JP2008022645A - Motor controller, current sensor failure diagnosing method, and motor control method - Google Patents

Motor controller, current sensor failure diagnosing method, and motor control method Download PDF

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Yuji Sasaki
裕司 佐々木
Takashi Majima
隆司 真島
Narifumi Tojima
成文 遠嶋
Ikuo Iwasaki
郁夫 岩崎
Yuya Muramatsu
佑哉 村松
Tomoyuki Katagiri
智之 片桐
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an economical and reliable motor controller which requires no wiring, a current sensor failure diagnosing method, and a motor control method. <P>SOLUTION: The motor controller 1 is provided with a three-phase induction motor 10, an inverter 14 that drives the motor 10, three current sensors 30u, 30v, 30w that detect a current of each phase of the motor 10, and a control device 20 that controls the inverter based on the detection values of the current sensors 30u, 30v, 30w. The control device 20 comprises a current estimate portion 22 which estimates a current of the phase to which the remaining current sensor corresponds, based on arbitrary two detection values of three current sensors 30u, 30v, 30w; and the current sensor failure diagnosing part 23 which diagnoses a failure of the remaining sensor by comparing the estimated current value obtained by the current estimater 22 with the detection value of the remaining current sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータ制御装置、電流センサの故障診断方法、モータ制御方法に関する。   The present invention relates to a motor control device, a current sensor failure diagnosis method, and a motor control method.

自動車などに搭載される内燃機関のターボチャージャにモータを取り付け、排気タービンでモータを駆動して排気エネルギーを電気エネルギーとして回収したり、モータでコンプレッサを駆動して吸気を加圧させ、内燃機関の吸入空気量を早急に増大させる技術が知られている。このようなモータでは、回転軸に位置センサを取り付け、その位置検出を行うことで、高精度な制御を実現している。   A motor is attached to a turbocharger of an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, and the motor is driven by an exhaust turbine to collect exhaust energy as electric energy, or a compressor is driven by a motor to pressurize intake air, A technique for rapidly increasing the amount of intake air is known. In such a motor, a highly accurate control is realized by attaching a position sensor to the rotating shaft and detecting the position.

ところで、モータに位置センサを配置する場合には、配線が必要となったり、コスト上昇を招いたりしてしまうため、電流センサ信号を用いたモータ磁極位置推定技術(位置センサレス)が多数提案されている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００３−２３８００号公報 By the way, when a position sensor is arranged in a motor, wiring is required or a cost increase is caused.Therefore, many motor magnetic pole position estimation techniques (position sensorless) using current sensor signals have been proposed. Yes. (For example, see Patent Document 1)
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-23800

しかしながら、自動車などに搭載されるモータは、特に高い信頼性が要求されているため、位置センサを削除して電流センサ信号による位置センサレスを採用するには至っていない。すなわち、位置センサレス制御は、位置センサ付き制御よりも信頼性に欠けるため、特に高い信頼性が要求される場合には採用することができず、したがってコスト上昇等が避けられないという課題がある。   However, since a motor mounted in an automobile or the like is required to have particularly high reliability, it has not been possible to delete a position sensor and adopt position sensorless using a current sensor signal. That is, the position sensorless control is less reliable than the control with the position sensor, and therefore cannot be employed particularly when high reliability is required, and therefore there is a problem that an increase in cost cannot be avoided.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、配線不要、低コスト、かつ信頼性の高いモータ制御装置、電流センサの故障診断方法、モータ制御方法を提案することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to propose a motor control device, a current sensor failure diagnosis method, and a motor control method that do not require wiring, are low-cost, and have high reliability.

