JP3019063B2 - Inverter internal capacitor abnormality detection device - Google Patents

Inverter internal capacitor abnormality detection device

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JP3019063B2
JP3019063B2 JP10151261A JP15126198A JP3019063B2 JP 3019063 B2 JP3019063 B2 JP 3019063B2 JP 10151261 A JP10151261 A JP 10151261A JP 15126198 A JP15126198 A JP 15126198A JP 3019063 B2 JP3019063 B2 JP 3019063B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電力から交流
電力への変換を行うインバータの直流側の電圧変動を平
滑化するコンデンサの異常検出を行う装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting an abnormality of a capacitor for smoothing a voltage fluctuation on a DC side of an inverter for converting DC power to AC power.

【0002】[0002]

【従来の技術】直流電源にて交流モータを駆動する際、
例えば電気自動車のモータを駆動する際にはバッテリ等
から供給される直流電源を交流電源に変換する電力変換
手段が必要となり、この電力変換手段にはインバータが
用いられている。そして、前記インバータの入力側、す
なわち直流電源側にはこの直流電源の出力を平滑化する
蓄電手段(一般的にはコンデンサ、以下、平滑コンデン
サという)が設けられている。
2. Description of the Related Art When an AC motor is driven by a DC power supply,
For example, when driving a motor of an electric vehicle, power conversion means for converting DC power supplied from a battery or the like to AC power is required, and an inverter is used as the power conversion means. On the input side of the inverter, that is, on the DC power supply side, power storage means (generally, a capacitor, hereinafter, referred to as a smoothing capacitor) for smoothing the output of the DC power supply is provided.

【0003】平滑コンデンサは、モータの動作時に常に
充放電を繰り返し、これにより平滑コンデンサに電気的
負荷変動に起因する熱的なストレスが加わり、その寿命
が短くなるおそれがある。この寿命の低下は、充放電さ
れる電気量に対しコンデンサ容量の余裕がない場合に顕
著になり、また並列接続の場合、一部のコンデンサが破
損すると他のコンデンサの劣化が加速する。
[0003] The smoothing capacitor repeats charging and discharging at all times during operation of the motor, whereby thermal stress due to electric load fluctuation is applied to the smoothing capacitor, and the life thereof may be shortened. This reduction in life becomes remarkable when there is no enough capacity for the capacitor to charge and discharge electricity. In the case of parallel connection, if some capacitors are damaged, the deterioration of other capacitors is accelerated.

【0004】そこで、従来の電気自動車では、平滑コン
デンサには、所望の電気的特性を得るために必要とされ
るよりも十分な余裕を有するものが設けられ、それによ
り実用上十分なコンデンサの寿命を確保し、コンデンサ
の故障が問題とならないように設計されている。
Therefore, in conventional electric vehicles, the smoothing capacitor is provided with a capacitor having a sufficient margin more than required for obtaining desired electric characteristics, thereby providing a practically sufficient life of the capacitor. It is designed so that capacitor failure does not become a problem.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な大容量のコンデンサは体格及び重量が大きく、また価
格も高い。そのため、電気自動車の小型軽量化、低コス
ト化の妨げになるという問題があった。
However, a large-capacity capacitor as described above is large in size and weight, and expensive. For this reason, there is a problem that the size and weight of the electric vehicle are hindered from being reduced in cost.

【0006】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、平滑コンデンサの劣化を早期に検出するこ
とにより、その破壊や、それに伴う例えば電気自動車の
走行不能といった深刻な事態に陥る前に対処することを
可能とし、これにより容量の余裕度の小さい、従来より
小型、軽量の平滑コンデンサの使用を可能とすることを
目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. By detecting deterioration of a smoothing capacitor at an early stage, it is possible to prevent the destruction of the smoothing capacitor and a serious situation such as the inability to run an electric vehicle. It is an object of the present invention to make it possible to use a smoothing capacitor having a small capacity margin and a smaller and lighter weight than a conventional capacitor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係るコンデンサ
の異常検出装置は、直流電力を交流電力に変換してモー
タへ供給する変換部と、当該変換部の直流側に設けられ
る平滑コンデンサとを有したインバータにおいて使用さ
れ、前記変換部の入力端に印加される直流電圧を取得す
る電圧センサと、前記電圧センサの出力を監視し、前記
変換部のインバータ制御動作に伴い前記変換部の直流側
に現れる電圧変動に基づいて、前記平滑コンデンサの異
常を検出する異常判定処理部とを有する。
The capacitor abnormality detecting device according to the present invention comprises a converter for converting DC power into AC power and supplying the AC power to a motor, and a smoothing capacitor provided on the DC side of the converter. A voltage sensor that is used in the inverter that has a DC voltage applied to the input terminal of the conversion unit, and monitors the output of the voltage sensor, and controls the DC side of the conversion unit according to the inverter control operation of the conversion unit. based on a voltage fluctuation appearing in, that having a and abnormality determination processing unit for detecting an abnormality of the smoothing capacitor.

