JP2018191487A - Vehicular control device - Google Patents

Vehicular control device Download PDF

Info

Publication number
JP2018191487A
JP2018191487A JP2017094725A JP2017094725A JP2018191487A JP 2018191487 A JP2018191487 A JP 2018191487A JP 2017094725 A JP2017094725 A JP 2017094725A JP 2017094725 A JP2017094725 A JP 2017094725A JP 2018191487 A JP2018191487 A JP 2018191487A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
abnormality
inverter
control device
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017094725A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
智洋 稲垣
Tomohiro Inagaki
智洋 稲垣
牧野 友由
Tomoyoshi Makino
友由 牧野
洋祐 田坂
Yosuke Tasaka
洋祐 田坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2017094725A priority Critical patent/JP2018191487A/en
Publication of JP2018191487A publication Critical patent/JP2018191487A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular control device allowing a vehicle to efficiently travel even when a failure occurs in a part of equipment.SOLUTION: A vehicular control device of one embodiment includes a circuit breaker, a plurality of inverters, a plurality of connection circuits and a control part. The plurality of inverters is individually provided electrically in series with respect to the circuit breaker, is provided electrically in parallel to one another, and converts DC power supplied to a power feeding system into AC power. The plurality of connection circuits connects the plurality of inverters to electric motors different from one another. The control part, when predetermined abnormality occurs in an AC circuit part formed by a combination of the connection circuits and the electric motors, electrically disconnects the AC circuit part in which the abnormality occurs from the power feeding system by controlling an inverter corresponding to the AC circuit part in which the abnormality occurs to a stop state out of the plurality of inverters.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、車両用制御装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a vehicle control device.

遮断器と、前記遮断器に対してそれぞれ電気的に直列に、且つ、互いに電気的に並列に設けられた複数のインバータと、前記複数のインバータをそれぞれ異なる電動機に接続する複数の接続回路とを有した車両用制御装置が知られている。   A circuit breaker, a plurality of inverters that are electrically connected in series to each other and electrically parallel to each other, and a plurality of connection circuits that connect the plurality of inverters to different motors, respectively. A vehicular control device is known.

上記のような車両用制御装置では、前記複数の接続回路の少なくとも1つに所定の異常が生じた場合、前記遮断器が開放されることで、健全な電動機を含む全ての電動機が電源から電気的に切り離される。遮断器が開放された車両は、例えば別の健全な車両によって走行される。このため、車両を効率的に走行させることが難しい場合があった。   In the vehicle control device as described above, when a predetermined abnormality occurs in at least one of the plurality of connection circuits, the circuit breaker is opened so that all motors including a healthy motor can be electrically connected from the power source. Separated. The vehicle whose circuit breaker is opened is driven by, for example, another healthy vehicle. For this reason, it may be difficult to drive the vehicle efficiently.

特開2012−75317号公報JP 2012-75317 A

本発明が解決しようとする課題は、一部の機器に故障が生じた場合でも、車両を効率的に走行させることができる車両用制御装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a vehicle control device capable of efficiently driving a vehicle even when a failure occurs in some devices.

実施形態の車両用制御装置は、遮断器と、複数のインバータと、複数の接続回路と、制御部とを持つ。前記遮断器は、電源に電気的に接続される給電系統に設けられている。前記複数のインバータは、前記遮断器に対してそれぞれ電気的に直列に、且つ、互いに電気的に並列に設けられ、前記給電系統に供給される直流電力を交流電力に変換する。前記複数の接続回路は、前記複数のインバータをそれぞれ異なる電動機に接続する。前記制御部は、前記接続回路と前記電動機との組によって形成される交流回路部に所定の異常が生じた場合に、前記複数のインバータのなかで、前記異常が生じた交流回路部に対応するインバータを停止状態に制御することで、前記異常が生じた交流回路部を前記給電系統から電気的に切り離す。   The vehicle control device of the embodiment includes a circuit breaker, a plurality of inverters, a plurality of connection circuits, and a control unit. The said circuit breaker is provided in the electric power feeding system electrically connected to a power supply. The plurality of inverters are provided in series with each other and in parallel with each other with respect to the circuit breaker, and convert DC power supplied to the power feeding system into AC power. The plurality of connection circuits connect the plurality of inverters to different motors. The control unit corresponds to the AC circuit unit in which the abnormality occurs in the plurality of inverters when a predetermined abnormality occurs in the AC circuit unit formed by the combination of the connection circuit and the electric motor. By controlling the inverter to a stopped state, the AC circuit unit in which the abnormality has occurred is electrically disconnected from the power feeding system.

実施形態の車両の全体構成を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure of the vehicle of embodiment. 実施形態の電力変換回路に対する制御指令の内容の一例を示す図。The figure which shows an example of the content of the control command with respect to the power converter circuit of embodiment. 実施形態の車両用制御装置の処理の流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow of a process of the vehicle control apparatus of embodiment. 実施形態のインバータのドライバの処理の流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the process flow of the driver of the inverter of embodiment.

以下、実施形態の車両用制御装置を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。   Hereinafter, a vehicle control device according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to configurations having the same or similar functions. And the description which overlaps those structures may be abbreviate | omitted.

図1から図4を参照し、実施形態の車両用制御装置12について説明する。
図1は、車両用制御装置12を含む車両1の全体構成を示すブロック図である。
図1に示すように、車両1は、電源11、車両用制御装置12、複数の主電動機13、複数の車輪14(図1では代表して1つだけ示す)、および運転台15を備えている。車両1は、例えば、鉄道車両などの電気車である。
The vehicle control device 12 of the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the vehicle 1 including the vehicle control device 12.
As shown in FIG. 1, the vehicle 1 includes a power source 11, a vehicle control device 12, a plurality of main motors 13, a plurality of wheels 14 (only one is shown in FIG. 1), and a cab 15. Yes. The vehicle 1 is, for example, an electric vehicle such as a railway vehicle.

電源11は、車両用制御装置12に電力を供給する電源である。例えば、電源11は、車両用制御装置12に直流電力を供給する。電源11は、架線から電力の供給を受けるパンタグラフのような集電装置でもよいし、サードレールから電力の供給を受ける集電シューのような集電装置でもよいし、車両1に搭載される各種のバッテリ装置または発電機などでもよい。電源11は、車両1の外部から交流電力が供給される場合は、トランスや、交流電力を直流電力に変換するコンバータなどを含んでもよい。   The power source 11 is a power source that supplies power to the vehicle control device 12. For example, the power supply 11 supplies DC power to the vehicle control device 12. The power source 11 may be a current collector such as a pantograph that receives power supplied from an overhead line, a current collector such as a current collector shoe that receives power supplied from a third rail, or various types of devices mounted on the vehicle 1. The battery device or the generator may be used. When AC power is supplied from the outside of the vehicle 1, the power source 11 may include a transformer, a converter that converts AC power into DC power, and the like.

車両用制御装置12は、電源11から供給される電力を主電動機13の駆動に適した周波数・電圧の電力に変換し、変換した電力を複数の主電動機13に供給する電力変換装置である。なお、車両用制御装置12については、詳しく後述する。
主電動機(電動機)13は、車両用制御装置12から供給される電力によって車輪14を駆動し、車両1を走行させる。
The vehicle control device 12 is a power conversion device that converts electric power supplied from the power source 11 into electric power having a frequency and voltage suitable for driving the main motor 13 and supplies the converted electric power to the plurality of main electric motors 13. The vehicle control device 12 will be described later in detail.
The main electric motor (electric motor) 13 drives the wheels 14 with the electric power supplied from the vehicle control device 12 to cause the vehicle 1 to travel.

運転台15は、車両1を制御する各種操作機器と、各種情報が表示されるモニター装置21とを含む。各種操作機器は、リセットスイッチ22および開放スイッチ23を含む。リセットスイッチ22は、車両1に異常(機器故障など)が生じて後述する遮断器32が開放された後、遮断器32を導通状態に復帰させる場合に操作される。リセットスイッチ22は、ノッチをOFFにした状態で操作される。開放スイッチ23は、遮断器32を開放状態に固定する場合に操作される。なお、リセットスイッチ22および開放スイッチ23は、機械的スイッチに加えて、または代えて、モニター装置21に表示される画面上のボタン(図1中に二点鎖線で示す)でもよい。   The cab 15 includes various operating devices that control the vehicle 1 and a monitor device 21 that displays various information. Various operating devices include a reset switch 22 and an open switch 23. The reset switch 22 is operated when the circuit breaker 32 is returned to a conductive state after an abnormality (such as equipment failure) occurs in the vehicle 1 and a circuit breaker 32 described later is opened. The reset switch 22 is operated with the notch turned off. The open switch 23 is operated when the circuit breaker 32 is fixed in the open state. The reset switch 22 and the open switch 23 may be buttons on the screen displayed on the monitor device 21 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 1) in addition to or instead of the mechanical switch.

