JP2016096709A - Motor drive device and electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ駆動装置および電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a motor drive device and an electric power steering device.
従来、自動車等の輸送機器には、運転者の操舵を補助する電動パワーステアリング装置が搭載されている。従来の電動パワーステアリング装置については、例えば特許第5370139号明細書に記載されている。当該文献の電動パワーステアリング装置は、複数のインバータと、それに対応する複数組の巻線とを有する(請求項1,段落0016等参照)。そして、インバータから複数組の巻線へ指令値に対応する電流が流れるように、フィードバック制御が行われている。すなわち、当該文献の電動パワーステアリング装置は、多系統の駆動回路により電動機を駆動させて、運転者の操舵力を補助している。
また、特許第5370139号明細書の電動パワーステアリング装置では、多系統の駆動回路のうちの1つに異常が発生した場合に、正常な電力変換器から対応する巻線へ電流を継続して供給する。これにより、運転者の操舵力を継続して補助できるようになっている(段落0007等参照)。 In addition, in the electric power steering apparatus disclosed in Japanese Patent No. 5370139, when an abnormality occurs in one of the multi-system drive circuits, current is continuously supplied from the normal power converter to the corresponding winding. To do. As a result, the steering force of the driver can be continuously supported (see paragraph 0007 and the like).
しかしながら、当該文献では、電動機駆動制御装置が設定する電流指令値を、2個のインバータが2組の三相巻線に供給する電流の合計値としている(段落0017等参照)。このため、ある系統の駆動回路に異常が発生すると、電動機駆動制御装置が当該故障の発生を認識して対策をとるまでの間に、異常な入力値に基づくフィードバック制御が行われる。そうすると、正常な系統において、インバータおよび巻線に一時的に過大な電流が流れ、異常なステアリング動作を引き起こす虞がある。 However, in this document, the current command value set by the motor drive control device is the total value of the currents supplied by the two inverters to the two sets of three-phase windings (see paragraph 0017 and the like). For this reason, when an abnormality occurs in a certain drive circuit, feedback control based on an abnormal input value is performed before the motor drive control device recognizes the occurrence of the failure and takes a countermeasure. Then, in a normal system, excessive current temporarily flows in the inverter and the winding, which may cause an abnormal steering operation.
また、当該文献の構造では、インバータおよび巻線に、上述した電流の過負荷に耐え得る定格の高い部品を用いる必要がある。このことが、装置の小型化および低コスト化を妨げる要因の1つとなる。 Moreover, in the structure of the said literature, it is necessary to use the component with a high rating which can endure the overload of the electric current mentioned above for an inverter and a coil | winding. This is one of the factors that hinder downsizing and cost reduction of the apparatus.
本発明の目的は、故障した制御系統の影響で、正常な制御系統のインバータまたはコイル群に、過大な電流が流れることを防止できるモータ駆動装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a motor drive device that can prevent an excessive current from flowing to an inverter or a coil group of a normal control system due to the influence of a failed control system.
本願の例示的な第1発明は、モータを駆動させるモータ駆動装置であって、Nを2以上の整数とし、1からNまでの任意の整数をnとして、前記モータに含まれる第1コイル群から第Nコイル群に対して個別に駆動電流を供給する第1制御系統から第N制御系統を有し、第n制御系統は、第nコイル群に駆動電流を供給する第nインバータと、外部からの入力信号に応じた第n電流指令値を設定する第n電流指令値設定部と、前記第n電流指令値に基づいて、前記第nインバータの駆動回路に駆動指示を与える第n制御部と、前記第nインバータまたは前記第nコイル群の故障を検出する第n故障検出部と、を有し、前記第n故障検出部が前記故障を検出すると、前記第n制御系統の動作を停止または縮退させる。 An exemplary first invention of the present application is a motor drive device for driving a motor, wherein N is an integer of 2 or more, and any integer from 1 to N is n, and the first coil group included in the motor To the Nth coil group. The nth control system includes an nth inverter for supplying a drive current to the nth coil group, and an external control unit. An n-th current command value setting unit for setting an n-th current command value in accordance with an input signal from the input signal, and an n-th control unit for giving a drive instruction to the drive circuit of the n-th inverter based on the n-th current command value And an nth failure detection unit that detects a failure of the nth inverter or the nth coil group, and stops the operation of the nth control system when the nth failure detection unit detects the failure. Or degenerate.
本願の例示的な第1発明によれば、制御系統ごとに個別に電流指令値を設定する。また、制御系統ごとにインバータまたはコイル群の故障を検出し、故障した制御系統の動作のみを停止または縮退させる。このため、故障した制御系統の影響で、正常な制御系統のインバータまたはコイル群に、過大な電流が流れることを防止できる。したがって、定格の高い部品を使用する必要がなく、モータ駆動装置を小型化および低コスト化できる。 According to the exemplary first invention of the present application, the current command value is individually set for each control system. Further, a failure in the inverter or coil group is detected for each control system, and only the operation of the failed control system is stopped or degenerated. For this reason, it can prevent that an excessive electric current flows into the inverter or coil group of a normal control system by the influence of the failed control system. Therefore, it is not necessary to use high-rated parts, and the motor drive device can be reduced in size and cost.
以下、モータ駆動装置および電動パワーステアリング装置の例について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, examples of the motor drive device and the electric power steering device will be described with reference to the drawings.
