KR101144451B1 - 전기차의 차륜 직경 계측 장치 - Google Patents

Abstract

동기 전동기를 적용한 속도 센서리스 벡터 제어의 전기차의 차륜 직경을 계측하는 차륜 직경 계측 장치를 얻는다. 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 전력 변환기에 의해 구동되는 동기 전동기를 구비한 전기차의 차륜 직경 계측 장치로서, 상기 전력 변환기가 정지하고 있는 상기 전기차의 타행 중에, 상기 동기 전동기의 계자에 의해 발생한 교류 전압을 검출하는 전압 검출기와, 상기 전기차의 속도 정보와 상기 전압 검출기에서 검출된 교류 전압으로부터, 상기 동기 전동기에 의해 구동되는 차륜의 차륜 직경을 연산하는 연산부를 구비하는 것으로 하였다.

Description

전기차의 차륜 직경 계측 장치{WHEEL DIAMETER MEASURING INSTRUMENT FOR ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 전기차의 차륜 직경 계측 장치에 관한 것이며, 특히 동기 전동기를 적용한 철도 차량이나 전기 자동차등에 사용되는 전기차의 차륜 직경 계측 장치이다.

전기차의 차륜은 주행 중의 마모에 의해 각 차륜간에 미소한 직경차가 발생하고, 전동기의 토크를 일정하게 하면, 차륜 직경이 작아진 차륜은 외관상 가속도가 커진다. 이와 같이 외관상, 가감 속도가 변화하는 전기차를 안정적으로 제어하기 위해, 종래부터 각 차륜의 회전 속도로부터 차륜 직경을 추정하여, 보정하는 것이 실시되고 있다. (예를 들어, 특허 문헌 1 참조)

한편, 소형화나 신뢰성, 유지 보수성의 향상으로 인해, 최근 전기차에 적용되고 있는 속도 센서리스 벡터 제어에 있어서는 전기차를 구동하는 전동기의 구동축의 회전 속도를 검출하는 속도 센서를 사용하지 않는다. 그 때문에, 토크 전류 지령이 상승 중 또는 하강 중의 소정 시간에 회전 속도를 추정하여, 차륜 직경 보정하는 것이 제안되고 있다. (예를 들어, 특허 문헌 2 참조)

특허 문헌 1: 일본 특개소 60-210101호 공보(도 1)

특허 문헌 2: 일본 특개 2005-312126호 공보(제6페이지, 도 1)

종래의 차륜 직경 보정에 사용되는 차륜 직경 계측 장치에 있어서는 전기차에 유도 전동기를 적용한 경우를 전제로 하고, 특히 속도 센서리스 벡터 제어에서는 구동축의 회전 속도를 유도 전동기 특유의 슬립(slip) 주파수를 사용하여 추정하고 있기 때문에, 예를 들어 동기 전동기를 적용한 전기차에는 그대로 사용할 수 없었다.

즉, 동기 전동기에 의해 구동하는 속도 센서리스 벡터 제어의 전기차에 있어서는 종래의 차륜 직경 추정 방법을 적용할 수 없고, 유도 전동기를 적용한 경우와 동양(同樣)의 전기차 제어를 실현하는 것이 곤란하다고 하는 과제가 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 특히 동기 전동기를 적용한 속도 센서리스 벡터 제어의 전기차에 있어서, 차륜 직경 보정에 제공할 수 있는 전기차의 차륜 직경을, 정밀도 좋게 계측할 수 있는 차륜 직경 계측 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 전기차의 차륜 직경 계측 장치는, 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 전력 변환기에 의해 구동되는 동기 전동기를 구비한 전기차의 차륜 직경을 계측하는 장치로서, 상기 전력 변환기가 정지하고 있는 상기 전기차의 타행(惰行) 중에, 상기 동기 전동기의 계자(界磁)에 의해 발생한 교류 전압을 검출하는 전압 검출기와; 상기 전기차의 속도 정보와 상기 전압 검출기에서 검출된 교류 전압으로부터, 상기 동기 전동기에 의해 구동되는 차륜의 차륜 직경을 연산하는 연산부를 구비하는 것이다.

본 발명의 차륜 직경 계측 장치에 의하면, 특히 동기 전동기를 적용한 속도 센서리스 벡터 제어의 전기차에 있어서, 차륜 직경을 정밀도 좋게 계측하는 것이 가능하게 되기 때문에, 전기차의 안정된 제어가 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 전기차의 차륜 직경 계측 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 연산부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 오프셋 보상기(補償器)의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 오프셋 보상기의 동작을 나타낸 동작도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 속도 연산기의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 차륜 직경 연산기의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 고장 검지기의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 고장 검지기의 동작을 나타낸 동작도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태 2에 의한 차륜 직경 계측 장치의 연산부의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 속도 연산기의 구성도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 고장 검지기의 구성도이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태 3에 의한 전기차의 차륜 직경 계측 장치의 구성도이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태 3에 의한 연산부의 구성도이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태 3에 의한 속도 연산기의 구성도이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태 3에 의한 고장 검지기의 구성도이다.
도 16은 본 발명의 실시 형태 3에 의한 전기차의 차륜 직경 계측 장치의 다른 구성도이다.
도 17은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 전기차의 차륜 직경 계측 장치의 구성도이다.
도 18은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 차륜 직경 보정부의 구성도이다.

실시 형태 1.

이하, 본 발명을 그 실시 형태를 나타내는 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서 전기차의 차륜 직경 계측 장치의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 1에 있어서 전력 변환기(1)는 팬터그래프(6)로부터 공급된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 동기 전동기(2)에 공급한다. 본 실시 형태에서, 동기 전동기(2)는 회전자(回轉子)에 장착된 영구자석에 의해 계자를 만드는 영구자석 동기 전동기로 하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 차륜 직경 계측 장치(3)는 이 전력 변환기(1)와 동기 전동기(2)의 교류 전압을 검출하는 전압 검출기(4)와, 검출된 교류 전압에 의해 차륜 직경을 연산하는 연산부(5)로 이루어진다.

