JP7124218B2 - 電力変換装置、および電力変換装置の制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電力変換装置、および電力変換装置の制御方法に関する。
ハイブリッド自動車や電気自動車には、モータを駆動させるために電力変換装置が搭載されている。電力変換装置は、モータの各相に対応して上アーム回路と下アーム回路を構成するパワー半導体をスイッチングさせることで、バッテリから供給される直流電流を交流電流に変換し、モータを駆動させている。
近年、自動車を対象とした機能安全規格に基づいて、電力変換装置内の異常や故障を検知する必要性が高まっている。そのため、パワー半導体に対しても異常や故障を検知できる診断を実施する必要がある。
特許文献1には、パワー半導体ごとにパワー半導体のON/OFFを切り替えるための駆動回路を有し、電力変換装置内部に故障が発生したと判定した場合、外部の異常通知装置に対して異常通知信号を出力する装置が開示されている。
特許文献1に記載の装置では、上アーム回路と下アーム回路を構成するパワー半導体のどの箇所が故障しているかを特定することができなかった。
本発明による電力変換装置は、複数相のモータの各相に対応して上アーム回路と下アーム回路により構成され、直流電流を複数相の交流電流に変換する電力変換回路と、前記上アーム回路と前記下アーム回路にPWM信号を出力する制御回路と、前記電力変換回路より出力される前記交流電流と前記PWM信号のデューティ比とに基づいて、複数相のうち1つ相が故障した場合の残りの相の交流電流値に基づく第1故障時模擬直流電流を算出する模擬直流電流計算部と、前記電力変換回路へ入力される直流電流、もしくは前記電力変換回路から出力される交流電流値に基づく直流電流と、前記PWM信号のデューティ比と、前記第1故障時模擬直流電流とに基づいて、いずれかの相の前記上アーム回路もしくは前記下アーム回路の故障を検出する故障判定部とを備える。
本発明による電力変換装置の制御方法は、複数相のモータの各相に対応して上アーム回路と下アーム回路により電力変換回路を構成し、直流電流を複数相の交流電流に変換し、前記上アーム回路と前記下アーム回路にPWM信号を出力し、前記電力変換回路より出力される前記交流電流と前記PWM信号のデューティ比とに基づいて、複数相のうち1つ相が故障した場合の残りの相の交流電流値に基づく第1故障時模擬直流電流を算出し、前記電力変換回路へ入力される直流電流、もしくは前記電力変換回路から出力される交流電流値に基づく直流電流と、前記PWM信号のデューティ比と、前記第1故障時模擬直流電流とに基づいて、いずれかの相の前記上アーム回路もしくは前記下アーム回路の故障を検出する。
本発明による電力変換装置の制御方法は、複数相のモータの各相に対応して上アーム回路と下アーム回路により電力変換回路を構成し、直流電流を複数相の交流電流に変換し、前記上アーム回路と前記下アーム回路にPWM信号を出力し、前記電力変換回路より出力される前記交流電流と前記PWM信号のデューティ比とに基づいて、複数相のうち1つ相が故障した場合の残りの相の交流電流値に基づく第1故障時模擬直流電流を算出し、前記電力変換回路へ入力される直流電流、もしくは前記電力変換回路から出力される交流電流値に基づく直流電流と、前記PWM信号のデューティ比と、前記第1故障時模擬直流電流とに基づいて、いずれかの相の前記上アーム回路もしくは前記下アーム回路の故障を検出する。
本発明によれば、上アーム回路と下アーム回路を構成するパワー半導体のどの箇所が故障しているかを特定することができる。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る電力変換装置100の回路構成図である。
電力変換装置100は、力行時において、直流電源10から得られる直流電力を交流電力に変換してモータ20を駆動する。直流電源10はモータ20を駆動させるための電源である。また、電力変換装置100は、回生時において、モータ20の動力を直流電力に変換して直流電源10を充電する。
図1は、第1の実施形態に係る電力変換装置100の回路構成図である。
電力変換装置100は、力行時において、直流電源10から得られる直流電力を交流電力に変換してモータ20を駆動する。直流電源10はモータ20を駆動させるための電源である。また、電力変換装置100は、回生時において、モータ20の動力を直流電力に変換して直流電源10を充電する。
モータ20は内部に3個の巻き線を有した3相電動機である。また、このモータ20には、モータ20の回転角度を測定するための角度センサ(図示省略)が搭載されており、この角度センサは測定した回転角度を角度センサ値として電力変換装置100に出力する。電力変換装置100は、後述する故障を検知して、故障通知装置30へ故障を通知する。
電力変換装置100は、制御回路40、ドライバ回路50、電力変換回路60を備える。制御回路40は、モータ速度計算部41、目標電流計算部42、デューティ計算部43、PWM信号生成部44、パワー半導体診断部45を備える。パワー半導体診断部45は、模擬直流電流計算部451、故障判定部452を備える。
電圧センサ70は、直流電源10の出力電圧を測定するセンサであり、測定した電圧値を電圧センサ値として制御回路40内の目標電流計算部42に出力する。
電圧センサ70は、直流電源10の出力電圧を測定するセンサであり、測定した電圧値を電圧センサ値として制御回路40内の目標電流計算部42に出力する。
直流電流センサ80は、直流電源10と電力変換回路(インバータ回路)60の間を流れる直流電流を測定し、測定した電流値を直流電流センサ値Idcsとして故障判定部452に出力する。なお、本実施形態では、直流電源10から電力変換回路60に流れ込む電流を正の電流値として測定するように直流電流センサ80を設置しているが、逆向きの電流値を正の電流値として測定するように直流電流センサ80を設置しても良い。
交流電流センサ90は、モータ20の各相(U相、V相、W相)に流れる交流電流を測定するためのセンサである。具体的には、U相を流れる交流電流Iuを測定し、デューティ計算部43および模擬直流電流計算部451に対して交流電流センサ値Iusを出力する。同様に、V相を流れる交流電流Ivを測定し、デューティ計算部43および模擬直流電流計算部451に対して交流電流センサ値Ivsを出力する。同様に、W相を流れる交流電流Iwを測定し、デューティ計算部43および模擬直流電流計算部451に対して交流電流センサ値Iwsを出力する。
モータ速度計算部41は、モータ20内の角度センサ値の変化からモータ速度値を計算し、計算したモータ速度値を目標電流計算部42に出力する。
制御回路40は、電力変換装置100の外部に設けられた電子制御装置(図示省略)と通信を行い、外部の電子制御装置からモータ20の目標トルクを受け取り、目標電流計算部42へ入力する。
