JP2011244577A - Inverter circuit failure detection device - Google Patents

Inverter circuit failure detection device Download PDF

Info

Publication number
JP2011244577A
JP2011244577A JP2010113893A JP2010113893A JP2011244577A JP 2011244577 A JP2011244577 A JP 2011244577A JP 2010113893 A JP2010113893 A JP 2010113893A JP 2010113893 A JP2010113893 A JP 2010113893A JP 2011244577 A JP2011244577 A JP 2011244577A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter circuit
failure
motor generator
current
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010113893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kentaro Matsumoto
健太朗 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2010113893A priority Critical patent/JP2011244577A/en
Publication of JP2011244577A publication Critical patent/JP2011244577A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily detect a failure in a plurality of inverter circuits connected to a common DC power supply circuit.SOLUTION: A failure detection processing is performed by using a detection value of a current detection sensor 30 disposed in power transmission lines U1 and V1 of a first motor generator 16 or a detection value of a current detection sensor 30 disposed in power transmission lines U2 and V2 of a second motor generator 20. When a control unit 22 determines that there is a current measurement value out of a reference range, it controls the first inverter circuit 14 so that an operation point of the first motor generator 16 is changed. Thereafter, when the control unit 22 determines that there is the current measurement value out of the reference range, it generates failure information specifying the inverter circuit having the failure, switching element pair having the failure and IGBT, etc. having the failure and stores the information in a memory which the control unit 22 has.

Description

本発明は、インバータ回路故障検出装置に関し、特に、インバータ回路からモータジェネレータに至る電力伝送線の電流検出値に基づいてインバータ回路の故障を検出する装置に関する。   The present invention relates to an inverter circuit failure detection device, and more particularly to a device that detects a failure of an inverter circuit based on a current detection value of a power transmission line from an inverter circuit to a motor generator.

エンジンおよびモータジェネレータを用いて走行するハイブリッド自動車、モータジェネレータを用いて走行する電気自動車等の電動車両が広く用いられている。モータジェネレータは、直流交流変換を行うインバータ回路に接続される。インバータ回路は、直流電力源回路から供給される直流電力を交流電力に変換して、その交流電力をモータジェネレータに供給すると共に、モータジェネレータによる交流発電電力を直流電力に変換して、その直流電力を直流電力源回路に供給する。   Electric vehicles such as a hybrid vehicle that travels using an engine and a motor generator and an electric vehicle that travels using a motor generator are widely used. The motor generator is connected to an inverter circuit that performs DC / AC conversion. The inverter circuit converts the DC power supplied from the DC power source circuit into AC power, supplies the AC power to the motor generator, converts AC power generated by the motor generator into DC power, and converts the DC power. Is supplied to the DC power source circuit.

電動車両には、保守、点検等を容易にするため、インバータ回路、モータジェネレータ等の故障を検出する装置が搭載されることが多い。下記の特許文献には、電動車両について、インバータ回路、モータジェネレータ等の故障を検出する技術について記載されている。   In order to facilitate maintenance, inspection and the like, an electric vehicle is often equipped with a device for detecting a failure such as an inverter circuit or a motor generator. The following patent document describes a technique for detecting a failure of an inverter circuit, a motor generator, or the like for an electric vehicle.

特開2006−176049号公報JP 2006-176049 A 特開2005−160190号公報JP 2005-160190 A 特開平7−154901号公報JP-A-7-154901 特開2008−5681号公報JP 2008-5681 A 特開2005−304229号公報JP 2005-304229 A

一般に、電動車両には、複数のモータジェネレータおよび各モータジェネレータに対応するインバータ回路が搭載される。例えば、ハイブリッド自動車の場合、エンジンの始動およびエンジン駆動力による発電を行う第1モータジェネレータと、走行駆動および回生制動を行う第2モータジェネレータとが搭載される。各モータジェネレータに対応するインバータ回路は、共通の直流電力源回路に接続される。   Generally, an electric vehicle is equipped with a plurality of motor generators and an inverter circuit corresponding to each motor generator. For example, in the case of a hybrid vehicle, a first motor generator that performs engine starting and power generation by engine driving force and a second motor generator that performs traveling driving and regenerative braking are mounted. The inverter circuit corresponding to each motor generator is connected to a common DC power source circuit.

インバータ回路を制御するコントロールユニットは、インバータ回路からモータジェネレータに至る電力伝送線の電流検出値に基づいて、インバータ回路の故障を検出する。しかし、複数のインバータ回路が共通の直流電力源回路に接続される構成とした場合、複数のインバータ回路のうちいずれかのインバータ回路の故障が、他のインバータ回路に流れる電流に影響を及ぼすことがある。これによって、インバータ回路が故障していることを確定することが困難となることがある。   The control unit that controls the inverter circuit detects a failure of the inverter circuit based on the detected current value of the power transmission line from the inverter circuit to the motor generator. However, when a configuration in which a plurality of inverter circuits are connected to a common DC power source circuit, a failure of one of the plurality of inverter circuits may affect the current flowing through the other inverter circuit. is there. This can make it difficult to determine that the inverter circuit has failed.