차륜(7b)은 동기 전동기(2)와 도시하지 않은 차축(車軸), 기어를 통하여 접속된 구동륜이고, 차륜(7a)은 동기 전동기(2)와는 직접 접속되어 있지 않은 비구동륜(非驅動輪)이고, 이 비구동륜의 속도를 검출하는 속도 검출기(8)가 구비되어 있다. 이 속도 검출기(8)는 예를 들어 전기차의 경우, 선두 차량에 운전대의 속도계용으로 차속(車速)을 계측하기 위한 속도 검출기나, 동기 전동기(2)에 접속되어 있지 않은 브레이크 장치나 보안 장치에 마련된 속도 검출기라도 된다.

전력 변환기(1)의 교류측의 U상(相), V상, W상 각각의 접속 단자(1u, 1v, 1w)는 동기 전동기(2)의 U상, V상, W상 각각의 접속 단자(2u, 2v, 2w)와 배선(9)(9u, 9v, 9w로 이루어짐)에 의해 접속되어 있다. 여기서, 전압 검출기(4)는 전력 변환기의 교류측의 U상 접속 단자(1u)와 V상 접속 단자(1v)에 접속되고, 동기 전동기(2)에 인가된 UV 간의 선간(線間) 전압 Vuv를 검출하고 있으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 전압 검출기(4)는 동기 전동기(2)에 인가되는 선간 전압을 검출할 수 있으면 된다.

도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서 연산부(5)의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이 연산부(5)에서, 전압 검출기(4)로부터 입력된 선간 전압 Vuv는 먼저 필터(10)에 입력되고, 동기 전동기(2)의 회전수보다 분명하게 크고 불필요한 노이즈가 제거되어 출력값 Vuv-f로 된다. 출력값 Vuv-f는 다시 오프셋 보상기(20)에서 전압 검출기(4)의 오프셋 전압의 영향이 제거된 후, 출력값 Vuv-of로 하여 속도 연산기(30)에 입력된다. 그리고, 속도 연산기(30)에서는 Vuv-of로부터 회전 각주파수 ω를 연산하고, 연산 결과를 Vvf로 하여 차륜 직경 연산기(40)에 출력한다. 차륜 직경 연산기(40)에서는 이 Vvf와, 속도 검출기(8)에서 검출된 속도 정보 V에 의해 차륜 직경 D가 연산된다.

다음에, 이상과 같이 구성된 차륜 직경 계측 장치의 동작에 대해 설명한다.

먼저, 전력 변환기(1)가 정지하고 있는 전기차의 타행 중에, 동기 전동기(2)의 회전자에 장착된 영구자석이 계자를 만드는 것에 의해 발생하는 UV간의 선간 전압 Vuv를 전압 검출기(4)에 의해 검출한다. 전기차의 경우, 전력 변환기(1)의 동작 중에은 토크가 발생하고 있기 때문에, 구동륜에 있어서 미소한 공전ㆍ활주(空轉ㆍ滑走)가 발생하고 있는 경우가 있고, 차륜 직경을 정밀도 좋게 계측하기 위해서는 전력 변환기(1)가 정지하고 있는 쪽이 바람직하다.

전압 검출기(4)에 의해 검출된 UV간의 선간 전압 Vuv는 필터(10)에 입력되어 불필요한 노이즈가 제거된다. 여기서, 필터(10)는 도 2에 나타내는 바와 같이 1차 지연의 함수로 구성할 수 있다. 이 경우, 시정수(時定數) T는 동기 전동기(2)의 최고 회전수의 10배 이상의 주파수를 제거할 수 있도록 설정한다. 예를 들어, 동기 전동기(2)의 최고 회전수가 300Hz의 경우, 필터의 시정수(T)는 (1)식과 같이 설정하면 불필요한 노이즈를 제거할 수 있다.

[식 1]

도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서 오프셋 보상기(20)의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 오프셋 보상기(20)는 연산기(21), 정지 판단기(22), 정지 시간 계측기(23)로 이루어지며, 입력 전압이 0일 때, 출력 전압이 0으로 되도록 보정한다. 필터(10)의 출력값 Vuv-f와 속도 정보 V가 입력되고, 동기 전동기가 회전하고 있지 않을 때에 전압 검출기(4)의 평균 오프셋량 ofav를 산출하고, 그 평균 오프셋량 ofav분을 Vuv-f로부터 감산함으로써, 오프셋량의 영향을 제거할 수 있다. 이로 인해, 전압 검출기(4)의 오프셋 전압의 영향을 제거할 수 있고, 정확한 속도를 연산하는 것이 가능하게 된다.

도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서 오프셋 보상기(20)의 동작을 나타내는 동작도이다. 이하, 오프셋 보상기(20)의 동작을 도 3과 도 4를 사용하여 설명한다.

먼저, 오프셋 보상을 행하기 전의 상태 1에서, 도 4에 나타내는 바와 같이 오프셋 보상기(20)에 입력되는 전압값 Vuv-f는 전압 검출기(4)의 오프셋의 영향에 의해 상하 언밸런스하게 되어 있다. 이 상태에서 도 3의 전환기(24a)는 0(제로)측에 스위치가 있고, 적분기(25), 나눗셈기(26)의 출력은 모두 0으로 된다. 정지 판단기(22)는 속도 정보 V가 0이 아닌 경우, 출력값 V22=0으로 하여 전환기(24a, 24b), 및 정지 시간 계측기(23)에 출력한다. 또한, 상태 1에서, 전환기(24b)의 스위치는 나눗셈기(26)의 출력측에 있다.

다음에, 전력 변환기(1)가 정지하여 속도 정보 V가 서서히 저하하고, 속도 정보 V가 0으로 된 상태 2로 되면, 정지 판단기(22)에는 속도 정보 V=0이 입력되며 출력값 V22=1을 출력한다. 그리고, 이 출력값 V22가 입력된 전환기(24a)는 0(제로)측으로부터 Vuv-f가 입력되는 쪽에 스위치가 전환되는 한편, 전환기(24b)는 0(제로)측에 스위치가 전환된다.

정지 시간 계측기(23)는 V22=1이 입력되는 것에 의해, 동기 전동기가 정지하고 있는 시간을 계측한다. 정지 시간을 계측하는 수단의 일례로서는 정지 시간 계측기(23)로의 입력값이 1이므로 적분기에 의해 단순히 적분하는 것에 의해, 1초간 적분하면 출력은 1로 된다. 즉, V22=1을 입력하면 적분 시간(동기 전동기의 정지 시간)과 적분의 출력은 일치하게 되어 정지 시간을 계측할 수 있다.

