JP2021083192A - Shutdown device of inverter - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書では、インバータの運転停止装置を開示する。 This specification discloses an inverter operation stop device.
電気自動車等に搭載するインバータの制御には高い信頼性が要求される。そこでインバータの運転を停止させるべき状態が発生したか否かを監視し、その状態の発生を検出した時にインバータを停止させるコントローラが開発されている。信頼性を高めるために、特許文献1は、2個のコントローラ(特許文献1ではマイクロプロセッサと称している)を二重に(冗長に)用いる技術を開示している。特許文献1では、2個のコントローラの出力同士を比較照合し、2個のコントローラの出力が異なっている場合はどちらかのコントローラに異常が発生したと判断して、インバータへの出力を停止する。特許文献1の技術によると、インバータの運転を停止させるべき状態が発生した時には、どちらかのコントローラが異常であっても、インバータを停止させることができる。
High reliability is required to control inverters installed in electric vehicles and the like. Therefore, a controller has been developed that monitors whether or not a state in which the operation of the inverter should be stopped has occurred, and stops the inverter when the occurrence of that state is detected. In order to improve reliability,
特許文献1の技術では、インバータの運転を停止させるべき状態が発生した時は、どちらかのコントローラが異常であってもインバータを停止させることによって安全性を向上させているが、インバータの運転を停止させる必要がない場合でも、一方のコントローラに異常が生じれば他方のコントローラが正常であってもインバータを停止させてしまう。
本明細書では、インバータを停止させるべき時は、どちらかのコントローラが異常であってもインバータを停止させる一方において、インバータの運転を停止させる必要がない時は、一方のコントローラに異常が生じても他方のコントローラが正常である限り、インバータを停止させない技術を開示する。
In the technique of
In the present specification, when the inverter should be stopped, the inverter is stopped even if one of the controllers is abnormal, and when it is not necessary to stop the operation of the inverter, an abnormality occurs in one of the controllers. Also discloses a technique that does not stop the inverter as long as the other controller is normal.
本明細書が開示するインバータの運転停止装置は、第1コントローラと第1スイッチと第2コントローラと第2スイッチとOR回路と判定部を備えている。
第1コントローラの出力端子は、第1スイッチを介して、OR回路の一方の入力端子に接続されており、第2コントローラの出力端子は、第2スイッチを介して、OR回路の他方の入力端子に接続されている。OR回路の出力端子は、判定部に接続されている。
第1コントローラは、インバータの運転を停止させる状態を検出した時に第1パルス信号を出力するともに、第1コントローラは正常で第2コントローラが異常な状態を検出した時に記第2スイッチをオフする処理を実行する。第2コントローラは、インバータの運転を停止させる状態を検出した時に第2パルス信号を出力するとともに、第1コントローラが異常で第2コントローラは正常な状態を検出した時に第1スイッチをオフする処理を実行する。第1パルス信号の周波数と第2パルス信号の周波数は異ならせてある。判定部は、OR回路が出力したパルス信号の所定時間内のパルス数が所定範囲内にある時にインバータの運転を停止する処理を実行する。第1パルス信号と第2パルス信号の各々は、所定時間内のパルス数が所定範囲内にある。
The inverter operation stop device disclosed in the present specification includes a first controller, a first switch, a second controller, a second switch, an OR circuit, and a determination unit.
The output terminal of the first controller is connected to one input terminal of the OR circuit via the first switch, and the output terminal of the second controller is connected to the other input terminal of the OR circuit via the second switch. It is connected to the. The output terminal of the OR circuit is connected to the determination unit.
The first controller outputs a first pulse signal when it detects a state in which the operation of the inverter is stopped, and turns off the second switch when the first controller is normal and the second controller detects an abnormal state. To execute. The second controller outputs a second pulse signal when it detects a state in which the operation of the inverter is stopped, and turns off the first switch when the first controller detects an abnormal state and the second controller detects a normal state. Execute. The frequency of the first pulse signal and the frequency of the second pulse signal are different. The determination unit executes a process of stopping the operation of the inverter when the number of pulses of the pulse signal output by the OR circuit within a predetermined time is within a predetermined range. Each of the first pulse signal and the second pulse signal has a predetermined number of pulses within a predetermined time.
