JP6196432B2 - Vehicle control device - Google Patents

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本発明の実施形態は、車両用制御装置に関する。 The embodiment of the present invention relates to a control device for a vehicle.

一般的に鉄道車両において、架線から集電装置により集電し遮断器を介し、主変圧器によ
り変圧し、電力変換装置へ電力が供給される。電力変換器は接触器によって投入・開放が
行われる。電力変換器は電動機へ電力を供給し、電動機は駆動力を発生し、車両を走行さ
せる。
Generally, in a railway vehicle, power is collected from an overhead wire by a current collector, and is transformed by a main transformer via a circuit breaker, and power is supplied to a power conversion device. The power converter is switched on and off by the contactor. The power converter supplies power to the motor, and the motor generates driving force to drive the vehicle.

電流検出器は電力変換器内の主回路部接地点と電力変換装置用接地間に流れる電流を検出
する。地絡事故発生時には電流検出器により検出された電流が所定値を超えているかを否
かを地絡検出手段にて判定を行う。地絡検出時は遮断器を開放することにより、地絡事故
発生車両の開放を行う。
The current detector detects the current flowing between the main circuit unit ground point in the power converter and the power converter ground. When a ground fault occurs, the ground fault detection means determines whether the current detected by the current detector exceeds a predetermined value. When detecting a ground fault, open the circuit breaker and open the vehicle where the ground fault occurred.

特開2012−65439号公報JP, 2012-65439, A

しかしながら、従来の地絡検知手段を有する車両制御装置において、地絡を検出する電流
検出装置部分に故障が生じた場合、故障が発生した状態を認識することができない。故障
が発生した場合は、車両全体の安全維持機能により、架線と変圧器を断線するなど対処さ
れることがある。そのため、車両の安定的な走行が損なわれるおそれがあった。
However, in the vehicle control device having the conventional ground fault detection means, when a failure occurs in the current detection device portion that detects the ground fault, it is not possible to recognize the state where the failure has occurred. In the event of a failure, the safety maintenance function of the entire vehicle may be dealt with, such as disconnection of a wire and transformer. Therefore, there was a possibility that the stable traveling of the vehicle might be impaired.

本発明が解決しようとする課題は、地絡を検出する電流検出装置部分の故障を判定するこ
とが可能な車両用制御装置を提供することである。
The problem to be solved by the present invention is to provide a control device for a vehicle capable of determining a failure of a current detection device portion that detects a ground fault.

実施形態の車両用制御装置は、鉄道車両の車体に搭載された車両用制御装置において、 複数のコンデンサが直列接続され、その中性点が車体の接地に接続されたフィルタコンデンサと、入力側にフィルタコンデンサが接続され、出力側に電動機が接続され、制御部からのゲート信号を受け取りスイッチング素子をスイッチング動作させることで電動機を駆動する電力変換部と、フィルタコンデンサの中性点と車体の接地との間に設けられた電流検出器と、電力変換部が制御部からのゲート信号を受け取り電力変換部が動作中であると判断されたとき、電流検出器から得られる電流値と第1のセット値とを比較して電流値が第1のセット値よりも大きい場合は地絡と判断すると共に、電流検出器から得られる電流値と第1のセット値よりも小さい第2のセット値とを比較して電流値が第2のセット値よりも小さい場合は電流検出器の故障と判断する判定部とを有している。A vehicle control device according to an embodiment is a vehicle control device mounted on a vehicle body of a railway vehicle, comprising: a filter capacitor in which a plurality of capacitors are connected in series and whose neutral point is connected to the ground of the vehicle; A filter capacitor is connected, a motor is connected to the output side, a gate signal from the control unit is received, a power conversion unit for driving the motor by switching operation of the switching element, a neutral point of the filter capacitor and grounding of the vehicle body And the current value obtained from the current detector and the first set when the power conversion unit receives the gate signal from the control unit and the power conversion unit is determined to be in operation. When the current value is larger than the first set value by comparing with the value, it is judged as a ground fault and the current value obtained from the current detector is smaller than the first set value Current value is compared with the second set value There are smaller than the second set value and a determination unit for determining a failure of the current detector.

