JP5284052B2 - Electric vehicle control device - Google Patents
Electric vehicle control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5284052B2 JP5284052B2 JP2008293801A JP2008293801A JP5284052B2 JP 5284052 B2 JP5284052 B2 JP 5284052B2 JP 2008293801 A JP2008293801 A JP 2008293801A JP 2008293801 A JP2008293801 A JP 2008293801A JP 5284052 B2 JP5284052 B2 JP 5284052B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- abnormality
- unit
- detected
- current
- 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.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、電動機を駆動する電気車制御装置に関する。 The present invention relates to an electric vehicle control device that drives an electric motor.
電気車を駆動する電動機の制御装置として、第三軌条または架線などの送電路から直流電力を集電し、電動機を駆動する電気車制御装置がある。電気車制御装置は、第三軌条または架線などから集電した直流電力を交流電力に変換するインバータ（電力変換部）を備えている。電気車制御装置は、変換した交流電力により電動機を駆動する。また、１電気車に対して複数の電動機により駆動する電気車制御装置がある。この場合、複数の電動機は、それぞれ対応するインバータにより制御される。 As a control device for an electric motor that drives an electric vehicle, there is an electric vehicle control device that collects DC power from a power transmission path such as a third rail or an overhead wire to drive the electric motor. The electric vehicle control device includes an inverter (power conversion unit) that converts DC power collected from a third rail or overhead wire into AC power. The electric vehicle control device drives the electric motor with the converted AC power. There is also an electric vehicle control device that is driven by a plurality of electric motors for one electric vehicle. In this case, the plurality of electric motors are controlled by corresponding inverters.
上記した電気車制御装置の電動機の駆動する機構に、例えば異物が挟まるなどして固着した場合、電動機は、目標となる出力を出すことができない。また、固着した状態で機構が動作しようとする為、軸受けの破損、脱線などを引き起こす可能性がある。 When the foreign substance is stuck to the mechanism that is driven by the electric motor of the electric vehicle control device, for example, the electric motor cannot output a target output. In addition, since the mechanism tries to operate in the fixed state, the bearing may be damaged or derailed.
そこで、回転速度計（速度検出手段）により電動機の軸の回転速度を検出し、検出した回転速度に基づいて固着状態を検知する電動機の保護回路装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, a motor protection circuit device is provided that detects the rotational speed of the shaft of the motor with a rotational speed meter (speed detection means) and detects the fixed state based on the detected rotational speed (see, for example, Patent Document 1). ).
上記した保護回路装置は、電動機を駆動する回路に流れる電流が基準値以上であり、かつ、電動機の軸の回転速度が基準値未満である場合に固着状態を検知する。
しかし、上記した保護回路装置では、電動機の固着を検知できない場合がある。例えば、惰行運転中である場合、電動機を駆動する回路に基準値以上の電流は流れない。この場合、上記した保護回路装置は、電動機の固着を検知できないという問題がある。 However, the above-described protection circuit device may not detect the sticking of the electric motor. For example, when the coasting operation is in progress, no current exceeding the reference value flows in the circuit that drives the electric motor. In this case, there is a problem that the above-described protection circuit device cannot detect the sticking of the electric motor.
また、電動機を駆動する回路を流れる電流が基準値以上である、という条件を除いた場合、上記した保護回路装置は、運転速度が比較的遅い徐行運転中に電動機の固着を誤検知する可能性があるという問題がある。 In addition, when the condition that the current flowing through the circuit that drives the motor is greater than or equal to the reference value is excluded, the above-described protection circuit device may erroneously detect the sticking of the motor during slow driving at a relatively low operating speed. There is a problem that there is.
そこで、本発明の一形態における目的は、軸固着を正確に検知する電気車制御装置を提供することにある。 Accordingly, an object of one embodiment of the present invention is to provide an electric vehicle control device that accurately detects shaft sticking.
本発明の一実施形態に係る電気車制御装置は、集電装置などにより集電した直流電力を交流電力に変換する電力変換手段と、前記電力変換手段により変換された交流電力により複数の軸を個別に駆動する複数の電動機と、前記複数の軸の回転速度を検出する速度検出手段と、予め基準値を記憶する記憶手段と、前記速度検出手段により検出される前記複数の軸の回転速度と前記記憶手段により記憶されている基準値とに基づいて異常の有無を判定する異常検知手段と、前記異常検知手段により異常を検知した場合、異常が軸固着であるか前記速度検出手段の故障であるかを判別する判別手段と、前記複数の電動機に供給される電流の電流値をそれぞれ検出する電流検出手段と、を具備し、前記判別手段は、前記電流検出手段により検出される前記複数の電動機の電流値の差が前記記憶手段により記憶されている第３の基準値以上である場合、異常は軸固着であると判別し、前記電流検出手段により検出される前記複数の電動機の電流値の差が前記記憶手段により記憶されている第３の基準値未満である場合、異常は前記速度検出手段の故障であると判別する。 An electric vehicle control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a power conversion unit that converts DC power collected by a current collector or the like into AC power, and a plurality of axes that are converted by the AC power converted by the power conversion unit. A plurality of motors that are individually driven; a speed detection means that detects rotational speeds of the plurality of axes; a storage means that stores a reference value in advance; and the rotational speeds of the plurality of axes that are detected by the speed detection means; An abnormality detection means for determining the presence or absence of an abnormality based on the reference value stored in the storage means, and when an abnormality is detected by the abnormality detection means, the abnormality is due to shaft sticking or a failure of the speed detection means. comprising discrimination means for discriminating whether a current detecting means for detecting a current value of the current supplied to the plurality of motors, respectively, wherein the discriminating means is detected by said current detecting means When the difference between the current values of the plurality of electric motors is equal to or greater than the third reference value stored in the storage unit, the abnormality is determined to be shaft fixation, and the plurality of electric motors detected by the current detection unit Is less than the third reference value stored in the storage means, it is determined that the abnormality is a failure of the speed detection means .
