JP2001128482A - 直流無整流子モータの異常検出方法および装置 - Google Patents
直流無整流子モータの異常検出方法および装置Info
- Publication number
- JP2001128482A JP2001128482A JP30036099A JP30036099A JP2001128482A JP 2001128482 A JP2001128482 A JP 2001128482A JP 30036099 A JP30036099 A JP 30036099A JP 30036099 A JP30036099 A JP 30036099A JP 2001128482 A JP2001128482 A JP 2001128482A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- abnormality
- value
- armature coil
- current
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特別な異常検出機構を追加することなく配線
やコネクタ外れなどの異常発生や駆動回路の異常発生を
検出することができる直流無整流子モータの異常検出方
法を提供する。 【解決手段】 電機子コイル電流を電流指令値に一致さ
せるようにフィードバック制御する直流無整流子モータ
に適用される異常検出方法であって、複数の電機子コイ
ル電流の絶対値を加算し、この加算値が設定値以下にな
ることから異常の発生を検出する。３相モータの場合に
は、そのうち２つの相の電機子コイルの絶対値の加算値
Ａを、電流指令値ｉ*の最大値Ｉ*よりも小さい設定値ｉ
judgeと比較し、Ａ＜ｉjudgeになることから異常発生を
検出することができる。この場合、加算値Ａが所定時間
内に所定回数異常設定値ｉjudge以下になったことから
異常発生と判定するようにすれば、判定精度が向上す
る。
やコネクタ外れなどの異常発生や駆動回路の異常発生を
検出することができる直流無整流子モータの異常検出方
法を提供する。 【解決手段】 電機子コイル電流を電流指令値に一致さ
せるようにフィードバック制御する直流無整流子モータ
に適用される異常検出方法であって、複数の電機子コイ
ル電流の絶対値を加算し、この加算値が設定値以下にな
ることから異常の発生を検出する。３相モータの場合に
は、そのうち２つの相の電機子コイルの絶対値の加算値
Ａを、電流指令値ｉ*の最大値Ｉ*よりも小さい設定値ｉ
judgeと比較し、Ａ＜ｉjudgeになることから異常発生を
検出することができる。この場合、加算値Ａが所定時間
内に所定回数異常設定値ｉjudge以下になったことから
異常発生と判定するようにすれば、判定精度が向上す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ホールＩＣなど
によって回転子の位置を検出し、電機子コイル電流を制
御する直流無整流子モータの異常検出方法および装置に
関するものである。
によって回転子の位置を検出し、電機子コイル電流を制
御する直流無整流子モータの異常検出方法および装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】直流無整流子モータ（ブラシレスＤＣモ
ータ）においては、回転子（ロータ）の回転位置を検出
し、この回転位置に対応して電機子（ステータ）のコイ
ルを励磁する。回転子の回転位置は、ホールＩＣやホー
ル素子を用いたり、ロータリーエンコーダを用いて検出
している。
ータ）においては、回転子（ロータ）の回転位置を検出
し、この回転位置に対応して電機子（ステータ）のコイ
ルを励磁する。回転子の回転位置は、ホールＩＣやホー
ル素子を用いたり、ロータリーエンコーダを用いて検出
している。
【０００３】このようなモータでは、電機子コイル電流
を制御する駆動回路と電機子コイルとの接続線に断線が
あったり、配線のコネクタが外れたりすることがある。
またモータの製造時の組立て間違いや、経年変化による
コイルまたは配線の断線が発生することがある。さらに
駆動回路に異常が発生することもあり得る。
を制御する駆動回路と電機子コイルとの接続線に断線が
あったり、配線のコネクタが外れたりすることがある。
またモータの製造時の組立て間違いや、経年変化による
コイルまたは配線の断線が発生することがある。さらに
駆動回路に異常が発生することもあり得る。
【０００４】このような異常を検出するために従来は別
途特別な異常検出機構を設けていた。例えばコネクタに
コネクタの外れたことを検出するための特別な配線やセ
ンサを別途追加したり、電機子コイルの導通を確認する
特別な配線を追加したり、駆動回路の出力を確認する回
路を追加していた。
途特別な異常検出機構を設けていた。例えばコネクタに
コネクタの外れたことを検出するための特別な配線やセ
ンサを別途追加したり、電機子コイルの導通を確認する
特別な配線を追加したり、駆動回路の出力を確認する回
路を追加していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように断線やコネ
クタの外れや駆動回路の異常などを検出するための特別
な異常検出機構を設けると、制御ユニットが大型化し、
部品点数が増加する。さらにコストが増大するという問
題があった。
クタの外れや駆動回路の異常などを検出するための特別
な異常検出機構を設けると、制御ユニットが大型化し、
部品点数が増加する。さらにコストが増大するという問
題があった。
【０００６】この発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、特別な異常検出機構を追加することなく配
線やコネクタ外れなどの異常発生や駆動回路の異常発生
を検出することができる直流無整流子モータの異常検出
方法を提供することを第１の目的とする。またこの方法
の実施に直接使用する装置すなわち異常検出装置を提供
することを第２の目的とする。