<1.第1実施形態>
<1−1.電動パワーステアリング装置の構成>
図1は、第1実施形態に係るモータ駆動装置30を備えた電動パワーステアリング装置1の概要図である。この電動パワーステアリング装置1は、自動車等の輸送機器において、運転者の操舵を補助する装置である。図1に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置1は、トルクセンサ10、モータ20、およびモータ駆動装置30を有する。
<1. First Embodiment>
<1-1. Configuration of electric power steering device>
FIG. 1 is a schematic diagram of an electric power steering apparatus 1 including a
トルクセンサ10は、ステアリングシャフト92に取り付けられている。運転者がステアリングホイール91を操作してステアリングシャフト92を回転させると、トルクセンサ10は、ステアリングシャフト92にかかるトルクを検出する。トルクセンサ10の検出信号であるトルク信号は、トルクセンサ10からモータ駆動装置30へ出力される。モータ駆動装置30は、トルクセンサ10から入力されるトルク信号に基づいて、モータ20を駆動させる。なお、モータ駆動装置30は、トルク信号だけではなく、他の情報(例えば車速など)を併せて参照していてもよい。
The
モータ駆動装置30は、電力供給源40から得られる電力を利用して、モータ20に駆動電流を供給する。モータ20から生じる駆動力は、ギアボックス50を介して車輪93に伝達される。これにより、車輪93の舵角が変化する。このように、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングシャフト92のトルクを、モータ20により増幅させて、車輪93の舵角を変化させる。したがって、運転者は、軽い力でステアリングホイール91を操作することができる。
The
<1−2.モータ駆動装置の構成>
続いて、上記の電動パワーステアリング装置1に用いられるモータ駆動装置30の構成について説明する。図2は、モータ駆動装置30の構成を示したブロック図である。図2に示すように、このモータ駆動装置30は、マイクロコントローラ等の演算装置31を有する電気回路により構成される。モータ駆動装置30は、トルクセンサ10、モータ20、および電力供給源40(図1参照)と、電気的に接続されている。
<1-2. Configuration of Motor Drive Device>
Next, the configuration of the
本実施形態では、電動パワーステアリング装置1のモータ20に、三相同期ブラシレスモータが用いられている。モータ20の駆動時には、モータ駆動装置30からモータ20内の複数のコイル21A,21Bに、U相、V相、およびW相の各電流が供給される。そうすると、コイル21A,21Bを有する固定子と、マグネットを有する回転子との間に、回転磁界が発生する。その結果、モータ20の固定子に対して回転子が回転する。
In the present embodiment, a three-phase synchronous brushless motor is used for the
また、図2に示すように、本実施形態のモータ20は、U相、V相、およびW相のコイルで構成されるコイル群を、2組有する。以下では、これらの2組のコイル群を、それぞれ、第1コイル群22Aおよび第2コイル群22Bと称する。第1コイル群22Aの3つのコイル21Aおよび第2コイル群22Bの3つのコイル21Bは、それぞれ、スター結線により接続されている。ただし、第1コイル群22Aおよび第2コイル群22Bは、それぞれ、デルタ結線により接続されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
モータ駆動装置30は、第1コイル群22Aと第2コイル群22Bとに対して、個別に駆動電流を供給する。すなわち、このモータ駆動装置30は、第1コイル群22Aに対して駆動電流を供給する第1制御系統60Aと、第2コイル群22Bに対して駆動電流を供給する第2制御系統60Bとを有する。
The
図3は、演算装置31の機能ブロック図である。図2および図3に示すように、第1制御系統60Aは、第1電流指令値設定部61A、第1フィードバック制御部62A、第1インバータ駆動回路63A、第1インバータ64A、第1電流遮断部65A、第1電流検出回路66A、および第1故障検出部67Aを有する。第1電流指令値設定部61A、第1フィードバック制御部62A、および第1故障検出部67Aの各機能は、演算装置31内のCPUが、予め設定されたプログラムに基づいて演算処理を行うことにより、実現される。
FIG. 3 is a functional block diagram of the
第1電流指令値設定部61Aには、トルクセンサ10から出力されるトルク信号や、他の種々の信号が、入力信号71Aとして入力される。そして、第1電流指令値設定部61Aは、入力信号71Aに応じた第1電流指令値72Aを設定する。演算装置31内には、入力信号71Aと第1電流指令値72Aとの対応関係を規定したアシストマップと称される参照データが、予め格納されている。第1電流指令値設定部61Aは、当該アシストマップに基づいて、入力信号71Aに対応する第1電流指令値72Aを決定する。
A torque signal output from the
第1フィードバック制御部62Aは、第1電流指令値設定部61Aから得られる第1電流指令値72Aと、後述する第1電流検出回路66Aの検出信号76Aとに基づいて、第1インバータ駆動回路63Aに駆動指示73Aを与える。具体的には、第1電流検出回路66Aにより検出される電流値が、第1電流指令値72Aに対応する電流値に近づくように、駆動指示73Aが生成される。駆動指示73Aには、第1インバータ64Aに供給されるPWM信号74Aのデューティ比の情報が含まれる。生成された駆動指示73Aは、演算装置31から電気信号として出力され、第1インバータ駆動回路63Aに与えられる。
The first
第1インバータ駆動回路63Aは、第1インバータ64Aを動作させるための電気回路である。第1インバータ駆動回路63Aは、演算装置31から出力される駆動指示73Aに従って、第1インバータ64Aの6つのスイッチング素子68Aに、それぞれパルス波であるPWM信号74Aを供給する。各スイッチング素子68Aに供給されるPWM信号74Aは、駆動指示73Aにより指定されたデューティ比を有する。
The first
第1インバータ64Aは、PWM信号74Aに基づいて駆動電流75Aを生成する電力変換器である。図2に示すように、第1インバータ64Aは、6つのスイッチング素子68Aを有する。スイッチング素子68Aには、例えば、FETなどのトランジスタが用いられる。図2の例では、電源電圧V1と接地電圧V0との間において、直列に接続された2つのスイッチング素子68Aが、並列に3組設けられている。
The
第1コイル群22Aの3つのコイル21Aの各々の一端は、中性点23Aにおいて互いに接続されている。また、3つのコイル21Aの各々の他端は、第1インバータ64Aの3組のスイッチング素子68Aの各々の+側のスイッチング素子68Aと−側のスイッチング素子68Aとの間に、接続されている。6つのスイッチング素子68Aが、PWM信号74Aによってオンオフされると、それらのオンオフ状態に応じて、第1インバータ64Aから第1コイル群22Aの各相のコイル21Aへ、駆動電流75Aが供給される。
One end of each of the three
また、図2に示すように、第1インバータ64Aは、3つの第1シャント抵抗69Aを有する。3つの第1シャント抵抗69Aは、3組のスイッチング素子68Aの各々の−側のスイッチング素子68Aと、接地電圧V0との間に、介挿されている。第1コイル群22Aへの駆動電流75Aの供給時には、第1コイル群22Aから第1インバータ64Aへ帰還する各相の電流が、3つの第1シャント抵抗69Aにそれぞれ流れる。
As shown in FIG. 2, the
第1電流遮断部65Aは、第1インバータ64Aと第1コイル群22Aとの間の3相の各電流の経路上に設けられている。第1電流遮断部65Aには、例えばメカリレーまたはFETが用いられる。第1電流遮断部65Aは、演算装置31からの信号に基づいて、電流の経路を、相ごとに通電状態と遮断状態との間で切り替えることができる。
65 A of 1st electric current interruption parts are provided on the path | route of each current of three phases between 64 A of 1st inverters, and 22 A of 1st coils. For example, a mechanical relay or FET is used for the first current interrupting
