JP2012016093A - Method and apparatus for controlling brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流電源からの直流電流を交流電流に変換し、変換された交流電流をブラシレスモータに供給するインバータ回路のオープン故障の有無を判定することによってブラシレスモータを適切に制御するブラシレスモータ制御装置及び方法に関する。 The present invention relates to a brushless motor control that appropriately controls a brushless motor by converting a direct current from a direct current power source into an alternating current and determining whether or not an inverter circuit that supplies the converted alternating current to the brushless motor has an open failure. The present invention relates to an apparatus and a method.
電動パワーステアリングシステム（ＥＰＳ）、電動油圧式パワーステアリングシステム（Ｈ−ＥＰＳ）、エンジンクーリングファン等において、３相ブラシレスＤＣモータのようなブラシレスモータと、直流電源からの電流を交流電流に変換し、変換された交流電流をブラシレスモータに供給するインバータ回路とが用いられている。このようなインバータ回路は、一対のスイッチング素子を有する少なくとも一つのスイッチング回路を有する。 In an electric power steering system (EPS), an electrohydraulic power steering system (H-EPS), an engine cooling fan, etc., a brushless motor such as a three-phase brushless DC motor and a current from a DC power source are converted into an AC current, An inverter circuit that supplies a converted alternating current to a brushless motor is used. Such an inverter circuit has at least one switching circuit having a pair of switching elements.
ブラシレスモータを正確に制御するためには、ブラシレスモータに適切な電流が供給されているか否かを判断する必要があり、かかる判断を行うために、インバータ回路に流れる実電流を検出している。インバータ回路に流れる実電流を検出するためには、シャント抵抗が用いられるのが一般的である。この場合、ブラシレスモータに流すべき電流の指令値が演算され、電流の指令値と実電流の値との差が所定の値より大きい場合、インバータ回路に断線が発生している、すなわち、インバータ回路にオープン故障があると判断している。 In order to accurately control the brushless motor, it is necessary to determine whether or not an appropriate current is supplied to the brushless motor. In order to make such a determination, an actual current flowing through the inverter circuit is detected. In order to detect the actual current flowing through the inverter circuit, a shunt resistor is generally used. In this case, when the command value of the current to be passed through the brushless motor is calculated and the difference between the command value of the current and the actual current value is larger than a predetermined value, the inverter circuit is disconnected, that is, the inverter circuit Has an open failure.
また、シャント抵抗を用いて実電流を検出する代わりに、インバータ回路に使用されるスイッチング素子の両端間の電位差に基づいてインバータ回路に流れる実電流を検出することによってブラシレスモータを適切に制御するブラシレスモータ制御装置も提案されている（例えば、特許文献１）。この場合、ブラシレスモータに流すべき電流の指令値が演算され、電流の指令値と実電流の値との差が所定の値より大きい場合、インバータ回路にオープン故障があると判断している。 Also, instead of detecting the actual current using a shunt resistor, a brushless motor that appropriately controls the brushless motor by detecting the actual current flowing through the inverter circuit based on the potential difference between both ends of the switching element used in the inverter circuit. A motor control device has also been proposed (for example, Patent Document 1). In this case, the command value of the current to be passed through the brushless motor is calculated, and if the difference between the command value of the current and the actual current value is greater than a predetermined value, it is determined that there is an open failure in the inverter circuit.
さらに、インバータ回路の故障（例えば、オープン故障）を検知するだけでなく、インバータ回路の異常を検知するとインバータ回路の駆動を停止することによってブラシレスモータを適切に制御するブラシレスモータ制御装置も提案されている（例えば、特許文献２）。 Further, a brushless motor control device that appropriately controls a brushless motor by not only detecting an inverter circuit failure (for example, an open failure) but also stopping driving of the inverter circuit when an abnormality in the inverter circuit is detected has been proposed. (For example, Patent Document 2).
しかしながら、電流の指令値が低い場合、実電流もそれに伴って低くなり、インバータ回路に故障（例えば、オープン故障）があるときでも電流の指令値と実電流の値との差が小さくなるので、これらの差が所定の値より大きいか否かを判断するのが困難になる。その結果、インバータ回路の故障の有無を正確に判定できなくなるおそれがある。 However, when the current command value is low, the actual current also decreases accordingly, and the difference between the current command value and the actual current value is small even when there is a failure (for example, open failure) in the inverter circuit. It becomes difficult to determine whether these differences are larger than a predetermined value. As a result, it may not be possible to accurately determine whether or not the inverter circuit has failed.
また、電流の指令値は、ブラシレスモータの電気角に基づいた正弦波であるので、電流の指令値が零付近になる電気角の範囲が周期的に発生し、同様に、実電流の値が零付近になる電気角の範囲が周期的に発生する。このような電流の指令値が零付近になる電気角の範囲では、インバータ回路に故障があるときでも電流の指令値と実電流の値との差がほとんどなくなるので、これらの差が所定の値より大きいか否かを判断するのが困難になる。その結果、インバータ回路の故障の有無を正確に判定できなくなるおそれがある。 In addition, since the current command value is a sine wave based on the electrical angle of the brushless motor, a range of electrical angles in which the current command value is close to zero occurs periodically. Similarly, the actual current value is A range of electrical angles near zero is generated periodically. In such an electrical angle range where the current command value is close to zero, there is almost no difference between the current command value and the actual current value even when there is a failure in the inverter circuit. It becomes difficult to determine whether or not it is larger. As a result, it may not be possible to accurately determine whether or not the inverter circuit has failed.
本発明の目的は、インバータ回路の故障の有無を正確に判定することによってブラシレスモータを適切に制御することができるブラシレスモータ制御装置及び方法を提供する。 An object of the present invention is to provide a brushless motor control apparatus and method capable of appropriately controlling a brushless motor by accurately determining the presence or absence of a failure in an inverter circuit.
本発明によるブラシレスモータ制御装置は、ブラシレスモータが接続されたインバータ回路と、前記インバータ回路の駆動を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記インバータ回路の故障の有無を、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流に基づいて判定する故障判定部と、前記故障判定部により前記インバータ回路に故障があると判定した場合に所定のフェールセーフ制御を行うフェールセーフ制御部と、前記ブラシレスモータの電気角が、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる所定の範囲内にある場合、前記故障判定部が前記インバータ回路に故障があると判定することを禁止する禁止部と、を有することを特徴とする。 The brushless motor control device according to the present invention includes an inverter circuit to which a brushless motor is connected, and a control unit that controls driving of the inverter circuit, and the control unit determines whether the inverter circuit has a failure or not. A failure determination unit for determining based on a current flowing through an energization path of the inverter circuit; a fail-safe control unit for performing a predetermined fail-safe control when the failure determination unit determines that the inverter circuit has a failure; and the brushless When the electrical angle of the motor is within a predetermined range in which the absolute value of the current flowing through the energization path of the inverter circuit is smaller than a predetermined value, the failure determination unit determines that the inverter circuit has a failure. And a prohibition unit that prohibits this.
