JPH0591601A - 車両用電動機の制御装置 - Google Patents
車両用電動機の制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気自動車用駆動システムに於いて、故障発
生時、トラブルを拡大することなく、安全に停止、又は
走行が可能な駆動システムを提供すること。 【構成】 通常は、ベクトル制御回路４により、インバ
ータ３を回転速度センサ２からのフィードバックによる
ベクトル制御し、車両推進用の誘導電動機１を駆動す
る。そして回転速度センサ２に異常が発生し、異常検出
回路８から異常信号が出力されると切換回路７が動作
し、Ｖ／ｆ制御回路５によりインバータ３が制御される
ようにする。 【効果】 回転速度センサ２が故障しても、自動車を安
全に停止、又は走行させることができる効果がある。
生時、トラブルを拡大することなく、安全に停止、又は
走行が可能な駆動システムを提供すること。 【構成】 通常は、ベクトル制御回路４により、インバ
ータ３を回転速度センサ２からのフィードバックによる
ベクトル制御し、車両推進用の誘導電動機１を駆動す
る。そして回転速度センサ２に異常が発生し、異常検出
回路８から異常信号が出力されると切換回路７が動作
し、Ｖ／ｆ制御回路５によりインバータ３が制御される
ようにする。 【効果】 回転速度センサ２が故障しても、自動車を安
全に停止、又は走行させることができる効果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両推進用原動機に誘
導電動機を用いた車両の制御装置に係り、特に電気自動
車用に好適な車両用電動機の制御装置に関する。
導電動機を用いた車両の制御装置に係り、特に電気自動
車用に好適な車両用電動機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車においては、車両の高速化及
び車両性能向上のため、複数の車輪を独立に駆動するこ
とが求められ、併せて高信頼性のシステムとすることが
必要不可欠である。そこで、近年、車両推進用にインバ
ータ駆動の誘導電動機を用い、これを、高速で、しかも
高精度に制御するため、ベクトル制御する方式の電気自
動車が広く用いられるようになってきた。
び車両性能向上のため、複数の車輪を独立に駆動するこ
とが求められ、併せて高信頼性のシステムとすることが
必要不可欠である。そこで、近年、車両推進用にインバ
ータ駆動の誘導電動機を用い、これを、高速で、しかも
高精度に制御するため、ベクトル制御する方式の電気自
動車が広く用いられるようになってきた。
【０００３】なお、この種の装置として、関連するもの
としては、特開昭５６−６６１０１号、特開昭５７−１
７７２０３号、特開昭６０−５５０４７７号、特開昭６
３−８７１９２号、或いは特開平２−１９７２８４号の
各公報の開示を挙げることができる。
としては、特開昭５６−６６１０１号、特開昭５７−１
７７２０３号、特開昭６０−５５０４７７号、特開昭６
３−８７１９２号、或いは特開平２−１９７２８４号の
各公報の開示を挙げることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、どんなシス
テムでも、故障発生の確率は有限であるから、電気自動
車の駆動システムに於いても、故障の発生を想定し、ど
のような場合でも安全に停止でき、さらには走行も可能
なシステムを供給する必要がある。
テムでも、故障発生の確率は有限であるから、電気自動
車の駆動システムに於いても、故障の発生を想定し、ど
のような場合でも安全に停止でき、さらには走行も可能
なシステムを供給する必要がある。
【０００５】しかして、上記のベクトル制御のために
は、回転速度センサが必要不可欠なものとなっている。
従って、この回転速度センサに故障が発生するとベクト
ル制御は制御不能になり、誘導電動機のトルクが異常に
なって、車両の走行に危険な事態を生じる。
は、回転速度センサが必要不可欠なものとなっている。
従って、この回転速度センサに故障が発生するとベクト
ル制御は制御不能になり、誘導電動機のトルクが異常に
なって、車両の走行に危険な事態を生じる。
【０００６】また、電動機に電源を供給するインバータ
に於いても、それを構成する素子等が有限寿命品である
ことから、故障の発生が不可避である。そして、インバ
ータ故障時に於ても制御不能・駆動不能となり、危険な
事態となる。しかるに、従来技術では、回転速度センサ
の異常やインバータの異常による車両での危険発生の虞
れについて充分な配慮がされておらず、以下に列挙する
種々の問題があった。
に於いても、それを構成する素子等が有限寿命品である
ことから、故障の発生が不可避である。そして、インバ
ータ故障時に於ても制御不能・駆動不能となり、危険な
事態となる。しかるに、従来技術では、回転速度センサ
の異常やインバータの異常による車両での危険発生の虞
れについて充分な配慮がされておらず、以下に列挙する
種々の問題があった。
【０００７】 高精度に速度及びトルクを制御するた
め、回転速度センサの出力をフィードバックし、これに
よりベクトル制御している。従って回転速度センサは必
要不可欠であり、回転速度センサ故障時には、トルクの
過大・過小、或いはマイナストルクの発生、及び電流・
電力の安定な制御が不能になるなどの事態を生じ、車両
の運転が危険な状態となるという問題があった。
め、回転速度センサの出力をフィードバックし、これに
よりベクトル制御している。従って回転速度センサは必
要不可欠であり、回転速度センサ故障時には、トルクの
過大・過小、或いはマイナストルクの発生、及び電流・
電力の安定な制御が不能になるなどの事態を生じ、車両
の運転が危険な状態となるという問題があった。
【０００８】 電動機に電源を供給するインバータの
故障時には、過電流・欠相などにより駆動力不足又は停
止等の現象が生じ、制御不能・駆動不能となって車両と
し危険な状態となるという問題があった。
故障時には、過電流・欠相などにより駆動力不足又は停
止等の現象が生じ、制御不能・駆動不能となって車両と
し危険な状態となるという問題があった。
【０００９】 外乱などによる誤信号に弱く、不要に
インバータを停止させ、信頼性に乏しい駆動システムに
なってしまうという問題があった。