次に、車両用制御装置12について詳しく説明する。
図1に示すように、車両用制御装置12は、メインスイッチ31、第1接続線L1、第2接続線L2、遮断器32、入力側接触器33、充電接触器34、充電抵抗35、フィルタリアクトル36、放電抵抗37、放電抵抗用スイッチ38、フィルタコンデンサ39、フィルタコンデンサ電圧検出器40、電力変換回路41、複数の接続回路42、および制御部43を備えている。なお、上記構成のなかで制御部43を除く構成は、纏めて「主回路MC」と称されてもよい。
Next, the vehicle control device 12 will be described in detail.
As shown in FIG. 1, the vehicle control device 12 includes a main switch 31, a first connection line L1, a second connection line L2, a circuit breaker 32, an input side contactor 33, a charging contactor 34, a charging resistor 35, and a filter. A reactor 36, a discharge resistor 37, a discharge resistor switch 38, a filter capacitor 39, a filter capacitor voltage detector 40, a power conversion circuit 41, a plurality of connection circuits 42, and a control unit 43 are provided. In the above configuration, the configuration excluding the control unit 43 may be collectively referred to as “main circuit MC”.

メインスイッチ31は、電源11と主回路MCとを接続する。メインスイッチ31は、電源11と主回路MCとの間の接続状態(開閉状態)を切り替える。本実施形態では、メインスイッチ31は、電源11を第1接続線L1に接続する。   The main switch 31 connects the power supply 11 and the main circuit MC. The main switch 31 switches the connection state (open / close state) between the power supply 11 and the main circuit MC. In the present embodiment, the main switch 31 connects the power supply 11 to the first connection line L1.

第1接続線(正極線)L1は、メインスイッチ31から電力変換回路41に至る給電系統PLを形成している。第1接続線L1は、メインスイッチ31を介して電源11に電気的に接続され、電源11から直流電力が供給される。第1接続線L1には、遮断器32、入力側接触器33、充電接触器34、充電抵抗35、およびフィルタリアクトル36が設けられている。一方で、第2接続線(負極線)L2は、車輪14を介して接地される。   The first connection line (positive line) L1 forms a power feeding system PL that extends from the main switch 31 to the power conversion circuit 41. The first connection line L <b> 1 is electrically connected to the power source 11 via the main switch 31, and DC power is supplied from the power source 11. The first connection line L1 is provided with a circuit breaker 32, an input side contactor 33, a charging contactor 34, a charging resistor 35, and a filter reactor 36. On the other hand, the second connection line (negative electrode line) L <b> 2 is grounded via the wheel 14.

遮断器32は、第1接続線L1に設けられている。遮断器32は、例えば、機器故障などの異常が生じた場合に、給電系統PLを高速で遮断して電力変換回路41などを過電流から保護する高速遮断器(High-speed Breaker;HB)である。遮断器32は、例えば、後述する「所定の異常」が検知された場合に、開放される。   The circuit breaker 32 is provided in the first connection line L1. The circuit breaker 32 is, for example, a high-speed breaker (HB) that shuts off the power supply system PL at a high speed to protect the power conversion circuit 41 and the like from overcurrent when an abnormality such as a device failure occurs. is there. The circuit breaker 32 is opened, for example, when a “predetermined abnormality” described later is detected.

入力側接触器33は、遮断器32の後段に設けられている。なお、本明細書において「後段」とは、電源11から電力変換回路41に向かう電流の流れ方向において、電源11とは反対側に位置することを意味する。   The input side contactor 33 is provided in the subsequent stage of the circuit breaker 32. In the present specification, the “rear stage” means being located on the opposite side of the power source 11 in the direction of current flow from the power source 11 toward the power conversion circuit 41.

充電接触器34および充電抵抗35は、入力側接触器33の後段に設けられている。充電接触器34および充電抵抗35は、互いに電気的に並列に設けられている。充電接触器34は、電力変換回路41が通常運転状態で動作するのに先立ち、開放される。充電接触器34が開放されると、充電抵抗35を介して直流電力がフィルタコンデンサ39に供給され、フィルタコンデンサ39が充電される。充電接触器34は、電力変換回路41が通常運転状態で動作する場合、導通状態にされる。   The charging contactor 34 and the charging resistor 35 are provided at the subsequent stage of the input side contactor 33. The charging contactor 34 and the charging resistor 35 are provided in electrical parallel with each other. The charging contactor 34 is opened before the power conversion circuit 41 operates in the normal operation state. When the charging contactor 34 is opened, DC power is supplied to the filter capacitor 39 via the charging resistor 35, and the filter capacitor 39 is charged. The charging contactor 34 is turned on when the power conversion circuit 41 operates in a normal operation state.

放電抵抗37および放電抵抗用スイッチ38は、充電接触器34の後段の位置で、第1接続線L1と第2接続線L2との間に接続されている。放電抵抗37および放電抵抗用スイッチ38は、第1接続線L1と第2接続線L2との間で、電気的に互いに直列に設けられている。放電抵抗用スイッチ38は、メインスイッチ31と連動して動作する。メインスイッチ31が開放状態にされると、放電抵抗用スイッチ38が導通状態になる。これにより、フィルタコンデンサ39に蓄えられた電荷が放電抵抗37を介して放電される。放電抵抗用スイッチ38は、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)であるが、サイリスタや、その他の種類のスイッチング素子でもよい。   The discharge resistor 37 and the discharge resistor switch 38 are connected between the first connection line L1 and the second connection line L2 at a position subsequent to the charging contactor 34. The discharge resistor 37 and the discharge resistor switch 38 are electrically provided in series between the first connection line L1 and the second connection line L2. The discharge resistance switch 38 operates in conjunction with the main switch 31. When the main switch 31 is opened, the discharge resistance switch 38 is turned on. As a result, the charge stored in the filter capacitor 39 is discharged through the discharge resistor 37. The discharge resistance switch 38 is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), but may be a thyristor or other types of switching elements.

フィルタリアクトル36は、充電接触器34の後段に設けられている。
フィルタコンデンサ39およびフィルタコンデンサ電圧検出器40は、フィルタリアクトル36の後段に設けられている。フィルタコンデンサ39およびフィルタコンデンサ電圧検出器40は、それぞれ第1接続線L1と第2接続線L2との間に接続されている。フィルタコンデンサ39は、上述したように、充電接触器34が開放された場合に充電抵抗35を介して供給される直流電力によって充電される。フィルタコンデンサ39が充電されると、電力変換回路41の通常運転状態に電力変換回路41の動作がより安定する。フィルタコンデンサ電圧検出器40は、フィルタコンデンサ39に対して電気的に並列に設けられている。フィルタコンデンサ電圧検出器40は、フィルタコンデンサ39に蓄えられた電荷の電圧を検出する。
The filter reactor 36 is provided at the subsequent stage of the charging contactor 34.
The filter capacitor 39 and the filter capacitor voltage detector 40 are provided in the subsequent stage of the filter reactor 36. The filter capacitor 39 and the filter capacitor voltage detector 40 are connected between the first connection line L1 and the second connection line L2, respectively. As described above, the filter capacitor 39 is charged by DC power supplied via the charging resistor 35 when the charging contactor 34 is opened. When the filter capacitor 39 is charged, the operation of the power conversion circuit 41 becomes more stable in the normal operation state of the power conversion circuit 41. The filter capacitor voltage detector 40 is provided electrically in parallel with the filter capacitor 39. The filter capacitor voltage detector 40 detects the voltage of the electric charge stored in the filter capacitor 39.

電力変換回路41は、フィルタコンデンサ39の後段に設けられている。電力変換回路41は、互いに独立して動作可能な複数のインバータ51を含む。複数のインバータ51の各々は、フィルタコンデンサ39の後段の位置で、第1接続線L1および第2接続線L2に接続されている。複数のインバータ51は、第1から第N(Nは2以上の自然数)のインバータ51A,51B,…51Nを含む。   The power conversion circuit 41 is provided at the subsequent stage of the filter capacitor 39. The power conversion circuit 41 includes a plurality of inverters 51 that can operate independently of each other. Each of the plurality of inverters 51 is connected to the first connection line L <b> 1 and the second connection line L <b> 2 at a position subsequent to the filter capacitor 39. The plurality of inverters 51 include first to N-th (N is a natural number of 2 or more) inverters 51A, 51B,... 51N.

