JP2007244028A - Motor controller and electric power steering system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to a motor control device and an electric power steering device.
近年、車両用パワーステアリング装置として、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置(EPS)が広く採用されるようになっている。そして、多くの場合、そのモータ制御装置には、電力供給線(駆動電力を供給する駆動回路とモータとの間の動力線及びモータコイル)の断線を検出する断線検出機能が備えられている。 In recent years, electric power steering devices (EPS) using a motor as a drive source have been widely adopted as vehicle power steering devices. In many cases, the motor control device is provided with a disconnection detection function for detecting disconnection of a power supply line (a power line and a motor coil between a drive circuit that supplies drive power and a motor).
即ち、電力供給線に断線が生ずることでモータは停止或いは安定的にトルクを発生できない状態となり、これに伴う操舵トルクの変化は、操舵フィーリングの悪化を招くこととなる。そこで、このような電力供給線の断線発生をいち早く検出して速やかにフェールセーフを図るべくその監視を行う機能を有しているのである。 That is, when the power supply line is disconnected, the motor stops or cannot stably generate torque, and a change in steering torque accompanying this causes deterioration in steering feeling. In view of this, it has a function of quickly detecting the occurrence of such disconnection of the power supply line and monitoring it promptly for failsafe.
具体的には、特許文献1に示されるように、従来、多くのモータ制御装置において、こうした電力供給線の断線検出は、電流偏差が適正範囲内にあるか否かにより行われる。即ち、例えば、目標のアシストトルクを発生させるべく電流フィードバックを行うEPSにおいては、断線発生により電力供給線に電流が流れない状態となることで、電流指令値と検出される実電流値との偏差は増大することになる。そして、その電流偏差が通常制御時に取りうる適正範囲を超えた場合には電力供給線に断線が発生したものと判定する。
しかしながら、こうした電流偏差に基づく断線検出は、その検出精度と通常制御時の安定性との間のトレードオフが問題となる。即ち、いうまでもなく、電流偏差は通常制御時においても存在するため、実電流の追従性が低い場合には、誤検出の発生頻度が高まる傾向にある。従って、断線検出の精度向上を考慮すれば、極力、フィードバックゲインを高く設定して電流応答性を高めることが望ましい。しかし、一方では、電流応答性が高くなるにつれ、よりノイズの影響を受けやすくなるという問題があり、これに起因する制御安定性の低下により異音の発生や操舵フィーリングの悪化を招くおそれがある。このため、上記従来技術では、こうした断線検出精度と制御安定性とのバランスの困難さから断線検出精度を高めることができないのが実情であり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。 However, in the disconnection detection based on such current deviation, a trade-off between the detection accuracy and the stability during normal control becomes a problem. That is, it goes without saying that the current deviation exists even during normal control, and therefore, when the actual current followability is low, the frequency of erroneous detection tends to increase. Therefore, in view of improving the accuracy of disconnection detection, it is desirable to increase the current response by setting the feedback gain as high as possible. However, on the other hand, there is a problem that it becomes more susceptible to noise as the current responsiveness becomes higher, and there is a possibility that abnormal noise and deterioration of steering feeling may be caused by a decrease in control stability due to this. is there. For this reason, in the above-described conventional technology, the disconnection detection accuracy cannot be increased due to the difficulty in balancing the disconnection detection accuracy and the control stability. In this respect, there is still room for improvement. It was.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、制御安定性を損なうことなく、より高精度な断線検出を行うことのできるモータ制御装置及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a motor control device and an electric power steering device capable of detecting disconnection with higher accuracy without impairing control stability. Is to provide.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、モータと電源との間の電力供給経路の途中に設けられ前記モータに駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動回路の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータに通電される実電流値に基づき決定された印加電圧を前記モータに印加すべく前記駆動回路の作動を制御するとともに、前記駆動電力が供給される電力供給線の断線を検出するモータ制御装置であって、前記制御手段は、前記実電流値が所定値以下、且つ前記モータの回転数が判定対象範囲内である場合に、電源電圧が適正であるにも関わらず、前記印加電圧が前記所定値及び前記判定対象範囲の閾値に対応する範囲にない状態が継続した場合に、前記断線が発生したものと判定すること、を要旨とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
上記構成によれば、電流フィードバックゲインによらず、電流指令が少しでも発生する状況でさえあれば、断線の検出が可能である。そして、モータN−T特性に基づいて各閾値を設定することで、誤検出の発生を排除することが可能である。従って、制御安定性を損なうことなく、より高精度な断線検出を行うことができる。 According to the above configuration, disconnection can be detected as long as the current command is generated even if it is a little regardless of the current feedback gain. Then, by setting each threshold based on the motor NT characteristic, it is possible to eliminate the occurrence of erroneous detection. Therefore, more accurate disconnection detection can be performed without impairing control stability.
