| 【発明の名称】 |
電気車の故障検出方法及び装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】織田 耕治
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| 【要約】 |
【課題】電気車の故障箇所検出方法及び装置において、故障箇所の特定を行うことができるようにして、点検修理の効率を高める。
【解決手段】スイッチ制御素子がオープン故障であってもクローズ故障であっても、下位の電磁開閉器の２次的な故障検出処理は行わず、１次的な故障によるエラー表示のみを行う。このように下位の故障検出処理を省き、１次的な故障によるエラー表示だけとすることにより、故障検出内容を特定することができる。また、電磁開閉器がオープン故障である場合は、２次的に検出される下位の故障検出の故障処理を省くが、クローズ故障である場合は、下位の接点にとっては正常動作と異なるところがないので、故障検出処理を省くことなく行う。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 走行モータ等への通電を回路開閉器により制御し、この回路開閉器をスイッチ制御素子により駆動制御する電気車に用いられ、前記スイッチ制御素子及び／又は回路開閉器の故障を時系列に検出する故障検出方法において、前記スイッチ制御素子の故障検出時に、２次的に検出される下位のオープン故障及びクローズ故障の両検出処理を省くと共に、１次的な故障によるエラー表示のみを行うようにしたことを特徴とする電気車の故障検出方法。
【請求項２】 走行モータ等への通電を回路開閉器により制御し、この回路開閉器をスイッチ制御素子により駆動制御する電気車に用いられ、前記スイッチ制御素子及び／又は回路開閉器の故障を時系列に検出する故障検出方法において、前記回路開閉器の故障検出時に、それがオープン故障である場合は、２次的に検出されるそれよりも下位の故障検出処理を省くと共に、１次的な故障によるエラー表示のみを行い、クローズ故障である場合は、それよりも下位の故障検出処理、及びその故障検出によるエラー表示をも行うようにしたことを特徴とする電気車の故障検出方法。
【請求項３】 走行モータ等への通電を回路開閉器により制御し、この回路開閉器をスイッチ制御素子により駆動制御する電気車に用いられ、前記スイッチ制御素子及び／又は回路開閉器の故障を時系列に検出する故障検出装置において、前記スイッチ制御素子の故障検出時に、２次的に検出される下位のオープン故障及びクローズ故障の両検出処理を省くと共に、１次的な故障によるエラー表示のみを行い、前記回路開閉器の故障検出時に、それがオープン故障である場合は、２次的に検出されるそれよりも下位の故障検出処理を省くと共に、１次的な故障によるエラー表示のみを行い、クローズ故障である場合は、それよりも下位の故障検出処理、及びその故障検出によるエラー表示をも行う制御手段を備えたことを特徴とする電気車の故障検出装置。
【請求項４】 前記回路開閉器は、開閉接点を有する電磁開閉器であり、走行モータのアマチュア電流を制御するための回路を開閉し、又は界磁コイル電流の通電方向を切り替える開閉接点を駆動するものであり、前記スイッチ制御素子は、前記電磁開閉器を駆動制御するトランジスタであることを特徴とする請求項３に記載の電気車の故障検出装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリフォークリフト車等の電気車の故障箇所検出方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の電気車においては、走行用モータや油圧モータ等を制御するために多くの電磁開閉器（コンタクタ）が使用され、このコンタクタの接点開閉を、マイクロコンピュータ（ＭＰＵ）等により制御されるトランジスタ等のスイッチ制御素子により駆動している。そして、これらコンタクタや駆動用スイッチ制御素子の故障を検出する場合、それぞれ別個に検出され、また、各コンタクタも単独に検出されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような従来の故障検出方法では、一つの駆動用トランジスタの故障により、２次的にコンタクタの接点関係の故障としても同時に検出されてしまう場合が発生し、故障箇所の特定を行うことが困難で、点検修理のためにサービスマンが多大の時間を費していた。