本発明に係るモータ制御装置、電流センサの故障診断方法、モータ制御方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第一の発明は、三相誘導モータと、前記三相誘導モータを駆動するインバータと、前記三相誘導モータの各相に流れる電流を検出する三つの電流センサと、前記電流センサの検出値に基づいて前記インバータを制御する制御部と、を備えるモータ制御装置であって、前記制御部は、前記三つの電流センサのうちの任意の二つの検出値に基づいて残りの電流センサが対応する相の電流を推定する電流推定部と、前記電流推定部で求めた推定電流値と前記残りの電流センサの検出値とを比較して前記残りの電流センサの異常を診断する電流センサ故障診断部と、を有することを特徴とする。 The motor control device, current sensor failure diagnosis method, and motor control method according to the present invention employ the following means in order to solve the above-described problems.
The first invention includes a three-phase induction motor, an inverter that drives the three-phase induction motor, three current sensors that detect a current flowing in each phase of the three-phase induction motor, and a detection value of the current sensor. A control unit that controls the inverter based on the control unit, wherein the control unit is configured to correspond to the remaining current sensors based on any two detection values of the three current sensors. A current estimation unit that estimates the current of the current sensor, and a current sensor failure diagnosis unit that diagnoses an abnormality of the remaining current sensor by comparing the estimated current value obtained by the current estimation unit with a detection value of the remaining current sensor; It is characterized by having.

前記制御部は、前記三つの電流センサのうちのいずれか一つが前記電流センサ故障診断部により異常と判断した場合には、残りの二つの電流センサの検出値に基づいて前記インバータの制御を行うことを特徴とする。   The control unit controls the inverter based on detection values of the remaining two current sensors when any one of the three current sensors is determined to be abnormal by the current sensor failure diagnosis unit. It is characterized by that.

第二の発明は、インバータ制御される三相誘導モータの各相に流れる電流を検出する三つの電流センサの故障診断方法であって、前記三つの電流センサのうちの任意の二つの検出値に基づいて残りの電流センサが対応する相の電流を推定し、推定した電流値と残りの電流センサの検出値とを比較して前記残りの電流センサの異常を診断することを特徴とする。   A second invention is a fault diagnosis method for three current sensors for detecting a current flowing in each phase of a three-phase induction motor controlled by an inverter, wherein any two detected values of the three current sensors are detected. The remaining current sensor estimates the current of the corresponding phase, and compares the estimated current value with the detected value of the remaining current sensor to diagnose abnormality of the remaining current sensor.

第三の発明は、三つの電流センサにより各相に流れる電流を検出し、前記電流センサの検出値に基づいて三相誘導モータをインバータ制御するモータ制御方法であって、前記三つの電流センサのうちの任意の二つの検出値に基づいて残りの電流センサが対応する相の電流を推定し、推定した電流値と前記残りの電流センサの検出値とを比較して前記残りの電流センサの異常を診断し、前記残りの電流センサが異常と判断された場合には、前記二つの電流センサの検出値に基づいて前記三相誘導モータのインバータ制御を続行することを特徴とする。   A third invention is a motor control method for detecting a current flowing in each phase by three current sensors and controlling an inverter of a three-phase induction motor based on a detection value of the current sensor, wherein the three current sensors The current of the phase corresponding to the remaining current sensor is estimated based on any two of the detected values, and the estimated current value and the detected value of the remaining current sensor are compared to determine whether the remaining current sensor is abnormal. When the remaining current sensors are determined to be abnormal, inverter control of the three-phase induction motor is continued based on detection values of the two current sensors.

本発明によれば以下の効果を得ることができる。
三相誘導モータの各相に流れる電流を検出する三つの電流センサの異常を、容易かつ確実に判断することができる。また、異常な電流センサが存在する場合には、残りの２つの電流センサを用いて三相誘導モータのインバータ制御を続行することができる。そして、電流センサの異常により三相誘導モータを停止させる必要がなくなるので、冗長性及び信頼性の高いモータ制御装置を得ることができる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
Abnormalities in the three current sensors that detect the current flowing in each phase of the three-phase induction motor can be easily and reliably determined. If there is an abnormal current sensor, inverter control of the three-phase induction motor can be continued using the remaining two current sensors. Since it is not necessary to stop the three-phase induction motor due to an abnormality in the current sensor, a motor control device with high redundancy and reliability can be obtained.