請求項2に記載の発明は、前記制御手段は、前記印加電圧として該印加電圧を規定する内部指令値を用いること、を要旨とする。
上記構成によれば、電圧検出誤差を排除して検出精度の一層の向上を図ることができる。
The gist of the invention described in
According to the above configuration, the detection accuracy can be further improved by eliminating the voltage detection error.
請求項3に記載の発明は、前記継続の判定は、所定時間内における前記対応する範囲にない状態の積算時間が所定の閾値以上であるか否かにより行われること、を要旨とする。
上記構成によれば、各センサの検出誤差等、外乱の影響を排除して、より高精度の断線検出を行うことができる。
The gist of the invention described in claim 3 is that the continuation determination is made based on whether or not an integration time in a state not within the corresponding range within a predetermined time is equal to or greater than a predetermined threshold.
According to the above configuration, it is possible to perform disconnection detection with higher accuracy by eliminating the influence of disturbance such as detection error of each sensor.
請求項4に記載の発明は、前記モータは、三相のモータコイルを有するブラシレスモータであって、前記制御手段は、各相毎に、前記実電流値及び回転数と前記印加電圧との関係に基づく前記断線の判定を行うこと、を要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the motor is a brushless motor having a three-phase motor coil, and the control means has a relationship between the actual current value and the rotational speed and the applied voltage for each phase. The gist is to determine the disconnection based on.
上記構成によれば、各相毎に断線検出ができることから、その断線状態に応じた適切なフェールセーフを図ることができる。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4の何れか一項に記載のモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置であることを要旨とする。
According to the said structure, since a disconnection detection is possible for every phase, the appropriate fail safe according to the disconnection state can be aimed at.
The gist of the invention described in claim 5 is an electric power steering device provided with the motor control device according to any one of
本発明によれば、制御安定性を損なうことなく、より高精度な断線検出を可能とするモータ制御装置及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。 According to the present invention, it is an object to provide a motor control device and an electric power steering device capable of detecting disconnection with higher accuracy without impairing control stability.
以下、本発明を電動パワーステアリング装置(EPS)に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態のEPS1の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール(ステアリング)2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック5に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック5の往復直線運動に変換される。そして、このラック5の往復直線運動により操舵輪6の舵角が変更されるようになっている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an electric power steering apparatus (EPS) will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the
EPS1は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するEPSアクチュエータ10と、該EPSアクチュエータ10の作動を制御するEPSECU11とを備えている。
The
本実施形態のEPSアクチュエータ10は、その駆動源であるモータ12がラック5と同軸に配置された所謂ラック型のEPSアクチュエータであり、モータ12が発生するアシストトルクは、ボールねじ機構(図示略)を介してラック5に伝達される。尚、本実施形態のモータ12は、ブラシレスモータであり、EPSECU11から三相(U,V,W)の駆動電力の供給を受けることにより回転する。そして、モータ制御装置としてのEPSECU11は、このモータ12が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する(パワーアシスト制御)。
The
本実施形態では、EPSECU11には、トルクセンサ14及び車速センサ15が接続されている。そして、EPSECU11は、これらトルクセンサ14及び車速センサ15によりそれぞれ検出される操舵トルクτ及び車速Vに基づいて、EPSアクチュエータ10の作動、即ちパワーアシスト制御を実行する。
In the present embodiment, a torque sensor 14 and a
次に、本実施形態のEPSの電気的構成について説明する。
図2は、本実施形態のEPSの制御ブロック図である。同図に示すように、EPSECU11は、モータ制御信号を出力するマイコン17と、モータ12と車載電源(バッテリ)16との間の電力供給経路の途中に設けられ、モータ制御信号に基づいてモータ12に三相の駆動電力を供給する駆動回路18とを備えている。
Next, the electrical configuration of the EPS of this embodiment will be described.
