JP7151540B2 - Abnormality detection device for switching elements - Google Patents
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Description
本発明は、スイッチング素子の異常検出装置に関する。 The present invention relates to an abnormality detection device for switching elements.
従来、この種のスイッチング素子の異常検出装置としては、複数の駆動回路、制御装置と、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。複数の駆動回路は、インバータの複数のスイッチング素子毎に設けられ、対応するスイッチング素子を駆動すると共に、異常が発生したときに1つの通信線へ異常信号と割り当てられた周波数のパルス信号とを送信する。この異常検出装置では、制御装置において、通信線へ送信された異常信号とパルス信号とを受信して、複数のスイッチング素子のうちどのスイッチング素子に異常が生じたかを検出している。 Conventionally, as an abnormality detection device for this type of switching element, one that includes a plurality of drive circuits and a control device has been proposed (see, for example, Patent Document 1). A plurality of drive circuits are provided for each of the plurality of switching elements of the inverter, drive the corresponding switching elements, and transmit an abnormality signal and a pulse signal of an assigned frequency to one communication line when an abnormality occurs. do. In this abnormality detection device, the control device receives the abnormality signal and the pulse signal transmitted to the communication line, and detects which switching element among the plurality of switching elements has become abnormal.
上述のスイッチング素子の異常検出装置では、複数のスイッチング素子で同時に異常が発生すると、異常信号やパルス信号の衝突が発生してしまう。こうした信号の衝突が発生すると、対処すべき異常が特定できず、適正にスイッチング素子を制御できなくなる。 In the switching element abnormality detection device described above, when an abnormality occurs in a plurality of switching elements at the same time, an abnormality signal or pulse signal collides. When such a collision of signals occurs, it becomes impossible to specify an abnormality to be dealt with, and it becomes impossible to properly control the switching element.
本発明のスイッチング素子の異常検出装置は、複数のスイッチング素子で同時に異常が発生した場合、より適正に対処すべき異常を特定することを主目的とする。 The main object of the switching element abnormality detection device of the present invention is to identify an abnormality that should be dealt with more appropriately when an abnormality occurs in a plurality of switching elements at the same time.
本発明のスイッチング素子の異常検出装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 In order to achieve the main object described above, the switching element abnormality detection apparatus of the present invention employs the following means.
本発明のスイッチング素子の異常検出装置は、
複数のスイッチング素子毎に設けられ、対応する前記スイッチング素子を駆動すると共に、対応する前記スイッチング素子に異常が発生したときには通信線へ異常メッセージを送信する複数の駆動回路、
を備えるスイッチング素子の異常検出装置であって、
前記異常メッセージは、発生した異常の情報を含み、
複数の前記駆動回路は、
複数の前記スイッチング素子のうち対応する前記スイッチング素子に発生した異常の情報を記憶し、
前記通信線を介して他の前記駆動回路から受信した前記異常メッセージに含まれる異常の情報と、前記記憶されている異常の情報と、複数の異常について対処すべき異常の優先順位とを用いて、対応する前記スイッチング素子に発生した異常と他の前記駆動回路に対応する前記スイッチング素子に発生した異常とのうち対処すべき異常を特定する、
ことを要旨とする。
The switching element abnormality detection device of the present invention includes:
a plurality of drive circuits provided for each of a plurality of switching elements, driving the corresponding switching element and transmitting an abnormality message to a communication line when an abnormality occurs in the corresponding switching element;
An abnormality detection device for a switching element comprising:
The anomaly message includes information on the anomaly that has occurred,
The plurality of drive circuits are
storing information on an abnormality occurring in the corresponding switching element among the plurality of switching elements;
using the abnormality information included in the abnormality message received from the other drive circuit via the communication line, the stored abnormality information, and the priority of abnormality to be dealt with for a plurality of abnormalities identifying an abnormality to be dealt with, from among an abnormality occurring in the corresponding switching element and an abnormality occurring in the switching element corresponding to the other drive circuit;
This is the gist of it.
