 55 (A), from Equation (4),
γ = −6 × 10 −3 / {4700 × 10 −6 × (400-336) / 55} × ln {1- (336/400)} = 0.60.
From this result, it can be seen that the electrostatic capacity Crb of the smoothing capacitor 3 is reduced to 60% of the initial reference electrostatic capacity Co (nominal capacity Ck).

ところで、式(4)は、第1基準時tbに計測されたコンデンサ端子間電圧Vcbと、第1基準時tbにおける時定数τb(τb=Co×Rrb=Co×(Vbb−Vcb)/Irbにしたがって充電された平滑コンデンサの端子間電圧Vbb×{1−exp(−tb/τb)}とが等しいと仮定した下記式(4-1)から得たものである。
Vcb=Vbb×{1−exp(−tb/(Co×(Vbb−Vcb)/Irb)}…(4-1)
By the way, the equation (4) is obtained by changing the voltage Vcb between the capacitor terminals measured at the first reference time tb and the time constant τb (τb = Co × Rrb = Co × (Vbb−Vcb) / Irb at the first reference time tb. Therefore, the voltage between the terminals of the charged smoothing capacitor Vbb × {1-exp (−tb / τb)} is obtained from the following equation (4-1), which is assumed to be equal.
Vcb = Vbb × {1-exp (−tb / (Co × (Vbb−Vcb) / Irb)}} (4-1)

ここで、電源電圧Vbb、抵抗電流Irb、及びコンデンサ端子間電圧Vcbは、いずれも、第1基準時tbにおける制限抵抗の抵抗値Rrbに対応した値(Rrb=(Vbb−Vcb)/Irb)である。従って、式(4)により経時容量変化率γを算出することで、制限抵抗の温度変化に伴う制限抵抗の抵抗値の変動が考慮された、信頼性の高い経時容量変化率γを、適切に得ることができる。   Here, the power supply voltage Vbb, the resistance current Irb, and the capacitor terminal voltage Vcb are all values corresponding to the resistance value Rrb of the limiting resistor at the first reference time tb (Rrb = (Vbb−Vcb) / Irb). is there. Therefore, by calculating the time-dependent capacity change rate γ using the equation (4), a highly reliable time-dependent capacity change rate γ that takes into account the variation of the resistance value of the limiting resistor accompanying the temperature change of the limiting resistor is appropriately obtained. Obtainable.

次に、ステップS6に進み、経時容量変化率γが、所定の第1基準値γ1(例えば、γ1=0.75)を下回っているか否かを判定する。経時容量変化率γが第1基準値γ1を下回っている(Yes)と判定された場合は、インバータ装置41に異常が生じていると判断し、ステップS8に進み、スイッチ手段4を開路(OFF)する。これにより、制限抵抗2を通じた通電を遮断できるので、制限抵抗2の異常昇温(焼損)を防止することができる。   Next, the process proceeds to step S6, where it is determined whether or not the capacity change rate γ with time falls below a predetermined first reference value γ1 (for example, γ1 = 0.75). If it is determined that the time-dependent capacity change rate γ is lower than the first reference value γ1 (Yes), it is determined that an abnormality has occurred in the inverter device 41, the process proceeds to step S8, and the switch means 4 is opened (OFF). ) Thereby, since electricity supply through the limiting resistor 2 can be interrupted, abnormal temperature rise (burnout) of the limiting resistor 2 can be prevented.

その後、ステップS9に進み、第1異常警報を発し、運転者等にインバータ装置41の異常を知らせる。なお、このステップS6では、例えば、平滑コンデンサ3の経時劣化が進み、平滑コンデンサ3の静電容量が寿命静電容量Cxに至っている異常や、短絡等により制限抵抗2の抵抗値Rrが大きく低下している異常などを検知することができる。   Then, it progresses to step S9, issues a 1st abnormality alarm, and notifies a driver | operator etc. of the abnormality of the inverter apparatus 41. FIG. In step S6, for example, the smoothing capacitor 3 is deteriorated with time, and the resistance value Rr of the limiting resistor 2 is greatly reduced due to an abnormality in which the capacitance of the smoothing capacitor 3 reaches the lifetime capacitance Cx, a short circuit, or the like. It is possible to detect abnormalities.

一方、ステップS6において、経時容量変化率γが、第1基準値γ1を下回っていない(No)と判定された場合は、ステップS7に進み、経時容量変化率γが、所定の第2基準値γ2(例えば、γ2=1.25)を上回っているか否かを判定する。経時容量変化率γが第2基準値γ2を上回っている(Yes)と判定された場合は、インバータ装置41が異常であると判定し、ステップS8に進み、スイッチ手段4を開路(OFF)する。これにより、制限抵抗2を通じた通電を遮断できるので、制限抵抗2の異常昇温(焼損)を防止することができる。   On the other hand, if it is determined in step S6 that the time-dependent capacity change rate γ is not less than the first reference value γ1 (No), the process proceeds to step S7, where the time-dependent capacity change rate γ is a predetermined second reference value. It is determined whether or not γ2 (for example, γ2 = 1.25) is exceeded. If it is determined that the capacity change rate γ with time exceeds the second reference value γ2 (Yes), it is determined that the inverter device 41 is abnormal, and the process proceeds to step S8, where the switch means 4 is opened (OFF). . Thereby, since electricity supply through the limiting resistor 2 can be interrupted, abnormal temperature rise (burnout) of the limiting resistor 2 can be prevented.

その後、ステップS9に進み、第1異常警報を発し、運転者等にインバータ装置41の異常を知らせる。なお、このステップS7では、例えば、平滑コンデンサ3が短絡した異常や、インバータ回路41が短絡した異常などを検出することができる。   Then, it progresses to step S9, issues a 1st abnormality alarm, and notifies a driver | operator etc. of the abnormality of the inverter apparatus 41. FIG. In step S7, for example, an abnormality in which the smoothing capacitor 3 is short-circuited or an abnormality in which the inverter circuit 41 is short-circuited can be detected.

一方、ステップS7において、経時容量変化率γが、第2基準値γ2を上回っていない(No)と判定された場合は、ステップSAに進み、所定条件に対応する対応値が所定条件を満たす基準対応値Tに達しているか否かを判定する。基準対応値Tに達している(Yes)と判定された場合は、ステップSBに進み、基準対応値Tに達するまでに変動した経時容量変化率γの変動率Δγ/Tを算出する。   On the other hand, if it is determined in step S7 that the time-dependent capacity change rate γ does not exceed the second reference value γ2 (No), the process proceeds to step SA, where the corresponding value corresponding to the predetermined condition satisfies the predetermined condition. It is determined whether or not the corresponding value T has been reached. When it is determined that the reference correspondence value T has been reached (Yes), the process proceeds to step SB, and the fluctuation rate Δγ / T of the time-dependent capacity change rate γ that has changed until the reference correspondence value T is reached is calculated.

ここで、「所定条件」とは、平滑コンデンサ3の特性変化が計測可能になると見込まれる条件をいう。さらに、「所定条件を満たす基準対応値T」としては、例えば、スイッチ手段4及び制限抵抗2を通じた電池1からの通電回数Nにかかる所定の増加量(例えば、T=1000回)を挙げることができる。この場合は、通電回数Nが所定の基準回数(例えば、T=1000回)増加する毎に、経時容量変化率γの変動率Δγ/Tを算出する。例えば、基準対応値Tを増加通電回数1000回として、通電回数Nが8000回から9000回に至る間に、経時容量変化率γが0.02減少した場合は、変動率Δγ/T=−0.02/1000=−20(ppm/回)となる。   Here, the “predetermined condition” refers to a condition in which the characteristic change of the smoothing capacitor 3 is expected to be measurable. Furthermore, examples of the “standard corresponding value T satisfying the predetermined condition” include a predetermined increase amount (for example, T = 1000 times) applied to the number N of energizations from the battery 1 through the switch unit 4 and the limiting resistor 2. Can do. In this case, every time the energization number N increases by a predetermined reference number (for example, T = 1000 times), the variation rate Δγ / T of the time-dependent capacity change rate γ is calculated. For example, if the reference correspondence value T is 1000 times the increased energization number and the time-dependent capacity change rate γ decreases by 0.02 while the energization number N ranges from 8000 to 9000, the variation rate Δγ / T = −0. .02 / 1000 = −20 (ppm / time).

また、異常検出機能付きインバータ装置21を搭載した自動車にかかる走行距離の所定増加量を、「所定条件を満たす基準対応値T」(例えば、T=10000km)としても良い。この場合は、走行距離が所定値(例えば、T=10000km)増加する毎に、経時容量変化率γの変動率Δγ/Tを算出する。例えば、基準対応値Tを増加走行距離10000kmとして、走行距離が80000kmから90000kmに至る間に、経時容量変化率γが0.02減少した場合は、変動率Δγ/T=−0.02/10000=−2(ppm/km)となる。   In addition, the predetermined increase amount of the travel distance applied to the automobile on which the inverter device 21 with the abnormality detection function is mounted may be “a reference corresponding value T that satisfies a predetermined condition” (for example, T = 10000 km). In this case, every time the travel distance increases by a predetermined value (for example, T = 10000 km), the variation rate Δγ / T of the time-dependent capacity change rate γ is calculated. For example, when the reference correspondence value T is an increased travel distance of 10000 km and the capacity change rate γ decreases by 0.02 while the travel distance is from 80000 km to 90000 km, the change rate Δγ / T = −0.02 / 10000. = -2 (ppm / km).

ステップSBにおいて変動率Δγ/Tを算出した後、ステップSCに進み、この変動率Δγ/Tが所定の基準変動率G(例えば、−30ppm/回、−3ppm/kmなど)を下回っているか否かを判定する。変動率Δγ/Tが基準変動率Gを下回っている(Yes)と判定された場合は、平滑コンデンサ3の劣化異常を検知し、ステップSDに進み、インバータ装置41の異常が近づいている旨の第2異常警報を発する。   After calculating the fluctuation rate Δγ / T in step SB, the process proceeds to step SC, and whether or not the fluctuation rate Δγ / T is below a predetermined reference fluctuation rate G (for example, −30 ppm / time, −3 ppm / km, etc.). Determine whether. When it is determined that the fluctuation rate Δγ / T is lower than the reference fluctuation rate G (Yes), the deterioration abnormality of the smoothing capacitor 3 is detected, the process proceeds to step SD, and the abnormality of the inverter device 41 is approaching. A second abnormality alarm is issued.