【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、故障箇所の特定を行うことができるようにして、点検修理の効率を高めることが可能な電気車の故障箇所検出方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために請求項１の発明は、走行モータ等への通電を回路開閉器により制御し、この回路開閉器をスイッチ制御素子により駆動制御する電気車に用いられ、スイッチ制御素子及び／又は回路開閉器の故障を時系列に検出する故障検出方法において、スイッチ制御素子の故障検出時に、２次的に検出される下位のオープン故障及びクローズ故障の両検出処理を省くと共に、１次的な故障によるエラー表示のみを行うようにしたものである。
【０００６】この方法においては、スイッチ制御素子の故障検出時に、その故障がオープン故障であってもクローズ故障であっても、そのスイッチ制御素子に対応した下位の回路開閉器の２次的な故障検出処理は行わず（検出ロック）、１次的な故障によるエラー表示のみを行う。すなわち、スイッチ制御素子がオープン故障であれば、回路開閉器も動作しないので、その回路開閉器の故障検出を行うと必ず２次的に故障検出されてしまう（接点の接触不良等の故障と見做される）。また、スイッチ制御素子がクローズ故障であれば、スイッチ制御素子に対して回路開閉器を駆動するように指令していないにも拘らず、下位の回路開閉器は駆動されてしまうので、その回路開閉器の故障検出を行うと必ず２次的に故障検出されてしまう（接点の溶着等の故障と見做される）。このような２次的に検出される下位の故障検出処理を省き、１次的な故障によるエラー表示だけとすることにより、故障検出内容は特定され、サービスマンの点検作業が短時間で行えるようになる。
【０００７】また、請求項２の発明は、走行モータ等への通電を回路開閉器により制御し、この回路開閉器をスイッチ制御素子により駆動制御する電気車に用いられ、スイッチ制御素子及び／又は回路開閉器の故障を時系列に検出する故障検出方法において、回路開閉器の故障検出時に、それがオープン故障である場合は、２次的に検出されるそれよりも下位の故障検出処理を省くと共に、１次的な故障によるエラー表示のみを行い、クローズ故障である場合は、それよりも下位の故障検出処理、及びその故障検出によるエラー表示をも行うようにしたものである。
【０００８】この方法においては、回路開閉器の故障検出時に、それがオープン故障である場合は、２次的に検出されるそれよりも下位の故障検出（接点の接触不良等）の故障処理を省き（検出ロック）、１次的な故障によるエラー表示のみを行うことにより、上記請求項１と同等の作用が得られる。また、回路開閉器のクローズ故障である場合は、それよりも下位の接点にとっては、基本的には正常動作と異なるところがないので、故障検出処理を省くことなく行い、その故障検出によるエラー表示を行う。
【０００９】また、請求項３又は４の発明は、走行モータ等への通電を回路開閉器により制御し、この回路開閉器をスイッチ制御素子により駆動制御する電気車に用いられ、スイッチ制御素子及び／又は回路開閉器の故障を時系列に検出する故障検出装置において、スイッチ制御素子の故障検出時に、２次的に検出される下位のオープン故障及びクローズ故障の両検出処理を省くと共に、１次的な故障によるエラー表示のみを行い、回路開閉器の故障検出時に、それがオープン故障である場合は、２次的に検出されるそれよりも下位の故障検出処理を省くと共に、１次的な故障によるエラー表示のみを行い、クローズ故障である場合は、それよりも下位の故障検出処理、及びその故障検出によるエラー表示をも行う制御手段を備えたものである。
