JP2014121172A - Failure detection device for power conversion system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To properly detect a failure of an inverter while preventing damage of a booster due to an overcurrent.SOLUTION: If an overcurrent of a booster 7 occurs, all switching elements 13 in an inverter 5 are temporarily controlled to be an off state in a forced stop period. Failure determination means 51b determines failure occurrence by: measuring a cumulative time period during which an amount of a current deviation between a detected current value and a target value for a motor 2 is maintained at or above the amount of the threshold value for determination, before and after occurrence of an overcurrent state except a forced stop period, in the case that the overcurrent state occurs while measuring a time period in which the amount of the current deviation between the detected current value and the target value for the motor 2 is maintained at or above the amount of the threshold value for determination; and by determining that the measured cumulative time period is at or above a reference time.

Description

本発明は、回転電機の運転を行うための電力変換システムの故障を検知する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for detecting a failure in a power conversion system for operating a rotating electrical machine.

電動機等の回転電機の運転制御を行う場合、上アーム及び下アームにスイッチング素子を有するインバータによって、直流/交流の電力変換を行いつつ、回転電機の通電(回転電機と直流電源との間の電力伝送)を行うシステムが従来より一般に用いられている。   When controlling the operation of a rotating electrical machine such as an electric motor, the inverter having a switching element on the upper arm and the lower arm performs DC / AC power conversion while energizing the rotating electrical machine (the power between the rotating electrical machine and the DC power source). A system that performs transmission) has been generally used.

この種のシステムでは、例えば特許文献1に記載されている如く、回転電機の相電流の検出値と目標値との偏差に基づいて、インバータの故障を検知する手法が知られている。   In this type of system, as described in Patent Document 1, for example, a method of detecting a failure of an inverter based on a deviation between a detected value of a phase current of a rotating electrical machine and a target value is known.

特許第3291390号Japanese Patent No. 3291390

ところで、回転電機を幅広い回転数域で運転させるために、インバータの直流電力入出力端子に昇圧器(DC/DCコンバータ)を接続し、インバータの直流電力入出力端子に入出力する直流電圧を可変的に制御できるようにする場合がある。   By the way, in order to operate the rotating electrical machine in a wide range of rotation speed, a booster (DC / DC converter) is connected to the DC power input / output terminal of the inverter, and the DC voltage input / output to the DC power input / output terminal of the inverter is variable. In some cases.

このように昇圧器を備えるシステムでは、例えば回転電機の負荷の急減時(例えば、回転電機により駆動される車輪の空転スリップ時等)に、昇圧器に流れる電流が過大なものとなる場合ある。   Thus, in a system including a booster, for example, when the load of the rotating electrical machine is suddenly reduced (for example, when an idling slip of a wheel driven by the rotating electrical machine), the current flowing through the booster may be excessive.

この場合、昇圧器が損傷する虞があることから、昇圧器に流れる電流を検出して、該電流が過大なものとなった場合に、速やかにインバータのすべてのスイッチング素子をオフ状態にすると共にそのオフ状態を一時的に保持する(回転電機の通電を一時的に遮断する)ことで、昇圧器に過大な電流が流れ続けることがないようにすることが望ましい。   In this case, since the booster may be damaged, when the current flowing through the booster is detected and the current becomes excessive, all the switching elements of the inverter are quickly turned off. It is desirable to keep the off-state temporarily (temporarily cut off energization of the rotating electrical machine) so that an excessive current does not continue to flow through the booster.

一方、昇圧器に過大な電流が流れるという現象は、回転電機の負荷の急減時に限らず、インバータの故障時にも生じることが本願発明者の各種、実験、検討により判明した。例えばインバータの制御信号線の断線によって、該インバータのいずれかのスイッチング素子をオフ状態からオン状態にする(ターンオンさせる)ことができなくなったような状況において、該スイッチング素子のターンオフ時(オン状態からオフ状態にしようとするタイミング)等に、瞬間的に昇圧器に過大な電流が流れる場合もある。   On the other hand, it has been clarified through various experiments and examinations by the inventor of the present application that the phenomenon that an excessive current flows through the booster occurs not only when the load of the rotating electrical machine suddenly decreases but also when the inverter fails. For example, in a situation in which any switching element of the inverter cannot be turned on (turned on) from the off state due to disconnection of the control signal line of the inverter, the switching element is turned off (from the on state). There is a case where an excessive current instantaneously flows to the booster at a timing when the power is turned off.

このような状況は、インバータの故障が生じた状況であるから、回転電機の負荷の急減の場合と異なり、該故障を検知して、回転電機の運転を停止もしくは制限する等の処置をとることが望ましい。   Since such a situation is a situation in which an inverter failure has occurred, unlike the case of a sudden decrease in the load on the rotating electrical machine, measures such as stopping or restricting the operation of the rotating electrical machine are detected by detecting the failure. Is desirable.

この場合、前記特許文献1に見られる技術と同様の手法で、インバータの故障を検知することが考えられる。   In this case, it is conceivable to detect a failure of the inverter by a technique similar to the technique found in Patent Document 1.

しかるに、昇圧器に流れる電流が過大になる状況では、昇圧器に流れる電流が過大なものとならない状況と同じようにインバータの故障を検知しようとすると次のような不都合を生じる虞があった。   However, in the situation where the current flowing through the booster is excessive, there is a possibility that the following inconvenience may occur if an attempt is made to detect the failure of the inverter in the same manner as the situation where the current flowing through the booster does not become excessive.

すなわち、昇圧器に流れる電流が過大になる状況は、インバータの故障が生じた状況とは限らないので、昇圧器が損傷するのを防止するために、速やかに、インバータのすべてのスイッチング素子をオフ状態にすることが望ましい。   In other words, the situation where the current flowing through the booster is excessive is not necessarily the situation where the inverter has failed, so quickly turn off all switching elements of the inverter to prevent the booster from being damaged. It is desirable to be in a state.

しかるに、インバータのすべてのスイッチング素子をオフ状態にする状況は、回転電機の通電電流の目標値がゼロとなると共に、該電流の検出値が微小なものとなる状況であるため、該電流の検出値に含まれるノイズ成分等の影響で、該電流の目標値と検出値との偏差を高い信頼性で検知することが難しい。ひいては、インバータの故障を誤検知しやすくなる虞があった。   However, the situation where all the switching elements of the inverter are turned off is a situation where the target value of the energization current of the rotating electrical machine becomes zero and the detected value of the current becomes very small. It is difficult to detect the deviation between the target value of the current and the detected value with high reliability due to the influence of a noise component included in the value. As a result, there has been a risk of erroneously detecting an inverter failure.

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、昇圧器が過大な電流によって損傷を受けるのを防止しつつ、インバータの故障を適切に検知することができる電力変換システムの故障検知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 background, and provides a failure detection device for a power conversion system that can appropriately detect a failure of an inverter while preventing a booster from being damaged by an excessive current. The purpose is to do.

本発明の電力変換システムの故障検知装置は、かかる目的を達成するために、スイッチング素子を上アーム及び下アームに有するように構成されたインバータと、前記インバータの直流電力入出力端子に接続された昇圧器と、前記インバータの交流電力入出力端子に接続された回転電機と、前記インバータと前記回転電機との間で流れる電流である回転電機側電流を検出する第1電流センサと、前記昇圧器を流れる電流である昇圧器側電流を検出する第2電流センサとを備えた電力変換システムにおける故障を検知するための故障検知装置であって、
前記インバータには、前記第2電流センサの出力により示される前記昇圧器側電流の検出値の大きさが所定の過電流判定値以上となる過電流状態が発生した場合に、前記インバータの全てのスイッチング素子を一時的にオフ状態に制御するように構成されたインバータ制御手段が接続されており、
前記1電流センサの出力と前記回転電機側電流の目標値とが入力され、前記第1電流センサの出力により示される前記回転電機側電流の検出値と前記回転電機側電流の目標値との偏差の大きさが所定の故障判定用閾値以上に維持される時間を計測し、該時間の計測値が所定の基準時間以上になった場合に、前記インバータが故障していると判定する故障判定手段を備え、
前記故障判定手段は、前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上の大きさに維持される時間を計測している状態で、前記過電流状態が発生した場合に、前記インバータ制御手段により前記インバータの全てのスイッチング素子がオフ状態に制御される期間であるインバータ動作強制停止期間を除いて、該インバータ動作強制停止期間の前後において前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上の大きさに維持される時間を累積して計測するように構成されていることを特徴とする(第1発明)。
In order to achieve this object, the failure detection apparatus for a power conversion system according to the present invention is connected to an inverter configured to have switching elements in an upper arm and a lower arm, and a DC power input / output terminal of the inverter. A booster; a rotating electrical machine connected to an AC power input / output terminal of the inverter; a first current sensor that detects a rotating electrical machine side current that is a current flowing between the inverter and the rotating electrical machine; and the booster A failure detection device for detecting a failure in a power conversion system including a second current sensor that detects a booster side current that is a current flowing through
In the inverter, when an overcurrent state occurs in which the magnitude of the detected value of the booster side current indicated by the output of the second current sensor is equal to or greater than a predetermined overcurrent determination value, all of the inverters Inverter control means configured to temporarily control the switching element in an off state is connected,
The deviation between the detected value of the rotating electrical machine side current and the target value of the rotating electrical machine side current indicated by the output of the first current sensor is inputted with the output of the 1 current sensor and the target value of the rotating electrical machine side current. Failure determination means for measuring the time during which the magnitude of the inverter is maintained above a predetermined failure determination threshold and determining that the inverter has failed when the measured value of the time exceeds a predetermined reference time With
When the overcurrent state occurs when the failure determination unit is measuring the time during which the magnitude of the deviation is maintained to be equal to or greater than the failure determination threshold, the inverter control unit performs the Except for the inverter operation forced stop period during which all switching elements of the inverter are controlled to be in the OFF state, the magnitude of the deviation before or after the inverter operation forced stop period is greater than or equal to the failure determination threshold value. It is configured to accumulate and measure the maintained time (first invention).

かかる第1発明によれば前記過電流状態が発生した場合には、前記インバータが正常に動作しているか否かによらずに、前記インバータ制御手段によって、前記インバータの全てのスイッチング素子が、一時的にオフ状態になるように制御される。これにより、前記昇圧器に過大な電流が流れ続けて、該昇圧器が損傷を受けるのが防止される。   According to the first invention, when the overcurrent state occurs, all the switching elements of the inverter are temporarily set by the inverter control means regardless of whether or not the inverter is operating normally. Is controlled to be turned off automatically. As a result, excessive current continues to flow through the booster, and the booster is prevented from being damaged.

一方、前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上になると、前記故障判定手段は、前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上の大きさに維持される時間の計測を開始する。   On the other hand, when the magnitude of the deviation becomes greater than or equal to the failure determination threshold, the failure determination means starts measuring the time during which the magnitude of the deviation is maintained at or greater than the failure determination threshold.

この場合、前記インバータが正常に動作している場合には、前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上の大きさとなる状況は、前記基準時間よりも短い一時的なものとなる。   In this case, when the inverter is operating normally, the situation in which the magnitude of the deviation is greater than or equal to the threshold value for failure determination is temporarily shorter than the reference time.

一方、前記インバータの故障が発生している場合には、該インバータの各スイッチング素子の制御を該インバータの正常時と同じ形態で続行すると、基本的には、前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上の大きさに継続的に維持されるようになる。   On the other hand, when the inverter has failed, if the control of each switching element of the inverter is continued in the same form as when the inverter is normal, the magnitude of the deviation is basically determined by the failure determination. It will be continuously maintained at a size equal to or greater than the threshold for use.

ただし、前記過電流状態が発生した場合には、前記したように、前記インバータ制御手段によって、前記インバータの全てのスイッチング素子が、一時的にオフ状態になるように制御される。   However, when the overcurrent state occurs, as described above, all the switching elements of the inverter are controlled to be temporarily turned off by the inverter control means.

そして、このようにインバータの全てのスイッチング素子が、一時的にオフ状態になるように制御される状態では、前記回転電機側電流の目標値がゼロに設定されることとなるため、前記インバータが正常に動作していても、前記第1電流センサにより検出される前記回転電機側電流に混入するノイズ成分等の影響で、前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上となる状況が生じやすくなる。   And, in such a state that all the switching elements of the inverter are controlled to be temporarily turned off, the target value of the rotating electrical machine side current is set to zero. Even if it is operating normally, a situation in which the magnitude of the deviation is greater than or equal to the failure determination threshold is likely to occur due to the influence of a noise component or the like mixed in the rotating electrical machine side current detected by the first current sensor. Become.

このため、インバータの全てのスイッチング素子が一時的にオフ状態になるように制御される期間、すなわち、前記インバータ動作強制停止期間での前記偏差は、インバータの故障の有無を判定するためのデータとしての信頼性が乏しい。   For this reason, the deviation in the period in which all the switching elements of the inverter are controlled to be temporarily turned off, that is, the inverter operation forced stop period, is used as data for determining the presence or absence of an inverter failure. Is unreliable.

従って、前記インバータ動作強制停止期間での前記偏差は、前記インバータの故障の有無を判定するためのデータとして用いることは好ましくない。   Therefore, it is not preferable to use the deviation in the inverter operation forced stop period as data for determining whether or not the inverter has failed.

ここで、前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上に維持される時間を計測している途中で、前記過電流状態が発生した場合を想定する。この場合、前記インバータの故障に起因して、前記過電流状態が発生したような状況では、前記インバータ動作強制停止期間の終了後に、前記インバータの故障に起因する前記過電流状態が再び発生する可能性が高い。   Here, it is assumed that the overcurrent state occurs while measuring the time during which the magnitude of the deviation is maintained to be equal to or greater than the failure determination threshold. In this case, in the situation where the overcurrent state occurs due to the failure of the inverter, the overcurrent state due to the failure of the inverter may occur again after the inverter operation forced stop period ends. High nature.

