(57)【要約】【課題】負荷を有する１つ以上のDC/ACコンバータにおけるACシャーシ障害を検出する方法、装置、及び、コンピュータプログラムを開示する。【解決手段】特に、DC/ACコンバータから、DCリンクとシャーシグラウンドの間からシャーシ電圧VChassis信号を受信し、シャーシ電圧VChassis信号の側帯高調波を捕捉し、側帯高調波の最大振幅値を決定し、最大振幅値を所定の閾値と比較する工程を含み、最大振幅値が前記所定の閾値と同等あるはそれを超える場合にACシャーシ障害状態を検出することを特徴とする。【選択図】図２
2010193704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
DCリンク電圧とシャーシグラウンドの間からシャーシ電圧VChassis信号を受信し、
前記シャーシ電圧VChassis信号の少なくとも１つの側帯高調波を捕捉し、
前記側帯高調波（SBH）の最大振幅値を決定し、
前記最大振幅値を所定の閾値と比較する工程を含み、
前記最大振幅値が前記所定の閾値と同等あるはそれを超える場合にACシャーシ障害状態を検出することを特徴とする、負荷を有する１つ以上のDC/ACコンバータにおけるACシャーシ障害の検出方法。
【請求項２】
前記最大振幅値は、前期SBHにより発生した最大エネルギーから、所定の時間以上障害なしに通常の操作条件下で作動する前記負荷を有する１つ以上のDC/ACコンバータのそれぞれにより発生する最大エネルギーを除したものであることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
フィルターと前記１つ以上のDC/ACコンバータの間で共有される前記DCリンク及び前記シャーシグラウンドを連結する工程を更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記最大振幅値を決定する工程は、単位数値あたりの理論側帯、測定された前記１つ以上のDC/ACコンバータそれぞれのDC電圧Vdc、安全係数値、及び、測定された変動時間Δtに基づき、障害状態値を算出する工程を更に含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記最大振幅値と所定の閾値リストが保存されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記決定工程は、高調波電圧の二乗から閾電圧の二乗を除したものに変動時間を乗じた合計値、Σ(V2Harmonic - V2Threshold)*Δt、を算定する周波数領域法を更に含み、Δtは検出のループスキャン時間であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項７】
算出された前記障害状態値をアンチワインドアップ制限器に適用する工程を含み、前記アンチワインドアップ制限器はゼロに設定されることを特徴とする、請求項４記載の方法。
【請求項８】
前記比較行程は、前記DC/ACコンバータのうちいずれがACシャーシ障害状態にあるのかを判断することを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項９】
DCリンクとシャーシグラウンドの間からシャーシ電圧VChassis信号を受信する手段と、
前記シャーシ電圧VChassis信号の少なくとも１つの側帯高調波を捕捉する手段と、
前記側帯高調波の最大振幅値を決定する手段と、
前記最大振幅値を所定の閾値と比較するする手段を含み、
前記最大振幅値が前記所定の閾値と同等あるはそれを超える場合にACシャーシ障害状態を検出することを特徴とする、負荷を有する１つ以上のDC/ACコンバータにおけるACシャーシ障害を検出するためのACシャーシ障害検出器。
【請求項１０】
前記最大振幅値は、前記SBHにより発生した最大エネルギーから、所定の時間以上障害なしに通常の操作条件下で作動する前記負荷を有する１つ以上のDC/ACコンバータのそれぞれにより発生する最大エネルギーを除したものであることを特徴とする、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