制御回路40は、電力変換装置100の外部に設けられた電子制御装置(図示省略)と通信を行い、外部の電子制御装置からモータ20の目標トルクを受け取り、目標電流計算部42へ入力する。
目標電流計算部42は、目標トルク、電圧センサ値、モータ速度計算部41が出力するモータ速度値を用いて、モータ20に流すべき電流値を計算し、この電流値を目標電流値としてデューティ計算部43に出力する。この目標電流値は、例えばd軸目標電流値とq軸目標電流値の形で表される。
デューティ計算部43は、目標電流計算部42が出力した目標電流値と交流電流センサ値Ius、Ivs、Iwsに基づいてU相デューティ値Du、V相デューティ値Dv、W相デューティ値Dwを計算し、PWM信号生成部44および模擬直流電流計算部451に出力する。
本実施形態では、U相デューティ値Duは、U相上アーム回路パワー半導体のON時間割合を示し、U相下アーム回路パワー半導体のON時間割合は1-Duで示す。同様に、V相デューティ値Dvは、V相上アーム回路パワー半導体のON時間割合を示し、V相下アーム回路パワー半導体のON時間割合は1-Dvで示す。W相デューティ値Dwは、W相上アーム回路パワー半導体のON時間割合を示し、W相下アーム回路パワー半導体のON時間割合は1-Dwで示す。
PWM信号生成部44は、内部にタイマ(図示省略)を有しており、このタイマ値とU相デューティ値Du、V相デューティ値Dv、W相デューティ値Dwに基づいて、PWM(Pulse Wide Modulation)信号を生成し、ドライバ回路50に対して出力する。
PWM信号生成部44は、パワー半導体診断部45から異常通知信号が出力された場合には、モータ20が駆動しないようにPWM信号を制御する。モータ20が駆動しない状態とは、例えば、電力変換回路60内の6個のパワー半導体をすべてOFFにする状態(本実施形態ではフリーホイール状態と呼ぶ)が挙げられる。その他の例としては、6個のパワー半導体のうち、上アーム回路のパワー半導体3個をONにし、下アーム回路のパワー半導体3個をOFFにする状態(本実施形態では上アームアクティブショート状態と呼ぶ)、逆に上アーム回路のパワー半導体3個をOFFにし、下アーム回路のパワー半導体3個をONにする状態(本実施形態では下アームアクティブショート状態と呼ぶ)が挙げられる。
ドライバ回路50は、PWM信号生成部44が出力するPWM信号を受けて、パワー半導体のON/OFFを切り替えるための駆動信号を電力変換回路60へ出力する。
電力変換回路60は、内部に平滑コンデンサと6つのパワー半導体を有し、力行時において、直流電源10から得られる直流電力を交流電力に変換してモータ20を駆動する。また、回生時において、モータ20の動力を直流電力に変換して直流電源10を充電する。
電力変換回路60は、内部に平滑コンデンサと6つのパワー半導体を有し、力行時において、直流電源10から得られる直流電力を交流電力に変換してモータ20を駆動する。また、回生時において、モータ20の動力を直流電力に変換して直流電源10を充電する。
パワー半導体診断部45は、電力変換回路60内のパワー半導体の故障診断を行う。パワー半導体診断部45内の模擬直流電流計算部451は、各相のデューティ値Du、Dv、Dwと交流電流センサ値Ius、Ivs、Iwsを基に各相の第1故障時模擬直流電流値を計算し、故障判定部452に出力する。
故障判定部452は、各相の第1故障時模擬直流電流値、直流電流センサ値Idcs、各相のデューティ値Du、Dv、Dw、目標トルクを用いて、電力変換回路60内のパワー半導体のどの箇所が故障しているかを判定し、故障個所に応じた故障通知信号を故障通知装置30とPWM信号生成部44に出力する。なお、故障判定部452は、目標トルクを判別して、力行時であるか回生時であるかを識別する。具体的には、目標トルクが正の場合は力行時であることを、目標トルクが負の場合は回生時であることを指す。他の識別方法として、直流電流センサ値Idcsが正の場合は力行時であるとし、直流電流センサ値Idcsが負の場合は回生時であるとして識別してもよい。
図2は、電力変換回路60の回路構成図である。
電力変換回路60は、UVW相の上下アーム直列回路を有する。U相上下アーム直列回路61は、U相上アームパワー半導体Tuu及びU相上アームダイオードDuuと、U相下アームパワー半導体Tul及びU相下アームダイオードDulとよりなる。V相上下アーム直列回路62は、V相上アームパワー半導体Tvu及びV相上アームダイオードDvuと、V相下アームパワー半導体Tvl及びV相下アームダイオードDvlとよりなる。W相上下アーム直列回路63は、W相上アームパワー半導体Twu及びW相上アームダイオードDwuと、W相下アームパワー半導体Twl及びW相下アームダイオードDwlとよりなる。
電力変換回路60は、UVW相の上下アーム直列回路を有する。U相上下アーム直列回路61は、U相上アームパワー半導体Tuu及びU相上アームダイオードDuuと、U相下アームパワー半導体Tul及びU相下アームダイオードDulとよりなる。V相上下アーム直列回路62は、V相上アームパワー半導体Tvu及びV相上アームダイオードDvuと、V相下アームパワー半導体Tvl及びV相下アームダイオードDvlとよりなる。W相上下アーム直列回路63は、W相上アームパワー半導体Twu及びW相上アームダイオードDwuと、W相下アームパワー半導体Twl及びW相下アームダイオードDwlとよりなる。
上アーム回路64は、U相上アームパワー半導体Tuu及びU相上アームダイオードDuuと、V相上アームパワー半導体Tvu及びV相上アームダイオードDvuと、W相上アームパワー半導体Twu及びW相上アームダイオードDwuとを有する。下アーム回路65は、U相下アームパワー半導体Tul及びU相下アームダイオードDulと、V相下アームパワー半導体Tvl及びV相下アームダイオードDvlと、W相下アームパワー半導体Twl及びW相下アームダイオードDwlとを有する。パワー半導体は、例えばパワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などである。
平滑コンデンサ66は、パワー半導体のON/OFFによって生じる電流を平滑化し、直流電源10から電力変換回路60へ供給される直流電流のリップルを抑制する。この平滑コンデンサ66は、例えば電解コンデンサやフィルムコンデンサを用いる。
図3は、パワー半導体診断部45におけるパワー半導体の故障判定処理を示すフローチャートである。
図3のステップS10に示すように、パワー半導体診断部45は、交流電流センサ値Ius、Ivs、Iwsと直流電流センサ値Idcsを取得する。
図3のステップS10に示すように、パワー半導体診断部45は、交流電流センサ値Ius、Ivs、Iwsと直流電流センサ値Idcsを取得する。
