JP2009055657A - モータの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】過電流検出部14により過電流が検出されると、FETQ1〜Q6すべてのドレイン・ソース間を強制的にOFF状態にするとともにリレーRYA、RYB、RYCを全てOFFして一旦モータの制御を停止し、モータ端子電圧検出部15により検出されたモータ2の各相の端子電圧の和が所定の範囲に入っているか否かを判定する。判定の結果、所定の範囲に入っていない場合をモータ2の故障として特定する。端子電圧の和が所定の範囲に入っている場合は、リレーRYA、RYB、RYCを順次ONして端子電圧の和が所定の範囲に入っているか否かを判定し、判定の結果によってモータ駆動回路13のいずれの相に故障があるかを特定する。
【選択図】図1
Description
同図において、EPSは、運転者が操舵するハンドル31に直結したシャフト32は、減速ギア33、ユニバーサルジョイント34a及び34b、ラックアンドピニオン35を経て車輪のタイロッド36に結合されている。シャフト32には、ハンドル31の操舵トルクを検出するトルクセンサ40が設けられている。また、ハンドル31に操舵アシスト力を付与するモータ50が、減速ギア33を介してシャフト32に結合されている。モータ50の回転を制御する制御装置(以下、ECUと称す)60には、バッテリ71からイグニションキー72を経て電流が供給され、トルクセンサ40で検出された操舵トルクTと、車速センサ80で検出された車速Vに基づいてアシスト指令の電流指令値Eの演算を行い、モータ50に供給する電流を制御する。
さらに、前記モータ駆動回路のショート故障を検出するショート故障検出手段を備え、
当該ショート故障検出手段により前記モータ駆動回路のショート故障が検出された場合に、前記モータの制御を停止して、故障のある部位を特定する
ことを特徴とするモータの制御装置。
(2) 複数の駆動素子を有して、当該複数の駆動素子の駆動により当該モータの各相に駆動電流をそれぞれ供給するモータ駆動回路と、当該駆動素子を駆動制御する駆動素子制御手段と、を備え、前記モータを制御するモータの制御装置において、
さらに、前記モ−タ駆動回路のショート故障を検出するショート故障検出手段と、
前記モータの端子に接続されて、その各相の中で少なくとも1相の端子電圧を検出するモータ端子電圧検出手段と、
を備え、
前記ショート故障検出手段により前記モータ駆動回路のショート故障が検出された場合に、前記モータ駆動回路と前記モータとのいずれかに故障があると判定して、前記駆動素子制御手段により前記駆動素子の駆動をすべて停止し、
前記モータ端子電圧検出手段により少なくとも1相の前記端子電圧を検出し、
この検出された端子電圧に基づいた値により故障のある部位を特定する
ことを特徴とするモータの制御装置。
(3) さらに、前記モ−タ駆動回路の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断するリレーを備え、
当該リレーにより前記モータ駆動回路から前記モータに供給される駆動電流を遮断し、
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータに故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モ−タ駆動回路に故障があると判定する
ことを特徴とする上記(2)のモータの制御装置。
(4) 前記モ−タ駆動回路に故障があると判定された場合に、前記モ−タ駆動回路の任意の1相の出力に接続された前記リレーを導通し、
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合に、前記モ−タ駆動回路の当該の相に故障があると判定する
ことを特徴とする上記(3)のモータの制御装置。
(5) 前記モータは、3相モータであり、
さらに、前記モ−タ駆動回路の第1及び第2の相の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断するリレーを備え、
前記モータ端子電圧検出手段は、前記3相モータの各相の端子に接続され、そして
前記ショート故障検出手段の検出結果により、前記モータ駆動回路と前記モータのいずれかに故障があると判定されたとき、
前記リレーにより前記モータ駆動回路の第1及び第2の相から前記モータに供給される駆動電流を遮断し、
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータに故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モ−タ駆動回路に故障があると判定する
ことを特徴とする上記(2)のモータの制御装置。
(6) 前記モ−タ駆動回路に故障があると判定された場合に、前記モ−タ駆動回路の前記第1の相に接続された前記リレーを導通し、そして