FIG. 2 is a control block diagram of the EPS of this embodiment. As shown in the figure, the EPS ECU 11 is provided in the middle of a power supply path between a
尚、本実施形態の駆動回路18は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位(アーム)として各相に対応する3つのアームを並列接続してなる周知のPWMインバータであり、マイコン17の出力するモータ制御信号は、駆動回路18を構成する各スイッチング素子のオンduty比を規定するものとなっている。そして、モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、同モータ制御信号に応答して各スイッチング素子がオン/オフすることにより、車載電源16の直流電圧が三相(U,V,W)の駆動電力に変換されてモータ12へと供給されるようになっている。
The
詳述すると、本実施形態では、EPSECU11には、モータ12に通電される各相電流値Iu,Iv,Iwを検出するための電流センサ21u,21v,21w、及びモータ12の回転角θを検出するための回転角センサ22が接続されている。そして、マイコン17は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ12の各相電流値Iu,Iv,Iw及び回転角θ、並びに上記操舵トルクτ及び車速Vに基づいて駆動回路18にモータ制御信号を出力する。
More specifically, in the present embodiment, the
さらに詳述すると、マイコン17は、操舵系に付与するアシスト力の制御目標量である電流指令値Iq*を演算する電流指令値演算部23と、電流指令値演算部23により算出された電流指令値Iq*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部24とを備えている。電流指令値演算部23は、上記トルクセンサ14及び車速センサ15により検出された操舵トルクτ及び車速Vに基づいて電流指令値Iq*を演算し、その電流指令値Iq*をモータ制御信号出力部24に出力する。モータ制御信号出力部24には、電流指令値演算部23により算出された電流指令値Iq*とともに、各電流センサ21u,21v,21wにより検出された各相電流値Iu,Iv,Iw及び回転角センサ22により検出された回転角θが入力される。そして、モータ制御信号出力部24は、これら各相電流値Iu,Iv,Iw、及び回転角θに基づいて、制御目標量である電流指令値Iq*にモータ12に供給される電流量(実電流値)を追従させるべくモータ制御信号を出力する。
More specifically, the
具体的には、本実施形態では、モータ制御信号出力部24は、d/q座標系における電流フィードバック制御によりモータ制御信号を生成する。即ち、モータ制御信号出力部24において、各相電流値Iu,Iv,Iwは、回転角θとともに3相/2相変換部25に入力され、同3相/2相変換部25によりd/q座標系のd軸電流値Id及びq軸電流値Iqに変換される。また、電流指令値演算部23の出力する電流指令値Iq*は、上記q軸電流値Iqとともにq軸電流指令値として減算器26qに入力され、d軸電流値Idは、d軸電流指令値Id*(Id*=0)とともに減算器26dに入力される。そして、これら減算器26d,26qにおいて演算されたd軸電流偏差ΔId及びq軸電流偏差ΔIqは、それぞれ対応するF/B制御部27d,27qに入力され、各F/B制御部27d,27qは、そのd軸電流偏差ΔId及びq軸電流偏差ΔIqに所定のF/Bゲイン(PIゲイン)を乗ずることにより、d軸電圧指令値Vd*及びq軸電圧指令値Vq*を演算する。各F/B制御部27d,27qにより演算されたこれらd軸電圧指令値Vd*及びq軸電圧指令値Vq*は、回転角θとともに2相/3相変換部28に入力され、同2相/3相変換部28により三相の電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に変換される。そして、PWM指令値生成部29において、これら各電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に対応するduty指令値αu,αv,αwが生成され、PWM出力部30が、これらduty指令値αu,αv,αwが示すオンduty比を有するモータ制御信号を出力するようになっている。
Specifically, in the present embodiment, the motor control
また、本実施形態のマイコン17は、上記電流指令値演算部23及びモータ制御信号出力部24に加え、駆動回路18とモータ12との間の電力供給線、即ち各相のモータコイル32u,32v,32w及びこれら各モータコイルと駆動回路18とを接続する動力線33u,33v,33wの断線を検出する断線検出部34を備えている。
In addition to the current command
詳述すると、本実施形態では、断線検出部34には、モータ12に通電される実電流値である各相電流値Iu,Iv,Iwとともに、同モータ12への印加電圧を規定する内部指令値としての各相のduty指令値αu,αv,αw、電源電圧Vps、及びモータ12の回転数Nが入力される。尚、本実施形態では、回転数Nは、回転角θを微分することにより得られる回転角速度ωに基づいて演算される(単位は[RPM])。そして、断線検出部34は、入力されるこれらの状態量に基づいて上記電力供給線の断線を検出し、断線が発生したものと判定した場合には電流指令値演算部23に対しその旨を示す断線検出信号を出力する。そして、これにより、速やかにモータ12を停止させてフェールセーフが図られるようになっている。