本発明による他のブラシレスモータ制御装置は、ブラシレスモータが接続されたインバータ回路と、前記インバータ回路の駆動を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記インバータ回路の故障の有無を、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流に基づいて判定する故障判定部と、前記故障判定部により前記インバータ回路に故障があると判定した場合に所定のフェールセーフ制御を行うフェールセーフ制御部と、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる場合、前記故障判定部が前記インバータ回路に故障があると判定することを禁止する禁止部と、を有することを特徴とする。 Another brushless motor control device according to the present invention includes an inverter circuit to which a brushless motor is connected, and a control unit that controls driving of the inverter circuit, and the control unit determines whether the inverter circuit is faulty. A failure determination unit that is determined based on a current flowing through an energization path of the inverter circuit; a fail-safe control unit that performs predetermined fail-safe control when the failure determination unit determines that the inverter circuit has a failure; and A prohibition unit that prohibits the failure determination unit from determining that there is a failure in the inverter circuit when the absolute value of the current flowing through the energization path of the inverter circuit is smaller than a predetermined value. Features.
本発明によるブラシレスモータ制御方法は、ブラシレスモータが接続されたインバータ回路の駆動をコンピュータによって制御することによって、前記インバータ回路によって前記直流電源からの直流電流を交流電流に変換し、変換された交流電流を前記ブラシレスモータに供給するブラシレスモータ制御方法であって、前記コンピュータが、前記インバータ回路の故障の有無を、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流に基づいて判定する故障判定ステップと、前記コンピュータが、前記故障判定ステップにより前記インバータ回路に故障があると判定した場合に所定のフェールセーフ制御を行うフェールセーフ制御ステップと、前記ブラシレスモータの電気角が、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる所定の範囲内にある場合、又は、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる場合、前記コンピュータが、前記故障判定ステップで前記インバータ回路に故障があると判定することを禁止する禁止ステップと、を有することを特徴とする。 In the brushless motor control method according to the present invention, the inverter circuit to which the brushless motor is connected is controlled by a computer so that the inverter circuit converts a direct current from the direct current power source into an alternating current, and the converted alternating current is converted. A failure determination step in which the computer determines whether there is a failure in the inverter circuit based on a current flowing through the energization path of the inverter circuit; and A fail-safe control step for performing a predetermined fail-safe control when it is determined in the failure determination step that the inverter circuit has a failure; and a value of a current flowing through the energization path of the inverter circuit when the electrical angle of the brushless motor is Absolute value of a given value If the absolute value of the current flowing through the energization path of the inverter circuit is smaller than a predetermined value, the computer fails in the inverter circuit in the failure determination step. And a prohibiting step for prohibiting the determination that there is.
本発明によれば、インバータ回路の故障の有無を正確に判定することによってブラシレスモータを適切に制御することができるブラシレスモータ制御装置及び方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the brushless motor control apparatus and method which can control a brushless motor appropriately by determining correctly the presence or absence of the failure of an inverter circuit can be provided.
以下、本発明に係る実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を付加した形態で実施することも可能である。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but covers the invention described in the claims and equivalents thereof. Moreover, it is also possible to implement with the form which added the various change in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
図１は、本発明によるブラシレスモータ制御装置の第１の実施の形態の構成を示す図である。図１に示すブラシレスモータ制御装置は、ＥＰＳに適用され、ブラシレスモータ１に接続されたインバータ回路２と、駆動回路３と、制御部又はコンピュータとしてのマイコン４とを有する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a brushless motor control device according to the present invention. The brushless motor control device shown in FIG. 1 is applied to EPS, and includes an
本実施の形態では、ブラシレスモータ１として３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）ＤＣブラシレスモータを使用するが、その他の相数を有するＤＣブラシレスモータを使用することもできる。
In the present embodiment, a three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) DC brushless motor is used as the
インバータ回路２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相にそれぞれ対応する三つのスイッチング回路１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗを有する。スイッチング回路１１Ｕは、一方の側が直流電源Ｂに接続されたスイッチング素子１２Ｕ及び一方の側がスイッチング素子１２Ｕの他方の側に接続されるとともに他方の側が接地点ＧＮＤに接続されたスイッチング素子１３Ｕを有する。
The
同様に、スイッチング回路１１Ｖは、一方の側が直流電源Ｂに接続されたスイッチング素子１２Ｖ及び一方の側がスイッチング素子１２Ｖの他方の側に接続されるとともに他方の側が接地点ＧＮＤに接続されたスイッチング素子１３Ｖを有する。
Similarly, the
同様に、スイッチング回路１１Ｗは、一方の側が直流電源Ｂに接続されたスイッチング素子１２Ｗ及び一方の側がスイッチング素子１２Ｗの他方の側に接続されるとともに他方の側が接地点ＧＮＤに接続されたスイッチング素子１３Ｗを有する。
Similarly, the
スイッチング回路１１Ｕは、スイッチング素子１３Ｕの他方の側と接地点ＧＮＤとの間に挿入されたシャント抵抗１４Ｕと、シャント抵抗１４Ｕの一方の側及び他方の側にそれぞれ接続された反転入力端子及び非反転入力端子を有する増幅器１５Ｕとを更に有する。 The switching circuit 11U includes a shunt resistor 14U inserted between the other side of the switching element 13U and the ground point GND, an inverting input terminal and a non-inverting terminal connected to one side and the other side of the shunt resistor 14U, respectively. And an amplifier 15U having an input terminal.