帯域フィルタは、前記シャーシ電圧VChassis信号の第１の最大振幅値を捕捉することを特徴とする、請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記決定手段は、高調波電圧の二乗から閾電圧の二乗を除したものに変動時間を乗じた合計算定値、Σ(V2Harmonic - V2Threshold)*Δt、を周波数領域法により算出する手段を更に含み、Δtは検出のループスキャン時間であることを特徴とする、請求項９記載の装置。
【請求項１３】
前記算出手段と前記比較手段の間に配置されたアンチワインドアップ制限器を更に含み、前記アンチワインドアップ制限器はゼロに設定されることを特徴とする、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記比較手段は、前記DC/ACコンバータのうちいずれがACシャーシ障害状態にあるのかを判断できることを特徴とする、請求項９記載の装置。
【請求項１５】
前記DC/ACコンバータから、DCリンクとシャーシグラウンドの間からシャーシ電圧VChassis信号を受信し、
前記シャーシ電圧VChassis信号の少なくとも１つの側帯高調波を捕捉し、
前記側帯高調波の最大振幅値を決定し、
前記最大振幅値を所定の閾値と比較する工程を含み、
前記最大振幅値が前記所定の閾値と同等あるはそれを超える場合にACシャーシ障害状態を検出することを特徴とする、機械により読取可能であり、負荷を有する１つ以上のDC/ACコンバータにおけるACシャーシ障害の検出方法を実行する前記機械により実行可能な命令プログラムを実際に実施するプログラム記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地絡保護全般に関し、特に、接地故障状態を検出するための交流接地故障センサーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気車両またはハイブリッド電気車両（HEV）への電力供給に使用される牽引用蓄電池は、その高電圧要件のため、重大な電気的安全性の心配が生じる。これら電気的安全性の主なものに、接地故障条件がある。接地故障は、所期の電気回路電流外の不所望の電流であり、（HEV推進システムのような）システム内の電子部品が大きなダメージを受けて、電子装置が不能になったり、更には破壊されたりする。
【０００３】
従って、ショックの可能性を減少させるために、電気車両またはHEVに用いられる多くの従来の牽引バッテリーシステムは、通常の内燃機関自動車に用いられる低電圧自動車用蓄電池とは異なり、自動車の車台に接地される端子を持っていない。
【０００４】
図１は、DC/ACコンバータの従来のパワーステージ１００の概略図であり、パワーステージ１００は、正DCリンク１１０（以下「＋DCリンク」とする）提供する第１の電源導体（正レイル）と、負DCリンク１２０（以下「−DCリンク」とする）提供する第２の電源導体（負レイル）を備えている。通常、一連の電池（図示せず）のような電源は、
電気牽引モーター（図示せず）を駆動するための高圧（例えば、６００ボルト）電源を提供するため、＋DCリンク１１０の正端子１１２と−DCリンク１２０の負端子１２２に連結される。従来のパワーステージ１００は、以下に十分に説明するように、従来の平衡回路１３０とスイッチング機構１４０も備えている。更に、DCバスコンデンサＣ３は、＋DCリンク１１０と＋DCリンク１１０間の電圧差（DCリンク）を維持するための安定性を提供するため、＋DCリンク１１０と−DCリンク１２０に連結される。
【０００５】
