JP2019062623A - Motor driving control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、モータ駆動制御装置に関し、部品点数を低減し、コスト低減および重量の低減を図ることができる技術に関する。 The present invention relates to a motor drive control device, and relates to a technology capable of reducing the number of parts, cost and weight.
三相モータを電流フィードバック制御する場合、電流センサ等を用いて三相電流の検出を行い、その検出電流を指令電流に近付けるように制御を行う。三相全ての電流を検出しなくても、三相のうちの二相を検出、三相の和が零であることを利用して制御することも可能である。 When current feedback control of the three-phase motor is performed, detection of the three-phase current is performed using a current sensor or the like, and control is performed so that the detected current approaches the command current. It is also possible to detect two of the three phases and control using the fact that the sum of the three phases is zero, without detecting all three phase currents.
また、電流センサの異常検出をするために、通常二相の電流検出で足りているところをあえて三相全ての電流検出を行い、三相の和が零か否かで異常を検出することもある。
従来、三相の電流検出値の和が所定範囲から外れる場合に異常と判定する技術が提案されている(特許文献1)。
In addition, in order to detect an abnormality in the current sensor, it is possible to detect the current of all three phases by taking care of a part where the current detection of two phases is usually sufficient, and to detect an abnormality depending on whether the sum of three phases is zero or not. is there.
Conventionally, there has been proposed a technique for determining an abnormality when the sum of three-phase current detection values deviates from a predetermined range (Patent Document 1).
特許文献1では、三相の通電回路を二組備えた例を挙げており、その場合六個の電流センサが必要である。この特許文献1では、一つのモータに二つの通電回路(三相コイル)を備えたものを例に挙げているが、一組の通電回路を備えたモータを二つ使う場合でも六個の電流センサが必要である。
六個もの電流センサを使うのは、コスト、スペース、重量の観点から不利である。特に、大電流を扱う場合には、損失および安全性等の理由から、ホール式、CT式、ロゴスキーコイル方式等の非接触タイプの電流センサを用いることが多い。このため、コスト、スペースおよび重量において不利である。
Using as many as six current sensors is disadvantageous in terms of cost, space and weight. In particular, when handling large currents, non-contact type current sensors such as Hall type, CT type, Rogowski coil type are often used for reasons of loss and safety. This is disadvantageous in cost, space and weight.
この発明の目的は、部品点数を低減し、コスト低減、スペースおよび重量の低減を図ることができるモータ駆動制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a motor drive control device capable of reducing the number of parts, cost and space and weight.
この発明のモータ駆動制御装置22は、U相,V相,W相の三相の電極の系統を、一つの三相のモータ内に、または複数の三相のモータに渡って複数備えるモータ設備Msを制御するモータ駆動制御装置であって、
前記各系統の前記U相,V相,W相の相を流れる電流を検出する電流センサをすべての相に備え、これら電流センサが検出する電流によって前記各系統を個別に制御するモータ駆動制御部19を有し、
前記各系統の前記U相,V相,W相を流れる電流を検出する電流センサのうち1つを、二つの系統の中の各一相の電流を検出する共通化した電流センサとし、この共通化した電流センサが非接触式電流センサであることを特徴とする。
A motor
A motor drive control unit is provided with current sensors that detect currents flowing through the U-phase, V-phase, and W-phase of each system in all phases, and individually controls the systems by currents detected by these current sensors Have nineteen,
One of the current sensors for detecting the current flowing through the U phase, the V phase and the W phase of each system is a common current sensor for detecting the current of each phase in two systems, and this common Characterized in that the integrated current sensor is a non-contact current sensor.
この構成によると、モータ駆動制御部19は、各系統の各個別の相を流れる電流を検出する電流センサにより、各系統を個別に制御する。これら電流センサのうち、一つの電流センサは、二つの系統の中の各一相の電流を検出する共通化した電流センサであり、この共通化した電流センサが非接触式電流センサである。例えば、残りの相の電流センサは、個別に検出する電流センサである。モータ設備Msが、三相の電極の系統を二系統備える場合、各系統のU相,V相,W相のいずれか二つの相に個別の電流センサを使い、二つの系統のうち残った相に共通化した非接触式電流センサを通す。
According to this configuration, the motor
例えば、各電流センサの正常時には、モータ駆動制御部19は、各系統の個別の電流センサを用いて各系統を個別に制御し得る。電流センサが二つの系統で共通に使用されている場合は、単純に三相の和が出せないので、共通で使用している電流センサを使っている別の系統も含めて電流の総和を求めることで、電流センサの正常異常を判定し得る。前記のように、二つの系統の中の各一相の電流を共通の非接触式の電流センサを通すため、部品点数である電流センサの数を低減し、コスト低減、スペースおよび重量の低減を図ることができる。
For example, when each current sensor is normal, the motor
前記共通化した電流センサと残りの相の電流センサでそれぞれ検出した電流から、三相の電流の和が零であることを利用して、前記共通化した電流センサで検出した電流における、制御対象の系統に流れる電流を算出する電流検出部23を備えてもよい。この場合、モータ駆動制御部19は、電流検出部23で算出された電流を用いて各系統を個別に木目細かく制御することができる。
前記「零である」とは、電流センサの検出誤差を考慮した「零付近の範囲」を含む。以下の「零である」も、電流センサの検出誤差を考慮した「零付近の範囲」を含む。この「零付近の範囲」は、例えば、試験またはシミュレーション等から設定される。
A control target in the current detected by the common current sensor using the fact that the sum of three-phase currents is zero from the currents respectively detected by the common current sensor and the current sensors of the remaining phases The
The term "to be zero" includes a "range around zero" in which the detection error of the current sensor is taken into consideration. The following "being zero" also includes "a range near zero" in consideration of the detection error of the current sensor. The “near-zero range” is set, for example, from a test or simulation.