ところで、ステップSCにおいて、Δγ/T<Gの関係を満たす(Yes)と判定された場合、経時容量変化率γが正常な範囲(γ1<γ<γ2)であっても、劣化異常により経時容量変化率γが急激に低下しているため、まもなく、経時容量変化率γが正常な範囲から外れる(γ<γ1を満たす)と推定することができる。従って、Δγ/T<Gであると判定された場合には、本実施例1のように、ステップSDにおいて、インバータ装置41の異常が近づいている旨の第2異常警報を発するようにするのが好ましい。このようにすれば、平滑コンデンサ3が異常に至る前に、運転者等に適切な処置(平滑コンデンサの交換など)を促すことができ、制限抵抗2の異常昇温(焼損)を防止することもできる。   By the way, if it is determined in step SC that the relationship of Δγ / T <G is satisfied (Yes), even if the time-dependent capacity change rate γ is in the normal range (γ1 <γ <γ2), the time-dependent capacity is deteriorated due to the deterioration abnormality. Since the rate of change γ rapidly decreases, it can be estimated that the capacity change rate γ with time will be out of the normal range (satisfy γ <γ1). Therefore, when it is determined that Δγ / T <G, the second abnormality alarm that the inverter device 41 is approaching an abnormality is issued in step SD as in the first embodiment. Is preferred. In this way, before the smoothing capacitor 3 becomes abnormal, it is possible to prompt the driver or the like to take appropriate measures (such as replacement of the smoothing capacitor), and to prevent abnormal temperature rise (burnout) of the limiting resistor 2. You can also.

ステップSDにおいて第2異常警報を発した後、ステップSGに進み、通常運転に移行する。具体的には、スイッチ手段4及びメインリレー13を開路することなく(閉路したまま)所定時間通電を継続した後、メインリレー12を閉路(ON)し、しかる後に、スイッチ回路4を開路(OFF)する。これにより、制限抵抗2を介することなく、電池1からインバータ回路5への通電を行うと共に、インバータ回路5による交流電力への変換処理を開始する。   After issuing the second abnormality alarm in step SD, the process proceeds to step SG and shifts to normal operation. Specifically, after energization is continued for a predetermined time without opening the switch means 4 and the main relay 13 (while being closed), the main relay 12 is closed (ON), and then the switch circuit 4 is opened (OFF). ) Thus, the battery 1 is energized from the battery 1 to the inverter circuit 5 without going through the limiting resistor 2, and the inverter circuit 5 starts conversion processing to AC power.

一方、ステップSAにおいて、基準対応値Tが満たされていない(No)と判定された場合は、ステップSEに進み、平滑コンデンサ3の静電容量が寿命静電容量Cxに至る寿命通電回数Nxを算出し、記憶する。具体的には、経時容量変化率γを得たときの抵抗経由通電の通電回数をNh(Nh<Nx)として、下記式(7)を利用して寿命通電回数Nxを算出する。
Nx=Nh{1−(Cx/Co)}/(1−γ)…(7)
On the other hand, if it is determined in step SA that the reference correspondence value T is not satisfied (No), the process proceeds to step SE, and the life energization number Nx at which the capacitance of the smoothing capacitor 3 reaches the life capacitance Cx is determined. Calculate and store. Specifically, the number Nx of lifetime energization is calculated using the following equation (7), where Nh (Nh <Nx) is the number of energizations through the resistance when the capacity change rate γ is obtained.
Nx = Nh {1- (Cx / Co)} / (1-γ) (7)

この式(7)は、抵抗経由通電をNh回行った際の、通電1回あたりの平滑コンデンサ3の経時容量変化(Co−γ・Co)/Nh=Co(1−γ)/Nhと、平滑コンデンサ3の静電容量が寿命静電容量Cxに至るまで通電をNx回行うことができるとした際の、通電1回あたりの平滑コンデンサ3の経時容量変化(Co−Cx)/Nxとが等しいと仮定した下記式(7-1)から得たものである。
Co(1−γ)/Nh=(Co−Cx)/Nx …(7-1)
This equation (7) is expressed as follows: capacitance change with time (Co−γ · Co) / Nh = Co (1−γ) / Nh of the smoothing capacitor 3 when energization via a resistor is performed Nh times, When the energization can be performed Nx times until the capacitance of the smoothing capacitor 3 reaches the lifetime capacitance Cx, the change in capacitance with time (Co-Cx) / Nx of the smoothing capacitor 3 per energization It is obtained from the following formula (7-1) that is assumed to be equal.
Co (1-γ) / Nh = (Co-Cx) / Nx (7-1)

これにより、平滑コンデンサ3の静電容量が寿命静電容量Cxに至る前に、簡易に、寿命通電回数Nxを推定することができる。
また、ステップSCにおいて、Δγ/T<Gの関係を満たさない(No)と判定された場合も、同様にステップSEに進み、上述の処理を行う。
Thereby, before the electrostatic capacitance of the smoothing capacitor 3 reaches the lifetime electrostatic capacitance Cx, the lifetime energization frequency Nx can be easily estimated.
If it is determined in step SC that the relationship Δγ / T <G is not satisfied (No), the process similarly proceeds to step SE and the above-described processing is performed.

次いで、ステップSFに進み、平滑コンデンサ3の静電容量が寿命通電回数Nxに至るまでに可能な通電回数(残寿命通電回数Nr)を推定し、これを表示する。具体的には、ステップSEにおいて算出した寿命通電回数Nxから、通電回数Nhを差し引くことで、残寿命通電回数Nr(=Nx−Nh)を得ることができる。その後、ステップSGに進み、前述のように、通常運転に移行する。
本実施例1では、スイッチ手段4及び制限抵抗2を通じた電池1からの通電を行う毎に、このような処理を繰り返し行う。
Next, the process proceeds to step SF, where the number of energizations (remaining life energization times Nr) that are possible until the capacitance of the smoothing capacitor 3 reaches the life energization times Nx is estimated and displayed. Specifically, the remaining life energization frequency Nr (= Nx−Nh) can be obtained by subtracting the energization frequency Nh from the life energization frequency Nx calculated in step SE. Then, it progresses to step SG and transfers to normal operation as mentioned above.
In the first embodiment, such a process is repeated every time energization from the battery 1 through the switch means 4 and the limiting resistor 2 is performed.

なお、本実施例1では、ステップS5が経時変化率算出手段に相当する。また、ステップS6,S7が異常判定手段に相当する。また、ステップSB,SCが劣化異常検知手段に相当する。また、ステップS8が開路指示手段に相当する。また、ステップSEが、寿命通電回数推定手段に相当する。   In the first embodiment, step S5 corresponds to a temporal change rate calculating means. Steps S6 and S7 correspond to abnormality determination means. Steps SB and SC correspond to deterioration abnormality detecting means. Step S8 corresponds to an opening instruction means. Step SE corresponds to life energization frequency estimation means.

(実施例2)
次に、本発明の実施例2にかかる異常検出機能付きインバータ装置22(異常検出装置16)について、図面を参照しつつ説明する。
本実施例2の異常検出機能付きインバータ装置22は、実施例1の異常検出機能付きインバータ装置21と比較して、ECU(異常検出装置)のみが異なり、その他については同様である。具体的には、実施例1のECU6に代えて、内蔵するプログラムによる処理が異なるECU16を配置した点のみが異なる(図1参照)。従って、ここでは、実施例1と異なる異常判定処理について説明し、その他については説明を割愛する。
なお、図1に示すように、異常検出機能付きインバータ装置22に加えて電池1を備える装置を、電池付属異常検出機能付きインバータ装置32とする。
(Example 2)
Next, an inverter device 22 with abnormality detection function (abnormality detection device 16) according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The inverter device 22 with the abnormality detection function of the second embodiment is different from the inverter device 21 with the abnormality detection function of the first embodiment only in the ECU (abnormality detection device), and the others are the same. Specifically, the only difference is that an ECU 16 having a different process by a built-in program is arranged instead of the ECU 6 of the first embodiment (see FIG. 1). Therefore, here, an abnormality determination process different from that of the first embodiment will be described, and description of the other will be omitted.
In addition, as shown in FIG. 1, let the apparatus provided with the battery 1 in addition to the inverter apparatus 22 with an abnormality detection function be the inverter apparatus 32 with a battery attached abnormality detection function.

ここで、本実施例2の異常検出機能付きインバータ装置22にかかる異常判定処理について、図3を参照して説明する。
まず、ステップT1において、通電回数Nを積算する。次いで、ステップT2に進み、通電回数Nが所定の初期通電回数Nd(例えば、Nd=3)を超えているか否かを判定する。通電回数Nが初期通電回数Ndを超えていない場合は、ステップT3に進み、通電回数Nが初期通電回数Ndに達している(N=Nd)か否かを判定する。
Here, the abnormality determination process according to the inverter device 22 with the abnormality detection function of the second embodiment will be described with reference to FIG.
First, in step T1, the energization count N is integrated. Next, the process proceeds to step T2, and it is determined whether the energization count N exceeds a predetermined initial energization count Nd (for example, Nd = 3). If the energization count N does not exceed the initial energization count Nd, the process proceeds to step T3, and it is determined whether the energization count N has reached the initial energization count Nd (N = Nd).

ステップT3において、通電回数Nが初期通電回数Ndに達していない(No)と判定された場合は、ステップT4に進み、ECU6からの指令によりスイッチ手段4を閉路(ON)すると共に、メインリレー13を閉路(ON)する。なお、メインリレー12は、予め開路(OFF)しておく。これにより、電池1から、制限抵抗2を通じた平滑コンデンサ3及びインバータ回路5への通電が開始され、異常検出機能付きインバータ装置22が起動する。なお、このとき、電池1からは、平滑コンデンサ3及びインバータ回路5に向けて突入電流(抵抗電流Ir)が流れる。   If it is determined in step T3 that the energization number N has not reached the initial energization number Nd (No), the process proceeds to step T4, and the switch means 4 is closed (ON) by a command from the ECU 6, and the main relay 13 Is closed (ON). The main relay 12 is opened (OFF) in advance. As a result, energization from the battery 1 to the smoothing capacitor 3 and the inverter circuit 5 through the limiting resistor 2 is started, and the inverter device 22 with an abnormality detection function is activated. At this time, an inrush current (resistance current Ir) flows from the battery 1 toward the smoothing capacitor 3 and the inverter circuit 5.