上記の運転停止装置は、下記の処理を実行する。
(1)第1コントローラと第2コントローラがインバータの運転を停止させる状態を検出し、かつ、第1コントローラと第2コントローラの双方が正常な場合
この場合は、第1コントローラが第1パルス信号を出力してOR回路に入力し、第2コントローラが第2パルス信号を出力してOR回路に入力する。判定部には、第1パルス信号と第2パルス信号のOR結果が入力する。この場合、詳しくは後記するように、OR結果は、所定時間内のパルス数が所定範囲内にあり、インバータは停止する。
(2)第1コントローラと第2コントローラがインバータの運転を停止させる状態を検出し、かつ、第1コントローラと第2コントローラのいずれかが異常な場合の処理
この場合は、異常なコントローラが異常信号を出力しても、対応するスイッチがオフされるために、その異常信号がOR回路に入力することがない。正常なコントローラが所定のパルス信号を出力し、それがOR回路に入力する。OR結果は、所定時間内のパルス数が所定範囲内にあることから、インバータは停止する。
(3)インバータの運転を停止させる状態が検出されず、かつ、第1コントローラと第2コントローラが正常な場合の処理
この場合は、第1コントローラも第2コントローラもパルス信号を出力しない。判定部が、所定時間内のパルス数が所定範囲内にあると判断することがなく、インバータは停止しない。
(4)インバータの運転を停止させる状態が検出されず、かつ、第1コントローラと第2コントローラのいずれかが異常な場合の処理
この場合は、異常なコントローラが異常信号を出力する可能性があるが、対応するスイッチがオフされるために、その異常信号がOR回路に入力することがない。また、正常なコントローラは、所定のパルス信号を出力しない。判定部が、所定時間内のパルス数が所定範囲内にあると判断することがなく、インバータは停止しない。
上記したように、本明細書に開示する運転停止装置によると、インバータを停止させるべき時は、どちらかのコントローラが異常であってもインバータを停止させる一方において、インバータの運転を停止させる必要がない時は、一方のコントローラに異常が生じても他方のコントローラが正常である限り、インバータを停止させない。必要時にはインバータを確実に停止させる一方において、不必要にインバータを停止させることがない。
The above-mentioned operation stop device executes the following processing.
(1) When the first controller and the second controller detect the state in which the operation of the inverter is stopped and both the first controller and the second controller are normal. In this case, the first controller outputs the first pulse signal. The output is output and input to the OR circuit, and the second controller outputs the second pulse signal and inputs it to the OR circuit. The OR results of the first pulse signal and the second pulse signal are input to the determination unit. In this case, as will be described in detail later, in the OR result, the number of pulses within the predetermined time is within the predetermined range, and the inverter stops.
(2) Processing when the first controller and the second controller detect the state in which the operation of the inverter is stopped and either the first controller or the second controller is abnormal. In this case, the abnormal controller gives an abnormal signal. Is output, but the corresponding switch is turned off, so that the abnormal signal is not input to the OR circuit. A normal controller outputs a predetermined pulse signal, which is input to the OR circuit. As for the OR result, the inverter stops because the number of pulses within the predetermined time is within the predetermined range.
(3) Processing when the state of stopping the operation of the inverter is not detected and the first controller and the second controller are normal In this case, neither the first controller nor the second controller outputs a pulse signal. The determination unit does not determine that the number of pulses within the predetermined time is within the predetermined range, and the inverter does not stop.
(4) Processing when the state of stopping the operation of the inverter is not detected and either the first controller or the second controller is abnormal In this case, the abnormal controller may output an abnormal signal. However, since the corresponding switch is turned off, the abnormal signal is not input to the OR circuit. Also, a normal controller does not output a predetermined pulse signal. The determination unit does not determine that the number of pulses within the predetermined time is within the predetermined range, and the inverter does not stop.