この発明の一形態によれば、軸固着を正確に検知する電気車制御装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, an electric vehicle control device that accurately detects shaft sticking can be provided.
以下、図を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る電気車制御装置について詳細に説明する。 Hereinafter, the electric vehicle control apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電気車制御装置１の構成例について説明する為のブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration example of an electric vehicle control apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
図１に示すように、電気車制御装置１は、車両制御部１０、電動機１３、速度検出部１４、及び電流検出部１５などを備えている。また、電気車制御装置１は、図示しない集電装置を備えている。またさらに、車両制御部１０は、制御部１１及び電力変換部１２を備えている。なお、本実施形態では、電動機１３を２つ備える電気車制御装置１として説明するが、電動機１３をさらに追加しても本発明を実施することができる。
As shown in FIG. 1, the electric vehicle control device 1 includes a
制御部１１は、電気車制御装置１の各部の動作を制御する。電力変換部１２は、集電装置から供給される直流電力を三相交流電力に変換する。電動機１３は、電力変換部１２によって変換された三相交流電力に応じて、軸を回転させる。速度検出部１４は、電動機１３の軸の回転数を観測し、回転速度を検出する。電流検出部１５は、電動機１３に供給される電動機電流を検出する。
The
集電装置は、第３軌条または架線などの電流路から直流電力を集電する。電力変換部１２の入力側の端子には、図示しないフィルタコンデンサが並列に接続されている。また、電力変換部１２の入力側の端子の１つは、アースに接続されている。また、電力変換部１２の入力側の他方の端子は、上記の集電装置に接続されている。
The current collector collects DC power from a current path such as a third rail or an overhead wire. A filter capacitor (not shown) is connected in parallel to the input side terminal of the
集電装置は、集電した直流電力を電力変換部１２に供給する。電力変換部１２は、集電装置から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、電動機１３に供給する。電動機１３は、電力変換部１２から供給される三相交流電力に応じて動作し、軸を回転させる。これにより電動機１３は、機械的な動力を得る。
The current collector supplies the collected DC power to the
即ち、電動機１３に三相交流電力が供給された場合、回転子のコイルに電流が流れ、磁場が発生する。この、コイルにより発生した磁場と、固定子の磁場との相互作用により、軸を回転させる機械的エネルギーを発生する。
That is, when three-phase AC power is supplied to the
速度検出部１４は、電動機１３の軸の近傍に設置されている。速度検出部１４は、回転速度検出手段として機能する。速度検出部１４は、電動機１３の軸の単位時間当たりの回転数を観測し、回転速度を検出する。速度検出部１４は、例えば、パルスジェネレータまたはタコジェネレータなどにより構成される。速度検出部１４は、検出した電動機１３の軸の回転速度を制御部１１に伝達する。
The
また、電力変換部１２の出力側と電動機１３との間に、電流検出部１５が設けられている。図１に示すように、電気車制御装置１は、複数の電動機を備えている。電流検出部１５は、各電動機毎に複数設置されている。なお、複数の電流検出部１５は、電動機１３に供給される三相交流電流のうちの同じ相の電流を検出する。電流検出部１５は、検出した電動機１３の電流を制御部１１に伝達する。電流検出部１５は、電流検出手段として機能する。
In addition, a
図２は、図１に示す制御部１１の構成例について説明する為のブロック図である。
制御部１１は、図２に示すように、基準値記憶部１１１、速度比較部１１２、異常検知部１１３、電流比較部１１４、及び判別部１１５を備えている。
FIG. 2 is a block diagram for explaining a configuration example of the
As shown in FIG. 2, the
基準値記憶部１１１は、基準速度を記憶する。基準値記憶部１１１は、記憶手段として機能する。速度比較部１１２は、速度検出部１４により検出した回転速度と基準値記憶部１１１により記憶されている基準値としての基準速度とを比較する。速度比較部１１２は、比較手段として機能する。異常検知部１１３は、速度比較部１１２の比較結果に基づいて、異常状態の検知を行う。
The reference
即ち、基準値記憶部１１１は、電気車がほぼ停止している状態における基準速度Ｔｓと、電気車が運行中と判断できる基準速度Ｔｄとを記憶する。
That is, the reference
複数の電動機１３のうちの１つの電動機１３について異常状態の判定を行う場合、速度比較部１１２は、１つの軸（自軸）の回転速度と基準値記憶部１１１により記憶されている基準速度Ｔｓとで比較を行う。また、速度比較部１１２は、他の軸（他軸）の回転速度と基準値記憶部１１１により記憶されている基準速度Ｔｄとで比較を行う。
When determining an abnormal state for one of the plurality of
異常検知部１１３は、異常検知手段として機能する。異常検知部１１３は、速度比較部１１２の比較結果において、自軸の回転速度が基準速度Ｔｓ未満であり、且つ、他軸の回転速度が基準速度Ｔｄ以上であると判定した場合、自軸に異常があると判定する。
The
異常検知部１１３は、速度比較部１１２の比較結果において、自軸の回転速度が基準速度Ｔｓ異常である、または、他軸の回転速度が基準速度Ｔｄ未満であると判定した場合、自軸に関して異常無しであると判定する。
When the