以下、本発明のモータ制御装置、電流センサの故障診断方法、モータ制御方法の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係るモータ制御装置の概略構成を示す図である。
モータ制御装置１は、ブラシレスＤＣモータ１０をバッテリー１２の直流エネルギーで駆動するものである。ブラシレスＤＣモータ１０には、バッテリー１２からの直流電力がインバータ１４により三相の交流電力に変換された後に供給される。このインバータ１４は、コントローラ２０により制御されるようになっている。 Hereinafter, embodiments of a motor control device, a current sensor failure diagnosis method, and a motor control method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a motor control device according to the present invention.
The motor control device 1 drives the brushless DC motor 10 with the direct current energy of the battery 12. The brushless DC motor 10 is supplied after the DC power from the battery 12 is converted into three-phase AC power by the inverter 14. The inverter 14 is controlled by the controller 20.

インバータ１４とブラシレスＤＣモータ１０との間には、インバータ１４からブラシレスＤＣモータ１０に供給される三相電流（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を検出する電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗが設けられる。
電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの検出結果は、コントローラ２０に出力される。そして、コントローラ２０は、電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの検出結果に基づいて、インバータ１４をフィードバック制御する。これにより、ブラシレスＤＣモータ１０が所望の回転速度等で駆動されるようになっている。 Between the inverter 14 and the brushless DC motor 10, current sensors 30u, 30v, and 30w that detect three-phase currents (U phase, V phase, and W phase) supplied from the inverter 14 to the brushless DC motor 10 are provided. .
The detection results of the current sensors 30u, 30v, 30w are output to the controller 20. And the controller 20 feedback-controls the inverter 14 based on the detection result of the current sensors 30u, 30v, and 30w. Thereby, the brushless DC motor 10 is driven at a desired rotational speed or the like.

コントローラ２０は、電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの出力に基づいてブラシレスＤＣモータ１０に供給される三相の電流を求める電流検出部２１、ブラシレスＤＣモータ１０の回転子の磁極位置を推定する磁極位置推定部２５、ブラシレスＤＣモータ１０に供給される三相電流の電流ベクトルを求める電流ベクトル演算部２６、ブラシレスＤＣモータ１０の回転子の回転速度を求める速度演算部２７を有する。更に、コントローラ２０は、速度制御ループ部２８、電流制御ループ部２９を有する。   The controller 20 includes a current detection unit 21 that obtains a three-phase current supplied to the brushless DC motor 10 based on the outputs of the current sensors 30u, 30v, and 30w, and a magnetic pole position that estimates the magnetic pole position of the rotor of the brushless DC motor 10. An estimation unit 25, a current vector calculation unit 26 that calculates a current vector of a three-phase current supplied to the brushless DC motor 10, and a speed calculation unit 27 that calculates the rotation speed of the rotor of the brushless DC motor 10 are included. Further, the controller 20 includes a speed control loop unit 28 and a current control loop unit 29.

また、コントローラ２０は、電流検出部２１において検出された、電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの検出値ｉｕ，ｉｖ，ｉｗのうち、任意の２つの電流センサの出力に基づいて、残りの電流センサが対応する相の電流値を推定する電流推定部２２を有する。例えば、電流センサ３０ｕ，３０ｖの検出値ｉｕ，ｉｖから、残りの電流センサ３０ｗが配置された相、すなわちＷ相の推定電流値ｉｗａを求める。
なお、電流の推定方法としては、従来例と同一の方法が用いられる。すなわち、例えば、推定電流値ｉｗａの場合には、ｉｗａ＝−（ｉｕ＋ｉｖ）により求められる。
２つ電流センサの検出値の組み合わせとしては、３つの組み合わせ（ｉｕとｉｖ、ｉｖとｉｗ、ｉｗとｉｕ）があり、このうちのいずれかが選択され、残りの相の推定電流値（ｉｗａ，ｉｕａ，ｉｖａ）が求められる。 Further, the controller 20 determines the remaining current sensors based on the outputs of any two current sensors among the detected values iu, iv, iw of the current sensors 30 u, 30 v, 30 w detected by the current detection unit 21. It has the current estimation part 22 which estimates the electric current value of a corresponding phase. For example, the estimated current value iwa of the phase in which the remaining current sensor 30w is arranged, that is, the W phase is obtained from the detection values iu and iv of the current sensors 30u and 30v.
As the current estimation method, the same method as in the conventional example is used. That is, for example, in the case of the estimated current value iwa, it is obtained by iwa = − (iu + iv).
As combinations of detection values of the two current sensors, there are three combinations (iu and iv, iv and iw, iw and iu), and one of these is selected, and the estimated current values (iwa, iua, iva).