上記のように、DC/ACコンバータの従来のパワーステージ１００は、SW1:Q1D1:Q2D2、SW2:Q3D3:Q4D4、及び、SW3:Q5D5:Q6D6の３対のスイッチを含む、＋DCリンク１１０と−DCリンク１２０の間を結合するスイッチング機構１４０を備える。各スイッチングのペアは、２つのNPNトランジスタと、共通端子A、B及びCとそれぞれ連結した２つのダイオードを含む。例えば、１つ目のスイッチSW1において、NPNトランジスタQ1コレクタは第１の電源導体１１０と連結し、Q1エミッタは第１のダイオードD1のアノード、第２のダイオードD2のカソード及び共通端子Aに連結される。第２のNPNトランジスタQ2エミッタは第２の電源導体１２０と連結し、Q2コレクタは、Q1エミッタ、D1、D2及び共通端子Aに連結される。共通端子A、B及びCは、それぞれ多位相モータ（図示せず）の各位相リードに連結される。更に、スイッチSW1、SW2、及び、SW3は、所定のスイッチング速度で開閉し、電力を正または負の電源導体リンクを介して所与の位相に選択的に結合させる。スイッチは、当業者に周知のように、種々のモーター位相を駆動し、AC波形を生成するため、パルス幅変調（PWM）されてもよい。更に、スイッチは、当業者に周知の、例えば電界効果トランジスタFET、絶縁ゲートバイポーラートランジスタIGBT、バイポーラートランジスタ、およびシリコン制御整流器SCRを含む多様な半導体開閉装置の形式であってもよい。
【０００６】
DC/ACコンバータの従来のパワーステージ１００は、スイッチング機構１４０の他に、
第１の電源導体１１０に接続される第１のバランス抵抗器R1と、それに直列し、第２の電源導体１２０に結合される第２のバランス抵抗器R2を含む従来の平衡回路１３０を備える。R1とR2の間に配置されているのはノードN2であり、グランド（以下、「車体シャーシグランド１３２」とする）ともまた連結される。DC/ACコンバータの従来のパワーステージ１００は、第１および第２のバランス抵抗器R1及びR2を備えることにより、＋DCリンク１１０及び−DCリンク１２０に対し車体シャーシ１３２で等しく分配された電位差を提供するものである。即ち、−DCリンク１２０に対する電圧シャーシグランド１３２における電位差と、車体シャーシグランド１３２に対する＋DCリンク１１０からの電位差は、どちらもDCリンク電圧Vdcの半分と等しい。しかし、パワーエレクトロニクスシステムは、電気牽引モーターから位相出力リードを介して連結されたリークキャパシタンスによるり体シャーシグランド１３２から−DCリンク１２０のへ電位差に振れを生じさせるスイッチング機構１４０の手段によるような、波形を合成するスイッチング技術を利用していることに留意されたい。この車体シャーシ電圧振幅は、低電圧コントロールシステムにおいて最終的にシステム障害の要因ともなるノイズを発生させる。
【０００７】
車体シャーシ電圧振幅を軽減するために、従来の平衡回路１３０は、ノードN1、ノードN2及び車体シャーシグランド１３２に連結されたスナバコンデンサC１及びC2を備える。スナバコンデンサC１及びC2は、安定した車体シャーシ電圧を達成するために車体シャーシ電圧振幅を迂回させようというものである。要するに、スナバコンデンサC１及びC2は、車体シャーシグランド１３２とDCリンク１１０あるいはDCリンク１２０との間に出現するACシャーシ電圧を低減あるいは排除するために提供される。例えば、スナバコンデンサC１及びC2に接地することなく従来のDC/ACコンバータを起動させた場合、電気牽引モーター（例えば、モーター巻線あるいはケーブル）の３つの位相（A、B及びC）からの寄生容量が、システム内で最低インピーダンスとなり、平均A、B及びC位相が車体シャーシグランド１３２と＋DCリンク１１０あるいは−DCリンク１２０との間で制限されることにもなりうる。従って、従来の平衡回路１３０は、モーターの位相リードと車体シャーシグランド（例えば、接地故障）との間の短絡、或いは低インピーダンス接続が生じた場合に、電子機器への重大な電気ショックの可能性を最小限にする絶縁システムを提供しようというものである。
【０００８】
