JPH09140001A - 電気車の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気車の走行用電動機の駆動制御に用いる情報
の検出手段故障時における電動機制御で、故障した情報
検出手段による電気車の操作感覚が変わらない制御装置
を提供する。 【解決手段】駆動情報の検出手段に異常があるかどうか
を判定する手段を設け異常時には正常な情報検出手段も
含め情報補助検出手段に切り換えて駆動制御を継続する
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動機の回転数や電
動機に流れる電流などから電動機の回転数やトルクを制
御する電気車に係り、前記回転数や電流などの情報検出
手段が故障した時、他の情報で電動機制御を継続する電
気車の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車などの制御では、例えば、特
開平3−277101 号公報のように回転数検出装置が故障し
た場合でも、回転数補助検出機能からの情報により電動
機の制御を継続することができる。また、三相電動機の
場合、各相に流れる電流を検出する電流検出機能のどれ
か一つが故障した場合でも、残りの二つの電流検出機能
の検出値から故障している電流検出手段が検出し得るで
あろう検出値を推定し制御を継続することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、回転検
出手段が故障した場合の回転数補助検出手段による駆動
制御に切り換えた時の電動機の制御と、電動機の電流検
出手段の一つが故障した場合、故障した電流検出手段の
相の電流を残りの相の電流から算出し、電動機の制御を
するのでは制御が異なるため、電気車の操作感覚が違っ
てくる。

【０００４】本発明の目的は、故障した情報検出手段に
より、電気車の操作感覚の違いが無い電気車の制御装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、異常と判
定されても情報補助検出手段用意されている情報検出手
段が故障した時は、同様に情報補助検出手段が用意され
ている情報検出手段もそれぞれ情報補助検出手段に切り
換えることにより達成される。

【０００６】情報補助検出手段が用意されている情報検
出手段の一部が故障した時も、電動機の制御を情報検出
手段が正常なものも含め、情報補助検出手段に切り換え
ることにより異常時の電動機制御、つまり電気車の操作
感覚を同じにすることが出来る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による電気車の制御
装置について、図示の実施例により詳細に説明する。

【０００８】図１は本発明の一実施例の電気車の制御装
置のブロック図である。

【０００９】制御装置４はマイクロコンピュータ６を中
心とする処理回路５とＩＧＢＴからなる電力変換装置８
から構成される。

【００１０】車両の運転者の意志はアクセル装置１とシ
フトポジションレバー２により処理回路５のマイクロコ
ンピュータ６に入力され信号処理される。

【００１１】制御装置４はアクセル装置１から出力され
るアクセル開度信号２５及びシフトポジションレバー２
より出力されるシフトポジション信号２６及び電動機９
の回転数から制御電流を決めた電動機制御処理２４に応
じてマイクロコンピュータ６から出力される制御信号２
７により、直流電源７からの直流電力を制御，変換し、
それを電動機９に供給して所望の回転速度または所望の
トルクで駆動させ、車両を走行させる。そして、その結
果を回転速度センサ１０ａ，１０ｂまたは電流センサ１
２ａ，１２ｂ，１２ｃから回転速度センサの帰還信号１
１ａ，１１ｂ及び電流センサの帰還信号１３ａ，１３
ｂ，１３ｃとして制御回路４を経てマイクロコンピュー
タ６に取り込み、電動機９の回転速度あるいはトルクが
所望の値になるようにマイクロコンピュータ６の電動機
制御処理２４で制御を行う。

【００１２】さらに、マイクロコンピュータ６には電動
機８の制御とともに回転速度センサの帰還信号１１ａ，
１１ｂ及び電流センサの帰還信号１３ａ，１３ｂ，１３
ｃの検出装置である回転速度センサ１０ａ，１０ｂ及び
電流センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの異常を回転速度セ
ンサの帰還信号の換算及び異常判定処理１６により回転
速度センサ異常信号２２あるいは電流センサの帰還信号
の換算及び異常判定処理１４により電流センサ異常信号
２１を出力し、検出機能切換判定処理２０に通知する。
検出機能切換判定処理２０は回転速度センサ異常信号２
２あるいは電流センサ異常２１により検出機能の切換鑑
定を行い、切換信号２３により回転速度検出手段切換処
理１９および、電流検出手段切換処理１８で情報補助検
出手段である車速センサ出力信号換算処理１７及び電流
センサ出力推定処理１５への処理の切り換えを行う。