上記したように、制御部１１は、自軸の回転速度及び他軸の回転速度をそれぞれ基準速度と比較する。速度の比較の結果、運行中であると判断し、且つ、自軸の回転速度が基準速度未満である場合、制御部１１は、軸固着の疑いがあると判断して異常状態を検知する。
As described above, the
しかし、速度検出部１４の故障により電動機１３の軸の回転速度を正確に検知できない場合がある。この場合、制御部１１は、軸固着を検知することができない、または、軸固着を誤検知する可能性がある。即ち、正確に軸固着を検出する為に、制御部１１は、検知した異常状態が軸固着によるものであるか、または、速度検出部１４の故障などによるものであるかを判別する必要がある。
However, the rotational speed of the shaft of the
電流比較部１１４は、複数の電流検出部１５により検出された電流を比較する。判別部１１５は、電流比較部１１４による比較結果に基づいて、異常状態が軸固着であるのか、速度検出部１４の故障であるのかを判別する。
The
電動機１３の軸固着により異常が検知される場合、電動機への入力電流が変化する。これは、滑り周波数が変化するためである。即ち、軸が固着している為に、電流に応じた速度に変化しない為、通常より大きい滑り周波数が算出される。軸が固着している電動機１３は、正常に動作している電動機１３に比べてインピーダンスが小さい。この為、軸が固着している電動機１３に供給される入力電流は、正常に動作している電動機１３に供給される入力電流に比べて多い。
When an abnormality is detected due to shaft fixing of the
これに対して、速度検出部１４の故障により異常が検知される場合、電動機への入力電流は変化しない。
On the other hand, when an abnormality is detected due to a failure of the
判別部１１５は、判別手段として機能する。判別部１１５は、電流比較部１１４による比較の結果、電流の差異が基準値Ｔｃ以上である場合、異常状態は軸固着であると判別する。また、判別部１１５は、電流比較部１１４による比較の結果、電流の差異が基準値Ｔｃ未満である場合、異常状態は速度検出部１４の故障であると判別する。なお、基準値Ｔｃは、基準値記憶部１１１により記憶されている。
The
図３は、図１及び図２に示す電気車制御装置１の動作について説明するためのフローチャートである。
電気車の運行中、電気車制御装置１は、異常状態の監視を行う。即ち、電気車制御装置１は、速度検出部１４により異常の有無の判断を行う電動機１３の軸の回転速度を取得する（ステップＳ１１）。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the electric vehicle control apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2.
During operation of the electric vehicle, the electric vehicle control device 1 monitors an abnormal state. That is, the electric vehicle control device 1 acquires the rotational speed of the shaft of the
電気車制御装置１は、速度検出部１４により他の電動機１３の軸の回転速度を取得する（ステップＳ１２）。
The electric vehicle control apparatus 1 acquires the rotational speed of the shaft of the other
電気車制御装置１の制御部１１の速度比較部１１２は、基準値記憶部１１１に記憶されている基準速度と、取得した電動機１３の軸の回転速度とで比較を行う（ステップＳ１３）。即ち、速度比較部１１２は、異常の有無の判断を行う電動機１３の軸（自軸）の回転速度と基準速度Ｔｓとで比較を行う。また、速度比較部１１２は、他の電動機１３の軸（他軸）の回転速度と基準速度Ｔｄとで比較を行う。
The
制御部１１の異常検知部１１３は、速度比較部１１２による比較の結果に基づいて異常の有無を判断する（ステップＳ１４）。
The
異常検知部１１３は、速度比較部１１２による比較の結果において、自軸の回転速度が基準速度Ｔｓ以上である、または、他軸の回転速度が基準速度Ｔｄ未満である場合、異常無と判断する（ステップＳ１５）。異常無と判断した場合、電気車制御装置１は、異常の有無を判定する処理を終了する。
The
また、異常検知部１１３は、速度比較部１１２による比較の結果において、自軸の回転速度が基準速度Ｔｓ未満であり、且つ、他軸の回転速度が基準速度Ｔｄ以上である場合、異常有と判断する（ステップＳ１６）。
In addition, the
異常有と判断した場合、電気車制御装置１は、電流検出部１５により各電動機１３に供給される三相交流電流のうちの対応する１相の電流値を検出する（ステップＳ１７）。
When it is determined that there is an abnormality, the electric vehicle control device 1 detects a corresponding one-phase current value among the three-phase alternating currents supplied to the
制御部１１の電流比較部１１４は、各電流検出部１５により検出した電流値の比較を行う（ステップＳ１８）。電流比較部１１４は、例えば、各電流検出部１５により検出した電流値を減産することにより、電流値の差を算出する。
The
制御部１１の判別部１１５は、電流比較部１１４による比較の結果に基づいて、異常状態の判別を行う（ステップＳ１９）。
The
即ち、判別部１１５は、電流比較部１１４により算出した電流値の差が基準値Ｔｃ以上である場合、異常状態は軸固着であると判別する（ステップＳ２０）。また、判別部１１５は、電流比較部１１４により算出した電流値の差が基準値Ｔｃ未満である場合、異常状態は速度検出部１４の故障であると判別する（ステップＳ２１）。
That is, when the difference between the current values calculated by the
上記したように、本実施形態に係る電気車制御装置１の制御部１１は、自軸の回転速度及び他軸の回転速度をそれぞれ基準速度と比較する。速度の比較の結果、運行中であると判断し、且つ、自軸の回転速度が基準速度未満である場合、制御部１１は、軸固着の疑いがあると判断して異常状態を検知する。
As described above, the
さらに制御部１１は、各電動機に供給されている電流の電流値を取得し、各電動機の電流値の差を算出する。制御部１１は、電流値の差が基準値以上であるか否か判定し、軸固着と速度検出部の故障とを判別する。これにより、軸固着を正確に検知する電気車制御装置を提供することができる。
