(57)【要約】【課題】状態信号の正常範囲を容易に変更することができる装置を提供する。【解決手段】信号取得部１０は、インバータ２００から状態信号を取得する。正常範囲設定部２０は、状態信号の正常範囲を設定する。この際、正常範囲設定部２０は、正常範囲の設定値を表示部６０へ表示させるとともに、ユーザインターフェース部５０を介して行われるユーザによる設定値の変更操作に応じて正常範囲の設定値を変更する。異常検出部３０は、状態信号の信号値が正常範囲を超える場合にインバータ２００が異常状態であると判断する。システム制御部４０は、異常状態であると判断された場合にインバータ２００の動作を停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試体から出力されて供試体の状態に応じて信号値が変化する状態信号を取り込む信号取得部と、
状態信号の信号値に対して供試体の正常状態に対応した正常範囲を設定する正常範囲設定部と、
状態信号の信号値が前記設定された正常範囲を超える場合に供試体が異常状態であると判断する異常検出部と、
異常状態であると判断された場合に供試体の動作を停止させる供試体制御部と、
を有し、
前記正常範囲設定部は、正常範囲の設定値を表示部へ表示させるとともに、ユーザインターフェースを介して行われるユーザによる設定値の変更操作に応じて正常範囲の設定値を変更する、
ことを特徴とする異常検出装置。
【請求項２】
複数のインバータを含むインバータユニット内の各インバータの異常状態を検出する異常検出装置において、
各インバータから出力されてそのインバータの状態に応じて電圧値が変化する状態信号を複数のインバータから取り込む信号取得部と、
各インバータごとに、状態信号の電圧値に対してインバータの正常状態に対応した正常範囲を設定する正常範囲設定部と、
各インバータごとに、状態信号の電圧値が前記設定された正常範囲を超える場合にインバータが異常状態であると判断する異常検出部と、
異常状態であると判断されたインバータの動作を停止させるインバータ制御部と、
を有し、
前記正常範囲設定部は、複数のインバータについての複数の正常範囲の設定値を表示部へ並列的に表示させるとともに、ユーザインターフェースを介して行われるユーザによる設定値の変更操作に応じて各インバータの正常範囲の設定値を変更する、
ことを特徴とする異常検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の異常検出装置において、
各インバータから出力される状態信号は、各インバータに含まれるスイッチングモジュールに関する温度、電流および電圧の各状態を反映させた信号である、
ことを特徴とする異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるインバータなどの異常を検出する異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源としてエンジンとモータを併用するハイブリッドシステムを搭載した車両が知られている。動力源であるモータは、インバータから出力される交流電圧によって制御される。このように、インバータは車両を走行させるための重要な役割を担っている。このため、インバータに対しては、設計過程、製造過程あるいは製造後などにおいて、各種動作試験が実施される。
【０００３】
インバータ試験装置の例として、特許文献１には、第１インバータおよび第２インバータの各々に第１モータおよび第２モータが接続され、さらに、第１モータと第２モータとが互いに結合された試験装置が示されている。このインバータ試験装置では、第１モータおよび第２モータの一方を原動機として機能させて他方を発電機として機能させる試験が可能である。これにより、車両に搭載されるハイブリッドシステムにおける動作を擬似的に実現し、実際の走行状態に近い適切な試験を行うことができる。
【０００４】
インバータは高電圧を扱うため、インバータの試験においてインバータに異常等が発生した場合、直ちにインバータ等の動作を停止させることが望ましい。特許文献２には、インバータの異常を検出した際にインバータの運転を停止させるインバータ試験装置が示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８８８３２号公報