ステップS11で、模擬直流電流計算部451は、各相のデューティ値Du、Dv、Dwと交流電流センサ値Ius、Ivs、Iwsから、次式(1)~(3)に基づいて、U相第1故障時模擬直流電流値Idcu、V相第1故障時模擬直流電流値Idcv、W相第1故障時模擬直流電流値Idcwを計算し、故障判定部452に出力する。
U相第1故障時模擬直流電流Idcu=Dv×Ivs+Dw×Iws (1)
V相第1故障時模擬直流電流Idcv=Du×Ius+Dw×Iws (2)
W相第1故障時模擬直流電流Idcw=Du×Ius+Dv×Ivs (3)
U相第1故障時模擬直流電流Idcu=Dv×Ivs+Dw×Iws (1)
V相第1故障時模擬直流電流Idcv=Du×Ius+Dw×Iws (2)
W相第1故障時模擬直流電流Idcw=Du×Ius+Dv×Ivs (3)
ステップS12で、故障判定部452は、直流電流センサ値IdcsとU相第1故障時模擬直流電流値Idcuの差が閾値1未満のとき、U相のパワー半導体に故障が発生していると判定する。パワー半導体のOFF固着故障が発生すると、故障したパワー半導体に電流を流そうとする時間帯には、当該相の第1故障時模擬直流電流は、実際の直流電流値と略等しくなる。閾値1は、この関係が成り立つ値に設定される。これにより、どの相で故障が発生したか判別できる。
ステップS13で、故障判定部452は、入力される目標トルク等に基づいてモータ20が力行状態か回生状態かを判定する。
ステップS13で、故障判定部452は、入力される目標トルク等に基づいてモータ20が力行状態か回生状態かを判定する。
力行状態であると判定された場合、ステップS14に進み、ステップS14で故障判定部452は、U相デューティ値Duが閾値2より大きいかを判定する。U相デューティ値Duが閾値2より大きい場合は、ステップS16で、U相上アーム回路パワー半導体のOFF固着故障と判定する。U相デューティ値Duが閾値2より大きくない場合は、ステップS17で、U相下アーム回路パワー半導体のOFF固着故障と判定する。U相デューティ値Duが0~1の範囲であれば、閾値2は例えば、0.5に設定する。これにより、上アーム回路と下アーム回路のどちらに電流を流そうとしているかを判別する。
ステップS13で回生状態であると判定された場合、ステップS15に進み、ステップS15で、故障判定部452は、U相デューティ値Duが閾値2以下であるかであるかを判定する。U相デューティ値Duが閾値2以下であれば、ステップS16で、U相上アーム回路パワー半導体のOFF固着故障と判定する。U相デューティ値Duが閾値2以下でなければ、ステップS17で、U相下アーム回路パワー半導体のOFF固着故障と判定する。
ステップS18で、故障判定部452は、故障個所に応じた故障通知信号をPWM信号生成部44と故障通知装置30に出力する。
ステップS18で、故障判定部452は、故障個所に応じた故障通知信号をPWM信号生成部44と故障通知装置30に出力する。
このように、故障しているパワー半導体には電流が流れないため、故障箇所に電流を流そうとしたときに、直流電流が故障相の第1故障時模擬直流電流と略等しくなる。このとき、故障相のデューティ値によって、上下アームのどちらが主体的にONしているか分かるため、デューティによって上下アームの故障箇所が判別できる。なお、力行時は電圧(つまりデューティ)と電流の位相が同じであるため、デューティが閾値0.5より大きい時間帯と上アームに電流を流そうとする時間帯が一致する。一方、回生時は電圧(つまりデューティ)と電流の位相が180°ずれるため、デューティが閾値0.5より小さい時間帯と上アームに電流を流そうとする時間帯が一致することになる。
ステップS22~S27はV相の故障判定処理を、ステップS32~S37はW相の故障判定処理を示す。
ステップS22~S27はV相の故障判定処理を、ステップS32~S37はW相の故障判定処理を示す。
ステップS12で、直流電流センサ値IdcsとU相第1故障時模擬直流電流値Idcuの差が閾値1未満でなければ、ステップS22の処理に進む。ステップS22で、故障判定部452は、直流電流センサ値IdcsとV相第1故障時模擬直流電流値Idcvの差が閾値1未満のとき、V相のパワー半導体に故障が発生していると判定する。以下、ステップS22~S27はU相の故障判定処理であるステップS12~S17と同様であるのでその説明を省略する。
ステップS22で、直流電流センサ値IdcsとV相第1故障時模擬直流電流値Idcvの差が閾値1未満でなければ、ステップS32の処理に進む。ステップS32で、故障判定部452は、直流電流センサ値IdcsとW相第1故障時模擬直流電流値Idcwの差が閾値1未満のとき、W相のパワー半導体に故障が発生していると判定する。以下、ステップS32~S37はU相の故障判定処理であるステップS12~S17と同様であるのでその説明を省略する。
ステップS32で、故障判定部452は、直流電流センサ値IdcsとW相第1故障時模擬直流電流値Idcwの差が閾値1未満でなければ、ステップS39へ進む。ステップS39では、パワー半導体にOFF固着故障なしと判定する。
図4は、PWM信号生成部44の故障対応処理を示すフローチャートである。
PWM信号生成部44は、故障判定部452からの故障通知信号を受けて、故障対応処理を開始する。図3のステップS18により故障通知信号を受けて、図4のステップS40では、U相、V相、W相いずれかの上アームOFF固着故障が発生していると判定された場合には、ステップS41に進む。
ステップS41では、フリーホイール状態、もしくは下アームアクティブショート状態となるようなPWM信号を生成する。上アーム回路のパワー半導体は故障によりONできないため、上アーム回路アクティブショート状態にはしない。
PWM信号生成部44は、故障判定部452からの故障通知信号を受けて、故障対応処理を開始する。図3のステップS18により故障通知信号を受けて、図4のステップS40では、U相、V相、W相いずれかの上アームOFF固着故障が発生していると判定された場合には、ステップS41に進む。
ステップS41では、フリーホイール状態、もしくは下アームアクティブショート状態となるようなPWM信号を生成する。上アーム回路のパワー半導体は故障によりONできないため、上アーム回路アクティブショート状態にはしない。
ステップS42で、U相、V相、W相いずれかの下アームOFF固着故障が発生していると判定された場合には、ステップS43に進む。
ステップS43では、フリーホイール状態、もしくは上アームアクティブショート状態となるようなPWM信号を生成する。下アーム回路のパワー半導体は故障によりONできないため、下アーム回路アクティブショート状態にはしない。
ステップS43では、フリーホイール状態、もしくは上アームアクティブショート状態となるようなPWM信号を生成する。下アーム回路のパワー半導体は故障によりONできないため、下アーム回路アクティブショート状態にはしない。
