JP2014007784A - Motor controller, and electrically-driven power steering device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric motor control device and an electric power steering device using the same.
従来、電動機の駆動の制御に係るセンサに異常が生じた場合、異常が生じたセンサにより検出された検出値を用いずに電動機を駆動し、操舵のアシストを継続する電動パワーステアリング装置が知られている。例えば特許文献1では、電動機の位置センサに異常が生じた場合においても、操舵のアシストを継続している。 Conventionally, there has been known an electric power steering device that drives a motor without using a detection value detected by the sensor in which an abnormality has occurred and continues steering assist when an abnormality occurs in a sensor related to control of driving of the motor. ing. For example, in Patent Document 1, the steering assist is continued even when an abnormality occurs in the position sensor of the electric motor.
ところで近年、制御技術が向上しており、異常が生じたセンサを用いないセンサレス制御により電動機を駆動した場合でも、センサに異常が生じていない場合と略同様に制御することが可能になっている。そのため、センサに異常が生じていることに気づかずに電動機の駆動を継続する虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置に異常が生じていることを適切に感知させることができる電動機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
By the way, in recent years, control technology has been improved, and even when the motor is driven by sensorless control without using a sensor in which an abnormality has occurred, it is possible to perform control in substantially the same manner as when no abnormality has occurred in the sensor. . Therefore, there is a possibility that the driving of the electric motor is continued without noticing that an abnormality has occurred in the sensor.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric motor control device capable of appropriately sensing that an abnormality has occurred in the device, and an electric power steering device using the same. Is to provide.
本発明の電動機制御装置は、ステータ、ステータに対し相対回転可能に設けられるロータ、および、ステータに巻回される巻線組を有する電動機の駆動を制御するものである。電動機制御装置は、検出値取得手段と、異常判断手段と、正常時駆動制御手段と、バックアップ制御手段と、を備える。
検出値取得手段は、電動機の駆動に係る検出値を取得する。異常判断手段は、検出値に異常が生じているか否かを判断する。異常判断手段により検出値に異常が生じていないと判断された場合、正常時駆動制御手段は、検出値取得手段により取得される検出値を用い、第1の出力トルクを出力するように電動機の駆動を制御する。また、異常判断手段により検出値の少なくとも1つに異常が生じていると判断された場合、バックアップ制御手段は、異常が生じている検出値を除く他の検出値を用い、第1の出力トルクとは異なる第2の出力トルクを出力するように電動機の駆動を制御する。
The electric motor control device of the present invention controls the driving of an electric motor having a stator, a rotor provided to be rotatable relative to the stator, and a winding set wound around the stator. The electric motor control device includes detection value acquisition means, abnormality determination means, normal time drive control means, and backup control means.
The detection value acquisition means acquires a detection value related to driving of the electric motor. The abnormality determination means determines whether an abnormality has occurred in the detected value. When it is determined by the abnormality determining means that the detected value is not abnormal, the normal-time drive control means uses the detected value acquired by the detected value acquiring means and outputs the first output torque. Control the drive. Further, when it is determined by the abnormality determination means that an abnormality has occurred in at least one of the detected values, the backup control means uses the other detection values other than the detection value in which the abnormality has occurred, and uses the first output torque The drive of the electric motor is controlled so as to output a second output torque different from the output torque.
バックアップ制御手段は、異常が生じている検出値を用いずに電動機の駆動を制御するので、センサ等の故障により検出値に異常が生じても、電動機の駆動を継続することができる。また、バックアップ制御手段は、正常時に出力される第1の出力トルクとは異なる第2の出力トルクを出力するように電動機の駆動を制御するので、装置に異常が生じていることを適切に感知させることができる。 Since the backup control unit controls the driving of the electric motor without using the detected value in which the abnormality has occurred, the driving of the electric motor can be continued even if an abnormality occurs in the detected value due to a failure of the sensor or the like. In addition, since the backup control unit controls the drive of the electric motor so as to output the second output torque different from the first output torque that is output in the normal state, it appropriately senses that an abnormality has occurred in the device. Can be made.
また、例えば、電動機制御装置を電動パワーステアリング装置に適用した場合、センサ等の故障により検出値に異常が生じても、異常が生じている検出値を用いずに電動機の駆動が継続され、操舵のアシストを継続することができる。また、運転者に故障発生を適切に感知させることができるので、装置の故障に気づかずに使用を継続している間に、他の箇所も故障し、電動機の駆動ができなくなることによって操舵のアシストができなくなるという状況を回避することができる。 In addition, for example, when the motor control device is applied to an electric power steering device, even if a detection value is abnormal due to a failure of a sensor or the like, the driving of the motor is continued without using the detection value where the abnormality has occurred. Assist can be continued. In addition, since the driver can properly detect the occurrence of a failure, other parts may also fail and the motor cannot be driven while continuing to use it without noticing the failure of the device. It is possible to avoid the situation where the assist cannot be performed.
以下、本発明による電動機制御装置を図面に基づいて説明する。なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による電動機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を図1および図2に示す。
電動機制御装置としてのモータ制御装置1は、電動機としてのモータ10の駆動を制御するものである。モータ制御装置1は、モータ10とともに、車両のステアリング操作(操舵)をアシスト(補助)するための電動パワーステアリング装置2に適用される。
Hereinafter, an electric motor control device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, in a plurality of embodiments, substantially the same configuration is denoted by the same reference numeral, and description thereof is omitted.
(First embodiment)
1 and 2 show an electric motor control device according to a first embodiment of the present invention and an electric power steering device using the same.