第1電流検出回路66Aは、第1シャント抵抗69Aに流れる電流を検出するための電気回路である。第1電流検出回路66Aは、3つの第1シャント抵抗69Aの両端の電位差を計測することによって、各第1シャント抵抗69Aに流れる電流(シャント電流)を示す検出信号76Aを生成する。生成された検出信号76Aは、第1電流検出回路66Aから演算装置31へ送られる。
The first
第1故障検出部67Aは、第1電流検出回路66Aから得られる検出信号76Aに基づいて、第1インバータ64Aまたは第1コイル群22Aにおける故障の有無を検出する。ここでは、検出信号76Aが示す3つのシャント電流の値が、許容範囲内の値であるか否かを、相ごとに判別する。そして、許容範囲から外れたシャント電流があれば、第1インバータ64Aまたは第1コイル群22Aの当該シャント電流に対応する相において、故障が生じていると判定する。第1故障検出部67Aの検出結果77Aは、第1フィードバック制御部62Aへ入力される。
The
なお、第1インバータ64Aの内部には、スイッチング素子68Aの動作状態を監視するセンサ(図示省略)が設けられている。第1故障検出部67Aは、シャント電流だけではなく、第1インバータ64A内の当該センサの検出信号に基づいて、第1インバータ64Aの故障の有無を検出してもよい。また、第1故障検出部67Aは、第1コイル群22Aの各部の電圧値に基づいて、第1コイル群22Aの故障の有無を検出してもよい。
A sensor (not shown) for monitoring the operating state of the
第2制御系統60Bは、第1制御系統60Aと同等の構成を有する。すなわち、図2および図3に示すように、第2制御系統60Bは、第2電流指令値設定部61B、第2フィードバック制御部62B、第2インバータ駆動回路63B、第2インバータ64B、第2電流遮断部65B、第2電流検出回路66B、および第2故障検出部67Bを有する。第2制御系統60Bは、これらの各部を動作させることによって、第2コイル群22Bに駆動電流75Bを供給する。なお、第2制御系統60B内の各部の詳細な動作については、上述した第1制御系統60Aと同様であるため、重複説明を省略する。図2および図3では、第2制御系統60B内の各部間で授受される信号に、第1制御系統60Aの各部間の信号71A〜77Aに対応する符号71B〜77Bを付している。
The
<1−3.モータ駆動装置のフェイルセーフ機能について>
このモータ駆動装置30は、第1インバータ64A、第1コイル群22A、第2インバータ64B、および第2コイル群22Bのいずれかが故障したときに、故障による装置の誤作動を防止しながら、電動パワーステアリング装置1の動作を継続させるフェイルセーフ機能を有する。以下では、当該フェイルセーフ機能について、図4のフローチャートを参照しつつ説明する。
<1-3. About the fail-safe function of the motor drive device>
This
図4に示すように、モータ駆動装置30の動作時には、演算装置31が、第1制御系統60Aにおける故障の有無と、第2制御系統60Bにおける故障の有無とを、繰り返し監視する(ステップS11,S14)。具体的には、演算装置31内の第1故障検出部67Aが、第1制御系統60Aにおける第1インバータ64Aまたは第1コイル群22Aに、故障があるか否かを監視する(ステップS11)。そして、第1故障検出部67Aは、その検出結果を、第1フィードバック制御部62Aに通知する。また、演算装置31内の第2故障検出部67Bは、第2制御系統60B内における第2インバータ64Bまたは第2コイル群22Bに、故障があるか否かを監視する(ステップS14)。そして、第2故障検出部67Bは、その検出結果を、第2フィードバック制御部62Bに通知する。
As shown in FIG. 4, during the operation of the
なお、演算装置31は、第1故障検出部67Aの検出処理と、第2故障検出部67Bの検出処理とを、互いに並行して実行してもよく、順次に交互に実行してもよい。第1故障検出部67Aの検出処理と、第2故障検出部67Bの検出処理とを、互いに並行して実行すれば、故障の検出にかかる処理時間を短くすることができる。一方、第1故障検出部67Aの検出処理と、第2故障検出部67Bの検出処理とを、順次に交互に実行すれば、シンプルなロジックで故障を検出することができる。
Note that the
第1故障検出部67Aが故障を検出していないとき(ステップS11においてnoのとき)には、第1フィードバック制御部62Aは、通常の動作を継続する(ステップS12)。すなわち、第1フィードバック制御部62Aは、第1電流指令値72Aと第1電流検出回路66Aの検出信号76Aとに基づいて、第1インバータ駆動回路63Aに駆動指示73Aを与える。
When the first
第1インバータ64Aまたは第1コイル群22Aに故障が発生すると、第1故障検出部67Aは、当該故障を検出する(ステップS11においてyes)。そして、第1故障検出部67Aは、第1フィードバック制御部62Aに故障を示す検出結果を通知する。そうすると、第1フィードバック制御部62Aは、第1制御系統60Aの動作を停止させる(ステップS13)。
When a failure occurs in the
ステップS13では、第1フィードバック制御部62Aは、例えば、第1インバータ駆動回路63Aへの駆動指示73Aを停止する。これにより、第1インバータ64Aの動作を停止させて、第1コイル群22Aへ駆動電流75Aが供給されないようにする。また、第1フィードバック制御部62Aは、第1電流遮断部65Aにおいて、駆動電流75Aの経路を遮断してもよい。駆動電流75Aの経路を遮断すれば、第1コイル群22Aによる電磁ブレーキの発生を防止できる。したがって、停止した第1コイル群22Aの影響で、モータ20の回転に負荷がかかることを防止できる。
In step S13, the first
一方、第2制御系統60Bは、第1制御系統60Aとは独立して故障の検出および動作停止の判断を行う。第2故障検出部67Bが故障を検出していないとき(ステップS14においてnoのとき)には、第2フィードバック制御部62Bは、通常の動作を継続する(ステップS15)。すなわち、第2フィードバック制御部62Bは、第2電流指令値72Bと第2電流検出回路66Bの検出信号76Bとに基づいて、第2インバータ駆動回路63Bに駆動指示73Bを与える。
On the other hand, the
第2インバータ64Bまたは第2コイル群22Bに故障が発生すると、第2故障検出部67Bは、当該故障を検出する(ステップS14においてyes)。そして、第2故障検出部67Bは、第2フィードバック制御部62Bに故障を示す検出結果を通知する。そうすると、第2フィードバック制御部62Bは、第2制御系統60Bの動作を停止させる(ステップS16)。
When a failure occurs in the
ステップS16では、第2フィードバック制御部62Bは、例えば、第2インバータ駆動回路63Bへの駆動指示73Bを停止する。これにより、第2インバータ64Bの動作を停止させて、第2コイル群22Bへ駆動電流75Bが供給されないようにする。また、第2フィードバック制御部62Bは、第2電流遮断部65Bにおいて、駆動電流75Bの経路を遮断してもよい。駆動電流75Bの経路を遮断すれば、第2コイル群22Bによる電磁ブレーキの発生を防止できる。したがって、停止した第2コイル群22Bの影響で、モータ20の回転に負荷がかかることを防止できる。
In step S16, for example, the second
上述のように、本実施形態のモータ駆動装置30では、第1制御系統60Aと第2制御系統60Bとで、個別に電流指令値72A,72Bを設定する。また、第1制御系統60Aと第2制御系統60Bとで、個別にインバータまたはコイル群の故障を検出し、故障した制御系統の動作のみを停止させる。このため、第1制御系統60Aおよび第2制御系統60Bのいずれか一方に故障が発生した場合に、他方の制御系統により、電動パワーステアリング装置1の動作を継続することができる。また、制御系統ごとにフィードバックの経路が独立しているため、故障した制御系統の影響で、正常な制御系統のインバータまたはコイル群に、過大な電流が流れることはない。したがって、定格の高い部品を使用する必要がなく、モータ駆動装置30を小型化および低コスト化できる。
As described above, in the
特に、本実施形態では、1つの演算装置31内において、第1電流指令値設定部61A、第1フィードバック制御部62A、第1故障検出部67A、第2電流指令値設定部61B、第2フィードバック制御部62B、および第2故障検出部67Bの各機能が実行される。このため、モータ駆動装置30内に複数の演算装置31を配置することなく、2つの制御系統60A,60Bの動作を実現できる。これにより、モータ駆動装置30を、より小型化および低コスト化できる。
In particular, in the present embodiment, in one
<1−4.変形例>
続いて、第1実施形態の変形例について、説明する。
<1-4. Modification>
Subsequently, a modification of the first embodiment will be described.