More specifically, in the present embodiment, the
(断線検出)
次に、断線検出部における断線検出の態様について説明する。
上述のように、電流偏差に基づく断線検出には、その検出精度と通常制御時の安定性との間にトレードオフの関係があり、これを高次元でバランスさせるのが難しいことから断線検出精度を高めることができないという問題がある。
(Disconnection detection)
Next, an aspect of disconnection detection in the disconnection detection unit will be described.
As described above, in disconnection detection based on current deviation, there is a trade-off relationship between the detection accuracy and stability during normal control, and it is difficult to balance this at a high level. There is a problem that can not be raised.
この点を踏まえ、本実施形態では、断線検出部34は、各相の相電流値Ixが所定値Ith以下(Ix≦Ith)、且つ回転数Nが断線判定の対象範囲内(N≦N0)である場合に、電源電圧Vpsが適正(Vps≧Vth)であるにも関わらず、該相に対応するduty指令値αxが所定値Ith及び判定対象範囲を規定する閾値N0に対応する範囲(αLo≦αx≦αHi)にない状態が継続した場合に、断線が発生したものと判定する。尚、上記「X」は、U,V,Wの三相の何れかの相を示すものである。そして、断線検出部34は、各相毎に上記断線検出を実行する。
In consideration of this point, in the present embodiment, the
即ち、図3に示すように、例えばU相の電力供給線に断線が生じた場合、当然にU相の相電流値Iuは「0」となるが、電流フィードバック制御上は、単に電流指令値Iq*に実電流値(q軸電流値)が追従しない状態とみなされる。このため、U相のduty指令値αuは、実際の実電流値(Iu=0)に対応する範囲(αLo≦αx≦αHi)を超えて上昇(或いは低下)することになる。尚、この場合における「対応する範囲」は、各電流センサ21u,21v,21wの検出誤差を含めて設定されている。
That is, as shown in FIG. 3, for example, when a disconnection occurs in the U-phase power supply line, the U-phase phase current value Iu is naturally “0”. It is considered that the actual current value (q-axis current value) does not follow Iq *. Therefore, the U-phase duty command value αu rises (or falls) beyond the range (αLo ≦ αx ≦ αHi) corresponding to the actual actual current value (Iu = 0). In this case, the “corresponding range” is set including detection errors of the
つまり、図4に示すように、モータN−T特性(回転数−トルク特性)に従えば、モータの回転数N、印加電圧Vap、及びモータの発生するトルク(即ち実電流値I)は、これらのうち何れか二要素が定まることで残る要素も一義的に決定する関係にある。このため、回転数Nが判定対象範囲内(N≦N0)にあり、実電流値Iが所定値I0以下である場合(I≦I0)には、モータに対する印加電圧Vapは、必ずこれら所定値I0及び判定対象範囲の閾値N0に対応する所定電圧V0の範囲内(V≦V0)となる。 That is, as shown in FIG. 4, according to the motor NT characteristic (rotational speed-torque characteristic), the rotational speed N of the motor, the applied voltage Vap, and the torque generated by the motor (that is, the actual current value I) are When any two of these elements are determined, the remaining elements are also uniquely determined. For this reason, when the rotation speed N is within the determination target range (N ≦ N0) and the actual current value I is equal to or smaller than the predetermined value I0 (I ≦ I0), the applied voltage Vap to the motor is always the predetermined value. It is within the range of the predetermined voltage V0 (V ≦ V0) corresponding to I0 and the threshold value N0 of the determination target range.
