JPH0923502A

JPH0923502A - 電気自動車用制御装置

Info

Publication number: JPH0923502A
Application number: JP7170653A
Authority: JP
Inventors: Satoru Kaneko; 金子　　悟; Ryozo Masaki; 良三正木; Yusuke Takamoto; 祐介高本; Taizo Miyazaki; 泰三宮崎; Sanshiro Obara; 三四郎小原; Hidekazu Otsu; 英一大津
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-07-06
Filing date: 1995-07-06
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、道路上で立ち往生することな
く安全に走行する信頼性の高い電気自動車用制御装置を
提供することにある。【構成】制御装置４と、交流電動機３の回転速度を推定
する速度推定手段８と、速度検出器１１，１２と、故障
検出手段１０とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気自動車用制御装置に
係り、特に故障した場合でも、直ちに故障を検出し走行
を継続する電気自動車用制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車用制御装置に関するものとし
て、実開平5−11703号公報に、交流電動機より検出した
電流値が異常かを判定する電流値異常判定手段と、前記
交流電動機より検出した回転の有無を判定する回転判定
手段とを設け、両判定手段の判定結果に基づいた故障箇
所の表示を行い走行停止等の制御を行うことが記載され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、発進
操作を行っても走行しない場合や、走行中に停止した場
合に、故障箇所を表示し、修理を行いやすくするといっ
たものであるが、速度検出器が故障した場合は走行する
ことが不可能になり、道路上で立ち往生するという問題
があった。また、上記、従来技術は速度検出器の検出精
度があまり良くなく故障検出精度を向上させようとする
と速度検出器を増設しなければならなくなり、コスト
が、かかりすぎるという問題あった。

【０００４】本発明の第１の目的は、道路上で立ち往生
することなく安全に走行する信頼性の高い電気自動車用
制御装置を提供することにある。

【０００５】本発明の第２の目的は、速度検出器の増設
なしで、速度検出器の故障検出精度を向上させる電気自
車用制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】交流電動機と、該交流電
動機の速度信号を検出する少なくとも１つの速度検出器
と、前記交流電動機の１次電流信号を検出する電流検出
器を備えた電気自動車用制御装置であって、電力変換器
を制御する制御装置内で、前記１次電流信号により前記
交流電動機の速度推定値を推定する速度推定手段と、前
記速度推定値と前記複数の速度検出器により計測された
複数の速度検出値の入力により速度検出器の故障検出を
行う故障検出手段を備えることにより達成できる。

【０００７】

【作用】まず、制御装置内では、交流電動機の１次電流
信号と制御装置内で演算される１次電圧指令を用いて交
流電動機の回転速度を推定する。これが速度推定手段で
あって、これにより得られた速度推定値と速度検出器に
より得られた速度検出値とを随時比較することにより、
速度検出器の故障を検出する。

【０００８】そして、交流電動機の制御に用いている速
度信号を出力する速度検出器の故障を検出した場合に
は、直ちに制御装置内で別の正常な速度検出器からの速
度信号に切り替えることにより交流電動機の制御をす
る。すべての速度検出器が故障の場合は、速度推定手段
により得られた速度推定値を用いることにより、交流電
動機の制御をする。