この本発明のスイッチング素子の異常検出装置では、異常メッセージは、発生した異常の情報を含んでいる。複数の駆動回路は、複数のスイッチング素子のうち対応するスイッチング素子に発生した異常の情報を記憶している。そして、通信線を介して他の駆動回路から受信した異常メッセージに含まれる異常の情報と、記憶されている異常の情報と、複数の異常について対処すべき異常の優先順位と、を用いて、対応するスイッチング素子に発生した異常と他の駆動回路に対応するスイッチング素子に発生した異常とのうち対処すべき異常を特定する。これにより、複数のスイッチング素子で同時に異常が発生した場合、より適正に対処すべき異常を特定することができる。 In the abnormality detection device for switching elements of the present invention, the abnormality message includes information about the abnormality that has occurred. The plurality of drive circuits store information on abnormalities occurring in corresponding switching elements among the plurality of switching elements. Then, using the abnormality information included in the abnormality message received from the other drive circuit via the communication line, the stored abnormality information, and the priority of the abnormality to be handled for the plurality of abnormalities, An abnormality to be dealt with is specified from among the abnormality occurring in the corresponding switching element and the abnormality occurring in the switching element corresponding to the other drive circuit. Thereby, when an abnormality occurs in a plurality of switching elements at the same time, it is possible to identify an abnormality that should be dealt with more appropriately.
こうした本発明のスイッチング素子の異常検出装置では、複数の前記駆動回路は、設定した前記対処すべき異常に基づいて前記スイッチング素子を駆動してもよい。こうすれば、対処すべき異常に応じて適正にスイッチング素子を制御することができる。 In such a switching element abnormality detection device of the present invention, the plurality of drive circuits may drive the switching elements based on the set abnormality to be handled. By doing so, it is possible to appropriately control the switching element according to the abnormality to be dealt with.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の実施例としてのスイッチング素子の異常検出装置を搭載するハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。図2は、モータMG1,MG2を含む電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。図3は、インバータ41の構成を説明するための説明図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図1に示すように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、蓄電装置としてのバッテリ50と、昇圧コンバータ55と、システムメインリレー56と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24によって運転制御されている。
The
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ23からのクランク角θcrなどが入力ポートから入力されている。エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23からのクランク角θcrに基づいてエンジン22の回転数Neを演算している。
Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centering on a CPU, and in addition to the CPU, it has a ROM for storing processing programs, a RAM for temporarily storing data, an input/output port, and a communication port. . Signals from various sensors necessary for controlling the operation of the
プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、駆動輪39a,39bにデファレンシャルギヤ38を介して連結された駆動軸36が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、ダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
The
モータMG1は、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、モータMG1と同様に、永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸36に接続されている。 The motor MG1 is configured as a synchronous generator-motor having a rotor embedded with permanent magnets and a stator wound with a three-phase coil. ing. The motor MG2 is, like the motor MG1, configured as a synchronous generator-motor having a rotor embedded with permanent magnets and a stator wound with a three-phase coil. ing.
