JPS6352602A - Braking controller for electric automobile - Google Patents

Braking controller for electric automobile

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JPS6352602A
JPS6352602A JP19624486A JP19624486A JPS6352602A JP S6352602 A JPS6352602 A JP S6352602A JP 19624486 A JP19624486 A JP 19624486A JP 19624486 A JP19624486 A JP 19624486A JP S6352602 A JPS6352602 A JP S6352602A
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braking
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induction motor
power
failure
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Masashi Nakamura
誠志 中村
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PURPOSE:To miniaturize and lighten a mechanical braking means by ON-OFF controlling a switching element so that said element supplies an induction motor with a dynamic braking DC power when it receives a fault signal of said switching element. CONSTITUTION:If the title apparatus is in good order, switches 18a, 20a, 22a are connected to an output terminal side of a function generator 16 for normal travel and respective semiconductor devices 28a, 28b, 30a, 30b, 32a, 32b of a power converter 26 are ON-OFF controlled so that a motor drive corresponding to a torque command T is performed. If a fault detector 44 detects any trouble, a defective semiconductor device is decided and a DC braking mode is selected. On the basis of said decision and selection, the fault detector 44 changes the switches 18a, 20a, 22a to an output terminal side of the function generator 46. Consequently, a switching signal for DC braking of a motor 42 is obtained as the output of comparators 18, 20, 22.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電気自動車の制動制御装置、特に電気的制動
力によって駆動モータ制御を行う制動INII+御装置
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a brake control device for an electric vehicle, and particularly to a brake INII+ control device that controls a drive motor using an electric braking force.

[従来の技術] 電気自動車には、バッテリ電力を交流に変換してモータ
に供給するための電力変換部が設けられており、この電
力変換部には、スイッチング素子として半導体素子が用
いられている。
[Prior Art] An electric vehicle is provided with a power conversion section that converts battery power into alternating current and supplies it to a motor, and this power conversion section uses a semiconductor element as a switching element. .

しかしながら、この半導体素子の信頼性は未だ十分に確
保されているとは言えず、半導体素子が故障した場合に
は、運転上の支障が生じ、危険な状態となるので、迅速
な駆動モータの制御が必要となる。
However, the reliability of this semiconductor element has not yet been sufficiently ensured, and if the semiconductor element fails, it may cause problems in operation and create a dangerous situation. Is required.

従来、半導体素子が故障した場合には、一般に車両を安
全に停止させるための非常用の制御手段として油圧ブレ
ーキ等の機械的制動手段が用いられている。
Conventionally, mechanical braking means such as hydraulic brakes are generally used as emergency control means to safely stop a vehicle when a semiconductor element fails.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、電力変換部の半導体素子の故障時におけ
る車両の安全な停止制御を、従来のように機械式の油圧
ブレーキ等のみの制動力に依存する場合には、モータに
よる電気的制動を期待せずに、機械的制動手段の設計が
行われる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when the safe stopping control of the vehicle in the event of a failure of the semiconductor element of the power conversion section relies solely on the braking force of a mechanical hydraulic brake, etc. as in the past, , mechanical braking means are designed without expecting electrical braking by the motor.

従って、モータの電気的制動が期待できる場合であって
も、油圧ブレーキ等の機械的制動手段の容積や重量は大
きなものとなる。
Therefore, even if electrical braking of the motor can be expected, the volume and weight of mechanical braking means such as a hydraulic brake are large.

即ち、電気自動車特有の電気的制動力が十分に活用され
ていないために、機械的制動手段のmmなどにより、車
両の一充電走行距離は短くなるという問題があった。
That is, since the electric braking force unique to electric vehicles is not fully utilized, there is a problem in that the distance traveled by the vehicle on one charge is shortened due to the mm of the mechanical braking means.

本発明は、上記問題点に鑑み為されたものであり、その
目的は、スイッチング素子の故障時の駆動モータの電気
的制動を有効に行うことにより、機械的制動手段を小型
軽量化し、車両の一充電走行距離を長くすることのでき
る電気自動車の制動11ftil装置を提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to reduce the size and weight of the mechanical braking means by effectively electrically braking the drive motor when a switching element fails, thereby improving the vehicle performance. An object of the present invention is to provide an 11ftil braking device for an electric vehicle that can extend the mileage per charge.