前記共通化した電流センサおよび前記残りの相の電流センサでそれぞれ検出した電流の総和が零になるとき、前記共通化した電流センサおよび前記残りの相の電流センサが正常と判定し、前記電流の総和が零にならないとき、前記共通化した電流センサおよび前記残りの相の電流センサのいずれか一方または両方が異常と判定する異常検出部24を有するものであってもよい。この場合、モータ駆動制御部19は、異常検出部24による判定結果を基に各系統を個別に制御し得る。
When the sum of the currents respectively detected by the common current sensor and the current sensors of the remaining phases becomes zero, the common current sensor and the current sensors of the remaining phases are determined to be normal, and When the sum does not become zero, the common current sensor and the remaining phase current sensor may have an
前記モータ駆動制御部19は、前記残りの相の電流センサで検出した電流のみ用いて前記各系統を個別に制御してもよい。この場合、制御系を簡素化し演算処理負荷の低減を図れる。
The motor
いずれかの電流センサが前記異常検出部24により異常と判定されるとき、前記モータ駆動制御部19は前記モータ6を駆動するための全ての系統に接続された通電回路16を停止させ、前記異常検出部24は、各電流センサで電流を検出して電流が零にならない電流センサを異常と判定してもよい。この場合、全ての系統に接続された通電回路16を一時的に停止させることで、異常な電流センサを簡易に判定することができる。
When any of the current sensors is determined to be abnormal by the
いずれかの電流センサが前記異常検出部24により異常と判定されるとき、前記モータ駆動制御部19は一つの系統に接続された通電回路16を停止させ、前記共通化した電流センサに一相分の電流のみ流れる状態として、前記異常検出部24は、電流が流れる系統について、前記共通化した電流センサおよび前記残りの相の電流センサでそれぞれ検出した電流の和が零になるか否かで異常となる電流センサを判定してもよい。この場合、電流が流れる系統を維持した状態で、換言すれば、モータ6の駆動を完全に止めることなく、異常となる電流センサを判定することができる。
When any one of the current sensors is determined to be abnormal by the
前記モータ駆動制御部19が一つの系統に接続された通電回路16を停止させたとき、前記異常検出部24は、停止させた前記系統について、前記残りの相の電流センサでそれぞれ検出した電流が零になるか否かで異常となる電流センサを判定してもよい。この場合にも、モータ6の駆動を完全に止めることなく、異常となる電流センサを判定することができる。
When the motor
いずれかの電流センサが前記異常検出部24により異常と判定されるとき、前記モータ駆動制御部19は一つの系統に接続された通電回路16を停止させ、前記異常検出部24は、電流が流れる系統について、前記共通化した電流センサおよび前記残りの相の電流センサでそれぞれ検出した電流の和が零になる系統があるとき、前記共通化した電流センサが正常であると判定してもよい。
When one of the current sensors is determined to be abnormal by the
前記モータ6の回転数を検出する回転数検出手段26を備え、前記異常検出部24は、前記回転数検出手段26で検出された回転数から定められた条件に従って逆起電圧を算出し、この逆起電圧が電源電圧を上回ってないときに異常検出を行ってもよい。
前記定められた条件は、設計等によって任意に定める条件であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切な条件を求めて定められる。
前記「回転数」は、単位時間当たりの回転数であり、「回転速度」と同義である。
この構成によると、算出された逆起電圧が電源電圧を上回ってないときに異常検出を行うことで、電流センサの異常検出を精度よく行うことができる。
逆起電圧が電源電圧を上回っている場合は、通電回路16を停止させても前記モータ6で発生した電力により前記モータ6から通電回路16経由でバッテリ18へ電流が流れてしまい、通電回路16を停止させた系統の電流が0にならないためである。
The rotational speed detection means 26 for detecting the rotational speed of the
The predetermined condition is a condition arbitrarily determined by design or the like, and is determined by, for example, finding an appropriate condition by either or both of a test and a simulation.
The "rotational speed" is a rotational speed per unit time, and is synonymous with "rotational speed".
According to this configuration, the abnormality detection of the current sensor can be performed with high accuracy by performing the abnormality detection when the calculated back electromotive force does not exceed the power supply voltage.
When the back electromotive force exceeds the power supply voltage, even if the
前記モータ設備Msが二つ以上のモータ6を備え、前記モータ駆動制御部19は、複数あるモータ6のうちの一部のモータ6の系統に接続された通電回路16を停止させたとき、通電回路16を停止していないモータ6の指令トルクに対し、通電回路16を停止させたモータ6の指令トルク分を増やすようにしてもよい。このように、停止させたモータ6の指令トルク分を増やすことで、所望のモータトルクを維持することができる。
When the motor equipment Ms includes two or
いずれか一つの系統の一つの相の電流を検出する電流センサが前記異常検出部24により異常と判定されるとき、前記モータ駆動制御部19は、前記一つの系統の他の相を検出する個別の電流センサ、または、別の系統の相の電流を検出する個別の電流センサおよび共通化した電流センサの和から、前記一つの系統に接続された通電回路16の共通化した電流センサに流れる相の電流を算出し、電流制御を行ってもよい。この場合、いずれか一つの系統の一つの相の電流を検出する電流センサが異常と判定されても、残りの電流センサにより電流制御を行うことができる。
When a current sensor that detects a current of one phase of any one system is determined to be abnormal by the
この発明のモータ駆動制御装置は、U相,V相,W相の三相の電極の系統を、一つの三相のモータ内に、または複数の三相のモータに渡って複数備えるモータ設備を制御するモータ駆動制御装置であって、前記各系統の前記U相,V相,W相の相を流れる電流を検出する電流センサをすべての相に備え、これら電流センサが検出する電流によって前記各系統を個別に制御するモータ駆動制御部を有し、前記各系統の前記U相,V相,W相を流れる電流を検出する電流センサのうち1つを、二つの系統の中の各一相の電流を検出する共通化した電流センサとし、この共通化した電流センサが非接触式電流センサであるため、部品点数を低減し、コスト低減、スペースおよび重量の低減を図ることができる。 The motor drive control device according to the present invention comprises a motor facility including a plurality of U-phase, V-phase and W-phase three-phase electrode systems in one three-phase motor or across a plurality of three-phase motors. A motor drive control device for controlling, comprising current sensors for detecting currents flowing through the U-phase, V-phase and W-phase of each system in all phases, each of which is detected by the current detected by the current sensors One of the current sensors for detecting the current flowing through the U-phase, V-phase and W-phase of each system, which has a motor drive control unit for individually controlling the system, is one phase of each of two systems. Since the common current sensor is a non-contact current sensor that detects the current of (1), the number of parts can be reduced, and the cost and space and weight can be reduced.