【特許文献２】特開２００４−１３５４８９号公報
【特許文献３】特開２００４−１７３４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インバータの状態は、インバータから出力される状態信号などに基づいて判断される。例えば、状態信号の信号値がインバータの状態に応じて変化し、信号値が正常値の範囲（正常範囲）を超えた場合に、インバータが異常状態であると判断される。
【０００７】
ところが、例えば車両内においては、様々な機能を実現するために複数のインバータが用いられている。用途に応じて各インバータの特性も異なり、このため、各インバータごとに状態信号の正常範囲が異なる場合がある。このような事情から、インバータに応じて状態信号の正常範囲を設定、変更できる装置が望まれていた。
【０００８】
そこで、本発明は、状態信号の正常範囲を容易に変更することができる装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である異常検出装置は、供試体から出力されて供試体の状態に応じて信号値が変化する状態信号を取り込む信号取得部と、状態信号の信号値に対して供試体の正常状態に対応した正常範囲を設定する正常範囲設定部と、状態信号の信号値が前記設定された正常範囲を超える場合に供試体が異常状態であると判断する異常検出部と、異常状態であると判断された場合に供試体の動作を停止させる供試体制御部と、を有し、前記正常範囲設定部は、正常範囲の設定値を表示部へ表示させるとともに、ユーザインターフェースを介して行われるユーザによる設定値の変更操作に応じて正常範囲の設定値を変更する、ことを特徴とする。
【００１０】
上記構成では、正常範囲の設定値が表示部へ表示される。例えば、モニターの画面や装置の操作パネルに正常範囲の上限値や下限値などの設定値が表示される。このため、ユーザは、例えば、表示されている正常範囲の設定値を見ながら所望の設定値に変更することができる。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である異常検出装置は、複数のインバータを含むインバータユニット内の各インバータの異常状態を検出する異常検出装置において、各インバータから出力されてそのインバータの状態に応じて電圧値が変化する状態信号を複数のインバータから取り込む信号取得部と、各インバータごとに、状態信号の電圧値に対してインバータの正常状態に対応した正常範囲を設定する正常範囲設定部と、各インバータごとに、状態信号の電圧値が前記設定された正常範囲を超える場合にインバータが異常状態であると判断する異常検出部と、異常状態であると判断されたインバータの動作を停止させるインバータ制御部と、を有し、前記正常範囲設定部は、複数のインバータについての複数の正常範囲の設定値を表示部へ並列的に表示させるとともに、ユーザインターフェースを介して行われるユーザによる設定値の変更操作に応じて各インバータの正常範囲の設定値を変更する、ことを特徴とする。
【００１２】
望ましくは、各インバータから出力される状態信号は、各インバータに含まれるスイッチングモジュールに関する温度、電流および電圧の各状態を反映させた信号である、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、状態信号の正常範囲を容易に変更することができる。例えば、本発明に係る異常検出装置を利用するユーザは、表示部に表示されている正常範囲の設定値を見ながら所望の設定値に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１には、本発明に係る異常検出装置の好適な実施形態が示されており、図１は異常検出装置１００を利用したインバータ２００の検査システムの全体構成図である。
【００１６】
図１に示す検査システムにおいて、インバータ２００には、バッテリシミュレータ３００とモータシミュレータ４００が接続されている。インバータ２００は、バッテリシミュレータ３００から供給される直流電圧に対して、直流昇圧処理や交流への変換処理を行うことにより３相交流電圧（例えば、０〜６００Ｖ）を生成し、生成した３相交流電圧をモータシミュレータ４００へ供給する。
【００１７】
