JPH0923501A

JPH0923501A - 電気車制御装置

Info

Publication number: JPH0923501A
Application number: JP7167417A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Yoshihara; 重之吉原; Hiroshi Katada; 寛片田
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 1995-07-03
Filing date: 1995-07-03
Publication date: 1997-01-21
Also published as: US5677611A

Abstract

(57)【要約】【目的】電流センサの故障か否かを特定し、それに対応
した信頼性の高い制御が行える電気車制御装置を提供す
る。【構成】ＰＷＭ信号に基づいて３相モータ3へ電流を供
給するインバータ回路2と、モータに流れる電流を検出
する３個の電流センサ4,5,6と、モータ回転数を検出す
る回転数検出回路7と、電流指令発生回路10と電流制御
回路11とＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ発生回路12とから
成ってモータ駆動制御を実行するモータ制御回路1と、
検出電流の演算値が所定値を満足するかを判定し、異常
信号を出力するセンサ異常判定手段30と、異常信号に基
づいて３相モータへ診断電流を供給し、該診断電流によ
る検出診断電流に基づいて電流センサの正常または異常
を特定するセンサ特定手段13,14とを備えセンサ正常時
ならびに異常時に対応したモータ駆動制御を実行する電
気車制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気車制御装置に
係り、特に、高度の信頼性が要求される電気自動車に好
適な電気車制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気車制御装置は、特開平４−４
５０７８号公報に記載されているように、３個の電流セ
ンサの中から異常センサを検出する方式について述べら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、電流
センサの異常検出の方式を、３個の電流センサの出力の
いずれかが所定の時間零となるか否かを検知することに
より行っているが、電流センサ故障検出回路は、電流制
御回路を動作させたまま、電流センサの出力をチェック
して異常検出を行うため、電流制御回路が異常の場合な
どは、正しく異常な電流センサを特定することができな
いという問題がある。

【０００４】従って、本発明の目的は、故障は電流セン
サか否かを特定し、それに対応した信頼性の高い制御が
行える電気車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、ＰＷＭ信
号に基づいて３相モータへ電流を供給するインバータ回
路と、前記３相モータの各相に流れる前記電流を検出す
る３個の電流センサと前記３相モータのモータ回転数を
検出する回転数検出回路と、前記回転数検出回路からの
検出回転数に基づいて電流指令を発生する電流指令発生
回路と該電流指令及び前記電流センサからの検出電流に
基づきフィードバック制御を実行する電流制御回路と該
電流制御回路の出力に基づいて前記ＰＷＭ信号を出力す
るＰＷＭ発生回路とから成って前記３相モータの駆動制
御を実行するモータ制御回路とを備えるものであって、
前記各電流センサからの前記検出電流の演算値が所定値
を満足するかを判定し異常信号を出力するセンサ異常判
定手段と、前記異常信号に基づいて前記３相モータへ診
断電流を供給し、該診断電流を検出した前記電流センサ
の検出診断電流に基づいて、前記電流センサの正常また
は異常を特定するセンサ特定手段とを設け、センサ正常
時ならびに異常時に対応したモータ駆動制御を実行し、
電気車を運転制御する電気車制御装置によって達成され
る。

【０００６】換言すれば、上記構成によれば、センサ異
常判定手段が何らかの異常を検出したら、主制御手段で
あるモータ制御回路とは切離して、別設定のセンサ特定
手段から診断電流を３相モータへ供給し、該診断電流を
判定の基準として故障しているのは電流センサか他の回
路かを特定する。これによって、残りの故障してない電
流センサでモータ駆動制御を続行する、あるいは他の回
路の代替制御をセンサ特定手段が実行するなどが可能と
なり、高信頼性のモータ駆動制御が行える。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態に
ついて、図面に示す実施例を参照しながら説明する。図
１は、本発明による一実施例の電気車制御装置を示す構
成図である。図において電気車制御装置は、３相モータ
３を駆動制御するモータ制御回路１と、３相モータ３
(以下、モータと略称する)へ電力、即ち電流を供給する
インバータ回路２と、モータの各相に流れる電流を検出
する３個の電流センサ４,５,６と、モータ回転数を検出
する回転数検出回路７と、センサ正常時ならびに異常時
に対応したモータ駆動制御を実行する手段としてのセン
サ特定手段及びセンサ異常判定手段と、から構成され
る。なお、８はアクセル、２０はバッテリである。