図2に示すように、インバータ41は、高電圧側電力ライン54aに接続されている。このインバータ41は、6つのスイッチング素子としてのトランジスタT11~T16と、トランジスタT11~T16に逆方向に並列接続された6つのダイオードD11~D16と、を有する。トランジスタT11~T16は、それぞれ高電圧側電力ライン54aの正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように2個ずつペアで配置されている。また、トランジスタT11~T16の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータMG1の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。
As shown in FIG. 2, the
インバータ41は、図3に示すように、U相上アームのトランジスタT11に対応した駆動回路4uuと、U相下アームのトランジスタT14に対応した駆動回路4ulと、V相上アームのトランジスタT12に対応した駆動回路4vu(図示せず)と、V相下アームのトランジスタT15に対応した駆動回路4vl(図示せず)と、W相上アームのトランジスタT13に対応した駆動回路4wu(図示せず)と、W相下アームのトランジスタT16に対応した駆動回路4wlとを備えている。各駆動回路4uu~4wlは、同一のハード構成であるから、図3において、駆動回路4ul~4wlの構成の詳細な図示は省略している。
The
各駆動回路4uu~4wlは、駆動IC102と、3つの異常検知回路104と、フェール出力回路106と、コントローラ108と、トランシーバ110と、を備える。
Each drive circuit 4uu to 4wl includes a
駆動IC102は、フォトカプラ100を介してモータECU40からのゲート信号UU,UL,VU,VL,WUまたはWLを入力し、対応するトランジスタT11~T16をオン/オフ制御する。駆動IC102は、フェール出力回路106から駆動停止信号が入力されると、トランジスタT11~T16のうち対応するトランジスタの駆動制御を停止する。また、駆動IC102は、コントローラ108からフェールセーフ(F/S)制御の実行指令が入力されると、トランジスタT11~T16に対してF/S制御を実行する。F/S制御については、後述する。
The
3つの異常検知回路104は、順番に、対応するトランジスタT11~T16に関する異常、即ち、短絡、過電流、加熱といった素子異常や、駆動回路4uu~4wlにおける電圧低下や誤駆動等の回路異常を検知し、対応するトランジスタT11~T16を特定するための識別子(ID)と検知した異常がどの異常であるかの情報(以下、「異常情報」という)とを含むnビット(nは、値2以上の自然数)の異常メッセージをフェール出力回路106へ出力する。図4は、異常メッセージの内容を説明するための説明図である。異常メッセージは、先頭ビットからmビット(mは、自然数)は、識別子(ID)を示し、(m+1)ビットから最終ビットまでは、検知した異常情報を示す。
The three
フェール出力回路106は、異常検知回路104から出力された異常メッセージを検知した順番に図示しない内部メモリに履歴として記憶し、最新の異常メッセージをコントローラ108へ出力すると共に、駆動IC102へ駆動停止信号を出力する。
The
コントローラ108は、トランシーバ110を介して通信線Lcへ異常メッセージを出力すると共に、トランシーバ110を介して通信線Lcを伝送している他の駆動回路(駆動回路4uu~4wlのいずれか)からの異常メッセージを入力する。
The
コントローラ108は、フェール出力回路106から異常メッセージを入力した場合においては、トランシーバ110を介して通信線Lcを伝送している他の駆動回路からの異常メッセージが入力されないときには、フェール出力回路106からの異常メッセージに含まれている異常情報に応じたF/S制御の実行指令を駆動IC102へ出力する。例えば、フェール出力回路106からの異常メッセージに含まれている異常情報が対応するトランジスタT11~T16のオフ固着異常(オフで固定される異常)であるときには、オフ固着異常のときに適したF/S制御(例えば、上アームのトランジスタT11~T13をオフし、下アームのトランジスタT14~T16をオンする三相オン制御)を実行する。
When the
コントローラ108は、フェール出力回路106から異常メッセージを入力した場合においては、トランシーバ110を介して通信線Lcを伝送している他の駆動回路からの異常メッセージが入力されているときには、予め記憶されている対応するトランジスタT11~T16に関する異常、即ち、短絡、過電流、加熱といった素子異常や、駆動回路4uu~4wlにおける電圧低下や誤駆動等の回路異常に対して対処すべき異常の優先順位と、フェール出力回路106からの異常メッセージに含まれている異常情報と、トランシーバ110を介して入力した他の駆動回路のトランシーバ110からの異常情報と、のうち、優先順位の高いほうの異常情報に応じたF/S制御の実行指令を駆動IC102へ送信する。例えば、フェール出力回路106からの異常メッセージに含まれている異常情報が対応するトランジスタT11~T16のオフ固着異常であり、トランシーバ110を介して入力した他の駆動回路のトランシーバ110からの異常情報が他の駆動回路が対応するトランジスタT11~T16の過電流であり、過電流よりオフ固着異常のほうが優先順位が高いときには、オフ固着異常のときに適したF/S制御(例えば、上述した三相オン制御)を実行する。
When the