As described above, according to the operation stop device disclosed in the present specification, when the inverter should be stopped, it is necessary to stop the operation of the inverter while stopping the inverter even if either controller is abnormal. If not, the inverter will not be stopped as long as the other controller is normal even if one controller malfunctions. While reliably stopping the inverter when necessary, the inverter is not stopped unnecessarily.
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details of the techniques disclosed herein and further improvements will be described in the "Modes for Carrying Out the Invention" below.
図面を参照して実施例の運転停止装置について説明する。図1は、運転停止装置10の構成を示す。運転停止装置10は、第1コントローラ1と、第1スイッチ16と、第2コントローラ2と、第2スイッチ26と、OR回路4と、判定部6等を備えており、必要時にインバータ8の運転を停止させる。運転停止装置10は、インバータ8が備えているマイコン8aに接続している。
第1コントローラ1には、マイコン8aから、情報ES1が入力される。同様に、第2コントローラ2には、マイコン8aから、情報ES2が入力される。情報ES1、ES2は、例えばインバータ8の電圧や温度など、インバータ8の運転状態によって変化する情報である。運転停止装置10は、マイコン8aから受信した情報ES1、ES2に基づいて、インバータ8の運転を停止する必要があるのかないのかを逐次に判断している。
The operation stop device of the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of the
Information ES1 is input to the
第1コントローラ1は、第1出力部11と、第1カット部12と、第1監視部13を備えている。同様に、第2コントローラ2は、第2出力部21と、第2カット部22と、第2監視部23を備えている。図示は省略されているが、第1コントローラ1と第2コントローラ2は、ともに中央制御ユニット(CPU)を備えている。第1コントローラ1は、マイコン8aから受信した情報ES1を解析し、その解析結果に基づいて、インバータ8の運転を停止すべき状態が発生したことを検出した時には、第1出力部11から第1パルス信号を出力する。第2コントローラ2も同様に、マイコン8aから受信した情報ES2を解析し、その解析結果に基づいて、インバータ8の運転を停止すべき状態が発生したことを検出した時には、第2出力部21から第2パルス信号を出力する。
The
第1出力部11から出力された第1パルス信号は、第1抵抗14と第1スイッチ16を介して、OR回路4の一方の入力端子に送信される。第1抵抗14とOR回路4の間に、第1トランジスタの一端が接続されており、第1トランジスタの他端は接地されている。第1トランジスタのゲートには、第2カット部22が接続されている。第1トランジスタはノーマリオフであり、第2カット部22がハイ信号を出力しているときのみオンする。第2カット部22が第1トランジスタのゲートにハイ電圧を印加すると、第1トランジスタはオンする。第1トランジスタがオンすると、OR回路4の一方の入力端子の電圧は、グランド電圧(ロー電圧)に落ちる。第1トランジスタがオフすると、OR回路4の入力端子の電圧は、第1パルス信号に対応する。本明細書では、第1トランジスタがオンしているときに第1スイッチ16がオフしているといい、第1トランジスタがオフしているときに第1スイッチ16がオンしているという。
The first pulse signal output from the
同様に、第2出力部21から出力された第2パルス信号は、第2抵抗24と第2スイッチ26を介して、OR回路4の他方の入力端子に送信される。第2抵抗24とOR回路4の間に、第2トランジスタの一端が接続されており、第2トランジスタの他端は接地されている。第2トランジスタのゲートには、第1カット部12が接続されている。第2トランジスタはノーマリオフであり、第1カット部12がハイ信号を出力しているときのみオンする。第1カット部12が第2トランジスタのゲートにハイ電圧を印加すると、第2トランジスタはオンする。第1トランジスタがオンすると、OR回路4の他方の入力端子の電圧は、グランド電圧(ロー電圧)に落ちる。第2トランジスタがオフすると、OR回路4の入力端子の電圧は、第2パルス信号に対応する。本明細書では、第2トランジスタがオンしているときに第2スイッチ26がオフしているといい、第2トランジスタがオフしているときに第2スイッチ26がオンしているという。
Similarly, the second pulse signal output from the
第1コントローラ1の第1監視部13は、第2コントローラ2の第2監視部23と相互に通信している。第1監視部13は、予め定められた所定時間毎に、第1コントローラ1の生存通知を第2監視部23に送信する。同様に、第2監視部23は、予め定められた所定時間毎に、第2コントローラ2の生存通知を第1監視部13に送信する。第1監視部13は、所定時間を経過しても第2監視部23からの生存通知を受信しない場合に、第2コントローラ2に異常が発生したと判定する。同様に、第2監視部23は、所定時間を経過しても第1監視部13からの生存通知を受信しない場合に、第1コントローラ1に異常が発生したと判定する。このように、第1コントローラ1の第1監視部13は、第2コントローラ2を監視し、第2コントローラ2の第2監視部23は、第1コントローラ1を監視する。なお、第1監視部13が第2コントローラ2を監視する方法は、これに限定されず、別の方法(例えばデータ監視など)であってもよい。同様に、第2監視部23が第1コントローラ1を監視する方法も、別の方法であってもよい。