한편, 전환기(24a)를 통하여 Vuv-f가 입력된 적분기(25)는 도 4에 나타내는 바와 같이 전압 검출기(4)의 오프셋량이 입력되어, 그 오프셋량을 적분하게 된다. 이 적분기(25)의 출력값 V25는 나눗셈기(26)에 입력되고, 동일하게 입력되는 정지 시간 계측기(23)의 출력값 V23으로 V25를 나눗셈하는 것에 의해, 정지 시간 내의 평균 오프셋량 ofav를 산출할 수 있다.

또한, 동기 전동기(2)가 회전, 또는 전기차가 가속하여 속도 정보 V가 0이 아니게 되면, 정지 판별기(22)의 출력값 V22가 1에서 0으로 변경되고, 도 4에 나타내는 상태 3으로 이행한다. 상태 3으로 이행하면, 도 4에 나타내는 바와 같이 전환기(24a)는 0측에 스위치가 돌아오고, 적분기(25)의 입력이 0으로 되는 것에 의해, 적분기(25)의 출력값 V25는 입력이 0으로 되기 전의 값을 계속 유지한다.

또, 동양으로 정지 시간 계측기(23)의 출력값 V23도 계측한 정지 시간의 값을 계속 유지하게 된다. 이로 인해, 전기차가 정지하고 있지 않을 때는 평균 오프셋량 ofav는 일정값으로 되며, 전환기(24b)는 0(제로)측으로부터 나눗셈기(26)의 출력인 ofav를 입력하는 측에 스위치가 돌아온다. 그리고, 전환기(24b)에 평균 오프셋량 ofav이 입력되고, 감산기(27)에 의해 전압값 Vuv-f로부터 평균 오프셋량 ofav이 감산된다. 따라서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 오프셋 보상기(20)의 출력 전압값 Vuv-of는 전압 검출기(4)의 오프셋량의 영향을 제거할 수 있고, 플러스마이너스에서의 상하 언밸런스가 없어지는 것에 의해, 정확하게 속도를 연산할 수 있고, 차륜 직경을 정밀도 좋게 계측할 수 있다.

다음에, 이 Vuv-of는 속도 연산기(30)와 고장 검지기(50)에 입력된다. 도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서 속도 연산기(30)의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 속도 연산기(30)에 입력된 Vuv-of는 먼저, 2회 미분기(31)에 의해 2회 미분되고 나눗셈기(32)에서 원래의 Vuv-of로 나눗셈된다. 이로 인해, Vuv-of의 속도[rad]를 산출할 수 있다.

그 원리를 이하의 식을 사용하여 설명한다.

오프셋 보상기(20)의 출력값 Vuv-of는 진동 폭을 A, 교류 전압의 회전 각주파수를 ω[rad]로 하면, (2)식과 같이 나타낼 수 있다. 또한, (2)식에서, 전압 검출기(4)의 오프셋량은 오프셋 보상기(20)에 의해 제거할 수 있었던 것으로 생각하여 0으로 한다.

[식 2]

(2)식에서 표시된 Vuv-of를 1회 미분한 (Vuv-of)'는 (3)식과 같이 나타낼 수 있다.

[식 3]

다음에 (3)식에서 표시된 (Vuv-of)'를 다시 1회 미분한 (Vuv-of)", 즉 2회 미분기(31)의 출력값은 (4)식과 같이 표시할 수 있다.

[식 4〕

나눗셈기(32)는 상기 (2)식과 (4)식을 사용하면 (5)식에 나타내는 바와 같이 되고, 교류 전압의 회전 각주파수 ω의 2승값을 산출할 수 있다.

[식 5]

이 나눗셈기(32)의 출력값은 곱셈기(33)에 입력되고 －1을 곱함으로써, 정(正)의 값으로 되어 제곱근기(34)에 입력된다. 그리고, 제곱근기(34)에 의해 교류 전압의 회전 각주파수 ω가 용이하게 산출된다.

여기서, 속도 연산기(30)에 입력된 전압값 Vuv-of는 2회 미분기(31)에 의해 2회 미분되지만, 교류 전압이기 때문에 주기적으로 0이 존재하며, 그 0을 미분하면 무한대, 또는 플러스 마이너스 방향으로 큰 값이 되는 경우가 있다. 그것을 제거하기 위해, 제곱근기(34)에서 산출된 ω는 필터(35)에 입력되어, 안정된 교류 전압의 회전 각주파수 ω 성분을 얻을 수 있고, Vvf로서 출력된다.

또한, 필터(35)의 시정수를 T2로 하면, T2는 예를 들어 계측한 최저 회전수 이상으로 설정하면 된다. 즉, 1 Hz 이상의 회전수를 계측하고 싶으면, 시정수 T2는 (6)식의 값을 설정하는 것에 의해 1 Hz 이상의 회전수를 안정적으로 계측할 수 있다.

[식 6]

이상과 같이, 속도 연산기(30)에서는 오프셋 보상기(20)의 출력값 Vuv-of로부터 교류 전압의 회전 각주파수 ω를 용이하게 연산할 수 있기 때문에, 동기 전동기(2)의 회전수를 용이하게 알 수 있게 된다. 이 속도 연산기(30)의 출력값 Vvf는 다음에 차륜 직경 연산기(40)에 입력된다.

도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서 차륜 직경 연산기(40)의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 차륜 직경 연산기(40)에서는 속도 연산기(30)의 출력값 Vvf와 속도 정보 V로부터 전기차의 차륜 직경 D를 연산할 수 있다.

지금, 속도 정보 V의 단위가 km/h이면, 동기 전동기(2)의 회전수를 나타내는 Vvf[rad]는 일반적으로 다음의 관계가 성립되고, 차륜 직경 D[m]은 이하의 (8)식에 의해 산출할 수 있다.