図5は、一変形例に係るフェイルセーフ処理の流れを示したフローチャートである。図5の例においても、上記の実施形態と同じように、演算装置31は、第1制御系統60Aにおける故障の有無と、第2制御系統60Bにおける故障の有無とを、繰り返し監視する(ステップS21,S26)。
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of fail-safe processing according to a modification. In the example of FIG. 5 as well, as in the above embodiment, the
第1故障検出部67Aが故障を検出していないとき(ステップS21においてnoのとき)には、第1フィードバック制御部62Aは、通常の動作を継続する(ステップS22)。また、第2故障検出部67Bが故障を検出していないとき(ステップS26においてnoのとき)には、第2フィードバック制御部62Bは、通常の動作を継続する(ステップS27)。
When the first
第1インバータ64Aまたは第1コイル群22Aに故障が発生すると、第1故障検出部67Aは、当該故障を検出する(ステップS21においてyes)。このとき、図5の例では、第1故障検出部67Aは、検出された故障の状態を分析する。具体的には、第1制御系統60Aの3相の駆動電流75Aのうち、2相の駆動電流75Aのみで回転磁界を生じさせる、いわゆる2相通電が可能であるか否かを判断する(ステップS23)。
When a failure occurs in the
3相中2相以上が故障しており、2相通電が不能と判断した場合には(ステップS23においてno)、第1フィードバック制御部62Aが、第1制御系統60Aの動作を停止させる(ステップS24)。また、3相中2相が正常であり、2相通電が可能と判断した場合には(ステップS23においてyes)、第1フィードバック制御部62Aは、第1インバータ駆動回路63Aに2相通電の駆動指示を与える。これにより、第1インバータ64Aから第1コイル群22Aへ、2相の駆動電流のみが供給される。
If two or more of the three phases have failed and it is determined that two-phase energization is impossible (no in step S23), the first
また、図5に示すように、第2制御系統60Bにおいても、第1制御系統60AにおけるステップS21〜25と同様のステップS26〜30の処理が実行される。このようにすれば、第1制御系統60Aまたは第2制御系統60Bが故障したときに、故障した制御系統においても、コイル群の機能を完全に停止させることなく、2相通電による縮退動作を行うことができる。すなわち、故障した制御系統においても、機能を落としながら動作を継続させることができる。
Moreover, as shown in FIG. 5, also in the
すなわち、図5の例では、第1制御系統60Aおよび第2制御系統60Bのうち、一方の制御系統の1相のみが故障した場合に、正常な制御系統の3相だけではなく、故障した制御系統の正常な2相を加えた合計5相を用いて、モータ20にトルクを発生させることができる。したがって、正常な制御系統の3相のみを使用する場合よりも高いトルクを得ることができる。なお、このとき、正常な制御系統の3相と、故障した制御系統の正常な2相とを、それぞれ独立に制御してもよく、合計5相を統括的に制御してもよい。
That is, in the example of FIG. 5, when only one phase of one control system of the
図6は、他の変形例に係る演算装置31の機能ブロック図である。図6の例では、モータ駆動装置30の中に、第1制御系統60Aを担当する第1演算装置31Aと、第2制御系統60Bを担当する第2演算装置31Bとが、別個に設けられている。第1演算装置31Aは、第1制御系統60Aの第1電流指令値設定部61A、第1フィードバック制御部62A、および第1故障検出部67Aの機能を実行する。第2演算装置31Bは、第2制御系統60Bの第2電流指令値設定部61B、第2フィードバック制御部62B、および第2故障検出部67Bの機能を実行する。
FIG. 6 is a functional block diagram of an
このように、図6の例では、制御系統ごとに1つの演算装置を用いている。このため、第1演算装置31Aおよび第2演算装置31Bの一方が故障したとしても、他方の演算装置が正常であれば、他方の演算装置が担当する制御系統については、正常に動作させることができる。したがって、電動パワーステアリング装置1を完全に停止させることなく、動作を継続させることができる。
Thus, in the example of FIG. 6, one arithmetic unit is used for each control system. Therefore, even if one of the first
図7は、他の変形例に係るモータ駆動装置30のブロック図である。図7の例では、モータ駆動装置30の中に、主演算装置31と予備演算装置32とが設けられている。主演算装置31および予備演算装置32には、例えば、CPUを有するマイクロコントローラが用いられる。主演算装置31は、上記の実施形態における演算装置31と同等の動作を行う。すなわち、主演算装置31は、平常時において第1制御系統60Aおよび第2制御系統60Bの双方の制御を行う。予備演算装置32は、主演算装置31が故障したときに、応急措置として、第2制御系統60Bの制御のみを代行する。
FIG. 7 is a block diagram of a
予備演算装置32は、予め設定されたプログラムにより、上述した第2電流指令値設定部61B、第2フィードバック制御部62B、および第2故障検出部67Bと同等の機能を実行可能となっている。また、予備演算装置32は、平常時には、主演算装置31と常に通信を行い、主演算装置31が正常に動作しているかどうかを監視する。そして、予備演算装置32は、主演算装置31が故障したと判断すると、切替回路33に切替信号を与える。そうすると、切替回路33において、主演算装置31と第2インバータ駆動回路63Bとの間の接続が遮断されるとともに、予備演算装置32と第2インバータ駆動回路63Bとが接続される。これにより、予備演算装置32から第2インバータ駆動回路63Bへ駆動指示を供給することが可能となる。
The
このようにすれば、主演算装置31および予備演算装置32のうち、主演算装置31が故障したとしても、予備演算装置32が正常であれば、第2制御系統60Bのみで電動パワーステアリング装置1の動作を継続させることができる。
In this way, even if the main
なお、図7の例では、第2電流遮断部65Bは、主演算装置31ではなく予備演算装置32からの信号に基づいて、電流の経路を開放または遮断する。このようにすれば、主演算装置31が故障した場合に、第2電流遮断部65Bが、主演算装置31からの異常なオンオフ操作を受ける虞がない。したがって、主演算装置31の故障時に、予備演算装置32が制御する第2制御系統60Bの電流の経路を、確実に開放することができる。
In the example of FIG. 7, the second current cut-off
図7の例において、仮に、主演算装置31および予備演算装置32の双方が故障したとすると、運転者は、電動パワーステアリング装置1のアシストを受けることなく、ステアリングホイール91を操作せざるを得ない。このとき、第1電流遮断部65Aまたは第2電流遮断部65Bが開放されていると、電磁ブレーキによって、ステアリングホイール91がさらに重たくなる虞がある。そのため、主演算装置31および予備演算装置32の双方が故障した場合には、第1電流遮断部65Aおよび第2電流遮断部65Bの双方を、遮断状態に切り替えるようにしてもよい。