A motor control device 1 as an electric motor control device controls driving of a
図1は、モータ制御装置1を採用する電動パワーステアリング装置2を備えたステアリングシステム90の全体構成を示す図である。
運転者により操舵されるステアリングホイール91は、ステアリングシャフト92に接続される。ステアリングシャフト92の先端には、ピニオンギア96が設けられており、ピニオンギア96はラック軸97に噛み合っている。ラック軸97の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪98が連結されている。これにより、運転者がステアリングホイール91を回転させると、ステアリングホイール91に接続されたステアリングシャフト92が回転し、ステアリングシャフト92の回転運動がピニオンギア96によりラック軸97の直線運動に変換され、ラック軸97の直線運動変位に応じた角度となるように一対の車輪98が操舵される。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a
A
電動パワーステアリング装置2は、出力トルクとしてのアシストトルクを出力するモータ10、モータ10の回転を減速してステアリングシャフト92に伝える減速ギア94、および、モータ制御装置1を備える。
The electric
モータ10は、本実施形態では、三相ブラシレスモータであり、いずれも図示しないステータ、ロータ、および、シャフトを有する。ロータは、シャフトとともに回転する部材であり、その表面に永久磁石が貼り付けられ、磁極を有している。ステータは、ロータを内部に収容しており、ロータはステータ内部で回転可能に支持されている。ステータは、径内方向へ所定角度毎に突出する突出部を有し、この突出部にU1コイル111、V1コイル112、W1コイル113、U2コイル121、V2コイル122、および、W2コイル123が巻回されている。U1コイル111、V1コイル112、および、W1コイル113は、Δ結線されて第1巻線組11を構成している。同様に、U2コイル121、V2コイル122、および、W2コイル123は、Δ結線されて第2巻線組12を構成している(図2参照)。なお、第1巻線組11および第2巻線組12が「巻線組」に対応している。
In the present embodiment, the
モータ制御装置1は、図示しないECUにより構成される。ECUは、第1インバータ部21、第2インバータ部22、および、制御部30等を備える。
図2に示すように、第1インバータ部21は、バッテリ50と第1巻線組11との間に設けられ、第1巻線組11への通電を切り替えるべく、スイッチング素子211〜216がブリッジ接続されている。第1インバータ部21とバッテリ50との間には、電源リレー51が設けられる。
第2インバータ部22は、バッテリ50と第2巻線組12との間に設けられ、第2巻線組12への通電を切り替えるべく、スイッチング素子221〜226がブリッジ接続されている。第2インバータ部22とバッテリ50との間には、電源リレー52が設けられる。
The motor control device 1 is configured by an ECU (not shown). The ECU includes a
As shown in FIG. 2, the
The
本実施形態では、モータ10の第1巻線組11の通電を制御すべく第1インバータ部21が対応して設けられ、第2巻線組12の通電を制御すべく第2インバータ部22が対応して設けられている。換言すると、モータ10は、2系統で駆動される、といえる。以下適宜、第1巻線組11と第1インバータ部21との組み合わせを第1系統100、第2巻線組12と第2インバータ部22との組み合わせを第2系統200、という。
In the present embodiment, the
スイッチング素子211〜216、221〜226、および、電源リレー51、52には、例えば電界効果トランジスタの一種であるMOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)が用いられる。もちろん、MOSFET以外のIGBT等を用いてもよい。以下、スイッチング素子211〜216、221〜226を、MOS211〜216、221〜226という。
As the switching
第1インバータ部21のMOS211は、ドレインがバッテリ50の高電位側に接続され、ソースがMOS214のドレインに接続される。MOS214のソースは、シャント抵抗751を介して接地される。MOS211とMOS214との接続点は、U1コイル111の一端に接続される。また、MOS211とMOS214との接続点には、U1端子電圧Vu1を検出する端子電圧検出部761が接続される。
MOS212は、ドレインがバッテリ50の高電位側に接続され、ソースがMOS215のドレインに接続される。MOS215のソースは、シャント抵抗752を介して接地される。MOS212とMOS215との接続点は、V1コイル112の一端に接続される。また、MOS212とMOS215との接続点には、V1端子電圧Vv1を検出する端子電圧検出部762が接続される。
MOS213は、ドレインがバッテリ50の高電位側に接続され、ソースがMOS216のドレインに接続される。MOS216のソースは、シャント抵抗753を介して接地される。MOS213とMOS216との接続点は、W1コイル113の一端に接続される。また、MOS213とMOS216との接続点には、W1端子電圧Vw1を検出する端子電圧検出部763が接続される。
The
The
The
第2インバータ部22のMOS221は、ドレインがバッテリ50の高電位側に接続され、ソースがMOS224のドレインに接続される。MOS224のソースは、シャント抵抗754を介して接地される。MOS221とMOS224との接続点は、U2コイル121の一端に接続される。また、MOS221とMOS224との接続点には、U2端子電圧Vu2を検出する端子電圧検出部764が接続される。
MOS222は、ドレインがバッテリ50の高電位側に接続され、ソースがMOS225のドレインに接続される。MOS225のソースは、シャント抵抗755を介して接地される。MOS222とMOS225との接続点は、V2コイル122の一端に接続される。また、MOS222とMOS225との接続点には、V2端子電圧Vv2を検出する端子電圧検出部765が接続される。
MOS223は、ドレインがバッテリ50の高電位側に接続され、ソースがMOS226のドレインに接続される。MOS226のソースは、シャント抵抗756を介して接地される。MOS223とMOS226との接続点は、W2コイル123の一端に接続される。また、MOS223とMOS226との接続点には、W2端子電圧Vw2を検出する端子電圧検出部766が接続される。
The
The
The
制御部30は、通常のコンピュータとして構成されており、内部にはCPU、ROM、I/O、および、これらの構成を接続するバスライン等が備えられている。本実施形態では、制御部30には、電流センサ75、電圧センサ76、トルクセンサ82、回転角センサ83、および、図示しない車速センサ等が接続されている。なお、各センサと制御部30との間の制御線は、煩雑になることを避けるため省略した。
The
電流センサ75は、シャント抵抗751〜756から構成される。制御部30では、シャント抵抗751〜756にて検出される両端電圧を取得し、U1電流Iu1、V1電流Iv1、W1電流Iw1、U2電流Iu2、V2電流Iv2、および、W2電流Iw2を算出する。具体的には、シャント抵抗751〜753の両端電圧に基づき、U1電流Iu1、V1電流Iv1、および、W1電流Iw1を算出する。また、シャント抵抗754〜756の両端電圧に基づき、U2電流Iu2、V2電流Iv2、および、W2電流Iw2を算出する。
The
なお、U1電流Iu1、V1電流Iv1、W1電流Iw1、U2電流Iu2、V2電流Iv2、および、W2電流Iw2が「各相電流」に対応し、以下適宜「各相電流」という。
また、シャント抵抗751〜756により検出される「検出値」である両端電圧が「各相電流に係る電流検出値」に対応する。さらにまた、制御部30では、「電流センサから巻線組毎に電流検出値を取得している」と言える。
The U1 current Iu1, the V1 current Iv1, the W1 current Iw1, the U2 current Iu2, the V2 current Iv2, and the W2 current Iw2 correspond to “each phase current”, and are hereinafter referred to as “each phase current” as appropriate.