その後、ステップTRに進み、通常運転に移行する。具体的には、スイッチ手段4及びメインリレー13を開路することなく(閉路したまま)所定時間通電を継続した後、メインリレー12を閉路(ON)し、しかる後に、スイッチ回路4を開路(OFF)する。これにより、制限抵抗2を介することなく、電池1からインバータ回路5への通電を行うと共に、インバータ回路5による交流電力への変換処理を開始する。   Then, it progresses to step TR and transfers to normal operation. Specifically, after energization is continued for a predetermined time without opening the switch means 4 and the main relay 13 (while being closed), the main relay 12 is closed (ON), and then the switch circuit 4 is opened (OFF). ) Thus, the battery 1 is energized from the battery 1 to the inverter circuit 5 without going through the limiting resistor 2, and the inverter circuit 5 starts conversion processing to AC power.

一方、ステップT3において、通電回数Nが初期通電回数Ndに達している(Yes)と判定された場合は、ステップT5に進み、スイッチ手段4を閉路(ON)すると共に、メインリレー13を閉路(ON)する。さらに、ステップT6において、タイマをスタートさせて、通電開始からの経過時間tを計測する。   On the other hand, if it is determined in step T3 that the energization number N has reached the initial energization number Nd (Yes), the process proceeds to step T5, the switch means 4 is closed (ON), and the main relay 13 is closed ( ON). Furthermore, in step T6, a timer is started and the elapsed time t from the start of energization is measured.

次いで、ステップT7に進み、ECU6において、通電開始からの経過時間tが、予めROM6cに記憶させておいた第2基準時tcに達した(t=tc)か否かを判定する。経過時間tが第2基準時tcに達していない(No)と判定された場合には、ステップT7の判断を繰り返す。なお、本実施例2では、第2基準時tcを、例えば、6msecに設定した。   Next, the process proceeds to step T7, where the ECU 6 determines whether or not the elapsed time t from the start of energization has reached the second reference time tc stored in the ROM 6c in advance (t = tc). If it is determined that the elapsed time t has not reached the second reference time tc (No), the determination in step T7 is repeated. In the second embodiment, the second reference time tc is set to 6 msec, for example.

その後、経過時間tが第2基準時tcに達した(Yes)と判定されると、ステップT8に進み、電源電圧センサ8により、第2基準時tcにおける電源電圧Vbcを計測し、これをECU16のRAM6dに記憶する。さらに、電流センサ7により、第2基準時tcにおける抵抗電流Ircを計測し、これをECU16のRAM6dに記憶する。さらに、コンデンサ電圧センサ9により、第2基準時tcにおけるコンデンサ端子間電圧Vccを計測し、これをECU16のRAM6dに記憶する。   Thereafter, when it is determined that the elapsed time t has reached the second reference time tc (Yes), the process proceeds to step T8, and the power supply voltage sensor 8 measures the power supply voltage Vbc at the second reference time tc. Stored in the RAM 6d. Furthermore, the resistance current Irc at the second reference time tc is measured by the current sensor 7 and stored in the RAM 6d of the ECU 16. Further, the capacitor voltage sensor 9 measures the capacitor terminal voltage Vcc at the second reference time tc and stores it in the RAM 6d of the ECU 16.

次に、ステップT9に進み、ステップT8において計測された、電源電圧Vbc、抵抗電流Irc、及びコンデンサ端子間電圧Vccに基づいて、平滑コンデンサ3の公称容量Ckに対する、初期通電回数Nd回目の第2基準時tcにおける平滑コンデンサ3の静電容量Crcの初期容量率β(=Crc/Ck)を算出する。具体的には、初期容量率βを、下記式(1)を利用して算出する。
β=−tc/[Ck×(Vbc−Vcc)/Irc]×ln[1−(Vcc/Vbc)] …(1)
Next, proceeding to step T9, the second energization number Nd of the initial energization number Nd for the nominal capacity Ck of the smoothing capacitor 3 based on the power supply voltage Vbc, the resistance current Irc, and the capacitor terminal voltage Vcc measured in step T8. The initial capacitance ratio β (= Crc / Ck) of the electrostatic capacity Crc of the smoothing capacitor 3 at the reference time tc is calculated. Specifically, the initial capacity ratio β is calculated using the following formula (1).
β = −tc / [Ck × (Vbc−Vcc) / Irc] × ln [1− (Vcc / Vbc)] (1)

例えば、tc=6(msec)、Ck=4700(μF)、Vbc=400(V)、Vcc=240(V)、Irc=138(A)のとき、式(1)より、
β=−6×10-3/{4700×10-6×(400−240)/138}×ln{1−(240/400)}=1.2となる。
この場合、初期通電回数Nd回目の第2基準時tcにおける平滑コンデンサ3の静電容量Crcは、公称容量Ckよりも20%大きいと判断される。
For example, when tc = 6 (msec), Ck = 4700 (μF), Vbc = 400 (V), Vcc = 240 (V), Irc = 138 (A), from equation (1),
β = −6 × 10 −3 / {4700 × 10 −6 × (400−240) / 138} × ln {1− (240/400)} = 1.2.
In this case, it is determined that the electrostatic capacity Crc of the smoothing capacitor 3 at the second reference time tc of the initial energization number Nd is 20% larger than the nominal capacity Ck.

ところで、式(1)は、現実のコンデンサ端子間電圧Vccと、第2基準時tcでの時定数τc(τc=β・Ck×Rrc=β・Ck×(Vbc−Vcc)/Irc)にしたがって充電された平滑コンデンサ3の端子間電圧Vbc×{1−exp(−tc/τc)}とが等しいと仮定した下記式(1-1)から得たものである。
Vcc=Vbc×{1−exp(−tc/(β・Ck×(Vbc−Vcc)/Irc)}…(1-1)
By the way, the expression (1) is obtained according to the actual capacitor terminal voltage Vcc and the time constant τc at the second reference time tc (τc = β · Ck × Rrc = β · Ck × (Vbc−Vcc) / Irc). It is obtained from the following formula (1-1) that assumes that the terminal voltage Vbc × {1-exp (−tc / τc)} of the charged smoothing capacitor 3 is equal.
Vcc = Vbc × {1-exp (−tc / (β · Ck × (Vbc−Vcc) / Irc)}} (1-1)

ここで、電源電圧Vbc、抵抗電流Irc、及びコンデンサ端子間電圧Vccは、いずれも、第2基準時tcにかかる制限抵抗2の抵抗値Rrcに対応した値(Rrc=(Vbc−Vcc)/Irc)である。従って、式(1)により初期容量率βを算出することで、制限抵抗2の温度変化に伴う制限抵抗2の抵抗値Rrの変動が考慮された、信頼性の高い初期容量率βを、適切に得ることができる。   Here, the power supply voltage Vbc, the resistance current Irc, and the capacitor terminal voltage Vcc are all values (Rrc = (Vbc−Vcc) / Irc) corresponding to the resistance value Rrc of the limiting resistor 2 applied at the second reference time tc. ). Therefore, by calculating the initial capacitance ratio β using the equation (1), a highly reliable initial capacitance ratio β that takes into account the variation of the resistance value Rr of the limiting resistor 2 due to the temperature change of the limiting resistor 2 is appropriately obtained. Can get to.

その後、ステップTRに進み、前述のように、通常運転に移行する。
その後、改めて、抵抗経由通電を行う場合も、前述のように、ステップT1,T2の順に処理を行い、ステップT2において、通電回数Nが初期通電回数Ndを超えている(Yes)と判定された場合は、ステップTAに進み、ECU16からの指令によりスイッチ手段4を閉路(ON)すると共に、メインリレー13を閉路(ON)する。さらに、ステップTBにおいて、タイマをスタートさせて、通電開始からの経過時間tを計測する。その後、実施例1のステップS3,S4と同様に、ステップTC,TDの処理を行い、第1基準時tbにおける電源電圧Vbb、抵抗電流Irb、及びコンデンサ端子間電圧Vcbを計測し、これらをECU16のRAM6dに記憶する。
Then, it progresses to step TR and transfers to a normal driving | operation as mentioned above.
Thereafter, when energization via resistance is performed again, as described above, the processing is performed in the order of steps T1 and T2, and in step T2, it is determined that the energization count N exceeds the initial energization count Nd (Yes). In this case, the process proceeds to step TA, and the switch means 4 is closed (ON) and the main relay 13 is closed (ON) according to a command from the ECU 16. Further, in step TB, a timer is started and the elapsed time t from the start of energization is measured. Thereafter, similarly to steps S3 and S4 of the first embodiment, the processes of steps TC and TD are performed, and the power supply voltage Vbb, the resistance current Irb, and the voltage Vcb between the capacitor terminals at the first reference time tb are measured. Stored in the RAM 6d.

次に、ステップTEに進み、ステップTDにおいて計測された、電源電圧Vbb、抵抗電流Irb、及びコンデンサ端子間電圧Vcbに基づいて、平滑コンデンサ3の初期の基準静電容量Coに対する第1基準時tbの静電容量Crbの経時容量変化率γ(=Crb/Co)を算出し、これをECU6のRAM6dに記憶する。具体的には、下記式(4)を利用して、第1基準時tbにおける経時容量変化率γを算出する。
γ=−tb/[Co×(Vbb−Vcb)/Irb]×ln[1−(Vcb/Vbb)] …(4)
Next, the process proceeds to step TE, and the first reference time tb with respect to the initial reference capacitance Co of the smoothing capacitor 3 based on the power supply voltage Vbb, the resistance current Irb, and the capacitor terminal voltage Vcb measured in step TD. The change rate γ (= Crb / Co) of the capacitance Crb with time is calculated and stored in the RAM 6d of the ECU 6. Specifically, the time-dependent capacity change rate γ at the first reference time tb is calculated using the following formula (4).
γ = −tb / [Co × (Vbb−Vcb) / Irb] × ln [1− (Vcb / Vbb)] (4)

ところで、実際に使用される平滑コンデンサ3は、使用当初の静電容量でも、公称容量Ckに対し、−20%〜+20%程度の範囲でバラツキが生じていることがある。このため、公称容量Ckを基準として経時容量変化率γを算出した場合、この経時容量変化率γが、現実の経時容量変化率から大きく外れた値となる虞がある。   By the way, the smoothing capacitor 3 actually used may vary in a range of about −20% to + 20% with respect to the nominal capacitance Ck even in the initial capacitance. For this reason, when the time-dependent capacity change rate γ is calculated using the nominal capacity Ck as a reference, the time-dependent capacity change rate γ may be a value greatly deviating from the actual time-dependent capacity change rate.