コントローラ108は、フェール出力回路106から異常メッセージを入力していない場合においては、トランシーバ110を介して通信線Lcを伝送している他の駆動回路からの異常メッセージが入力されているときには、通信線Lcからの異常メッセージに含まれている異常情報の応じたF/S制御の実行指令を駆動IC102へ出力する。
When
インバータ42は、高電圧側電力ライン54aに接続されている。このインバータ42は、6つのスイッチング素子としてのトランジスタT21~T26と、トランジスタT21~T26に逆方向に並列接続された6つのダイオードD21~D26と、を有する。トランジスタT21~T26は、それぞれ高電圧側電力ライン54aの正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように2個ずつペアで配置されている。また、トランジスタT21~T26の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータMG2の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。インバータ42は、図示しないが、U相上アームのトランジスタT21に対応した駆動回路5uuと、U相下アームのトランジスタT24に対応した駆動回路5ulと、V相上アームのトランジスタT22に対応した駆動回路5vuと、V相下アームのトランジスタT25に対応した駆動回路5vlと、W相上アームのトランジスタT23に対応した駆動回路5wuと、W相下アームのトランジスタT26に対応した駆動回路5wlとを備えている。駆動回路5uu~5wlは、駆動回路4uu~4wlと同様の構成のため、詳細な説明を省略する。
The
インバータ41は、電圧が作用しているときに、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によって、対となるトランジスタT11~T16のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータMG1が回転駆動される。インバータ42は、電圧が作用しているときに、モータECU40によって、対となるトランジスタT21~T26のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータMG2が回転駆動される。
昇圧コンバータ55は、インバータ41,42が接続された高電圧側電力ライン54aと、バッテリ50が接続された低電圧側電力ライン54bと、に接続されている。この昇圧コンバータ55は、2つのスイッチング素子としてのトランジスタT31,T32と、トランジスタT31,T32に逆方向に並列接続された2つのダイオードD31,D32と、リアクトルLと、を有する。トランジスタT31は、高電圧側電力ライン54aの正極側ラインに接続されている。トランジスタT32は、トランジスタT31と、高電圧側電力ライン54aおよび低電圧側電力ライン54bの負極側ラインと、に接続されている。リアクトルLは、トランジスタT31,T32同士の接続点と、低電圧側電力ライン54bの正極側ラインと、に接続されている。昇圧コンバータ55は、モータECU40によってトランジスタT31,T32のオン時間の割合が調節されることにより、低電圧側電力ライン54bの電力を昇圧して高電圧側電力ライン54aに供給したり、高電圧側電力ライン54aの電力を降圧して低電圧側電力ライン54bに供給したりする。高電圧側電力ライン54aの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ57が取り付けられており、低電圧側電力ライン54bの正極側ラインと負極側ラインとには、平滑用のコンデンサ58が取り付けられている。
The
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。図1に示すように、モータECU40には、モータMG1,MG2や昇圧コンバータ55を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータECU40に入力される信号としては、例えば、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ(例えばレゾルバ)43,44からの回転位置θm1,θm2や、モータMG1,MG2の各相に流れる電流を検出する電流センサ45u,45v,46u,46vからの相電流Iu1,Iv1,Iu2,Iv2を挙げることができる。また、コンデンサ57の端子間に取り付けられた電圧センサ57aからのコンデンサ57の電圧(高電圧側電力ライン54aの電圧)VHやコンデンサ58の端子間に取り付けられた電圧センサ58aからのコンデンサ58の電圧(低電圧側電力ライン54bの電圧)VL,リアクトルLの端子に取り付けられた電流センサ55aからのリアクトルLに流れる電流ILも挙げることができる。モータECU40からは、インバータ41,42のトランジスタT11~T16,T21~T26へのスイッチング制御信号や昇圧コンバータ55のトランジスタT31,T32へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の電気角θe1,θe2や角速度ωm1,ωm2,回転数Nm1,Nm2を演算している。また、モータECU40は、トランシーバ112を介して通信線Lcの異常メッセージを受信している。
Although not shown, the
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、低電圧側電力ライン54bに接続されている。このバッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。