Furthermore, the
なお、電気車が惰行中に異常状態を検知した場合、電動機１３に電流が流れていないため、制御部１１は、異常状態を区別することができない。そこで、惰行中に異常状態を検知した場合、制御部１１は、電気ブレーキを掛ける等して電動機１３に電流を流すことにより、異常状態を区別することができる。
In addition, when an abnormal state is detected while the electric vehicle is coasting, since the current does not flow through the
次に第２の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る電気車制御装置２の構成例について説明する為のブロック図である。なお、第１の実施形態と同様の構成には、同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 4 is a block diagram for explaining a configuration example of the electric
図４に示すように、電気車制御装置２は、車両制御部１０、電動機１３、速度検出部１４、及び電流検出部１５などを備えている。また、電気車制御装置２は、図示しない集電装置を備えている。またさらに、車両制御部１０は、制御部１１及び電力変換部１２を備えている。なお、本実施形態では、電動機１３を２つ備える電気車制御装置２として説明するが、電動機１３をさらに追加しても本発明を実施することができる。
As shown in FIG. 4, the electric
電気車制御装置２は、各電動機１３毎に２つの速度検出部１４を備えている。電動機１３毎に設置されている２つの速度検出部１４は、同じ電動機１３の軸の単位時間当たりの回転数を観測し、回転速度を検出する。２つの速度検出部１４は、検出した電動機１３の軸の回転速度を制御部１１に伝達する。
The electric
制御部１１は、第１の実施形態と同様に異常状態の有無を検知する。異常有と判定した場合、制御部１１は、電動機１３毎に設置されている２つの速度検出部１４により検出された回転速度に基づいて、異常状態が軸固着であるか、速度検出部１４の故障であるかを判別する。
The
図５は、図４に示す電気車制御装置２の動作について説明するためのフローチャートである。
電気車の運行中、電気車制御装置２は、異常状態の監視を行う。即ち、電気車制御装置２は、２つの速度検出部１４により異常の有無の判断を行う電動機１３の軸の回転速度を取得する（ステップＳ３１）。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of electric
During operation of the electric vehicle, the electric
電気車制御装置２は、他の電動機１３に対応して設けられている速度検出部１４により他の電動機１３の軸の回転速度を取得する（ステップＳ３２）。
The electric
電気車制御装置２の制御部１１の速度比較部１１２は、基準値記憶部１１１に記憶されている基準速度と、２つの速度検出部１４のいずれかにより取得した電動機１３の軸の回転速度とで比較を行う（ステップＳ３３）。即ち、速度比較部１１２は、異常の有無の判断を行う電動機１３の軸（自軸）の回転速度と基準速度Ｔｓとで比較を行う。また、速度比較部１１２は、他の電動機１３の軸（他軸）の回転速度と基準速度Ｔｄとで比較を行う。
The
制御部１１の異常検知部１１３は、速度比較部１１２による比較の結果に基づいて異常の有無を判断する（ステップＳ３４）。
The
異常検知部１１３は、速度比較部１１２による比較の結果において、自軸の回転速度が基準速度Ｔｓ以上である、または、他軸の回転速度が基準速度Ｔｄ未満である場合、異常無と判断する（ステップＳ３５）。異常無と判断した場合、電気車制御装置２は、異常の有無を判定する処理を終了する。
The
また、異常検知部１１３は、速度比較部１１２による比較の結果において、自軸の回転速度が基準速度Ｔｓ未満であり、且つ、他軸の回転速度が基準速度Ｔｄ以上である場合、異常有と判断する（ステップＳ３６）。
In addition, the
異常有と判断した場合、電気車制御装置２の判別部１１５は、異常状態の判別を行う（ステップＳ３７）。
When it is determined that there is an abnormality, the
判別部１１５は、特定軸に設置された全ての速度検出部１４において所定の時間内に基準速度Ｔｓ未満の値を検出した場合、軸固着を検知する（ステップＳ３８）。即ち、判別部１１５は、ステップＳ３１において２つの速度検出部１４により取得した電動機１３の軸の回転速度の全てが、基準速度Ｔｓ未満であると判定した場合、異常状態は軸固着であると判別する。
The discriminating
また、判別部１１５は、ステップＳ３１において２つの速度検出部１４により取得した電動機１３の軸の回転速度のいずれかが、基準速度Ｔｓ以上であると判定した場合、異常状態は速度検出部１４の故障であると判別する（ステップＳ３９）。この場合、判別部１１５は、基準速度Ｔｓ未満の速度を検出した速度検出部１４を故障部位であると判断する。
If the
速度検出部１４の故障を検知した場合、制御部１１は、故障であると判断した速度検出部１４の検出値を用いずに、第１の実施形態に記載した処理により異常状態の判別を行うことができる。
When detecting the failure of the
上記したように、本実施形態に係る電気車制御装置２は、電動機１３毎に２つの速度検出部１４を備えている。異常状態を検知した場合、電気車制御装置２の制御部１１は、２つの速度検出部１４の両方で基準速度Ｔｓ未満の速度を検出したか否かを判定する。
As described above, the electric
２つの速度検出部１４の両方で基準速度Ｔｓ未満の速度を検出した場合、制御部１１は、軸固着を検知する。また、２つの速度検出部１４のいずれかで基準速度Ｔｓ以上の速度を検出した場合、制御部１１は、速度検出部１４の故障を検知する。これにより、軸固着を正確に検知する電気車制御装置を提供することができる。
When both of the two
なお、本実施形態では、電動機１３毎に速度検出部１４を２つ設置した構成として説明したが、これに限定されない。電動機１３の軸の近傍に設置する速度検出部１４は、少なくとも２つ以上であれば設置する数は限定されない。
In addition, although this embodiment demonstrated as a structure which installed the two
次に第３の実施形態について説明する。 Next, a third embodiment will be described.