ここで、三相の駆動電力を供給する場合、実電流値Iは、q軸電流値Iqに相当する。従って、相電流値Ixの閾値となる所定値Ithは、Ith=I0/√(3/2)の式により求めることができる。そして、電源電圧Vpsが適正範囲にあるならば、印加電圧Vapを規定する内部指令値であるduty指令値αxは、所定電圧V0に対応する範囲(αLo≦αx≦αHi)内になるはずであり、この条件を満たさない場合には当該相の電力供給線に断線が生じたものと推定することができるのである。 Here, when three-phase driving power is supplied, the actual current value I corresponds to the q-axis current value Iq. Therefore, the predetermined value Ith serving as the threshold value of the phase current value Ix can be obtained by the formula Ith = I0 / √ (3/2). If the power supply voltage Vps is within an appropriate range, the duty command value αx, which is an internal command value that defines the applied voltage Vap, should be within the range (αLo ≦ αx ≦ αHi) corresponding to the predetermined voltage V0. If this condition is not satisfied, it can be estimated that a disconnection has occurred in the power supply line of the phase.
尚、回転数N、実電流値I(相電流値Ix)、及び印加電圧Vap(duty指令値αx)の閾値となる「N0」「I0(Ith)」「V0(αLo及びαHi)」は、図4に示すモータN−T特性に従って任意に設定すればよい。即ち、先ずは断線による影響が顕著となりやすい回転数を考慮して判定対象範囲に設定し、ゼロ近傍の値を相電流値Ixの閾値である所定値Ithとして設定する。そして、これに対応するduty指令値αxの閾値αLo及びαHiを設定する。或いは、各値の検出誤差を考慮した上で、相電流値Ixの所定値Ith、並びにduty指令値αxの閾値αLo及びαHiを設定する。そして、これに対応するように回転数Nの閾値N0を設定すればよい。 Note that “N0”, “I0 (Ith)”, and “V0 (αLo and αHi)” that are threshold values for the rotation speed N, the actual current value I (phase current value Ix), and the applied voltage Vap (duty command value αx) are: What is necessary is just to set arbitrarily according to the motor NT characteristic shown in FIG. That is, firstly, a range to be determined is set in consideration of the rotational speed at which the influence of disconnection is likely to be significant, and a value near zero is set as a predetermined value Ith that is a threshold value of the phase current value Ix. Then, the threshold values αLo and αHi of the duty command value αx corresponding to this are set. Alternatively, the predetermined value Ith of the phase current value Ix and the threshold values αLo and αHi of the duty command value αx are set in consideration of the detection error of each value. Then, a threshold value N0 of the rotation speed N may be set so as to correspond to this.
次に、断線検出部による断線検出の処理手順について説明する。
図5に示すように、断線検出部34は、先ず後述する計測フラグがセットされているか否か(計測フラグON)を判定する(ステップ101)。そして、セットされていない場合(ステップ101:NO)には、各計測カウンタの初期化(ta=0,tb=0)を実行する(ステップ102)。尚、上記ステップ101において、既に計測フラグがセットされていると判定された場合(ステップ101:YES)、即ち、断線状態と推定される状態のカウント中である場合には、このステップ102の処理は実行されない。
Next, a disconnection detection processing procedure by the disconnection detection unit will be described.
