JP6131906B2 - Limp home system, its safety control device - Google Patents

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Description

本発明は、動力源として電動モータを備える自動車における故障時のリンプホームモード制御に関する。   The present invention relates to limp home mode control at the time of failure in an automobile including an electric motor as a power source.

近年、動力源として電動モータを備える自動車における故障時に、リンプホームモードに切換えて、控えめな速度で走行可能として自宅や近くの整備工場等にたどり着けるようにすることが考えられている。   In recent years, it has been considered to switch to limp home mode in the event of a failure in an automobile equipped with an electric motor as a power source so that the vehicle can travel at a modest speed and can reach a home or a nearby maintenance factory.

ここで、特許文献1の発明では、モータ制御部の故障を検出した場合、トルク指令零または停止を検出してリンプホーム制御部(予備制御装置)へ切り替えて、リンプホーム制御を実現している。   Here, in the invention of Patent Document 1, when a failure of the motor control unit is detected, a torque command zero or stop is detected, and the limp home control unit (preliminary control device) is switched to realize limp home control. .

特許文献2には、誘導電動機を速度センサレスに切り替えて制御する制御装置について記載されている。
非特許文献1には、マイクロコントローラの障害により冗長回路へ切り替えるウォッチドッグ装置が記載されている。
Patent Document 2 describes a control device that controls an induction motor by switching it to speed sensorless.
Non-Patent Document 1 describes a watchdog device that switches to a redundant circuit due to a failure of a microcontroller.

また、非特許文献1には、「リンプホーム」とは、何等かの障害発生時に、フェイルセーフモードに入り、控えめな速度で走行可能として自宅や近くの整備工場等にたどり着けるようにする自動車の動作モードである旨の開示がある。あるいは、リンプホームモードは、故障車がエンジンやその他の部品の損傷を抑えつつ乗員を安全に帰宅させることができるように実装される旨や、エンジンを低出力(縮小モード)で動作させる旨の開示がある。   Also, Non-Patent Document 1 describes that “Limp Home” refers to the operation of a car that enters a fail-safe mode and can be driven at a modest speed to reach a home or a nearby maintenance shop or the like when any failure occurs. There is a disclosure that it is a mode. Alternatively, the limp home mode may be implemented so that a faulty vehicle can safely return the occupant while suppressing damage to the engine and other components, or that the engine will operate at a low output (reduction mode). There is disclosure.

図11に、特許文献2のシステムの構成図を示す。
この構成について、以下、簡単に説明する。
図11に示す構成は、座標変換手段122、磁化電流指令演算手段115、速度調節器112、トルク電流指令演算手段113、磁化電流調整手段116、トルク電流調整手段114等を備え、各軸電圧指令に従って電力変換器120の出力電圧を制御するようにした誘導電動機の制御装置に関する。そして、誘導電動機Mの速度検出手段111及び速度演算手段153と、速度検出値と速度推定値との何れか一方を制御方法決定信号に従って選択し、速度情報として速度調節器112に出力する選択手段154と、を備える。そして、制御方法決定信号に従って選択手段154が選択する速度情報が変更された時に、速度調節器112が速度制御用の比例ゲイン、積分時定数等の制御定数を自動的に変更する。
FIG. 11 shows a configuration diagram of the system of Patent Document 2. As shown in FIG.
This configuration will be briefly described below.
The configuration shown in FIG. 11 includes coordinate conversion means 122, magnetization current command calculation means 115, speed adjuster 112, torque current command calculation means 113, magnetization current adjustment means 116, torque current adjustment means 114, and the like. The control device for the induction motor that controls the output voltage of the power converter 120 according to the above. Then, the speed detecting means 111 and the speed calculating means 153 of the induction motor M, and selecting means for selecting any one of the detected speed value and the estimated speed value according to the control method determination signal and outputting the selected speed information to the speed adjuster 112. 154. When the speed information selected by the selection unit 154 is changed according to the control method determination signal, the speed regulator 112 automatically changes control constants such as a proportional gain for speed control and an integration time constant.

特開平8−242505号公報JP-A-8-242505 特開2011−87424号公報JP 2011-87424 A

「高電圧ウォッチドッグタイマによる車載システムの安全性向上」;インターネット<URL;http://japan.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/4210> [2013/02/16 14:46:02検索]"High-voltage watchdog timer improves in-vehicle system safety"; Internet <URL; http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/4210> [2013/02/16 14:46 : 02 Search]

特許文献1に記載されている方法は、主制御部に故障が発生した場合には故障検出部で検知できないため、リンプホーム制御へ切り替えることができず、リンプホーム制御ができない。また、トルク指令が故障した場合、自動車が停止するまで、リンプホーム制御へ切り替えることができず、踏切内で停止するなど危険が発生する可能性がある。   In the method described in Patent Document 1, when a failure occurs in the main control unit, it cannot be detected by the failure detection unit, so that it cannot be switched to limp home control, and limp home control cannot be performed. Further, when the torque command fails, there is a possibility that danger cannot occur such as stopping within the railroad crossing because it is not possible to switch to limp home control until the vehicle stops.

また、特許文献2には、速度検出器に故障が発生した場合、センサレス制御へ切り替えることが記載されているが、モータ制御部に故障が発生した場合、モータ制御ができなくなり、モータの動作が担保できない。   Further, Patent Document 2 describes switching to sensorless control when a failure occurs in the speed detector. However, if a failure occurs in the motor control unit, the motor control cannot be performed, and the motor operation is not performed. Cannot be secured.

非特許文献1には、マイクロコントローラの障害により冗長回路へ切り替えることが記載されているが、冗長回路の構成については触れていない。
また、リンプホーム制御へ切替える際に、電力変換器のスイッチ対(上下スイッチ対)の同時オンが発生する場合があり、それによって過電流による電力変換器(インバータ等)の損焼が生じる場合があった。
Non-Patent Document 1 describes switching to a redundant circuit due to a failure of a microcontroller, but does not mention the configuration of the redundant circuit.
In addition, when switching to limp home control, the power converter switch pair (upper and lower switch pair) may be turned on simultaneously, which may cause burnout of the power converter (inverter, etc.) due to overcurrent. there were.

本発明の課題は、動力源として電動モータを備える自動車に関して、リンプホーム制御への移行の際に電力変換器のスイッチ対の同時オンを防止し、以って過電流による電力変換器の損焼を防止し、あるいは特に安全制御装置が故障した場合でもリンプホーム制御を可能とするリンプホームシステム等を提供することである。   An object of the present invention is to prevent simultaneous turn-on of a power converter switch pair in a transition to limp home control for an automobile equipped with an electric motor as a power source, and thus damage the power converter due to overcurrent. It is to provide a limp home system or the like that enables limp home control even when a safety control device fails.

本発明のリンプホームシステムは、電動モータを備える自動車におけるリンプホームシステムであって、下記の各構成を有する。
・供給される制御電源電力によって有効となる制御信号に基づいて前記電動モータを駆動する電力変換手段;
・前記制御電源電力の前記電力変換手段への供給をオン/オフする第1スイッチング手段;
・任意の指令に応じた第1の制御信号を生成するモータ制御手段;
・予め設定されている所定の指令に応じた第2の制御信号を生成するリンプ制御手段;
・前記第1の制御信号と第2の制御信号の何れか一方を前記制御信号として前記電力変換手段へ入力させる第2スイッチング手段;
・異常を検出した場合、前記第1スイッチング手段を制御して前記制御電源電力の前記電力変換手段への供給を一時的に停止させたうえで、該供給停止中に前記第2スイッチング手段を制御して第2の制御信号を前記制御信号として前記電力変換手段へ入力させるリンプホーム制御モードに切換える安全制御手段。
The limp home system of the present invention is a limp home system in an automobile equipped with an electric motor and has the following configurations.
Power conversion means for driving the electric motor based on a control signal that is enabled by the supplied control power supply;
First switching means for turning on / off the supply of the control power supply to the power conversion means;
Motor control means for generating a first control signal according to an arbitrary command;
A limp control means for generating a second control signal in accordance with a predetermined command set in advance;
Second switching means for inputting any one of the first control signal and the second control signal to the power conversion means as the control signal;
When an abnormality is detected, the first switching means is controlled to temporarily stop the supply of the control power supply to the power conversion means, and then the second switching means is controlled while the supply is stopped And safety control means for switching to a limp home control mode for inputting the second control signal as the control signal to the power conversion means.

本発明のリンプホームシステム等によれば、動力源として電動モータを備える自動車に関して、リンプホーム制御への移行の際に電力変換器のスイッチ対の同時オンを防止し、以って過電流による電力変換器の損焼を防止し、あるいは特に安全制御装置が故障した場合でもリンプホーム制御を実現とすることができる。   According to the limp home system and the like of the present invention, for an automobile equipped with an electric motor as a power source, the switch pair of the power converter is prevented from being simultaneously turned on at the time of transition to limp home control. Limp home control can be realized even if the converter is prevented from burning or the safety control device fails.

本例のリンプホームシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the limp home system of this example. 本例のリンプホームシステムの詳細構成例である。It is an example of detailed composition of a limp home system of this example. 安全制御装置の処理フローチャート図である。It is a process flowchart figure of a safety control apparatus. 本例のリンプホームモードへの切換動作を示す図である。It is a figure which shows the switching operation | movement to the limp home mode of this example. 電源SWの切換論理と回路例を示す図である。It is a figure which shows the switching logic and circuit example of power supply SW. モータ制御装置側の制御切換SWの切換論理と回路例を示す図である。It is a figure which shows the switching logic and circuit example of control switching SW by the side of a motor control apparatus. リンプ制御装置側の制御切換SWの切換論理と回路例を示す図である。It is a figure which shows the switch logic and circuit example of control switch SW by the side of a limp control apparatus. 速度指示・監視処理のタイムチャート図である。It is a time chart figure of a speed instruction | indication and monitoring process. センサレスベクトル制御処理部の機能構成図である。It is a functional block diagram of a sensorless vector control processing part. ワンショットパルス発生回路の具体例である。It is a specific example of a one-shot pulse generation circuit. 従来の特許文献2の構成図である。It is a block diagram of the conventional patent document 2.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本例のリンプホームシステムの概略構成図である。
図2は、本例のリンプホームシステムの詳細構成例である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the limp home system of this example.
FIG. 2 is a detailed configuration example of the limp home system of this example.

尚、本例のリンプホームシステムは、特に電気自動車、ハイブリッド車等のような動力源として電動モータを備える自動車に搭載されるものであり、電動モータを駆動制御して自動車を走行させるシステムであって、故障時にリンプホーム制御モードに切換えて電動モータを駆動制御して自動車を走行させるシステムである。リンプホーム制御モードは、例えば控えめな速度で走行可能として安全な場所に辿り着けるように制御するモードである。   Note that the limp home system of this example is mounted on an automobile equipped with an electric motor as a power source, such as an electric vehicle, a hybrid vehicle, etc., and is a system for driving the electric motor to drive the automobile. In this system, the vehicle is driven by switching to the limp home control mode and controlling the driving of the electric motor at the time of failure. The limp home control mode is a mode in which, for example, control is performed so that the vehicle can travel at a moderate speed and can reach a safe place.

図1に示すように、本例のリンプホームシステムは、概略的には、安全制御部1、WDT(ウォッチドッグタイマ)部2、モータ制御部3、リンプ制御部4、電力変換部5、モータ(誘導電動機)6、第1切換部7、第2切換部8等を有する。   As shown in FIG. 1, the limp home system of this example schematically includes a safety control unit 1, a WDT (watchdog timer) unit 2, a motor control unit 3, a limp control unit 4, a power conversion unit 5, and a motor. (Induction motor) 6, first switching unit 7, second switching unit 8, and the like.

上記各構成のうち、モータ制御部3、電力変換部5、モータ6は、既存の構成と見做して構わない。よって、これらについては特に説明しないが、モータ制御部3は、不図示の上位装置からの速度指令等に基づいて、電力変換部5に対して制御信号を出力することで、電力変換部5とモータ6を駆動制御する。また、モータ6は、電動モータ等である。電力変換部5は、例えばインバータ等である。   Among the above components, the motor control unit 3, the power conversion unit 5, and the motor 6 may be regarded as existing configurations. Therefore, although these will not be described in particular, the motor control unit 3 outputs a control signal to the power conversion unit 5 based on a speed command or the like from a host device (not shown). Drive control of the motor 6 is performed. The motor 6 is an electric motor or the like. The power conversion unit 5 is, for example, an inverter.

リンプ制御部4は、電力変換部5に対する制御信号を生成・出力する構成であり、リンプホーム制御モードの際に当該制御信号によって電力変換部5とモータ6を駆動制御する為の構成である。リンプ制御部4は、既存技術によって実現してもよく、一例としては上記特許文献2に記載の従来技術によって実現できる。この一例では、リンプ制御部4は、上記駆動制御を、速度センサレスの状態で行うことができる。但し、この例に限らない。例えば上記特許文献1の従来技術や他の従来技術などによってリンプ制御部4を実現してもよい。更に、リンプ制御部4に関して、本例では例えば予め記憶されている設定値等に基づいて制御信号を生成する構成を提案している。このような設定値等に基づく制御を行うことで、上記上位装置からの速度指令等が無くても(速度指令入力レスの状態でも)、駆動制御可能である。また、この例の場合、リンプ制御部4は、例えば、低速での定速走行制御を行う。   The limp control unit 4 is configured to generate and output a control signal for the power conversion unit 5, and is configured to drive and control the power conversion unit 5 and the motor 6 by the control signal in the limp home control mode. The limp control unit 4 may be realized by an existing technique, and as an example, can be realized by the conventional technique described in Patent Document 2. In this example, the limp control unit 4 can perform the drive control without a speed sensor. However, the present invention is not limited to this example. For example, the limp control unit 4 may be realized by the conventional technique of Patent Document 1 or other conventional techniques. Furthermore, regarding the limp control unit 4, this example proposes a configuration for generating a control signal based on, for example, a preset value stored in advance. By performing control based on such setting values and the like, drive control is possible even if there is no speed command or the like from the host device (even in a state where there is no speed command input). In this example, the limp control unit 4 performs, for example, constant speed traveling control at a low speed.