【０００８】モータ制御回路１は、マイクロコンピュー
タ(以下、マイコンと略称する)を備え、電流指令発生回
路１０と電流制御回路１１とＰＷＭ発生回路１２とを含
み構成される。そして、故障診断用マイコン３１は、上
記の電流指令発生回路，電流制御回路，ＰＷＭ発生回路
の機能を兼備している故障診断回路１３と電流センサ異
常検出回路３０とから構成される。また、切替回路１４
は、電流制御回路１１の出力に基づいてＰＷＭ発生回路
１２が出力するＰＷＭ信号と、故障診断回路１３が出
力する診断ＰＷＭ信号との、どちらか一方を選択する信
号切替手段である。従って、本実施例においては、セン
サ特定手段は、診断信号出力手段及び故障センサ識別手
段を含む故障診断回路１３と、切替回路１４とから構成
される。また、センサ異常判定手段は、電流センサ異常
検出回路３０である。

【０００９】電流指令発生回路１０は、アクセル開度信
号８ａ及び回転数検出信号７ａを入力し、電流制御回路
１１に電流指令１０ａ、１０ｂ、１０ｃを出力する。こ
のとき、電流センサ異常を伝達する故障診断回路１３か
らの異常信号１３ｇも電流指令発生回路１０に入力され
ている。電流制御回路１１は、３つの電流指令とフィー
ドバックした電流センサの検出電流(または、検出電流
値)４ａ、４ｂ、４ｃを得て、電圧指令１１ａ、１１
ｂ、１１ｃをＰＷＭ発生回路１２に出力する。ＰＷＭ発
生回路１２は、３つの電圧指令に基づいて３相のＰＷＭ
信号１２ａ、１２ｂ１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ
を、切替回路１４を介してインバータ回路２へ出力す
る。

【００１０】一方、故障診断用マイコン３１の故障診断
回路１３は、３相モータ３へ診断電流を供給するための
診断ＰＷＭ信号１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３
ｅ、１３ｆを出力する。そしてまた、補助モータ制御手
段としての故障診断回路１３は、電流指令発生回路１０
などと同等機能を備え、アクセル開度信号８ａ及び回転
数検出信号７ａ、そして検出電流４ａ、４ｂ、４ｃを入
力し、後述するＰＷＭ信号３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３
３ｄ、３３ｅ、３３ｆを出力し、３相モータ３の駆動制
御を実行する。電流センサ異常検出回路３０は、３個の
電流センサの異常検出を行っており、電流センサが正常
と判定したときは０、異常と判定したときは１となる異
常信号１３ｇを出力する。

【００１１】図２は、図１の切替回路の一実施例を示す
図である。図により切替回路１４を説明する。図示のＰ
ＷＭ信号１２ａ〜１２ｆはＡＮＤ回路１４１〜１４６の
一方の入力端子に接続され、他方の入力端子には異常信
号１３ｇ(０または１の反転信号)が接続されている。ま
た診断ＰＭＷ信号１３ａ〜１３ｆは、ＡＮＤ回路１５１
〜１５６の一方の入力端子に接続され、他方の入力端子
には異常信号１３ｇが接続されている。そして、ＡＮＤ
回路１４１〜１４６の出力と、ＡＮＤ回路１５１〜１５
６の出力とは、ＯＲ回路１６１〜１６６に接続され、
そのＯＲ回路の出力が最終的なＰＷＭ信号１４ａ、１４
ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆとなる。したがっ
て、異常信号１３ｇが正常を示す出力０であれば、ＰＷ
Ｍ信号１２ａ〜１２ｆがそのままＰＷＭ信号１４ａ〜１
４ｆとなり、異常信号１３ｇが異常を示す出力１であれ
ば、診断ＰＭＷ信号１３ａ〜１３ｆ(または、ＰＭＷ信
号33ａ〜33ｆ)がそのままＰＷＭ信号１４ａ〜１４ｆと
なる。すなわち、異常信号１３ｇによりＰＷＭ信号と診
断ＰＭＷ信号とが選択され切り替えられて出力される。

【００１２】以上により、最終的なＰＷＭ信号１４ａ、
１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆがインバータ
回路２へ出力される。