ものであり、特別な異常検出機構を追加することなく配
線やコネクタ外れなどの異常発生や駆動回路の異常発生
を検出することができる直流無整流子モータの異常検出
方法を提供することを第１の目的とする。またこの方法
の実施に直接使用する装置すなわち異常検出装置を提供
することを第２の目的とする。
【０００７】
【発明の構成】本発明によれば第１の目的は、電機子コ
イル電流を電流指令値に一致させるようにフィードバッ
ク制御する直流無整流子モータに適用される異常検出方
法であって、複数の電機子コイル電流の絶対値を加算
し、この加算値が設定値以下になることから異常の発生
を検出することを特徴とする直流無整流子モータの異常
検出方法、により達成される。
イル電流を電流指令値に一致させるようにフィードバッ
ク制御する直流無整流子モータに適用される異常検出方
法であって、複数の電機子コイル電流の絶対値を加算
し、この加算値が設定値以下になることから異常の発生
を検出することを特徴とする直流無整流子モータの異常
検出方法、により達成される。
【０００８】モータは３相モータとし、そのうち２つの
相の電機子コイルの絶対値の加算値Ａを、電流指令値ｉ
*の最大値Ｉ*よりも小さい設定値ｉjudgeと比較し、Ａ
＜ｉj udgeになることから異常発生を検出することがで
きる。この場合、加算値Ａが所定時間内に所定回数異常
設定値ｉjudge以下になったことから異常発生と判定す
るようにすれば、判定精度が向上する。
相の電機子コイルの絶対値の加算値Ａを、電流指令値ｉ
*の最大値Ｉ*よりも小さい設定値ｉjudgeと比較し、Ａ
＜ｉj udgeになることから異常発生を検出することがで
きる。この場合、加算値Ａが所定時間内に所定回数異常
設定値ｉjudge以下になったことから異常発生と判定す
るようにすれば、判定精度が向上する。
【０００９】例えば電流指令値ｉ*の１サイクル内で１
回以上Ａ＜ｉjudgeとなる場合には１回として、Ａ＜ｉ
judgeとなる連続するサイクル数を積算し、この積算値
ｎが設定値Ｎに達した時に異常発生と判定することがで
きる。３相モータの場合、電流指令値ｉ*を１２０°位
相がずれかつ最大振幅Ｉ*が同一の正弦波とすれば、設
定値ｉjudgeはｉ*｜Ｓｉｎθ｜＋ｉ*｜Ｓｉｎ(θ−１２
０°)｜の最小値すなわち0.866×ｉ*より小さく設定す
るのがよい。
回以上Ａ＜ｉjudgeとなる場合には１回として、Ａ＜ｉ
judgeとなる連続するサイクル数を積算し、この積算値
ｎが設定値Ｎに達した時に異常発生と判定することがで
きる。３相モータの場合、電流指令値ｉ*を１２０°位
相がずれかつ最大振幅Ｉ*が同一の正弦波とすれば、設
定値ｉjudgeはｉ*｜Ｓｉｎθ｜＋ｉ*｜Ｓｉｎ(θ−１２
０°)｜の最小値すなわち0.866×ｉ*より小さく設定す
るのがよい。
【００１０】第２の目的は、電機子コイル電流を電流指
令値に一致させるようにフィードバック制御する直流無
整流子モータに適用される異常検出装置であって、複数
の電機子コイル電流を検出する電流検出手段と、検出し
た複数の電機子コイル電流の絶対値を加算して加算値Ａ
を求める加算値演算部と、加算値Ａを所定の設定値ｉ
judgeと比較する比較部と、この比較部でＡ＜ｉjudgeと
判定したことから異常の発生を判定する異常判定部と、
を備えることを特徴とする直流無整流子モータの異常検
出装置、により達成される。
令値に一致させるようにフィードバック制御する直流無
整流子モータに適用される異常検出装置であって、複数
の電機子コイル電流を検出する電流検出手段と、検出し
た複数の電機子コイル電流の絶対値を加算して加算値Ａ
を求める加算値演算部と、加算値Ａを所定の設定値ｉ
judgeと比較する比較部と、この比較部でＡ＜ｉjudgeと
判定したことから異常の発生を判定する異常判定部と、
を備えることを特徴とする直流無整流子モータの異常検
出装置、により達成される。
【００１１】ここに異常判定部は、電流指令値ｉ*の１
サイクル内で一度でもＡ＜ｉjudgeと判定される連続す
るサイクル数を積算部で積算し、この積算回数（ｎ）が
設定回数（Ｎ）に達したことを最終比較部で検出し、こ
の結果異常発生と判定するように構成することができ
る。
サイクル内で一度でもＡ＜ｉjudgeと判定される連続す
るサイクル数を積算部で積算し、この積算回数（ｎ）が
設定回数（Ｎ）に達したことを最終比較部で検出し、こ
の結果異常発生と判定するように構成することができ
る。
【００１２】
【実施態様】図１は本発明を電動補助自転車に適用した
場合の動力伝達系統を示す図、図２はモータの制御装置
の説明図、図３はインバータの構成を説明する図、図４
は制御装置の構成を説明するブロック図、図５は異常検
出部の構成を示すブロック図、図６は異常検出の動作流
れ図、図７は異常検出の動作説明図、図８はホールＣＴ
の出力増幅特性を示す図である。
場合の動力伝達系統を示す図、図２はモータの制御装置
の説明図、図３はインバータの構成を説明する図、図４
は制御装置の構成を説明するブロック図、図５は異常検
出部の構成を示すブロック図、図６は異常検出の動作流
れ図、図７は異常検出の動作説明図、図８はホールＣＴ
の出力増幅特性を示す図である。
【００１３】図１において、運転者の踏力は、ペダル
（図示せず）により駆動されるクランク軸１と一方向ク
ラッチ２とを介して合力軸３に伝えられる。また３相直
流無整流子モータ４の出力は、減速部５および一方向ク
ラッチ６を介して合力軸３に伝えられる。合力軸３の回
転はフリーホイールクラッチ７を介して駆動輪である後
輪８に伝えられる。
（図示せず）により駆動されるクランク軸１と一方向ク
ラッチ２とを介して合力軸３に伝えられる。また３相直
流無整流子モータ４の出力は、減速部５および一方向ク
ラッチ６を介して合力軸３に伝えられる。合力軸３の回
転はフリーホイールクラッチ７を介して駆動輪である後
輪８に伝えられる。
【００１４】人力駆動系はクランク軸１から後輪８に至
る伝動系であり、電動駆動系はモータ４から後輪８に至
る伝動系である。人力駆動系の駆動力すなわち踏力ＴP