ステップS40、ステップS42でいずれの故障にも該当しない場合は、ステップS44へ進む。ステップS44では、故障が発生していないのでPWM信号生成部44は、PWM動作を継続し、各相のデューティ値Du、Dv、Dwに応じたPWM信号を生成し、ドライバ回路50に出力する。
図5(A)、図5(B)、図5(C)は、力行時であってU相上アーム回路にOFF固着の故障が発生した場合の交流電流、デューティ、直流電流のグラフである。
図5(A)は、交流電流を、図5(B)はデューティを、図5(C)は、直流電流を示し、各グラフの横軸は時間である。時刻tにおいて、力行時であってU相上アーム回路にOFF固着の故障が発生した場合を示す。
図5(A)は、交流電流を、図5(B)はデューティを、図5(C)は、直流電流を示し、各グラフの横軸は時間である。時刻tにおいて、力行時であってU相上アーム回路にOFF固着の故障が発生した場合を示す。
図5(A)に示すように、時刻tにおいてU相上アーム回路にOFF固着の故障が発生しているので、U相を流れる交流電流センサ値Iusはゼロになる。図5(C)に示すように、U相第1故障時模擬直流電流値Idcuが直流電流センサ値Idcsに近い時間帯が生じ、この時間帯で、図3のステップS13で示したように、直流電流センサ値IdcsとU相第1故障時模擬直流電流値Idcuの差が閾値1未満と判定される。そして、この時間帯では、図5(B)に示すように、U相のデューティ値Duは0.5を超過している。したがって、図3のステップS14で示したように、U相デューティ値Duが閾値2より大きいと判定される。この結果、図3のステップS16で、U相上アーム回路パワー半導体のOFF固着故障が判定される。
[第2の実施形態]
図6は、第2の実施形態に係る電力変換装置200の回路構成図である。
第2の実施形態に係る電力変換装置200は、図1に示す第1の実施形態に係る電力変換装置100と比較して、直流電流センサ80を備えておらず、またパワー半導体診断部46が相違する。第1の実施形態に係る電力変換装置100と同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について以下に説明する。
図6は、第2の実施形態に係る電力変換装置200の回路構成図である。
第2の実施形態に係る電力変換装置200は、図1に示す第1の実施形態に係る電力変換装置100と比較して、直流電流センサ80を備えておらず、またパワー半導体診断部46が相違する。第1の実施形態に係る電力変換装置100と同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について以下に説明する。
パワー半導体診断部46の模擬直流電流計算部461は、各相の第1故障時模擬直流電流を第1の実施形態で示した式(1)~(3)に基づいて計算する。更に、各相デューティDu、Dv、Dwと各相の交流電流センサ値Ius、Ivs、Iwsを用いて、正常時模擬直流電流値を計算する。すなわち、正常時の直流電流は次式(4)で計算できるため、直流電流センサの代わりに、この式(4)で計算した値を用いる。
直流電流=(Du×Ius)+(Dv×Ivs)+(Dv×Iws) (4)
ここで、Du:U相デューティ比、Dv:V相デューティ比、Dw:W相デューティ比、Ius:U相交流電流センサ値、Ivs:V相交流電流センサ値、Iws:W相交流電流センサ値である。
直流電流=(Du×Ius)+(Dv×Ivs)+(Dv×Iws) (4)
ここで、Du:U相デューティ比、Dv:V相デューティ比、Dw:W相デューティ比、Ius:U相交流電流センサ値、Ivs:V相交流電流センサ値、Iws:W相交流電流センサ値である。
模擬直流電流計算部461は、算出した直流電流を故障判定部462に出力する。故障判定部462は、各相の第1故障時模擬直流電流値、正常時模擬直流電流値、各相のデューティ値Du、Dv、Dw、目標トルクを用いて、電力変換回路60内のパワー半導体のどの箇所が故障しているかを判定し、故障個所に応じた故障通知信号を故障通知装置30とPWM信号生成部44に出力する。なお、故障判定部462は、目標トルクを判別して、力行時であるか回生時であるかを識別する。具体的には、目標トルクが正の場合は力行時であることを、目標トルクが負の場合は回生時であることを指す。他の識別方法として、模擬直流電流計算部461で算出した正常時模擬直流電流が正の場合は力行時であるとし、模擬直流電流計算部461で算出した正常時模擬直流電流が負の場合は回生時であるとして識別してもよい。
図7は、パワー半導体診断部46におけるパワー半導体の故障判定処理を示すフローチャートである。
第2の実施形態に係るパワー半導体診断部46における故障判定処理は、図3に示す第1の実施形態に係る故障判定処理を示すフローチャートと同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について以下に説明する。
図7のステップS10’に示すように、パワー半導体診断部46は、交流電流センサ値Ius、Ivs、Iwsを取得する。
第2の実施形態に係るパワー半導体診断部46における故障判定処理は、図3に示す第1の実施形態に係る故障判定処理を示すフローチャートと同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について以下に説明する。
図7のステップS10’に示すように、パワー半導体診断部46は、交流電流センサ値Ius、Ivs、Iwsを取得する。
ステップS11’で、模擬直流電流計算部461は、各相のデューティ値Du、Dv、Dwと交流電流センサ値Ius、Ivs、Iwsから、式(1)~(3)に基づいて、U相第1故障時模擬直流電流値Idcu、V相第1故障時模擬直流電流値Idcv、W相第1故障時模擬直流電流値Idcwを計算し、故障判定部462に出力する。更に、正常時の直流電流である正常時模擬直流電流Idceを式(4)に基づいて計算し、故障判定部462に出力する。
ステップS12’で、故障判定部462は、正常時模擬直流電流IdceとU相第1故障時模擬直流電流値Idcuの差が閾値1未満のとき、U相のパワー半導体に故障が発生していると判定する。パワー半導体のOFF固着故障が発生すると、故障したパワー半導体に電流を流そうとする時間帯には、当該相の第1故障時模擬直流電流は、実際の直流電流値と略等しくなる。閾値1は、この関係が成り立つ値に設定される。これにより、どの相で故障が発生したか判別できる。
ステップS13で、故障判定部462は、入力される目標トルク等に基づいてモータ20が力行状態か回生状態かを判定する。以下、図3に示す第1の実施形態に係る故障判定処理を示すフローチャートと同様である。
ステップS12’で、正常時模擬直流電流IdceとU相第1故障時模擬直流電流値Idcuの差が閾値1未満でなければ、ステップS22’の処理に進む。ステップS22’で、故障判定部462は、正常時模擬直流電流IdceとV相第1故障時模擬直流電流値Idcvの差が閾値1未満のとき、V相のパワー半導体に故障が発生していると判定する。以下、ステップS23~S27はU相の故障判定処理ステップS13~S17と同様であるのでその説明を省略する。