【００１３】図３は、図１の電流指令発生回路のフロー
チャートである。マイクロコンピュータの一部としての
電流指令発生回路１０の制御プログラムは、まず、Step
１で、故障診断用マイコン３１からの異常信号を読み込
み入力する。Step２で、異常信号１３ｇをチェックし、
電流センサが正常であれば通常のモータ駆動制御が行わ
れる。即ち、アクセル開度を検出し、さらにトルク指令
を演算し、次に、モータ回転数を検出してベクトル演算
を行って電流指令１０ａ、１０ｂ、１０ｃを出力する。
以上のStep１〜Step７までは、電流指令出力処理であ
る。一方、電流センサが異常であればモータ駆動制御は
行わず、１次電流指令１０ａ、１０ｂ、１０ｃの出力を
停止する。これらのStep１，２，８の出力停止処理は、
一定の周期で動作しており、この周期は、電流指令出力
処理のStep３〜Step７までの周期に対して充分に速いも
のとしている。

【００１４】次に、故障診断用マイコン３１の動作につ
いて図４〜図７により説明する。図４は、図１の故障診
断用マイコンの基本フローチャートである。制御プログ
ラムは、まず、Step１〜Step２で電流センサの異常判定
処理が行われ、電流センサが正常であれば、１３ｇ＝０
なる信号が出力され、この異常判定処理が繰り返され
る。Step２で電流センサが異常であれば１３ｇ＝１なる
異常信号が出力され、Step３で故障センサ識別処理が行
われる。そして必要に応じて、Step３でモータ駆動制御
続行処理が行われる。これらの処理の詳細は後述する。
また、これらのStep１〜Step４の処理動作は、電流指令
発生回路１０の出力停止処理動作あるいは上記の繰り返
し異常判定処理動作と同様に、ある一定の周期で動作し
ており、これらの周期は前述の電流指令出力処理の周期
に対して充分に速いものとしている。ただし、後述する
故障診断用マイコン３１がモータ駆動制御を代替する場
合は除くものである。

【００１５】図５は、図４の電流センサ異常判定処理の
フローチャートである。図に示すように、電流センサ異
常判定処理は、まず、Step１で３個の電流センサからの
検出電流を読み込み入力する。Step２で３個の検出電流
値に基づいて、例えば、Ｉtotal＝｜４ａ＋４ｂ＋４ｃ
｜からなる式で演算を行い、Step３で、その演算値Ｉto
talが所定値Ｉrefを満足するか否か判定される。従来の
電流センサ異常判定処理の場合は、所定値をＩref＝０
としている。この従来方法でも可である。しかし、本実
施例では、新しい判定方法を採用し、瞬時的な外乱によ
る誤判定などを回避し、判定確度の向上を図っている。

【００１６】すなわち、Step４，Step５，Step６からな
る計数手段を追加し、合計値Ｉtotalが所定値Ｉrefを満
足する判定回数をカウントし、所定の判定回数に達した
か否かが判定される。そして、合計値Ｉtotalが所定値
Ｉrefを満足する回数が、所定判定回数Ｎを越えたとき
に異常と判定し、異常信号１３ｇを出力する。そして、
Step７で正常と判定したときは１３ｇ＝０、または、St
ep８で異常と判定したときは１３ｇ＝１となる異常信号
１３ｇを出力する。１３ｇ＝１の異常信号が出力された
ときが、３個の電流センサのうち、いずれかの電流セン
サが異常であると判定されたときである。従って、本
実施例のセンサ異常判定手段は、Step１，Step２，Step
３，Step７及びStep８、またはStep１〜Step８に相当す
る。

【００１７】ここで、電流センサの異常判定に関し、図
８〜図１１を参照し補足説明する。図８は、電流制御回
路の説明図である。オペアンプを使用した電流制御回
路１１の一般的な回路である。図９は、電流センサの出
力特性の説明図である。電流センサ４，５，６の基本的
な特性図で、検出電流Ｉ₀と出力電圧Ｖ₀の関係を示すも
のである。電流センサの検出値には当然限界値があり、
その限界値を越えると出力が飽和する特性をもってい
る。