は一方向クラッチ２と合力軸３の間から踏力センサ９に
より検出される。
る伝動系であり、電動駆動系はモータ４から後輪８に至
る伝動系である。人力駆動系の駆動力すなわち踏力ＴP
は一方向クラッチ２と合力軸３の間から踏力センサ９に
より検出される。
【００１５】１０はモータ４の制御装置である。この制
御装置１０は踏力センサ９が検出する踏力ＴPと、車速
センサ１１が検出する車速ＶSPとに基づいてモータ４の
出力トルクＴMすなわちモータ電流を制御する。１２は
電池などの直流電源である。ここに車速センサ１１は、
後輪８や前輪（図示せず）や駆動系の回転部分などの回
転速度を検出するセンサ（図示せず）で形成することが
できる。また車速センサ１１は、モータ４の電機子コイ
ルに誘起される逆起電圧により回転速度を検出する回路
で構成したり、後記する推定部１７で検出する回転速度
ｖと減速比とを用いて計算により求めるものとすること
もできる。
御装置１０は踏力センサ９が検出する踏力ＴPと、車速
センサ１１が検出する車速ＶSPとに基づいてモータ４の
出力トルクＴMすなわちモータ電流を制御する。１２は
電池などの直流電源である。ここに車速センサ１１は、
後輪８や前輪（図示せず）や駆動系の回転部分などの回
転速度を検出するセンサ（図示せず）で形成することが
できる。また車速センサ１１は、モータ４の電機子コイ
ルに誘起される逆起電圧により回転速度を検出する回路
で構成したり、後記する推定部１７で検出する回転速度
ｖと減速比とを用いて計算により求めるものとすること
もできる。
【００１６】この制御装置１０は図２，４に示すように
インバータ部１３とゲート駆動部１４と演算処理部１５
とを有する。インバータ部１３は図３に示すように公知
の３相ブリッジ回路で構成される。すなわちＭＯＳ−Ｆ
ＥＴやバイポーラトランジスタなどのスイッチング素子
Ｑ1〜Ｑ6を２個ずつ直列接続した各組を電源１２に並列
接続する一方、各組のスイッチング素子Ｑ1とＱ2、Ｑ3
とＱ4、Ｑ5とＱ6の間をモータ４の各相の電機子コイル
に接続したものである。ゲート駆動部１４はスイッチン
グ素子Ｑ1〜Ｑ6を選択的にオン・オフするためのゲート
信号を各スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ6のゲートに送る。
インバータ部１３とゲート駆動部１４と演算処理部１５
とを有する。インバータ部１３は図３に示すように公知
の３相ブリッジ回路で構成される。すなわちＭＯＳ−Ｆ
ＥＴやバイポーラトランジスタなどのスイッチング素子
Ｑ1〜Ｑ6を２個ずつ直列接続した各組を電源１２に並列
接続する一方、各組のスイッチング素子Ｑ1とＱ2、Ｑ3
とＱ4、Ｑ5とＱ6の間をモータ４の各相の電機子コイル
に接続したものである。ゲート駆動部１４はスイッチン
グ素子Ｑ1〜Ｑ6を選択的にオン・オフするためのゲート
信号を各スイッチング素子Ｑ1〜Ｑ6のゲートに送る。
【００１７】演算処理部１５は図４に示すように構成さ
れ、マイクロコンピュータ（MicroProcessor Unit ,MP
U）や種々のメモリなどによって構成される。この実施
態様では、モータ４の回転子（ロータ）Ｒの回転角θと
回転速度ｖとに基づいて、電機子（ステータ）ＳＴに供
給する電機子電流ｉU、ｉV、ｉWの大きさと位相とを示
す電流指令値ｉ*を計算で求める。すなわちベクトル制
御を行うものである。
れ、マイクロコンピュータ（MicroProcessor Unit ,MP
U）や種々のメモリなどによって構成される。この実施
態様では、モータ４の回転子（ロータ）Ｒの回転角θと
回転速度ｖとに基づいて、電機子（ステータ）ＳＴに供
給する電機子電流ｉU、ｉV、ｉWの大きさと位相とを示
す電流指令値ｉ*を計算で求める。すなわちベクトル制
御を行うものである。
【００１８】回転子Ｒの回転角θと速度ｖは、電機子Ｓ
Ｔの３つの相についてそれぞれ設けた回転位置検出器と
してのホールＩＣ１６（１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗ）が出
力する位置信号Ｐ（ＰU、ＰV、ＰW）に基づいて、推定
部１７で推定する。すなわちホールＩＣ１６は電気角で
６０°ごとに設けられ、回転子Ｒが６０°回転する度に
いずれかの位置信号Ｐがオン・オフ変化する。
Ｔの３つの相についてそれぞれ設けた回転位置検出器と
してのホールＩＣ１６（１６Ｕ、１６Ｖ、１６Ｗ）が出
力する位置信号Ｐ（ＰU、ＰV、ＰW）に基づいて、推定
部１７で推定する。すなわちホールＩＣ１６は電気角で
６０°ごとに設けられ、回転子Ｒが６０°回転する度に
いずれかの位置信号Ｐがオン・オフ変化する。
【００１９】推定部１７では、この位置信号Ｐの変化か
ら回転子Ｒが電気角６０°回ったことを検出し、位置信
号Ｐが変化せずに一定に保たれる時間間隔から回転速度
ｖを検出する。またこの回転速度ｖを用いて位置信号Ｐ
が変化しない時間間隔内における回転角θを演算により
求める。この結果回転子Ｒの回転中における回転角θを
高い分解能で求めることができる。
ら回転子Ｒが電気角６０°回ったことを検出し、位置信
号Ｐが変化せずに一定に保たれる時間間隔から回転速度
ｖを検出する。またこの回転速度ｖを用いて位置信号Ｐ
が変化しない時間間隔内における回転角θを演算により
求める。この結果回転子Ｒの回転中における回転角θを
高い分解能で求めることができる。
【００２０】なおホールＩＣ１６の出力にノイズや誤信
号が乗ったり、ホールＩＣ１６等の各部の経時劣化など
により出力信号にチャタリングなどが発生することがあ
り得るが、この場合には次のように対応する。すなわち
正常な動作中のモータ回転速度の変動を監視し、この変
動が過去の変動に比べて大きい場合などに異常があった
と判定し、この時の異常のあるホールＩＣ１６の出力に
より得られた回転速度データを用いずに処理する。例え
ば異常が発生する直前のデータを用いて回転角θや速度
ｖを推定すればよい。
号が乗ったり、ホールＩＣ１６等の各部の経時劣化など
により出力信号にチャタリングなどが発生することがあ