バッテリシミュレータ３００は、インバータ２００へ直流電圧を供給する。つまり、バッテリシミュレータ３００は、実際の車両においてインバータ２００へ電力を供給する高電圧バッテリの機能を擬似的に実現するシミュレータであり、インバータ２００に対して例えば、０〜７５０Ｖ程度の直流電圧を印加する。
【００１８】
モータシミュレータ４００は、インバータ２００が出力する３相交流電圧の供給を受ける負荷として機能する。モータシミュレータ４００は、駆動用のインバータ２００に対応した負荷用のインバータを備えている。そして、駆動用のインバータ２００と負荷用のインバータは、図示しないトランスを介して互いに接続されている。駆動用のインバータ２００から出力された３相交流電圧は、トランスを介して負荷用のインバータに印加される。この際、負荷用のインバータはコンバータとして機能し、印加された交流電圧を直流電圧に変換する。変換された直流電圧はバッテリシミュレータ３００に戻される。こうして、負荷用のインバータを備えるモータシミュレータ４００は、インバータ２００の擬似的な負荷として機能する。
【００１９】
なお、インバータ２００とモータシミュレータ４００の接続は、インバータ２００に対応するモータとモータシミュレータ４００に対応するモータとを介して、二つのモータの回転軸同士を接続させる構成でもよい。
【００２０】
異常検出装置１００は、インバータ２００、バッテリシミュレータ３００およびモータシミュレータ４００を制御することによって、インバータ２００の動作試験を行い、試験中におけるインバータ２００の異常状態を検出する。
【００２１】
図１には、異常検出装置１００内部の機能構成が示されている。異常検出装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んだハードウェア構成によって、図１に示す各機能を実現する。このため、汎用のコンピュータを異常検出装置１００として利用する形態が望ましい。もちろん、専用のハードウェア構成により異常検出装置１００を実現してもよい。また、汎用のコンピュータと専用のハードウェアとを組み合わせて異常検出装置１００を実現してもよい。以下、異常検出装置１００内部の各機能を説明する。
【００２２】
信号取得部１０は、インバータ２００から出力されて、インバータ２００の状態に応じて信号値が変化する状態信号を取り込む。インバータ２００から出力される状態信号は、インバータに含まれるスイッチングモジュールに関する温度、電流および電圧の各状態を反映させた信号である。
【００２３】
図２は、インバータから出力される状態信号を説明するための図であり、図２には、インバータ２００の内部構成が示されている。インバータ２００は、ＤＣ−ＤＣ変換部２１０とＤＣ−ＡＣ変換部２２０とを備えている。
【００２４】
バッテリ端子ＢＴ１，ＢＴ２を介してバッテリシミュレータ（図１の符号３００）から供給された直流電圧は、ＤＣ−ＤＣ変換部２１０において直流昇圧処理を施される。また、昇圧された直流電圧は、ＤＣ−ＡＣ変換部２２０において３相交流電圧に変換され、モータ端子ＭＴｖ，ＭＴｕ，ＭＴｗからモータシミュレータ（図１の符号４００）へ供給される。状態信号は、ＤＣ−ＤＣ変換部２１０およびＤＣ−ＡＣ変換部２２０の各々から出力される。
【００２５】
ＤＣ−ＤＣ変換部２１０は、複数のトランジスタＴｒを備えており、これら複数のトランジスタＴｒ（スイッチング素子）を含んだモジュールは、スイッチングモジュール、あるいは、インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）などと呼ばれる。ＤＣ−ＤＣ変換部２１０から出力される状態信号は、このスイッチングモジュールに関するものであり、スイッチングモジュールの温度状態、電流状態、電圧状態などを反映させ、これらの状態に応じて電圧値が変化する電圧信号である。
【００２６】
状態信号は、正常状態において、例えば６．５Ｖ程度の電圧値を示しており、温度や電流や電圧などのいずれかに異常があると、状態信号は６．５Ｖから離れて大きな電圧値あるいは小さな電圧値に変化する。このため、状態信号の電圧値は、スイッチングモジュールの状態を把握するための指標となる。
【００２７】