尚、後述するリンプ制御装置20が、上記リンプ制御部4の一例であり、詳しくは後述する。
尚、上述したモータ制御部3からの制御信号、リンプ制御部4からの制御信号は、電力変換部5が例えば三相インバータである場合には、その6個のスイッチング素子をON/OFF制御する為の信号となる。つまり、この例では、制御信号(PWM信号)の信号線は6本となる。
The limp control device 20 described later is an example of the limp control unit 4 and will be described in detail later.
The control signal from the motor control unit 3 and the control signal from the limp control unit 4 described above control ON / OFF of the six switching elements when the power conversion unit 5 is, for example, a three-phase inverter. Signal. That is, in this example, there are six signal lines for the control signal (PWM signal).

第1切換部7は、上記モータ制御部3からの制御信号とリンプ制御部4からの制御信号とを入力とし、これら2つの制御信号の何れか一方を選択的に出力して電力変換部5へ入力させるスイッチ等である。通常は、モータ制御部3からの制御信号を、電力変換部5へ入力させている。そして、故障時には、安全制御部1またはWDT部2によって第1切換部7を切換え制御して、リンプ制御部4からの制御信号を電力変換部5へ入力させる状態へと切換える。つまり、リンプホーム制御モードへ移行させる。   The first switching unit 7 receives the control signal from the motor control unit 3 and the control signal from the limp control unit 4 and selectively outputs one of these two control signals to output the power conversion unit 5. This is a switch to be input to. Normally, a control signal from the motor control unit 3 is input to the power conversion unit 5. When a failure occurs, the safety control unit 1 or the WDT unit 2 controls the first switching unit 7 so that the control signal from the limp control unit 4 is input to the power conversion unit 5. That is, the mode is shifted to the limp home control mode.

ここで、安全制御部1またはWDT部2は、リンプホーム制御モードへの移行の際に、更に第2切換部8を制御するが、これについては後述する。
上記のように、通常時には、モータ制御部3等によって電力変換部5を介してモータ6を駆動制御する。そして、異常時には、リンプホーム制御モードにして、リンプ制御部4によって電力変換部5を介してモータ6を駆動制御する。
Here, the safety control unit 1 or the WDT unit 2 further controls the second switching unit 8 when shifting to the limp home control mode, which will be described later.
As described above, the motor 6 is driven and controlled by the motor control unit 3 and the like via the power conversion unit 5 during normal times. When an abnormality occurs, the limp home control mode is set, and the limp control unit 4 controls the drive of the motor 6 via the power conversion unit 5.

安全制御部1は、不図示の上位装置からの速度指令をモータ制御部3に伝達する機能や、各種異常を検出する機能や、異常検出時に第1切換部7、第2切換部8を切換え制御することでリンプホーム制御モードに安全に移行させる機能等を有している。これら各種機能については図2等で安全制御装置11の説明の際に一例を詳述する。   The safety control unit 1 switches the first switching unit 7 and the second switching unit 8 when a speed command from a host device (not shown) is transmitted to the motor control unit 3, a function for detecting various abnormalities, and an abnormality is detected. It has a function to safely shift to the limp home control mode by controlling. An example of these various functions will be described in detail when the safety control device 11 is described with reference to FIG.

また、安全制御部1が故障した場合には、WDT部2が、この故障を検出して、第1切換部7、第2切換部8を切換え制御することで、リンプホーム制御モードに安全に移行させる。   When the safety control unit 1 fails, the WDT unit 2 detects this failure and switches the first switching unit 7 and the second switching unit 8 to control the limp home control mode safely. Transition.

WDT部2は、例えば一般的なウォッチドッグタイマの機能に加えて、更に、第1切換部7、第2切換部8を切換え制御する構成を有する。特に第2切換部8の切換え制御に関しては、例えば所定のパルス幅のワンショットパルスを、第2切換部8へ出力する。これによって、一時的に所定時間の間、第2切換部8をOFF状態にし、以って電力変換部5への制御電源電力供給を一時的に停止する。   For example, the WDT unit 2 has a configuration that controls the switching of the first switching unit 7 and the second switching unit 8 in addition to a general watchdog timer function. Particularly regarding the switching control of the second switching unit 8, for example, a one-shot pulse having a predetermined pulse width is output to the second switching unit 8. As a result, the second switching unit 8 is temporarily turned OFF for a predetermined time, thereby temporarily stopping the control power supply to the power conversion unit 5.

ここで、上記電力変換部5に入力する制御信号は、制御電源からの電力が電力変換部5に供給されている状態のときに有効となる。換言すれば、上記モータ制御部3からの制御信号とリンプ制御部4からの制御信号のどちらであっても、上記制御電源からの電力が電力変換部5に供給されていない状態では、実質的に無効の状態となっている。そして、当該無効の状態のときには、例えば上記6個のスイッチング素子は、全てOFF状態となる。尚、これらスイッチング素子は、モータ6駆動用のスイッチング素子であり、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)等であるが、この例に限らない。   Here, the control signal input to the power conversion unit 5 is effective when the power from the control power source is being supplied to the power conversion unit 5. In other words, either the control signal from the motor control unit 3 or the control signal from the limp control unit 4 is substantially in a state where the power from the control power source is not supplied to the power conversion unit 5. Is in an invalid state. In the invalid state, for example, all the six switching elements are turned off. These switching elements are switching elements for driving the motor 6 and are, for example, insulated gate bipolar transistors (IGBT), but are not limited to this example.

そして、上記第2切換部8は、制御電源電力を電力変換部5へ供給させるON状態と、該電力供給を遮断するOFF状態とに切替えられるスイッチ等である。第2切換部8は、通常時は、上記ON状態となっており、異常時に安全制御部1またはWDT部2によって、一時的にOFF状態に切替えられた後に再びON状態へと切替えられる。   The second switching unit 8 is a switch or the like that is switched between an ON state in which the control power supply is supplied to the power conversion unit 5 and an OFF state in which the power supply is cut off. The second switching unit 8 is normally in the ON state, and is switched to the ON state again after being temporarily switched to the OFF state by the safety control unit 1 or the WDT unit 2 in the event of an abnormality.

つまり、本手法では、リンプホーム制御モードへの移行の際に、制御電源電力の電力変換部5への供給を一時的に停止し、該停止中に第1切換部7を切換え制御することで、リンプホーム制御モードへの安全な切換えを実現する。“安全な”とは、すなわち、電力変換部5(インバータ等)のスイッチ対(上下スイッチ対)の同時オンを防止でき、以って過電流による電力変換部5(インバータ等)の損焼が生じることを防止できる。   In other words, in this method, when shifting to the limp home control mode, the supply of the control power to the power conversion unit 5 is temporarily stopped, and the first switching unit 7 is controlled to be switched during the stop. Realize safe switching to limp home control mode. “Safe” means that the switch pair (upper and lower switch pairs) of the power converter 5 (inverter, etc.) can be prevented from being turned on at the same time. It can be prevented from occurring.

尚、上記制御電源は、モータ6駆動用の高電圧電源ではなく、制御回路用の低電圧(例えば4.5(V)〜5(V)程度)の電力供給を行うものである。
上述したように、安全制御部1またはWDT部2は、異常時には上記第2切換部8を一時的にOFF状態にし、その間に上記第1切換部7の切換えを実行・完了させる。その為に、異常時には、例えば所定のパルス幅のワンショットパルスを、第2切換部8へ出力する。詳しくは図2等に示す一例を用いて説明する。
The control power supply is not a high-voltage power supply for driving the motor 6, but supplies power for a low voltage (for example, about 4.5 (V) to 5 (V)) for the control circuit.
As described above, the safety control unit 1 or the WDT unit 2 temporarily turns off the second switching unit 8 during an abnormality, and executes and completes switching of the first switching unit 7 during that time. Therefore, at the time of abnormality, for example, a one-shot pulse having a predetermined pulse width is output to the second switching unit 8. Details will be described with reference to an example shown in FIG.

尚、上記のことから、上記電力変換部5は、例えば、上記供給される制御電源電力によって有効となる制御信号に基づいてモータ6を駆動するものと言うこともできる。また、上記モータ制御部3は、例えば、任意の指令に応じた第1の制御信号を生成するものと言うこともできる。上記リンプ制御部4は、例えば、予め設定されている所定の指令に応じた第2の制御信号を生成するものと言うこともできる。上記第2切換部8は、例えば、上記制御電源電力の電力変換部5への供給をオン/オフする第1スイッチング部と言うこともできる。上記第1切換部7は、例えば、上記第1の制御信号と第2の制御信号の何れか一方を上記制御信号として電力変換部5へ入力させる第2スイッチング部と言うこともできる。   From the above, it can also be said that the power conversion unit 5 drives the motor 6 based on a control signal that is enabled by the supplied control power. Further, it can be said that the motor control unit 3 generates a first control signal according to an arbitrary command, for example. It can be said that the limp control unit 4 generates, for example, a second control signal corresponding to a predetermined command set in advance. It can be said that the second switching unit 8 is, for example, a first switching unit that turns on / off the supply of the control power to the power conversion unit 5. The first switching unit 7 can also be referred to as a second switching unit that inputs one of the first control signal and the second control signal to the power conversion unit 5 as the control signal, for example.

また、上記安全制御部1は、例えば、各種異常のうちの任意の異常を検出した場合、上記第1スイッチング部を制御して上記制御電源電力の上記電力変換部5への供給を一時的に停止させたうえで、該供給停止中に上記第2スイッチング部を制御して上記第2の制御信号を上記制御信号として電力変換部5へ入力させるリンプホーム制御モードに切換えるものと言うこともできる。   In addition, for example, when the safety control unit 1 detects any abnormality among various abnormalities, the safety control unit 1 controls the first switching unit to temporarily supply the control power supply power to the power conversion unit 5. It can also be said that after the supply is stopped, the second switching unit is controlled during the supply stop to switch to the limp home control mode in which the second control signal is input to the power conversion unit 5 as the control signal. .

また、上記WDT部2は、例えば、安全制御部1の異常を検出した場合、上記第1スイッチング部を制御して制御電源電力の電力変換部5への供給を一時的に停止させたうえで、該供給停止中に上記第2スイッチング部を制御して上記第2の制御信号を上記制御信号として電力変換部5へ入力させるリンプホーム制御モードに切換えるものと言える。   For example, when the WDT unit 2 detects an abnormality of the safety control unit 1, the WDT unit 2 controls the first switching unit to temporarily stop the supply of the control power supply to the power conversion unit 5. It can be said that during the supply stop, the second switching unit is controlled to switch to the limp home control mode in which the second control signal is input to the power conversion unit 5 as the control signal.

また、WDT部2は、例えば、後述する図2に示すウォッチドッグタイマ12とワンショットパルス発生回路13を有するものであってもよい。そして、例えば、ウォッチドッグタイマ12が安全制御部1の異常を検出すると、該ワンショットパルス発生回路13が所定時間幅のパルスを上記第1スイッチング部へ出力することで、制御電源電力の電力変換部5への供給を一時的に停止させる構成であってもよい。   Further, the WDT unit 2 may include, for example, a watchdog timer 12 and a one-shot pulse generation circuit 13 shown in FIG. For example, when the watchdog timer 12 detects an abnormality in the safety control unit 1, the one-shot pulse generation circuit 13 outputs a pulse having a predetermined time width to the first switching unit, thereby converting the power of the control power supply. The structure which stops supply to the part 5 temporarily may be sufficient.

また、上記所定時間幅は、例えば、電力変換部5におけるモータ駆動用のスイッチング素子のOFF動作時間以上の時間幅としてもよい。
以上、図1を参照して、本例のリンプホームシステムの構成・動作について概略的に説明した。
The predetermined time width may be a time width equal to or longer than the OFF operation time of the motor driving switching element in the power conversion unit 5, for example.
The configuration and operation of the limp home system of the present example have been schematically described above with reference to FIG.

以下、図2を参照して、本例のリンプホームシステムの構成・動作について更に詳細に説明する。勿論、システム構成は、図2に示す例に限らない。
図2に示す例のリンプホームシステムは、安全制御装置11、ウォッチドッグタイマ12、ワンショットパルス発生回路13、電源SW(スイッチ)14、制御切換SW(スイッチ)15a,15b、電力変換器16、モータ17、モータ制御装置18、速度検出器19、リンプ制御装置20等を有する。
Hereinafter, the configuration and operation of the limp home system of this example will be described in more detail with reference to FIG. Of course, the system configuration is not limited to the example shown in FIG.
The limp home system of the example shown in FIG. 2 includes a safety control device 11, a watchdog timer 12, a one-shot pulse generation circuit 13, a power supply SW (switch) 14, control switching SW (switches) 15a and 15b, a power converter 16, A motor 17, a motor control device 18, a speed detector 19, a limp control device 20, and the like are included.

安全制御装置11は上記安全制御部1の一例と見做してもよい。ウォッチドッグタイマ12及びワンショットパルス発生回路13が、上記WDT部2の一例と見做してもよい。また、電力変換器16が上記電力変換部5の一例、モータ制御装置18が上記モータ制御部3の一例、リンプ制御装置20が上記リンプ制御部4の一例と見做しても構わない。また、電源SW(スイッチ)14が上記第2切換部8の一例、制御切換SW(スイッチ)15a,15bが上記第1切換部7の一例と見做しても良い。勿論、これらの例に限るわけではない。   The safety control device 11 may be regarded as an example of the safety control unit 1. The watchdog timer 12 and the one-shot pulse generation circuit 13 may be regarded as an example of the WDT unit 2. The power converter 16 may be regarded as an example of the power conversion unit 5, the motor control device 18 may be regarded as an example of the motor control unit 3, and the limp control device 20 may be regarded as an example of the limp control unit 4. Further, the power supply SW (switch) 14 may be regarded as an example of the second switching unit 8, and the control switching SW (switches) 15 a and 15 b may be regarded as an example of the first switching unit 7. Of course, it is not limited to these examples.