本発明は、共通の直流電力源回路に接続された複数のインバータ回路について、故障検出を容易にすることを目的とする。   An object of the present invention is to facilitate failure detection of a plurality of inverter circuits connected to a common DC power source circuit.

本発明は、共通の直流電力源回路に接続され、それぞれが直流交流変換を行う複数のインバータ回路のうち、いずれかの故障を検出するインバータ回路故障検出装置において、各インバータ回路を制御するコントロールユニットと、故障検出対象のインバータ回路から当該インバータ回路に対応して設けられたモータジェネレータに至る交流電力伝送線の電流を検出し、電流検出値を前記コントロールユニットに与える電流検出手段と、を備え、前記コントロールユニットは、前記電流検出値に異常が生じたか否かを判定する電流異常検出手段と、前記電流異常検出手段によって異常が生じた旨の判定がなされた場合に、前記複数のインバータ回路のうちいずれかのインバータ回路に対応するモータジェネレータの回転状態が変化するよう、当該インバータ回路に対し回転状態変更制御を行う回転状態変更手段と、前記回転状態変更手段による制御が行われた後に、前記電流異常検出手段によって異常が生じた旨の判定がなされた場合に、その判定がなされたインバータ回路に故障が生じた旨の判定をする故障判定手段と、を備えることを特徴とする。   The present invention relates to a control unit that controls each inverter circuit in an inverter circuit failure detection device that detects any failure among a plurality of inverter circuits that are connected to a common DC power source circuit and that each perform DC-AC conversion. And current detection means for detecting the current of the AC power transmission line from the inverter circuit to be detected to the motor generator provided corresponding to the inverter circuit, and providing a current detection value to the control unit, The control unit includes: a current abnormality detection unit that determines whether or not an abnormality has occurred in the current detection value; and a determination that an abnormality has occurred by the current abnormality detection unit. So that the rotation state of the motor generator corresponding to any of the inverter circuits changes, When it is determined that an abnormality has occurred by the current abnormality detection means after the rotation state change means for performing the rotation state change control on the inverter circuit and the control by the rotation state change means, Failure determination means for determining that a failure has occurred in the inverter circuit for which the determination has been made.

また、本発明に係るインバータ回路故障検出装置においては、前記回転状態変更手段は、前記複数のインバータ回路に対応して設けられた複数のモータジェネレータ間の回転速度差異が予め定められた範囲内である場合に、前記回転状態制御を行うことが好適である。   Further, in the inverter circuit failure detection device according to the present invention, the rotation state changing means is configured so that a rotational speed difference between a plurality of motor generators provided corresponding to the plurality of inverter circuits is within a predetermined range. In some cases, it is preferable to perform the rotational state control.

本発明によれば、共通の直流電力源回路に接続された複数のインバータ回路について、故障検出を容易にすることができる。    According to the present invention, failure detection can be facilitated for a plurality of inverter circuits connected to a common DC power source circuit.

本発明の実施形態に係る車両駆動システムの構成を示す図である。It is a figure showing composition of a vehicle drive system concerning an embodiment of the present invention. 故障検出処理においてコントロールユニットが実行する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which a control unit performs in a failure detection process. 電力伝送線V1に流れる電流の時間波形を示す図である。It is a figure which shows the time waveform of the electric current which flows into the power transmission line V1. 第2インバータ回路のV相の2つのIGBTのうちの一方がオープン故障を生じた場合における各測定値の時間波形を示す図である。It is a figure which shows the time waveform of each measured value when one of two IGBTs of V phase of a 2nd inverter circuit produces an open failure.

図1に本発明の実施形態に係る車両駆動システムの構成を示す。車両駆動システムは、電池10、昇降圧コンバータ回路12、第1インバータ回路14、第2インバータ回路18およびコントロールユニット22を備える。昇降圧コンバータ回路12は、コントロールユニット22の制御に従い動作する。すなわち、昇降圧コンバータ回路12は、電池10の出力電圧を昇圧し、昇圧電圧を第1インバータ回路14および第2インバータ回路18に出力すると共に、インバータ回路側の電圧を降圧し、降圧電圧を電池10に出力する。   FIG. 1 shows a configuration of a vehicle drive system according to an embodiment of the present invention. The vehicle drive system includes a battery 10, a step-up / down converter circuit 12, a first inverter circuit 14, a second inverter circuit 18, and a control unit 22. The step-up / down converter circuit 12 operates according to the control of the control unit 22. That is, the step-up / down converter circuit 12 boosts the output voltage of the battery 10 and outputs the boosted voltage to the first inverter circuit 14 and the second inverter circuit 18, while stepping down the voltage on the inverter circuit side and reducing the stepped-down voltage to the battery. 10 is output.