【００１８】この電流制御回路の動作を説明する。図８
において、オペアンプはその＋端子を抵抗２０４を介し
てＧＮＤに接続しているため反転の加算器として動作す
るので、入力電圧Ｖ１とＶ０を加算した値に抵抗２０
１、２０２、２０３で決まる増幅率を乗じた値を反転し
た値が出力する。

【００１９】スイッチ２１２を閉じて電源２１１から電
流指令値に相当する正の電圧Ｖ₁をオペアンプ２０８に
入力すると、最初は電流Ｉ₀はゼロであるのでＶ₀電圧も
ゼロとなりオペアンプの出力は負の値となるので、トラ
ンジスタ２０７がオンする。その結果電流Ｉ₀が増える
と電流センサの出力Ｖ₂が増え、Ｖ₁とＶ₂の加算値が負
の値となればオペアンプの出力は正の値となりトランジ
スタをオフするように動作する。以上の動作を連続的に
動作してＶ₀がＶ₁と等しくなるように電流制御を行う。

【００２０】ところで、例えば、抵抗２０２が断線故障
するなどの電流制御回路の故障が起きると、電流センサ
の出力Ｖ₀が入力されないのでオペアンプの出力は負の
最大値となり、トランジスタ２０７は常時オン状態にな
るので、電流値Ｉ₀は大きな値となり電流センサの検出
限界を越えてその出力は飽和してしまう。以上から、電
流制御回路が故障すると、たとえ電流センサが正常であ
っても電流センサの出力は実際の電流値と異なる値を示
すことが判る。

【００２１】次に、判定原理について説明する。図１０
は、３相モータの電気回路の説明図である。３相モータ
の電気回路において、３相に流れる電流をＩＵ、ＩＶ、
ＩＷとすると、キルヒホッフの法則によりＩＵ＋ＩＶ＋
ＩＷ＝０である。電流センサはこのＩＵ、ＩＶ、ＩＷを
検出できる位置に設置されるため、各電流センサの出力
の合計値も０となる。従って、どれかひとつの電流セン
サの出力特性が異常となれば、センサ出力の合計値が０
でなくなり、どれかが異常と言える。しかしながら、こ
の判定方法は上述の電流制御回路が正常であることが条
件であり、電流制御回路が異常となって３相のうち１相
でも電流センサを飽和させるほど大きな電流が流れた場
合は、３個の電流センサの出力の合計値が０にならず、
正しく判定できない。また、３個のうちどの電流センサ
が異常か不明である。

【００２２】図１１は、電流制御回路異常時の電流セン
サ異常検出回路の動作を示す図である。予め、電流制御
回路１１からの１相の出力を異常にしてモータへ通電し
た時の、電流センサ４，５，６の出力とその出力の合計
値を示す波形である。該異常の相の電流センサ出力は、
検出限界を越えて飽和したために、その合計値が０とな
らなくなっていることが判る。以上の補足説明から、電
流制御回路が異常の場合は、正しく電流センサの異常を
把握できないことが判る。

【００２３】次に、電流センサの故障識別処理につい
て、図６を参照し説明する。図６は、図４の故障センサ
識別処理のフローチャートである。いずれかの電流セン
サが異常と判定されたときに、どの電流センサの異常か
を特定するものである。まず、Step１で異常信号を入力
しStep２で異常信号１３ｇを判定する。そして、電流セ
ンサ異常と判定されたときは、Step２で異常信号１３ｇ
＝１が切替回路１４に発信されて、故障診断回路１３が
発信している診断ＰＷＭ信号により３相モータ３に診断
電流を供給する状態なる。従って、Step１〜Step２は信
号切替手段に相当する。

【００２４】次に、Step３〜Step５で、モータ回転数が
所定回転数未満であれば、同期周波数に対して充分高い
運転周波数でモータ駆動制御し、モータ回転数が所定回
転数以上であれば、同期周波数と同じ運転周波数でモー
タ駆動制御するよう診断ＰＷＭ信号を出力する。このよ
うにモータ回転数によって運転周波数を可変する理由
は、たとえば運転者がアクセルを閉じて車両が停止中に
センサが故障した場合に同期周波数を有する直流電流で
運転すると、モータに交流電流が流れなくなり、正しい
センサ異常判定ができないためである。つまり、電流セ
ンサがオフセットを持った状態で故障している場合は、
誤判定の可能性があるためである。