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定の回数繰り返し実施したとき、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モ−タ駆動回路の前記第1の相に故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モ−タ駆動回路の前記第2の相に故障があると判定する
ことを特徴とする上記(5)のモータの制御装置。
(7) 前記モータは、3相モータであり、
さらに、前記モ−タ駆動回路の第1及び第2の相の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断するリレーを備え、
前記モータ端子電圧検出手段は、前記3相モータの第1の相の端子に接続して配置され、そして
前記ショート故障検出手段の検出結果により、前記モータ駆動回路と、前記モータのいずれかに故障があると判定されたとき、
前記リレーによって前記モータ駆動回路の第1及び第2の相から前記3相モータに供給される駆動電流を遮断し、
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モ−タ駆動回路の第3の相に故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記駆動回路の前記第1の相に接続された前記リレーを導通して、前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モ−タ駆動回路の前記第1の相に故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合に、前記モ−タ駆動回路の前記第2の相に故障があると判定する
ことを特徴とする上記(2)のモータの制御装置。
(8) 前記モータに故障があると判定した場合に、前記モータの制御を停止し、一方
前記モ−タ駆動回路のいずれか1相に故障があると判定した場合に、その1相を電気的に遮断し、前記モ−タ駆動回路の他の2相によって前記モータの制御を行う
ことを特徴とする上記(4)、(6)、(7)のいずれか1つのモータの制御装置。
(9) 前記端子電圧は、
電源と接地間に直列に接続された複数の抵抗によって分圧された値であることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれか1つのモータの制御装置。
(10) 前記端子電圧に基づいた値は、
数学的関係による故障判定が可能な値である
ことを特徴とする上記(1)〜(9)のいずれか1つのモータの制御装置。
まず、本発明に係る第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置(ECU)の概略構成を示すブロック図である。
図1において、ECU1は、中央処理装置(CPU)11と、FET駆動回路(駆動素子制御手段)12と、モータ駆動回路13と、過電流検出部(ショート故障検出手段)14と、モータ端子電圧検出部15と、を備えて構成される。
また、モータ駆動回路13とモータ端子電圧検出部15の間には、当該モータ駆動回路13に接続されて、モータ駆動回路13から3相ブラシレスモータ2の各相に供給される駆動電流を導通、遮断するためのリレーRYA、RYB、RYCが付設されている。
また、CPU11はFETQ1〜Q6のゲートを駆動する許可を与える制御信号(以下、FET駆動許可信号という。)を出力する。この制御信号の駆動許可をOFF(不許可)することによって、FETQ1〜Q6すべてのドレイン・ソース間が強制的にOFF状態にされ、モータ2に駆動電流を供給することができなくなる。
なお、ECU1は、不図示のインターフェイス回路を有しており、例えばCPU11などで演算処理ができるように、操舵トルクTなどのアナログ信号をデジタル信号に適宜変換する処理を実行している。
なお、モータ端子電圧検出部15により検出された端子電圧は、例えばその検出方法によりスイッチングに応じた矩形波となるため、この検出された端子電圧はハードウェア又はソフトウェアの少なくとも一方で実現されたフィルタリング処理手段により平均化されることが望ましい。
図2A、図2B、図2Cは、その動作手順を説明するためのフローチャートである。
VA+VB+VC=3×VR×α・・・・・・・・・・・・・・(1)
この(1)式に、ばらつき、マージン等を考慮した値βを付加すると、
3×VR×α−β<VA+VB+VC<3×VR×α+β・・・(2)
の式が端子電圧の正常範囲として得られる。このようにして導かれた式(2)が成立しない場合に、端子電圧が異常であるとして判定する。即ち、この判定方法によれば、CPU11は、端子電圧VA、VB、VCの和が(2)式の範囲内にあるか否かを確認し、この範囲外にあれば端子電圧が異常であると判定する。
なお、この判定方法は、前述した端子電圧の和よるものに限らず、少なからず数学的関係による故障判定が可能な値によるものであればよく、例えば各相の端子電圧の少なくともいずれかが所定範囲外にある場合、又は各相の端子電圧すべてが所定範囲外にある場合を異常として判定する、或いは各相の端子電圧がモータ2の回転数による逆起電圧を考慮した閾値又診断条件を補正することなどにより行うようにしてもよい。