図1は、第1の実施形態の車両用制御装置の全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a vehicle control device according to a first embodiment. 図2は、第1の実施形態の車両用制御装置の制御部部の動作を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the control unit of the vehicle control device of the first embodiment. 図3は、第1の実施形態の判定部のセット値を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing set values of the determination unit of the first embodiment. 図4は、第2の実施形態の車両用制御装置の全体構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of a vehicle control system according to the second embodiment.

以下、実施形態の制御装置制御装置を図面を参照して説明する。 Hereinafter, control device control devices according to embodiments will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
第1の実施形態について図1から図3を参照し、詳細に説明する。図1は、第1の実施
形態の車両用制御装置の全体構成を示すブロック図である。図2は、第1の実施形態の車
両用制御装置の制御部の動作を示すフローチャートである。図3は、第1の実施形態の判
定部のセット値を示す図である。
First Embodiment
The first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a vehicle control device according to a first embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the control unit of the vehicle control device of the first embodiment. FIG. 3 is a diagram showing set values of the determination unit of the first embodiment.

(構成)
図1には、架線1、集電装置2、遮断器3、変圧器4、第1接地5、電力変換回路6、
第2接地7a、第3接地7b、接触器8、変換部9、電動機10、第4接地10a、電流
検出器11、制御部20、ゲート状態検出部21、入力電流検出部部22、判定部23、
地絡検出部24、故障検出部25が示されている。
(Constitution)
In FIG. 1, overhead wire 1, current collector 2, circuit breaker 3, transformer 4, first ground 5, power conversion circuit 6,
Second ground 7a, third ground 7b, contactor 8, converter 9, motor 10, fourth ground 10a, current detector 11, control unit 20, gate state detection unit 21, input current detection unit 22, determination unit 23,
A ground fault detection unit 24 and a failure detection unit 25 are shown.

架線1は集電装置2と接続する。集電装置2は遮断器3を介して、変圧器4と接続する
。変圧器4の遮断器3と接続側と反対側の端部は第1接地5と接続する。変圧器4の2次
側には電力変換回路6が接続される。
The overhead wire 1 is connected to the current collector 2. The current collector 2 is connected to the transformer 4 via the circuit breaker 3. The end of the transformer 4 opposite to the circuit breaker 3 is connected to the first ground 5. The power conversion circuit 6 is connected to the secondary side of the transformer 4.

電力変換回路6の変換部9は、接触器8を介して変圧器4と接続される。また、変換部
9は、フィルタコンデンサ9a及び図示しないIGBT等の素子を有している。フィルタ
コンデンサ9aは、2つ設けられており、その2つは直列に接続されている。フィルタコ
ンデンサ9a間には、抵抗器12、電流検出器11を介して第2接地7aが接続されてい
る。変換部9の出力側には電動機10及び電動機10を接地する第4接地が接続されてい
る。また、フィルタコンデンサは、2つに限られず、複数個が直列に接続されており、そ
の中性点から第2接地を接続することも可能である。
The converter 9 of the power conversion circuit 6 is connected to the transformer 4 via the contactor 8. Moreover, the conversion part 9 has elements, such as a filter capacitor 9a and the IGBT which is not shown in figure. Two filter capacitors 9a are provided, and the two are connected in series. A second ground 7 a is connected between the filter capacitor 9 a via the resistor 12 and the current detector 11. The output side of the conversion unit 9 is connected to a fourth ground for grounding the motor 10 and the motor 10. Further, the number of filter capacitors is not limited to two, and a plurality of filter capacitors are connected in series, and it is also possible to connect the second ground from its neutral point.