【0008】本発明によれば、インバータの入力側の電
圧変動を監視することにより、平滑コンデンサの劣化に
よる平滑化特性の低下が検出される。すなわち、電圧セ
ンサが、変換部入力端に印加される直流電圧を測定し、
異常判定処理部は、電圧センサが測定した直流電圧に含
まれる電圧変動を検出し、当該電圧変動に基づいて平滑
コンデンサの劣化を判定する。
According to the present invention, by monitoring the voltage fluctuation on the input side of the inverter, the deterioration of the smoothing characteristic due to the deterioration of the smoothing capacitor is detected. That is, the voltage sensor measures the DC voltage applied to the conversion unit input terminal,
The abnormality determination processing unit detects a voltage change included in the DC voltage measured by the voltage sensor, and determines deterioration of the smoothing capacitor based on the voltage change.

【0009】本発明では、前記異常判定処理部は、前記
電圧変動が所定の判定基準値より大きいことに基づい
て、前記平滑コンデンサが劣化していることを検出し、
異常と判定する。
[0009] In this onset Ming, the abnormality determination processing section, based on the voltage change is greater than a predetermined determination reference value, detects that the smoothing capacitor is deteriorated,
It determined to be abnormal.

【0010】電圧変動は、変換部における直流から交流
への変換動作(インバータ動作)に起因して生じ、その
変動幅は、同じ平滑コンデンサの劣化の程度が同じであ
っても、インバータ動作の制御周波数やモータへの出力
電流量に応じて異なりうる。例えば、インバータ動作の
制御サイクルが速いほど、電圧変動幅が小さくなり、モ
ータへの出力電流が大きいほど、電圧変動幅が大きくな
るという傾向が存在しうる。本発明は、異常判定処理部
における判定基準値、インバータ制御動作の周波数や
モータへの出力電流に応じて定められるものであり、こ
れにより平滑コンデンサの劣化を適切に検出することが
できる。
The voltage fluctuation occurs due to the DC-to-AC conversion operation (inverter operation) in the conversion unit, and the fluctuation width is the same as that of the same smoothing capacitor even if the degree of deterioration is the same. It may vary depending on the frequency and the amount of output current to the motor. For example, there may be a tendency that the faster the control cycle of the inverter operation, the smaller the voltage fluctuation width, and the larger the output current to the motor, the larger the voltage fluctuation width. The present invention is the determination reference value in abnormality determination processing section, which is determined according to the output current to the frequency and the motor inverter control operation, this
This makes it possible to appropriately detect the deterioration of the smoothing capacitor.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に
係る電気自動車のシステム構成の概略図である。電気自
動車の車両走行用のモータ2の駆動電力はインバータ4
を介してバッテリ6から供給されている。すなわち、バ
ッテリ6の放電電力はインバータ4によって三相交流に
変換され、モータ2の各相巻線(コイル)に供給されて
いる。インバータ4は、直流から三相交流への電力変換
のための複数個のスイッチング素子(例えばIGBT)
を含んだ変換部8の直流側に、バッテリ6と並列に平滑
コンデンサ10が設けられている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a system configuration of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. The driving power of the motor 2 for driving the vehicle of the electric vehicle is an inverter 4
From the battery 6. That is, the discharge power of the battery 6 is converted into three-phase AC by the inverter 4 and supplied to each phase winding (coil) of the motor 2. The inverter 4 includes a plurality of switching elements (for example, IGBTs) for converting power from DC to three-phase AC.
The smoothing capacitor 10 is provided in parallel with the battery 6 on the DC side of the conversion unit 8 including.