[問題点を解決するための手段] 上記目的達成のため、本発明は、複数のスイッチング素
子によってバッテリ電力を交流に変換して車両駆動用誘
導モータへ供給するミノJ変換部と、走行指令及び走行
条件に基づいて求められたトルク指令に応じた交流電力
が誘導モータに供給されるように前記各スイッチング素
子をオンオフ制御するスイッチング素子制御回路と、を
含む電気−動車において、 前記各スイッチング素子毎の故障の有無を検出する故障
検出部と、 前記スイッチング素子制御回路内に設けられ、故障検出
部から故障有りの信号を受けたときのみ、発電a、II
動用の直流電力が誘導モータへ供給されるよう前記各ス
イッチング素子をオンオフ制御する制動信号発生部と、 を含み、スイッチング素子の故障時に誘導モータを発電
制動することを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a mino-J converter that converts battery power into alternating current using a plurality of switching elements and supplies the alternating current to an induction motor for driving a vehicle; and a switching element control circuit that controls each switching element on and off so that alternating current power according to a torque command determined based on running conditions is supplied to the induction motor. a failure detection unit that detects whether there is a failure in the switching element control circuit;
a braking signal generating section that controls on/off of each of the switching elements so that DC power for driving is supplied to the induction motor, and the induction motor is dynamically braked when a switching element fails.

[作用] 上記構成によれば、まず故障検出部が各スイッチング素
子に生じた故障を迅速に検出し、故障有りの信号をスイ
ッチング素子制御回路へ供給する。
[Operation] According to the above configuration, first, the failure detection section quickly detects a failure that occurs in each switching element, and supplies a signal indicating that there is a failure to the switching element control circuit.

この信号供給により、スイッチング素子制御回路内に設
けられた制動信号発生部が作動し、誘導モータへ直流電
力が供給されるように、各スイッチング素子をオンオフ
制御する。
By supplying this signal, a braking signal generator provided in the switching element control circuit is activated, and each switching element is controlled to be turned on or off so that DC power is supplied to the induction motor.

直流電力が供給された誘導モータは発電制動されること
となる。
The induction motor supplied with DC power will be dynamically braked.

こうして、スイッチグ素子の故障時における誘導モータ
の有効な電気的制動がなされることによって、機械的制
動手段の小型軽量化が達成可能となる。
In this way, the induction motor can be effectively electrically braked in the event of a failure of the switching element, thereby making it possible to reduce the size and weight of the mechanical braking means.

[実施例] 第1図は本発明の好適な実施例を示す概略回路図であり
、車両制御部1oは、前後進スイッチ、アクセルセンサ
、アクセルスイッチ、ブレーキセンサ等の走行指令に基
づきトルク指令Tを出力する。トルク指令Tは、スイッ
チング素子制御回路内のベクトル演算部14に供給され
る、ベクトル演算部14ではこのトルク指令T及びフィ
ードバックされた走行条件、本例ではモータ回転数N及
びバッテリ電圧■に基づきベクトル演算が行われる。こ
の演算結果14aは通常走行用の関数発生器16に送ら
れ、この関数発生器16ではトルク−指令Tに相当する
正弦波が得られる。
[Embodiment] FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a preferred embodiment of the present invention, in which a vehicle control unit 1o generates a torque command T based on driving commands from a forward/reverse switch, an accelerator sensor, an accelerator switch, a brake sensor, etc. Output. The torque command T is supplied to the vector calculation unit 14 in the switching element control circuit. An operation is performed. This calculation result 14a is sent to a function generator 16 for normal running, and a sine wave corresponding to the torque command T is obtained in this function generator 16.

関数発生器16の出力は、120°位相がずれたU相、
■相、W相としてコンパレータ18゜20.22の一方
の端子に、それぞれスイッチ18a、20a、22aを
介して供給される。
The output of the function generator 16 is a U phase whose phase is shifted by 120°,
The signals are supplied to one terminal of the comparator 18, 20, and 22 as the (1) phase and the W phase via switches 18a, 20a, and 22a, respectively.

各コンパレータ18,20.22の他方の端子には比較
用ののこぎり波発生器24の出力が供給されている。
The output of a comparison sawtooth wave generator 24 is supplied to the other terminal of each comparator 18, 20.22.

各コンパレータ18,20.22の出力は、18b、2
0b、22bを介して、電力変換部26を構成する3対
の各半導体素子32a。
The output of each comparator 18, 20.22 is 18b, 2
Three pairs of semiconductor elements 32a forming the power conversion section 26 are connected to each other via 0b and 22b.

32b、30a、30b、28a、28bにそれぞれの
駆動回路を介して供給され、各半導体素子のオンオフ制
御信号となる。
The signal is supplied to 32b, 30a, 30b, 28a, and 28b via their respective drive circuits, and serves as an on/off control signal for each semiconductor element.