図６は、本発明の第３の実施形態に係る電気車制御装置３の構成例について説明する為のブロック図である。なお、第１の実施形態と同様の構成には、同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 6 is a block diagram for explaining a configuration example of the electric
図６に示すように、電気車制御装置３は、車両制御部１０、電動機１３、速度検出部１４、及び電流検出部１５などを備えている。また、電気車制御装置３は、図示しない集電装置を備えている。またさらに、車両制御部１０は、制御部１１、電力変換部１２、及び速度推定部１６を備えている。なお、本実施形態では、電動機１３を２つ備える電気車制御装置２として説明するが、電動機１３をさらに追加しても本発明を実施することができる。また、電動機１３が１つであっても本発明を実施することができる。
As shown in FIG. 6, the electric
速度推定部１６は、推定手段として機能する。速度推定部１６は、当該電動機１３の軸の回転速度を推定する。回転速度を推定する方法は、種々の方法が考えられる。例えば、速度推定部１６は、「特開２００７−０８９２６９」に記載されているように、電力変換部１２から出力される電流の周波数から滑り周波数を減算した値に基づいて電動機１３の回転速度を推定する。
The speed estimation unit 16 functions as an estimation unit. The speed estimation unit 16 estimates the rotational speed of the shaft of the
速度推定部１６は、例えば、ＧＰＳ等により車両の運行の速度を取得し、取得した車両の速度に基づいて回転速度を推定することもできる。また、算出した回転速度を、他の軸の電動機１３の回転速度として扱うこともできる。
The speed estimation unit 16 can also acquire the speed of operation of the vehicle by, for example, GPS, and can estimate the rotation speed based on the acquired speed of the vehicle. Further, the calculated rotation speed can be handled as the rotation speed of the
制御部１１は、第１の実施形態と同様に異常状態の有無を検知する。異常有と判定した場合、制御部１１は、電動機１３毎に設置されている速度検出部１４により検出された回転速度と、速度推定部１６により推定された電動機１３の回転速度（推定速度）に基づいて、異常状態が軸固着であるか、速度検出部１４の故障であるかを判別する。即ち、制御部１１は、速度検出部１４により検出された回転速度と速度推定部１６により推定された推定速度との差と、基準値記憶部１１１により記憶されている基準値Ｔｅとで比較を行い、異常状態の判別を行う。
The
図７は、図６に示す電気車制御装置３の動作について説明するためのフローチャートである。
電気車の運行中、電気車制御装置３は、異常状態の監視を行う。即ち、電気車制御装置３は、速度検出部１４により異常の有無の判断を行う電動機１３の軸の回転速度を取得する（ステップＳ４１）。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the electric
During operation of the electric vehicle, the electric
電気車制御装置３は、他の電動機１３に対応して設けられている速度検出部１４により他の電動機１３の軸の回転速度を取得する（ステップＳ４２）。
The electric
電気車制御装置３の制御部１１の速度比較部１１２は、基準値記憶部１１１に記憶されている基準速度と、２つの速度検出部１４のいずれかにより取得した電動機１３の軸の回転速度とで比較を行う（ステップＳ４３）。即ち、速度比較部１１２は、異常の有無の判断を行う電動機１３の軸（自軸）の回転速度と基準速度Ｔｓとで比較を行う。また、速度比較部１１２は、他の電動機１３の軸（他軸）の回転速度と基準速度Ｔｄとで比較を行う。
The
制御部１１の異常検知部１１３は、速度比較部１１２による比較の結果に基づいて異常の有無を判断する（ステップＳ４４）。
The
異常検知部１１３は、速度比較部１１２による比較の結果において、自軸の回転速度が基準速度Ｔｓ以上である、または、他軸の回転速度が基準速度Ｔｄ未満である場合、異常無と判断する（ステップＳ４５）。異常無と判断した場合、電気車制御装置３は、異常の有無を判定する処理を終了する。
The
また、異常検知部１１３は、速度比較部１１２による比較の結果において、自軸の回転速度が基準速度Ｔｓ未満であり、且つ、他軸の回転速度が基準速度Ｔｄ以上である場合、異常有と判断する（ステップＳ４６）。
In addition, the
異常有と判断した場合、電気車制御装置３は、電流検出部１５により、電動機１３に供給される電流の電流値を検出する（ステップＳ４７）。速度推定部１６は、電流検出部１５により検出した電流に基づいて、推定速度を推定する（ステップＳ４８）
制御部１１の判別部１１５は、速度検出部１４により検出した電動機１３の軸の回転速度と、速度推定部１６により推定した推定速度とに基づいて異常状態の判別を行う（ステップＳ４９）。
When it is determined that there is an abnormality, the electric
The
即ち、判別部１１５は、速度検出部１４により検出した電動機１３の軸の回転速度と速度推定部１６により推定した推定速度との差が基準値Ｔｅ未満である場合、異常状態は軸固着であると判別する（ステップＳ５０）。
That is, when the difference between the rotational speed of the shaft of the
また、判別部１１５は、速度検出部１４により検出した電動機１３の軸の回転速度と速度推定部１６により推定した推定速度との差が基準値Ｔｅ異常である場合、異常状態は速度検出部１４の故障であると判別する（ステップＳ５１）。
Further, when the difference between the rotational speed of the shaft of the
上記したように、本実施形態に係る電気車制御装置３の制御部１１は、自軸の回転速度及び他軸の回転速度をそれぞれ基準速度と比較する。速度の比較の結果、運行中であると判断し、且つ、自軸の回転速度が基準速度未満である場合、制御部１１は、軸固着の疑いがあると判断して異常状態を検知する。
As described above, the
さらに制御部１１は、電動機に供給されている電流の電流値を取得し、取得した電流値に基づいて推定速度を算出する。制御部１１は、実際に速度検出部１４により取得した軸の回転速度と、推定した推定速度の差が基準値以上であるか否かを判定し、軸固着と速度検出部の故障とを判別する。これにより、軸固着を正確に検知する電気車制御装置を提供することができる。
Furthermore, the
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
集電装置などにより集電した直流電力を交流電力に変換する電力変換手段と、
前記電力変換手段により変換された交流電力により複数の軸を個別に駆動する複数の電動機と、
前記複数の軸の回転速度を検出する速度検出手段と、
予め基準値を記憶する記憶手段と、
前記速度検出手段により検出される前記複数の軸の回転速度と前記記憶手段により記憶されている基準値とに基づいて異常の有無を判定する異常検知手段と、
前記異常検知手段により異常を検知した場合、異常が軸固着であるか前記速度検出手段の故障であるかを判別する判別手段と、
を具備することを特徴とする電気車制御装置。
［Ｃ２］
前記異常検知手段は、前記速度検出手段により検出した自軸の回転速度が前記記憶手段により記憶されている第１の基準値未満であり、且つ、前記速度検出手段により検出した他軸の回転速度が前記記憶手段により記憶されている第２の基準値以上である場合、自軸に異常が有ると判定することを特徴とするＣ１に記載の電気車制御装置。
［Ｃ３］
前記複数の電動機に供給される電流の電流値をそれぞれ検出する電流検出手段をさらに具備し、
前記判別手段は、前記異常検知手段により異常を検知した場合、前記電流検出手段により検出される前記複数の電動機の電流値に基づいて異常が軸固着であるか前記速度検出手段の故障であるかを判別する、
ことを特徴とするＣ１に記載の電気車制御装置。
［Ｃ４］
前記判別手段は、前記電流検出手段により検出される前記複数の電動機の電流値の差が前記記憶手段により記憶されている第３の基準値以上である場合、異常は軸固着であると判別し、前記電流検出手段により検出される前記複数の電動機の電流値の差が前記記憶手段により記憶されている第３の基準値未満である場合、異常は前記速度検出手段の故障であると判別することを特徴とするＣ３に記載の電気車制御装置。
［Ｃ５］