Further, the both-end voltage, which is the “detection value” detected by the
電圧センサ76は、端子電圧検出部761〜766から構成される。制御部30では、端子電圧検出部761〜766にて検出される各相の端子電圧を取得する。なお、端子電圧検出部761〜766により検出される「検出値」である端子電圧が「巻線組の各相の端子電圧に係る電圧検出値」に対応する。
The
図1に示すように、トルクセンサ82は、ステアリングシャフト92のうち、ステアリングホイール91側の部分と、ピニオンギア96側の部分と、を接続するトーションバー93に設けられ、トーションバー93の捩れ角に相当する検出値を出力する。トーションバー93の捩れ角は、ステアリングシャフト92のステアリングホイール91側の部分に加えられた力による角度と、ステアリングシャフト92のピニオンギア96側の部分に加えられた力による角度との差である。この角度差に相当する磁束密度を複数のホール素子により検出する。本実施形態では、2つのホール素子により角度差に相当する磁束密度を検出する。制御部30では、一方のホール素子により検出される磁束密度をメイン信号Tm、他方のホール素子により検出される磁束密度をサブ信号Tsとして取得し、メイン信号Tmおよびサブ信号Tsに基づき、操舵トルクTqを算出する。なお、トルクセンサ82により検出される「検出値」であるメイン信号Tmおよびサブ信号Tsが「操舵トルクに係るトルク検出値」に対応する。ここでは便宜上2つの検出値をメイン信号Tmおよびサブ信号Tsと呼んでいるが、2つの検出値に優劣はあってもなくてもよい。
As shown in FIG. 1, the
回転角センサ83は、一般的なレゾルバであって、モータ10のロータ近傍に設けられている。制御部30は、回転角センサ83により検出されるsin信号およびcos信号に基づき、モータ10の電気角θを算出する。なお、電気角θが「回転角」に対応し、回転角センサ83により検出される「検出値」であるsin信号およびcos信号が「回転角に係る回転角検出値」に対応する。
The
制御部30は、操舵トルクTq、モータ10の電気角θ、各相電流Iu1、Iv1、Iw1、Iu2、Iv2、Iw2、および、車速センサ95により検出される車両の走行速度SP等に基づき、第1インバータ部21および第2インバータ部22のMOS211〜216、221〜226のオン/オフを制御することによりモータ10の駆動を制御している。
Based on the steering torque Tq, the electrical angle θ of the
具体的には、制御部30では、モータ10の電気角θに基づき、U1電流Iu1、V1電流Iv1、および、W1電流Iw1を、d軸電流検出値Id1およびq軸電流検出値Iq1にdq変換する。また、操舵トルクTqおよび車両の走行速度SPに基づいてアシスト量決定部31にてアシストトルクを決定する。また、アシストトルクに基づいて電流指令値を演算し、電流指令値および電気角θからd軸電流指令値Id1*、および、q軸電流指令値Iq1*を求める。そして、d軸電流指令値Id1*およびq軸電流指令値Iq1*と、d軸電流検出値Id1およびq軸電流検出値Iq1とから、電流フィードバック演算を行い、d軸電圧指令値Vd1*およびq軸電圧指令値Vq1*を算出する。詳細には、d軸電流指令値Id1*とd軸電流検出値Id1との電流偏差ΔId1、および、q軸電流指令値Iq1*とq軸電流検出値Iq1との電流偏差ΔIq1を算出し、電流指令値Id1*、Iq1*に追従させるべく、電流偏差ΔId1、ΔIq1が0に収束するように電圧指令値Vd1*、Vq1*を算出する。そして、モータ10の電気角θに基づき、算出された電圧指令値Vd1*、Vq1*を三相電圧指令値Vu1*、Vv1*、Vw1*に変換し、三相電圧指令値Vu1*、Vv1*、Vw1*に基づき、第1インバータ部21を構成するMOS211〜216のオン/オフを制御する。これにより、第1インバータ部21にて交流電力が生成され、この交流電力が第1巻線組11に供給されることにより、モータ10が駆動される。
また、第2インバータ部22においても、U2電流Iu2、V2電流Iv2、および、W2電流Iw2等を用い、同様の制御がなされる。これにより、第2インバータ部22にて交流電力が生成され、この交流電力が第2巻線組12に供給されることにより、モータ10が駆動される。
Specifically, the
In the
また、本実施形態では、上記センサ類の故障等により検出値に異常が生じた場合、異常が生じた検出値を用いずにモータ10の駆動を制御するバックアップ制御を行っている。
そこで、本実施形態において、制御部30にて実行されるモータ10の駆動制御を図3および図4に基づいて説明する。なお、この処理は、電動パワーステアリング装置2による操舵のアシストが実行されているときに、所定の間隔で実行されるものとする。
In the present embodiment, when an abnormality occurs in the detection value due to a failure of the sensors or the like, backup control for controlling the driving of the
Therefore, in the present embodiment, drive control of the
図3に示すように、最初のステップS100(以下、「ステップ」を省略し、単に記号「S」で示す。)では、モータ10の駆動に係る各種検出値を取得する。本実施形態では、電流センサ75を構成するシャント抵抗751〜756の両端電圧、電圧センサ76を構成する端子電圧検出部761〜766により検出される端子電圧、トルクセンサ82により検出されるメイン信号Tmおよびサブ信号Ts、および、回転角センサ83により検出されるsin信号およびcos信号を取得する。
As shown in FIG. 3, in the first step S <b> 100 (hereinafter, “step” is omitted and simply indicated by the symbol “S”), various detection values related to driving of the
S101では、通常制御中か否かを判断する。通常制御中ではないと判断された場合(S101:NO)、すなわち、検出値のいずれか1つに異常が生じており、バックアップ制御中である場合、図4中のS202へ移行する。通常制御中であると判断された場合(S101:YES)、S102へ移行する。 In S101, it is determined whether normal control is being performed. If it is determined that the normal control is not being performed (S101: NO), that is, if any one of the detected values is abnormal and the backup control is being performed, the process proceeds to S202 in FIG. When it is determined that the normal control is being performed (S101: YES), the process proceeds to S102.
S102では、トルク検出値であるメイン信号Tmおよびサブ信号Tsが正常か否かを判断する。メイン信号Tmおよびサブ信号Tsが正常である場合(S102:YES)、すなわちメイン信号Tmおよびサブ信号Tsに異常が生じていない場合、S103へ移行する。メイン信号Tmまたはサブ信号Tsが正常でない場合(S102:NO)、すなわちメイン信号Tmまたはサブ信号Tsに異常が生じている場合、S104へ移行する。 In S102, it is determined whether or not the main signal Tm and the sub signal Ts, which are torque detection values, are normal. When the main signal Tm and the sub signal Ts are normal (S102: YES), that is, when there is no abnormality in the main signal Tm and the sub signal Ts, the process proceeds to S103. When the main signal Tm or the sub signal Ts is not normal (S102: NO), that is, when the main signal Tm or the sub signal Ts is abnormal, the process proceeds to S104.
メイン信号Tmおよびサブ信号Tsに異常が生じていない場合(S102:YES)に移行するS103では、メイン信号Tmおよびサブ信号Tsの両方を用いて操舵トルクTqを算出する。本実施形態では、メイン信号Tmおよびサブ信号Tsが正常である場合、メイン信号Tmおよびサブ信号Tsは、図5(a)に示す如くであって、このメイン信号Tmおよびサブ信号Tsを用い、式(1)に基づいて操舵トルクTqを算出する。
Tq=(Tm−Ts)×K1 ・・・(1)
In S103, where there is no abnormality in the main signal Tm and the sub signal Ts (S102: YES), the steering torque Tq is calculated using both the main signal Tm and the sub signal Ts. In the present embodiment, when the main signal Tm and the sub signal Ts are normal, the main signal Tm and the sub signal Ts are as shown in FIG. 5A, and the main signal Tm and the sub signal Ts are used. A steering torque Tq is calculated based on the formula (1).
Tq = (Tm−Ts) × K1 (1)
メイン信号Tmまたはサブ信号Tsに異常が生じている場合(S102:NO)に移行するS104では、異常フラグをセットするとともに、異常が生じていない方の信号を用いて操舵トルクTqを算出する。例えばサブ信号Tsに異常が生じていればメイン信号Tmを用い、メイン信号Tmに異常が生じていればサブ信号Tsを用いて操舵トルクTqを算出する。図5(b)に示すように、サブ信号Tsに異常が生じているとすると、メイン信号Tmのみを用い、式(2)に基づいて操舵トルクTqを算出する。
Tq=Tm×K2 ・・・(2)
In S104, where the abnormality occurs in the main signal Tm or the sub signal Ts (S102: NO), an abnormality flag is set, and the steering torque Tq is calculated using the signal in which no abnormality has occurred. For example, if an abnormality occurs in the sub signal Ts, the main signal Tm is used, and if an abnormality occurs in the main signal Tm, the steering torque Tq is calculated using the sub signal Ts. As shown in FIG. 5B, assuming that an abnormality has occurred in the sub-signal Ts, the steering torque Tq is calculated based on the equation (2) using only the main signal Tm.