【００１０】この構成においては、スイッチ制御素子のオープン故障及びクローズ故障検出時には、２次的に検出されるそれよりも下位のオープン故障及びクローズ故障の両検出処理を行わず、回路開閉器の故障検出時であってオープン故障である場合は２次的に検出されるそれよりも下位の故障検出処理を行わないが、クローズ故障である場合は、それよりも下位の故障検出処理を行う。これにより、余分な故障検出処理を行わないものとなり、故障箇所の特定を行えるようになる。また、上記回路開閉器は、開閉接点を有する電磁開閉器であり、走行モータのアマチュア電流を制御するための回路を開閉し、又は界磁コイル電流の通電方向を切り替える開閉接点を駆動するものであり、スイッチ制御素子は、電磁開閉器を駆動制御するトランジスタとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の故障検出方法が適用されるフォークリフト車の制御回路図である。制御回路は、走行モータ１のアマチュアＡ、界磁巻線Ｆ、前進・後進の切替えを行う電磁開閉器ＭＦ，ＭＲ（ＭＦコンタクタ、ＭＲコンタクタという、以下同様）のコイル及び接点、モータへの通電電流（回生電流を含め）を制御するＭＧコンタクタのコイル及び接点、ＭＢコンタクタのコイル及び接点、及びＦＥＴ又はＩＧＢＴ等を用いた駆動制御用のパワー素子２、フォークリフト車の駆動を制御するＣＰＵ等のマイクロプロセッサ（以下、ＭＰＵという）３等から構成される。ＭＧコンタクタの接点、アマチュアＡ、界磁巻線Ｆ及び制御素子２等は直列に接続され、バッテリＢＴに接続されている。Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５は故障検出を行うための電圧検出の端子であり、その検出電圧はＭＰＵ３に入力される。ＭＰＵ３は、ＦＥＴ等を用いたスイッチ制御素子（以下、ＦＥＴという）５，６，７，８の導通を制御し、これにより、各コンタクタを駆動制御する。上記ＭＦコンタクタのコイルに直列に接続されているＦＥＴ５を、ＭＦＦＥＴと称し、ＭＧコンタクタのコイルに直列に接続されているＦＥＴ８を、ＭＧＦＥＴと称する（他も同様）。
【００１２】また、制御回路には、モータの回生電流又は慣性電流を流すためのフライホイールダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３、アマチュア電流及び界磁電流を検出してＭＰＵ３に入力するカレントセンサＩＡ，ＩＦ、ヒューズＦ１，Ｆ２、キースイッチＫＳ等が備えられている。ＭＰＵ３には、後述する自己診断その他の処理を行うためのプログラムを格納したＲＯＭ９、自己診断その他の結果をモニタ表示するＬＣＤ等でなる表示装置１０が接続されている。さらに、図示を省略しているが、走行や操作の指令をＭＰＵ３に入力するための入力装置や、ＭＰＵ３により駆動制御されるフォークリフト用の油圧モータとその制御回路等も備えられている。
【００１３】上記のように構成されたバッテリフォークリフトの制御回路において、走行用のアクセラレータを前進側に倒すと、ＭＰＵ３は、まず、走行用モータ１のＭＧコンタクタを駆動し、次に、前進のための界磁コイル切り替え用のＭＦコンタクタを駆動し、最後に、モータ電流を制御するパワー素子２にチョッパ指令を出力する。この動作により、フォークリフトは前進を開始する。マチュア電流をチョッパ制御することで速度制御を行う。ＭＧコンタクタはＭＰＵ３からの駆動信号を受けたＦＥＴ８によりコイルが励磁される。その時に、ＭＰＵ３は以下に述べるような所定の手順で、時系列に上記各種ＦＥＴやコンタクタの故障検出（自己診断）を行う。
【００１４】図２は上記ＭＰＵ３のメインプログラム中の自己診断処理のフローチャート、図３は自己診断処理の中の一部の故障検出のチェック手順を示す図である。自己診断処理は、予め設定されている所定のエラーチェック処理（＃２）を全て実行すると（＃１でＹＥＳ）、この処理から抜ける。自己診断処理の中で、ＭＧＦＥＴチェック（＃１１：図４）、ＭＧコンタクタチェック（＃１２：図５）、ＭＦＦＥＴチェック（＃１３）、ＭＦコンタクタチェック（＃１４：図６）を２０ｍｓｅｃ毎に時系列に行う。なお、いずれもＦＥＴ故障検出の方を対応するコンタクタ故障検出よりも優先させる。
【００１５】以下、自己診断による故障検出の方法について説明する。いま、ＭＧコンタクタ駆動用のＦＥＴ８がオープン故障が発生した場合、ＭＧコンタクタのコイルには電流が流れず、ＭＧコンタクタの接点はＯＮしない。そのため、図１において、Ｃ２端子にはバッテリ電圧が印加されない。Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５の各端子から各部の電圧がＭＰＵ３に信号として入力されている。