この発明の実施形態を図1ないし図6と共に説明する。
<この電気自動車の概念構成について>
図1は、この実施形態に係るモータ駆動制御装置を搭載した電気自動車を平面図で示す概念構成のブロック図である。この電気自動車は、車体1の左右の後輪となる車輪2が駆動輪とされ、左右の前輪となる車輪3が従動輪とされた4輪の自動車である。前輪となる車輪3は操舵輪とされている。駆動輪となる左右の車輪2,2は、それぞれ独立の走行用のモータ6により駆動される。各モータ6は、後述のインホイールモータ駆動装置IWMを構成する。各車輪2,3には、ブレーキが設けられている。また左右の前輪となる操舵輪である車輪3,3は、図示しない転舵機構を介して転舵可能であり、ハンドル等の操舵手段15により操舵される。
Embodiments of the invention will be described in conjunction with FIGS.
<About the conceptual composition of this electric car>
FIG. 1 is a block diagram of a conceptual configuration showing a plan view of an electric vehicle equipped with a motor drive control device according to this embodiment. This electric vehicle is a four-wheeled vehicle in which the
<インホイールモータ駆動装置IWMの概略構成について>
図2に示すように、モータ設備である左右のインホイールモータ駆動装置IWMは、それぞれ、モータ6、減速機7および車輪用軸受4を有し、これらの一部または全体が車輪内に配置される。モータ6の回転は、減速機7および車輪用軸受4を介して駆動輪である車輪2に伝達される。車輪用軸受4のハブ輪4aのフランジ部には前記ブレーキを構成するブレーキロータ5が固定され、同ブレーキロータ5は、車輪2と一体に回転する。
モータ6は、三相のモータであり、例えば、ロータ6aのコア部に永久磁石が内蔵された埋込磁石型同期モータである。このモータ6は、ハウジング8に固定したステータ6bと、回転出力軸9に取り付けたロータ6aとの間にラジアルギャップを設けたモータである。
<About schematic configuration of in-wheel motor drive device IWM>
As shown in FIG. 2, the left and right in-wheel motor drive devices IWM which are motor equipment respectively have a
The
<制御系について>
図3は、このモータ駆動制御装置22の制御系のブロック図である。モータ駆動制御装置22は、U相,V相,W相の三相の電極の系統を、複数(この例では二つ)の三相のモータ6に渡って複数備えるモータ設備Msを制御する。このモータ駆動制御装置22は、自動車全般の制御を行う電気制御ユニットであるECU14と、このECU14の指令に従って走行用の左右のモータ6の制御を行うインバータ装置13とを有する。ECU14は、電気自動車の場合、VCU(車両制御ユニット)とも称される。
<About control system>
FIG. 3 is a block diagram of a control system of the motor
インバータ装置13は、各モータ6に対してそれぞれ設けられたパワー回路部16,16と、これらパワー回路部16を制御するモータコントロール部17とを有する。モータコントロール部17は、各モータ6に対応するモータ駆動制御部19,19と、電流検出部23と、異常検出部24とを有する。モータコントロール部17は、このモータコントロール部17が持つインホイールモータ駆動装置IWMに関する各検出値および制御値等の各情報をECU14に出力する機能を有する。
The
パワー回路部16は、バッテリ18の直流電力をモータ6の駆動に用いる3相の交流電力に変換するインバータ16aと、このインバータ16aを駆動するゲートドライブ回路16bとを有する。インバータ16aは、U相,V相,W相の半導体スイッチング素子25で構成される。ゲートドライブ回路16bは、入力されたオンオフ指令を基に前記各半導体スイッチング素子25を駆動する。
The
モータコントロール部17は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成され、その基本となる制御部としてモータ駆動制御部19,19を有している。各モータ駆動制御部19は、各系統を個別に制御する。ECU14は、アクセル操作部20(図1)の出力するアクセル開度の信号(加速指令)と、ブレーキ操作部21(図1)の出力する減速指令とから、あるいは加速指令と減速指令と操舵手段15(図1)の出力する旋回指令とから、左右の後輪2,2(図1)のモータ6,6に与える加速・減速指令をトルク指令として生成し、各インバータ装置13へ出力する。
The
各モータ駆動制御部19は、上位制御手段であるECU14から与えられるトルク指令等(指令値)による加速・減速指令に従い、加速・減速指令を電流指令に変換する。モータ駆動制御部19は、インバータ16aからモータ6に流す電流を電流センサU1,V1,W,U2,V2から得て、指令値に対し検出される電流を追従させる電流フィードバック制御を行う。フィードバック制御により指令電圧を算出し、指令電圧をパルス幅変調信号にして、ゲートドライブ回路16bにオンオフ指令を与える。
Each motor
<電流センサについて>
電流センサは、各系統のU相,V相,W相の各個別の相を流れる電流を検出する。各系統の三相の電流を検出する電流センサのうち、一つ(この例ではW相)の電流センサWは、二つの系統の中の各一相の電流を検出する共通化した非接触式の電流センサである。残りの二つ(この例では、U相,V相)の電流センサU1,V1,U2,V2は、一つの系統毎に個別に検出する四個の非接触式の電流センサである。合計五個の電流センサが設けられている。
<About current sensor>
The current sensor detects the current flowing through each of the U phase, V phase, and W phase of each system. Of the current sensors that detect three-phase currents of each system, one (in this example, W-phase) current sensors W is a common noncontact type that detects the current of each one phase in two systems. Current sensor. The remaining two (in this example, U-phase and V-phase) current sensors U1, V1, U2, and V2 are four non-contact current sensors that individually detect one system. A total of five current sensors are provided.