３つの電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのうち、いずれの２つ電流センサの検出値を選択するかは、コントローラ２０において決定される。
初期状態（３つの電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗがいずれも正常状態）においては、まず、電流センサ３０ｕ，３０ｖの検出値ｉｕ，ｉｖが選択されて、推定電流値ｉｗａが求められる。更に、所定のサンプリングタイムで、順次、推定電流値ｉｕａ，ｉｖａが求められる。このようにして、３つの推定電流値ｉｕａ，ｉｖａ，ｉｗａが、所定のサンプリングタイムで繰り返し求められる。
そして、電流推定部２２の演算結果（推定電流値ｉｕａ，ｉｖａ，ｉｗａ）は、磁極位置推定部２５及び電流ベクトル演算部２６に出力される。 The controller 20 determines which of the three current sensors 30u, 30v, and 30w is to be detected.
In the initial state (the three current sensors 30u, 30v, 30w are all normal), first, the detected values iu, iv of the current sensors 30u, 30v are selected to obtain the estimated current value iwa. Further, the estimated current values iua and iva are sequentially obtained at a predetermined sampling time. In this way, the three estimated current values iua, iva, iwa are repeatedly obtained at a predetermined sampling time.
Then, the calculation results (estimated current values iua, iva, iwa) of the current estimation unit 22 are output to the magnetic pole position estimation unit 25 and the current vector calculation unit 26.

磁極位置推定部２５は、電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの出力（検出値）に基づいてブラシレスＤＣモータ１０の回転子の磁極位置を推定する。なお、回転子の磁極位置を推定方法としては、従来例と同一の方法が用いられる。
電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの検出値のうちの一つ（例えば、ｉｗ）を用いる代わりに、電流検出部２１の電流推定部２２により求めた推定電流値（例えば、ｉｗａ）を用いてもよい。
そして、磁極位置推定部２５の演算結果は、電流ベクトル演算部２６及び速度演算部２７に出力される。 The magnetic pole position estimation unit 25 estimates the magnetic pole position of the rotor of the brushless DC motor 10 based on the outputs (detected values) of the current sensors 30u, 30v, 30w. As a method for estimating the magnetic pole position of the rotor, the same method as in the conventional example is used.
Instead of using one (for example, iw) of the detection values of the current sensors 30u, 30v, 30w, an estimated current value (for example, iwa) obtained by the current estimation unit 22 of the current detection unit 21 may be used. .
Then, the calculation result of the magnetic pole position estimation unit 25 is output to the current vector calculation unit 26 and the speed calculation unit 27.

電流ベクトル演算部２６は、磁極位置推定部２５の出力と電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの出力とから電流ベクトルを演算する。なお、電流ベクトルの演算方法としては、従来例と同一の方法が用いられる。
電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの検出値のうちの一つ（ｉｗ）を用いる代わりに、電流検出部２１の電流推定部２２により求めた推定電流値（例えば、ｉｗａ）を用いてもよい。
そして、磁極位置推定部２５の演算結果は、電流制御ループ部２９に出力される。
また、速度演算部２７は、磁極位置推定部２５の出力を微分して回転子の回転速度を求め、その結果を速度制御ループ部２８に出力する。 The current vector calculation unit 26 calculates a current vector from the output of the magnetic pole position estimation unit 25 and the outputs of the current sensors 30u, 30v, and 30w. The current vector calculation method is the same as the conventional method.
Instead of using one (iw) of the detection values of the current sensors 30u, 30v, 30w, an estimated current value (for example, iwa) obtained by the current estimation unit 22 of the current detection unit 21 may be used.
Then, the calculation result of the magnetic pole position estimation unit 25 is output to the current control loop unit 29.
Further, the speed calculation unit 27 differentiates the output of the magnetic pole position estimation unit 25 to obtain the rotation speed of the rotor, and outputs the result to the speed control loop unit 28.

