JPH1023601A

JPH1023601A - 電気自動車のモータ制御装置

Info

Publication number: JPH1023601A
Application number: JP17049396A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Yoshihara; 重之吉原; Yasuro Matsunaga; 康郎松永
Original assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23
Anticipated expiration: 2016-06-28
Also published as: JP3380115B2

Abstract

(57)【要約】【課題】モータの制御部の動作確認時におけるモータ駆
動リレーの遮断を防止する。【解決手段】メイン制御部11およびサブ制御部12は、Ｔ
ＰＣ21からのトルク指令を受けてモータ制御のための演
算をそれぞれ行い、その演算結果が同じであるか否かを
確認する。通常運転時においては各制御部から出力され
るマスク信号を“Ｈ”に設定しておき、前記演算結果が
異なる場合等の異常発生時にリレーカット信号を“Ｈ”
にすることによりモータ駆動リレー24を遮断するが、動
作確認時においては各制御部からのマスク信号を“Ｌ”
に設定して、モータ駆動リレー24の遮断動作を強制的に
禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気自動車のモータ
制御装置に係わり、特にモータ駆動用の制御部の動作確
認時におけるモータ駆動リレーの遮断を防止する技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気自動車のモータ制御装置にお
いて、モータの通常運転時における異常発生を監視し、
異常時にモータの通電を遮断して運転を停止させるフェ
ールセーフ回路を含むと共に、該監視の機能も含めたモ
ータの制御動作が正常に行なわれるか否かの動作確認
を、モータ運転前に行なうものがある。

【０００３】この動作確認は、例えば図５に示すよう
に、モータ駆動前のイグニッションスイッチをオンにし
たとき等にモータの駆動制御を行なうメイン制御部51
と、該メイン制御部監視用のサブ制御部52とに動作確認
用の信号を入力して回路を作動させることにより行なっ
ているが、このとき前記フェールセーフ回路が作動して
モータ駆動リレーを遮断する信号（リレーカット信号）
が出力されることがある。このようにモータの通電を遮
断する信号が出力されると、モータ駆動リレーＯＮを条
件とする他の診断が行なえなくなる等の不都合を生じる
ので、該動作確認中は該モータ駆動リレーが遮断されな
いようにマスクしている。

【０００４】即ち、メイン制御部51およびサブ制御部52
からの出力をＯＲ回路54に入力し、その出力をＡＮＤ回
路55に入力する一方、他の制御系56から出力されるモー
タ駆動リレーの遮断動作を禁止させるための信号（マス
ク信号）をＡＮＤ回路55に入力する。尚、この入力は通
信により行なっている。そして、ＯＲ回路54の出力と他
の制御系56からの出力との比較結果をリレーカット信号
としてモータ駆動リレーに出力している。

【０００５】そして、動作確認時には、他の制御系56か
らのマスク信号を“Ｌ”に切り換えることによりモータ
駆動リレーの遮断動作を禁止する。この場合、各制御部
51,52 における演算結果の比較処理を行なっているとき
や、異常発生時のリレーカット信号出力の動作確認を行
なっているときに、各制御部から出力されるノイズ信号
や動作確認信号がリレーカット信号として出力され、こ
れがＯＲ回路54に入力されると、ＯＲ回路54の出力が
“Ｈ”となってＡＮＤ回路55に入力されることになる。
しかし、ＡＮＤ回路55の他方の入力信号であるマスク信
号は“Ｌ”であるため、モータ駆動リレーが遮断される
ことを禁止することができる。

【０００６】次に、他のモータ制御装置の従来例を説明
する。図６に示すモータ制御装置は、リレー素子の動作
特性を利用することにより、メイン制御部61およびサブ
制御部62の動作確認時に発生するリレーカット信号によ
ってモータ駆動リレーが遮断されることを防止したもの
である。この種のリレーでは、例えば、接続されている
リレーが通電状態である場合には、リレーカット信号が
約50msec以上“Ｈ”で持続するとリレーが遮断状態とな
る一方、リレーカット信号が約５msec以上“Ｌ”になる
と通電状態となる。