また電力変換回路6内には制御部20が設けられている。なお、制御部20は電力変換
回路6外でも良い。変換部9は、制御部20のゲート状態検出部21と接続される。また
電流検出器11は、制御部9の入力電流検出部22と接続される。ゲート状態検出部21
と入力電流検出部22は、判定部23と接続される。判定部23は、地絡検出部24と故
障検出部25と接続される。地絡検出部24は、遮断器3と接触器8に接続される。故障
検出部25は、表示器、遮断器3、接触器8に接続される。
In addition, a control unit 20 is provided in the power conversion circuit 6. The control unit 20 may be outside the power conversion circuit 6. The converter 9 is connected to the gate state detector 21 of the controller 20. The current detector 11 is connected to the input current detection unit 22 of the control unit 9. Gate state detection unit 21
And the input current detection unit 22 are connected to the determination unit 23. Determination unit 23 is connected to ground fault detection unit 24 and failure detection unit 25. The ground fault detection unit 24 is connected to the circuit breaker 3 and the contactor 8. The failure detection unit 25 is connected to the display, the circuit breaker 3 and the contactor 8.

本実施形態は、電流検出器11にて検出された電流値及び変換部9へのゲート信号を、制御部20内の判定部23へ入力する。電流値と変換部9の動作状態(ゲート信号の状態)によって地絡事故や電流検出器11の故障を判定する。 In the present embodiment, the current value detected by the current detector 11 and the gate signal to the conversion unit 9 are input to the determination unit 23 in the control unit 20. A ground fault or a failure of the current detector 11 is determined based on the current value and the operating state of the conversion unit 9 (the state of the gate signal).

図1において、架線1からの電流は、集電装置2、遮断器3、変圧器4、接触器8を介し
て変換部9へ流れる。変換部9にて架線電流は電動機10が駆動するための駆動電力に変
換される。このとき、変換部9が動作中の場合、電流検出器11へ高周波電流が流れる。
その原理は、変換部9をコンバータ部とインバータ部に分けた場合において、コンバータ
部とインバータ部間の直流リンクの電圧印加により発生する変圧器4内2次巻き線側と変
圧器4筐体との間の浮遊容量と、インバータ部と電動機10間の三相線への電圧印加によ
り発生する電動機10導電部と電動機10筐体との間の浮遊容量により、電流検出器11
へ高周波電流が流れる。また変換部9が停止中の場合、電流検出器11へ前述の高周波電
流は流れない。
In FIG. 1, the current from the overhead wire 1 flows to the converter 9 through the current collector 2, the circuit breaker 3, the transformer 4, and the contactor 8. The overhead wire current is converted into drive power for driving the motor 10 by the converter 9. At this time, when the conversion unit 9 is in operation, a high frequency current flows to the current detector 11.
The principle is that, when the conversion unit 9 is divided into a converter unit and an inverter unit, the secondary winding side in the transformer 4 generated by voltage application of a DC link between the converter unit and the inverter unit and the transformer 4 case Current detector 11 by the stray capacitance between the motor 10 and the casing of the motor 10 generated by application of voltage to the three-phase line between the inverter unit and the motor 10
High frequency current flows. When the conversion unit 9 is stopped, the above-described high frequency current does not flow to the current detector 11.

以下に、電流検出器11へ流れる高周波電流値及び変換部9の動作状態の情報を用いて、
電力変換回路6内で地絡が発生しているのか、電流検出器11が故障しているか、電力変
換回路6内が正常に動作しているかを判断する処理手順について図2と図3を用いて説明
する。
Hereinafter, using the high frequency current value flowing to the current detector 11 and the information of the operating state of the conversion unit 9,
A processing procedure for determining whether a ground fault has occurred in the power conversion circuit 6, whether the current detector 11 has a failure, or whether the inside of the power conversion circuit 6 is operating normally will be described using FIGS. 2 and 3 Explain.