車両駆動用のモータ設備Msには大電流が印加されるため、電流センサは、損失および安全性等の理由から、非接触式の電流センサが適用される場合が多い。この実施形態では、共通の電流センサW、個別の電流センサU1,V1,W,U2,V2共に非接触式の電流センサが適用されている。非接触式の電流センサとして、例えば、ホール式、CT式、ロゴスキーコイル方式等の非接触タイプの電流センサが適用される。モータ設備において、例えば、大電流が印加されず、損失を許容できかつ安全性を担保し得る条件を充足する場合には、個別の電流センサをシャント抵抗等を備えた接触式の電流センサとしてもよい。但し、共通化した電流センサは、測定すべき複数の導体(相)に流れる電流を一括して検出するため、非接触式の電流センサとしなければならない。 Since a large current is applied to the motor equipment Ms for driving the vehicle, the current sensor is often a non-contact current sensor for reasons such as loss and safety. In this embodiment, non-contact current sensors are applied to the common current sensor W and the individual current sensors U1, V1, W, U2, and V2. As a non-contact current sensor, for example, a non-contact current sensor such as a Hall sensor, a CT sensor, or a Rogowski coil sensor is applied. In a motor installation, for example, when a large current is not applied, and a condition in which losses can be tolerated and safety can be satisfied, individual current sensors may also be used as contact current sensors provided with a shunt resistor or the like. Good. However, the common current sensor must be a non-contact current sensor in order to collectively detect the currents flowing through the plurality of conductors (phases) to be measured.
電流検出部23は、共通の(共通化した)電流センサWと個別の電流センサU1,V1,U2,V2でそれぞれ検出した電流から、三相の電流の和が零であることを利用して、共通の電流センサWで検出した電流における、制御対象の系統に流れる電流を算出する。具体的には、以下の計算式から制御対象の系統に流れる電流を算出し得る。
iu1+iv1+iw+iu2+iv2=0(全モータ駆動中)
iu1+iv1+iw=0(第2のモータ62のみ停止)
iu2+iv2+iw=0(第1のモータ61のみ停止)
但し、iu1,iv1:第1のモータ61の系統における、U相,V相の個別の電流センサU1,V1の検出値、iu2,iv2:第2のモータ62の系統における、U相,V相の個別の電流センサU2,V2の検出値、iw:共通の電流センサWの検出値
The
iu1 + iv1 + iw + iu2 + iv2 = 0 (while all motors are driven)
iu1 + iv1 + iw = 0 (the second motor 6 2 only stop)
iu2 + iv2 + iw = 0 (first motor 6 1 only stop)
However, iu1, iv1: in the first motor 61 of the system, the detection value of the U-phase, separate current sensor V-phase U1, V1, iu2, iv2: in the second motor 6 2 strains, U-phase, Detection value of individual current sensor U2, V2 of V phase, iw: detection value of common current sensor W
異常検出部24は、共通の電流センサWおよび個別の電流センサU1,V1,U2,V2でそれぞれ検出した電流の総和が零になるとき、共通の電流センサWおよび個別の電流センサU1,V1,U2,V2が正常と判定し、前記電流の総和が零にならないとき、共通の電流センサWおよび個別の電流センサU1,V1,U2,V2のいずれか一方または両方が異常と判定する。
各モータ駆動制御部19は、全ての電流センサU1,V1,W,U2,V2が異常検出部24により正常と判定されるとき、個別の電流センサU1,V1,U2,V2で検出した電流のみ用いて各系統を個別に制御してもよい。この場合、制御系を簡素化して演算処理負荷の低減を図れる。
When the sum of currents respectively detected by the common current sensor W and the individual current sensors U1, V1, U2, V2 becomes zero, the
When each of the current sensors U1, V1, W, U2, and V2 is determined to be normal by the
ところで電流センサの異常は、例えば、Hi側に出力が固着またはショートする異常、またはLo側に出力が固着またはショートする異常、非通電時に出力が0Aでないオフセット異常等があるが、これらの異常検出方法の場合、電流センサの出力のゲインのずれ、中途半端な出力のずれ等が発生すると異常検出できない場合がある。そこで、これらの異常検出方法に加え、三相の電流の和が零であることを利用した異常検出を実施する。 By the way, there are abnormalities in the current sensor, for example, an abnormality in which the output is stuck or shorted on the Hi side, an abnormality in which the output is stuck or shorted on the Lo side, an offset abnormality in which the output is not 0A when deenergized, etc. In the case of the method, if a shift in the gain of the output of the current sensor, a shift in the halfway output, or the like occurs, the abnormality may not be detected in some cases. Therefore, in addition to these anomaly detection methods, anomaly detection is performed using the fact that the sum of three-phase currents is zero.