【０００９】

【実施例】以下、本発明による実施例について図を参照
し説明する。

【００１０】図１は、本発明の一実施例である電気自動
車制御装置を用いた速度検出器の故障検出の構成を示す
図である。

【００１１】電気自動車の主な駆動システムの構成は、
電力発生源であるバッテリー１と、バッテリー１の直流
電力を交流電力に変換する電力変換器２と、電力変換器
２で発生された交流電力によりトルクを発生し回転する
走行駆動用の交流電動機３と、交流電動機３の１次電圧
と１次周波数の指令を与える制御装置４となっている。
この制御装置４内で実際に交流電動機を制御するための
１次電圧と１次周波数の指令を決定しているのが制御手
段５であり、その内部構成を図２を用いて説明する。ま
ず、アクセル６の出力信号ＡＣＣとブレーキ７の出力信
号ＢＲＫによりトルク指令演算器２１において交流電動
機３のトルク指令Ｔｒ＊を演算する。次にトルク指令Ｔ
ｒ＊をトルク制御器２２に入力し、交流電動機３のトル
ク電流指令Ｉｔ＊と励磁電流指令Ｉｍ＊を演算する。次
にトルク電流指令Ｉｔ＊と励磁電流指令Ｉｍ＊をベクト
ル制御器２３に入力し、交流電動機３に流す１次電流の
指令Ｉ１＊を演算する。さらに、電流制御器２４におい
て１次電流指令Ｉ１＊と１次電流信号Ｉ１を入力し交流
電動機３の１次電圧指令Ｖ１＊を演算する。最後にＰＷ
Ｍ制御部２５によりＰＷＭ信号に変換して、電力変換器
２をＰＷＭ制御する。ここでは、トルク指令を直ちに与
えるトルク制御系を示したが、その他速度制御器を付加
し、速度指令を与えて速度制御方式としても良い。以上
が制御手段５の構成である。この制御系では、交流電動
機３の回転速度信号ωｍがベクトル制御器２３に入力さ
れ、交流電動機３の１次周波数指令を決定するための重
要なフィードバック値となっている。もしこの回転速度
信号ωｍを検出している速度検出器に異常が生じれば交
流電動機３は制御不能となってしまい電気自動車は走行
できなくなるので、速度検出器の故障検出は電気自動車
の信頼性向上の上で重要な機能となる。以下に本発明の
特徴の一つである速度検出器の故障検出について図１を
用いて説明する。

【００１２】まず、制御装置４内の速度推定手段８で
は、電力変換器２と交流電動機３を接続する動力線に取
り付けられた電流検出器９により検出される１次電流信
号Ｉ１と、制御装置４内で演算される１次電圧指令Ｖ１
＊の入力により、交流電動機３の速度推定を行う。実際
は１次電圧と１次電流により交流電動機の速度は推定さ
れるが、このように１次電圧の代わりに制御装置４内で
演算している１次電圧指令Ｖ１＊を用いることにより新
しく検出器を設けることなく速度の推定ができる。例え
ば、速度推定手段８は一般的な方法として図３に示すよ
うに構成すればよい。まず、図３において速度推定手段
８は、１次電流信号Ｉ１と１次電圧信号Ｖ１＊を２次磁
束演算部２６に入力し、（数１）式によって２次磁束φ
２を演算する。

【００１３】 φ２＝(Ｌ２／Ｍ)・φ１−Ｌｌ・Ｉ１ …（数１）ここで、Ｌ２は２次インダクタンス、Ｍは相互インダク
タンス、φ１は１次磁束であり、１次磁束φ１は（数
２）式によって演算できる。

【００１４】 φ１＝∫(ｋ・Ｖ１＊−Ｒ１・Ｉ１)ｄｔ …（数２）ここで、ｋはインバータゲインである。次に速度推定手
段８では、１次周波数演算部２７において２次磁束演算
値φ２を入力し、（数３）式によって１次周波数ω１ｈ
を演算する。

【００１５】 ω１ｈ＝(φ２ｄ・ｄ(φ２ｑ)／ｄｔ−φ２ｑ・ｄ(φ２ｄ)／ｄｔ) ／（φ２ｄ＾２＋φ２ｑ＾２） …（数３）ここで、φ２ｄは２次磁束のｄ軸成分、φ２ｑは２次磁
束のｑ軸成分である。また次に速度推定手段８では、滑
り周波数演算部２８において２次磁束演算値φ２と１次
電流信号Ｉ１を入力し、（数４）式によって滑り周波数
ωｓｈを演算する。

【００１６】 ωｓｈ＝Ｒ２・Ｍ／Ｌ２・(φ２ｄ・Ｉ１ｑ−φ２ｑ・Ｉ１ｄ) ／(φ２ｄ＾２＋φ２ｑ＾２) …（数４）ここで、Ｒ２は２次抵抗、Ｉ１ｄは１次電流のｄ軸成
分、Ｉ１ｑは１次電流のｑ軸成分である。そして最後に
速度推定手段８は得られた１次周波数ω１ｈと滑り周波
数ωｓｈの差分を減算器２９によって求め、その値を速
度推定値ωｈとして故障検出手段１０に出力する。ここ
では、速度推定には一般的な方法として１次周波数と滑
り周波数を演算する方法を用いたが、速度推定オブザー
バを用いて交流電動機３の回転速度を推定しても良い。
また、２次磁束φ２の演算には１次電圧指令Ｖ１＊を用
いているが、交流電動機３に予め電圧検出器が設けてあ
る場合は、それによって得られる１次電圧信号を用いて
も良い。