これに対し、本実施例2では、先のステップT9で求めておいた、公称容量Ckに対する使用当初の静電容量Crcの比率(初期容量率β)を用いて、ステップTEにおいて、経時容量変化率γを算出する。具体的には、平滑コンデンサ3の基準静電容量Coとして、公称容量Ckに初期容量率β(=Crc/Ck)を乗じた補正公称容量β・Ckを用いて、経時容量変化率γを算出する。これにより、本実施例2では、信頼性の高い経時容量変化率γを、適切に得ることができる。従って、この経時容量変化率γに基づいて、後述の異常判定(ステップTF,TGなど)を行うことで、インバータ装置41の異常を精度良く検出することができる。   On the other hand, in Example 2, using the ratio (initial capacity ratio β) of the initial capacitance Crc to the nominal capacitance Ck obtained in the previous step T9, the time-dependent capacitance change in step TE. The rate γ is calculated. Specifically, the capacitance change rate γ over time is calculated using the corrected nominal capacitance β · Ck obtained by multiplying the nominal capacitance Ck by the initial capacitance ratio β (= Crc / Ck) as the reference capacitance Co of the smoothing capacitor 3. To do. Thereby, in the present Example 2, the highly reliable time-dependent capacity | capacitance change rate (gamma) can be obtained appropriately. Therefore, the abnormality of the inverter device 41 can be accurately detected by performing an abnormality determination (steps TF, TG, etc.) described later based on the capacity change rate γ over time.

例えば、tb=6(msec)、Co=Ck=4700(μF)、Vbb=400(V)、Vcb=336(V)、Irb=55(A)のとき、平滑コンデンサ3の公称容量Ckに対する初期の静電容量Crcのバラツキ(初期容量率β=1.2)を考慮して、式(4)より経時容量変化率γを算出すると、
γ=−6×10-3/{1.2×4700×10-6×(400−336)/55}×ln{1−(336/400)}=0.50となる。
この場合、平滑コンデンサ3の静電容量Crbは、初期の基準静電容量Co(=β・Ck)に対し、50%低下していると判断される。
For example, when tb = 6 (msec), Co = Ck = 4700 (μF), Vbb = 400 (V), Vcb = 336 (V), Irb = 55 (A), the initial value relative to the nominal capacity Ck of the smoothing capacitor 3 In consideration of the variation of the electrostatic capacity Crc (initial capacity ratio β = 1.2), the time-dependent capacity change rate γ is calculated from the equation (4).
γ = −6 × 10 −3 /{1.2×4700×10 −6 × (400-336) / 55} × ln {1− (336/400)} = 0.50.
In this case, it is determined that the capacitance Crb of the smoothing capacitor 3 is reduced by 50% with respect to the initial reference capacitance Co (= β · Ck).

なお、平滑コンデンサ3の公称容量Ckに対する初期静電容量Crcのバラツキ(初期容量率β=1.2)を考慮することなく、式(4)より経時容量変化率γを算出すると、
γ=−6×10-3/{4700×10-6×(400−336)/55}×ln{1−(336/400)}=0.60となる。
この場合、平滑コンデンサ3の静電容量Crbは、初期の基準静電容量Co(=Ck)に対し、40%低下していると判断される。すなわち、初期容量率βを考慮して経時容量変化率γを算出する場合に比べて、10%の誤差が生じてしまうことがわかる。
In addition, without considering the variation of the initial capacitance Crc (the initial capacitance ratio β = 1.2) with respect to the nominal capacitance Ck of the smoothing capacitor 3, the time-dependent capacitance change rate γ is calculated from the equation (4).
γ = −6 × 10 −3 / {4700 × 10 −6 × (400-336) / 55} × ln {1- (336/400)} = 0.60.
In this case, it is determined that the capacitance Crb of the smoothing capacitor 3 is reduced by 40% with respect to the initial reference capacitance Co (= Ck). That is, it can be seen that an error of 10% occurs as compared with the case where the capacity change rate γ with time is calculated in consideration of the initial capacity rate β.

その後、実施例1のステップS6〜SGと同様に、ステップTF〜TRの処理を行う。なお、本実施例2では、前述のように、ステップTEにおいて、平滑コンデンサ3の基準静電容量Coとして、公称容量Ckに初期容量率β(=Crc/Ck)を乗じた補正公称容量β・Ckを用いて、経時容量変化率γを算出している。従って、この経時容量変化率γに基づいて、ステップTF,TGにおけるインバータ装置41の異常判定、ステップTMにおける平滑コンデンサ3の劣化異常検知、及び、ステップTPにおける寿命通電回数Nxの推定を行うことで、これらの処理を精度良く行うことができる。   Thereafter, similarly to Steps S6 to SG of Example 1, the processes of Steps TF to TR are performed. In the second embodiment, as described above, in step TE, the nominal capacitance Ck is multiplied by the initial capacitance ratio β (= Crc / Ck) as the reference capacitance Co of the smoothing capacitor 3. Using Ck, the capacity change rate γ with time is calculated. Therefore, based on the capacity change rate γ over time, the abnormality determination of the inverter device 41 in steps TF and TG, the deterioration abnormality detection of the smoothing capacitor 3 in step TM, and the life energization count Nx in step TP are estimated. These processes can be performed with high accuracy.

なお、本実施例2では、ステップT9が初期容量率算出手段に相当する。また、ステップTEが経時変化率算出手段に相当する。また、ステップTF,TGが異常判定手段に相当する。また、ステップTL,TMが劣化異常検知手段に相当する。また、ステップTHが開路指示手段に相当する。また、ステップTPが、寿命通電回数推定手段に相当する。   In the second embodiment, step T9 corresponds to the initial capacity ratio calculating means. Step TE corresponds to a temporal change rate calculation means. Steps TF and TG correspond to abnormality determination means. Steps TL and TM correspond to deterioration abnormality detecting means. Step TH corresponds to an opening instruction means. Step TP corresponds to life energization frequency estimation means.

(実施例3)
次に、本発明の実施例3にかかる異常検出機能付きインバータ装置23(異常検出装置26)について、図面を参照しつつ説明する。
本実施例3の異常検出機能付きインバータ装置23は、図4に示すように、実施例2の異常検出機能付きインバータ装置22と比較して、ECU(異常検出装置)が異なる点と、電源電圧センサ8を設けていない点が異なり、その他については同様である。具体的には、実施例2のECU16に代えて、内蔵するプログラムによる処理が異なるECU26を配置している(図4参照)。
なお、図4に示すように、異常検出機能付きインバータ装置23に加えて電池1を備える装置を、電池付属異常検出機能付きインバータ装置33とする。
(Example 3)
Next, an inverter device 23 with abnormality detection function (abnormality detection device 26) according to Example 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 4, the inverter device 23 with abnormality detection function of the third embodiment is different from the inverter device 22 with abnormality detection function of the second embodiment in that the ECU (abnormality detection device) is different from the power supply voltage. The difference is that the sensor 8 is not provided, and the other points are the same. Specifically, instead of the ECU 16 of the second embodiment, an ECU 26 having a different process by a built-in program is arranged (see FIG. 4).
In addition, as shown in FIG. 4, let the apparatus provided with the battery 1 in addition to the inverter apparatus 23 with an abnormality detection function be the inverter apparatus 33 with a battery attached abnormality detection function.

次に、本実施例3の異常検出機能付きインバータ装置23にかかる異常判定処理について、図5を参照して説明する。本実施例3の異常判定処理は、実施例2の異常判定処理と比較して、初期容量率β及び経時容量変化率γの算出方法が異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例2の異常判定処理と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。   Next, the abnormality determination process according to the inverter device 23 with the abnormality detection function of the third embodiment will be described with reference to FIG. The abnormality determination process according to the third embodiment is different from the abnormality determination process according to the second embodiment in the calculation method of the initial capacity rate β and the time-dependent capacity change rate γ, and the others are the same. Therefore, here, the description will focus on the differences from the abnormality determination process of the second embodiment, and the description of similar points will be omitted or simplified.

まず、ステップU1において、通電回数Nを積算する。次いで、ステップU2に進み、通電回数Nが所定の初期通電回数Nd(例えば、Nd=3)を超えているか否かを判定する。通電回数Nが初期通電回数Ndを超えていない場合は、ステップU3に進み、通電回数Nが初期通電回数Ndに達している(N=Nd)か否かを判定する。   First, in step U1, the number N of energizations is integrated. Next, the process proceeds to step U2, and it is determined whether the energization count N exceeds a predetermined initial energization count Nd (for example, Nd = 3). If the energization count N does not exceed the initial energization count Nd, the process proceeds to step U3, where it is determined whether the energization count N has reached the initial energization count Nd (N = Nd).

ステップU3において、通電回数Nが初期通電回数Ndに達していない(No)と判定された場合は、ステップU4に進み、ECU6からの指令によりスイッチ手段4を閉路(ON)すると共に、メインリレー13を閉路(ON)する。なお、メインリレー12は、予め開路(OFF)しておく。これにより、電池1から、制限抵抗2を通じた平滑コンデンサ3及びインバータ回路5への通電が開始され、異常検出機能付きインバータ装置23が起動する。   If it is determined in step U3 that the energization number N has not reached the initial energization number Nd (No), the process proceeds to step U4, and the switch means 4 is closed (ON) in response to a command from the ECU 6, and the main relay 13 Is closed (ON). The main relay 12 is opened (OFF) in advance. As a result, energization from the battery 1 to the smoothing capacitor 3 and the inverter circuit 5 through the limiting resistor 2 is started, and the inverter device 23 with an abnormality detection function is activated.