As shown in FIG. 5, the
次に、断線検出部34は、相電流値Ix(の絶対値)が所定値Ith以下であるか(ステップ103)、回転数Nが閾値N0以下であるか(ステップ104)、電源電圧Vpsが適正範囲にあるか(ステップ105)を順次判定する。そして、これらの各判定条件をすべて満たす場合(|Ix|≦Ith且つN≦N0且つVps≧Vth、ステップ103,104,105:YES)には、続いて該相に対応するduty指令値αxが上記相電流値Ixの所定値Ith及び回転数Nの閾値N0に対応する範囲(αLo≦αx≦αHi)にあるか否かを判定する(ステップ106)。
Next, the
次に、断線検出部34は、duty指令値αxが上記範囲にない場合(ステップ106:NO)、計測フラグをセットし(計測フラグON、ステップ107)、第1カウンタをインクリメントする(ta=ta+1、ステップ108)。そして、その第1カウンタのカウンタ値taが所定の閾値t1以上であるか否かを判定し(ステップ109)、カウンタ値taが所定の閾値t1以上である場合(ta≧t1、ステップ109:YES)には、断線フラグをセット、即ち当該相の動力線に断線が発生したものと判定する(ステップ110)。
Next, when the duty command value αx is not within the above range (step 106: NO), the
一方、上記ステップ103〜ステップ106の何れかの条件を満たさない場合(|Ix|>Ith又はN>N0又はVps<Vth、若しくはαx≦αLo又はαx≧αHi、ステップ103,104,105の何れかが「NO」又はステップ106が「YES」)である場合、断線検出部34は、上記ステップ107〜ステップ110の処理を実行しない。また、上記ステップ109においてカウンタ値taが所定の閾値t1に満たない場合(ta<t1、ステップ109:NO)には、上記ステップ110の処理を実行しない。
On the other hand, if any of the above conditions of
この場合、断線検出部34は、第2カウンタをインクリメントする(tb=tb+1、ステップ111)。そして、その第2カウンタのカウンタ値tbが所定の閾値t0以上であるか否かを判定し(ステップ112)、カウンタ値tbが閾値t0以上である場合(tb≧t0、ステップ112:YES)には、計測フラグをオフとする(計測フラグOFF、ステップ113)。そして、カウンタ値tbが閾値t0より小さい場合(tb<t0、ステップ112:NO)には、上記ステップ113の処理を実行しない。
In this case, the
即ち、本実施形態では、断線検出部34は、所定周期毎に上記ステップ101〜ステップ113の処理を実行することにより、第2カウンタのカウンタ値tbについての閾値t0に対応する所定時間内において、上記ステップ103〜ステップ106の全ての条件を満たす状態の積算時間である第1カウンタのカウンタ値taが所定の閾値t1以上である場合に断線が発生したものと発生する。そして、閾値t0に対応する所定時間内に第1カウンタのカウンタ値taが所定の閾値t1に満たない場合には、計測フラグをオフし、一連の断線検出判定をやり直すようになっている。
That is, in the present embodiment, the
以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
(1)断線検出部34は、各相の相電流値Ixが所定値Ith以下(Ix≦Ith)、且つ回転数Nが断線判定の対象範囲内(N≦N0)である場合に、電源電圧Vpsが適正(Vps≧Vth)であるにも関わらず、該相に対応するduty指令値αxが所定値Ith及び判定対象範囲を規定する閾値N0に対応する範囲(αLo≦αx≦αHi)にない状態が継続した場合に、断線が発生したものと判定する。
As described above, according to the present embodiment, the following features can be obtained.
(1) When the phase current value Ix of each phase is equal to or less than a predetermined value Ith (Ix ≦ Ith) and the rotation speed N is within the target range for disconnection determination (N ≦ N0), the
上記構成によれば、電流フィードバックゲインによらず、電流指令値Iq*が少しでも発生する状況でさえあれば、断線の検出が可能である。そして、モータN−T特性に基づいて各閾値を設定することで、誤検出の発生を排除することが可能である。加えて、印加電圧Vapに代えて、該印加電圧Vapを規定する内部指令値であるduty指令値αxをパラメータとして用いることで、電圧検出誤差を排除して検出精度の一層の向上を図ることができる。従って、制御安定性を損なうことなく、より高精度な断線検出を行うことができる。さらに、各相毎に断線検出ができることから、その断線状態に応じた適切なフェールセーフを図ることができる。 According to the above-described configuration, disconnection can be detected as long as the current command value Iq * is generated even if it is a little, regardless of the current feedback gain. Then, by setting each threshold based on the motor NT characteristic, it is possible to eliminate the occurrence of erroneous detection. In addition, by using the duty command value αx, which is an internal command value that defines the applied voltage Vap, as a parameter instead of the applied voltage Vap, voltage detection errors can be eliminated and detection accuracy can be further improved. it can. Therefore, more accurate disconnection detection can be performed without impairing control stability. Furthermore, since the disconnection can be detected for each phase, an appropriate fail-safe according to the disconnection state can be achieved.