【００１７】制御装置４では、このようにして得られた
速度推定値ωｈと、交流電動機３に取り付けられた第１
速度検出器１１によって得られた速度検出値ω１と、同
じく交流電動機３に取り付けられた第２速度検出器１２
によって得られた速度検出値ω２を故障検出手段１０に
入力し、それぞれの速度検出器の故障検出を行う。

【００１８】ここで、故障検出手段１０の処理手順を図
４を用いて説明する。図４は故障検出の処理手順を示す
フローチャートである。故障検出の処理手順としては主
に故障モードの判定とその故障モードに対応する処理が
あり、最初に故障モードの判定方法について説明する。
ここではモード０を正常な状態，モード１を第１速度検
出器１１が故障した状態，モード２を第２速度検出器１
２が故障した状態，モード３を第１，第２速度検出器が
共に故障した状態，モード４を電力変換器２かもしくは
電流検出器９が故障した状態と仮定する。

【００１９】まず、ステップ３０で現在の故障モードを
調べ、その結果がモード０ならばステップ３１において
すべての速度検出器の故障判定を行う。ここでの判定方
法としては、第１速度検出器１１の検出値ω１と第２速
度検出器１２の検出値ω２と速度推定手段８で演算され
た速度推定値ωｈをそれぞれ入力し、それぞれの検出値
を比較しある検出値がその他の検出値と誤差設定値以上
になった場合に、その検出値を出力した速度検出器を故
障とする方法である。次にステップ３２においてステッ
プ３１の故障判定結果を調べ、すべての速度検出器が正
常であった場合はステップ３３において故障モードを０
に設定する。それに対し、ステップ３２においていずれ
かの速度検出器に故障が検出された場合にはステップ３
４において故障判定結果に応じたモードに設定される。

【００２０】またステップ３０において故障モードが１
であった場合には続いてステップ３５で第２速度検出器
１２の故障判定を行う。この第２速度検出器１２の故障
判定方法は、速度推定値ωｈと検出値ω２との偏差をと
り、この偏差が誤差設定値以上になった場合に電力変換
器２と電流検出器９の故障判定を行い、その結果両者が
正常であったならば第２速度検出器１２を故障とする方
法である。続いてステップ３６で第２速度検出器１２の
故障判定結果を調べ正常であった場合はそのままリター
ンし、故障であった場合はステップ３７において故障モ
ードを３に設定する。次にステップ３０において故障モ
ードが２であった場合には続いてステップ３８で第１速
度検出器１１の故障判定を行う。この第１速度検出器１
１の故障判定方法は、先で述べた第２速度検出器１２の
故障判定方法と同様の処理を行えば良い。続いてステッ
プ３９で第１速度検出器１１の故障判定結果を調べ正常
であった場合はそのままリターンし、故障であった場合
はステップ４０において故障モードを３に設定する。

【００２１】またステップ３０において故障モードが３
であった場合には続いてステップ４１で電力変換器２と
電流検出器９の故障判定を行い、ステップ４２で両者の
故障判定結果を調べ共に正常であった場合はそのままリ
ターンし、少なくともどちらかが故障であった場合はス
テップ４３において車の停止処理を行い故障モードを４
に設定する。またステップ４３において、電流検出器９
のみの故障であった場合にはＶ／Ｆ制御などのオープン
ループの制御を行い走行を継続しても良い。次に故障モ
ードに対応した処理について説明する。まずステップ４
４において現在の故障モードを調べ、その結果故障モー
ドが０であった場合はステップ４５で制御手段５に対し
検出値ω１を出力する。ここで故障モードが０であった
場合はすべての検出器が正常なので検出値ω１の代わり
に検出値ω２を出力しても良い。またステップ４４にお
いて現在の故障モードが１であった場合はステップ４６
で検出値ω２を出力し、故障モードが２であった場合は
ステップ４７で検出値ω１を出力する。さらに故障モー
ドが３であった場合はステップ４８で速度推定値ωｈを
出力し、故障モードが４であった場合はすべての速度検
出器が故障であるために速度信号の出力は行わない。