インバータを停止させ、信頼性に乏しい駆動システムに
なってしまうという問題があった。
【００１０】 車両を高精度に制御するために、複数
の車輪を独立して駆動する駆動システムでは、一方の駆
動システムが故障した場合、他方との駆動システムとの
間に大きな負荷アンバランスが発生する。例えば、一方
が駆動力零になった場合、他方の駆動システムで全トル
クを負担することになる。また、一方が駆動力過大とな
った場合、他方はトルクが減少する。何れの場合でも大
きな負荷アンバランスとなり、車両運行上、ハンドル操
作を含め危険な状態となるという問題があった。
の車輪を独立して駆動する駆動システムでは、一方の駆
動システムが故障した場合、他方との駆動システムとの
間に大きな負荷アンバランスが発生する。例えば、一方
が駆動力零になった場合、他方の駆動システムで全トル
クを負担することになる。また、一方が駆動力過大とな
った場合、他方はトルクが減少する。何れの場合でも大
きな負荷アンバランスとなり、車両運行上、ハンドル操
作を含め危険な状態となるという問題があった。
【００１１】本発明の目的は、回転速度センサ故障時に
車両を安全に停止させ、さらには走行の継続をも可能に
する車両用電動機の制御装置を提供することにある。
車両を安全に停止させ、さらには走行の継続をも可能に
する車両用電動機の制御装置を提供することにある。
【００１２】また、本発明の他の目的は、インバータ故
障時に過大又は過小のトルクや電流を発生することな
く、常に安全に車両を停止させることができる車両用電
動機の制御装置を提供することにある。
障時に過大又は過小のトルクや電流を発生することな
く、常に安全に車両を停止させることができる車両用電
動機の制御装置を提供することにある。
【００１３】さらに本発明の別の目的は、誤信号を判定
し、常に安定した走行得られるようにした車両用電動機
の制御装置を提供することにある。
し、常に安定した走行得られるようにした車両用電動機
の制御装置を提供することにある。
【００１４】そして、さらに本発明の別の目的は、負荷
アンバランスを生じたときにも常に安全運転が可能な車
両用電動機の制御装置を提供することにある。
アンバランスを生じたときにも常に安全運転が可能な車
両用電動機の制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の１では、回転速度センサに異常が発生した
ら、インバータの制御をベクトル制御状態から、回転速
度フィードバックが不要なＶ／ｆ制御に切換えるように
したものである。
め、本発明の１では、回転速度センサに異常が発生した
ら、インバータの制御をベクトル制御状態から、回転速
度フィードバックが不要なＶ／ｆ制御に切換えるように
したものである。
【００１６】また、前記目的を達成するため、本発明の
２では、常時、インバータの制御状態を逐次記憶して行
くドライブレコーダを設け、回転速度センサに異常が発
生したら、回転速度センサの信号を用いずに、そのとき
ドライブレコーダに記憶されていたデータによりベクト
ル制御の初期条件を設定して動作を継続するようにした
ものである。
２では、常時、インバータの制御状態を逐次記憶して行
くドライブレコーダを設け、回転速度センサに異常が発
生したら、回転速度センサの信号を用いずに、そのとき
ドライブレコーダに記憶されていたデータによりベクト
ル制御の初期条件を設定して動作を継続するようにした
ものである。
【００１７】さらに、前記目的を達成するため、本発明
の３では、車両の走行速度から誘導電動機の回転速度を
演算し、この演算結果をフィードバックしてベクトル制
御を継続するようにしたものである。
の３では、車両の走行速度から誘導電動機の回転速度を
演算し、この演算結果をフィードバックしてベクトル制
御を継続するようにしたものである。
【００１８】尚、車両速度に変速比を加味し電動機速度
に換算し用いる方法は、途中の機械的遊び及び信号処理
遅れが発生する為、高精度制御には不向きであり、回転
速度センサ故障時のバックアップ手段である。
に換算し用いる方法は、途中の機械的遊び及び信号処理
遅れが発生する為、高精度制御には不向きであり、回転
速度センサ故障時のバックアップ手段である。
【００１９】そして、さらに、前記目的を達成するた
め、本発明の４では、インバータ故障時、インバータと
電動機を電気的に切り離すようにしたものである。
め、本発明の４では、インバータ故障時、インバータと
電動機を電気的に切り離すようにしたものである。
【００２０】さらに、また、前記目的を達成するため、
本発明の５では、誤信号であるか否かの判断する手段と
して、一旦、誘導電動機に対する電源の供給をしゃ断し
た後に、僅かな時間をおいて電源を再投入するようにし
たものである。
本発明の５では、誤信号であるか否かの判断する手段と
して、一旦、誘導電動機に対する電源の供給をしゃ断し
た後に、僅かな時間をおいて電源を再投入するようにし
たものである。
【００２１】さらには、前記目的を達成するため、本発
明の６では、複数の駆動システムのうち、或る駆動シス
テムに異常が検出されたら、一旦、直ちに全ての駆動シ
ステムのインバータと電動機を電気的に切り離し、つい
で異常が検出された駆動システムを除き、残りの駆動シ
ステムの電源を再投入するようにしたものである。
明の６では、複数の駆動システムのうち、或る駆動シス
テムに異常が検出されたら、一旦、直ちに全ての駆動シ
ステムのインバータと電動機を電気的に切り離し、つい
で異常が検出された駆動システムを除き、残りの駆動シ
ステムの電源を再投入するようにしたものである。
【００２２】
【作用】まず、ベクトル制御では、回転速度センサによ
り回転速度を検出し、磁束位相演算及び速度指令値との
比較を行なってベクトル演算し、速度制御又はトルク制
御を行なう。従って回転速度センサは必要不可欠にもの
である。一方Ｖ／ｆ制御に於いては、電圧及び周波数を
設定するだけで速度指令が得られ、回転速度が制御され
る。つまりＶ／ｆ制御では、回転速度センサは必要とし
ない。このため、本発明の１によれば、回転速度センサ
が故障時でも速度制御が可能になり、安全に車両を停止
させることができる。速度指令にて安全に停止させるも
のである。
り回転速度を検出し、磁束位相演算及び速度指令値との
比較を行なってベクトル演算し、速度制御又はトルク制