[식 7]

[식 8〕

또한, 극대수(極對數) Pm은 동기 전동기(2)의 정수이며, 기어비 GR은 동기 전동기(2)와 차축, 및 기어를 통하여 접속되어 있는 차륜(7b)과의 기어 비율을 나타내고 있다. 이 기어비는 전기차의 종류 및 성능 설정에 의해 다르며, 극대수 Pm도 동기 전동기(2)의 종류나 성능에 의해 다르기 때문에, (9)식과 같이 계수 K를 정의한다.

이로 인해, 상기 (8)식은 (10)식과 같이 나타낼 수 있다.

[식 9]

[식 10〕

여기서, 차륜 직경 연산기(40)는 상기 (10)식을 실현한 것이며, 도 6에 나타내는 바와 같이, 입력된 속도 정보 V는 나눗셈기(41)에 의해 Vvf로 나눗셈되어, 곱셈기(42)에 입력되고, 미리 준비되어 있던 계수(K)를 곱셈하여 차륜 직경 D를 연산할 수 있다.

한편, 도 2에 있어서, 오프셋 보상기(20)의 출력값 Vuv-of와, 평균 오프셋량 ofav 및 속도 정보 V가 입력되는 고장 검지기(50)에 대해 설명한다. 이 고장 검지기(50)는 동기 전동기(2)가 회전하고, 속도 정보 V가 소정의 값보다 큰 경우에, 전압 검출기(4)에 의해 검출되어 오프셋 보상된 Vuv-of가 평균 오프셋량 ofav보다 작으면, 전압 검출기(4)가 고장이라고 판단하는 것이다.

도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서 고장 검지기(50)의 구성을 나타내는 구성도, 도 8은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서 고장 검지기(50)의 동작을 나타내는 동작도이다. 이하, 고장 검지기(50)의 동작을 도 7과 도 8을 사용하여 설명한다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 고장 검지기(50)에 입력된 Vuv-of는 먼저 절대값기(51a)에 입력된 후, 필터(52)에 입력된다. 필터(52)는 절대값기(51a)에 의해 정류 처리된 값을 직류 전압으로 변환하는 역할을 하기 때문에, 시정수 T3은 충분히 지연된 값으로 하는 것이 좋으며, 예를 들어 (11)식의 값과 같이 설정하면 된다.

[식 11]

이 필터(52)의 출력값 V52은 도 8에 나타내는 바와 같이 직류 전압의 값으로 된다. 즉, 여기서 교류 전압의 실효값이 구해진다. 동기 전동기(2)가 회전하고 있으면 회전자에 장착된 영구자석에 의해 계자가 만들어져 교류 전압이 발생하지만, 이 교류 전압을 전압 검출기(4)에 의해 검출하고 있기 때문에, 동기 전동기(2)가 회전하고 있으면 교류 전압을 검출할 수 있다.

따라서, 속도 정보 V가 소정의 속도보다 클 때에 교류 전압값의 실효값, 즉 필터(52)의 출력값 V52가 0 또는 작은 값인 경우는 전압 검출기(4)가 고장 나 있는 등의 비정상인 상태라고 판단할 수 있다.

그 때문에, 필터(52)의 출력값 V52과, 절대값기(51b)에 의해 평균 오프셋량 ofav의 절대값을 취한 값이 소형 비교기(53)에 입력되고, 소형 비교기(53)에서는 이러한 값을 비교하고, 필터(52)의 출력값 V52가 절대값기(51b)의 출력값보다 작으면 출력값 V53=1을, 반대로 크거나 같으면 출력값 V53=0을 논리곱(AND)기(55)에 출력한다.

한편, 고장 검지기(50)에 입력된 속도 정보 V는 대형 비교기(54)에 입력되어 소정의 속도 V0와 비교된다. 속도 정보 V가 소정의 속도 V0보다 크면, 대형 비교기(54)는 출력값 V54=1을, 반대로 작거나 같으면 출력값 V54=0을 논리곱(AND)기(55)에 출력한다. 또한, 대형 비교기(54)에서 비교하는 소정의 속도 V0은 최고 속도의 1/10 정도의 값으로 설정하면 된다. 예를 들어, 최고 속도가 300km/h의 전기차라면, 30km/h로 설정하여 속도 정보 V가 30km/h를 넘으면, 고장 검지를 행하는 것으로 한다.

소형 비교기(53)와 대형 비교기(54)로부터 각각 V53, V54가 입력된 논리곱(AND)기(55)는 V53=1, 또한 V54=1로 되는 경우, 이상 검지 신호인 Vuv-er을 출력한다. 이 이상 검지 신호(Vuv-er)는 예를 들어 운전대의 모니터 장치에 전송하도록 하여 이상을 알리도록 해도 되며, 전력 변환기(1)의 제어 장치에 입력하고, 전기차를 정지시켜서 전압 검출기(4)나 동기 전동기(2)의 상태를 확인하는 것 등을 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 1에 관한 차륜 직경 계측 장치는 동기 전동기에 의해 구동하는 속도 센서리스 벡터 제어의 전기차에 있어서, 동기 전동기의 계자에 의해 발생하는 교류 전압을 검출하고, 전기차의 차륜 직경을 정밀도 좋게 계측하는 것이 가능하게 된다. 또, 전압 검출기의 고장 검지기를 구비하는 것에 의해, 보다 신뢰성이 높은 전기차의 차륜 직경 계측 장치를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 실시 형태 1에 관한 차륜 직경 계측 장치에서 얻어진 차륜 직경 D를 차륜 직경 보정에 제공하는 것에 의해, 각 차륜의 차륜 직경 차에 따른 보정을 행할 수 있기 때문에, 종래의 유도 전동기를 적용한 경우와 동등하게 정밀도 좋게 전기차를 제어하는 것이 가능하게 된다. 또, 본원의 차륜 직경 계측 장치에서 얻어진 차륜 직경 D를 사용하여 차륜의 마모 상태를 측정하고, 차륜 교환의 판단으로 해도 된다. 또, 계측된 값을 운전대의 모니터 장치나 차상(車上) 열차 제어 장치, 통괄 시스템 등 전기차 내에 둘러쳐진 통신망, 및 역 등의 운행 관리 시스템 등에 전송하여 전기차의 관리 정보로 해도 된다.

실시 형태 2.