【００２２】以上のように、故障検出手段１０では速度
検出器１１，１２の故障検出を行い検出結果を故障通知
手段１１に出力するとともに、制御手段５に対しては常
に正常な速度信号を出力することができる。

【００２３】また、故障通知手段１３では、故障検出結
果に応じて運転者に故障の有無、および故障内容を通知
する。その故障通知手段１３について図５を用いて説明
する。図５は故障検出手段１３の構成を示した図であ
る。まず、正常な状態では故障検出手段１０からは故障
通知手段１３に対し何も出力しないので故障通知手段１
３は動作しない。それに対し故障検出手段１０は、速度
検出器の故障を検出した場合にはその故障内容を含んだ
故障通知信号を故障通知手段１３に出力する。故障通知
手段１３では、その故障通知信号を故障箇所判定部４９
に入力し故障内容を判別する。その後、その判別結果を
パネル表示部５０と警報部５１に入力しそれぞれパネル
表示と警報により運転者に対し故障状況を正確に知らせ
る。また、ここでは故障通知の方法としてはパネル表示
と警報を取り上げたが、ランプ表示や音声で故障を伝え
ても良い。

【００２４】以上が本発明の一実施例である速度検出器
が二つ搭載されている場合の説明であるが、本発明は速
度検出器が三つ以上の場合でも適用できる。

【００２５】次に、本発明の他の実施例である速度検出
器の一つがタイヤの回転速度を計測する車速検出器であ
る場合の速度検出器の故障検出について説明する。図６
が速度検出器の一つが車速検出器である場合の故障検出
の構成図である。以下、図６を用いてこの実施例につい
て説明するが故障検出の処理手順については速度検出器
が二つの場合と基本的に同じであり、異なる点について
のみ説明する。

【００２６】まず、図６において速度検出器５５は交流
電動機３の回転速度を計測し、その検出値ωａを制御装
置４内の故障検出手段１０に入力する。また速度推定手
段８は電流検出器９からの１次電流信号Ｉ１と電圧検出
器５６からの１次電圧信号Ｖ１を入力し、交流電動機３
の速度を推定してその推定値ωｈを故障検出手段１０に
入力する。先の実施例では、速度推定には１次電圧指令
Ｖ１＊を用いたが交流電動機３に電圧検出器５６が設け
てある場合はこれによって得られる１次電圧信号Ｖ１を
用いても良い。また、車速検出器５７により計測された
タイヤ５８の回転速度ｓ１は速度絶対値演算手段５９に
入力され、交流電動機３の回転速度の絶対値に変換され
る。また回転方向判別手段６０では、速度推定手段８で
得られた推定値ωｈを入力し、交流電動機３の回転方向
を判別する。そしてこれらによって得られた回転速度絶
対値と回転方向信号を速度演算部６１に入力し、速度演
算値ωｂが得られる。故障検出手段１０では、速度検出
値ωａと速度演算値ωｂと速度推定値ωｈを入力し、そ
れらの間で故障検出を行う。この実施例で用いた回転方
向判別手段６０は、一般に自動車に取り付けられている
車速検出器が回転速度の絶対値を計測するものであるた
めに必要となるものである。