The
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリECU52に入力される信号としては、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの電圧Vbやバッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからの電池電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの温度Tbを挙げることができる。バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。バッテリECU52は、電流センサ51bからの電池電流Ibの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力の容量の割合である。
Although not shown, the
システムメインリレー56は、低電圧側電力ライン54bにおけるコンデンサ58よりもバッテリ50側に設けられている。このシステムメインリレー56は、HVECU70によってオンオフ制御されることにより、バッテリ50と昇圧コンバータ55との接続および接続の解除を行なう。
The system
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。HVECU70に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号や、シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPを挙げることができる。また、アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vも挙げることができる。HVECU70は、上述したように、エンジンECU24,モータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されている。
Although not shown, the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の運転を伴って走行するハイブリッド走行(HV走行)モードや、エンジン22の運転を伴わずに走行する電動走行(EV走行)モードで走行する。
The
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車20の動作、特に、インバータ41のトランジスタT11~T16に関する異常が発生したときに動作について説明する。図5は、駆動回路4uu~4wlとモータECU40の動作の一例を説明するための説明図である。ここでは、トランジスタT11にオフ固着が生じており、トランジスタT12~T16は正常であるときの動作について説明する。
Next, the operation of the
トランジスタT11にオフ固着異常が生じると、トランジスタT11(異常アーム)に対応する駆動回路4uuの3つの異常検知回路104のいずれかがオフ固着異常を検知し、フェール出力回路106へ異常情報としてオフ固着異常であることを含む異常メッセージを出力する。異常メッセージを入力したフェール出力回路106は、入力した異常メッセージを内部メモリに記憶し、最新の異常メッセージ、即ち、入力した異常メッセージをコントローラ108へ出力すると共に駆動停止信号を駆動IC102へ出力し、コントローラ108は、トランシーバ110を介して通信線Lcへ異常メッセージを送信する(ステップS100)。駆動停止信号を入力した駆動IC102は、トランジスタT11の駆動制御を停止する。このように、フェール出力回路106から駆動IC102へ駆動停止信号を出力してトランジスタT11の駆動を停止することにより、トランシーバ110,120を介してモータECU40へ異常メッセージを送信し、モータECU40からフォトカプラ100を介して駆動IC102へ駆動停止信号を出力してトランジスタT11の駆動を停止するものに比して、より迅速にトランジスタT11の駆動(オンオフの切り替え)を停止することができる。
When an off-stuck abnormality occurs in the transistor T11, one of the three
次に、こうして通信線Lcへ異常メッセージを送信しトランジスタT11の駆動を停止すると、異常メッセージに応じたF/S制御を実行して(ステップS110)、処理を終了する。ここでは、トランジスタT11へオフのゲート信号UUを送信するが、今、トランジスタT11がオフ固着しているときであることからゲート信号UUに拘わらずトランジスタT11はオフとなっている。 Next, when the abnormality message is transmitted to the communication line Lc and the driving of the transistor T11 is stopped, F/S control is executed according to the abnormality message (step S110), and the process is terminated. Here, the off gate signal UU is sent to the transistor T11, but since the transistor T11 is stuck off now, the transistor T11 is off regardless of the gate signal UU.