複数のインバータ51の各々は、遮断器32や入力側接触器33に対して電気的に直列に接続されている。このため、遮断器32または入力側接触器33が開放されると、複数のインバータ51は、纏めて電源11から電気的に切り離される。また、複数のインバータ51は、互いに電気的に並列に設けられている。このため、複数のインバータ51の各々には、電源11から第1接続線L1に供給される直流電力がそれぞれ入力される。   Each of the plurality of inverters 51 is electrically connected in series to the circuit breaker 32 and the input side contactor 33. For this reason, when the circuit breaker 32 or the input side contactor 33 is opened, the plurality of inverters 51 are electrically disconnected from the power source 11 together. The plurality of inverters 51 are provided in electrical parallel with each other. For this reason, DC power supplied from the power supply 11 to the first connection line L <b> 1 is input to each of the plurality of inverters 51.

本実施形態では、電力変換回路41は、主電動機13の数と同じ数のインバータ51を含む。例えば、インバータ51は、VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)インバータである。インバータ51は、電源11から第1接続線L1に供給される直流電力を、該インバータ51が電気的に接続される主電動機13のトルクおよび速度を制御するための任意の周波数・電圧の交流電力に変換する。   In the present embodiment, the power conversion circuit 41 includes the same number of inverters 51 as the number of main motors 13. For example, the inverter 51 is a VVVF (Variable Voltage Variable Frequency) inverter. The inverter 51 converts the DC power supplied from the power source 11 to the first connection line L1 to AC power of arbitrary frequency and voltage for controlling the torque and speed of the main motor 13 to which the inverter 51 is electrically connected. Convert to

インバータ51は、例えば、複数(例えば6つ)のスイッチング素子51a(図1では代表して2つだけ示す)と、ドライバ51bとを含む。スイッチング素子51aは、例えば、IGBTや、バイポーラトランジスタ、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、GTO(Gate Turn Off thyristor)のような半導体素子であるが、ON/OFFを切り替えることができるスイッチング素子であれば特定のものに限定されない。スイッチング素子51aは、このスイッチング素子51aを動作させるための駆動信号が入力されるゲート(ゲート端子)を持つ。   The inverter 51 includes, for example, a plurality (for example, six) of switching elements 51a (only two are shown in FIG. 1) and a driver 51b. The switching element 51a is, for example, a semiconductor element such as an IGBT, a bipolar transistor, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), or a GTO (Gate Turn Off thyristor), and is a switching element that can be switched ON / OFF. It is not limited to a specific one as long as it is present. The switching element 51a has a gate (gate terminal) to which a drive signal for operating the switching element 51a is input.

ドライバ51bは、スイッチング素子51aのスイッチングを制御する。例えば、ドライバ51bは、スイッチング素子51aのゲートに対して駆動信号を出力することで、スイッチング素子51aのスイッチングを制御する。   The driver 51b controls switching of the switching element 51a. For example, the driver 51b controls the switching of the switching element 51a by outputting a drive signal to the gate of the switching element 51a.

ドライバ51bの一部または全部は、例えば、メモリのような記憶部に記憶されたプログラム(ソフトウェアコンポーネント)がコンピュータのプロセッサ(ハードウェアプロセッサ)によって実行されることで実現されるソフトウェア機能部である。なお、ドライバ51bの一部または全部は、例えば、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)のようなハードウェアによって実現されてもよく、あるいはソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。   Part or all of the driver 51b is a software function unit realized by executing a program (software component) stored in a storage unit such as a memory by a computer processor (hardware processor). Part or all of the driver 51b may be realized by hardware such as LSI (Large Scale Integration), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or FPGA (Field-Programmable Gate Array), or You may implement | achieve by the combination of a software function part and hardware.

また、図1では、各インバータ51に対してドライバ51bが個々に設けられる例を図示している。ただし、複数のインバータ51A〜51Nのドライバ51bは、1つのドライバとして纏めて実現されてもよい。すなわち、複数のインバータ51A〜51Nのドライバ51bは、1つのソフトウェア機能部、1つのハードウェア、または、1つのソフトウェア機能部と1つのハードウェアとの組み合わせなどによって実現されてもよい。また、ドライバ51bの一部または全部は、後述する制御部43の一部として設けられてもよい。   Further, FIG. 1 illustrates an example in which a driver 51b is individually provided for each inverter 51. However, the drivers 51b of the plurality of inverters 51A to 51N may be realized collectively as one driver. That is, the drivers 51b of the plurality of inverters 51A to 51N may be realized by one software function unit, one hardware, or a combination of one software function unit and one hardware. Further, part or all of the driver 51b may be provided as part of the control unit 43 described later.

複数の接続回路42は、複数のインバータ51をそれぞれ異なる主電動機13に接続する。本実施形態では、接続回路42は、複数のインバータ51の各々に対して個別に設けられている。複数の接続回路42は、複数のインバータ51と複数の主電動機13とを1対1の関係で電気的に接続している。接続回路42は、例えば、インバータ51から交流電力が出力される三相線61を含む。接続回路42は、インバータ51から出力される交流電力を主電動機13に供給する。   The plurality of connection circuits 42 connect the plurality of inverters 51 to different main motors 13, respectively. In the present embodiment, the connection circuit 42 is provided individually for each of the plurality of inverters 51. The plurality of connection circuits 42 electrically connect the plurality of inverters 51 and the plurality of main motors 13 in a one-to-one relationship. The connection circuit 42 includes, for example, a three-phase line 61 from which AC power is output from the inverter 51. The connection circuit 42 supplies the AC power output from the inverter 51 to the main motor 13.

本実施形態では、接続回路42は、電流検出器62と、負荷接触器63とを含む。電流検出器62は、三相線61に流れる電流値を検出する。負荷接触器63は、電流検出器62の後段に設けられている。負荷接触器63は、開放されることで、主電動機13をインバータ51から電気的に切り離す。負荷接触器63は、この負荷接触器63を開放状態と導通状態とに切り替える接点機構に連動して動く補助接点を制御部43内に有する。   In the present embodiment, the connection circuit 42 includes a current detector 62 and a load contactor 63. The current detector 62 detects the current value flowing through the three-phase line 61. The load contactor 63 is provided in the subsequent stage of the current detector 62. The load contactor 63 is disconnected to electrically disconnect the main motor 13 from the inverter 51. The load contactor 63 has an auxiliary contact in the control unit 43 that moves in conjunction with a contact mechanism that switches the load contactor 63 between an open state and a conductive state.

本実施形態では、1つの主電動機13と、この主電動機13が接続された接続回路42との組によって、1つの交流回路部Cが形成されている。車両1には、複数の主電動機13と複数の接続回路42とによって、複数の交流回路部Cが形成されている。本実施形態では、複数の交流回路部Cは、第1から第N(Nは2以上の自然数)の交流回路部CA,CB,…CNを含む。本実施形態では、1つの交流回路部Cに対して1つのインバータ51が設けられている。   In the present embodiment, one AC circuit portion C is formed by a set of one main motor 13 and a connection circuit 42 to which the main motor 13 is connected. In the vehicle 1, a plurality of AC circuit portions C are formed by a plurality of main motors 13 and a plurality of connection circuits 42. In the present embodiment, the plurality of AC circuit units C include first to Nth (N is a natural number of 2 or more) AC circuit units CA, CB,. In the present embodiment, one inverter 51 is provided for one AC circuit unit C.

制御部43は、車両用制御装置12の全体を制御する。例えば、制御部43は、電力変換回路41の動作を制御する。制御部43の一部または全部は、例えば、メモリのような記憶部に記憶されたプログラムがコンピュータのプロセッサによって実行されることで実現されるソフトウェア機能部である。なお、制御部43の一部または全部は、例えば、LSI、ASIC、またはFPGAのようなハードウェアによって実現されてもよく、あるいはソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。   The control unit 43 controls the entire vehicle control device 12. For example, the control unit 43 controls the operation of the power conversion circuit 41. Part or all of the control unit 43 is a software function unit that is realized by a program stored in a storage unit such as a memory being executed by a processor of a computer. Note that part or all of the control unit 43 may be realized by hardware such as LSI, ASIC, or FPGA, or may be realized by a combination of a software function unit and hardware.