ステップS22’で、正常時模擬直流電流IdceとV相第1故障時模擬直流電流値Idcvの差が閾値1未満でなければ、ステップS32’の処理に進む。ステップS32’で、故障判定部462は、正常時模擬直流電流IdceとW相第1故障時模擬直流電流値Idcwの差が閾値1未満のとき、W相のパワー半導体に故障が発生していると判定する。以下、ステップS33~S37はU相の故障判定処理ステップS13~S17と同様であるのでその説明を省略する。
ステップS32’で、故障判定部462は、正常時模擬直流電流IdceとW相第1故障時模擬直流電流値Idcwの差が閾値1未満でなければ、ステップS39へ進む。ステップS39では、パワー半導体にOFF固着故障なしと判定する。
[第3の実施形態]
図8は、第3の実施形態に係る電力変換装置300の回路構成図である。
第3の実施形態に係る電力変換装置300は、図1に示す第1の実施形態に係る電力変換装置100におけるパワー半導体診断部47が相違する。第1の実施形態に係る電力変換装置100と同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について以下に説明する。
図8は、第3の実施形態に係る電力変換装置300の回路構成図である。
第3の実施形態に係る電力変換装置300は、図1に示す第1の実施形態に係る電力変換装置100におけるパワー半導体診断部47が相違する。第1の実施形態に係る電力変換装置100と同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について以下に説明する。
パワー半導体診断部47の模擬直流電流計算部471は、各相の第1故障時模擬直流電流を第1の実施形態で示した式(1)~(3)に基づいて計算する。更に、各相の第2故障時模擬直流電流を次式(5)~(7)に基づいて計算する。
U相第2故障時模擬直流電流Idcu2=K×Ius+Dv×Ivs+Dw×Iws (5)
V相第2故障時模擬直流電流Idcv2=Du×Ius+K×Ivs+Dw×Iws (6)
W相第2故障時模擬直流電流Idcw2=Du×Ius+Dv×Ivs+K×Iws (7)
ここで、Du:U相デューティ比、Dv:V相デューティ比、Dw:W相デューティ比、Ius:U相交流電流センサ値、Ivs:V相交流電流センサ値、Iws:W相交流電流センサ値、Kは係数である。係数Kは、0<K≦1の範囲で設定される。第1の実施形態で示した式(1)~(3)の第1故障時模擬直流電流は、K=0で式(5)~(7)を計算した場合に相当する。正常時の誤検知回避のためには、Kは0から大きく異なる値(例えばK=1)に設定することが望ましい。
U相第2故障時模擬直流電流Idcu2=K×Ius+Dv×Ivs+Dw×Iws (5)
V相第2故障時模擬直流電流Idcv2=Du×Ius+K×Ivs+Dw×Iws (6)
W相第2故障時模擬直流電流Idcw2=Du×Ius+Dv×Ivs+K×Iws (7)
ここで、Du:U相デューティ比、Dv:V相デューティ比、Dw:W相デューティ比、Ius:U相交流電流センサ値、Ivs:V相交流電流センサ値、Iws:W相交流電流センサ値、Kは係数である。係数Kは、0<K≦1の範囲で設定される。第1の実施形態で示した式(1)~(3)の第1故障時模擬直流電流は、K=0で式(5)~(7)を計算した場合に相当する。正常時の誤検知回避のためには、Kは0から大きく異なる値(例えばK=1)に設定することが望ましい。
模擬直流電流計算部471で算出された各相の第1故障時模擬直流電流および第2故障時模擬直流電流は、故障判定部472に出力する。
故障判定部472は、各相の第1故障時模擬直流電流値、各相の第2故障時模擬直流電流値、直流電流センサ値Idcs、各相のデューティ値Du、Dv、Dw、目標トルクを用いて、電力変換回路60内のパワー半導体のどの箇所が故障しているかを判定し、故障個所に応じた故障通知信号を故障通知装置30とPWM信号生成部44に出力する。
本実施形態では故障判定部472は、直流電流センサ値Idcsと第1故障時模擬直流電流値との差が閾値1未満で、かつ、直流電流センサ値Idcsと第2故障時模擬直流電流値がとの差が閾値1未満であるかを判定する。
故障しているパワー半導体には電流が流れないため、3相全ての交流電流を用いた第2故障時模擬直流電流と直流電流も等しくなる。そのため、第2故障時模擬直流電流を追加で用いても故障個所の特定は可能である。直流電流センサ値Idcsと第1故障時模擬直流電流値との差のみを判定した場合には、デューティが小さい(デューティ≒0)タイミングでは故障相以外の第1故障時模擬直流電流値と直流電流が近似するため、故障の誤検知を誘発する虞がある。これに対して、本実施形態では、直流電流センサ値Idcsと第1故障時模擬直流電流値との差が閾値1未満で、かつ、直流電流センサ値Idcsと第2故障時模擬直流電流値がとの差が閾値1未満であるかを判定することにより、故障の誤検知を無くすことができる。
図9は、パワー半導体診断部47におけるパワー半導体の故障判定処理を示すフローチャートである。
第3の実施形態に係るパワー半導体診断部47における故障判定処理は、図3に示す第1の実施形態に係る故障判定処理を示すフローチャートと同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について以下に説明する。
図9のステップS10で、パワー半導体診断部45は、交流電流センサ値Ius、Ivs、Iwsと直流電流センサ値Idcsを取得し、ステップS11’’で、模擬直流電流計算部471は、デューティ値Du、Dv、Dwと交流電流センサ値Ius、Ivs、Iwsから、第1の実施形態で述べた式(1)~(3)に基づいて、U相第1故障時模擬直流電流値Idcu、V相第1故障時模擬直流電流値Idcv、W相第1故障時模擬直流電流値Idcwを計算し、故障判定部472に出力する。さらに、模擬直流電流計算部471は、式(5)~(7)に基づいて、U相第2故障時模擬直流電流値Idcu2、V相第2故障時模擬直流電流値Idcv2、W相第2故障時模擬直流電流値Idcw2を計算し、故障判定部472に出力する。
ステップS12’’で、故障判定部472は、直流電流センサ値IdcsとU相第1故障時模擬直流電流値Idcuの差が閾値1未満、かつ直流電流センサ値IdcsとU相第2故障時模擬直流電流値Idcu2の差が閾値1未満のとき、U相のパワー半導体に故障が発生していると判定する。
ステップS13で、故障判定部462は、入力される目標トルク等に基づいてモータ20が力行状態か回生状態かを判定する。以下、ステップS13~ステップS18は、図3に示す第1の実施形態に係る故障判定処理を示すフローチャートと同様である。