同様に、スイッチング回路１１Ｖは、スイッチング素子１３Ｖの他方の側と接地点ＧＮＤとの間に挿入されたシャント抵抗１４Ｖと、シャント抵抗１４Ｖの一方の側及び他方の側にそれぞれ接続された反転入力端子及び非反転入力端子を有する増幅器１５Ｖとを更に有する。
Similarly, the
同様に、スイッチング回路１１Ｗは、スイッチング素子１３Ｗの他方の側と接地点ＧＮＤとの間に挿入されたシャント抵抗１４Ｗと、シャント抵抗１４Ｗの一方の側及び他方の側にそれぞれ接続された反転入力端子及び非反転入力端子を有する増幅器１５Ｗとを更に有する。
Similarly, the
スイッチング素子１２Ｕの他方の側とスイッチング素子１３Ｕの一方の側との間の接続点にブラシレスモータ１が接続されている。同様に、スイッチング素子１２Ｖの他方の側とスイッチング素子１３Ｖの一方の側との間の接続点にブラシレスモータ１が接続される。同様に、スイッチング素子１２Ｗの他方の側とスイッチング素子１３Ｗの一方の側との間の接続点にブラシレスモータ１が接続されている。
The
本実施の形態では、スイッチング素子１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗ，１３Ｕ，１３Ｖ，１３ＷとしてＦＥＴを用いるが、駆動信号によりオンオフ制御が可能な半導体素子（例えば、トランジスタ）であればいずれを使用してもよい。
In the present embodiment, FETs are used as the switching
駆動回路３は、スイッチング素子１２Ｕがオンのときにスイッチング素子１３Ｕをオフにし、スイッチング素子１２Ｕがオフのときにスイッチング素子１３Ｕをオンにするオンオフ動作を繰り返すようにスイッチング素子１２Ｕ，１３Ｕを駆動する。これによって、スイッチング回路１１Ｕは、直流電源Ｂからの直流電流を交流電流に変換し、変換された交流電流をＵ相の電流としてブラシレスモータ１に供給する。
The
同様に、駆動回路３は、スイッチング素子１２Ｖがオンのときにスイッチング素子１３Ｖをオフにし、スイッチング素子１２Ｖがオフのときにスイッチング素子１３Ｖをオンにするオンオフ動作を繰り返すようにスイッチング素子１２Ｖ，１３Ｖを駆動する。これによって、スイッチング回路１１Ｖは、直流電源Ｂからの直流電流を交流電流に変換し、変換された交流電流をＶ相の電流としてブラシレスモータ１に供給する。
Similarly, the
同様に、駆動回路３は、スイッチング素子１２Ｗがオンのときにスイッチング素子１３Ｗをオフにし、スイッチング素子１２Ｗがオフのときにスイッチング素子１３Ｗをオンにするオンオフ動作を繰り返すようにスイッチング素子１２Ｗ，１３Ｗを駆動する。これによって、スイッチング回路１１Ｗは、直流電源Ｂからの直流電流を交流電流に変換し、変換された交流電流をＷ相の電流としてブラシレスモータ１に供給する。
Similarly, the
なお、Ｕ相の電流の位相がＶ相の電流の位相と１２０°異なり、Ｖ相の電流の位相がＷ相の電流の位相と１２０°異なるように、Ｕ相の電流、Ｖ相の電流及びＷ相の電流がブラシレスモータ１にそれぞれ供給される。
The U-phase current, the V-phase current, and the V-phase current phase are 120 ° different from the V-phase current phase, and the V-phase current phase is 120 ° different from the W-phase current phase. A W-phase current is supplied to each
マイコン４は、演算処理を行うための制御プログラム、演算に必要なデータをＲＯＭ（図示せず）から読み出して各種演算処理を行い、マイコン４による演算処理結果等をＲＡＭ（図示せず）に一時的に記憶する。このために、マイコン４は、電流検出部２１と、故障判定部２２と、駆動停止部２３と、禁止部２４とを有する。
The
電流検出部２１は、インバータ回路２に流れるＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれの電流を、シャント抵抗１４Ｕ，１４Ｖ及び１４Ｗのそれぞれの両端間の電位差に基づいて検出する。このために、電流検出部２１は、増幅器１５Ｕ，１５Ｖ及び１５Ｗによってそれぞれ増幅されたシャント抵抗１４Ｕ，１４Ｖ及び１４Ｗのそれぞれの両端間の電位差が入力され、これらの電位差がそれぞれＡ／Ｄ変換された後に電圧値を電流値に変換することによって、インバータ回路２に流れる実電流すなわちブラシレスモータ１に実際に流れるＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれの電流を検出する。
The
また、電流検出部２１は、スイッチング素子１２Ｕの駆動デューティ及びスイッチング素子１３Ｕの駆動デューティを設定し、これらの駆動デューティに基づいて、ブラシレスモータ１に流すべきＵ相の電流の指令値を演算する。
Further, the
同様に、電流検出部２１は、スイッチング素子１２Ｖの駆動デューティ及びスイッチング素子１３Ｖの駆動デューティを設定し、これらの駆動デューティに基づいて、ブラシレスモータ１に流すべきＶ相の電流の指令値を演算する。
Similarly, the
同様に、電流検出部２１は、スイッチング素子１２Ｗの駆動デューティ及びスイッチング素子１３Ｗの駆動デューティを設定し、これらの駆動デューティに基づいて、ブラシレスモータ１に流すべきＷ相の電流の指令値を演算する。
Similarly, the
そして、電流検出部２１は、演算された電流の指令値に対応するＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれの電流を生成するために、ＰＷＭ搬送波の駆動信号を駆動回路３に入力する。なお、駆動デューティの設定は、例えば、駆動デューティと各種制御量（例えば、操舵トルク及び車）との関係を示すマップを用いることによって行われ、このようなマップは、ＲＯＭ（図示せず）に格納されている。
The
故障判定部２２は、スイッチング回路１１Ｕ，１１Ｖ及び１１Ｗのそれぞれのオープン故障の有無を判定するために、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて、検出された電流の値と、電流の指令値との差を求め、これらの差に基づいてインバータ回路２のオープン故障の有無を判定する。
The
スイッチング回路１１Ｕにオープン故障がある場合、シャント抵抗１４Ｕの両端間の電位差が零になるので、検出されたＵ相の電流の値と、演算されたＵ相の電流の指令値との差が、所定の値より大きくなる。 When there is an open failure in the switching circuit 11U, the potential difference between both ends of the shunt resistor 14U becomes zero, so the difference between the detected U-phase current value and the calculated U-phase current command value is It becomes larger than a predetermined value.
同様に、スイッチング回路１１Ｖにオープン故障がある場合、シャント抵抗１４Ｖの両端間の電位差が零になるので、検出されたＶ相の電流の値と、演算されたＶ相の電流の指令値との差が、所定の値より大きくなる。
Similarly, when there is an open failure in the switching
同様に、スイッチング回路１１Ｗにオープン故障がある場合、シャント抵抗１４Ｗの両端間の電位差が零になるので、検出されたＷ相の電流の値と、演算されたＷ相の電流の指令値との差が、所定の値より大きくなる。
Similarly, when there is an open failure in the switching
したがって、故障判定部２２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて、検出された電流の値と、演算された電流の指令値との差が所定の値より大きい場合、インバータ回路２の対応するスイッチング回路にオープン故障があると判定する。なお、ここで用いられる所定の値は、実験データ等を用いて予め設定された値であり、ＲＯＭ（図示せず）に格納されている。
Therefore, when the difference between the detected current value and the calculated current command value is larger than a predetermined value for each of the U phase, the V phase, and the W phase, the
駆動停止部２３は、故障判定部２２によりインバータ回路２にオープン故障があると判定した場合、駆動回路３の駆動を停止するために、駆動信号の出力を停止するよう電流決定部２１に信号を入力する。
When the
禁止部２４は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて、インバータ回路２に流れる電流の値の絶対値に基づいて、駆動停止部２３による駆動回路３の駆動の停止を禁止するか否か判断する。
Whether the
図２は、駆動回路の停止を禁止する電流の値を説明するための図である。図２において、電流の値を縦軸にプロットし、電気角を横軸にプロットしている。交流波形αで示すように、電流決定部２１によって演算された電流の指令値が所定の値ａより高い場合、すなわち、交流波形αの振幅Ａ１が所定の値ａより大きい場合、電流決定部２１によって決定された電流の値もそれに伴って大きくなる。
FIG. 2 is a diagram for explaining a current value for prohibiting the stop of the drive circuit. In FIG. 2, the current value is plotted on the vertical axis, and the electrical angle is plotted on the horizontal axis. As indicated by the AC waveform α, when the current command value calculated by the current determining
したがって、インバータ回路２にオープン故障があるときには、演算された電流の指令値と、検出された電流の値との差が大きくなるので、これらの差が所定の値ａより大きいか否かを判断するのが容易になり、インバータ回路２のオープン故障の有無を正確に判定できる。
Therefore, when there is an open failure in the
それに対し、交流波形βで示すように、演算された電流の指令値が所定の値ａより低い場合、すなわち、交流波形βの振幅Ａ２が所定の値ａより大きい場合、検出された電流の値もそれに伴って低くなる。 On the other hand, as shown by the alternating current waveform β, when the calculated command value of the current is lower than the predetermined value a, that is, when the amplitude A2 of the alternating current waveform β is larger than the predetermined value a, the detected current value But it gets lower with it.