Tq = Tm × K2 (2)
また、メイン信号Tmに異常が生じている場合、サブ信号Tsのみを用い、式(3)に基づいて操舵トルクTqを算出する。
Tq=Ts×K3 ・・・(3)
Further, when abnormality occurs in the main signal Tm, the steering torque Tq is calculated based on the equation (3) using only the sub signal Ts.
Tq = Ts × K3 (3)
なお、上記式(1)中のK1は、電圧信号として取得されるメイン信号Tmとサブ信号Tsとの差分値を操舵トルクTqに変換するための変換係数である。また、上記式(2)中のK2は、メイン信号Tmを操舵トルクTqに変換するための変換係数であり、上記式(3)中のK3は、サブ信号Tsを操舵トルクTqに変換するための変換係数である。変換係数K1、K2、K3は、それぞれ異なる値であって、あらかじめ制御部30に格納されている。
In the above equation (1), K1 is a conversion coefficient for converting the difference value between the main signal Tm and the sub signal Ts acquired as a voltage signal into the steering torque Tq. Further, K2 in the above equation (2) is a conversion coefficient for converting the main signal Tm into the steering torque Tq, and K3 in the above equation (3) is for converting the sub signal Ts into the steering torque Tq. Is the conversion coefficient. The conversion coefficients K1, K2, and K3 are different values and are stored in the
続くS105では、回転角検出値であるsin信号およびcos信号が正常か否かを判断する。sin信号およびcos信号が正常である場合(S105:YES)、すなわちsin信号およびcos信号に異常が生じていない場合、S106へ移行する。sin信号およびcos信号の少なくとも一方が正常でない場合(S105:NO)、すなわちsin信号およびcos信号の少なくとも一方に異常が生じている場合、S107へ移行する。 In subsequent S105, it is determined whether or not the sin signal and the cos signal, which are rotation angle detection values, are normal. When the sin signal and the cos signal are normal (S105: YES), that is, when there is no abnormality in the sin signal and the cos signal, the process proceeds to S106. When at least one of the sin signal and the cos signal is not normal (S105: NO), that is, when at least one of the sin signal and the cos signal is abnormal, the process proceeds to S107.
sin信号およびcos信号に異常が生じていない場合(S105:YES)に移行するS106では、sin信号およびcos信号は、図6(a)に示す如くであって、sin信号およびcos信号を用い、式(4)に基づいてモータ10の電気角θを演算する。
θ=tan-1(sin信号/cos信号) ・・・(4)
In S106, where there is no abnormality in the sin signal and the cos signal (S105: YES), the sin signal and the cos signal are as shown in FIG. 6A, and the sin signal and the cos signal are used. The electrical angle θ of the
θ = tan −1 (sin signal / cos signal) (4)
sin信号およびcos信号の少なくとも一方に異常が生じている場合(S105:NO)に移行するS107では、異常フラグをセットするとともに、電圧センサ76により検出される端子電圧を用いて電気角θを推定する。ここでは一例として、図6(b)に示す如くである第1インバータ部21の端子電圧検出部761〜763により検出されるU1端子電圧Vu1、V1端子電圧Vv1、および、W1端子電圧Vw1を用いて電気角θを推定する。まず、端子電圧Vu1、Vv1、Vw1を3相2相変換により、d軸電圧Vdおよびq軸電圧Vqを算出する。算出されたd軸電圧Vdおよびq軸電圧Vqを用い、式(5)に基づいてモータ電圧Vmを算出する。
In S107, when the abnormality occurs in at least one of the sin signal and the cos signal (S105: NO), an abnormality flag is set, and the electrical angle θ is estimated using the terminal voltage detected by the
また、式(5)にて算出されたモータ電圧Vmを用い、式(6)に基づいて前回演算からの角度差分値Δθを算出する。
Δθ={Vm−RIm−L(di/dt)}/Ke ・・・(6)
なお、上記式(6)中のRはモータ抵抗、Imはモータ電流、Lはインダクタンス、di/dtはモータ電流Imの時間微分、Keは逆起電圧定数である。モータ電流Imは、例えば後述の式(8)または式(9)等に基づいて算出される。
Further, using the motor voltage Vm calculated by Expression (5), the angle difference value Δθ from the previous calculation is calculated based on Expression (6).
Δθ = {Vm−RIm−L (di / dt)} / Ke (6)
In the above formula (6), R is the motor resistance, Im is the motor current, L is the inductance, di / dt is the time derivative of the motor current Im, and Ke is the counter electromotive voltage constant. The motor current Im is calculated based on, for example, the following formula (8) or formula (9).
そして、モータ10の電気角θについて、今回演算値をθn、前回演算値をθn-1とすると、今回演算値θnは、前回演算値θn-1に角度差分値Δθを加算して算出される。
すなわち、今回演算値θnは式(7)により算出される。
θn=θn-1+Δθ ・・・(7)
Then, regarding the electrical angle θ of the
That is, the current calculation value θ n is calculated by the equation (7).
θ n = θ n-1 + Δθ (7)
式(7)により算出されたθnは、sin信号およびcos信号に基づいて算出された電気角θに替えて、各種演算に用いられる。
なお、ここでは端子電圧として、第1系統100のU1端子電圧Vu1、V1端子電圧Vv1、および、W1端子電圧Vw1を用いたθnの演算について説明したが、これに替えて第2系統200のU2端子電圧Vu2、V2端子電圧Vv2、および、W2端子電圧Vw2を用いてもよいし、第1系統100および第2系統200の端子電圧を用いてもよい。
Θ n calculated by Equation (7) is used for various calculations in place of the electrical angle θ calculated based on the sin signal and the cos signal.
Here, the calculation of θ n using the U1 terminal voltage Vu1, the V1 terminal voltage Vv1, and the W1 terminal voltage Vw1 of the first system 100 has been described as the terminal voltage. The U2 terminal voltage Vu2, the V2 terminal voltage Vv2, and the W2 terminal voltage Vw2 may be used, or the terminal voltages of the first system 100 and the second system 200 may be used.