In the example of FIG. 7, if both the main
また、上記の実施形態では、モータ20が2組のコイル群22A,22Bを有し、モータ駆動装置30がそれに対応する2つの制御系統60A,60Bを有していた。しかしながら、モータ20が3組以上のコイル群を有し、それに対応してモータ駆動装置30が3つ以上の制御系統を有していてもよい。
Further, in the above embodiment, the
すなわち、Nを2以上の整数として一般化すると、モータ20に第1コイル群から第Nコイル群が含まれていてもよい。その場合、モータ駆動装置30に、各コイル群に対して個別に駆動電流を供給する第1制御系統から第N制御系統が設けられていればよい。また、1からNまでの任意の整数をnとすると、第1制御系統から第N制御系統までの各制御系統である第n制御系統が、上記の実施形態における各制御系統と同じように、第n電流指令値設定部、第nフィードバック制御部、第nインバータ駆動回路、第nインバータ、第n電流遮断部、第n電流検出回路、および第n故障検出部を有していればよい。
That is, when N is generalized as an integer of 2 or more, the
第n電流指令値設定部は、第n制御系統における電流指令値を設定する。また、第n故障検出部は、第nインバータまたは第nコイル群の故障を検出する。そして、故障が検出された制御系統の動作のみを停止または縮退させる。このようにすれば、故障した制御系統の影響で、正常な制御系統のインバータまたはコイル群に、過大な電流が流れることを防止できる。したがって、定格の高い部品を使用する必要がなく、モータ駆動装置を小型化および低コスト化できる。 The nth current command value setting unit sets a current command value in the nth control system. The nth failure detection unit detects a failure in the nth inverter or the nth coil group. Then, only the operation of the control system in which the failure is detected is stopped or degenerated. If it does in this way, it can prevent that an excessive electric current flows into the inverter or coil group of a normal control system by the influence of the failed control system. Therefore, it is not necessary to use high-rated parts, and the motor drive device can be reduced in size and cost.
また、上記のモータ駆動装置30を、パワーステアリング装置以外の装置に適用してもよい。例えば、上記のモータ駆動装置30によって、輸送機器の他の部位に用いられるモータを駆動させてもよい。また、上記のモータ駆動装置30によって、産業用ロボットなどの自動車以外の機器に搭載されるモータを駆動させてもよい。
Moreover, you may apply said
また、モータ駆動装置の細部の構成については、本願の各図に示された構成と相違していてもよい。例えば、演算装置の機能の一部が、電気回路により実現されていてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。 Further, the detailed configuration of the motor drive device may be different from the configuration shown in each drawing of the present application. For example, part of the functions of the arithmetic device may be realized by an electric circuit. Moreover, you may combine suitably each element which appeared in said embodiment and modification in the range which does not produce inconsistency.
<2.第2実施形態>
<2−1.モータ駆動装置の構成および動作について>
続いて、第2実施形態に係るモータ駆動装置30について説明する。図8は、第2実施形態に係るモータ駆動装置30の構成を示したブロック図である。図8のモータ駆動装置30は、第1実施形態と同じ様に、電動パワーステアリング装置1に用いられる。以下では、第1実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態と共通する部分については、重複説明を省略する。
<2. Second Embodiment>
<2-1. About Configuration and Operation of Motor Drive Device>
Next, the
本実施形態においても、モータ20は、第1コイル群22Aと第2コイル群22Bとを有する。モータ駆動装置30は、第1コイル群22Aに対して駆動電流を供給する第1制御系統60Aと、第2コイル群22Bに対して駆動電流を供給する第2制御系統60Bとを有する。モータ駆動装置30は、これらの第1制御系統60Aおよび第2制御系統60Bを用いて、2つのコイル群22A,22Bに個別に駆動電流を供給することにより、モータ20を駆動させる。
Also in the present embodiment, the
本実施形態では、モータ駆動装置30を構成する電気回路の中に、主演算装置31と予備演算装置32とが設けられている。主演算装置31および予備演算装置32には、例えば、CPUを有するマイクロコントローラが用いられる。主演算装置31は、上記の実施形態における演算装置31と同等の動作を行う。すなわち、主演算装置31は、平常時において第1制御系統60Aおよび第2制御系統60Bの双方の制御を行う。予備演算装置32は、主演算装置31が故障したときに、応急措置として、第2制御系統60Bの制御のみを代行する。
In the present embodiment, a main
図9は、第2実施形態に係る主演算装置31および予備演算装置32の機能ブロック図である。図8および図9に示すように、第1制御系統60Aは、第1電流指令値設定部61A、第1フィードバック制御部62A、第1インバータ駆動回路63A、第1インバータ64A、第1電流遮断部65A、第1電流検出回路66A、および第1故障検出部67Aを有する。第1電流指令値設定部61A、第1フィードバック制御部62A、および第1故障検出部67Aの各機能は、主演算装置31内のCPUが、予め設定されたプログラムに基づいて演算処理を行うことにより、実現される。第1制御系統60Aは、これらの各部61A〜67Aを動作させることによって、第1コイル群22Aに駆動電流を供給する。
FIG. 9 is a functional block diagram of the main
第2制御系統60Bは、第2電流指令値設定部61B、第2フィードバック制御部62B、第2インバータ駆動回路63B、第2インバータ64B、第2電流遮断部65B、第2電流検出回路66B、および第2故障検出部67Bを有する。第2電流指令値設定部61B、第2フィードバック制御部62B、および第2故障検出部67Bの各機能は、主演算装置31内のCPUが、予め設定されたプログラムに基づいて演算処理を行うことにより、実現される。第2制御系統60Bは、これらの各部61B〜67Bを動作させることによって、第2コイル群22Bに駆動電流を供給する。