【００２５】そこで、車両が停止中と言うようなモータ
回転数が所定回転数未満である場合は、充分高い周波数
で運転することにより交流電流を発生させて、電流セン
サの識別を可能としている。この時、同期周波数から大
きく外すことによって、すべりが大きくずれるために不
要なトルク発生を極力抑えるようにしてある。また、走
行中にセンサ異常が発生した場合に同期周波数で運転す
れば、すべりが零となり不要なトルクが発生しない。こ
れについて補足説明をすれば次の通りである。

【００２６】図１２は、３相モータのすべりと発生トル
クの関係を説明する図である。すなわち、インバータが
ある運転周波数ｆ₀で制御しているときのモータの発生
トルクとすべりの関係を示す図である。「すべり値０」と
は、モータ回転数がインバータの運転周波数と等しく同
期しているということであり、「すべり値１」とはモータ
回転数がゼロを意味する。発生トルクは励磁電流、つま
り電流指令Ｉ₀によって変化し、電流が小さいほどトル
クも減少する。通常の運転ではすべりを、一般的な最大
トルクの点のすべり値である１／４以下で制御して、ト
ルクの発生を制御している。また一般的に、すべり値１
の点では最大トルクの約３０％になることが知られてい
る。この特性からインバータの運転周波数をモータ回転
数と同期させれば発生トルクはゼロになる。また、励磁
電流を通常の約１／４以下、かつすべり値を約１／４以
下に、換言すればインバータの運転周波数をモータ回転
数の４倍以上の充分高い周波数で運転しても発生トルク
は十分小さいことが判る。したがって、モータ回転数が
所定回転数未満であれば、モータ回転数と同期した同期
周波数に比較して少なくとも４倍以上の周波数を有する
診断電流が供給されるよう、診断ＰＷＭ信号を出力し運
転するものである。

【００２７】以上のStep３〜Step５が、診断信号出力手
段に相当し、この運転方式により電流センサが正常であ
れば、電流センサは必ず交流波形を検出する。従って、
診断電流が流れて電流センサが検出した時の検出診断電
流４ａ’、４ｂ’、４ｃ’の検出診断電流値(即ち、電
流波形)を予め設定されている基準電流値(即ち、基準電
流波形)と比較し、３個の電流センサのうちどの電流セ
ンサが故障しているかを特定することができる。

【００２８】そして例えば、所定の診断電流に対する基
準電流値を対応マトリスクとして予め設定記憶し、所定
診断電流を流し検出した検出診断電流値を、該基準電流
値と比較し特定する方法がある。または３つの検出診断
電流４ａ’、４ｂ’、４ｃ’の検出時点における電流波
形のプラス側ピーク値及びマイナス側ピーク値を記憶
し、基準電流値として設定する。そして設定記憶した基
準電流値同志を互いに比較し、他と大きく異なっている
基準電流値を示す電流センサを識別し、該電流センサを
異常と特定する方法もある図６に戻り、本実施例は後者によるものであり、Step６
〜Step９が該当する。したがって、故障センサ識別手段
は、Step６〜Step９に相当する。

【００２９】図１３は、診断電流に基づくモータ電流波
形を示す図である。故障診断回路１３によって供給され
た診断電流が３相モータ３に流れたときのモータ電流波
形が示されている。切替回路１４が切り替えらえ、イン
バータ回路２から３相モータ３へ診断電流である交流電
流が供給されたときの、基準となる正しいモータ電流波
形(基準電流波形)である。電流センサ４，５，６が正常
であれば、所定の診断電流に対応した基準電流波形が検
出される。すなわち、電流センサが正常であれば、検出
診断電流値は、図示のようなプラス側ピーク値とマイナ
ス側ピーク値とがほぼ等しい値を示す、即ち、基準電流
値として検出される。

【００３０】Step１０〜Step１４は異常のある電流セン
サを識別した後のモータ駆動制御についての処理であ
る。すなわち、センサ正常時ならびに異常時に対応した
モータ駆動制御を実行し、電気車を運転制御する処理方
法である。尚、Step１０〜Step１４に相当する手段は、
故障センサ識別手段に包含されるも、別設定するも可で
ある。