電力変換器16、モータ17、モータ制御装置18は、既存の構成であり、ここでは特に説明しないが、電力変換器16は、例えば三相インバータであり、これはよく知られているように各相毎に一対のスイッチング素子が備えられており(6個のスイッチング素子のスイッチング素子群16bが備えられており)、各相が互いに120度位相をズラしてON/OFFされる。このスイッチング素子は、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)等であるが、この例に限らない。   The power converter 16, the motor 17, and the motor control device 18 are existing configurations, and are not particularly described here. However, the power converter 16 is, for example, a three-phase inverter, which is well-known. A pair of switching elements is provided for each phase (a switching element group 16b of six switching elements is provided), and each phase is turned ON / OFF with a phase difference of 120 degrees. The switching element is, for example, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), but is not limited to this example.

電力変換器16は、上記スイッチング素子群16bと、例えばフォトカプラ群16a等を備える。上記モータ制御装置18またはリンプ制御装置20からの制御信号がフォトカプラ群16aに入力されると共に、上記制御電源電力がフォトカプラ群16aに供給される。フォトカプラ群16aに入力される上記制御信号によってスイッチング素子群16bの各スイッチング素子がON/OFF制御され、以ってモータ17が駆動制御される。但し、上記制御電源電力が供給されていない状態では、上記制御信号は実質的に無効であり、スイッチング素子群16bの全てのスイッチング素子がOFF状態となる。   The power converter 16 includes the switching element group 16b and, for example, a photocoupler group 16a. A control signal from the motor control device 18 or limp control device 20 is input to the photocoupler group 16a, and the control power supply is supplied to the photocoupler group 16a. Each switching element of the switching element group 16b is ON / OFF controlled by the control signal input to the photocoupler group 16a, and the motor 17 is driven and controlled. However, in a state where the control power supply is not supplied, the control signal is substantially invalid and all the switching elements of the switching element group 16b are turned off.

また、モータ制御装置18は、安全制御装置11から渡された速度指令Sに基づいて上記制御信号を生成して、これを制御切換SW15aを介して電力変換器16に対して出力する。但し、制御切換SW15aがOFF(遮断)の状態のときにはこの制御信号は電力変換器16に入力されない。   Further, the motor control device 18 generates the control signal based on the speed command S passed from the safety control device 11, and outputs it to the power converter 16 via the control switching SW 15a. However, this control signal is not input to the power converter 16 when the control switch SW15a is in the OFF (cut-off) state.

また、リンプ制御装置20は、上記速度指令Sではなく、予め記憶されている指令値テーブル21等に基づいて上記制御信号を生成して、これを制御切換SW15bを介して電力変換器16に対して出力する。但し、制御切換SW15bがOFF(遮断)の状態のときにはこの制御信号は電力変換器16に入力されない。   Further, the limp control device 20 generates the control signal based on the prestored command value table 21 and the like instead of the speed command S, and sends the control signal to the power converter 16 via the control switching SW 15b. Output. However, this control signal is not input to the power converter 16 when the control switch SW15b is OFF (cut off).

制御切換SW15a,15bは、何れか一方がON(通電)のときには他方はOFF(遮断)となるように、安全制御装置11またはウォッチドッグタイマ12によって、切換え制御される。通常時は、制御切換SW15aがON状態で制御切換SW15bがOFF状態となっており、これによってモータ制御装置18によって電力変換器16及びモータ17を駆動制御させる状態となっている。一方、何等かの異常があった場合、制御切換SW15aがOFF状態で制御切換SW15bがONの状態へと切替えられる。これによってリンプ制御装置20によって電力変換器16及びモータ17を駆動制御させる状態となる。   The control switching SWs 15a and 15b are switched and controlled by the safety control device 11 or the watchdog timer 12 so that when either one is ON (energized), the other is OFF (shut off). In normal times, the control switch SW15a is ON and the control switch SW15b is OFF, so that the motor controller 18 drives and controls the power converter 16 and the motor 17. On the other hand, if there is any abnormality, the control switch SW15a is switched to the OFF state and the control switch SW15b is switched to the ON state. As a result, the limp controller 20 drives the power converter 16 and the motor 17.

そして、制御電源電力が電源SW14を介して電力変換器16(そのフォトカプラ群16a)に供給される。但し、電源SW14がOFFの状態では、制御電源電力は電力変換器16に供給されない。制御電源電力が供給されていない状態では、上記制御信号は実質的に機能せず(無効となっており)、上記6個のスイッチング素子(IGBT等)は全てOFFとなる。   Then, the control power supply is supplied to the power converter 16 (the photocoupler group 16a) via the power supply SW14. However, the control power supply power is not supplied to the power converter 16 when the power supply SW14 is OFF. In the state where the control power supply is not supplied, the control signal does not substantially function (is invalid), and all the six switching elements (IGBT, etc.) are turned off.

各スイッチング素子には不図示の駆動用電源(例えば100V以上)が供給されており、制御信号等に応じて各スイッチング素子がON/OFFされることで、モータ17を駆動する。ここで、対となるスイッチング素子が両方ともONとなる状態になると、過電流による電力変換器16の焼損が起こり得る。そして、この様な状況は、リンプ制御装置20からの制御信号に切替える際に起こり得ることが、経験上、分かっている。   A driving power supply (not shown) (for example, 100 V or more) is supplied to each switching element, and the motor 17 is driven by turning each switching element ON / OFF according to a control signal or the like. Here, when both of the paired switching elements are turned on, the power converter 16 may be burned out due to overcurrent. Experience has shown that such a situation can occur when switching to a control signal from the limp control device 20.

この為、本手法では、制御電源電力の供給を一時的に停止することで、一旦、全てのスイッチング素子をOFF状態にしてから、制御信号の切換えを行う。つまり、リンプ制御装置20からの制御信号へと切替える。そして、この切換え後に制御電源電力の供給を再開することで当該制御信号が有効になって、当該制御信号に応じて各スイッチング素子がON/OFFされる。この様にすることで、上記問題が生じないようにできる。 For this reason, in this method, by temporarily stopping the supply of the control power supply, all the switching elements are once turned off, and then the control signal is switched. That is, the control signal is switched to the control signal from the limp control device 20. Then, those control signals are enabled by resuming the supply of the control power supply power after the switching, the switching element is ON / OFF in response to the control signal. In this way, the above problem can be avoided.

尚、電力変換器16は、フォトカプラ群16aを有する構成に限らない。フォトカプラが無くても、制御電源電力が供給されていない状態では制御信号が機能せずに上記6個のスイッチング素子(IGBT等)が全てOFFとなる構成であれば、何でもよい。   The power converter 16 is not limited to the configuration having the photocoupler group 16a. Even if there is no photocoupler, any configuration may be used as long as the control signals do not function and all the six switching elements (IGBT, etc.) are turned off in a state where control power is not supplied.

速度検出器19は、速度P(モータ17の回転速度等)を検出する。検出された速度Pは、モータ制御装置18、安全制御装置11に入力される。
一方、図示の一例では、速度Pは、リンプ制御装置20には入力されない。リンプ制御装置20は速度センサレスの制御を実現できる。すなわち、リンプ制御装置20は、電力変換器16からモータ17に対する出力電流Ioと出力電圧Voとを入力して、これらに基づいて速度推定値を求める機能を有している。この機能自体は、例えば上記特許文献2に記載の既存機能であってよい。但し、この例に限らず、速度Pがリンプ制御装置20に入力される構成であっても構わない。また、この構成においても上記速度推定値を求める機能があっても構わない。
The speed detector 19 detects a speed P (such as the rotational speed of the motor 17). The detected speed P is input to the motor control device 18 and the safety control device 11.
On the other hand, in the example illustrated, the speed P is not input to the limp control device 20. The limp control device 20 can realize speed sensorless control. That is, the limp control device 20 has a function of inputting the output current Io and the output voltage Vo to the motor 17 from the power converter 16 and obtaining a speed estimated value based on these. This function itself may be an existing function described in Patent Document 2, for example. However, not limited to this example, the rate P is may be configured to be input to the limp control device 20. Also in this configuration, there may be a function for obtaining the speed estimated value.

尚、出力電流Ioは、不図示の電流検出器によって検出される、モータ17への出力電流値を示す。この電流検出器は、二相出力に着ける。また、出力電圧Voは、不図示の電圧検出器によって検出される、モータ17への出力電圧値を示す。この電圧検出器は、三相出力に着ける。   The output current Io indicates an output current value to the motor 17 detected by a current detector (not shown). This current detector arrives at a two-phase output. The output voltage Vo represents an output voltage value to the motor 17 detected by a voltage detector (not shown). This voltage detector arrives at a three-phase output.

尚、上記電圧検出器は必ずしも必要ない。すなわち、後述する図9に示すように座標変換部39から速度演算部40への信号線41を追加することで、出力電圧Voは出力電圧指令で代替可能である。よって、電圧検出器を削除することも可能である。   The voltage detector is not always necessary. That is, the output voltage Vo can be replaced by an output voltage command by adding a signal line 41 from the coordinate conversion unit 39 to the speed calculation unit 40 as shown in FIG. Therefore, it is possible to delete the voltage detector.

安全制御装置11は、例えば速度指示・監視処理部11a等の機能部を備えている。安全制御装置11は、例えばCPU等であり、内蔵の不図示のメモリ等に予め記憶されているアプリケーションプログラム等をCPUが実行することで、速度指示・監視処理部11a等の後述する処理機能(例えば図3の処理等)を実現する。   The safety control device 11 includes functional units such as a speed instruction / monitoring processing unit 11a. The safety control device 11 is, for example, a CPU or the like, and the CPU executes an application program or the like stored in advance in a built-in memory (not shown), whereby processing functions (described later) such as a speed instruction / monitoring processing unit 11a ( For example, the processing of FIG.

尚、モータ制御装置18やリンプ制御装置20等の後述する処理機能は、例えば専用のIC(例えばプログラマブルロジックデバイス (programmable logic device: PLD)等)等により実現してもよいし、CPUがアプリケーションプログラム等を実行することで実現させる形態であっても構わない。   Note that processing functions to be described later such as the motor control device 18 and the limp control device 20 may be realized by, for example, a dedicated IC (for example, a programmable logic device (PLD)) or the like, or the CPU may execute an application program. It may be a form realized by executing the above.

速度指示・監視処理部11aは、例えば不図示の上位装置から送られてくる速度指令Sを、定周期で読み込み、この速度指令Sをモータ制御装置18へ伝達する。尚、速度指令Sは、例えば、不図示のアクセルセンサとシフトポジションセンサ等による検出結果に基づいて不図示の上位CPU等で生成されて、通信機能等により安全制御装置11へ伝達される。   The speed instruction / monitor processing unit 11a reads, for example, a speed command S sent from a host device (not shown) at a constant cycle, and transmits the speed command S to the motor control device 18. The speed command S is generated by, for example, a host CPU (not shown) based on detection results from an accelerator sensor and a shift position sensor (not shown), and is transmitted to the safety control device 11 by a communication function or the like.

また、速度指示・監視処理部11aは、各種入力等に基づいて、異常の有無を監視・チェックする。例えば、速度検出器19からの入力(速度P)に基づいて速度上限を超過していないか等を監視する。その他、各種異常を監視する。例えば、モータ制御装置18、速度センサ(速度検出器19)、ウォッチドッグタイマ12の何れかの故障を検出し、あるいは安全制御装置11の動作シーケンス異常を検出し、または速度指令Sが正常か否かを確認し、あるいは電源異常、バッテリー電源不足等を検出する。これらの異常検出方法については後述する。   Further, the speed instruction / monitoring processing unit 11a monitors and checks the presence / absence of an abnormality based on various inputs and the like. For example, based on the input (speed P) from the speed detector 19, it is monitored whether or not the speed upper limit is exceeded. In addition, various abnormalities are monitored. For example, a failure of any of the motor control device 18, speed sensor (speed detector 19), or watchdog timer 12 is detected, or an operation sequence abnormality of the safety control device 11 is detected, or whether the speed command S is normal. Or detect power failure, battery power shortage, etc. These abnormality detection methods will be described later.

ここで、上述したように、通常時は、制御切換SW(スイッチ)15a,15bは、モータ制御装置18によって電力変換器16及びモータ17を駆動制御させる状態となっている。   Here, as described above, the control switches SW (switches) 15a and 15b are in a state in which the power converter 16 and the motor 17 are driven and controlled by the motor control device 18 at the normal time.

そして、速度指示・監視処理部11aは、何等かの異常有りと判定した場合には、制御切換SW15a,15bを切換え制御して、リンプ制御装置20によって電力変換器16及びモータ17を駆動制御させる状態にする。但し、この切換え制御の前に電源SW14に対して所定のパルス幅のワンショットパルスを出力することで、一時的に制御電源電力が電力変換器16(そのフォトカプラ)に供給されないようにしておく。   When the speed instruction / monitoring processing unit 11a determines that there is some abnormality, the control switching SWs 15a and 15b are switched and the limp control device 20 drives and controls the power converter 16 and the motor 17. Put it in a state. However, by outputting a one-shot pulse having a predetermined pulse width to the power supply SW 14 before this switching control, the control power supply power is temporarily prevented from being supplied to the power converter 16 (its photocoupler). .

つまり、制御信号が実質的に無効の状態すなわち電力変換器16のスイッチング素子が全てOFFの状態で、制御切換SW15a,15bの切換えを実行・完了する。その後、制御電源電力の供給を再開し、以って制御信号が機能する状態に戻す。これによって、電力変換器16のスイッチ対の同時オンが発生するのを防止し、以って過電流による電力変換器の損焼が生じることを防止できる。   That is, the switching of the control switching SWs 15a and 15b is executed and completed in a state where the control signal is substantially invalid, that is, all the switching elements of the power converter 16 are OFF. Thereafter, the supply of control power is resumed, so that the control signal returns to a functioning state. As a result, it is possible to prevent the switch pairs of the power converter 16 from being simultaneously turned on, thereby preventing the power converter from being burned down due to overcurrent.