状態信号は、ＤＣ−ＡＣ変換部２２０からも出力される。つまり、ＤＣ−ＡＣ変換部２２０にも複数のトランジスタＴｒが含まれており、これら複数のトランジスタＴｒに対応したスイッチングモジュールから状態信号が出力される。ＤＣ−ＡＣ変換部２２０から出力される状態信号も、スイッチングモジュールの温度状態、電流状態、電圧状態などを反映させ、これらの状態に応じて電圧値が変化する電圧信号である。
【００２８】
以下、必要に応じて、ＤＣ−ＤＣ変換部２１０から出力される状態信号を昇圧用状態信号、ＤＣ−ＡＣ変換部２２０から出力される状態信号を走行用状態信号と呼ぶ。昇圧用状態信号および走行用状態信号は、信号取得部（図１の符号１０）を介して異常検出装置（図１の符号１００）へ供給される。
【００２９】
図１に戻り、正常範囲設定部２０は、状態信号の信号値に対してインバータの正常状態に対応した正常範囲を設定する。正常範囲の設定にあたり、正常範囲設定部２０は、正常範囲の設定値を表示部６０へ表示させるとともに、ユーザインターフェース部５０を介してユーザが行う設定値の変更操作に応じて正常範囲の設定値を変更する。
【００３０】
本異常検出装置１００が汎用のコンピュータによって実現される場合、表示部６０は、例えば、コンピュータのモニタに相当し、ユーザインターフェース部５０は、例えば、コンピュータのマウスやキーボードやタッチパネルに相当する。また、本異常検出装置１００が専用のハードウェア構成による専用装置として実現される場合、表示部６０は、例えば、装置に設けられた操作パネルに相当し、ユーザインターフェース部５０は、例えば、操作パネル上に設けられたスイッチなどに相当する。
【００３１】
図３は、正常範囲の設定操作を説明するための図である。以下、図１に示した部分には図１の符号を付して、正常範囲の設定操作を説明する。
【００３２】
図３の（Ａ）には、本異常検出装置１００が汎用のコンピュータによって実現される場合の表示部６０の一例が示されており、モニタ６０ａに表示される表示画像を示している。モニタ６０ａには、状態信号の正常範囲の設定値が表示されている。つまり、正常範囲の上限値と下限値が表示されている。なお、図３の（Ａ）では、複数のインバータに関する状態信号の正常範囲が示されている。つまり、ジェネレータ用のインバータに関する正常範囲（Ｇ−ＦＩＮＶ）、モータ用のインバータに関する正常範囲（Ｍ−ＦＩＮＶ）、リア用のインバータに関する正常範囲（Ｒ−ＦＩＮＶ）が示されている。
【００３３】
本実施形態の異常検出装置１００は、単体のインバータ２００の異常状態の検出だけではなく、複数のインバータを含むインバータユニット内の各インバータの異常状態を検出することができる。車両内においては、様々な機能を実現するために複数のインバータが用いられている。このため、車両によっては、複数のインバータを含んだインバータユニット（インバータアッシ）が利用される。インバータユニットには、ジェネレータ用のインバータ、モータ用のインバータ、リア用のインバータなどが含まれている。本実施形態の異常検出装置１００は、インバータユニット内の各インバータから状態信号を取得して各インバータの異常状態を検出することができる。このため、モニタ６０ａに表示される表示画像は、インバータユニット内の複数のインバータに関する正常範囲が表示される。
【００３４】
ユーザは、モニタ６０ａに表示される表示画像を見ながら、正常範囲の設定値を変更することができる。例えば、図３の（Ａ）において、ジェネレータ用のインバータに関する現状の正常範囲（Ｇ−ＦＩＮＶ）の上限値は８．０Ｖであり、下限値は５．０Ｖである。この上限値を変更したい場合、ユーザはマウスやキーボードなどを操作して、モニタ６０ａに表示されるＧ−ＦＩＮＶの上限値を変更する。これにより、ジェネレータ用のインバータに関する昇圧用状態信号と走行用状態信号の正常範囲の上限値が変更される。なお、モニタ６０ａに、昇圧用状態信号と走行用状態信号の各々の正常範囲を別々に表示させ、二つの状態信号の正常範囲を別々に設定可能な構成にしてもよい。
【００３５】
モータ用のインバータに関する正常範囲（Ｍ−ＦＩＮＶ）や、リア用のインバータに関する正常範囲（Ｒ−ＦＩＮＶ）についても、ユーザは、モニタ６０ａの表示内容を確認しながら設定値の変更操作を行うことができる。なお、図３の（Ａ）の表示画像は、あくまでも一例にすぎず、さらに別のインバータに関する正常範囲が示されてもよいし、各インバータの運動状態に関する他の情報などが表示されてもよい。