【００３１】Step１０では、電流センサを識別した結果
から、全てのセンサが正常かをチエックする。全てのセ
ンサが正常であれば、電流制御回路１１が故障している
と判断されるので、Step１１で、別途、モータ制御回路
１に代わり補助モータ制御手段としての故障診断回路１
３にモータ駆動制御を実行させる。換言すれば、故障診
断用マイコン３１によってモータ制御回路１のマイコン
を代替し、モータ駆動制御する代替制御処理が実行され
る。一般に、故障診断用マイコン３１は容量は小さくバ
ックアップ用マイコンであるので、緊急時の退避運転な
どのための代替制御(モータ駆動制御)とするのが望まし
い。勿論、モータ制御回路１のマイコンと同等容量のバ
ックアップ用マイコンを設け代替するも可である。従っ
て、Step１０〜Step１１は、代替制御手段に相当する。

【００３２】Step１２では１つのセンサのみが異常かを
チエックする。２つ以上のセンサが異常の場合は、Step
１３で、別途、モータ駆動制御を停止する処理を実行す
る。１つのセンサのみが異常の場合は、Step１４で、モ
ータ駆動制御続行処理を実行するものである。従って、
Step１２とStep１４は、続行制御手段に相当する。以上
の一連の故障センサ識別処理が一実施例のセンサ特定手
段の動作である。

【００３３】図７は、図４のモータ駆動制御続行処理の
フローチャートである。モータ駆動制御続行処理は、上
記の故障センサ識別処理で正常であると特定された２個
の電流センサをフィードバック制御に用いてベクトル制
御を行い、アクセル開度に応じたトルクを発生させて運
転を続行するものである。即ち、図６で説明した続行制
御手段であるStep１２とStep１４の一実施例を示してい
る。

【００３４】Step１〜Step２で正常な電流センサ２個を
選別し正確に特定する。Step３でモータ駆動制御を続行
させるためのマイコンを、故障診断用マイコン３１(す
なわち、補助モータ制御手段としての故障診断回路１
３)か、モータ制御回路１のマイコンを含む他のマイコ
ンかを選択する。故障診断用マイコン３１の場合はStep
４〜Step８で、「電流センサ２個による演算のフィード
バック制御」を実行する。この場合に、補助モータ制御
手段としての故障診断回路１３が出力する信号は、本来
のモータ駆動制御のためのＰＷＭ信号３３ａ〜３３ｆで
ある。なお、「電流センサ２個による演算のフィード
バック制御」において、誤った演算が行われないよう、
正しく２個の電流センサが特定されなければならない。
また、演算式も３個の演算式とは区別されるものとな
る。

【００３５】一方、他のマイコンに相当するモータ制御
回路１のマイコンを利用する場合はStep９で異常信号１
３g＝０出力し、電流制御回路１１に電流センサ２個に
よるフィードバック制御を実行させる。なお、Step３，
Step９を省いても可である。上記した代替制御処理およ
び電流センサ２個によるモータ駆動制御続行処理によっ
て、従来の場合は電流制御回路あるいは電流センサが異
常でモータ駆動制御不能、即ち電気車の運転制御不能と
なったものが、修理店までの徐行運転や緊急時の退避運
転などが可能となり、信頼性の高い電気車が提供され
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、故障しているのが電流
センサか電流制御回路かが判るので、有効なる代替制御
が行える。また、故障している電流センサが特定できる
ので、３個のうち２個の電流センサの検出電流値を用い
て演算しモータ駆動制御の続行が行える。したがって、
信頼性の高いモータ駆動制御と共に、電気車の続行運転
が可能となる。特に、緊急時の退避運転等が行え、信頼
性の高い電気車が提供される効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の電気車制御装置を示す
構成図である。