り得るが、この場合には次のように対応する。すなわち
正常な動作中のモータ回転速度の変動を監視し、この変
動が過去の変動に比べて大きい場合などに異常があった
と判定し、この時の異常のあるホールＩＣ１６の出力に
より得られた回転速度データを用いずに処理する。例え
ば異常が発生する直前のデータを用いて回転角θや速度
ｖを推定すればよい。
【００２１】この推定部１７で求めた回転角θと回転速
度ｖの推定値は電流計算部１８に入力される。この電流
計算部１８は目標トルク演算部１９で求めたトルク目標
値Ｔ Mと、回転角θおよび回転速度ｖとに基づいて、電
流指令値ｉ*の大きさと位相とを計算する。
度ｖの推定値は電流計算部１８に入力される。この電流
計算部１８は目標トルク演算部１９で求めたトルク目標
値Ｔ Mと、回転角θおよび回転速度ｖとに基づいて、電
流指令値ｉ*の大きさと位相とを計算する。
【００２２】目標トルク演算部１９は、車速ＶSPと踏力
ＴPとに基づいて目標とするモータトルクＴMを求める。
例えば高速域で車速ＶSPの増加に伴ってモータ補助率η
（＝ＴM／ＴP）が漸減する補助特性に従って、モータト
ルクＴMの目標値をＴM＝Ｔ P・ηとして求める。このモ
ータ４ではトルクＴMは実際の電機子電流ｉR（ｉU、
ｉV、ｉW）に対応する。電流計算部１８はこの目標トル
ク値ＴMを発生させるために必要となる電機子電流ｉRの
大きさと位相とをベクトル計算により求め、電流指令値
ｉ*として出力する。
ＴPとに基づいて目標とするモータトルクＴMを求める。
例えば高速域で車速ＶSPの増加に伴ってモータ補助率η
（＝ＴM／ＴP）が漸減する補助特性に従って、モータト
ルクＴMの目標値をＴM＝Ｔ P・ηとして求める。このモ
ータ４ではトルクＴMは実際の電機子電流ｉR（ｉU、
ｉV、ｉW）に対応する。電流計算部１８はこの目標トル
ク値ＴMを発生させるために必要となる電機子電流ｉRの
大きさと位相とをベクトル計算により求め、電流指令値
ｉ*として出力する。
【００２３】なおこの電流指令値ｉ*は、実際にはＵ、
Ｖ、Ｗの各相に対して別々に出力される。すなわち電流
計算部１８は、メモリ２０に記憶した正弦波パターンデ
ータを用いて各相の互いに電気角で１２０°位相がずれ
た電流指令値ｉ*を出力する。各相の電流指令値ｉ*は目
標トルク値ＴMの大きさによって振幅が変化する正弦波
であり、その振幅と位相は回転角θと回転速度ｖと回転
部の慣性などに基づいて演算されたものである。ここで
はこの最大振幅をＩ*とし、ｉ*＝Ｉ*・Ｓｉｎθとす
る。なお実際には電流指令値ｉ*はＵ、Ｖ、Ｗ相の各相
ごとに位相が１２０°づれた３つの指令値からなるが、
ここではこれらをまとめてｉ*で表す。
Ｖ、Ｗの各相に対して別々に出力される。すなわち電流
計算部１８は、メモリ２０に記憶した正弦波パターンデ
ータを用いて各相の互いに電気角で１２０°位相がずれ
た電流指令値ｉ*を出力する。各相の電流指令値ｉ*は目
標トルク値ＴMの大きさによって振幅が変化する正弦波
であり、その振幅と位相は回転角θと回転速度ｖと回転
部の慣性などに基づいて演算されたものである。ここで
はこの最大振幅をＩ*とし、ｉ*＝Ｉ*・Ｓｉｎθとす
る。なお実際には電流指令値ｉ*はＵ、Ｖ、Ｗ相の各相
ごとに位相が１２０°づれた３つの指令値からなるが、
ここではこれらをまとめてｉ*で表す。
【００２４】この電流指令値ｉ*は減算器２１で、電機
子ＳＴの実際の電流値ｉRとの差（ｉ *−ｉR）が各相ご
とに別々に求められる。この電流値ｉRは、電機子ＳＴ
のＵＶ相巻線の電流（ｉU、ｉV）をホールＣＴ（Curren
t Transformer、変流器）（ＣＴU、ＣＴV）などで検出
し、Ｗ相の電流を計算で求めることができる。この差
（ｉ*−ｉR）は電機子電流誤差信号となり、電流制御部
２２に入力される。電流制御部２２ではインバータ１３
のゲートを駆動するゲート駆動信号が作られ、ゲート駆
動部１４に送られる。この結果モータ４が目標トルク値
ＴMを発生し、このモータ出力ＴMと踏力ＴPとによって
自転車は走行することができる。
子ＳＴの実際の電流値ｉRとの差（ｉ *−ｉR）が各相ご
とに別々に求められる。この電流値ｉRは、電機子ＳＴ
のＵＶ相巻線の電流（ｉU、ｉV）をホールＣＴ（Curren
t Transformer、変流器）（ＣＴU、ＣＴV）などで検出
し、Ｗ相の電流を計算で求めることができる。この差
（ｉ*−ｉR）は電機子電流誤差信号となり、電流制御部
２２に入力される。電流制御部２２ではインバータ１３
のゲートを駆動するゲート駆動信号が作られ、ゲート駆
動部１４に送られる。この結果モータ４が目標トルク値
ＴMを発生し、このモータ出力ＴMと踏力ＴPとによって
自転車は走行することができる。
【００２５】ここにホールＣＴが検出する電流は増幅器
で増幅されているが、ここで用いる増幅器は制御装置１
０のＭＰＵの入力電圧範囲が通常０〜５ボルトであるこ
とを考慮して、その出力電圧範囲が０〜５ボルトになる
ように設定される。図８は、このホールＣＴが検出する
電機子電流ｉRアンペア（Ａ）を横軸に、増幅器の出力
電圧（検出電圧）ＶOUTボルト（Ｖ）を縦軸にとって示
した増幅器の特性図である。この図８で（Ａ）は従来方
式による動作点設定方法を、（Ｂ）はこの実施態様によ
る動作点設定方法を示すものである。またこの図８で
は、横軸ｉRの最大値がＩMAX、最小値が−ＩMAX、その
変化範囲がＩP−Pでそれぞれ示されている。
で増幅されているが、ここで用いる増幅器は制御装置１
０のＭＰＵの入力電圧範囲が通常０〜５ボルトであるこ
とを考慮して、その出力電圧範囲が０〜５ボルトになる
ように設定される。図８は、このホールＣＴが検出する
電機子電流ｉRアンペア（Ａ）を横軸に、増幅器の出力
電圧（検出電圧）ＶOUTボルト（Ｖ）を縦軸にとって示
した増幅器の特性図である。この図８で（Ａ）は従来方
式による動作点設定方法を、（Ｂ）はこの実施態様によ
る動作点設定方法を示すものである。またこの図８で
は、横軸ｉRの最大値がＩMAX、最小値が−ＩMAX、その
変化範囲がＩP−Pでそれぞれ示されている。