この実施形態のように、共通の電流センサWが使われている場合は、単純に三相の和が出せないので、共通の電流センサWを使っている別の通電回路も含めての和を求める必要がある。また、できるだけ異常な電流センサの判定をしたいため、例えば、全てのモータ61,62の出力を一度停止して個々のセンサ出力を検出したり、共通の電流センサWを使用している別の通電回路の出力を停止して異常検出を行う。
モータ61または62の駆動中の異常検出の例として、図4〜図6にフローチャートを示す。
As in this embodiment, when the common current sensor W is used, the sum of three phases can not simply be obtained, and therefore the sum including the other energizing circuit using the common current sensor W is You need to ask. Also, since you want to determine possible abnormal current sensor, for example, another for and detect the individual sensor output all of the
Examples of the abnormality detection in driving of the
<フローチャート>
図4は、このモータ駆動制御装置の異常検出方法を示すフローチャートである。図5、図6は、同フローチャートの一部を示すフローチャートである。以下図3も適宜参照しつつ説明する。全てのモータ61,62が駆動中に本処理を開始し、異常検出部24は、五個全ての電流センサU1,V1,W,U2,V2の和が0Aか否かを判定する(ステップa1)。電流センサU1,V1,W,U2,V2の総和が0Aのとき(ステップa1:Yes)、異常検出部24は、全ての電流センサU1,V1,W,U2,V2を正常と判定し、各モータ駆動制御部19は、この判定結果を基に制御し(ステップa2)、本処理を終了する。
<Flow chart>
FIG. 4 is a flowchart showing a method of detecting an abnormality in the motor drive control device. 5 and 6 are flowcharts showing a part of the flowchart. The following description will be given with reference to FIG. 3 as appropriate. All
電流センサU1,V1,W,U2,V2の総和が0Aでないとき(ステップa1:No)、異常検出部24はいずれかの電流センサが異常と判定し、各モータ駆動制御部19は、第1,第2のモータ61,62を駆動するための全ての系統に接続されたパワー回路部(通電回路)16を停止させ、全てのモータ出力を停止する(ステップa3)。次に、異常検出部24は、各電流センサで電流を検出して各センサ出力が0Aか否かを判定する(ステップa4)。異常検出部24は、センサ出力が0Aにならない(ステップa4:No)電流センサを異常と判定する(ステップa5)。その後ステップa2に移行する。ステップa2における、電流センサの異常時の制御継続方法は後述する。
When the sum of the current sensors U1, V1, W, U2, and V2 is not 0 A (step a1: No), the
全ての電流センサのセンサ出力が0Aであると判定されたとき(ステップa4:Yes)、モータ駆動制御部19は、第1のモータ61の系統にのみ電流が流れる状態とし(ステップa6)、異常検出部24は、電流が流れる第1のモータ61の系統について、共通の電流センサWおよび個別の電流センサU1,V1でそれぞれ検出した電流の和が0Aになるか否かを判定する(ステップa7)。
When the sensor outputs of all of the current sensor is determined to be 0A (Step a4: Yes), the motor
前記電流の和が0Aになるとの判定で(ステップa7:Yes)、モータ駆動制御部19は、第2のモータ62の系統にのみ電流が流れる状態とし(ステップa8)、異常検出部24は、電流が流れる第2のモータ62の系統について、共通の電流センサWおよび個別の電流センサU2,V2でそれぞれ検出した電流の和が0Aになるか否かを判定する(ステップa9)。前記電流の和が0Aになるとの判定で(ステップa9:Yes)、ステップa1に戻る。前記電流の和が0Aにならないとの判定で(ステップa9:No)、異常検出部24は、第2のモータ62の系統のU相,V相の電流を検出する電流センサU2,V2の少なくとも一つが異常と判定する(ステップa10)。その後ステップa2に移行する。
In the determination of the sum of the current becomes 0A (step a7: Yes), the motor
ステップa7において、電流が流れる第1のモータ61の系統について、共通の電流センサWおよび個別の電流センサU1,V1でそれぞれ検出した電流の和が0Aにならないとの判定で(ステップa7:No)、モータ駆動制御部19は、第2のモータ62の系統にのみ電流が流れる状態とする(ステップa11)。次に、異常検出部24は、電流が流れる第2のモータ62の系統について、共通の電流センサWおよび個別の電流センサU2,V2でそれぞれ検出した電流の和が0Aになるか否かを判定する(ステップa12)。
In step a7, the first motor 61 of the system in which current flows, in the determination of the sum of the current detected respectively by a common current sensors W and individual current sensors U1, V1 does not become 0A (Step a7: No ), the motor
前記電流の和が0Aになるとの判定で(ステップa12:Yes)、異常検出部24は、第1のモータ61の系統のU相,V相の電流を検出する電流センサU1,V1の少なくとも一つが異常と判定する(ステップa13)。その後ステップa2に移行する。前記電流の和が0Aにならないとき(ステップa12:No)、異常検出部24は、各モータ61,62のいずれかの電流センサを異常と判定するが異常な電流センサの判定はできない(ステップa14)。その後ステップa2に移行する。
In the determination of the sum of the current becomes 0A (Step a12: Yes), the
以上説明したフローチャートでは、全てのモータ出力を停止して異常検出する方法、および検出したいモータとは別のモータ出力を停止して異常検出する方法を記載しているが、検出する順番は逆でも問題ないし、異常箇所が判定できればいずれか一方でもよい。またこの方法とは別に、Hi側異常検出、Lo側異常検出などで判定できる異常は判定すべきである。 Although the flowchart described above describes a method of stopping all motor outputs to detect abnormality and a method of stopping motor outputs other than the motor to be detected to detect abnormalities, the order of detection may be reversed. If there is no problem or an abnormal part can be determined, either one may be used. Further, separately from this method, an abnormality that can be determined by Hi side abnormality detection, Lo side abnormality detection or the like should be determined.
表1に、この実施形態に係る、二個のモータ61,62で五個の電流センサU1,V1,W,U2,V2の場合の異常時の制御継続方法を示す。この制御継続方法は、後述する図7〜図9の実施形態についても同様である。なお異常な電流センサの判定ができない場合、電流制御を継続することができない。
<作用効果について>
以上説明したモータ駆動制御装置22によれば、電流センサが二つの系統の互いに同じ相に共通に使用されている場合は、単純に三相の和が出せないので、共通で使用している電流センサを使っている別の系統も含めて電流の総和を求めることで、電流センサの正常異常を判定し得る。前記のように、二つの系統の中の各一相の電流を共通で検出する非接触式の電流センサを通すため、部品点数である電流センサの数を低減し、コスト低減、スペースおよび重量の低減を図ることができる。
<About effect>
According to the motor
<他の実施形態について>
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
<Other Embodiments>
In the following description, the portions corresponding to the items described in advance in each embodiment are denoted by the same reference numerals, and the redundant description will be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in the preceding embodiment unless otherwise stated. The same function and effect can be obtained from the same configuration. Not only the combination of the portions specifically described in the embodiments but also the embodiments may be partially combined if any problem does not occur in the combination.