図１に示すように、スナバコンデンサC１及びC2は、ノードN2と連結したノードN1を介して接続される。通常の操作状態においては、スナバコンデンサとリークキャパシタンスは、電流を電子機器の多様なスイッチング周波数で流す経路を提供する。よって、この電流の大きさはリークキャパシタンスにより制限される。しかし、上記のように、相巻線が車体シャーシグランド１３２と短絡した場合、高レベルの故障電流が発生し、製品及び装置へのダメージの原因ともなる。従って、製品及び装置（例えば、DC/ACコンバータそのもの、或いは、DC/ACコンバータに連結される他の製品及び装置）へのダメージを回避するためには、スナバコンデンサC１及びC2は、通常、高レベルの故障電流を継続的に持続させられる高容量コンデンサである。しかし、一旦故障電流の大きさがスナバコンデンサC1及びC2の保護能力を上回ると、製品や装置はダメージを受けやすい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、スナバコンデンサC１及びC2がシステムを保護し損なう前に、製品と装置を保護するよう接地故障を示すACシャーシ障害検出システムを提供することが望ましい。更に、検出システムが行う広範囲の障害状態による短絡が存在しているかどうかの判断において強健なACシャーシ障害検出システムであることが望ましい。つまり、DC/ACコンバータに取り付けられた電気牽引モーターの種類、或いは、電気牽引モーターの各位相（A、B又はC）を接続するケーブルの長さに関わらず、AC障害を検出できるAC障害検出システムであることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明において、広範囲の障害状態による短絡（広範囲の短絡インピーダンス）が存在するかどうかを判断するACシャーシ障害検出器を説明する。
【００１１】
特に、本発明は、シャーシ電圧VChassis信号を受信し、シャーシ電圧VChassis信号の少なくとも１つの側帯高調波を捕捉し、側帯高調波の最大振幅値を決定し、最大振幅値を所定の閾値と比較する工程を含み、最大振幅値が所定の閾値と同等あるはそれを超える場合にACシャーシ障害状態を検出することを特徴とする、負荷を有する１つ以上のDC/ACコンバータにおけるACシャーシ障害の検出方法を提供する。
【００１２】
最大振幅は、SBHにより発生した最大エネルギーから、所定の時間以上障害なしに通常の操作条件下で作動する負荷を有する１つ以上のDC/ACコンバータにより発生する最大エネルギーを除したものである。
【００１３】
１つ以上のフィルタとDCリンク電圧及びシャーシグラウンドを連結する工程をさら
に含む方法であってもよい。
【００１４】
また、最大振幅値を決定する工程は、単位数値あたりの理論側帯、測定された前記１つ以上のDC/ACコンバータそれぞれのDC電圧Vdc、安全係数値、及び、測定された変動時間Δtに基づき、障害状態値を算出する工程を更に含む。
【００１５】
最大振幅値と所定の閾値リストが保存される。
【００１６】
上記算出工程において、計算は、高調波電圧の二乗から閾電圧の二乗を除したものに変動時間を乗じた合計値、Σ(V2Harmonic - V2Threshold)*Δt、を算定する周波数領域法を更に含み、Δtは検出のループスキャン時間である。
【００１７】
本発明は、ゼロに設定されたアンチワインドアップ制限器に算出された障害状態値を適用する工程を含んでもよい。
【００１８】
算出された障害状態値は、１つ以上のDC/ACコンバータに連結され、それぞれ異なるスイッチング周波数を有する複数のスイッチのうち、どこに障害状態があるかを判断するために、所望の閾値と比較される。
【００１９】
本発明は、負荷を有する１つ以上のDC/ACコンバータにおけるACシャーシ障害を検出するACシャーシ障害検出器を更に含んでもよい。
【００２０】
特に、装置は、シャーシ電圧VChassis信号を受信する手段と、シャーシ電圧VChassis信号の少なくとも１つの側帯高調波を捕捉する手段と、側帯高調波の最大振幅値を決定する手段と、最大振幅値と所定の閾値との比較を含み、最大振幅値が所定の閾値と同等あるはそれを超える場合にACシャーシ障害状態を検出する。DC/ACコンバータのうち、どこにACシャーシ障害状態があるかを判断するため、障害状態値が算出され、所望の閾値と比較される。
【００２１】
対応する方法、プログラム記憶装置、及び、コンピュータプログラム製品を含んでもよい。
【００２２】