その後、ステップUTに進み、通常運転に移行する。具体的には、スイッチ手段4及びメインリレー13を開路することなく(閉路したまま)所定時間通電を継続した後、メインリレー12を閉路(ON)し、しかる後に、スイッチ回路4を開路(OFF)する。これにより、制限抵抗2を介することなく、電池1からインバータ回路5への通電を行うと共に、インバータ回路5による交流電力への変換処理を開始する。   Then, it progresses to step UT and transfers to normal operation. Specifically, after energization is continued for a predetermined time without opening the switch means 4 and the main relay 13 (while being closed), the main relay 12 is closed (ON), and then the switch circuit 4 is opened (OFF). ) Thus, the battery 1 is energized from the battery 1 to the inverter circuit 5 without going through the limiting resistor 2, and the inverter circuit 5 starts conversion processing to AC power.

一方、ステップU3において、通電回数Nが初期通電回数Ndに達している(Yes)と判定された場合は、ステップU5に進み、スイッチ手段4を閉路(ON)すると共に、メインリレー13を閉路(ON)する。さらに、ステップU6において、タイマをスタートさせて、通電開始からの経過時間tを計測する。   On the other hand, if it is determined in step U3 that the energization count N has reached the initial energization count Nd (Yes), the flow proceeds to step U5, the switch means 4 is closed (ON), and the main relay 13 is closed ( ON). Furthermore, in step U6, a timer is started and the elapsed time t from the start of energization is measured.

次いで、ステップU7に進み、所定時間毎に、電流センサ7により抵抗電流Irを計測すると共に、計測した抵抗電流Irを逐次ECU6のRAM6dに記憶させる。次いで、ステップU8に進み、ECU6において、通電開始からの経過時間tが、予めROM6cに記憶させておいた第2基準時tcに達した(t=tc)か否かを判定する。経過時間tが第2基準時tcに達していない(No)と判定された場合には、ステップT7の判断を繰り返す。なお、経過時間tが第2基準時tcに達するまでの間、所定時間毎に、電流センサ7により抵抗電流Irを計測し続ける。   Next, the process proceeds to step U7, and the resistance current Ir is measured by the current sensor 7 every predetermined time, and the measured resistance current Ir is sequentially stored in the RAM 6d of the ECU 6. Next, the process proceeds to step U8, where the ECU 6 determines whether the elapsed time t from the start of energization has reached the second reference time tc stored in the ROM 6c in advance (t = tc). If it is determined that the elapsed time t has not reached the second reference time tc (No), the determination in step T7 is repeated. In addition, until the elapsed time t reaches the second reference time tc, the resistance current Ir is continuously measured by the current sensor 7 every predetermined time.

その後、経過時間tが第2基準時tcに達した(Yes)と判定されると、ステップU9に進み、コンデンサ電圧センサ9により、第2基準時tcにおけるコンデンサ端子間電圧Vccを計測し、これをECU6のRAM6dに記憶する。
さらに、通電開始から第2基準時tcに至るまでに流れた抵抗電流Irの積分値を、下記式(2)を利用して算出する。具体的には、第2基準時tcに至るまでに所定時間毎に計測した抵抗電流Irに基づいて、下記式(2)を利用して抵抗電流Irの積分値を求める。

Figure 2008228370
Thereafter, when it is determined that the elapsed time t has reached the second reference time tc (Yes), the process proceeds to step U9, where the capacitor voltage sensor 9 measures the capacitor terminal voltage Vcc at the second reference time tc. Is stored in the RAM 6d of the ECU 6.
Furthermore, the integral value of the resistance current Ir that flows from the start of energization to the second reference time tc is calculated using the following equation (2). Specifically, based on the resistance current Ir measured every predetermined time until reaching the second reference time tc, an integrated value of the resistance current Ir is obtained using the following formula (2).

Figure 2008228370

次に、ステップUAに進み、先のステップU9で得た、抵抗電流Irの積分値(式(2)参照)、及び、コンデンサ端子間電圧Vccに基づいて、下記式(3)により初期容量率βを算出し、これをECU6のRAM6dに記憶する。
この式(3)は、通電開始から第2基準時tcに至るまでの抵抗電流Irの積分値(式(2)参照)と、通電開始から第2基準時tcに至るまでに平滑コンデンサ3に充電された電荷量Qc=β・Ck×Vccとが等しいと仮定した下記式(3-1)から得たものである。

Figure 2008228370
Figure 2008228370
Next, the process proceeds to step UA, where the initial capacity ratio is calculated by the following equation (3) based on the integrated value of the resistance current Ir (see equation (2)) and the capacitor terminal voltage Vcc obtained in step U9. β is calculated and stored in the RAM 6d of the ECU 6.
This equation (3) indicates the integral value of the resistance current Ir from the start of energization to the second reference time tc (see equation (2)) and the smoothing capacitor 3 from the start of energization to the second reference time tc. This is obtained from the following equation (3-1), assuming that the charged amount of charge Qc = β · Ck × Vcc is equal.

Figure 2008228370
Figure 2008228370

ここで、抵抗電流Irの積分値(式(2)参照)及びコンデンサ端子間電圧Vccは、いずれも、通電開始から第2基準時tcに至るまでに、温度変化に伴って変動する制限抵抗の抵抗値に対応した値である。従って、式(3)により初期容量率βを算出することで、制限抵抗2の温度変化に伴う制限抵抗2の抵抗値の変動が考慮された、信頼性の高い初期容量率βを、適切に得ることができる。   Here, the integral value of the resistance current Ir (refer to the equation (2)) and the voltage Vcc between the capacitor terminals are both limited resistances that vary with the temperature change from the start of energization to the second reference time tc. The value corresponds to the resistance value. Therefore, by calculating the initial capacitance ratio β by the equation (3), a highly reliable initial capacitance ratio β that takes into account the variation of the resistance value of the limiting resistor 2 due to the temperature change of the limiting resistor 2 is appropriately obtained. Obtainable.

その後、ステップUTに進み、前述のように、通常運転に移行する。
その後、改めて、抵抗経由通電を行う場合も、前述のように、ステップU1,U2の順に処理を行い、ステップU2において、通電回数Nが初期通電回数Ndを超えている(Yes)と判定された場合は、ステップUBに進み、ECU6からの指令によりスイッチ手段4を閉路(ON)すると共に、メインリレー13を閉路(ON)する。さらに、ステップUCにおいて、タイマをスタートさせて、通電開始からの経過時間tを計測する。
Thereafter, the process proceeds to Step UT, and the normal operation is performed as described above.
After that, also when energization via resistance is performed again, as described above, the processing is performed in the order of steps U1 and U2, and it is determined in step U2 that the energization count N exceeds the initial energization count Nd (Yes). In this case, the process proceeds to step UB, where the switch means 4 is closed (ON) and the main relay 13 is closed (ON) according to a command from the ECU 6. Further, in step UC, a timer is started and the elapsed time t from the start of energization is measured.

その後、ステップU7と同様に、所定時間毎に、電流センサ7により抵抗電流Irを計測すると共に、計測した抵抗電流Irを逐次ECU6のRAM6dに記憶させる。次いで、ステップUEに進み、ECU6において、通電開始からの経過時間tが、予めROM6cに記憶させておいた第1基準時tbに達した(t=tb)か否かを判定する。経過時間tが第1基準時tbに達していない(No)と判定された場合には、ステップUEの判断を繰り返す。なお、経過時間tが第1基準時tbに達するまでの間、所定時間毎に、電流センサ7により抵抗電流Irを計測し続ける。   Thereafter, similarly to step U7, the resistance current Ir is measured by the current sensor 7 every predetermined time, and the measured resistance current Ir is sequentially stored in the RAM 6d of the ECU 6. Next, the process proceeds to step UE, where the ECU 6 determines whether or not the elapsed time t from the start of energization has reached the first reference time tb stored in the ROM 6c in advance (t = tb). If it is determined that the elapsed time t has not reached the first reference time tb (No), the determination in step UE is repeated. In addition, until the elapsed time t reaches the first reference time tb, the resistance current Ir is continuously measured by the current sensor 7 every predetermined time.

その後、通電回数Ng回目の抵抗経由通電において、経過時間tが第1基準時tbに達した(Yes)と判定されると、ステップUFに進み、コンデンサ電圧センサ9により、第1基準時tbにおけるコンデンサ端子間電圧Vcbを計測し、これをECU6のRAM6dに記憶する。なお、本実施例3では、通電回数Ngを、初期通電回数Ndより大きな全ての通電回数としている。   Thereafter, when it is determined that the elapsed time t has reached the first reference time tb (Yes) in the Ng-th resistance energization, the process proceeds to step UF, and the capacitor voltage sensor 9 causes the first reference time tb to be reached. The capacitor terminal voltage Vcb is measured and stored in the RAM 6d of the ECU 6. In the third embodiment, the energization count Ng is set to all energization counts greater than the initial energization count Nd.

さらに、通電開始から第1基準時tbに至るまでに流れた抵抗電流Irの積分値を、下記式(5)を利用して算出する。具体的には、第1基準時tbに至るまでに所定時間毎に計測した抵抗電流Irに基づいて、下記式(5)を利用して抵抗電流Irの積分値を求める。

Figure 2008228370
Furthermore, the integral value of the resistance current Ir that flows from the start of energization to the first reference time tb is calculated using the following equation (5). Specifically, based on the resistance current Ir measured every predetermined time until reaching the first reference time tb, an integrated value of the resistance current Ir is obtained using the following formula (5).

Figure 2008228370

次に、ステップUGに進み、先のステップUFで得た、抵抗電流Irの積分値(式(5)参照)、及び、コンデンサ端子間電圧Vcbに基づいて、下記式(6)により経時容量変化率γを算出し、これをECU6のRAM6dに記憶する。この式(6)は、通電開始から第1基準時tbに至るまでの抵抗電流Irの積分値(式(5)参照)と、通電開始から第1基準時tbに至るまでに平滑コンデンサ3に充電された電荷量Qb=γ・Co×Vcbとが等しいと仮定した下記式(6-1)から得たものである。

Figure 2008228370
Figure 2008228370
Next, the process proceeds to step UG, and the capacity change with time is obtained by the following equation (6) based on the integrated value of the resistance current Ir (see equation (5)) and the capacitor terminal voltage Vcb obtained in the previous step UF. The rate γ is calculated and stored in the RAM 6d of the ECU 6. This equation (6) indicates the integral value of the resistance current Ir from the start of energization to the first reference time tb (see equation (5)) and the smoothing capacitor 3 from the start of energization to the first reference time tb. This is obtained from the following equation (6-1), assuming that the charged charge amount Qb = γ · Co × Vcb is equal.