【００２６】電機子電流ｉRは正負両方向に変化するか
ら、従来は図８の（Ａ）に示すように電流ｉRの中央値
（０アンペア）が検出電圧ＶOUTのレンジ幅（０〜５ボ
ルト）の中央値（2.5ボルト）に一致するように設定し
ていた。一方増幅器は通常低電圧出力範囲での線形性が
悪くなるから、低電圧出力範囲（０〜１ボルトの範囲）
は使用することができない。なお低電圧出力範囲での線
形性が良い増幅器も存在するが、このような増幅器は極
めて高価なものとなり通常は使用できない。このため出
力電圧ＶOUTの中央値（2.5ボルト）を中心として両側に
1.5ボルトの範囲、すなわち出力電圧ＶOUTが１〜４ボル
トになる範囲を使用していた。
ら、従来は図８の（Ａ）に示すように電流ｉRの中央値
（０アンペア）が検出電圧ＶOUTのレンジ幅（０〜５ボ
ルト）の中央値（2.5ボルト）に一致するように設定し
ていた。一方増幅器は通常低電圧出力範囲での線形性が
悪くなるから、低電圧出力範囲（０〜１ボルトの範囲）
は使用することができない。なお低電圧出力範囲での線
形性が良い増幅器も存在するが、このような増幅器は極
めて高価なものとなり通常は使用できない。このため出
力電圧ＶOUTの中央値（2.5ボルト）を中心として両側に
1.5ボルトの範囲、すなわち出力電圧ＶOUTが１〜４ボル
トになる範囲を使用していた。
【００２７】しかしこのような使い方では増幅器の出力
電圧ＶOUTが４〜５ボルトになる範囲を利用せずに無駄
にすることになる。そこでこの実施態様では図８（Ｂ）
のように動作点を設定したものである。すなわち電機子
電流ｉRの中央値（０アンペア）を増幅器の出力範囲を
３ボルトに一致させたものである。この結果増幅器の出
力電圧ＶOUTの範囲を１〜５ボルトにしてレンジ幅を４
ボルトに拡大したものである。このようにすることによ
り、電流ｉRに対し出力電圧ＶOUTの分解能を４ボルト／
３ボルト＝1.33倍に向上させることができる。また逆に
分解能を同じにして検出する電流ｉRの範囲を1.33倍拡
大することもできる。
電圧ＶOUTが４〜５ボルトになる範囲を利用せずに無駄
にすることになる。そこでこの実施態様では図８（Ｂ）
のように動作点を設定したものである。すなわち電機子
電流ｉRの中央値（０アンペア）を増幅器の出力範囲を
３ボルトに一致させたものである。この結果増幅器の出
力電圧ＶOUTの範囲を１〜５ボルトにしてレンジ幅を４
ボルトに拡大したものである。このようにすることによ
り、電流ｉRに対し出力電圧ＶOUTの分解能を４ボルト／
３ボルト＝1.33倍に向上させることができる。また逆に
分解能を同じにして検出する電流ｉRの範囲を1.33倍拡
大することもできる。
【００２８】この発明では、ホールＣＴ（ＣＴU、Ｃ
ＴV）で検出した２つの相（Ｕ相およびＶ相）の実際の
電機子電流ｉR（ｉU、ｉV）に基づいて異常の有無を判
定する異常検出部２３を備える（図４）。この異常検出
部２３は実際には演算処理部１５のＭＰＵの動作プログ
ラムによって、すなわちソフトウエアで構成されるが、
その機能は図５に示すように構成され、その動作が図６
に示されている。電流検出手段であるホールＣＴ（ＣＴ
U、ＣＴV）の出力電圧は、Ｕ相およびＶ相の電機子電流
ｉU、ｉVの大きさを示す。異常検出部２３はまず積算値
ｎを１に初期化した後（図６、ステップＳ１００）、電
機子電流ｉU、ｉVを読込む（ステップＳ１０２）。この
電機子電流ｉU、ｉVは、加算値演算部２４に入力され、
ここで電機子電流ｉU、ｉVの絶対値の和Ａ＝｜ｉU｜＋
｜ｉV｜が求められる（ステップＳ１０４）。
ＴV）で検出した２つの相（Ｕ相およびＶ相）の実際の
電機子電流ｉR（ｉU、ｉV）に基づいて異常の有無を判
定する異常検出部２３を備える（図４）。この異常検出
部２３は実際には演算処理部１５のＭＰＵの動作プログ
ラムによって、すなわちソフトウエアで構成されるが、
その機能は図５に示すように構成され、その動作が図６
に示されている。電流検出手段であるホールＣＴ（ＣＴ
U、ＣＴV）の出力電圧は、Ｕ相およびＶ相の電機子電流
ｉU、ｉVの大きさを示す。異常検出部２３はまず積算値
ｎを１に初期化した後（図６、ステップＳ１００）、電
機子電流ｉU、ｉVを読込む（ステップＳ１０２）。この
電機子電流ｉU、ｉVは、加算値演算部２４に入力され、
ここで電機子電流ｉU、ｉVの絶対値の和Ａ＝｜ｉU｜＋
｜ｉV｜が求められる（ステップＳ１０４）。
【００２９】この加算値Ａは第１比較部２５において電
流指令値ｉ*の最大値Ｉ*と比較される（ステップＳ１０
６）。Ａ＜Ｉ*なら異常発生の可能性有りとして、この
加算値Ａは次の第２比較部２６に入力され、ここで設定
値ｉjudgeと比較される（ステップＳ１０８）。この設
定値ｉjudgeは最大値Ｉ*よりも小さい値であり、後記す
るようにＩ*・0.866よりも小さい値に設定される。この
第２比較部２６でＡ＜ｉjudgeと判定されると異常判定
部２７がこの判定回数ｎを積算し、この判定回数ｎが所
定時間内に設定回数Ｎに到達すると異常有りと判定して
（ステップＳ１１０）、異常検出信号を出力する。
流指令値ｉ*の最大値Ｉ*と比較される（ステップＳ１０
６）。Ａ＜Ｉ*なら異常発生の可能性有りとして、この
加算値Ａは次の第２比較部２６に入力され、ここで設定
値ｉjudgeと比較される（ステップＳ１０８）。この設
定値ｉjudgeは最大値Ｉ*よりも小さい値であり、後記す
るようにＩ*・0.866よりも小さい値に設定される。この
第２比較部２６でＡ＜ｉjudgeと判定されると異常判定
部２７がこの判定回数ｎを積算し、この判定回数ｎが所
定時間内に設定回数Ｎに到達すると異常有りと判定して
（ステップＳ１１０）、異常検出信号を出力する。
【００３０】図５に示すように、異常判定部２７では、
第２比較部２６が電流指令値Ｉ*の１サイクルの間にＡ
＜ｉjudgeでないサイクルがあると積算部２８はその積
算値ｎを初期化する。従って連続するｎサイクルの各サ
イクル内でＡ＜ｉjudgeと判定されると積算部２８の積
算値はｎとなり、Ａ＜ｉjudgeでないサイクルがあると