上記切換え動作の一例を、図4に示してある。尚、例えば図4に示すような切換え動作は、以下に説明するウォッチドッグタイマ12等による切換制御の場合でも同様であるので、図4については以下のウォッチドッグタイマ12等の動作説明と共に説明するものとする。   An example of the switching operation is shown in FIG. For example, the switching operation as shown in FIG. 4 is the same in the case of the switching control by the watchdog timer 12 or the like described below, so FIG. 4 will be described together with the following description of the operation of the watchdog timer 12 or the like. Shall.

ここで、安全制御装置11が故障した場合には、上記の様な異常検出や切換え制御を行えないことになる。これに対して、本例では、ウォッチドッグタイマ12とワンショットパルス発生回路13を設けている。   Here, when the safety control device 11 breaks down, the above-described abnormality detection and switching control cannot be performed. On the other hand, in this example, a watchdog timer 12 and a one-shot pulse generation circuit 13 are provided.

すなわち、ウォッチドッグタイマ12は、安全制御装置11の故障を検出すると、ワンショットパルス発生回路13に、電源SW14へワンショットパルスを出力させる。例えば図4の図上上側に示すような所定のパルス幅T1のワンショットパルスを出力させる。これによって、電源SW14により一時的に(時間T1の間)電力変換器16への電力供給が停止される。   That is, when the watchdog timer 12 detects a failure of the safety control device 11, the watchdog timer 12 causes the one-shot pulse generation circuit 13 to output a one-shot pulse to the power source SW 14. For example, a one-shot pulse having a predetermined pulse width T1 as shown in the upper side of FIG. 4 is output. Thereby, the power supply to the power converter 16 is temporarily stopped (during time T1) by the power source SW14.

このワンショットパルス発生中に、ウォッチドッグタイマ12は更に制御切換SW15a,15bを切換え制御して、リンプ制御装置20によって電力変換器16及びモータ17を駆動制御可能な状態にする。つまり、図4に示すように、制御切換SW15aはONからOFFに切換え、制御切換SW15bはOFFからONに切換える。   During the one-shot pulse generation, the watchdog timer 12 further controls the control switching SWs 15a and 15b so that the limp control device 20 can drive and control the power converter 16 and the motor 17. That is, as shown in FIG. 4, the control switch SW15a is switched from ON to OFF, and the control switch SW15b is switched from OFF to ON.

そして、ワンショットパルスが終了すると、電力変換器16への電力供給が再開されて制御信号が有効になることで、リンプ制御装置20による駆動制御が実質的に開始されることになる。尚、安全制御装置11の故障検出自体は、既存の“ウォッチドッグタイマ”の機能(タイムアウト)で実現できるので、ここでは説明しない。   When the one-shot pulse ends, the power supply to the power converter 16 is resumed and the control signal becomes valid, so that the drive control by the limp control device 20 is substantially started. The failure detection itself of the safety control device 11 can be realized by the existing “watchdog timer” function (timeout), and therefore will not be described here.

尚、図4の図上下側の“PWM指令”に示すように、電力変換器16等の駆動制御は、上記切換え前はモータ制御装置18からの制御信号が有効になっており、切換え後はリンプ制御装置20からの制御信号が有効になっているが、ワンショットパルス発生中はどちらも無効となっている。   As shown in the “PWM command” on the upper and lower sides of FIG. 4, the drive control of the power converter 16 and the like is such that the control signal from the motor control device 18 is valid before the switching, and after the switching, The control signal from the limp control device 20 is valid, but both are invalid during the one-shot pulse generation.

尚、上述したように、安全制御装置11が上記各種異常のうちの何等かの異常を検出した場合にも、安全制御装置11が例えば図4に示すような切換え動作を実行する。すなわち、安全制御装置11は、図4に示すように、電源SW14に対して所定のパルス幅T1のワンショットパルスを出力すると共に、この時間T1の間に、制御切換SW15aをONからOFFに切換えると共に、制御切換SW15bをOFFからONに切換える。   As described above, even when the safety control device 11 detects any one of the above-mentioned various abnormalities, the safety control device 11 executes a switching operation as shown in FIG. 4, for example. That is, as shown in FIG. 4, the safety control device 11 outputs a one-shot pulse having a predetermined pulse width T1 to the power source SW14, and switches the control switch SW15a from ON to OFF during this time T1. At the same time, the control switch SW15b is switched from OFF to ON.

リンプ制御装置20は、予め記憶された指令値テーブル21等に基づいて、予め指定された磁束指令値と速度指令値に従って定速走行制御を行う。この制御は、図示のセンサレスベクトル制御処理部22が実行する。センサレスベクトル制御処理部22は、既存技術で実現でき、その構成の一例を図9に示し後に説明する。尚、定速走行制御の場合でも、運転者はブレーキ操作により減速・停止が可能である。   The limp control device 20 performs constant speed traveling control according to a magnetic flux command value and a speed command value specified in advance based on a command value table 21 or the like stored in advance. This control is executed by the sensorless vector control processing unit 22 shown in the figure. The sensorless vector control processing unit 22 can be realized by an existing technology, and an example of the configuration is shown in FIG. 9 and will be described later. Even in the case of constant speed traveling control, the driver can decelerate and stop by a brake operation.

以下、上述した図2の構成について更に説明する。
まず、上記安全制御装置11は、上記の通り速度指示・監視処理部11aを有しており、その処理フローチャートは図3に示し後に説明する。
Hereinafter, the configuration of FIG. 2 described above will be further described.
First, the safety control device 11 has the speed instruction / monitoring processing unit 11a as described above, and a processing flowchart thereof will be described later with reference to FIG.

尚、安全制御装置11には、上述した入力以外にも更に図示の電源情報JやアラームQ等も入力される。電源情報Jは、不図示の上位装置等から送信されてくる、例えば電池(バッテリー)のインピーダンスと温度データ等や安全制御装置11への供給電源の電圧データ等を含むデータである。   In addition to the above-described inputs, the safety control device 11 is further supplied with power supply information J, an alarm Q, and the like. The power supply information J is data transmitted from a host device (not shown) or the like including, for example, battery (battery) impedance and temperature data, voltage data of a power supply supplied to the safety control device 11, and the like.

ッチドッタイマ12は、例えば不図示のカウンタを搭載しており、安全制御装置11が正常であるときには安全制御装置11からの定期的なリセット信号によりカウンタがリセットされる。一方、安全制御装置11に何等かの異常があってリセット信号が送られてこなかったときには、カウンタのカウント値が設定値をオーバーすることになる。 C O Tchido' grayed timer 12, for example equipped with a counter (not shown), the counter is reset by periodic reset signal from the safety controller 11 when the safety control device 11 is normal. On the other hand, when there is some abnormality in the safety control device 11 and no reset signal is sent, the count value of the counter exceeds the set value.

ッチドッタイマ12の上記カウンタは、上記のようにカウント値が設定値をオーバーした場合は、タイムアウトとして、安全制御装置11に対してHIGH(1)信号を出力する。これによって、安全制御装置11がリセットされる。これ自体は既存機能であるが、本例では上記HIGH(1)信号を更にワンショットパルス発生回路13にも入力させることで、ワンショットパルス発生回路13が所定のパルス幅のワンショットパルスを生成して電源SW14に出力する。尚、ワンショットパルス発生回路13の構成・動作については、一例を図10に示し後に説明する。 The counter of the U O Tchido' grayed timer 12, if the count value as described above exceeds the set value as the timeout, and outputs a HIGH (1) signal to the safety controller 11. As a result, the safety control device 11 is reset. This is an existing function, but in this example, the one-shot pulse generation circuit 13 generates a one-shot pulse having a predetermined pulse width by inputting the HIGH (1) signal to the one-shot pulse generation circuit 13 as well. And output to the power source SW14. An example of the configuration and operation of the one-shot pulse generation circuit 13 will be described later with reference to FIG.

尚、ここでは上記のようにウッチドッタイマ12がタイムアウトとしてHIGH(1)信号を出力する例を用いて説明するが、勿論、この例に限らず、ウッチドッタイマ12が例えばタイムアウトとしてLOW(0)信号を出力する場合には、それに応じた構成とすればよい(例えば後述する不図示のNOT回路等は必要なくなる)。 Here, it is explained using the example of outputting the HIGH (1) signal c O Tchido' grayed timer 12 as described above as a time-out, but of course, not limited to this example, U O Tchido' grayed timer 12, for example, timeout When a LOW (0) signal is output, a configuration corresponding to the LOW (0) signal may be used (for example, a NOT circuit (not shown) or the like described later is not necessary).

また、ウッチドッタイマ12は、上記一般的なウッチドッタイマの構成であるカウンタに加えて、更に制御切換SW15a,15bの制御用信号を生成する為の不図示の構成も有していてもよい。これは、例えば、上記カウンタの出力(タイムアウトに係わる出力)を、制御切換SW15a,15bに対して反転して出力する構成(不図示のNOT回路等)である。但し、この例に限らない。例えば制御切換SW15aを後述する図7(b)の構成とし、制御切換SW15aを後述する図6(b)の構成とする場合には、この様なNOT回路は必要なくなる。あるいは、上記のように、ウッチドッタイマ12のタイムアウトとしての出力の仕方次第でも、構成は変わるものである。ここでは上記一例の場合について説明するものとする。 Also, U O Tchido' grayed timer 12, in addition to the counter is the configuration of the general U O Tchido' grayed timer, further control switching SW15a, also have structure (not shown) for generating a control signal 15b It may be. This is, for example, a configuration that outputs the output of the counter (the output related to timeout) inverted with respect to the control switching SW 15a, 15b (not shown, etc.). However, the present invention is not limited to this example. For example, when the control switching SW 15a has the configuration shown in FIG. 7B described later and the control switching SW 15a has the configuration shown in FIG. 6B described later, such a NOT circuit is not necessary. Alternatively, as described above, even upon the manner of the output of the time-out of U O Tchido' grayed timer 12, the configuration is one change. Here, the case of the above example will be described.

当該一例では上記の通り、通常時は上記カウンタの出力はLOW(0)であるので、これが上記NOT回路で反転されることで、ウッチドッタイマ12から制御切換SW15a、15bへの出力は‘1’(オン)となっている。これより、図6(a)、図7(a)に示す例では、仮に安全制御装置11からの出力がオンであるとしたならば、制御切換SW15aはON(通電)、制御切換SW15bはOFF(遮断)となる。 As described above in the example, since the normal output of the counter is LOW (0), which by being inverted by the NOT circuit, U O Tchido' grayed control from the timer 12 switching SW15a, output to 15b are “1” (ON). 6A and 7A, if the output from the safety control device 11 is ON, the control switch SW15a is ON (energized) and the control switch SW15b is OFF. (Blocking).

一方、異常時(上記タイムアウト)には上記の通りカウンタの出力はHIGH(1)となるので、これが上記NOT回路で反転されることで、ウッチドッタイマ12から制御切換SW15a、15bへの出力は‘0’(オフ)となる。これより、図6(a)、図7(a)に示す例では、制御切換SW15aはOFF(遮断)に切り替わり、制御切換SW15bはON(通電)に切り替わる。 On the other hand, the output of the street counter becomes HIGH (1) in case of trouble (the timeout), which by being inverted by the NOT circuit, c O Tchido' control change SW15a from grayed timer 12, to 15b The output is “0” (off). Thus, in the example shown in FIGS. 6A and 7A, the control switch SW15a is switched to OFF (shut off), and the control switch SW15b is switched to ON (energization).

尚、図6(a)、図7(a)に示す例の場合、安全制御装置11は、制御切換SW15a、15bに対して、通常時は‘1’(オン)を出力しており、異常を検知すると‘0’(オフ)にする。これによって、ウッチドッタイマ12から制御切換SW15a、15bへの出力が上記通常時の状態であるとした場合、通常時は制御切換SW15aはON(通電)、制御切換SW15bはOFF(遮断)となっているが、異常検知すると安全制御装置11によって制御切換SW15aはOFF(遮断)に切り替わり、制御切換SW15bはON(通電)に切り替わることになる。 In the case of the example shown in FIGS. 6A and 7A, the safety control device 11 normally outputs “1” (ON) to the control switching SWs 15a and 15b. Is detected, it is set to “0” (off). Thus, U O Tchido' grayed timer 12 from control change SW15a, when the output of the 15b is to be the state at the time of the normal, the normal control switch SW15a is ON (energized), the control switching SW15b is OFF (cutoff) However, when an abnormality is detected, the control switch SW15a is switched off (cut off) by the safety control device 11, and the control switch SW15b is switched on (energized).

尚、安全制御装置11とウッチドッタイマ12の両方が上記異常時の動作を行った場合にも、制御切換SW15aはOFF(遮断)に切り替わり、制御切換SW15bはON(通電)に切り替わることになる。 Even if both of the safety control device 11 and the U O Tchido' grayed timer 12 has performed the operation at the time of the abnormality, the control switching SW15a is switched to OFF (blocking), the control switching SW15b be switched to ON (energized) become.