【００２７】以上が本発明の他の実施例である速度検出
器の一つがタイヤの回転速度を計測する車速検出器であ
る場合の速度検出器の故障検出についての説明である
が、速度検出器の数は車速検出器を含め二つ以上あって
も構わない。また、上記の実施例では速度検出器の一つ
が車速検出器であったが、走行駆動用の交流電動機が同
期電動機であるときには図７に示すように、同期電動機
６５に取り付けられた磁極検出器６６によって得られる
磁極位置信号を用いて速度を演算しても良い。その場合
の速度演算方法を以下に示す。図７において制御装置４
内の速度演算手段６７は同期電動機６５に取り付けられ
た磁極検出器６６により得られる磁極位置信号を入力す
る。そして速度演算部６７内で磁極間の経過時間を計測
することにより同期電動機６５の回転速度ωｂを演算
し、その速度演算値ωｂを故障検出手段１０に出力して
速度検出器の故障検出の為の速度信号とする。その他に
も走行駆動用の交流電動機が同期電動機であるときには
図８に示すように、同期電動機６５に取り付けられた電
圧検出手段６８によって得られる誘起電圧信号を用いて
速度を検出しても良い。その場合の速度検出方法を以下
に示す。図８において制御装置４内の速度演算部６９は
同期電動機６５に取り付けられた電圧検出器６８により
得られる誘起電圧信号を入力する。そして同期電動機で
は誘起電圧をＥ，回転速度をωｂ，比例定数をｋ１とす
ると（数５）式が成り立つので、Ｅ＝ｋ１・ωｂ …（数５）（数５）式を用いて同期電動機６５の回転速度ωｂを演
算し、その演算値ωｂを故障検出手段１０に出力して速
度検出器の故障検出の為の速度信号とする。以上が本発
明の他の実施例である速度検出器の一つが車速検出器で
ある場合や磁極検出器もしくは電圧検出器を用いた速度
検出方法である場合の説明である。

【００２８】次に本発明のその他の実施例である速度検
出器が一つのみ搭載されている場合の故障検出方法につ
いて説明する。図９が速度検出器が一つのみ搭載されて
いる場合の故障検出方法の構成を示す図である。ここで
速度推定方法は先で述べた速度検出器が二つ搭載されて
いる場合と同様であるので説明は省略し、故障検出方法
のみ図１０を用いて説明する。図１０は故障検出の処理
手順を示すフローチャートである。故障検出の処理手順
としては主に故障モードの判定とその故障モードに対応
する処理があり、最初に故障モードの判定方法について
説明する。ここではモード０を正常な状態，モード１を
速度検出器５５が故障した状態，モード２を電力変換器
２かもしくは電流検出器９が故障した状態と仮定する。

【００２９】まず、ステップ７０で現在の故障モードを
調べ、その結果がモード０ならばステップ７１において
速度検出器５５と速度推定手段８の故障判定を行う。こ
こでの判定方法としては、まず速度検出器５５の検出値
ω１と速度推定手段８で演算された速度推定値ωｈをそ
れぞれ入力し二つの値の偏差をとり、この偏差が誤差設
定値以上になった場合に電力変換器２と電流検出器９の
故障判定を行う。その結果両者が正常であったときには
速度検出器５５を故障とし、また電力変換器２と電流検
出器９のいずれかに故障があったときには速度推定手段
を故障とする方法である。次にステップ７２においてス
テップ７１の故障判定結果を調べ、速度検出器５５およ
び速度推定手段８が共に正常であった場合はステップ７
３において故障モードを０に設定する。それに対し、ス
テップ７２においていずれかの速度検出手段に故障が検
出された場合にはステップ７４において故障判定結果に
応じたモードに設定される。またステップ７０において
故障モードが１であった場合には続いてステップ７５で
電力変換器２と電流検出器９の故障判定を行い、ステッ
プ７６で両者の故障判定結果を調べ共に正常であった場
合はそのままリターンし、少なくともどちらかが故障で
あった場合はステップ７７において車の停止処理を行い
故障モードを２に設定する。またステップ７７におい
て、電流検出器９のみの故障であった場合にはＶ／Ｆ制
御などのオープンループの制御を行い、走行を継続して
も良い。

【００３０】次に故障モードに対応した処理について説
明する。まずステップ７８において現在の故障モードを
調べ、その結果故障モードが０であった場合はステップ
７９で制御手段５に対し速度検出器５５の検出値ω１を
出力する。またステップ７８において現在の故障モード
が１であった場合はステップ８０で制御手段５に対し速
度推定値ωｈを出力し、さらに故障モードが２であった
場合は速度検出器５５と速度推定手段８が共に故障であ
るために速度信号の出力は行わない。

【００３１】以上のように、故障検出手段１０では速度
検出器５５の故障検出を行い、速度検出器５５の故障を
検出した場合でも制御手段５に対しては常に正常な速度
信号を出力することができる。以上が本発明のその他の
実施例である速度検出器が一つのみ搭載されている場合
の速度検出器の故障検出の説明である。