ステップS12’’で、故障判定部472は、直流電流センサ値IdcsとU相第1故障時模擬直流電流値Idcuの差が閾値1未満、かつ直流電流センサ値IdcsとU相第2故障時模擬直流電流値Idcu2の差が閾値1未満の条件を満たさなければ、ステップS22’’の処理に進む。ステップS22’’で、故障判定部472は、直流電流センサ値IdcsとV相第1故障時模擬直流電流値Idcvの差が閾値1未満、かつ直流電流センサ値IdcsとV相第2故障時模擬直流電流値Idcv2の差が閾値1未満のとき、V相のパワー半導体に故障が発生していると判定する。以下、ステップS23~S27はU相の故障判定処理ステップS13~S17と同様であるのでその説明を省略する。
ステップS22’’で、直流電流センサ値IdcsとV相第1故障時模擬直流電流値Idcvの差が閾値1未満、かつ直流電流センサ値IdcsとV相第2故障時模擬直流電流値Idcv2の差が閾値1未満の条件を満たさなければ、ステップS32’’の処理に進む。ステップS32’’で、故障判定部472は、直流電流センサ値IdcsとW相第1故障時模擬直流電流値Idcwの差が閾値1未満、かつ直流電流センサ値IdcsとW相第2故障時模擬直流電流値Idcw2の差が閾値1未満のとき、W相のパワー半導体に故障が発生していると判定する。以下、ステップS33~S37はU相の故障判定処理ステップS13~S17と同様であるのでその説明を省略する。
ステップS32’’で、故障判定部462は、直流電流センサ値IdcsとW相第1故障時模擬直流電流値Idcwの差が閾値1未満、かつ直流電流センサ値IdcsとW相第2故障時模擬直流電流値Idcw2の差が閾値1未満の条件を満たさなければ、ステップS39へ進む。ステップS39では、パワー半導体にOFF固着故障なしと判定する。
[第4の実施形態]
第4の実施形態に係る電力変換装置100は、図1に示す第1の実施形態に係る電力変換装置100と同様であるので同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略する。
第4の実施形態に係る電力変換装置100は、図1に示す第1の実施形態に係る電力変換装置100と同様であるので同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略する。
図10は、本実施形態におけるパワー半導体の故障判定処理を示すフローチャートである。本実施形態では、図3に示す第1の実施形態に係る故障判定処理を示すフローチャートと故障判定処理が異なる部分がある。図3に示す第1の実施形態に係る故障判定処理を示すフローチャートと同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について以下に説明する。
第1の実施形態では、図3のステップS12で、直流電流センサ値IdcsとU相第1故障時模擬直流電流値Idcuの差が閾値1未満であるかを判定していた。本実施形態では、図10のステップS12’’’で、直流電流センサ値IdcsとU相第1故障時模擬直流電流値Idcuの差が閾値1未満の状態が一定時間以上継続したかを判定する。パワー半導体が故障していなくても、ある相の交流電流が0のときには、直流電流センサ値と該当相の第1故障時模擬直流電流値が一致するため、故障を誤検知が発生する虞がある。そのため、本実施形態では、直流電流センサ値IdcsとU相第1故障時模擬直流電流値Idcuの差が閾値1未満の状態が一定時間以上継続している場合に故障を検知することで、故障の誤検知を回避する。
図10のステップS22’’’では、直流電流センサ値IdcsとV相第1故障時模擬直流電流値Idcvの差が閾値1未満の状態が一定時間以上継続したかを判定する。
図10のステップS32’’’では、直流電流センサ値IdcsとW相第1故障時模擬直流電流値Idcwの差が閾値1未満の状態が一定時間以上継続したかを判定する。
図10のステップS32’’’では、直流電流センサ値IdcsとW相第1故障時模擬直流電流値Idcwの差が閾値1未満の状態が一定時間以上継続したかを判定する。
[第5の実施形態]
第5の実施形態に係る電力変換装置300は、図8に示す第3の実施形態に係る電力変換装置300と同様であるので同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略する。
第5の実施形態に係る電力変換装置300は、図8に示す第3の実施形態に係る電力変換装置300と同様であるので同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略する。
図11は、本実施形態におけるパワー半導体の故障判定処理を示すフローチャートである。本実施形態では、図9に示す第3の実施形態に係る故障判定処理を示すフローチャートと故障判定処理が異なる部分がある。図9に示す第3の実施形態に係る故障判定処理を示すフローチャートと同一の個所には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について以下に説明する。
第3の実施形態では、図9のステップS12’’で、直流電流センサ値IdcsとU相第1故障時模擬直流電流値Idcuの差が閾値1未満、かつ直流電流センサ値IdcsとU相第2故障時模擬直流電流値Idcu2の差が閾値1未満であるかを判定していた。本実施形態では、図11のステップS12’’’’で、U相第1故障時模擬直流電流値IdcuとU相第2故障時模擬直流電流値Idcu2の差が閾値1未満であるかを判定する。第3の実施形態において、直流電流センサ値IdcsとU相第1故障時模擬直流電流値Idcuの差が閾値1未満、かつ直流電流センサ値IdcsとU相第2故障時模擬直流電流値Idcu2の差が閾値1未満の条件が成り立つ場合には、U相第1故障時模擬直流電流値IdcuとU相第2故障時模擬直流電流値Idcu2の差も一定範囲内に収まる。そのため、本実施形態の判定条件にすることで、第3の実施形態よりも判定条件を簡略化しつつ、第3の実施形態の判定条件と同等の判定を行うことができる。
図11のステップS22’’’’では、V相第1故障時模擬直流電流値IdcvとV相第2故障時模擬直流電流値Idcv2の差が閾値1未満であるかを判定する。
図11のステップS32’’’’では、W相第1故障時模擬直流電流値IdcwとW相第2故障時模擬直流電流値Idcw2の差が閾値1未満であるかを判定する。
図11のステップS32’’’’では、W相第1故障時模擬直流電流値IdcwとW相第2故障時模擬直流電流値Idcw2の差が閾値1未満であるかを判定する。