図2に示すように、制御部20のゲート状態検出部21は、あるタイミングにおいて変換部9の動作状態を検出す。また、あるタイミングにおいて電流検出器11により検出された電流値Iαを入力電流検出部22で検出する。ゲート状態検出部21の動作状態信号と、入力電流検出部22の電流値Iαを判定部23へ出力する。このとき、判定部23には予め、第1セット値(IEF)、第2セット値(IN)、第3セット値(IF)が設定されている。判定部23では、取得した動作状態信号をもとに、変換部9が動作中か判定する(S10)。変換部9のゲート状態には、変化部9の“動作中”及び“停止中”状態に分けられる。“動作中”か“停止中”かの判断は、変換部9からのIGBT等の半導体素子の動作情報、変換部9の制御を行う制御部20または電力変換回路6外からの制御情報等により“動作中”か“停止中”かの判断する。なお、変換部9の“動作中”とは、変換部9を構成するPWMコンバータやPWMインバータが、制御部からのゲート信号を受け取り、内部素子がスイッチング動作が開始しているゲートスタート状態であることが例として挙げられる。 As shown in FIG. 2, the gate state detection unit 21 of the control unit 20 detects the operation state of the conversion unit 9 at a certain timing. Further, the input current detection unit 22 detects the current value Iα detected by the current detector 11 at a certain timing. The operation state signal of the gate state detection unit 21 and the current value Iα of the input current detection unit 22 are output to the determination unit 23. At this time, the first set value (IEF), the second set value (IN), and the third set value (IF) are set in the determination unit 23 in advance. The determination unit 23 determines whether the conversion unit 9 is in operation based on the acquired operation state signal (S10). The gate states of the conversion unit 9 are divided into the “operating” and “stopping” states of the changing unit 9. The determination as to "in operation" or "in operation" is based on the operation information of the semiconductor element such as IGBT from the conversion unit 9, the control unit 20 for controlling the conversion unit 9, or control information from outside the power conversion circuit 6 Determine whether it is "in operation" or "stopped". Note that the "operating" of the converter 9, PWM converter and a PWM inverter which constitutes the conversion unit 9, receives a gate signal from the control unit, the internal element is in a gate start state where the switching operation is started An example is given.

変換部9が動作中であると判定された場合、判定部23では電流値Iαと第1セット値(
IEF)を比較する(S11)。比較した結果、電流値Iα>第1セット値(IEF)で
ある場合、電流検出器11には、通常以上の大電流が流れているとし、“地絡”と判断す
る(S12)。このとき、図3においては、電流値IαがEF領域に達している状態であ
る。
If it is determined that conversion unit 9 is in operation, determination unit 23 determines current value Iα and the first set value
IEF) is compared (S11). As a result of comparison, if the current value Iα> the first set value (IEF), it is determined that a large current larger than normal flows in the current detector 11, and it is determined as “ground fault” (S12). At this time, in FIG. 3, the current value Iα reaches the EF region.

一方で、電流値Iαと第1セット値(IEF)を比較した結果が、電流値Iα<第1セッ
ト値(IEF)である場合、判定部23では、電流値Iαと第2セット値(IN)を比較
する(S13)。比較した結果、電流値Iα>第2セット値(IN)である場合、電流検
出器11には、電力変換回路6内が正常に動作をしている状態の電流が流れているとし、
“正常”と判断する(S14)。このとき、図3においては、電流値IαがN領域に達し
ている状態である。
On the other hand, when the result of comparing the current value Iα and the first set value (IEF) is current value Iα <first set value (IEF), the determination section 23 determines the current value Iα and the second set value (IN ) Are compared (S13). As a result of comparison, when the current value Iα> the second set value (IN), it is assumed that a current in a state in which the inside of the power conversion circuit 6 is operating normally flows in the current detector 11;
It is determined that "normal" (S14). At this time, in FIG. 3, the current value Iα has reached the N region.


一方で、電流値Iαと第2セット値(IN)を比較した結果が、電流値Iα<第2セット値(IN)である場合、判定部23では、変換部9が動作中であれば、電流検出器11が検出できるはずの電流値以下の値が検出されているとして、電流検出器11の“故障”と判定する(S15)。このとき、図3においては、電流値Iαが、E領域に達している状態である。

On the other hand, when the result of comparing the current value Iα with the second set value (IN) is current value Iα <second set value (IN), in the determination unit 23, if the conversion unit 9 is in operation , Assuming that a value equal to or less than the current value that can be detected by the current detector 11 is detected, it is determined that the current detector 11 is “fault” (S15). At this time, in FIG. 3, the current value Iα reaches the E region .