Figure 2008228370
Figure 2008228370

なお、本実施例3でも、実施例2と同様に、平滑コンデンサ3の基準静電容量Coとして、公称容量Ckに初期容量率βを乗じた補正公称容量β・Ckを用いて、経時容量変化率γを算出する。このため、公称容量Ckをそのまま基準静電容量Coとして用いる場合に比べて、信頼性の高い経時容量変化率γを得ることができる。従って、後述するように、このような経時容量変化率γ基づいて異常判定処理(ステップUH,UL)等をすることで、インバータ装置42の異常を精度良く検出することができる。   In the third embodiment, as in the second embodiment, as the reference capacitance Co of the smoothing capacitor 3, the capacitance change with time using the corrected nominal capacitance β · Ck obtained by multiplying the nominal capacitance Ck by the initial capacitance ratio β. The rate γ is calculated. For this reason, a time-dependent capacity change rate γ can be obtained with higher reliability than when the nominal capacitance Ck is used as it is as the reference capacitance Co. Therefore, as will be described later, by performing abnormality determination processing (steps UH, UL) based on such a capacity change rate γ with time, abnormality of the inverter device 42 can be detected with high accuracy.

また、抵抗電流Irの積分値(式(5)参照)及びコンデンサ端子間電圧Vcbは、いずれも、通電開始から第1基準時tbに至るまでに、温度変化に伴って変動する制限抵抗2の抵抗値Rrに対応した値である。従って、式(6)により経時容量変化率γを算出することで、制限抵抗2の温度変化に伴う制限抵抗2の抵抗値Rrの変動が考慮された、信頼性の高い経時容量変化率γを、適切に得ることができる。   In addition, the integrated value of the resistance current Ir (see equation (5)) and the voltage Vcb between the capacitor terminals are both of the limiting resistor 2 that varies with the temperature change from the start of energization to the first reference time tb. This is a value corresponding to the resistance value Rr. Therefore, by calculating the time-dependent capacity change rate γ using the equation (6), a highly reliable time-dependent capacity change rate γ that takes into account the variation of the resistance value Rr of the limiting resistor 2 due to the temperature change of the limiting resistor 2 is obtained. Can be obtained properly.

その後、実施例2のステップTF〜TRと同様に、ステップUH〜UTの処理を行う。本実施例3では、実施例2と同様に、ステップUGにおいて、平滑コンデンサ3の基準静電容量Coとして、公称容量Ckに初期容量率β(=Crc/Ck)を乗じた補正公称容量β・Ckを用いて、経時容量変化率γを算出している。従って、この経時容量変化率γに基づいて、ステップUH,ULにおけるインバータ装置42の異常判定、ステップUPにおける平滑コンデンサ3の劣化異常検知、及び、ステップURにおける寿命通電回数Nxの推定を行うことで、これらの処理を精度良く行うことができる。   Thereafter, similarly to steps TF to TR of the second embodiment, the processes of steps UH to UT are performed. In the third embodiment, as in the second embodiment, in step UG, the nominal capacitance Ck is multiplied by the initial capacitance ratio β (= Crc / Ck) as the reference capacitance Co of the smoothing capacitor 3. Using Ck, the capacity change rate γ with time is calculated. Therefore, based on this time-dependent capacity change rate γ, abnormality determination of the inverter device 42 in steps UH and UL, detection of deterioration abnormality of the smoothing capacitor 3 in step UP, and estimation of the number Nx of life energization in step UR are performed. These processes can be performed with high accuracy.

なお、本実施例3では、ステップUAが初期容量率算出手段に相当する。また、ステップUGが経時変化率算出手段に相当する。また、ステップUH,ULが異常判定手段に相当する。また、ステップUN,UPが劣化異常検知手段に相当する。また、ステップUJが開路指示手段に相当する。また、ステップURが、寿命通電回数推定手段に相当する。   In the third embodiment, step UA corresponds to the initial capacity ratio calculating means. Step UG corresponds to a temporal change rate calculation means. Steps UH and UL correspond to abnormality determination means. Steps UN and UP correspond to deterioration abnormality detection means. Step UJ corresponds to an opening instruction means. Step UR corresponds to life energization frequency estimation means.

以上において、本発明を実施例1〜3に即して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施例1等では、直流電源として、ニッケル水素蓄電池を用いたが、リチウムイオン二次電池など他の電池を用いても良い。
In the above, the present invention has been described with reference to the first to third embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it can be applied as appropriate without departing from the scope of the present invention. Nor.
For example, in Example 1 or the like, a nickel metal hydride storage battery is used as the DC power supply, but other batteries such as a lithium ion secondary battery may be used.

実施例1,2にかかる異常検出機能付きインバータ装置21,22の構成図である。It is a block diagram of the inverter apparatuses 21 and 22 with an abnormality detection function concerning Example 1,2. 実施例1にかかる異常判定処理の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a flow of abnormality determination processing according to the first embodiment. 実施例2にかかる異常判定処理の流れを示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating a flow of abnormality determination processing according to the second embodiment. 実施例3にかかる異常検出機能付きインバータ装置23の構成図である。It is a block diagram of the inverter apparatus 23 with an abnormality detection function concerning Example 3. FIG. 実施例3にかかる異常判定処理の流れを示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating a flow of abnormality determination processing according to the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 電池(直流電源)
2 制限抵抗
3 平滑コンデンサ
4 スイッチ手段
5 インバータ回路
6,16,26 ECU(異常検出装置)
7 電流センサ
8 電源電圧センサ
9 コンデンサ電圧センサ
21,22,23 異常検出機能付きインバータ装置
31,32,33 電池付属異常検出機能付きインバータ装置
41,42 インバータ装置
1 Battery (DC power supply)
2 Limiting resistor 3 Smoothing capacitor 4 Switch means 5 Inverter circuits 6, 16, 26 ECU (abnormality detection device)
7 Current sensor 8 Power supply voltage sensor 9 Capacitor voltage sensor 21, 22, 23 Inverter devices 31, 32, 33 with abnormality detection function Inverter devices 41, 42 with battery attached abnormality detection function Inverter device

Claims (23)

インバータ回路と、
上記インバータ回路よりも直流電源側に配置され、このインバータ回路と並列に接続されてなる平滑コンデンサと、
上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサと直列に接続され、上記直流電源から上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサへの突入電流を制限する制限抵抗と、
上記制限抵抗を流れる抵抗電流を断続するスイッチ手段と、
を備えるインバータ装置であって、
上記抵抗電流の大きさを計測する電流センサと、
上記平滑コンデンサのコンデンサ端子間電圧の大きさを計測するコンデンサ電圧センサと、
上記スイッチ手段及び上記制限抵抗を通じた上記直流電源からの抵抗経由通電における、通電開始から所定の第1基準時間が経過した第1基準時tbに、上記電流センサで計測された上記抵抗電流の大きさ及び上記コンデンサ電圧センサで計測されたコンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの初期の基準静電容量Coに対する上記第1基準時tbの静電容量Crbの経時容量変化率γ(=Crb/Co)を算出する経時変化率算出手段と、
上記経時容量変化率γに基づき、上記インバータ装置に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段と、を備える
異常検出機能付きインバータ装置。
An inverter circuit;
A smoothing capacitor that is disposed on the DC power supply side of the inverter circuit and connected in parallel with the inverter circuit,
A limiting resistor connected in series with the inverter circuit and the smoothing capacitor, and limiting an inrush current from the DC power source to the inverter circuit and the smoothing capacitor;
Switch means for interrupting the resistance current flowing through the limiting resistor;
An inverter device comprising:
A current sensor for measuring the magnitude of the resistance current;
A capacitor voltage sensor for measuring the magnitude of the voltage across the capacitor terminals of the smoothing capacitor;
The magnitude of the resistance current measured by the current sensor at a first reference time tb when a predetermined first reference time has elapsed from the start of energization in the energization via the resistance from the DC power source through the switch means and the limiting resistor. And the capacitance change rate γ with time of the capacitance Crb at the first reference time tb with respect to the initial reference capacitance Co of the smoothing capacitor based on the magnitude of the voltage across the capacitor terminals measured by the capacitor voltage sensor. A rate of change with time for calculating (= Crb / Co);
An inverter device with an abnormality detection function, comprising: an abnormality determination unit that determines whether an abnormality has occurred in the inverter device based on the time-dependent capacity change rate γ.
請求項1に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記異常判定手段は、
前記経時容量変化率γが、所定の第1基準値γ1を下回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する
異常検出機能付きインバータ装置。
The inverter device with an abnormality detection function according to claim 1,
The abnormality determining means includes
An inverter device with an abnormality detection function that determines that the inverter device is abnormal when the time-dependent capacity change rate γ falls below a predetermined first reference value γ1.
請求項1または請求項2に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記異常判定手段は、
前記経時容量変化率γが、所定の第2基準値γ2を上回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する
異常検出機能付きインバータ装置。
An inverter device with an abnormality detection function according to claim 1 or claim 2,
The abnormality determining means includes
An inverter device with an abnormality detection function that determines that the inverter device is abnormal when the time-dependent capacity change rate γ exceeds a predetermined second reference value γ2.
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記異常判定手段において前記インバータ装置に異常が生じていると判定されたとき、前記スイッチ手段を開路させる開路指示手段を備える
異常検出機能付きインバータ装置。
An inverter device with an abnormality detection function according to any one of claims 1 to 3,
An inverter device with an abnormality detection function, comprising: an opening instruction means for opening the switch means when the abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the inverter device.
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記平滑コンデンサの公称容量がCkであり、
前記抵抗経由通電の通電回数Nが、所定の初期通電回数Ndである通電時において、上記抵抗経由通電における通電開始から所定の第2基準時間が経過した第2基準時tcに計測された前記抵抗電流の大きさ及び前記コンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの上記公称容量Ckに対する、上記初期通電回数Nd回目の上記第2基準時tcにおける上記平滑コンデンサの静電容量Crcの初期容量率β(=Crc/Ck)を算出する初期容量率算出手段を備え、
前記経時変化率算出手段は、
上記平滑コンデンサの前記基準静電容量Coとして、上記公称容量Ckに上記初期容量率βを乗じた補正公称容量β・Ckを用いる
異常検出機能付きインバータ装置。
An inverter device with an abnormality detection function according to any one of claims 1 to 4,
The nominal capacity of the smoothing capacitor is Ck;
The resistance measured at a second reference time tc when a predetermined second reference time has elapsed from the start of energization via the resistance when the energization frequency N of the energization via the resistance is a predetermined initial energization frequency Nd. Based on the magnitude of the current and the voltage between the capacitor terminals, the capacitance Crc of the smoothing capacitor at the second reference time tc of the initial energization number Nd with respect to the nominal capacity Ck of the smoothing capacitor. An initial capacity ratio calculating means for calculating an initial capacity ratio β (= Crc / Ck);
The rate of change with time calculation means
An inverter device with an abnormality detection function using a corrected nominal capacitance β · Ck obtained by multiplying the nominal capacitance Ck by the initial capacitance ratio β as the reference capacitance Co of the smoothing capacitor.
請求項5に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備え、
前記初期容量率算出手段は、
前記第2基準時tcに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをVbc、前記抵抗電流の大きさをIrc、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVccとしたとき、
前記初期容量率βを、下記式(1)を利用して取得する
異常検出機能付きインバータ装置。