The
なお、第1制御系統60Aおよび第2制御系統60Bの各部61A〜67A,61B〜67Bの詳細な動作については、第1実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。図8および図9では、第1制御系統60Aおよび第2制御系統60B内の各部間で授受される信号に、第1実施形態と同一の符号71A〜77A,71B〜77Bを付している。
Note that detailed operations of the
このモータ駆動装置30では、主演算装置31が故障していないときには、主演算装置31を用いて、第1制御系統60Aおよび第2制御系統60Bの動作を実行させる。すなわち、第1実施形態において説明した図4の処理と同様の処理が行われる。主演算装置31は、制御系統ごとに個別に電流指令値72A,72Bを設定する。また、主演算装置31は、制御系統ごとにインバータ64A,64Bまたはコイル群22A,22Bの故障を検出し、故障した制御系統の動作のみを停止または縮退させる。このため、故障した制御系統の影響で、正常な制御系統のインバータまたはコイル群に、過大な電流が流れることを防止できる。したがって、定格の高い部品を使用する必要がなく、第1実施形態と同様に、モータ駆動装置30を小型化および低コスト化できる。
In the
ただし、図8および図9に示すように、このモータ駆動装置30では、主演算装置31が正常に動作しているときであっても、第2インバータ64B内のセンサの検出信号や、第2コイル群22Bの各部の電圧値は、予備演算装置32を介して主演算装置31に入力される。また、第2電流遮断部65Bを切り替えるための信号は、主演算装置31から予備演算装置32を介して第2電流遮断部65Bへ出力される。このように、このモータ駆動装置30では、主演算装置31が、第2制御系統に対する情報の入出力の一部を、予備演算装置32を介して行う。このようにすれば、主演算装置31の端子数を抑えることができる。その結果、例えば、主演算装置31と予備演算装置32とに、端子数が同一の半導体素子を使用することも可能となる。これにより、モータ駆動装置30の製造コストを、より低減させることができる。
However, as shown in FIGS. 8 and 9, in the
一方、図9に示すように、予備演算装置32は、予備第2電流指令値設定部61b、予備第2フィードバック制御部62b、および予備第2故障検出部67bを有する。予備第2電流指令値設定部61b、予備第2フィードバック制御部62b、および予備第2故障検出部67bは、上述した第2電流指令値設定部61B、第2フィードバック制御部62B、および第2故障検出部67Bと、それぞれ同等の機能を有する。予備第2電流指令値設定部61b、予備第2フィードバック制御部62b、および予備第2故障検出部67bの各機能は、予備演算装置32内のCPUが、予め設定されたプログラムに基づいて演算処理を行うことにより、実現される。
On the other hand, as shown in FIG. 9, the
また、予備演算装置32は、主演算装置31における故障の有無を監視する監視部80bを有する。監視部80bの機能も、予備演算装置32内のCPUが、予め設定されたプログラムに基づいて演算処理を行うことにより、実現される。主演算装置31の正常に動作しているときには、予備演算装置32は、第1制御系統60Aおよび第2制御系統60Bのいずれも制御しない。すなわち、予備演算装置32は、第1インバータ駆動回路63Aへの駆動指示73Aも、第2インバータ駆動回路63Bへの駆動指示73Bも、出力しない。ただし、予備演算装置32の監視部80bは、主演算装置31における故障の有無を常時監視する。
In addition, the
また、図8に示すように、このモータ駆動装置30は、切替回路33を有する。切替回路33には、例えばロジックICが用いられる。切替回路33は、予備演算装置32の監視部80bから出力される切替信号78bに基づいて、主演算装置31と予備演算装置32とを、択一的に第2インバータ駆動回路63Bに接続する。すなわち、切替回路33は、第2インバータ64Bに接続された第2インバータ駆動回路63Bに対して、主演算装置31から出力される駆動指示73Bを入力する第1状態と、予備演算装置32から出力される駆動指示73bを入力する第2状態とを、切替信号78bに基づいて切り替える。
Further, as shown in FIG. 8, the
予備演算装置32の監視部80bは、主演算装置31の故障を検出すると、切替回路33に対して、上記の第1状態から第2状態への切り替えを指示する切替信号78bを出力する。切替回路33は、当該切替信号78bを受けると、主演算装置31と第2インバータ駆動回路63Bとの間の接続が遮断し、予備演算装置32と第2インバータ駆動回路63Bとを接続する。これにより、予備演算装置32内の予備第2電流指令値設定部61b、予備第2フィードバック制御部62b、および予備第2故障検出部67bが、主演算装置31内の第2電流指令値設定部61B、第2フィードバック制御部62B、および第2故障検出部67Bの各機能を代行することが可能となる。モータ駆動装置30は、予備第2電流指令値設定部61b、予備第2フィードバック制御部62b、第2インバータ駆動回路63B、第2インバータ64B、第2電流遮断部65B、第2電流検出回路66B、および予備演算装置32を用いて、応急的に第2制御系統60Bを動作させる。
When the
このように、本実施形態のモータ駆動装置30では、第1制御系統60Aおよび第2制御系統60Bのうち、第2制御系統60Bが、主演算装置31の故障時に予備演算装置32を用いて応急的に動作させる応急制御系統として、設定されている。このため、主演算装置31が故障したとしても、予備演算装置32が正常であれば、応急制御系統である第2制御系統60Bを用いて、モータ20の駆動を継続させることができる。
As described above, in the
特に、このモータ駆動装置30では、主演算装置31自身ではなく、予備演算装置32が主演算装置31の故障を監視する。これにより、主演算装置31の故障を精度よく検出できる。また、このモータ駆動装置30では、主演算装置31および予備演算装置32とは別に、切替回路33が設けられている。このため、主演算装置31から予備演算装置32への切り替えを、論理回路により確実に行うことができる。さらに、切替回路33は、故障した主演算装置31からの信号ではなく、故障していない予備演算装置32からの切替信号78bに基づいて、切替動作を行う。これにより、切替回路33を、より確実に切り替えることができる。
In particular, in this
また、このモータ駆動装置30では、予備演算装置32は、主演算装置31よりも優先的に、第2制御系統を制御する。すなわち、主演算装置31および予備演算装置32の双方から切替回路33に信号が入力された場合、切替回路33は、予備演算装置32からの信号を優先的に採用して、切替動作を行うとともに、第2インバータ64Bへ駆動指示を供給する。このため、主演算装置31の故障時に、主演算装置31から切替回路33へ異常な信号が入力されたとしても、切替回路33は、当該信号を遮断する。したがって、正常な予備演算装置32から入力される信号に基づいて、第2インバータ64Bを正常に制御することができる。
In the
<2−2.変形例>
続いて、第2実施形態の変形例について、説明する。
<2-2. Modification>
Subsequently, a modification of the second embodiment will be described.