【０００７】このようなリレーの動作特性を利用して、
例えば、モータ駆動リレーが通電状態であるときに、メ
イン制御部61またはサブ制御部62からのリレーカット信
号を、モータ駆動リレーが遮断動作し始める“Ｈ”持続
時間に達する前に“Ｌ”にすることにより、各制御部の
動作確認時等におけるモータ駆動リレーの遮断動作を防
止することができる。

【０００８】実際の動作確認時には、メイン制御部61お
よびサブ制御部62の動作確認処理を複数回に分割し、１
回当たりの動作確認処理量を軽減させ、リレーカット信
号の“Ｈ”持続時間を短縮することにより行っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す他の制御系56からモータ駆動リレーの遮断動作を制
限する構成においては、他の制御系56のマスク回路の動
作確認が行われないため、動作の信頼性確保が難しくな
る可能性があり、また、他の制御系56からの信号は通信
によりＡＮＤ回路55に入力しているため、通信の立ち上
げ時間および通信自体に時間がかかり、処理の高速化を
困難にしている。

【００１０】一方、図６に示すリレーの動作特性を利用
する構成においては、一回一回短時間の信号を出力して
動作確認を行うことになるため、動作確認に多くの時間
を要する。そして動作確認する箇所が多くなるに従い動
作確認時間も長くなる。そこで、動作確認時間をできる
だけ短縮するために、動作確認用の信号のパルス幅を短
く設定することが考えられる。しかし、このようにして
パルス幅を短く設定すると、例えば動作確認時に発生す
るノイズ信号内の個々の“Ｌ”領域をノイズとして認識
することがあり、該信号を連続した“Ｈ”領域であると
判断して、モータ駆動リレーを誤動作させる可能性があ
る。

【００１１】そこで本発明は、このような従来の問題点
に鑑み、モータの制御部の動作確認時におけるモータ駆
動リレーの遮断を防止した電気自動車のモータ制御装置
を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、図１に示すように、モー
タの駆動をリレーにより制御するためのリレー制御信号
を出力するメイン制御部11と、該メイン制御部11と同等
な機能を有するメイン制御部監視用のサブ制御部12と、
前記メイン制御部またはサブ制御部の少なくとも一方に
異常が検出されたときにリレー遮断信号を出力して前記
リレーを遮断させるリレー遮断手段13と、前記リレー遮
断機能を含むモータ制御の動作確認を行なう動作確認手
段14と、を含んで構成される電気自動車のモータ制御装
置において、前記メイン制御部11および前記サブ制御部
12内にそれぞれ備えられ、前記動作確認手段14による動
作確認時にマスク信号を発生するマスク信号発生手段15
と、前記メイン制御部11と前記サブ制御部12の両方から
マスク信号が出力されたときのみに、前記リレー遮断手
段13によるリレーの遮断動作を禁止するマスク制御手段
16と、を含むようにした。

【００１３】請求項２に記載の発明は、前記メイン制御
部および前記サブ制御部に接続される出力回路の信号
を、メイン制御部およびサブ制御部にフィードバックし
て、該信号の動作を確認するフィードバック確認手段を
備えるようにした。請求項３に記載の発明は、前記フィ
ードバック確認手段は、前記出力回路の複数箇所の信号
を、それぞれ前記メイン制御部および前記サブ制御部に
個別にフィードバックして、該信号の動作確認を行なう
ようにした。

【００１４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、メイン
制御部およびサブ制御部の両方からマスク信号を出力さ
せたときに、強制的にモータ駆動リレーの遮断動作を禁
止する構成としたため、通常動作時に一方の制御部のマ
スク信号が誤って出力された場合においてもマスクされ
ることなく、モータ駆動リレーの遮断動作が妨げられる
ことはない。