図1に示すように、制御部43は、異常検知部71、遮断器制御部72、開放論理生成部73、およびインバータ制御部74を有する。異常検知部71は、車両用制御装置12および主電動機13に関する異常(機器故障など)を検知する。例えば、異常検知部71は、電流検出器62や負荷接触器63、および主回路MCや主電動機13に設けられたその他の機器(例えば、電流計、電圧計、その他の各種のセンサ)から、それら機器の状態に関する情報を取得する。異常検知部71は、電流検出器62や負荷接触器63、および主回路MCや主電動機13に設けられた機器の状態に基づき、車両用制御装置12および主電動機13に関する異常を検知する。   As shown in FIG. 1, the control unit 43 includes an abnormality detection unit 71, a circuit breaker control unit 72, an open logic generation unit 73, and an inverter control unit 74. The abnormality detection unit 71 detects an abnormality (such as equipment failure) related to the vehicle control device 12 and the main motor 13. For example, the abnormality detection unit 71 includes a current detector 62, a load contactor 63, and other devices (for example, an ammeter, a voltmeter, and other various sensors) provided in the main circuit MC and the main motor 13. Get information about the status of those devices. The abnormality detection unit 71 detects an abnormality related to the vehicle control device 12 and the main motor 13 based on the states of the current detector 62, the load contactor 63, and the devices provided in the main circuit MC and the main motor 13.

本実施形態では、異常検知部71は、車両用制御装置12および主電動機13における「所定の異常」を検出する。「所定の異常」とは、例えば、車両用制御装置12または主電動機13に重故障が生じた場合に現れる異常である。「所定の異常」とは、例えば、電流検出器62の検出結果が得られないこと(電流検知器62の故障)、電流検出器62が過電流を検出すること、負荷接触器63の補助接点の状態によれば負荷接触器63が導通状態にあるはずなのに電流検出器62に電流が流れないこと(負荷接触器63の不投入)、または、負荷接触器63の補助接点の状態によれば負荷接触器63が開放状態にあるはずなのに電流検出器62に電流が流れること(負荷接触器63の固着)などであるが、これらに限定されない。   In the present embodiment, the abnormality detection unit 71 detects a “predetermined abnormality” in the vehicle control device 12 and the main motor 13. The “predetermined abnormality” is, for example, an abnormality that appears when a serious failure occurs in the vehicle control device 12 or the main motor 13. The “predetermined abnormality” means, for example, that the detection result of the current detector 62 cannot be obtained (failure of the current detector 62), that the current detector 62 detects an overcurrent, or the auxiliary contact of the load contactor 63 According to the state, the load contactor 63 should be in a conducting state, but no current flows through the current detector 62 (load contactor 63 is not turned on), or according to the state of the auxiliary contact of the load contactor 63 Although the load contactor 63 should be in an open state, a current flows through the current detector 62 (adhesion of the load contactor 63), but is not limited thereto.

本実施形態では、異常検知部71は、異常発生箇所判定部71aを有する。異常発生箇所判定部71aは、複数の交流回路部Cの電流検出器62や負荷接触器63、および主回路MCや主電動機13に設けられた機器から得られる情報に基づき、車両1のなかで異常が生じた箇所を判定する。例えば、異常発生箇所判定部71aは、どの交流回路部Cに前記所定の異常が生じたかを判定する。   In the present embodiment, the abnormality detection unit 71 includes an abnormality occurrence location determination unit 71a. In the vehicle 1, the abnormality occurrence location determination unit 71 a is based on information obtained from the current detectors 62 and load contactors 63 of the plurality of AC circuit units C and the devices provided in the main circuit MC and the main motor 13. Determine where the anomaly occurred. For example, the abnormality occurrence location determination unit 71a determines in which AC circuit unit C the predetermined abnormality has occurred.

遮断器制御部72は、車両1で機器故障(例えば、重故障である機器故障)が生じた場合、遮断器32を開放するように遮断器32を制御する。例えば、遮断器制御部72は、車両用制御装置12または主電動機13における所定の異常が異常検知部71によって検知された場合、遮断器32を開放するように遮断器32を制御する。これにより、車両用制御装置12が電源11から電気的に切り離される。   The circuit breaker control unit 72 controls the circuit breaker 32 to open the circuit breaker 32 when a device failure (for example, a device failure that is a major failure) occurs in the vehicle 1. For example, the circuit breaker control unit 72 controls the circuit breaker 32 to open the circuit breaker 32 when a predetermined abnormality in the vehicle control device 12 or the main motor 13 is detected by the abnormality detection unit 71. As a result, the vehicle control device 12 is electrically disconnected from the power source 11.

開放論理生成部73は、異常発生箇所判定部71aにより判定された異常発生箇所に基づき、電力変換回路41に対する制御指令(開放論理)を生成する。開放論理生成部73は、電力変換回路41に含まれる複数のインバータ51のなかで、前記所定の異常が生じた交流回路部Cに対応するインバータ51を個別に停止状態に制御するとともに、他の交流回路部C(健全な交流回路部C)に対応するインバータ51を動作状態に制御するための制御指令を生成する。なお、「動作状態に制御するための制御指令」とは、インバータ51を実際に動作させる制御指令に限定されず、インバータ51を動作させるための信号が後から入力された場合にインバータ51が動作状態に遷移できるように、インバータ51を動作可能な状態にしておく制御指令でもよい。   The open logic generation unit 73 generates a control command (open logic) for the power conversion circuit 41 based on the abnormality occurrence location determined by the abnormality occurrence location determination unit 71a. The open logic generation unit 73 individually controls the inverter 51 corresponding to the AC circuit unit C in which the predetermined abnormality has occurred among the plurality of inverters 51 included in the power conversion circuit 41, A control command for controlling the inverter 51 corresponding to the AC circuit unit C (healthy AC circuit unit C) to be in an operating state is generated. The “control command for controlling the operation state” is not limited to a control command for actually operating the inverter 51, and the inverter 51 operates when a signal for operating the inverter 51 is input later. A control command that keeps the inverter 51 in an operable state so that the state can be changed may be used.

ここで、インバータ51の「停止状態」とは、インバータ51に含まれるスイッチング素子51aに電流が流れない状態を意味する。例えば、「停止状態」とは、スイッチング素子51aのゲートに駆動信号が入力されず、スイッチング素子51aのドレインおよびソースに電流が流れない状態で、スイッチング素子51aのスイッチングが停止された状態を意味する。一方で、「動作状態」とは、インバータ51に含まれるスイッチング素子51aに電流が流れる状態を意味する。例えば、「動作状態」とは、スイッチング素子51aのゲートに駆動信号が入力され、スイッチング素子51aがスイッチングを行うことで、スイッチング素子51aのドレインおよびソースに電流が流れる状態を意味する。   Here, the “stop state” of the inverter 51 means a state in which no current flows through the switching element 51 a included in the inverter 51. For example, the “stop state” means a state in which switching of the switching element 51a is stopped in a state where no drive signal is input to the gate of the switching element 51a and no current flows to the drain and source of the switching element 51a. . On the other hand, the “operating state” means a state in which a current flows through the switching element 51 a included in the inverter 51. For example, the “operating state” means a state in which a drive signal is input to the gate of the switching element 51a and the switching element 51a performs switching, whereby a current flows through the drain and source of the switching element 51a.

図2は、電力変換回路41に対する制御指令の内容の一例を示す図である。この図2に示す例では、異常発生箇所判定部71aによって第1の交流回路部CAのみに前記所定の異常があると判定された場合を示す。この場合、第1の交流回路部CAに対応する第1のインバータ51Aを個別に停止状態に制御するとともに、第2から第Nの交流回路部CB〜CNに対応する第2から第Nのインバータ51B〜51Nを動作状態に制御するための制御指令が生成される。「交流回路部に対応するインバータ」とは、その交流回路部Cに電力を供給するインバータ51を意味する。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the content of a control command for the power conversion circuit 41. The example shown in FIG. 2 shows a case where the abnormality occurrence location determination unit 71a determines that only the first AC circuit unit CA has the predetermined abnormality. In this case, the first inverter 51A corresponding to the first AC circuit unit CA is individually controlled to be stopped and the second to Nth inverters corresponding to the second to Nth AC circuit units CB to CN are controlled. A control command for controlling 51B to 51N to the operating state is generated. The “inverter corresponding to the AC circuit unit” means the inverter 51 that supplies power to the AC circuit unit C.

インバータ制御部74は、車両用制御装置12および主電動機13の異常が検知されていない場合、運転台15のノッチから出力される信号などに基づき、電力変換回路41を制御する。例えば、インバータ制御部74は、運転台15のノッチから出力される信号に応じた所望の周波数・電圧の交流電力が各インバータ51から出力されるように、各インバータ51のドライバ51bを制御する。   The inverter control unit 74 controls the power conversion circuit 41 based on a signal output from the notch of the cab 15 when no abnormality is detected in the vehicle control device 12 and the main motor 13. For example, the inverter control unit 74 controls the driver 51 b of each inverter 51 so that AC power having a desired frequency and voltage according to a signal output from the notch of the cab 15 is output from each inverter 51.