図10は、一変形例に係る主演算装置31および予備演算装置32の機能ブロック図である。図10の例では、予備演算装置32内の監視部80bに代えて、主演算装置31の外部に、第1電源回路311および第1監視回路312が設けられている。第1電源回路311は、主演算装置31および第1監視回路312に対して、電力を供給する。第1監視回路312は、主演算装置31における故障の有無を監視する。また、図10のモータ駆動装置30は、予備演算装置32の外部にも、第2電源回路321および第2監視回路322を有する。第2電源回路321は、予備演算装置32および第2監視回路322に対して、電力を供給する。第2監視回路322は、予備演算装置32における故障の有無を監視する。
FIG. 10 is a functional block diagram of the main
このように、図10のモータ駆動装置30では、主演算装置31および予備演算装置32に対して、個別に電源回路311,321が設けられている。このため、2つの電源回路311,321の一方が故障したとしても、他方の電源回路が正常であれば、当該電源回路から電力を受ける演算装置を用いて、モータ20の駆動を継続させることができる。
As described above, in the
図11は、他の変形例に係るモータ駆動装置30の構成を示したブロック図である。図11の例では、モータ駆動装置30を構成する電気回路の中に、主演算装置31と予備演算装置32とを含む単一の半導体素子34が設けられている。このように、単一のパッケージとしての半導体素子34の中に、主演算装置31および予備演算装置32を組み込めば、モータ駆動装置30をより小型化できる。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a
図12は、他の変形例に係るモータ駆動装置30の構成を示したブロック図である。なお、図12では、図の煩雑化を避けるために、検出回路の図示を省略している。図12の例では、モータ駆動装置30を構成する電気回路の中に、2つの切替回路33A,33Bが設けられている。主演算装置31は、2つの切替回路33A,33Bを介して、第1インバータ駆動回路63Aおよび第2インバータ駆動回路63Bと、それぞれ接続されている。また、予備演算装置32も、2つの切替回路33A,33Bを介して、第1インバータ駆動回路63Aおよび第2インバータ駆動回路63Bと、それぞれ接続されている。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a
主演算装置31に、インバータ駆動回路へ駆動指示を出力する端子のみが固着するような、限定的な故障が発生したときには、主演算装置31および予備演算装置32からの切替信号によって、2つの切替回路33A,33Bを、予備演算装置32側へ切り替える。これにより、予備演算装置32が、第1制御系統60Aおよび第2制御系統60Bの双方を制御する。すなわち、図12の例では、第1制御系統60Aおよび第2制御系統60Bの双方が、応急制御系統となる。
When a limited failure occurs such that only a terminal for outputting a drive instruction to the inverter drive circuit is fixed to the main
また、図12の例では、第1インバータ駆動回路63Aに接続された切替回路33Aは、主演算装置31からの切替信号に基づいて切替動作を行う。そして、第2インバータ駆動回路63Bに接続された切替回路33Bは、予備演算装置32からの切替信号に基づいて切替動作を行う。このように、2つ以上の切替回路を、別々の演算装置で制御するようにしておけば、いずれの演算装置が故障した場合にも、正常な演算装置により、少なくとも1つの切替回路を正常に切り替えることができる。したがって、正常な演算装置により、少なくとも1つの制御系統を制御することができる。
In the example of FIG. 12, the switching
また、上記の第2実施形態では、モータ20が2組のコイル群22A,22Bを有し、モータ駆動装置30がそれに対応する2つの制御系統60A,60Bを有していた。しかしながら、モータ20が3組以上のコイル群を有し、それに対応してモータ駆動装置30が3つ以上の制御系統を有していてもよい。
In the second embodiment, the
すなわち、Nを2以上の整数として一般化すると、モータ20に第1コイル群から第Nコイル群が含まれていてもよい。その場合、モータ駆動装置30に、各コイル群に対して個別に駆動電流を供給する第1制御系統から第N制御系統が設けられていればよい。また、主演算装置は、正常時において、第1電流指令値設定部から第N電流指令値設定部、第1制御部から第N制御部、および第1故障検出部から第N故障検出部の機能を実行すればよい。また、1からNまでの任意の整数をnとすると、予備演算装置は、主演算装置の故障時に、第1制御系統から第N制御系統に含まれる少なくとも1つの応急制御系統の第n電流指令値設定部、第n制御部、および第n故障検出部の機能を実行すればよい。
That is, when N is generalized as an integer of 2 or more, the
また、図12の例のように、第1制御系統から第N制御系統の中に、2つ以上の応急制御系統が含まれていてもよい。その場合、モータ駆動装置を構成する電気回路は、2つ以上の応急制御系統のそれぞれに対応する2つ以上の切替回路を有していてもよい。そうすれば、主演算装置が故障したときに、2つ以上の制御系統を用いてモータの動作を継続させることができる。 Further, as in the example of FIG. 12, two or more emergency control systems may be included in the first to Nth control systems. In that case, the electric circuit which comprises a motor drive device may have two or more switching circuits corresponding to each of two or more emergency control systems. If it does so, when a main arithmetic unit fails, operation of a motor can be continued using two or more control systems.
また、上記の第2実施形態では、第2制御系統に対する情報の入出力の一部を、予備演算装置32を介して行っていた。しかしながら、第1制御系統に対する情報の入出力の一部も、予備演算装置32を介して行ってもよい。そのようすれば、予備演算装置32の端子数をより減らすことができる。また、予備演算装置32の端子数を、主演算装置31の端子数よりも少なくすることによって、モータ駆動装置30を小型化してもよい。
In the second embodiment, a part of information input / output to / from the second control system is performed via the
また、上記のモータ駆動装置30を、パワーステアリング装置以外の装置に適用してもよい。例えば、上記のモータ駆動装置30によって、輸送機器の他の部位に用いられるモータを駆動させてもよい。また、上記のモータ駆動装置30によって、産業用ロボットなどの自動車以外の機器に搭載されるモータを駆動させてもよい。
Moreover, you may apply said
また、モータ駆動装置の細部の構成については、本願の各図に示された構成と相違していてもよい。例えば、演算装置の機能の一部が、電気回路により実現されていてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。 Further, the detailed configuration of the motor drive device may be different from the configuration shown in each drawing of the present application. For example, part of the functions of the arithmetic device may be realized by an electric circuit. Moreover, you may combine suitably each element which appeared in said embodiment and modification in the range which does not produce inconsistency.
本発明は、モータ駆動装置および電動パワーステアリング装置に利用できる。 The present invention can be used for a motor drive device and an electric power steering device.