積算値はｎ＝１に初期化される。積算値ｎは最終比較部
２９で設定回数Ｎと比較されｎ＝Ｎになると異常検出信
号が出力される。演算処理部１５はこの異常検出信号が
出力されると異常を示す警告を出力したり、モータ４や
制御装置１０を保護するための処理を行う。
第２比較部２６が電流指令値Ｉ*の１サイクルの間にＡ
＜ｉjudgeでないサイクルがあると積算部２８はその積
算値ｎを初期化する。従って連続するｎサイクルの各サ
イクル内でＡ＜ｉjudgeと判定されると積算部２８の積
算値はｎとなり、Ａ＜ｉjudgeでないサイクルがあると
積算値はｎ＝１に初期化される。積算値ｎは最終比較部
２９で設定回数Ｎと比較されｎ＝Ｎになると異常検出信
号が出力される。演算処理部１５はこの異常検出信号が
出力されると異常を示す警告を出力したり、モータ４や
制御装置１０を保護するための処理を行う。
【００３１】次に設定値ｉjudgeを決める方法を図７を
用いて説明する。Ｕ相とＶ相の電流ｉU、ｉVを示すＣＴ
の出力電圧波形は互いに１２０°位相がずれているか
ら、ｉ UとｉVの絶対値の和Ａは次式で求められる。 Ａ＝｜ｉU｜＋｜ｉV｜＝Ｉ*｜Ｓｉｎθ｜＋Ｉ*｜Ｓｉｎ
(θ−１２０°)｜
用いて説明する。Ｕ相とＶ相の電流ｉU、ｉVを示すＣＴ
の出力電圧波形は互いに１２０°位相がずれているか
ら、ｉ UとｉVの絶対値の和Ａは次式で求められる。 Ａ＝｜ｉU｜＋｜ｉV｜＝Ｉ*｜Ｓｉｎθ｜＋Ｉ*｜Ｓｉｎ
(θ−１２０°)｜
【００３２】θ＝９０°のの時はＡ＝｜ｉU｜＋｜ｉV
｜＝1.5×Ｉ*となる。Ｉ*＝１０アンペア（Ａ）とすれ
ばＡ＝１５アンペアとなる。同様にθ＝１５０°のの
時は、1.0×Ｉ*＝１０アンペア（Ａ）となる。さらにθ
＝１８０°のの時にはＡ＝0.866×Ｉ*＝8.66アンペア
（Ａ）となる。Ａはθ＝１８０°の時に最小になり、こ
の最小値はＩ*・（３）1/2／２＝0.866Ｉ*となる。従っ
て設定値ｉjudgeは0.866×Ｉ*よりも小さい値に設定し
ておけばよい。
｜＝1.5×Ｉ*となる。Ｉ*＝１０アンペア（Ａ）とすれ
ばＡ＝１５アンペアとなる。同様にθ＝１５０°のの
時は、1.0×Ｉ*＝１０アンペア（Ａ）となる。さらにθ
＝１８０°のの時にはＡ＝0.866×Ｉ*＝8.66アンペア
（Ａ）となる。Ａはθ＝１８０°の時に最小になり、こ
の最小値はＩ*・（３）1/2／２＝0.866Ｉ*となる。従っ
て設定値ｉjudgeは0.866×Ｉ*よりも小さい値に設定し
ておけばよい。
【００３３】
【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、複数の
相の電機子電流の絶対値の和（加算値Ａ）を求め、この
加算値Ａが設定値ｉjudge以下になったことから異常を
検出するものであるから、電機子巻線の配線に異常があ
ったり、制御回路に異常があった場合に加算値Ａの減少
から異常の発生を判定することができる。このため特別
な異常検出機構を追加することなく、モータに元々設け
られた電流検出手段（ＣＴ）や制御装置内のソフトウエ
アを利用することにより異常を検出することが可能にな
る。従って制御装置の大型化や部品点数の増加やコスト
増を招くことがない。
相の電機子電流の絶対値の和（加算値Ａ）を求め、この
加算値Ａが設定値ｉjudge以下になったことから異常を
検出するものであるから、電機子巻線の配線に異常があ
ったり、制御回路に異常があった場合に加算値Ａの減少
から異常の発生を判定することができる。このため特別
な異常検出機構を追加することなく、モータに元々設け
られた電流検出手段（ＣＴ）や制御装置内のソフトウエ
アを利用することにより異常を検出することが可能にな
る。従って制御装置の大型化や部品点数の増加やコスト
増を招くことがない。
【００３４】３相モータの場合には２つの相の電機子電
流を用いるのがよい（請求項２）。異常は加算値（Ａ）
が所定時間内に所定回数以上設定値以下になったことか
ら検出するようにすれば、ノイズなどの影響を受けにく
くなり、検出精度が向上する（請求項３）。３相モータ
で２つの相の電機子電流を用いる場合には、電流指令値
が正弦波であれば設定値ｉjudgeは0.866×Ｉ*（Ｉ*は電
流指令値の最大値）より小さく設定する（請求項４）。
流を用いるのがよい（請求項２）。異常は加算値（Ａ）
が所定時間内に所定回数以上設定値以下になったことか
ら検出するようにすれば、ノイズなどの影響を受けにく
くなり、検出精度が向上する（請求項３）。３相モータ
で２つの相の電機子電流を用いる場合には、電流指令値
が正弦波であれば設定値ｉjudgeは0.866×Ｉ*（Ｉ*は電
流指令値の最大値）より小さく設定する（請求項４）。
【００３５】また請求項５の発明によれば請求項１の方
法の実施に直接使用する装置が得られる。この場合異常
判定部は、電流指令値の連続するサイクルに対してＡ＜
ｉju dgeと判定するサイクル数を積算する積算部と、こ
の積算回数が設定回数に達することから異常発生と判定
する最終比較部とを備えるように構成することができ、
この場合はノイズなどの影響を受けにくくして異常検出
精度を向上させることができる（請求項６）。
法の実施に直接使用する装置が得られる。この場合異常
判定部は、電流指令値の連続するサイクルに対してＡ＜
ｉju dgeと判定するサイクル数を積算する積算部と、こ
の積算回数が設定回数に達することから異常発生と判定
する最終比較部とを備えるように構成することができ、
この場合はノイズなどの影響を受けにくくして異常検出
精度を向上させることができる（請求項６）。
【図１】本発明の電動補助自転車に適用した動力伝達系
統を示す図
統を示す図
【図２】モータの制御装置の説明図
【図３】インバータを示す図
【図４】制御装置の構成を示す図
【図５】異常検出部の構成を示すブロック図
【図６】異常検出の動作流れ図
【図７】異常検出の動作説明図
【図８】ホールＣＴの出力増幅特性を説明する図