したがって、インバータ回路２にオープン故障があるときでも、演算された電流の指令値と、検出された電流の値との差が小さくなり、これらの差が所定の値より大きいか否かを判断するのが困難になり、インバータ回路２のオープン故障の有無を正確に判定できなくなるおそれがある。
Therefore, even when there is an open failure in the
インバータ回路２のオープン故障の有無を正確に判定できるようにするために、禁止部２４は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて、ブラシレスモータ１に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さい場合、駆動停止部２３による駆動回路３の駆動の停止を禁止するよう駆動停止部２３に信号を出力する。なお、ここで用いられる所定の値は、実験データ等を用いて予め設定された値であり、ＲＯＭ（図示せず）に格納されている。
In order to be able to accurately determine the presence or absence of an open failure in the
図３は、図１に示すブラシレスモータ制御装置の動作のフローチャートである。本ルーチンは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて駆動信号（ＰＷＭ搬送波）の山及び谷のタイミングで開始する。先ず、電流検出部２１は、インバータ回路２に流れる電流を検出し（ステップＳ１）、電流の指令値を演算する（ステップＳ２）。
FIG. 3 is a flowchart of the operation of the brushless motor control device shown in FIG. This routine starts at the timing of peaks and valleys of the drive signal (PWM carrier wave) for each of the U phase, the V phase, and the W phase. First, the
次に、故障判定部２２は、検出した電流と電流の指令値との差を演算し（ステップＳ３）、検出した電流と電流の指令値との差が所定の値より大きいか否か判定する（ステップＳ４）。
Next, the
検出した電流と電流の指令値との差が所定の値より大きくない場合、故障判定部２２は、インバータ回路２にオープン故障が生じていないと判定し、本ルーチンを終了する。
If the difference between the detected current and the current command value is not greater than the predetermined value, the
それに対し、検出した電流と電流の指令値との差が所定の値より大きい場合、禁止部２４は、インバータ回路２に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さいか否か判断する（ステップＳ５）。
On the other hand, when the difference between the detected current and the current command value is larger than a predetermined value, the
インバータ回路２に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さい場合、禁止部２４は、駆動停止部２３による駆動回路２の駆動の停止を禁止するよう駆動停止部２３に信号を出力し、本ルーチンを終了する。
When the absolute value of the value of the current flowing through the
それに対し、インバータ回路２に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくない場合、故障判定部２２は、インバータ回路２にオープン故障が生じたと判定し（ステップＳ６）、駆動停止部２３は、駆動回路３の駆動を停止するために、駆動信号の出力を停止するよう電流決定部２１に信号を入力し（ステップＳ７）、警告ランプ（図示せず）を点灯し、本ルーチンを終了する。
On the other hand, if the absolute value of the value of the current flowing through the
本実施の形態によれば、禁止部２４は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて、インバータ回路２に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さい場合、インバータ回路２のオープン故障の有無を正確に判定できない状態であると判断し、駆動停止部２３による駆動回路３の駆動の停止を禁止する。
According to the present embodiment, when the absolute value of the value of the current flowing through the
このようにインバータ回路２のオープン故障の有無を正確に判定することができる状態でのみ駆動停止部２３による駆動回路３の駆動の停止を許可することによって、インバータ回路２のオープン故障の誤判定を回避することができ、その結果、ブラシレスモータを適切に制御することができる。
In this way, by allowing the
図４は、本発明によるブラシレスモータ制御装置の第２の実施の形態の構成を示す図である。図４に示すブラシレスモータ制御装置は、図１に示すブラシレスモータ制御装置において、シャント抵抗１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗ及び増幅器１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗの代わりに増幅器１６Ｕ，１７Ｕ，１６Ｖ，１７Ｖ，１６Ｗ，１７Ｗを有する。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the brushless motor control device according to the present invention. The brushless motor control device shown in FIG. 4 is different from the brushless motor control device shown in FIG. 1 in that
増幅器１６Ｕは、スイッチング素子１２Ｕの一方の側及び他方の側にそれぞれ接続された反転入力端子及び非反転入力端子を有し、増幅器１７Ｕは、スイッチング素子１３Ｕの一方の側及び他方の側にそれぞれ接続された反転入力端子及び非反転入力端子を有する。
The amplifier 16U has an inverting input terminal and a non-inverting input terminal connected to one side and the other side of the switching
同様に、増幅器１６Ｖは、スイッチング素子１２Ｖの一方の側及び他方の側にそれぞれ接続された反転入力端子及び非反転入力端子を有し、増幅器１７Ｖは、スイッチング素子１３Ｖの一方の側及び他方の側にそれぞれ接続された反転入力端子及び非反転入力端子を有する。
Similarly, the
同様に、増幅器１６Ｗは、スイッチング素子１２Ｗの一方の側及び他方の側にそれぞれ接続された反転入力端子及び非反転入力端子を有し、増幅器１７Ｗは、スイッチング素子１３Ｗの一方の側及び他方の側にそれぞれ接続された反転入力端子及び非反転入力端子を有する。
Similarly, the
本実施の形態では、電流決定部２１’は、スイッチング素子１２Ｕの駆動デューティ及びスイッチング素子１３Ｕの駆動デューティに基づいてブラシレスモータ１に流すべきＵ相の電流の指令値を演算し、ステアリングホイールにかかる操舵トルクτを検出し、Ｕ相の電流の指令値及び操舵トルクτに基づいて、ブラシレスモータ１に流れるＵ相の電流を決定する。
In the present embodiment, the current determining
同様に、電流決定部２１’は、スイッチング素子１２Ｖの駆動デューティ及びスイッチング素子１３Ｖの駆動デューティに基づいてブラシレスモータ１に流すべきＶ相の電流の指令値を演算し、ステアリングホイールにかかる操舵トルクτを検出し、Ｖ相の電流の指令値及び操舵トルクτに基づいて、ブラシレスモータ１に流れるＶ相の電流を決定する。
Similarly, the current determining
同様に、電流決定部２１’は、スイッチング素子１２Ｗの駆動デューティ及びスイッチング素子１３Ｗの駆動デューティに基づいてブラシレスモータ１に流すべきＷ相の電流の指令値を演算し、ステアリングホイールにかかる操舵トルクτを検出し、Ｗ相の電流の指令値及び操舵トルクτに基づいて、ブラシレスモータ１に流れるＷ相の電流を決定する。
Similarly, the
そして、電流決定部２１’は、決定されたＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれの電流を生成するために、駆動回路３に駆動信号（例えば、ＰＷＭ搬送波）を入力する。
Then, the
この場合、ブラシレスモータ１に流れるＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流をそれぞれ決定するために、例えば、駆動デューティ、操舵トルクτ及び電流の指令値の関係を示すマップを用いることができ、このようなマップは、ＲＯＭ（図示せず）に格納されている。
In this case, in order to determine the U-phase, V-phase, and W-phase currents flowing through the