第1監視部13は、第1コントローラ1に異常が発生したか否かも監視しており、第2監視部23は、第2コントローラ2に異常が発生したか否かも監視している。
The
The
第1監視部13は、第1コントローラ1は正常であり、第2コントローラ2に異常が発生したと判定した場合に、第2監視部23に対して異常検出フラグを送信するとともに、第1カット部12に対して異常判定を送信する。第1カット部12は、異常判定を受信すると、第2スイッチ26のゲートに対してハイ電圧を印加し、第2スイッチ26をオフさせる。第2コントローラ2が第2パルス信号あるいは異常信号を出力しても、その出力信号はOR回路4に入力しない。第1コントローラ1は、第1カット部12が第2スイッチ26をオフすることで、異常が発生した第2コントローラ2の出力電圧がOR回路4に到達することを防止する。
When the
第2監視部23は、第2コントローラ2は正常であり、第1コントローラ1に異常が発生したと判定した場合に、第1監視部13に対して異常検出フラグを送信するとともに、第2カット部22に対して異常判定を送信する。第2カット部22は、異常判定を受信すると、第1スイッチ16のゲートに対してハイ電圧を印加し、第1スイッチ16をオフさせる。第1コントローラ1が第1パルス信号あるいは異常信号を出力しても、その出力信号はOR回路に入力しない。第2コントローラ2は、第2カット部22が第1スイッチ16をオフすることで、異常が発生した第1コントローラ1の出力電圧がOR回路4に到達することを防止する。
When the
OR回路4は、第1ダイオード18と、第2ダイオード28と、入力側スイッチ4aと、回路抵抗4bと、出力側スイッチ4cと、回路電源4dを備えている。OR回路4は、ダイオードOR回路である。詳細は図2と図3を参照して後述するが、第1ダイオード18と第2ダイオード28のどちらか、もしくは両方に高電位が印加された場合には、入力側スイッチ4aのゲートに電流が流れ、入力側スイッチ4aと出力側スイッチ4cがオンし、判定部6の入力電圧はハイ(後記の12V)となる。第1ダイオード18と第2ダイオード28の双方の入力側にロー電圧が印加された場合には、入力側スイッチ4aのゲートに電流が流れず、入力側スイッチ4aと出力側スイッチ4cがオフし、判定部6の入力電圧はローとなる。
The OR
判定部6は、パルスカウンタ6aによって、所定時間ごとにOR回路4が出力するパルス信号のパルス数を計測する。判定部6は、計測したパルス数によって、インバータ8のマイコン8aに対して、運転または停止指示を送信する。パルス数が所定の範囲内にある場合は、マイコン8aにインバータ8の運転を停止させる信号を出力し、パルス数が前記の範囲外にある場合は、マイコン8aにインバータ8の運転を停止させる信号を出力しない。
The
図2を参照して、第1出力部11が出力する第1パルス信号と、第2出力部21が出力する第2パルス信号の周期およびデューティ比について説明する。図2(A)は、第1コントローラ1がインバータ8の運転を停止する必要がある状態を検出した時に、第1出力部11が出力する第1パルス信号PS1の波形を示す。図2(B)は、第2コントローラ2がインバータ8の運転を停止する必要がある状態を検出した時に、第2出力部21が出力する第2パルス信号PS2の波形を示す。第1パルス信号PS1は、高電位H1および低電位L2の間で変化する。第2パルス信号PS2は、高電位H2および低電位L2の間で変化する。高電位H1、H2は入力側スイッチ4aのゲート閾値より高い電位であり、低電位L1、L2は入力側スイッチ4aのゲート閾値より低い電位である。
With reference to FIG. 2, the period and duty ratio of the first pulse signal output by the
図2(A)、(B)に示されるように、第1パルス信号PS1、第2パルス信号PS2のデューティ比は、ともに50%である。一例では、第1パルス信号PS1の周波数は500Hzであり、第2パルス信号PS2の周波数は1000Hzである。そのため、第1パルス信号PS1の周期T1は、第2パルス信号PS2の周期T2の倍である。第1パルス信号PS1が高電位H1から低電位L1に1回変化する間に、第2パルス信号PS2は、高電位H2から低電位L2に2度変化する。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the duty ratios of the first pulse signal PS1 and the second pulse signal PS2 are both 50%. In one example, the frequency of the first pulse signal PS1 is 500 Hz, and the frequency of the second pulse signal PS2 is 1000 Hz. Therefore, the period T1 of the first pulse signal PS1 is twice the period T2 of the second pulse signal PS2. While the first pulse signal PS1 changes from the high potential H1 to the low potential L1 once, the second pulse signal PS2 changes twice from the high potential H2 to the low potential L2.
図2(C)は、OR回路4(図1参照)が生成する合成パルス信号PSm1の波形を示す。先に述べたように、OR回路4(図1参照)は、第1パルス信号PS1と第2パルス信号PS2の少なくともどちらか一方が高電位の場合に高電位Hm1を生成し、第1パルス信号PS1と第2パルス信号PS2がどちらも低電位の場合に低電位Lm1を生成する。高電位Hm1は、回路電源4dによって12Vとなる。
FIG. 2C shows the waveform of the synthetic pulse signal PSm1 generated by the OR circuit 4 (see FIG. 1). As described above, the OR circuit 4 (see FIG. 1) generates a high potential Hm1 when at least one of the first pulse signal PS1 and the second pulse signal PS2 has a high potential, and the first pulse signal. When both PS1 and the second pulse signal PS2 have a low potential, a low potential Lm1 is generated. The high potential Hm1 becomes 12V by the