御を行なう。従って回転速度センサは必要不可欠にもの
である。一方Ｖ／ｆ制御に於いては、電圧及び周波数を
設定するだけで速度指令が得られ、回転速度が制御され
る。つまりＶ／ｆ制御では、回転速度センサは必要とし
ない。このため、本発明の１によれば、回転速度センサ
が故障時でも速度制御が可能になり、安全に車両を停止
させることができる。速度指令にて安全に停止させるも
のである。
【００２３】このとき、電流制御方式により、インバー
タの能力に応じた回生制動を掛けることができ、さらに
安全に停止させることができる。
タの能力に応じた回生制動を掛けることができ、さらに
安全に停止させることができる。
【００２４】なお、通例、Ｖ／ｆ制御では高精度な制御
は不可能で、このときには、速度指令値との偏差が、無
制御のために大きくなり、且つ、ベクトル制御のときの
ような高精度のトルク制御は得られず、精度の面では大
巾に劣る。
は不可能で、このときには、速度指令値との偏差が、無
制御のために大きくなり、且つ、ベクトル制御のときの
ような高精度のトルク制御は得られず、精度の面では大
巾に劣る。
【００２５】そこで、Ｖ／ｆ制御を通常の状態で車両運
行に用いるのは不適当であり、従って、ここでは、Ｖ／
ｆ制御を回転速度センサ故障時安全に停止させる手段と
してだけ用いるようにしたものである。
行に用いるのは不適当であり、従って、ここでは、Ｖ／
ｆ制御を回転速度センサ故障時安全に停止させる手段と
してだけ用いるようにしたものである。
【００２６】次に、本発明の２におけるドライブレコー
ダは、回転速度センサに異常が検出された時点の直前で
のベクトル制御のデータを保持している。従って、この
データを用いることにより、回転速度センサからの信号
がなくても、短時間なら充分にベクトル制御の継続が可
能になり、車両の走行を安全に継続させることができ
る。そして、この場合には、ドライブレコーダを設置し
たことにより予測制御が可能になる。
ダは、回転速度センサに異常が検出された時点の直前で
のベクトル制御のデータを保持している。従って、この
データを用いることにより、回転速度センサからの信号
がなくても、短時間なら充分にベクトル制御の継続が可
能になり、車両の走行を安全に継続させることができ
る。そして、この場合には、ドライブレコーダを設置し
たことにより予測制御が可能になる。
【００２７】なお、上記したように、ベクトル制御で
は、回転速度センサは必要不可欠なものである。一方、
回転速度センサを用いないベクトル制御では、誘導電動
機の１次電流から、回路定数を基にベクトル変換し、速
度指令及びトルク指令を得、制御する方法であり、原理
的には速度制御及びトルク制御が可能で、車両を充分に
走行させることが出来る。但し、回転速度センサからフ
ィールドバックしたベクトル制御に比べ精度は劣り、通
常車両運行用には不向きである。
は、回転速度センサは必要不可欠なものである。一方、
回転速度センサを用いないベクトル制御では、誘導電動
機の１次電流から、回路定数を基にベクトル変換し、速
度指令及びトルク指令を得、制御する方法であり、原理
的には速度制御及びトルク制御が可能で、車両を充分に
走行させることが出来る。但し、回転速度センサからフ
ィールドバックしたベクトル制御に比べ精度は劣り、通
常車両運行用には不向きである。
【００２８】また、本発明の３における車両の走行速度
から誘導電動機の回転速度を演算した結果は、回転速度
センサからの信号と殆ど等価である。従って、この演算
検出をフィールドバックしてベクトル制御を行なうこと
により、充分に車両の走行を継続させることができる。
から誘導電動機の回転速度を演算した結果は、回転速度
センサからの信号と殆ど等価である。従って、この演算
検出をフィールドバックしてベクトル制御を行なうこと
により、充分に車両の走行を継続させることができる。
【００２９】なお、この方法では、車両速度に変速比を
加味して電動機速度に換算しているため、途中の機械的
遊び及び信号処理遅れが発生するため、高精度制御には
不向きであり、あくまでも回転速度センサ故障時でのバ
ックアップ手段である。
加味して電動機速度に換算しているため、途中の機械的
遊び及び信号処理遅れが発生するため、高精度制御には
不向きであり、あくまでも回転速度センサ故障時でのバ
ックアップ手段である。
【００３０】さらに、インバータを用いた駆動システム
では、インバータが故障したとき、例えば短絡した場合
には過電流となり、制御不能になる。しかして、本発明
の４では、何れの場合でも電気的にインバータと電動機
の間が切り離されることになり、電気的な力は全く働か
ず、フリーラン状態になるので、車両は慣性走行状態と
なり、異常なトルクが働く虞れは全くなく、安定して走
行を続ける。従って、この状態で機械的ブレーキを操作
することにより車両を安全に停止させることができる。
では、インバータが故障したとき、例えば短絡した場合
には過電流となり、制御不能になる。しかして、本発明
の４では、何れの場合でも電気的にインバータと電動機
の間が切り離されることになり、電気的な力は全く働か
ず、フリーラン状態になるので、車両は慣性走行状態と
なり、異常なトルクが働く虞れは全くなく、安定して走
行を続ける。従って、この状態で機械的ブレーキを操作
することにより車両を安全に停止させることができる。
【００３１】次に、インバータを用いた駆動システムで
は、外乱などによる誤信号が入力されるとインバータ故
障等と誤り、車両を停止させる虞れがある。この場合、
一旦電源をしゃ断した後、短時間(ｍｓのオーダー)後に
電源を再投入させてみると、誤信号であれば運転を正常
に継続することができ、従って本発明の５によれば、誤
信号によるインバータの異常に際しても、充分安全に車
両を走行させることができる。
は、外乱などによる誤信号が入力されるとインバータ故
障等と誤り、車両を停止させる虞れがある。この場合、
一旦電源をしゃ断した後、短時間(ｍｓのオーダー)後に
電源を再投入させてみると、誤信号であれば運転を正常
に継続することができ、従って本発明の５によれば、誤
信号によるインバータの異常に際しても、充分安全に車
両を走行させることができる。
【００３２】また、複数の車輪を独立して駆動するシス
テムにおいては、一方の駆動システムに異常があると、
他方の駆動システムとの間に負荷アンバランスが大きく