また変換部9が停止中であると判断された場合、判定部23では、電流値Iαと第3セッ
ト値(IF)を比較する(S16)。比較した結果、電流値Iα>第3セット値(IF)
である場合、電流検出器11が検出した電流値は、変換部9が停止中である場合には検出
するはずがない電流値を検出しているため、電流検出器11の“故障”と判定する(S1
7)。このとき、図3においては、電流値Iαが、N´領域に達している状態である。
If it is determined that the conversion unit 9 is stopped, the determination unit 23 compares the current value Iα with the third set value (IF) (S16). As a result of comparison, current value Iα> third set value (IF)
If the current value detected by the current detector 11 is a current value that can not be detected when the conversion unit 9 is stopped, the current value detected by the current detector 11 is determined as “failure”. Do (S1
7). At this time, in FIG. 3, the current value Iα has reached the N ′ region.

一方で、電流値Iαと第3セット値(IF)を比較した結果が電流値Iα<第3セット値
(IF)である場合、電流検出器11は変換部9が停止中のための電流を検出してないた
め、電力変換回路6内は正常な状態であるとし、“正常”と判定される(S18)。この
とき、図3においては、電流値Iαが、N´領域に達している状態である。
On the other hand, when the result of comparing the current value Iα and the third set value (IF) is current value Iα <third set value (IF), the current detector 11 determines the current for the converter 9 being stopped. Since the power conversion circuit 6 is not detected, it is determined that the inside of the power conversion circuit 6 is in a normal state, and is determined as "normal" (S18). At this time, in FIG. 3, the current value Iα has reached the N ′ region.

以上の判定で用いた第1セット値、第2セット値、第3セット値は変換部9や電流検出器
11などを含む電力変換回路6の全体構成により決定される値である。
The first set value, the second set value, and the third set value used in the above determination are values determined by the overall configuration of the power conversion circuit 6 including the conversion unit 9 and the current detector 11.

このように、変換部9が動作状態か否かによって高周波電流が電流検出器11へ流れる特
性を用いることで電流検出器11の健全性が確認できる。一方、変換部9が停止中であれ
ば、前記高周波電流が流れないため、電流検出器11に流れる電流はゼロになり、この状
態で出力がゼロであれば電流検出器11は健全となる。そのため、“地絡”、“正常”の
判定に加え、“故障”の判定を行うことが可能となる。
As described above, the soundness of the current detector 11 can be confirmed by using the characteristic that the high frequency current flows to the current detector 11 depending on whether or not the converter 9 is in the operating state. On the other hand, when the conversion unit 9 is stopped, the high frequency current does not flow, so the current flowing to the current detector 11 becomes zero, and if the output is zero in this state, the current detector 11 becomes healthy. Therefore, in addition to the determination of "ground fault" and "normal", it is possible to determine "failure".

次に、判定部23で“正常”、“故障”、“地絡”を検出した際の処理について説明する
。判定部23にて、“正常”と判定された場合、判定部23は地絡検出部24、故障検出
部25へ信号の出力を行わない。そのため、車両は現状の運行を維持する。
Next, the processing when the determination unit 23 detects “normal”, “fault”, and “ground fault” will be described. If the determination unit 23 determines that “normal” is determined, the determination unit 23 does not output a signal to the ground fault detection unit 24 and the failure detection unit 25. Therefore, the vehicle maintains the current operation.

判定部23にて“故障”と判定された場合、その故障信号は判定部23から故障信号判定
部25へ出力される。故障信号を受け取った故障検出部25は、接触器8を開放するよう
に信号を送る。このとき故障検出部25は、故障信号が継続して出力されている間、接触
器8を開放するように信号を送り続ける。また一定時間が経過しても故障信号が故障検出
部25に入力され続ける場合は、遮断器3を開放するように信号を出力する。
If the determination unit 23 determines that “fault” is present, the fault signal is output from the determination unit 23 to the fault signal determination unit 25. The failure detection unit 25 having received the failure signal sends a signal to open the contactor 8. At this time, the failure detection unit 25 keeps sending a signal to open the contactor 8 while the failure signal is continuously output. When the failure signal continues to be input to the failure detection unit 25 even after a predetermined time has elapsed, a signal is output so as to open the circuit breaker 3.