【００１３】図２は回転速度センサの帰還信号の換算及
び異常判定処理１６の処理のブロック図である。

【００１４】電動機８に取り付けられた二つの回転速度
センサ１０ａ，１０ｂからの帰還信号１１ａ，１１ｂを
それぞれマイクロコンピュータ６に入力し、回転数検出
処理４１ａ，４１ｂで回転数情報４２ａ，４２ｂに換算
する。換算した回転数情報４２ａ，４２ｂを比較処理４
３で比較し、その差が一定値以上であれば回転速度セン
サ異常信号２１を出力する。また、回転数情報４２ａは
電動機制御処理２４に入力される回転数情報３０として
電動機制御に使用する。

【００１５】図３は電流センサの帰還信号の換算及び異
常判定１４の処理のブロック図である。

【００１６】電力供給ケーブル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ
に取り付けてある電流センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃか
らの帰還信号１３ａ，１３ｂ，１３ｃをそれぞれマイク
ロコンピュータ６に入力し、電流値換算処理５１ａ，５
１ｂ，５１ｃで電流値情報２８ａ，２８ｂ，２８ｃに換
算する。換算した電流値情報２８ａ,２８ｂ,２８ｃを合
計し電流センサ異常判定処理５２で判定し、「≒０」で
なければ電流センサ異常信号２２を出力する。また、電
流値情報２８ａ，２８ｂ，２８ｃは電動機制御処理２４
に入力される電流値情報２８として電動機制御に使用す
る。

【００１７】次に補助情報検出機能である車速センサの
出力パルスの回転数換算処理１７及び電流センサの出力
推定処理１５について説明する。

【００１８】図４は車速センサの出力パルスの回転数換
算処理１７の処理のブロック図である。

【００１９】マイクロコンピュータ６に入力されたシフ
トポジション信号２６をシフトポジション判定処理６１
で判定し、車両が前進しようとしているか後退しようと
しているかを判定する車両進行方向信号６５を検出す
る。一方、車速センサの出力パルス３３を車速センサ出
力パルス回転数換算処理６２で回転数換算情報６４に換
算する。車速センサ出力パルス回転数換算処理６２で換
算された回転数換算情報６４に回転数決定処理５３でシ
フトポジション判定処理６１の出力である、車両進行方
向信号６５で符号を追加しマイクロコンピュータ６の電
動機制御処理２４の回転数換算情報３１とする。

【００２０】図５は車速センサの出力パルスの回転数換
算処理１７の処理手順を示したフローチャートである。

【００２１】マイクロコンピュータ６が検出した車速セ
ンサの出力パルス数を判定する(S1)。

【００２２】判定した結果出力パルス数が１より少ない
場合、すなわち、０だった場合には検出した車速センサ
の出力パルスに１を代入する（Ｓ２）。

【００２３】検出された車速センサの出力パルス数を電
動機９の回転数に換算し（Ｓ３）、シフトポジション信
号を判定する（Ｓ４）。判定した結果、シフトポジショ
ン信号２６がＲレンジ（後退）だった場合、Ｓ３で換算
した回転数に−１を掛け合わせ符号を逆転させる（Ｓ
５）。

【００２４】以上の処理を行うことにより、車速センサ
の出力パルス３３を電動機の回転数に換算し、回転数換
算情報３１を算出することができる。

【００２５】図６は電流センサの出力推定処理１５の処
理手順を示したフローチャートである。

【００２６】異常を起こした電流センサがＵ相のものか
判定して（Ｓ６）、Ｕ相が異常と判定された場合、正常
であるＶ相，Ｗ相の電流センサの電流値のみを入力し
(Ｓ７)、入力したＶ相，Ｗ相の電流値からＵ相の電流値
を算出する（Ｓ８）。