(2)断線検出部34は、第2カウンタのカウンタ値tbについての閾値t0に対応する所定時間内において、上記ステップ103〜ステップ106の全ての条件を満たす状態(ステップ106:NO)の積算時間である第1カウンタのカウンタ値taが所定の閾値t1以上である場合に断線が発生したものと発生する。これにより、各センサの検出誤差等、外乱の影響を排除して、より高精度の断線検出を行うことができる。
(2) The
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を電動パワーステアリング装置(EPS)に具体化したが、これ以外のモータ制御装置に具体化してもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the present invention is embodied in an electric power steering device (EPS), but may be embodied in other motor control devices.
・本実施形態では、ブラシレスモータのモータ駆動装置に具体化したが、ブラシ付きモータのモータ駆動装置に具体化してもよい。
・本実施形態では、印加電圧Vapの代理変数として、該印加電圧Vapを規定する内部指令値であるduty指令値αxをパラメータとして用いたが、電圧指令値Vx*を用いてもよい。また、印加電圧Vapを実測しこれを用いてもよい。
In the present embodiment, the motor drive device of the brushless motor is embodied, but the motor drive device of a motor with a brush may be embodied.
In this embodiment, the duty command value αx, which is an internal command value that defines the applied voltage Vap, is used as a parameter as a proxy variable of the applied voltage Vap. However, a voltage command value Vx * may be used. Further, the applied voltage Vap may be measured and used.
・本実施形態では、所定時間内におけるduty指令値αxが所定値Ith及び判定対象範囲を規定する閾値N0に対応する範囲(αLo≦αx≦αHi)にない状態の積算時間が所定の閾値以上であるか否かの判定により、その継続判定を行うこととしたが、これに限らず、単純に、所定時間継続したか否かの判定により行うこととしてもよい。 In this embodiment, the accumulated time in a state where the duty command value αx within the predetermined time is not within the range corresponding to the predetermined value Ith and the threshold N0 that defines the determination target range (αLo ≦ αx ≦ αHi) is equal to or greater than the predetermined threshold. The continuation determination is performed by determining whether or not there is, but the determination is not limited to this, and it may be simply performed by determining whether or not the continuation has continued for a predetermined time.
・さらに、周知のモータ電圧方程式に基づいて、相電流値Ix、電源電圧Vps、電圧指令値Vx、及び回転角速度ωからアドミッタンスYを求め、このアドミッタンスが所定の閾値を下回った場合(|Y|<Yth)に断線状態にあると判定する構成としてもよい。具体的には、アドミッタンスYは、Y=Ix/((Vx−Vps)/(2−k×ω))の式により求めることができる。尚、電圧指令値Vxは、実際の印加電圧Vapを用いてもよい。また、アドミッタンスYに代えてインダクタンスを用いてもよい。そして、上記本実施形態のように、継続条件を加味することでより高精度の検出を行うことができることは言うまでもない。 Further, when the admittance Y is obtained from the phase current value Ix, the power supply voltage Vps, the voltage command value Vx, and the rotational angular velocity ω based on a well-known motor voltage equation, and this admittance falls below a predetermined threshold (| Y | It is good also as a structure which determines with being in a disconnection state to <Yth). Specifically, the admittance Y can be obtained by an equation of Y = Ix / ((Vx−Vps) / (2−k × ω)). Note that the actual applied voltage Vap may be used as the voltage command value Vx. Further, an inductance may be used instead of the admittance Y. And it cannot be overemphasized that a more accurate detection can be performed by considering a continuation condition like the said embodiment.