【0012】この平滑コンデンサ10は、バッテリ6か
ら変換部8へ供給される電力を平滑化するために設けら
れている。すなわち、バッテリ6は、大きな電気量を蓄
えているが過渡的な応答性は高くないので、負荷である
モータ2をバッテリ6で直接、駆動しようとすると変換
部8でのインバータ動作に追随できず、変換部8に供給
される電力が変動してしまう。これに対し、平滑コンデ
ンサ10は、バッテリ6ほど電気量を蓄えられないが過
渡的な応答性は高いので、バッテリ6と変換部8との間
に介在して、バッテリ6から変換部8へ供給される電力
を平滑化することができる。
The smoothing capacitor 10 is provided for smoothing the power supplied from the battery 6 to the converter 8. That is, the battery 6 stores a large amount of electricity, but does not have a high transient response. Therefore, if the battery 6 is directly driven by the battery 6, it cannot follow the inverter operation in the converter 8. In addition, the power supplied to the converter 8 fluctuates. On the other hand, the smoothing capacitor 10 cannot store the amount of electricity as much as the battery 6 but has a high transient response. Therefore, the smoothing capacitor 10 is interposed between the battery 6 and the converter 8 and supplied from the battery 6 to the converter 8. Power to be applied can be smoothed.

【0013】また、変換部8の直流側にはバッテリ6と
並列に、電圧センサ12が設けられている。従来システ
ムにおいても、このような電圧センサが、バッテリ6の
電圧監視のために必要とされ、設けられていた。本発明
においては、後述するように変換部8の直流側での電圧
変動を監視するために電圧センサが必要とされるが、そ
のための電圧センサは、従来のバッテリ電圧監視の目的
のものと基本的に同様の構成であり、それと兼用するこ
とができるので、そのための電圧センサを別途設ける必
要はない。すなわち、後述するように電圧センサ12の
測定電圧から、バッテリ電圧6と変換部8の直流側での
電圧変動との両方の情報が取得される。
A voltage sensor 12 is provided on the DC side of the converter 8 in parallel with the battery 6. In the conventional system, such a voltage sensor is required and provided for monitoring the voltage of the battery 6. In the present invention, a voltage sensor is required to monitor the voltage fluctuation on the DC side of the conversion unit 8 as described later, and the voltage sensor for that is basically the same as that for the conventional battery voltage monitoring. Since the configuration is the same as that of the first embodiment and can be shared with the configuration, it is not necessary to separately provide a voltage sensor therefor. That is, as will be described later, information on both the battery voltage 6 and the voltage fluctuation on the DC side of the converter 8 is obtained from the measured voltage of the voltage sensor 12.

【0014】インバータ4の動作は、電子制御ユニット
(以下、ECUという)20によって制御される。EC
U20の主要部は、マイクロプロセッシングユニット
(MPU)で構成され、ECU20に入力されるアナロ
グ信号はA/D(analog-to-degital)変換回路によっ
てデジタル信号に変換された上で、 MPUに入力され
る。ECU20には、各回路からアクセル信号、ブレー
キ信号、シフトポジション信号等が供給され、またイン
バータ4からモータ2に供給される各相電流のフィード
バック信号や、上述した電圧センサ12にて測定される
電圧を示す信号も入力される。
The operation of the inverter 4 is controlled by an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 20. EC
The main part of the U20 is constituted by a microprocessing unit (MPU), and an analog signal input to the ECU 20 is converted into a digital signal by an A / D (analog-to-degital) conversion circuit and then input to the MPU. You. An accelerator signal, a brake signal, a shift position signal, and the like are supplied from each circuit to the ECU 20, a feedback signal of each phase current supplied from the inverter 4 to the motor 2, and a voltage measured by the above-described voltage sensor 12. Is also input.