β=−tc/[Ck×(Vbc−Vcc)/Irc]×ln[1−(Vcc/Vbc)] …(1)
An inverter device with an abnormality detection function according to claim 5,
A power supply voltage sensor for measuring the power supply voltage on the DC power supply side from the limiting resistor,
The initial capacity ratio calculating means includes:
When the magnitude of the power supply voltage measured by the power supply voltage sensor at the second reference time tc is Vbc, the magnitude of the resistance current is Irc, and the magnitude of the voltage between the capacitor terminals is Vcc,
An inverter device with an abnormality detection function that acquires the initial capacity ratio β using the following formula (1).

β = −tc / [Ck × (Vbc−Vcc) / Irc] × ln [1− (Vcc / Vbc)] (1)
請求項5に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記初期容量率算出手段は、
前記初期通電回数Nd回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第2基準時tcに至るまでに流れた前記抵抗電流Irの積分値を下記式(2)とし、
上記第2基準時tcにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVccとしたとき、
前記初期容量率βを、下記式(3)を利用して取得する
異常検出機能付きインバータ装置。

Figure 2008228370
Figure 2008228370
An inverter device with an abnormality detection function according to claim 5,
The initial capacity ratio calculating means includes:
In the initial energization number Nd, the integral value of the resistance current Ir flowing from the start of energization to the second reference time tc in the energization via the resistance is represented by the following formula (2):
When the voltage between the capacitor terminals at the second reference time tc is Vcc,
An inverter device with an abnormality detection function that acquires the initial capacity ratio β using the following formula (3).

Figure 2008228370
Figure 2008228370
請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備え、
前記経時変化率算出手段は、
前記第1基準時tbに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをVbb、前記抵抗電流の大きさをIrb、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVcbとしたとき、
上記第1基準時tbにおける前記経時容量変化率γを、下記式(4)を利用して取得する
異常検出機能付きインバータ装置。

γ=−tb/[Co×(Vbb−Vcb)/Irb]×ln[1−(Vcb/Vbb)] …(4)
An inverter device with an abnormality detection function according to any one of claims 1 to 7,
A power supply voltage sensor for measuring the power supply voltage on the DC power supply side from the limiting resistor,
The rate of change with time calculation means
When the magnitude of the power supply voltage measured by the power supply voltage sensor at the first reference time tb is Vbb, the magnitude of the resistance current is Irb, and the magnitude of the voltage between the capacitor terminals is Vcb,
An inverter device with an abnormality detection function that acquires the capacity change rate γ with time at the first reference time tb by using the following equation (4).

γ = −tb / [Co × (Vbb−Vcb) / Irb] × ln [1− (Vcb / Vbb)] (4)
請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記経時変化率算出手段は、
前記初期通電回数Ndを超えた通電回数Ng回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第1基準時tbに至るまでに流れた前記抵抗電流Irの積分値を下記式(5)とし、
上記第1基準時tbにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVcbとしたとき、
前記経時容量変化率γを、下記式(6)を利用して取得する
異常検出機能付きインバータ装置。

Figure 2008228370
Figure 2008228370
An inverter device with an abnormality detection function according to any one of claims 1 to 7,
The rate of change with time calculation means
The integral value of the resistance current Ir that flows from the start of energization to the first reference time tb in the energization via the resistance at the Ng energization count exceeding the initial energization count Nd is represented by the following formula (5):
When the magnitude of the voltage between the capacitor terminals at the first reference time tb is Vcb,
An inverter device with an abnormality detection function that acquires the capacity change rate γ with time using the following formula (6).

Figure 2008228370
Figure 2008228370
請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記経時変化率算出手段は、
前記抵抗経由通電のうち、所定条件に対応する対応値が所定条件を満たす基準対応値Tに達した所定通電毎に、前記経時容量変化率γを算出して記憶し、
上記所定通電毎に、上記基準対応値Tに達するまでに変動した上記経時容量変化率γの変動率(Δγ/T)を算出し、上記変動率(Δγ/T)が所定の基準変動率Gを下回ったとき、前記平滑コンデンサの劣化異常を検知する劣化異常検知手段を備える
異常検出機能付きインバータ装置。
An inverter device with an abnormality detection function according to any one of claims 1 to 9,
The rate of change with time calculation means
For each predetermined energization in which the corresponding value corresponding to the predetermined condition among the energization via the resistance reaches the reference corresponding value T satisfying the predetermined condition, the time-dependent capacity change rate γ is calculated and stored,
For each predetermined energization, the fluctuation rate (Δγ / T) of the time-dependent capacity change rate γ that has fluctuated until the reference corresponding value T is reached is calculated, and the fluctuation rate (Δγ / T) is a predetermined reference fluctuation rate G An inverter device with an abnormality detection function, comprising deterioration abnormality detecting means for detecting a deterioration abnormality of the smoothing capacitor when the value falls below.
請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置であって、
前記経時容量変化率γを得たときの前記抵抗経由通電の通電回数をNhとして、前記平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Cxに至る寿命通電回数Nxを、下記式(7)を利用して推定する寿命通電回数推定手段を備える
異常検出機能付きインバータ装置。

Nx=Nh{1−(Cx/Co)}/(1−γ)…(7)
An inverter device with an abnormality detection function according to any one of claims 1 to 10,
Using Nh as the number of energizations through the resistor when the capacity change rate γ is obtained, the life energization number Nx at which the capacitance of the smoothing capacitor reaches the lifespan capacitance Cx is expressed by the following equation (7). An inverter device with an anomaly detection function comprising means for estimating the number of energization times for life estimation.

Nx = Nh {1- (Cx / Co)} / (1-γ) (7)
請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の異常検出機能付きインバータ装置と、
前記直流電源としての電池と、を有する
電池付属異常検出機能付きインバータ装置。
An inverter device with an abnormality detection function according to any one of claims 1 to 11,
An inverter device with a battery attached abnormality detection function, comprising: a battery as the DC power source.
インバータ回路と、このインバータ回路よりも直流電源側に配置されて上記インバータ回路と並列に接続されてなる平滑コンデンサと、上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサと直列に接続され、上記直流電源から上記インバータ回路及び上記平滑コンデンサへの突入電流を制限する制限抵抗と、上記制限抵抗を流れる抵抗電流を断続するスイッチ手段と、上記抵抗電流の大きさを計測する電流センサと、上記平滑コンデンサのコンデンサ端子間電圧の大きさを計測するコンデンサ電圧センサと、を備えるインバータ装置に異常が生じているか否かを判定する、
異常検出装置であって、
上記スイッチ手段及び上記制限抵抗を通じた上記直流電源からの抵抗経由通電における、通電開始から所定の第1基準時間が経過した第1基準時tbに、上記電流センサで計測された上記抵抗電流の大きさ及び上記コンデンサ電圧センサで計測されたコンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの初期の基準静電容量Coに対する上記第1基準時tbの静電容量Crbの経時容量変化率γ(=Crb/Co)を算出する経時変化率算出手段と、
上記経時容量変化率γに基づき、上記インバータ装置に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段と、を備える
異常検出装置。
An inverter circuit, a smoothing capacitor disposed on the DC power supply side of the inverter circuit and connected in parallel to the inverter circuit, the inverter circuit and the smoothing capacitor connected in series, and the inverter circuit from the DC power supply And a limiting resistor for limiting the inrush current to the smoothing capacitor, switch means for interrupting the resistance current flowing through the limiting resistor, a current sensor for measuring the magnitude of the resistance current, and a voltage across the capacitor terminals of the smoothing capacitor Determining whether an abnormality has occurred in an inverter device comprising a capacitor voltage sensor that measures the magnitude of
An anomaly detection device,
The magnitude of the resistance current measured by the current sensor at a first reference time tb when a predetermined first reference time has elapsed from the start of energization in the energization via the resistance from the DC power source through the switch means and the limiting resistor. And the capacitance change rate γ with time of the capacitance Crb at the first reference time tb with respect to the initial reference capacitance Co of the smoothing capacitor based on the magnitude of the voltage across the capacitor terminals measured by the capacitor voltage sensor. A rate of change with time for calculating (= Crb / Co);
An abnormality detection device comprising: an abnormality determination unit that determines whether an abnormality has occurred in the inverter device based on the time-dependent capacity change rate γ.
請求項13に記載の異常検出装置であって、
前記異常判定手段は、
前記経時容量変化率γが、所定の第1基準値γ1を下回ったとき、前記インバータ装置が異常であると判定する
異常検出装置。
The abnormality detection device according to claim 13,
The abnormality determining means includes
An abnormality detection device that determines that the inverter device is abnormal when the time-dependent capacity change rate γ falls below a predetermined first reference value γ1.
請求項13または請求項14に記載の異常検出装置であって、
前記異常判定手段は、
前記経時容量変化率γが、所定の第2基準値γ2を上回ったとき、前記記インバータ装置が異常であると判定する
異常検出装置。
The abnormality detection device according to claim 13 or claim 14,
The abnormality determining means includes
An abnormality detection device that determines that the inverter device is abnormal when the time-dependent capacity change rate γ exceeds a predetermined second reference value γ2.
請求項13〜請求項15のいずれか一項に記載の異常検出装置であって、
前記異常判定手段において前記インバータ装置に異常が生じていると判定されたとき、前記スイッチ手段を開路させる開路指示手段を備える
異常検出装置。
The abnormality detection device according to any one of claims 13 to 15,
An abnormality detection apparatus comprising: an opening instruction means for opening the switch means when the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the inverter device.
請求項13〜請求項16のいずれか一項に記載の異常検出装置であって、
前記平滑コンデンサの公称容量がCkであり、
前記抵抗経由通電の通電回数Nが、所定の初期通電回数Ndである通電時において、上記抵抗経由通電における通電開始から所定の第2基準時間が経過した第2基準時tcに計測された前記抵抗電流の大きさ及び前記コンデンサ端子間電圧の大きさに基づいて、上記平滑コンデンサの上記公称容量Ckに対する、上記初期通電回数Nd回目の上記第2基準時tcにおける上記平滑コンデンサの静電容量Crcの初期容量率β(=Crc/Ck)を算出する初期容量率算出手段を備え、
前記経時変化率算出手段は、
上記平滑コンデンサの前記基準静電容量Coとして、上記公称容量Ckに上記初期容量率βを乗じた補正公称容量β・Ckを用いる
異常検出装置。
It is an abnormality detection device according to any one of claims 13 to 16,
The nominal capacity of the smoothing capacitor is Ck;
The resistance measured at a second reference time tc when a predetermined second reference time has elapsed from the start of energization via the resistance when the energization frequency N of the energization via the resistance is a predetermined initial energization frequency Nd. Based on the magnitude of the current and the voltage between the capacitor terminals, the capacitance Crc of the smoothing capacitor at the second reference time tc of the initial energization number Nd with respect to the nominal capacity Ck of the smoothing capacitor. An initial capacity ratio calculating means for calculating an initial capacity ratio β (= Crc / Ck);
The rate of change with time calculation means
An abnormality detection apparatus using a corrected nominal capacitance β · Ck obtained by multiplying the nominal capacitance Ck by the initial capacitance ratio β as the reference capacitance Co of the smoothing capacitor.
請求項17に記載の異常検出装置であって、
前記インバータ装置は、前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備えたインバータ装置であり、
前記初期容量率算出手段は、
前記第2基準時tcに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをVbc、前記抵抗電流の大きさをIrc、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVccとしたとき、
前記初期容量率βを、下記式(1)を利用して取得する
異常検出装置。