正常なトランジスタT12~T16(正常アーム)に対応する駆動回路4ul~4wlでは、コントローラ108がトランシーバ110を介して通信線Lcへ送信された異常メッセージの受信を開始すると、コントローラ108は駆動IC102へ駆動停止信号を出力する(ステップS200)。駆動停止信号を入力した駆動IC102は、対応するトランジスタT12~T16への駆動制御を停止する(ゲート信号UL,VU,WU,WLのオンオフの切り替えを停止する)。対応するトランジスタT12~T16への駆動制御を停止するのは、通信線Lcへ送信された異常メッセージの受信を開始してから受信を完了するまで多少の時間を要し、この間、他の駆動回路に対応するトランジスタに異常が生じていることが認識できても、異常メッセージに含まれる異常情報を認識できないことから、念のためトランジスタT21~T16を駆動停止したほうがよいからである。
In the drive circuits 4ul to 4wl corresponding to the normal transistors T12 to T16 (normal arm), when the
異常メッセージの受信を完了すると、異常メッセージに応じたF/S制御を実行して(ステップS210)、処理を終了する。例えば、異常メッセージに含まれるIDがトランジスタT11、異常情報がオフ固着であるときには、F/S制御として、トランジスタT12~T16のうち下アームのトランジスタT12,T14,T16をオンとし、T13,T15をオフとする三相オン制御を実行する。このように、通信線Lcを伝送する他の駆動回路からの異常メッセージに応じたF/S制御を実行することにより、異常内容に応じて適正に正常なトランジスタT12~T16を制御できる。 When the reception of the abnormal message is completed, the F/S control corresponding to the abnormal message is executed (step S210), and the process ends. For example, when the ID included in the error message is the transistor T11 and the error information is fixed off, the F/S control turns on the lower-arm transistors T12, T14, and T16 among the transistors T12 to T16, and turns on T13 and T15. Execute three-phase on control to turn off. In this way, by executing F/S control according to an abnormality message from another drive circuit that transmits the communication line Lc, the normal transistors T12 to T16 can be properly controlled according to the content of the abnormality.
モータECU40は、トランシーバ110を介して通信線Lcへ異常メッセージが伝送されていることを検知すると、異常メッセージを受信して異常メッセージの内容(IDと異常情報、即ち、トランジスタT11~T16のうちどのトランジスタでどのような異常が生じているかの情報)を確認する(ステップS300)。そして、異常メッセージのHVECU70へ送信して(ステップS310)、本ルーチンを終了する。異常メッセージを受信したHVECU70は、必要に応じて、エンジンECU24などに異常メッセージに応じたF/S制御の実行指示を送信する。これにより、車両全体の挙動を異常メッセージの内容に対して適正に且つ統合的に制御することができる。
When the
図6は、全てのトランジスタT11~T16が正常であるときの、ゲート信号UU,UL,VU,VL,WU,WLの波形(振幅の時間変化)の一例を示すタイミングチャートである。ゲート信号UU,UL,VU,VL,WU,WLは、全てのトランジスタT11~T16が正常であるときには、U相、V相、W相のゲート信号の位相が所定角度ずつずれ、ゲート信号UUとゲート信号UL,ゲート信号VUとゲート信号VL,ゲート信号WUとゲート信号WLは、逆相のパルス信号となっている。 FIG. 6 is a timing chart showing an example of waveforms (temporal changes in amplitude) of gate signals UU, UL, VU, VL, WU, and WL when all transistors T11 to T16 are normal. When all the transistors T11 to T16 are normal, the gate signals UU, UL, VU, VL, WU, and WL are out of phase with the gate signal UU by a predetermined angle. The gate signal UL, the gate signal VU and the gate signal VL, and the gate signal WU and the gate signal WL are opposite phase pulse signals.