【００１５】また、マスク発生手段を各制御部内に備え
るようにしたため、マスク信号の処理を外部通信で行な
う必要がなく、動作確認処理の高速化を図ることができ
ると共に、動作確認時にマスク信号発生手段の動作確認
を合わせて行うことができるため、モータ制御装置の信
頼性をより向上させることができる。請求項２に記載の
発明によれば、メイン制御部およびサブ制御部からの出
力信号と後続の回路の出力信号とを照合して、これら後
続の回路の異常を検出することができるため、モータ制
御装置全体の信頼性をより向上させることができる。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、前記後続
の回路の異常箇所を個別に確認することができ、より詳
細な動作確認を行うことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図２
〜図４に基づいて説明する。まず、第１の実施の形態に
おけるモータ制御装置の構成を図２に示した。本実施の
形態におけるモータ制御装置は、アクセル開度，車速等
に応じて設定されるＴＰＣ(Torque Processing Control
er)21 からのトルク指令に基づいて、目標とするトルク
に応じたモータ電流等をマイコンにより演算してモータ
22を制御するメイン制御部11と、メイン制御部11の演算
と同じ内容の演算を行い、該演算結果とメイン制御部11
の演算結果とを比較することによりメイン制御部11の動
作を監視するサブ制御部12と、がオンボードで形成さ
れ、メイン制御部11とサブ制御部12とを高速交信可能な
ＤＰＲＡＭ(Dual Port RAM)23 を介して接続している。
メイン制御部11は、所定の条件でモータ駆動リレー24を
オン・オフ制御すると共に、前記トルクに応じたモータ
電流をインバータＩＮＶ25により発生させ、モータ22の
駆動を制御している。

【００１８】そして、メイン制御部11からはＩＮＶ25に
より前記トルク指令に応じたモータ電流を発生させるた
めのモータ駆動信号と、後述する動作確認中にモータ駆
動リレー24の遮断動作を禁止するマスク信号と、異常発
生時にモータ駆動リレー24を遮断させるためのリレーカ
ット信号とを出力する一方、サブ制御部12からは、同様
のマスク信号とリレーカット信号とを出力している。

【００１９】ここにおいて、マスク信号は、モータ駆動
リレー24の遮断動作を禁止するとき“Ｌ”となり、その
以外のときは“Ｈ”となる。また、リレーカット信号
は、異常発生時にモータ駆動リレー24を遮断させるため
“Ｈ”となり、それ以外のときは“Ｌ”となる。これら
のメイン制御部11およびサブ制御部12からのマスク信号
をＯＲ回路26に入力する一方、両制御部からのリレーカ
ット信号をＯＲ回路27に入力する。そして、ＯＲ回路26
の出力とＯＲ回路27の出力とをＡＮＤ回路28に入力し、
このＡＮＤ回路28の出力信号をモータ駆動リレー24のｃ
端子に出力している。

【００２０】また、ＯＲ回路27の出力およびＡＮＤ回路
28の出力を、ＯＲ回路29に入力し、該ＯＲ回路29の出力
をメイン制御部11およびサブ制御部12にフィードバック
する構成となっている。また、モータ22は、モータ駆動
リレー24のｃ端子における信号が“Ｌ”状態で、ａ−ｂ
端子間が通電されているときに駆動状態となり、ｃ端子
が“Ｈ”状態のときには、ａ−ｂ端子間が遮断されて停
止状態となる。

【００２１】図３にモータ駆動リレー24の具体的な内部
構成を示した。モータ駆動前のモータ制御装置の作動直
後は、モータ駆動カット用のリレー31の接点は常時ＯＮ
に、また他のモータ駆動カット用のリレー32,33,34,35
の接点は常時遮断するように設定されている。これによ
り、制御装置を作動させたときにモータ駆動リレー24の
ａ−ｂ間が通電され、ＩＮＶ25によりモータ22への電流
が流れる。

【００２２】かかるモータ制御装置の作用を以下に説明
する。モータ22をＴＰＣ21からのトルク指令に基づいて
適正に制御するために、まずモータ制御装置自体の動作
確認を行なう。この動作確認処理は、例えばイグニッシ
ョンスイッチをオンにしたとき等のモータの非駆動時に
行うが、その際、各制御部11,12 からノイズ信号や動作
確認信号が出力されることになる。この信号によってモ
ータ駆動リレー24が誤って遮断され、モータ22への電流
が遮断されることを防止する必要がある。