速度制御ループ部２８は、速度演算部２７及び磁極位置推定部２５の出力と、速度指令に基づいて電流ベクトル指令を求め、電流制御ループ部２９に対して出力する。
また、電流制御ループ部２９は、電流制御ループ部２９からの電流ベクトル指令と電流ベクトル演算部２６からの出力とに基づいてスイッチング指令を求め、これをインバータ１４に対して出力する。
以上のような構成により、ブラシレスＤＣモータ１０がインバータ制御されるようになっている。 The speed control loop unit 28 obtains a current vector command based on the outputs of the speed calculation unit 27 and the magnetic pole position estimation unit 25 and the speed command, and outputs the current vector command to the current control loop unit 29.
Further, the current control loop unit 29 obtains a switching command based on the current vector command from the current control loop unit 29 and the output from the current vector calculation unit 26, and outputs this to the inverter 14.
With the above configuration, the brushless DC motor 10 is inverter-controlled.

コントローラ２０は、電流検出部２１の検出値（ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ）と電流推定部２２の推定電流値（ｉｕａ，ｉｖａ，ｉｗａ）とに基づいて、電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの故障診断を行う電流センサ故障診断部２３を有している。
電流センサ故障診断部２３は、例えばＵ、Ｖ、Ｗ各相の一サイクル分の電流値をそれぞれ時間平均し、その平均値が０になっているか否かで、電流センサが故障であると判断する。
なお、電流センサ３０からの信号が開放若しくは短絡した場合に、異常と判断する場合であってもよい。或いは、電流センサ３０の異常を検出する他のセンサ等を用いてもよい。 The controller 20 performs fault diagnosis of the current sensors 30u, 30v, 30w based on the detection values (iu, iv, iw) of the current detection unit 21 and the estimated current values (iua, iva, iwa) of the current estimation unit 22. A current sensor failure diagnosis unit 23 is provided.
For example, the current sensor failure diagnosing unit 23 averages the current values for one cycle of each of the U, V, and W phases, and determines that the current sensor is in failure based on whether the average value is 0 or not. To do.
In addition, when the signal from the current sensor 30 is opened or short-circuited, it may be determined to be abnormal. Alternatively, other sensors that detect an abnormality of the current sensor 30 may be used.

電流センサ故障診断部２３による３つの電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの異常検出・判断は、ブラシレスＤＣモータ１０を駆動している際は常に行われている。
そして、電流センサ故障診断部２３が３つの電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのいずれかが異常であると判断した場合には、コントローラ２０は、以下のような処理を行う。 The abnormality detection / determination of the three current sensors 30u, 30v, 30w by the current sensor failure diagnosis unit 23 is always performed when the brushless DC motor 10 is driven.
When the current sensor failure diagnosis unit 23 determines that any of the three current sensors 30u, 30v, 30w is abnormal, the controller 20 performs the following process.

図２は、本発明に係るモータ制御方法を示すフローチャート図である。なお、例として、電流センサ３０ｕが異常値を出力した場合について説明する。
まず、初期状態、すなわち３つの電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗがいずれも正常な状態では、電流検出部２１により電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの出力に基づいてブラシレスＤＣモータ１０に供給される三相の電流値が検出される（ステップＳ１）。 FIG. 2 is a flowchart showing a motor control method according to the present invention. As an example, a case where the current sensor 30u outputs an abnormal value will be described.
First, in an initial state, that is, in a state where all the three current sensors 30u, 30v, and 30w are normal, the three-phase supplied to the brushless DC motor 10 by the current detection unit 21 based on the outputs of the current sensors 30u, 30v, and 30w. Are detected (step S1).