図7は、トランジスタT11にオフ固着異常が発生し、トランジスタT12~T16が正常であるときの、ゲート信号UU,UL,VU,VL,WU,WLの波形(振幅の時間変化)の一例を示すタイミングチャートである。トランジスタT11にオフ固着異常が発生すると、トランジスタT12~T16のうち下アームのトランジスタT12,T14,T16をオンとし、T13,T15をオフとする三相オン制御が実行される。こうした処理により、発生した異常に応じて適正にトランジスタT11~T16を制御できる。このように、駆動回路4uu~4wlのコントローラ108から駆動IC102へF/S制御の実行を指示するから、トランシーバ110,120を介してモータECU40へ異常メッセージを送信し、モータECU40からフォトカプラ100を介して駆動IC102へF/S制御の実行を指示してF/S制御を実行するものに比して、より迅速なF/S制御を実現できる。
FIG. 7 shows an example of the waveforms (temporal changes in amplitude) of the gate signals UU, UL, VU, VL, WU, and WL when the transistor T11 is stuck off and the transistors T12 to T16 are normal. It is a timing chart. When the transistor T11 is stuck off, three-phase ON control is executed to turn ON the lower-arm transistors T12, T14, and T16 among the transistors T12 to T16 and turn OFF the transistors T13 and T15. Through such processing, the transistors T11 to T16 can be properly controlled according to the abnormality that has occurred. In this way, since the
実施例のハイブリッド自動車20では、トランジスタT11~T16については異なるトランジスタで同時に異なる異常が発生して(例えば、トランジスタT11ではオフ固着異常が発生し、トランジスタT15では過電流が発生するなど)、通信線Lcに2つの異常メッセージが伝送することがある。この場合、コントローラ108は、記憶している対処すべき異常の優先順位に基づいて、フェール出力回路106からの異常メッセージに含まれている異常情報と、トランシーバ110を介して通信線Lcから入力した他の駆動回路のトランシーバ110からの異常メッセージに含まれる異常情報と、のうち、対処すべき優先順位が高いほうの異常情報に応じたF/S制御の実行指令を駆動IC102へ送信する。例えば、トランジスタT11ではオフ固着異常が発生し、トランジスタT15では過電流が発生している場合において、オフ固着異常が過電流より優先順位が高いときには、駆動回路4uu~4wlのコントローラ108は、オフ固着異常に対処するためのF/S制御の実行指令を対応する駆動IC102へ出力する。駆動回路4uu~4wlの駆動IC102は、トランジスタT11~T16に対してオフ固着異常に対処するためのF/S制御を実行するから、トランジスタT11~T16で同時に異常が発生した場合、より適正にF/S制御を実行できる。
In the
さらに、実施例のハイブリッド自動車20では、駆動回路4uu~4wlのフェール出力回路106の図示しない内部メモリで、異常検知回路104により検知された異常を時系列で異常履歴として記憶している。したがって、フェール出力回路106は、モータECU40から、トランシーバ112,110,コントローラ108を介して過去の異常を問い合わせる信号を入力したときに、記憶している異常履歴から対応する異常をコントローラ108,トランシーバ110,通信線Lc,トランシーバ112を介してモータECU40へ送信できる。これにより、モータEUC40は、過去の異常を認識して、過去に発生した異常に対してより適正な制御を実行することができる。
Furthermore, in the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、異常メッセージは、発生した異常の情報を含み、駆動回路4uu~4wl,5uu~5wlは、複数のトランジスタT11~T16,T21~T26のうち対応するトランジスタに発生した異常の情報を記憶し、通信線Lcを介して他の駆動回路から受信した異常メッセージに含まれる異常の情報と記憶されている異常の情報と複数の異常について対処すべき異常の優先順位とを用いて、対応するトランジスタに発生した異常と他の前記駆動回路に対応するトランジスタに発生した異常とのうち対処すべき異常を特定することにより、トランジスタT11~T16,T21~T26で同時に異常が発生した場合、より適正に対処すべき異常を特定することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、駆動回路4uu~4wl,5uu~5wlは、3つの異常検知回路104を備えている。しかしながら、異常検知回路104の個数は、3つに限定されるものではなく、少なくとも1つあればよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、駆動回路4uu~4wl,5uu~5wlは、トランシーバ110を備えている。しかしながら、トランシーバ110を備えていないものとし、同一の機能を駆動IC102やコントローラ108に搭載してもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、蓄電装置としてバッテリ50を用いているが、バッテリ50に代えてコンデンサを用いてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、本発明をインバータ41,42を構成するトランジスタT11~T16、T21~T26に適用する場合について例示している。しかしながら、本発明は複数のスイッチング素子の異常を検出すればよいから、例えば、昇圧コンバータ55を構成するトランジスタT31,T32に適用しても構わない。
In the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、駆動回路4uu~4wl,5uu~5wlが「複数の駆動回路」に相当する。 The correspondence relationship between the main elements of the embodiments and the main elements of the invention described in the column of Means for Solving the Problems will be described. In the embodiment, the driving circuits 4uu to 4wl and 5uu to 5wl correspond to "a plurality of driving circuits".