上記のように本例では、通常時は、制御切換SW15aがON、制御切換SW15bがOFFの状態となっており、これよりモータ制御装置18からの制御信号(出力電圧指令R(三相))が、電力変換器16に入力されている。一方、何等かの異常に応じて上記切換えが行われると、制御切換SW15aがOFF、制御切換SW15bがONとなる。これによって、リンプ制御装置20からの制御信号(出力電圧指令R’(三相))が、電力変換器16に入力する状態となる。つまり、リンプ制御装置20によって電力変換器16及びモータ17が駆動制御される状態へと切替えられることになる。   As described above, in this example, the control switch SW15a is ON and the control switch SW15b is OFF in the normal state. From this, the control signal (output voltage command R (three-phase)) from the motor controller 18 is obtained. Is input to the power converter 16. On the other hand, when the above switching is performed according to some abnormality, the control switching SW 15a is turned off and the control switching SW 15b is turned on. As a result, the control signal (output voltage command R ′ (three-phase)) from the limp control device 20 is input to the power converter 16. That is, the limp control device 20 switches to a state in which the power converter 16 and the motor 17 are driven and controlled.

尚、本例では制御切換用のスイッチとして制御切換SW15a、15bの2つを設ける例を示すが、この例に限らず、図1のように1つのスイッチのみで構成することもできる。また、本説明において、2つをまとめて制御切換SW15と記す場合もあるものとする。   In this example, two control switching SWs 15a and 15b are provided as control switching switches. However, the present invention is not limited to this example, and may be configured with only one switch as shown in FIG. In this description, the two may be collectively referred to as a control switch SW15.

尚、ウッチドッタイマ12は、上記のタイムアウト機能、リセット出力機能以外に、タイムウィンドウウッチドッグ機能、パワーアップ/ダウンリセット時外部電圧監視機能、イネーブル入力機能、イネーブル出力機能、疑似タイムアウトリセット機能を備えていても良い。 Note that U O Tchido' grayed timer 12, said time-out feature, in addition to the reset output function, the time window c O Tchidoggu function, power up / down reset external voltage monitoring function, the enable input function, the enable output function, the pseudo-out reset It may have a function.

ワンショットパルス発生回路13は、ウッチドッタイマ12からの入力がオフからオンに変化した場合に、例えば図4の図上上側に示すようなオフ→オン→オフのワンショットパルスを発生し、これを電源SW14へ出力する。このパルス幅T1は、例えば、電力変換器16の上記スイッチング素子群16bのスイッチング素子の動作時間以上とする。この動作時間は、特に、OFFに切換える際に実際にスイッチング素子がOFF状態になるまでに掛かる時間を意味する。これは、上記のように、電力変換器16の全スイッチング素子が確実にOFF状態に切り替わった状態で制御電源の電力供給を再開する為である。 One-shot pulse generating circuit 13, c O when Tchido' input from grayed timer 12 is changed from OFF to ON, generates a one-shot pulse of such off → on → off as shown in the drawing the upper side of FIG. 4, for example This is output to the power source SW14. For example, the pulse width T1 is equal to or longer than the operation time of the switching elements of the switching element group 16b of the power converter 16. This operation time means, in particular, the time required until the switching element is actually turned off when switching to OFF. This is because the power supply of the control power supply is resumed in a state where all the switching elements of the power converter 16 are reliably switched to the OFF state as described above.

尚、ワンショットパルス発生回路13は既存の構成であるが、その具体例を図10に示し、後に説明する。
電源SW14は、制御電源遮断用スイッチであり、出力電圧指令(三相)出力制御装置であるフォトカプラ群16a等への制御電源の電力供給をオン/オフする。電源SW14の切換制御信号は、安全制御装置11からの出力と、ワンショットパルス発生回路13からの出力とであり、図5(a)に示す論理で動作する。すなわち、電源SW14への上記2つの入力が、両方ともオフである場合のみ、電源SW14はオン状態となり、以って電力変換器16(そのフォトカプラ群16a)へ電力供給している状態となっている。そして、上記電源SW14への上記2つの切換制御信号の何れか一方あるいは両方ともが、オンになったら、電源SW14はオフ状態となり、以って電力変換器16(そのフォトカプラ群16a)への制御電源の電力供給が停止される状態となる。
Although the one-shot pulse generation circuit 13 has an existing configuration, a specific example thereof is shown in FIG. 10 and will be described later.
The power supply SW14 is a control power supply cut-off switch, and turns on / off the power supply of the control power supply to the photocoupler group 16a or the like that is an output voltage command (three-phase) output control device. The switching control signal of the power supply SW 14 is an output from the safety control device 11 and an output from the one-shot pulse generation circuit 13, and operates according to the logic shown in FIG. That is, only when both of the above two inputs to the power supply SW14 are off, the power supply SW14 is in an on state, thereby supplying power to the power converter 16 (the photocoupler group 16a). ing. When either one or both of the two switching control signals to the power source SW14 are turned on, the power source SW14 is turned off, and thus the power converter 16 (the photocoupler group 16a) is turned on. The power supply of the control power supply is stopped.

電源SW14は、例えば図5(b)に示す構成であり、これによって図5(a)に示す論理を実現する。すなわち、電源SW14は、図示のOR回路とスイッチング回路とを有する。   The power supply SW 14 has, for example, the configuration shown in FIG. 5B, and thereby realizes the logic shown in FIG. That is, the power supply SW14 includes the illustrated OR circuit and switching circuit.

OR回路には、安全制御装置11の出力とワンショットパルス発生回路13の出力とが入力している。尚、ここでの安全制御装置11の出力は、ワンショットパルスを出力する出力端子(不図示)等からの出力である。これより、安全制御装置11の出力とワンショットパルス発生回路13の出力が、両方とも‘0’(L)の場合のみOR回路の出力が‘0’(L)となり、何れか一方または両方が‘1’(H)の場合にはOR回路の出力は‘1’(H)となる。換言すれば、安全制御装置11とワンショットパルス発生回路13の何れか一方あるいは両方から、ワンショットパルスが出力されているとき(上記所定時間T1の間など)、OR回路の出力は‘1’(H)となる。   The output of the safety control device 11 and the output of the one-shot pulse generation circuit 13 are input to the OR circuit. The output of the safety control device 11 here is an output from an output terminal (not shown) that outputs a one-shot pulse. Accordingly, the output of the OR circuit becomes “0” (L) only when both the output of the safety control device 11 and the output of the one-shot pulse generation circuit 13 are “0” (L), and either or both of them are In the case of “1” (H), the output of the OR circuit is “1” (H). In other words, when a one-shot pulse is output from one or both of the safety control device 11 and the one-shot pulse generation circuit 13 (for example, during the predetermined time T1), the output of the OR circuit is “1”. (H).

スイッチング回路は、OR回路の出力が‘0’(L)のときに、そのトランジスタTr1がONすることで(電源SW14がオン状態)、制御電源電力(4.5V)を電力変換器16のフォトカプラ群16aに供給する。一方、OR回路の出力が‘1’(H)のときに、そのトランジスタTr1がOFFになることで(電源SW14がオフ状態)、制御電源電力は電力変換器16のフォトカプラ群16aに供給されない状態となる。つまり、OR回路の出力が例えば上記所定時間T1の間‘1’(H)になることで、電力変換器16に対する制御電源の電力供給を一時的に停止できることになる。   When the output of the OR circuit is “0” (L), the switching circuit turns on the transistor Tr1 (the power supply SW14 is turned on), so that the control power supply power (4.5 V) is transferred to the photo of the power converter 16. This is supplied to the coupler group 16a. On the other hand, when the output of the OR circuit is “1” (H), the transistor Tr1 is turned off (the power supply SW14 is in the off state), so that the control power supply power is not supplied to the photocoupler group 16a of the power converter 16. It becomes a state. That is, for example, when the output of the OR circuit becomes ‘1’ (H) for the predetermined time T <b> 1, the power supply of the control power supply to the power converter 16 can be temporarily stopped.

制御切換SW15a、15bは、出力電圧指令切替スイッチであり、その入力は上記各制御信号であり、そのON/OFF切換制御の為の入力は、安全制御装置11からの出力と、ウォッチドッグタイマ12からの出力とである。尚、この場合のこれらの出力は、上記ワンショットパルスではなく、ウォッチドッグタイマ12の場合は上述したNOT回路による反転出力であり、安全制御装置11からの出力もこれと同様である。   The control changeover switches 15a and 15b are output voltage command changeover switches, and the inputs thereof are the above control signals. The inputs for the ON / OFF changeover control are the output from the safety control device 11 and the watchdog timer 12. And output from. In this case, these outputs are not the one-shot pulse, but in the case of the watchdog timer 12, they are inverted outputs by the above-described NOT circuit, and the output from the safety control device 11 is the same as this.

そして、制御切換SW15aは図6(a)に示す論理で動作し、制御切換SW15bは図7(a)に示す論理で動作する。
すなわち、制御切換SW15aは、図6(a)に示すように、安全制御装置11からの出力と、ウォッチドッグタイマ12からの出力の両方がオンの場合のみON(通電)となり、それ以外は全てOFF(遮断)となる。一方、制御切換SW15bは、図7(a)に示すように、安全制御装置11からの出力と、ウォッチドッグタイマ12からの出力の両方がオンの場合のみOFF(遮断)となり、それ以外は全てON(通電)となる。尚、ON(通電)状態のときには、上記自己に入力される制御信号を電力変換器16のフォトカプラ群16aに出力することになる。
The control switch SW15a operates with the logic shown in FIG. 6A, and the control switch SW15b operates with the logic shown in FIG.
That is, as shown in FIG. 6A, the control switching SW 15a is turned on (energized) only when both the output from the safety control device 11 and the output from the watchdog timer 12 are on, and all other cases are performed. OFF (shut off). On the other hand, as shown in FIG. 7A, the control switching SW 15b is OFF (shut off) only when both the output from the safety control device 11 and the output from the watchdog timer 12 are ON, and all other cases are performed. Turns on (energized). In the ON (energized) state, the control signal input to the self is output to the photocoupler group 16a of the power converter 16.

そして、例えば図6(b)の構成によって上記図6(a)に示す論理を実現する。
図6(b)は、制御切換SW15aの構成例である。
図6(b)に示すように、制御切換SW15aは、例えば上記制御信号用の6本の信号線上に設けられた6個のバッファ回路と、AND回路とから成る。AND回路の出力は、全てのバッファ回路に対してそのON/OFF(通電/遮断)制御信号として出力される。
Then, for example, the logic shown in FIG. 6A is realized by the configuration shown in FIG.
FIG. 6B is a configuration example of the control switching SW 15a.
As shown in FIG. 6B, the control switching SW 15a includes, for example, six buffer circuits provided on the six signal lines for the control signal and an AND circuit. The output of the AND circuit is output as an ON / OFF (energization / cutoff) control signal to all buffer circuits.

すなわち、AND回路の出力が‘1’(H)のときには全てのバッファ回路はON(通電)となり、つまり制御切換SW15aはON状態となり、以ってモータ制御装置18からの出力電圧指令R(三相)が、電力変換器16に入力されることになる。一方、AND回路の出力が‘0’(L)のときには全てのバッファ回路はOFF(遮断)となり、つまり制御切換SW15aはOFF状態となり、上記出力電圧指令R(制御信号R)は遮断される。   That is, when the output of the AND circuit is “1” (H), all the buffer circuits are turned on (energized), that is, the control switch SW15a is turned on, so that the output voltage command R (three) is supplied from the motor control device 18. Phase) is input to the power converter 16. On the other hand, when the output of the AND circuit is '0' (L), all the buffer circuits are turned off (cut off), that is, the control switch SW15a is turned off, and the output voltage command R (control signal R) is cut off.

上記AND回路の入力は、安全制御装置11からの出力と、ウォッチドッグタイマ12からの出力である。通常時は、これら2つの入力は両方とも‘1’(H)となっており、これよりAND回路の出力は‘1’(H)となっているので、上記の通り制御切換SW15aはON状態となっている。つまり、モータ制御装置18によって電力変換器16とモータ17が駆動制御される状態となっている。そして、安全制御装置11とウォッチドッグタイマ12の何れか一方または両方の出力が‘0’(L)になると、AND回路の出力は‘0’(L)となり、上記の通り制御切換SW15aはOFF状態となる。   The inputs of the AND circuit are an output from the safety control device 11 and an output from the watchdog timer 12. Normally, these two inputs are both “1” (H), and the output of the AND circuit is “1” (H). Therefore, as described above, the control switch SW15a is in the ON state. It has become. That is, the power control unit 18 and the motor 17 are driven and controlled by the motor control device 18. When the output of one or both of the safety control device 11 and the watchdog timer 12 becomes “0” (L), the output of the AND circuit becomes “0” (L), and the control switch SW15a is turned off as described above. It becomes a state.

同様に、例えば図7(b)の構成によって図7(a)に示す論理を実現する。
図7(b)は、制御切換SW15bの構成例である。
図7(b)に示すように、制御切換SW15bは、例えば上記制御信号用の6本の信号線上に設けられた6個のバッファ回路と、NAND回路とから成る。NAND回路の出力は、全てのバッファ回路に対してそのON/OFF(通電/遮断)制御信号として出力される。
Similarly, for example, the logic shown in FIG. 7A is realized by the configuration shown in FIG.
FIG. 7B is a configuration example of the control switching SW 15b.
As shown in FIG. 7B, the control switching SW 15b includes, for example, six buffer circuits provided on the six signal lines for the control signal and a NAND circuit. The output of the NAND circuit is output as an ON / OFF (energization / cutoff) control signal to all buffer circuits.