前記複数の軸の回転速度を検出する前記速度検出手段を前記軸毎に複数具備し、
前記判別手段は、前記異常検知手段により異常を検知した場合、前記軸毎に複数設けられた速度検出手段により軸毎に複数検出される回転速度に基づいて異常が軸固着であるか前記速度検出手段の故障であるかを判別する、
ことを特徴とするＣ１に記載の電気車制御装置。
［Ｃ６］
前記判別手段は、前記軸毎に複数設けられた速度検出手段により検出される全ての回転速度が前記記憶手段により記憶されている第１の基準値未満である場合、異常は軸固着であると判別し、前記軸毎に複数設けられた速度検出手段により検出される回転速度のうちのいずれかが前記記憶手段により記憶されている第１の基準値以上である場合、異常は前記速度検出手段の故障であると判別することを特徴とするＣ５に記載の電気車制御装置。
［Ｃ７］
前記電動機に供給される電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出される電流値に基づいて前記電動機により駆動される軸の回転速度を推定する推定手段と、
をさらに具備し、
前記判別手段は、前記異常検知手段により異常を検知した場合、前記推定手段により推定される回転速度と前記速度検出手段により検出される回転速度とに基づいて異常が軸固着であるか前記速度検出手段の故障であるかを判別する、
ことを特徴とするＣ１に記載の電気車制御装置。
［Ｃ８］
前記判別手段は、前記推定手段により推定される回転速度と前記速度検出手段により検出される回転速度との差が前記記憶手段により記憶されている第４の基準値未満である場合、異常は軸固着であると判別し、前記推定手段により推定される回転速度と前記速度検出手段により検出される回転速度との差が前記記憶手段により記憶されている第４の基準値以上である場合、異常は前記速度検出手段の故障であると判別することを特徴とするＣ７に記載の電気車制御装置。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment as it is, It can implement by changing a component in the range which does not deviate from the summary in an implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
The invention described in the scope of the claims at the beginning of the present application is added below.
[C1]
Power conversion means for converting DC power collected by a current collector or the like into AC power;
A plurality of electric motors for individually driving a plurality of shafts by AC power converted by the power conversion means;
Speed detecting means for detecting rotational speeds of the plurality of shafts;
Storage means for storing a reference value in advance;
An abnormality detection means for determining the presence or absence of an abnormality based on the rotational speeds of the plurality of axes detected by the speed detection means and the reference value stored by the storage means;
When an abnormality is detected by the abnormality detection unit, a determination unit that determines whether the abnormality is a shaft sticking or a failure of the speed detection unit;
An electric vehicle control device comprising:
[C2]
The abnormality detection means has a rotation speed of the own axis detected by the speed detection means that is less than a first reference value stored in the storage means, and a rotation speed of the other axis detected by the speed detection means. The electric vehicle control device according to C1, wherein when the value is equal to or greater than a second reference value stored by the storage means, it is determined that the own shaft has an abnormality.
[C3]
Further comprising current detection means for detecting current values of currents supplied to the plurality of electric motors,
When the abnormality detection unit detects an abnormality, the determination unit determines whether the abnormality is a shaft fixation or a failure of the speed detection unit based on the current values of the plurality of motors detected by the current detection unit. To determine the
The electric vehicle control device according to C1, characterized in that.
[C4]
The discriminating unit discriminates that the abnormality is shaft fixing when the difference between the current values of the plurality of electric motors detected by the current detecting unit is equal to or larger than a third reference value stored in the storage unit. When the difference between the current values of the plurality of motors detected by the current detection means is less than the third reference value stored by the storage means, it is determined that the abnormality is a failure of the speed detection means. The electric vehicle control device according to C3, wherein
[C5]
A plurality of the speed detection means for detecting the rotational speed of the plurality of axes for each of the axes;
When the abnormality is detected by the abnormality detection unit, the determination unit detects whether the abnormality is shaft fixing based on a plurality of rotational speeds detected for each axis by a plurality of speed detection units provided for each axis. To determine if it is a failure of the means,
The electric vehicle control device according to C1, characterized in that.