【００１６】ここで、ＭＧコンタクタを駆動したにも拘らず、Ｃ２端子に電圧が印加されないという条件において、従来の故障検出方法では、ＭＰＵ３はＭＧコンタクタ異常と判断していた。また、この状態でＭＦコンタクタをＯＮさせに行くため、Ｃ３端子にもバッテリ電圧が印加されず、これもＭＰＵ３はＭＦコンタクタ異常と判断していた。そのため、ＭＧコンタクタ駆動用ＦＥＴ８のオープン故障が発生した場合、“トランジスタ（回生コンタクタ）”、“コンタクタ（回生）”、“コンタクタ（前進）”のエラーを検出表示していた。そのため、サービスマンは故障箇所の発見に長時間を要していた。また、ＭＧコンタクタ駆動用のＦＥＴ８にクローズ故障が発生した場合、ＭＰＵ３がＭＧコンタクタを駆動しないにも拘らず、ＭＧコンタクタが駆動されてしまい、Ｃ２端子に電圧が印加されてしまう。これをＭＰＵ３はＭＧコンタクタの溶着異常と判断し、“トランジスタ（回生コンタクタ）”、“コンタクタ（回生）”のエラーを表示していた。そのため、サービスマンは故障箇所の発見に長時間を要していた。
【００１７】そこで、本実施形態では、サービスマンの故障箇所特定が短時間で行えるように、コンタクタ駆動用トランジスタがオープン故障又はクローズ故障を起こした場合にあって、必ず２次的に検出されてしまうエラーは、予めソフト的に無視してしまい、エラー表示を“トランジスタ（回生コンタクタ）”だけにして、サービス性の向上を図るようにした。その他のコンタクタも同様とする。
【００１８】図４乃至図６は、各種故障検出チェックのフローチャートである。図４のＭＧＦＥＴチェックにおいては、ＭＧＦＥＴ（８）のＯＦＦチェック異常を判断し（＃２１）、異常でなければ、異常カウントをクリアし（＃２２）、エラーフラグをＯＦＦし（＃２３）、続いて、ＭＧＦＥＴ（８）のＯＮチェック異常を判断し（＃２７）、異常でなければ、上記＃２２，＃２３と同様の処理（＃２８，＃２９）をして、メインプログラムにリターンする。＃２１で異常と判断されれば、異常カウントが所定値（ここでは８）以上であるかを調べ（＃２４）、所定値以上でなければ、異常カウントアップし（＃２５）、所定値以上であれば、エラーフラグ（クローズ故障）をＯＮしてから（＃２６）、＃２７に進む。＃２７で異常と判断されれば、上記＃２４〜＃２６と同様の処理（＃３０〜＃３２）を行い、＃３２でエラーフラグ（オープン故障）をＯＮし、リターンする。
【００１９】上記において、異常カウントが８以上としたのは、２０ｍｓｅｃ×８＝１６０ｍｓｅｃ間、エラーが発生していれば、異常と判断する（誤検出防止）ためである。後述では異常カウントが１０以上、１２以上とするものがあるが、これは、エラーがどのルーチンを処理中に発生するか分からないため、どこでエラーが発生しても、まず８回のエラー検出が先に判断されるようにしたものである。数が少ないエラーが最優先検出対象である。
【００２０】次に、図５のＭＧコンタクタチェックにおいては、ＭＧコンタクタＯＮ指令中かを調べ（＃４１）、ＯＮ指令中でなければ、走行ヒューズ又はＭＧＦＥＴ・ＯＦＦエラー（クローズ故障）が発生しているかを調べ（＃４６）、同エラーが発生しておれば、このサブルーチンでは＃４７以下のチェックを行わず（ソフト的に故障検出ロック）、リターンする。これにより、ＭＧコンタクタ、つまり、２次的に検出される下位の故障検出を省いている。＃４６で同エラーが発生していなければ、ＭＧコンタクタの接点ＯＦＦをチェックし（＃４７）、ＯＦＦであれば正常であるので、異常カウンタをクリアする（＃５０）。ＯＦＦでなければ異常であるので、異常カウンタが所定値（ここでは１０）以上であるかを調べ（＃４８）、所定値以上でなければ異常カウントアップし（＃５１）、所定値以上となれば、エラーフラグ（クローズ故障）をＯＮしてから（＃４９）、リターンする。
【００２１】上記＃４１で、ＭＧコンタクタＯＮ指令中であれば、走行ヒューズ又はＭＧＦＥＴ・ＯＮエラー（オープン故障）が発生しているかを調べ（＃４２）、同エラーが発生しておれば、このサブルーチンでは＃４３以下のチェックを行わず（ソフト的に故障検出ロック）、リターンする。これにより、上記と同様にＭＧコンタクタ、つまり、２次的に検出される下位の故障検出を省いている。＃４２で同エラーが発生していなければ、ＭＧコンタクタの接点ＯＮをチェックし（＃４３）、ＯＮであれば正常であるので、異常カウンタをクリアする（＃５２）。ＯＮでなければ異常であるので、異常カウンタが所定値（ここでは１０）以上であるかを調べ（＃４４）、所定値以上でなければ異常カウントアップし（＃５３）、所定値以上となれば、エラーフラグ（オープン故障）をＯＮしてから（＃４５）、リターンする。