このため、前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上の大きさに維持される時間を計測している途中で、前記過電流状態が発生した場合において、前記インバータ動作強制停止期間での前記偏差を前記インバータの故障の有無を判定するためのデータとして用いないようにするために、仮に、前記時間の計測を中止して、その計測値をリセットする(換言すれば、当該中止後に前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上の大きさになってから、改めて前記時間の計測を開始する)ようにした場合には、前記インバータの故障に起因して、前記過電流状態が発生したような状況では、該過電流状態の発生の都度、前記時間の計測値をリセットすることとなって、該計測値が前記基準時間に到達しないようになる虞がある。ひいては、前記インバータの故障の発生を検知することができない虞がある。   For this reason, when the overcurrent state occurs while measuring the time during which the magnitude of the deviation is maintained to be equal to or greater than the failure determination threshold, the inverter operation forced stop period In order not to use the deviation as data for determining whether or not there is a failure in the inverter, the measurement of the time is temporarily stopped and the measurement value is reset (in other words, the deviation after the suspension is determined). When the time is started again after the failure determination threshold value is greater than or equal to the failure determination threshold value, the overcurrent state has occurred due to the failure of the inverter. In such a situation, each time the overcurrent state occurs, the measured value of the time is reset, and the measured value may not reach the reference time. As a result, there is a possibility that the occurrence of the failure of the inverter cannot be detected.

そこで、第1発明では、前記故障判定手段は、前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上の大きさに維持される時間を計測している状態で、前記過電流状態が発生した場合には、前記インバータ動作強制停止期間を除いて、該インバータ動作強制停止期間の前後において前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上の大きさに維持される時間を累積して計測する。   Therefore, in the first invention, when the overcurrent state occurs when the failure determination means is measuring a time during which the magnitude of the deviation is maintained to be equal to or greater than the failure determination threshold value. Except for the inverter operation forced stop period, and cumulatively measure the time during which the magnitude of the deviation is maintained at or above the failure determination threshold before and after the inverter operation forced stop period.

従って、前記故障判定手段は、前記時間を計測している状態で、前記過電流状態が発生した場合には、前記偏差がノイズ成分等の影響を受け易い前記インバータ動作停止期間において、前記時間の計測値を該インバータ動作停止期間の開始時までの値に保持したまま、前記時間の計測を中断し、該インバータ動作停止期間の終了後に、前記時間の計測値をリセットすることなく、該インバータ動作停止期間の前における計測値を起点として、前記時間の計測を続行することとなる。   Therefore, when the overcurrent state occurs in the state where the time is being measured, the failure determination unit is configured to reduce the time during the inverter operation stop period during which the deviation is likely to be affected by a noise component or the like. The measurement of the time is interrupted while the measurement value is held at the value until the start of the inverter operation stop period, and the inverter operation is performed without resetting the measurement value of the time after the end of the inverter operation stop period. The measurement of the time is continued from the measurement value before the stop period as a starting point.

ここで、前記インバータが故障している場合には、前記インバータ動作停止期間の前後(インバータ動作停止期間ではない期間)において、前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上の大きさに維持されるので、上記の如く前記時間を計測することで、該時間の計測値は、最終的に、前記基準時間に達することとなる。その結果、故障判定手段は、前記インバータが故障していると判定することとなる。   Here, when the inverter is in failure, the magnitude of the deviation is maintained to be equal to or greater than the failure determination threshold before and after the inverter operation stop period (a period other than the inverter operation stop period). Therefore, by measuring the time as described above, the measured value of the time finally reaches the reference time. As a result, the failure determination means determines that the inverter has failed.

また、前記インバータが故障していない場合には、前記偏差の大きさは、基本的には、前記インバータ動作停止期間の終了後、前記時間の計測値が前記基準時間に達する前に、前記故障判定用閾値より小さくなる。ひいては、前記インバータが故障していると判定されないこととなる。   In addition, when the inverter has not failed, the magnitude of the deviation is basically determined after the end of the inverter operation stop period and before the measured value of the time reaches the reference time. It becomes smaller than the threshold for determination. As a result, it will not be determined that the inverter has failed.

従って、第1発明によれば、昇圧器が過大な電流によって損傷を受けるのを防止しつつ、インバータの故障を適切に検知することができる。   Therefore, according to the first aspect of the invention, it is possible to appropriately detect a failure of the inverter while preventing the booster from being damaged by an excessive current.

かかる第1発明では、前記故障判定手段は、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値の大きさが所定値以上であることを必要条件として、前記時間の計測を行うように構成されており、前記時間の計測中に、前記過電流状態が発生することなく、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値の大きさが前記所定値よりも小さくなった場合には、該時間の計測を中止して、該時間の計測値をリセットすることが好ましい(第2発明)。   In the first aspect of the invention, the failure determination means needs that the target value of the output torque of the rotating electrical machine or the target value of the amplitude of the rotating electrical machine side current corresponding to the target value is not less than a predetermined value. The condition is configured to measure the time, and during the time measurement, the overcurrent state does not occur, and the output torque target value of the rotating electrical machine or the target value corresponding to the target value. When the target value of the amplitude of the rotating electrical machine side current becomes smaller than the predetermined value, it is preferable to stop the measurement of the time and reset the measurement value of the time (second invention). .

すなわち、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値の大きさが十分に小さいような場合には、前記インバータ動作強制停止期間と同様に、前記インバータが正常に動作していても、前記第1電流センサにより検出される前記回転電機側電流に混入するノイズ成分等の影響で、前記偏差が前記故障判定用閾値以上となる状況が生じやすくなる。   That is, in the case where the target value of the output torque of the rotating electrical machine or the target value of the amplitude of the rotating electrical machine side current corresponding to the target value is sufficiently small, similarly to the inverter operation forced stop period. Even when the inverter is operating normally, there is a situation in which the deviation is greater than or equal to the failure determination threshold value due to the influence of noise components mixed in the rotating electrical machine side current detected by the first current sensor. It becomes easy.

そこで、第2発明では、前記故障判定手段は、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値の大きさが所定値以上であることを必要条件として、前記時間の計測を行う。   Therefore, in the second aspect of the invention, the failure determination means determines that the target value of the output torque of the rotating electrical machine or the target value of the amplitude of the rotating electrical machine side current corresponding to the target value is greater than or equal to a predetermined value. As a necessary condition, the time is measured.

このため、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値の大きさが前記所定値よりも小さい状況、すなわち、前記偏差がノイズ成分等の影響を受けやすい状況では、前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上の大きさになっても、前記故障判定手段は、前記時間の計測を開始しないこととなる。   For this reason, a situation where the target value of the output torque of the rotating electrical machine or the target value of the amplitude of the rotating electrical machine side current corresponding to the target value is smaller than the predetermined value, that is, the deviation is a noise component or the like. In a situation that is easily affected, even if the deviation is greater than or equal to the failure determination threshold, the failure determination means does not start measuring the time.

また、前記故障判定手段は、前記時間の計測中に、前記過電流状態が発生することなく、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値の大きさが前記所定値よりも小さくなった場合には、該時間の計測を中止して、該時間の計測値をリセットする。   In addition, the failure determination means may be configured such that a target value of the output torque of the rotating electrical machine or a target of the amplitude of the rotating electrical machine side current corresponding to the target value without the occurrence of the overcurrent state during the measurement of the time. When the magnitude of the value becomes smaller than the predetermined value, the time measurement is stopped and the time measurement value is reset.

従って、第2発明によれば、過電流状態が発生しない状況では、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値の大きさが前記所定値以上に連続的に(少なくとも前記基準時間以上、連続的に)維持される場合、すなわち、前記偏差が前記インバータの故障の有無に応じたデータとして、信頼性の高いものとなる状況が連続的に継続する場合に、前記時間の計測が連続的に行われることとなる。   Therefore, according to the second aspect of the present invention, in a situation where an overcurrent state does not occur, the target value of the output torque of the rotating electrical machine or the target value of the amplitude of the rotating electrical machine side current corresponding to the target value is the predetermined value. When the value is continuously maintained over the value (at least continuously over the reference time), that is, the situation in which the deviation is highly reliable as data according to the presence or absence of the failure of the inverter is continuous. When the operation is continued, the time measurement is continuously performed.

このため、第2発明によれば、過電流状態が発生する状況でのインバータの故障の検知を適切に行うことができることに加えて、過電流状態が発生しない状況でも、インバータの故障を高い信頼性で適切に検知することができる。   For this reason, according to the second aspect of the invention, in addition to being able to properly detect the failure of the inverter in a situation where an overcurrent state occurs, the failure of the inverter is highly reliable even in a situation where no overcurrent state occurs. Can be detected appropriately by sex.

前記第1発明又は第2発明では、前記故障判定手段は、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値に応じて第1の故障判定用閾値を可変的に決定する手段と、該第1の故障判定用閾値にローパス特性のフィルタリング処理を施すことにより第2の故障判定用閾値を決定する手段とを含んでおり、前記過電流状態が発生してから所定の期間は、前記インバータ動作強制停止期間の終了後に前記偏差の大きさと比較する故障判定用閾値として、前記第2の故障判定用閾値を使用し、該所定の期間以外の期間では、前記偏差の大きさと比較する故障判定用閾値として前記第1の故障判定用閾値を使用するように構成されていることが好ましい(第3発明)。   In the first invention or the second invention, the failure determination means performs a first failure determination according to a target value of the output torque of the rotating electrical machine or a target value of the amplitude of the rotating electrical machine side current corresponding to the target value. Means for variably determining a threshold value for use, and means for determining a second threshold value for failure determination by applying a low-pass characteristic filtering process to the first failure determination threshold value. The second failure determination threshold is used as a failure determination threshold to be compared with the magnitude of the deviation after the inverter operation forcible stop period ends for a predetermined period after the occurrence of the non-predetermined period. In the period, it is preferable that the first failure determination threshold is used as a failure determination threshold to be compared with the magnitude of the deviation (third invention).

すなわち、基本的には、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値が大きいほど、該目標値が小さい場合に比べて、前記インバータが正常に動作していても、前記偏差の大きさが大きくなり易くなる。従って、前記故障判定用閾値は、基本的には、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値に応じて可変的に設定することが好ましい。   That is, basically, the greater the target value of the output torque of the rotating electrical machine or the target value of the amplitude of the rotating electrical machine side current corresponding to the target value, the more the inverter Even when operating normally, the magnitude of the deviation tends to increase. Therefore, the failure determination threshold value can basically be variably set according to the target value of the output torque of the rotating electrical machine or the target value of the amplitude of the rotating electrical machine side current corresponding to the target value. preferable.

ただし、前記過電流状態が発生した場合には、前記インバータの全てのスイッチング素子が一時的にオフ状態になるように制御されるので、前記インバータの故障等に起因して、前記過電流状態が頻繁に発生するような状況では、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値が頻繁に変動して、該目標値に応じて設定される故障判定用閾値も頻繁に変動する。ひいては、該故障判定用閾値と前記偏差の大きさとの比較結果の信頼性が損なわれる虞がある。   However, when the overcurrent state occurs, all the switching elements of the inverter are controlled to be temporarily turned off, so that the overcurrent state is caused by a failure of the inverter or the like. In a situation that occurs frequently, the target value of the output torque of the rotating electrical machine or the target value of the amplitude of the rotating electrical machine-side current corresponding to the target value frequently fluctuates and is set according to the target value. The failure determination threshold value fluctuates frequently. As a result, the reliability of the comparison result between the failure determination threshold value and the magnitude of the deviation may be impaired.

そこで、第3発明では、故障判定手段は、前記過電流状態が発生してから所定の期間は、前記インバータ動作強制停止期間の終了後に前記偏差の大きさと比較する故障判定用閾値として、前記第2の故障判定用閾値、すなわち、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値に応じて決定した前記第1の故障判定用閾値にローパス特性のフィルタリング処理を施することにより得られた値を使用する。   Therefore, in the third invention, the failure determination means uses the first threshold as a failure determination threshold value to be compared with the magnitude of the deviation after the end of the inverter operation forced stop period for a predetermined period after the occurrence of the overcurrent state. 2 is low-passed to the first failure determination threshold value determined according to the target value of the output torque of the rotating electrical machine or the target value of the amplitude of the rotating electrical machine side current corresponding to the target value. The value obtained by performing the characteristic filtering process is used.

また、故障判定手段は、第2の故障判定用閾値を使用する上記所定の期間以外の期間では、前記偏差の大きさと比較する故障判定用閾値として前記第1の故障判定用閾値を使用する。   Further, the failure determination means uses the first failure determination threshold as a failure determination threshold to be compared with the magnitude of the deviation in a period other than the predetermined period in which the second failure determination threshold is used.

これにより、前記過電流状態が発生しないような状況で、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値に応じた適切な故障判定用閾値(第1の故障判定用閾値)用いて、インバータの故障の発生の有無を判定するようにすることができる。   Thus, in a situation where the overcurrent state does not occur, an appropriate failure determination threshold value corresponding to the target value of the output torque of the rotating electrical machine or the target value of the amplitude of the rotating electrical machine side current corresponding to the target value (First failure determination threshold value) can be used to determine whether or not an inverter failure has occurred.

また、前記過電流状態が頻繁に発生するような状況では、前記故障判定用閾値(第2の故障判定用閾値)の安定性を高め、ひいては、前記偏差との比較結果の安定性を高めることができる。ひいては、前記過電流状態が頻繁に発生するような状況でのインバータの故障の有無の判定結果の信頼性を高めることができる。   Further, in a situation where the overcurrent state frequently occurs, the stability of the failure determination threshold (second failure determination threshold) is increased, and as a result, the stability of the comparison result with the deviation is increased. Can do. As a result, it is possible to improve the reliability of the determination result of the presence or absence of the failure of the inverter in a situation where the overcurrent state frequently occurs.

本発明の一実施形態の電力変換システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the power conversion system of one Embodiment of this invention. 図1に示す故障検知部の処理を示すブロック図。The block diagram which shows the process of the failure detection part shown in FIG. 図1に示す故障検知部の処理を説明するための波形例を示すグラフ。The graph which shows the example of a waveform for demonstrating the process of the failure detection part shown in FIG. 図1に示す故障検知部の処理を説明するための波形例を示すグラフ。The graph which shows the example of a waveform for demonstrating the process of the failure detection part shown in FIG.

本発明の一実施形態を図1〜図4を参照して以下に説明する。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1に示すように、本実施形態における電力変換システム1は、駆動力(力行トルク)を発生するための回転電機としてのトラクションモータ2(以降、単にモータ2という)と、電力を発電するための回転電機としてのジェネレータ3とを運転させるためのシステムである。   As shown in FIG. 1, a power conversion system 1 according to the present embodiment generates a traction motor 2 (hereinafter simply referred to as a motor 2) as a rotating electrical machine for generating a driving force (powering torque) and generates electric power. This is a system for operating the generator 3 as a rotating electric machine.

この電力変換システム1は、例えば電動車両に搭載される。この場合、モータ2は、車両の走行用の動力源として使用される。そして、モータ2の発生トルクを車両の駆動輪に伝達するために、モータ2のロータが図示しない適宜の動力伝達機構を介して車両の駆動輪に接続される。   This power conversion system 1 is mounted on, for example, an electric vehicle. In this case, the motor 2 is used as a power source for running the vehicle. In order to transmit the torque generated by the motor 2 to the drive wheels of the vehicle, the rotor of the motor 2 is connected to the drive wheels of the vehicle via an appropriate power transmission mechanism (not shown).

また、ジェネレータ3は、モータ2に供給する電源電力の発生源、あるいは、モータ2に供給する電源電力を貯蔵する蓄電器4に充電する電力の発生源として使用される。そして、ジェネレータ3のロータが図示しないエンジンにより回転駆動されるように、該ロータがエンジンの出力軸に固定され、あるいは、該ロータが適宜の動力伝達機構を介してエンジンの出力軸に接続される。   The generator 3 is used as a source for generating power to be supplied to the motor 2 or a source for generating power for charging the battery 4 that stores the power to be supplied to the motor 2. Then, the rotor of the generator 3 is fixed to the output shaft of the engine so that the rotor of the generator 3 is rotated by an engine (not shown), or the rotor is connected to the output shaft of the engine via an appropriate power transmission mechanism. .

上記モータ2及びジェネレータ3は、本実施形態では、例えば3相(U相、V相、W相)の同期機により構成される。また、上記蓄電器4は、例えばリチウムイオン電池等のバッテリ(二次電池)により構成される。   In the present embodiment, the motor 2 and the generator 3 are configured by, for example, a three-phase (U phase, V phase, W phase) synchronous machine. Moreover, the said capacitor | condenser 4 is comprised by batteries (secondary battery), such as a lithium ion battery, for example.

電力変換システム1は、モータ2の駆動回路としてのインバータ5(以下、モータ用インバータ5という)と、ジェネレータ3の駆動回路としてのインバータ6(以下、ジェネレータ用インバータ6という)と、入力される直流電力を昇圧して出力可能な昇圧器(DC/DCコンバータ)7とを備える。   The power conversion system 1 includes an inverter 5 (hereinafter referred to as a motor inverter 5) as a drive circuit for the motor 2, an inverter 6 (hereinafter referred to as a generator inverter 6) as a drive circuit for the generator 3, and a direct current input thereto. And a booster (DC / DC converter) 7 capable of boosting and outputting electric power.

モータ用インバータ5は、直列に接続されている上アーム11及び下アーム12からなるアームを、U相、V相、W相の3相分(3つ)備えており、これらの3相分のアームを、一対の直流電力入出力端子5p,5m間に並列に接続して構成されている。直流電力入出力端子5p,5mのうちの端子5pは正極側の端子、端子5mは負極側の端子である。   The motor inverter 5 includes an arm composed of an upper arm 11 and a lower arm 12 connected in series for three phases (three) of U phase, V phase, and W phase. The arm is configured to be connected in parallel between a pair of DC power input / output terminals 5p and 5m. Of the DC power input / output terminals 5p and 5m, the terminal 5p is a positive terminal and the terminal 5m is a negative terminal.

なお、図1では図示の便宜上、U相に対応するアームに関して代表的に参照符号を付し、V相、W相に対応するアームについては、参照符号を省略している。   In FIG. 1, for convenience of illustration, reference numerals are typically assigned to the arms corresponding to the U phase, and reference numerals are omitted for the arms corresponding to the V phase and the W phase.

各相のアームにおける上アーム11及び下アーム12のそれぞれは、スイッチング素子13と、これに逆向きに並列接続されたダイオード14とを有する。スイッチング素子13は、半導体スイッチング素子、例えばIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)により構成される。   Each of the upper arm 11 and the lower arm 12 in each phase arm has a switching element 13 and a diode 14 connected in parallel to the switching element 13 in the opposite direction. The switching element 13 is configured by a semiconductor switching element, for example, an IGBT (insulated gate bipolar transistor).

そして、各相のアームにおける上アーム11及び下アーム12の間の中点に導通する交流電力入出力端子15に、モータ2の3相の電機子巻線2u,2v,2wのうちの当該アームに対応する相の電機子巻線が接続される。   The arm of the three-phase armature windings 2u, 2v, and 2w of the motor 2 is connected to the AC power input / output terminal 15 that conducts to the midpoint between the upper arm 11 and the lower arm 12 in each phase arm. The armature winding of the phase corresponding to is connected.

かかるモータ用インバータ5は、モータ2の運転時(力行運転時)に、各スイッチング素子13のオン、オフをPWM方式等により制御することで、直流電力入出力端子5p,5mに入力される直流電力を交流電力(3相の交流電力)に変換して、該交流電力を、交流電力入出力端子15からモータ2の電機子巻線2u,2v,2wに出力する。   The motor inverter 5 controls the on / off of each switching element 13 during the operation of the motor 2 (powering operation) by the PWM method or the like, so that the direct current input to the direct current power input / output terminals 5p and 5m is performed. The power is converted into AC power (three-phase AC power), and the AC power is output from the AC power input / output terminal 15 to the armature windings 2u, 2v, 2w of the motor 2.

なお、モータ用インバータ5は、モータ2の回生運転を行わせることも可能である。すなわち、モータ2のロータが外力により回転駆動されている状態で、モータ用インバータ5の各スイッチング素子13のオン、オフを制御することで、モータ2の回生運転による発電電力(3相の交流電力)を直流電力に変換して、該直流電力を直流電力入出力端子5p,5mから出力することも可能である。   The motor inverter 5 can also cause the motor 2 to perform a regenerative operation. That is, by controlling on / off of each switching element 13 of the motor inverter 5 in a state where the rotor of the motor 2 is rotationally driven by an external force, power generated by the regenerative operation of the motor 2 (three-phase AC power) ) Can be converted into DC power, and the DC power can be output from DC power input / output terminals 5p and 5m.

ジェネレータ用インバータ6は、モータ用インバータ5と同じ回路構成のものである。すなわち、ジェネレータ用インバータ6は、直列に接続されている上アーム21及び下アーム22からなるアームを、U相、V相、W相の3相分(3つ)備えており、これらの3相分のアームを、一対の直流電力入出力端子6p,6m間に並列に接続して構成されている。直流電力入出力端子6p,6mのうちの端子6pは正極側の端子、端子6mは負極側の端子である。   The generator inverter 6 has the same circuit configuration as the motor inverter 5. That is, the generator inverter 6 includes three arms (three) of U phase, V phase, and W phase, which are composed of an upper arm 21 and a lower arm 22 connected in series. The minute arm is connected in parallel between the pair of DC power input / output terminals 6p and 6m. Of the DC power input / output terminals 6p and 6m, the terminal 6p is a positive terminal and the terminal 6m is a negative terminal.

各相のアームにおける上アーム21及び下アーム22のそれぞれは、半導体スイッチング素子としてのIGBTにより構成されるスイッチング素子23と、これに逆向きに並列接続されたダイオード24とを有する。   Each of the upper arm 21 and the lower arm 22 in each phase arm has a switching element 23 formed of an IGBT as a semiconductor switching element, and a diode 24 connected in parallel to the switching element 23 in the opposite direction.

そして、各相のアームにおける上アーム21及び下アーム22の間の中点に導通する交流電力入出力端子25に、ジェネレータ3の3相の電機子巻線3u,3v,3wのうちの当該アームに対応する相の電機子巻線が接続されている。   The arm of the three-phase armature windings 3u, 3v, 3w of the generator 3 is connected to the AC power input / output terminal 25 that is electrically connected to the midpoint between the upper arm 21 and the lower arm 22 in each phase arm. The armature winding of the phase corresponding to is connected.

かかるジェネレータ用インバータ6は、エンジンによりロータが回転駆動されるジェネレータ3の運転時(発電運転時)に、各スイッチング素子23のオン、オフをPWM方式等により制御することで、ジェネレータ3から各相の交流電力入出力端子25を介して入力される発電電力(3相の交流電力)を直流電力に変換して、該直流電力を、直流電力入出力端子6p,6mから出力する。   The generator inverter 6 controls each switching element 23 on and off by a PWM method or the like when the generator 3 whose rotor is driven to rotate by the engine (power generation operation) is controlled from the generator 3 to each phase. The generated power (three-phase AC power) input through the AC power input / output terminal 25 is converted into DC power, and the DC power is output from the DC power input / output terminals 6p and 6m.

なお、ジェネレータ用インバータ6は、ジェネレータ3の力行運転を行わせることも可能である。すなわち、ジェネレータ用インバータ6の直流電力入出力端子6p,6mに直流電力を入力した状態で、各スイッチング素子23のオン、オフを制御することで、直流電力入出力端子6p,6mに入力される直流電力を交流電力(3相の交流電力)に変換して、該交流電力を交流電力入出力端子25からジェネレータ3の電機子巻線3u,3v,3wに出力することも可能である。   The generator inverter 6 can also cause the generator 3 to perform a power running operation. That is, the DC power input / output terminals 6p and 6m of the generator inverter 6 are input to the DC power input / output terminals 6p and 6m by controlling on / off of each switching element 23 in a state where the DC power is input to the generator inverter 6. It is also possible to convert DC power into AC power (three-phase AC power), and output the AC power from the AC power input / output terminal 25 to the armature windings 3u, 3v, 3w of the generator 3.

昇圧器7は、その本体部としてのスイッチング作動部31と、リアクトル32とを備える。この昇圧器7の低電圧の直流電力の入力端子としての一対の低圧側端子33p,33mの間には、前記蓄電器4と、平滑用コンデンサ41とが並列に接続されている。低圧側端子33p,33mのうちの端子33pは正極側の端子、端子33mは負極側の端子である。   The booster 7 includes a switching operation part 31 as a main body part and a reactor 32. The capacitor 4 and the smoothing capacitor 41 are connected in parallel between a pair of low-voltage side terminals 33p and 33m as input terminals for low voltage DC power of the booster 7. Of the low-voltage side terminals 33p and 33m, the terminal 33p is a positive terminal, and the terminal 33m is a negative terminal.

また、昇圧器7の高電圧の直流電力の出力端子としての一対の高圧側端子34p,34m間には、平滑用コンデンサ42、抵抗素子43、モータ用インバータ5、及びジェネレータ用インバータ6が並列に接続されている。   Further, between the pair of high-voltage side terminals 34p and 34m serving as output terminals for the high voltage DC power of the booster 7, a smoothing capacitor 42, a resistance element 43, a motor inverter 5 and a generator inverter 6 are connected in parallel. It is connected.

この場合、高圧側端子34p,34mのうちの端子34pが正極側の端子、端子34mが負極側の端子である。また、負極側の端子34mは、昇圧器7の低圧側端子33p,33mのうちの負極側の端子33mに導通されている。   In this case, of the high-voltage side terminals 34p and 34m, the terminal 34p is a positive terminal and the terminal 34m is a negative terminal. The negative terminal 34m is electrically connected to the negative terminal 33m of the low voltage terminals 33p and 33m of the booster 7.

そして、モータ用インバータ5の正極側の直流電力入出力端子5pと、ジェネレータ用インバータ6の正極側の直流電力入出力端子6pとが昇圧器7の正極側の高圧側端子34pに導通されている。また、モータ用インバータ5の負極側の直流電力入出力端子5mと、ジェネレータ用インバータ6の負極側の直流電力入出力端子6mとが昇圧器7の負極側の高圧側端子34mに導通されている。   The DC power input / output terminal 5p on the positive side of the motor inverter 5 and the DC power input / output terminal 6p on the positive side of the generator inverter 6 are electrically connected to the high-voltage side terminal 34p on the positive side of the booster 7. . The DC power input / output terminal 5m on the negative side of the motor inverter 5 and the DC power input / output terminal 6m on the negative side of the generator inverter 6 are electrically connected to the high-voltage side terminal 34m on the negative side of the booster 7. .

昇圧器7のスイッチング作動部31は、モータ用インバータ5(又はジェネレータ用インバータ6)の各相のアームと同様の回路構成のものである。すなわち、スイッチング作動部31は、スイッチング素子35と、これに逆向きに並列接続されたダイオード36とから構成される並列回路を2組備えており、これらの並列回路を、昇圧器7の高圧側端子34p,34mの間に直列に接続して構成されている。各スイッチング素子35は、例えば、半導体スイッチ素子としてのIGBTにより構成される。   The switching operation unit 31 of the booster 7 has a circuit configuration similar to that of each phase arm of the motor inverter 5 (or the generator inverter 6). That is, the switching operation unit 31 includes two sets of parallel circuits including a switching element 35 and a diode 36 connected in parallel to the switching element 35. The parallel circuits are connected to the high voltage side of the booster 7. The terminals 34p and 34m are connected in series. Each switching element 35 is comprised by IGBT as a semiconductor switch element, for example.

そして、スイッチング作動部31の上記の2組の並列回路の間の中点と、昇圧器7の低圧側端子33p,33mのうちの正極側の端子33pとの間にリアクトル32が接続されている。   A reactor 32 is connected between the midpoint between the two sets of parallel circuits of the switching operation unit 31 and the positive terminal 33p of the low voltage terminals 33p and 33m of the booster 7. .

上記のように構成された昇圧器7は、スイッチング作動部31の2つのスイッチング素子35,35が交互にオン状態になる(換言すれば、交互にオフ状態になる)ように、スイッチング素子35,35のそれぞれのオン及びオフを一定周期で行なわせることで、蓄電器4から入力される直流電力を昇圧して出力する。   The booster 7 configured as described above is configured so that the two switching elements 35 and 35 of the switching operation unit 31 are alternately turned on (in other words, alternately turned off). By causing each of 35 to be turned on and off at regular intervals, the DC power input from the battery 4 is boosted and output.

この場合、スイッチング素子35,35のオン、オフの1周期におけるオン時間のデューティ(オン状態となる時間の、1周期の時間に対する割合)を変化させることで、昇圧率(昇圧器7の入力側の電圧に対する出力側の電圧の比率)が変化する。   In this case, the step-up rate (the input side of the booster 7) is changed by changing the duty of the on-time in one cycle of turning on and off of the switching elements 35, 35 (the ratio of the time in the on state to the time of one cycle) The ratio of the voltage on the output side with respect to the voltage of) changes.

なお、昇圧器7は、その入力側(低電圧側)と出力側(高電圧側)との間で双方向に直流電力の伝達が可能である。そして、昇圧器7の出力側から入力側への直流電力の伝達が行われるときには、出力側に付与される直流電力が上記昇圧率の逆数の比率で降圧されて入力側に伝達される。これにより、昇圧器7の出力側から昇圧器7を介して蓄電器4の充電を行なうことも可能となっている。   The booster 7 can transmit DC power bidirectionally between the input side (low voltage side) and the output side (high voltage side). When DC power is transmitted from the output side of the booster 7 to the input side, the DC power applied to the output side is stepped down at a ratio of the reciprocal of the step-up rate and transmitted to the input side. As a result, the battery 4 can be charged from the output side of the booster 7 via the booster 7.

電力変換システム1は、以上説明した構成の他、モータ2の運転制御のための制御ユニットであるモータECU51、ジェネレータ3の運転制御のための制御ユニットであるジェネレータECU52と、昇圧器7の運転制御のための制御ユニットである昇圧器ECU53とを備える。   In addition to the configuration described above, the power conversion system 1 includes a motor ECU 51 that is a control unit for operation control of the motor 2, a generator ECU 52 that is a control unit for operation control of the generator 3, and operation control of the booster 7. And a booster ECU 53 that is a control unit.

さらに、これらのECU51,52,53の制御処理のための検出データを取得するセンサとして、トラクションモータ2とモータ用インバータ5と間で流れる各相の電流をそれぞれ検出する3個の(3相分の)モータ用電流センサ54,54,54と、ジェネレータ3とジェネレータ用インバータ6と間で流れる各相の電流をそれぞれ検出する3個の(3相分の)ジェネレータ用電流センサ55,55,55と、昇圧器7を流れる電流を検出する昇圧器用電流センサ56とを備える。   Further, as sensors for obtaining detection data for control processing of these ECUs 51, 52, 53, three (three-phase components) for detecting each phase current flowing between the traction motor 2 and the motor inverter 5 respectively. 3) (three phases of) generator current sensors 55, 55, 55 for detecting the currents of the respective phases flowing between the generator current sensor 54, 54, 54 and the generator 3 and the generator inverter 6. And a booster current sensor 56 for detecting a current flowing through the booster 7.

この場合、各モータ用電流センサ54は、モータ用インバータ5の各相の交流電力入出力端子15とトラクションモータ2との間の各相毎の通電ラインに設けられている。同様に、各ジェネレータ用電流センサ55は、ジェネレータ用インバータ6の各相の交流電力入出力端子25とジェネレータ3との間の各相毎の通電ラインに設けられている。   In this case, each motor current sensor 54 is provided in a current-carrying line for each phase between the AC power input / output terminal 15 for each phase of the motor inverter 5 and the traction motor 2. Similarly, each generator current sensor 55 is provided in a current-carrying line for each phase between the AC power input / output terminal 25 for each phase of the generator inverter 6 and the generator 3.

また、昇圧器用電流センサ56は、昇圧器7の入力側(低圧側)に流れる電流(詳しくは、昇圧器7の低圧側端子33p又は33mを通って流れる電流(=リアクトル32に流れる電流))を検出するように、昇圧器7の負極側の低圧側端子33mと蓄電器4及び平滑用コンデンサ41との間の通電ラインに設けられている。   Further, the booster current sensor 56 is a current that flows to the input side (low voltage side) of the booster 7 (specifically, a current that flows through the low voltage side terminal 33p or 33m of the booster 7 (= current that flows to the reactor 32)). Is provided in the energization line between the low-voltage side terminal 33m on the negative side of the booster 7 and the capacitor 4 and the smoothing capacitor 41.

なお、昇圧器用電流センサ56は、昇圧器7の正極側の低圧側端子33pと蓄電器4及び平滑用コンデンサ41との間の通電ラインに設けられていてもよい。   Note that the booster current sensor 56 may be provided in a current-carrying line between the low-voltage side terminal 33 p on the positive electrode side of the booster 7 and the capacitor 4 and the smoothing capacitor 41.

補足すると、モータ用電流センサ54及びジェネレータ用電流センサ55は、本発明における第1電流センサに相当し、それぞれの電流センサ54,55により検出される電流が本発明における回転電機側電流に相当するものである。また、昇圧器用電流センサ56は、本発明における第2電流センサに相当し、該電流センサ56により検出される電流が本発明における昇圧器側電流に相当するものである。   Supplementally, the motor current sensor 54 and the generator current sensor 55 correspond to the first current sensor in the present invention, and the currents detected by the current sensors 54 and 55 correspond to the rotating electrical machine side current in the present invention. Is. The booster current sensor 56 corresponds to the second current sensor in the present invention, and the current detected by the current sensor 56 corresponds to the booster-side current in the present invention.

前記モータECU51、ジェネレータECU52、及び昇圧器ECU53は、それぞれ、CPU、RAM、ROM等を含む電子回路ユニットにより構成される。   The motor ECU 51, the generator ECU 52, and the booster ECU 53 are each configured by an electronic circuit unit including a CPU, a RAM, a ROM, and the like.

モータECU51は、実装されるプログラムを実行することで実現される機能(ソフトウェアによる実現される機能)あるいはハードウェアにより実現される機能として、モータ用インバータ5の各スイッチング素子13のオン、オフを制御することで、トラクションモータ2の運転を制御するインバータ制御部51aと、モータ用インバータ5の故障を検知する故障検知部51bとを有する。   The motor ECU 51 controls on / off of each switching element 13 of the motor inverter 5 as a function realized by executing a mounted program (a function realized by software) or a function realized by hardware. Thus, the inverter control unit 51a that controls the operation of the traction motor 2 and the failure detection unit 51b that detects a failure of the motor inverter 5 are provided.

このモータECU51のインバータ制御部51aは、トラクションモータ2の運転時(力行運転時)に、トラクションモータ2の目標トルク(出力トルクの目標値)に応じた電流をトラクションモータ2の各相の電機子巻線2u,2v,2wに通電するように、公知のPWM方式等によりモータ用インバータ5の各スイッチング素子13のオン、オフを制御する。   The inverter control unit 51a of the motor ECU 51 outputs an electric current corresponding to the target torque (target value of output torque) of the traction motor 2 during the operation of the traction motor 2 (powering operation). On / off of each switching element 13 of the motor inverter 5 is controlled by a known PWM method or the like so that the windings 2u, 2v, 2w are energized.

この場合、トラクションモータ2の運転時の目標トルクは、本実施形態では、基本的には、電力変換システム1が搭載された車両のアクセルの踏込量(以下、アクセル操作量という)に応じて決定される。   In this case, in the present embodiment, the target torque during operation of the traction motor 2 is basically determined according to the accelerator depression amount of the vehicle on which the power conversion system 1 is mounted (hereinafter referred to as the accelerator operation amount). Is done.

ただし、本実施形態では、モータECU51は、前記昇圧器用電流センサ56の出力により示される電流(以下、昇圧器側電流という)の大きさを監視するようにしている。そして、この昇圧器側電流の大きさが、既定の所定値である過電流判定値以上の過大なものとなった場合には(以下、この状況を昇圧器側電流の過電流状態という)、昇圧器7のスイッチング素子35が過電流によって損傷するのを防止するために、モータECU51は、昇圧器側電流の過電流状態の発生を検知してから、既定の所定時間の期間であるインバータ動作強制停止期間だけ一時的に、トラクションモータ2の目標トルクを強制的にゼロにするようにしている。   However, in the present embodiment, the motor ECU 51 monitors the magnitude of the current (hereinafter referred to as booster side current) indicated by the output of the booster current sensor 56. And when the magnitude | size of this booster side electric current becomes more than the overcurrent determination value which is a predetermined predetermined value (hereinafter, this situation is referred to as an overcurrent state of the booster side current), In order to prevent the switching element 35 of the booster 7 from being damaged by the overcurrent, the motor ECU 51 detects the occurrence of the overcurrent state of the booster side current and then performs an inverter operation for a predetermined period of time. The target torque of the traction motor 2 is forcibly set to zero only for the forced stop period.

この場合、トラクションモータ2の目標トルクをゼロにするということは、トラクションモータ2の電機子巻線2u,2v,2wの通電を遮断することとなるので、インバータ制御部51aは、モータ用インバータ5の全てのスイッチング素子13を、上記インバータ動作強制停止期間だけ一時的にオフ状態とするように、各スイッチング素子13に制御信号を出力する。   In this case, setting the target torque of the traction motor 2 to zero cuts off the energization of the armature windings 2u, 2v, 2w of the traction motor 2, so that the inverter control unit 51a is connected to the motor inverter 5 A control signal is output to each switching element 13 such that all the switching elements 13 are temporarily turned off during the inverter operation forced stop period.

モータECU51の故障検知部51bは、モータ用インバータ5とトラクションモータ2との間の通電ラインの断線、あるいは、各スイッチング素子13に制御信号(ゲート信号)を付与する信号ラインの断線等によって、モータ用インバータ5が正常に動作できなくなる状態をモータ用インバータ5の故障として検知するものである。この故障検知処理は、前記モータ用電流センサ54の出力により示されるトラクションモータ2の各相の電機子巻線2u,2v,2wの実電流の検出値を用いて、後述するように行われる。   The failure detection unit 51b of the motor ECU 51 is configured such that the energization line between the motor inverter 5 and the traction motor 2 is disconnected or the signal line that applies a control signal (gate signal) to each switching element 13 is disconnected. A state in which the motor inverter 5 cannot operate normally is detected as a failure of the motor inverter 5. This failure detection process is performed as described later using detected values of actual currents of the armature windings 2u, 2v, 2w of each phase of the traction motor 2 indicated by the output of the motor current sensor 54.

ジェネレータECU52は、実装されるプログラムを実行することで実現される機能(ソフトウェアによる実現される機能)あるいはハードウェアにより実現される機能として、ジェネレータ用インバータ6の各スイッチング素子23のオン、オフを制御することで、ジェネレータ3の運転を制御するインバータ制御部52aと、ジェネレータ用インバータ6の故障を検知する故障検知部52bとを有する。   The generator ECU 52 controls on / off of each switching element 23 of the generator inverter 6 as a function realized by executing a program to be implemented (a function realized by software) or a function realized by hardware. Thus, the inverter control unit 52a that controls the operation of the generator 3 and the failure detection unit 52b that detects a failure of the generator inverter 6 are provided.

このジェネレータECU52のインバータ制御部52aは、ジェネレータ3の発電運転時に、ジェネレータ3の目標発電出力(又は該目標発電出力とジェネレータ3のロータの回転数とに応じて規定される目標トルク)に応じた電流をジェネレータ3の電機子巻線3u,3v,3wに通電するように、公知のPWM方式等によりジェネレータ用インバータ6の各スイッチング素子23のオン、オフを制御する。   The inverter control unit 52a of the generator ECU 52 responds to the target power generation output of the generator 3 (or the target torque defined according to the target power generation output and the rotational speed of the rotor of the generator 3) during the power generation operation of the generator 3. On / off of each switching element 23 of the generator inverter 6 is controlled by a known PWM method or the like so that current is supplied to the armature windings 3u, 3v, 3w of the generator 3.

この場合、ジェネレータ3の目標発電出力(又は該目標発電出力に対応する目標トルク)は、本実施形態では、基本的には、トラクションモータ2の目標トルクに対応する必要電力(該目標トルクに対応してトラクションモータ2に供給すべき電力)、あるいは、蓄電器4の蓄電量(残存容量)に応じて決定される。   In this case, the target power generation output of the generator 3 (or the target torque corresponding to the target power generation output) basically corresponds to the required power corresponding to the target torque of the traction motor 2 (corresponding to the target torque). Thus, the electric power to be supplied to the traction motor 2) or the charged amount (remaining capacity) of the battery 4 is determined.

ただし、本実施形態では、モータECU51の場合と同様に、ジェネレータECU52は、前記昇圧器用電流センサ56の出力により示される昇圧器側電流が既定の所定値(過電流判定値)以上になる過電流状態が検知された場合には、既定の所定時間の期間であるインバータ動作強制停止期間だけ一時的に、ジェネレータ3の目標発電出力(又は目標トルク)を強制的にゼロにするようにしている。   However, in the present embodiment, as in the case of the motor ECU 51, the generator ECU 52 causes the booster-side current indicated by the output of the booster current sensor 56 to exceed the predetermined predetermined value (overcurrent determination value). When the state is detected, the target power generation output (or target torque) of the generator 3 is forcibly set to zero temporarily only during the inverter operation forced stop period which is a predetermined predetermined time period.

この場合、トラクションモータ2の場合と同様に、ジェネレータ3の目標発電出力(又は目標トルク)をゼロにするということは、ジェネレータ3の電機子巻線3u,3v,3wの通電を遮断することとなるので、インバータ制御部52aは、ジェネレータ用インバータ6の全てのスイッチング素子23を、上記インバータ動作強制停止期間だけ一時的にオフ状態とするように、各スイッチング素子23に制御信号を出力する。   In this case, as in the case of the traction motor 2, setting the target power generation output (or target torque) of the generator 3 to zero cuts off the energization of the armature windings 3u, 3v, 3w of the generator 3. Therefore, the inverter control unit 52a outputs a control signal to each switching element 23 so that all the switching elements 23 of the generator inverter 6 are temporarily turned off during the inverter operation forced stop period.

ジェネレータECU52の故障検知部52bは、ジェネレータ用インバータ6とジェネレータ3との間の通電ラインの断線、あるいは、各スイッチング素子23に制御信号(ゲート信号)を付与する信号ラインの断線等によって、ジェネレータ用インバータ6が正常に動作できなくなる状態をジェネレータ用インバータ6の故障として検知するものである。この故障検知処理は、前記ジェネレータ用電流センサ55の出力により示されるジェネレータ3の各相の電機子巻線3u,3v,3wの実電流の検出値を用いて、モータECU51の故障検知部51bの故障検知処理と同様に行われる。   The failure detection unit 52b of the generator ECU 52 is connected to the generator line by disconnection of the energization line between the generator inverter 6 and the generator 3 or disconnection of a signal line for applying a control signal (gate signal) to each switching element 23. A state in which the inverter 6 cannot operate normally is detected as a failure of the generator inverter 6. This failure detection process is performed by the failure detection unit 51b of the motor ECU 51 using the detected values of the actual currents of the armature windings 3u, 3v, 3w of each phase of the generator 3 indicated by the output of the generator current sensor 55. This is performed in the same manner as the failure detection process.

昇圧器ECU53は、実装されるプログラムを実行することで実現される機能(ソフトウェアによる実現される機能)あるいはハードウェアにより実現される機能として、昇圧器7のスイッチング素子35,35のオン、オフを制御することで、該昇圧器7の昇圧率を目標昇圧率に制御する。   The booster ECU 53 turns on and off the switching elements 35 and 35 of the booster 7 as a function realized by executing a mounted program (a function realized by software) or a function realized by hardware. By controlling, the boosting rate of the booster 7 is controlled to the target boosting rate.

この場合、昇圧器7の目標昇圧率は、モータ用インバータ5の直流電力入出力端子5p,5mに昇圧器7から印加される直流電圧が、トラクションモータ2にモータ用インバータ5から電力を供給し得る電圧に確保され、あるいは、ジェネレータ用インバータ6の直流電力入出力端子6p,6mに昇圧器7から印加される直流電圧が、ジェネレータ3の発電電力をジェネレータ用インバータ6からモータ用インバータ5もしくは蓄電器4に供給し得る電圧に確保されるように、トラクションモータ2及びジェネレータ3の運転状態に応じて決定される。   In this case, the target boosting rate of the booster 7 is such that the DC voltage applied from the booster 7 to the DC power input / output terminals 5p and 5m of the motor inverter 5 supplies power to the traction motor 2 from the motor inverter 5. The DC voltage applied to the DC power input / output terminals 6p and 6m of the generator inverter 6 from the booster 7 is changed so that the generated power of the generator 3 is transferred from the generator inverter 6 to the motor inverter 5 or the capacitor. 4 is determined in accordance with the operating state of the traction motor 2 and the generator 3 so as to ensure a voltage that can be supplied to the traction motor 2.

補足すると、モータ用ECU51及びジェネレータ用ECU52は、それぞれ、本発明における故障検知装置に相当する。そして、モータ用ECU51のインバータ制御部51a及びジェネレータECU52のインバータ制御部52aは、それぞれ、本発明におけるインバータ制御手段に相当する。また、また、モータ用ECU51の故障検知部51b及びジェネレータECU52の故障検知部52bは、それぞれ、本発明における故障判定手段に相当する。   Supplementally, each of the motor ECU 51 and the generator ECU 52 corresponds to a failure detection device according to the present invention. The inverter control unit 51a of the motor ECU 51 and the inverter control unit 52a of the generator ECU 52 respectively correspond to inverter control means in the present invention. Further, the failure detection unit 51b of the motor ECU 51 and the failure detection unit 52b of the generator ECU 52 respectively correspond to failure determination means in the present invention.

次に、モータECU51の故障検知部51b及びジェネレータECU52の故障検知部52bの処理を詳細に説明する。これらの故障検知部51b,52bの処理は、同じであるので、以降は、モータECU51の故障検知部51bの処理を代表的に説明する。   Next, processing of the failure detection unit 51b of the motor ECU 51 and the failure detection unit 52b of the generator ECU 52 will be described in detail. Since the processes of these failure detection units 51b and 52b are the same, hereinafter, the process of the failure detection unit 51b of the motor ECU 51 will be representatively described.

図2を参照して、故障検知部51bは、モータ2の運転時に、電流偏差算出部61、MAX選択部62及びフィルタリング処理部63の処理を所定の制御処理周期で逐次実行することで、モータ用インバータ5の故障を検知するために監視する参照データを逐次算出する。   With reference to FIG. 2, the failure detection unit 51 b sequentially executes the processes of the current deviation calculation unit 61, the MAX selection unit 62, and the filtering processing unit 63 at a predetermined control processing period when the motor 2 is operated. The reference data to be monitored in order to detect a failure of the inverter 5 is sequentially calculated.

さらに詳細には、モータ2の各相の目標電流(U相目標電流、V相目標電流、W相目標電流)と、前記モータ用電流センサ54の出力により示されるモータ2の各相の実際の電流(U相実電流、V相実電流、W相実電流)の検出値とが電流偏差算出部61に逐次入力される。   More specifically, the actual current of each phase of the motor 2 indicated by the target current (U-phase target current, V-phase target current, W-phase target current) of each phase of the motor 2 and the output of the current sensor 54 for the motor. The detected values of current (U-phase actual current, V-phase actual current, and W-phase actual current) are sequentially input to the current deviation calculation unit 61.

なお、モータ2の各相の目標電流は、モータ2の目標トルクと、モータ2のロータの回転数の検出値と、モータ2のロータの位相角(回転角度位置)の検出値とに応じて決定されるものである。この場合、モータ2のロータの回転数や位相角は、図示しないレゾルバ等のセンサを用いて検出される。   The target current of each phase of the motor 2 depends on the target torque of the motor 2, the detected value of the rotational speed of the rotor of the motor 2, and the detected value of the phase angle (rotational angle position) of the rotor of the motor 2. It is to be decided. In this case, the rotational speed and phase angle of the rotor of the motor 2 are detected using a sensor such as a resolver (not shown).

そして、電流偏差算出部61において、上記の入力値から、モータ2の各相の電流偏差(U相電流偏差、V相電流偏差、W相電流偏差)が算出される。ここで算出される電流偏差は、各相の実電流と目標電流との差の大きさ(絶対値)である。   Then, the current deviation calculation unit 61 calculates the current deviation (U-phase current deviation, V-phase current deviation, W-phase current deviation) of each phase of the motor 2 from the above input value. The current deviation calculated here is the magnitude (absolute value) of the difference between the actual current of each phase and the target current.

なお、U相実電流、V相実電流及びW相実電流の総和はゼロとなるので、任意の一つの相の実電流は、他の二つの相の実電流の検出値から算出してもよい。そして、その算出値を用いて、当該一つの相の電流偏差を算出するようにしてもよい。   Since the sum of the U-phase actual current, V-phase actual current, and W-phase actual current is zero, the actual current of any one phase can be calculated from the detected values of the actual currents of the other two phases. Good. Then, the current deviation of the one phase may be calculated using the calculated value.

上記のように算出された各相の電流偏差が、MAX選択部62に入力される。このMAX選択部62では、各相の電流偏差のうちの最大値(最大電流偏差)が、各相の電流偏差の代表値として逐次選択される。   The current deviation of each phase calculated as described above is input to the MAX selection unit 62. In the MAX selection unit 62, the maximum value (maximum current deviation) of the current deviation of each phase is sequentially selected as a representative value of the current deviation of each phase.

この最大電流偏差が、フィルタリング処理部63に入力される。そして、このフィルタリング処理部63において、最大電流偏差にローパス特性のフィルタリング処理が施される。これにより、モータ用インバータ5の故障を検知するために監視する参照データとして、最大電流偏差のフィルタリング値である電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTが算出される。本実施形態では、この電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTが、本発明における偏差に相当するものである。   This maximum current deviation is input to the filtering processing unit 63. In the filtering processing unit 63, a filtering process with a low-pass characteristic is performed on the maximum current deviation. As a result, a current deviation filter value IXPHERR_FLT, which is a filtering value of the maximum current deviation, is calculated as reference data to be monitored in order to detect a failure of the motor inverter 5. In the present embodiment, the current deviation filter value IXPHERR_FLT corresponds to the deviation in the present invention.

ここで、モータ用インバータ5が正常に動作している場合には、基本的には、各相の電流偏差の大きさはゼロもしくは十分に微小なものとなる。ひいては、上記電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTも、ゼロもしくは十分に微小な値に保たれる。   Here, when the motor inverter 5 is operating normally, the magnitude of the current deviation of each phase is basically zero or sufficiently small. As a result, the current deviation filter value IXPHERR_FLT is also maintained at zero or a sufficiently small value.

一方、モータ用インバータ5の故障が生じている場合には、いずれかの相の電流偏差の大きさが周期的に大きなものとなる。例えば、U相の上アーム11(又は下アーム12)のスイッチング素子13に制御信号(ゲート信号)を付与する信号ラインが断線して、該スイッチング素子13をオン状態にすることができなくなった場合には、U相の電流偏差の大きさが周期的に大きなものとなる。ひいては、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTは、比較的大きな値に増加する。   On the other hand, when a failure of the motor inverter 5 occurs, the magnitude of the current deviation of any phase becomes periodically large. For example, when a signal line for applying a control signal (gate signal) to the switching element 13 of the upper arm 11 (or lower arm 12) of the U phase is disconnected, and the switching element 13 cannot be turned on. The magnitude of the U-phase current deviation is periodically large. As a result, the current deviation filter value IXPHERR_FLT increases to a relatively large value.

故障検知部51bは、上記した電流偏差算出部61、MAX選択部62及びフィルタリング処理部63の処理と並行して、電流振幅算出部64、係数決定部65、乗算部66、フィルタリング処理部67、及び閾値切換選択部68の処理を実行することで、モータ用インバータ5の故障の有無を判定するために前記電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTと比較する故障判定用閾値を決定する。   The fault detection unit 51b includes a current amplitude calculation unit 64, a coefficient determination unit 65, a multiplication unit 66, a filtering processing unit 67, in parallel with the processes of the current deviation calculation unit 61, the MAX selection unit 62, and the filtering processing unit 63 described above. Then, by executing the processing of the threshold value switching selection unit 68, a failure determination threshold value to be compared with the current deviation filter value IXPHERR_FLT is determined in order to determine whether or not the motor inverter 5 has failed.

さらに詳細には、モータ2のd軸方向の目標電流(d軸目標電流)とq軸方向の目標電流(q軸目標電流)とが電流振幅算出部64に逐次入力される。上記d軸及びq軸は、モータ2のベクトル制御等において該モータ2の電気的な挙動を表現するための回転座標系(ロータと同じ電気角速度で回転する座標系)として一般に用いられるdq座標系の2軸である。そして、上記d軸目標電流及びq軸目標電流は、モータ2の目標トルクと、モータ2のロータの回転数の検出値とに応じて決定されるものである。   More specifically, a target current in the d-axis direction (d-axis target current) and a target current in the q-axis direction (q-axis target current) of the motor 2 are sequentially input to the current amplitude calculation unit 64. The d-axis and q-axis are dq coordinate systems that are generally used as a rotational coordinate system (coordinate system that rotates at the same electrical angular velocity as the rotor) for expressing the electrical behavior of the motor 2 in vector control of the motor 2 and the like. The two axes. The d-axis target current and the q-axis target current are determined according to the target torque of the motor 2 and the detected value of the rotational speed of the rotor of the motor 2.

なお、モータ2のd軸方向の電流成分及びq軸方向の電流成分の組と、U相電流、V相電流及びW相電流の組とは、モータ2のロータの位相角に応じて定まる行列による線形写像によって1対1に対応付けられる。   Note that the set of the current component in the d-axis direction and the current component in the q-axis direction and the set of the U-phase current, the V-phase current, and the W-phase current of the motor 2 are matrices determined according to the phase angle of the rotor of the motor 2. One-to-one correspondence by the linear mapping by

従って、d軸目標電流及びq軸目標電流は、前記電流偏差算出部61に入力するU相目標電流、V相目標電流及びW相目標電流から算出することも可能である。逆に、モータ2の目標トルクに応じてd軸目標電流及びq軸目標電流を決定した上で、d軸目標電流及びq軸目標電流から、U相目標電流、V相目標電流及びW相目標電流を算出するようにしてもよい。   Accordingly, the d-axis target current and the q-axis target current can be calculated from the U-phase target current, the V-phase target current, and the W-phase target current that are input to the current deviation calculation unit 61. Conversely, after determining the d-axis target current and the q-axis target current according to the target torque of the motor 2, the U-phase target current, the V-phase target current, and the W-phase target are determined from the d-axis target current and the q-axis target current. The current may be calculated.

電流振幅算出部64は、入力された上記d軸目標電流及びq軸目標電流からモータ2の目標電流の振幅(目標電流振幅)を算出する。具体的には、d軸目標電流及びq軸目標電流のそれぞれの2乗値の総和の平方根に、所定の定数値を乗じることによって、目標電流振幅が算出される。なお、この目標電流振幅は、モータ2の目標トルクにほぼ比例するものとなる。   The current amplitude calculator 64 calculates the target current amplitude (target current amplitude) of the motor 2 from the input d-axis target current and q-axis target current. Specifically, the target current amplitude is calculated by multiplying the square root of the sum of the square values of the d-axis target current and the q-axis target current by a predetermined constant value. The target current amplitude is substantially proportional to the target torque of the motor 2.

また、係数決定部65に、モータ2のロータの回転数(検出値)が逐次入力される。この係数決定部65は、目標電流振幅に乗じる係数K_calib(<1)を、既定のデータテーブルもしくは演算式を用いて、入力された回転数に応じて決定する。この場合、係数K_calibはモータ2の回転数が高いほど、大きい値となるように決定される。   Further, the rotation speed (detection value) of the rotor of the motor 2 is sequentially input to the coefficient determination unit 65. The coefficient determination unit 65 determines a coefficient K_calib (<1) to be multiplied by the target current amplitude according to the input rotational speed using a predetermined data table or an arithmetic expression. In this case, the coefficient K_calib is determined so as to increase as the rotational speed of the motor 2 increases.

電流振幅算出部64で算出された目標電流振幅と、係数決定部65で決定された係数K_calibとは、乗算部66に入力される。そして、該乗算部66で、目標電流振幅に係数K_calibを乗じることによって、モータ用インバータ5の故障判定用第1閾値I1THSHが算出される。   The target current amplitude calculated by the current amplitude calculation unit 64 and the coefficient K_calib determined by the coefficient determination unit 65 are input to the multiplication unit 66. Then, the multiplication unit 66 multiplies the target current amplitude by the coefficient K_calib to calculate the failure determination first threshold value I1THSH of the motor inverter 5.

ここで、本実施形態では、モータ用インバータ5の故障の有無を判定するために前記電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTと比較する故障判定用閾値は、前記昇圧器側電流の過電流状態が発生しない状況(通常の状況)で用いる閾値と、該過電流状態が発生した場合に用いる閾値との2種類がある。そして、上記故障判定用第1閾値I1THSHは、昇圧器側電流の過電流状態が発生しない状況(通常の状況)で用いる閾値である。   Here, in the present embodiment, the failure determination threshold value compared with the current deviation filter value IXPHERR_FLT to determine whether or not the motor inverter 5 has failed is a situation in which an overcurrent state of the booster side current does not occur ( There are two types: a threshold value used in a normal situation) and a threshold value used when the overcurrent state occurs. The failure determination first threshold value I1THSH is a threshold value used in a situation where the overcurrent state of the booster side current does not occur (normal situation).

昇圧器側電流の過電流状態が発生した場合に用いる故障判定用閾値を決定するために、上記故障判定用第1閾値I1THSHがフィルタリング処理部67に入力される。そして、このフィルタリング処理部67において、故障判定用第1閾値I1THSHにローパス特性のフィルタリング処理が施される。これにより、故障判定用第1閾値I1THSHのフィルタリング値が、故障判定用第2閾値I1THSH_FLTとして算出される。   The failure determination first threshold value I1THSH is input to the filtering processing unit 67 in order to determine a failure determination threshold value used when an overcurrent state of the booster side current occurs. In the filtering processing unit 67, a low-pass characteristic filtering process is performed on the failure determination first threshold value I1THSH. Thereby, the filtering value of the failure determination first threshold value I1THSH is calculated as the failure determination second threshold value I1THSH_FLT.

なお、本実施形態では、上記故障判定用第1閾値I1THSH、故障判定用第2閾値I1THSH_FLTがそれぞれ、本発明における第1の故障判定用閾値、第2の故障判定用閾値にに相当する。   In the present embodiment, the first threshold value for failure determination I1THSH and the second threshold value for failure determination I1THSH_FLT correspond to the first threshold value for failure determination and the second threshold value for failure determination in the present invention, respectively.

ここで、昇圧器側電流の過電流状態が発生した場合には、前記したように、モータ2の目標トルクが、強制的に、既定の所定時間の期間であるインバータ動作強制停止期間だけ一時的にゼロとされる。このため、昇圧器側電流の過電流状態が断続的に頻繁に発生する状況では、故障判定用第1閾値I1THSHの急激な変動が頻繁に生じることとなる。しかるに、故障判定用第2閾値I1THSH_FLTは、かかる故障判定用第1閾値I1THSHにローパス特性のフィルタリング処理を施したものであるので、該故障判定用第2閾値I1THSH_FLTは、昇圧器側電流の過電流状態が断続的に頻繁に発生するような状況でも、安定性の高い閾値として得られる。   Here, when an overcurrent state of the booster-side current occurs, as described above, the target torque of the motor 2 is forcibly temporarily only during the inverter operation forcible stop period which is a predetermined predetermined time period. To zero. For this reason, in the situation where the overcurrent state of the booster side current frequently occurs intermittently, the rapid fluctuation of the failure determination first threshold value I1THSH frequently occurs. However, since the failure determination second threshold I1THSH_FLT is obtained by performing low-pass characteristic filtering on the failure determination first threshold I1THSH, the failure determination second threshold I1THSH_FLT is an overcurrent of the booster side current. Even in a situation where the state frequently occurs intermittently, it can be obtained as a highly stable threshold.

上記の如く算出された故障判定用第1閾値I1THSH及び故障判定用第2閾値I1THSH_FLTは、閾値切換選択部68に入力される。また、この閾値切換選択部68には、昇圧器側電流の過電流状態が発生しているか否かを示す過電流検知フラグが与えられるようになっている。この過電流検知フラグは、前記昇圧器用電流センサ56の出力により示される昇圧器側電流の検出値が既定の所定値である過電流判定値以上の過大な値であるか否かに応じて設定されるフラグである。   The failure determination first threshold value I1THSH and the failure determination second threshold value I1THSH_FLT calculated as described above are input to the threshold value switching selection unit 68. The threshold switching selector 68 is provided with an overcurrent detection flag indicating whether or not an overcurrent state of the booster side current has occurred. This overcurrent detection flag is set according to whether or not the detected value of the booster-side current indicated by the output of the booster current sensor 56 is an excessive value equal to or greater than an overcurrent determination value that is a predetermined predetermined value. Flag to be

以降の説明では、便宜上、昇圧器側電流の検出値が過電流判定値以上の過大な値である場合の過電流検知フラグの値を“1”とし、昇圧器側電流の検出値が過電流判定値よりも小さい場合の過電流検知フラグの値を“0”とする。   In the following description, for convenience, the value of the overcurrent detection flag when the detected value of the booster side current is an excessive value equal to or greater than the overcurrent determination value is set to “1”, and the detected value of the booster side current is the overcurrent. When the value is smaller than the determination value, the value of the overcurrent detection flag is set to “0”.

閾値切換選択部68は、過電流検知フラグの値が、“0”(昇圧器側電流の過電流状態が発生していないことを示す値)となっている状況では、故障判定用第1閾値I1THSHを、モータ用インバータ5の故障の有無を判定するために実際に使用する閾値として出力する。   In a situation where the value of the overcurrent detection flag is “0” (a value indicating that an overcurrent state of the booster side current has not occurred), the threshold value switching selection unit 68 is the first threshold for failure determination. I1THSH is output as a threshold value that is actually used to determine whether or not the motor inverter 5 has failed.

また、閾値切換選択部68は、過電流検知フラグの値が“0”から“1”(昇圧器側電流の過電流状態が発生していることを示す値)に変化した場合には、該変化後、過電流検知フラグの値が“1”に維持されている期間と、該過電流検知フラグの値が“1”から“0”に復帰した直後の既定の所定時間の期間とにおいて、故障判定用第2閾値I1THSH_FLTを、モータ用インバータ5の故障の有無を判断するために実際に使用する閾値として出力する。   Further, when the value of the overcurrent detection flag changes from “0” to “1” (a value indicating that the overcurrent state of the booster side current has occurred), the threshold switching selection unit 68 After the change, the period in which the value of the overcurrent detection flag is maintained at “1” and the period of the predetermined predetermined time immediately after the value of the overcurrent detection flag returns from “1” to “0” The failure determination second threshold value I1THSH_FLT is output as a threshold value that is actually used to determine whether or not the motor inverter 5 has failed.

以上の如く算出される電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLT、故障判定用第1閾値I1THSH及び故障判定用第2閾値I1THSH_FLTの経時変化の例を図3(d)に示す。この図示例は、モータ用インバータ5のいずれかのスイッチング素子13(例えばU相のアームの一つのスイッチング素子13)をオン状態に制御することができなくなった状況下での例である。   FIG. 3D shows an example of temporal changes of the current deviation filter value IXPHERR_FLT, the failure determination first threshold value I1THSH, and the failure determination second threshold value I1THSH_FLT calculated as described above. This illustrated example is an example under a situation in which any one of the switching elements 13 of the motor inverter 5 (for example, one switching element 13 of the U-phase arm) cannot be controlled to be in an ON state.

なお、図3(a)は、昇圧器側電流の過電流状態の発生に応じたインバータ動作強制停止期間であるか否かを、それぞれ“OFF_YES”、“OFF_NO”で2値的に例示するグラフ、図3(b)はU相実電流の経時変化を例示するグラフ、図3(c)はモータ2の目標電流振幅(これは目標トルクにほぼ比例する)の経時変化を例示するグラフである。   Note that FIG. 3A is a graph that binaryly illustrates whether or not the inverter operation is forcibly stopped according to the occurrence of an overcurrent state of the booster side current using “OFF_YES” and “OFF_NO”, respectively. FIG. 3B is a graph illustrating the change over time of the U-phase actual current, and FIG. 3C is a graph illustrating the change over time of the target current amplitude of the motor 2 (which is approximately proportional to the target torque). .

以上の如く、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTの算出処理と、故障判定用閾値の決定処理とを行った後、故障検知部51bは、次に、故障判定部69の処理を実行する。   As described above, after performing the calculation process of the current deviation filter value IXPHERR_FLT and the determination process of the failure determination threshold value, the failure detection unit 51b next executes the process of the failure determination unit 69.

故障判定部69には、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTと、故障判定用閾値(故障判定用第1閾値I1THSH又は故障判定用第2閾値I1THSH_FLT)が入力されると共に、前記過電流検知フラグの値と、既定の所定値の判定確定用時間とが入力される。   The failure determination unit 69 receives the current deviation filter value IXPHERR_FLT and the failure determination threshold (the failure determination first threshold I1THSH or the failure determination second threshold I1THSH_FLT), and the value of the overcurrent detection flag, A predetermined time for determination determination is input.

そして、故障判定部69は、モータ2の目標トルク(又は前記目標電流振幅)の大きさが所定値以上である(ゼロ近傍の微小な値ではない)という条件下で、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTと故障判定用閾値との比較に基づいて、モータ用インバータ5の故障の有無を判定する。   Then, the failure determination unit 69 sets the current deviation filter value IXPHERR_FLT under the condition that the target torque (or the target current amplitude) of the motor 2 is greater than or equal to a predetermined value (not a minute value near zero). Based on the comparison with the failure determination threshold value, the presence or absence of failure of the motor inverter 5 is determined.

ここで、モータ2の目標トルクの大きさが小さい状況(目標トルク(又は目標電流振幅)の大きさががゼロに近い値である状況)では、モータ2の各相の実電流に混入するノイズ成分等の影響によって、モータ用インバータ5の故障の有無を判定する上で信頼性の高い電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTを得ることが困難となる。   Here, in the situation where the magnitude of the target torque of the motor 2 is small (the situation where the magnitude of the target torque (or target current amplitude) is a value close to zero), noise mixed in the actual current of each phase of the motor 2 Due to the influence of components and the like, it is difficult to obtain a highly reliable current deviation filter value IXPHERR_FLT in determining whether or not the motor inverter 5 has failed.

このため、故障判定部69では、モータ2の目標トルク(又は前記目標電流振幅)の大きさが所定値以上であるという条件下(以降、この条件を判定必要条件という)で算出される電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTと、故障判定用閾値(故障判定用第1閾値I1THSH又は故障判定用第2閾値I1THSH_FLT)とを用いてモータ用インバータ5の故障の有無の判定を行う。図3に示す例では、上記判定必要条件が成立する状況は、例えば、図3(c)の期間B内で前記目標電流振幅が立ち上がっている状況であり、図3(c)の期間Aの状況が判定必要条件が成立しない状況である。   For this reason, the failure determination unit 69 calculates the current deviation under the condition that the magnitude of the target torque (or the target current amplitude) of the motor 2 is equal to or greater than a predetermined value (hereinafter, this condition is referred to as a necessary determination condition). Using the filter value IXPHERR_FLT and the failure determination threshold (the failure determination first threshold I1THSH or the failure determination second threshold I1THSH_FLT), it is determined whether or not the motor inverter 5 has failed. In the example shown in FIG. 3, the situation where the determination necessary condition is satisfied is, for example, a situation where the target current amplitude rises within the period B in FIG. 3C, and in the period A in FIG. The situation is a situation where the determination necessary condition is not satisfied.

なお、昇圧器側電流の過電流状態が発生した場合には、前記したようにモータ2の目標トルクが、インバータ動作強制停止期間だけ、一時的にゼロとされるので、上記判定必要条件が成立しないこととなる。従って、このインバータ動作強制停止期間(例えば、図3(a)のグラフが“OFF_YES”となっている期間)においてもモータ用インバータ5の故障の有無の判定は行われないこととなる。   When an overcurrent state of the booster side current occurs, the target torque of the motor 2 is temporarily set to zero only during the inverter operation forcible stop period as described above, and thus the above determination necessary condition is satisfied. Will not. Therefore, even in this inverter operation forced stop period (for example, the period in which the graph of FIG. 3A is “OFF_YES”), whether or not the motor inverter 5 has failed is not determined.

前記判定必要条件が成立する場合におけるモータ用インバータ5の故障の判定は、具体的には次のように行われる。すなわち、故障判定部69は、判定必要条件が成立する状況で、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTと故障判定用閾値とを逐次比較する。この場合、モータ用インバータ5が正常に動作している状況では、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTは、ゼロもしくはそれに近い値となるので、IXPHERR_FLT<故障判定用閾値となる。   The determination of the failure of the motor inverter 5 when the determination necessary condition is satisfied is specifically performed as follows. That is, the failure determination unit 69 sequentially compares the current deviation filter value IXPHERR_FLT and the failure determination threshold value in a situation where the determination necessary condition is satisfied. In this case, in a situation where the motor inverter 5 is operating normally, the current deviation filter value IXPHERR_FLT is zero or a value close thereto, so IXPHERR_FLT <failure determination threshold.

一方、モータ用インバータ5のいずれかのスイッチング素子13に制御信号を付与する信号ラインの断線、モータ用インバータ5とモータ2との間の通電ラインの断線等のモータ用インバータ5の故障が発生すると、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTが、故障判定用閾値以上の大きな値となる。   On the other hand, when a failure occurs in the motor inverter 5 such as disconnection of a signal line for applying a control signal to any switching element 13 of the motor inverter 5 or disconnection of an energization line between the motor inverter 5 and the motor 2. The current deviation filter value IXPHERR_FLT is a large value that is greater than or equal to the failure determination threshold value.

ただし、モータ2の各相の電流に含まれるノイズ成分等の影響で、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTが瞬間的に故障判定用閾値以上の値となることもある。   However, the current deviation filter value IXPHERR_FLT may instantaneously exceed the failure determination threshold value due to the influence of noise components included in the current of each phase of the motor 2.

そこで、故障判定部69は、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTが、故障判定用閾値以上の大きな値となると、この状態が継続的に維持される時間(以降、電流偏差過大継続時間という)を計測するためのタイマを起動する。そして、故障判定部69は、この電流偏差過大継続時間が、既定の判定確定時間に達すると、モータ用インバータ5の故障が発生したと判定(確定)し、そのことを示すデータ(例えば故障判定フラグ)を出力する。   Therefore, when the current deviation filter value IXPHERR_FLT becomes a value greater than or equal to the failure judgment threshold value, the failure judgment unit 69 measures the time during which this state is continuously maintained (hereinafter referred to as excessive current deviation continuation time). Start the timer. Then, when this excessive current deviation continuation time reaches a predetermined determination confirmation time, the failure determination unit 69 determines (determines) that a failure of the motor inverter 5 has occurred, and indicates data (for example, failure determination) Flag).

なお、上記判定確定時間は、本発明における基準時間に相当するものである。   The determination determination time corresponds to the reference time in the present invention.

本実施形態では、上記タイマとして、例えばカウントダウンタイマが使用される。この場合、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTが、故障判定用閾値よりも小さいものとなっている状態で、カウントダウンタイマのカウント値が、上記判定確定時間に対応する値に初期化されている。そして、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTが、故障判定用閾値以上となった時にそれをトリガーとして、カウントダウンタイマのダウンカウントが開始される。このカウントダウンタイマのカウント値は、判定必要条件が成立したまま、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTが、故障判定用閾値以上に保たれる状態が継続して、電流偏差過大継続時間が判定確定時間に達するとゼロとなる。これに応じて、故障判定部69は、モータ用インバータ5の故障が発生したと判定(確定)する。   In the present embodiment, for example, a countdown timer is used as the timer. In this case, with the current deviation filter value IXPHERR_FLT being smaller than the failure determination threshold value, the count value of the countdown timer is initialized to a value corresponding to the determination determination time. Then, when the current deviation filter value IXPHERR_FLT becomes equal to or greater than the failure determination threshold, the countdown timer starts to count down using that as a trigger. The count value of this countdown timer is determined when the current deviation filter value IXPHERR_FLT is kept above the failure judgment threshold while the necessary judgment condition is satisfied, and the current deviation excess duration time reaches the decision confirmation time. It becomes zero. In response to this, the failure determination unit 69 determines (confirms) that a failure of the motor inverter 5 has occurred.

一方、カウントダウンタイマのカウント中に、判定必要条件が成立したまま、昇圧器側電流の過電流状態が発生することなく、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTが、故障判定用閾値よりも小さい値に復帰した場合には、カウントダウンタイマのカウントは中止され、そのカウント値がリセット(初期化)される。また、カウントダウンタイマのカウント中に、昇圧器側電流の過電流状態が発生することなく、モータ2の目標トルク(又は目標電流振幅)が小さくなって、前記判定必要条件が成立しなくなった場合にも、カウントダウンタイマのカウントは中止され、そのカウント値がリセット(初期化)される。   On the other hand, if the current deviation filter value IXPHERR_FLT returns to a value smaller than the failure determination threshold without causing an overcurrent state of the booster side current while the determination necessary condition is satisfied while the countdown timer is counting In this case, the countdown timer is stopped and the count value is reset (initialized). In addition, when the target torque (or target current amplitude) of the motor 2 is reduced and the determination necessary condition is not satisfied without counting the booster side current during the countdown timer. However, the countdown timer is stopped and the count value is reset (initialized).

ところで、上記カウントダウンタイマのカウント中(電流偏差過大継続時間の計測中)に、前記昇圧器側電流の過電流状態が発生する場合もある。   By the way, an overcurrent state of the booster side current may occur while the countdown timer is counting (during the measurement of the current deviation excess duration).

この過電流状態は、モータ用インバータ5が正常に動作している場合と、モータ用インバータ5の故障が発生した場合とのいずれの場合でも発生し得る。例えば、電力変換システム1が搭載された車両の駆動輪(モータ2により回転駆動される駆動輪)が、積雪路面等の低ミュー路で滑って空転したような場合に、昇圧器側電流の過電流状態が発生することがある。   This overcurrent state can occur both when the motor inverter 5 is operating normally and when the motor inverter 5 fails. For example, when the driving wheel of the vehicle on which the power conversion system 1 is mounted (the driving wheel that is rotationally driven by the motor 2) slips and slides on a low mu road such as a snowy road surface, the current on the booster side is excessive. Current conditions may occur.

また、モータ用インバータ5のいずれかのスイッチング素子13に制御信号を付与する信号ラインの断線等によって、該スイッチング素子13をオン状態にすることができない(該スイッチング素子13がオフ状態に保たれる)ような故障が発生した場合にも、昇圧器側電流の過電流状態が発生することがある。   Further, the switching element 13 cannot be turned on due to disconnection of a signal line for applying a control signal to any switching element 13 of the motor inverter 5 (the switching element 13 is kept in the off state). Even when such a failure occurs, an overcurrent state of the booster side current may occur.

一方、本実施形態では、前記昇圧器側電流の過電流状態が発生した場合には、前記したように、昇圧器7のスイッチング素子35が過電流によって損傷するのを防止する(ひいては、昇圧器7のスイッチング作動部31を保護する)ために、モータ2の目標トルクが、強制的に、既定の所定時間の期間であるインバータ動作強制停止期間だけ一時的にゼロとされる。従って、このインバータ動作強制停止期間では、前記判定必要条件が成立しないこととなり、前記カウントダウンタイマによる電流偏差過大継続時間を計測することはできない。   On the other hand, in the present embodiment, when the overcurrent state of the booster side current occurs, as described above, the switching element 35 of the booster 7 is prevented from being damaged by the overcurrent (as a result, the booster 7), the target torque of the motor 2 is forcibly made zero for the inverter operation forced stop period, which is a predetermined period of time. Therefore, in the inverter operation forced stop period, the determination necessary condition is not satisfied, and the current deviation excessive continuation time by the countdown timer cannot be measured.

このようにカウントダウンタイマのカウント中(電流偏差過大継続時間の計測中)に、前記昇圧器側電流の過電流状態が発生した場合に、仮に、モータ2の目標トルクがゼロとなることに応じて、カウントダウンタイマのカウントを中止して、該カウント値をリセットするようにすると、特に昇圧器側電流の過電流状態が頻繁に発生するような状況では、モータ用インバータの故障が発生していても、カウントダウンタイマのカウント値がゼロまでダウンカウントされる前に(電流偏差過大継続時間の計測値が判定確定時間に達する前に)、当該過電流状態の発生の都度、リセットされてしまう虞がある。ひいては、モータ用インバータの故障が発生したとの判定が行われない虞がある。   As described above, when the overcurrent state of the booster side current occurs while the countdown timer is counting (during the measurement of the excessive current deviation duration), the target torque of the motor 2 is supposed to be zero. If the countdown timer is stopped and the count value is reset, especially in situations where the overcurrent state of the booster current occurs frequently, even if a motor inverter failure occurs Before the count value of the countdown timer is counted down to zero (before the measured value of the current deviation excess continuation time reaches the determination confirmation time), the countdown timer may be reset whenever the overcurrent state occurs. . As a result, there is a possibility that it is not determined that the motor inverter has failed.

そして、モータ用インバータ5のいずれかのスイッチング素子13に制御信号を付与する信号ラインの断線等によって、該スイッチング素子13をオン状態にすることができない(該スイッチング素子13がオフ状態に保たれる)ような故障が発生した場合には、昇圧器側電流の過電流状態が発生に応じたインバータ動作強制停止期間が終了する都度、昇圧器側電流の過電流状態が発生しやすい。   Then, the switching element 13 cannot be turned on by disconnection of a signal line that gives a control signal to any switching element 13 of the motor inverter 5 (the switching element 13 is kept in the off state). When such a failure occurs, an overcurrent state of the booster side current is likely to occur every time the inverter operation forced stop period corresponding to the occurrence of the overcurrent state of the booster side current ends.

例えば、モータ用インバータ5のいずれかのスイッチング素子13に制御信号を付与する信号ラインの断線等によって、該スイッチング素子13をオン状態にすることができない(該スイッチング素子13がオフ状態に保たれる)状況で、故障検知部51bにより算出される電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLT、故障判定用第1閾値I1THSH及び故障判定用第2閾値I1THSH_FLTが、例えば、図4(b)に示す如く変化する。   For example, the switching element 13 cannot be turned on due to disconnection of a signal line that gives a control signal to any switching element 13 of the motor inverter 5 (the switching element 13 is kept in the off state). ), The current deviation filter value IXPHERR_FLT, the failure determination first threshold value I1THSH, and the failure determination second threshold value I1THSH_FLT calculated by the failure detection unit 51b change as shown in FIG. 4B, for example.

なお、図4(a)は、モータ2の目標トルクを規定する車両のアクセル操作量(アクセルの踏込量)の経時変化を示している。   FIG. 4A shows a change with time of the accelerator operation amount (accelerator depression amount) of the vehicle that defines the target torque of the motor 2.

また、時刻t1、t2、t5は、昇圧器側電流の過電流状態が発生したタイミングであり、それぞれのタイミングで、モータ2の目標トルクがゼロにされる(ひいては、目標電流振幅がゼロにされる)ことに対応して、故障判定用第1閾値I1THSHがゼロになる。   Times t1, t2, and t5 are timings when the overcurrent state of the booster side current has occurred, and at each timing, the target torque of the motor 2 is made zero (and the target current amplitude is made zero). In response, the failure determination first threshold value I1THSH becomes zero.

なお、図示例では、時刻t2とt3との間では、昇圧器側電流の過電流状態が制御処理周期毎に連続的に発生している。   In the illustrated example, an overcurrent state of the booster-side current continuously occurs every control processing cycle between times t2 and t3.

この場合、カウントダウンタイマのカウント中(電流偏差過大継続時間の計測中)に、前記昇圧器側電流の過電流状態が発生した場合に、上記の如く、モータ2の目標トルクがゼロとなることに応じて、カウントダウンタイマのカウントを中止して、該カウント値をリセットするようにすると、図4(d)に二点鎖線で示す如く、昇圧器側電流の過電流状態がカウントダウンタイマのカウント値が、昇圧器側電流の過電流状態が発生するタイミング(時刻t2、t5)でリセットされてしまう。このため、モータ用インバータ5の故障が発生していても、カウントダウンタイマのカウント値はゼロに到達せず、ひいては、モータ用インバータ5の故障が発生したという判定がなされないこととなる。   In this case, when the overcurrent state of the booster side current occurs during counting of the countdown timer (during measurement of the current deviation excess duration), the target torque of the motor 2 becomes zero as described above. Accordingly, when the countdown timer is stopped and the count value is reset, the overcurrent state of the booster side current is changed to the countdown timer count value as shown by a two-dot chain line in FIG. , The booster side current is reset at the timing (time t2, t5) when the overcurrent state occurs. For this reason, even if a failure of the motor inverter 5 occurs, the count value of the countdown timer does not reach zero, and therefore, it is not determined that the failure of the motor inverter 5 has occurred.

そこで、本実施形態では、故障判定部69は、カウントダウンタイマのカウント中(電流偏差過大継続時間の計測中)に、前記昇圧器側電流の過電流状態が発生した場合には、その発生後、モータ2の目標トルクがゼロに維持されるインバータ動作強制停止期間では、カウントダウンタイマのカウント値を、該期間の開始時の値に保持する。   Therefore, in this embodiment, the failure determination unit 69, when the overcurrent state of the booster side current occurs during counting of the countdown timer (during measurement of the current deviation excess duration), In the inverter operation forced stop period in which the target torque of the motor 2 is maintained at zero, the count value of the countdown timer is held at the value at the start of the period.

そして、故障判定部69は、インバータ動作強制停止期間の終了後から(モータ用インバータ5の各スイッチング素子13のオン、オフ制御を再開してから)、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTが故障判定用閾値以上である場合に、カウントダウンタイマのダウンカウントを再開する。   Then, after the end of the inverter operation forced stop period (after restarting the on / off control of each switching element 13 of the motor inverter 5), the failure determination unit 69 causes the current deviation filter value IXPHERR_FLT to be greater than or equal to the failure determination threshold value. If it is, the countdown timer resumes downcounting.

なお、この場合、インバータ動作強制停止期間の終了直後の所定時間の期間は、故障判定用閾値として、前記故障判定用第2閾値I1THSH_FLTが使用される。   In this case, the second threshold value for failure determination I1THSH_FLT is used as the failure determination threshold value for a predetermined time period immediately after the end of the inverter operation forced stop period.

この結果、モータ用インバータ5の故障が発生している場合には、昇圧器側電流の過電流状態が頻繁に発生しても、カウントダウンタイマのカウント値がやがてゼロとなり、モータ用インバータ5の故障が発生していると判定されるようになる。すなわち、モータ用インバータ5の故障を支障なく検知できることとなる。   As a result, if the motor inverter 5 has failed, the count value of the countdown timer will eventually become zero even if the booster-side current overcurrent condition frequently occurs, and the motor inverter 5 will fail. Is determined to have occurred. That is, a failure of the motor inverter 5 can be detected without any trouble.

例えば、故障検知部51bにより算出される電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLT、故障判定用第1閾値I1THSH及び故障判定用第2閾値I1THSH_FLTが、図4(b)に示した如く変化する状況で、カウントダウンタイマのカウント中の時刻t2で、昇圧器側電流の過電流状態が発生しても、カウントダウンタイマのカウント値は、図4(c)に示す如く、該過電流状態の発生時の値に保持される。   For example, when the current deviation filter value IXPHERR_FLT, the failure determination first threshold value I1THSH, and the failure determination second threshold value I1THSH_FLT calculated by the failure detection unit 51b change as shown in FIG. Even if an overcurrent state of the booster side current occurs at time t2 during counting, the count value of the countdown timer is held at the value at the time of occurrence of the overcurrent state as shown in FIG. .

そして、目標トルクが強制的にゼロとされる(ひいては、モータ用インバータ5の全てのスイッチング素子13がオフ状態になるように制御される)インバータ動作強制停止期間が終了すると(時刻t3)、カウントダウンタイマのダウンカウント(電流偏差過大継続時間の計測)が再開される。そして、最終的に(図4(c)に示す例では時刻t4)、カウントダウンタイマのカウント値はゼロとなる。すなわち、電流偏差過大継続時間の計測値が判定確定時間に達することこととなる。   Then, when the inverter operation forced stop period ends (time t3), the target torque is forcibly set to zero (and thus all the switching elements 13 of the motor inverter 5 are controlled to be in the OFF state). Timer countdown (measurement of excessive current deviation duration) is resumed. Finally (at the time t4 in the example shown in FIG. 4C), the count value of the countdown timer becomes zero. That is, the measured value of the current deviation excessive continuation time reaches the determination confirmation time.

このため、故障判定部69は、時刻t4でモータ用インバータ5の故障が発生したと判定することとなる。   Therefore, failure determination unit 69 determines that a failure has occurred in motor inverter 5 at time t4.

なお、図示例の如く、昇圧器側電流の過電流状態が頻繁に発生する状況では、故障判定用閾値として、基本的には、故障判定用第2閾値I1THSH_FLTが使用されることとなる。このため、故障判定部69は、電流偏差フィルタ値IXPHERR_FLTを安定性の高い(急激な変化を生じにくい)故障判定用閾値(=故障判定用第2閾値I1THSH_FLT)と比較することができる。ひいては、故障判定部69の判定結果の信頼性を確保することができる。   In the situation where the overcurrent state of the booster side current frequently occurs as in the illustrated example, the failure determination second threshold value I1THSH_FLT is basically used as the failure determination threshold value. For this reason, the failure determination unit 69 can compare the current deviation filter value IXPHERR_FLT with a failure determination threshold value (= failure determination second threshold value I1THSH_FLT) having high stability (that is unlikely to cause a rapid change). As a result, the reliability of the determination result of the failure determination unit 69 can be ensured.