また、電流決定部２１’は、増幅器１６Ｕ及び増幅器１７Ｕの出力に基づいて、スイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差及びスイッチング素子１３Ｕの両端間の電位差をそれぞれ検出し、故障判定部２２’は、スイッチング素子１２Ｕの一方の側と他方の側との間の電位差とスイッチング素子１３Ｕの一方の側と他方の側との間の電位差のうちの少なくとも一方又はこれらの電位差の差に基づいて、スイッチング回路１１Ｕのオープン故障の有無を判定する。
Further, the
図５Ａは、スイッチング素子１２Ｕ及び１３Ｕ付近のオープン故障発生前後の駆動信号及びスイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差及び１３Ｕの両端間の電位差の波形並びにスイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差及び１３Ｕの両端間の電位差の一部拡大部分を示す図である。スイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差及び１３Ｕの両端間の電位差の差が所定の値より小さい場合にオープン故障が発生した場合を、図５Ａを用いて説明する。
FIG. 5A shows a drive signal before and after the occurrence of an open failure near the switching
図５Ａにおいて、電流決定部２１’から出力される駆動信号は、ＰＷＭ搬送波ｘとして示され、０Ｖとスイッチング素子１２Ｕのオン電圧との間で切り替わるスイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差は、波形ｙ１として表され、０Ｖとスイッチング素子１３Ｕのオン電圧との間で切り替わるスイッチング素子１３Ｕの両端間の電位差は、波形ｚ１として表される。
In FIG. 5A, the drive signal output from the current determining
スイッチング素子１２Ｕ及び１３Ｕ付近のオープン故障発生前では、部分Ｘ１の一部拡大部分に示すように、スイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差及び１３Ｕの両端間の電位差の差ｄ１は、所定の値ｔ１より大きくなる。
Before an open failure occurs in the vicinity of the switching
それに対し、スイッチング素子１２Ｕ及び１３Ｕ付近のオープン故障発生後では、部分Ｘ２の一部拡大部分に示すように、スイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差及びスイッチング素子１３Ｕの両端間の電位差の差ｄ２は、所定の値ｔ１より小さくなる。
On the other hand, after an open failure occurs in the vicinity of the switching
図５Ｂは、スイッチング素子１３Ｕ付近のオープン故障発生前後の駆動信号及びスイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差及び１３Ｕの両端間の電位差の波形並びにスイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差及び１３Ｕの両端間の電位差の一部拡大部分を示す図である。スイッチング素子１３Ｕの両端間の電位差が所定の値より小さい場合にオープン故障が発生した場合を、図５Ｂを用いて説明する。
FIG. 5B shows a drive signal before and after the occurrence of an open failure near the switching element 13U, a potential difference between both ends of the switching
図５Ｂにおいて、電流決定部２１’から出力される駆動信号は、ＰＷＭ搬送波ｘとして示され、０Ｖとスイッチング素子１２Ｕのオン電圧との間で切り替わるスイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差は、波形ｙ２として表され、０Ｖとスイッチング素子１３Ｕのオン電圧との間で切り替わるスイッチング素子１３Ｕの両端間の電位差は、波形ｚ２として表される。
In FIG. 5B, the drive signal output from the current determining
スイッチング素子１３Ｕ付近のオープン故障発生前では、部分Ｙ１の一部拡大部分に示すように、スイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差ｄ３及び１３Ｕの両端間の電位差ｄ４は、所定の値ｔ２より大きくなる。
Before the occurrence of an open failure near the switching element 13U, as shown in a partially enlarged portion of the portion Y1, the potential difference d3 between both ends of the switching
それに対し、スイッチング素子１３Ｕ付近のオープン故障発生後では、部分Ｙ２の一部拡大部分に示すように、スイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差ｄ３は、所定の値ｔ２より大きいままであるが、スイッチング素子１３Ｕの両端間の電位差の差は、ほぼ零になり、所定の値ｔ２より小さくなる。
On the other hand, after the occurrence of an open failure in the vicinity of the switching element 13U, the potential difference d3 between both ends of the switching
図５Ｃは、スイッチング素子１２Ｕ及び１３Ｕ付近のオープン故障発生前後の駆動信号及びスイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差及び１３Ｕの両端間の電位差の波形並びにスイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差及び１３Ｕの両端間の電位差の一部拡大部分を示す図である。スイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差及び１３Ｕの両端間の電位差の両方が所定の値より小さい場合にオープン故障が発生した場合を、図５Ｃを用いて説明する。
FIG. 5C shows a drive signal before and after the occurrence of an open failure near the switching
図５Ｃにおいて、電流決定部２１’から出力される駆動信号は、ＰＷＭ搬送波ｘとして示され、０Ｖとスイッチング素子１２Ｕのオン電圧との間で切り替わるスイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差は、波形ｙ３として表され、０Ｖとスイッチング素子１３Ｕのオン電圧との間で切り替わるスイッチング素子１３Ｕの両端間の電位差は、波形ｚ３として表される。
In FIG. 5C, the drive signal output from the current determining
スイッチング素子１２Ｕ及び１３Ｕ付近のオープン故障発生前では、部分Ｚ１の一部拡大部分に示すように、スイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差ｄ３及び１３Ｕの両端間の電位差ｄ４は、所定の値ｔ２より大きくなる。
Before an open failure occurs in the vicinity of the switching
それに対し、スイッチング素子１２Ｕ及び１３Ｕ付近のオープン故障発生後では、部分Ｚ２の一部拡大部分に示すように、スイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差及びスイッチング素子１３Ｕの両端間の電位差の差は、ほぼ零になり、所定の値ｔ２より小さくなる。
On the other hand, after the occurrence of an open failure near the switching
図５Ａ〜５Ｃを用いて説明したように、スイッチング回路１１Ｕにオープン故障がある場合、スイッチング素子１２Ｕの両端間の電位差又はスイッチング素子１３Ｕの両端間の電位差が零になるので、スイッチング素子１２Ｕの一方の側と他方の側との間の電位差とスイッチング素子１３Ｕの一方の側と他方の側との間の電位差のうちの少なくとも一方又はこれらの電位差の差が所定の値以下になる。
As described with reference to FIGS. 5A to 5C, when there is an open failure in the switching circuit 11U, the potential difference between both ends of the switching
したがって、故障判定部２２’は、スイッチング素子１２Ｕの一方の側と他方の側との間の電位差とスイッチング素子１３Ｕの一方の側と他方の側との間の電位差のうちの少なくとも一方又はこれらの電位差の差が所定の値以下である場合、スイッチング回路１１Ｕにオープン故障があると判定する。なお、ここで用いられる所定の値は、実験データ等を用いて予め設定された値であり、ＲＯＭ（図示せず）に格納されている。
Therefore, the
また、故障判定部２２’は、スイッチング回路１１Ｕのオープン故障の判定と同様にして、スイッチング回路１１Ｖ及び１１Ｗのオープン故障の有無を判定することができる。
Further, the failure determination unit 22 'can determine the presence or absence of an open failure in the