本発明の目的、特徴、及び、利点は、添付の図面と組合わせた以下の詳細な説明を考慮すれば、当業者には明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、DC/ACコンバータの従来のパワーステージを示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態におけるACシャーシ障害検出機構を用いた図１に示すDC/ACコンバータのパワーステージを示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態におけるVChassis信号の第１、２及び３の高調波にそれぞれ調整された３つの帯域フィルタを含む多段帯域フィルタを示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態におけるVChassis信号の側帯高調波の一例を示す。
【図５】図５は、本発明の一実施形態におけるI2t遮断機構を示す概略図である。
【図６】図６は、ACシャーシ障害状態を含む相電圧VPhaseを示す、DC/ACコンバータのパワーステージの伝達関数を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、添付の図面を参照し、本発明の実施形態を詳細に説明する。周知の機能と構成の詳細な説明は、本発明の主題を不明確にしうることから、明確かつ簡潔する目的において、本明細書では省略する。
【００２５】
本発明は、多種多様の故障状態のうちのシステム不変量を識別する周波数領域法を用いたACシャーシ障害検出のための装置、システム、手段、方法、及び、コンピュータプログラムを提供する。システム不変量は、パワー電子機器に本来備わる切り替え動作により発生するパルス幅変調（PWM）側帯高調波として識別される。識別されたシステム不変量の短絡インピーダンスの値は広範囲である。広範囲の故障状態のいくつかの例として、スイッチ、モーター巻線あるいはケーブル等の不良がある。
【００２６】
図２は、本発明の一実施形態におけるACシャーシ障害検出機構１１００を有するDC/ACコンバータ２００のパワーステージを示す概略図である。図２に示すように、モーター１０００は、リード線２４０、２５０及び２６０経路により、共通端子A、B及びCと連結される。ハードウェアアンチエイリアシングフィルタ（１）２１０は、リード線２３２経路による車体シャーシグランド１３２及び負DCリンク１２０或いは正DCリンク１１０（図示せず）間からシャーシ電圧を受信するために連結されるものとして示されている。ハードウェアアンチエイリアシングフィルタ（１）２１０及びハードウェアアンチエイリアシングフィルタ（N）２１０Nの出力は、多段帯域フィルタ（１）３００及び多段帯域フィルタ（N）３００Nに入力され、I2t遮断機構（１）５００及びI2t遮断機構（N）５００（N）へと出力される。ACシャーシ障害検出機構１１００が、DCリンク１１０及び１２０に連結され、シャーシグランド１３２と−DCリンク１２０間から同一のシャーシ電圧を共有するDC/ACコンバータから出力された多様なスイッチング周波数に応じることができるという証例目的から、増設のハードウェアアンチエイリアシングフィルタ（N）２１０N、多段帯域フィルタ（N）３００N及びI2t遮断機構（N）５００Nもまた示されている。言い換えれば、ACシャーシ障害検出機構１１００は、１つのハードウェアアンチエイリアシングフィルタ、１つの多段帯域フィルタ及び１つのI2t遮断機構には限定されず、複数のDC/ACコンバータを監視するために複数含むことも可能である。
【００２７】
I2t遮断機構（１）５００及びI2t遮断機構（N）５００（N）からの出力は、リード線５８０及び５８０N経路により、様々な入力をメモリ１３３５に保存された所定値と比較し、表示部１４００にステータス情報を表示させる制御装置１３００へと入力される。ネットワーク中にわたる監視でACシャーシ障害検出を可能とするネットワークポート１３１０もまた備わっており、ハイブリッド電気車両内の多様なDC/ACコンバータが監視できる。
【００２８】