１ クランク軸 ４ ３相直流無整流子モータ ８ 後輪（駆動輪） １０ 制御装置 １３ インバータ部 １４ ゲート駆動部 １５ 演算処理部 １６ ホールＩＣ（回転子位置検出器） １７ 推定部 ２３ 異常検出部 ２４ 加算値演算部 ２５ 第１比較部 ２６ 第２比較部 ２７ 異常判定部 ２８ 積算部 ２９ 最終比較部 ＣＴ 電流検出手段 ｉR（ｉU、ｉV、ｉW） 電機子電流 Ｐ（ＰU、ＰV、ＰW） 位置信号 θ 回転角度 Ａ 加算値 Ｎ 設定回数 ｉ* 電流指令値 ｉjudge 設定値
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G044 AA01 AB03 AC01 AD01 AE01 AE03 CA05 CA14 CE03 5G053 AA07 BA01 CA01 DA01 DA03 EA01 EB01 EC03 FA04 5H115 PG10 PI13 PU10 PU11 PV09 PV24 QN03 QN06 QN09 RB26 TO12 TO30 TR04 TU01 TZ07 5H560 AA08 BB04 BB12 DA03 DA19 DB20 DC12 EB01 EC10 GG04 JJ02 JJ19 TT11 TT15 UA05 XA02 XA04
Claims (6)
- 【請求項１】 電機子コイル電流を電流指令値に一致さ
せるようにフィードバック制御する直流無整流子モータ
に適用される異常検出方法であって、 複数の電機子コイル電流の絶対値を加算し、この加算値
が設定値以下になることから異常の発生を検出すること
を特徴とする直流無整流子モータの異常検出方法。 - 【請求項２】 直流無整流子モータは３相電機子コイル
を備え、２つの相の電機子コイル電流の絶対値の加算値
が電流指令値の最大値より小さい設定値以下になること
から異常の発生を検出する請求項１の直流無整流子モー
タの異常検出方法。 - 【請求項３】 加算値が所定時間内に所定回数以上設定
値以下になったことから異常の発生を判定する請求項１
または２の直流無整流子モータの異常検出方法。 - 【請求項４】 ２つの相の電流指令値は１２０°位相が
ずれかつ最大振幅が同一の正弦波であり、設定値は電流
指令値の最大振幅をＩ*としてＩ*｜Ｓｉｎθ｜＋Ｉ*｜
Ｓｉｎ(θ−１２０°)｜より小さく設定されている請求
項２または３の直流無整流子モータの異常検出方法。 - 【請求項５】 電機子コイル電流を電流指令値に一致さ
せるようにフィードバック制御する直流無整流子モータ
に適用される異常検出装置であって、 複数の電機子コイル電流を検出する電流検出手段と、検
出した複数の電機子コイル電流の絶対値を加算して加算
値Ａを求める加算値演算部と、加算値Ａを所定の設定値
ｉjudgeと比較する比較部と、この比較部でＡ＜ｉjudge
と判定したことから異常の発生を判定する異常判定部
と、を備えることを特徴とする直流無整流子モータの異
常検出装置。 - 【請求項６】 異常判定部は電流指令値の連続するサイ
クルに対してＡ＜ｉ judgeと判定するサイクル数を積算
する積算部と、この積算回数が設定回数に達したことか
ら異常発生と判定する最終比較部とを備える請求項５の
直流無整流子モータの異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30036099A JP2001128482A (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | 直流無整流子モータの異常検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30036099A JP2001128482A (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | 直流無整流子モータの異常検出方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001128482A true JP2001128482A (ja) | 2001-05-11 |
Family
ID=17883855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30036099A Pending JP2001128482A (ja) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | 直流無整流子モータの異常検出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001128482A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006057317A1 (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-01 | Nsk Ltd. | 無結線式モータ、その駆動制御装置及び無結線式モータの駆動制御装置を使用した電動パワーステアリング装置 |
| WO2007139030A1 (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Nsk Ltd. | 電動式パワーステアリング装置 |
| JP2007320429A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| EP2280477A1 (en) * | 2009-07-28 | 2011-02-02 | JTEKT Corporation | Electric power steering system |
| US8554411B2 (en) | 2009-07-13 | 2013-10-08 | Jtekt Corporation | Electric power steering system |
| JP2017205286A (ja) * | 2016-05-18 | 2017-11-24 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 洗濯機モータの制御装置 |