合成パルス信号PSm1は、判定部6のパルスカウンタ6aに送信される。判定部6のパルスカウンタ6aは、所定時間Dtあたりの合成パルス信号PSm1のパルス数を計測する。所定時間Dtは、OR回路4の能力等によって変更されるが、例えば6.4msである。図2(C)に示されるように、図2(A)の第1パルス信号PS1と図2(B)の第2パルス信号PS2を合成した合成パルス信号PSm1の所定時間Dtあたりのパルス数は、4個である。判定部6(図1参照)は、所定時間Dtあたりのパルス数が2個以上かつ9個以内である場合に、インバータ8のマイコン8aに対して停止指示を送信する。このため、判定部6は、図2(A)〜(C)に示される第1パルス信号PS1、第2パルス信号PS2、合成パルス信号PSm1を受信した場合には、インバータ8の運転を停止する。先に述べたように、第2コントローラ2が正常で第1コントローラ1に異常が発生した場合、第2コントローラの第2カット部22は、第1スイッチをオフすることで異常が発生した第1コントローラ1の出力がOR回路4に到達することを防止する。その場合、第1コントローラ1の出力はロー電圧に落ちるため、OR回路4には、図2(B)に示される第2パルス信号PS2と同じパルス数の合成パルス信号が送信される。そのため、第2コントローラ2が正常で第1コントローラ1に異常が発生した場合であっても、正常な第2コントローラ2がインバータ8の運転を停止する。同様に、第1コントローラ1が正常で第2コントローラ2に異常が発生した場合は、図2(A)に示される第1パルス信号PS1と同じパルス数の合成パルス信号がOR回路4に送信される。そのため、第1コントローラ1が正常で第2コントローラ2に異常が発生した場合であっても、正常な第1コントローラ1がインバータ8の運転を停止する。
The combined pulse signal PSm1 is transmitted to the
また、第1パルス信号PS1のパルス数は4個であり、第2パルス信号PS2のパルス数は7個である。実施例の運転停止装置10は、パルスカウンタ6aの計測するタイミングのばらつきに対応するために、合成パルス信号のパルス数が2個以上かつ9個以内である場合に、インバータ8の運転を停止する。このように、インバータ8の運転を停止するパルス数の範囲を広げることで、運転停止装置10は、第1コントローラ1または第2コントローラ2に異常が発生した場合にも、インバータ8の運転を停止しやすい。
The number of pulses of the first pulse signal PS1 is 4, and the number of pulses of the second pulse signal PS2 is 7. The
図3を参照して、OR回路4(図1参照)が生成する合成パルス信号PSm2のパルス数について説明する。図2では、第1パルス信号PS1と第2パルス信号PS2を同期させて表現したが、実施例の運転停止装置10の第1パルス信号PS1と第2パルス信号PS2は同期していない。そのため、第1パルス信号PS1の高電位H1および低電位L1に対する第2パルス信号PS2の高電位H2および低電位L2のタイミングがずれることがある。図3(B)では、第2パルス信号PS2の高電位H2および低電位L2のタイミングを図2(B)とはずらして表現している。
The number of pulses of the combined pulse signal PSm2 generated by the OR circuit 4 (see FIG. 1) will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the first pulse signal PS1 and the second pulse signal PS2 are expressed in synchronization with each other, but the first pulse signal PS1 and the second pulse signal PS2 of the
図3では、第2パルス信号PS2の高電位H2のタイミングが、第1パルス信号PS1の低電位L1のタイミングに合っている。先に述べたように、OR回路4(図1参照)は、第1パルス信号PS1と第2パルス信号PS2の少なくともどちらか一方が高電位の場合に高電位Hm2を生成するため、合成パルス信号PSm2は、図3(C)に示す波形となる。合成パルス信号PSm2の所定時間Dtあたりのパルス数は、7個である。このように、第2パルス信号PS2のタイミングが第1パルス信号PS1に対してずれた場合であっても、合成パルス信号PSm2の所定時間Dtあたりのパルス数は、第2パルス信号PS2と同じ7個である。すなわち、第2パルス信号PS2のタイミングが第1パルス信号PS1に対してずれた場合であっても、判定部6(図1参照)は、インバータ8(図1参照)の運転を停止することができる。 In FIG. 3, the timing of the high potential H2 of the second pulse signal PS2 matches the timing of the low potential L1 of the first pulse signal PS1. As described above, since the OR circuit 4 (see FIG. 1) generates a high potential Hm2 when at least one of the first pulse signal PS1 and the second pulse signal PS2 has a high potential, it is a combined pulse signal. PSm2 has the waveform shown in FIG. 3 (C). The number of pulses per predetermined time Dt of the combined pulse signal PSm2 is 7. In this way, even when the timing of the second pulse signal PS2 is deviated from that of the first pulse signal PS1, the number of pulses per predetermined time Dt of the combined pulse signal PSm2 is the same as that of the second pulse signal PS2. It is an individual. That is, even when the timing of the second pulse signal PS2 deviates from that of the first pulse signal PS1, the determination unit 6 (see FIG. 1) may stop the operation of the inverter 8 (see FIG. 1). it can.