発生する。例えば、一方の電動機の出力が零となった場
合、車両が必要とするトルクは他方の電動機に全て掛か
る。このとき、例えば、自動車では左右のトルクにアン
バランスが発生し、ハンドルがとられ安定走行は出来な
い。しかして、本発明の６によれば、ここで一方の電動
機又はシステムに異常が発生した後、直ちに全ての電動
機又は駆動システムに対し電源をしゃ断するので、車両
は、そのまま慣性により走行を続けることになり、トル
クアンバランスは発生せず、ハンドルがとられる虞れも
なく、安定して走行を続けることができる。
テムにおいては、一方の駆動システムに異常があると、
他方の駆動システムとの間に負荷アンバランスが大きく
発生する。例えば、一方の電動機の出力が零となった場
合、車両が必要とするトルクは他方の電動機に全て掛か
る。このとき、例えば、自動車では左右のトルクにアン
バランスが発生し、ハンドルがとられ安定走行は出来な
い。しかして、本発明の６によれば、ここで一方の電動
機又はシステムに異常が発生した後、直ちに全ての電動
機又は駆動システムに対し電源をしゃ断するので、車両
は、そのまま慣性により走行を続けることになり、トル
クアンバランスは発生せず、ハンドルがとられる虞れも
なく、安定して走行を続けることができる。
【００３３】なお、このとき、一旦、車両は電気的にフ
リーランの状態になるが、車両には機械的ブレーキが装
着されており、機械的ブレーキにより減速させることが
できる。次に、正常な他方の電動機だけで安全に走行可
能な速度まで減速、又は一旦停止後再始動させ、走行を
継続するのである。
リーランの状態になるが、車両には機械的ブレーキが装
着されており、機械的ブレーキにより減速させることが
できる。次に、正常な他方の電動機だけで安全に走行可
能な速度まで減速、又は一旦停止後再始動させ、走行を
継続するのである。
【００３４】従って、これにより、一方の駆動システム
の故障など、緊急な負荷アンバランスによる不安定状態
を無くし、安全に減速・走行する手段が与えられること
になり、この状態で機械的ブレーキにより、さらに減速
し、停止させることができるようになる。そして、この
後、故障してない残りの電動機又はシステムだけで車両
を安全に走行することが出来るまで減速又は一度停止さ
せた後、再始動させ、左右のトルクアンバランスがある
状態ではあるが、低速にて走行させる。なお、この状態
ではハンドルをとられるので、例えば修理工場に行くま
での間の走行に限り用いるのが望ましい。
の故障など、緊急な負荷アンバランスによる不安定状態
を無くし、安全に減速・走行する手段が与えられること
になり、この状態で機械的ブレーキにより、さらに減速
し、停止させることができるようになる。そして、この
後、故障してない残りの電動機又はシステムだけで車両
を安全に走行することが出来るまで減速又は一度停止さ
せた後、再始動させ、左右のトルクアンバランスがある
状態ではあるが、低速にて走行させる。なお、この状態
ではハンドルをとられるので、例えば修理工場に行くま
での間の走行に限り用いるのが望ましい。
【００３５】
【実施例】以下、本発明による車両用電動機の制御装置
について、図示の実施例により詳細に説明する。図１は
本発明の一実施例で、電気自動車に本発明を適用した場
合の実施例であり、図示してないバッテリから供給され
る直流電力ＤＣをインバータ３で３相交流電力に変換
し、それを車両推進用の誘導電動機１に供給して自動車
を走行駆動するようになっているものである。
について、図示の実施例により詳細に説明する。図１は
本発明の一実施例で、電気自動車に本発明を適用した場
合の実施例であり、図示してないバッテリから供給され
る直流電力ＤＣをインバータ３で３相交流電力に変換
し、それを車両推進用の誘導電動機１に供給して自動車
を走行駆動するようになっているものである。
【００３６】インバータ３の制御には、ベクトル制御回
路４とＶ／ｆ制御回路５の２種の回路が設けてあり、こ
れらの回路からの信号を切換回路７により選択して用い
るようになっている。なお、ベクトル制御回路４とＶ／
ｆ制御回路５は、何れも周知のものを適用すれば良く、
従って、ここでは、詳細な説明はしない。
路４とＶ／ｆ制御回路５の２種の回路が設けてあり、こ
れらの回路からの信号を切換回路７により選択して用い
るようになっている。なお、ベクトル制御回路４とＶ／
ｆ制御回路５は、何れも周知のものを適用すれば良く、
従って、ここでは、詳細な説明はしない。
【００３７】ベクトル制御回路４には、誘導電動機１の
出力軸に結合されている回転速度センサ２の出力信号が
入力されており、切換回路７によりベクトル制御回路４
の信号が選択されているときには、この回転速度センサ
２の出力信号のフィードバックによるベクトル制御によ
りインバータ３が動作し、自動車制御回路６から供給さ
れる速度指令などにより誘導電動機１が制御されること
になる。
出力軸に結合されている回転速度センサ２の出力信号が
入力されており、切換回路７によりベクトル制御回路４
の信号が選択されているときには、この回転速度センサ
２の出力信号のフィードバックによるベクトル制御によ
りインバータ３が動作し、自動車制御回路６から供給さ
れる速度指令などにより誘導電動機１が制御されること
になる。
【００３８】このとき、自動車制御回路６は、アクセル
ペダルの操作によって与えられるアクセル信号や、ブレ
ーキペダルの操作によって与えられるブレーキ信号など
を入力し、これにより速度指令など各種の指令を発生す
るように構成されており、この自動車制御回路６から発
生される各種の指令は、ベクトル制御回路４に供給され
るだけではなく、Ｖ／ｆ制御回路５にも供給されるよう
になっている。
ペダルの操作によって与えられるアクセル信号や、ブレ
ーキペダルの操作によって与えられるブレーキ信号など
を入力し、これにより速度指令など各種の指令を発生す
るように構成されており、この自動車制御回路６から発
生される各種の指令は、ベクトル制御回路４に供給され
るだけではなく、Ｖ／ｆ制御回路５にも供給されるよう
になっている。
【００３９】一方、回転速度センサ２の出力信号は異常
検出回路８にも供給され、これにより、この異常検出回
路８は、常時、回転速度センサ２の監視を行ない、回転
速度センサ２に異常が発生したときには異常信号を発生
し、これを切換回路７に供給するようになっている。