また、インバータ制御部74は、複数の交流回路部Cのなかで1以上の交流回路部Cに前記所定の異常が生じた場合、複数のインバータ51のなかで、前記所定の異常が生じた交流回路部Cに対応するインバータ51を個別に停止状態に制御する。これにより、インバータ制御部74は、前記所定の異常が生じた交流回路部Cを給電系統PLから電気的に切り離す。   In addition, when the predetermined abnormality occurs in one or more AC circuit units C among the plurality of AC circuit units C, the inverter control unit 74 causes the AC in which the predetermined abnormality occurs in the plurality of inverters 51. The inverter 51 corresponding to the circuit unit C is individually controlled to be stopped. As a result, the inverter control unit 74 electrically disconnects the AC circuit unit C in which the predetermined abnormality has occurred from the power feeding system PL.

詳しく述べると、インバータ制御部74は、複数の交流回路部Cのなかで1以上の交流回路部Cに前記所定の異常が生じた場合、開放論理生成部73によって生成された電力変換回路41に対する制御指令を、開放論理生成部73から受け取る。インバータ制御部74は、開放論理生成部73によって生成された電力変換回路41に対する制御指令に基づき、前記所定の異常が生じた交流回路部Cに対応するインバータ51を個別に停止状態に制御するとともに、他の交流回路部Cに対応するインバータ51を動作状態に制御するための制御信号(個別開放信号)を生成する。そして、インバータ制御部74は、生成した制御信号を電力変換回路41に送信する。   More specifically, the inverter control unit 74 controls the power conversion circuit 41 generated by the open logic generation unit 73 when the predetermined abnormality occurs in one or more AC circuit units C among the plurality of AC circuit units C. A control command is received from the open logic generation unit 73. The inverter control unit 74 individually controls the inverter 51 corresponding to the AC circuit unit C in which the predetermined abnormality has occurred, based on the control command for the power conversion circuit 41 generated by the open logic generation unit 73. Then, a control signal (individual opening signal) for controlling the inverter 51 corresponding to the other AC circuit unit C to the operating state is generated. Then, the inverter control unit 74 transmits the generated control signal to the power conversion circuit 41.

インバータ制御部74から電力変換回路41に送信される制御信号(個別開放信号)は、例えば、電力変換回路41に含まれる複数のインバータ51A〜51Nのドライバ51bに対する制御信号である。本実施形態では、インバータ制御部74は、前記制御信号として、停止状態に制御するインバータ51のスイッチング素子51aのゲートをONにさせないようにする信号を出力する。例えば、インバータ制御部74は、スイッチング素子51aのゲートに対して駆動信号を出力しないようにドライバ51bを制御する制御信号を出力する。本実施形態では、インバータ制御部74は、スイッチング素子51aのゲートに対して駆動信号を出力しないように、ドライバ51bの出力を論理的にマスク(ブロック)するための信号を出力する。なお、インバータ制御部74から出力される信号によってドライバ51bの出力を論理的にマスク(ブロック)することは、ソフトウェア機能部によって論路回路が構築されることで実現されてもよいし、ハードウェアによって論理回路が構築されることで実現されてもよい。これにより、インバータ51を個別に停止状態に制御する制御信号を受信したドライバ51bは、インバータ51のゲートに対する駆動信号の出力ができなくなり、インバータ51の動作を停止状態にする。   The control signal (individual open signal) transmitted from the inverter control unit 74 to the power conversion circuit 41 is, for example, a control signal for the drivers 51b of the plurality of inverters 51A to 51N included in the power conversion circuit 41. In the present embodiment, the inverter control unit 74 outputs a signal that prevents the switching element 51a of the inverter 51 that is controlled to be stopped from being turned ON as the control signal. For example, the inverter control unit 74 outputs a control signal for controlling the driver 51b so as not to output a drive signal to the gate of the switching element 51a. In the present embodiment, the inverter control unit 74 outputs a signal for logically masking (blocking) the output of the driver 51b so as not to output a drive signal to the gate of the switching element 51a. Note that logically masking (blocking) the output of the driver 51b with a signal output from the inverter control unit 74 may be realized by constructing a logical circuit by a software function unit, or hardware. May be realized by constructing a logic circuit. Accordingly, the driver 51b that has received the control signal for individually controlling the inverter 51 to the stop state cannot output the drive signal to the gate of the inverter 51, and the operation of the inverter 51 is stopped.

次に、車両用制御装置12の処理の流れについて説明する。
図3は、車両用制御装置12の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図3に示すように、車両用制御装置12または主電動機13に所定の異常が生じた場合、異常検知部71は、前記所定の異常が生じたことを検知する(S11)。異常検知部71は、前記所定の異常を検知した場合に、前記所定の異常を検知したことを遮断器制御部72に通知する。遮断器制御部72は、異常検知部71から前記所定の異常が生じたことの通知を受けた場合に、遮断器32を開放する(S12)。これにより、車両用制御装置12の主回路MCが電源11から電気的に切り離される。
Next, the process flow of the vehicle control device 12 will be described.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a process flow of the vehicle control device 12. As shown in FIG. 3, when a predetermined abnormality occurs in the vehicle control device 12 or the main motor 13, the abnormality detection unit 71 detects that the predetermined abnormality has occurred (S11). When detecting the predetermined abnormality, the abnormality detection unit 71 notifies the circuit breaker control unit 72 that the predetermined abnormality has been detected. When receiving the notification that the predetermined abnormality has occurred from the abnormality detection unit 71, the circuit breaker control unit 72 opens the circuit breaker 32 (S12). As a result, the main circuit MC of the vehicle control device 12 is electrically disconnected from the power supply 11.

異常発生箇所判定部71aは、複数の交流回路部Cの各々における電流検出器62や負荷接触器63、および主回路MCや主電動機13に設けられた機器から得られる情報に基づき、前記所定の異常が生じた異常発生箇所を判定する(S13)。なお、S13の処理は、S11の処理の一部として実施されてもよい。   The abnormality occurrence location determination unit 71a is based on the information obtained from the current detector 62 and the load contactor 63 in each of the plurality of AC circuit units C, and the devices provided in the main circuit MC and the main motor 13. The location where an abnormality has occurred is determined (S13). Note that the process of S13 may be performed as part of the process of S11.

ここで、異常発生箇所判定部71aは、異常発生箇所判定部71aによって判定された異常発生箇所を示す情報を、モニター装置21に送信してもよい。モニター装置21は、異常発生箇所判定部71aよって判定された異常発生箇所を示す情報をモニター装置21の表示画面に表示してもよい。これにより、車両1の乗務員は、前記所定の異常を検知されて遮断器32が開放された場合に、異常発生箇所を容易に知ることができ、リセットスイッチ22を押すか否かをより適切に判断することができる。   Here, the abnormality occurrence location determination unit 71a may transmit information indicating the abnormality occurrence location determined by the abnormality occurrence location determination unit 71a to the monitor device 21. The monitor device 21 may display information indicating the abnormality occurrence location determined by the abnormality occurrence location determination unit 71a on the display screen of the monitor device 21. Thereby, when the predetermined abnormality is detected and the circuit breaker 32 is opened, the crew member of the vehicle 1 can easily know the location where the abnormality has occurred, and more appropriately determine whether or not to press the reset switch 22. Judgment can be made.

また、異常発生箇所判定部71aは、異常発生箇所判定部71aによって判定された異常発生箇所が、交流回路部Cであるか否かを判定する(S14)。異常発生箇所判定部71aは、異常発生箇所が複数の交流回路部Cのうちいずれかである場合、異常発生箇所判定部71aによって判定された異常発生箇所を示す情報を、開放論理生成部73に出力する。一方で、異常発生箇所判定部71aによって判定された異常発生箇所が交流回路部Cでない場合、本フローチャートの処理は終了する。   Further, the abnormality occurrence location determination unit 71a determines whether or not the abnormality occurrence location determined by the abnormality occurrence location determination unit 71a is the AC circuit unit C (S14). When the abnormality occurrence location is any of the plurality of AC circuit portions C, the abnormality occurrence location determination unit 71a sends information indicating the abnormality occurrence location determined by the abnormality occurrence location determination unit 71a to the open logic generation unit 73. Output. On the other hand, when the abnormality occurrence location determined by the abnormality occurrence location determination unit 71a is not the AC circuit unit C, the processing of this flowchart ends.

本実施形態では、制御部43は、1以上の交流回路部Cに前記所定の異常が生じて遮断器32が開放された後、遮断器32が導通状態に復帰される場合に、複数のインバータ51のなかで、前記所定の異常が生じた交流回路部Cに対応するインバータ51を個別に停止状態に制御する。   In the present embodiment, the control unit 43 includes a plurality of inverters when the circuit breaker 32 is returned to a conductive state after the predetermined abnormality occurs in one or more AC circuit units C and the circuit breaker 32 is opened. In 51, the inverter 51 corresponding to the AC circuit part C in which the predetermined abnormality has occurred is individually controlled to be stopped.