【００３２】また、本発明の特徴の一つである速度検出
器の故障検出は、速度推定手段を用いなくても実現可能
である。その実施例を図１１と図１２を用いて説明す
る。まず図１１は走行駆動用の交流電動機が同期電動機
であって、速度検出器が二つ搭載されている場合の構成
図である。図１１において同期電動機３には磁極検出器
６６が取り付けられており、制御装置４内の速度演算手
段６７はその磁極検出器６６により得られる磁極位置信
号を入力し、同期電動機３の回転速度ω３を演算する。
その演算方法は先で説明した磁極検出器を用いた同期電
動機の回転速度検出方法と同様な方法で良い。速度検出
手段１０は第１速度検出器１１の検出値ω１と第２の速
度検出器の検出値ω２と速度演算手段６７で得られた演
算値ω３を入力し、それぞれの速度検出器の故障判定を
行う。その故障検出方法は先で説明した、速度推定手段
を用いかつ速度検出器を二つ搭載した場合の故障検出方
法と同様な方法で良い。またここでは、本実施例は速度
検出器が二つの場合を説明したが速度検出器は一つでも
あるいは三つ以上でも良い。さらに、図１２に示すよう
に同期電動機３に取り付けてある電圧検出器６８により
得られる誘起電圧信号を用いても同期電動機３の回転速
度は演算可能である。また速度検出器の一つにタイヤ５
８の回転速度を計測する車速検出器５７を用いても速度
検出は可能である。これらの速度検出方法は、先の速度
推定手段を用いて故障検出を行う実施例の中で説明した
速度演算と同様な方法で良い。

【００３３】最後に本発明のその他の実施例である、複
数の速度信号を選択的に制御手段に用いる方式について
図１３を用いて説明する。図１３は速度信号を選択的に
制御手段に用いる方式の構成を示す図である。図１３に
おいて速度信号選択手段９０は、第１速度検出器１１の
検出値ω１と第２速度検出器１２の検出値ω２と速度推
定手段８により得られる速度推定値ωｈをそれぞれ入力
し、その中から制御手段５に対して出力する速度信号ω
ｍを選択する。その後制御手段５は選択された速度信号
ωｍを用いて交流電動機３の速度制御および駆動力制御
を行うことになる。ここで、速度信号選択手段９０の処
理手順について図１４を用いて説明する。図８は速度信
号選択手段９０の処理手順を示すフローチャートであ
る。まず、ステップ９１で第１速度検出器１１の検出値
ω１と第２速度検出器１２の検出値ω２と速度推定値ω
ｈをそれぞれ入力する。次にステップ９２においてすべ
ての速度検出器の故障判定を行う。ここでの故障判定方
法は先の実施例で説明した速度検出器二つと速度推定手
段による故障判定方法と同様の方法で良い。次にステッ
プ９３で故障判定結果を調べ、故障があったときにはス
テップ９４で故障に対する処理を行う。ここでの故障に
対する処理は先の実施例で説明した速度検出器二つと速
度推定手段を用いた場合の故障処理方法と同様の方法で
良い。それに対しステップ９３ですべての速度検出器が
正常であった場合にはステップ９５において各速度検出
器の精度を演算する。その精度演算方法は例えば、速度
推定値ωｈを基準として、その推定値ωｈに対するω１
とω２の偏差をそれぞれ求めれば良い。次にステップ９
６でそれぞれの偏差を比較し、その結果ω１の偏差が小
さければ第１速度検出器１１の精度が良いとしステップ
９７で制御手段５に対し速度信号ω１を出力する。それ
に対しω２の偏差が小さければ第２速度検出器１２の精
度が良いとしステップ９８で制御手段５に対し速度信号
ω２を出力する。以上のように複数の速度信号を選択的
に制御手段に用いることでノイズ等の影響によりある速
度検出器の検出精度が低下した場合でも、制御精度を低
下させることなく交流電動機の速度制御や駆動力制御を
継続することができる。またこの実施例では速度検出器
は二つであったが、速度検出器は一つであってもあるい
は三つ以上であっても良い。