次に、以上の実施形態から把握することのできる請求項以外の技術的思想を記載する。
(付記1)モータと電源との間の電力供給経路の途中に設けられ前記モータに駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動回路の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータに通電される実電流値に基づき決定された印加電圧を前記モータに印加すべく前記駆動回路の作動を制御するとともに、前記駆動電力が供給される電力供給線の断線を検出するモータ制御装置であって、周知のモータ電圧方程式に基づいて、前記実電流値、電源電圧、前記印加電圧、前記モータの回転角速度アドミッタンスを求め、該アドミッタンスが所定の閾値を下回った場合に断線状態にあると判定すること、を特徴とするモータ制御装置。
Next, technical ideas other than the claims that can be understood from the above embodiments will be described.
(Additional remark 1) It is provided in the middle of the electric power supply path between a motor and a power supply, The drive circuit which supplies drive power to the motor, The control means which controls the operation of the drive circuit, The control means, Motor control for controlling the operation of the drive circuit so as to apply to the motor an applied voltage determined based on an actual current value supplied to the motor, and detecting disconnection of the power supply line to which the drive power is supplied A device that determines the actual current value, the power supply voltage, the applied voltage, and the rotational angular velocity admittance of the motor based on a well-known motor voltage equation, and is disconnected when the admittance falls below a predetermined threshold. A motor control device characterized in that
1…電動パワーステアリング装置(EPS)、10…EPSアクチュエータ、11…EPSECU、12…モータ、17…マイコン、18…駆動回路、32u,32v,32w…モータコイル、33u,33v,33w…動力線、34…断線検出部、I…実電流値、Iu,Iv,Iw,Ix…相電流値、I0,Ith…所定値、N…回転数、N0…閾値、Vap…印加電圧、Vu*,Vv*,Vw*,Vx*…電圧指令値、αu,αv,αw,αx…duty指令値、V0…所定電圧、αHi,αLo…閾値、ta,tb…カウンタ値、t0,t1…閾値。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記制御手段は、前記実電流値が所定値以下、且つ前記モータの回転数が判定対象範囲内である場合に、電源電圧が適正であるにも関わらず、前記印加電圧が前記所定値及び前記判定対象範囲の閾値に対応する範囲にない状態が継続した場合に、前記断線が発生したものと判定すること、を特徴とするモータ制御装置。 A drive circuit that is provided in the middle of a power supply path between the motor and a power supply and that supplies drive power to the motor; and a control unit that controls the operation of the drive circuit, the control unit energizing the motor A motor control device for controlling the operation of the drive circuit to apply to the motor an applied voltage determined based on an actual current value to be detected and detecting disconnection of a power supply line to which the drive power is supplied. ,
When the actual current value is equal to or less than a predetermined value and the number of rotations of the motor is within the determination target range, the control unit determines that the applied voltage is the predetermined value and the A motor control device characterized by determining that the disconnection has occurred when a state not within a range corresponding to a threshold value of a determination target range continues.
前記制御手段は、前記印加電圧として該印加電圧を規定する内部指令値を用いること、
を特徴とするモータ制御装置。 The motor control device according to claim 1,
The control means uses an internal command value defining the applied voltage as the applied voltage;
A motor control device.
前記継続の判定は、所定時間内における前記対応する範囲にない状態の積算時間が所定の閾値以上であるか否かにより行われること、を特徴とするモータ制御装置。 In the motor control device according to claim 1 or 2,
The continuation determination is performed based on whether or not an integration time in a state not within the corresponding range within a predetermined time is equal to or greater than a predetermined threshold value.
前記モータは、三相のモータコイルを有するブラシレスモータであって、
前記制御手段は、各相毎に、前記実電流値及び回転数と前記印加電圧との関係に基づく前記断線の判定を行うこと、を特徴とするモータ制御装置。 In the motor control device according to any one of claims 1 to 3,
The motor is a brushless motor having a three-phase motor coil,
The motor control device according to claim 1, wherein the control unit determines the disconnection based on a relationship between the actual current value and the rotation speed and the applied voltage for each phase.
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