続くS108では、電流検出値であるシャント抵抗751〜756の両端電圧が正常か否かを判断する。電流検出値が正常である場合(S108:YES)、すなわち電流検出値に異常が生じていない場合、S109へ移行する。電流検出値が正常でない場合(S108:NO)、すなわち電流検出値に異常が生じている場合、S110へ移行する。なお、ここでは2重故障はないものとし、一方の系統の電流検出値に異常が生じていた場合、他方の系統は正常であるものとする。
In subsequent S108, it is determined whether or not the voltage across the
電流検出値に異常が生じていない場合(S108:YES)に移行するS109では、電流検出値であるシャント抵抗751〜756の両端電圧から算出される2系統の各相電流Iu1、Iv1、Iw1、Iu2、Iv2、Iw2を用いて各種演算を行う。なお本実施形態では、電流検出値に異常が生じていない場合、各相電流Iu1、Iv1、Iw1、Iu2、Iv2、Iw2は、図7(a)、(b)に示す如くであって、図7(a)に示す第1系統100の各相電流Iu1、Iv1、Iw1と、図7(b)に示す第2系統200の各相電流Iu2、Iv2、Iw2とは等しい。
In S109, where there is no abnormality in the current detection value (S108: YES), each phase current Iu1, Iv1, Iw1, and two phase currents calculated from the voltage across the
電流検出値に異常が生じている場合(S108:NO)に移行するS110では、異常フラグをセットするとともに、異常が生じていない系統の電流検出値を用いて算出される一方の各相電流を用いて各種演算を行う。すなわち、第1系統100の電流検出値であるシャント抵抗751〜753の両端電圧に異常が生じている場合、第2系統200の電流検出値であるシャント抵抗754〜756の両端電圧から算出される第2系統200の各相電流Iu2、Iv2、Iw2を用いて各種演算を行う。また、図8(d)に示すように、第2系統200の電流検出値であるシャント抵抗754〜756の両端電圧に異常が生じている場合、図8(c)に示す第1系統100の電流検出値であるシャント抵抗751〜753の両端電圧から算出される第1系統100の各相電流Iu1、Iv1、Iw1を用いて各種演算を行う。
In S110, which shifts to the case where an abnormality has occurred in the current detection value (S108: NO), an abnormality flag is set and one phase current calculated using the current detection value of the system in which no abnormality has occurred is obtained. To perform various calculations. That is, when an abnormality occurs in the voltage across the
ここで、2系統の各相電流Iu1、Iv1、Iw1、Iu2、Iv2、Iw2に基づいて算出されるモータ電流Imについて説明しておく。まず、第1系統100の各相電流であるU1電流Iu1、V1電流Iv1、および、W1電流Iw1に基づき、3相2相変換により、d軸電流Id1およびq軸電流Iq1を算出する。また、第2系統200の各相電流であるU2電流Iu2、V2電流Iv2、および、W2電流Iw2に基づき、3相2相変換により、d軸電流Id2およびq軸電流Iq2を算出する。このとき、モータ電流Imは、式(8)に基づいて算出される。 Here, the motor current Im calculated based on the two phase currents Iu1, Iv1, Iw1, Iu2, Iv2, and Iw2 will be described. First, the d-axis current Id1 and the q-axis current Iq1 are calculated by three-phase two-phase conversion based on the U1 current Iu1, the V1 current Iv1, and the W1 current Iw1, which are the phase currents of the first system 100. Further, based on the U2 current Iu2, the V2 current Iv2, and the W2 current Iw2 that are the phase currents of the second system 200, the d-axis current Id2 and the q-axis current Iq2 are calculated by three-phase two-phase conversion. At this time, the motor current Im is calculated based on the equation (8).
また、一方の系統である第1系統100の各相電流Iu1、Iv1、Iw1に基づいて算出されるモータ電流Imについて説明しておく。まず第1系統100の各相電流Iu1、Iv1、Iw1に基づき、3相2相変換により、d軸電流Id1およびq軸電流Iq1を算出する。このとき、モータ電流Imは、式(9)に基づいて算出される。 The motor current Im calculated based on the phase currents Iu1, Iv1, Iw1 of the first system 100, which is one system, will be described. First, based on the phase currents Iu1, Iv1, and Iw1 of the first system 100, the d-axis current Id1 and the q-axis current Iq1 are calculated by three-phase to two-phase conversion. At this time, the motor current Im is calculated based on the equation (9).
ここで式(8)と式(9)とを比べてみると、各相電流Iu1、Iv1、Iw1と、Iu2、Iv2、Iw2が等しい場合、d軸電流Id1とId2、q軸電流Iq1とIq2が等しいので、式(9)により算出されるモータ電流Imは、式(8)により算出されるモータ電流Imの1/2となっている。 Here, comparing the equations (8) and (9), when the phase currents Iu1, Iv1, Iw1 and Iu2, Iv2, Iw2 are equal, the d-axis currents Id1 and Id2, and the q-axis currents Iq1 and Iq2 Therefore, the motor current Im calculated by the equation (9) is ½ of the motor current Im calculated by the equation (8).
続くS111では、トルクセンサ82、回転角センサ83、または、電流センサ75により検出される検出値に異常が生じているか否かを判断する。ここでは、例えば異常フラグがセットされているか否かに基づいて判断する。トルクセンサ82、回転角センサ83、および、電流センサ75により検出される検出値に異常が生じていない場合(以下、単に「センサ異常が生じていない場合」という。)(S111:NO)、すなわち異常フラグがセットされていない場合、S112に移行する。トルクセンサ82、回転角センサ83、または、電流センサ75により検出される検出値に異常が生じている場合(以下、単に「センサ異常が生じている場合」という。)(S111:YES)、S113へ移行する。
In subsequent S111, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the detection value detected by the
センサ異常が生じていない場合(S111:NO)に移行するS112では、トルクセンサ82から取得されるトルク検出値であるメイン信号Tmおよびサブ信号Tsに基づいて算出される操舵トルクTq、回転角センサ83から取得される回転角検出値であるsin信号およびcos信号に基づいて算出される電気角θ、および、電流センサ75から取得される電流検出値であるシャント抵抗751〜756の両端電圧に基づいて算出される各相電流Iu1、Iv1、Iw1、Iu2、Iv2、Iw2を用い、正常時駆動制御にてモータ10の駆動を制御する。正常時駆動制御においては、図8(a)に示すように、アシスト量決定部31にて、アシストトルクがL1となるように操舵トルクTqに応じた電流指令値を決定し、当該電流指令値に基づいてモータ10の駆動を制御する。
In S112, when the sensor abnormality does not occur (S111: NO), the steering torque Tq calculated based on the main signal Tm and the sub signal Ts, which are torque detection values acquired from the
センサ異常が生じている場合(S111:YES)に移行するS113では、異常が生じている検出値が1つか否かを判断する。異常が生じている検出値が1つではないと判断された場合(S113:NO)、すなわち異常が生じている検出値が2つ以上ある場合、S115へ移行する。異常が生じている検出値が1つであると判断された場合(S113:YES)、S114へ移行する。 In S113, when the sensor abnormality has occurred (S111: YES), it is determined whether or not there is one detected value in which abnormality has occurred. When it is determined that there is not one detected value having an abnormality (S113: NO), that is, when there are two or more detected values having an abnormality, the process proceeds to S115. If it is determined that there is only one detected value (S113: YES), the process proceeds to S114.