図３は、本発明の一実施形態におけるI2t遮断機構（１）５００に連結された多段帯域フィルタ３００の一例を示す概略図である。図３に示すように、ハードウェアアンチエイリアシングフィルタ（１）２１０は、入力VChassis信号を受信し、フィルターした信号を多段帯域フィルタ３００へと出力する。図３は、帯域フィルタ（１）３２２、帯域フィルタ（２）３２４及び帯域フィルタ（N）３２６の３つの多段帯域フィルタを含む多段帯域フィルタを示す。各帯域フィルタは、パワー装置の入力に接続されたPWM信号により発生する、各共通端子A、B及びCで発現するVChassis信号の側帯高調波を捕捉するため、調整される。尚、多段帯域フィルタ３００は単に本発明の一実施形態である。つまり、本発明は、VChassis信号の１つの側帯高調波に調整された１つの帯域フィルタのように少なく含んでもよいし、あるいは、それぞれVChassis信号の側帯高調波に調整された３つ以上の帯域フィルタを有する多段帯域フィルタを含んでもよい。
【００２９】
図４は、本発明の一実施形態におけるVChassis信号４００の側帯高調波の一例を示す。図４にからわかるように、VChassis信号４１０の振幅と共に、３つの正の側帯高調波４２０と３つの負の側帯高調波４３０が示されている。第１の側帯高調波４２２は、パルス幅変調信号のスイッチング周波数の２倍（fpwm）である。第２の側帯高調波４２４は、パルス幅変調信号のスイッチング周波数の３倍（2*fpwm）を示しており、第３の高調波はパルス幅変調信号のスイッチング周波数の４倍（3*fpwm）を示している。本発明は、図４に示す３つの高調波の検出に限定されない。追加の高調波を求めることもできるが、振幅の減少により検出要因が減少するまでが、実用性のある範囲である。
【００３０】
図３に戻ってみると、帯域フィルタ（１）３２２、帯域フィルタ（２）３２４及び帯域フィルタ（N）３２６の各帯域フィルタは、図４に示されるように、第１、２、及び３の高調波４２２、４２４及び４２６に調整される。よって、各帯域フィルタからの出力は図４に示される第１、２、及び３の高調波４２２、４２４及び４２６の振幅であり、それぞれ関数X2３４２、３４４及び３４６が二乗される３４２、３４４及び３４６の。関数X2で二乗した結果、各高調波のエネルギーが出力され、アナログ加算器３６０で共に合計され、全二乗エネルギーとなる。
【００３１】
二乗された全合計エネルギーは、次に、図５に示す本発明の一実施形態におけるI2t遮断機構５００へ伝播される。図５に示すように、最大振幅検知器５３０は、入力された全合計二乗エネルギーを検知する。最大振幅検知器５３０は、システムが正常な場合の、各共通端子A、B及びCの通常動作中に実証された最悪の想定の側帯高調波であるV2 Thresholdから全合計二乗エネルギーを差し引く。
【００３２】
相電圧VPhaseと単一のACシャーシ障害状態Lを示す図６に示すように、V2 Thresholdは、DC/ACコンバータのパワーステージの伝達関数を考慮入れている。本発明のDC/ACコンバータの伝達関数は、
2010193704.tif 000003
の伝達関数特性が、ｓがラプラス変換演算子でありRShortが短絡抵抗値であるところの
2010193704.tif 000004
である位置に関わらず、システムがACシャーシ障害を有する場合に実行できる
2010193704.tif 000005
の特性を有する。図６に示すVPhaseは、共通端子Aと負DCリンク１２０の間の電圧である。LShortは、共通端子からの距離により、大きいあるいは小さいインピーダンスを示すことができる。更に、LShortは、システムによる漂遊容量を示すことができる。よって、伝達関数は、AC障害状態の位置に関わらず、共通端子A、B及びCの特徴を提供する。
【００３３】
伝達関数から、単位数値あたりの理論側帯、測定されたDC/ACコンバータのDC電圧Vdc（＋DCライン１１０と−DCリンク１２０の間）、安全係数値、及び、測定された変動時間