실시 형태 2에 있어서 차륜 직경 계측 장치(3)는 실시 형태 1과 동양으로, 전력 변환기(1)와 동기 전동기(2)의 교류 전압을 검출하는 전압 검출기(4)와, 검출된 교류 전압에 의해 차륜 직경을 연산하는 연산부(5)(실시 형태 2에서는 5a)로 이루어지며, 실시 형태 1과는 연산부(5a)에 있어서 속도 연산기가 2회 미분을 2회 실시(즉 4회 미분)하고 있는 점이 다르다.

이로 인해, 전압 검출기의 오프셋의 영향이 제거되기 때문에, 오프셋 보상기가 불필요한 구성으로 되어 있다.

또한, 실시 형태 1과 동일 부분에는 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.

도 9는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서 연산부(5a)의 구성을 나타내는 구성도이다. 실시 형태 2의 연산부(5a)에서는 전압 검출기(4)로부터 입력된 선간 전압 Vuv는 먼저 필터(10)에 입력되고 동기 전동기(2)의 회전수보다 분명히 크고 불필요한 노이즈가 제거되어 출력값 Vuv-f로 된다. 그리고 출력값 Vuv-f는 속도 연산기(60)에 입력된다.

도 10은 본 발명의 실시 형태 2에 있어서 속도 연산기(60)의 구성을 나타내는 구성도이다. 이하, 이 속도 연산기(60)의 동작을 도 10을 사용하여 설명한다.

먼저, 필터(10)로부터 입력된 Vuv-f는 진폭을 A, 교류 전압의 회전 각주파수를 ω[rad], 오프셋량을 b로 하면 (12)식과 같이 나타낼 수 있다.

[식 12]

여기서 발명자들은 상기 (12)식에서, 표시된 Vuv-f를 1회 미분한 (Vuv-f)'는 아래 (13)식에 나타내는 바와 같이 오프셋량 b가 제거되는 것을 발견하였다.

[식 13]

상기 (13)식에서 표시된 (Vuvf)'를 다시 1회 미분한 (Vuvf)"는 (14)식과 같이 나타낼 수 있다. 즉, (14)식은 Vuv-f를 2회 미분함으로써, 도 10에 나타내는 2회 미분기(61a)의 출력값에 상당한다. 그리고, 이 값은 오프셋량이 제거되어 있다.

[식 14]

이 2회 미분기(61a)의 출력값 (Vuv-f)"는 2회 미분기(61b)와 나눗셈기(62)에 입력되고, 2회 미분기(61b)에서는 다시 2회 미분되어, (16)식에서 표시된 (Vuv-f)""로 된다.

[식 15〕

[식 16〕

2회 미분기(61a)의 출력값 (Vuv-f)"와, 2회 미분기(61b)의 출력값 (Vuv-f)""가 입력된 나눗셈기(62)에서는 (17)식에 나타내는 바와 같이 이들을 나눗셈함으로써, 교류 전압의 회전 각주파수 ω의 2승값을 연산할 수 있다.

[식 17]

이후는 실시 형태 1과 동양으로, 곱셈기(63)에 입력되어 -1를 곱하는 것에 의해, 정의 값이 되어 제곱근기(64)에 입력된다. 그리고, 제곱근기(64)에 의해 교류 전압의 회전 각주파수 ω를 용이하게 산출할 수 있다.

다음에, 도 9에 있어서, 필터(10)의 출력값 Vuv-f와, 속도 정보 V가 입력되는 고장 검지기(70)에 대해 설명한다.

도 11은 본 발명의 실시 형태 2에 있어서 고장 검지기(70)의 구성을 나타내는 구성도이다. 이하, 이 고장 검지기(70)의 동작을 도 11을 사용하여 설명한다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 소형 비교기(71)에서 전압 검출값 Vuv-f의 실효값과 비교하는 값이 0인 것만이, 실시 형태 1의 고장 검지기(50)와 다르다.

도 11에 있어서, 고장 검지기(70)에 입력된 필터(10)의 출력값 Vuv-f는 먼저 절대값기(51c)에 입력된 후, 필터(52)에 입력된다. 필터(52)에서, 실시 형태 1과 동양으로 절대값기(51c)에 의해 정류 처리된 값을 직류 전압으로 변환하기 때문에, 시정수(T3)는 충분히 지연된 값으로 하는 것이 좋으며, 예를 들어 상기 (11)식의 값과 같이 설정하면 된다.

이 필터(52)의 출력값 V52가 교류 전압의 실효값이며, 소형 비교기(71)에 입력된다. 소형 비교기(71)에서는 필터(52)의 출력값 V52가 0보다 작으면 출력값 V71=1을, 반대로 크거나 같으면 출력값 V71=0을 논리곱(AND)기(55)에 출력한다. 따라서, 여기서는 교류 전압의 실효값이 0으로 되었을 때에 이상 검지를 행하고 있으나, 소형 비교기(71)가 비교하는 값은 이것으로 한정되는 것이 아니며, 대형 비교기(54)에 입력되는 소정의 속도 V0에서 회전자에 장착된 영구자석에 의해 계자가 발생하는 전압보다 충분히 작은 소정의 값으로 해도 된다.

소형 비교기(71)와 대형 비교기(54)로부터 각각 V71, V54가 입력된 논리곱(AND)기(55)는 실시 형태 1과 동양으로 V71=1, 또한 V54=1이 되는 경우, 이상 검지 신호인 Vuv-er을 출력하여 이상을 검지한다.

이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 2에 관한 차륜 직경 계측 장치는 동기 전동기에 의해 구동하는 속도 센서리스 벡터 제어의 전기차에 있어서, 2회 미분 연산을 실시하는 속도 연산기를 가지는 것에 의해, 오프셋 보상기를 사용하는 일 없이, 전압 검출기의 오프셋량의 영향을 제거하는 것이 가능하게 되며, 실시 형태 1과 비교하여 부품 갯수가 적고 신뢰성이 높은 전기차의 차륜 직경 계측 장치를 얻을 수 있다.

실시 형태 3.

도 12는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서 차륜 직경 계측 장치의 구성을 나타내는 구성도이다. 본 실시 형태 3에서는 차륜 직경 계측 장치(3)가, 이 전력 변환기(1)와 동기 전동기(2)의 교류 전압을 검출하는 전압 검출기(4a, 4b)의 2개를 구비하고 있는 것과, 이 2개의 전압 검출기(4a, 4b)로부터 검출된 교류 전압에 의해 차륜 직경을 연산하는 연산부(5b)로 이루어지는 것이 실시 형태 1과 다른 점이다.