S114では、異常が生じている検出値を用いないバックアップ制御にてモータ10の駆動を制御する。バックアップ制御においては、異常箇所に応じ、S104、S107、S110にて異常が生じている検出値を用いずに算出された各種演算値を用いてモータ10の駆動制御を行う。
また、バックアップ制御では、図8(b)に示すように、アシスト量決定部31にて、アシストトルクがL1より小さいL2となるように操舵トルクTqに応じた電流指令値を決定し、当該電流指令値に基づいてモータ10の駆動を制御する。本実施形態のバックアップ制御では、第1系統100および第2系統200を用い、全体として正常時駆動制御よりもアシストトルクが小さくなるように制御する。
In S114, the drive of the
Further, in the backup control, as shown in FIG. 8B, the assist
これにより、センサ異常が生じている場合、センサ異常が生じていない場合よりもアシストトルクが小さくなり、運転者がステアリングホイール91の操舵に要するトルクが大きくなる、すなわちステアリングホイール91が重く感じられるので、運転者が装置に故障が生じていることを感知しやすくなる。運転者が装置に故障が生じていることを感知すれば、早期に車両を修理工場等へ持ち込む動機づけとなりえるので、故障発生に気づかずに使用を継続することにより、他の箇所も故障し、操舵のアシストができなくなるという状況を回避することができる。
なお、アシストトルクL1が「第1の出力トルク」に対応し、アシストトルクL2が「第2の出力トルク」に対応する。
Thus, when the sensor abnormality occurs, the assist torque is smaller than when the sensor abnormality does not occur, and the torque required for the driver to steer the
The assist torque L1 corresponds to “first output torque”, and the assist torque L2 corresponds to “second output torque”.
異常が生じている検出値が2つ以上あると判断された場合(S113:NO)に移行するS115では、モータ10の駆動を停止し、電動パワーステアリング装置2による操舵のアシストを停止する。
When it is determined that there are two or more detected values in which an abnormality has occurred (S113: NO), the drive of the
図4に示すように、バックアップ制御中である場合(S101:NO)に移行するS202〜S210における処理は、図3中のS102〜S110の処理と同様であるので、説明を省略する。
S211では、異常が生じている検出値が1つか否かを判断する。異常が生じている検出値が1つではないと判断された場合(S211:NO)、すなわち異常が生じている検出値が2つ以上であると判断された場合、S213へ移行する。異常が生じている検出値が1つであると判断された場合(S211:NO)、S212へ移行する。
As shown in FIG. 4, the processing in S202 to S210 that is shifted to when the backup control is being performed (S101: NO) is the same as the processing in S102 to S110 in FIG.
In S211, it is determined whether or not there is one detected value in which an abnormality has occurred. When it is determined that there is not one detected value having an abnormality (S211: NO), that is, when it is determined that there are two or more detected values having an abnormality, the process proceeds to S213. If it is determined that there is only one detected value (S211: NO), the process proceeds to S212.
S212では、同じ箇所のセンサ異常が継続しており、他のセンサ異常が生じていないので、S114と同様のバックアップ制御を継続する。
異常が生じている検出値が2つ以上あると判断された場合(S213:YES)に移行するS213では、S115と同様、モータ10の駆動を停止し、電動パワーステアリング装置2による操舵のアシストを停止する。
In S212, the sensor abnormality at the same location continues and no other sensor abnormality occurs, so the backup control similar to S114 is continued.
When it is determined that there are two or more detected values in which an abnormality has occurred (S213: YES), the driving of the
また、S102、S105、S108、S202、S205、S208における各センサの検出値の異常判定については、どのような方法で行ってもよい。例えば、所定の下限値を出力しつづけたり、所定の下限値を下回ったり、所定の上限値を出力し続けたり、所定の上限値を上回ったり等により、異常が生じていると判定することができる。 Further, the abnormality determination of the detection value of each sensor in S102, S105, S108, S202, S205, and S208 may be performed by any method. For example, it may be determined that an abnormality has occurred by continuing to output a predetermined lower limit value, falling below a predetermined lower limit value, continuing to output a predetermined upper limit value, exceeding a predetermined upper limit value, etc. it can.
以上詳述したように、モータ制御装置1は、ステータ、ステータに対し相対回転可能に設けられるロータ、および、ステータに巻回される第1巻線組11および第2巻線組12を有するモータ10の駆動を制御する。
制御部30では、以下の処理が実行される。モータ10の駆動に係る検出値を取得し(S100)、検出値に異常が生じているか否かを判断する(S102、S105、S108、S202、S205、S208)。検出値に異常が生じていないと判断された場合(S111:NO)、取得した検出値であるトルク検出値、回転角検出値、および、電流検出値を用い、アシストトルクL1を出力するようにモータ10の駆動を制御する(S112)。また、検出値の少なくとも1つに異常が生じていると判断された場合(S111:YESかつS113:YES、S211:YES)、異常が生じている検出値を除く他の検出値を用い、アシストトルクL1とは異なるアシストトルクL2を出力するようにモータ10の駆動を制御する(S114、S212)。
As described above in detail, the motor control device 1 includes a stator, a rotor provided to be rotatable relative to the stator, and a motor having the first winding
In the
本実施形態では、検出値の少なくとも1つに異常が生じている場合、異常が生じている検出値を用いずにモータ10の駆動をバックアップ制御にて制御するので、モータ10の駆動を継続することができる。また、検出値に異常が生じていない場合に出力されるアシストトルクL1とは異なるアシストトルクL2を出力するようにモータ10の駆動を制御するので、装置に異常が生じていることを適切に感知させることができる。
In the present embodiment, when an abnormality occurs in at least one of the detected values, the drive of the
本実施形態のモータ制御装置1は、電動パワーステアリング装置2に適用されている。本実施形態では、上記バックアップ制御を行うことにより、センサ等の故障により検出値に異常が生じていても、モータ10の駆動が継続され、ステアリングホイール91の操舵のアシストを継続することができる。また、検出値に異常が生じていない場合に出力されるアシストトルクL1とは異なるアシストトルクL2が出力されるので、装置に異常が生じていることを運転者に適切に感知させることができる。これにより、センサ等の故障に気づかずに使用を継続している間に、他の箇所も故障し、電動機の駆動ができなくなることによって操舵のアシストができなくなるという状況を回避することができる。
The motor control device 1 of this embodiment is applied to an electric
また、本実施形態では、検出値に異常が生じている場合のアシストトルクL2が、検出値に異常が生じていない場合のアシストトルクL1よりも小さくなるようにモータ10の駆動を制御する。これにより、運転者がステアリングホイール91の操舵に要するトルクが大きくなり、ステアリングホイール91が重く感じられるので、検出値に異常が生じていることを運転者に適切に感知させることができる。
In the present embodiment, the driving of the
モータ10は、操舵に関するアシストトルクを出力するものである。また、制御部30は、トルクセンサ82により検出される操舵トルクTqに係るトルク検出値であるメイン信号Tmおよびサブ信号Ts、回転角センサ83により検出されるモータ10の電気角θに係る回転角検出値であるsin信号およびcos信号、および、電流センサ75により検出される巻線組11、12の各相電流に係る電流検出値であるシャント抵抗751〜756の両端電圧を取得し、これらを用いてモータ10の駆動を制御する。これにより、モータ10の駆動を適切に制御することができる。
The
制御部30は、トルクセンサ82から2つのトルク検出値であるメイン信号Tmおよびサブ信号Tsを取得する。そして、トルク検出値の一部に異常が生じていると判断された場合(S102:NO、S202:NO)、異常が生じていないトルク検出値を用い(S104、S204)、モータ10の駆動を制御する。これにより、トルク検出値の一部に異常が生じていても、モータ10の駆動を適切に制御することができる。
The
また、制御部30は、電圧センサ76により検出される巻線組11、12の各相の端子電圧に係る電圧検出値を取得し(S100)、回転角検出値に異常が生じていると判断された場合(S105:NO、S205:NO)、電圧検出値に基づいて推定される電気角θを用い(S107、S207)、モータ10の駆動を制御する。これにより、回転角検出値の異常が生じても、モータ10の駆動を適切に制御することができる。
Further, the
さらに本実施形態のモータ10は、第1巻線組11および第2巻線組12を有しており、電流センサ75は、巻線組11、12毎に設けられている。制御部30は、巻線組11、12毎に電流検出値を取得している。そして、一部の巻線組の電流検出値に異常が生じていると判断された場合(S108:NO、S208:NO)、異常が生じている電流検出値を含まない巻線組の電流検出値を用い(S110、S210)、モータ10の駆動を制御する。これにより、電流検出値の一部に異常が生じても、モータ10の駆動を適切に制御することができる。
Furthermore, the
本実施形態では、制御部30が「検出値取得手段」、「異常判断手段」、「正常時駆動制御手段」、「バックアップ制御手段」を構成する。また、図3中のS100が「検出値取得手段」の機能としての処理に相当し、S102、S105、S108、S202、S205、S208が「異常判断手段」の機能としての処理に相当し、S112が「正常時駆動制御手段」の機能としての処理に相当し、S114、S212が「バックアップ制御手段」の機能としての処理に相当する。
In the present embodiment, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態によるモータ制御装置を図9に基づいて説明する。なお、本実施形態は、バックアップ制御のみが第1実施形態と異なるので、バックアップ制御についてのみを説明し、他の構成や制御等の詳細については説明を省略する。また、図9(a)は、図8(a)と同様であるので、説明を省略する。
(Second Embodiment)
A motor control apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since this embodiment is different from the first embodiment only in backup control, only backup control will be described, and description of other configurations, details of control, and the like will be omitted. Further, FIG. 9A is the same as FIG.