【図２】図１の切替回路の一実施例を示す図である。

【図３】図１の電流指令発生回路のフローチャートであ
る。

【図４】図１の故障診断用マイコンの基本フローチャー
トである。

【図５】図４の電流センサ異常判定処理のフローチャー
トである。

【図６】図４の故障センサ識別処理のフローチャートで
ある。

【図７】図４のモータ駆動制御続行処理のフローチャー
トである。

【図８】電流制御回路の説明図である。

【図９】電流センサの出力特性の説明図である。

【図１０】３相モータの電気回路の説明図である。

【図１１】電流制御回路異常時の電流センサ異常検出回
路の動作を示す図である。

【図１２】３相モータのすべりと発生トルクの関係を説
明する図である。

【図１３】診断電流に基づくモータ電流波形を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…モータ制御回路、２…インバータ回路、３…３相モ
ータ、４、５、６…電流センサ、７…回転数検出回路、
８…アクセル、１０…電流指令発生回路、１１…電流制
御回路、１２…ＰＷＭ発生回路、１３…故障診断回路、
１４…切替回路２０…バッテリ、３０…電流センサ異常検出回路、３１
…故障診断用マイコン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者片田寛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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＰＷＭ信号に基づいて３相モータへ電流を
供給するインバータ回路と、前記３相モータの各相に流
れる前記電流を検出する３個の電流センサと、前記３相
モータのモータ回転数を検出する回転数検出回路と、前記回転数検出回路からの検出回転数に基づいて電流指
令を発生する電流指令発生回路と該電流指令及び前記電
流センサからの検出電流に基づきフィードバック制御を
実行する電流制御回路と該電流制御回路の出力に基づい
て前記ＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ発生回路とから成っ
て前記３相モータの駆動制御を実行するモータ制御回路
とを備えるものであって、前記各電流センサからの前記検出電流の演算値が所定値
を満足するかを判定し異常信号を出力するセンサ異常判
定手段と、前記異常信号に基づいて前記３相モータへ診断電流を供
給し、該診断電流を検出した前記電流センサの検出診断
電流に基づいて、前記電流センサの正常または異常を特
定するセンサ特定手段とを設け、センサ正常時ならびに異常時に対応したモータ駆動制御
を実行し、電気車を運転制御することを特徴とする電気
車制御装置。
【請求項２】請求項１において、前記センサ特定手段
は、前記３相モータへ前記診断電流を供給するための診断Ｐ
ＷＭ信号を前記インバータ回路へ出力する診断信号出力
手段と、該診断ＰＷＭ信号を前記ＰＷＭ信号に代えて前記インバ
ータ回路へ送るよう切り替える信号切替手段と、前記診断電流が流れて前記電流センサが検出した各々の
検出診断電流値を予め設定されている基準電流値と比較
し、３個の前記電流センサのうちどの電流センサが正常
か異常かを識別する故障センサ識別手段とを有すること
を特徴とする電気車制御装置。
【請求項３】請求項２において、前記診断信号出力手段
は、前記回転数検出回路から検出回転数を入力し前記モ
ータ回転数が所定回転数以上かを判定し、前記３相モー
タの回転数と同期した同期周波数を有する前記診断電流
が供給されるよう、前記診断ＰＷＭ信号を出力すること
を特徴とする電気車制御装置。
【請求項４】請求項２において、前記診断信号出力手段
は、前記回転数検出回路から検出回転数を入力し前記モ
ータ回転数が所定回転数未満かを判定し、前記３相モー
タの回転数と同期した同期周波数に比べ、少なくとも４
倍以上の周波数を有する前記診断電流が供給されるよ
う、前記診断ＰＷＭ信号を出力することを特徴とする電
気車制御装置。
【請求項５】請求項２において、前記診断信号出力手段
は、前記３相モータの駆動制御を実行する前記モータ制
御回路と同等機能を備える補助モータ制御手段を有し、前記故障センサ識別手段は、３個の前記電流センサのう
ち１個の前記電流センサのみを故障センサと識別し、該
故障センサを除く残りの２個の前記電流センサを用いた
モータ駆動制御を前記補助モータ制御手段に実行させ、
電気車の運転制御を続行させる続行制御手段を有するこ
とを特徴とする電気車制御装置。
【請求項６】請求項２において、前記診断信号出力手段
は、前記３相モータの駆動制御を実行する前記モータ制
御回路と同等機能を備える補助モータ制御手段を有し、前記故障センサ識別手段は、３個の前記電流センサのう
ち３個共に正常と識別し、前記モータ制御回路に代わり
前記補助モータ制御手段にモータ駆動制御を実行させる
代替制御手段を有することを特徴とする電気車制御装
置。
【請求項７】請求項２において、前記故障センサ識別手
段は、前記診断電流が流れ３個の前記電流センサで検出
された電流波形のプラス側ピーク値及びマイナス側ピー
ク値を前記基準電流値として設定することを特徴とする
電気車制御装置。