検出回路８にも供給され、これにより、この異常検出回
路８は、常時、回転速度センサ２の監視を行ない、回転
速度センサ２に異常が発生したときには異常信号を発生
し、これを切換回路７に供給するようになっている。
【００４０】切換回路７は、上記したように、インバー
タ３に対する制御信号の供給を、ベクトル制御回路４か
ら行なうか、又はＶ／ｆ制御回路５から行なうかを選択
する働きをするもので、異常検出回路８から異常信号が
供給されていないときには、ベクトル制御回路４からの
制御信号をインバータ３に供給し、異常信号が入力され
たらＶ／ｆ制御回路５からの制御信号をインバータ３に
供給するように動作する。
タ３に対する制御信号の供給を、ベクトル制御回路４か
ら行なうか、又はＶ／ｆ制御回路５から行なうかを選択
する働きをするもので、異常検出回路８から異常信号が
供給されていないときには、ベクトル制御回路４からの
制御信号をインバータ３に供給し、異常信号が入力され
たらＶ／ｆ制御回路５からの制御信号をインバータ３に
供給するように動作する。
【００４１】次に、この図１の実施例の動作について説
明する。まず、回転速度センサ２が正常に動作している
ときには、異常検出回路８からは異常信号が発生されな
いから、このときには、ベクトル制御回路４の制御信号
がインバータ３に供給されるようになっている。
明する。まず、回転速度センサ２が正常に動作している
ときには、異常検出回路８からは異常信号が発生されな
いから、このときには、ベクトル制御回路４の制御信号
がインバータ３に供給されるようになっている。
【００４２】従って、このときには、インバータ３は、
回転速度センサ２からのフィードバック信号によるベク
トル制御状態にあり、誘導電動機１は、自動車制御回路
６からの指令に応じて高精度に制御され、自動車の走行
を的確に制御することができる。
回転速度センサ２からのフィードバック信号によるベク
トル制御状態にあり、誘導電動機１は、自動車制御回路
６からの指令に応じて高精度に制御され、自動車の走行
を的確に制御することができる。
【００４３】しかして、いま、何らかの理由により、回
転速度センサ２に異常が発生したとすると、これにより
異常検出回路８から異常信号が出力され、この結果、切
換回路７は、インバータ３に対する制御信号を、それま
でのベクトル制御回路４の出力によるものからＶ／ｆ制
御回路５からのものに切換える。
転速度センサ２に異常が発生したとすると、これにより
異常検出回路８から異常信号が出力され、この結果、切
換回路７は、インバータ３に対する制御信号を、それま
でのベクトル制御回路４の出力によるものからＶ／ｆ制
御回路５からのものに切換える。
【００４４】そこで、今度は、インバータ３はＶ／ｆ制
御回路５の制御信号によるＶ／ｆ制御状態になり、誘導
電動機１を自動車制御回路６の指令により速度制御し、
自動車の走行を継続させる。
御回路５の制御信号によるＶ／ｆ制御状態になり、誘導
電動機１を自動車制御回路６の指令により速度制御し、
自動車の走行を継続させる。
【００４５】従って、この実施例によれば、回転速度セ
ンサ２に異常が発生しても、自動車の走行が不可能にな
ったり、誘導電動機１の制御不能による危険な事態が発
生したりする虞れが充分に抑えられ、常に安全な走行を
行なうことができる。
ンサ２に異常が発生しても、自動車の走行が不可能にな
ったり、誘導電動機１の制御不能による危険な事態が発
生したりする虞れが充分に抑えられ、常に安全な走行を
行なうことができる。
【００４６】次に、本発明の他の一実施例について、図
２と図３により説明する。これらの図２、図３は、本発
明の一実施例が適用された電気自動車用の誘導電動機制
御装置のブロック図であり、図２は回転速度センサ２に
異常が検出されていない正常時での接続状態を示し、図
３は回転速度センサ２に異常が発生した異常時に切換わ
る接続状態を示したものであり、これらの図において、
９は電路しゃ断用のスイッチで、図示してない制御装置
により、インバータ３に異常が発生したとき動作され、
誘導電動機１をインバータ３から切り離す働きをする。
２と図３により説明する。これらの図２、図３は、本発
明の一実施例が適用された電気自動車用の誘導電動機制
御装置のブロック図であり、図２は回転速度センサ２に
異常が検出されていない正常時での接続状態を示し、図
３は回転速度センサ２に異常が発生した異常時に切換わ
る接続状態を示したものであり、これらの図において、
９は電路しゃ断用のスイッチで、図示してない制御装置
により、インバータ３に異常が発生したとき動作され、
誘導電動機１をインバータ３から切り離す働きをする。
【００４７】また、１０はドライブレコーダで、このド
ライブレコーダ１０は、回転速度センサ３が正常に動作
しており、インバータ３が、この回転速度センサ２の信
号によりベクトル制御されていて、自動車が正常に走行
しているとき、つまり、図２の状態では、各部のデータ
(イ)、(ロ)、……(ス)、(セ)を取り込み、それらを逐
次、更新しながら常に最新のデータを記録して行く働き
をすると共に、図３に示す異常状態では、正常時に取り
込み、記録しておいた各部のデータ(イ)、(ロ)、……
(ス)、(セ)を出力する働きをする。
ライブレコーダ１０は、回転速度センサ３が正常に動作
しており、インバータ３が、この回転速度センサ２の信
号によりベクトル制御されていて、自動車が正常に走行
しているとき、つまり、図２の状態では、各部のデータ
(イ)、(ロ)、……(ス)、(セ)を取り込み、それらを逐
次、更新しながら常に最新のデータを記録して行く働き
をすると共に、図３に示す異常状態では、正常時に取り
込み、記録しておいた各部のデータ(イ)、(ロ)、……
(ス)、(セ)を出力する働きをする。
【００４８】まず、図２の正常時では、インバータ３の
ベクトル制御により誘導電動機１の速度とトルク制御を
行なようになっているが、このときには、回転速度セン
サ２の出力をフィードバックしてベクトル制御され、従
って、このときには、図示してない自動車制御回路から
の指令により、充分な精度のもとで誘導電動機１の回転
速度とトルクが制御され、自動車の的確な走行制御を得
ることができる。
ベクトル制御により誘導電動機１の速度とトルク制御を
行なようになっているが、このときには、回転速度セン