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)電力変換装置100は、複数相のモータ20の各相に対応して上アーム回路と下アーム回路により構成され、直流電流を複数相の交流電流に変換する電力変換回路60と、上アーム回路と下アーム回路にPWM信号を出力する制御回路40と、電力変換回路60より出力される交流電流とPWM信号のデューティ比とに基づいて、複数相のうち1つ相が故障した場合の残りの相の交流電流値に基づく第1故障時模擬直流電流を算出する模擬直流電流計算部451と、電力変換回路60へ入力される直流電流、もしくは電力変換回路60から出力される交流電流値に基づく直流電流と、PWM信号のデューティ比と、第1故障時模擬直流電流とに基づいて、いずれかの相の上アーム回路もしくは下アーム回路の故障を検出する故障判定部452とを備える。これにより、上アーム回路と下アーム回路を構成するパワー半導体のどの箇所が故障しているかを特定することができる。
(1)電力変換装置100は、複数相のモータ20の各相に対応して上アーム回路と下アーム回路により構成され、直流電流を複数相の交流電流に変換する電力変換回路60と、上アーム回路と下アーム回路にPWM信号を出力する制御回路40と、電力変換回路60より出力される交流電流とPWM信号のデューティ比とに基づいて、複数相のうち1つ相が故障した場合の残りの相の交流電流値に基づく第1故障時模擬直流電流を算出する模擬直流電流計算部451と、電力変換回路60へ入力される直流電流、もしくは電力変換回路60から出力される交流電流値に基づく直流電流と、PWM信号のデューティ比と、第1故障時模擬直流電流とに基づいて、いずれかの相の上アーム回路もしくは下アーム回路の故障を検出する故障判定部452とを備える。これにより、上アーム回路と下アーム回路を構成するパワー半導体のどの箇所が故障しているかを特定することができる。
(2)電力変換装置100の制御方法は、複数相のモータ20の各相に対応して上アーム回路と下アーム回路により電力変換回路60を構成し、直流電流を複数相の交流電流に変換し、上アーム回路と下アーム回路にPWM信号を出力し、電力変換回路60より出力される交流電流とPWM信号のデューティ比とに基づいて、複数相のうち1つ相が故障した場合の残りの相の交流電流値に基づく第1故障時模擬直流電流を算出し、電力変換回路60へ入力される直流電流、もしくは電力変換回路60から出力される交流電流値に基づく直流電流と、PWM信号のデューティ比と、第1故障時模擬直流電流とに基づいて、いずれかの相の上アーム回路もしくは下アーム回路の故障を検出する。これにより、上アーム回路と下アーム回路を構成するパワー半導体のどの箇所が故障しているかを特定することができる。
(変形例)
本発明は、以上説明した第1乃至第5の実施形態を次のように変形して実施することができる。
(1)モータ20は内部に3個の巻き線を有した3相の例で説明したが、3相に限らず、複数相のモータであってもよい。この場合も、いずれかの相の上アーム回路もしくは下アーム回路の故障を検出することができる。
本発明は、以上説明した第1乃至第5の実施形態を次のように変形して実施することができる。
(1)モータ20は内部に3個の巻き線を有した3相の例で説明したが、3相に限らず、複数相のモータであってもよい。この場合も、いずれかの相の上アーム回路もしくは下アーム回路の故障を検出することができる。
(2)電力変換装置100は内部に3相分の交流電流センサ90を有しているが、2相分のみ有してもよい。この場合、残りの1相の交流電流については、3相の交流電流の総和が0になることを利用して計算することができ、3相分の交流電流センサ90を有する場合と同様に、いずれかの相の上アーム回路もしくは下アーム回路の故障を検出することができる。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上述の実施形態を組み合わせた構成としてもよい。
10 直流電源
20 モータ
40 制御回路
41 モータ速度計算部
42 目標電流計算部
43 デューティ計算部
44 PWM信号生成部
45 パワー半導体診断部
50 ドライバ回路
60 電力変換回路
100 電力変換装置
451 模擬直流電流計算部
452 故障判定部
20 モータ
40 制御回路
41 モータ速度計算部
42 目標電流計算部
43 デューティ計算部
44 PWM信号生成部
45 パワー半導体診断部
50 ドライバ回路
60 電力変換回路
100 電力変換装置
451 模擬直流電流計算部
452 故障判定部
Claims (20)
- 複数相のモータの各相に対応して上アーム回路と下アーム回路により構成され、直流電流を複数相の交流電流に変換する電力変換回路と、
前記上アーム回路と前記下アーム回路にPWM信号を出力する制御回路と、
前記電力変換回路より出力される前記交流電流と前記PWM信号のデューティ比とに基づいて、複数相のうち1つ相が故障した場合の残りの相の交流電流値に基づく第1故障時模擬直流電流を算出する模擬直流電流計算部と、
前記電力変換回路へ入力される直流電流、もしくは前記電力変換回路から出力される交流電流値に基づく直流電流と、前記PWM信号のデューティ比と、前記第1故障時模擬直流電流とに基づいて、いずれかの相の前記上アーム回路もしくは前記下アーム回路の故障を検出する故障判定部とを備える電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置において、
前記電力変換回路へ入力される直流電流を測定する直流電流センサを備え、
前記故障判定部は、前記直流電流センサで測定された直流電流に基づいて、いずれかの相の前記上アーム回路もしくは前記下アーム回路の故障を検出する電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置において、
前記模擬直流電流計算部は、前記電力変換回路から出力される交流電流値と前記PWM信号のデューティ比とに基づいて、前記電力変換回路から出力される交流電流値に基づく前記直流電流を算出し、
前記故障判定部は、前記算出された前記直流電流に基づいて、いずれかの相の前記上アーム回路もしくは前記下アーム回路の故障を検出する電力変換装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記模擬直流電流計算部は、前記複数相の全ての交流電流値に基づく第2故障時模擬直流電流を算出し、前記第1故障時模擬直流電流および前記第2故障時模擬直流電流に基づいて、いずれかの相の前記上アーム回路と前記下アーム回路の故障を検出する電力変換装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記故障判定部は、前記直流電流とある相の前記第1故障時模擬直流電流との差分が一定値以下のとき、前記モータの力行時に当該相の前記デューティ比が閾値以上、もしくは前記モータの回生時に当該相の前記デューティ比が閾値以下であれば、当該相の前記上アーム回路が故障していると判定する電力変換装置。 - 請求項5に記載の電力変換装置において、