また、先に述べたように、第1パルス信号PS1と第2パルス信号PS2は同期していない。このため、仮に第1パルス信号PS1と第2パルス信号PS2に対して同じ周期を設定すると、第1パルス信号PS1の高電位H1のタイミングと第2パルス信号PS2の低電位L2のタイミングが完全に重複した場合には、合成パルス信号PSmが常に高電位Hmとなりえる。その場合、合成パルス信号PSmのパルス数はゼロとなる。合成パルス信号PSmのパルス数がゼロの場合、判定部6は、インバータ8の運転を続行する。このように、第1パルス信号PS1と第2パルス信号PS2の周期が同じ場合は、第1コントローラ1と第2コントローラ2がインバータ8の運転を停止すべきと判定している場合であっても、意図しない合成パルス信号PSmによって、判定部6がインバータ8の運転を続行する可能性がある。実施例の運転停止装置10は、周期の異なる第1パルス信号PS1と第2パルス信号PS2を合成した合成パルス信号のパルス数によってインバータ8の運転を停止することで、合成パルス信号のパルス数が意図しないものになることを防止する。
Further, as described above, the first pulse signal PS1 and the second pulse signal PS2 are not synchronized. Therefore, if the same period is set for the first pulse signal PS1 and the second pulse signal PS2, the timing of the high potential H1 of the first pulse signal PS1 and the timing of the low potential L2 of the second pulse signal PS2 are completely aligned. In the case of duplication, the combined pulse signal PSm can always be a high potential Hm. In that case, the number of pulses of the combined pulse signal PSm becomes zero. When the number of pulses of the combined pulse signal PSm is zero, the
図4を参照して第1コントローラ1と第2コントローラ2が正常な場合の各パルス信号のタイミングについて説明する。図4(A)の「OK」は、第1コントローラ1の第1監視部13の判定が正常な状態であることを示している。すなわち、図4(A)の「OK」は、第2コントローラ2が正常であることを示している。図4(A)の「NG」は、第1コントローラ1の第1監視部13の判定が異常であることを示している。すなわち、図4(A)の「NG」は、第2コントローラ2に異常が発生していることを示している。同様に、図4(B)は、第2コントローラ2の第2監視部23の監視状況を示している。すなわち、図4(B)は、第1コントローラ1の状態を示している。図4(A)、(B)では、第1コントローラ1および第2コントローラ2は、ともに正常である。
The timing of each pulse signal when the
図4(C)、(D)は、第1スイッチ16と第2スイッチ26のオン、オフの状態を示している。図4(C)、(D)は、第1コントローラ1と第2コントローラ2は正常であるため、第1スイッチ16と第2スイッチ26はともに「オン」である。
4 (C) and 4 (D) show the on / off states of the
時刻t1において、インバータ8に異常が発生して、マイコン8aの電圧測定値が閾値を超えた場合について説明する。図1を参照して説明したように、第1コントローラ1は、マイコン8aからインバータ8の電圧値等の情報ES1を取得する。第2コントローラ2も、同様に、情報ES2を取得する。情報ES1に含まれる電圧値が閾値を超えている場合、第1コントローラ1は、インバータ8の運転を停止するため、周期T1の第1パルス信号PS1を出力する(図4(E)参照)。なお、図4および図5では、各パルス信号の個々の波形は表現せず、各パルス信号が出力されている期間をHで表現し、各パルス信号が出力されていない期間をLで表現している。第2コントローラ2も、情報ES2に含まれる電圧値が閾値を超えている場合、周期T2の第2パルス信号PS2を出力する(図4(F)参照)。OR回路4は、図4(G)に示されるように、第1パルス信号PS1と第2パルス信号PS2を合成した合成パルス信号PSmを生成する。合成パルス信号PSmは、周期T1と周期T2が合成された周期Tmを有する。
A case where an abnormality occurs in the
先に述べたように、OR回路4(図1参照)から合成パルス信号PSmを受信した判定部6(図1参照)は、合成パルス信号PSmのパルス数を計測する。図2および図3を参照して説明したように、合成パルス信号PSmのパルス数は、4個または7個である。すなわち、合成パルス信号PSmのパルス数は、2個以上かつ9個以内である。そのため、判定部6は、合成パルス信号PSmのパルス数に基づき、インバータ8の運転を停止する。
As described above, the determination unit 6 (see FIG. 1) that has received the combined pulse signal PSm from the OR circuit 4 (see FIG. 1) measures the number of pulses of the combined pulse signal PSm. As described with reference to FIGS. 2 and 3, the number of pulses of the combined pulse signal PSm is 4 or 7. That is, the number of pulses of the combined pulse signal PSm is 2 or more and 9 or less. Therefore, the
図4は、時刻t2において、情報ES1、ES2に含まれる電圧値が閾値以下となった場合を示している。この場合は、時刻t2において、第1コントローラ1は第1パルス信号の出力を停止し、第2コントローラ2は第2パルス信号の出力を停止する。その結果、合成パルス信号PSmのパルス数はゼロとなる。合成パルス信号PSmのパルス数がゼロの場合にはパルス数が2個以下となるため、判定部6は、インバータ8の運転を再開する。
FIG. 4 shows a case where the voltage values included in the information ES1 and ES2 are equal to or less than the threshold value at time t2. In this case, at time t2, the
図4では、理解しやすいように、第1パルス信号PS1の出力開始時刻と、第2パルス信号PS2の出力開始時刻と、合成パルス信号PSmの出力開始時刻と、インバータ8の運転停止時刻をすべて時刻t1に合わせて表現している。しかしながら、合成パルス信号PSmのパルス数を判定部6が判定するために要する時間によっては、図4(H)のインバータ8がオフされるタイミングは時刻t1よりも遅れることがある。同様に、インバータ8の運転を再開するタイミングは時刻t2よりも遅れることがある。