Δtに基づき、障害状態値は算出される。単位数値あたりの理論側帯とは、検出されたVChassisの側帯高調波の最大振幅である。単位数値あたりの理論側帯の実際の値は、１９９８年Abraham Pressman McGraw-Hill著、「Switching and Linear Power Supply, Power Converter Design」第２版などのPWM教本に見られる。安全係数値とは、スナバコンデンサC1及びC2の値と、DC/ACコンバータ内のその他のシステム構成要素に基づき算出された値である。時間Δtは、用いられるソフトウェアあるいはファームウェアに固有の走査時間である。
【００３４】
代替的に、周波数領域法を利用し、高調波電圧の二乗（即ち、図３に示す帯域フィルタ３００からのエネルギー出力の合計）から閾値の二乗を除したものに変動時間を乗じた合計の合計で、Δtは検出のループスキャン時間であるところのΣ(V2Harmonic - V2Threshold)*Δtと同等となるように、障害状態値が算出される。
【００３５】
伝達関数を二乗することにより、周知の通常操作の閾値V2 Thresholdのエネルギー量が判断され、システムの実際の過剰エネルギーを得るため、図３に示す多段帯域フィルタ３００からのエネルギー出力の合計から差し引くことができる。本発明は次に、積分器５４０で実際の過剰エネルギーを積分し、時間倍のエネルギーの誤差を計算する。つまり、検知器５３０から出力されたV2 Thresholdを上回る側帯高調波の過剰エネルギーは、トリガ距離関数である。V2 Thresholdが、多段帯域フィルタからの合計エネルギー出力を越えた場合、実際のエネルギーは負であり、「妨害トリップ」といった異常な結果を引起しうる。積分器５４０から出力される負のエネルギーを廃除するために、本発明は、この「妨害トリップ」を廃除することによりセンサーデータの読込の安定化する、アンチワインドアップ制限器５５０を用いる。最も有利には、本発明の一実施形態においては、正の過剰エネルギーの移動と負の過剰エネルギーの遮断が可能となるよう、アンチワインドアップ制限器がゼロに設定される。そして、比較器５６０は、事前に設定された、或いは、所定の閾値の時間倍のエネルギーと、積分された過剰エネルギー又はアンチワインドアップ制限器５５０から出力された最大振幅値を比較する。最大振幅値が閾値と同等あるはそれを超える場合、ACシャーシ障害フラグが立ち、その状態が、比較器５６０から或いは図２に示される制御装置１３００から出力される。その結果、ACシャーシ障害フラグは、例えば車両用電力管理システム（VPMS）、他のコンピュータプログラム或いは電気車両又はHEVのACシャーシ障害のトラブルシューティング用のシステムにおいて実施される。
【００３６】
事前設定された、或いは、所定の閾値は、構成部品が機能しなくなるまでの時間倍の最大エネルギー値により決定された保存された多数の値の１つであってもよい。従って、この事前に設定された閾値は、保護したいシステム内の最も弱い構成部品に設定することができる。
【００３７】
上記本発明のシステム及び方法の説明に加え、電圧測定、アンチエイリアシングフィルタ、帯域フィルタ、最大振幅検出器及び比較器といったハードウェア／ソフトウェア手段を含む識別されたシステム不変量を検出するハードウェアもしくはソフトウェアを介したコンピュータプログラムにより、上述のI2t遮断機構を実施することができる。更に、本発明のACシャーシ障害検出器は、システム内で使用される１つ以上のDC/ACコンバータのうちのAC障害の検出を可能にする。即ち、本発明は、異なるPWMスイッチング周波数を異なるDC/ACコンバータに適用することにより、数個のDC/ACコンバータのうちどこにACシャーシ障害があるのかを判別できる。本発明はまた、側帯高調波がシャーシ電圧オフセットから独立したAC信号であるため、シャーシ電圧測定のオフセットに対しても反応しにくい。
【００３８】
従って、上記に記載の通り、本発明には、広範囲のACシャーシ障害状態をカバーする解析的分析に基づいてロバスト検出アルゴリズムを提供するといった、先行技術を越える幾つかの利点がある。また、本発明は、電圧測定と、アンチエイリアシングフィルタ、帯域フィルタ、最大振幅検出器及び比較器を含む備えつけのハードウェアを、ソフトウェア／ファームウェアにより置換できる、費用効率が高いACシャーシ障害状態検出手段を提供する。最後に、側帯高調波の振幅の二乗が、適用されるI2t遮断機構を可能にするエネルギー量であるため、本発明は迅速で信頼し得る遮断機構を有する。