【0015】ECU20は、モータ2の制御を行うモー
タ制御処理部22と電圧変動監視処理部24とを含んで
おり、イグニッションスイッチがオンされるのに伴い動
作を開始する。
The ECU 20 includes a motor control processing unit 22 for controlling the motor 2 and a voltage fluctuation monitoring processing unit 24, and starts operating when the ignition switch is turned on.

【0016】モータ制御処理部22は、従来から行われ
ているモータ2の駆動制御を行うものである。例えば、
モータ制御処理部22は、アクセル信号、ブレーキ信
号、シフトポジション信号等に基づきトルク指令を算出
する。ECU20には、パルス幅変調(PWM)のキャ
リア周波数がパラメータとして設定・格納されており、
モータ制御処理部22は算出したトルク指令とPWMキ
ャリア周波数に基づきPWM信号を生成し、この生成し
たPWM信号に基づきインバータ4の変換部8を構成す
る各スイッチング素子のスイッチング動作を制御する。
また、モータ制御処理部22は、電圧センサ12からの
電圧信号に基づいて、例えばバッテリ6の電圧が車両走
行に充分であるか否かを検出するバッテリ電圧監視処理
などを行う。このバッテリ電圧監視処理においては、電
圧センサ12からの電圧信号の微小な変動は誤差要因と
なり得、それがモータ制御処理部22に取り込まれるこ
とは好ましくない。そのため、モータ制御処理部22に
は、電圧センサ12からの信号に対してローパスフィル
タ24が設けられ、微小な高い周波数での変動が除去さ
れる。具体的には、モータ制御処理部22の処理はMP
U上で動作するプログラムにより遂行され、また、ロー
パスフィルタ24も、MPUでソフトウェア的に実現さ
れるデジタルフィルタにより構成される。
The motor control processor 22 controls the driving of the motor 2 which has been performed conventionally. For example,
The motor control processing unit 22 calculates a torque command based on an accelerator signal, a brake signal, a shift position signal, and the like. In the ECU 20, a carrier frequency of pulse width modulation (PWM) is set and stored as a parameter.
The motor control processing unit 22 generates a PWM signal based on the calculated torque command and the PWM carrier frequency, and controls a switching operation of each switching element included in the conversion unit 8 of the inverter 4 based on the generated PWM signal.
Further, the motor control processing unit 22 performs, for example, a battery voltage monitoring process for detecting whether or not the voltage of the battery 6 is sufficient for running the vehicle, based on the voltage signal from the voltage sensor 12. In this battery voltage monitoring process, a slight change in the voltage signal from the voltage sensor 12 may cause an error, and it is not preferable that the change is taken into the motor control processing unit 22. Therefore, the motor control processing unit 22 is provided with a low-pass filter 24 for a signal from the voltage sensor 12, and removes a small change at a high frequency. Specifically, the processing of the motor control processing unit 22 is MP
The low-pass filter 24 is implemented by a program operating on the U, and the low-pass filter 24 is also configured by a digital filter implemented by software in the MPU.

【0017】一方、本発明の特徴的構成要素である電圧
変動監視処理部30は、平滑コンデンサ10の異常判定
処理を行うものである。平滑コンデンサ10に劣化、破
損等の異常が生じると、その変換部8の直流側での電力
の平滑化機能が低下する。すなわち、平滑コンデンサ1
0に異常が生じると、電圧センサ12の両端に生じる電
圧変動幅が増大する。この電圧変動は、変換部8でのP
WM動作に伴うものであり、PWMキャリア周波数に応
じた周波数を有する。ちなみに、この周波数は例えばお
およそ10kHz程度までの値をとり、これはおおよそ
数百Hz程度までであるモータの回転数または各相電流
の周波数と比較すると高い周波数である。
On the other hand, the voltage fluctuation monitoring processor 30, which is a characteristic component of the present invention, performs an abnormality determination process for the smoothing capacitor 10. When an abnormality such as deterioration or breakage occurs in the smoothing capacitor 10, the function of the converter 8 for smoothing the power on the DC side is reduced. That is, the smoothing capacitor 1
When an abnormality occurs in 0, the voltage fluctuation range generated at both ends of the voltage sensor 12 increases. This voltage fluctuation is caused by P
It accompanies the WM operation and has a frequency corresponding to the PWM carrier frequency. Incidentally, this frequency takes a value of, for example, up to about 10 kHz, which is a high frequency as compared with the rotation speed of the motor or the frequency of each phase current, which is up to about several hundred Hz.