In FIG. 4, for easy understanding, the output start time of the first pulse signal PS1, the output start time of the second pulse signal PS2, the output start time of the combined pulse signal PSm, and the operation stop time of the
図5および図6を参照して、第1コントローラ1が正常であり、第2コントローラ2に異常が発生した場合の各パルス信号のタイミングについて説明する。図5では、インバータ8のマイコン8aからの情報ES1、ES2に含まれる電圧が閾値内である場合を示している。図5では、インバータ8(図1参照)の運転を停止させる必要がないために、第1コントローラ1は第1パルス信号を出力せず、第2コントローラ2は第2パルス信号を出力しない。ただし、時刻t3において第2コントローラ2に異常が発生すると、それ以降は、図5(F)に示されるように、異常パルス信号WPを出力することがある。異常パルス信号は、周期T1および周期T2とは異なる周期Twを有する。異常パルス信号WPがOR回路4に送信されると、OR回路4は、第1出力部11が出力する低電位Lと、異常パルス信号WPを合成した、合成パルス信号PSmを生成する。第1出力部11は低電位Lに固定されているため、この合成パルス信号PSmは、異常パルス信号WPと同じ周期Twを有する。合成パルス信号PSmは、判定部6(図1参照)のパルスカウンタ6aに送信される。パルスカウンタ6aが計測した合成パルス信号PSmのパルス数が2個以上かつ9個以下の場合には、判定部6は、インバータ8の運転を停止する。合成パルス信号のパルス数が2個以下または9個以上の場合には、判定部6は、インバータ8の運転を継続する。上記の説明から理解できるように、単純に、第1パルス信号と第2パルス信号とOR回路を利用する技術によると、コントローラの一方が異常となった場合に、他のコントローラが正常であり、しかもインバータを停止させる必要がない時にまで、インバータを停止させてしまうことになる。
With reference to FIGS. 5 and 6, the timing of each pulse signal when the
先に述べたように、第1監視部13は、第2コントローラ2の第2監視部23からの生存通知を受信しない場合に、第2コントローラ2に異常が発生したと判定する。図5では、時刻t4において、第1監視部13が第2コントローラの異常発生を判定した場合を示している。第1監視部13が第2コントローラ2の異常発生を判定すると、第1監視部は、第1カット部12対して異常判定を送信する。第1カット部12は、異常判定を受信すると、第2スイッチ26をオフして、第2出力部21が出力する異常パルス信号WPがOR回路4に入力されないようにする。先に述べたように、第2スイッチ26は、オンされない限り、オフしている。その結果、時刻t4以降は、図5(G)に示されるように、OR回路4の演算結果は、低電位Lに固定される。OR回路4の演算結果が低電位Lに固定されるとパルス数はゼロになるため、判定部6は、インバータ8の運転を再開する。このように、実施例の運転停止装置10は、第2コントローラ2に異常が発生しても、それによって不必要にインバータの運転を停止しないようにしている。
As described above, the
図6を参照して、インバータ8の運転を停止している状態で、時刻t6において、第2コントローラ2に異常が発生した場合の各パルス信号のタイミングについて説明する。図5は、時刻t5において、インバータ8のマイコン8aからの情報ES1、ES2に含まれる電圧が閾値を超えた場合を示しており、図6(E)に示すように、第1出力部11は、インバータ8の運転を停止するために、周期T1の第1パルス信号PS1を出力する。同様に、時刻t5において、第2出力部21は、周期T2の第2パルス信号PS2を出力する。OR回路4は、第1パルス信号PS1と第2パルス信号PS2を合成して、合成パルス信号PSmを生成して、判定部6のパルスカウンタ6a(図1参照)に送信する。図2および図3で説明したように、第1パルス信号PS1と第2パルス信号PS2を合成した合成パルス信号PSmのパルス数は、2個以上かつ9個以下であるため、判定部6は、インバータ8の運転を停止する。
With reference to FIG. 6, the timing of each pulse signal when an abnormality occurs in the
時刻t6において、第2コントローラ2に異常が発生すると、第2コントローラ2の第2出力部21は、異常パルス信号WPを出力することがある。理解しやすいように、図6では、異常パルス信号WPの高さを、第1パルス信号PS1および第2パルス信号PS2とはずらして表現している。異常パルス信号WPの周期Twは制御できない。そのため、第1パルス信号PS1と異常パルス信号WPを合成した合成パルス信号PSmの周期Tw1は制御できない。しかしながら、先に述べたように、判定部6は、合成パルス信号のパルス数が2個以上かつ9個以内の場合に、インバータ8の運転を停止する。そのため、合成パルス信号PSmのパルス数が2個以上かつ9個以内の場合には、第2コントローラ2に異常が発生した場合であっても、判定部6はインバータ8の運転を正常に停止する。また、図示は省略したが、異常が発生した第2コントローラ2の第2出力部21は、何も出力しない場合もあり得る。その場合であっても、OR回路4には、第1パルス信号PS1と低電位Lを合成した合成パルス信号PSmが送信されるため、判定部6は、インバータ8の運転を停止する。
If an abnormality occurs in the
時刻t7において、第1監視部13(図1参照)が第2コントローラ2の異常を判定すると、先に述べたように、第1カット部12が、第2スイッチ26をオフして、第2コントローラ2の第2出力部21の異常パルス信号WPの出力をカットする。これにより、第1カット部12は、異常パルス信号WPがOR回路4に到達するのを防止する。その結果、OR回路4には、第1パルス信号PS1と、低電位Lが送信される。OR回路4は、第1パルス信号PS1と低電位Lを合成した合成パルス信号PSmを生成する。この合成パルス信号PSmは、第1パルス信号PS1と同様の波形となり、図2(A)で説明したように、所定時間Dtあたりのパルス数は4個となるため、判定部6は、時刻t7において、インバータ8の運転を停止する。その後、インバータ8の電圧が閾値内となった場合には、時刻t8において、第1出力部11は、第1パルス信号PS1の出力を停止する。これにより、判定部6は、インバータ8の運転を再開する。
At time t7, when the first monitoring unit 13 (see FIG. 1) determines the abnormality of the