또한, 실시 형태 1과 동일 부분에는 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 먼저 실시 형태 1과 동양으로, 전력 변환기(1)가 정지하고 있는 전기차의 타행 중에, 동기 전동기(2)의 회전자에 장착된 영구자석이 계자를 만드는 것에 의해 발생하는 UV간, 및 VW간의 선간 전압 Vuv, Vvw를 전압 검출기(4a, 4b)에 의해 검출한다. 그리고, 검출된 선간 전압 Vuv, Vvw는 연산부(5b)에 입력된다.

도 13은 본 발명의 실시 형태 3에 있어서 연산부(5b)의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 입력된 선간 전압 Vuv, Vvw는 각각 필터(10a, 10b)에 입력되어, 불필요한 노이즈가 제거된 후, 각각 출력값 Vuv-f, Vvw-f로서 오프셋 보상기(20a, 20b)에 출력된다. 오프셋 보상기(20a, 20b)에서는 실시 형태 1과 동양으로, 전압 검출기(4a, 4b)의 오프셋량을 제거한 값 Vuv-of, Vvw-of를 각각 연산하고, 속도 연산기(80)에 출력한다.

도 14는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서 속도 연산기(80)의 구성을 나타내는 구성도이다. 이하, 이 속도 연산기(80)의 동작을 도 14를 사용하여 설명한다.

먼저, 속도 연산기(80)에 입력된 Vuv-of, Vvw-of는 αβ 변환기(81)에 의해 각각 (18)식에 나타내는 Vα, Vβ로 변환된다.

[식 18]

여기서, 동기 전동기(2)의 회전자에 장착된 영구자석의 자속을 φa로 하고, 동기 전동기(2)의 회전수를 Vvf로 하면, 상기 (18)식의 Vα, Vβ는 다음의 (19)식과 같이 나타낼 수 있다.

[식 19]

동기 전동기(2)의 회전자에 장착된 영구자석의 자속 φa를 미리 파악할 수 있기 때문에, (19)식을 사용하면 동기 전동기(2)의 회전수를 나타내는 Vvf는 (20)식과 같이 연산할 수 있다.

[식 20]

도 14에 나타내는 바와 같이, αβ 변환기(81)로부터 출력된 Vα, Vβ는 각각 곱셈기(82a, 82b)에 입력되어 2승된 후, 가산기(83) 및 제곱근기(84)에 입력되어 상기 (19)식의 우측변의 연산이 행해진다. 그 결과가 나눗셈기(85)에 입력되고 미리 준비된 영구자석의 자속 φa와 나눗셈되어 상기 (20)식이 연산된다. 그 결과, 나눗셈기(85)의 출력으로서 동기 전동기(2)의 회전수를 나타내는 Vvf를 얻을 수 있다.

상기와 같이, 속도 연산기(80)에 의해 연산된 Vvf는 도 13에 나타내는 바와 같이 차륜 직경 연산기(40)에 입력된 후, 실시 형태 1과 동양으로 하여 전기차의 차륜 직경 D를 얻을 수 있다.

한편, 도 13에 있어서, 2개의 오프셋 보상기(20a, 20b)의 출력값 Vuv-of와, Vvw-of, 평균 오프셋량 ofav1, ofav2, 및 속도 정보 V가 입력되는 고장 검지기(90)에 대해 설명한다. 이 고장 검지기(90)는 2개의 전압 검출기(4a, 4b)가 비정상임을 검지하는 것이지만, 2개의 전압 검출 검출기(4a, 4b)가 동시에 고장날 가능성은 낮기 때문에, 이상 검지 신호(Vuv-er 및 Vvw-er)의 양쪽을 검지하고, 동기 전동기(2) 또는 전압 검출기(4a, 4b) 중 어느 한쪽이 비정상임을 검지하는 것이다.

도 15는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서 고장 검지기(90)의 구성을 나타내는 구성도이다. 이하, 이 고장 검지기(90)의 동작을 도 15를 사용하여 설명한다.

고장 검지기(90)에 입력된 Vuv-of는 먼저 절대값기(51a)에 입력된 후, 필터(52a)에 입력된다. 필터(52a)에서는 실시 형태 1과 동양으로 절대값기(51a)에 의해 정류 처리된 값을 직류 전압으로 변환하기 때문에, 시정수 T3은 충분히 지연된 값으로 하는 것이 좋으며, 예를 들어 상기 (11)식의 값과 같이 설정하면 된다.

이 필터(52a)의 출력값과, 절대값기(51b)에 의해 평균 오프셋량 ofav의 절대값을 취한 값이 소형 비교기(53a)에 입력된다. 소형 비교기(53a)에서는 이들의 값을 비교하고, 필터(52a)의 출력값이 절대값기(51b)의 출력값보다 작으면 출력값 V53a=1을, 반대로 크거나 같으면 출력값 V53a=0을 논리곱(AND)기(55a)에 출력한다.

VW간의 Vvw-of에 대해서도 동양으로 연산되어, 소형 비교기(53b)로부터 출력값 V53b=1, 또는 V53b=0이 논리곱(AND)기(55b)에 출력된다. 또한, 실시 형태 2와 동양으로, 소형 비교기(53a, 53b)에서 비교하는 값은 평균 오프셋량 ofav의 절대값을 취한 값이 아니라, 0으로 해도 된다.

한편, 고장 검지기(90)에 입력된 속도 정보 V는 대형 비교기(54)에 입력되어, 소정의 속도 V0와 비교된다. 속도 정보 V가 소정의 속도 V0보다 크면, 대형 비교기(54)는 출력값 V54=1을, 반대로 작거나 같으면 출력값 V54=0을 논리곱(AND)기(55a, 55b)에 출력한다. 또한, 대형 비교기(54)에서 비교하는 소정의 속도 V0은 실시 형태 1과 동양으로, 예를 들어 최고 속도의 1/10 정도의 값으로 설정하면 되고, 최고 속도가 300km/h의 전기차이면, 30km/h로 설정하여 속도 정보 V가 30km/h를 넘으면, 고장 검지를 행하는 것으로 한다.