β=−tc/[Ck×(Vbc−Vcc)/Irc]×ln[1−(Vcc/Vbc)] …(1)
The abnormality detection device according to claim 17,
The inverter device is an inverter device including a power supply voltage sensor that measures a power supply voltage on the DC power supply side with respect to the limiting resistor,
The initial capacity ratio calculating means includes:
When the magnitude of the power supply voltage measured by the power supply voltage sensor at the second reference time tc is Vbc, the magnitude of the resistance current is Irc, and the magnitude of the voltage between the capacitor terminals is Vcc,
An abnormality detection apparatus that acquires the initial capacity ratio β using the following formula (1).

β = −tc / [Ck × (Vbc−Vcc) / Irc] × ln [1− (Vcc / Vbc)] (1)
請求項17に記載の異常検出装置であって、
前記初期容量率算出手段は、
前記初期通電回数Nd回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第2基準時tcに至るまでに流れた前記抵抗電流Irの積分値を下記式(2)とし、
上記第2基準時tcにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVccとしたとき、
前記初期容量率βを、下記式(3)を利用して取得する
異常検出装置。

Figure 2008228370
Figure 2008228370
The abnormality detection device according to claim 17,
The initial capacity ratio calculating means includes:
In the initial energization number Nd, the integral value of the resistance current Ir flowing from the start of energization to the second reference time tc in the energization via the resistance is represented by the following formula (2):
When the voltage between the capacitor terminals at the second reference time tc is Vcc,
An abnormality detection apparatus that acquires the initial capacity ratio β using the following equation (3).

Figure 2008228370
Figure 2008228370
請求項13〜請求項19のいずれか一項に記載の異常検出装置であって、
前記インバータ装置は、前記制限抵抗よりも前記直流電源側の電源電圧を計測する電源電圧センサを備えたインバータ装置であり、
前記経時変化率算出手段は、
前記第1基準時tbに、上記電源電圧センサで計測された上記電源電圧の大きさをVbb、前記抵抗電流の大きさをIrb、前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVcbとしたとき、
上記第1基準時tbにおける前記経時容量変化率γを、下記式(4)を利用して取得する
異常検出装置。

γ=−tb/[Co×(Vbb−Vcb)/Irb]×ln[1−(Vcb/Vbb)] …(4)
The abnormality detection device according to any one of claims 13 to 19,
The inverter device is an inverter device including a power supply voltage sensor that measures a power supply voltage on the DC power supply side with respect to the limiting resistor,
The rate of change with time calculation means
When the magnitude of the power supply voltage measured by the power supply voltage sensor at the first reference time tb is Vbb, the magnitude of the resistance current is Irb, and the magnitude of the voltage between the capacitor terminals is Vcb,
An abnormality detection apparatus that acquires the time-dependent capacity change rate γ at the first reference time tb by using the following formula (4).

γ = −tb / [Co × (Vbb−Vcb) / Irb] × ln [1− (Vcb / Vbb)] (4)
請求項13〜請求項19のいずれか一項に記載の異常検出装置であって、
前記経時変化率算出手段は、
前記初期通電回数Ndを超えた通電回数Ng回目の前記抵抗経由通電において、前記通電開始から前記第1基準時tbに至るまでに流れた前記抵抗電流Irの積分値を下記式(5)とし、
上記第1基準時tbにおける前記コンデンサ端子間電圧の大きさをVcbとしたとき、
前記経時容量変化率γを、下記式(6)を利用して取得する
異常検出装置。

Figure 2008228370
Figure 2008228370
The abnormality detection device according to any one of claims 13 to 19,
The rate of change with time calculation means
The integral value of the resistance current Ir that flows from the start of energization to the first reference time tb in the energization via the resistance at the Ng energization count exceeding the initial energization count Nd is represented by the following formula (5):
When the magnitude of the voltage between the capacitor terminals at the first reference time tb is Vcb,
An abnormality detection apparatus that acquires the time-dependent capacity change rate γ using the following equation (6).

Figure 2008228370
Figure 2008228370
請求項13〜請求項21のいずれか一項に記載の異常検出装置であって、
前記経時変化率算出手段は、
前記抵抗経由通電のうち、所定条件に対応する対応値が所定条件を満たす基準対応値Tに達した所定通電毎に、前記経時容量変化率γを算出して記憶し、
上記所定通電毎に、上記基準対応値Tに達するまでに変動した上記経時容量変化率γの変動率(Δγ/T)を算出し、上記変動率(Δγ/T)が所定の基準変動率Gを下回ったとき、前記平滑コンデンサの劣化異常を検知する劣化異常検知手段を備える
異常検出装置。
The abnormality detection device according to any one of claims 13 to 21,
The rate of change with time calculation means
For each predetermined energization in which the corresponding value corresponding to the predetermined condition among the energization via the resistance reaches the reference corresponding value T satisfying the predetermined condition, the time-dependent capacity change rate γ is calculated and stored,
For each predetermined energization, the fluctuation rate (Δγ / T) of the time-dependent capacity change rate γ that has fluctuated until the reference corresponding value T is reached is calculated, and the fluctuation rate (Δγ / T) is a predetermined reference fluctuation rate G An abnormality detecting device comprising a deterioration abnormality detecting means for detecting a deterioration abnormality of the smoothing capacitor when the value falls below.
請求項13〜請求項22のいずれか一項に記載の異常検出装置であって、
前記経時容量変化率γを得たときの前記抵抗経由通電の通電回数をNhとして、前記平滑コンデンサの静電容量が寿命静電容量Cxに至る寿命通電回数Nxを、下記式(7)を利用して推定する寿命通電回数推定手段を備える
異常検出装置。

Nx=Nh{1−(Cx/Co)}/(1−γ)…(7)
The abnormality detection device according to any one of claims 13 to 22,
Using Nh as the number of energizations through the resistor when the capacity change rate γ is obtained, the life energization number Nx at which the capacitance of the smoothing capacitor reaches the lifespan capacitance Cx is expressed by the following equation (7). An abnormality detection apparatus comprising life energization frequency estimation means for estimation.

Nx = Nh {1- (Cx / Co)} / (1-γ) (7)
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102290279A (en) * 2011-06-30 2011-12-21 中国人民解放军海军工程大学 High speed vacuum direct current (DC) current limiting circuit breaker
JP2012205392A (en) * 2011-03-25 2012-10-22 Toshiba Schneider Inverter Corp Inverter device and method for estimating lifetime of electrolytic capacitor
JP2016174473A (en) * 2015-03-17 2016-09-29 住友重機械工業株式会社 Converter device
JP6279192B1 (en) * 2017-07-28 2018-02-14 三菱電機株式会社 Inverter device and abnormality detection method for inverter device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012205392A (en) * 2011-03-25 2012-10-22 Toshiba Schneider Inverter Corp Inverter device and method for estimating lifetime of electrolytic capacitor
CN102290279A (en) * 2011-06-30 2011-12-21 中国人民解放军海军工程大学 High speed vacuum direct current (DC) current limiting circuit breaker
JP2016174473A (en) * 2015-03-17 2016-09-29 住友重機械工業株式会社 Converter device
JP6279192B1 (en) * 2017-07-28 2018-02-14 三菱電機株式会社 Inverter device and abnormality detection method for inverter device
WO2019021479A1 (en) * 2017-07-28 2019-01-31 三菱電機株式会社 Inverter device and inverter device abnormality detection method

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