【００２３】そこで、前記動作確認中はメイン制御部11
とサブ制御部12の両方からマスク信号を“Ｌ”としてＯ
Ｒ回路26に入力し、ＯＲ回路26からのマスク信号“Ｌ”
をＡＮＤ回路28に入力することにより、モータ駆動リレ
ー24の遮断動作、即ち、リレー31の遮断動作を禁止する
ようにした。このようにマスク信号が“Ｌ”の状態で、
メイン制御部11およびサブ制御部12は、ＴＰＣ21からの
動作確認の指令を受けて、モータ22を制御する信号を各
制御部11,12 内のマイコンにより演算する。このとき各
制御部11,12 は、それぞれのマイコンの演算結果をＤＰ
ＲＡＭ23を通じて比較し、それらの演算結果が同じであ
るか否かを確認する。

【００２４】また、各制御部内部の各素子の動作、およ
び供給電圧，電流等についてもメイン制御部11およびサ
ブ制御部12で分担して正常か否かを確認する。このと
き、メイン制御部11およびサブ制御部12の演算結果が相
違したり、各制御部内部、または、出力されるマスク信
号自体に異常が検出されたときは、モータ制御装置のシ
ャットダウンプロシージャーを、例えば、異常が検出さ
れた制御部から実行してモータ制御を停止する。尚、こ
のシャットダウンプロシージャーの実行は、各制御部1
1,12 に接続された図示しない他の制御系から行なって
もよい。つまり、異常が生じたときにはモータの駆動を
行うことができない状態にすればよい。

【００２５】一方、メイン制御部11およびサブ制御部12
の演算結果が同じで、且つ各制御部内部に異常が検出さ
れなかったときは、正常であったことを各制御部11,12
において認識し、次のフィードバック処理に移る。フィ
ードバック処理では、まず、各制御部11,12 から動作確
認信号として出力されたリレーカット信号をＯＲ回路27
に入力し、ＯＲ回路27の出力をＯＲ回路29に入力する。
また、ＯＲ回路27からの出力をＡＮＤ回路28に入力し、
マスク信号を短い時間だけ“Ｈ”にすることにより得ら
れるＡＮＤ回路28の出力をＯＲ回路29に入力する。この
ＯＲ回路29の出力を各制御部11,12 それぞれにフィード
バックすることにより、各制御部11,12 に接続されてい
る回路の異常を検出する。各制御部11,12 から出力され
た動作確認信号に適応した信号がＯＲ回路29で得られな
い場合は、異常が検出されたと判断して、前記同様にモ
ータ制御装置のシャットダウンプロシージャーを実行し
てモータ制御を停止する。

【００２６】上記の動作確認時においては、メイン制御
部11およびサブ制御部12の比較処理、および各制御部1
1,12 に接続された回路の動作確認処理により、ノイズ
信号や動作確認信号が発生することになる。これらの信
号は、各制御部が正常な場合でもリレーカット信号とし
て出力されることになるので、該リレーカット信号によ
りリレー31が誤って遮断されることを防止する必要があ
る。

【００２７】そこで、本実施の形態においては、両方の
制御部からのマスク信号を“Ｌ”に設定して動作確認処
理を行なうことにより、動作確認時におけるリレーカッ
ト信号によるかかる誤動作を防止している。また、マス
ク信号を各制御部から出力する構成とすることにより、
通信により他の制御系からマスク信号を出力するものと
は異なり、通信の立ち上げ時間や通信自体による処理速
度の低下を回避することができ、動作確認処理の高速化
を図ることができる。

【００２８】さらに、前述のフィードバック処理におけ
るＡＮＤ回路28の出力をＯＲ回路29に入力する時以外
は、リレーカット信号の“Ｈ”状態の出力を、リレー誤
動作防止のためにリレーが動作し始める“Ｈ”持続時間
に達する前に停止させる必要はなく、動作確認のための
信号を短時間でまとめて出力することができ、いち早く
動作確認処理を終了させることができる。