サ２の出力をフィードバックしてベクトル制御され、従
って、このときには、図示してない自動車制御回路から
の指令により、充分な精度のもとで誘導電動機１の回転
速度とトルクが制御され、自動車の的確な走行制御を得
ることができる。
【００４９】次に、回転速度センサ２に異常が発生した
とすると、図示してない切換制御回路により、図３に示
す状態に切換わる。この図３の状態では、回転速度セン
サ２からの信号を用いないベクトル制御に移行してしま
うのであるが、このときには、ベクトル制御の初期値と
して、ドライブレコーダ１０に記憶されていたデータ
(イ)、(ロ)、……(ス)、(セ)が与えられ、これを用いて
インバータ３がベクトル制御されるようになっている。
とすると、図示してない切換制御回路により、図３に示
す状態に切換わる。この図３の状態では、回転速度セン
サ２からの信号を用いないベクトル制御に移行してしま
うのであるが、このときには、ベクトル制御の初期値と
して、ドライブレコーダ１０に記憶されていたデータ
(イ)、(ロ)、……(ス)、(セ)が与えられ、これを用いて
インバータ３がベクトル制御されるようになっている。
【００５０】従って、この実施例によれば、回転速度セ
ンサ２に異常が発生しても、充分に連続した状態で誘導
電動機１の制御が得られることになり、常に的確に自動
車を走行させることができ、高い安全性を容易に確保で
きる。なお、これら図２、図３の実施例におけるベクト
ル制御動作については、周知のことなので、説明は省略
する。
ンサ２に異常が発生しても、充分に連続した状態で誘導
電動機１の制御が得られることになり、常に的確に自動
車を走行させることができ、高い安全性を容易に確保で
きる。なお、これら図２、図３の実施例におけるベクト
ル制御動作については、周知のことなので、説明は省略
する。
【００５１】次に、本発明の他の一実施例について、図
４により説明する。この図４の実施例において、１１は
バッテリからインバータ、ベクトル制御回路、それに自
動車制御回路などを含んだ誘導電動機１の駆動電力系を
表わし、これにより誘導電動機１を、回転速度センサ２
の出力を用いたベクトル制御方式のインバータで駆動
し、その出力を減速ギア１２を介して自動車の車輪１３
に伝達し、自動車を走行させるように構成されているも
のである。ここで、１４はブレーキ装置、それに１５は
車輪速度センサである。
４により説明する。この図４の実施例において、１１は
バッテリからインバータ、ベクトル制御回路、それに自
動車制御回路などを含んだ誘導電動機１の駆動電力系を
表わし、これにより誘導電動機１を、回転速度センサ２
の出力を用いたベクトル制御方式のインバータで駆動
し、その出力を減速ギア１２を介して自動車の車輪１３
に伝達し、自動車を走行させるように構成されているも
のである。ここで、１４はブレーキ装置、それに１５は
車輪速度センサである。
【００５２】従って、回転速度センサ２に異常が検出さ
れていないときには、回転速度センサ２の出力をフィー
ルドバックし、ベクトル制御により誘導電動機１の速
度、及びトルクの制御を行ない、高精度で自動車の走行
を制御することができる。
れていないときには、回転速度センサ２の出力をフィー
ルドバックし、ベクトル制御により誘導電動機１の速
度、及びトルクの制御を行ない、高精度で自動車の走行
を制御することができる。
【００５３】一方、回転速度センサ２に異常が検出され
たら、図示してない切換回路は、回転速度センサ２の代
りに車輪速度センサ１２の信号をフィードバック信号と
して用い、これによりベクトル制御が継続して行なわれ
るようにする。この図４に示すように、誘導電動機１の
出力を減速ギア１２を介して車輪１３に伝達するように
構成した実施例では、車輪速度センサ１５の出力信号
に、減速ギア１２の変速比を掛けたものが誘導電動機１
の回転速度になるため、この実施例では、所定の演算手
段を用い、車輪速度センサ１５の出力信号に所定の演算
処理を施して、回転速度センサ２の出力信号と等価な信
号を得、この信号によりベクトル制御に必要なフィード
バックを行なうようにするのである。
たら、図示してない切換回路は、回転速度センサ２の代
りに車輪速度センサ１２の信号をフィードバック信号と
して用い、これによりベクトル制御が継続して行なわれ
るようにする。この図４に示すように、誘導電動機１の
出力を減速ギア１２を介して車輪１３に伝達するように
構成した実施例では、車輪速度センサ１５の出力信号
に、減速ギア１２の変速比を掛けたものが誘導電動機１
の回転速度になるため、この実施例では、所定の演算手
段を用い、車輪速度センサ１５の出力信号に所定の演算
処理を施して、回転速度センサ２の出力信号と等価な信
号を得、この信号によりベクトル制御に必要なフィード
バックを行なうようにするのである。
【００５４】従って、この実施例によれば、回転速度セ
ンサ２に異常が発生しても、そのままフィードバックに
よるベクトル制御が行なえ、自動車を高精度で安定に走
行制御し、安全に走行を継続させるすることができる。
ンサ２に異常が発生しても、そのままフィードバックに
よるベクトル制御が行なえ、自動車を高精度で安定に走
行制御し、安全に走行を継続させるすることができる。
【００５５】次に、本発明のさらに別の一実施例につい
て、同じく図２により説明する。この実施例では、図に
は示してないが、回転速度センサ２と制御回路を含むイ
ンバータ３の異常を検出して異常信号を発生する異常検
出回路が設けてあり、この異常信号が発生されたらスイ
ッチ９を開くように構成されている。
て、同じく図２により説明する。この実施例では、図に
は示してないが、回転速度センサ２と制御回路を含むイ
ンバータ３の異常を検出して異常信号を発生する異常検
出回路が設けてあり、この異常信号が発生されたらスイ
ッチ９を開くように構成されている。
【００５６】従って、この実施例によれば、回転速度セ
ンサ２と制御回路を含むインバータ３に異常が発生した
場合には、スイッチ９が開放され、誘導電動機１は自動
的にインバータ３から電気的に切り離され、フリーラン
状態にされる。
ンサ２と制御回路を含むインバータ３に異常が発生した
場合には、スイッチ９が開放され、誘導電動機１は自動
的にインバータ３から電気的に切り離され、フリーラン
状態にされる。
【００５７】このため、この実施例では、回転速度セン