논리곱(AND)기(55a, 55b)는 각각, 실시 형태 1의 경우와 동양으로, V53a=1, 또한 V54=1로 되는 경우, 이상 검지 신호인 Vuv-er을 논리곱(AND)기(91)에 출력하고, V53b=1, 또한 V54=1로 되는 경우, 논리곱(AND)기(91)에 Vvw-er을 출력한다. 또한, 이상 검지 신호(Vuv-er, Vvw-er)는 논리곱(AND)기(91) 이외에, 예를 들어 운전대의 모니터 장치에 전송하도록 하여 이상을 알리도록 해도 되며, 전력 변환기(1)의 제어 장치에 입력하고, 전기차를 정지시켜서 전압 검출기(4)나 동기 전동기(2)의 상태를 확인하는 것 등을 할 수 있다.

또, 논리곱(AND)기(91)에서는 Vuv-er와 Vvw-er이 양쪽 입력된 경우, 동기 전동기(2) 또는 전압 검출기(4a, 4b) 중 어느 한쪽이 이상인 것을 검지하여, V-er을 출력한다. 즉, 동기 전동기(2)의 회전자에 장착된 영구자석이 감자(減磁), 또는 벗겨지는 것에 의해, 높은 속도에서도 전압이 발생하지 않게 되며, 이 상태를 2개의 전압 검출기가 비정상인 것으로부터 포착하여, 동기 전동기(2)의 이상으로서 검지하는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 3에 관한 차륜 직경 계측 장치는 동기 전동기에 의해 구동하는 속도 센서리스 벡터 제어의 전기차에 있어서, 동기 전동기에 발생하는 2개소의 교류 전압을 검출하는 2개의 전압 검출기를 구비하는 것에 의해, 연산부에서는 복잡한 미분 연산 처리를 행하는 일 없이, 간단한 연산만으로 전기차의 차륜 직경을 연산하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 상술한 실시 형태 1, 실시 형태 2와 비교하면, 예를 들어 장치를 구성하는 회로의 부품 갯수 등을 큰 폭으로 삭감할 수 있기 때문에, 장치 구성이 간단하고 신뢰성이 높은 차륜 직경 계측 장치를 얻는 것이 가능하게 된다.

또한, 각각의 전압 검출기에 대해 고장 검지기를 갖기 때문에, 개개로 고장을 검지할 수 있을 뿐만 아니라, 이들 2개의 고장 검지기로부터의 정보에 의해, 동기 전동기 자체의 이상을 검지하는 것이 가능하게 되고, 동기 전동기와 2개의 전압 검출기에 이상이 생겼을 때에는 각각 신속하게 대처할 수 있고, 보다 신뢰성이 높은 전기차의 차륜 직경 계측 장치를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 도 12에 나타낸 전압 검출기(4a, 4b)는 전력 변환기의 교류측의 U상 접속 단자(1u)와 V상 접속 단자(1v), 및 V상 접속 단자(1v)와 W상 접속 단자(1w)에 접속되어, 동기 전동기(2)에 인가된 UV간의 선간 전압 Vuv, 및 VW간의 선간 전압 Vvw를 검출하고 있으나, 이것으로 한정되지 않으며, 전압 검출기(4)는 동기 전동기(2)에 인가되는 다른 2개의 선간 전압을 검출할 수 있으면 된다. 또, 동기 전동기(2)의 교류측의 접속 단자에 장착되어도 되는 것은 물론이다.

따라서, 예를 들어 도 16에 나타낸 바와 같이, 전압 검출기(4a)는 전력 변환기(1)측의 단자에 마련하고, 전압 검출기(4c)는 동기 전동기(2)측의 단자에 마련한 경우, 도 12에 나타낸 전압 검출기와 같이 하나의 상(相)의 접속 단자에 2개의 전압 검출기를 장착할 필요가 없어져서, 장착 작업 효율을 향상할 수 있는 효과가 있다.

실시 형태 4.

도 17은 본 발명의 실시 형태 4에 있어서 차륜 직경 계측 장치의 구성을 나타내는 구성도이다. 실시 형태 4에서는 실시 형태 1의 구성에 더하여, 차륜 직경 보정부(100)가 추가되어, 차륜 직경 계측 장치(3b)의 연산부(5)에서 연산된 차륜 직경 D를 사용하여 전력 변환기(1)를 제어하는 토크 지령을 차륜 직경 차에 따라 보정하는 것이 가능하게 된다.

또한, 실시 형태 1과 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도 17에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태 4에 관한 전기차의 차륜 직경 계측 장치(3b)는 연산부(5)에 의해 연산된 차륜 직경 D가 차륜 직경 보정부(100)에 입력되어, 차륜 직경 차를 고려한 토크 지령 TRD가 생성되어, 전력 변환기(1)를 제어하는 제어기(110)에 입력된다.

도 18은 본 발명의 실시 형태 4에 있어서 차륜 직경 보정부(100)의 구성을 나타내는 구성도이다. 이하, 이 차륜 직경 보정부(100)의 동작을 도 18을 사용하여 설명한다.

차륜 직경 보정부(100)는 도 18에 나타낸 바와 같이 차륜 직경 D를 기준 차륜 직경 DIAST로 나눗셈하여 차륜 직경 보정 게인 DIAG를 연산하는 나눗셈기(101)와, 나눗셈기(101)의 출력인 차륜 직경 보정 게인 DIAG가 최소 차륜 직경 보정 게인 DIAGMI 이하, 최대 차륜 직경 보정 게인 DIAGMX 이상이 되지 않게 하는 리미터(102)와, 리미터(102)의 출력인 차륜 직경 보정 게인 DIAGR에 토크 지령 TR을 곱하는 곱셈기(103)로 구성되어 있다.

나눗셈기(101)에서는 이하의 (21)식의 연산을 행한다.

[식 21]

또한, 기준 차륜 직경 DIAST는 통상 0.82[m]가 설정된다. 또, 전기차의 차륜 직경 D는 어떠한 전기차의 운전 조건에서도 0.73m

D

0.90m의 범위 내가 되는 것을 발명자들은 발견하였다. 따라서, 나눗셈기(101)에서 연산된 출력인 차륜 직경 게인 DIAG는 리미터(102)에 입력되어, 이하의 처리를 행한다.