前記故障判定部は、前記直流電流とある相の前記第1故障時模擬直流電流との差分が一定値以下である状態が一定時間以上継続したとき、前記モータの力行時に当該相の前記デューティ比が閾値以上、もしくは前記モータの回生時に当該相の前記デューティ比が閾値以下であれば、当該相の前記上アーム回路が故障していると判定する電力変換装置。 - 請求項5に記載の電力変換装置において、
前記制御回路は、前記故障判定部で前記上アーム回路が故障していると判定された場合に、前記電力変換回路の前記上アーム回路および前記下アーム回路を構成する全てのパワー半導体をオフにする、もしくは前記電力変換回路の前記下アーム回路を構成する全てのパワー半導体をオンにする前記PWM信号を出力する電力変換装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記故障判定部は、前記直流電流とある相の前記第1故障時模擬直流電流との差分が一定値以下のとき、前記モータの力行時に当該相の前記デューティ比が閾値以下、もしくは前記モータの回生時に当該相の前記デューティ比が閾値以上であれば、当該相の前記下アーム回路が故障していると判定する電力変換装置。 - 請求項8に記載の電力変換装置において、
前記故障判定部は、前記直流電流とある相の前記第1故障時模擬直流電流との差分が一定値以下である状態が一定時間以上継続したとき、前記モータの力行時に当該相の前記デューティ比が閾値以下、もしくは前記モータの回生時に当該相の前記デューティ比が閾値以上であれば、当該相の前記下アーム回路が故障していると判定する電力変換装置。 - 請求項8に記載の電力変換装置において、
前記制御回路は、前記故障判定部で前記下アーム回路が故障していると判定された場合に、前記電力変換回路の前記上アーム回路および前記下アーム回路を構成する全てのパワー半導体をオフにする前記PWM信号を、もしくは前記電力変換回路の前記上アーム回路を構成する全てのパワー半導体をオンにする前記PWM信号を出力する電力変換装置。 - 複数相のモータの各相に対応して上アーム回路と下アーム回路により電力変換回路を構成し、直流電流を複数相の交流電流に変換し、
前記上アーム回路と前記下アーム回路にPWM信号を出力し、
前記電力変換回路より出力される前記交流電流と前記PWM信号のデューティ比とに基づいて、複数相のうち1つ相が故障した場合の残りの相の交流電流値に基づく第1故障時模擬直流電流を算出し、
前記電力変換回路へ入力される直流電流、もしくは前記電力変換回路から出力される交流電流値に基づく直流電流と、前記PWM信号のデューティ比と、前記第1故障時模擬直流電流とに基づいて、いずれかの相の前記上アーム回路もしくは前記下アーム回路の故障を検出する電力変換装置の制御方法。 - 請求項11に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記電力変換回路へ入力される直流電流を測定する直流電流センサを備え、
前記直流電流センサで測定された直流電流に基づいて、いずれかの相の前記上アーム回路もしくは前記下アーム回路の故障を検出する電力変換装置の制御方法。 - 請求項11に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記電力変換回路から出力される交流電流値と前記PWM信号のデューティ比とに基づいて、前記電力変換回路から出力される交流電流値に基づく前記直流電流を算出し、
前記算出された前記直流電流に基づいて、いずれかの相の前記上アーム回路もしくは前記下アーム回路の故障を検出する電力変換装置の制御方法。 - 請求項11から請求項13までのいずれか一項に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記複数相の全ての交流電流値に基づく第2故障時模擬直流電流を算出し、前記第1故障時模擬直流電流および前記第2故障時模擬直流電流に基づいて、いずれかの相の前記上アーム回路と前記下アーム回路の故障を検出する電力変換装置の制御方法。 - 請求項11から請求項13までのいずれか一項に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記直流電流とある相の前記第1故障時模擬直流電流との差分が一定値以下のとき、前記モータの力行時に当該相の前記デューティ比が閾値以上、もしくは前記モータの回生時に当該相の前記デューティ比が閾値以下であれば、当該相の前記上アーム回路が故障していると判定する電力変換装置の制御方法。 - 請求項15に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記直流電流とある相の前記第1故障時模擬直流電流との差分が一定値以下である状態が一定時間以上継続したとき、前記モータの力行時に当該相の前記デューティ比が閾値以上、もしくは前記モータの回生時に当該相の前記デューティ比が閾値以下であれば、当該相の前記上アーム回路が故障していると判定する電力変換装置の制御方法。 - 請求項15に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記上アーム回路が故障していると判定された場合に、前記電力変換回路の前記上アーム回路および前記下アーム回路を構成する全てのパワー半導体をオフにする、もしくは前記電力変換回路の前記下アーム回路を構成する全てのパワー半導体をオンにする前記PWM信号を出力する電力変換装置の制御方法。 - 請求項11から請求項13までのいずれか一項に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記直流電流とある相の前記第1故障時模擬直流電流との差分が一定値以下のとき、前記モータの力行時に当該相の前記デューティ比が閾値以下、もしくは前記モータの回生時に当該相の前記デューティ比が閾値以上であれば、当該相の前記下アーム回路が故障していると判定する電力変換装置の制御方法。 - 請求項18に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記直流電流とある相の前記第1故障時模擬直流電流との差分が一定値以下である状態が一定時間以上継続したとき、前記モータの力行時に当該相の前記デューティ比が閾値以下、もしくは前記モータの回生時に当該相の前記デューティ比が閾値以上であれば、当該相の前記下アーム回路が故障していると判定する電力変換装置の制御方法。 - 請求項18に記載の電力変換装置の制御方法において、
前記下アーム回路が故障していると判定された場合に、前記電力変換回路の前記上アーム回路および前記下アーム回路を構成する全てのパワー半導体をオフにする前記PWM信号を、もしくは前記電力変換回路の前記上アーム回路を構成する全てのパワー半導体をオンにする前記PWM信号を出力する電力変換装置の制御方法。
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