最初に接触器8を開放することによって、電流検出器11の故障が発生している電力変換
回路6のみを変圧器4と電気的に切り離すことができる。そのため、変圧器4に複数個の
電力変換回路6が取り付けられている場合、故障が発生していない電力変換回路6にて“
地絡”を検出することが可能となり、車両全体の安全な走行を維持することが可能となる
By opening the contactor 8 first, it is possible to electrically disconnect only the power conversion circuit 6 in which a failure of the current detector 11 occurs from the transformer 4. Therefore, when a plurality of power conversion circuits 6 are attached to the transformer 4, the power conversion circuit 6 where no failure occurs is
It becomes possible to detect a ground fault, and it is possible to maintain safe traveling of the whole vehicle.

また、判定部23にて“地絡”と判定された場合、その地絡信号は判定部23から地絡検
出部24へ出力される。地絡信号を受け取った地絡検出部24は、遮断器3を開放するよ
うに信号を出力する。地絡検出部24は、外部からの信号停止の要請がない限り遮断器3
を開放する信号の出力を継続する。外部からの信号停止の要請とは、例えば、運転席から
の車両走行の停止情報の入力や、車両全体の稼動が停止したことが挙げられる。
Further, when the determination unit 23 determines “ground fault”, the ground fault signal is output from the determination unit 23 to the ground fault detection unit 24. The ground fault detection unit 24 having received the ground fault signal outputs a signal to open the circuit breaker 3. The ground fault detection unit 24 may be configured as the circuit breaker 3 unless there is a request for stopping the signal from the outside.
Continue outputting the signal to open the The request for stopping the signal from the outside includes, for example, the input of the stop information of the vehicle travel from the driver's seat and the stop of the operation of the whole vehicle.

故障が発生した電力変換回路6を“故障”として判定できるため、車両全体の制御対象か
ら取り除くことが可能となる。そのため残りの電力変換回路6によって電動機10を駆動
し、車両の走行を継続することができる。
Since the power conversion circuit 6 in which the failure has occurred can be determined as a "failure", it can be removed from the control object of the entire vehicle. Therefore, the motor 10 can be driven by the remaining power conversion circuit 6 to continue traveling of the vehicle.

(効果)
本実施形態の制御装置によれば、電流検出器の故障が特定できるため、故障発生時には接触器によって故障が発生している電力変換回路のみを開放することが可能である。複数個の電力変換回路が備わっている場合、その他の電力変換回路にて地絡事故の発生を検出することが可能となる。そのため、車両の安定的な走行を維持することが可能となる。
(effect)
According to the control device of the present embodiment, since the failure of the current detector can be identified, it is possible to open only the power conversion circuit in which the contactor has a failure when the failure occurs. When a plurality of power conversion circuits are provided, the occurrence of a ground fault can be detected by the other power conversion circuits. Therefore, stable traveling of the vehicle can be maintained.

さらに電流検出器の故障状態を、走行前の点検時に確認することが可能であるため、走行
中にこれら機器の故障に起因する問題を避けることができ、より信頼性の高い車両用制御
装置を実現することが可能となる。
Furthermore, since it is possible to confirm the failure state of the current detector at the time of inspection before driving, it is possible to avoid problems due to the failure of these devices while driving, and a more reliable vehicle control device can be obtained. It becomes possible to realize.

(第2の実施の形態)
第2の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図4は、第2の実施形態の車両
用制御装置の全体構成を示すブロック図である。尚、図1から3と同一の構成をとるもの
については、同符号を付して説明を省略する。
Second Embodiment
The second embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of a vehicle control system according to the second embodiment. In addition, about what takes the same structure as FIGS. 1-3, a same sign is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施形態は、第1の実施形態とは、模擬電流出力部26が備わっている点が異なってい
る。以下、その点について詳細に説明する。
The present embodiment differs from the first embodiment in that a simulated current output unit 26 is provided. Hereinafter, this point will be described in detail.

模擬電流出力部26は、入力電流検出部22に対し、模擬電流出力部15より電流を流す
。判定部23は、模擬電流出部26の入力状態と入力電流検出部22の出力信号より、電
流入力検出部22が故障状態か否かを判定する。
The simulated current output unit 26 supplies a current to the input current detection unit 22 from the simulated current output unit 15. The determination unit 23 determines whether the current input detection unit 22 is in a failure state based on the input state of the simulated current output unit 26 and the output signal of the input current detection unit 22.