【００３４】上記が本発明の実施例であるが、本実施例
では制御装置内はディジタル回路として記述したが、ア
ナログ回路であっても本発明は実施可能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、交流電動機の回転速度
を推定し、これにより得られた速度推定値と速度検出器
により得られた速度検出値とを随時比較することによ
り、速度検出器の故障を検出することができる。さら
に、交流電動機の制御に用いている速度信号を出力した
速度検出器の故障を検出した場合でも、直ちに別の正常
な速度検出値や速度推定値に切り替えることにより交流
電動機の制御を継続できるので、信頼性の向上を図るこ
とができる。

【００３６】また、より高精度な速度検出器の故障検出
にはより多くの速度情報を必要とするが、そのうちの一
つを速度推定値にすることにより、速度検出器を増設す
ることなく速度検出器の故障検出の高精度化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電気自動車制御装置を
用いた速度検出器の故障検出方法の構成を示す図であ
る。

【図２】走行駆動用の交流電動機を制御する制御手段の
構成を示す図である。

【図３】本発明の一実施例の速度推定手段の構成を示す
図である。

【図４】二つの速度検出器および速度推定手段を用いた
場合の故障検出の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図５】本発明の一実施例の故障通知手段の構成を示す
図である。

【図６】本発明の一実施例である速度検出器の一つに車
速検出器を用いた場合の故障検出方法の構成を示す図で
ある。

【図７】本発明の一実施例である交流電動機が同期電動
機でありかつ磁極検出器が取り付けてある場合の故障検
出方法の構成を示す図である。

【図８】本発明の一実施例である交流電動機が同期電動
機でありかつ電圧検出器が取り付けてある場合の故障検
出方法の構成を示す図である。

【図９】本発明の一実施例である速度検出器が一つのみ
搭載されている場合の故障検出方法の構成を示す図であ
る。

【図１０】速度検出器が一つのみ搭載されている場合の
故障検出の処理手順を示すフローチャートである。

【図１１】本発明の一実施例である速度推定器を用いず
に磁極検出器を用いた場合の故障検出方法の構成を示す
図である。

【図１２】本発明の一実施例である速度推定器を用いず
に電圧検出器を用いた場合の故障検出方法の構成を示す
図である。

【図１３】本発明の一実施例である複数の速度信号を選
択的に制御手段に用いる方式の構成を示す図である。

【図１４】本発明の一実施例の速度信号選択手段の動作
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

４…制御装置、８…速度推定手段、９…電流検出器、１
０…故障検出手段、１１…第１速度検出器、１２…第２
速度検出器、１３…故障通知手段、５５…速度検出器、
５７…車速検出器、６５…同期電動機、６６…磁極検出
器、６８…電圧検出器、９０…速度信号選択手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮崎泰三茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者小原三四郎茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者大津英一茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電動機と、該交流電動機の速度信号を
検出する少なくとも１つの速度検出器と、前記交流電動
機の１次電流信号を検出する電流検出器を備えた電気自
動車用制御装置において、電力変換器を制御する制御装置内で、前記１次電流信号
により前記交流電動機の速度推定値を推定する速度推定
手段と、前記速度推定値と前記複数の速度検出器により
計測された複数の速度検出値の入力により速度検出器の
故障検出を行う故障検出手段を備えた電気自動車用制御
装置。
【請求項２】請求項１記載において、前記故障検出手段
は、前記速度推定手段により推定された前記交流電動機
の速度推定値と前記複数の速度検出器により計測された
複数の速度検出値を比較し、差を求め他の値とある設定
値以上の差になった値を出力した速度検出器を故障と判
断することを特徴とする電気自動車用制御装置。
【請求項３】請求項１記載において、前記速度推定手段
は、前記制御装置内で演算される前記交流電動機の１次