本実施形態のバックアップ制御では、図9(b)に示すように、アシスト量決定部31にて、アシストトルクが脈動するように、アシストトルクL1にパルス指令値Lpを加算したトルクを出力するように、操舵トルクTqに応じた電流指令値を決定し、当該電流指令値に基づいてモータ10の駆動を制御する。本実施形態では、アシストトルクL1にパルス指令値Lpを加算したトルクが「第2の出力トルク」に対応する。
In the backup control of the present embodiment, as shown in FIG. 9B, the assist
これにより、上記実施形態と同様の効果を奏する他、検出値に異常が生じている場合、アシストトルクが脈動するので、装置に異常が生じていることを運転者に適切に感知させることができる。 As a result, in addition to the same effects as in the above embodiment, when the detected value is abnormal, the assist torque pulsates so that the driver can appropriately sense that the apparatus is abnormal. .
(他の実施形態)
(ア)他の実施形態では、上記実施形態の如く、電動機が複数系統で駆動されている場合であって、検出値に異常が生じていると判断された場合、一部の巻線組への電力供給を遮断してもよい。第1実施形態の例でいえば、検出値に異常が生じていると判断された場合、電源リレー52を遮断し、第2系統200を用いず、第1系統100のみでモータ10を駆動するようにしてもよいし、電源リレー51を遮断し、第1系統100を用いず、第2系統200のみでモータ10を駆動するようにしてもよい。この場合、上記式(8)、(9)に示すように、モータ10の駆動に係る電力は、2系統で駆動した場合の約半分となる。
換言すると、「一部の巻線組への電力供給を遮断することにより、第2の出力トルクを第1の出力トルクよりも小さくする」ということである。これにより、上記実施形態と同様の効果を奏する。また、電動機の駆動制御に係る系統数を減らすことにより、検出値に異常が生じた場合の制御を簡素化することができる。
(Other embodiments)
(A) In other embodiments, as in the above embodiment, when the electric motor is driven by a plurality of systems and it is determined that an abnormality has occurred in the detected value, to some winding groups The power supply may be cut off. In the example of the first embodiment, when it is determined that an abnormality has occurred in the detected value, the
In other words, “the second output torque is made smaller than the first output torque by cutting off the power supply to a part of the winding sets”. Thereby, there exists an effect similar to the said embodiment. Further, by reducing the number of systems related to the drive control of the electric motor, it is possible to simplify the control when an abnormality occurs in the detected value.
(イ)第1実施形態では、検出値に異常が生じた場合のアシストトルクが、検出値に異常が生じていない場合のアシストトルクよりも小さくなるように制御した。また、第2実施形態では、検出値に異常が生じた場合のアシストトルクに脈動が生じるように、パルス指令値を加算した。他の実施形態では、これらを組み合わせ、異常が生じていない場合のアシストトルクよりも小さいアシストトルクに、パルス指令値を加算して脈動させてもよい。アシストトルクを低減させる手段としては、電動機の駆動に係る全ての系統を用いてもよいし、上記(ア)のように一部の系統のみを用いてもよい。 (A) In the first embodiment, the assist torque when the detected value is abnormal is controlled to be smaller than the assist torque when the detected value is not abnormal. Further, in the second embodiment, the pulse command value is added so that pulsation occurs in the assist torque when an abnormality occurs in the detected value. In another embodiment, these may be combined, and the pulse command value may be added to the assist torque that is smaller than the assist torque when no abnormality has occurred to cause pulsation. As means for reducing the assist torque, all the systems related to the driving of the electric motor may be used, or only a part of the systems may be used as described in (a) above.
(ウ)上記実施形態では、電動機は2系統で駆動されていたが、他の実施形態では、1系統でもよいし、3系統以上であってもよい。
(エ)上記実施形態では、一方の系統の電流検出値に異常が生じた場合、他方の系統の電流検出値を用いて電動機の駆動を制御した。他の実施形態では、電流検出値に異常が生じた場合、所謂電流センサレス制御としてもよい。
(C) In the above embodiment, the electric motor is driven by two systems. However, in another embodiment, one system may be used, or three or more systems may be used.
(D) In the above embodiment, when an abnormality occurs in the current detection value of one system, the drive of the motor is controlled using the current detection value of the other system. In another embodiment, when an abnormality occurs in the current detection value, so-called current sensorless control may be performed.
(オ)上記実施形態では、トルクセンサ、回転角センサ、電流センサ、および、電圧センサが設けられ、これらのセンサからの検出値を取得した。他の実施形態では、例えば回転角センサを省略して各相電流や端子電圧等から電気角θを推定する、といった具合に、一部のセンサを省略してもよい。また、例えばステアリングホイールの操舵角を検出する舵角センサ等、他のセンサを設け、当該センサからの検出値を取得して電動機の駆動を制御するようにし、当該センサからの検出値に異常が生じた場合には、上記実施形態と同様のバックアップ制御をするようにしてもよい。 (E) In the above embodiment, a torque sensor, a rotation angle sensor, a current sensor, and a voltage sensor are provided, and detection values from these sensors are acquired. In other embodiments, some sensors may be omitted, for example, by omitting the rotation angle sensor and estimating the electrical angle θ from each phase current, terminal voltage, or the like. Further, for example, another sensor such as a steering angle sensor for detecting the steering angle of the steering wheel is provided, and the detection value from the sensor is acquired to control the driving of the electric motor. If this occurs, backup control similar to that in the above embodiment may be performed.