【００３９】
当業者にはすぐに明らかなように、本発明あるいは本発明の態様は、ハードウェア、或いは、幾つかのハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにおいて実現することができる。全てのコンピュータ／サーバーシステム-又は、本明細書に記載の方法を実施するにあたり採用されるその他の装置-が適切である。ハードウェア及びソフトウェアの通常組み合わせは、ロード及び実行される際に本明細書記載の方法を行うコンピュータプログラムを有する汎用コンピュータシステムである。また、本発明の１つ以上の機能的タスクを行う特殊化したハードウェアを含む特殊用のコンピュータを用いてもよい。
【００４０】
本発明あるいは本発明の態様は、本明細書記載の方法を実施可能にし、コンピュータシステムにロードする際にこれらの方法が行うことができる全てのそれぞれの特徴を含むコンピュータプログラム製品において実施することもできる。本文におけるコンピュータプログラム、ソフトウェアプログラム、プログラム又はソフトウェアは、全ての言語、符号又は表記法、において以下のいずれか又は両者に直接又は事後に特別な機能を実施する情報処理能力を有するシステムに引き起こすよう意図した指示のセットのあらゆる表現を意味する：（ａ）他の言語、符号又は表記法への変換、及び／又は（ｂ）異なる材料形態での複製品。
【００４１】
本発明の好適な実施の形態をどう考えるかを示し、かつ、説明してきたが、本発明の精神を逸脱しない範囲での形式或いは詳細における様々な改良及び変更は勿論可能であると理解される。従って、本発明の範囲は、説明及び図示された正確な形式に限定することを意図するものではなく、添付の請求項の範囲内となる全ての変形例を含むと考えられる。
【符号の説明】
【００４２】
１００・・・パワーステージ、１１０・・・正DCリンク、１１２・・・正端子、１２０・・・負DCリンク、１２２・・・負端子、１３０・・・平衡回路、１３２・・・車体シャーシグランド、１４０・・・スイッチング機構、２００・・・DC/ACコンバータ、２１０・・・ハードウェアアンチエイリアシングフィルタ（１）、２１０N・・・ハードウェアアンチエイリアシングフィルタ（N）、２３２・・・リード線、２４０・・・リード線、２５０・・・リード線、２６０・・・リード線、３００・・・多段帯域フィルタ（１）、３００N・・・多段帯域フィルタ（N）、３２２・・・帯域フィルタ（１）、３２４・・・帯域フィルタ（２）、３２６・・・帯域フィルタ（N）、３４２・・・関数X2、３４４・・・関数X2、３４６・・・関数X2、３６０・・・アナログ加算器、４００・・・VChassis信号、４１０・・・VChassis信号、４２０・・・正の側帯高調波、４２２・・・第１の側帯高調波、４２４・・・第２の側帯高調波、４２６・・・第３の側帯高調波、４３０・・・負の側帯高調波、５００・・・I2t遮断機構（１）、５００N・・・I2t遮断機構（N）、５３０・・・最大振幅検知器、５４０・・・積分器、５５０・・・アンチワインドアップ制限器、５６０・・・比較器、５８０・・・リード線、５８０N・・・リード線、１０００・・・モーター、１１００・・・ACシャーシ障害検出機構、１３００・・・制御装置、１３１０・・・ネットワークポート、１３３５・・・メモリ、１４００・・・表示部、C１・・・スナバコンデンサ、C２・・・スナバコンデンサ、Ｃ３・・・DCバスコンデンサ、L・・・ACシャーシ障害状態、N１・・・ノード、N２・・・ノード、R1・・・第１のバランス抵抗器、R2・・・第２のバランス抵抗器、SW1・・・スイッチ、SW2・・・スイッチ、SW3・・・スイッチ、Vdc・・・DCリンク電圧、VPhase・・・相電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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