以下に電流入力検出部22の故障判定手段について一例を挙げて説明する。 The failure determination means of the current input detection unit 22 will be described below by taking an example.

模擬電流出力部15の出力電流(Iβ)と、入力電流検出部22で検出される検出電流(
Iα)と比較して十分に小さい値である比較値(γ(>0))を判定部23に予め設定す
る。判定部23は、模擬電流出力(Iβ)の入力を受けて、(式1)により入力電流検出
部22の故障を判定する。次式を満たしている場合、は故障していないと判定する。
The output current (Iβ) of the simulated current output unit 15 and the detection current detected by the input current detection unit 22 (
A comparison value (γ (> 0)), which is a sufficiently small value as compared with Iα), is preset in the determination unit 23. The determination unit 23 receives an input of the simulated current output (Iβ), and determines a failure of the input current detection unit 22 according to (Expression 1). If the following equation is satisfied, it is determined that there is no failure.

(式1)|Iα―Iβ|<γ
また別の判定手段の例としては、図3に示した変換部9が動作中の場合のIEFの電流
値、変換部9が停止中の場合はIEの電流値を用いる。模擬電流出力部26から、IEF
やIE以上の電流を“模擬電流”信号と併せて判定部23に出力する。判定部23が、“
地絡”若しくは“故障”を判定できれば、入力電流検出部22は正常に動作していると判
定する。なおこの際、判定部23は、“模擬電流”信号を受けて判定を行うため、“地絡
”を判定した場合においても、実際には地絡は発生していないので、遮断器3及び接触器
8の開放信号は出力されない。
(Expression 1) | Iα-Iβ | <γ
As another example of the determination means, the current value of IEF when the conversion unit 9 shown in FIG. 3 is in operation, and the current value of IE when the conversion unit 9 is stopped are used. From the simulated current output unit 26, IEF
And a current of IE or more are output to the determination unit 23 together with the "simulated current" signal. The judgment unit 23
Ground fault "or" fault "if determining determines that the input current detector 22 is operating normally. Note at this time, the determination unit 23,""for a determination in response to a signal," simulated current Ground fault
Even in the case where it is determined that "", an open signal of the circuit breaker 3 and the contactor 8 is not output because a ground fault does not actually occur .

(効果)
以上述べた少なくともひとつの実施形態の制御装置によれば、故障発生時には接触器によ
って故障が発生している電力変換回路のみを開放し、地絡事故の発生を検出することが可
能となる。そのため、車両の安定的な走行を維持することが可能となる。
(effect)
According to the control device of at least one embodiment described above, it is possible to open only the power conversion circuit in which a failure has occurred by the contactor when a failure occurs, and to detect the occurrence of a ground fault. Therefore, stable traveling of the vehicle can be maintained.

また、第1の実施形態における電流検出器11の故障検出と合わせて実施することにより
、電流検出器または電流入力検出回路の故障を切り分けて検出することが可能となる。故
障箇所の発見が可能なため、速やかに事故要因分析が行える。
Further, by carrying out the present invention in combination with the failure detection of the current detector 11 in the first embodiment, it is possible to separate and detect the failure of the current detector or the current input detection circuit. As it is possible to detect the failure location, it is possible to quickly analyze the cause of the accident.

また、電流検出器または電流入力検出回路の故障状態は、走行前の点検時に確認すること
が可能であるため、走行中にこれら機器の故障に起因する問題を避けることができ、より
信頼性の高い車両用制御装置を実現することが可能となる。
In addition, since the fault condition of the current detector or the current input detection circuit can be confirmed at the time of inspection before traveling, it is possible to avoid problems due to the failure of these devices while traveling, which is more reliable. It is possible to realize a high vehicle control device.