具体的には、制御部43は、リセットスイッチ22が操作されたことを示す信号が制御部43によって受信されたか否かを判定する(S15)。制御部43は、リセットスイッチ22が操作されたことを示す信号が制御部43によって受信された場合、複数のインバータ51のなかで、前記所定の異常が生じた交流回路部Cに対応するインバータ51を個別に停止状態に制御するとともに、他の交流回路部C(健全な交流回路部C)に対応するインバータ51を動作させるための制御指令(開放論理)を生成する(S16)。そして、開放論理生成部73は、生成した制御指令をインバータ制御部74に出力する。   Specifically, the control unit 43 determines whether or not a signal indicating that the reset switch 22 has been operated is received by the control unit 43 (S15). When the control unit 43 receives a signal indicating that the reset switch 22 has been operated, the control unit 43 among the plurality of inverters 51 corresponds to the AC circuit unit C in which the predetermined abnormality has occurred. Are individually controlled to be stopped, and a control command (open logic) for operating the inverter 51 corresponding to another AC circuit unit C (healthy AC circuit unit C) is generated (S16). Then, the open logic generation unit 73 outputs the generated control command to the inverter control unit 74.

インバータ制御部74は、開放論理生成部73によって生成された制御指令に基づき、前記所定の異常が生じた交流回路部Cに対応するインバータ51を個別に停止状態に制御するとともに、他の交流回路部Cに対応するインバータ51を動作状態に制御するための制御信号(個別開放信号)を生成する(S17)。そして、インバータ制御部74は、生成した制御信号を電力変換回路41に出力することで、複数のインバータ51のうち、健全な交流回路部Cに対応するインバータ51を制御する(S18)。これにより、遮断器32が導通する状態でも、前記所定の異常が生じた交流回路部Cを給電系統PLから電気的に切り離した状態にすることができる。   Based on the control command generated by the open logic generation unit 73, the inverter control unit 74 individually controls the inverter 51 corresponding to the AC circuit unit C in which the predetermined abnormality has occurred, to the other AC circuit. A control signal (individual opening signal) for controlling the inverter 51 corresponding to the part C to the operating state is generated (S17). And the inverter control part 74 controls the inverter 51 corresponding to the healthy alternating current circuit part C among the some inverters 51 by outputting the produced | generated control signal to the power converter circuit 41 (S18). As a result, even when the circuit breaker 32 is conductive, the AC circuit portion C in which the predetermined abnormality has occurred can be electrically disconnected from the power supply system PL.

制御部43は、リセットスイッチ22が操作されたことを示す信号が制御部43によって受信されない場合、開放スイッチ23が操作されたことを示す信号が制御部43によって受信されたか否かを判定する。制御部43は、開放スイッチ23が操作されたことを示す信号が制御部43によって受信された場合、遮断器32を開放状態にしたまま、本フローチャートの処理を終了する。一方で、制御部43は、開放スイッチ23が操作されたことを示す信号が制御部43によって受信されていない場合、S15の処理の前に戻ってフローを繰り返す。   When the signal indicating that the reset switch 22 is operated is not received by the control unit 43, the control unit 43 determines whether or not the signal indicating that the open switch 23 is operated is received by the control unit 43. When the signal indicating that the opening switch 23 has been operated is received by the control unit 43, the control unit 43 ends the processing of this flowchart while keeping the circuit breaker 32 open. On the other hand, when the signal indicating that the opening switch 23 has been operated is not received by the control unit 43, the control unit 43 returns to the process of S15 and repeats the flow.

次に、インバータ51のドライバ51bの動作の一例について説明する。
図4は、インバータ51を停止状態に制御するための制御信号がインバータ制御部74から入力された場合のインバータ51のドライバ51bの処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本動作は、ドライバ51bの出力をマスク(ブロック)することが、ソフトウェア機能部によって実現される例を示す。
Next, an example of the operation of the driver 51b of the inverter 51 will be described.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a processing flow of the driver 51b of the inverter 51 when a control signal for controlling the inverter 51 to be stopped is input from the inverter control unit 74. This operation shows an example in which masking (blocking) the output of the driver 51b is realized by the software function unit.

図4に示すように、ドライバ51bは、このドライバ51bが含まれるインバータ51を停止状態に制御するための制御信号を受信したか否か(スイッチング素子51aのゲートへのドライバ51bの駆動信号の出力に対するマスクがあるか否か)を判定する(S21)。ドライバ51bは、インバータ51を停止状態に制御するための制御信号を受信した場合(ドライバ51bの駆動信号の出力に対するマスクがある場合)、インバータ51のスイッチング素子51aのゲートに対して駆動信号を出力しないように制御される(S22)。この場合、本フローチャートの処理は終了する。   As shown in FIG. 4, the driver 51b determines whether or not it has received a control signal for controlling the inverter 51 including the driver 51b to a stopped state (output of the drive signal of the driver 51b to the gate of the switching element 51a). It is determined whether there is a mask for (S21). When the driver 51b receives a control signal for controlling the inverter 51 to be stopped (when there is a mask for the output of the drive signal of the driver 51b), the driver 51b outputs a drive signal to the gate of the switching element 51a of the inverter 51. (S22). In this case, the processing of this flowchart ends.

一方で、ドライバ51bは、インバータ51を停止状態に制御するための制御信号を受信していない場合(ドライバ51bの駆動信号の出力に対するマスクがない場合)、インバータ51から出力する交流電力の目標周波数や目標電圧の情報に基づき、スイッチング素子51aを制御する制御パターンを生成する(S23)。そして、ドライバ51bは、生成した制御パターンに基づき、スイッチング素子51aのゲートに対して駆動信号を出力することで、スイッチング素子51aを動作させる(S24)。これにより、インバータ51は、直流電力を所望の交流電力に変換する。   On the other hand, when the driver 51b has not received a control signal for controlling the inverter 51 to the stop state (when there is no mask for the output of the drive signal of the driver 51b), the target frequency of the AC power output from the inverter 51 Then, based on the information on the target voltage, a control pattern for controlling the switching element 51a is generated (S23). The driver 51b operates the switching element 51a by outputting a drive signal to the gate of the switching element 51a based on the generated control pattern (S24). Thereby, the inverter 51 converts DC power into desired AC power.

以上のような構成の車両用制御装置12によれば、一部の機器に故障が生じた場合でも、車両1を効率的に走行させることができる。ここで比較例として、複数のインバータのなかで、異常が生じた交流回路部に対応するインバータを停止状態に制御する制御部がない車両用制御装置について考える。このような車両用制御装置では、一部の交流回路部に所定の異常が生じた場合、遮断器が開放されることで、車両用制御装置の主回路が電源から電気的に切り離される。この場合、健全である主電動機およびインバータも開放された状態になる。   According to the vehicle control device 12 having the above-described configuration, the vehicle 1 can be efficiently traveled even when a failure occurs in some devices. Here, as a comparative example, consider a vehicle control device that does not have a control unit that controls an inverter corresponding to an AC circuit unit in which an abnormality has occurred among a plurality of inverters. In such a vehicle control device, when a predetermined abnormality occurs in some of the AC circuit units, the main circuit of the vehicle control device is electrically disconnected from the power source by opening the circuit breaker. In this case, the healthy main motor and inverter are also opened.

一方で、本実施形態の車両用制御装置12は、遮断器32と、複数のインバータ51と、複数の接続回路42と、制御部43とを備える。遮断器32は、電源11に電気的に接続される給電系統PLに設けられている。複数のインバータ51は、遮断器32に対してそれぞれ電気的に直列に、且つ、互いに電気的に並列に設けられ、給電系統PLに供給される直流電力を交流電力に変換する。複数の接続回路42は、複数のインバータ51をそれぞれ異なる主電動機13に接続する。制御部43は、接続回路42と主電動機13との組によって形成される交流回路部Cに所定の異常が生じた場合に、複数のインバータ51のなかで、異常が生じた交流回路部Cに対応するインバータ51を停止状態に制御することで、異常が生じた交流回路部Cを給電系統PLから電気的に切り離す。   On the other hand, the vehicle control device 12 of the present embodiment includes a circuit breaker 32, a plurality of inverters 51, a plurality of connection circuits 42, and a control unit 43. The circuit breaker 32 is provided in the power feeding system PL that is electrically connected to the power supply 11. The plurality of inverters 51 are respectively electrically connected in series to the circuit breaker 32 and electrically in parallel with each other, and convert DC power supplied to the power feeding system PL into AC power. The plurality of connection circuits 42 connect the plurality of inverters 51 to different main motors 13, respectively. When a predetermined abnormality occurs in the AC circuit unit C formed by the set of the connection circuit 42 and the main motor 13, the control unit 43 causes the AC circuit unit C in which an abnormality has occurred among the plurality of inverters 51. By controlling the corresponding inverter 51 to the stop state, the AC circuit portion C in which an abnormality has occurred is electrically disconnected from the power feeding system PL.