【００２７】Ｖ相，Ｗ相が異常を起こした場合も、この
ように正常な残り二つの電流センサの出力から異常を起
こした電流センサの電流値を算出する（Ｓ９〜Ｓ１
４）。

【００２８】次に、本発明の特徴である検出機能切換判
定処理について説明する。

【００２９】図７は検出機能切換判定処理２０のフロー
チャートである。

【００３０】処理の先頭で異常を起こした箇所が回転速
度センサ１０ａ，１０ｂあるいは電流センサ１２ａ，１
２ｂ，１２ｃであるかどうか判定する（Ｓ１５）。

【００３１】電流センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが異常
を起こした場合、異常を起こした電流センサの特定処理
を行う（Ｓ１６）。異常電流センサの特定が終了する
か、もしくは回転速度センサ１０ａ，１０ｂが異常の場
合、情報補助検出手段の初期値設定を行い（Ｓ１７）初
期値設定終了後、切換信号２３を出力する（Ｓ１８）。
すなわち、回転速度センサの帰還信号の換算及び異常検
出処理１６または電流センサの帰還信号の換算及び異常
検出処理１４で、検出された回転速度センサ異常情報２
１または電流センサ異常情報２２は検出機能切換判定処
理２０に通知される。検出機能切換判定処理２０では回
転速度センサ異常情報２１，電流センサ異常信号２２が
どのような異常かを判定し、切換可能な異常と判定した
場合、切換信号２３によって回転速度センサの帰還信号
の換算及び異常検出処理１６または電流センサの帰還信
号の換算及び異常検出処理１４を回転速度検出手段切換
処理１９，電流検出手段切換処理１８に伝わり、車速セ
ンサの出力パルスの回転数換算処理１７または電流セン
サの出力推定処理１５に切り換える。

【００３２】従って、このような構成とし、電気車の駆
動制御に必要な情報を検出する情報検出手段のいずれか
が異常を起こしても異常を起こした情報検出手段以外の
情報検出手段も情報補助検出手段に切り換えることによ
り、故障時の電動機制御を統一して故障モードにより電
気車の操作感覚が異なることを防止することができる。

【００３３】この実施例ではソフトウェアによる判定で
切り換えを行っているが、ハードウェアによる切り換え
としても同じ様な効果があげられる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の電気車の制御装置によれば、電
気車の電動機の駆動制御に必要な情報の情報検出手段が
故障した場合、正常な情報検出手段も含め全て情報検出
手段を情報補助検出手段に切り換え、故障モードによら
ず故障時の電動機制御を同じにして、操作感覚の違いか
らくる使用者の不安感を軽減する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電気車の制御装置の一実施例のブ
ロック図。

【図２】本発明の一実施例における回転速度センサの帰
還信号の換算及び異常判定処理のブロック図。

【図３】本発明の一実施例における電流センサの帰還信
号の換算及び異常判定処理のブロック図。

【図４】本発明の一実施例における車速センサの出力パ
ルスの回転数換算処理のブロック図。

【図５】本発明の一実施例における車速センサからの出
力パルスの回転数換算処理のフローチャート。

【図６】本発明の一実施例における電流センサの出力推
定処理のフローチャート。

【図７】本発明の一実施例における切換判定処理のフロ
ーチャート。

【符号の説明】

１…アクセル装置、２…シフトポジションレバー、３…
車速センサ、４…制御装置、５…処理回路、６…マイク
ロコンピュータ、７…直流電源、８…電力変換装置、９
…電動機、１０ａ，１０ｂ…回転速度センサ、１２ａ，
１２ｂ，１２ｃ…電流センサ、１４…電流センサ帰還信
号換算及び異常検出処理、１５…電流センサ出力推定処
理、１６…回転速度センサ帰還信号換算及び異常検出処
理、１７…車速センサ出力信号換算処理、１８…電流検
出手段切換処理、１９…回転速度検出手段切換処理、２
０…検出手段切換判定処理、２４…電動機制御処理、２
８…電流値情報、２９…推定電流値情報、３０…回転数
情報、３１…回転数換算情報、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ
…電力供給ケーブル、３３…車速パルス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気車の走行用の電動機と、前記電動機の
   駆動制御を行う制御装置と、駆動制御を行うための情報
   検出手段とを備え、前記制御装置が前記情報検出手段の
   異常を判定する異常判定手段と、異常と判定された情報
   検出手段に代わる情報補助検出手段により駆動制御を行
   う補助制御手段とを有する電気車の制御装置において、
   前記情報検出手段は複数有りいずれの手段に異常が発生
   しても、前記制御装置は駆動制御を複数の補助検出手段
   を使った補助制御手段による駆動制御に切り換えること
   を特徴とする電気車の制御装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記情報検出手段の少
   なくとも一つは前記電動機の電流を検出する複数の手段
   であり、前記異常判定手段により前記電流検出手段のい
   ずれかが異常と判定された場合、前記情報補助検出手段
   は残りの正常な電流検出手段から異常と判定された電流
   検出手段の相の電流を算出する手段である電気車の制御
   装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記情報検出手段の少
   なくとも一つは前記電動機の回転数を検出する手段であ
   り、前記異常判定手段により前記回転数検出手段が異常
   と判定された時の前記情報補助検出手段は、車速計の指
   示に使用する車速センサと前後進を切り換えるシフトレ
   バーの位置信号により前記電動機の回転数と回転方向を
   算出する手段である電気車の制御装置。