次に、電流センサ故障診断部２３により電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの異常診断（検出）が行われる（ステップＳ２）。
電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの異常が検出されない場合には、電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの検出値ｉｕ，ｉｖ，ｉｗは、磁極位置推定部２５及び電流ベクトル演算部２６に出力される。
そして、磁極位置推定部２５は、３つの電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの検出値ｉｕ，ｉｖ，ｉｗに基づいてブラシレスＤＣモータ１０の回転子の磁極位置を推定する。同様に、電流ベクトル演算部２６は３つの電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの検出値ｉｕ，ｉｖ，ｉｗに基づいて電流ベクトルを演算する。更に、磁極位置推定部２５と電流ベクトル演算部２６の演算結果は、速度制御ループ部２８と電流制御ループ部２９に出力される。更に、インバータ１４に対してスイッチング指令が出力されて、ブラシレスＤＣモータ１０がインバータ制御される（ステップＳ３）。 Next, abnormality diagnosis (detection) of the current sensors 30u, 30v, and 30w is performed by the current sensor failure diagnosis unit 23 (step S2).
When no abnormality is detected in the current sensors 30u, 30v, 30w, the detected values iu, iv, iw of the current sensors 30u, 30v, 30w are output to the magnetic pole position estimation unit 25 and the current vector calculation unit 26.
Then, the magnetic pole position estimation unit 25 estimates the magnetic pole position of the rotor of the brushless DC motor 10 based on the detection values iu, iv, and iw of the three current sensors 30u, 30v, and 30w. Similarly, the current vector calculation unit 26 calculates a current vector based on the detection values iu, iv, iw of the three current sensors 30u, 30v, 30w. Further, the calculation results of the magnetic pole position estimation unit 25 and the current vector calculation unit 26 are output to the speed control loop unit 28 and the current control loop unit 29. Further, a switching command is output to the inverter 14, and the brushless DC motor 10 is inverter-controlled (step S3).

一方、電流センサ故障診断部２３により電流センサ３０ｕの異常が検出された場合には、まずアラームが報知される（ステップＳ５）。
更に、電流センサ３０ｖ，３０ｗの検出値ｉｖ，ｉｗと、検出値ｉｖ，ｉｗから求められた推定電流値ｉｕａとを用いたインバータ制御に切り換わる（ステップＳ６）。
具体的には、電流検出部２１からは、検出値ｉｖ，ｉｗのみが出力されるようになる。言い換えれば、電流検出部２１は、検出値ｉｕを出力しなくなる。
このため、電流推定部２２には、検出値ｉｖ，ｉｗのみが入力され、推定電流値ｉｕａのみを求める処理に切り換わる。そして、電流検出部２１は、推定電流値ｉｕａのみを磁極位置推定部２５及び電流ベクトル演算部２６に出力する。 On the other hand, when an abnormality of the current sensor 30u is detected by the current sensor failure diagnosis unit 23, an alarm is first notified (step S5).
Furthermore, the inverter control using the detected values iv and iw of the current sensors 30v and 30w and the estimated current value iua obtained from the detected values iv and iw is switched (step S6).
Specifically, only the detection values iv and iw are output from the current detection unit 21. In other words, the current detection unit 21 does not output the detection value iu.
For this reason, only the detection values iv and iw are input to the current estimation unit 22, and the process is switched to a process for obtaining only the estimated current value iua. Then, the current detection unit 21 outputs only the estimated current value iua to the magnetic pole position estimation unit 25 and the current vector calculation unit 26.

すると、磁極位置推定部２５では、電流センサ３０ｖ，３０ｗの検出値ｉｖ，ｉｗと、電流検出部２１からの推定電流値ｉｕａとを用いて、ブラシレスＤＣモータ１０の回転子の磁極位置を推定する処理に自動的に切り換わる。
同様に、電流ベクトル演算部２６では、電流センサ３０ｖ，３０ｗの検出値ｉｖ，ｉｗと、電流検出部２１からの推定電流値ｉｕａとを用いて、電流ベクトルを演算する処理に自動的に切り換わる。
そして、磁極位置推定部２５と電流ベクトル演算部２６の演算結果は、速度制御ループ部２８と電流制御ループ部２９に出力されて、ブラシレスＤＣモータ１０がインバータ制御されるようになる。 Then, the magnetic pole position estimation unit 25 estimates the magnetic pole position of the rotor of the brushless DC motor 10 using the detection values iv and iw of the current sensors 30v and 30w and the estimated current value iua from the current detection unit 21. Automatically switches to processing.
Similarly, the current vector calculation unit 26 automatically switches to a process of calculating a current vector using the detection values iv and iw of the current sensors 30v and 30w and the estimated current value iua from the current detection unit 21. .
The calculation results of the magnetic pole position estimation unit 25 and the current vector calculation unit 26 are output to the speed control loop unit 28 and the current control loop unit 29, and the brushless DC motor 10 is inverter-controlled.