すなわち、NAND回路の出力が‘1’(H)のときには全てのバッファ回路はON(通電)となり、つまり制御切換SW15bはON状態となり、以ってリンプ制御装置20からの出力電圧指令R’(三相)が、電力変換器16に入力されることになる。一方、NAND回路の出力が‘0’(L)のときには全てのバッファ回路はOFF(遮断)となり、つまり制御切換SW15bはOFF状態となり、上記出力電圧指令R’(制御信号R’)は遮断される。   That is, when the output of the NAND circuit is “1” (H), all the buffer circuits are turned on (energized), that is, the control switching SW 15 b is turned on, and thus the output voltage command R ′ ( 3 phase) is input to the power converter 16. On the other hand, when the output of the NAND circuit is '0' (L), all the buffer circuits are turned off (cut off), that is, the control switch SW15b is turned off, and the output voltage command R '(control signal R') is cut off. The

上記NAND回路の入力は、安全制御装置11からの出力と、ウォッチドッグタイマ12からの出力である。これらは上記制御切換SW15aのAND回路への入力と同じであってよい。従って、通常時は、これら2つの入力は両方とも‘1’(H)となっており、これよりNAND回路の出力は‘0’(L)となっているので、上記の通り制御切換SW15bはOFF状態となっている。そして、安全制御装置11とウォッチドッグタイマ12の何れか一方または両方の出力が‘0’(L)になると、NAND回路の出力は‘1’(H)となり、上記の通り制御切換SW15bはON状態に切り換わる。つまり、リンプ制御装置20によって電力変換器16とモータ17が駆動制御される状態へと切り換わる。   The inputs of the NAND circuit are an output from the safety control device 11 and an output from the watchdog timer 12. These may be the same as the input to the AND circuit of the control switch SW15a. Accordingly, in normal times, these two inputs are both “1” (H), and the output of the NAND circuit is “0” (L). It is in the OFF state. When the output of one or both of the safety control device 11 and the watchdog timer 12 becomes “0” (L), the output of the NAND circuit becomes “1” (H), and the control switch SW15b is turned on as described above. Switch to state. That is, the limp control device 20 switches to a state where the power converter 16 and the motor 17 are driven and controlled.

電力変換器16、モータ17、モータ制御装置18、速度検出器19は、上記の通り既存の構成であり、以下、簡単に説明する。
電力変換器16は、出力電圧指令のPWM信号(制御信号R、R’の何れか一方)を入力し、この出力電圧指令に従ってモータ17へ三相交流電圧を出力する。
The power converter 16, the motor 17, the motor control device 18, and the speed detector 19 have the existing configurations as described above, and will be briefly described below.
The power converter 16 receives an output voltage command PWM signal (either one of the control signals R and R ′) and outputs a three-phase AC voltage to the motor 17 in accordance with the output voltage command.

モータ17は、例えば三相誘導電動機であるが、この例に限らない。
モータ制御装置18は、安全制御装置11から速度指令値Sを入力し、これに基づいて電力変換器16への出力電圧指令のPWM信号(制御信号R)を生成・出力する。また、フィードバックとして、出力電流Io、出力電圧Vo、速度検出器19で検出した速度データPを入力する。速度検出器19は、例えばモータ軸の速度検出用センサ等である。
The motor 17 is, for example, a three-phase induction motor, but is not limited to this example.
The motor control device 18 receives the speed command value S from the safety control device 11 and generates and outputs a PWM signal (control signal R) of an output voltage command to the power converter 16 based on the speed command value S. As feedback, output current Io, output voltage Vo, and speed data P detected by the speed detector 19 are input. The speed detector 19 is, for example, a motor shaft speed detection sensor.

また、リンプ制御装置20は、指令値テーブル21、センサレスベクトル制御処理部22等を有しており、電力変換器16への出力電圧指令のPWM信号(制御信号R’)を生成・出力する。また、フィードバックとして、出力電流Io、出力電圧Vo等のデータを入力する。   The limp control device 20 includes a command value table 21, a sensorless vector control processing unit 22, and the like, and generates and outputs a PWM signal (control signal R ′) as an output voltage command to the power converter 16. Further, data such as the output current Io and the output voltage Vo are input as feedback.

リンプ制御装置20は、予め設定された指令値テーブル21の情報に基づいて、モータ17の速度制御等を行う。
指令値テーブル21には、予め、例えば図9に示すように、磁束指令値、速度指令値が登録されている。センサレスベクトル制御処理部22の構成は、例えば図9に一例を示し後に説明する。尚、図9に示すセンサレスベクトル制御処理部22の構成自体は、例えば特許文献2に記載のものと略同様と見做して構わない。但し、本例で上記の通り指令値テーブル21を設けてあるので、アクセル開度等に基づく指令が無くても、問題なく電力変換器16及びモータ17を駆動制御できる。
The limp control device 20 performs speed control of the motor 17 based on information in the command value table 21 set in advance.
In the command value table 21, for example, as shown in FIG. 9, for example, magnetic flux command values and speed command values are registered. The configuration of the sensorless vector control processing unit 22 will be described later with an example shown in FIG. The configuration of the sensorless vector control processing unit 22 shown in FIG. 9 may be regarded as substantially the same as that described in Patent Document 2, for example. However, since the command value table 21 is provided as described above in this example, the power converter 16 and the motor 17 can be driven and controlled without any problem even if there is no command based on the accelerator opening or the like.

図3は、安全制御装置11(その速度指示・監視処理部11a)の処理フローチャート図である。
速度指示・監視処理部11aは、概略的には、上記不図示の上位装置からの速度指令Sを定周期で読み込み、この速度指令Sをモータ制御装置18へ伝達する処理や、各種入力データ等に基づいて異常発生を監視する処理等を行う。この監視処理の一例が、速度検出器19からの入力(速度P)に基づいて、速度上限を超過していないか監視する処理である。
FIG. 3 is a processing flowchart of the safety control device 11 (its speed instruction / monitoring processing unit 11a).
The speed instruction / monitoring processing unit 11a generally reads a speed command S from a host device (not shown) at a regular cycle, transmits the speed command S to the motor control device 18, various input data, and the like. Based on the above, processing for monitoring the occurrence of abnormality is performed. An example of this monitoring process is a process of monitoring whether or not the speed upper limit is exceeded based on the input (speed P) from the speed detector 19.

速度指示・監視処理部11aは、例えば、図3に示す処理を定期的に実行する。
まず、既にリンプホームモードへ移行済か否かを確認する(ステップS11)。現在、既にリンプホームモードである場合は(ステップS11,YES)、そのまま後述するステップS20の処理へ移行する。
For example, the speed instruction / monitoring processing unit 11a periodically executes the process illustrated in FIG.
First, it is confirmed whether or not the transition to the limp home mode has already been made (step S11). If it is already in the limp home mode (step S11, YES), the process proceeds to step S20 described later.

リンプホームモードではない場合には(ステップS11,NO)、続いて、例えばウッチドッタイマ12が正常か否かを判定する(ステップS12)。この判定方法は、例えば、ウッチドッタイマ12の疑似タイムアウトリセットなどで確認する。これは既存技術であり、以下、簡単に説明する。 Limp if not the home mode (step S11, NO), it is subsequently determined whether or not for example U O Tchido' grayed timer 12 is normal (step S12). This determination method, for example, be confirmed by such pseudo timeout reset c O Tchido' grayed timer 12. This is an existing technology and will be briefly described below.

疑似タイムアウトリセットは、安全制御装置11が、ウッチドッタイマ12からのタイムアウトリセット信号をマスクした状態で、ウッチドッタイマ12のリセットを行わないことで意図的にタイムアウトを発生させるものである。ウッチドッタイマ12が正常であれば、タイムアウトリセット信号が出力されてくることになるが、上記の通りマスクした状態であるので、安全制御装置11がリセットされてしまうことはない。一方、ウッチドッタイマ12に何等かの異常があれば、タイムアウトリセット信号が出力されてこないことで、異常と判定できる。 Pseudo-out reset safety control device 11, U O timeout reset signal from Tchido' grayed timer 12 is masked when those which generate intentionally timeout by not reset the c O Tchido' grayed timer 12 is there. If U O Tchido' grayed timer 12 is normal, but will be time-out reset signals being outputted, since while as mask described above, will not be safety controller 11 has been reset. On the other hand, if there is abnormality or c O Tchido' grayed timer 12 what like, by time-out reset signal is not output, it can be determined that abnormality.

ッチドッタイマ12が異常であると判定した場合は(ステップS12,NO)、ステップS22の処理へ移行する。ステップS22の処理(リンプホームモードへの移行処理)は、既に図4等で説明した動作を行うものであり、以下、簡単に説明する。 If U O Tchido' grayed timer 12 is abnormal (step S12, NO), control proceeds to step S22. The processing in step S22 (transition processing to limp home mode) performs the operation already described with reference to FIG. 4 and the like, and will be briefly described below.

まず、電源SW14に対して上記所定のパルス幅のワンショットパルスを出力することで、電源SW14をオン状態からオフ状態にし、一定時間後、電源SW14をオン状態に戻す。つまり、電源SW14を一定時間だけオフ状態にして、制御電力供給を一時的に停止させる。   First, by outputting a one-shot pulse having the predetermined pulse width to the power supply SW14, the power supply SW14 is changed from the on state to the off state, and after a predetermined time, the power supply SW14 is returned to the on state. That is, the power supply SW14 is turned off for a certain period of time, and the control power supply is temporarily stopped.

そして、電源SW14をオフしている間に、制御切換SW15aをオンからオフに切換えると共に、制御切換SW15bをオフからオンに切換える制御を行う。尚、これは、上述した通り、制御切換SW15a,15bへの出力が‘1’(H)のときには、制御切換SW15aがオンで制御切換SW15bがオフとなる。その逆に、制御切換SW15a,15bへの出力が‘0’(L)のときには、制御切換SW15aがオフで制御切換SW15bがオンとなる。尚、ここでは、同一の出力信号が制御切換SW15aと15bの両方に入力される構成であるものとするが、勿論、この例に限らない。   While the power supply SW 14 is turned off, the control switch SW15a is switched from on to off, and the control switch SW15b is controlled from off to on. As described above, when the output to the control switching SWs 15a and 15b is ‘1’ (H), the control switching SW 15a is turned on and the control switching SW 15b is turned off. Conversely, when the output to the control switches SW15a and 15b is '0' (L), the control switch SW15a is off and the control switch SW15b is on. Here, it is assumed that the same output signal is input to both the control switching SWs 15a and 15b. However, the present invention is not limited to this example.

上記処理を実行完了したら、後述するステップS20の処理へ移行する。
一方、ウッチドッタイマ12が正常であると判定した場合は(ステップS12,YES)、次の処理(ステップS13の処理)へ移行する。
When execution of the above process is completed, the process proceeds to step S20 described later.
On the other hand, when the U O Tchido' grayed timer 12 is determined to be normal proceeds to (step S12, YES), the next process (step S13).

尚、逐一述べないが、後述するステップS13,S14,S17,S18,S19に関しても、その判定結果がYESの場合には図上の“次の処理”(例えばステップS17であればステップS18の処理)へ移行するものとする。   Although not described one by one, regarding steps S13, S14, S17, S18, and S19, which will be described later, if the determination result is YES, the "next process" in the figure (for example, the process of step S18 if step S17) ).

ステップS13は、不図示の上位装置(CPU等)からの速度指令Sが、正常か否かを確認する処理である。この確認方法は、例えば、速度指令信号の多重化での一致を確認するものである。例えば、二重化を行うことで2つの速度指令Sが送信されてくる構成として、当該2つの速度指令Sが一致するか否かを確認する。当然、一致する場合は正常と判定する。   Step S13 is a process for confirming whether or not the speed command S from a host device (CPU or the like) (not shown) is normal. This confirmation method is, for example, for confirming coincidence in multiplexing of speed command signals. For example, as a configuration in which two speed commands S are transmitted by performing duplication, it is confirmed whether or not the two speed commands S match. Of course, if they match, it is determined to be normal.

あるいは、速度指令信号のパルス化を行い、パルス幅が所定幅である場合は、正常と判定するようにしてもよい。尚、パルス化は、データ値が‘0’に対しては比較的狭いパルス幅、データ値が‘1’に対しては比較的広いパルス幅となるパルス信号を用いるものである。   Alternatively, the speed command signal may be pulsed, and when the pulse width is a predetermined width, it may be determined as normal. Note that the pulse formation uses a pulse signal having a relatively narrow pulse width when the data value is ‘0’ and a relatively wide pulse width when the data value is ‘1’.

これらの例に限らず、例えば通信伝文に付加したCRC、シーケンス番号チェック、応答時間監視等によって、正常か否かを確認するようにしてもよい。これらは何れも既存技術であるので、特に説明はしないものとする。   The present invention is not limited to these examples. For example, it may be confirmed whether it is normal by CRC added to the communication message, sequence number check, response time monitoring, or the like. Since these are existing technologies, they will not be described in particular.

速度指令Sが正常ではないと判定した場合は(ステップS13,NO)、上記ステップS22の処理へ移行する。
また、例えば、電源が正常か否かを確認する(ステップS14)。この確認方法は、例えば、安全制御装置11への供給電源(制御電源など)の電圧値を、予め設定された閾値と比較することにより、過電圧または低電圧を判定する。あるいは上記供給電源の電圧変動が、予め設定された閾値を越える場合には異常と判定する。
If it is determined that the speed command S is not normal (step S13, NO), the process proceeds to step S22.
Further, for example, it is confirmed whether or not the power supply is normal (step S14). In this confirmation method, for example, an overvoltage or an undervoltage is determined by comparing a voltage value of a power supply (control power supply or the like) to the safety control device 11 with a preset threshold value. Or when the voltage fluctuation of the said power supply exceeds a preset threshold value, it determines with it being abnormal.

尚、図2には示していないが、例えば上記制御電源は安全制御装置11にも供給されており、安全制御装置11は、この電圧値等を計測できる。勿論、この例に限らず、例えば制御電源の電圧値等を計測する不図示の電圧計等が設けられており、その計測データが安全制御装置11に入力される構成等であっても構わない。   Although not shown in FIG. 2, for example, the control power is also supplied to the safety control device 11, and the safety control device 11 can measure the voltage value and the like. Of course, the present invention is not limited to this example. For example, a voltmeter (not shown) for measuring the voltage value of the control power supply or the like may be provided, and the measurement data may be input to the safety control device 11. .

また、安全制御装置11は、バッテリーインピーダンスとバッテリーの温度のデータを入力して、これらに基づいてバッテリー電源不足を判定してもよい。これは、例えばバッテリー電源不足判定の為の閾値との比較によって、判定する。尚、これらの確認方法も、既存技術と見做して構わない。   Further, the safety control device 11 may input battery impedance and battery temperature data, and may determine whether the battery power is insufficient based on these data. This is determined, for example, by comparison with a threshold value for determining battery power shortage. These confirmation methods may also be regarded as existing technologies.