電圧指令と前記電流検出器から出力された１次電流信号
を用いて速度推定値を演算することを特徴とする電気自
動車用制御装置。
【請求項４】請求項１記載において、前記速度推定手段
は、前記交流電動機に取り付けられた電圧検出器から出
力された１次電圧信号と前記電流検出器から出力された
１次電流信号を用いて速度推定値を演算することを特徴
とする電気自動車用制御装置。
【請求項５】請求項１記載において、前記故障検出手段
が、前記複数の速度検出器すべての故障を検出した場合
は、前記速度推定手段で演算された速度推定値を用い
て、前記交流電動機の速度制御および駆動力制御を行う
ことを特徴とする電気自動車用制御装置。
【請求項６】請求項１記載において、前記複数の速度検
出器のうちの一つは、タイヤの回転速度を計測する車速
検出器であることを特徴とする電気自動車用制御装置。
【請求項７】請求項１記載において、前記制御装置は、
前記車速検出器により検出されたタイヤの回転速度から
前記交流電動機の回転速度絶対値を演算する速度絶対値
演算手段と、前記速度推定値から前記交流電動機の回転
方向を判定する回転方向判定手段を備えたことを特徴と
する電気自動車用制御装置。
【請求項８】請求項１記載において、前記故障検出手段
が前記交流電動機と同軸上に取り付けられた前記速度検
出器すべての故障を検出した場合は、速度絶対値演算手
段と回転方向判別手段により得られる前記交流電動機の
速度演算値を用いて前記交流電動機の速度制御および駆
動力制御を行うことを特徴とする電気自動車用制御装
置。
【請求項９】請求項１記載において、前記交流電動機が
同期電動機である場合、前記複数の速度検出器のうちの
一つは、前記同期電動機に取り付けられた磁極検出器か
らの出力信号により前記同期電動機の回転速度を演算す
る速度検出器であることを特徴とする電気自動車用制御
装置。
【請求項１０】請求項１記載において、前記交流電動機
が同期電動機である場合、前記複数の速度検出器のうち
の一つは、前記同期電動機から計測される誘起電圧信号
により前記同期電動機の回転速度を演算する速度検出器
であることを特徴とする電気自動車用制御装置。
【請求項１１】請求項１記載において、前記故障検出手
段が前記複数の速度検出器のうち一つ以上の前記速度検
出器の故障を検出した場合に、パネル表示もしくは警報
により運転者に前記速度検出器の故障を通知する故障通
知手段を備えたことを特徴とする電気自動車用制御装
置。
【請求項１２】電気自動車の走行駆動用の同期電動機
と、前記同期電動機に交流電力を供給する電力変換器
と、前記電力変換器を制御する制御装置と、前記制御装
置に前記同期電動機の速度信号を検出する複数の速度検
出器を備えた電気自動車用制御装置において、前記制御
装置内で、前記同期電動機に取り付けられた磁極検出器
からの出力信号により前記同期電動機の回転速度を演算
する速度演算手段と、前記速度演算手段により演算され
た前記同期電動機の速度演算値と前記複数の速度検出器
により計測された複数の速度検出値の入力により、前記
複数の速度検出器の故障検出を行う故障検出手段を備え
たことを特徴とする電気自動車用制御装置。
【請求項１３】請求項１２記載において、前記速度演算
手段は、前記同期電動機に取り付けられた誘起電圧検出
手段により検出された誘起電圧信号を用いて前記同期電
動機の回転速度を演算することを特徴とする電気自動車
用制御装置。
【請求項１４】請求項１２記載において、前記複数の速
度検出器のうちの一つは、タイヤの回転速度を計測する
車速検出器であることを特徴とする電気自動車用制御装
置。
【請求項１５】請求項１２記載において、前記故障検出
手段が前記速度検出器群すべての故障を検出した場合
は、前記速度演算手段により得られた前記同期電動機の
速度演算値を用いて前記同期電動機の速度制御および駆
動力制御を行うことを特徴とする電気自動車用制御装
置。
【請求項１６】電気自動車の走行駆動用の交流電動機
と、前記交流電動機に交流電力を供給する電力変換器
と、前記電力変換器を制御する制御装置と、前記制御装
置に前記交流電動機の速度信号を入力する複数の速度検
出器と、前記制御装置に前記交流電動機の１次電流信号
を入力する電流検出器を備えた電気自動車において、前
記制御装置内で前記１次電流信号により前記交流電動機
の回転速度を推定する速度推定手段と、前記速度推定手
段により演算された前記交流電動機の速度推定値と前記
速度検出器により計測された複数の速度検出値のうちの
１つの前記交流電動機の速度信号として、選択的に制御
手段に出力する速度信号選択手段を備えたことを特徴と
する電気自動車制御装置。