【0018】電圧変動監視処理部30は、電圧センサ1
2からの信号に含まれるPWMキャリア周波数に応じた
電圧変動成分を取り出すためにバンドパスフィルタ32
を有している。バンドパスフィルタ32は、ローパスフ
ィルタ24同様、デジタルフィルタであり、MPUが電
圧センサ12のデジタル信号に対し、ECU20に設定
されているPWMキャリア周波数に基づいて計算処理を
行うことにより実現される。
The voltage fluctuation monitoring processing unit 30 includes a voltage sensor 1
2 to extract a voltage fluctuation component corresponding to the PWM carrier frequency included in the signal from
have. The band-pass filter 32 is a digital filter like the low-pass filter 24, and is realized by the MPU performing a calculation process on the digital signal of the voltage sensor 12 based on the PWM carrier frequency set in the ECU 20.

【0019】図2は、PWMキャリア周波数fcとモー
タ駆動に用いられる電流I0とに対する電圧変動δVの
関係を表す模式的なグラフである。変換部8の直流側で
の電圧変動δVは、fcに反比例し、I0に応じて増加す
る性質を有している。
FIG. 2 is a schematic graph showing the relationship between the voltage fluctuation δV with respect to the PWM carrier frequency fc and the current I0 used for driving the motor. The voltage fluctuation δV on the DC side of the converter 8 is inversely proportional to fc and has a property of increasing in accordance with I0.

【0020】電圧変動監視処理部30は、バンドパスフ
ィルタ32により取り出された電圧変動成分に基づい
て、平滑コンデンサ10の異常を検出する異常判定処理
部34を含んでいる。異常判定処理部34も、MPUで
実行されるプログラムにより実現される。図3は、異常
判定処理部34の処理の概略の処理フロー図である。E
CU20が起動されると、異常判定処理部34も処理を
開始する(S50)。異常判定処理部34は、ECU2
0に入力されるモータの各相電流のデジタル値に基づい
て、例えば、リアルタイムでの波形や、その絶対値の平
均を計算して決定される実効値を監視し、それに基づい
てI0を決定する(S55)。また、ECU20に格納
されているPWMキャリア周波数fcを取り出す(S6
0)。そして、これらI0及びfcに基づいて、図2に示
す関係を表す数式またはテーブルから、平滑コンデンサ
10の劣化、異常の判定の基準となる電圧判定基準値を
決定する(S65)。この電圧判定基準値は、例えば、
平滑コンデンサ10の破損等の異常を示す基準値である
異常判定基準値Th1と、平滑コンデンサ10が破損まで
には至っていないが劣化が進行していることを示す基準
値である劣化判定基準値Th2との2つを設定することが
できる。なお、この定義より明らかなように、“異常判
定基準値Th1>劣化判定基準値Th2”という関係が存在
する。
The voltage fluctuation monitoring processing section 30 includes an abnormality determination processing section 34 for detecting an abnormality of the smoothing capacitor 10 based on the voltage fluctuation component extracted by the band pass filter 32. The abnormality determination processing unit 34 is also realized by a program executed by the MPU. FIG. 3 is a schematic processing flowchart of the processing of the abnormality determination processing unit 34. E
When the CU 20 is activated, the abnormality determination processing unit 34 also starts processing (S50). The abnormality determination processing unit 34 is provided by the ECU 2
Based on the digital value of each phase current of the motor input to 0, for example, a waveform in real time and an effective value determined by calculating an average of its absolute value are monitored, and I0 is determined based on the monitored value. (S55). Further, the PWM carrier frequency fc stored in the ECU 20 is extracted (S6).
0). Then, based on these I0 and fc, a voltage determination reference value serving as a reference for determining deterioration or abnormality of the smoothing capacitor 10 is determined from a mathematical expression or a table representing the relationship shown in FIG. 2 (S65). This voltage determination reference value is, for example,
An abnormality determination reference value Th1 which is a reference value indicating an abnormality such as breakage of the smoothing capacitor 10, and a deterioration determination reference value Th2 which is a reference value indicating that the deterioration of the smoothing capacitor 10 is not progressing but is progressing. Can be set. As is clear from this definition, there is a relationship of “abnormality determination reference value Th1> deterioration determination reference value Th2”.