尚、図2に示す電源情報Jが、上記ステップS14の判定の為の入力データに相当すると見做しても構わないが、この例に限らない。
電源が正常ではないと判定した場合は(ステップS14,NO)、上記ステップS22の処理へ移行する。
Note that the power supply information J shown in FIG. 2 may be regarded as corresponding to the input data for the determination in step S14, but is not limited to this example.
If it is determined that the power supply is not normal (step S14, NO), the process proceeds to step S22.

尚、上記ステップS12、S13,S14の処理の順番は、上記の例に限らず、何でもよい。
上記ステップS12〜S14の判定結果が全てYESであった場合、続いて、モータ制御装置18へ速度指令Sを出力する(ステップS15)。そして、一定時間後(図8の監視開始時間t1経過後)、速度指令値Sに所定のマージンを加算した値を上限速度(図8のNmax)に設定して、モータ速度の監視を行う(ステップS16)。すなわち、入力される上記速度Pが、上限速度を越えていないかを、監視する。尚。この確認方法も、既存技術と見做して構わない。そして、速度Pが上限速度を越えた場合には(ステップS18,NO)、モータ制御装置18以降の装置の異常と見做して、上記ステップS22の処理へ移行する。
Note that the order of the processing in steps S12, S13, and S14 is not limited to the above example, and may be anything.
When all the determination results in steps S12 to S14 are YES, a speed command S is output to the motor control device 18 (step S15). Then, after a certain time (after the monitoring start time t1 in FIG. 8 elapses), a value obtained by adding a predetermined margin to the speed command value S is set as the upper limit speed (Nmax in FIG. 8), and the motor speed is monitored ( Step S16). That is, it is monitored whether the input speed P exceeds the upper limit speed. still. This confirmation method may also be regarded as an existing technology. When the speed P exceeds the upper limit speed (step S18, NO), it is regarded as an abnormality of the apparatus after the motor control apparatus 18, and the process proceeds to step S22.

但し、その前に、速度検出器19が正常か否かを確認するようにしてもよい(ステップS17)。この確認方法は、例えば、二相出力の相間の妥当性確認などにより行う。つまり、速度検出器19(速度センサ)の一例であるエンコーダの出力フェーズの位相のズレが、予め設定された所定の範囲内である場合には、正常と判定する。尚、上記のように、一般的に、各相間の位相のズレは通常120°程度となる。尚、この確認方法も、既存技術と見做して構わない。   However, before that, it may be confirmed whether or not the speed detector 19 is normal (step S17). This confirmation method is performed by, for example, validity confirmation between the phases of the two-phase output. That is, when the deviation of the phase of the output phase of the encoder, which is an example of the speed detector 19 (speed sensor), is within a predetermined range set in advance, it is determined as normal. As described above, generally, the phase shift between the phases is usually about 120 °. Note that this confirmation method may be regarded as an existing technology.

速度検出器19が正常ではないと判定した場合は(ステップS17,NO)、上記ステップS22の処理へ移行する。
また、例えば、モータ制御装置18に異常がないかを確認する(ステップS19)。これは、例えばモータ制御装置18からのアラームの有無を確認する。すなわち、モータ制御装置18は、自己の異常等を検出すると、図2に示すアラームQを安全制御装置11へ出力するので、このアラームQの有無を確認する。そして、アラームQがある場合には(ステップS19,NO)、上記ステップS22の処理へ移行する。尚、モータ制御装置18の自己の異常検出機能は、既存技術であり、ここでは説明しない。
If it is determined that the speed detector 19 is not normal (step S17, NO), the process proceeds to step S22.
Further, for example, it is confirmed whether or not there is an abnormality in the motor control device 18 (step S19). For example, the presence or absence of an alarm from the motor control device 18 is confirmed. That is, when the motor control device 18 detects its own abnormality or the like, the motor control device 18 outputs the alarm Q shown in FIG. If there is an alarm Q (NO in step S19), the process proceeds to step S22. Note that the self-abnormality detection function of the motor control device 18 is an existing technology and will not be described here.

また、自分自身(速度指示・監視処理部11a)の動作シーケンスが正常であるか否かを確認する(ステップS20)。この確認方法は、例えば、図3の各ステップの処理に予めシーケンス番号等を付与しておき、任意のステップ処理を実行する毎にそのシーケンス番号を順次記憶しておくことで、ステップS20の処理の際にこの記憶内容に基づいてシーケンス番号の逆転や飛躍の確認などで行う。   Further, it checks whether or not the operation sequence of itself (speed instruction / monitoring processing unit 11a) is normal (step S20). In this confirmation method, for example, a sequence number or the like is given in advance to the processing of each step in FIG. 3, and the sequence number is sequentially stored every time an arbitrary step processing is executed. At this time, it is performed by reversing the sequence number or confirming the jump based on the stored contents.

自己の動作シーケンスが正常ではない場合は(ステップS20,NO)、ウッチドッタイマ12のリセット処理を行わずに本処理を終了する。これによって、ウッチドッタイマ12は安全制御装置11の異常を検知することになり、上述した異常時の動作を行うことになる。一方、自己の動作が正常である場合には(ステップS20,YES)、ウッチドッタイマ12のリセット処理を行って(ステップS21)本処理を終了する
図9は、リンプ制御装置20の構成例であり、センサレスベクトル制御処理部22の機能を示す図である。
If own operating sequence is not normal and the process ends without performing (step S20, NO), the step of resetting c O Tchido' grayed timer 12. Thus, U O Tchido' grayed timer 12 is to detect an abnormality of the safety control device 11, thereby performing an operation abnormality described above. On the other hand, if its own operation is normal (step S20, YES), performs the reset process c O Tchido' grayed timer 12 (step S21) and the process ends.
FIG. 9 is a configuration example of the limp control device 20 and is a diagram illustrating a function of the sensorless vector control processing unit 22.

上記の通り、リンプ制御装置20は、指令値テーブル21、センサレスベクトル制御処理部22を有する。図9に示す点線枠内がリンプ制御装置20の構成であり、その中で図示の指令値テーブル21以外がセンサレスベクトル制御処理部22の構成であると見做してよい。   As described above, the limp control device 20 includes the command value table 21 and the sensorless vector control processing unit 22. 9 may be regarded as the configuration of the limp control device 20, and the configuration other than the command value table 21 illustrated therein is the configuration of the sensorless vector control processing unit 22.

指令値テーブル21には、低速で一定速度の制御を可能とする、予め指定された磁束指令値および速度指令値が、格納されている。
センサレスベクトル制御処理部22は、例えば図示の座標変換部31、速度調節器32、トルク電流指令演算部33、トルク電流調整部34、磁化電流指令演算部35、磁化電流調整部36、すべり周波数演算部37、加算部38、座標変換部39、速度演算部40等を有する。
The command value table 21 stores a magnetic flux command value and a speed command value that are specified in advance so as to enable control at a constant speed at a low speed.
The sensorless vector control processing unit 22 includes, for example, the illustrated coordinate conversion unit 31, speed adjuster 32, torque current command calculation unit 33, torque current adjustment unit 34, magnetization current command calculation unit 35, magnetization current adjustment unit 36, and slip frequency calculation. A unit 37, an adder 38, a coordinate converter 39, a speed calculator 40, and the like.

上記指令値テーブル21の磁束指令値は、磁化電流指令演算部35が読み込み、速度指令値は速度調節器32が読み込む。速度調節器32では、速度指令と速度情報との差分を入力して、比例及び積分フィードバック制御を行い、トルク指令を出力する。   The magnetic flux command value in the command value table 21 is read by the magnetizing current command calculation unit 35, and the speed command value is read by the speed regulator 32. The speed regulator 32 inputs a difference between the speed command and the speed information, performs proportional and integral feedback control, and outputs a torque command.

ここで、上記座標変換部31、速度調節器32、トルク電流指令演算部33、トルク電流調整部34、磁化電流指令演算部35、磁化電流調整部36、すべり周波数演算部37、加算部38、座標変換部39、速度演算部40は、上記図11に示した特許文献2の座標変換手段122、速度調節器112、トルク電流指令演算手段113、トルク電流調整手段114、磁化電流指令演算手段115、磁化電流調整手段116、すべり周波数演算手段117、加算手段118、座標変換手段119、速度演算手段153と略同様であってよいので、ここでの説明は省略する。   Here, the coordinate conversion unit 31, the speed adjuster 32, the torque current command calculation unit 33, the torque current adjustment unit 34, the magnetization current command calculation unit 35, the magnetization current adjustment unit 36, the slip frequency calculation unit 37, the addition unit 38, The coordinate conversion unit 39 and the speed calculation unit 40 are the coordinate conversion unit 122, the speed regulator 112, the torque current command calculation unit 113, the torque current adjustment unit 114, and the magnetization current command calculation unit 115 of Patent Document 2 shown in FIG. The magnetizing current adjusting means 116, the slip frequency calculating means 117, the adding means 118, the coordinate converting means 119, and the speed calculating means 153 may be substantially the same, and the description thereof is omitted here.

なお、出力電圧の検出器および回路は出力電圧指令で代替可能であり、削除することができる。これを実現するには、図9に示すように、座標変換部39の出力から速度演算部40への信号線41を追加すればよい。尚、この場合、図示の出力電圧Voの検出器(不図示)やこの出力電圧Voの速度演算部40への入力信号線を、削除しても構わない。   The output voltage detector and circuit can be replaced by an output voltage command and can be deleted. To realize this, a signal line 41 from the output of the coordinate conversion unit 39 to the speed calculation unit 40 may be added as shown in FIG. In this case, the detector (not shown) of the output voltage Vo shown in the figure and the input signal line to the speed calculation unit 40 of the output voltage Vo may be deleted.

尚、リンプ制御装置20の構成は、図9の例に限らず、既存の一般的な構成であってよい。但し、図9の構成の場合、センサレスベクトル制御をすることで、異常な加速等を防止できる。また、速度センサが故障した場合でも、坂道などトルク制御が必要な場面で低速で一定の速度のリンプホームモードで走行でき、安全性が向上する。   The configuration of the limp control device 20 is not limited to the example of FIG. 9 and may be an existing general configuration. However, in the case of the configuration of FIG. 9, abnormal acceleration or the like can be prevented by performing sensorless vector control. In addition, even when the speed sensor breaks down, it is possible to travel in a limp home mode at a constant speed at a low speed such as on a slope where torque control is required, and safety is improved.

あるいは、図9の構成の場合、速度センサレスの動作が可能なので、速度検出器19が故障した場合でも問題なく動作できる。更に、図2、図9の構成の場合、リンプ制御装置20は、予め設定された指令値テーブル21に基づいて制御するので、“速度指令入力なし”の状態でも動作可能となるという効果も得られる。“速度指令”とは、例えば、不図示のアクセルセンサとシフトポジションセンサ等による検出結果に基づいて不図示の上位CPU等で生成されて、通信機能等により安全制御装置11等へ伝達される信号等である。センサ故障や断線、ノイズ、ショート等の異常によって上記“速度指令”を入力できない状況であっても、上記のように指令値テーブル21に基づいて制御するので、問題なく動作できる。例えば一定速度(低速)で走行させることができる。例えば、坂道などのトルク制御が必要な状況で一定速度(低速)のリンプホームモードで走行させることができ、安全性が向上する。   Alternatively, in the configuration of FIG. 9, speed sensorless operation is possible, so that even if the speed detector 19 breaks down, it can operate without any problem. Further, in the case of the configuration shown in FIGS. 2 and 9, the limp control device 20 performs control based on the command value table 21 set in advance, so that it is possible to operate even in the state of “no speed command input”. It is done. “Speed command” is, for example, a signal generated by a host CPU (not shown) based on detection results from an accelerator sensor and a shift position sensor (not shown) and transmitted to the safety control device 11 and the like by a communication function or the like. Etc. Even in a situation where the “speed command” cannot be input due to an abnormality such as a sensor failure, disconnection, noise, short circuit, or the like, since the control is performed based on the command value table 21 as described above, it can operate without any problem. For example, the vehicle can be driven at a constant speed (low speed). For example, the vehicle can be driven in a limp home mode at a constant speed (low speed) in a situation where torque control such as a slope is necessary, and safety is improved.

図10は、上記ワンショットパルス発生回路13の構成例である。
図示の例のワンショットパルス発生回路13は、カウンタCNT1、カウンタCNT2の2つのカウンタを有する。
FIG. 10 is a configuration example of the one-shot pulse generation circuit 13.
The one-shot pulse generation circuit 13 in the illustrated example has two counters, a counter CNT1 and a counter CNT2.

尚、ワンショットパルス発生回路は、既存の様々な構成があり、図10に示す構成もその1つであり公知の構成であるので、以下、簡単に説明するものとする。
カウンタCNT1は、例えば1(MHz)のクロック信号CLKから1msに1回のパルスを生成するものであり(図示のN_FLAG)、換言すれば1(kHz)のクロック信号に相当する信号を生成するものである。カウンタCNT2は、この1(ms)毎のパルスに基づいて、入力INPUTがHIGH(1)になったときからパルス幅が10msの信号(ワンショットパルス)を、図示のOUTPUTとして出力する。
The one-shot pulse generation circuit has various existing configurations, and the configuration shown in FIG. 10 is one of them and is a known configuration, so that it will be briefly described below.
The counter CNT1 generates, for example, one pulse per 1 ms from a clock signal CLK of 1 (MHz) (N_FLAG in the figure), in other words, generates a signal corresponding to a clock signal of 1 (kHz). It is. Based on the pulse every 1 (ms), the counter CNT2 outputs a signal (one-shot pulse) having a pulse width of 10 ms from the time when the input INPUT becomes HIGH (1) as the OUTPUT shown in the figure.