また、車両駆動システムは、第1インバータ回路14に接続される第1モータジェネレータ(MG1)16、および第2インバータ回路18に接続される第2モータジェネレータ(MG2)20を備える。第1インバータ回路14および第2インバータ回路18は、コントロールユニット22の制御に従い動作する。すなわち、第1インバータ回路14は、昇降圧コンバータ回路12と第1モータジェネレータ16との間で直流交流変換を行い、第2インバータ回路18は、昇降圧コンバータ回路12と第2モータジェネレータ20との間で直流交流変換を行う。   The vehicle drive system also includes a first motor generator (MG1) 16 connected to the first inverter circuit 14 and a second motor generator (MG2) 20 connected to the second inverter circuit 18. The first inverter circuit 14 and the second inverter circuit 18 operate under the control of the control unit 22. That is, the first inverter circuit 14 performs DC / AC conversion between the step-up / step-down converter circuit 12 and the first motor generator 16, and the second inverter circuit 18 is connected between the step-up / down converter circuit 12 and the second motor generator 20. DC / AC conversion between the two.

このように、昇降圧コンバータ回路12、第1インバータ回路14および第2インバータ回路18は、電圧の昇降圧および直流交流変換を行う電力変換回路として機能する。また、電池10および昇降圧コンバータ回路12は、第1インバータ回路14および第2インバータ回路18との間で直流電力を授受する直流電力源回路として機能する。   As described above, the step-up / down converter circuit 12, the first inverter circuit 14, and the second inverter circuit 18 function as a power conversion circuit that performs voltage step-up / step-down and DC / AC conversion. The battery 10 and the step-up / down converter circuit 12 function as a DC power source circuit that exchanges DC power with the first inverter circuit 14 and the second inverter circuit 18.

車両駆動システムをハイブリッド自動車に用いる場合、エンジン、第1モータジェネレータ16および第2モータジェネレータ20の各シャフトが、プラネタリギアユニット等のトルク分割機構に取り付けられる。トルク分割機構はこれらの相互間でトルクを作用させる。さらに、第2モータジェネレータ20のシャフトには、車輪との間でトルクを作用させるトルク伝達機構が取り付けられる。また、車両駆動システムを電気自動車に用いる場合、第1モータジェネレータ16および第2モータジェネレータ20の各シャフトは、車輪との間でトルクを作用させるトルク伝達機構に取り付けられる。   When the vehicle drive system is used in a hybrid vehicle, the shafts of the engine, the first motor generator 16 and the second motor generator 20 are attached to a torque dividing mechanism such as a planetary gear unit. The torque dividing mechanism applies torque between them. Further, a torque transmission mechanism for applying torque to the wheels is attached to the shaft of the second motor generator 20. Moreover, when using a vehicle drive system for an electric vehicle, each shaft of the 1st motor generator 16 and the 2nd motor generator 20 is attached to the torque transmission mechanism which acts a torque between wheels.

第1インバータ回路14および第2インバータ回路18の具体的な構成について説明する。第1インバータ回路14および第2インバータ回路18のそれぞれは、3対のスイッチング素子対24を備える。ここで、スイッチング素子対とは、一方のエミッタ端子が他方のコレクタ端子に接続された2つのIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)26の対をいう。各IGBT26のコレクタ端子とエミッタ端子との間には、エミッタ端子にアノード端子が接続されるようダイオード28が接続されている。   Specific configurations of the first inverter circuit 14 and the second inverter circuit 18 will be described. Each of the first inverter circuit 14 and the second inverter circuit 18 includes three pairs of switching elements 24. Here, the switching element pair means a pair of two IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) 26 in which one emitter terminal is connected to the other collector terminal. A diode 28 is connected between the collector terminal and the emitter terminal of each IGBT 26 so that the anode terminal is connected to the emitter terminal.

第1インバータ回路14および第2インバータ回路18のそれぞれが備える3対のスイッチング素子対24の回路図上側のIGBTのコレクタ端子は共通に接続され、その共通接続端は、昇降圧コンバータ回路12の昇圧出力側の正極端子に接続されている。そして、3対のスイッチング素子対24の回路図下側のIGBTのエミッタ端子もまた共通に接続され、その共通接続端は、昇降圧コンバータ回路12の昇圧出力側の負極端子に接続されている。   The collector terminals of the IGBTs on the upper side of the circuit diagram of the three pairs of switching elements 24 provided in each of the first inverter circuit 14 and the second inverter circuit 18 are connected in common, and the common connection terminal is a booster of the buck-boost converter circuit 12 It is connected to the positive terminal on the output side. The emitter terminals of the IGBTs on the lower side of the circuit diagram of the three pairs of switching elements 24 are also connected in common, and the common connection end is connected to the negative terminal on the boost output side of the buck-boost converter circuit 12.

第1インバータ回路14が備える3対のスイッチング素子対24は、第1モータジェネレータ16に至る3相の電力伝送線U1、V1およびW1に対応する。すなわち、各スイッチング素子対24における上側のIGBTと下側のIGBTの接続節点には、対応する電力伝送線が接続されている。   The three pairs of switching elements 24 provided in the first inverter circuit 14 correspond to the three-phase power transmission lines U 1, V 1, and W 1 that reach the first motor generator 16. That is, a corresponding power transmission line is connected to a connection node between the upper IGBT and the lower IGBT in each switching element pair 24.

同様に、第2インバータ回路18が備える3対のスイッチング素子対24は、第2モータジェネレータ20に至る3相の電力伝送線U2、V2およびW2に対応する。すなわち、各スイッチング素子対24における上側のIGBTと下側のIGBTの接続節点には、対応する電力伝送線が接続されている。   Similarly, the three pairs of switching elements 24 included in the second inverter circuit 18 correspond to the three-phase power transmission lines U 2, V 2, and W 2 that reach the second motor generator 20. That is, a corresponding power transmission line is connected to a connection node between the upper IGBT and the lower IGBT in each switching element pair 24.

コントロールユニット22は、運転操作等に応じて、昇降圧コンバータ回路12から出力された直流電力が3相交流電力に変換され、その3相交流電力が第1モータジェネレータ16に供給されるよう、または、第1モータジェネレータ16の交流発電電力が直流電力に変換され、その直流電力が昇降圧コンバータ回路12に供給されるよう、第1インバータ回路14が備える各スイッチング素子対24を制御する。   The control unit 22 converts the DC power output from the step-up / step-down converter circuit 12 into three-phase AC power according to a driving operation or the like, and supplies the three-phase AC power to the first motor generator 16 or Each switching element pair 24 included in the first inverter circuit 14 is controlled so that the AC generated power of the first motor generator 16 is converted into DC power and the DC power is supplied to the step-up / down converter circuit 12.

また、コントロールユニット22は、運転操作等に応じて、昇降圧コンバータ回路12から出力された直流電力が3相交流電力に変換され、その3相交流電力が第2モータジェネレータ20に供給されるよう、または、第2モータジェネレータ20の交流発電電力が直流電力に変換され、その直流電力が昇降圧コンバータ回路12に供給されるよう、第2インバータ回路18が備える各スイッチング素子対24を制御する。   Further, the control unit 22 converts the DC power output from the step-up / down converter circuit 12 into three-phase AC power according to a driving operation or the like, and supplies the three-phase AC power to the second motor generator 20. Alternatively, each switching element pair 24 included in the second inverter circuit 18 is controlled so that the AC generated power of the second motor generator 20 is converted into DC power and the DC power is supplied to the step-up / step-down converter circuit 12.

なお、ここでは、スイッチング素子対24をなすスイッチング素子としてIGBTを用いた例を示しているが、スイッチング素子としては、サイリスタ、トライアック、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ等のその他の半導体素子を用いてもよい。   Here, an example in which an IGBT is used as the switching element forming the switching element pair 24 is shown, but other semiconductor elements such as a thyristor, a triac, a bipolar transistor, and a field effect transistor may be used as the switching element. Good.

次に、第1インバータ回路14および第2インバータ回路18に対する故障検出について説明する。本発明に係る車両駆動システムでは、第1インバータ回路14または第2インバータ回路18においてIGBTの故障が生じたことを検出することができる。この故障検出処理は、第1モータジェネレータ16の電力伝送線U1およびV1に設けられた電流検出センサ30の検出値、または、第2モータジェネレータ20の電力伝送線U2およびV2に設けられた電流検出センサ30の検出値を用いて行われる。このような故障検出処理においてコントロールユニット22が実行する処理のフローチャートを図2に示す。   Next, failure detection for the first inverter circuit 14 and the second inverter circuit 18 will be described. In the vehicle drive system according to the present invention, it is possible to detect that an IGBT failure has occurred in the first inverter circuit 14 or the second inverter circuit 18. This failure detection processing is performed by detecting the detection value of the current detection sensor 30 provided on the power transmission lines U1 and V1 of the first motor generator 16, or the current detection provided on the power transmission lines U2 and V2 of the second motor generator 20. This is performed using the detection value of the sensor 30. FIG. 2 shows a flowchart of processing executed by the control unit 22 in such failure detection processing.

ここでは、第1インバータ回路14においてIGBTの故障が生じたことを検出する場合について説明する。コントロールユニット22は、電力伝送線U1およびV1に設けられた電流検出センサ30から、電力伝送線U1およびV1の電流検出値、すなわち、電流測定値Iu1およびIv1を取得する。そして、電流測定値Iu1およびIv1に基づいて、電力伝送線W1の電流測定値Iw1を求める(S1)。   Here, a case where it is detected that an IGBT failure has occurred in the first inverter circuit 14 will be described. The control unit 22 acquires current detection values of the power transmission lines U1 and V1, that is, current measurement values Iu1 and Iv1, from the current detection sensors 30 provided on the power transmission lines U1 and V1. Then, the current measurement value Iw1 of the power transmission line W1 is obtained based on the current measurement values Iu1 and Iv1 (S1).

コントロールユニット22は、電流測定値Iu1、Iv1およびIw1のそれぞれについて時間平均値を求める(S2)。ここで時間平均値とは、例えば、予め定められた時間長での時間平均値を求める平滑化処理をいう。   The control unit 22 obtains a time average value for each of the current measurement values Iu1, Iv1, and Iw1 (S2). Here, the time average value means, for example, a smoothing process for obtaining a time average value with a predetermined time length.

コントロールユニット22は、電流測定値Iu1、Iv1およびIw1の各時間平均値のうち、予め定められた基準範囲外のものがあるか否かを判定する(S3)。ここで、基準範囲は、予め定められた正の値THについて、閾値−TH以上、閾値TH以下の数値範囲として定義してもよい。   The control unit 22 determines whether there are any time average values of the current measurement values Iu1, Iv1, and Iw1 that are outside the predetermined reference range (S3). Here, the reference range may be defined as a numerical range between a threshold value −TH and a threshold value TH with respect to a predetermined positive value TH.

例えば、第1インバータ回路14の各IGBTが正常である場合において、図3(a)に示すように、電力伝送線V1に流れる電流が正弦波状の時間波形を有するものとする。このとき、第1インバータ回路14のV相の2つのIGBTのうちの一方がオープン故障を生じた場合、図3(b)に示すように、電力伝送線V1に流れる電流は半波整流波形となり、時間平均値は0でない値にオフセットする。また、ここでは、オープン故障について採り上げているが、その他の故障の場合にも電力伝送線に流れる電流の時間平均値が0でない値にオフセットする傾向がある。   For example, when each IGBT of the first inverter circuit 14 is normal, it is assumed that the current flowing through the power transmission line V1 has a sinusoidal time waveform as shown in FIG. At this time, when one of the two V-phase IGBTs of the first inverter circuit 14 has an open failure, the current flowing through the power transmission line V1 becomes a half-wave rectified waveform as shown in FIG. The time average value is offset to a non-zero value. Further, although an open failure is taken here, the time average value of the current flowing through the power transmission line tends to be offset to a value other than 0 even in the case of other failures.

したがって、電流測定値Iu1、Iv1およびIw1の各時間平均値のうち、基準範囲外のものがある場合、基準範囲外の電流測定値に対応する相のIGBTがオープン故障等の故障を生じている可能性がある。そこで、本実施形態では、この現象に着目し、IGBTが故障しているか否かを判定する。   Accordingly, if there is a time average value of the current measurement values Iu1, Iv1, and Iw1 that is outside the reference range, the IGBT of the phase corresponding to the current measurement value outside the reference range has a failure such as an open failure. there is a possibility. Therefore, in this embodiment, paying attention to this phenomenon, it is determined whether or not the IGBT is out of order.

しかしながら、次に説明するように、第2インバータ回路18において故障が生じた場合、第1インバータ回路14に流れる電流がその影響を受け、電流測定値Iu1、Iv1およびIw1のいずれかの時間平均値が基準範囲外となる場合がある。したがって、単に、基準範囲外の電流測定値に対応する相のIGBTが故障している旨の判定をしたのでは、判定誤りとなる可能性がある。   However, as will be described below, when a failure occurs in the second inverter circuit 18, the current flowing through the first inverter circuit 14 is affected, and the time average value of any one of the current measurement values Iu1, Iv1, and Iw1 May be outside the reference range. Therefore, if it is simply determined that the IGBT of the phase corresponding to the current measurement value outside the reference range has failed, a determination error may occur.

図4は、第2インバータ回路18のV相の2つのIGBTのうちの一方がオープン故障を生じた場合における、第2モータジェネレータ20の電力伝送線V2の電流測定値Iv2、第1モータジェネレータ16の電力伝送線V1の電流測定値Iv1、第2モータジェネレータ20の回転速度R2、および第1モータジェネレータ16の回転速度R1を示したものである。ここでは、時刻tcにおいて、第2インバータ回路18のV相の2つのIGBTのうちの一方を強制的にオープンとした。   4 shows the measured current value Iv2 of the power transmission line V2 of the second motor generator 20 and the first motor generator 16 when one of the two V-phase IGBTs of the second inverter circuit 18 has an open fault. The measured current value Iv1 of the power transmission line V1, the rotational speed R2 of the second motor generator 20, and the rotational speed R1 of the first motor generator 16 are shown. Here, at time tc, one of the two V-phase IGBTs of the second inverter circuit 18 is forcibly opened.

図4(a)は、第1モータジェネレータ16の回転速度R1と第2モータジェネレータ20の回転速度R2との差異が5000[rpm]以上である場合を示し、図4(b)は、第1モータジェネレータ16の回転速度と第2モータジェネレータ20の回転速度との差異が1000[rpm]以下である場合を示す。   FIG. 4A shows a case where the difference between the rotational speed R1 of the first motor generator 16 and the rotational speed R2 of the second motor generator 20 is 5000 [rpm] or more, and FIG. The case where the difference between the rotational speed of the motor generator 16 and the rotational speed of the second motor generator 20 is 1000 [rpm] or less is shown.

図4(a)においては、時刻tc以降において、故障が生じていない側の電流測定値Iv1の時間平均値は0に近く基準範囲内となる。他方、図4(b)においては、時刻tc以降において、故障が生じていない側の電流測定値Iv1の時間平均値は0からオフセットすることがあり、基準範囲外となることがある。したがって、単に、基準範囲外の電流測定値に対応する相のIGBTが故障している旨の判定をしたのでは、判定誤りとなる可能性がある。   In FIG. 4A, after time tc, the time average value of the current measurement value Iv1 on the side where no failure has occurred is close to 0 and within the reference range. On the other hand, in FIG. 4B, after the time tc, the time average value of the current measurement value Iv1 on the side where no failure has occurred may be offset from 0 and may be out of the reference range. Therefore, if it is simply determined that the IGBT of the phase corresponding to the current measurement value outside the reference range has failed, a determination error may occur.

そこで、本実施形態では、以下に述べるステップS4〜S6の処理を実行し、第2インバータ回路18による影響を受け難い動作状態に車両駆動システムを設定した上で、基準範囲外の電流測定値に対応する相のIGBTが故障しているか否かの判定を行う。   Therefore, in the present embodiment, the processing of steps S4 to S6 described below is executed, the vehicle drive system is set to an operation state that is not easily influenced by the second inverter circuit 18, and the current measurement value outside the reference range is set. It is determined whether or not the corresponding phase IGBT has failed.

ステップS3において、コントロールユニット22は、基準範囲外の電流測定値がない旨の判定をした場合にはステップS1の処理に戻る。一方、基準範囲外の電流測定値がある旨の判定をした場合には、第1モータジェネレータ16の動作点が変更されるよう、第1インバータ回路14を制御する(S4)。ここで動作点とは、モータジェネレータの回転速度およびトルクによって規定されるモータジェネレータの動作状態をいう。第1モータジェネレータ16の動作点は、第1インバータ回路14のスイッチング状態を変化させ、第1インバータ回路14および第1モータジェネレータ16に流れる電流を変化させることで変更することができる。   In step S3, if the control unit 22 determines that there is no current measurement value outside the reference range, the control unit 22 returns to the process of step S1. On the other hand, when it is determined that there is a current measurement value outside the reference range, the first inverter circuit 14 is controlled so that the operating point of the first motor generator 16 is changed (S4). Here, the operating point refers to the operating state of the motor generator defined by the rotational speed and torque of the motor generator. The operating point of the first motor generator 16 can be changed by changing the switching state of the first inverter circuit 14 and changing the current flowing through the first inverter circuit 14 and the first motor generator 16.

なお、ここでは、第1モータジェネレータ16の動作点を変更する処理としているが、第2モータジェネレータ20の動作点を変更する処理を実行してもよい。この場合、コントロールユニット22は、第2モータジェネレータ20の動作点が変更されるよう、第2インバータ回路18を制御する。   Here, the process of changing the operating point of the first motor generator 16 is described, but the process of changing the operating point of the second motor generator 20 may be executed. In this case, the control unit 22 controls the second inverter circuit 18 so that the operating point of the second motor generator 20 is changed.

コントロールユニット22は、ステップS3と同様の判定処理を行う(S5)。そして、基準範囲外の電流測定値がある旨の判定をした場合には、故障しているインバータ回路、故障しているスイッチング素子対、故障しているIGBT等を特定する故障情報を生成し、コントロールユニット22が備えるメモリに記憶する(S6)。故障しているIGBTの特定は、基準範囲外の電流測定値に対応する相を特定することで、3対のスイッチング素子対24のうち故障しているものを特定し、さらに、電流測定値の時間平均値の極性等に基づいて、上側および下側のIGBTのうち故障している一方を特定することで行われる。なお、故障情報を記憶させる代わりに、警告表示、警告音の鳴動等により運転者に注意を促す機器を設けてもよい。一方、コントロールユニット22は、基準範囲外の電流測定値がない旨の判定をした場合には、処理を終了する(S5)。   The control unit 22 performs the same determination process as in step S3 (S5). Then, when it is determined that there is a current measurement value outside the reference range, fault information that identifies a faulty inverter circuit, faulty switching element pair, faulty IGBT, etc. is generated, It memorize | stores in the memory with which the control unit 22 is provided (S6). The faulty IGBT is identified by specifying the phase corresponding to the current measurement value outside the reference range, thereby specifying the faulty one of the three pairs of switching elements 24, This is done by specifying one of the upper and lower IGBTs that is malfunctioning based on the polarity of the time average value. Instead of storing the failure information, a device that alerts the driver by warning display, sounding a warning sound, or the like may be provided. On the other hand, if the control unit 22 determines that there is no current measurement value outside the reference range, the process ends (S5).

このような処理によれば、ステップS4において、第1モータジェネレータ16の動作点を変化させた上で、基準範囲外の電流測定値に対応する相のIGBTが故障している旨の判定がなされる。これによって、第1インバータ回路14による影響を受け難い動作状態に車両駆動システムを設定した上で、故障しているか否かの判定をすることができる。   According to such processing, in step S4, after changing the operating point of the first motor generator 16, it is determined that the phase IGBT corresponding to the current measurement value out of the reference range has failed. The As a result, it is possible to determine whether or not a failure has occurred after setting the vehicle drive system in an operation state that is not easily affected by the first inverter circuit 14.

なお、コントロールユニット22は、ステップS3とステップS4との間に、第1モータジェネレータ16の回転速度と第2モータジェネレータ20の回転速度との差異を測定し、その差異が予め定められた範囲外であるときは、ステップS4の処理を回避してステップS5の処理に進む処理を実行してもよい。   The control unit 22 measures the difference between the rotation speed of the first motor generator 16 and the rotation speed of the second motor generator 20 between step S3 and step S4, and the difference is outside the predetermined range. If so, a process of avoiding the process of step S4 and proceeding to the process of step S5 may be executed.

上記では、第1インバータ回路14においてIGBTの故障が生じたことを検出する場合について説明した。本実施形態に係る車両駆動システムでは、第2インバータ回路18および第2モータジェネレータ20の構成は、第1インバータ回路14および第1モータジェネレータ16の構成と同様である。したがって、第1インバータ回路14に関する処理と同様の処理によって、第2インバータ回路18においてIGBTの故障が生じたことを検出する処理を実行することができる。   In the above description, the case where it is detected that an IGBT failure has occurred in the first inverter circuit 14 has been described. In the vehicle drive system according to the present embodiment, the configurations of the second inverter circuit 18 and the second motor generator 20 are the same as the configurations of the first inverter circuit 14 and the first motor generator 16. Therefore, a process for detecting that an IGBT failure has occurred in the second inverter circuit 18 can be executed by a process similar to the process related to the first inverter circuit 14.

また、上記では、第1モータジェネレータ16に対応する電流センサ30が、電力伝送線U1およびV1の各電流を検出する構成について採り上げたが、電流センサ30は、電力伝送線U1、V1およびW1のうち、任意の2つの電流を検出するものとしてもよい。同様に、上記では、第2モータジェネレータ20に対応する電流センサ30としては、電力伝送線U2およびV2の各電流を検出する構成について採り上げたが、電流センサ30は、電力伝送線U2、V2およびW2のうち、任意の2つの電流を検出するものとしてもよい。   In the above description, the current sensor 30 corresponding to the first motor generator 16 detects the currents of the power transmission lines U1 and V1. However, the current sensor 30 includes the power transmission lines U1, V1, and W1. Of these, any two currents may be detected. Similarly, in the above description, the current sensor 30 corresponding to the second motor generator 20 is configured to detect each current of the power transmission lines U2 and V2. However, the current sensor 30 includes the power transmission lines U2, V2 and Any two currents of W2 may be detected.

10 電池、12 昇降圧コンバータ回路、14 第1インバータ回路、16 第1モータジェネレータ、18 第2インバータ回路、20 第2モータジェネレータ、22 コントロールユニット、24 スイッチング素子対、26 IGBT、28 ダイオード、30 電流センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Battery, 12 Buck-boost converter circuit, 14 1st inverter circuit, 16 1st motor generator, 18 2nd inverter circuit, 20 2nd motor generator, 22 Control unit, 24 Switching element pair, 26 IGBT, 28 Diode, 30 Current Sensor.

Claims (2)

共通の直流電力源回路に接続され、それぞれが直流交流変換を行う複数のインバータ回路のうち、いずれかの故障を検出するインバータ回路故障検出装置において、
各インバータ回路を制御するコントロールユニットと、
故障検出対象のインバータ回路から当該インバータ回路に対応して設けられたモータジェネレータに至る交流電力伝送線の電流を検出し、電流検出値を前記コントロールユニットに与える電流検出手段と、を備え、
前記コントロールユニットは、
前記電流検出値に異常が生じたか否かを判定する電流異常検出手段と、
前記電流異常検出手段によって異常が生じた旨の判定がなされた場合に、前記複数のインバータ回路のうちいずれかのインバータ回路に対応するモータジェネレータの回転状態が変化するよう、当該インバータ回路に対し回転状態変更制御を行う回転状態変更手段と、
前記回転状態変更手段による制御が行われた後に、前記電流異常検出手段によって異常が生じた旨の判定がなされた場合に、その判定がなされたインバータ回路に故障が生じた旨の判定をする故障判定手段と、
を備えることを特徴とするインバータ回路故障検出装置。
In an inverter circuit failure detection device that detects any failure among a plurality of inverter circuits that are connected to a common DC power source circuit and each perform DC-AC conversion,
A control unit for controlling each inverter circuit;
Current detection means for detecting a current of an AC power transmission line from a fault detection target inverter circuit to a motor generator provided corresponding to the inverter circuit, and providing a current detection value to the control unit,
The control unit is
Current abnormality detection means for determining whether an abnormality has occurred in the current detection value; and
When it is determined by the current abnormality detection means that an abnormality has occurred, the motor circuit corresponding to any one of the plurality of inverter circuits is rotated so that the rotation state of the motor generator changes. Rotation state changing means for performing state change control;
A failure to determine that a failure has occurred in the inverter circuit for which the determination has been made, when it is determined that an abnormality has occurred by the current abnormality detection unit after the control by the rotation state changing unit has been performed A determination means;
An inverter circuit failure detection device comprising:
請求項1に記載のインバータ回路故障検出装置において、
前記回転状態変更手段は、
前記複数のインバータ回路に対応して設けられた複数のモータジェネレータ間の回転速度差異が予め定められた範囲内である場合に、前記回転状態制御を行うことを特徴とするインバータ回路故障検出装置。
In the inverter circuit failure detection device according to claim 1,
The rotation state changing means is
The inverter circuit failure detection device, wherein the rotational state control is performed when a difference in rotational speed between a plurality of motor generators provided corresponding to the plurality of inverter circuits is within a predetermined range.
JP2010113893A 2010-05-18 2010-05-18 Inverter circuit failure detection device Pending JP2011244577A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010113893A JP2011244577A (en) 2010-05-18 2010-05-18 Inverter circuit failure detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010113893A JP2011244577A (en) 2010-05-18 2010-05-18 Inverter circuit failure detection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011244577A true JP2011244577A (en) 2011-12-01