図６は、図４に示すブラシレスモータ制御装置の動作のフローチャートである。本ルーチンは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて駆動信号（ＰＷＭ搬送波）の山及び谷のタイミングで開始し、先ず、電流決定部２１は、操舵トルクを検出し（ステップＳ１）、ステップＳ２に進む。
FIG. 6 is a flowchart of the operation of the brushless motor control device shown in FIG. This routine starts at the timing of peaks and troughs of the drive signal (PWM carrier wave) for each of the U phase, V phase, and W phase. First, the
ステップＳ２の後、電流決定部２１は、操舵トルク及び電流の指令値に基づいて、ブラシレスモータ１に流れる電流を予測する（ステップＳ１２）。その後、電流決定部２１は、一対のスイッチング素子の電位差をそれぞれ演算し（ステップＳ１３）、故障判定部２２は、少なくとも一方のスイッチング素子の電位差又はこれらの電位差の差が所定の値より大きいか否か判定する（ステップＳ１４）。
After step S2, the
少なくとも一方のスイッチング素子の電位差又はこれらの電位差の差が所定の値より大きい場合、故障判定部２２は、インバータ回路２にオープン故障が生じていないと判定し、本ルーチンを終了する。それに対し、少なくとも一方のスイッチング素子の電位差又はこれらの電位差の差が所定の値より大きくない場合、ステップＳ５に進む。
If the potential difference between at least one of the switching elements or the difference between these potential differences is greater than a predetermined value, the
本実施の形態によれば、禁止部２４は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて、少なくとも一方のスイッチング素子の電位差又はこれらの電位差の差が所定の値より小さい場合、インバータ回路２のオープン故障の有無を正確に判定できない状態であると判断し、駆動停止部２３による駆動回路３の駆動の停止を禁止する。
According to the present embodiment, the prohibiting
このようにインバータ回路２のオープン故障の有無を正確に判定することができる状態でのみ駆動停止部２３による駆動回路３の駆動の停止を許可することによって、インバータ回路２のオープン故障の誤判定を回避することができ、その結果、ブラシレスモータを適切に制御することができる。
In this way, by allowing the
図７は、本発明によるブラシレスモータ制御装置の第３の実施の形態の構成を示す図である。図７に示すブラシレスモータ制御装置は、図１に示すブラシレスモータ制御装置において、電流決定部２１の代わりに電気角決定部２５を有する。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the third embodiment of the brushless motor control device according to the present invention. The brushless motor control device shown in FIG. 7 has an electrical
電気角決定部２５は、スイッチング素子１２Ｕの駆動デューティ及びスイッチング素子１３Ｕの駆動デューティを設定し、これらの駆動デューティに基づいて、ブラシレスモータ１に流すべきＵ相の電流の指令値を演算し、指令値に基づいて、ブラシレスモータの電気角を決定する。
The electrical
同様に、電気角決定部２５は、スイッチング素子１２Ｖの駆動デューティ及びスイッチング素子１３Ｖの駆動デューティを設定し、これらの駆動デューティに基づいて、ブラシレスモータに流すべきＶ相の電流の指令値を演算し、指令値に基づいて、ブラシレスモータの電気角を決定する。
Similarly, the electrical
同様に、電気角決定部２５は、スイッチング素子１２Ｗの駆動デューティ及びスイッチング素子１３Ｗの駆動デューティを設定し、これらの駆動デューティに基づいて、ブラシレスモータに流すべきＷ相の電流の指令値を演算し、指令値に基づいて、ブラシレスモータの電気角を決定する。
Similarly, the electrical
この場合、電気角を決定するために、例えば、指令値の正弦波の振幅と指令値の瞬時の値との関係を表すマップを用いることができ、このようなマップは、ＲＯＭ（図示せず）に格納されている。 In this case, in order to determine the electrical angle, for example, a map representing the relationship between the amplitude of the sine wave of the command value and the instantaneous value of the command value can be used, and such a map is stored in a ROM (not shown). ).
また、電気角決定部２５は、インバータ回路２に流れるＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれの電流を、シャント抵抗１４Ｕ，１４Ｖ及び１４Ｗのそれぞれの両端間の電位差に基づいて決定する。
In addition, the electrical
このために、電気角決定部２５は、増幅器１５Ｕ，１５Ｖ及び１５Ｗによってそれぞれ増幅されたシャント抵抗１４Ｕ，１４Ｖ及び１４Ｗのそれぞれの両端間の電位差が入力され、これらの電位差がそれぞれＡ／Ｄ変換された後に電圧値を電流値に変換することによって、インバータ回路２に流れる実電流すなわちブラシレスモータ１に実際に流れるＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれの電流を検出する。
For this purpose, the electrical
そして、電気角決定部２５は、決定されたＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれの電流を生成するために、駆動回路３に駆動信号（例えば、ＰＷＭ搬送波）を入力する。
Then, the electrical
禁止部２４’は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて、ブラシレスモータ１の電気角に基づいて、駆動停止部２３による駆動回路３の駆動の停止を禁止するか否か判断する。
The
電流決定部２１によって演算された電流の指令値は、ブラシレスモータ１の電気角に基づいた正弦波であるので、電流の指令値が零付近になる電気角の範囲が周期的に発生し、同様に、ブラシレスモータ１に実際に流れるＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれの電流の値が零付近になる電気角の範囲が周期的に発生する。
Since the current command value calculated by the current determining
図８は、駆動回路の停止を禁止する電気角の範囲を説明するための図である。図８において、電流の値を縦軸にプロットし、電気角を横軸にプロットしている。交流波形γで示すように、電流の指令値が零付近になる電気角の範囲１８０°×ｎ±Δでは、インバータ回路２にオープン故障があるときでも電流の指令値とブラシレスモータ１に実際に流れる電流の値との差がほとんどなくなるので、これらの差が所定の値より大きいか否かを判断するのが困難になる。その結果、インバータ回路２のオープン故障の有無を正確に判定できなくなるおそれがある。なお、ｎを零以上の整数とし、Δを、例えば５°とする。
FIG. 8 is a diagram for explaining a range of electrical angles for prohibiting the stop of the drive circuit. In FIG. 8, the current value is plotted on the vertical axis, and the electrical angle is plotted on the horizontal axis. As indicated by the AC waveform γ, in the electric angle range 180 ° × n ± Δ where the current command value is near zero, the current command value and the
したがって、禁止部２４’は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて、ブラシレスモータ１の電気角が所定の範囲内にある場合、駆動停止部２３による駆動回路３の駆動の停止を禁止するよう駆動停止部２３に信号を出力する。なお、ここで用いられる所定の範囲は、実験データ等を用いて予め設定された範囲であり、ＲＯＭ（図示せず）に格納されている。
Therefore, the prohibiting
図９は、図７に示すブラシレスモータ制御装置の動作のフローチャートである。本ルーチンは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて駆動信号（ＰＷＭ搬送波）の山及び谷のタイミングで開始する。 FIG. 9 is a flowchart of the operation of the brushless motor control device shown in FIG. This routine starts at the timing of peaks and valleys of the drive signal (PWM carrier wave) for each of the U phase, the V phase, and the W phase.