このような構成によれば、遮断器32に対して複数のインバータ51が電気的に直列に接続された場合でも、異常が生じた交流回路部Cのみを給電系統PLから電気的に切り離すことができる。これにより、残りの健全な主電動機13およびインバータ51を動作状態に制御することができ、健全な主電動機13およびインバータ51によって車両1に動力を与えることができる。これにより、車両1を効率的に走行させることができる。また、本実施形態の構成によれば、接触器を追加的に設けなくても、異常が生じた交流回路部Cのみを給電系統PLから電気的に切り離すことができる。これにより、車両用制御装置12の低コスト化も図ることができる。   According to such a configuration, even when a plurality of inverters 51 are electrically connected in series to the circuit breaker 32, only the AC circuit unit C in which an abnormality has occurred can be electrically disconnected from the power feeding system PL. it can. Thereby, the remaining healthy main motor 13 and the inverter 51 can be controlled to be in an operating state, and the vehicle 1 can be powered by the healthy main motor 13 and the inverter 51. Thereby, the vehicle 1 can be run efficiently. Moreover, according to the structure of this embodiment, even if it does not provide a contactor additionally, only the AC circuit part C in which abnormality has occurred can be electrically disconnected from the power feeding system PL. Thereby, cost reduction of the vehicle control apparatus 12 can also be achieved.

本実施形態では、インバータ51は、ゲートを持つスイッチング素子51aを有する。制御部43は、スイッチング素子51aのゲートをONにさせないようにする信号を出力することで、インバータ51を停止状態に制御する。このような構成によれば、異常が生じた交流回路部Cに対応するインバータ51をより確実に停止状態に制御することができる。   In the present embodiment, the inverter 51 includes a switching element 51a having a gate. The control unit 43 controls the inverter 51 to be in a stopped state by outputting a signal that prevents the switching element 51a from being turned on. According to such a configuration, the inverter 51 corresponding to the AC circuit unit C in which an abnormality has occurred can be more reliably controlled to be stopped.

本実施形態では、制御部43は、交流回路部Cに所定の異常が生じて遮断器32が開放された後、遮断器32が導通状態に復帰される場合に、前記異常が生じた交流回路部Cに対応するインバータ51を停止状態に制御する。このような構成によれば、交流回路部Cに所定の異常が生じて遮断器32が開放された場合であっても、異常が生じた交流回路部Cのみを給電系統PLから電気的に切り離すことで、遮断器32を導通状態に復帰させることができる。これにより、残りの健全な主電動機13およびインバータ51を動作させ、車両1を効率的に走行させることができる。   In the present embodiment, the control unit 43 determines whether the abnormality occurs when the circuit breaker 32 is returned to a conductive state after the circuit breaker 32 is opened after a predetermined abnormality occurs in the AC circuit unit C. The inverter 51 corresponding to the part C is controlled to be stopped. According to such a configuration, even when a predetermined abnormality occurs in the AC circuit unit C and the circuit breaker 32 is opened, only the AC circuit unit C in which the abnormality has occurred is electrically disconnected from the power supply system PL. Thus, the circuit breaker 32 can be returned to the conductive state. Thereby, the remaining healthy main motor 13 and the inverter 51 can be operated, and the vehicle 1 can be run efficiently.

本実施形態では、制御部43は、遮断器32を導通状態に復帰させるリセットスイッチ22が操作されたことを示す信号を受信した場合に、異常が生じた交流回路部Cに対応するインバータ51を停止状態に制御する信号を出力する。このような構成によれば、遮断器32を導通状態に復帰させるときに、異常が生じた交流回路部Cに対応するインバータ51をより確実に停止状態に制御することができる。これにより、遮断器32を復帰させた後、異常が生じた交流回路部Cに電流が流れて、再び遮断器32が開放されることを避けることができる。   In the present embodiment, when the control unit 43 receives a signal indicating that the reset switch 22 for returning the circuit breaker 32 to the conductive state has been operated, the control unit 43 causes the inverter 51 corresponding to the AC circuit unit C in which an abnormality has occurred. Outputs a signal to control the stop state. According to such a configuration, when the circuit breaker 32 is returned to the conductive state, the inverter 51 corresponding to the AC circuit unit C in which an abnormality has occurred can be more reliably controlled to the stopped state. Thereby, after returning the circuit breaker 32, it is possible to prevent the circuit breaker 32 from being opened again due to a current flowing through the AC circuit portion C in which an abnormality has occurred.

本実施形態では、車両用制御装置12は、この車両用制御装置12に含まれる機器の状態に基づき、所定の異常が生じた異常発生箇所を判定する異常発生箇所判定部71aをさらに備える。制御部43は、異常発生箇所判定部71aにより判定された異常発生箇所が交流回路部Cである場合、異常が生じた交流回路部Cに対応するインバータ51を停止状態に制御する。このような構成によれば、異常発生箇所判定部71aによって異常発生箇所が交流回路部Cであるか否かが判定されるため、特定の交流回路部Cで異常が生じている場合に、残りの健全な主電動機13およびインバータ51によって車両1を走行させることができる。これにより、車両1をより効率的に走行させることができる。   In the present embodiment, the vehicle control device 12 further includes an abnormality occurrence location determination unit 71a that determines an abnormality occurrence location where a predetermined abnormality has occurred based on the state of the equipment included in the vehicle control device 12. When the abnormality occurrence location determined by the abnormality occurrence location determination unit 71a is the AC circuit unit C, the control unit 43 controls the inverter 51 corresponding to the AC circuit unit C in which the abnormality has occurred to a stopped state. According to such a configuration, whether or not the abnormality occurrence location is the AC circuit portion C is determined by the abnormality occurrence location determination unit 71a. The healthy main motor 13 and the inverter 51 can drive the vehicle 1. Thereby, the vehicle 1 can be traveled more efficiently.

本実施形態では、接続回路42は、電流検出器62と、負荷接触器63とを含む。異常発生箇所判定部71aは、電流検出器62および負荷接触器63の少なくとも一方の状態に基づき、接続回路42における異常を判定する。このような構成によれば、電流検出器62または負荷接触器63に異常が発生した場合に、異常が生じた電流検出器62または負荷接触器63を給電系統PLから電気的に切り離すとともに、残りの健全な主電動機13およびインバータ51によって車両1を走行させることができる。これにより、車両1をより効率的に走行させることができる。   In the present embodiment, the connection circuit 42 includes a current detector 62 and a load contactor 63. The abnormality occurrence location determination unit 71 a determines an abnormality in the connection circuit 42 based on at least one state of the current detector 62 and the load contactor 63. According to such a configuration, when an abnormality occurs in the current detector 62 or the load contactor 63, the current detector 62 or the load contactor 63 in which the abnormality has occurred is electrically disconnected from the power supply system PL, and the remaining The healthy main motor 13 and the inverter 51 can drive the vehicle 1. Thereby, the vehicle 1 can be traveled more efficiently.

以上、ひとつの実施形態の車両用制御装置12について説明した。ただし、実施形態の構成は、上述した内容に限定されない。例えば、上記した実施形態の車両用制御装置12では、所定の異常が生じた場合に、遮断器32がまず開放される。これに対して、車両用制御装置12は、所定の異常が生じた場合に、遮断器32を開放することなく、複数のインバータ51のなかで、異常が生じた交流回路部Cに対応するインバータ51のみを停止状態に制御し、残りの健全な主電動機13およびインバータ51によって車両1を走行させてもよい。   The vehicle control device 12 according to one embodiment has been described above. However, the configuration of the embodiment is not limited to the above-described content. For example, in the vehicle control device 12 of the above-described embodiment, when a predetermined abnormality occurs, the circuit breaker 32 is first opened. On the other hand, the vehicle control device 12 does not open the circuit breaker 32 when a predetermined abnormality occurs, and among the plurality of inverters 51, the inverter corresponding to the AC circuit unit C in which the abnormality has occurred. Only 51 may be controlled to be in a stopped state, and the vehicle 1 may be driven by the remaining healthy main motor 13 and the inverter 51.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、複数のインバータのなかで、異常が生じた交流回路部に対応するインバータを停止状態に制御する制御部を持つことにより、一部の機器に故障が生じた場合でも、車両を効率的に走行させることができる。   According to at least one embodiment described above, some of the devices may fail due to having a control unit that controls the inverter corresponding to the AC circuit unit in which the abnormality has occurred in a plurality of inverters. Even if it occurs, the vehicle can be run efficiently.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…車両、12…車両用制御装置、13…主電動機、22…リセットスイッチ、32…遮断器、41…電力変換回路、42…接続回路、43…制御部、51…インバータ、62…電流検出器、63…負荷接触器、PL…給電系統。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 12 ... Control apparatus for vehicles, 13 ... Main motor, 22 ... Reset switch, 32 ... Circuit breaker, 41 ... Power conversion circuit, 42 ... Connection circuit, 43 ... Control part, 51 ... Inverter, 62 ... Current detection 63, load contactor, PL ... power supply system.