スイッチ18b、20b、22bと3対の各半導体素子
との間は、分岐したラインの一方側にインバータ34,
36.38を設け、各コンパレータからの出力を反転さ
せ、多対の半導体素子へ相互に反転したオンオフ信号が
供給されるように接続されている。
Between the switches 18b, 20b, 22b and each of the three pairs of semiconductor elements, an inverter 34 is connected on one side of the branched line.
36 and 38 are provided to invert the output from each comparator, and are connected so that mutually inverted on/off signals are supplied to multiple pairs of semiconductor elements.

そして、バッテリ40の電圧が、スイッチング素子制御
回路12によってオンオフ制御される各駆動回路及び半
導体素子を介して誘導モータ42に印加されている。
The voltage of the battery 40 is applied to the induction motor 42 via each drive circuit and semiconductor element, which are controlled on and off by the switching element control circuit 12.

さらに、本装置には、本発咀の特徴事項である故障検出
部44が設けられており、電力変換部26を構成するス
イッチング素子である各半導体素子28a、28b、3
0a、30b、32a。
Furthermore, this device is provided with a failure detection section 44, which is a feature of the present invention, and each semiconductor element 28a, 28b, 3 which is a switching element constituting the power conversion section 26
0a, 30b, 32a.

32bのそれぞれの故障の有無を検出している。The presence or absence of a failure in each of 32b is detected.

また、スイッチング素子制御回路12には、半導体素子
の故障時に誘導モータ42に直流電力が供給されるよう
に各半導体素子を制御するための制御信号発生部が設け
られている。すなわち、本例では直流制動用関数発生器
46が設けられ、その出力端はスイッチ18a、20a
、22aのもう一方の切換端子とされている。
Further, the switching element control circuit 12 is provided with a control signal generating section for controlling each semiconductor element so that DC power is supplied to the induction motor 42 when a semiconductor element fails. That is, in this example, a DC braking function generator 46 is provided, and its output terminal is connected to the switches 18a and 20a.
, 22a is the other switching terminal.

第2図は、第1図に示した実施例の動作を示すフローチ
ャートであり、まず故障検出部44にて故障の有無が検
出される(3101)。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the embodiment shown in FIG. 1. First, the presence or absence of a failure is detected in the failure detection section 44 (3101).

故障のない場合には、通常走行用のii制御が行われる
(8102>。即ち、第1図においてスイッチ18a、
20a、22aは、通常走行用の関数発生器16の出力
端子側に接続され、トルク指令Tに相当するモータ駆動
が行われるように電力変換部26の各半導体素子のオン
オフ制御がなされる。
If there is no failure, ii control for normal running is performed (8102>. That is, in FIG. 1, switch 18a,
20a and 22a are connected to the output terminal side of the function generator 16 for normal running, and perform on/off control of each semiconductor element of the power converter 26 so that the motor drive corresponding to the torque command T is performed.

各半導体素子の故障がない場合には、この通常の制御が
繰返し行われる。
If there is no failure in each semiconductor element, this normal control is repeated.

故障検出部44が故障を検出した場合には、故障した半
導体素子を判別するとともに、直流°電力を供給するこ
とにより誘導モータ42の発電制動を行うための直流制
動モードの選択がなされる(8103)。この判別及び
選択に基づき、故障検出部44はスイッチ18a、20
a、22aへ信号を送り、これら各スイッチは関数発生
器46の出力端子側に切替えられる。
When the failure detection unit 44 detects a failure, it determines the failed semiconductor element and selects a DC braking mode for dynamically braking the induction motor 42 by supplying DC power (8103 ). Based on this determination and selection, the failure detection unit 44 detects the switches 18a, 20
a, 22a, and each of these switches is switched to the output terminal side of the function generator 46.

これにより、モータの直流制動用のスイッチング信号が
コンパレータ18,20.22の出力として得られる。
Thereby, a switching signal for DC braking of the motor is obtained as the output of the comparators 18, 20, 22.

例えば、半導体素子28aがショートして故障している
場合、対となっている半導体素子28bは開放状態とし
ておく必要があり、故障検出部44は切替信号の供給に
よりスイッチ22bをLOW側に切替える(5104)
For example, if the semiconductor element 28a is short-circuited and has failed, the paired semiconductor element 28b needs to be left open, and the failure detection unit 44 switches the switch 22b to the LOW side by supplying a switching signal ( 5104)
.

従って、半導体素子28aがショートしている場合には
、半導体素子28bは常に非導通状態が保たれることに
なる。更に、半導体素子30a及び32aがオフ、30
b及び32bがオンするよう切替制御がなされることに
より、ii!!導モータ42に直流電力が供給され、発
電制動がかかることになる(3105)。
Therefore, when the semiconductor element 28a is short-circuited, the semiconductor element 28b is always maintained in a non-conductive state. Further, semiconductor elements 30a and 32a are turned off, 30
By performing switching control so that b and 32b are turned on, ii! ! DC power is supplied to the induction motor 42, and dynamic braking is applied (3105).