【００２２】次に、図６のＭＦコンタクタチェックにおいては、ＭＧコンタクタＯＮ指示中かを調べ（＃６１）、同ＯＮ指示中でなければ本ルーチンから抜け、以降の処理を行わない。ＭＧコンタクタＯＮ指令中であれば、ＭＦコンタクタＯＮ指示中かを調べ（＃６２）、ＯＮ指示中でなければ、本ルーチンから抜ける。ＯＮ指示中であれば、走行ヒューズエラーかを調べ（＃６３）、同エラーであれば本ルーチンから抜け、同エラーでなければ、ＭＧＦＥＴ・ＯＮエラー（オープン故障）かを調べ（＃６４）、同ＯＮエラーであれば本ルーチンから抜ける。同ＯＮエラーでなければ、ＭＧコンタクタＯＮエラーかを調べ（＃６５）、同ＯＮエラー（オープン故障）であれば本ルーチンから抜け、同ＯＮエラーでなければ、ＭＦＦＥＴ・ＯＮエラー（オープン故障）かを調べ（＃６６）、同ＯＮエラーであれば、本ルーチンから抜ける。同ＯＮエラーでなければ、ＭＲＦＥＴ・ＯＦＦエラー（クローズ故障）かを調べ（＃６７）、同ＯＦＦエラーであれば本ルーチンから抜け、同ＯＦＦエラーでなければ、ＭＦコンタクタ接点異常かを調べる（＃６８）。
【００２３】＃６８でＭＦコンタクタ接点異常でなければ、異常カウントクリアし（＃７１）、ＭＦコンタクタ接点異常であれば、異常カウントが所定値（１２）以上であるかを調べ（＃６９）、所定値以上でなければ、異常カウントアップし（＃７２）、所定値以上であれば、エラーフラグをＯＮする（＃７０）。こうして、ＭＦコンタクタにオープン故障のエラーが発生している場合は、以降、下位のコンタクタのエラーチェックを行わず（検出をロックする）、クローズ故障が発生している場合は、下位のコンタクタにとっては、正常動作と基本的に変わらないので、以降のエラーチェックを行う（検出をロックしない）。
【００２４】以上のようなエラーチェックにより、故障箇所の特定が可能となり、エラー表示は基本的に一つだけとして、サービス性の向上を図ることができる。
【００２５】なお、本発明は上記実施形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、一部のＦＥＴ及びコンタクタのエラーチェックの例を示したが、その他のコンタクタ関係の部品の故障検出に同様に適用することが可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、スイッチ制御素子の故障検出時に、その故障がオープン故障であってもクローズ故障であっても、そのスイッチ制御素子に対応した下位の回路開閉器の２次的な故障検出処理は行わず、１次的な故障によるエラー表示のみを行うようにすることで、意味のない２次的な下位の故障検出処理を省き、故障検出内容を特定することができ、サービスマンの点検作業の能率向上が図れる。
【００２７】また、請求項２の発明によれば、回路開閉器の故障検出時に、それがオープン故障である場合は、２次的に検出されるそれよりも下位の故障検出処理を省き、１次的な故障によるエラー表示のみを行うことで、上記と同等の作用が得られ、また、回路開閉器のクローズ故障である場合は、故障検出処理を省くことなく行うことにより、それよりも下位の接点にとっては正常動作と異なるところがないので、正しい故障検出が可能となる。
【００２８】また、請求項３，４の発明によれば、上記請求項１及び請求項２の発明の効果が共に得られる装置を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２３２８０７
【氏名又は名称】日本輸送機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）９月１９日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】板谷 康夫
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| 【公開番号】 |
特開平１１−９８６１９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月９日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２５５４４２ |
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