Claims (8)

電源に電気的に接続される給電系統に設けられた遮断器と、
前記遮断器に対してそれぞれ電気的に直列に、且つ、互いに電気的に並列に設けられ、前記給電系統に供給される直流電力を交流電力に変換する複数のインバータと、
前記複数のインバータをそれぞれ異なる電動機に接続する複数の接続回路と、
前記接続回路と前記電動機との組によって形成される交流回路部に所定の異常が生じた場合に、前記複数のインバータのなかで、前記異常が生じた交流回路部に対応するインバータを停止状態に制御することで、前記異常が生じた交流回路部を前記給電系統から電気的に切り離す制御部と、
を備えた車両用制御装置。
A circuit breaker provided in a power supply system electrically connected to a power source;
A plurality of inverters that are each electrically connected in series to the circuit breaker and electrically parallel to each other, and convert DC power supplied to the power supply system into AC power;
A plurality of connection circuits for connecting the plurality of inverters to different motors, and
When a predetermined abnormality occurs in the AC circuit unit formed by the combination of the connection circuit and the electric motor, the inverter corresponding to the AC circuit unit in which the abnormality has occurred is stopped among the plurality of inverters. A control unit for electrically disconnecting the AC circuit unit in which the abnormality has occurred from the power supply system by controlling;
A vehicle control device comprising:
前記インバータは、ゲートを持つスイッチング素子を含み、
前記制御部は、前記スイッチング素子のゲートをONにさせないようにする信号を出力することで、前記インバータを停止状態に制御する、
請求項1に記載の車両用制御装置。
The inverter includes a switching element having a gate,
The control unit controls the inverter to a stop state by outputting a signal that prevents the gate of the switching element from being turned ON.
The vehicle control device according to claim 1.
前記制御部は、前記交流回路部に前記所定の異常が生じて前記遮断器が開放された後、前記遮断器が導通状態に復帰される場合に、前記異常が生じた交流回路部に対応するインバータを停止状態に制御する、
請求項1または請求項2に記載の車両用制御装置。
The control unit corresponds to the AC circuit unit in which the abnormality occurs when the circuit breaker is returned to a conductive state after the circuit breaker is opened after the predetermined abnormality occurs in the AC circuit unit. Control the inverter to stop,
The vehicle control device according to claim 1 or 2.
前記制御部は、前記遮断器が導通状態に復帰される場合に、前記異常が生じた交流回路部に対応するインバータを停止状態に制御するための信号を出力する、
請求項3に記載の車両用制御装置。
The control unit outputs a signal for controlling an inverter corresponding to the AC circuit unit in which the abnormality has occurred to a stop state when the circuit breaker is returned to a conductive state.
The vehicle control device according to claim 3.
前記制御部は、前記遮断器を導通状態に復帰させるリセットスイッチが操作されたことを示す信号を受信した場合に、前記異常が生じた交流回路部に対応するインバータを停止状態に制御するための信号を出力する、
請求項4に記載の車両用制御装置。
When the control unit receives a signal indicating that a reset switch for returning the circuit breaker to a conductive state is operated, the control unit controls the inverter corresponding to the AC circuit unit in which the abnormality has occurred to a stopped state. Output signal,
The vehicle control device according to claim 4.
前記制御部は、前記遮断器が導通状態に復帰される場合に、前記所定の異常が生じていない交流回路部に対応するインバータを動作状態に制御する、
請求項3から請求項5のうちいずれか1項に記載の車両用制御装置。
The control unit controls the inverter corresponding to the AC circuit unit in which the predetermined abnormality does not occur to an operating state when the circuit breaker is returned to a conductive state.
The vehicle control device according to any one of claims 3 to 5.
前記車両用制御装置に含まれる機器の状態に基づき、前記所定の異常が生じた異常発生箇所を判定する異常発生箇所判定部をさらに備え、
前記制御部は、前記異常発生箇所判定部により前記異常発生箇所が前記交流回路部であると判定された場合に、前記異常が生じた交流回路部に対応するインバータを停止状態に制御する、
請求項1から請求項6のうちいずれか1項に記載の車両用制御装置。
Based on the state of the equipment included in the vehicle control device, further comprising an abnormality occurrence location determination unit that determines an abnormality occurrence location where the predetermined abnormality has occurred,
When the abnormality occurrence location determination unit determines that the abnormality occurrence location is the AC circuit unit, the control unit controls the inverter corresponding to the AC circuit unit in which the abnormality has occurred to a stopped state.
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 6.
前記接続回路は、電流検出器と、負荷接触器とを含み、
前記異常発生箇所判定部は、前記電流検出器および前記負荷接触器の少なくとも一方の状態に基づき、前記接続回路における前記所定の異常を判定する、
請求項7に記載の車両用制御装置。
The connection circuit includes a current detector and a load contactor,
The abnormality occurrence location determination unit determines the predetermined abnormality in the connection circuit based on at least one state of the current detector and the load contactor.
The vehicle control device according to claim 7.
JP2017094725A 2017-05-11 2017-05-11 Vehicular control device Pending JP2018191487A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017094725A JP2018191487A (en) 2017-05-11 2017-05-11 Vehicular control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017094725A JP2018191487A (en) 2017-05-11 2017-05-11 Vehicular control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018191487A true JP2018191487A (en) 2018-11-29

Family

ID=64479028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017094725A Pending JP2018191487A (en) 2017-05-11 2017-05-11 Vehicular control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018191487A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023188140A1 (en) * 2022-03-30 2023-10-05 三菱電機株式会社 Electric vehicle control device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06217553A (en) * 1993-01-20 1994-08-05 Toshiba Corp Inverter device
JPH08168264A (en) * 1994-12-14 1996-06-25 Toyo Electric Mfg Co Ltd Method for protecting start of power converter
WO2009001468A1 (en) * 2007-06-28 2008-12-31 Mitsubishi Electric Corporation Power converter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06217553A (en) * 1993-01-20 1994-08-05 Toshiba Corp Inverter device
JPH08168264A (en) * 1994-12-14 1996-06-25 Toyo Electric Mfg Co Ltd Method for protecting start of power converter
WO2009001468A1 (en) * 2007-06-28 2008-12-31 Mitsubishi Electric Corporation Power converter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023188140A1 (en) * 2022-03-30 2023-10-05 三菱電機株式会社 Electric vehicle control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10998808B2 (en) Power conversion device
JP5817767B2 (en) Electric car
US20150097501A1 (en) Electric vehicle power conversion system
JP5389730B2 (en) Discharge device for power conversion system
US8884577B2 (en) Control apparatus for rotary electric machines
WO2018163751A1 (en) In-vehicle power supply unit control device and in-vehicle power supply device
US9225268B2 (en) Electric vehicle drive system
JP6064657B2 (en) Rotating electric machine drive
US10525838B2 (en) Power conversion system
US9774215B2 (en) Power conversion apparatus
US10256746B2 (en) Low-voltage discharge and actuation circuit for the traction converter of a vehicle
WO2019039263A1 (en) Power source system and electric vehicle
US20190237988A1 (en) Relay device and power supply device
JP5692018B2 (en) Electric car
JP6071859B2 (en) Power converter
JP2005051901A (en) Power converter
JP2015211592A (en) Power conversion circuit
JP2014165956A (en) Rotary electric machine drive device
JP2018191487A (en) Vehicular control device
JP5696614B2 (en) Capacitor discharge circuit
JP7177610B2 (en) RAIL VEHICLE DRIVING SYSTEM, ACTIVE FILTER DEVICE IN SAME SYSTEM, AND RAIL VEHICLE DRIVING METHOD
JP3512917B2 (en) Electric car control device
JP2020072591A (en) Vehicular power supply system
JP7276293B2 (en) power converter controller
JP2013192418A (en) Power conversion device

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20170913

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20170913

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210202

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210817