第1の実施形態や第2の実施形態において、電流検出器11や入力電流検出部22が故障
と判定された場合、故障判定は表示器へ出力することが可能である。この表示器に、電流
検出器11と入力電流検出部22の少なくともどちらかで“故障”が判定された故障判定
が表示される。表示器の表示は、故障発生部分を特定する表示とすることも可能である。
また単に“故障”と表示することも可能である。このような表示手段を有することにより
、故障の発生箇所の特定を容易にし、速やかな交換・修理を行うことが可能となる。なお
、表示器は、車上、車体床下または車両外部に設けることが可能である。表示器としては
モニタ画面や表示灯以外にもブザーなどによって実現することも可能である。
In the first and second embodiments, when it is determined that the current detector 11 or the input current detection unit 22 is a failure, the failure determination can be output to the display. On this display, a fault determination in which “fault” has been determined by at least one of the current detector 11 and the input current detection unit 22 is displayed. The display on the display can also be a display that identifies a failure occurrence part.
It is also possible to simply display "fault". By having such display means, it is possible to easily identify the location where the failure has occurred and to carry out quick replacement / repair. The display can be provided on the vehicle, under the floor of the vehicle, or outside the vehicle. Besides the monitor screen and the indicator light, the display can be realized by a buzzer or the like.

このような表示手段を上記の実施形態と組み合わせることによって、電流検出器または電
流入力検出回路の故障を切り分けて検出でき、車上の表示器によって故障箇所の速やかな
交換・修理を行うことが可能となる。
By combining such display means with the above embodiment, the failure of the current detector or the current input detection circuit can be isolated and detected, and the display on the vehicle can be used to quickly replace and repair the failure. It becomes.

上記で説明された全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定す
るものではない。そのため、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の
要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施
形態やその変形は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
All embodiments described above are presented as examples and do not limit the scope of the invention. Therefore, the present invention can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 架線
2 集電装置
3 遮断器
4 変圧器
5 第1接地
6 電力変換回路
7a 第2接地
7b 第3接地
8 接触器
9 変換部
10 電動機
10a 第4接地
11 電流検出器
12 抵抗器
20 制御部
21 ゲート状態検出部
22 入力電流検出部
23 判定部
24 地絡検出部
25 故障検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 overhead wire 2 current collection apparatus 3 circuit breaker 4 transformer 5 1st grounding 6 power conversion circuit 7a 2nd grounding 7b 3rd grounding 8 contactor 9 conversion part 10 motor 10a 4th grounding 11 electric current detector 12 resistor 20 control part 21 gate state detection unit 22 input current detection unit 23 determination unit 24 ground fault detection unit 25 failure detection unit

Claims (1)

鉄道車両の車体に搭載された車両用制御装置において、In a control device for a vehicle mounted on a body of a railway vehicle,
複数のコンデンサが直列接続され、その中性点が前記車体の接地に接続されたフィルタコンデンサと、A filter capacitor in which a plurality of capacitors are connected in series and whose neutral point is connected to the ground of the vehicle;
入力側に前記フィルタコンデンサが接続され、出力側に電動機が接続され、制御部からのゲート信号を受け取りスイッチング素子をスイッチング動作させることで前記電動機を駆動する電力変換部と、A power converter connected to the input side with the filter capacitor and connected to the output side with the motor, receiving a gate signal from the control unit and switching the switching element to drive the motor;
前記フィルタコンデンサの中性点と前記車体の接地との間に設けられた電流検出器と、A current detector provided between the neutral point of the filter capacitor and the ground of the vehicle body;
前記電力変換部が前記制御部からのゲート信号を受け取り前記電力変換部が動作中であると判断されたとき、前記電流検出器から得られる電流値と第1のセット値とを比較して前記電流値が前記第1のセット値よりも大きい場合は地絡と判断すると共に、前記電流検出器から得られる電流値と前記第1のセット値よりも小さい第2のセット値とを比較して前記電流値が前記第2のセット値よりも小さい場合は電流検出器の故障と判断する判定部と、を有する車両用制御装置。When the power conversion unit receives the gate signal from the control unit and it is determined that the power conversion unit is in operation, the current value obtained from the current detector is compared with a first set value to determine If the current value is larger than the first set value, it is determined that there is a ground fault, and the current value obtained from the current detector is compared with a second set value smaller than the first set value. A control unit for a vehicle, comprising: a determination unit that determines that the current detector is faulty if the current value is smaller than the second set value.
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