[C6]
The determination means determines that the abnormality is shaft fixing when all the rotational speeds detected by the speed detection means provided for each axis are less than the first reference value stored in the storage means. If any of the rotational speeds detected by the plurality of speed detection means provided for each axis is equal to or greater than a first reference value stored in the storage means, an abnormality is detected in the speed detection means. The electric vehicle control device according to C5, wherein the electric vehicle control device is determined to be a malfunction.
[C7]
Current detection means for detecting a current value of a current supplied to the electric motor;
Estimating means for estimating a rotational speed of a shaft driven by the electric motor based on a current value detected by the current detecting means;
Further comprising
When the abnormality is detected by the abnormality detection unit, the determination unit detects whether the abnormality is a shaft fixation based on the rotation speed estimated by the estimation unit and the rotation speed detected by the speed detection unit. To determine if it is a failure of the means,
The electric vehicle control device according to C1, characterized in that.
[C8]
When the difference between the rotation speed estimated by the estimation means and the rotation speed detected by the speed detection means is less than a fourth reference value stored in the storage means, the determination means If the difference between the rotation speed estimated by the estimation means and the rotation speed detected by the speed detection means is greater than or equal to the fourth reference value stored in the storage means, The electric vehicle control device according to C7, wherein is determined that the speed detection means is a failure.
１…電気車制御装置、２…電気車制御装置、３…電気車制御装置、１０…車両制御部、１１…制御部、１２…電力変換部、１３…電動機、１４…速度検出部、１５…電流検出部、１６…速度推定部、１１１…基準値記憶部、１１２…速度比較部、１１３…異常検知部、１１４…電流比較部、１１５…判別部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric vehicle control apparatus, 2 ... Electric vehicle control apparatus, 3 ... Electric vehicle control apparatus, 10 ... Vehicle control part, 11 ... Control part, 12 ... Electric power conversion part, 13 ... Electric motor, 14 ... Speed detection part, 15 ... Current detection unit, 16 ... speed estimation unit, 111 ... reference value storage unit, 112 ... speed comparison unit, 113 ... abnormality detection unit, 114 ... current comparison unit, 115 ... determination unit.
Claims (5)
前記電力変換手段により変換された交流電力により複数の軸を個別に駆動する複数の電動機と、
前記複数の軸の回転速度を検出する速度検出手段と、
予め基準値を記憶する記憶手段と、
前記速度検出手段により検出される前記複数の軸の回転速度と前記記憶手段により記憶されている基準値とに基づいて異常の有無を判定する異常検知手段と、
前記異常検知手段により異常を検知した場合、異常が軸固着であるか前記速度検出手段の故障であるかを判別する判別手段と、
前記複数の電動機に供給される電流の電流値をそれぞれ検出する電流検出手段と、
を具備し、
前記判別手段は、前記電流検出手段により検出される前記複数の電動機の電流値の差が前記記憶手段により記憶されている第３の基準値以上である場合、異常は軸固着であると判別し、前記電流検出手段により検出される前記複数の電動機の電流値の差が前記記憶手段により記憶されている第３の基準値未満である場合、異常は前記速度検出手段の故障であると判別する、
電気車制御装置。 Power conversion means for converting DC power collected by a current collector or the like into AC power;
A plurality of electric motors for individually driving a plurality of shafts by AC power converted by the power conversion means;
Speed detecting means for detecting rotational speeds of the plurality of shafts;
Storage means for storing a reference value in advance;
An abnormality detection means for determining the presence or absence of an abnormality based on the rotational speeds of the plurality of axes detected by the speed detection means and the reference value stored by the storage means;
When an abnormality is detected by the abnormality detection unit, a determination unit that determines whether the abnormality is a shaft sticking or a failure of the speed detection unit;
Current detection means for detecting current values of currents supplied to the plurality of electric motors;
Equipped with,
The discriminating unit discriminates that the abnormality is shaft fixing when the difference between the current values of the plurality of electric motors detected by the current detecting unit is equal to or larger than a third reference value stored in the storage unit. When the difference between the current values of the plurality of motors detected by the current detection means is less than the third reference value stored by the storage means, it is determined that the abnormality is a failure of the speed detection means. ,
Electric vehicle control device.
前記電力変換手段により変換された交流電力により複数の軸を個別に駆動する複数の電動機と、
前記複数の軸の回転速度を前記軸毎に検出する複数の速度検出手段と、
予め基準値を記憶する記憶手段と、
前記速度検出手段により検出される前記複数の軸の回転速度と前記記憶手段により記憶されている基準値とに基づいて異常の有無を判定する異常検知手段と、
前記異常検知手段により異常を検知した場合、前記軸毎に複数設けられた速度検出手段により検出される全ての回転速度が前記記憶手段により記憶されている第１の基準値未満である場合、異常は軸固着であると判別し、前記軸毎に複数設けられた速度検出手段により検出される回転速度のうちのいずれかが前記記憶手段により記憶されている第１の基準値以上である場合、異常は前記速度検出手段の故障であると判別する判別手段と、を具備することを特徴とする電気車制御装置。 Power conversion means for converting DC power collected by a current collector or the like into AC power;
A plurality of electric motors for individually driving a plurality of shafts by AC power converted by the power conversion means;
A plurality of speed detecting means for detecting the rotational speed of the plurality of axes for each of the axes;
Storage means for storing a reference value in advance;
An abnormality detection means for determining the presence or absence of an abnormality based on the rotational speeds of the plurality of axes detected by the speed detection means and the reference value stored by the storage means;
When abnormality is detected by the abnormality detection unit, if all the rotational speeds detected by the plurality of speed detection units provided for each axis are less than the first reference value stored in the storage unit, Is determined to be fixed to the shaft, and if any of the rotational speeds detected by the plurality of speed detection means provided for each of the axes is equal to or greater than the first reference value stored in the storage means, An electric vehicle control device comprising: discrimination means for discriminating that the abnormality is a failure of the speed detection means.