(カ)上記実施形態では、トルク検出値、回転角検出値、電流検出値の異常判定を一連の処理として実行した。他の実施形態では、異常判定の順序を入れ替えてもよいし、検出値毎に個別に異常判定を行ってもよい。
(キ)上記実施形態では、2以上の検出値に異常が生じた場合、電動機の駆動を停止するようにしていたが、他の実施形態では、複数の検出値に異常が生じていても電動機の駆動が継続可能であれば、バックアップ制御にて電動機の駆動を継続するようにしてもよい。
(ク)上記実施形態では、電動機制御装置は、電動パワーステアリング装置に適用されたが、他の装置に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
(F) In the above embodiment, the abnormality determination of the torque detection value, the rotation angle detection value, and the current detection value is executed as a series of processes. In other embodiments, the order of abnormality determination may be changed, or abnormality determination may be performed for each detected value.
(G) In the above embodiment, when an abnormality occurs in two or more detection values, the driving of the electric motor is stopped. However, in other embodiments, even if an abnormality occurs in a plurality of detection values, the electric motor If the drive can be continued, the drive of the electric motor may be continued by the backup control.
(H) In the above embodiment, the motor control device is applied to the electric power steering device, but may be applied to other devices.
As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.
1・・・モータ制御装置(電動機制御装置)
2・・・電動パワーステアリング装置
10・・・モータ(電動機)
11、12・・・巻線組
30・・・制御部(検出値取得手段、異常判断手段、正常時駆動制御手段、バックアップ制御手段)
75・・・電流センサ
76・・・電圧センサ
82・・・トルクセンサ
83・・・回転角センサ
1 ... Motor control device (motor control device)
2 ... Electric
11, 12... Winding set 30... Control unit (detection value acquisition means, abnormality determination means, normal time drive control means, backup control means)
75 ...
Claims (9)
前記電動機の駆動に係る検出値を取得する検出値取得手段(S101)と、
前記検出値に異常が生じているか否かを判断する異常判断手段(S102、S105、S108、S202、S205、S208)と、
前記異常判断手段により前記検出値に異常が生じていないと判断された場合、前記検出値取得手段により取得される前記検出値を用い、第1の出力トルクを出力するように前記電動機の駆動を制御する正常時駆動制御手段(S112)と、
前記異常判断手段により前記検出値の少なくとも1つに異常が生じていると判断された場合、異常が生じている前記検出値を除く他の前記検出値を用い、前記第1の出力トルクとは異なる第2の出力トルクを出力するように前記電動機の駆動を制御するバックアップ制御手段(S114、S212)と、
を備えることを特徴とする電動機制御装置。 An electric motor control device (1) for controlling the driving of an electric motor (10) having a stator, a rotor provided to be rotatable relative to the stator, and a winding set (11, 12) wound around the stator. And
Detection value acquisition means (S101) for acquiring a detection value relating to driving of the electric motor;
An abnormality determination means (S102, S105, S108, S202, S205, S208) for determining whether an abnormality has occurred in the detected value;
When it is determined by the abnormality determining means that no abnormality has occurred in the detected value, the electric motor is driven to output a first output torque using the detected value acquired by the detected value acquiring means. Normal-time drive control means (S112) for controlling;
When it is determined by the abnormality determination means that an abnormality has occurred in at least one of the detection values, the detection value other than the detection value in which an abnormality has occurred is used, and the first output torque is Backup control means (S114, S212) for controlling the drive of the electric motor to output different second output torque;
An electric motor control device comprising:
前記バックアップ制御手段は、一部の前記巻線組への電力供給を遮断することにより前記第2の出力トルクを前記第1の出力トルクよりも小さくすることを特徴とする請求項3に記載の電動機制御装置。 The winding group is plural,
The said backup control means makes the said 2nd output torque smaller than the said 1st output torque by interrupting | blocking the electric power supply to a part of said coil | winding set, The Claim 3 characterized by the above-mentioned. Electric motor control device.
前記検出値取得手段は、トルクセンサ(82)により検出される操舵トルクに係るトルク検出値、回転角センサ(83)により検出される前記電動機の回転角に係る回転角検出値、および、電流センサ(75)により検出される前記巻線組の各相電流に係る電流検出値を取得し、
前記正常時駆動制御手段は、前記トルク検出値、前記回転角検出値、および、前記電流検出値を用い、前記電動機の駆動を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電動機制御装置。 The electric motor outputs assist torque related to steering,
The detection value acquisition means includes a torque detection value related to the steering torque detected by the torque sensor (82), a rotation angle detection value related to the rotation angle of the motor detected by the rotation angle sensor (83), and a current sensor. Obtaining a current detection value relating to each phase current of the winding set detected by (75);
The said normal time drive control means controls the drive of the said electric motor using the said torque detection value, the said rotation angle detection value, and the said electric current detection value, The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The electric motor control device described in 1.
前記異常判断手段により、前記トルク検出値の一部に異常が生じていると判断された場合、
前記バックアップ制御手段は、異常が生じていない前記トルク検出値を用い、前記電動機の駆動を制御することを特徴とする請求項5に記載の電動機制御装置。 The detection value acquisition means acquires at least two torque detection values from the torque sensor,
When it is determined by the abnormality determining means that an abnormality has occurred in a part of the torque detection value,
The motor control apparatus according to claim 5, wherein the backup control unit controls driving of the motor using the torque detection value in which no abnormality has occurred.
前記異常判断手段により、前記回転角検出値に異常が生じていると判断された場合、
前記バックアップ制御手段は、前記電圧検出値に基づいて推定される前記回転角を用い、前記電動機の駆動を制御することを特徴とする請求項5または6に記載の電動機制御装置。 The detection value acquisition means acquires a voltage detection value related to a terminal voltage of each phase of the winding set detected by the voltage sensor (76),
When it is determined by the abnormality determination means that an abnormality has occurred in the rotation angle detection value,
The motor control device according to claim 5, wherein the backup control unit controls driving of the motor using the rotation angle estimated based on the voltage detection value.
前記電流センサは、前記巻線組毎に設けられ、
前記検出値取得手段は、前記電流センサから前記巻線組毎に前記電流検出値を取得し、
前記異常判断手段により、一部の前記巻線組の前記電流検出値に異常が生じていると判断された場合、
前記バックアップ制御手段は、異常が生じている前記電流検出値を含まない前記巻線組の前記電流検出値を用い、前記電動機の駆動を制御することを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の電動機制御装置。 The winding group is plural,
The current sensor is provided for each winding set,
The detection value acquisition means acquires the current detection value for each winding set from the current sensor,
When it is determined by the abnormality determining means that an abnormality has occurred in the current detection values of some of the winding sets,
The said backup control means controls the drive of the said motor using the said current detection value of the said coil | winding set which does not contain the said current detection value in which abnormality has arisen. The electric motor control device according to one item.
操舵に関するアシストトルクを出力する前記電動機と、
を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置(2)。 The motor control device according to any one of claims 1 to 8,
The electric motor for outputting an assist torque for steering;
An electric power steering device (2) comprising:
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