【0021】異常判定処理部34は、バンドパスフィル
タ32での演算により電圧センサ12の出力波形から抽
出された電圧変動波形に基づいて、その波形に振幅(p-
p値)に応じた電圧変動値の測定値を求める(S7
0)。そして、この電圧変動値が異常判定基準値Th1以
上である場合(すなわち、“異常判定基準値Th1≦電圧
変動値”の場合)には、平滑コンデンサ10が異常であ
ると判断して(S75)、車両停止、運転者への通知等
の異常処置を行う(S80)。
The abnormality determination processing section 34 generates an amplitude (p−p) based on the voltage fluctuation waveform extracted from the output waveform of the voltage sensor 12 by the calculation in the bandpass filter 32.
The measured value of the voltage fluctuation value according to the (p value) is obtained (S7).
0). If the voltage fluctuation value is equal to or greater than the abnormality determination reference value Th1 (that is, if “the abnormality determination reference value Th1 ≦ voltage fluctuation value”), it is determined that the smoothing capacitor 10 is abnormal (S75). Then, abnormal measures such as stopping the vehicle and notifying the driver are performed (S80).

【0022】また、処理S80にて、電圧変動値が異常
判定基準値Th1以上ではないと判定された場合には、さ
らに電圧変動値が劣化判定基準値Th2を超えているかど
うかが判定される(S85)。もし、劣化判定基準値T
h2を超えている場合(すなわち、“異常判定基準値Th1
>電圧変動値、かつ、電圧変動値>劣化判定基準値Th
2”の場合)には、平滑コンデンサ10の劣化がある程
度進行していると判断して(S85)、電流I0の制限
といった平滑コンデンサ10の破壊を回避する処置や、
運転者に点検修理を促すメッセージ表示などを行う(S
90)。処理S85にて、電圧変動値が2つの電圧判定
基準値のいずれにも達しなかったと判断された場合に
は、処理S55に戻り、上述の処理S55以降を繰り返
す。
If it is determined in step S80 that the voltage fluctuation value is not greater than the abnormality determination reference value Th1, it is further determined whether the voltage fluctuation value exceeds the deterioration determination reference value Th2 (step S80). S85). If the deterioration determination reference value T
h2 (that is, the “abnormality determination reference value Th1
> Voltage fluctuation value and voltage fluctuation value> Deterioration determination reference value Th
In the case of "2"), it is determined that the deterioration of the smoothing capacitor 10 has progressed to some extent (S85), and a measure for avoiding destruction of the smoothing capacitor 10 such as limiting the current I0,
A message prompting the driver to check and repair is displayed (S
90). If it is determined in step S85 that the voltage fluctuation value has not reached any of the two voltage determination reference values, the process returns to step S55, and the above-described step S55 and subsequent steps are repeated.

【0023】平滑コンデンサ10が複数のコンデンサの
並列接続により構成される場合には、異常判定基準値T
h1は、例えば、そのうちの1個が破損した場合に発生す
る電圧変動値を検出できるような値に設定することがで
きる。また、劣化判定基準値Th2は、実験や経験に基づ
いて設定することができるし、より簡単には異常判定基
準値Th1の何割といった形で設定することもできる。
When the smoothing capacitor 10 is formed by connecting a plurality of capacitors in parallel, the abnormality determination reference value T
For example, h1 can be set to a value that can detect a voltage fluctuation value generated when one of them is damaged. Further, the deterioration determination reference value Th2 can be set based on experiments and experiences, or can be more easily set as a percentage of the abnormality determination reference value Th1.