サ２と制御回路を含むインバータ３に異常が発生した場
合でも、その後、車輪１３に装備されている機械的なブ
レーキ８の操作により、車両を安全に停止させることが
でき、充分な安全性を確保できる。
サ２と制御回路を含むインバータ３に異常が発生した場
合でも、その後、車輪１３に装備されている機械的なブ
レーキ８の操作により、車両を安全に停止させることが
でき、充分な安全性を確保できる。
【００５８】なお、図４の実施例でも、駆動電力系１１
の異常を検出してスイッチ９を開くように構成してある
ので、図２の実施例と同様な作用効果を得ることができ
る。ところで、これら図２及び図４の実施例において、
上記した異常信号が発生されたとき、スイッチ９を単に
開放するだけでなく、一旦、このスイッチ９を開放して
誘導電動機１をインバータ３、又は駆動電力系１１から
電気的に切り離した後、スイッチ９を直ちに再投入する
ようにしてもよい。
の異常を検出してスイッチ９を開くように構成してある
ので、図２の実施例と同様な作用効果を得ることができ
る。ところで、これら図２及び図４の実施例において、
上記した異常信号が発生されたとき、スイッチ９を単に
開放するだけでなく、一旦、このスイッチ９を開放して
誘導電動機１をインバータ３、又は駆動電力系１１から
電気的に切り離した後、スイッチ９を直ちに再投入する
ようにしてもよい。
【００５９】そして、これにより異常信号の発生が止ま
ったら、ノイズなどによる一時的な異常であると判断し
て、そのまま運転を継続する。しかして、依然として異
常信号が発生しているのなら、真に故障であるので、再
度スイッチ９を開放し、運転を停止させるのである。
ったら、ノイズなどによる一時的な異常であると判断し
て、そのまま運転を継続する。しかして、依然として異
常信号が発生しているのなら、真に故障であるので、再
度スイッチ９を開放し、運転を停止させるのである。
【００６０】インバータ制御装置など半導体素子を多用
した装置では、ノイズなどにより一時的に異常状態にな
ることが多く、この場合でも、真に故障を生じたときと
同じ状態になる。しかして、このような場合、真に故障
を生じているのでなければ、一旦、電源をしゃ断するこ
とにより正常な状態に戻る場合があり、従って、この実
施例によれば、ノイズなどによる誤動作により自動車の
走行が不能になってしまう虞れが無くなり、高い信頼性
を保つことができる。
した装置では、ノイズなどにより一時的に異常状態にな
ることが多く、この場合でも、真に故障を生じたときと
同じ状態になる。しかして、このような場合、真に故障
を生じているのでなければ、一旦、電源をしゃ断するこ
とにより正常な状態に戻る場合があり、従って、この実
施例によれば、ノイズなどによる誤動作により自動車の
走行が不能になってしまう虞れが無くなり、高い信頼性
を保つことができる。
【００６１】つぎに、さらに別の本発明の一実施例につ
いて、図５により説明する。この図５は、複数の車輪を
独立して駆動する電気自動車のうち、２輪駆動の自動車
に本発明を適用した場合の実施例で、それぞれの駆動系
の一方の構成要素には符号の後にＡを付し、他方にはＢ
を付して示してあり、そのほかは、図４の実施例と同じ
である。
いて、図５により説明する。この図５は、複数の車輪を
独立して駆動する電気自動車のうち、２輪駆動の自動車
に本発明を適用した場合の実施例で、それぞれの駆動系
の一方の構成要素には符号の後にＡを付し、他方にはＢ
を付して示してあり、そのほかは、図４の実施例と同じ
である。
【００６２】そして、この実施例では、回転速度センサ
２Ａと駆動電力系１１Ａの異常を検出して異常信号を発
生するＡ側の異常検出回路と、回転速度センサ２Ｂと駆
動電力系１１Ｂの異常を検出して異常信号を発生するＢ
側の異常検出回路の２系統の異常検出回路が設けてあ
る。
２Ａと駆動電力系１１Ａの異常を検出して異常信号を発
生するＡ側の異常検出回路と、回転速度センサ２Ｂと駆
動電力系１１Ｂの異常を検出して異常信号を発生するＢ
側の異常検出回路の２系統の異常検出回路が設けてあ
る。
【００６３】ここで、いま、一方の駆動電力系、例えば
Ａ側の駆動電力系１１Ａに異常が発生した場合には、ま
ず、双方のスイッチ９Ａ、９Ｂを同時に開放し、全ての
車輪１３Ａ、１３Ｂを駆動する誘導電動機１Ａ、１Ｂの
電源を一旦しゃ断する。そして、この状態で機械的ブレ
ーキ８Ａ、８Ｂを操作し、正常な方の駆動電力系、例え
ばＢ側の駆動電力系１１Ｂに属する誘導電動機１Ｂだけ
で充分安全に走行できる速度まで減速、または一度停止
後、スイッチ９Ｂだけを再投入し、誘導電動機１Ｂを始
動させ、以後、このＢ側の駆動システムだけによる低速
度での運転を継続するようにするのである。
Ａ側の駆動電力系１１Ａに異常が発生した場合には、ま
ず、双方のスイッチ９Ａ、９Ｂを同時に開放し、全ての
車輪１３Ａ、１３Ｂを駆動する誘導電動機１Ａ、１Ｂの
電源を一旦しゃ断する。そして、この状態で機械的ブレ
ーキ８Ａ、８Ｂを操作し、正常な方の駆動電力系、例え
ばＢ側の駆動電力系１１Ｂに属する誘導電動機１Ｂだけ
で充分安全に走行できる速度まで減速、または一度停止
後、スイッチ９Ｂだけを再投入し、誘導電動機１Ｂを始
動させ、以後、このＢ側の駆動システムだけによる低速
度での運転を継続するようにするのである。
【００６４】複数のシステムを備えている場合、それら
複数のシステムが同時に故障する確率は、一般にかなり
低いから、この実施例によれば、駆動電力系に異常を生
じた場合でも、ほとんどそのまま自動車の走行が可能に
なり、安全性を充分に確保することができる。なお、こ
の図５の実施例では、２輪駆動について示したが、４輪
駆動でも同様に実施可能なことは言うまでもない。
複数のシステムが同時に故障する確率は、一般にかなり
低いから、この実施例によれば、駆動電力系に異常を生
じた場合でも、ほとんどそのまま自動車の走行が可能に
なり、安全性を充分に確保することができる。なお、こ
の図５の実施例では、２輪駆動について示したが、４輪
駆動でも同様に実施可能なことは言うまでもない。
【００６５】
【発明の効果】本発明によれば、ベクトル制御を用いた
電気自動車駆動システムに於いて、回転速度センサ故障
時でも、常に安全に車両を停止させ、或いはそのまま走
行させることができるという効果がある。また、本発明
によれば、インバータ駆動による電気自動車駆動システ
ムに於いて、インバータ故障時でも安全に車両を停止さ
せることができるという効果である。さらに、本発明に
よれば、インバータ駆動による電気自動車駆動システム
に於いて、インバータ故障等の誤信号により不要に車両
を停止させることなく、継続して走行できるという効果
がある。
電気自動車駆動システムに於いて、回転速度センサ故障
時でも、常に安全に車両を停止させ、或いはそのまま走
行させることができるという効果がある。また、本発明
によれば、インバータ駆動による電気自動車駆動システ
ムに於いて、インバータ故障時でも安全に車両を停止さ
せることができるという効果である。さらに、本発明に
よれば、インバータ駆動による電気自動車駆動システム
に於いて、インバータ故障等の誤信号により不要に車両
を停止させることなく、継続して走行できるという効果
がある。
【００６６】そして、また、本発明によれば、複数の車
輪を独立して駆動する電気自動車の駆動システムに於い
て、一方の駆動システムに異常が発生した場合でも、安
全に車両を停止させ、或いはそのまま安全に低速走行さ
せることができるという効果がある。
輪を独立して駆動する電気自動車の駆動システムに於い
て、一方の駆動システムに異常が発生した場合でも、安
全に車両を停止させ、或いはそのまま安全に低速走行さ
せることができるという効果がある。
【図１】本発明による車両用電動機の制御装置の一実施
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の一実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】同じく本発明の他の一実施例を示すブロック図
である。
である。
【図４】本発明のさらに別の一実施例を示すブロック図
である。
である。
【図５】本発明を２輪駆動方式に適用した場合の一実施
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
１ 車両推進用の誘導電動機 ２ 回転速度センサ ３ インバータ ４ ベクトル制御回路 ５ Ｖ／ｆ制御回路 ６ 自動車制御回路 ７ 切換回路 ８ 異常検出回路 ９、９Ａ、９Ｂ スイッチ １０ ドライブレコーダ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】なお、この種の装置として、関連するもの
としては、特開昭５６−６６１０１号、特開昭５７−１
７７２０３号、特開昭６３−８７１９２号、或いは特開
平２−１９７２８４号の各公報の開示を挙げることがで
きる。
としては、特開昭５６−６６１０１号、特開昭５７−１
７７２０３号、特開昭６３−８７１９２号、或いは特開
平２−１９７２８４号の各公報の開示を挙げることがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正木 良三 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 車両推進用誘導電動機の回転速度を検出
するセンサの信号によりベクトル制御方式で動作するイ
ンバータを備え、このインバータにより上記車両推進用
誘導電動機を駆動するようにした車両用電動機の制御装
置において、上記インバータをＶ／ｆ制御するための制
御装置と、上記回転速度センサの異常を検出して異常信
号を発生する異常検出手段とを設け、上記異常信号が発
生したとき、上記インバータの制御を、ベクトル制御か
らＶ／ｆ制御に切換えるように構成したことを特徴とす
る車両用電動機の制御装置。 - 【請求項２】 車両推進用誘導電動機の回転速度を検出
するセンサの信号によりベクトル制御方式で動作するイ
ンバータを備え、このインバータにより上記車両推進用
誘導電動機を駆動するようにした車両用電動機の制御装
置において、上記インバータの運転状況を表わす少なく
とも２種の制御データを逐次記憶してゆくドライブレコ
ーダと、上記回転速度センサの異常を検出して異常信号
を発生する異常検出手段とを設け、上記異常信号が発生
したとき、上記インバータの制御を、上記回転速度セン
サの信号によるベクトル制御から上記ドライブレコーダ
に記憶されている制御データによるベクトル制御に切換
えるように構成したことを特徴とする車両用電動機の制
御装置。 - 【請求項３】 車両推進用誘導電動機の回転速度を検出
するセンサの信号によりベクトル制御方式で動作するイ
ンバータを備え、このインバータにより上記車両推進用
誘導電動機を駆動するようにした車両用電動機の制御装
置において、車速センサの検出信号から上記誘導電動機
の回転速度を表わす信号を発生する演算手段と、上記回
転速度センサの異常を検出して異常信号を発生する異常
検出手段とを設け、上記異常信号が発生したとき、上記
インバータの制御を、上記回転速度センサの信号による
ベクトル制御から上記演算手段から出力される信号によ
るベクトル制御に切換えるように構成したことを特徴と
する車両用電動機の制御装置。 - 【請求項４】 車両推進用誘導電動機をインバータで駆
動する方式の車両用電動機の制御装置において、上記車
両推進用誘導電動機に対する上記インバータからの電力
供給をしゃ断する電路しゃ断手段と、上記インバータの
異常を検出して異常信号を発生する異常検出手段を設
け、上記異常信号が発生したとき、上記電路しゃ断手段
を動作させるように構成したことを特徴とする車両用電
動機の制御装置。 - 【請求項５】 請求項４の発明において、上記電路しゃ
断手段が再閉路機能を備え、上記切換信号が発生して電
路しゃ断後、再閉路させるように構成したことを特徴と
する車両用電動機の制御装置。 - 【請求項６】 複数の車輪駆動用誘導電動機をそれぞれ
独立した電力制御装置で駆動する方式の車両用電動機の
制御装置において、上記それぞれの電力制御装置の異常
を検出して異常信号を発生する異常検出手段を設け、上
記異常信号が発生したとき、一旦、上記複数の車輪駆動
用誘導電動機の全てに対する電力供給をしゃ断し、その
後、異常が発生した電力制御装置で駆動されていた車輪
駆動用誘導電動機以外の車輪駆動用誘導電動機への電力
供給を回復させるように構成したことを特徴とする車両
用電動機の制御装置。
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