최소 차륜 직경 보정 게인 DIAGMI

차륜 직경 게인 DIAG

최대 차륜 직경 보정 게인 DIAGMX의 경우, 리미터(102)의 출력값 DIAGR을 차륜 직경 게인 DIAG로 한다.

최소 차륜 직경 보정 게인 DIAGMI>차륜 직경 게인 DIAG의 경우, 리미터(102)의 출력값 DIAGR을 최소 차륜 직경 보정 게인 DIAGMI로 한다.

차륜 직경 게인 DIAG>최대 차륜 직경 보정 게인 DIAGMX의 경우, 리미터(102)의 출력값 DIAGR을 최대 차륜 직경 보정 게인 DIAGMX로 한다.

여기서, 최대 차륜 직경 보정 게인 DIAGMX는 차륜 직경 D가 0.73m

차륜 직경 D

0.90m의 범위 내이기 때문에, 예를 들어, 1 이상 1.1(=0.90/0.82) 이하의 값으로 하면 되고, 동양으로, 최소 차륜 직경 보정 게인 DIAGMI는 차륜 직경 D가 0.73m

차륜 직경 D

0.90m의 범위 내이기 때문에, 예를 들어 0.9(=0.73/0.82) 이상 1 이하의 값으로 하면 된다.

이 리미터(102)에 의해, 상정할 수 없는 게인으로 보정하는 일이 없어져서, 토크 지령 제어의 신뢰성을 높일 수 있다.

리미터(102)의 출력값 DIAGR과, 운전대 등으로부터 주어지는 토크 지령 TR이 곱셈기(103)에 입력되어 곱해진다. 그 결과, 차륜 직경 차를 고려한 토크 지령 TRD가 생성되어 제어기(110)에 출력된다. 즉, 개개의 차륜 직경에 따른 토크 지령 TRD가 제어기(110)에 입력되는 것에 의해, 제어기(110)에서는 예를 들어 공지인 차륜 직경 보정된 벡터 제어 등에 의해 전력 변환기(1)를 제어하는 것이 가능하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 4에 관한 전기차의 차륜 직경 계측 장치는 동기 전동기에 의해 구동하는 속도 센서리스 벡터 제어의 전기차에 있어서, 실시 형태 1의 구성에 더하여, 차륜 직경 보정부가 추가되었기 때문에, 연산부에서 연산된 차륜 직경 D를 차륜 직경 보정부에 입력함으로써, 전력 변환기를 제어하는 토크 지령을 차륜 직경 차에 따라 보정하는 것이 가능하게 된다. 즉, 동기 전동기에 의해 구동하는 속도 센서리스 벡터 제어의 전기차의 차륜 직경 보정이 가능하게 되기 때문에, 안정된 전기차의 가감 속도 제어를 실현할 수 있어, 전기차의 주행을 쾌적하게 하는 것이다.

또한, 상술한 본 실시 형태 4의 설명에 있어서 차륜 직경 계측 장치(3)는 실시 형태 1에 의한 것이었으나, 이것으로 한정되지 않으며, 실시 형태 2, 및 실시 형태 3의 차륜 직경 계측 장치에 있어서도 동양의 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.

1 전력 변환기,
1u, 1v, 1w 접속 단자,
2 동기 전동기,
2u, 2v, 2w 접속 단자,
3, 3a, 3b 차륜 직경 계측 장치,
4, 4a, 4b, 4c 전압 검출기,
5, 5a, 5b 연산부,
6 팬터그래프,
7a,7b 차륜,
8 속도 검출기,
9, 9u, 9v, 9w 배선,
10, 10a, 10b 필터,
20, 20a, 20b 오프셋 보상기,
21 오프셋량 연산기,
22 정지 판단기,
23 정지 시간 계측기,
24a, 24b 전환기,
25 적분기,
26 나눗셈기,
27 감산기,
30 속도 연산기,
31 2회 미분기,
32 나눗셈기,
33 곱셈기
34 제곱근기,
35 필터,
40 차륜 직경 연산기,
41 나눗셈기,
42 곱셈기,
50 고장 검지기,
51a, 51b, 51c, 51d, 51e 절대값기,
52, 52a, 52b 필터,
53, 53a, 53b 소형 비교기,
54 대형 비교기,
55, 55a, 55b 논리곱(AND)기,
60 속도 연산기,
61a, 61b 2회 미분기,
62 곱셈기,
63 곱셈기,
64 제곱근기,
65 필터
70 고장 검지기,
71 소형 비교기,
80 속도 연산기,
81 αβ 변환기,
82a,82b 곱셈기,
83 가산기,
84 제곱근기,
85 나눗셈기,
90 고장 검지기,
91 논리곱(AND)기,
100 차륜 직경 보정부,
101 나눗셈기,
102 리미터,
103 곱셈기,
110 제어기.

Claims (10)

1. 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 전력 변환기에 의해 구동되는 동기 전동기를 구비한 전기차의 차륜 직경 계측 장치로서,
   상기 전력 변환기가 정지하고 있는 상기 전기차의 타행(惰行) 중에, 상기 동기 전동기의 계자(界磁)에 의해 발생한 교류 전압을 검출하는 전압 검출기와,
   상기 전기차의 속도 정보와 상기 전압 검출기에서 검출된 교류 전압으로부터, 상기 동기 전동기에 의해 구동되는 차륜의 차륜 직경을 연산하는 연산부를 구비한 것을 특징으로 하는 전기차의 차륜 직경 계측 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연산부는
   상기 동기 전동기에 의해 직접 구동되지 않는 비구동축의 속도를 검출하는 속도 검출기와,
   상기 속도 검출기의 검출값과 소정의 값을 비교하여, 상기 전압 검출기의 고장을 검지하는 고장 검지기를 구비한 것을 특징으로 하는 전기차의 차륜 직경 계측 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 연산부는
   회전 각주파수를 산출하는 속도 연산기를 구비하고, 상기 전압 검출기에서 검출된 교류 전압으로부터 오프셋 전압을 제거하는 것을 특징으로 하는 전기차의 차륜 직경 계측 장치.
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