図7〜図9は、前述の実施形態と同様に、第1,第2のモータ61,62で五個の電流センサU1,V1,W,U2,V2の場合に、なるべくモータ出力を止めないように異常検出した場合のフローチャートである。図3も適宜参照しつつ説明する。
全てのモータ61,62が駆動中に本処理を開始し、異常検出部24は、五個全ての電流センサU1,V1,W,U2,V2の和が0Aか否かを判定する(ステップb1)。電流センサの総和が0Aのとき(ステップb1:Yes)、異常検出部24は、全ての電流センサを正常と判定し、各モータ駆動制御部19は、この判定結果を基に制御し(ステップb2)、本処理を終了する。
7-9, like the embodiment described above, first, when the second motor 6 and 62 after five pieces of current sensors U1, V1, W, U2, V2, as much as possible motor output It is a flowchart at the time of detecting abnormality so that it might not stop. FIG. 3 will also be described with appropriate reference.
All
電流センサの総和が0Aでないとき(ステップb1:No)、モータ駆動制御部19は、第2のモータ62を駆動する系統に接続されたパワー回路部(通電回路)16を停止させ、第2のモータ出力のみ停止する(ステップb3)。次に、異常検出部24は、通電停止させた系統のU2,V2の個別の電流センサの出力が0Aになるか否かを判定する(ステップb4)。否との判定で(ステップb4:No)、異常検出部24は、U2,V2の個別の電流センサのうち、センサ出力が0Aにならない電流センサを異常と判定する(ステップb5)。その後ステップb2に移行する。
The sum of the current sensor not equal 0A (Step b1: No), the motor
U2,V2の個別の電流センサの出力が0Aになるとき(ステップb4:Yes)、異常検出部24は、電流が流れる第1のモータ61の系統について、共通の電流センサWおよびU1,V1の個別の電流センサでそれぞれ検出した電流の和が0Aになるか否かを判定する(ステップb6)。前記電流の和が0Aになるとの判定で(ステップb6:Yes)、モータ駆動制御部19は、第2のモータ62の系統にのみ電流が流れる状態とし(ステップb7)、異常検出部24は、電流が流れていない第1のモータ61の系統について、U1,V1の個別の電流センサの出力が0Aになるか否かを判定する(ステップb8)。
U2, when the output of the individual current sensor V2 becomes 0A (Step b4: Yes), the
否との判定で(ステップb8:No)、異常検出部24は、U1,V1の個別の電流センサのうち、センサ出力が0Aにならない電流センサを異常と判定する(ステップb9)。その後ステップb2に移行する。
U1,V1の個別の電流センサの出力が0Aになるとき(ステップb8:Yes)、異常検出部24は、電流が流れる第2のモータ62の系統について、共通の電流センサWおよびU2,V2の個別の電流センサでそれぞれ検出した電流の和が0Aになるか否かを判定する(ステップb10)。
In the determination of no (step b8: No), the
U1, when the output of the individual current sensor V1 becomes 0A (Step b8: Yes), the
前記電流の和が0Aになるとの判定で(ステップb10:Yes)、ステップb1に戻る。前記電流の和が0Aにならないとの判定で(ステップb10:No)、異常検出部24は、電流センサU2,V2の少なくとも一つが異常と判定する(ステップb11)。その後ステップb2に移行する。
If it is determined that the sum of the currents becomes 0 A (step b10: Yes), the process returns to step b1. If it is determined that the sum of the currents does not become 0 A (step b10: No), the
ステップb6において、第1のモータ61の系統について、電流の和が0Aにならないとの判定で(ステップb6:No)、モータ駆動制御部19は、第2のモータ62の系統にのみ電流が流れる状態とし(ステップb12)、異常検出部24は、電流が流れていない第1のモータ61の系統について、U1,V1の個別の電流センサの出力が0Aになるか否かを判定する(ステップb13)。
In step b6, the first motor 61 of the system, the determination of the sum of the currents does not become 0A (Step b6: No), the motor
否との判定で(ステップb13:No)、異常検出部24は、U1,V1の個別の電流センサのうち、センサ出力が0Aにならない電流センサを異常と判定する(ステップb14)。その後ステップb2に移行する。
U1,V1の個別の電流センサの出力が0Aになるとき(ステップb13:Yes)、異常検出部24は、電流が流れる第2のモータ62の系統について、共通の電流センサWおよびU2,V2の個別の電流センサでそれぞれ検出した電流の和が0Aになるか否かを判定する(ステップb15)。
In the determination of no (step b13: No), the
U1, when the output of the individual current sensor V1 becomes 0A (Step b13: Yes), the
前記電流の和が0Aになるとの判定で(ステップb15:Yes)、異常検出部24は、電流センサU1,V1の少なくとも一つが異常と判定する(ステップb16)。その後ステップb2に移行する。前記電流の和が0Aにならないとき(ステップb15:No)、異常検出部24は、各モータ61,62のいずれかの電流センサを異常と判定するが異常な電流センサの判定はできない(ステップb17)。その後ステップb2に移行する。
If it is determined that the sum of the currents becomes 0 A (step b15: Yes), the
この図7〜図9のフローチャートによれば、モータ61,62の駆動を完全に止めることなく、異常検出を行うことができる。したがって、異常検出時に、運転者が違和感を感じることを回避することが可能となる。
図4〜図6または図7〜図9のフローチャートにおいて、モータ61,62を片側ずつ停止して異常検出する際に、駆動トルクが減らないように、駆動を続けるモータのトルクをその分多くしてもよい。つまり、モータ駆動制御部19は、一つのモータの系統に接続されたパワー回路部16を停止させたとき、パワー回路部16を停止していないモータの指令トルクに対し、パワー回路部16を停止させたモータの指令トルク分を増やすようにしてもよい。このように、停止させたモータの指令トルク分を増やすことで、所望のモータトルクを維持することができる。
According to the flowchart of FIGS. 7-9, the
In the flowchart of FIGS. 4 to 6 or 7 to 9, when the abnormality detection to stop the
図10に示すように、三個のモータ61,62,63で電流センサを七個(うち、二個は共通の電流センサ)使用してもよい。この場合、第1,第2のモータ61,62の二つの系統の互いに同じ相(この例ではW相)に共通の非接触式の電流センサW1/W2を通し、第2,第3のモータ62,623二つの系統の互いに同じ相(この例ではU相)に共通の非接触式の電流センサU2/U3を通し、残りの各系統の相には、個別の電流センサU1,V1,V2,V3,W3を通している。この例では、二つの系統の互いに同じ相に共通の非接触式の電流センサを使用しているが、同じ相でなくてもよい。
As shown in FIG. 10, three
図11〜図13は、この三個のモータ61,62,63で電流センサを七個使用した場合のモータ駆動制御装置の異常検出方法を示すフローチャートである。図10等も適宜参照しつつ説明する。全てのモータ61,62,63が駆動中に本処理を開始し、異常検出部24(図3)は、七個全ての電流センサの和が0Aか否かを判定する(ステップc1)。電流センサの総和が0Aのとき(ステップc1:Yes)、異常検出部24(図3)は、全ての電流センサを正常と判定し、各モータ駆動制御部19(図3)は、この判定結果を基に制御し(ステップc2)、本処理を終了する。