【００２９】以上が動作確認のための処理であるが、通
常のモータ駆動時においてはマスク信号を“Ｈ”に設定
して、メイン制御部11の演算結果とサブ制御部12の演算
結果とを比較する。それらの演算結果が異なる場合に異
常が発生したと判断し、異常を検出した制御部からリレ
ーカット信号を“Ｈ”として出力し、ＯＲ回路27および
ＡＮＤ回路28を介してモータ駆動リレー24のｃ端子に出
力することにより、リレー31を遮断してモータ22を停止
させる。

【００３０】また、このような通常のモータ駆動時にお
いて、一方の制御部からのマスク信号が異常により
“Ｌ”が出力された場合においても、各制御部からのマ
スク信号がＯＲ回路26に入力されることにより、ＡＮＤ
回路28において誤ってマスク処理されることはなく、モ
ータ駆動リレー24を確実に遮断することができる。以上
説明したように、本実施の形態においては、動作確認時
に各制御部から出力されるノイズ信号や動作確認信号等
のリレーカット信号により、誤ってリレーが遮断される
ことをマスク処理することにより防止すると共に、通常
のモータ駆動時において、実際に異常が発生したとき
に、各制御部から出力されるリレーカット信号により確
実にリレーを遮断させることができる。

【００３１】次に、後続の回路の異常発生を発生箇所ま
で区別して把握することができる第２の実施の形態につ
いて説明する。図４は本実施の形態における構成図で、
図２のフィードバック機構をＯＲ回路29を介さずに直接
メイン制御部11およびサブ制御部12にフィードバックし
て、各制御部からの出力信号と後続の回路の出力信号と
を照合する構成としている。

【００３２】かかる構成により、ＯＲ回路27、ＡＮＤ回
路28の出力状態がメイン制御部11およびサブ制御部12に
個別に入力されるため、異常の発生箇所まで区別して把
握することができ、修繕作業をより簡便化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図。

【図２】第１の実施の形態におけるモータ制御装置の
構成図。

【図３】リレー装置の構成を示す図。

【図４】第２の実施の形態のおけるモータ制御装置の
構成図。

【図５】他の制御系からのマスク信号を入力するモー
タ制御装置の構成図。

【図６】リレー素子の特性を利用したモータ制御装置
の構成図。

【符号の説明】

11 メイン制御部 12 サブ制御部 13 リレー遮断手段 14 動作確認手段 15 マスク信号発生手段 16 マスク制御手段 22 モータ 24 モータ駆動リレー 26,27 ＯＲ回路 28 ＡＮＤ回路 31 リレー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松永康郎神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの駆動をリレーにより制御するため
のリレー制御信号を出力するメイン制御部と、該メイン制御部と同等な機能を有するメイン制御部監視
用のサブ制御部と、前記メイン制御部またはサブ制御部の少なくとも一方に
異常が検出されたときにリレー遮断信号を出力して前記
リレーを遮断させるリレー遮断手段と、前記リレー遮断機能を含むモータ制御の動作確認を行な
う動作確認手段と、を含んで構成される電気自動車のモ
ータ制御装置において、前記メイン制御部および前記サブ制御部内にそれぞれ備
えられ、前記動作確認手段による動作確認時にマスク信
号を発生するマスク信号発生手段と、前記メイン制御部と前記サブ制御部の両方からマスク信
号が出力されたときのみに、前記リレー遮断手段による
リレーの遮断動作を禁止するマスク制御手段と、を含む
ことを特徴とする電気自動車のモータ制御装置。
【請求項２】前記メイン制御部および前記サブ制御部に
接続される出力回路の信号を、メイン制御部およびサブ
制御部にフィードバックして、該信号の動作を確認する
フィードバック確認手段を備えた請求項１に記載の電気
自動車のモータ制御装置。
【請求項３】前記フィードバック確認手段は、前記出力
回路の複数箇所の信号を、それぞれ前記メイン制御部お
よび前記サブ制御部に個別にフィードバックして、該信
号の動作確認を行なうものである請求項２に記載の電気
自動車のモータ制御装置。