【0024】また、この劣化判定基準値Th2は、処理S
90における電流制限の程度とリンクさせて設定するこ
ともできる。例えば、車両停止といった事態に陥ること
を回避し、点検修理のための時間を確保する目的で劣化
判定基準値Th2を設定する場合には、劣化が進んだ段階
を検出できるように劣化判定基準値Th2を異常判定基準
値Th1に近い値に設定し、電流I0を大きく制限して平
滑コンデンサ10の破損による車両停止までの時間を延
ばすという方法をとることができるであろう。逆に、平
滑コンデンサ10の寿命延長を図る目的であるならば、
電流I0の制限量は通常の走行に支障がない程度に抑
え、一方、劣化判定基準値Th2は小さめに設定して劣化
の初期段階から電流制限を開始するといった方法をとる
こともできる。このように、劣化判定基準値Th2は処理
S90の目的に応じて、さまざまに設定することができ
る。さらに、本装置では劣化判定基準値Th2は1つしか
設定しなかったが、複数の異なる劣化判定基準値を設定
して、電流制限等の処置を劣化の進行度合いに応じて段
階的に実施する形態も可能である。
The deterioration determination reference value Th2 is determined by the processing S
It can also be linked to the current limit at 90. For example, when the deterioration determination reference value Th2 is set for the purpose of avoiding a situation such as vehicle stoppage and securing time for inspection and repair, the deterioration determination reference value Th Th2 may be set to a value close to the abnormality determination reference value Th1, and the current I0 may be greatly limited to extend the time until the vehicle stops due to the damage of the smoothing capacitor 10. Conversely, if the purpose is to extend the life of the smoothing capacitor 10,
The limit amount of the current I0 may be suppressed to a level that does not hinder normal running, while the deterioration determination reference value Th2 may be set to a small value to start the current limit from an early stage of deterioration. As described above, the deterioration determination reference value Th2 can be variously set according to the purpose of the process S90. Further, in the present apparatus, only one deterioration determination reference value Th2 is set. However, a plurality of different deterioration determination reference values are set and measures such as current limiting are performed stepwise according to the degree of progress of deterioration. Forms are also possible.

【0025】また、上述の説明では、電圧変動値として
p-p値、すなわち電圧変動の全幅を採用したが、代わり
に片側の振幅や実効値を用いることは自由である。
In the above description, the voltage fluctuation value
Although the pp value, that is, the full width of the voltage fluctuation is adopted, it is free to use the amplitude or the effective value of one side instead.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明のインバータ内部コンデンサの異
常検出装置を用いれば、インバータ内部の平滑コンデン
サの劣化を検出することができるので、当該コンデンサ
が破損するおそれを事前に検知し、必要な対策を講じる
ことができる。そのため、平滑コンデンサの容量を定め
るに際し、寿命確保のために大きなマージンを設ける必
要がない。つまり、平滑コンデンサの容量は、もっぱら
本来要求される機能である電力平滑化という電気的特性
に基づいて、従来より小さく設定することができる。こ
れに伴い、平滑コンデンサの体格の小型化及び低重量化
が図られ、本発明を利用したインバータを搭載する電気
自動車の小型軽量化、低コスト化が図られるという効果
が得られる。
By using the abnormality detecting device for the capacitor inside the inverter according to the present invention, it is possible to detect the deterioration of the smoothing capacitor inside the inverter. Therefore, the possibility of damaging the capacitor is detected in advance, and necessary countermeasures are taken. Can take. Therefore, when determining the capacity of the smoothing capacitor, it is not necessary to provide a large margin for securing the life. In other words, the capacity of the smoothing capacitor can be set smaller than before, based solely on the electrical characteristic of power smoothing, which is a function originally required. Accordingly, the size and weight of the smoothing capacitor can be reduced, and the effect of reducing the size, weight, and cost of an electric vehicle equipped with an inverter using the present invention can be obtained.

【0027】また、平滑コンデンサの破損に至る前に対
策を講じることが可能となるため、その破損による電気
自動車の他の部品への悪影響が回避されるという効果も
得られる。
Further, since it is possible to take a countermeasure before the smoothing capacitor is damaged, it is possible to obtain an effect that adverse effects on other parts of the electric vehicle due to the damage can be avoided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施形態に係る電気自動車のシステ
ム構成の概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a system configuration of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

【図2】 PWMキャリア周波数fcとモータ駆動に用
いられる電流I0とに対する電圧変動δVの関係を表す
模式的なグラフである。
FIG. 2 is a schematic graph showing a relationship between a voltage fluctuation δV with respect to a PWM carrier frequency fc and a current I0 used for driving a motor.