図９に示すフローチャートでは、ステップＳ４でブラシレスモータ１に流れる電流と電流の指令値との差が所定の値より大きくないと判定された場合、禁止部２４は、ブラシレスモータ１の電気角が、インバータ回路２の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる所定の範囲内にあるか否か判断する（ステップＳ２１）。ブラシレスモータ１の電気角が、インバータ回路２の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる所定の範囲内にある場合、禁止部２４は、駆動停止部２３による駆動回路２の駆動の停止を禁止するよう駆動停止部２３に信号を出力し、本ルーチンを終了する。それに対し、ブラシレスモータ１の電気角が、インバータ回路２の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる所定の範囲内にない場合、ステップＳ６に進む。
In the flowchart shown in FIG. 9, when it is determined in step S4 that the difference between the current flowing through the
本実施の形態によれば、禁止部２４は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて、ブラシレスモータ１の電気角が、インバータ回路２の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる所定の範囲内にある場合、インバータ回路２のオープン故障の有無を正確に判定できない状態であると判断し、駆動停止部２３による駆動回路３の駆動の停止を禁止する。
According to the present embodiment, the
このようにインバータ回路２のオープン故障の有無を正確に判定することができる状態でのみ駆動停止部２３による駆動回路３の駆動の停止を許可することによって、インバータ回路２のオープン故障の誤判定を回避することができ、その結果、ブラシレスモータを適切に制御することができる。
In this way, by allowing the
図１０は、本発明によるブラシレスモータ制御装置の第４の実施の形態の構成を示す図である。図１０に示すブラシレスモータ制御装置は、図４に示すブラシレスモータ制御装置において、電流決定部２１の代わりに図３に示す電気角決定部２５’を有する。
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the brushless motor control device according to the present invention. The brushless motor control device shown in FIG. 10 has the electrical
電気角決定部２５’は、スイッチング素子１２Ｕの駆動デューティ及びスイッチング素子１３Ｕの駆動デューティを設定し、これらの駆動デューティに基づいて、ブラシレスモータ１に流すべきＵ相の電流の指令値を演算し、指令値に基づいて、ブラシレスモータの電気角を決定する。
The electrical
同様に、電気角決定部２５’は、スイッチング素子１２Ｖの駆動デューティ及びスイッチング素子１３Ｖの駆動デューティを設定し、これらの駆動デューティに基づいて、ブラシレスモータに流すべきＶ相の電流の指令値を演算し、指令値に基づいて、ブラシレスモータの電気角を決定する。
Similarly, the electrical
同様に、電気角決定部２５’は、スイッチング素子１２Ｗの駆動デューティ及びスイッチング素子１３Ｗの駆動デューティを設定し、これらの駆動デューティに基づいて、ブラシレスモータに流すべきＷ相の電流の指令値を演算し、指令値に基づいて、ブラシレスモータの電気角を決定する。
Similarly, the electrical
また、電気角決定部２５’は、ステアリングホイールにかかる操舵トルクτを検出し、Ｕ相の電流の指令値及び操舵トルクτに基づいて、ブラシレスモータに流れるＵ相の電流を決定する。
The electrical
同様に、電気角決定部２５’は、ステアリングホイールにかかる操舵トルクτを検出し、Ｖ相の電流の指令値及び操舵トルクτに基づいて、ブラシレスモータ１に流れるＶ相の電流を決定する。
Similarly, the electrical
同様に、電気角決定部２５’は、ステアリングホイールにかかる操舵トルクτを検出し、Ｗ相の電流の指令値及び操舵トルクτに基づいて、ブラシレスモータ１に流れるＷ相の電流を決定する。
Similarly, the electrical
図１１は、図１０に示すブラシレスモータ制御装置の動作のフローチャートである。本ルーチンは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて駆動信号（ＰＷＭ搬送波）の山及び谷のタイミングで開始する。 FIG. 11 is a flowchart of the operation of the brushless motor control device shown in FIG. This routine starts at the timing of peaks and valleys of the drive signal (PWM carrier wave) for each of the U phase, the V phase, and the W phase.
図１１に示すフローチャートでは、ステップＳ１４で少なくとも一方のスイッチング素子の電位差又はこれらの電位差の差が所定の値より大きくないと判定された場合、禁止部２４は、ブラシレスモータ１の電気角が所定の範囲内にあるか否か判断する（ステップＳ２１）。ブラシレスモータ１の電気角が所定の範囲内にある場合、禁止部２４は、駆動停止部２３による駆動回路２の駆動の停止を禁止するよう駆動停止部２３に信号を出力し、本ルーチンを終了する。それに対し、ブラシレスモータ１の電気角が所定の範囲内にない場合、ステップＳ６に進む。
In the flowchart shown in FIG. 11, when it is determined in step S14 that the potential difference of at least one switching element or the difference between these potential differences is not greater than a predetermined value, the prohibiting
本実施の形態によれば、禁止部２４は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれについて、ブラシレスモータ１の電気角が、インバータ回路２の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる所定の範囲内にある場合、インバータ回路２のオープン故障の有無を正確に判定できない状態であると判断し、駆動停止部２３による駆動回路３の駆動の停止を禁止する。
According to the present embodiment, the
このようにインバータ回路２のオープン故障の有無を正確に判定することができる状態でのみ駆動停止部２３による駆動回路３の駆動の停止を許可することによって、インバータ回路２のオープン故障の誤判定を回避することができ、その結果、ブラシレスモータを適切に制御することができる。
In this way, by allowing the
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、上記第１〜第４の実施の形態において、ブラシレスモータ制御装置をＥＰＳに適用する場合について説明したが、Ｈ−ＥＰＳ、エンジンクーリングファン等に適用することもできる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and many changes and modifications can be made. For example, in the first to fourth embodiments, the case where the brushless motor control device is applied to EPS has been described. However, the brushless motor control device can also be applied to H-EPS, an engine cooling fan, and the like.
また、上記第１〜第４の実施の形態において、三つのスイッチング回路を有するインバータ回路について説明したが、スイッチング回路の個数は、ブラシレスモータの相数に応じて変化する。 In the first to fourth embodiments, the inverter circuit having three switching circuits has been described. However, the number of switching circuits changes according to the number of phases of the brushless motor.
また、上記第１〜第４の実施の形態において、故障判定部がオープン故障を判定する場合について説明したが、所定のフェールセーフ制御を行うために故障判定部がオープン故障以外の故障を判定してもよい。 In the first to fourth embodiments, the case where the failure determination unit determines an open failure has been described. However, the failure determination unit determines a failure other than an open failure in order to perform predetermined fail-safe control. May be.
また、上記第１〜第４の実施の形態において、禁止部が故障判定部の判定を禁止する場合について説明したが、インバータ回路の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる所定の範囲内にあるか否か、又は、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなるか否かに関係なく故障判定を行うために、禁止部を省略することもできる。 In the first to fourth embodiments, the case where the prohibition unit prohibits the determination by the failure determination unit has been described. However, the absolute value of the current flowing through the energization path of the inverter circuit is smaller than a predetermined value. In order to make a failure determination regardless of whether or not the absolute value of the current flowing through the energization path of the inverter circuit is smaller than a predetermined value, It can be omitted.
また、上記第３及び第４の実施の形態において、ブラシレスモータの電気角を電流の指令値に基づいて決定する電気角決定部を用いる場合について説明したが、ブラシレスモータの電気角を検出する電気角検出部（例えば、回転角センサ）を用いることもできる。 In the third and fourth embodiments, the case where the electrical angle determination unit that determines the electrical angle of the brushless motor based on the command value of the current has been described. However, the electrical angle that detects the electrical angle of the brushless motor is described. An angle detector (for example, a rotation angle sensor) can also be used.