カウンタCNT2は、自己のカウント値を監視し、‘10’以下である間、その出力OUTPUTをHIGH(1)にする。電源投入時等に図示のRESET信号によってカウント値が‘11’にプリセットされ、カウンタ値が10以下ではないことからその出力OUTPUTはLOW(0)となっている。その後、任意のときにINPUTがHIGH(1)になったら、カウンタ値が‘11’であるのでカウンタ値は‘0’にプリセットされると共に、N_FLAGに基づくカウント動作を開始する。カウンタ値は0→1→2→・・・とカウンタアップされ、上記の通り‘10’以下である間は出力OUTPUTはHIGH(1)となる。そして、カウンタ値が‘10’になると、カウント値が12にプリセットされ、カウント動作が停止する。この様にして、パルス幅10(ms)のワンショットパルスが、生成・出力されることになる。   The counter CNT2 monitors its own count value and sets its output OUTPUT to HIGH (1) while it is '10' or less. The count value is preset to '11' by the illustrated RESET signal when the power is turned on, and the output value OUTPUT is LOW (0) because the counter value is not 10 or less. After that, when INPUT becomes HIGH (1) at any time, the counter value is “11”, so the counter value is preset to “0” and the count operation based on N_FLAG is started. The counter value is counted up from 0 → 1 → 2 →..., And the output OUTPUT becomes HIGH (1) while it is “10” or less as described above. When the counter value reaches ‘10’, the count value is preset to 12 and the count operation stops. In this way, a one-shot pulse with a pulse width of 10 (ms) is generated and output.

尚、カウンタCNT1は、必ずしも必要ない。例えば1(kHZ)のクロック信号があれば、カウンタCNT1は必要ない。
尚、ワンショットパルス発生回路13がカウントアップした後は、ウォッチドッグタイマ12からワンショットパルス発生回路13への出力がHIGH(1)でも、ワンショットパルス発生回路13からの出力はLOW(0)になる。
The counter CNT1 is not always necessary. For example, if there is a clock signal of 1 (kHz), the counter CNT1 is not necessary.
After the one-shot pulse generation circuit 13 counts up, even if the output from the watchdog timer 12 to the one-shot pulse generation circuit 13 is HIGH (1), the output from the one-shot pulse generation circuit 13 is LOW (0). become.

ここで、スイッチング素子のON/OFF切換え動作には、多少の時間が掛かる(例えば10ms程度など)。よって、電源SW14をOFF状態に切替えてから上記6個のスイッチング素子が全てOFFとなるまでに多少時間が掛かることになる。これより、より確実に上記焼損の発生を防止する為には、6個のスイッチング素子が全てOFFになってから制御信号を有効にする(制御電源の供給を再開する)ことが望ましいと考えられる。上記ワンショットパルスのパルス幅は、例えばこの様な考え方に基づいて決定してもよく、例えば「パルス幅=10ms+α」等としてもよいが、勿論、この様な例に限らない。   Here, the ON / OFF switching operation of the switching element takes some time (for example, about 10 ms). Therefore, it takes some time until all the six switching elements are turned off after the power supply SW 14 is turned off. Thus, in order to more reliably prevent the occurrence of the burnout, it is desirable to enable the control signal (restart the supply of control power) after all the six switching elements are turned off. . The pulse width of the one-shot pulse may be determined based on, for example, such a concept. For example, “pulse width = 10 ms + α” may be used. However, the present invention is not limited to such an example.

上述した本例のリンプホームシステムによれば、出力電圧指令(制御信号)の切り替え時に当該制御信号の電源(制御電源)を一時遮断することで、電力変換器のスイッチ対の同時オンを防止でき、以って過電流による電力変換器の焼損を防止できる。   According to the limp home system of this example described above, it is possible to prevent the power converter switch pair from being simultaneously turned on by temporarily shutting off the power supply (control power supply) of the control signal when the output voltage command (control signal) is switched. Thus, it is possible to prevent burning of the power converter due to overcurrent.

更に、センサレスベクトル制御では、図9の速度調節器32でPIフィードバック制御をしており、異常な加速は速度指令と速度情報との差分として検出され、異常な加速を減じて速度情報に従うようにトルク制御出力がされるため、異常な加速を防止できる。これより、上記電力変換器の焼損を防止できる効果と併せて、自動車の停止中ではなく走行状態のままでも、リンプホームモードへの移行を実現できる。また、踏切の中で停止するなどの危険を回避できる。これらの効果が得られるのは、本手法では、走行中にリンプホームモードへの移行を行っても、自動車が異常な挙動(異常な加速や電力変換器の焼損による急停止等)をする危険性が非常に低いからである。   Further, in sensorless vector control, PI feedback control is performed by the speed regulator 32 of FIG. 9, and abnormal acceleration is detected as a difference between the speed command and the speed information, and the abnormal acceleration is subtracted to follow the speed information. Abnormal acceleration can be prevented because of torque control output. Thus, in addition to the effect of preventing the power converter from being burned out, it is possible to realize the transition to the limp home mode even when the automobile is not stopped and in the running state. In addition, it is possible to avoid danger such as stopping at a level crossing. These effects can be obtained with this method, even if the vehicle shifts to limp home mode while driving, there is a danger that the vehicle will behave abnormally (abnormal acceleration, sudden shutdown due to power converter burnout, etc.) This is because the sex is very low.

また、リンプ制御装置が速度センサレスのトルク制御を行う構成である場合には、速度センサが故障した場合でも、坂道などトルク制御が必要な場面で低速で一定の速度のリンプホームモードで走行でき、安全性が向上する。   In addition, when the limp control device is configured to perform torque control without a speed sensor, even if the speed sensor fails, the limp control device can travel in a limp home mode at a constant speed at a low speed in a scene where torque control is necessary, such as a slope. Safety is improved.

また、上述した本例のリンプホームシステムによれば、安全制御装置11が故障した場合にも対応できる。すなわち、安全制御装置11が故障した場合、ウォッチドッグタイマ12が故障検出して上記制御信号の切替えを行う。その際、上記と同様、電力変換器のスイッチ対の同時オンを防止でき、以って過電流による電力変換器の焼損を防止できる。   Moreover, according to the limp home system of this example mentioned above, it can respond also when the safety control apparatus 11 fails. That is, when the safety control device 11 fails, the watchdog timer 12 detects the failure and switches the control signal. At that time, similarly to the above, it is possible to prevent the switch pairs of the power converters from being simultaneously turned on, thereby preventing the power converters from being burned out due to overcurrent.

また、特許文献1ではモータ制御部の故障のみを対象としているものを、モータ制御装置、速度センサ、安全制御装置、速度指令、WDTのいずれかが故障、または電源異常、バッテリー電源不足を検出しても、リンプホームモードを実現でき、安全性が向上する。   Further, in Patent Document 1, only the failure of the motor control unit is targeted, and any of the motor control device, speed sensor, safety control device, speed command, and WDT fails, or a power supply abnormality or a battery power shortage is detected. However, limp home mode can be realized and safety is improved.

また、二重化(冗長化)構成でなくても安全機能を実現でき、コスト低減を図ることができる。上記本手法の構成、例えば図2の構成によれば、例えば二重化構成(モータ制御装置18や安全制御装置11を冗長化する)としなくても、何等かの異常時に、自動車を安全に走行継続させることができる。尚、本説明における自動車とは、電動モータによって駆動される自動車であり、電気自動車やハイブリッドカー等である。   In addition, a safety function can be realized without using a duplex (redundant) configuration, and cost reduction can be achieved. According to the configuration of the present technique, for example, the configuration of FIG. 2, for example, even if a redundant configuration (redundant motor control device 18 or safety control device 11) is not used, the vehicle continues to run safely in the event of any abnormality. Can be made. The automobile in this description is an automobile driven by an electric motor, such as an electric automobile or a hybrid car.

1 安全制御部
2 WDT(ウォッチドッグタイマ)部
3 モータ制御部
4 リンプ制御部
5 電力変換部
6 モータ(誘導電動機)
7 第1切換部
8 第2切換部
11 安全制御装置
12 ウォッチドッグタイマ
13 ワンショットパルス発生回路
14 電源SW(スイッチ)
15a,15b 制御切換SW(スイッチ)
16 電力変換器
17 モータ
18 モータ制御装置
19速度検出器
20 リンプ制御装置
21 指令値テーブル
22 センサレスベクトル制御処理部
31 座標変換部
32 速度調節器
33 トルク電流指令演算部
34 トルク電流調整部
35 磁化電流指令演算部
36 磁化電流調整部
37 すべり周波数演算部
38 加算部
39 座標変換部
40 速度演算部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Safety control part 2 WDT (watchdog timer) part 3 Motor control part 4 Limp control part 5 Power conversion part 6 Motor (induction motor)
7 First switching unit 8 Second switching unit 11 Safety control device 12 Watchdog timer 13 One-shot pulse generation circuit 14 Power supply SW (switch)
15a, 15b Control switch SW (switch)
16 Power converter 17 Motor 18 Motor controller 19 Speed detector 20 Limp controller 21 Command value table 22 Sensorless vector control processor 31 Coordinate converter 32 Speed regulator 33 Torque current command calculator 34 Torque current adjuster 35 Magnetizing current Command calculation unit 36 Magnetizing current adjustment unit 37 Slip frequency calculation unit 38 Addition unit 39 Coordinate conversion unit 40 Speed calculation unit

Claims (6)

電動モータを備える自動車におけるリンプホームシステムであって、
供給される制御電源電力によって有効となる制御信号に基づいて前記電動モータを駆動する電力変換手段と、
前記制御電源電力の前記電力変換手段への供給をオン/オフする第1スイッチング手段と、
任意の指令に応じた第1の制御信号を生成するモータ制御手段と、
予め設定されている所定の指令に応じた第2の制御信号を生成するリンプ制御手段と、
前記第1の制御信号と第2の制御信号の何れか一方を前記制御信号として前記電力変換手段へ入力させる第2スイッチング手段と、
異常を検出した場合、前記第1スイッチング手段を制御して前記制御電源電力の前記電力変換手段への供給を一時的に停止させたうえで、該供給停止中に前記第2スイッチング手段を制御して前記第2の制御信号を前記制御信号として前記電力変換手段へ入力させるリンプホーム制御モードに切換える安全制御手段と、
を有することを特徴とするリンプホームシステム。
A limp home system in an automobile equipped with an electric motor,
Power conversion means for driving the electric motor based on a control signal that is enabled by the supplied control power, and
First switching means for turning on / off the supply of the control power to the power conversion means;
Motor control means for generating a first control signal according to an arbitrary command;
Limp control means for generating a second control signal according to a predetermined command set in advance;
Second switching means for inputting any one of the first control signal and the second control signal to the power conversion means as the control signal;
When an abnormality is detected, the first switching means is controlled to temporarily stop the supply of the control power supply to the power conversion means, and then the second switching means is controlled while the supply is stopped. Safety control means for switching to a limp home control mode for inputting the second control signal to the power conversion means as the control signal;
A limp home system characterized by comprising:
前記安全制御手段の異常を検出するウォッチドッグタイマを有するウォッチドッグ手段を更に有し、
該ウォッチドッグ手段は、前記安全制御手段の異常を検出した場合、前記第1スイッチング手段を制御して前記制御電源電力の前記電力変換手段への供給を一時的に停止させたうえで、該供給停止中に前記第2スイッチング手段を制御して前記第2の制御信号を前記制御信号として前記電力変換手段へ入力させる前記リンプホーム制御モードに切換えることを特徴とする請求項1記載のリンプホームシステム。
A watchdog means having a watchdog timer for detecting an abnormality of the safety control means;
The watchdog means, when detecting an abnormality of the safety control means, controls the first switching means to temporarily stop the supply of the control power supply to the power conversion means, 2. The limp home system according to claim 1, wherein the limp home system is switched to the limp home control mode in which the second switching means is controlled to input the second control signal as the control signal to the power conversion means during the stop. 3. .
前記ウォッチドッグ手段は、ワンショットパルス発生回路を有し、
前記ウォッチドッグタイマが前記安全制御手段の異常を検出すると、該ワンショットパルス発生回路が所定時間幅のパルスを前記第1スイッチング手段へ出力することで、前記制御電源電力の前記電力変換手段への供給を一時的に停止させることを特徴とする請求項2記載のリンプホームシステム。
The watchdog means has a one-shot pulse generation circuit,
When the watchdog timer detects an abnormality of the safety control means, the one-shot pulse generation circuit outputs a pulse having a predetermined time width to the first switching means, whereby the control power supply power is supplied to the power conversion means. The limp home system according to claim 2, wherein the supply is temporarily stopped.
前記所定時間幅は、前記電力変換手段における前記電動モータ駆動用のスイッチング素子のOFF動作時間以上の時間幅とすることを特徴とする請求項3記載のリンプホームシステム。   The limp home system according to claim 3, wherein the predetermined time width is a time width equal to or longer than an OFF operation time of the switching element for driving the electric motor in the power conversion means. 前記安全制御手段は、複数種類の異常を検出可能であり、何れかの異常を検出した場合に前記リンプホーム制御モードへの切換えを実行することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のリンプホームシステム。   The safety control means can detect a plurality of types of abnormalities, and performs switching to the limp home control mode when any of the abnormalities is detected. Limp home system as described. 前記安全制御手段は、該安全制御手段自体の異常、前記モータ制御手段の異常、前記ウォッチドッグ手段の異常、前記モータの速度を検出する為の速度センサの異常、電源異常、バッテリー電源不足の何れか2以上の異常を検出可能であることを特徴とする請求項5記載のリンプホームシステム。   The safety control means may be any of an abnormality of the safety control means itself, an abnormality of the motor control means, an abnormality of the watch dog means, an abnormality of a speed sensor for detecting the speed of the motor, a power supply abnormality, and a battery power shortage. 6. The limp home system according to claim 5, wherein two or more abnormalities can be detected.
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