以上がモータ用ECU51の故障検知部51bの処理の詳細である。ジェネレータ用ECU52の故障検知部52bの処理も、図2のブロック図で示したモータ用ECU51の故障検知部51bの処理と同じである。これにより、ジェネレータ用インバータ6の故障が発生した場合には、その故障が、ジェネレータ用ECU52の故障検知部52bによって、モータ用ECU51の故障検知部51bの処理の場合と同様に検知される。   The above is the details of the processing of the failure detection unit 51b of the motor ECU 51. The process of the failure detection unit 52b of the generator ECU 52 is the same as the process of the failure detection unit 51b of the motor ECU 51 shown in the block diagram of FIG. Thereby, when a failure of the generator inverter 6 occurs, the failure is detected by the failure detection unit 52b of the generator ECU 52 in the same manner as the processing of the failure detection unit 51b of the motor ECU 51.

以上のように本実施形態の電力変換システム1によれば、昇圧器側電流の過電流状態が発生した場合に、昇圧器7が損傷を受けるのを防止しつつ、モータ用インバータ5あるいはジェネレータ用インバータ6の故障を適切に検知できる。   As described above, according to the power conversion system 1 of the present embodiment, when the overcurrent state of the booster-side current occurs, the booster 7 is prevented from being damaged, and the motor inverter 5 or the generator A failure of the inverter 6 can be detected appropriately.

特に、モータ用インバータ5のいずれかのスイッチング素子13に制御信号を付与する信号ラインの断線等によって、該スイッチング素子13をオン状態にすることができない故障が発生して、昇圧器側電流の過電流状態が頻繁に発生するような状況でも、モータ用インバータ5の当該故障の発生を適切に検知できる。   In particular, a failure in which the switching element 13 cannot be turned on due to a disconnection of a signal line for applying a control signal to any switching element 13 of the motor inverter 5 causes an excessive current on the booster side. Even in a situation where the current state frequently occurs, the occurrence of the failure of the motor inverter 5 can be appropriately detected.

同様に、ジェネレータ用インバータ6のいずれかのスイッチング素子23に制御信号を付与する信号ラインの断線等によって、該スイッチング素子23をオン状態にすることができない故障が発生して、昇圧器側電流の過電流状態が頻繁に発生するような状況でも、ジェネレータ用インバータ6の当該故障の発生を適切に検知できる。   Similarly, a failure that prevents the switching element 23 from being turned on due to disconnection of a signal line that applies a control signal to any switching element 23 of the generator inverter 6 causes the booster-side current Even in a situation where an overcurrent state frequently occurs, it is possible to appropriately detect the occurrence of the failure of the generator inverter 6.

また、モータ用ECU51の故障検知部51b及びジェネレータ用ECU52の故障検知部52bのいずれの処理においても、昇圧器側電流の過電流状態が頻繁に発生するような状況では、基本的には、故障判定用閾値として、故障判定用第1閾値I1THSHのフィルタリング値である故障判定用第2閾値I1THSH_FLTが使用されるので、故障判定部69の判定結果の信頼性を安定に(高いロバスト性で)確保することができる。   Further, in any of the processes of the failure detection unit 51b of the motor ECU 51 and the failure detection unit 52b of the generator ECU 52, in a situation where an overcurrent state of the booster side current frequently occurs, As the determination threshold, the failure determination second threshold I1THSH_FLT, which is the filtering value of the failure determination first threshold I1THSH, is used, so that the reliability of the determination result of the failure determination unit 69 is ensured stably (with high robustness). can do.

また、モータ用ECU51の故障検知部51bの処理において、昇圧器側電流の過電流状態が発生しない状況では、カウントダウンタイマのカウント値(電流偏差過大継続時間の計測値)は、モータ2の目標トルク(又は目標電流偏差)の大きさが所定値以下の微小なものとなると、リセットされる。このため、当該状況での故障判定部69の判定結果の信頼性を高めることができる。このことは、ジェネレータ用ECU52の故障検知部52bの処理についても同様である。   In the process of the failure detection unit 51b of the motor ECU 51, when the overcurrent state of the booster side current does not occur, the count value of the countdown timer (measured value of the excessive current deviation continuation time) is the target torque of the motor 2. When the magnitude of (or target current deviation) becomes a minute value of a predetermined value or less, it is reset. For this reason, the reliability of the determination result of the failure determination part 69 in the said situation can be improved. The same applies to the processing of the failure detection unit 52b of the generator ECU 52.

なお、以上説明した実際形態の電力変換システム1は、モータ用インバータ5及びジェネレータ用インバータ6の2つのインバータを備えるシステムであるが、いずれか一方のインバータを備えるシステムであってもよい。   In addition, although the power conversion system 1 of the actual form demonstrated above is a system provided with two inverters, the inverter 5 for motors, and the inverter 6 for generators, the system provided with either one inverter may be sufficient.

また、前記実施形態での回転電機としてのモータ2及びジェネレータ3は同期機であるが、例えば誘導機であってもよい。   Further, the motor 2 and the generator 3 as the rotating electric machine in the embodiment are synchronous machines, but may be induction machines, for example.

1…電力変換システム、2…モータ(回転電機)、3…ジェネレータ(回転電機)、5,6…インバータ、7…昇圧器、11,21…上アーム、12,22…下アーム、13,23…スイッチング素子、54…モータ用電流センサ(第1電流センサ)、55…ジェネレータ用電流センサ(第1電流センサ9、56…昇圧器用電流センサ(第2電流センサ)、51…モータECU(故障検知装置)、52…ジェネレータECU(故障検知装置)、51a,52a…インバータ制御部(インバータ制御手段)、51b,52b…故障検知部(故障判定手段)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power conversion system, 2 ... Motor (rotating electrical machine), 3 ... Generator (rotating electrical machine), 5, 6 ... Inverter, 7 ... Booster, 11, 21 ... Upper arm, 12, 22 ... Lower arm, 13, 23 ... Switching element, 54 ... Current sensor for motor (first current sensor), 55 ... Current sensor for generator (first current sensor 9, 56 ... Current sensor for booster (second current sensor)), 51 ... Motor ECU (failure detection) Device), 52... Generator ECU (failure detection device), 51 a, 52 a... Inverter control unit (inverter control means), 51 b, 52 b .. failure detection unit (failure determination means).

Claims (3)

スイッチング素子を上アーム及び下アームに有するように構成されたインバータと、前記インバータの直流電力入出力端子に接続された昇圧器と、前記インバータの交流電力入出力端子に接続された回転電機と、前記インバータと前記回転電機との間で流れる電流である回転電機側電流を検出する第1電流センサと、前記昇圧器を流れる電流である昇圧器側電流を検出する第2電流センサとを備えた電力変換システムにおける故障を検知するための故障検知装置であって、
前記インバータには、前記第2電流センサの出力により示される前記昇圧器側電流の検出値の大きさが所定の過電流判定値以上となる過電流状態が発生した場合に、前記インバータの全てのスイッチング素子を一時的にオフ状態に制御するように構成されたインバータ制御手段が接続されており、
前記1電流センサの出力と前記回転電機側電流の目標値とが入力され、前記第1電流センサの出力により示される前記回転電機側電流の検出値と前記回転電機側電流の目標値との偏差の大きさが所定の故障判定用閾値以上に維持される時間を計測し、該時間の計測値が所定の基準時間以上になった場合に、前記インバータが故障していると判定する故障判定手段を備え、
前記故障判定手段は、前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上の大きさに維持される時間を計測している状態で、前記過電流状態が発生した場合に、前記インバータ制御手段により前記インバータの全てのスイッチング素子がオフ状態に制御される期間であるインバータ動作強制停止期間を除いて、該インバータ動作強制停止期間の前後において前記偏差の大きさが前記故障判定用閾値以上の大きさに維持される時間を累積して計測するように構成されていることを特徴とする電力変換システムの故障検知装置。
An inverter configured to have switching elements in the upper arm and the lower arm, a booster connected to the DC power input / output terminal of the inverter, a rotating electrical machine connected to the AC power input / output terminal of the inverter, A first current sensor for detecting a rotating electrical machine side current that is a current flowing between the inverter and the rotating electrical machine; and a second current sensor for detecting a booster side current that is a current flowing through the booster. A failure detection device for detecting a failure in a power conversion system,
In the inverter, when an overcurrent state occurs in which the magnitude of the detected value of the booster side current indicated by the output of the second current sensor is equal to or greater than a predetermined overcurrent determination value, all of the inverters Inverter control means configured to temporarily control the switching element in an off state is connected,
The deviation between the detected value of the rotating electrical machine side current and the target value of the rotating electrical machine side current indicated by the output of the first current sensor is inputted with the output of the 1 current sensor and the target value of the rotating electrical machine side current. Failure determination means for measuring the time during which the magnitude of the inverter is maintained above a predetermined failure determination threshold and determining that the inverter has failed when the measured value of the time exceeds a predetermined reference time With
When the overcurrent state occurs when the failure determination unit is measuring the time during which the magnitude of the deviation is maintained to be equal to or greater than the failure determination threshold, the inverter control unit performs the Except for the inverter operation forced stop period during which all switching elements of the inverter are controlled to be in the OFF state, the magnitude of the deviation before or after the inverter operation forced stop period is greater than or equal to the failure determination threshold value. A failure detection apparatus for a power conversion system, configured to accumulate and measure the maintained time.
請求項1記載の電力変換システムの故障検知装置において、
前記故障判定手段は、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値の大きさが所定値以上であることを必要条件として、前記時間の計測を行うように構成されており、前記時間の計測中に、前記過電流状態が発生することなく、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値の大きさが前記所定値よりも小さくなった場合には、該時間の計測を中止して、該時間の計測値をリセットすることを特徴とする電力変換システムの故障検知装置。
In the failure detection apparatus of the power conversion system according to claim 1,
The failure determination means has a condition that the target value of the output torque of the rotating electrical machine or the target value of the amplitude of the current of the rotating electrical machine corresponding to the target value is a predetermined value or more as a necessary condition. It is configured to perform measurement, and during the time measurement, the output current target value of the rotating electrical machine or the amplitude of the rotating electrical machine side current corresponding to the target value without the occurrence of the overcurrent state. A failure detection apparatus for a power conversion system, wherein the time measurement is stopped and the time measurement value is reset when the magnitude of the target value is smaller than the predetermined value.
請求項1又は2記載の電力変換システムの故障検知装置において、
前記故障判定手段は、前記回転電機の出力トルクの目標値又は該目標値に対応する前記回転電機側電流の振幅の目標値に応じて第1の故障判定用閾値を可変的に決定する手段と、該第1の故障判定用閾値にローパス特性のフィルタリング処理を施すことにより第2の故障判定用閾値を決定する手段とを含んでおり、前記過電流状態が発生してから所定の期間は、前記インバータ動作強制停止期間の終了後に前記偏差の大きさと比較する故障判定用閾値として、前記第2の故障判定用閾値を使用し、該所定の期間以外の期間では、前記偏差の大きさと比較する故障判定用閾値として前記第1の故障判定用閾値を使用するように構成されていることを特徴とする電力変換システムの故障検知装置。
In the failure detection apparatus of the power conversion system according to claim 1 or 2,
The failure determination means variably determines a first failure determination threshold value according to a target value of the output torque of the rotating electrical machine or a target value of the amplitude of the rotating electrical machine side current corresponding to the target value; And a means for determining a second failure determination threshold value by applying a low-pass characteristic filtering process to the first failure determination threshold value, and a predetermined period after the occurrence of the overcurrent state, The second failure determination threshold is used as a failure determination threshold to be compared with the deviation after completion of the inverter operation forced stop period, and is compared with the deviation in a period other than the predetermined period. A failure detection apparatus for a power conversion system, characterized in that the first failure determination threshold is used as a failure determination threshold.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016009613A1 (en) * 2014-07-18 2016-01-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power supply device
JP2018164405A (en) * 2018-07-31 2018-10-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power supply device
WO2019012862A1 (en) * 2017-07-12 2019-01-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power supply device
CN111670539A (en) * 2018-02-08 2020-09-15 三菱电机株式会社 Motor control device and cable disconnection detection method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11275869A (en) * 1998-03-19 1999-10-08 Mitsubishi Electric Corp Motor driving device and compressor using the same
JP2001078463A (en) * 1999-09-06 2001-03-23 Amada Co Ltd High-frequency inverter with main switch overcurrent protecting circuit
JP3291390B2 (en) * 1994-02-07 2002-06-10 三菱電機株式会社 Inverter failure detection method
JP2010154642A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Hitachi Ltd Device for protecting power supply circuit of three-phase inverter
JP2011061957A (en) * 2009-09-09 2011-03-24 Toyota Motor Corp Control device for vehicle, and control method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3291390B2 (en) * 1994-02-07 2002-06-10 三菱電機株式会社 Inverter failure detection method
JPH11275869A (en) * 1998-03-19 1999-10-08 Mitsubishi Electric Corp Motor driving device and compressor using the same
JP2001078463A (en) * 1999-09-06 2001-03-23 Amada Co Ltd High-frequency inverter with main switch overcurrent protecting circuit
JP2010154642A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Hitachi Ltd Device for protecting power supply circuit of three-phase inverter
JP2011061957A (en) * 2009-09-09 2011-03-24 Toyota Motor Corp Control device for vehicle, and control method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016009613A1 (en) * 2014-07-18 2016-01-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power supply device
JP2016025713A (en) * 2014-07-18 2016-02-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power supply device
CN106464131A (en) * 2014-07-18 2017-02-22 松下知识产权经营株式会社 Power supply device
WO2019012862A1 (en) * 2017-07-12 2019-01-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power supply device
JP2019022255A (en) * 2017-07-12 2019-02-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power supply device
CN111670539A (en) * 2018-02-08 2020-09-15 三菱电机株式会社 Motor control device and cable disconnection detection method
CN111670539B (en) * 2018-02-08 2023-06-23 三菱电机株式会社 Motor control device and cable breakage detection method
JP2018164405A (en) * 2018-07-31 2018-10-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power supply device

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