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 Note that the correspondence relationship between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of Means for Solving the Problems is the Since it is an example for specifically explaining the mode for solving the problem, it does not limit the elements of the invention described in the column of the means for solving the problem. That is, the interpretation of the invention described in the column of Means to Solve the Problem should be made based on the description in that column, and the Examples are based on the description of the invention described in the column of Means to Solve the Problem. This is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments at all, and can be modified in various forms without departing from the scope of the present invention. Of course, it can be implemented.
本発明は、スイッチング素子の異常検出装置などの製造業に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in manufacturing industries such as an abnormality detection device for switching elements.
4uu~4wl,5uu~5wl 駆動回路、20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 クランクポジションセンサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、45u,45v,46u,46v 電流センサ、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54a 高電圧側電力ライン、54b 低電圧側電力ライン、55 昇圧コンバータ、55a 電流センサ、56 システムメインリレー、57,58 コンデンサ、57a,58a 電圧センサ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、100 フォトカプラ、102 駆動IC、104 異常検知回路、106 フェール出力回路、108 コントローラ、110,112 トランシーバ、D11~D16,D21~D26,D31,D32 ダイオード、L リアクトル、MG,MG1,MG2 モータ、T11~T16,T21~T26,T31,T32 トランジスタ。
4uu~4wl, 5uu~5wl drive circuit, 20 hybrid vehicle, 22 engine, 23 crank position sensor, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 38 differential gear , 39a,
Claims (1)
を備えるスイッチング素子の異常検出装置であって、
前記異常メッセージは、発生した異常の情報を含み、
複数の前記駆動回路は、
複数の前記スイッチング素子のうち対応する前記スイッチング素子に発生した異常の情報を記憶し、
前記通信線を介して他の前記駆動回路から受信した前記異常メッセージに含まれる異常の情報と、前記記憶されている異常の情報と、複数の異常について対処すべき異常の優先順位とを用いて、対応する前記スイッチング素子に発生した異常と他の前記駆動回路に対応する前記スイッチング素子に発生した異常とのうち対処すべき異常を特定する、
スイッチング素子の異常検出装置。 a plurality of drive circuits provided for each of a plurality of switching elements, driving the corresponding switching element and transmitting an abnormality message to a communication line when an abnormality occurs in the corresponding switching element;
An abnormality detection device for a switching element comprising:
The anomaly message includes information on the anomaly that has occurred,
The plurality of drive circuits are
storing information on an abnormality occurring in the corresponding switching element among the plurality of switching elements;
using the abnormality information included in the abnormality message received from the other drive circuit via the communication line, the stored abnormality information, and the priority of abnormality to be dealt with for a plurality of abnormalities identifying an abnormality to be dealt with, from among an abnormality occurring in the corresponding switching element and an abnormality occurring in the switching element corresponding to the other drive circuit;
An abnormality detection device for switching elements.
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---|---|---|---|---|
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JP2015053813A (en) | 2013-09-06 | 2015-03-19 | トヨタ自動車株式会社 | Power conversion device |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013135595A (en) | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Fujitsu General Ltd | Motor drive device |
JP2015053813A (en) | 2013-09-06 | 2015-03-19 | トヨタ自動車株式会社 | Power conversion device |
WO2016165718A1 (en) | 2015-04-16 | 2016-10-20 | Vestas Wind Systems A/S | Controlling of wind-turbine-converter system over a communication bus |
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