さらに、駆動回路の駆動の停止を禁止するか否かの判断を、一対のスイッチング素子の駆動デューティに基づいて行うことができ、一対のスイッチング素子の駆動デューティが所定の値である場合（例えば、一対のスイッチング素子の駆動デューティがいずれも５０％である場合）に駆動回路の駆動の停止を禁止するようにしてもよい。 Furthermore, it is possible to determine whether to prohibit the driving of the driving circuit from being stopped based on the driving duty of the pair of switching elements, and when the driving duty of the pair of switching elements is a predetermined value (for example, Stopping driving of the driving circuit may be prohibited when the driving duty of the pair of switching elements is 50%.
１ ブラシレスモータ
２ インバータ回路
３ 駆動回路
４ マイコン
１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗ スイッチング回路
１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗ，１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗ スイッチング素子
１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗ シャント抵抗
１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗ 増幅器
２１ 電流検出部
２１’ 電流決定部
２２，２２’ 故障判定部
２３ 駆動停止部
２４ 禁止部
２５ 電気角決定部
Ｂ 直流電源
ＧＮＤ 接地点
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記インバータ回路の駆動を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記インバータ回路の故障の有無を、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流に基づいて判定する故障判定部と、
前記故障判定部により前記インバータ回路に故障があると判定した場合に所定のフェールセーフ制御を行うフェールセーフ制御部と、
前記ブラシレスモータの電気角が、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる所定の範囲内にある場合、前記故障判定部が前記インバータ回路に故障があると判定することを禁止する禁止部と、
を有することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。 An inverter circuit to which a brushless motor is connected;
A control unit for controlling driving of the inverter circuit;
Have
The controller is
A failure determination unit that determines the presence or absence of a failure of the inverter circuit based on a current flowing through the energization path of the inverter circuit;
A fail-safe control unit that performs predetermined fail-safe control when the failure determination unit determines that the inverter circuit has a failure; and
When the electrical angle of the brushless motor is within a predetermined range in which the absolute value of the current flowing through the energization path of the inverter circuit is smaller than a predetermined value, the failure determination unit has a failure in the inverter circuit A prohibition section that prohibits the determination;
A brushless motor control device comprising:
前記インバータ回路の駆動を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記インバータ回路の故障の有無を、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流に基づいて判定する故障判定部と、
前記故障判定部により前記インバータ回路に故障があると判定した場合に所定のフェールセーフ制御を行うフェールセーフ制御部と、
前記インバータ回路の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる場合、前記故障判定部が前記インバータ回路に故障があると判定することを禁止する禁止部と、
を有することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。 An inverter circuit to which a brushless motor is connected;
A control unit for controlling driving of the inverter circuit;
Have
The controller is
A failure determination unit that determines the presence or absence of a failure of the inverter circuit based on a current flowing through the energization path of the inverter circuit;
A fail-safe control unit that performs predetermined fail-safe control when the failure determination unit determines that the inverter circuit has a failure; and
When the absolute value of the value of the current flowing through the energization path of the inverter circuit is smaller than a predetermined value, the prohibition unit prohibiting the failure determination unit from determining that there is a failure in the inverter circuit;
A brushless motor control device comprising:
前記少なくとも一つのスイッチング回路は、一方の側が直流電源に接続された第１のスイッチング素子と、一方の側が前記第１のスイッチング素子の他方の側に接続された第２のスイッチング素子と、を有し、前記第１のスイッチング素子の他方の側と前記第２のスイッチング素子の一方の側との間の接続点にブラシレスモータが接続され、
前記制御部は、前記インバータ回路によって前記直流電源からの直流電流を交流電流に変換し、変換された交流電流を前記ブラシレスモータに供給するために、前記第１のスイッチング素子がオンのときに前記第２のスイッチング素子をオフにし、前記第１のスイッチング素子がオフのときに前記第２のスイッチング素子をオンにするオンオフ動作を繰り返すように前記第１のスイッチング素子及び前記第２のスイッチング素子を駆動する請求項１又は４に記載のブラシレスモータ制御装置。 The inverter circuit has at least one switching circuit,
The at least one switching circuit has a first switching element having one side connected to a DC power supply and a second switching element having one side connected to the other side of the first switching element. A brushless motor is connected to a connection point between the other side of the first switching element and one side of the second switching element;
The control unit converts the direct current from the direct-current power source into an alternating current by the inverter circuit, and supplies the converted alternating current to the brushless motor when the first switching element is on. The first switching element and the second switching element are configured to repeat an on / off operation of turning off the second switching element and turning on the second switching element when the first switching element is off. The brushless motor control device according to claim 1 or 4, which is driven.
前記インバータ回路の通電経路に流れる電流は、前記シャント抵抗の両端間の電位差に基づいて電流を検出する電流検出部によって検出される請求項１，４又は５に記載のブラシレスモータ制御装置。 The at least one switching circuit further comprises a shunt resistor connected to the other side of the second switching element;
6. The brushless motor control device according to claim 1, wherein the current flowing through the energization path of the inverter circuit is detected by a current detection unit that detects a current based on a potential difference between both ends of the shunt resistor.
前記コンピュータが、前記インバータ回路の故障の有無を、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流に基づいて判定する故障判定ステップと、
前記コンピュータが、前記故障判定ステップにより前記インバータ回路に故障があると判定した場合に所定のフェールセーフ制御を行うフェールセーフ制御ステップと、
前記ブラシレスモータの電気角が、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる所定の範囲内にある場合、又は、前記インバータ回路の通電経路に流れる電流の値の絶対値が所定の値より小さくなる場合、前記コンピュータが、前記故障判定ステップで前記インバータ回路に故障があると判定することを禁止する禁止ステップと、
を有することを特徴とするブラシレスモータ制御装置。 A brushless motor that controls driving of an inverter circuit to which a brushless motor is connected by a computer, converts a direct current from the direct current power source into an alternating current by the inverter circuit, and supplies the converted alternating current to the brushless motor A control method,
A failure determination step in which the computer determines the presence or absence of a failure of the inverter circuit based on a current flowing through the energization path of the inverter circuit;
A fail-safe control step for performing predetermined fail-safe control when the computer determines that the inverter circuit has a failure in the failure determination step;
The electrical angle of the brushless motor is within a predetermined range in which the absolute value of the current flowing through the energization path of the inverter circuit is smaller than a predetermined value, or the value of the current flowing through the energization path of the inverter circuit A prohibiting step of prohibiting the computer from determining that there is a failure in the inverter circuit in the failure determination step, if the absolute value of is less than a predetermined value;
A brushless motor control device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010148014A JP2012016093A (en) | 2010-06-29 | 2010-06-29 | Method and apparatus for controlling brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010148014A JP2012016093A (en) | 2010-06-29 | 2010-06-29 | Method and apparatus for controlling brushless motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012016093A true JP2012016093A (en) | 2012-01-19 |
Family
ID=45601886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010148014A Withdrawn JP2012016093A (en) | 2010-06-29 | 2010-06-29 | Method and apparatus for controlling brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012016093A (en) |
-
2010
- 2010-06-29 JP JP2010148014A patent/JP2012016093A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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