11 to 13 are flowcharts illustrating a method for detecting abnormality the three
電流センサの総和が0Aでないとき(ステップc1:No)、異常検出部19(図3)はいずれかの電流センサが異常と判定し、各モータ駆動制御部19(図3)は、第1,第2および第3のモータ61,62,63を駆動するための全ての系統に接続された通電回路を停止させ、全てのモータ出力を停止する(ステップc3)。次に、異常検出部は、各電流センサで電流を検出して各センサ出力が0Aか否かを判定する(ステップc4)。異常検出部は、センサ出力が0Aにならない(ステップc4:No)電流センサを異常と判定する(ステップc5)。その後ステップc2に移行する。ステップc2における、電流センサの異常時の制御継続方法は後述する。
When the sum of the current sensors is not 0 A (step c1: No), the abnormality detection unit 19 (FIG. 3) determines that any current sensor is abnormal, and each motor drive control unit 19 (FIG. 3) the energizing circuit which is connected to all of the system for driving the second and
全ての電流センサのセンサ出力が0Aであるとき、(ステップc4:Yes)、モータ駆動制御部は、第1,第3のモータ61,63の系統に電流が流れる状態とし(ステップc6)、異常検出部は、第1のモータ61の系統におけるU1,V1の個別の電流センサとW1/W2の共通の電流センサでそれぞれ検出した電流の和が0Aになるか否かを判定する(ステップc7)。
When the sensor outputs of all of the current sensor is 0A, (Step c4: Yes), the motor drive control unit includes a state in which the first, current flows through the
前記電流の和が0Aになるとの判定で(ステップc7:Yes)、異常検出部は、第3のモータ63の系統におけるU3,W3の個別の電流センサとU2/U3の共通の電流センサでそれぞれ検出した電流の和が0Aになるか否かを判定する(ステップc8)。 In the determination of the sum of the current becomes 0A (step c7: Yes), the abnormality detection unit, a common current sensor of the third motor 6 U3 in 3 strains, W3 individual current sensor and U2 / U3 It is determined whether the sum of each detected current is 0 A (step c8).
前記電流の和が0Aになるとの判定で(ステップc8:Yes)、モータ駆動制御部は、第2のモータ62の系統にのみ電流が流れる状態とし(ステップc9)、異常検出部は、電流が流れる第2のモータの系統62について、V2の個別の電流センサ、W1/W2、U2/U3の共通の電流センサでそれぞれ検出した電流の和が0Aになるか否かを判定する(ステップc10)。前記電流の和が0Aになるとの判定で(ステップc10:Yes)、ステップc1に戻る。前記電流の和が0Aにならないとの判定で(ステップc10:No)、異常検出部は、V2の個別の電流センサが異常と判定する(ステップc11)。その後ステップc2に移行する。
In the determination of the sum of the current becomes 0A (Step c8: Yes), the motor drive control unit includes a state in which a current flows only in the
ステップc8において、電流の和が0Aにならないとき(ステップc8:No)、モータ駆動制御部は、第2のモータ62の系統にのみ電流が流れる状態とし(ステップc12)、異常検出部は、電流が流れる第2のモータ62の系統について、V2の個別の電流センサ、W1/W2、U2/U3の共通の電流センサでそれぞれ検出した電流の和が0Aになるか否かを判定する(ステップc13)。
In step c8, when the sum of the currents does not become 0A (Step c8: No), motor drive control section, a state in which a current flows only in the
前記電流の和が0Aになるとの判定で(ステップc13:Yes)、異常検出部は、V3,W3の個別の電流センサの少なくともいずれか一方が異常と判定する(ステップc14)。その後ステップc2に移行する。前記電流の和が0Aにならないとき(ステップc13:No)、異常検出部は、第2,第3のモータ62,63の電流センサで異常はあるが、判定はできない(ステップc15)。その後ステップc2に移行する。
If it is determined that the sum of the currents becomes 0 A (step c13: Yes), the abnormality detection unit determines that at least one of the V3 and W3 individual current sensors is abnormal (step c14). Thereafter, the process proceeds to step c2. When the sum of the currents does not become 0A (Step c13: No), the abnormality detection unit, a second, but in abnormal third current sensor of the
ステップc7において、電流の和が0Aにならないとき(ステップc7:No)、異常検出部は、第3のモータ63の系統におけるU3,W3の個別の電流センサとU2/U3の共通の電流センサでそれぞれ検出した電流の和が0Aになるか否かを判定する(ステップc16)。前記電流の和が0Aになるとき(ステップc16:Yes)、モータ駆動制御部は、第2のモータ62の系統にのみ電流が流れる状態とし(ステップc17)、異常検出部は、第2のモータ62の系統について、V2の個別の電流センサ、W1/W2、U2/U3の共通の電流センサでそれぞれ検出した電流の和が0Aになるか否かを判定する(ステップc18)。 In step c7, when a sum of the currents does not become 0A (step c7: No), the abnormality detection unit, a common current sensor of the third motor 6 U3 in 3 strains, W3 individual current sensor and U2 / U3 At step c16, it is determined whether the sum of the currents respectively detected is 0A. When the sum of the current becomes 0A (Step c16: Yes), the motor drive control unit includes a state in which a current flows only in the second motor 6 2 strains (Step c17), the abnormality detection unit, the second the system of the motor 6 2, separate current sensor V2, determines whether the sum of the current detected respectively become 0A a common current sensor W1 / W2, U2 / U3 (step c18).