1 電動パワーステアリング装置
10 トルクセンサ
20 モータ
21A,21B コイル
22A 第1コイル群
22B 第2コイル群
23A 中性点
30 モータ駆動装置
31 演算装置,主演算装置
31A 第1演算装置
31B 第2演算装置
32 予備演算装置
33 切替回路
33A 切替回路
33B 切替回路
34 半導体素子
40 電力供給源
50 ギアボックス
60A 第1制御系統
60B 第2制御系統
61A 第1電流指令値設定部
61B 第2電流指令値設定部
61b 予備第2電流指令値設定部
62A 第1フィードバック制御部
62B 第2フィードバック制御部
62b 予備第2フィードバック制御部
63A 第1インバータ駆動回路
63B 第2インバータ駆動回路
64A 第1インバータ
64B 第2インバータ
65A 第1電流遮断部
65B 第2電流遮断部
66A 第1電流検出回路
66B 第2電流検出回路
67A 第1故障検出部
67B 第2故障検出部
67b 予備第2故障検出部
68A スイッチング素子
69A 第1シャント抵抗
71A,71B 入力信号
72A,72B 電流指令値
73A,73B 駆動指示
74A,74B PWM信号
75A,75B 駆動電流
76A,76B 検出信号
77A,77B 検出結果
80b 監視部
91 ステアリングホイール
92 ステアリングシャフト
93 車輪
311 第1電源回路
312 第1監視回路
321 第2電源回路
322 第2監視回路
V0 接地電圧
V1 電源電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power steering apparatus 10 Torque sensor 20 Motor 21A, 21B Coil 22A 1st coil group 22B 2nd coil group 23A Neutral point 30 Motor drive unit 31 Arithmetic unit, main arithmetic unit 31A 1st arithmetic unit 31B 2nd arithmetic unit 32 Preliminary computing device 33 switching circuit 33A switching circuit 33B switching circuit 34 semiconductor element 40 power supply source 50 gear box 60A first control system 60B second control system 61A first current command value setting unit 61B second current command value setting unit 61b reserve Second current command value setting unit 62A First feedback control unit 62B Second feedback control unit 62b Preliminary second feedback control unit 63A First inverter drive circuit 63B Second inverter drive circuit 64A First inverter 64B Second inverter 65A First current Shut off Unit 65B second current cut-off unit 66A first current detection circuit 66B second current detection circuit 67A first failure detection unit 67B second failure detection unit 67b preliminary second failure detection unit 68A switching element 69A first shunt resistor 71A, 71B input Signal 72A, 72B Current command value 73A, 73B Drive instruction 74A, 74B PWM signal 75A, 75B Drive current 76A, 76B Detection signal 77A, 77B Detection result 80b Monitoring unit 91 Steering wheel 92 Steering shaft 93 Wheel 311 First power supply circuit 312 First 1 monitoring circuit 321 second power supply circuit 322 second monitoring circuit V0 ground voltage V1 power supply voltage
Claims (8)
Nを2以上の整数とし、1からNまでの任意の整数をnとして、
前記モータに含まれる第1コイル群から第Nコイル群に対して個別に駆動電流を供給する第1制御系統から第N制御系統を有し、
第n制御系統は、
第nコイル群に駆動電流を供給する第nインバータと、
外部からの入力信号に応じた第n電流指令値を設定する第n電流指令値設定部と、
前記第n電流指令値に基づいて、前記第nインバータの駆動回路に駆動指示を与える第n制御部と、
前記第nインバータまたは前記第nコイル群の故障を検出する第n故障検出部と、
を有し、
前記第n故障検出部が前記故障を検出すると、前記第n制御系統の動作を停止または縮退させる、モータ駆動装置。 A motor driving device for driving a motor,
N is an integer of 2 or more, and any integer from 1 to N is n,
The first control system to supply the drive current individually from the first coil group included in the motor to the Nth coil group, the Nth control system,
The nth control system is
An nth inverter for supplying a driving current to the nth coil group;
An nth current command value setting unit for setting an nth current command value according to an input signal from the outside;
An nth control unit that gives a drive instruction to a drive circuit of the nth inverter based on the nth current command value;
An n-th fault detection unit for detecting a fault in the n-th inverter or the n-th coil group;
Have
A motor drive device that stops or degenerates the operation of the n-th control system when the n-th failure detection unit detects the failure.
前記第n故障検出部は、前記故障を検出すると、前記第n制御系統において、縮退動作が可能であるか否かを判断し、
前記縮退動作が可能な場合には、前記第n制御系統において縮退動作を行う、モータ駆動装置。 The motor driving device according to claim 1,
The n-th failure detection unit, when detecting the failure, determines whether or not a degenerate operation is possible in the n-th control system,
A motor drive device that performs a degeneracy operation in the n-th control system when the degeneration operation is possible.
前記モータは、3相同期モータであり、
前記第n故障検出部は、前記故障を検出すると、前記第n制御系統において、3相中2相が正常であるか否かを判断し、
3相中2相が正常である場合には、前記第n制御系統において、2相通電による縮退動作を行う、モータ駆動装置。 The motor drive device according to claim 2,
The motor is a three-phase synchronous motor;
The n-th failure detection unit, when detecting the failure, determines whether or not two phases out of three phases are normal in the n-th control system,
A motor drive device that performs a degeneration operation by two-phase energization in the n-th control system when two of the three phases are normal.
前記第n制御系統は、
前記第nインバータから前記第nコイル群への駆動電流の経路上に設けられた第n電流遮断部
をさらに有し、
前記第n故障検出部が前記故障を検出すると、前記第n電流遮断部において、少なくとも一部の経路の電流を遮断する、モータ駆動装置。 The motor drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein
The nth control system is:
An n-th current cut-off unit provided on a path of drive current from the n-th inverter to the n-th coil group;
When the n-th failure detecting unit detects the failure, the n-th current interrupting unit interrupts at least a part of the path current.
予め設定されたプログラムに基づいて演算処理を行う1つの演算装置を有し、
前記1つの演算装置は、前記第1電流指令値設定部から前記第N電流指令値設定部、前記第1制御部から前記第N制御部、および前記第1故障検出部から前記第N故障検出部の機能を実行する、モータ駆動装置。 The motor drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein
It has one arithmetic device that performs arithmetic processing based on a preset program,
The one arithmetic unit includes the first current command value setting unit to the Nth current command value setting unit, the first control unit to the Nth control unit, and the first failure detection unit to the Nth failure detection. A motor drive device that executes the function of the unit.
予め設定されたプログラムに基づいて演算処理を行う複数の演算装置を有し、
前記複数の演算装置は、それぞれ、1つの前記第n電流指令値設定部、1つの前記第n制御部、および1つの前記第n故障検出部の機能を実行する、モータ駆動装置。 The motor drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein
It has a plurality of arithmetic devices that perform arithmetic processing based on a preset program,
Each of the plurality of arithmetic devices is a motor drive device that executes the functions of one n-th current command value setting unit, one n-th control unit, and one n-th failure detection unit.
前記第nインバータは、第nシャント抵抗を有し、
前記第n故障検出部は、前記第nシャント抵抗に流れるシャント電流に基づいて、前記第nインバータまたは前記第nコイル群の故障を検出する、モータ駆動装置。 The motor drive device according to any one of claims 1 to 6, wherein
The nth inverter has an nth shunt resistor,
The n-th failure detection unit detects a failure of the n-th inverter or the n-th coil group based on a shunt current flowing through the n-th shunt resistor.
操舵によるトルクを検出するトルクセンサと、
請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載のモータ駆動装置と、
前記モータ駆動装置により駆動されるモータと、
を有し、
前記第n電流指令値設定部は、前記トルクセンサから入力されるトルク信号に応じた第n電流指令値を設定する、電動パワーステアリング装置。 An electric power steering device for assisting a driver's steering,
A torque sensor for detecting torque by steering;
The motor drive device according to any one of claims 1 to 7,
A motor driven by the motor driving device;
Have
The n-th current command value setting unit sets an n-th current command value according to a torque signal input from the torque sensor.
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