以上の動作により、車両の走行中におけるスイッチング
素子の故障が迅速に検出され、この故障検出信号により
スイッチング素子制御回路12内の回路切替えが行われ
、誘導モータ42の電気的制動が有効に行われる。
Through the above operations, a failure of the switching element while the vehicle is running is quickly detected, and this failure detection signal causes circuit switching in the switching element control circuit 12 to effectively perform electrical braking of the induction motor 42. .

このように、誘導モータ42の制動を自動的に行うこと
も可能であるが、関数発生部46の出力をブレーキセン
サの踏込珊もしくは踏力に比例して変化さけることによ
り、制動力を可変とすることも可能である。
In this way, it is possible to automatically brake the induction motor 42, but the braking force can be made variable by changing the output of the function generator 46 in proportion to the depression rate or pedal force of the brake sensor. It is also possible.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明にかかる電気自動車の制動
制御装置によれば、車両の走行中に電力変換部に使用さ
れている半導体素子(スイツヂグ素子)が故障した場合
、誘導モータに対し有効に電気的制動力をかけることが
でき、機械的制動手段、例えば油圧ブレーキが確保すべ
き制動力を少ない値とすることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the braking control device for an electric vehicle according to the present invention, when the semiconductor element (switching element) used in the power conversion section fails while the vehicle is running, the induction Electrical braking force can be effectively applied to the motor, and the braking force that should be secured by mechanical braking means, such as a hydraulic brake, can be reduced to a small value.

即ち、機械的制動手段の容積を小さくし、重母を軽量化
することも可能である。
That is, it is also possible to reduce the volume of the mechanical braking means and to reduce the weight of the weight.

これにより、電気自動車の一充電走行距離を長くするこ
とができ、あるいは以前と同等の一充電走行距離を確保
しつつ駆動用バッテリの小型化を行うことが可能となる
This makes it possible to increase the travel distance of an electric vehicle on a single charge, or to downsize the driving battery while ensuring the same travel distance on a single charge as before.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の好適な実施例を示す概略回路図、 第2図は第1図に示した実施例の動作を説明するための
フローチャート図である。 12 ・・・ スイッチング素子制御回路14 ・・・
 ベクトル演算部 16 ・・・ 通常走行用関数発生器 18.20.22  ・・・ コンパレータ26 ・・
・ 電力変換部 18a、18b、30a、32a、32b  −・・ス
イッチング素子 42 ・・・ 誘導モータ 44 ・・・ 故障検出部 46 ・・・ 直流制動用関数発生器 第2図
FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 12... Switching element control circuit 14...
Vector calculation unit 16...Normal running function generator 18.20.22...Comparator 26...
- Power conversion sections 18a, 18b, 30a, 32a, 32b --- Switching element 42 --- Induction motor 44 --- Failure detection section 46 --- DC braking function generator FIG.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数のスイッチング素子によってバッテリ電力を
交流に変換して車両駆動用誘導モータへ供給する電力変
換部と、 走行指令及び走行条件に基づいて求められたトルク指令
に応じた交流電力が誘導モータに供給されるように前記
各スイッチング素子をオンオフ制御するスイッチング素
子制御回路と、を含む電気自動車において、 前記各スイッチング素子毎の故障の有無を検出する故障
検出部と、 前記スイッチング素子制御回路内に設けられ、故障検出
部から故障有りの信号を受けたときのみ、発電制動用の
直流電力が誘導モータへ供給されるよう前記各スイッチ
ング素子をオンオフ制御する制動信号発生部と、 を含み、スイッチング素子の故障時に誘導モータを発電
制動することを特徴とする電気自動車の制動制御装置。
(1) A power converter that converts battery power into alternating current using multiple switching elements and supplies it to the induction motor for driving the vehicle; and a power converter that converts battery power into alternating current and supplies it to the induction motor for driving the vehicle; a switching element control circuit that controls on/off of each of the switching elements so that the switching element is supplied to the electric vehicle; a braking signal generating section configured to control each of the switching elements on and off so that DC power for dynamic braking is supplied to the induction motor only when a signal indicating a failure is received from the failure detection section; A braking control device for an electric vehicle, which performs dynamic braking on an induction motor when a failure occurs.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06121404A (en) * 1992-10-06 1994-04-28 Hitachi Ltd Apparatus of controlling electric rolling stock
US5541494A (en) * 1993-03-29 1996-07-30 Aisin Aw Co., Ltd. Motor control system for electric cars
EP0943480A1 (en) * 1996-09-17 1999-09-22 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Driving device for electric motor-operated vehicle

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