また、β値は計算、実験又は経験則などに基づいて予め設定される値である。
なお、前記異常カウンタは、ノイズ又はモータ2の逆起電圧の影響を考慮して設定される値であり、下限値が0とされる値である。
なお、この2相によるアシスト制御を実行している間に過電流を検出した場合にはアシスト制御を禁止できるようにしておくとよい。
また、モータ駆動回路13に故障かある場合は、故障のある相を特定することができる。そして、モータ駆動回路13に1相のみの故障がある場合には、正常な他の2相によってモータ2を駆動し、アシスト制御を継続することを可能とする。即ち、この故障を特定した部位に応じて、アシストの制御の継続/停止を選択的に実施するので、結果的に車両の操舵安全性を向上することができる。
次に、本発明に係る第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図3は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置(ECU)の概略構成を示すブロック図である。
なお、図3におけるECU5は、図1に示した第1実施形態のECU1とリレーの構成が異なるのみであり、共通する部分については同一の符号を付し、説明を省略する。
図4A、図4Bは、動作手順を説明するためのフローチャートである。
なお、この2相によるアシスト制御をB相の故障を確認した後で実行してもよいが、できるだけ迅速にアシスト制御を実行した方が操舵者にとって好ましく、前述のような工程とするのが実用的である。
また、モータ駆動回路13に故障かある場合は、故障のある相を特定することができる。そして、モータ駆動回路13に1相のみの故障がある場合には、正常な他の2相によってモータ2を駆動し、アシスト制御を継続することを可能とする。即ち、この故障を特定した部位に応じて、アシストの制御の継続/停止を選択的に実施するので、結果的に車両の操舵安全性を向上することができる。
さらに次に、本発明に係る第3実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図5は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置(ECU)の概略構成を示すブロック図である。図5におけるECU6は、図3に示した第2の実施形態におけるECU5と、モータ端子電圧検出部の構成が異なるのみであり、共通する部分については同一の符号を付し、説明を省略する。
図6A、図6Bは、動作手順を説明するためのフローチャートである。
なお、ここでは、端子電圧の検出に関し、駆動コイルAの電圧のみの検出であるので、当該端子電圧の異常か否かの判定は、上記(2)に代えて、
VR×α−β´<VA<VR×α+β´・・・・・・・・・・・(3)
の式を用いて行う。値β´は、本実施形態におけるばらつき、マージン等を考慮した値である。
また、モータ駆動回路13に故障かある場合は、故障のある相を特定することができる。そして、モータ駆動回路13に1相のみの故障がある場合には、正常な他の2相によってモータ2を駆動し、アシスト制御を継続することを可能とする。即ち、この故障を特定した部位に応じて、アシストの制御の継続/停止を選択的に実施するので、結果的に車両の操舵安全性を向上することができる。
2 モータ
11 中央処理装置(CPU)
12 FET駆動回路(駆動素子制御手段)
13 モータ駆動回路
14 過電流検出部(ショート故障検出手段)
15、16 モータ端子電圧検出部
Q1〜Q6 FET(駆動素子)
RYA、RYB、RYC リレー
Claims (10)
- モータの各相に駆動電流をそれぞれ供給するモータ駆動回路を備え、前記モータを制御するモータの制御装置において、
さらに、前記モータ駆動回路のショート故障を検出するショート故障検出手段を備え、
当該ショート故障検出手段により前記モータ駆動回路のショート故障が検出された場合に、前記モータの制御を停止して、故障のある部位を特定する
ことを特徴とするモータの制御装置。 - 複数の駆動素子を有して、当該複数の駆動素子の駆動により当該モータの各相に駆動電流をそれぞれ供給するモータ駆動回路と、当該駆動素子を駆動制御する駆動素子制御手段と、を備え、前記モータを制御するモータの制御装置において、
さらに、前記モ−タ駆動回路のショート故障を検出するショート故障検出手段と、
前記モータの端子に接続されて、その各相の中で少なくとも1相の端子電圧を検出するモータ端子電圧検出手段と、
を備え、
前記ショート故障検出手段により前記モータ駆動回路のショート故障が検出された場合に、前記モータ駆動回路と前記モータとのいずれかに故障があると判定して、前記駆動素子制御手段により前記駆動素子の駆動をすべて停止し、
前記モータ端子電圧検出手段により少なくとも1相の前記端子電圧を検出し、