このように、モータ制御装置１では、電流センサ３０ｕが故障した場合であっても、ブラシレスＤＣモータ１０の制御を停止することなく、残りの電流センサ３０ｖ，３０ｗのみを用いてブラシレスＤＣモータ１０の制御を続行し続けることができる。つまり、ステップＳ６において、モータ制御の終了が判断されるまで、ブラシレスＤＣモータ１０の制御を続行し続けることができる。
なお、電流センサ３０ｖ，３０ｗのいずれかが故障した場合も、電流センサ３０ｕが故障した場合と同様の処理により（残りの２つの電流センサを用いて）、ブラシレスＤＣモータ１０の制御を続行し続けることができる。 Thus, in the motor control device 1, even if the current sensor 30u fails, the control of the brushless DC motor 10 is not stopped and the remaining current sensors 30v and 30w are used only to stop the brushless DC motor 10. Control can continue. That is, the control of the brushless DC motor 10 can be continued until it is determined in step S6 that the motor control is finished.
Even when one of the current sensors 30v and 30w fails, the control of the brushless DC motor 10 is continued by the same processing as that when the current sensor 30u fails (using the remaining two current sensors). be able to.

以上、説明したように、モータ制御装置１においては、３つの電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの一つが故障した場合であっても、残りの２つの電流センサを用いることで、ブラシレスＤＣモータ１０の制御を続行し続けることができる。しかも、３つの電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのいずれが故障した場合であっても、同様である。
したがって、２つの電流センサのみを用いる従来の場合に比べて、冗長性が高く、高い信頼性が得られる。 As described above, in the motor control device 1, even if one of the three current sensors 30u, 30v, and 30w fails, the remaining two current sensors are used so that the brushless DC motor 10 Control can continue. Moreover, the same applies to any of the three current sensors 30u, 30v, 30w that have failed.
Therefore, compared with the conventional case using only two current sensors, redundancy is high and high reliability is obtained.

また、３つの電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのいずれか一つが故障し、残りの２つの電流センサを用いてブラシレスＤＣモータ１０の制御に移行した場合であっても、その後にブラシレスＤＣモータ１０の制御を停止した際に、故障した電流センサを修理・交換することで、再び３つの電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗを用いたブラシレスＤＣモータ１０の制御を開始することができる。   Further, even if any one of the three current sensors 30u, 30v, 30w breaks down and shifts to the control of the brushless DC motor 10 using the remaining two current sensors, the brushless DC motor 10 is subsequently controlled. When the control is stopped, the control of the brushless DC motor 10 using the three current sensors 30u, 30v, and 30w can be started again by repairing and replacing the failed current sensor.

例えば、モータ制御装置１が、自動車などの内燃機関のターボチャージャに搭載された場合には、３つの電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのいずれか一つが故障しても、自動車の運転を停止させることなく、目的地までの運転が可能となる。
そして、３つの電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗのいずれか一つが故障したことを、アラーム表示等により運転手に報知することで、故障した電流センサの修理・交換を促すことができる。これにより、早期に電流センサの修理・交換が行われ、冗長性と信頼性の高いブラシレスＤＣモータ１０の制御を再開することができる。
したがって、電流センサ３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの故障に起因する自動車の停止の可能性は殆どなくなる。 For example, when the motor control device 1 is mounted on a turbocharger of an internal combustion engine such as an automobile, the operation of the automobile is stopped even if any one of the three current sensors 30u, 30v, 30w breaks down. And driving to the destination is possible.
Then, by notifying the driver of any one of the three current sensors 30u, 30v, 30w by an alarm display or the like, it is possible to prompt the repair / replacement of the failed current sensor. As a result, the current sensor can be repaired or replaced at an early stage, and the control of the brushless DC motor 10 with high redundancy and reliability can be resumed.
Therefore, there is almost no possibility of stopping the automobile due to the failure of the current sensors 30u, 30v, 30w.

なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   Note that the operation procedure shown in the above-described embodiment, various shapes and combinations of the constituent members, and the like are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

本発明に係るモータ制御装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the motor control apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るモータ制御方法を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the motor control method which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…モータ制御装置
１０…ブラシレスＤＣモータ（三相誘導モータ）
１４…インバータ
２０…制御装置（制御部）
２１…電流検出部
２２…電流推定部
２３…電流センサ故障診断部
２５…磁極位置推定部
２６…電流ベクトル演算部
２７…速度演算部
２８…速度制御ループ部
２９…電流制御ループ部
３０ｕ，３０ｖ，３０ｗ…電流センサ
ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ…検出値
ｉｕａ，ｉｖａ，ｉｗａ…推定電流値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor control apparatus 10 ... Brushless DC motor (three-phase induction motor)
14 ... Inverter 20 ... Control device (control unit)
21 ... Current detection unit 22 ... Current estimation unit 23 ... Current sensor failure diagnosis unit
25 ... Magnetic pole position estimation unit 26 ... Current vector calculation unit 27 ... Speed calculation unit 28 ... Speed control loop unit 29 ... Current control loop unit 30u, 30v, 30w ... Current sensors iu, iv, iw ... Detection values iua, iva, iwa ... Estimated current value

Claims (4)

三相誘導モータと、
前記三相誘導モータを駆動するインバータと、
前記三相誘導モータの各相に流れる電流を検出する三つの電流センサと、
前記電流センサの検出値に基づいて前記インバータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記三つの電流センサのうちの任意の二つの検出値に基づいて残りの電流センサが対応する相の電流を推定する電流推定部と、
前記電流推定部で求めた推定電流値と前記残りの電流センサの検出値とを比較して前記残りの電流センサの異常を診断する電流センサ故障診断部と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。 A three-phase induction motor;
An inverter for driving the three-phase induction motor;
Three current sensors for detecting the current flowing in each phase of the three-phase induction motor;
A control unit for controlling the inverter based on a detection value of the current sensor,
The control unit is configured to estimate a current of a phase corresponding to the remaining current sensors based on any two detection values of the three current sensors, and
A current sensor failure diagnosing unit for diagnosing an abnormality in the remaining current sensor by comparing the estimated current value obtained by the current estimating unit with a detected value of the remaining current sensor;
A motor control device comprising: 前記制御部は、前記三つの電流センサのうちのいずれか一つが前記電流センサ故障診断部により異常と判断した場合には、残りの二つの電流センサの検出値に基づいて前記インバータの制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。   The control unit controls the inverter based on detection values of the remaining two current sensors when any one of the three current sensors is determined to be abnormal by the current sensor failure diagnosis unit. The motor control device according to claim 1. インバータ制御される三相誘導モータの各相に流れる電流を検出する三つの電流センサの故障診断方法であって、
前記三つの電流センサのうちの任意の二つの検出値に基づいて残りの電流センサが対応する相の電流を推定し、
推定した電流値と残りの電流センサの検出値とを比較して前記残りの電流センサの異常を診断することを特徴とする電流センサの故障診断方法。 A fault diagnosis method for three current sensors for detecting a current flowing in each phase of a three-phase induction motor controlled by an inverter,
Based on the detection values of any two of the three current sensors, the remaining current sensors estimate the current of the corresponding phase,
A current sensor failure diagnosis method comprising diagnosing an abnormality of the remaining current sensor by comparing an estimated current value and a detected value of the remaining current sensor. 三つの電流センサにより各相に流れる電流を検出し、前記電流センサの検出値に基づいて三相誘導モータをインバータ制御するモータ制御方法であって、
前記三つの電流センサのうちの任意の二つの検出値に基づいて残りの電流センサが対応する相の電流を推定し、
推定した電流値と前記残りの電流センサの検出値とを比較して前記残りの電流センサの異常を診断し、
前記残りの電流センサが異常と判断された場合には、前記二つの電流センサの検出値に基づいて前記三相誘導モータのインバータ制御を続行することを特徴とするモータ制御方法。 It is a motor control method for detecting current flowing in each phase by three current sensors and performing inverter control of a three-phase induction motor based on a detection value of the current sensor,
Based on the detection values of any two of the three current sensors, the remaining current sensors estimate the current of the corresponding phase,
Comparing the estimated current value and the detected value of the remaining current sensor to diagnose abnormality of the remaining current sensor,
When the remaining current sensors are determined to be abnormal, inverter control of the three-phase induction motor is continued based on detection values of the two current sensors.
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