前記電流の和が0Aになるとき(ステップc18:Yes)、異常検出部は、U1,V1の個別の電流センサの少なくともいずれか一方が異常と判定する(ステップc19)。その後ステップc2に移行する。前記電流の和が0Aにならないとき(ステップc18:No)、異常検出部は、第1,第2のモータ61,62の電流センサで異常はあるが、判定はできない(ステップc20)。その後ステップc2に移行する。
When the sum of the currents becomes 0 A (step c18: Yes), the abnormality detection unit determines that at least one of the individual current sensors U1 and V1 is abnormal (step c19). Thereafter, the process proceeds to step c2. When the sum of the currents does not become 0A (Step c18: No), the abnormality detection unit, first, although abnormalities
ステップc16において、電流の和が0Aにならないとき(ステップc16:No)、モータ駆動制御部は、第2のモータ62の系統にのみ電流が流れる状態とし(ステップc21)、異常検出部は、第2のモータ62の系統について、V2の個別の電流センサ、W1/W2、U2/U3の共通の電流センサでそれぞれ検出した電流の和が0Aになるか否かを判定する(ステップc22)。 In step c16, when the sum of the currents does not become 0A (Step c16: No), motor drive control section, a state in which a current flows only in the second motor 6 2 strains (Step c21), the abnormality detection unit, a second motor 6 2 strains, the individual current sensor V2, determines whether the sum of the current detected respectively become 0A a common current sensor W1 / W2, U2 / U3 (step c22) .
前記電流の和が0Aになるとき(ステップc22:Yes)、異常検出部は、U1,V1の個別の電流センサの少なくともいずれか一つと、V3,W3の個別の電流センサの少なくともいずれか一つを異常と判定する(ステップc23)。その後ステップc2に移行する。前記電流の和が0Aにならないとき(ステップc22:No)、第1,第2,第3のモータ61,62,63の電流センサで異常はあるが、判定はできない(ステップc24)。その後ステップc2に移行する。
When the sum of the currents becomes 0 A (step c22: Yes), the abnormality detection unit detects at least one of U1 and V1 individual current sensors and at least one of V3 and W3 individual current sensors. Is determined to be abnormal (step c23). Thereafter, the process proceeds to step c2. When the sum of the currents does not become 0A (Step c22: No), the first, second,
表2に、この実施形態に係る、三個のモータで七個の電流センサの場合の異常時の制御継続方法を示す。なお異常な電流センサの判定ができない場合、電流制御を継続することができない。
図14に示すように、一つの三相のモータ6内に、U相,V相,W相の三相の電極の系統を複数系統(この例では二系統)備えてもよい。
個別の電流センサは、例えば、シャント抵抗を備えた接触式の電流センサであってもよい。
モータ駆動装置は、インホイールモータ形式以外に車体をモータに設置した2モータオンボード形式としてもよい。
いずれかの実施形態のモータ駆動制御装置を、内燃機関と車両駆動用モータとを備えたハイブリッド車、電動パワーステアリング装置、電車、ロボット等に適用することも可能である。
As shown in FIG. 14, a plurality of systems (two systems in this example) of U-phase, V-phase, and W-phase three-phase electrodes may be provided in one three-
The individual current sensors may be, for example, contact current sensors with shunt resistors.
The motor drive device may be a two-motor on-board type in which the vehicle body is installed in the motor other than the in-wheel motor type.
It is also possible to apply the motor drive control device according to any one of the embodiments to a hybrid vehicle including an internal combustion engine and a vehicle drive motor, an electric power steering device, a train, a robot or the like.
図3に示すように、モータ61,62の回転数を検出する回転数検出手段26を備え、異常検出部24は、回転数検出手段26で検出された回転数から定められた条件に従って逆起電圧を算出し、この逆起電圧が電源電圧を上回ってないときに異常検出を行ってもよい。前記回転数は、例えば、モータ61,62の回転角度を微分する等して求めることができる。この構成によると、算出された逆起電圧が電源電圧を上回ってないときに異常検出を行うことで、電流センサの異常検出を精度よく行うことができる。
As shown in FIG. 3, it comprises a rotation
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated based on embodiment, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is indicated not by the above description but by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.
6…モータ
16…パワー回路部(通電回路)
22…モータ駆動制御装置
23…電流検出部
24…異常検出部
26…回転数検出手段
U1,V1,W,U2,V2…電流センサ
6 ...
22 ... motor
Claims (11)
前記各系統の前記U相,V相,W相を流れる電流を検出する電流センサをすべての相に備え、これら電流センサが検出する電流によって前記各系統を個別に制御するモータ駆動制御部を有し、
前記各系統の前記U相,V相,W相を流れる電流を検出する電流センサのうち1つを、二つの系統の中の各一相の電流を検出する共通化した電流センサとし、この共通化した電流センサが非接触式電流センサであることを特徴とするモータ駆動制御装置。 A motor drive control device for controlling a motor facility including a plurality of U-phase, V-phase, and W-phase three-phase electrode systems in one three-phase motor or a plurality of three-phase motors. ,
Current sensors for detecting the current flowing through the U phase, V phase and W phase of each system are provided in all phases, and there is a motor drive control unit for individually controlling each system by the current detected by these current sensors. And
One of the current sensors for detecting the current flowing through the U phase, the V phase and the W phase of each system is a common current sensor for detecting the current of each phase in two systems, and this common A motor drive control apparatus characterized in that the integrated current sensor is a non-contact current sensor.
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