この検出された端子電圧に基づいた値により故障のある部位を特定する
ことを特徴とするモータの制御装置。 - さらに、前記モ−タ駆動回路の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断するリレーを備え、
当該リレーにより前記モータ駆動回路から前記モータに供給される駆動電流を遮断し、
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータに故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モ−タ駆動回路に故障があると判定する
ことを特徴とする請求項2に記載のモータの制御装置。 - 前記モ−タ駆動回路に故障があると判定された場合に、前記モ−タ駆動回路の任意の1相の出力に接続された前記リレーを導通し、
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合に、前記モ−タ駆動回路の当該の相に故障があると判定する
ことを特徴とする請求項3に記載のモータの制御装置。 - 前記モータは、3相モータであり、
さらに、前記モ−タ駆動回路の第1及び第2の相の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断するリレーを備え、
前記モータ端子電圧検出手段は、前記3相モータの各相の端子に接続され、そして
前記ショート故障検出手段の検出結果により、前記モータ駆動回路と前記モータのいずれかに故障があると判定されたとき、
前記リレーにより前記モータ駆動回路の第1及び第2の相から前記モータに供給される駆動電流を遮断し、
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータに故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モ−タ駆動回路に故障があると判定する
ことを特徴とする請求項2に記載のモータの制御装置。 - 前記モ−タ駆動回路に故障があると判定された場合に、前記モ−タ駆動回路の前記第1の相に接続された前記リレーを導通し、そして
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定の回数繰り返し実施したとき、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モ−タ駆動回路の前記第1の相に故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モ−タ駆動回路の前記第2の相に故障があると判定する
ことを特徴とする請求項5に記載のモータの制御装置。 - 前記モータは、3相モータであり、
さらに、前記モ−タ駆動回路の第1及び第2の相の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断するリレーを備え、
前記モータ端子電圧検出手段は、前記3相モータの第1の相の端子に接続して配置され、そして
前記ショート故障検出手段の検出結果により、前記モータ駆動回路と、前記モータのいずれかに故障があると判定されたとき、
前記リレーによって前記モータ駆動回路の第1及び第2の相から前記3相モータに供給される駆動電流を遮断し、
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モ−タ駆動回路の第3の相に故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記駆動回路の前記第1の相に接続された前記リレーを導通して、前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モ−タ駆動回路の前記第1の相に故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合に、前記モ−タ駆動回路の前記第2の相に故障があると判定する
ことを特徴とする請求項2に記載のモータの制御装置。 - 前記モータに故障があると判定した場合に、前記モータの制御を停止し、一方
前記モ−タ駆動回路のいずれか1相に故障があると判定した場合に、その1相を電気的に遮断し、前記モ−タ駆動回路の他の2相によって前記モータの制御を行う
ことを特徴とする請求項4、6、7のいずれか1つに記載のモータの制御装置。 - 前記端子電圧は、
電源と接地間に直列に接続された複数の抵抗によって分圧された値であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載のモータの制御装置。 - 前記端子電圧に基づいた値は、
数学的関係による故障判定が可能な値である
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つに記載のモータの制御装置。
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