Family

ID=45410653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010113893A Pending JP2011244577A (en) 2010-05-18 2010-05-18 Inverter circuit failure detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011244577A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017123702A (en) * 2016-01-05 2017-07-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 Inverter controller, motor drive device including the same, and electric power steering device
CN108957299A (en) * 2018-08-22 2018-12-07 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 A kind of multiple-level serially connected inversion detection tester for electronic circuit fault based on output signal acquisition
CN110936821A (en) * 2019-11-26 2020-03-31 中国第一汽车股份有限公司 Automobile motor controller, control system and automobile
JP2021044930A (en) * 2019-09-10 2021-03-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power conversion device, and method for controlling power conversion device

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102111444B1 (en) 2016-01-05 2020-05-15 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 Inverter control unit, motor drive unit and electric power steering unit
WO2017119201A1 (en) * 2016-01-05 2017-07-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 Inverter control device, motor drive device, and electric power steering device
KR20180083930A (en) * 2016-01-05 2018-07-23 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 Inverter control device, motor drive device and electric power steering device
CN108476010A (en) * 2016-01-05 2018-08-31 日立汽车系统株式会社 Control device for inverter, motor drive and electric power steering device
JP2017123702A (en) * 2016-01-05 2017-07-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 Inverter controller, motor drive device including the same, and electric power steering device
US10924048B2 (en) 2016-01-05 2021-02-16 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Inverter control device, motor drive device, and electric power steering apparatus
CN108476010B (en) * 2016-01-05 2021-07-09 日立汽车系统株式会社 Inverter control device, motor drive device, and electric power steering device
CN108957299A (en) * 2018-08-22 2018-12-07 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 A kind of multiple-level serially connected inversion detection tester for electronic circuit fault based on output signal acquisition
JP2021044930A (en) * 2019-09-10 2021-03-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power conversion device, and method for controlling power conversion device
WO2021049230A1 (en) * 2019-09-10 2021-03-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power conversion device and method for controlling power conversion device
CN114245962A (en) * 2019-09-10 2022-03-25 日立安斯泰莫株式会社 Power conversion device and control method for power conversion device
JP7370775B2 (en) 2019-09-10 2023-10-30 日立Astemo株式会社 Power conversion device and control method for power conversion device
CN110936821A (en) * 2019-11-26 2020-03-31 中国第一汽车股份有限公司 Automobile motor controller, control system and automobile

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5003589B2 (en) Short-circuit phase identification method
JP4793058B2 (en) Fault diagnosis device for voltage sensor
JP5929873B2 (en) AC motor control device
JP2008220045A (en) Motor controller and vehicle
JP5760778B2 (en) Motor drive control system
JP6217554B2 (en) Inverter device
JP5929874B2 (en) AC motor control device
JP2015208143A (en) Motor drive device
JP2010119268A (en) Apparatus and method for detecting fault of inverter
JP2007185043A (en) Inverter device and vehicle
JP5263067B2 (en) Inverter failure detection device
JP2011172343A (en) Driving device
JP2011244577A (en) Inverter circuit failure detection device
JP6513249B1 (en) DC / DC converter
JP2005304143A (en) Power converter
JP5549337B2 (en) Motor generator drive device and vehicle drive system
JPWO2019102539A1 (en) Rotating electric machine control device and electric vehicle
JP2015056918A (en) Drive unit of vehicle
JP2018148611A (en) Motor control device
WO2021049230A1 (en) Power conversion device and method for controlling power conversion device
JP2010207040A (en) Power conversion equipment
JP2019170057A (en) Motor control device
JP2015006021A (en) Motor drive device and motor
WO2020241366A1 (en) Power conversion device and power conversion device control method
JP6973252B2 (en) Power converter