【００３６】
図３の（Ｂ）には、本異常検出装置１００が専用のハードウェア構成による専用装置として実現される場合の表示部６０およびユーザインターフェース部５０の一例である操作パネル６０ｂが示されている。操作パネル６０ｂは、異常検出装置１００の筐体の側面や上面などに設けられる。操作パネル６０ｂには、複数のインバータに関する状態信号の正常範囲の表示窓６４が設けられている。つまり、ジェネレータ用のインバータに関する正常範囲（Ｇ−ＦＩＮＶ）やモータ用のインバータに関する正常範囲（Ｍ−ＦＩＮＶ）の上限値および下限値を表示する表示窓６４が設けられている。さらに、各表示窓６４の直下には、スイッチ６２が設けられている。
【００３７】
ユーザは、表示窓６４に表示される正常範囲の設定値を見ながら、設定値を変更することができる。例えば、図３の（Ｂ）において、ジェネレータ用のインバータに関する現状の正常範囲（Ｇ−ＦＩＮＶ）の上限値は７．５Ｖであり、下限値は４．５Ｖである。この上限値を変更したい場合、ユーザは上限値の表示窓６４の直下にあるスイッチ６２を操作して、表示窓６４に表示されるＧ−ＦＩＮＶの上限値を変更する。これにより、ジェネレータ用のインバータに関する昇圧用状態信号と走行用状態信号の正常範囲の上限値が変更される。なお、昇圧用状態信号と走行用状態信号の各々の正常範囲を別々に表示させる表示窓６４と各表示窓６４に対応したスイッチ６２を設けて、二つの状態信号の正常範囲を別々に設定可能な構成にしてもよい。
【００３８】
モータ用のインバータに関する正常範囲（Ｍ−ＦＩＮＶ）についても、ユーザは、表示窓６４の表示内容を確認しながら対応するスイッチ６２によって設定値を変更することができる。なお、図３の（Ｂ）の操作パネル６０ｂは、あくまでも一例にすぎず、さらに別のインバータに関する正常範囲が示されてもよいし、各インバータの運動状態に関する他の情報などが表示されてもよい。
【００３９】
図１に戻り、異常検出部３０は、状態信号の信号値が設定された正常範囲を超える場合にインバータ２００が異常状態であると判断する。つまり、異常検出部３０は、信号取得部１０によって取得されるインバータ２００の状態信号を継続的に監視し、状態信号の電圧値が正常範囲設定部２０で設定された正常範囲の上限値または下限値を超えた場合に、インバータ２００が異常状態であると判断する。
【００４０】
そして、システム制御部４０は、インバータ２００が異常状態であると判断された場合に、インバータ２００の動作を停止させるとともに、バッテリシミュレータ３００とモータシミュレータ４００の動作も停止させる。
【００４１】
なお、複数のインバータ２００の試験を行う場合には、信号取得部１０において複数のインバータ２００から状態信号が取り込まれ、正常範囲設定部２０において各インバータ２００ごとに状態信号の正常範囲が設定され、異常検出部３０において各インバータ２００ごとに状態信号の電圧値が正常範囲を超える場合に異常状態であると判断する。そして、システム制御部４０は、異常状態であると判断されたインバータ２００の動作を停止させるとともに、バッテリシミュレータ３００とモータシミュレータ４００の動作も停止させる。
【００４２】
また、本実施形態において、モータシミュレータ４００に換えて、ＲＬ負荷などを利用してもよい。ＲＬ負荷は受動負荷であるため、インバータ２００が異常状態であると判断された場合に、システム制御部４０によってＲＬ負荷を停止させる制御を省略することができる。
【００４３】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る異常検出装置を利用したインバータ検査システムの全体構成図である。
【図２】インバータの内部構成を示す図である。
【図３】正常範囲の設定操作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  信号取得部、２０  正常範囲設定部、３０  異常検出部、４０  システム制御部、５０  ユーザインターフェース部、６０  表示部、１００  異常検出装置、２００  インバータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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