-
1999
- 1999-10-22 JP JP30036099A patent/JP2001128482A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006057317A1 (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-01 | Nsk Ltd. | 無結線式モータ、その駆動制御装置及び無結線式モータの駆動制御装置を使用した電動パワーステアリング装置 |
| WO2007139030A1 (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Nsk Ltd. | 電動式パワーステアリング装置 |
| JP2007320429A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| US8554411B2 (en) | 2009-07-13 | 2013-10-08 | Jtekt Corporation | Electric power steering system |
| EP2280477A1 (en) * | 2009-07-28 | 2011-02-02 | JTEKT Corporation | Electric power steering system |
| JP2011025872A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Jtekt Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| US8164284B2 (en) | 2009-07-28 | 2012-04-24 | Jtekt Corporation | Electric power steering system |
| JP2017205286A (ja) * | 2016-05-18 | 2017-11-24 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 洗濯機モータの制御装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6281656B1 (en) | Synchronous motor control device electric motor vehicle control device and method of controlling synchronous motor | |
| JP6530654B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| KR102004080B1 (ko) | 전동 파워 스티어링 장치의 제어 장치 및 전동 파워 스티어링 장치 | |
| US9979331B2 (en) | Method for controlling a motor | |
| JP2002536955A (ja) | 電気モータを制御する装置及び方法 | |
| WO2020032084A1 (ja) | モータ駆動装置、電動オイルポンプおよびモータ駆動装置の故障検知方法 | |
| EP1985523B1 (en) | Systems and methods for controlling torque of a motor | |
| JP4371844B2 (ja) | ブラシレスモータ駆動装置 | |
| JP2003324985A (ja) | モータ制御装置 | |
| US20190363658A1 (en) | Motor controlling method, motor controlling system, and electronic power steering system | |
| JP2001128482A (ja) | 直流無整流子モータの異常検出方法および装置 | |
| WO2008110817A2 (en) | Determining average current drawn by a motor | |
| JP4123827B2 (ja) | 電流検出装置を用いた制御装置 | |
| US20200007062A1 (en) | Motor controlling method, motor controlling system, and electronic power steering system | |
| US20200001915A1 (en) | Motor controlling method, motor controlling system, and electronic power steering system | |
| JP2004312930A (ja) | モータ制御装置 | |
| US9227658B2 (en) | Rotary electric machine control apparatus having abnormality detection function | |
| JP2001128479A (ja) | 直流無整流子モータの駆動制御方法および装置 | |
| JPH04251592A (ja) | 電動車両の車輪駆動用モータの制御装置 | |
| JP2003509997A (ja) | 永久磁石電気機械における電流妥当性診断のためのトルク電流比較 | |
| JP6730488B2 (ja) | 三相同期電動機の制御装置および駆動装置、並びに電動パワーステアリング装置 | |
| JP2005088709A (ja) | ステアリング装置 | |
| JPH08126379A (ja) | ブラシレス直流モータの駆動装置及び制御方法 | |
| JP3784746B2 (ja) | 電動パワーステアリング制御装置及び電動パワーステアリング制御装置の電動機電流演算方法 | |
| JP2006081230A (ja) | モータ駆動制御装置および電動パワーステアリング装置 |