【図3】 異常判定処理部の処理の概略の処理フロー図
である。
FIG. 3 is a schematic processing flowchart of the processing of an abnormality determination processing unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 モータ、4 インバータ、6 バッテリ、8 変換
部、10 平滑コンデンサ、12 電圧センサ、20
ECU、22 モータ制御処理部、24 ローパスフィ
ルタ、30 電圧変動監視処理部、32 バンドパスフ
ィルタ、34異常判定処理部。
2 motors, 4 inverters, 6 batteries, 8 converters, 10 smoothing capacitors, 12 voltage sensors, 20
ECU, 22 motor control processing unit, 24 low-pass filter, 30 voltage fluctuation monitoring processing unit, 32 band-pass filter, 34 abnormality determination processing unit.

フロントページの続き (72)発明者 鹿田 勝也 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 山川 崇尚 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−294375(JP,A) 特開 平7−222436(JP,A) 特開 平10−14097(JP,A) 特開 平4−270(JP,A) 特開 昭64−91064(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/42 - 7/98 H02H 7/16 Continued on the front page (72) Inventor Katsuya Shikata 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Takahisa Yamakawa 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (56) Reference Document JP-A-9-294375 (JP, A) JP-A-7-222436 (JP, A) JP-A-10-14097 (JP, A) JP-A 4-270 (JP, A) JP-A 64-64 91064 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02M 7 /42-7/98 H02H 7/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 直流電力を交流電力に変換してモータへ
供給する変換部と、当該変換部の直流側に設けられる平
滑コンデンサとを有したインバータにおいて使用され、
前記変換部の入力端に印加される直流電圧を取得する電
圧センサと、前記電圧センサの出力を監視し、前記変換
部のインバータ制御動作に伴い前記変換部の直流側に現
れる電圧変動が所定の判定基準値より大きいことに基づ
いて、前記平滑コンデンサの異常を検出する異常判定処
理部とを有するインバータ内部コンデンサの異常検出装
置において、 前記判定基準値は、前記インバータ制御動作の周波数に
応じて定められること、 を特徴とする異常検出装置。
1. An inverter having a converter for converting DC power to AC power and supplying the AC power to a motor, and a smoothing capacitor provided on the DC side of the converter,
A voltage sensor that acquires a DC voltage applied to an input terminal of the conversion unit, and monitors an output of the voltage sensor, and a voltage fluctuation that appears on the DC side of the conversion unit along with an inverter control operation of the conversion unit is a predetermined value. An abnormality detection device for an internal capacitor of the inverter having an abnormality determination processing unit that detects an abnormality of the smoothing capacitor based on being larger than a determination reference value, wherein the determination reference value is determined according to a frequency of the inverter control operation. Abnormality detecting device.
【請求項2】 直流電力を交流電力に変換してモータへ
供給する変換部と、当該変換部の直流側に設けられる平
滑コンデンサとを有したインバータにおいて使用され、
前記変換部の入力端に印加される直流電圧を取得する電
圧センサと、前記電圧センサの出力を監視し、前記変換
部のインバータ制御動作に伴い前記変換部の直流側に現
れる電圧変動が所定の判定基準値より大きいことに基づ
いて、前記平滑コンデンサの異常を検出する異常判定処
理部とを有するインバータ内部コンデンサの異常検出装
置において、 前記判定基準値は、前記モータへの出力電流に応じて定
められること、 を特徴とする異常検出装置。
2. An inverter having a converter for converting DC power into AC power and supplying the AC power to a motor, and a smoothing capacitor provided on a DC side of the converter,
A voltage sensor that acquires a DC voltage applied to an input terminal of the conversion unit, and monitors an output of the voltage sensor, and a voltage fluctuation that appears on the DC side of the conversion unit along with an inverter control operation of the conversion unit is a predetermined value. An abnormality detection device for an internal capacitor of the inverter having an abnormality determination processing unit for detecting an abnormality of the smoothing capacitor based on a value greater than a determination reference value, wherein the determination reference value is determined according to an output current to the motor. Abnormality detecting device.
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