前記電力変換手段により変換された交流電力により複数の軸を個別に駆動する複数の電動機と、
前記複数の軸の回転速度を検出する速度検出手段と、
予め基準値を記憶する記憶手段と、
前記速度検出手段により検出される前記複数の軸の回転速度と前記記憶手段により記憶されている基準値とに基づいて異常の有無を判定する異常検知手段と、
前記異常検知手段により異常を検知した場合、異常が軸固着であるか前記速度検出手段の故障であるかを判別する判別手段と、
前記電動機に供給される電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出される電流値に基づいて前記電動機により駆動される軸の回転速度を推定する推定手段と、
を具備し、
前記判別手段は、前記異常検知手段により異常を検知した場合、前記推定手段により推定される回転速度と前記速度検出手段により検出される回転速度とに基づいて異常が軸固着であるか前記速度検出手段の故障であるかを判別する、
電気車制御装置。 Power conversion means for converting DC power collected by a current collector or the like into AC power;
A plurality of electric motors for individually driving a plurality of shafts by AC power converted by the power conversion means;
Speed detecting means for detecting rotational speeds of the plurality of shafts;
Storage means for storing a reference value in advance;
An abnormality detection means for determining the presence or absence of an abnormality based on the rotational speeds of the plurality of axes detected by the speed detection means and the reference value stored by the storage means;
When an abnormality is detected by the abnormality detection unit, a determination unit that determines whether the abnormality is a shaft sticking or a failure of the speed detection unit;
Current detection means for detecting a current value of a current supplied to the electric motor;
Estimating means for estimating a rotational speed of a shaft driven by the electric motor based on a current value detected by the current detecting means;
Comprising
When the abnormality is detected by the abnormality detection unit, the determination unit detects whether the abnormality is a shaft fixation based on the rotation speed estimated by the estimation unit and the rotation speed detected by the speed detection unit. To determine if it is a failure of the means,
Electric vehicle control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008293801A JP5284052B2 (en) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | Electric vehicle control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008293801A JP5284052B2 (en) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | Electric vehicle control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010124552A JP2010124552A (en) | 2010-06-03 |
| JP5284052B2 true JP5284052B2 (en) | 2013-09-11 |
Family
ID=42325391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008293801A Active JP5284052B2 (en) | 2008-11-17 | 2008-11-17 | Electric vehicle control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5284052B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2011152182A1 (en) | 2010-05-31 | 2013-07-25 | 株式会社ジェイテクト | Manufacturing method of covering member |
| JP6189211B2 (en) * | 2013-12-26 | 2017-08-30 | 株式会社東芝 | Electric vehicle control device |
| JP6363944B2 (en) * | 2014-12-11 | 2018-07-25 | 株式会社日立製作所 | Power converter and control method of power converter |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2839199B2 (en) * | 1990-03-13 | 1998-12-16 | 株式会社日立製作所 | Induction motor control device |
| JP3407771B2 (en) * | 1995-04-28 | 2003-05-19 | 富士電機株式会社 | Wheel flat detection method |
| JP2003264901A (en) * | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Toshiba Corp | Electric vehicle controller |
| JP2007104777A (en) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Toshiba Corp | Electric vehicle drive controller |
| JP2008086085A (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Toshiba Corp | Electric car controller |
| JP4727597B2 (en) * | 2007-01-25 | 2011-07-20 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | Electric vehicle control device and electric vehicle control method |
-
2008
- 2008-11-17 JP JP2008293801A patent/JP5284052B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2010124552A (en) | 2010-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4968698B2 (en) | Electric motor control device | |
| US20090059446A1 (en) | AC Motor Controller | |
| EP2096751B1 (en) | Electric motor car control apparatus | |
| KR101622011B1 (en) | Method and apparatus for controlling of 3-phase ac motor | |
| JP2007209105A (en) | Electric vehicle drive unit | |
| US9312796B2 (en) | Method and device for operating a brushless motor | |
| JP2011080823A (en) | Ground fault sensing device | |
| JP5441481B2 (en) | Inverter device failure diagnosis method | |
| JP4818463B2 (en) | Electric vehicle control device | |
| KR101704215B1 (en) | Control method of motor | |
| CN104242741B (en) | System and method for enforcing remedies electrical short | |
| JP5284052B2 (en) | Electric vehicle control device | |
| JP5934295B2 (en) | Power cable status detection method in inverter system | |
| JP2008043069A (en) | Electric vehicle control unit | |
| JP2007060783A (en) | Motor drive control device | |
| KR20170002759A (en) | Failure diagnosis method for hall sensor | |
| KR101912970B1 (en) | Method and device for operating a brushless motor | |
| JP5864646B2 (en) | Inverter system and power cable status detection method | |
| JP2019170057A (en) | Motor control device | |
| JP5370397B2 (en) | Motor speed monitoring device | |
| JP2001309694A (en) | Regulation method of permanent magnet synchronous motor for elevator and its device | |
| JP2006217754A (en) | Synchronous machine drive controller | |
| JP2015201905A (en) | inverter control device | |
| JP6357648B2 (en) | DC motor drive device and ceiling-embedded ventilator equipped with the same | |
| JP2010259210A (en) | Device for control of rotary electric machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110916 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130117 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130122 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130325 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130507 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130529 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5284052 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |