JPH09107602A - 電気車の制御装置 - Google Patents
電気車の制御装置Info
- Publication number
- JPH09107602A JPH09107602A JP7261211A JP26121195A JPH09107602A JP H09107602 A JPH09107602 A JP H09107602A JP 7261211 A JP7261211 A JP 7261211A JP 26121195 A JP26121195 A JP 26121195A JP H09107602 A JPH09107602 A JP H09107602A
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- JP
- Japan
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- motor
- monitoring
- torque
- cpu
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電気車システムの監視機能に異常が生じても、
走行を可能にする。 【解決手段】駆動システムの演算ＣＰＵと、その異常を
監視するＣＰＵを設け、相互に異常を監視する。監視Ｃ
ＰＵが駆動システムを異常と判断したときは走行を停止
する。しかし、演算ＣＰＵが監視ＣＰＵを異常と判断し
たときは、故障発生を表示し、トルクを制限した上で走
行継続を可能にする。
走行を可能にする。 【解決手段】駆動システムの演算ＣＰＵと、その異常を
監視するＣＰＵを設け、相互に異常を監視する。監視Ｃ
ＰＵが駆動システムを異常と判断したときは走行を停止
する。しかし、演算ＣＰＵが監視ＣＰＵを異常と判断し
たときは、故障発生を表示し、トルクを制限した上で走
行継続を可能にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気車の制御装置に
係り、特に、自動車に用いるに好適な電気車の制御装置
に関する。
係り、特に、自動車に用いるに好適な電気車の制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電気車の制御装置は一つまたは
複数のＣＰＵとして構成される。CPUの異常判定方法と
して、ウォッチドッグタイマによる方法や特開平5−122
801 号公報に示されるように二つのＣＰＵ間で制御デー
タの通信を行い、制御データの到達／未到達をもってＣ
ＰＵの正常／異常を判定する方法が知られている。特開
平5−122801 号公報では、制御装置はトルク指令を発す
るＣＰＵ１とトルク指令に基づきインバータを制御する
ＣＰＵ２として構成され、ＣＰＵ１のデータを受けてＣ
ＰＵ２がモータを駆動する手段と、ＣＰＵ１かＣＰＵ２
のどちらか一方のＣＰＵの異常が判定された場合モータ
の駆動が中止する手段が示されている。
複数のＣＰＵとして構成される。CPUの異常判定方法と
して、ウォッチドッグタイマによる方法や特開平5−122
801 号公報に示されるように二つのＣＰＵ間で制御デー
タの通信を行い、制御データの到達／未到達をもってＣ
ＰＵの正常／異常を判定する方法が知られている。特開
平5−122801 号公報では、制御装置はトルク指令を発す
るＣＰＵ１とトルク指令に基づきインバータを制御する
ＣＰＵ２として構成され、ＣＰＵ１のデータを受けてＣ
ＰＵ２がモータを駆動する手段と、ＣＰＵ１かＣＰＵ２
のどちらか一方のＣＰＵの異常が判定された場合モータ
の駆動が中止する手段が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特開平5−122801 号公
報では、ＣＰＵ１若しくはＣＰＵ２の異常が直ちにモー
タの異常駆動に結びつく。しかし、本発明の様に制御装
置が演算装置と監視装置として構成された場合、演算装
置の異常はモータ駆動の異常に直結するが、監視装置の
異常からは直接モータの異常駆動には至らない。自動車
の操縦で駆動動力の遮断は、特に踏切や高速道路等、安
全が確保できない場所で停止する問題を引き起こすた
め、必要性のないモータ駆動系の停止は避けた方が良
い。
報では、ＣＰＵ１若しくはＣＰＵ２の異常が直ちにモー
タの異常駆動に結びつく。しかし、本発明の様に制御装
置が演算装置と監視装置として構成された場合、演算装
置の異常はモータ駆動の異常に直結するが、監視装置の
異常からは直接モータの異常駆動には至らない。自動車
の操縦で駆動動力の遮断は、特に踏切や高速道路等、安
全が確保できない場所で停止する問題を引き起こすた
め、必要性のないモータ駆動系の停止は避けた方が良
い。
【０００４】このような課題を解決するため、駆動装置
と監視装置が、それぞれ互いに監視することと、監視装
置が異常動作していても走行を可能にすることを課題と
する。
と監視装置が、それぞれ互いに監視することと、監視装
置が異常動作していても走行を可能にすることを課題と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１では、トルク指令値とモータ回転
数の入力信号値とに基づてモータ制御演算を行い、モー
タを駆動する演算装置と、トルクあるいはモータ電流の
少なくともいずれかの指令値と実測値を比較してモータ
駆動系の監視を行う監視装置とを含む電気車の制御装置
で、前記演算装置は前記監視装置の動作または演算結果
から前記監視装置の異常を判定する手段と、該判定手段
が異常検出時に操縦者へ異常を通知する手段と、モータ
駆動を継続する手段とを備える。
に、本発明の請求項１では、トルク指令値とモータ回転
数の入力信号値とに基づてモータ制御演算を行い、モー
タを駆動する演算装置と、トルクあるいはモータ電流の
少なくともいずれかの指令値と実測値を比較してモータ
駆動系の監視を行う監視装置とを含む電気車の制御装置
で、前記演算装置は前記監視装置の動作または演算結果
から前記監視装置の異常を判定する手段と、該判定手段
が異常検出時に操縦者へ異常を通知する手段と、モータ
駆動を継続する手段とを備える。
【０００６】本発明の請求項２では、前記異常判定手段
が異常を検出したときに、前記トルク指令値を所定の値
以下に制限する手段を備えている。
が異常を検出したときに、前記トルク指令値を所定の値
以下に制限する手段を備えている。
【０００７】本発明の請求項３では、前記演算装置及び
ゲート，インバータ，モータからなるモータ駆動系を監
視し異常と判定する手段と、異常の判定時にモータの駆
動を中止する手段を備える。
ゲート，インバータ，モータからなるモータ駆動系を監
視し異常と判定する手段と、異常の判定時にモータの駆
動を中止する手段を備える。
【０００８】本発明の請求項１では、演算装置は監視装
置の異常判定を行う。演算装置内部の監視装置について
の異常判定手段が監視装置の異常検出し、異常を操縦者
に通知することで、操縦者の注意を促し、操縦者の判断
により走行を継続する。
置の異常判定を行う。演算装置内部の監視装置について
の異常判定手段が監視装置の異常検出し、異常を操縦者
に通知することで、操縦者の注意を促し、操縦者の判断
により走行を継続する。
【０００９】本発明の請求項２では、演算装置は監視装
置の異常判定時に演算装置内部のトルク指令値を制限
し、モータの出力を制限した上でモータの駆動を行い、
電気車の安全性を高める。さらにこの構成では制御装置
内部の異常判定手段が誤動作し、本来正常に動作してい
る監視装置を異常と判定した場合には、監視装置内部の
トルク指令値に制限は加えられないためトルク指令値の
大きさより実トルクの検出値が小さくなり、監視装置の
異常判定手段が制御装置の異常を判定し、モータの駆動
系を遮断する。
置の異常判定時に演算装置内部のトルク指令値を制限
し、モータの出力を制限した上でモータの駆動を行い、
電気車の安全性を高める。さらにこの構成では制御装置
内部の異常判定手段が誤動作し、本来正常に動作してい
る監視装置を異常と判定した場合には、監視装置内部の
トルク指令値に制限は加えられないためトルク指令値の
大きさより実トルクの検出値が小さくなり、監視装置の
異常判定手段が制御装置の異常を判定し、モータの駆動
系を遮断する。
【００１０】本発明の請求項３では、監視装置は制御装
置及びモータ駆動系の異常判定行う手段を持つ。監視装
置内部の異常判定手段が制御装置の異常検出時に直ちに
モータの駆動系を遮断する。
置及びモータ駆動系の異常判定行う手段を持つ。監視装
置内部の異常判定手段が制御装置の異常検出時に直ちに
モータの駆動系を遮断する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面に基づき説明する。図１には本発明の電気車の制御装
置の一実施例が、モータの駆動装置とユーザへの異常表
示装置と共に示されている。制御装置は、図１の中の演
算装置である演算ＣＰＵと監視装置である監視ＣＰＵと
演算ＣＰＵと監視ＣＰＵ間の通信手段であるＤＰＲＡＭ
から構成される。図１の中のモータ駆動装置は、ゲー
ト，インバータ，モータ回転速度センサ、及び電流セン
サから構成される。図１の中のユーザへの異常表示装置
はＬＥＤ表示からなる。演算ＣＰＵはトルク制限器，制
御演算器，２／３変換器，トルク電流比較器，励磁電流
比較器，監視ＣＰＵ異常判定器から構成される。監視Ｃ
ＰＵは、制御演算器，モータトルク推定部，トルク比較
器，演算ＣＰＵ，モータ駆動部異常判定器から構成され
る。ユーザへの異常表示装置が操縦者への異常を通知す
る手段を表す。モータ駆動部異常判定器が演算装置異常
判定手段を表す。ゲートがモータの駆動を中止する手段
を表す。トルク電流比較器と励磁電流比較器と監視ＣＰ
Ｕ異常判定器が監視装置異常判定手段を表す。
面に基づき説明する。図１には本発明の電気車の制御装
置の一実施例が、モータの駆動装置とユーザへの異常表
示装置と共に示されている。制御装置は、図１の中の演
算装置である演算ＣＰＵと監視装置である監視ＣＰＵと
演算ＣＰＵと監視ＣＰＵ間の通信手段であるＤＰＲＡＭ
から構成される。図１の中のモータ駆動装置は、ゲー
ト，インバータ，モータ回転速度センサ、及び電流セン
サから構成される。図１の中のユーザへの異常表示装置
はＬＥＤ表示からなる。演算ＣＰＵはトルク制限器，制
御演算器，２／３変換器，トルク電流比較器，励磁電流
比較器，監視ＣＰＵ異常判定器から構成される。監視Ｃ
ＰＵは、制御演算器，モータトルク推定部，トルク比較
器，演算ＣＰＵ，モータ駆動部異常判定器から構成され
る。ユーザへの異常表示装置が操縦者への異常を通知す
る手段を表す。モータ駆動部異常判定器が演算装置異常
判定手段を表す。ゲートがモータの駆動を中止する手段
を表す。トルク電流比較器と励磁電流比較器と監視ＣＰ
Ｕ異常判定器が監視装置異常判定手段を表す。
【００１２】演算装置は、トルク指令値を受信し、回転
速度センサからモータ回転数を検出し、電流センサから
モータ電流値を検出する。そして、ＰＷＭ信号とゲート
のオン／オフ指令信号をモータ駆動装置に出力する。さ
らに、異常表示の表示／非表示指令信号をユーザへの異
常表示装置に出力する。制御装置内部では、トルク指令
値とモータ回転数を、演算ＣＰＵと監視ＣＰＵにそれぞ
れ伝達する。電流検出値は監視マイコンにのみ伝達す
る。監視マイコンから制御マイコンへのデータ伝達はＤ
ＰＲＡＭを介して行い、監視ＣＰＵで演算されたトルク
電流値と励磁電流値を監視ＣＰＵから演算ＣＰＵに伝達
する。演算ＣＰＵはＰＷＭ信号と異常の表示／非表示指
令信号を発生する。監視ＣＰＵはゲートのオン／オフ指
令信号を発生する。
速度センサからモータ回転数を検出し、電流センサから
モータ電流値を検出する。そして、ＰＷＭ信号とゲート
のオン／オフ指令信号をモータ駆動装置に出力する。さ
らに、異常表示の表示／非表示指令信号をユーザへの異
常表示装置に出力する。制御装置内部では、トルク指令
値とモータ回転数を、演算ＣＰＵと監視ＣＰＵにそれぞ
れ伝達する。電流検出値は監視マイコンにのみ伝達す
る。監視マイコンから制御マイコンへのデータ伝達はＤ
ＰＲＡＭを介して行い、監視ＣＰＵで演算されたトルク
電流値と励磁電流値を監視ＣＰＵから演算ＣＰＵに伝達
する。演算ＣＰＵはＰＷＭ信号と異常の表示／非表示指
令信号を発生する。監視ＣＰＵはゲートのオン／オフ指
令信号を発生する。
【００１３】演算ＣＰＵ内部では、トルク指令値をトル
ク制限器に伝達し、トルク制限器でトルク指令の大きさ
を制限し、制御演算器に伝達する。さらに、モータ回転
数を制御演算器に伝達する。制御演算器はトルク指令値
とモータ回転数からトルク電流値と励磁電流値を演算
し、トルク電流値と励磁電流値を２／３変換器に伝達す
ると共に、トルク電流をトルク電流比較器に、励磁電流
値を励磁電流比較器にそれぞれ伝達する。２／３変換器
は、トルク電流値と励磁電流値から、ＰＷＭ信号を出力
する。トルク電流比較器にはＤＰＲＡＭを介し、監視Ｃ
ＰＵで演算されたトルク電流値が入力され、演算ＣＰＵ
にて演算されたトルク電流値と上監視CPUにて計算され
たトルク電流値の差を取り、演算結果を絶対値処理して
監視ＣＰＵ異常判定器に出力する。励磁電流比較器には
ＤＰＲＡＭを介し、監視ＣＰＵで演算された励磁電流値
が入力され、演算ＣＰＵにて演算された励磁電流値と上
監視ＣＰＵにて計算された励磁電流値の差を取り、演算
結果を絶対値処理して監視ＣＰＵ異常判定器に出力す
る。監視マイコン異常判定器はトルク電流異常判定器と
励磁電流判定器の出力を受けて、監視ＣＰＵの正常／異
常を判定し、判定結果である監視ＣＰＵの正常／異常を
示す信号をトルク制限器とユーザへの異常表示装置に出
力する。
ク制限器に伝達し、トルク制限器でトルク指令の大きさ
を制限し、制御演算器に伝達する。さらに、モータ回転
数を制御演算器に伝達する。制御演算器はトルク指令値
とモータ回転数からトルク電流値と励磁電流値を演算
し、トルク電流値と励磁電流値を２／３変換器に伝達す
ると共に、トルク電流をトルク電流比較器に、励磁電流
値を励磁電流比較器にそれぞれ伝達する。２／３変換器
は、トルク電流値と励磁電流値から、ＰＷＭ信号を出力
する。トルク電流比較器にはＤＰＲＡＭを介し、監視Ｃ
ＰＵで演算されたトルク電流値が入力され、演算ＣＰＵ
にて演算されたトルク電流値と上監視CPUにて計算され
たトルク電流値の差を取り、演算結果を絶対値処理して
監視ＣＰＵ異常判定器に出力する。励磁電流比較器には
ＤＰＲＡＭを介し、監視ＣＰＵで演算された励磁電流値
が入力され、演算ＣＰＵにて演算された励磁電流値と上
監視ＣＰＵにて計算された励磁電流値の差を取り、演算
結果を絶対値処理して監視ＣＰＵ異常判定器に出力す
る。監視マイコン異常判定器はトルク電流異常判定器と
励磁電流判定器の出力を受けて、監視ＣＰＵの正常／異
常を判定し、判定結果である監視ＣＰＵの正常／異常を
示す信号をトルク制限器とユーザへの異常表示装置に出
力する。
【００１４】トルク制限器は監視ＣＰＵの正常／異常を
示す信号を受けて、信号が異常を示していた場合トルク
指令値の制限値の大きさを絞る。
示す信号を受けて、信号が異常を示していた場合トルク
指令値の制限値の大きさを絞る。
【００１５】監視ＣＰＵの内部では、電流検出値をモー
タトルク推定部に伝達する。さらに、トルク指令値をト
ルク比較器と制御演算部にそれぞれ伝達し、モータ回転
数を制御演算部に伝達する。制御演算部はトルク指令値
とモータ回転数からトルク電流値と励磁電流値を演算
し、演算結果であるトルク電流値と励磁電流値をDPRAM
を介して演算ＣＰＵに通信する。モータトルク推定部
は、電流検出値からモータの実トルクを推定し、推定ト
ルク値をトルク比較器に伝達する。トルク比較器はトル
ク指令値と実トルク推定値を受けて両者の差と所定の基
準値を比べて、演算ＣＰＵとモータ駆動装置の正常／異
常を判定する。判定結果から演算ＣＰＵ，モータ駆動部
の異常判定器はゲートのオン／オフ指令信号を発生す
る。
タトルク推定部に伝達する。さらに、トルク指令値をト
ルク比較器と制御演算部にそれぞれ伝達し、モータ回転
数を制御演算部に伝達する。制御演算部はトルク指令値
とモータ回転数からトルク電流値と励磁電流値を演算
し、演算結果であるトルク電流値と励磁電流値をDPRAM
を介して演算ＣＰＵに通信する。モータトルク推定部
は、電流検出値からモータの実トルクを推定し、推定ト
ルク値をトルク比較器に伝達する。トルク比較器はトル
ク指令値と実トルク推定値を受けて両者の差と所定の基
準値を比べて、演算ＣＰＵとモータ駆動装置の正常／異
常を判定する。判定結果から演算ＣＰＵ，モータ駆動部
の異常判定器はゲートのオン／オフ指令信号を発生す
る。
【００１６】モータ駆動装置は、ＰＷＭ信号とゲートの
オン／オフ指令信号を受信し、モータでトルクを発生す
る。モータは誘導電動機である。インバータはＰＷＭ信
号によってモータに供給する電流を制御する装置であ
る。
オン／オフ指令信号を受信し、モータでトルクを発生す
る。モータは誘導電動機である。インバータはＰＷＭ信
号によってモータに供給する電流を制御する装置であ
る。
【００１７】ユーザへの異常表示装置は、監視ＣＰＵの
正常／異常を示す信号を受けて所定のＬＥＤの消灯／点
灯動作を行う。
正常／異常を示す信号を受けて所定のＬＥＤの消灯／点
灯動作を行う。
【００１８】本実施例は、次の効果を持つ。第１に、操
縦者に制御装置の状態を通知することで、操縦者は電気
車操縦の際に総合的に判断ができ、危険な場所での停車
が避けられる。第２に、制御装置内部のモータ駆動装置
が誤動作したときは、監視装置で容易に制御装置の異常
を検知し、モータの駆動を遮断できる。第３に、制御装
置内部の監視装置の異常判定装置が誤動作したときは、
制御装置がモータの出力を絞るので、監視装置で容易に
制御装置の異常を検知できる。第４に、監視ＣＰＵの異
常が容易に検知できる。第５に、モータのトルク演算を
制御装置と監視装置で二重に計算し演算結果をつき合わ
せるため、不正確なトルクを実際にモータが出力する前
に押さえられる。
縦者に制御装置の状態を通知することで、操縦者は電気
車操縦の際に総合的に判断ができ、危険な場所での停車
が避けられる。第２に、制御装置内部のモータ駆動装置
が誤動作したときは、監視装置で容易に制御装置の異常
を検知し、モータの駆動を遮断できる。第３に、制御装
置内部の監視装置の異常判定装置が誤動作したときは、
制御装置がモータの出力を絞るので、監視装置で容易に
制御装置の異常を検知できる。第４に、監視ＣＰＵの異
常が容易に検知できる。第５に、モータのトルク演算を
制御装置と監視装置で二重に計算し演算結果をつき合わ
せるため、不正確なトルクを実際にモータが出力する前
に押さえられる。
【００１９】
【発明の効果】異常が監視システムのみで駆動システム
に異常がない場合、安全な場所あるいは修理可能な場所
への自走による移動が可能になる。
に異常がない場合、安全な場所あるいは修理可能な場所
への自走による移動が可能になる。
【図１】本発明の一実施例の電気車の制御装置のブロッ
ク図。
ク図。
１０…制御装置、１２…モータ駆動装置、１４…ユーザ
への異常表示装置、１６…演算ＣＰＵ、１８…監視ＣＰ
Ｕ、２０…ゲート、２２…イーンバータ、２４…誘導電
動機、２６…回転速度センサ、２８…トルク制限器、３
０…制御演算部、３２…２／３変換部、３４…監視ＣＰ
Ｕ異常判定器、３６…トルク電流判定器、３８…励磁電
流判定器、４０…制御演算部、４２…モータトルク推定
部、４４…トルク比較器、４６…演算ＣＰＵとモータ駆
動部の異常判定器、４８…ＤＰＲＡＭ、５０…電流セン
サ。
への異常表示装置、１６…演算ＣＰＵ、１８…監視ＣＰ
Ｕ、２０…ゲート、２２…イーンバータ、２４…誘導電
動機、２６…回転速度センサ、２８…トルク制限器、３
０…制御演算部、３２…２／３変換部、３４…監視ＣＰ
Ｕ異常判定器、３６…トルク電流判定器、３８…励磁電
流判定器、４０…制御演算部、４２…モータトルク推定
部、４４…トルク比較器、４６…演算ＣＰＵとモータ駆
動部の異常判定器、４８…ＤＰＲＡＭ、５０…電流セン
サ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 哲也 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 山田 博之 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 國見 篤史 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内
Claims (3)
- 【請求項１】トルク指令値とモータ回転数の入力信号値
とに基づいてモータ制御演算を行いモータを駆動する演
算装置と、トルクあるいはモータ電流の少なくともいず
れかの指令値と実測値を比較してモータ駆動系の監視を
行う監視装置とを含む電気車の制御装置において、 前記演算装置は前記監視装置の動作または演算結果から
前記監視装置の異常の判定手段と、前記判定手段が異常
検出時に操縦者への異常の通知手段と、モータ駆動を継
続する手段とを備えることを特徴とする電気車の制御装
置。 - 【請求項２】請求項１において、 前記異常判定手段が異常を検出したときに、前記トルク
指令値を所定の値以下に制限する手段を備えている電気
車の制御装置。 - 【請求項３】請求項１において、前記演算装置及びゲー
トとインバータとモータからなるモータ駆動系を監視し
異常と判定する手段と、異常の判定時にモータの駆動を
中止する手段を備える電気車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7261211A JPH09107602A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 電気車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7261211A JPH09107602A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 電気車の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09107602A true JPH09107602A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17358692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7261211A Pending JPH09107602A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 電気車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09107602A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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