実施例の留意点を以下に述べる。上述したように、第1コントローラ1は、インバータ8のマイコン8aから情報ES1を取得して、インバータ8の運転を停止すべき場合には第1パルス信号PS1を出力する。実施例の運転停止装置10では、第2コントローラ2は、インバータ8のマイコン8aから情報ES1と同じ情報ES2を取得して、インバータ8の運転を停止すべき場合には第2パルス信号PS2を出力する。しかしながら、情報ES1と情報ES2は、異なる情報であってもよい。この場合、第1コントローラ1は、情報ES1に基づいて第1パルス信号PS1を出力するが、第2コントローラ2は、情報ES2に基づいて第2パルス信号PS2を出力しない。
The points to be noted in the examples are described below. As described above, the
また、実施例の運転停止装置10は、第1スイッチ16と第2スイッチ26をトランジスタスイッチで構成しているが、これに限定されず、第1スイッチ16と第2スイッチ26は、汎用バススイッチ回路により構成してもよい。さらに、第1スイッチ16は、第1コントローラ1が備えてもよく、第2スイッチ26は、第2コントローラ2が備えてもよい。さらに、OR回路4は、回路電源4dによって演算結果の5Vの信号電圧を12Vに変換して、判定部6のパルスカウンタ6aに送信する。しかしながら、本明細書が開示する技術は、これに限定されず、信号電圧を12Vに変換しなくてもよい。
Further, in the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described herein or in the drawings exhibit their technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in the present specification or drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of the purposes itself has technical usefulness.
1 :第1コントローラ
2 :第2コントローラ
4 :OR回路
4a :入力側スイッチ
4b :回路抵抗
4c :出力側スイッチ
4d :回路電源
6 :判定部
6a :パルスカウンタ
8 :インバータ
8a :マイコン
10 :運転停止装置
11 :第1出力部
12 :第1カット部
13 :第1監視部
14 :第1抵抗
16 :第1スイッチ
18 :第1ダイオード
21 :第2出力部
22 :第2カット部
23 :第2監視部
24 :第2抵抗
26 :第2スイッチ
28 :第2ダイオード
1: 1st controller 2: 2nd controller 4: OR
Claims (1)
前記第1コントローラの出力端子は、前記第1スイッチを介して、前記OR回路の一方の入力端子に接続されており、
前記第2コントローラの出力端子は、前記第2スイッチを介して、前記OR回路の他方の入力端子に接続されており、
前記OR回路の出力端子は、前記判定部に接続されており、
前記第1コントローラは、前記インバータの運転を停止させる状態を検出した時に第1パルス信号を出力し、前記第1コントローラは正常で前記第2コントローラが異常な状態を検出した時に前記第2スイッチをオフする処理を実行し、
前記第2コントローラは、前記インバータの運転を停止させる状態を検出した時に第2パルス信号を出力し、前記第1コントローラが異常で前記第2コントローラは正常な状態を検出した時に前記第1スイッチをオフする処理を実行し、
前記判定部は、前記OR回路が出力したパルス信号の所定時間内のパルス数が所定範囲内にある時に前記インバータの運転を停止する処理を実行し、
前記第1パルス信号の周波数は、前記第2パルス信号の周波数と異なり、
前記第1パルス信号と第2パルス信号の各々は、前記所定時間内のパルス数が前記所定範囲内にあることを特徴とするインバータの運転停止装置。 An inverter operation stop device including a first controller, a first switch, a second controller, a second switch, an OR circuit, and a determination unit.
The output terminal of the first controller is connected to one input terminal of the OR circuit via the first switch.
The output terminal of the second controller is connected to the other input terminal of the OR circuit via the second switch.
The output terminal of the OR circuit is connected to the determination unit, and is connected to the determination unit.
The first controller outputs a first pulse signal when it detects a state in which the operation of the inverter is stopped, and when the first controller is normal and the second controller detects an abnormal state, the second switch is turned on. Execute the process to turn off,
The second controller outputs a second pulse signal when it detects a state in which the operation of the inverter is stopped, and when the first controller detects an abnormality and the second controller detects a normal state, the first switch is turned on. Execute the process to turn off,
The determination unit executes a process of stopping the operation of the inverter when the number of pulses of the pulse signal output by the OR circuit within a predetermined time is within a predetermined range.
The frequency of the first pulse signal is different from the frequency of the second pulse signal.
Each of the first pulse signal and the second pulse signal is an inverter operation stop device, wherein the number of pulses within the predetermined time is within the predetermined range.
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